机床行程开关固定罩冲压模具.doc
《机床行程开关固定罩冲压模具.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机床行程开关固定罩冲压模具.doc（22页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
第1章绪论
中国经济的持续高速发展，为模具工业的发展提供了广阔的空间。
模具行业在今后的发展中，首先要更加注意其产品结构的战略性调整，使结构复杂、精密度高的高档模具得到更快的发展。
我们的模具行业要紧紧地跟着市场的需求来发展。
没有产品的需求、产品的更新换代，就没有模具行业的技术进步，也就没有模具产品的上规模、上档次。
如汽车生产中90%以上的零部件，都要依靠模具成形，在珠三角和长三角，为汽车行业配套的模具产值增长达40%左右。
而模具技术水平的高低，在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。
已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志。
模具应用领域的不断扩大、已应用领域对模具提出的更多和更高要求，使模具工业发展速度快于其他制造业的发展速度已成为普遍规律，目前世界模具市场供不应求，近几年，市场总量一直在600～650亿美元之间，而我国模具出口尚不到8％，“十一五”期间完全可以扩大这个份额，同时随着经济全球化发展趋势日趋明显，模具制造业逐渐向我国转移以及跨国集团到我国进行模具采购趋向日趋明显，外资和民营资本继续看好我国模具行业，因此加入WTO后，我国模具行业机遇大于挑战，“十一五”期间，国际模具市场前景广阔，我国模具仍有较大发展空间。
经过这四年对模具的学习，我越来越坚信模具产业的发展前景。
因此我要好好学习自己的专业课程，掌握模具设计与制造的基础知识，为以后的工作打下坚实的基础。
第2章设计题目
2.1本次设计的方向和内容
本次设计的题目是：
机床行程开关固定罩冲压模具设计
材料：
10号钢厚度t=1.0mm
二维零件图如下：
2-1开关固定罩二维图
零件的材料10号钢
力学性能：
抗拉强度（MPa）：
335
屈服强度（MPa）：
205
伸长率（%）：
31
零件材料10号钢的抗蚀性和强度比铝高，并有良好的冷塑性和焊接性能，但其切削加工性能不良。
主要用于焊接件、容器、管道，或需用深延伸、弯曲等方法制造的低载荷零件、制品以及铆钉等。
本固定罩采用1mm的10号钢板冲压而成，可保证足够的强度和刚度。
2.2冲压工艺分析
2.2.1冲压所需工艺分析
分析图2-1零件结构，需要的加工工艺有落料、拉深、翻孔、冲孔、切边。
为保证高度22mm，需要留有一定的修边余量，所以需要进一步的进行修边工序。
2.2.2工艺流程的安排
拉深之前需要进行落料，如果一次不能拉深成型则需要进行两次，三次或者多次拉深。
其中，落料，拉深两步工序可以考虑采用落料拉深复合模一次加工得到，如果需要多次拉深成型，还需要再加相应的拉深模具。
下面分工序逐步分析计算，进行设计。
第3章落料拉深复合模设计
3.1工艺分析
3.1.1冲裁的结构工艺性
（1）冲裁件的外形或内孔应避免尖锐的清角，在各直线或曲线的连接处，除属于无废料冲裁或采用镶拼模结构外，宜有适当的圆角，其半径的最小值如表1所示：
本次冲裁为落料一圆形件。
（2）用普通冲裁模冲制的零件，其断面与零件表面并不垂直，并有明显区域性特征。
采用合理使用间隙冲裁模冲制的零件，光亮区域约占断面厚度的30%；凹模侧有明显的塌角，凸模侧有高度不小于0.05mm的毛刺；外形有一定程度的拱曲。
冲裁件的这些特征是普通冲裁加工条件决定的。
选用冲裁工艺时，必须考虑零件的这些特征。
（3）凡产品图纸上未注公差的尺寸均属于未注公差尺寸。
在计算凸模和凹模时，冲压件未注公差尺寸的极限偏差数值通常按GB1800-79IT14级。
