42齿自行车链盘冲压模具设计学士学位论文.docx
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42齿自行车链盘冲压模具设计学士学位论文
ANYANGINSTITUTEOFTECHNOLOGY
本科毕业设计说明书
42牙自行车链轮冲压工艺及模具设计
42ToothChainWheelofBicycleStampingProcessandDieDesign
学院名称:
机械工程学院
专业班级:
xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx
学生姓名:
xxxxxxx
学生学号:
xxxxxxxxxxxx
指导教师姓名:
xxxxxx
指导教师职称:
xxxxxx
xxx年5月
毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明
原创性声明
本人郑重承诺:
所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得安阳工学院及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名:
日 期:
指导教师签名:
日 期:
使用授权说明
本人完全了解安阳工学院关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:
按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名:
日 期:
42牙自行车链轮冲压工艺及模具设计
摘要:
当今社会的进步和发展,使原有的商品已经不能满足人们对物质的需求,然而有些商品的制造必须依靠模具才能够生产加工出来。
因此,模具的发展与人们的生活关系越来越紧密。
我们利用模具加工各种的工件,以便来满足人们的需要,模具的发展给我们带来了新的生活,新的时代。
在这次设计中根据所给题目的要求,我首先对冲压件进行了分析,分析该零件的尺寸精度得出用一般精度的模具即可满足零件精度的要求,再从零件的形状、尺寸标注及生产批量等情况看,选择了冲孔落料的方案。
根据对零件的综合分析,在本次设计中我设计的模具是正装冲孔落料模,主要介绍的是模具的冲孔落料,冲压生产中应用最广泛的工序之一。
由于制件大小和厚度的原因,我采用的加工方法为:
采用冲孔落料模具、冲孔冲花模具、压型模具三个模具进行加工。
关键词:
冲孔落料压型42齿链轮
42ToothChainWheelofBicycleStampingProcessandDieDesign
Abstract:
Thesocialprogressanddevelopment,sothattheoriginalproducthasbeenunabletomeetthedemandformaterial,however,somecommoditiesmustdependonthemoldtoproductionandprocessing.Therefore,themolddevelopmentandpeople'slifemoreandmorecloserelation.Weusetheworkpiecemoldprocessing,soastomeettheneedsofthepeople,themolddevelopmenthasbroughtnewlifetous,thenewera.
Inthisdesignaccordingtotherequirementsofthetopic,Ifirstofstampingisanalyzed,analysisofsizeprecisionofthepartsobtainedbythegeneralprecisionofthemouldcanmeettheprecisionrequirements,fromtheshape,dimensionsandmassproductionsituation,choosethepunchingblankingscheme.
Accordingtothecomprehensiveanalysisoftheparts,molddesigninmythisdesignisformalpiercingblankingdie,mainlyisthemoldpunchingblanking,oneofthemostwidelyusedinthestampingproduction.Duetomaterialandthicknessoftheprocessingmethod,Iuse:
useofpiercingblankingdie,punchingpunchingmold,moldthreemoldprocessing.
