正装复合模课程设计Word格式文档下载.docx
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模具与相应的成形设备(如冲床、塑料注射机、压铸机等)配套使用时,可直接改变金属或非金属材料的形状、尺寸、相对位置和性能,使之成形为合格的制件。
为提高模具的质量性能精度和生产效率,缩短模具制造周期,模具多采用标准零件,所以模具属于标准化程度较高的产品。
一副中小型冲模或塑料注射模中,其标准零件可达90%,其工时节约率可达25%到45%。
现代产品生产中,由于模具的加工效率高,互换性好,节约原材料,所以得到了很广泛的应用。
现代工业产品的零件,广泛采用冲压、锻造成形、压铸成形、挤压成形、塑料注射或其它成形加工方法,和成形模具相配套,经单工序或多道成形工序,使材料成形加工成符合产品要求的零件,或成为精加工前的半成品件。
如汽车覆盖件,须采用多副模具,进行冲孔、拉深、翻边、弯曲、切边、修边、整形等多道工序,成形加工为合格零件;
电视机外壳、洗衣机内桶是采用塑料注射模,经一次注射成型为合格零件;
发动机的曲轴,连杆是采用锻造成形模具,经滚锻和模锻成形加工为精密机械加工前的半成品配件。
高精度、高效率、长寿命的冲模,塑料注射成型模具,可成形加工几十万件,甚至几千万件产品零件,如一副硬质合金模具,可冲压硅钢片零件上亿件,这类模具称为大批量生产用模具。
适用于多品种、少批量,或产品试制的模具有组合冲模、快速冲模、叠层冲模或低熔点合金成形模具等。
在现代加工业中,具有重要的经济价值,这类模具称为通用、经济模具。
电子计算机、现代通信器材与设备、电器、仪器与仪表等工业产品的元器件或零、部件越来越趋于微型化、精密化,其零件结构设计中的槽、缝、孔尺寸要求在0.3mm以下,所以批量生产用模具要求很高。
如高压开关中的多触点零件,宽度仅为10mm,却需冲孔,冲槽、弯曲、三层叠压等多个工序,模具需设计为70工位的精密级进冲模。
又如手机中零件尺寸极其微小,对模具的要求很高。
这类微型冲件和塑件用的模具,已成为高技术模具或专利模具。
大型模具,重量在10吨以上的已很常见,有些模具重量达到30吨。
如大型汽车覆盖件冲模、大型曲轴锻模、大尺寸电视机外壳用塑料注塑模等重量都在10吨以上。
随着现代化工业和科学技术的发展,模具的应用越来越广泛,其适应性也越来越强,模具的制造水平已成为工业国家制造工艺水平的标志。
另外,模具是进行成形加工及少、无切屑加工的主要工装,在大批、大量加工中,可使材料利用率达90%或以上。
当今社会的发展和进步,使原有的商品已经不能满足人们对物质的需求,然而有些商品的制造必须依靠模具才能生产加工出来。
因此,模具的发展与人们的生活越来越紧密。
我们利用模具加工各种的工件,以便满足人们的需要,模具的发展给我们带来了新的生活,新的时代。
因此我选择了模具的毕业设计来检验我在这方面的知识。
由于产品的材料和工艺特性不同,生产用的设备也有很多种,模具的种类繁多,但是用处广泛的大约有以下几种:
冲裁模、弯曲模、拉深模、冷压模、硬质合金冲模、塑料成型模等。
其中以冷压模和塑料膜的技术要求和复杂程度高。
在本次毕业设计中利用计算机辅助设计(CAD)绘制模具装配图以及主要零件图,使得对CAD的应用得到了巩固和加深。
同时对所给的零件进行分析,分析该零件的尺寸、形状、厚度、加工规模等从而得出用一般精度的模具即可完成加工要求。
在加工分案的选择上选用了正装式复合模进行加工。
同时对冲裁工艺、模具的整体结构、工作原理进行详细的介绍。
