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文檔簡介
1、畢業(yè)設計說明書圓形拉伸件的沖壓模具設計 學 院: 機械工程學院 專 業(yè): 機械設計制造及其自動化 姓 名: * 學 號: * 指導教師: * 2011年 9 月摘要本設計是對給定的產品圖進行沖壓模模具設計。在綜合考慮了經(jīng)濟性、零件的沖壓工藝性以及復雜程度等諸多因素的基礎上進行沖壓工藝分析與計算的。文中還對沖壓模具成型零件和其他相關零件的選擇原則及選擇方法進行了說明。期間要參考大量與沖壓相關的資料和翻閱各種手冊,并通過計算以確定模具結構及尺寸,通過不斷的計算與修改,并在指導老師的悉心關懷和耐心指導下進行不間斷的反復修改,最終確定畫出了轉配圖和零件圖。通過這次畢業(yè)設計,結合我在生產實習中所看所想的
2、一些東西,使我了解和掌握了許多實際的東西,實踐證明,模具的設計和制造只有一些理論知識是不行的,任何模具的設計都要有一定的經(jīng)驗才可以設計出更合理性的模具。關鍵詞:沖壓模,模具設計,沖壓工藝性,模具結構,合理性。abstractthe design is a map for a given product stamping die mold design. after considering the economy, part of the stamping process and the complexity of factors such as stamping process based o
3、n the analysis and calculations. the article also forming part of the stamping dies and other parts of the selection principles and selection methods are described. during the press to refer to a substantial amount of relevant information and to read manuals, and through the calculations to determin
4、e the structure and size of the mold, and by constantly calculating, and, in the instructors careful attention and patience under the guidance of continuous repeated changes finalize the transfer with a map and draw a parts diagram. with this graduation, combined with my internship in the production
5、 of the like to see some of the things that i understand and master the many practical things, proved that the mold design and manufacturing only some theoretical knowledge is not enough, any mold design should have some experience before they can design a more reasonable of the mold. keywords: stam
6、ping die, die design, stamping process of the mold structure, and reasonable.目錄摘要-iabstract-ii目錄-iii第一章 引言-2 1.1沖壓模發(fā)展的歷史-1.2沖壓模在現(xiàn)代生產中的應用-1.3沖壓模的市場狀況-1.4當前沖壓模具技術發(fā)展的三個特點-第二章 拉深模具設計 - 5 2.1 設計工件的零件圖 - -5 2.2 沖裁件的工藝性分析 - 6 2.3 工藝方案確定 - 6 2.4 拉深工序力的計算 -7 2.5 模具工作部分尺寸的計算 - -8 2.6 模具的總體設計 - 9 2.7壓力機的選擇 - 1
