连接片级进模具设计.docx
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连接片级进模具设计.docx
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连接片级进模具设计
毕业设计说明书
毕业设计题目:
连接片级进模设计
系部
专业
班级
学生姓名
学号
指导教师
年5月8日
毕业设计(论文)任务书
系部:
专业:
学生姓名:
学号:
设计(论文)题目:
连接片级进模设计
起迄日期:
指导教师:
发任务书日期:
年4月1日
毕业设计(论文)任务书
1.本毕业设计(论文)课题来源及应达到的目的:
该课题有由于智宏老师发布,在完成该课题之后,应对冲压工艺生产较为熟悉,能熟练掌握相关设计手册的使用,能独立完成一套模具的设计及模具工作零件加工工艺的编制。
能够运用模具设计软件完成模具装配图及零件图的绘制。
2.本毕业设计(论文)课题任务的内容和要求(包括原始数据、技术要求、工作要求等):
(1)冲压工艺性分析工件名称:
连接片
(2)主要设计与计算生产批量:
大批量
(3)主要零部件的设计与计算材料:
10号钢
(4)模具的总体设计料厚:
2m
绪论
目前,我国冲压技术与工业发达国家相比还相当的落后,主要原因是我国在冲压基础理论及成形工艺、模具标准化、模具设计、模具制造工艺及设备等方面与工业发达的国家尚有相当大的差距,导致我国模具在寿命、效率、加工精度、生产周期等方面与工业发达国家的模具相比差距相当大。
1.1国内模具的现状和发展趋势
1.1.1国内模具的现状
我国模具近年来发展很快,据不完全统计,2003年我国模具生产厂点约有2万多家,从业人员约50多万人,2004年模具行业的发展保持良好势头,模具企业总体上订单充足,任务饱满,2004年模具产值530亿元。
进口模具18.13亿美元,出口模具4.91亿美元,分别比2003年增长18%、32.4%和45.9%。
进出口之比2004年为3.69:
1,进出口相抵后的进净口达13.2亿美元,为净进口量较大的国家。
在2数量增加,能力提高较快;"三资"及私营企业发展迅速;国企股份制改造步伐加快等。
虽然说我国模具业发展迅速,但远远不能适应国民经济发展的需要。
我国尚存在以下几方面的不足:
第一,体制不顺,基础薄弱。
“三资”企业虽然已经对中国模具工业的发展起了积极的推动作用,私营企业近年来发展较快,国企改革也在
进行之中,但总体来看,体制和机制尚不适应市场经济,再加上国内模具工业基础薄弱,因此,行业发展还不尽如人意,特别是总体水平和高新技术方面。
第现代化企业管理的企业较少。
第三,工艺装备水平低,且配套性不好,利用率低.虽然国内许多企业采用了先进的加工设备,但总的来看装备水平仍比国外企业落后许多,特别是设备数控化率和CAD/CAM应用覆盖率要比国外企业低得多。
由于体制和资金等原因,引进设备不配套,设备与附配件不配套现象十分普遍,设备利用率低的问题长期得不到较好解决。
装备水平低,带来中国模具企业钳工比例过高等问题。
第四
第五,模具材料及模具相关技术落后.模具材料性能、质量和品种往往会影响模具质量、寿命及成本,国产模具钢与国外进口钢相比,无论是质量还是品种规格,都有较大差距。
塑料、板材、设备等性能差,也直接影响模具水平的提高。
1.1.2国内模具的发展趋势
巨大的市场需求将推动中国模具的工业调整发展。
虽然我国的模具工业和技术在过
水平和模具标准件的使用率;
6)发展优质模具材料和先进的表面处理技术;
7)模具的精度将越来越高;
8)模具研磨抛光将自动化、智能化;
9)研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程;
10)开发新的成形工艺和模具。
1.2国外模具的现状和发展趋势
模具是工业生产关键的工艺装备,在电子、建材、汽车、电机、电器、仪器仪表、家电和通讯器材等产品中,60%-80%的零部件都要依靠模具成型。
用模具生产制作表现出的高效率、低成本、高精度、高一致性和清洁环保的特性,是其他加工制造方法所无法替代的。
