模具毕业设计18电机罩壳复合模具设计与零件三维造型.docx
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模具毕业设计18电机罩壳复合模具设计与零件三维造型
本科生毕业设计
毕业设计题目 机械设计制造及其自动化
学生姓名
专业机械设计制造及其自动化
班级机械
指导教师
完成日期2014年5月30日
中文摘要
通过分析电机盖端的结构特点,确定了其冲裁工序、拉伸序及各工序件的尺寸,介绍了整体模具的工艺设计,重点分析了拉伸模结构。
冲压模具的设计方法在当下已经日趋成熟,利用传统的设计手段对电机罩壳进行完整的复合模设计。
通过对零件结构的分析制定可行的工艺方案,并进行最优化选择。
在完善的工艺方案基础上,对每一个工序进行工艺计算,得到准确的数据。
通过参考经典的模具结构,对复合模进行结构设计。
并通过计算数据对标准及非标准零件进行查找和设计。
利用三维造型软件proe4.0对模具的零部件进行绘制,并进行装配得到装配图。
结合proe4.0的工程图绘制功能以及二维绘图软件CAD,对三维零件及装配图进行二维工程图的绘制。
传统设计方法与绘图软件的结合,一定程度上简化了模具设计的过程,提高了模具设计的效率,为冲压模具的更好发展打下了基础。
关键词:
冲压模具,复合模三维造型
Abstract
Abstract:
Throughanalyzingonthestructurecharacteristicsoftheelectricalmachineryendcover,determineditsblankingworkingprocedure,thedrawingworkingprocedureandvariousworkingproceduressize.Theprocessdesignofthewhilediewereintroduced,mainlyanalyzedonthedrawingdiestructure.Thedesignmethodofstampingdieisbecomingmature,andtraditionaldesignmethodisusingtodesigncompounddieofmotorcasing.Analyzingthepartstructuretomakefeasibleprocessscheme,andselecttheoptimalplan.Onthisbasis,maketheprocesscalculationofeachprocedure.Consultclassicaldiestructuretodesignthecompounddie.Followedthat,searchthestandardpartsanddesignthenonstandardpartsofcompounddie.Using3Dmodelingsoftwareproe4.0todrawthecomponentsofdie,andassemblingthemtogettheassemblydrawing.Afterthat,makethe2Dengineeringdrawingbythecombinationofproe4.0andCAD.Theprocessofdiedesigningissimplifiedtosomeextent,becauseofthecoordinationoftraditionaldesignmethodanddrawingsoftware.Moreover,theefficiencyofdiedesigningisimproved,anditlaysthefoundationtothebetterdevelopmentofstampingdie.
Keywords:
electricalmachineryencover;thepressureprocess;progressivedie;diedesign.
第一章绪论
1.1冲压模具的重要意义
模具制造是国家经济建设中的一项重要产业,振兴和发展我国的模具工业,日益受到人们的重视和关注。
“模具是工业生产的基础工艺装备”也已经成为广大业内人士的共识。
在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电和通信等产品中,60%~80%的零部件都要依靠模具成形。
用模具生产制件所具备的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗,是其他加工制造方法所不能比拟的。
模具又是“效益放大器”,用模具生产的最终产品的价值,往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。
模具工业是制造业中的一项基础产业,是技术成果转化的基础,同时本身又是高新技术产业的重要领域。
1.2冲压模具行业发展现状
中国是一个模具大国,具有巨大的潜在市场,但模具行业的发展现状及趋势并不是一帆风顺的。
从目前市场来看,由于近年市场需求的强大拉动,中国模具工业高速发展,市场广阔,产销两旺。
2003年我国模具产值达到450亿元人民币以上,约折合50多亿美元,按模具总量排名,中国紧随日本、美国其后,位居世界第三。
但总的来看,我国技术含量低的模具已供过于求,市场利润空间狭小,而技术含量较高的中、高档模具还远不能适应国民经济发展的需要,精密、复杂的冲压模具和塑料模具、轿车覆盖件模具、电子接插件等电子产品模具等高档模具仍有很大一部分依倒进口。
近五年来,我国平均每年进口模具约11.2亿美元,2003年就进口了近13.7亿美元的模具,这还未包括随设备和生产线作为附件带进来的模具。