希望对大学四年的知识能够有一个总结,顺利完成这次毕业设计。
课题:
正装复合模设计
零件简图:
如图所示
材料:
0.8F
厚度:
1.2mm
·
1冲裁工艺设计
1.1冲裁件的工艺分析
冲裁件的的工艺性是指冲裁件对冲压工艺的适应性,即冲裁件在冲压加工中的难易程度。
冲裁件的工艺是否合理,对冲裁件的质量、模具寿命和生产率有很大的影响,一般情况下对冲压件工艺性影响最大的是几何尺寸和精度要求。
1.1.1材料特性分析
冲压所用的材料,不仅要满足工件的技术要求,同时也必须满足冲压工艺要求:
(1)应有良好的塑性。
在成形工序中,塑性好的材料,其容许的变形程度大。
在分离工序中,良好的塑性才能获得理想的断面质量。
(2)应具有光洁平整且无缺陷损伤的表面状态。
表面状态好的材料,加工时不易破裂,也不容易擦伤模具,制成的零件也有良好的表面状态。
(3)材料的厚度公差应符合国家标准。
因为一定的模具间隙,适应于一定厚度的材料。
本零件采用10号钢,10号钢属于优质碳素结构钢,其中含C量为0.07%~0.14%,抗拉强度
,屈服强度
。
其韧性好,强度适中吻合加工的要求。
1.1.2冲裁件的结构工艺性分析
(1)冲裁件的形状应尽量简单,最好是规则的几何形状或由规则的几何形状所组成。
同时应避免冲裁件上过长的悬臂与凹槽,它们的宽度要大于料厚的(1.5到2)倍,该零件外形上接近于矩形,没有悬臂和凹槽,冲裁件的最小尺寸为1.4mm大于1.5t。
(2)一般情况下,冲裁件的外形和内孔应避免尖角,采用
的圆角。
此零件设有R2.5的倒角。
(3)冲孔时,因受凸模强度限制,孔的尺寸不宜过小。
用一般冲模冲圆孔时,对硬钢,直径
;
对软钢和黄铜,
对铝及锌,
冲方孔时,对硬钢,边长
对软钢及黄铜,
对铝和锌,
由于10号钢属于软钢。
而
所以该条件也满足。
(4)孔与孔之间的距离或孔与零件边缘之间的距离a,因受模具强度和冲裁件质量的限制,其值不能过小,一般应取a.>
2t(3-4mm),如使用级进模,而且对零件精度要求不高时,a可适当减小,但也不宜于小于板厚。
该零件的孔与孔间的最小尺寸为5.5mm,孔与零件边缘的最短距离为4mm。
(5)冲裁件的精度一般可达IT10-IT12,高精度可达IT8-IT10级,冲孔比落料的精度约高一级。
该零件没有标准公差,则对于非圆形件按国家标准《非配合尺寸的公差数值》
精度来处理,冲模则可按
精度制造。
1.2冲压工艺方案的确定
该工件有两道加工工序:
冲孔、落料。
可以有以下三种方案:
方案一:
先落料后冲孔,采用简单模生产;
方案二:
落料和冲孔连续加工,采用级进模生产;
方案三:
落料和冲孔复合加工,采用复合模生产。
三种方案比较见表1.1
表1.1三种方案的比较
简单模
级进模
复合模
冲裁件精度
较低
高
一般
生产效率
低
较高
生产批量
批量小或试制冲裁件
大批量
模具复杂程度
简单
较复杂
复杂
模具制造成本
模具的结构特点
结构简单安装容易
结构较复杂制造麻烦
结构较复杂
模具的制造精度
模具制造周期
较快
较长
长
冲压设备能力
较小
中等
较大
工作条件
较好
好
方案一虽然模具结构简单,尺寸较小,重量较轻,模具制造简单,成本低廉。
模具依靠压力机导轨导向,模具的安装调整麻烦,很难保证上、下部分对正,从而难以保证凸、凹模之间的间隙均匀,冲裁件精度差,模具寿命低,操作也不安全,需要两套模具,生产率较低而且不适合大批量生产。
方案二级进模是多工序冲模,在一副模具上能完成多道工序,使用级进模可以减少模具和设备数量,提高生产效率。
级进模容易实现冲压生产自动化。