模具生产技术水平的高低,已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志,并在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。
近几年,全球模具市场呈现供不应求的局面,世界模具市场年交易总额为600~650亿美元左右。
美国、日本、法国、瑞士等国家年出口模具量约占本国模具年总产值的三分之一。
国外模具总量中,大型、精密、复杂、长寿命模具的比例占到50%以上;国外模具企业的组织形式是"大而专"、"大而精"。
2004年中国模协在德国访问时,从德国工、模具行业组织--德国机械制造商联合会(VDMA)工模具协会了解到,德国有模具企业约5000家。
2003年德国模具产值达48亿欧元。
其中(VDMA)会员模具企业有90家,这90家骨干模具企业
的产值就占德国模具产值的90%,可见其规模效益。
随着时代的进步和技术的发展,国外的一些掌握和能运用新技术的人才如模具结构设计、模具工艺设计、高级钳工及企业管理人才,他们的技术水平比较高.故人均产值也较高.我国每个职工平均每年创造模具产值约合1万美元左右,而国外模具工业发达国家大多15~20万美元,有的达到25~30万美元。
国外先进国家模具标准件使用覆盖率达70%以上,而我国才达到45%.
1.3连接片模具设计与制造方面
1.3.1连接片模具设计的设计思路
冲孔和落料是冲压基本工序之一,它是利用级进模在压力机作用下,在毛坯的送进方向上,具有两个工位,在压力机的一次行程中,在两个工位上完成冲孔和落料两道工序的模具。
级进模具工位多、效率高,能实现高速自动冲压,生产效率高。
但是,由于定位误差的累计加工出来的制件的精度较底。
只有加强冲裁工艺和冲裁模设计基础理论的研究,才能提供更加准确、实用、方便的计算方法,才能正确地确定冲裁工艺参数和模具工作部分的几何形状与尺寸,解决冲裁过程中出现的各种实际问题,从而,进一步提高制件质量。
连接片级进模具的设计。
其工作过程是两个冲孔工序和落料工序,根据方案研究分析,工件的最小壁厚小于小于凸凹模最小壁厚,因此,采取级进模生产。
通过分析比较毛坯采用直排的方案。
为了提高模具模具寿命和工件质量,方便安装与调试,选用对角导柱式模架。
条料的送进步距采用挡料销初定距,导正销精定距。
模具采用弹性卸料装置,为了便于操作和提高生产率,工件和废料都采用下出料的方式。
1.3.2连接片模具设计的进度
1.了解目前国内外冲压模具的发展现状,所用时间20天;
2.确定加工方案,所用时间5天;
3.模具的设计,所用时间30天;
4.模具的调试.所用时间5天.
连接片级进模设计
原始资料:
工件名称:
连接片
生产批量:
大批量
材料:
10号钢
厚度:
2mm
工件简图见下图:
第1章冲压工艺性分析
如图所示零件尺寸均为未注公差的一般尺寸,按惯例取为IT12级,符合一般级进模冲压的经济精度要求,模具精度取为IT9级。
材料为10号钢能够进行一般的冲压加工,市场上也易得到这种材料,
价格适中。
外形落料的工艺性:
零件属中小尺寸零件,;料厚2mm,外形复杂程
第2章冲压工艺方案的确定
该工件包括落料、拉深两个基本工序,可有以下三种工艺方案:
方案一:
先冲孔,后落料。
采用单工序模生产。
方案二:
落料—冲孔复合冲压。
采用复合模冲压。
方案
清理模具上的物料时会影响冲压速度,操作不方便。
方案三也只需要一副模具,生产效率高,操作方便,工件精度也能满足要求。
通过对上述三种方案的分析比较,该件的冲压生产采用方案三为佳。
第3章主要设计与计算
3.1毛坯排样
根据所示零件,典型的排样方案有两种,如下图所示;
第一种方案要求的条料宽度小,模具宽度也小,但模具的长度也会较长,而且采用这种方案浪费模具材料。
采用第二种方案,虽然模具宽度增
加,但长度会缩
短,而且送料步距小,有利于提高生产率。
两种方案材料的利用率相当,但第一种板料轧向不符合零件图要求,所以,优先考虑零件质量,拟选用
条料的相关计算
项目分类
项目
公式
结果
备注
排样
冲裁件面积A
A=2*6*3+4*3.14/4*3*3
628.26mm2
条料宽度B
B=53+2.2*2+1
58.4mm
查表2.5.2得,最小搭边值a=2.2mm,a1=2.2;
采用无侧压装置,条料与导料板间间隙Cmin=1mm.
