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汽车玻璃升降器外壳零件的冲压工艺及模具设计.doc

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汽车玻璃 升降 外壳 零件 冲压 工艺 模具设计
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毕业设计论文 论 文 题 目 : 汽 车 玻 璃 升 降 器 外 壳 零 件 的 冲 压 工 艺 及 模 具 设 计 系 部 材 料工程系 专 业 模 具设计与 制造 班 级 学生姓名 学 号 指导教师 毕业设计(论文)任务书 系 部: 材料工程 系 专 业: 模具设计 与制造 学生姓名: 学 号: 设计(论文)题目:汽车玻璃升降器外壳零件 的冲压工艺及模具设计 起 迄 日 期:5 月 16 日 指 导 教 师: 毕 业 设 计( 论 文)任 务 书 1 .本 毕业设 计(论 文)课题 来源及 应 达到的目 的: 图 玻璃升降器外壳 汽车玻璃升降器如图 所示.该零件材料为 08 钢,厚度1.5mm,年产量15 万件 2 . 本毕业 设计 (论 文) 课 题 任务 的内 容和要求 (包 括原 始数据 、 技术 要求 、 工作要求 等): (1 ) 工艺分 析、排 样设计 (2 ) 工艺方 案的确 定 (3 ) 工艺计 算 (4 ) 冲裁力 与压力 中心的计 算,初 选 压力机 (5 ) 模具结 构形式 的选择与 确定 (6 ) 主要工 作机构 的设计和 主要工 作 机构的设 计 (7 ) 模具的 装配及 调试 绪论 模具作为提高生产率, 减少材料和消耗, 降低产品成本, 提高产品质量和市 场占有率的重要手段, 已越来越受到各行业部门的重视。 目前世界上模具 工业的 年产值约 680 亿美元。 我国 2004 年模具产值为 530 亿元, 模具出口 4.91 亿美元, 同时还进口 18.31 亿美元。 中国已经成为世界上净出口模具最多的国家。 但大型 多工位级进模具, 精密冲压模具, 大型多型腔精密注塑模, 大型汽车覆盖件模具 等虽已能生产, 但总体技术水平不高, 与国外先进国家相比, 仍有很大差距。 改 革开放以来,随着国民经济的发展,市场对模具的需求量不断增长。 近年来, 模具工业一直以 15% 左右的速度发展, 模具工业企业的所有制也发 生了巨大变化, 除了国有专业模具厂外, 集体、 合资、 独资和私营也得到了快速 的发展。到 目前为止,中国约有模具生产厂家 2 万家,从业人员有 50 多万人, 全年模具产值高达 450 亿元以上。 中国模具工业的发展在地域分布上存在不平衡性, 东南沿海地区发展快于中 西部地区, 南方的发展快于北方。 模具生产最集中的地区在珠江三角州和长江三 角地区,其模具产值占全国的三分之二以上。 而在模具制造领域中占有重要地位的冲压模具生产技术与工业发达国家相 比还相当落后, 主要原因是我国在冲压基础理论及成型工艺、 模具标准化、 模具 设计、 模具制造工艺及设备方面与工业发达国家相比还有相当大的差距, 导致我 国模具在寿命、 效率、 加工精度、 生产周 期等方面与工业发达国家相比差距还很 大。 随着工业产品质量的不断提高, 冲压产品生产正呈现多品种、 少批量、 复杂、 大型、 精密、 更新换代 速度快等特点, 冲压模 具正向高效、 精密、 长 寿名、 大型 化方向发展。 为适应市场的变化, 随着计算机技术和制造技术的迅速发展, 冲压 模具设计与制造技术正由手工设计、 依靠人工经验和常规机械加工技术向计算机 辅助设计、 数控切削加工、 数控电加工为核心的计算机辅助设计与制造技术转变。 