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目录
摘要................Ⅰ
ABSTRACTⅡ
第1章绪论1
1.1模具及其在国民经济发展中的应用1
1.2冷冲压的特点及其在生产中的地位1
1.2.1特点1
1.2.2地位2
1.3国内外情况及发展方向2
1.3.1国外情况2
1.3.2国内情况2
1.4冲压模具专业化程度分布状况及技术发展重点3
1.5未来冲压模具制造技术发展趋势4
1.6本次设计的意义5
第2章零件的工艺性分析6
2.1材料分析6
2.2工件的冲压工艺分析6
2.2.1内容及概念7
2.2.2冲压加工的经济性分析8
2.2.3对本工件的分析8
第3章排样图设计10
3.1材料利用率10
3.2排样方法10
3.3弯曲部分尺寸计算11
3.4排样112
3.5排样214
3.6排样314
3.7确定排样方案15
第4章计算冲压力及确定压力中心17
4.1计算冲压力17
4.1.1冲裁力的计算17
4.1.2推件力的计算18
4.1.3弯曲力的计算18
4.2压力机类型的选择19
4.3确定压力中心20
第5章模具刃口尺寸计算22
5.1冲裁模刃口尺寸计算的基本原则22
5.2确定制件尺寸公差22
5.3计算落料凸凹模刃口尺寸23
5.4计算冲孔凸凹模刃口尺寸26
5.5计算弯曲凸凹模刃口尺寸26
5.6凹凸模尺寸公差标注如图27
第6章模具总体结构设计29
6.1模具类型29
6.2操作与定位方式30
6.3卸料与出件方式30
6.4模架类型及精度31
第7章模具非标准件设计32
7.1落料凹模设计32
7.1.1落料凹模洞口形状的选择32
7.1.2凹模的外形尺寸32
7.1.3凹模的固定方法32
7.2落料凸模设计33
7.2.1凸模形式33
7.2.2冲孔凸模长度33
7.2.3冲孔凸模结构33
第8章模具标准选用35
8.1模具标准化的意义35
8.2模架选用35
8.2模柄选用36
8.3冲孔凸模固定板选用37
8.4垫板选用37
8.5定位零件选用38
8.6螺钉及销钉选用38
8.6.1螺钉38
8.6.2销钉规格的选用39
第9章压力机的校核40
9.1压力机主要参数40
9.2工称压力40
9.3滑块行程40
9.4滑块行程次数40
9.5压力机工作台面才尺寸40
9.6滑块模柄孔尺寸40
9.7闭合高度41
总结42
参考文献43
致谢44
附录A
45
第一章绪论
1.1模具及其在国民经济发展中的应用
模具是工业产品使用的重要工艺装备,它以其自身的特殊形状通过一定的方式使原材料成型。
现代工业生产中,由于模具的加工效率高,互换性好,节省原材料。
生产成本低。
所以得到广泛应用。
模具技术已成为衡量一个国家制造水平的重要标志之一。
模具技术能促进工业产品的发展和质量的提高,并能获得极大的经济效益。
模具是效益放大器,用模具生产的产品的价值往往是模具价值的几十倍、上百倍。
在美国模具被称为点铁成金的磁力工业,德国则认为其是所有工业中的关键工业;
日本认为模具是促进社会繁荣富裕的动力。
模具工业在我国已经成为国民经济发展的重要基础工业之一。
国民经济五大支柱产业——机械、电子、汽车、石油化工和建筑都要求模具工业的发展与之相适应,都需要大量模具,特别是汽车、电动机、电器、家电和通信等类产品中60%~80%的零部件要依靠模具成型。
1.2冷冲压的特点及其在生产中的地位
1.2.1特点
冷冲压是在室温下,利用安装在压力机上的模具对材料加压,使其产生分离或塑性变形,从而获得所需冲压件的一种压力加工方法。
冷冲压生产靠压力机和模具完成加工过程,与其他加工方法相比,在技术与经济方面具有下列特点:
冷冲压是少、无切削加工方法之一,所得冲压件一般无需在加工。
对于普通压力机每分钟可生产几十件,而高速压力机每分钟可生产千件以上,因此是一种高效率的加工方法。
冲压件的尺寸精度由模具保证,所以质量稳定,互换性好。
冷冲压可以加工壁薄、重量轻、刚性好、形状复杂的零件,是其他加工方法所不能代替的。
1.2.2地位
由于冷冲压工艺具有上述突出的特点,因此在生产中得到了广泛的应用。
