复杂盒形零件支架的模具设计.docx
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复杂盒形零件支架的模具设计
复杂盒形零件支架的模具设计
摘要盒形支架零件,圆弧长,圆角多,结构复杂,且板料厚,成形工艺难度大,零件的毛坯展开尺寸的确定和拉深模具结构设计是盒形支架零件成形的关键。
首先,正确计算复杂盒形零件支架的毛坯展开尺寸,确定支架零件的拉深成形次数及零件的成形工序,以确定的零件成形工序设计模具。
落料模中合理的排样可以提高材料的利用率,针对厚板正确计算冲裁力,以选用合适的压力机型号来满足落料的需要,合适的凸、凹模尺寸及间隙可以得到尺寸、质量好的毛坯件。
拉深模是盒形支架零件成形的关键,凸、凹模形状、尺寸、圆角半径和间隙起着决定性的作用,模架结构和毛坯的定位可以提高零件的精度。
冲孔模工件的最后的成形工序,选用压力机时要明确所选用的压力是冲四个孔的压力总和,模架结构及凸、凹模设计可以与落料模和拉深模相同,以方便生产制造。
使用久里金法则计算毛坯的展开尺寸,全面地分析材料的成形性能,合理地设计落料、拉深、冲孔模具的凸、凹模尺寸、凸、凹模间隙和圆角半径,精确地选择压力机的型号是本文的研究的重点。
同时,合理地选择凸、凹模的材料和热处理方法能够大大提高模具的使用寿命。
关键词:
支架零件毛坯尺寸落料模拉深模冲孔模热处理
DesignofDieforcomplexboxsupportparts
AbstractTheformingprocessofboxsupportpartswhichhaslengtharc,lotsofrounded,complexstructure,andthethickplate,isdifficult,andthekeyofboxbracketpartsformingistoensuresizeoftheblankanddesignthedrawingdiestructure.Firstofall,itisnecessarytocalculationblanksizeofcomplexboxsupportparts,determinestheformingtimesofdrawingframepartsandconstitutestheformingprocessofparts,andwecandesigndieaccordingtotheformingprocess.Areasonablelayoutcanimprovetheutilizationratioofmaterialintheblankingdie,itisnecessarytocalculateblankingforcecorrectlyinordertochoosethesuitablepressmachineformeetingtheneedsofblankinginplate.Besides,wecangettheaccuratesizeandgoodqualityblankworkpiece.Thedrawingdieisthekeytoformboxsupportparts,theshape,size,roundradiusandgapofconvexandconcavedie,itcanimprovetheaccuracyofpartswhichhasthegoodframestructureandblankpositioning.Thefinalformingprocessispiercing,whenwechoosethepressmachine,ithastoknowthatthepressisthesumoffourholespress,itisconvenientformanufacturingtochooseframestructureanddesignconvexandconcavediewhichcanbethesameblankingdieordrawingdie.Therefore,itisthefocusofthisresearchwhichusesthelonggoldenrulescalculatingblankaccurately,analysestheformingpropertiesofmaterialscomprehensively,designsconvexandconcavemoldsize,gapbetweenconvexwithconcaveofblankingdie,convexandconcavedieradius,drawingdieandpunchingdiereasonably,andselectsthemodelofpressmachine.Atthesametime,itcangreatlyimprovetheservicelifeofthedieinselectingthematerialofconvexandconcavedieandtheheattreatmentmethodofdie.
Keywords:
supportpartsblanksizeblankingdiedrawingdiepiercingdieheattreatment
参考文献……………………………………………………………………………………………………………38
第一章绪论
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。
模具工业是国民经济的重要基础工业之一。
1.1冲压模具的作用和地位
模具是材料成形加工的重要工艺装备,是机械、电子、轻工、国防等工业生产的重要基础之一。