近年来许多模具企业加大了用于技术进步的投资力度, 技术进步视为企业发展的 重要动力。一些国内模具企业已普及了二维 CAD ,并陆续开始使用 UG、 PRO/ENGINEER 、等国际通用软件。以汽车覆盖件模具为代表的大型冲压模具 的制造技术已取得了很大进步, 东风汽车公司模具厂、 一汽模具中心等模具厂家 已能生产部分轿车覆盖件模具。 此外, 许多研 究机构和大专院校开展模具技术的 研究和开发。经过多年的努力,在模具 CAD/CAE/CAM 技术方面取得了显着进 步;在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面做出了贡献。 未来冲压模具的发展方向:模具技术的发展应该为适应模具产品交货期短、 精度高、质量好、价格低、的要求服务。达到这一要求急需发展的如下几项: (1 ) 全面推广 CAD/CAM/CAE 技术 模具 CAD/CAM/CAE 技术条件已基本成熟, 各企业加大 CAD/CAE/CAM 技 术培训和技术服务的力度;进一步扩大 CAE 技术的应用范围。计算机和网络的 发展正使 CAD/CAE/CAM 技术跨地区、跨行业、跨企业,跨院所地在整个行业 中推广成为可能,实现技术资源的重新整合,使虚拟制造成为可能。 (2 ) 高速铣削加工 国外近年来发展的高速铣削加工, 大幅度提高了加工效率, 并获得了极高的 表面光洁度。另外,还可以加工高硬度模块,还具有温升低,热变形小等优点。 高速铣削加工技术的发展, 对汽车, 家电行业 中大型型腔模具制造注入了新的活 力。 目导下, 进一步认识到自己的不足, 近而加以巩固。 这次设计使我对冲压模 具有了更深刻的认识, 认识到了冲压模具的重要性, 让我对自己将要从事的工作 充满了自豪感, 对自己以后的工作充满了信心。 我以后一定会尽自己最大的努力, 在模具制造和设计行业作出自己的贡献, 为我国的模具事业的发展贡献自己的力 量。 由于资料收集不足, 文学水平有限, 在设计中难免有不足之处, 恳请老师批 评指正。 第 1 章 零件的冲 压工艺 性分析 1.1 零件的使用 条 件和技术 要求 该零件是汽车车门上玻璃升降器的外壳.升降器的传动机构装于外壳内腔, 并通过外壳凸缘上均布的三个 3.2mm 小孔, 以铆钉铆接在车门的座板上.一传 动轴以IT11 级的间隙配合装在外壳右端 16.5mm 的承托部位, 摇动手柄可通过 传动轴及其他零件,推动车门玻璃升降. 外壳内腔主要配合尺寸 16.5 mm、 16 mm、 22.3 mm 为IT11~12 级,为使外壳与座板铆装后,保证外壳承托部位 16.5mm 处于正确位置,三个小孔 3.2mm 与 16.5mm 的相互 位置要准确,小孔中心圆直径 42±0.1mm 为IT10 级. 1.2 冲压工艺性 分 析 该零件是薄壁轴对称壳体零件,可采用1.5mm 厚的08 钢板冲成, 保证了足够 的刚度和强度.壳体形状的基本特征是一般带凸缘的圆筒件,且d /d,h/d 都较合 适,拉深工艺性较好.只是圆角半径偏小些, 22.3 mm、 16.5 mm、 16 mm 几个尺寸精度偏高些,这可采用末次拉深时提高模具制造精度,减小模 具间隙, 并安排整形工序来达到. 由于 3.2mm 小孔中心距要求较高精度, 需采用高精度冲模,工作部分采用 IT7 级以上制造精度,同时冲出三个孔,且冲孔时应以 22.3mm 内孔定位. 该零件底部 16.5mm 区段的成形,可有三种方法:一种可以采用阶梯拉深后 车去底部;另一种可以采用阶梯拉深冲底孔; 再一种可以采用拉深后冲底孔,再翻 边如图 所示. 