据统计全世界钢材品种中带材占50%,板材占17%,棒材占15%,型材占9%,线材占7%,管材占2%。
由此看出,大部分材料用于冷冲压加工。
在汽车、农机产品中,冲压件约占75%~80%;
在电子产品中,冲压件约占80%~85%;
在轻工产品中,冲压件约占90%以上;
在航空、航天工业中、冲压件也占有较大的比例。
因此,当前在机械、电子、轻工、国防等工业部门的产品零件,其成形方式已转向优先选用压力加工工艺,使得制件质优、低耗、低成本,在市场竞争中反应能力强、速度快。
加工范围
可加工各种类型的冲压件,尺寸小到钟表的秒针,大到汽车的纵梁、覆盖件。
冲切厚度已达20mm以上,所以加工尺寸幅度大,适应性强。
1.3国内外情况及发展方向
1.3.1国外情况
工业先进国家的冷冲压工艺和冲模技术是相当发达的,他们逐步把冷冲压生产过程用智力型代替体力型。
出现了下列情况;
(1)压加工全自动生产系统和模具柔性制造系统已投入应用
(2)模具精度很高
(3)国外已研制成冲压件用的新材料
(4)模具寿命长
(5)模具制造设备不断更新
1.3.2国内情况
近十多年来,我国对板料成型性能、成型极限图、曲面零件的翻遍、弯曲回弹、盒形件毛料计算、冲压件工艺缺陷的分析等方面的研究,均取得了较好的成绩。
我国模具制造工业的发展大致经历了以下几个阶段;
(1)50年代手工业作坊时代。
(2)60年代通用机械时代,生产工具为车床、铣床、刨床、磨床等。
(3)70年代仿形机械时代,生产工具为仿形车床、仿形铣床、仿形刨床等。
(4)80年代数控机械时代,生产工具为NC车床、NC铣床、NC电火花加工机床、NC电火花线切割机床等。
(5)90年代计算机数控机械及CAD/CAM应用时代,生产工具为CNC车床、CNC铣床、CNC磨床、CNC线切割机床等。
目前,我国的模具制造只在研究单位和部分企业有较先进的设备,还有一部分模具制造仍存在着专业化程度低、周期长、精度低、使用寿命短是弊病。
这与产品更新换代快、冲压件品种日益增多而批量日趋减少的发展趋势不相适应。
我们必须加快模具加工设备更新换代的步伐,促进模具技术的较快发展,使冲压工艺及其模具技术的较快发展,使冲压工艺及其模具技术在实现我国现代化和提高人民生活水平的过程中发挥更大的作用。
1.4冲压模具专业化程度分布状况及技术发展重点
。
第二章零件的工艺性分析
2.1材料分析
牌号:
H62软黄铜
标准:
GB/T699
●化学成份:
Zn余量
●力学性能:
2.2工件的冲压工艺分析
图2-1制件图
2.2.1内容及概念
第三章排样图设计
3.1材料利用率
冲裁件在板、条等材料上的布置方法称为排样。
排样的合理与否,影响到材料的经济利用率,还会影响到模具结构、生产率、制件质量、生产操作安全与安全等。
因此,排样是冲裁工艺与模具设计中的一项很重要的工作。
冲压件大批量生产成本中,毛坯材料费用占60%以上,排样的目的就在于合理利用原材料。
衡量排样经济性、合理性的指标是材料的利用率。
其计算公式如下:
一个进距内的材料利用率
为:
式中A—冲裁件的面积(包括冲出的小孔在内)(
);
n—一个进距内冲件数目;
B—条料宽度(mm);
h—进距(mm);
要提高材料利用率,就必须减少废料面积,冲裁过程中所生产的废料课分为结构废料和工艺废料。
结构废料是由于工件结构形状的需要如工件的内孔的存在而产生的废料,它决定于工件的形状,一般不能改变。
工艺废料是工件之间和工件与条料边缘之间存在的搭边,定位需要切去的料边与定位孔,不可避免的料头与料尾的废料。
它决定于冲压方式和排样方式。
有时在不影响零件使用要求的前提下,对零件结构作一些调整,可以减少设计废料,提高材料利用率。
排样原则有:
1.提高材料利用率η。
对冲压件来说,由于产量大,冲压生产效率高,原材料费用常会占到冲件总成本的60%以上,所以材料利用率是η是一项很重要的经济指标;
2.使工人操作方便、安全,减轻工人的劳动强度,保证有较高的生产效率。
应尽量选条料宽、进距小的排样方法;
3.使模具结构简单,模具寿命较高;
4.排样应保证冲压件的质量。
3.2排样方法
3.4排样1
图3-3排样图1
3.5排样2
图3-4排样图2
3.6排样3
3.7确定排样方案
第四章计算冲压力及确定压力中心
4.1计算冲压力
.