但是,级进模比简单模结构复杂,制造麻烦,成本增加。
级进模的条料的准确定位的问题不好解决。
方案三复合模也是多工序冲模,在一副模具中一次送料定位可以同时完成几个工序。
和级进模相比,冲裁件的内孔和外缘具有较高的位置精度,条料的定位精度要求较低,冲模轮廓尺寸较小,复合模适合于生产批量大、精度要求高的冲裁件,且零件的形位精度容易保证,条料的定位精度要求较低,生产效率较高。
综上分析应该选择第三方案进行加工。
2.排样设计及材料利用率计算
2.1排样方案的确定
冲裁件在条料或板料上的布置方法叫排样。
排样的合理与否直接关系到材料利用率的高低,而冲压件的成本中,材料费用一般占60%以上,因此合理排样对提高材料利用率降低成本具有十分重要的意义。
根据材料的合理利用情况,条料的排样方法可以分为三种:
(一)有废料排样:
沿工件全部外形冲裁,工件四周都留有搭边。
可由搭边补偿误差,因而能保证冲裁件的精度和质量,冲模寿命也较高,但材料利用率低。
(二)少废料排样:
沿工件部分外形冲裁,局部有搭边和余料。
因受剪裁条料质量和定位误差的影响,其冲件质量稍差就会影响模具的寿命,但材料利用率高,冲模结构简单。
(三)无废料排样:
工件由条料顺次切下,直接获得零件,无任何搭边。
冲件的质量较差,模具寿命低,但材料利用率高。
采用少、无废料排样,对节省材料有重要意义。
同时,因冲切周边减小,可降低冲压力并简化冲模结构。
但采用少、无废料排样也存在一些缺点,如工件所能达到的质量与精度都较差,同时模具寿命也较低。
此外,少无废料排样中,工件的毛刺也不在同一方向。
无论是有废料、少废料或无废料排样,其排样的型式均可分为直排、斜排、直对排、斜对排、混合排和多行排等。
综上分析,根据零件的形状、尺寸、材料,选取有废料排样,采用直排的形式。
2.2搭边的选取
排样时工件之间以及工件与条料侧边之间留下的余料叫搭边。
搭边虽然形成废料,但在工艺上却有很大的作用。
搭边的作用是补偿定位误差,保证冲出合格的零件。
搭边还可以保证条料有一定的刚度,利于送进。
搭边值要合理确定。
搭边值过大,材料利用率低;
搭边值过小,在冲裁中有可能被拉断,使零件产生毛刺,严重时会拉入凸模与凹模间隙之中,损坏模具刃口。
搭边值的大小通常与材料的机械性能、工件的形状和尺寸、材料厚度以及送料和挡料方式等因素有关。
硬材料的搭边值比软材料的搭边值可小一些;
工件尺寸大或是有尖突的复杂形状时,搭边值取大些,厚材料的搭边值应取大些;
用手工送料,有侧压装置,搭边值可取小些。
目前搭边值的大小是由经验确定的。
表2.1是常用以确定搭边值的参考数表。
表2.1搭边a和a1的数值
材料厚度t\mm
圆件及圆角r>
2t
矩形件边长L≤50mm
矩形边长L≥50mm或圆角r≤2t
工件间a1
沿边a
0.25以下
1.8
2.0
2.2
2.5
2.8
3.0
0.25~0.50
1.2
1.5
0.5~0.8
1.0
0.8~1.2
0.8
根据零件矩形形状最长边长为24.5mm,厚度为0.8mm,所以a1=1.5mm,沿边a=1.8mm。
2.3送料步距、条料宽度及导料销与条料间距计算
2.3.1送料步距:
两次冲裁间板料在送料方向移动的距离L,其值等于冲裁件相应部分的宽度加上工件间搭边值a,即
L=d1+a=22+1.2=23.2mm(2-1)
2.3.2条料宽度及导料销与条料间距的计算
条料宽度的计算
B=d2+2a=(34+1.5x2)0-0.5=370-0.5(2-2)
导料销与条料间距为1.2mm.所以排样图如图2-1:
图2-1