图 外壳低部成形方案 这三种方法中,第一种车底的质量高,但生产率低,且费料,该零件承托部位 要求不高,不宜 采用;第 二种冲底,要求 零件底 部的圆角 半径压 成接近 清角(R≈0), 这需要加一道整形工序且质量不易保证;第三种采用翻边,生产效率高且省料, 翻边端部虽不如以上好,但该零件高度 21mm 为未注公差尺寸,翻边完全可以保 证要求,所以采用第三种方法是较合理的. 第 2 章 工艺方案 的确定 2.1 计算坯料尺 寸 计算坯料前要确定翻边前的工序件尺寸. 翻边前是否需拉成阶梯零件?这要 核算翻边的变形程度, 16.5mm 处的高度尺寸为 H=21-16=5(mm) 根据翻边公式,翻边的高度 h 为 H= (1-K)+0.43r+0.72 δ 经变形后 K=1- (H-0.43r-0.72δ) =1- ×(5-0.43×1-0.72 ×1.5)mm =0.61 即翻边高度 H=5mm,翻边系数K=0.61,由此可得翻边前孔径,即 d=D ×K=18mm×0.61=11mm,d/ =11/1.5=7.3 查表 6-5 [1] ,当采用圆柱形凸模,用冲孔模冲孔时,[K](极限翻边系 数)=0.50a 所示. dF/d=50mm/23.8mm=2.10. 查表5-3,取修边余量ΔR=1.8mm,则实际凸缘直径 为 =dF+2ΔR=50+3.6=53.6mm, 取 =54mm . 坯料直径按图b 计算,则 2.2 计算拉深次 数 dF/d=54mm/23.8mm=2.26>1.4, 属宽凸缘筒形件 ×100= ×100=2.3, 查表5-13, a) b) 图 冲孔翻边前工序件形状和尺寸 得 h1/d1=0.28~0.35 而 h/d=16/23.8=0.67>0.35, 故一次拉不出来. 按图 5-23,初选 d1 ,当取d=30mm 则 D/d=2.17, dF/d=1.8,对照图5-32 ,可知首次拉深可行 且 m1=d1/D=30mm/65mm=0.46, 查表5-14 得 m2=0.73,m3=0.75, 则 m1m2=0.46×0.73=0.336 而工件总拉深系数 ma=23.8/65=0.366>0.336, 故二次可以拉出. 但考虑到二次 拉深时, 接近极限拉深系数, 故需保证较好的拉深条件, 而选 用大的圆角半径, 这对本零件材料厚度为δ=1.5mm, 零件直径又较小时是难以做 到的.况且零件所要达到的圆角半径(R=1.5mm) 又偏小,这就需要在二次拉深工 序后,增加一次整形工序. 在这种情况下, 可采用三次拉深工序, 以减少各次拉深的变形程度, 而选用 较小的圆角半径, 从而可能在不增加模具套数的情况下, 既能保证零件质量, 又 可稳定生产. 零件总的拉深系数为 d/D=23.8mm/65mm=0.366, 调整后三次拉深工序的拉深 系数为 m1 =0.56,m2=0.805 m3=0.81 m1m2m3=0.366 2.3 压工艺 方案的 确定 根据上面的分析计算, 冲压外壳需要的基本工序是落料、 首次拉深、 二次拉 深、三次拉深兼整形,冲 11mm 孔,翻边,冲三个 3.2mm 孔、切边. 根据以上基本工序,可以拟订出以下 5 种冲压工艺方案: 方案一:落料与首次拉深复合,其余按基本工序. 方案二:落料与首次拉深复合,冲 11mm 底孔与翻边复合,冲三个小孔 3.2mm 与切边复合,其余按基本工序. 方案三:落料与首次拉深复合,冲 11mm 底孔与冲小孔 3.2mm 复合,翻边 与切边复合,其余按基本工序. 方案四:落料、首次拉深与冲 11mm 底孔复合,其余按基本工序. 方案五:带料连续拉深或多工位自动压力机上冲压. 