3.1.2拉深的结构工艺性
（1）拉深件的形状应尽量简单、对称。
对称拉深件在圆周方向上的变形是均匀的，模具加工也容易，其工艺性最好。
其它形状的拉深件，应尽量避免急剧的轮廓变化。
拉深高度小于直径的圆筒形件容易成形，其次是阶梯形件、矩形件、锥形件、半球形件，而复杂形状件的拉深加工则较为困难。
（2）拉深件各部分尺寸比例要恰当。
拉深件高度不宜太大，一般控制在h<=2d（h为拉深件高度，d为拉深件直径）。
拉深件凸缘宽度不宜太宽，一般控制在如下范围：
d+12t<=d凸<=d+25t。
若拉深件各部分尺寸比例满足上述关系，则对拉深工序有利。
尽量避免设计宽凸缘和深度大的拉深件，因为这类工件需要较多的拉深次数。
如果工件空腔不深，但凸缘直径很大，制造也很费劲。
工件凸缘的外廓最好与拉深部分的轮廓形状相似；如果凸缘的宽度不一致，仅拉深困难，还要添加工序，还需放宽切边余量，增加金属消耗。
该端盖整体形状为带凸缘圆筒形件。
（3）拉深件的圆角半径要合适。
拉深件的圆角半径，应尽量大些，以利于成形和减少拉深次数。
拉深件底与壁、凸缘与壁、矩形件的四壁间圆角半径如图应满足R1≥t，R2≥2t，R3≥3t，否则，应增加整形工序。
如增加一次整形工序，其圆角半径可取R1≥（0.1～0.3）t，R2≥（0.1～0.3）t。
（4）拉深件厚度的不均匀现象要考虑。
拉深件由于各处变形不均匀，上下壁厚变化可达1.2t至0.75t（见图4）。
多次拉深的工件内外壁上或带凸缘拉深件的凸缘表面，应允许有拉深过程中所产生的印痕。
除非工件有特殊要求时才采用整形或赶形的方法来消除这些印痕。
（5）拉深件的尺寸精度不宜要求过高。
拉深件的制造精度包括直径方向的精度和高度方向的精度。
产品图上的尺寸应注明必须保证外部尺寸或是内腔尺寸，不能同时标注内外形尺寸。
（6）拉深件的尺寸精度一般不高于IT13级，如果要求尺寸精度高于IT13级，则需要增加校形工序。
3.2毛坯尺寸计算
利用Dynaform设置好参数进行拉伸模拟，最后出毛坯尺寸以及排样图，毛坯及排样图如下：
3.3排样
3.3.1搭边值与条料宽度确定
搭边值的经验数据可查阅相关设计手册，采用无侧压装置送料，查阅《冲压设计手册》。
搭边值a=2mm，a1=2mm，Z=0.5mm，
条料宽度B=（+2a+2Z）
带入数据得B=164.9mm。
本模具采用导料板导料。
导料板之间的距离
A=B+Z=164.9+1=165.9mm
3.3.2排样方式的确定
排样时优先考虑采用直排，因为直排模具最简单。
为了方便落料，采用无搭边的排样方法，同时还可以省略固定卸料板的使用，。
最终确定排样方式如下图
图3-1排样图
3.4冲裁力和压力中心的计算
由于采用落料拉深复合模，所以冲裁力的计算包含两方面的内容：
落料时的冲裁力计算和拉深时的冲裁力计算。
3.4.1冲裁力的计算
平刃口冲裁模的冲裁力F一般按照下式进行计算：
F冲=KLtτb
式中F冲——冲裁力（N）；
L——冲裁周边长度（mm）；
τb——材料抗剪强度（MPa）；
T——材料厚度（mm）；
K——系数。
在冲裁时，一般取经验数据K=1.3，代入数据，得：
F冲=117.5KN
F卸、F推、F顶是由压力机和模具的卸料、顶件装置获得。
影响这些力的因素主要有材料的力学性能、材料的厚度、模具的间隙、凸凹模表面粗糙度、零件形状和尺寸以及润滑情况。
实际生产中常用下列经验公式计算：
F卸=K卸F冲
F推=K推F冲
查表8知，卸料力、推件力的系数K卸=0.04，K推=0.055。
因而F卸=0.04×117.5KN=4.7KN
F推=0.055×117.5KN=6.5KN
所以F=F冲+F推+F卸=128.7KN
3.4.2拉深时冲压力的计算
3.4.2.1拉深次数的确定判断能否一次拉深成形
根据计算有m=d/D=120/160=0.75材料的首次拉深极限为0.52～0.55.