7、0 2.8模具零件設計 - 12第三章 總結-15參考文獻-16致謝-第一章 引 言1.1沖壓模發(fā)展的歷史我國考古發(fā)現(xiàn),早在2000多年前,我國已有沖壓模具被用于制造銅器,證明了中國古代沖壓成型和沖壓模具方面的成就就在世界領先。1953年,長春第一汽車制造廠在中國首次建立了沖模車間,該廠于1958年開始制造汽車覆蓋件模具。我國于20世紀60年代開始生產精沖模具。在走過了溫長的發(fā)展道路之后,目前我國已形成了300多億元各類沖壓模具的生產能力。1.2沖壓模在現(xiàn)代生產中的應用沖壓模在現(xiàn)代生產中,是生產各種工業(yè)產品的重要工藝裝備,它以其特定的形狀通過一定的壓力方式將原材料成形。例如,沖壓件就是通過沖壓
8、方式使金屬材料在模具內發(fā)生塑性變形而獲得的;金屬壓鑄件、粉末冶金件等金屬制品,絕大多數(shù)也是用模具成形的。由于模具成形,特別是沖壓模成形,具有優(yōu)質、高產、省料和低成本等特點,現(xiàn)在已在國民經(jīng)濟各個部門,特別是汽車、拖拉機、航空航天、儀表儀器、機械制造等重工業(yè)部門得到極其廣泛的應用。據(jù)統(tǒng)計,利用模具制造的零件,在飛機 、汽車、拖拉機、電機電器、儀表儀器等機電產品中占60%70%;在電視機、錄音機、計算機等電子產品中占80%以上;在自行車、手表、洗衣機、電冰箱、電風扇等輕工業(yè)產品中占85%以上。1.3沖壓模的市場狀況隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展,人們對工業(yè)產品的品種、數(shù)量、質量及款式都有越來越高的要求。為了滿足
9、人類的需要,世界上各個工業(yè)發(fā)達國家都十分重視模具技術的開發(fā),大力發(fā)展模具工業(yè),特別在冷沖模方面,積極采用先進技術和設備,提高模具制造水平,并取得了顯著的經(jīng)濟效益。美國是世界上超級經(jīng)濟大國,也是世界模具工業(yè)的領先國家。據(jù)統(tǒng)計,美國模具行業(yè)有12554個企業(yè),從業(yè)人員17.28萬人,模具總產值達64.47億美元。日本模具工業(yè)是從1957年開始發(fā)展起來的。當年模具總產值僅有106億日元,到1991年總產值已超過17900億日元,在34年中增長了69倍。這也是日本經(jīng)濟能飛速發(fā)展,并在國際市場上占有一定優(yōu)勢的重要原因。我國對模具工業(yè)的發(fā)展也十分重視,國家通過多種方式和途徑來加速模具行業(yè)的發(fā)展。數(shù)以萬計的
10、模具私營企業(yè)和個體勞動者如雨后春筍般出現(xiàn)在神州大地上,對模具行業(yè)的發(fā)展起到了不可低估的作用??梢哉f,我國在模具技術方面已有一支較強的隊伍。目前,我國已能生產部分轎車覆蓋件模具。如東風汽車公司沖模廠,已設計制造了富康轎車部分內覆蓋件模具;一汽模具中心生產了捷達王轎車外覆蓋件模具。轎車覆蓋件模具,具有設計和制造難度大,質量和精度要求高的特點,可代表覆蓋件模具的水平。其設計制造手段已基本達到了國際先進水平,模具結構功能方面也接近國際水平,在轎車模具國產化進程中前進了一大步。但在制造質量、精度、制造周期和成本方面,與國外相比還存在一定的差距。標志沖模技術先進水平的多工位級進模和多功能模具,是我國重點發(fā)
11、展的精密模具品種。有代表性的是集機電一體化的鐵芯精密自動疊片多功能模具,已達到國際水平。但總體上和國外多工位級進模相比,在制造精度、使用壽命、模具結構和功能上,仍存在一定差距。1.4當前沖壓模具技術發(fā)展的三個特點一、 充分運用it技術發(fā)展模具設計、制造。用戶對壓力速度、精度、換模效率方面不斷提高的要求,促進了模具的發(fā)展。車身外形和發(fā)動機是汽車的兩個關鍵部件,汽車車身模具特別是大中型覆蓋件模具,其技術密集體現(xiàn)當代模具技術水平,是車身制造技術的重要組成部分。車身模具設計和制造約占汽車開發(fā)周期三分之二的時間,成為汽車換型的主要制約因素。目前,世界上汽車的改新?lián)Q代一般約需48個月,而美國僅需30個月,
