散热底座冲压模具设计Word格式.docx
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目录
第一章绪论1
1.1我国模具行业的发展方向和前景1
1.2冲压加工的特点1
1.3冲压模具的种类2
1.4课题意义4
第二章冲压工艺性分析及冲压方案的确定6
2.1冲裁件的工艺性分析7
2.2确定冲压工艺方案7
第三章排样设计及计算11
3.1毛坯尺寸计算12
3.2排样与定距设计13
3.3确定搭边值13
3.4确定条料宽度计算利用率13
第四章冲裁力的计算及确定压力中心14
4.1冲裁力的计算14
4.2确定压力中心15
第五章冲裁工艺计算16
5.1选择双面间隙16
5.2冲裁模刃口尺寸计算原则16
5.3冲孔和落料刃口尺寸计算17
第六章各零件结构尺寸18
6.1凹模的设计18
6.2凸模设计18
6.3凸模凹模的材料选定19
6.4凸模固定垫板的设计19
6.5卸料部分的设计19
6.5.1卸料装置20
6.5.2推件和顶件装置20
6.5.3橡胶的选用21
6.6定位部分的设计22
6.7模架、模座和导柱导套23
6.7.1模架类型24
6.7.2模座25
6.7.3导柱与导套的选用26
结论30
参考文献31
致谢32
第一章绪论
1.1我国模具行业的发展方向和前景
模具工业是国民经济的重要基础工业之一。
模具是工业生产中的基础工艺装备,是一种高附加值的高精密集型产品,也是高新技术产业化的重要领域,其技术水平的高低已经成为衡量一个国家制造业水平的重要标志。
随着电子、信息等高新技术的不断发展,模具技术的发展呈现以下趋势。
1.模具CAD/CAE/CAM正向集成化、三维化、智能化和网络化方向发展2.模具制造向精密、高效、复合和多功能方向发展。
3.快速经济制模技术得到应用。
4.特种加工技术有了进一步的发展。
5.模具自动加工系统的研制和发展。
6.模具材料及表面处理技术发展迅速。
7.模具工业新工艺、新理念和新模式逐步得到了认同。
在专用模锻设备上利用模具使毛坯成型而获得锻件的锻造方法。
此方法生产的锻件尺寸精确,加工余量较小,结构也比较复杂生产率高。
1.2冲压加工的特点
冲压是利用安装在冲压设备上的模具对材料施加压力,使其产生分离或塑性变形,从而获得所需零件(俗称冲压或冲压件)的一种压力加工方法。
冲压通常是在常温下对材料进行冷变形加工,且主要采用板料来加工成所需零件,所以也叫冷冲压或板料冲压。
冲压所使用的模具称为冲压模具,简称冲模。
冲模是将材料(金属或非金属)批量加工成所需冲件的专用工具。
冲模在冲压中至关重要,没有符合要求的冲模,批量冲压生产就难以进行;
没有先进的冲模,先进的冲压工艺就无法实现。
冲压工艺与模具、冲压设备和冲压材料构成冲压加工的三要素,只有它们相互结合才能得出冲压件。
冲压在现代工业生产中,尤其是大批量生产中应用十分广泛。
相当多的工业部门越来越多地采用冲压法加工产品零部件,如汽车、农机、仪器、仪表、电子、航空、航天、家电及轻工等行业。
在这些工业部门中,冲压件所占的比重都相当的大,少则60%以上,多则90%以上。
不少过去用锻造、铸造和切削加工方法制造的零件,现在大多数也被质量轻、刚度好的冲压件所代替。
因此可以说,如果生产中采用冲压工艺,许多工业部门就必须要提高生产效率和产品质量、降低生产成本、快速进行产品更新换代。
与其它方法相比,冲压加工无论在技术方面还是经济方面都具有许多独特的优点:
(1)冲压加工的生产效率高,且操作方便,易于实现机械化与自动化。
(2)冲压时由于模具保证了冲压件的尺寸与形状精度,且一般不破坏冲压件的表面质量,而模具的寿命一般较长,所以冲压的质量稳定,互换性好,具有“一模一样”的特征。
(3)冲压可加工出尺寸范围较大、形状较复杂的零件,如小到钟表的秒表,大到汽车纵梁、覆盖件等,加上冲压时材料的冷变形硬化效应,冲压的强度和刚度均较高。
(4)冲压一般没有切屑碎料生成,材料的消耗较少,且不需其它加热设备,因而是一种省料,节能的加工方法,冲压件的成本较低。
但是,冲压加工所使用的模具一般具有专用性,有时一个复杂零件需要数套模具才能加工成形,且模具制造的精度高,技术要求高,是技术密集形产品。