分析比较上述五种方案, 可以看到: 方案二冲 11mm 孔与翻边复合 , 由于模 壁厚度较小a=(16.5-11)/2=2.75(mm),小于表 3-36 [2] 所列的凸凹模最小壁厚 3.8mm ,模具容易损坏,冲三个 3.2mm 小孔与切边复合,也存在模壁太薄的问题a=(50-42-3.2)/2=2.4mm , 模具也容易损坏. 方案三中, 虽然解决 了上述模壁 太薄的 矛盾, 但冲 11mm 底孔与冲 3.2mm 的小孔 复合与翻边切边复合时, 它们 的刃口都不在同一平面上, 而且磨损快慢也不一样, 这样会给修磨带来不便, 修 磨后要保持相对位置也有困难. 方案四中,落料、首次拉深与冲 11mm 底孔复合,冲孔凹模与拉深凸模做成 一体, 也给修磨造成困难. 特别是冲底孔后再经两次和三次拉深, 孔径一旦变化, 将会影响到翻 边高度尺寸和翻边口部质量. 方案五生产率高安全性好, 避免了上 述方案的缺点, 但这一方案需要专用压力机或自动送料装置, 而且模具结构复杂, 制造周期长,生产成本高,因此,只有在大量生产中才较适宜. 方案一,没有上述的缺点,但其工序复合程度低,生产率低.不过单工序模 具结构简单, 制造费用低, 这在生产批量不大的情况下是合理的。 因此决定采用 第一方案。 本方案在第三次拉深和翻边工序中, 在冲压行程临近终了时, 模具才 对零件产生刚性打击而起到整形作用,故无需另加整形工序. 第 3 章 工艺计算 3.1 确定排样、 裁 板方案 板料 规格选用1.5mm ×900mm×1800mm.由于坯料直径 65mm 不算太小,考 虑到操作方便,采用单排. 1)确定条料宽度 B:查表3-11,得搭边值 a=2mm,a1=1.5mm,则 B=D+2a=65mm+2mm ×2=69mm 2)确定步距 s: s=D+a1=65mm+1.5mm=66.5mm 3)确定裁板方法: 若采用横裁, 则裁板条数 n1=Lb/B=1800mm/69mm=26 条, 余 6mm; 每条冲零件个数 n2=(Bb-a1)/s=(900mm-1.5mm)/66.5mm=13 个,余 34mm;每板 冲零件个数 = n1n2=26×13=338 个.板料的材料利用率为 = = =67.2% 若采用纵排,则裁板条数 n1=900mm/69mm=13 条,余3mm;每条冲零件个数 n2=(Lb-a1)/s=(1800mm-1.5mm)/66.5mm=27 个,余3mm;每板冲零件个数 =n1n2=13 ×27=351 个.板料的材料利用率为 = = =69.5% 由次可见,采用纵裁有较高的材料利用率,故用纵裁法. 经计算,零件的净重 G 及材料的消耗定额 G 0 为 G= r= [65 2 -11 2 -3×3.2 2 -(54 2 -50 2 )] ×10 -2 cm -2 ×1.5×10 -1 cm×7.85g/cm 3=33g 式中:A —零件中性层面积 r— 密度,低碳钢取 r=7.85g/cm 3 ; /351 =(1800 ×10 -1 cm×900×10 -1 cm ×1.5×10 -1 cm×7.85g/cm 3 )/351 =54g=0.054kg 3.2 确定各中间 工 序尺寸 1)首次拉深 首次拉深直径 d1=m1D=0.56×65mm=36.5mm( 中线尺寸) 首次拉深时凹模圆角半径可按式(5-11) 计算,得rd1=5mm,rp1=0.8×rd1=4mm 首次拉深高度按公式 5-9 计算 h1= (D 2 -dF 2 )+0.43(r1+R1)+ (r1 2 -R1 2 ) = (65 2 -54 2 )mm 2 +0.43(4.75+5.75)mm + (4.75 2 -5.75 2 )mm 2 =13.5mm(实际生产中取 13.8mm) 首次拉深工序件尺寸见图 2)第二次拉深 d 2 =m 2 d 1 =0.805×36.5mm=29.5mm( 中线直径) 取 r d2 =r p2 =2.5mm 二次拉深高度按式(5-9) 计算,得 h 2 =13.9mm( 与生产实际相符) 二次拉深工序件尺寸见图. 