12、這主要得益于在模具業(yè)中應用了cad/cae/cam技術和三維實體汽車覆蓋件模具結構設計軟件。另外,網(wǎng)絡技術的廣泛應用提供了可靠的信息載體,實現(xiàn)了異地設計和異地制造。同時,虛擬制造等it技術應用,也將推動模具工業(yè)的發(fā)展。二、縮短金屬成形模具的試模時間。當前,主要發(fā)展液壓高速試驗壓力機和拉伸機械壓力機,特別是在機械壓力機上的模具試驗時間可減少80%,具有巨大的節(jié)省潛力。這種試模機械壓力機的發(fā)展趨勢是采用多連桿拉伸壓力機,它配備數(shù)控液壓拉伸墊,具有參數(shù)設置和狀態(tài)記憶功能。三、車身制造中的級進沖模發(fā)展迅速。在自動沖床上用級進沖裁?;蚪M合沖模加工轉子、定子板,或者應用于插接件作業(yè),都是眾所周知的沖壓技術
13、。近些年來,級進組合沖載模在車身制造中開始得到越來越廣泛的應用,用級進模直接卷材加工成型零件和拉伸件,加工零件也越來越大,省去了用多工位壓力機和成套模具生產所必需串接的板材剪切、涂油、板坯運輸?shù)群罄m(xù)工序。級進組合壓模已在美國汽車工業(yè)中普遍應用,其優(yōu)點是生產率高,模具成本低,不需要板料剪切,與多位壓力機上使用的階梯模相比,節(jié)約30%。但是,級進組合沖模技術的應用受拉伸深度、導向和傳輸?shù)膸Р倪吘壊牧媳砻嬗不南拗?,主要用于拉伸深度比較淺的簡單零件,因此不能完全替代多工位壓力機絕大多數(shù)零件應優(yōu)先考慮在多工位壓力機上加工。 第二章 拉深模具設計2.1 設計工件的零件圖 圖2.1 制件圖制件材料為08鋼
14、,厚度t=1.5mm,大批量生產。2.2 沖裁件的工藝性分析沖裁工藝設計包括沖裁件的工藝性分析、沖裁工藝方案的確定和技術經(jīng)濟分析等內容。良好的工藝性和合理的工藝方案,可以用最少的材料,最少的工序數(shù)量和工時,并使模具結構簡單,模具壽命高。合格的沖裁件質量和經(jīng)濟的工藝成本是衡量沖裁工藝設計的主要指標。沖裁件的工藝性是指沖裁件對沖裁工藝的適應性。所謂沖裁工藝性好是指能用普通沖裁方法,在模具壽命和生產率較高,成本較低的情況下得到質量合格的沖裁件。因此,沖裁件的結構形狀、尺寸大小、精度等級、材料及厚度等是否符合沖裁的工藝要求,對沖裁件質量、模具壽命和生產效率有很大影響。該零件為不帶凸緣筒形件,要求內形尺
15、寸。料厚t=1.5mm,沒有厚度不變的要求;零件的形狀簡單、對稱,底部圓角半徑r=5mmt,滿足拉深工藝對形狀和圓角半徑的要求,尺寸為未注公差,滿足拉深工藝對精度等級的要求;零件所用材料08鋼的拉深性能較好,易于拉深成形。綜上所述,該零件的拉深工藝性較好,可用拉深工序加工。2.3 工藝方案確定 為了確定零件的成形工藝方案,先應計算拉深次數(shù)及有關工序尺寸。板料厚度t=1.5mm,按中線尺寸計算。1.選取修邊余量根據(jù)制件高度h及制件的相對高度h/d,按沖壓工藝與模具設計教材表7-4選取=2mm。2.計算瓶坯直徑 =129mm 3.毛坯相對厚度按沖壓工藝與模具設計教材表7-1,可不用壓邊圈。4.確定
16、拉深次數(shù)n按沖壓工藝與模具設計教材表7-8,本制件一次拉深即可。5.工藝方案根據(jù)上述結果,本制件需落料、拉深和切邊等三道工序??紤]該零件只需一次拉深,且拉深高度較小,坯料直徑(129)與拉深后筒體直徑(91.5)的差別不大,因此,落料與拉深分開加工。因此,該制件的沖壓工藝為落料拉深切邊。以下為拉深模設計過程。2.4拉深工序力的計算1. 拉深力與落料力計算拉深力的目的在于選擇設備和實際模具。筒形件無壓邊拉深是=89kn2. 初選壓力機標稱壓力初步確定所需壓力機標稱壓力為250kn。2.5模具工作部分尺寸的計算拉深凸模。凹模工作部分尺寸計算如下:1. 凸凹模間隙 =1x1.5=1.5mm.2. 凸