所以,只有在冲压件生产批量较大的情况下,冲压加工的优点才能充分体现,从而获得较好的经济效益。
1.3冲压模具的种类
冲压模具的形式很多,一般可按以下几个主要特征进行分类。
根据工艺性质分类
(1)冲裁模沿封闭或敞开的轮廓线使材料产生分离的模具。
如落料模、冲孔模、切断模、切口模、切边模、剖切模等。
(2)弯曲模使板料毛坯或其他坯料沿着直线(弯曲线)产生弯曲变形,从而获得一定角度和形状的工件的模具。
(3)拉深模是把板料毛坯制成开口空心件,或使空心件进一步改变形状和尺寸的模具。
(4)成形模是将毛坯或半成品工件按图凸、凹模的形状直接复制成形,而材料本身仅产生局部塑性变形的模具。
如胀形模、缩口模、扩口模、起伏成形模、翻边模、整形模等。
根据工序组合程度分类
(1)工序模在压力机的一次行程中,只完成一道冲压工序的模具。
(2)复合模只有一个工位,在压力机的一次行程中,在同一工位上同时完成两道或两道以上冲压工序的模具。
(3)级进模在毛坯的送进方向上,具有两个或更多的工位,在压力机的一次行程中,在不同的工位上逐次完成两道或两道以上冲压工序的模具。
1.4课题意义
在传统冲压模具设计中,设计周期长,一般要二到三个月的时间;
设计成本高,需要往返数次制模,修模;
产品质量不能保证。
本文以散热底座零件的冲压模具设计为例,运用三维软件设计制作,不但保证了模具的精确性,而且结构也简单,使设计者可以节约时间,集中精力拆模做凸凹模;
运用CAE分析功能,对冲压过程进行模拟分析,运用专家模架系统,根据设计参数直接选取标准模架,构造模具三维实体。
这样设计出来的模具具有更高的质量,更大的准确性。
现代的模具设计在计算机的平台上,运用CAD/CAE/CAM等软件,使现代模具设计具有了高质量,高效率,低成本等特点。
第2章冲压工艺性分析及冲压方案的确定
2.1冲裁件的工艺性分析
1.对弯曲制件
由工件图可见,该弯曲件外形简单,精度要求不高,工件厚度4㎜。
此工件可用一次模弯曲,定位较为容易,且定位精度易保证。
2.对制件材料
材料为201不锈钢,其抗剪强度为275-392MPa,抗拉强度为353-500MPa,屈服强度为245MPa,弹性模量为206×
103MPa.
3.模具的工艺分析:
在压力机滑块一次行程弯曲制成工件。
该模具属于弯曲、冲孔复合冲压,操作安全、不易于自动化,包括自动送料、自动出件、自动叠片,工件和废料均往下漏,因而不易采用高速压力机生产,冲压精度高,生产效率一般。
2.2确定冲压工艺方案
该工件有落料,冲孔和弯曲几个工序,材料201不锈钢,在弯曲时应有一定的凸凹模间隙.工件的尺寸全部为自由公差,可看作IT14级,尺寸精度较低,普通弯曲就能满足要求.
冲压方案的确定
该工件包括切断和弯曲两个工序,可以有以下几种方案:
方案一:
先切断,后弯曲.采用单工序模生产;
方案二:
落料冲孔--弯曲复合冲压,采用复合模生产;
方案一模具结构简单,但需要两道工序两副模具,生产效率低,难以满足该工件大批量生产要求;
方案二需一副模具,生产效率高,尽管模具结构较方案一复杂,但由于零件几何形状简单,模具制造并不困难.通过对上述方案的分析比较,该工件的冲压生产采用方案二为佳。
第3章排样设计及计算
3.1毛坯尺寸计算
运用UG软件对散热底座零件进行工程图的绘制,工程图如图3.1所示下:
工件弯曲半径r>
0.5t,故坯料展开尺寸公式为:
LZ=L直1+L直2+L直3。
查表3.4.1,当r/t=4,x=0.63。
L直1=384-r-t=384-4-2=376mm,
L直2=384-2t-2r=384-8-4=372mm,
L弯1=∏α/180(r+xt)=3.14×
90(4+0.63×
1.5)/180=16.3734mm。
故LZ=376+29+11.5+16.6734=433.1734mm。
3.2排样与定距设计
冲压件在板料、条料或带料上的布置为排样。
排样是否合理,直接影响到材料的利用率、模具结构与寿命及生产操作方式与安全,既排样是设计模具的一个标准。
分析工
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