模具工业是高新技术产业化的重要领域。
据估计,全国约有40亿元以上的模具设备市场,而且每年还以20%左右的增长速度在发展。
21世纪模具行业的基本特征是高度集成化,智能化,柔性化和网络化,追求的目标是提高模具质量及生产效率,缩短设计及制造周期,降低生产成本,最大限度的提高模具制造行业的应变能力,满足用户要求。
模具行业在今后的发展中,首先要更加注意其产品结构的战略性调整,使结构复杂、精密度高的高档模具得到更快的发展。
模具技术水平的高低,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。
已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志。
其次,要积极推进中西部地区模具产业的发展,努力缩小发达地区和不发达地区的差距。
中西部很多地区已经意识到模具产业的发展对制造业的重要作用。
第三,用信息技术带动和提升模具工业的制造技术水平,是推动模具工业技术进步的关键环节。
CAD/CAE/CAM技术在模具工业中的应用,快速原型制造技术的应用,使模具的设计制造技术发生了重大变革。
再有,模具的开发和制造水平的提高,还有赖于采用数控精密高效加工设备,如五轴加工机床、高速铣等。
超精加工手段也大量用于模具加工。
国外先进工业国家在模具生产中均采用了可靠性设计以及CAD/CAM技术,开发新品速度快、精度高,质量较有保证。
大多数新产品具有高耐磨、高疲劳、高精度的特点,材料上使用了耐磨、耐热、塑料、含油粉末冶金等材料,进一步提高了模具的性能。
1.3选题的目的与意义
这次冲压模具设计的目的和意义在于:
(1)培养学生综合运用新学知识与技能,提高解决实际问题的能力,从而巩固、深化已学知识;
(2)培养学生调查研究、熟悉技术政策、运用国家标准、手册等工具书进行设计、计算、数据处理、编写技术文件等独立工作的能力;
(3)让学生建立正确的设计和科学研究思维,树立实事求是、严肃认真的科学工作态度。
(4)能综合运用在学校所学的理论和生产实际知识,进行一次冲压模具的设计工作的实际训练,从而培养和提高自身独立学习和工作的能力;
(5)为今后走入社会,进入工作岗位进一步深造打下良好的基础。
第二章工艺分析
图2—1电机罩壳零件图
由零件图2—1可知,制造该零件,需要经落料、拉深、冲孔、胀形等一系列工艺方法的组合,因此方案也会很多。
下面我将比较几种不同工艺方案的优劣,从而选出最佳方案。
2.1工艺可选方案
2.1.1冲压工艺方案一
(1)落料拉深复合
图2—2落料拉深工序图
(2)反拉深
图2—3反拉深工序图
(3)端面拉深成形一
图2—4端面成形工序图1
(4)端面拉深成形二
图2—5端面成形工序图2
(5)端面冲孔
图2—6端面冲孔工序图
(6)凸缘冲孔
图2—7凸缘冲孔工序图
(7)切边整形复合
图2—8整形工序图
2.1.2冲压工艺方案二
(1)落料拉深复合
图2—9落料拉深工序图
(2)反拉深胀形复合
图2—10反拉深工序图
(3)端面成形
图2—11端面成形工序图
(4)端面冲孔
图2—12端面冲孔工序图
(5)凸缘冲孔
图2—13凸缘冲孔工序图
(6)切边整形复合
图2—14整形工序图
2.2方案分析
2.2.1方案一分析:
工序3、4端面拉深成形可行性分析
由拉深特性可知,当拉深面的直径大于毛坯直径的
时,拉深将变为胀形。
结合本零件,
,此时拉深将变成胀形,所以此处拉深不可行。
若将拉深改为胀形,通过胀形直接得到锥形,利用材料的变形伸长率判断是否可行。
变形伸长率:
(2—1)
由《冲压工艺与冲模设计》一书相关表格查得,10号钢极限胀形系数K=1.24,切向许用伸长率[
]=24%。
因为
,所以无法通过胀形直接得到所需形状。
综上可知,方案一不可行。
2.2.2方案二分析:
工序2、3端面成形的可行性
方案二采用了完全不同的方法,首先利用胀形得到后续成形所需要的面积,使得球冠的表面积大于等于端面变形的表面积,这样可以充分考虑胀形的可行性,放大胀形面,使胀形得以顺利完成,如图2—15可知。
图2—15胀形效果图
将
的圆面胀形为图示尺寸的球冠,且保证球冠的表面积与端面变形区域表面积相等,方便后续直接成形。
根据《冲压工艺与冲模设计》一书相关章节可知:
利用两次胀形法:
第一次用大直径的球头凸模使变形区达到在较大范围内聚料和均化变形的目的,得到最终所需表面积的材料,第二次成形到所要求的尺寸,如图2—16。
图2—16端面成形示意图
同时,我们可以查表得到:
压凹坑时,用球头凸模对低碳钢、软铝等胀形时,可达到的极限胀形深度h约为球头直径d的1/3.图示尺寸完全符合要求,具体的计算过程可参考后续胀形工序的计算。
综上可知,方案二可行。
2.3方案对比
表2—1方案对比表
对比方案
方案一
方案二
工序数
7
6
经济性
不经济
经济
可行性
不可行
可行
能否满足设计要求
不能
能
因此,采用方案二进行模具设计。
第三章工艺计算
3.1落料工艺计算
3.1.1工艺性分析
材料:
10号钢料厚:
1mm大批量生产。
外形最大尺寸:
757mm,属于大零件。
形状特点:
简单、结构对称、精度要求不高,可以采用冲裁加工。
冲模类型:
落料拉深复合模
冲模结构形式:
倒装复合模
3.1.2排样与搭边
排样:
零件形状简单且尺寸较大,采用直排
搭边值:
查表得:
条料宽度:
送料采用无侧压装置
由公式
得:
(3—1)
式中:
B—条料宽度的公称尺寸(mm)
—条料宽度方向零件轮廓的最大尺寸(mm)
a—侧面搭边(mm)
—条料宽度方向的单向偏差(mm),值可查表
导料板之
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