标签: 圆口垫片级进模设计说明   冷冲模课程设计  
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圆口垫片级进模冷冲模课程设计说明.docx

 版权申诉  doc 冷冲模课程设计说明书 圆口垫片级进模 院 系 专 业 班 号 学 号 姓 名 指导教师 * * * * * * 大 学 2013年12月 ********大学课程设计说明书 摘要 摘要 本设计为一冲孔落料多工位级进模,根据设计零件的尺寸、材料、批量生产等要求,首先分析零件的工艺性,确定冲裁工艺方案及模具结构方案,然后通过工艺设计技术,确定排样,计算冲压力和压力中心,设计选用零、部件,绘制模具总装草图以及三维实体图,以及对模具主要零件的加工工艺规程。模具的冲孔凸模和落料凸模在两个工位分别实现制件的冲孔和落料。使用导料板和双侧刃进行条料的定位。模具中模架采用标准模架,采用四导柱模架,保证冲裁精度。 该模具机构设计合理,使用寿命较长,操作方便。得到制件满足要求。 关键词 级进模 导料板 侧刃 四导柱模架 III ******大学课程设计说明书 目录 目录 摘要 I 目录 II 第1章 绪论 1 1.1冲压技术的发展及应用 1 1.2模具发展现状 3 1.3本课题的主要内容与意义 4 第2章 工艺分析 5 2.1制件的工艺性分析及工艺计算 5 2.1.1工艺分析 5 2.1.2排样设计 5 2.1.3排样图 8 2.2冲压力及压力中心的计算 9 1.2.1压力中心的计算 9 2.2.2冲裁力的计算 9 2.2.3卸料力 10 2.2.4推料力 10 2.2.5总冲压力 10 第3章 模具结构设计 11 3.1送料方式的选择 11 3.2主要模板的设计 11 3.2.1凹模板的设计 11 3.2.2凸模固定板的设计 12 3.2.2上、下模座的选择 12 3.2.3导料板的设计 12 3.2.4垫板的设计 13 3.3凸模的外形尺寸确定 13 3.3模具其他零件的选择 14 3.3.1导向零件的选择 14 3.3.2卸料装置的设计 14 3.3.3螺钉和销钉的选择 15 3.3.4模柄的选择 16 3.3.5顶件装置的选择 16 3.3.6模具闭合高度计算 16 3.3.7力机的选择 16 第4章 模具刃口尺寸计算 18 4.1刃口尺寸计算的基本原则 18 4.2刃口尺寸的计算 18 第5章 模具装配 22 5.1 模具的安装调试 22 5.1.1 确定装配方法和装配顺序 22 5.1.2装配要点 22 5.2 模具总装图 22 结论 25 参考文献 26 ******大学课程设计说明书 第1章 绪论 第1章 绪论 1.1冲压技术的发展及应用 冲压成形作为现代工业中一种十分重要的加工方法,用以生产各种板料零件,具有很多独特的优势,其成形件具有自重轻、刚度大、强度高、互换性好、成本低、生产过程便于实现机械自动化及生产效率高等优点,是一种其它加工方法所不能相比和不可替代的先进制造技术,在制造业中具有很强的竞争力,被广泛应用于汽车、能源、机械、信息、航空航天、国防工业和日常生活的生产之中。 在吸收了力学、数学、金属材料学、机械科学以及控制、计算机技术等方面的知识后,已经形成了冲压学科的成形基本理论。以冲压产品为龙头,以模具为中心,结合现代先进技术的应用,在产品的巨大市场需求刺激和推动下,冲压成形技术在国民经济发展、实现现代化和提高人民生活水平方面发挥着越来越重要的作用。 进几十年来,冲压技术有了飞速的发展,它不仅表现在许多新工艺与新技术在生产的广泛应用上,如:旋压成形、软模具成形、高能率成形等,更重要的是人们对冲压技术的认识与掌握的程度有了质的飞跃。 现代冲压生产是一种大规模继续作业的制造方式,由于高新技术的参与和介入,冲压生产方式由初期的手工操作逐步进化为集成制造。生产过程逐步实现机械化、自动化、并且正在向智能化、集成化的方向发展。实现自动化冲压作业,体现安全、高效、节材等优点,已经是冲压生产的发展方向其主要表现和发展方向如下: (1) 冲压成形理论及冲压工艺方面 冲压成形理论的研究是提高冲压技术的基础。目前,国内外对冲压成形理论的研究非常重视,在材料冲压性能研究、冲压成形过程应力应变分析、板料变形规律研究及坯料与模具之间的相互作用研究等方面均取得了较大的进展。