顶罩冲压工艺与模具设计.docx
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顶罩冲压工艺与模具设计
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毕业设计(论文)
顶罩冲压工艺与模具设计
Topcoverstampingprocessanddiedesign
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摘要
本次毕业设计较为简单的分析了顶罩的的成形工艺以及模具设计,含有对工件的工艺分析、排样方式、工艺力的计算和模具中工作零件的尺寸计算等难点,并用proe画出模具的装配图。
制造出该工件用的是复合模,其中含有4个工序:
落料、冲孔、翻遍、拉伸。
本文详细的设计了凸模、凹模、固定板以及卸料板,阐述了模具的凸模和凹模的间隙配合方式,制订了加工工艺。
关键词:
复合模;顶罩;工艺分析
Abstract
Thisgraduationdesignismoresimpleanalysisoftheenginetopcoverformingprocessanddiedesign,processanalysiscontainingtheworkpiece,cuttingpatterns,thecalculationprocessforcesanddimensioningthemoldpartsandotherdifficultiesofthework,andwithproedrawthemoldassemblydrawing.Manufactureoftheworkpieceusingacomplexmoldwhichcomprisesfoursteps:
blanking,punching,asearchstretching.Inthispaper,adetaileddesignofthepunch,die,fixingplateandstripperplate,describesthegapbetweenthediepunchandthediefittingmanner,developedaprocess.
KeywordsCompounddietopcoverProcessAnalysis
目录
摘要I
目录I
1绪论1
1.1模具的分类1
1.2冲压模的现状和发展1
1.3市场情况1
1.4产业前景1
1.5发展机遇2
2工艺设计3
2.1冲压件工艺分析3
2.2工艺方案的确定4
2.3确定模具结构形式5
3主要设计计算5
3.1毛坯尺寸计算6
3.1.1修边余量计算7
3.2毛坯尺寸计算7
3.3排样设计7
3.4拉深次数计算8
3.5工艺力计算8
3.6冲裁功的验算11
3.7工作零件刃口尺寸计算11
3.8确定压边圈的需要13
3.9压力中心的确定13
3.10冲裁模具间隙的影响及其确定13
3.11拉深翻边零件尺寸计算15
4主要零部件的设计17
4.1工作零件的结构设计17
4.2支撑固定及卸料零件22
4.2.1上、下模座22
4.2.2垫板22
4.2.3模柄23
4.2.4限位柱23
4.2.5固定板23
4.2.6弹压卸料板24
5其他零部件的设计与选用25
5.1弹性元件25
5.2卸料螺钉25
5.3挡料销25
5.4模架及其他零部件的选用25
6模具的总体设计27
6.1模具类型的选择27
6.2定位方式的选择27
6.3卸料、出件方式的选择27
6.4导向方式的选择27
6.5压力机的选择27
7模具的总装图29
8结论31
致谢32
参考文献33
1绪论
模具在工业生产中占据占据这一个很重要的地位,素有“工业之母”的称号。
别的加工方式和模具比起来各有千秋,模具有以下几个有点:
1.效率高2.互换性好3.材料利用率高4.质量好。
因此模具广泛的存在于机械行业中,而且能生生不息。
整套模具是由各种零件装配而成的,其中含有基础的上、下模座,导柱,导套,模架,底座这些零件企业都会做成通用的,这样可以发挥出互换性的优势。
至于一些螺钉、销钉这些比基础零件更加具有通用性,根据国标设计出来可以用在各个方面。
核心零件是各种凹模、凸模,这些则需要根据被制工件的具体情况来确定出,但是企业会适当的根据别的工件做成能够互换的,这样能够在下个订单时减少设计时间从而提高制造的效率。
1.1模具的分类
模具根据不同的方式,有着很多的种类,按照模具的结构形式分类:
1.单工序模2.复合模3.连续模。
按照加工材料的分类:
1.塑胶模2.五金模。
五金模中一般有冲压模,压铸模,铸造模和锻压模。
本设计就是冲压模,冲压模在当今社会还是有着主导作用的。
1.2冲压模的现状和发展
我国的模具发展行业有着地区不平衡的特征,沿海地区明显要远远由于内陆,可能是长时间与外界便于交流的原因,宁波和黄岩这两个地区的模具水平在中国地区是遥遥领先的。
当然我国的模具水平与西方发达国家还是有一定的差距的,比如说制造的精度不够高,制造的质量不够好,速度不够快,这些与人员的素质有着一定的关系,更主要的是材料的各种属性,比如说刚度,硬度,韧性,耐磨度。