故能一次拉深成形。
3.4.2.2深力的计算在实际生产中，首次拉深的拉深力采用以下经验公式进行计算
F=πd1tσbK1
式中F——拉深力（N）；
d1——拉深后工件的直径（mm）；
t——毛坯厚度（mm）；
σb——材料抗拉强度（MPa）；
K1——修正系数，查课本表5-10可得K1=1.0
带入数据，得F=π×160×1×335×1=168.3KN
总的压力F=297KN
3.4.3压力中心的计算
分析零件结构可知，零件落料毛坯为规则几何图形，冲压时的压力中心就在几何中心上，而拉深时也是沿圆筒四周均匀拉深，故其压力中心也在几何中心上。
在设计模具时模柄轴线应该与落料凸模轴线重合。
3.5压力机的选择
3.5.1压力机类型的选择
冲压设备的选择是工艺设计中的一项重要内容，它直接关系到设备的合理使用、安全、产品质量、模具寿命、生产效率和成本等一系列重要问题。
冲压设备的选择包括两个方面：
类型及规格。
首先，应根据所要完成工序的工艺性质，批量大小，工件的几何尺寸和精度等选定压力机类型。
冲压生产中常用的是曲柄压力机和液压机，它们在性能方面的比较见表12。
对于中小型冲裁件、弯曲件或浅拉深件多用具有C形床身的开式曲柄压力机。
虽然开式压力机的刚度差，并且由于床身的变形而破坏了冲模的间隙分布，降低了冲模的寿命和裁件的质量。
但是，它却具有操作空间三面敞开，操作方便，容易安装机械化的附属设备和成本低廉等优点，目前仍是中小件生产的主要设备。
所以本模具采用开式曲柄压力机。
3.5.2压力机规格的确定
在压力机的类型选定之后，应根据变形力的大小，冲压件尺寸和模具尺寸来确定压力机的规格。
在复合冲压中，工序力的计算和其它复杂的加工过程一样，可按时间分为若干阶段分别计算。
求出某阶段所完成各种工艺力的总和及该阶段的辅助负荷，二者相加即为该阶段的工序力。
为安全起见，防止设备的过载，可按公称压力F压≥（1.6～1.8）F总的原则选取压力机。
压力机滑块行程大小，应保证成形零件的取出和方便毛坯的放进。
在冲压工艺中，拉深和弯曲工序一般需要较大的行程。
对于拉深工序所用压力机的行程，至少应为成品零件高度的两倍以上，一般取2.5倍。
压力机的装模高度是指滑块处于下死点位置时，滑块下表面到工作垫板上表面的距离。
模具的闭合高度是指工作行程终了时，模具上模座上表面与下模座下表面之间的距离。
压力机的闭合高度是装模高度与垫板厚度之和。
大多数压力机，其连杆长度是可以调节的，也就是说压力机的装模高度是可以调整的。
设计模具时，必须使模具的闭合高度介于压力机的最大装模高度与最小装模高度之间。
工作台面和滑块底面尺寸应大于冲模的平面尺寸，并还留有安装固定模具的余地。
一般压力机台面应大于模具底座尺寸50～70mm以上。
工作台和滑块的形式应充分考虑冲压工艺的需要．必须与模具的打料装置，出料装置及卸料装置等的结构相适应。
在压力机的滑块和工作台上安装一副或数副模具，加工时上、下模要有正确的相对运动，这是一切冲压工艺的共同要求。
压力机的精度主要包括工作台面的平面度、滑块下平面的平面度、工作台面与滑块下平面的平行度、滑块行程同工作台面的垂直度及滑块中心孔同滑块行程的平行度等。
压力机精度的高低对冲压工序有很大的影响。
精度高，则冲压件质量也高，冲模的使用寿命长。
反之，压力机精度低，不仅冲压件质量低，且模具寿命短。
例如若滑块行程与工作台的垂直度差，将导致上、下模的同轴度降低，冲模刃口易损伤。
压力机的精度对冲裁加工的影响较之其它加工工序明显。
参照开式双柱固定台压力机基本
升级会员 