17、凹模圓角半徑首次拉深凹模圓角半徑 r1=(46)t,取r=5mm.首次拉深凸模圓角半徑 r2=(0.71.0)r1,取r2=6mm.3. 凸凹模工作尺寸及公差由于此次拉深為中間工序,由凸凹模工作尺寸及公差計算式,制件尺寸標注在內形時,要求以凸模尺寸為基準,通過加大凹模內形尺寸保證間隙,則相應凸、凹模尺寸的計算公式為 mm mm其中:、凹模和凸模制造公差=0.03mm ,=0.05mm。拉深件內經(jīng)的最小極限尺寸。4. 凸模通氣孔根據(jù)凸模直徑大小,按沖壓工藝與模具設計教材表7-19,取通氣孔直徑為6.5mm。2.6 模具的總體設計1.模具的工作過程將平板毛坯放入定位板的定位孔中,開動壓力機,凸模隨
18、滑塊下行,板料毛坯被拉入凹模。由于刮件環(huán)是由三塊分離的部分構成的環(huán)形,其直徑可以增大,當拉深制件完全通過后,在拉彈簧力的作用下,刮件環(huán)又緊貼凸模,于是凸模上行時可以將制件脫出,由下模座孔中落下。2.選模架選后側導柱圓形模架,凹模周界d=250mm。3選導柱選用b型導柱,結構尺寸為d*l=40*210.4. 選導套選用a型導套,結構尺寸為d*l=40*140。5. 選模柄選擇壓入式模柄,模柄尺寸為d*h=50*59。6. 裝配圖 圖2.2 總裝圖2.7壓力機的選擇沖壓設備的選擇是工藝設計中的一項重要內容,它直接關系到設備的合理使用、安全、產品質量、模具壽命、生產效率和成本等一系列重要問題。沖壓設
19、備的選擇依據(jù):1. 所選壓力機的公稱壓力必須大于總沖壓力,即f壓f總2. 壓力機的行程大小應適當。由于壓力機的行程影響到模具的張開高度,因此對于沖裁,彎曲等模具,其行程不于過大,以免發(fā)生凸模與導板分離或滾珠導向裝置脫開的不良后果。對于拉深模,壓力機的行程至少應大于成品零件高度的兩倍以上,以保證毛坯的放進和成行零件的取出。3.所選壓力機的最大高度應與沖模的閉合高度相適應。即滿足:沖模的閉合高度介于壓力機的最大閉合高度和最小閉合高度之間的要求。4.壓力機工作臺面的尺寸必須大于模具下模座的外形尺寸,并還要留有安裝固定的余地。但在過大的工作臺面上安裝過小尺寸的沖模時,對工作臺的受里條件也是不利的??偟?/p>
20、拉深力:f總=89kn,綜合考慮預選公稱壓力為250kn的開式壓力機,其各項參數(shù)如表1: 表1 壓力機參數(shù)公稱壓力(kn)滑塊行程(mm)滑塊行程次數(shù)次/min最大裝模高度(mm)裝模高度調節(jié)量(mm)滑塊中心線至床身距離()立柱距離()2508010036080190260工作臺尺寸()工作臺孔尺寸()墊板尺寸()模柄孔尺寸()滑塊底面尺寸()床身最大可傾角前后左左右前后左右直徑厚度65直直徑深高度前前后左右56063602601301805507702303002.8模具零件設計1.根據(jù)相關手冊設計零件結構及尺寸。部分零件的結構尺寸下列各圖所示。 圖2.3 模柄圖2.4 定位圈 圖2.5
21、凹模 圖2.6 凸模2.各零件的名稱、數(shù)量、材料等如下圖所示。圖2.7 明細表第三章 總結 此次課程設計工作在牟林老師指導下,終于順利完成。在此次課程設計中我將大四所學沖壓知識進行了系統(tǒng)的復習,融會貫通。但是,由于以前所學模具知識不夠扎實,設計過程比較困難,也出現(xiàn)了很多錯誤。通過本次課程設計,我對模具知識有了比較全面的認識。能夠獨立進行中等復雜模具的設計。相信這次課程設計會對以后的學習、工作有很大的幫助。 當然,由于實踐經(jīng)驗比較缺乏,對于模具設計的細節(jié)方面還不完善,內容中也有很多不足之處,敬請各位老師諒解。 參考文獻【1】沖壓工藝與模具設計 牟林 北京大學出版社【2】冷沖模設計實用手冊 鄭家賢 機械工業(yè)出版社【3】模具實用技術設計綜合手冊 王數(shù)勛 華南理工大學出版社【4】模具設計于制造 閻其風 機械工業(yè)出版社【5】模具制造手冊 模具制
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