Keywords:
punching;blanking;die;42Tooth;chainwheel
引言
1.冲压的概念,特点与发展
冲压是利用安装在冲压设备(主要是压力机)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。
冲压是材料压力加工或塑性加工的主要方法之一,隶属于材料成型工程术。
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。
与机械加工及塑性加工的其它方法相比,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。
主要表现如下。
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。
这是因为冲压是依靠冲模和冲压设备来完成加工,普通压力机的行程次数为每分钟可达几十次,高速压力要每分钟可达数百次甚至千次以上,而且每次冲压行程就可能得到一个冲件
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。
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、盖件等,冲压的强度和刚度均较高。
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。
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,如果生产中不谅采用冲压工艺,许多工业部门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等都是难以实现的。
第1章设计题目与零件工艺性分析
1.1设计要求
设计该零件的冲压模具,制件为42齿自行车链轮,如图1.1所示。
图1.142齿自行车链轮
冲压技术要求:
1.材料:
Q215-B.F.;
2.材料厚度:
3mm;
3.生产批量:
大批量;
4.未注公差:
按IT14级确定。
根据产品零件的形状尺寸、材料、精度等要求,确定它们对冲压工艺的适应性。
1.2零件材料分析
该零件材料采用Q215,相当于普通碳素钢,具有高的塑性、韧性和焊接性能,良好的压力加工性能,但强度低。
查刘建超所编的《冲压模具设计与制造基础》可知其抗剪强度
,抗拉强度
,屈服点强度
,断后伸长率
,由此可见该材料具有良好的塑性及较高的弹性模量即具有良好的冲裁性能和弯曲性能,因此该材料适合冲裁及拉伸。
1.3零件结构分析
该零件外形不规则,整体为一链盘,有1处需压型,还有11个孔和42个轮齿,中心孔需要压花,既有冲裁也有拉伸,所以应分别对其结构进行工艺分析并综合考虑。
1.冲裁的结构工艺性:
冲裁件上有孔,为避免工件变形和保证模具强度,孔与孔间距不能过小,一般要求C′>(1.5~2)t所以由零件图可知C′=29-21=7,而2t为6,显然7>6。
因此孔与孔之间的最小距离满足工艺性要求。
冲孔时因受凸模强度的限制,孔的尺寸不应太小,否则凸模易折断或压弯查
表2.7.2知所冲孔
,因此孔的大小亦满足工艺性要求。
2.拉伸的结构工艺性:
拉伸件的形状应尽量简单、对称,这样可以保证拉伸件在凸缘变形区的变形是均匀的,这样模具加工工艺性最好。
由于拉深件有回弹,所以零件横截面的尺寸公差,一般都在IT12级以下,如零件高于T12级,应增加整形工序。
综上所述,所以此零件的结构满足冲裁、拉伸工艺性要求,不需要增加整形工序。
第2章确定工艺方案
冲压工艺方案设计就是根据冲压件形状尺寸、材料、生产批量等特点,即零件的工艺性分析,初步确定出冲压加工内容,并制定出几种可行的加工工艺方案,通过对产品质量、生产效率、设备条件、模具制造和寿命、操作的方便性、经济性等方面的综合比较,确定出适合具体生产条件的最佳工艺方案。
2.1总体的设计方案及可行性的分析
方案1:
先落料—冲中心孔,再冲孔—压花然后再压型,采用单工序模具生产。
方案2:
落料—冲裁—拉伸复合冲压,采用复合模生产。
方案3:
冲孔—冲裁—切边、拉伸、落料,级进冲压,采用级进模生产。
2.2比较各方案
方案一,模具结构简单,但需多道工序,三副模具,成本较低且需要的压力机较小,模具加工维修方便,需要的工作台尺寸较小。
方案二,只需一副模具,工件的精度及生产率较高,模具制造复杂,难度大,并且冲压后成品件留在模具上,在清理模具上的物料时会影响冲压速度,操作不方便且需要的压力机较大,需要的工作台尺寸较大。
方案三,也只需一副模具,生产效率高、操作方便,工件的精度也能满足但要求压力机也较大,需要的工作台尺寸最大,模具的加工维修不方便一次定位错误将影响整个后续生产。
通过对上述三种方案的分析比较,由于此工件尺寸较大,从生产成本考虑,该件冲压生产采用方案一单工序模具生产为佳。
第3章模具总体结构设计
模具的优劣只很大程度上体现在模具结构上,因此,单工序模具结构设计对模具的工作性能、加工性、成本、周期及寿命起着决定性作用。
模具结构设计就是确定为实现工序排样规定的加工工序所必需的功能结构,进而确定组成模具结构的零件及零件间的连接关系,确定模具的总体尺寸、模具零件的结构形式。
结构设计的结果是模具装配图和零件明细表。
结构设计原则:
(1)尽量选用成熟的模具结构或标准结构。
(2)模具要有足够的刚性,以满足寿命和精度要求。
(3)结构应尽量简单、实用,要具有合理的经济性。
(4)能方便地送料,操作要简便安全
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