3) 第三次拉深 d 3 =m 3 d 2 =0.81×29.5mm=23.8mm( 中线直径) 图 首次拉深工序 件尺寸 图 二次拉深工 序件 尺寸 取 r d3 =r p3 =1.5mm( 达到零件要求圆角半径), 此推荐值稍小了些,因第三次拉深 兼有整形作用,此值可以达到。 三次拉深高度按式(5-10) 计算,得 h 3 =16mm 其余中间工序尺寸均按零件尺寸而定,工序尺寸如图 所示的外壳 冲压工 序图. 3.3 计算各工序 压 力、选用 压力机 1) 落料拉深工序 图 外壳冲压工序 图 落料力为 =1.3 ×3.14×65mm×1.5mm ×294N/mm 2=117011N 式中 =294MPa 落料的卸料力为 =0.04 ×117011N=4680N 式中 =0.04 由表3-16 查得. 拉深力为 = =3.14 ×36.5mm ×1.5mm×392N/mm 2 ×0.75 =50543N 式中 =392MPa,K1=0.75 由表5-7 查得. 压边力为 [D 2 -(d1+2rd1) 2 ]p = [65 2 mm 2 -(36.5+2 ×5.75) 2 mm 2 ]×2.5N/mm 2 =3772N 式中 p=2.5MPa 这一工序的最大总压力,在离下极点 13.8mm 达到 =1254639N=125.463kN 根据冲压车间提供的压力机型号,选用250kN 压力机,其压力足够,压力机压 力曲线也允许. 2)第二次拉深工序 拉深力为 =3.14mm ×29.5mm ×1.5mm×392×0.52N/mm 2 =28323N 式中 K2=0.52 可由表5-7 查得. 压边力为 [d1 2 -(d2+2rd2) 2 ]p = [35 2 mm 2 -(29.5+2 ×2.5)mm 2 ]×2.5N/mm 2=69N 由于采用较大拉深系数 m2=0.805,坯料的相对厚度 ×100= × 100=4.1, 其值足够大,可不用压边, 这里的压边圈实际上是作为定位与顶件之用. 总压力为 =28323+69=28392N 选用 250kN 压力机主要是考虑模具闭合高度. 3)第三次拉深兼整形工序 拉深力为 =3.14 ×23.8mm ×1.5mm×392N/mm 2 ×0.52 =22850N 整形力按下式计算 =Ap [(54 2 -25.3 2 )mm 2 +(22.3-2×1.5) 2 mm 2 ]×80N/mm 2=166000N 式中 p=80MPa 顶件力取拉深力的 10% =0.1 ×22850N=2285N 由于整形力最大,且在临近下极点拉深工序快完成时产生,可只按整形力选 用压力机,这里也选用 250kN 压力机. 4)冲 11mm 孔工序 冲孔力 =1.3 ×3.14×11mm×1.5mm ×294N/mm 2=19802N 卸料力 =0.04×19802N=792N 推料力 =5 ×0.055×19802N=5446N 式中 =0.055,n=5( 同时卡在凹模里的废料片数). 