特别是随着计算机技术的飞跃发展和塑性变形理论的进一步完善,近年来国内外已开始应用塑性成形过程的计算机模拟技术,即利用有限元(FEM)等有值分析方法模拟金属的塑性成形过程,根据分析结果,设计人员可预测某一工艺方案成形的可行性及可能出现的质量问题,并通过在计算机上选择修改相关参数,可实现工艺及模具的优化设计。这样既节省了昂贵的试模费用,也缩短了制模具周期。 (2) 冲模是实现冲压生产的基本条件. 在冲模的设计制造上,目前正朝着以下两方面发展:一方面,为了适应高速、自动、精密、安全等大批量现代生产的需要,冲模正向高效率、高精度、高寿命及多工位、多功能方向发展,与此相比适应的新型模具材料及其热处理技术,各种高效、精密、数控自动化的模具加工机床和检测设备以及模具CAD/CAM技术也在迅速发展;另一方面,为了适应产品更新换代和试制或小批量生产的需要,锌基合金冲模、聚氨酯橡胶冲模、薄板冲模、钢带冲模、组合冲模等各种简易冲模及其制造技术也得到了迅速发展。 精密、高效的多工位及多功能级进模和大型复杂的汽车覆盖件冲模代表了现代冲模的技术水平。目前,50个工位以上的级进模进距精度可达到2微米,多功能级进模不仅可以完成冲压全过程,还可完成焊接、装配等工序。我国已能自行设计制造出达到国际水平的精度达2~5微米,进距精度2~3微米,总寿命达1亿次。我国主要汽车模具企业,已能生产成套轿车覆盖件模具,在设计制造方法、手段方面已基本达到了国际水平,但在制造方法手段方面已基本达到了国际水平,模具结构、功能方面也接近国际水平,但在制造质量、精度、制造周期和成本方面与国外相比还存在一定差距。 模具制造技术现代化是模具工业发展的基础。计算机技术、信息技术、自动化技术等先进技术正在不断向传统制造技术渗透、交叉、融合形成了现代模具制造技术。其中高速铣削加工、电火花铣削加工、慢走丝切割加工、精密磨削及抛光技术、数控测量等代表了现代冲模制造的技术水平。高速铣削加工不但具有加工速度高以及良好的加工精度和表面质量(主轴转速一般为15000到40000r/min),加工精度一般可达10微米,最好的表面粗糙度Ra≤1微米),而且与传统切削加工相比具有温升低、切削力小,因而可加工热敏材料和刚性差的零件,合理选择刀具和切削用量还可实现硬材料(60HRC)加工;电火花铣削加工(又称电火花创成加工)是以高速旋转的简单管状电极作三维或二维轮廓加工(像数控铣一样),因此不再需要制造昂贵的成形电极,模具加工过程中的检测技术也取得了很大的发展,现在三坐标测量机除了能高精度地测量复杂曲面的数据外,其良好的温度补偿装置、可靠的抗振保护能力、严密的除尘措施及简单操作步骤,使得现场自动化检测成为可能。此外,激光快速成形技术(RPM)与树脂浇注技术在快速经济制模技术中得到了成功的应用。利用RPM技术快速成形三维原型后,通过陶瓷精铸、电弧涂喷、消失模、熔模等技术可快速制造各种成形模。 (3) 冲压设备和冲压生产自动化方面 性能良好的冲压设备是提高冲压生产技术水平的基本条件,高精度、高寿命、高效率的冲模需要高精度、高自动化的冲压设备相匹配。为了满足大批量高速生产的需要,目前冲压设备也由单工位、单功能、低速压力机朝着多工位、多功能、高速和数控方向发展,加之机械乃至机器人的大量使用,使冲压生产效率得到大幅度提高,各式各样的冲压自动线和高速自动压力机纷纷投入使用。如在数控四边折弯机中送入板料毛坯后,在计算机程序控制下便可依次完成四边弯曲,从而大幅度提高精度和生产率;在高速自动压力机上冲压电机定转子冲片时,一分钟可冲几百片,并能自动叠成定、转子铁芯,生产效率比普通压力机提高几十倍,材料利用率高达97%;公称压力为250KN的高速压力机的滑块行程次数已达2000次/min以上。 1.2模具发展现状 现代模具工业有“不衰亡工业”之称。世界模具市场总体上供不应求,市场需求量维持在600亿至650亿美元,同时,我国的模具产业也迎来了新一轮的发展机遇。近几年,我国模具产业总产值保持13%的年增长率(据不完全统计,2004年国内模具进口总值达到600多亿,同时,有近200个亿的出口),到2005年模具产值预计为600亿元,模具及模具标准件出口将从现在的每年9000多万美元增长到2005年的2亿美元左右。单就汽车产业而言,一个型号的汽车所需模具达几千副,价值上亿元,而当汽车更换车型时约有80%的模具需要更换。2003年我国汽车产销量均突破400万辆,预激2004年产销量各突破500万辆,轿车产量将达到260万辆。另外,电子和通讯产品对模具的需求也非常大,在发达国家往往占到模具市场总量的20%之多。目前,中国17000多个模具生产厂点,从业人数约50多万。