利用模具可以实现少、无切削加工,从而提高生产效率、降低成本。
由于模具成形具有高产、优质、低消耗等特点,因而作用十分广泛。
其中占飞机、汽车拖拉机、机电产品成形加工的60%~70%;占家电产品、塑料制品成形加工的80%~90%。
随着模具工业的迅速发展,对模具的使用寿命、加工精度等提出了更高的要求。
模具性能的好坏和使用寿命,将直接影响加工产品的质量和生产的经济效益。
模具的设计,模具材料的种类、热处理工艺、表面处理技术是影响模具使用寿命的极其重要的因素,所以世界各国都在不断的研究和开发新型的模具材料,改进模具材料的热处理工艺、选用适当的表面处理技术、合理地设计模具结构、加强对模具的维护等措施,来稳定和提高模具的使用寿命,防止模具的早期失效。
在现在生产中,合理的加工工艺、高效的设备、先进的模具是必不可少的三项重要的因素,尤其是对实现厚板材料的加工工艺要求、精度和使用要求。
1.2我国冲压模具技术的发展趋势
当前,我国工业生产的特点是产品品种多、更新快和市场竞争激烈。
在这种情况下,用户对模具制造的要求是交货期短、精度高、质理好、价格低。
因此,模具工业的发展的趋势是非常明显的。
(1)模具产品发展将大型化、精密化
模具产品成形零件的日渐大型化,以及由于高效率生产要求的一模多腔使模具日趋大型化。
随着零件微型化,以及模具结构发展的要求精密模具精度已由原来的5μm提高到2~3μm,今后有些模具加工精度公差要求在1μm以下,这就要求发展超精加工。
(2)多功能复合模具将进一步发展
新型多功能复合具是在多工位级进模基础上开发出来的。
一套多功能模具除了冲压成形零件外,还可担负转位、叠压、攻丝、铆接、锁紧等组装任务。
通过这种多全能模具生产出来的不再是单个零件,而是成批的组件。
如触头与支座的组件,各种小型电机、电器及仪表的铁芯组件等。
(3)快速经济模具的前景十分广阔
现在是多品种、少批量生产的时代,到下一个世纪,这种生产方式占工业生产的比例将达75%以上。
一方面是制品使用周期短,品种更新快,另一方面制品的花样变化频繁,均要求模具的生产周期越快越好。
因此,开发快速经济具越来越引起人们的重视。
例如,研制各种超塑性材料(环氧、聚脂等)制作或其中填充金属粉末、玻璃纤维等的简易模具:
中、低熔点合金模具、喷涂成型模具、快速电铸模、陶瓷型精铸模、陶瓷型吸塑模、叠层模及快速原型制造模具等快速经济模具将进一步发展。
快换模架、快换冲头等也将日益发展。
另外,采用计算机控制和机械手操作的快速换模装置、快速试模技术也会得到发展和提高。
(4)模具标准件的应用将日渐广泛
使用模具标准件不但能缩短模具制造周期,而且能提高模具质量和降低模具制造成本。
因此,模具标准件的应用必将日渐广泛。
为此,首先要制订统一的国家标准,并严格按标准生产;其次要逐步形成规模生产,提高标准件质量、降低成本;再次是要进一步增加标准件规格品种,发展和完善联销网,保证供货迅速。
(5)模具使用优质材料及应用先进的表面处理技术将进一步受重视
在整个模具价格构成中,材料所占比重不大,一般在20%~30%之间,因此选用优质钢材和应用的表面处理技术来提高模具的寿命就显得十分必要。
对于模具钢来说,要采用电渣重熔工艺,努力提高钢的纯净度、等向性、致密度和均匀性及研制更高性能或有特殊性能的模具钢。
如采用粉末冶金工艺制作的粉末高速钢等。
粉末高速钢解决了原来高速钢冶炼过程中产生的一次碳化物粗大和偏析,从而影响材质的问题。
其碳化物微细,组织均匀,没有材料方向性,因此它具有韧性高、磨削工艺性好、耐磨性高、长年使用尺寸稳定等特点,是一种很有发展前途的钢材。
特别对形状复杂的冲件及高速冲压的模具,其优越性更加突出。
这种钢材还适用于注射成型漆加玻璃纤维或金属粉末的增强塑料的模具,如型腔、形芯、浇口等主要部件。
另外,模具钢品种规格多样化、产品精料化、制品化,尽量缩短供货时间亦是重要方向。
模具热处理和表面处理是能否充分发挥模具钢材性能的关键环节。
模具热处理的发展方向是采用真空热处理。
模具表面处理除完善普及常用表面处理方法,即扩渗,如渗碳、渗氮、渗硼、渗铬、渗钒外,应发展设备昂贵、工艺先进的气相沉积(TiN、TiC等)、等离子喷涂等技术。
(6)在模具设计制造中将全面推广CAD/CAM/CAE技术
模具CAD/CAM/CAE技术是模具技术发展的一个重要里程碑。
实践证明,模具CAD/CAM/CAE技术是模具设计制造的发展方向。
现在,全面普及CAD/CAM/CAE技术已基本成熟。
由于模具CAD/CAM技术已发展成为一项比较成熟的共性技术,近年来模具CAD/CAM技术的硬件与软件价格已降低到中小企业普遍可以接受的程度,特别是微机的普及应用,更为广大模具企业普及模具CAD/CAM技术创造了良好的条伯。
随着微机软件的发展和进步,技术培训工作也日趋简化。
在普及推广模具CAD/CAM技术的过程中,应抓住机遇,重点扶持国产模具软件的开发和应用。
1.3我国冲压模具技术的发展局限性和未来展望
随着工业发展水平的不断提高,工业产品更新速度加快,对模具的要求越来越高,尽管改革开放以来,模具工业有了较大发展,但无论是数量还是质量仍满足不了国内市场的需要,目前满足率只能达到70%左右。
造成这样的原因,一是专业化、标准化程度低,除少量标准件外购外,大部分工作量均需模具厂去完成。
加工企业管理的体制上的约束,造成模具制造周期长,不能适应市场要求。
二是设计和工艺技术落后,如模具CAD/CAM技术采用不普遍,加
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- 复杂 零件 支架 模具设计