步距S
S=(12+2.2)*2
28.4mm
一个步距内材料的利用率
η=nA/BSx100%=628.26
/57.4*14.2*100%
76%
3.2冲压力的计算
该模具采用级进模,拟选择弹性卸料、下出件。
冲压力的相关尺寸的计算见下表。
冲压力的相关计算
项目分类
项目
公式
结果
备注
冲压力
冲裁力F
F=KLtтb=1.3*234
*2*300
182520N
L=234mm,
Тb=300MPa
卸料力Fx
Fx=KxF
=0.045*182520
82134N
查表2.6.1得KX=0.045
推件力Ft
Ft=nKtF
5*0.55*182520
501930N
n=h/t=10/2=5
查表2.6.1得Kt=0.55
冲压工艺总力Fz
Fz=F+Fx+Ft
=182520+82134+501930
766584N
弹性卸料,下出件
3.3压力中心的确定及相关计算
计算压力中心时,先画出凹模型口图,如下图所示。
在图中将xOy坐标系建立在图示的对称中心线上,将冲裁轮廓线按几何图形分解成L1-L6共六组基本线段,用解析法求得该模具的压力中心C点的坐标(0,1.35)
压力中心数据表
基本要素长度
L/mm
各基本要素压力中心的坐标值
x
y
L1=15.42
23.5
14.2
L2=47
0
20.2
L3=15.42
-23.5
14.2
L4=47
0
8.2
L5=54.192
-17
-13.2
L6=54.192
17
-13.7
合计233.224
0
1.35
由以上计算结果可以看出,该工件冲裁力不大,压力中心偏移坐标原点O点家较小,为了便于模具的加工和装配,模具的中心仍选在坐标原点O。
3.4初选冲床
由于采用了一般冲压,故可选用可倾式压力机。
由前计算的冲压力要求,初选J23-16。
第4章主要零部件的结构与设计
4.1工作零件刃口尺寸计算
因为图中尺寸均为未注公差,所以取IT14级,取x=0.5mm.
设凸、凹模分别按IT6和IT7级分别加工制造,则
冲孔:
=(3.2+05*0.62)
=3.231
mm
mm
校核:
0.008mm+0.012mm
0.360mm-0.246mm
0.02mm
0.114mm
孔距尺寸:
落料:
校核:
0.025mm+0.016mm=0.041mm>0.114mm(不能满足间隙公差条件)
因此,只有缩小
,提高制造精度,才能保证间隙在合理范围内,由此可取:
工作零件刃口尺寸的计算
尺寸及分类
尺寸转换
计算公式
结果
备注
冲孔
R3.2
磨损系
数x=0.5,
模具按IT6和IT7级
制造。
落料
R3
孔心距
34
4.2卸料橡胶的设计
橡胶自由高度
=4
43.2mm
取
为
的25%
橡胶的预压缩量
=15%
6.5mm
一般
=(10%-15%)
每个橡胶承受的载荷
=
2
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