1999年中国模具工业总产值已达245亿元人民币。工业总产值中企业自产自用的约占三分之二,作为商品销售的约占三分之一。在模具工业的总产值中,冲压模具约占50%,塑料模具约占33%,压铸模具约占6%,其它各类模具约占11%。 模具是工业生产中的基础工艺装备,是一种高附加值的高技术密集型产品,也是高新技术产业的重要领域,其技术水平的高低已成为衡量一个国家制造水平的重要标志。随着国民经济总量和工业产品技术的不断发展,各行各业对模具的需求量越来越大,技术要求也越来越高。目前我国模具工业的发展步伐日益加快,“十一五期间”产品发展重点主要应表现在 [2]: (1)汽车覆盖件模; (2)精密冲模; (3)大型及精密塑料模; (4)主要模具标准件; (5)其它高技术含量的模具。 目前我国模具年生产总量虽然已位居世界第三,其中,冲压模占模具总量的40%以上,但在整个模具设计制造水平和标准化程度上,与德国、美国、日本等发达国家相比还存在相当大的差距。以大型覆盖件冲模为代表,我国已能生产部分轿车覆盖件模具。轿车覆盖件模具设计和制造难度大,质量和精度要求高,代表覆盖件模具的水平。在设计制造方法、手段上已基本达到了国际水平,模具结构功能方面也接近国际水平,在轿车模具国产化进程中前进了一大步。但在制造质量、精度、制造周期和成本方面,以国外相比还存在一定的差距。标志冲模技术先进水平的多工位级进模和多功能模具,是我国重点发展的精密模具品种,在制造精度、使用寿命、模具结构和功能上,与国外多工位级进模和多功能模具相比,存在一定差距。 1.3本课题的主要内容与意义 本课题主要研究的是级进模的设计。级进模是在压力机一次冲程中,在有规律排列的几个工位上分别完成一部分冲裁工序,在最后工序冲出完整工件。因为级进模是连续冲压,生产过程中相当于每次冲程冲制一个工件,故生产效率高。级进模冲裁可以减少模具数量,操作方便安全,便于实现冲压生产自动化。但它在定位中产生的累计误差会影响工件精度,因此级进模多用于生产批量大,精度要求不高,需要多工序冲裁的小零件加工。 根据零件图的设计要求,进行冲压工艺分析,制定工艺方案,。设计内容还包括:排样图设计,总的冲压力计算机压力中心计算,刃口尺寸计算,弹簧的计算和选用,凸、凹模或凸、凹模结构设计以及其他冲模零件的设计,绘制模具装配图和工作零件图。编写课程设计说明书。 28 ******大学课程设计说明书 第2章 工艺分析 第2章 工艺分析 2.1制件的工艺性分析及工艺计算 2.1.1工艺分析 图1-1 零件图 由零件图可知,该零件为落料圆形冲孔,外形简单对称,整个外形光滑、圆整;孔与零件边缘之间最小距离c满足c>1.5t要求(其中料厚t为1.0mm, 可得出c=50/2-44/2=3mm, 1.5t=1.5mm)。 对于冲压件材料一般要求的力学性能是强度低,塑性高,表面质量和厚度公差符合国家标准。本设计的产品材料是LY12M,其力学性能是强度低,韧性和塑性均好,用冲裁的加工方法是完全可以成形的。另外产品对于表面质量要求无擦伤和划痕,所以尽量采用国家标准板材,其冲裁出的产品的表面质量等就可以保证。 经上述分析,产品的材料性能符合冷冲压加工要求。 根据零件图上所注尺寸,工件要求不高,采用IT11级精度,普通冲裁可满足要求。 查《冲压手册》表2-12得,一般冲裁件冲材料厚度t≤1.0mm金属板料时,其断面粗糙度为3.2μm;本产品在断面粗糙度和尺寸精度上均要求不高,所以断面质量可以保证,用冲裁的加工方法是完全可以成形的。 2.1.2排样设计 在一幅级进模里,因冲的制件不同,各工位就有不同的冲压工序,每个工位的冲压性质都须遵循一定的规则,如果违背就冲不出合格的制件,所以必须设计好。排样是模具结构设计的主要依据,排样图的好坏,直接关系到模具的设计。 级进弯曲是指弯曲件采用级进模在多个工位上分步弯曲成形的一种冲压方 法。由于在冲压过程中,毛坯始终在长长的条料上进行,所以级进弯曲除了遵守多道单工序模弯曲变形规律之外,其弯曲工序往往比单工序模要增多一些,使级进模结构变得较为复杂。 级进弯曲模一般由冲裁工序和弯曲工序组成。冲裁工序在开始的几个工位二合最后,弯曲工序后面工位。冲裁工序在级进冲压过程中,担当切除弯曲件展开外形之外的多余部分料、加工出必要载








































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