当今社会材料限制了很多行业发展的速度,同样模具所需要的材料也是制约模具行业前进的一个重要因素。
1.3市场情况
现在全国共有4万多家模具生产厂,有150万人从事着这个行业,为国家带来的经济增长做出很大的贡献,但由于近几年经济的不景气,整个制造业陷入一些低迷状态,一些传统的高消耗型已经逐步关闭,只有一些节能型,创新型的制造厂商还屹立在模具制造行业金字塔的顶端。
模具制造业在广东、浙江、江苏和上海的产值总量达国家整体的75%以上,欧美国家的客户在中国用1/3的钱买到了2/3的性能,只有不断的提高中国模具行业,才能让高利润的订单放在中国的办公桌上。
1.4产业前景
模具的前景可期,应走多元化道路。
虽然我国生产模具的数量是占世界生产的大部分的,但是由于技术问题,一些高端的模具制造并不在中国进行,由此大部分的利润并不在中国,中国的模具制造业就像是劳动密集型企业。
我国的模具制造水平比起两个大国美国和日本还有很大差距,导致了我国生产出来的模具质量不高,生产出来的模具供大于求,就像中国的钢铁业一样,已经开始亏损了。
未来模具可以用在国家重点发展的地方,比如国防军工和航空航天,还有民用的汽车上。
中国的汽车一直是个诟病,主要还是质量不及外国企业生产的汽车。
并不是我们不爱国,不想用本国的东西,而是实在质量之差看不下去。
因此,我国模具发展应向高质量、高技术、高精度方面发展。
1.5发展机遇
随着互联网的发展和工业4.0的渐渐普及,模具行业发展和挑战并存。
根据政府出的经济报告,模具行业整体不是很景气,但是一些通过高新技术发展的企业一直都能创造出很高的产业价值。
自动化程度的高低能体现一个企业的技术水平,但是人的创新才是最重要的,这样才能推动模具行业的发展。
互联网未来将成为模具行业走出困境的一个救命稻草,通过网络的订单可以解决供应关系,逐步实现供等于求,私人订制。
通过网络的及时沟通,使制造的产品满足市场的需求。
同样销售的时候通过网络能够将产品更多的推广给更多用户,及时解决产品的堆积,降低成本,大幅增加利润。
另外企业通过对高校的支持,高校拿出技术来帮助企业的尖端技术的发展,运用在企业的产品上,促进了模具行业的发展。
2工艺设计
2.1冲压件工艺分析
材料:
该冲裁件的材料用的是是普通碳素钢的08钢,,可冲压性能是比较好的。
零件结构:
该冲裁件的结构是圆筒形的,通过旋转拉深成型,是轴对称工件。
尺寸精度:
IT12的公差等级精度是适用于没有严格要求,而仅要求便于联结的配合。
由于上下两个孔没有什么特殊要求。
因此采用IT12精度,高度方面可以采取自由公差,影响不到工件的精度。
结论:
适合冲裁
图2-1工件图
2.2工艺方案的确定
表2-1模具特点比较[2]
该零件有落料、冲孔、拉伸、翻边四个简单的工序,可以采用以下三种工作方案:
如果采用方案1单工序模,逐步进行各个工序,则加工时需要4个工序,需要用到的模具要有4套。
比较大的模具制造费用,并不是很高的生产效率,尺寸精度无法保证,工人操作很不方便,安全系数也不高,所以方案一不合理。
如果采用方案2级进模,虽然只需要1套模具,但是加大了模具制造的难度,而且无法确定工件的尺寸合格性,所以方案三也不合理。
如果采用方案3复合模,采用复合模制冲件时,主要零件有着简单的结构,由于是圆盘型,所以轴对称,另外有几个因素:
1复合模的成本不是太高
2制造的难度也不大
3容易保证尺寸的精度
4操作也方便,安全性好
5生产效率高
综上考虑很多因素,采用方案3是比较符合实际情况的。
2.3确定模具结构形式
复合模按凸凹模在模具上的位置分为不同有两种形式:
1.顺装式复合模
2.倒装式复合模。
倒装式复合模中凸凹模的位置是在下模部分。
此时,凸凹模对冲裁外形轮廓来说是起冲裁凸模的作用,而对内部的孔来说,则又是起冲孔凹模的作用,他通过凹凸模定位在下模坐上。
这种结构的模具制造简单,操作方便,生产效率高,生产时也比较安全,模具周围清洁。
但所得到的冲压件平整度较差。
顺装式复合模的凹凸模位置是在上模部分。
冲件由弹顶器自装在下模部分的凹模内顶出置模具的工作面上,废料则有压力机通过推杆自上而下被击落,并和工件一起汇集于模具的工作面上。
这是需要及时清除,操作不如倒装式复合摸方便,且不安全。
这种结构形式受力情况比倒装式的情况好。
[7]
表2-2顺装复合模和倒装复合模的特点[9]
3主要设计计算
8结论
本次设计的工件是采用08钢,采用的是复合模具,排样方式采取的是直排。
通过公式算出了毛坯的直径是79.5mm,落料力的值是155769N,冲孔力的值是35268N,推荐力的值是5819N,拉伸力的值为16956N,翻边力的值是47665N,压边力的值是2051N,卸料力的值是7788N,冲压工艺总力的值为271316N。
模具的压力中心在工件的几何中心上面。
根据计算,决定采用开示压力机,型号为23—40。
通过proe的PDX将模具完整的装配起来,完成了整套模具的设计工作。
致谢
参考文献
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