4.3确定压力中心
第五章模具刃口尺寸计算
5.1冲裁模刃口尺寸计算的基本原则
图5-2凸、凹模刃口尺寸的确定
a)落料;
b)冲孔
根据设计原则,落料以凹模设计为基准。
其中A类尺寸是磨损后增大的尺寸;
B类尺寸是磨损后减少的尺寸;
C类尺寸是磨损后不变的尺寸。
故在设计凹模刃口尺寸时,必须根据其磨损情况分别采用不同的计算公式分类.
(1)磨损后尺寸变大
由文献
(2)p64表2-11
查得:
由文献
(2)p63表2-10
合适的标准定位零件。
第九章压力机的校核
9.1压力机主要参数
见附录A
9.2工称压力
根据公称压力选取压力机的型号为J22-16,它的压力为160KN,计算出的冲压力为2549N,160000N>
2549N,所以压力机的工称压力校核,满足要求。
9.3滑块行程
滑块行程是指滑块从上止点到下止点所经过的距离。
滑块的行程应保证坯料能顺利地放入模具和冲压件能顺利地从模具中取出。
这里只是材料的厚度t=0.5mm,凸模进入凹模的深度为1mm,可以知道远小于滑块行程。
所以滑块行程得以校核。
9.4滑块行程次数
行程次数是指滑块每分钟往复的次数。
滑块每分钟行程次数的多少,关系到生产率的高低。
此压力机的滑块行程次数为115次/min,因为生产批量为大批量生产,故而要求要有较滑块运动较快,因此行程次数得以校核。
9.5压力机工作台面才尺寸
压力机工作台面尺寸应大于冲模的最大平面尺寸。
一般工作台面尺寸每边应大于模具下模座尺寸50-70mm,以便安装固定模具用的螺钉和压板。
根据下模座尺寸L×
B=160mm×
160mm,且每边留出的距离,即L1×
B1=220mm×
220mm,而压力机的工作台面尺寸为L2×
B2=450mm×
300mm,故符合要求,得以校核。
9.6滑块模柄孔尺寸
滑块内安装模柄用的孔直径和模柄直径的基本尺寸应一致,模柄的高度应小于模柄孔的深度。
模柄孔的直径为φ50mm,模柄孔的深度为70mm,而所选用的模柄夹持部分直径为50mm,长度为50mm,50<
70,故符合要求,得以校核。
9.7闭合高度
所选压力机闭合高度
,
由前面所设计可以知道,模具的闭合高度为:
H
=190mm。
必须满足
则
满足
总结
参考文献
[1]《模具实用技术设计综合手册》[M],王树勋、苏树珊主编2003.6
[2]《冲压工艺与模具设计》[M],姜奎华主编机械工业出版社1998.5
[3]《冲压工艺与模具设计》[M],万战胜主编中国铁道出版社1995.1
[4]《实用模具设计与制造手册》[M],许发樾主编机械工业出版社2000.10
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[8]《模具设计与制造技术》[M],陈炎嗣、郭景仪主编北京出版社1991.4
[9]《互换性与技术测量》[M],廖念创等计量出版社1982.5
[10]《机械设计课程设计手册》(第二版)[M],吴宗泽、罗圣国主编高等教育出版社1999.6
[11]《画法几何及工程制图》(第四版)[M],中国纺织大学工程图学教研室等编上海科学技术出版社1997.5
[12]《中国模具设计大典》(电子版)[M],李志刚主编
致谢
附录一开式压力机基本参数表
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