总压力 =(19802+792+5446)N=26040N 选用 250kN 压力机. 5)翻边工序 翻边力 =1.1 ×3.14×1.5mm ×196N/mm 2 ×(18-11)mm =7108N 式中 =196MPa 顶件力取翻边力的 10% =0.1 ×7108N=7119N 整形力 =Ap= (22.3 2 -16.5 2 )mm 2 ×80N/mm 2 =14200N 整形力在操作时,不好控制,故压力机要选的大些,这里选用250kN 压力机. 6)冲三个小孔 3.2mm 工序 冲孔力 =3×1.3×3.14×3.2mm ×1.5mm×294N/mm 2=17282N 卸料力 =0.04 ×17282N=691N 推 08 钢 (1.5 ± 0.11)mm ×1800mm ×900mm 条料 1.5mm ×69mm ×1800mm 27 件 工序号 工序名称 工序内容 加工简图 设备 工艺装备 工时 0 下料 剪床上裁板 69mm ×1800 mm 1 落料拉深 落料与首次 拉深复合 J23- 35 落料拉深 复合模 2 拉深 二次拉深 J23- 35 拉深模 3 拉深 三次拉深 ( 带整形) J23- 35 拉深模 4 冲孔 冲底孔 11mm J23- 35 冲孔模 5 翻边 翻底孔 ( 带整形) J23- 35 翻边模 6 冲孔 冲三个小孔 3.2mm J23- 35 冲孔模 7 切边 切凸缘边 达尺寸要求 J23- 35 切边模 8 检验 按产品 零件图检验 第 5 章 模具设计 5.1 模具结构形 式选 择 按工序模具结构形式选择如下: 工序一,为落料、拉深复合工序.由于凸凹模壁厚 a=(65-38)mm/2=13.5mm, 采 用落料、 拉深复合模强度足够, 故本工序采用落料、 拉深复合模结构, 模具总体 结构见图模具总装示意图。该结构落料采用正装式,拉深采用倒装式.模座下 的弹顶器兼作压边与顶件装置,另设有弹性卸料和推件装置. 工序二,采用二次拉深模(倒装式). 工序三, 采用三次拉深模,也用倒装式结构。 由于此道工序兼有整形功能,故 在拉深完了模具要进行刚性打击, 以达到整形的目的, 其模具结构稍复杂于二次 拉深模. 工序四,冲底孔,模具采用正装式结构。工件用定位板定位,采用弹性卸料, 废料由工作台落下。 工序五,翻边。由前面工序分析,为减少整形 工序,让工序3 和工序 5 兼有 整形的作用.为使翻边工序兼有整形的功能,在模具结构上让定位套在冲压终了 时受刚性打击,起到整形口部的作用. 工序六,冲小孔,模具采用正装式结构。由于工件较小,冲孔废料直接落入工 作台孔. 工件用定位销以内孔定位,弹压卸料板起到压料和出件作用。为节省模 具材料,凹模采用镶入式结构,凸模用固定板固定. 工序七,切边, 模具采用倒装式结构。 切边后, 用废料切刀去除切边废料,工 件在凹模中用打料杆及推件器推出. 5.2 模具工作零 件 设计 以下仅讨论第一道工序所用的落料和首次拉深复合模的设计要点, 其他 各工 序所用模具的设计与此相仿,不再赘述. 1) 复合模中落料部分刃 口尺寸计算: 圆 形 落 料 凹 模 和 凸 凹 模 中 的 凸 模 部 分 , 可采用分开加工. 拉深前的坯料直径取自由公差,可定为 IT14 级精度,故取落料件的直径为 65mm.落料凹模及凸模的刃口尺寸可按式(2.4.1) 、(2.4.2) [3] ,并结合查 图 落料拉深复合模总装示 意图 表 2.4.1, 计算如下: 落料凹模刃口尺寸 Dd=(Dmax-XΔ) =(65mm-0.5×0.74mm) =64.63 mm 凸凹模中落料凸模刃口尺寸 n=0.240mm-0.132mm=0.108mm, 故凸凹模刃口尺寸可确定., 经查阅有关资料,并根据模具结构要求, 初步确定落料凹模壁厚 C=30mm, 落料 凹模厚度h=44mm,实际确定凹模尺寸如图 所示. 图 落料凹模零件图 图 凸凹模零件图 2)复合模中拉深工作部分尺寸计算:首次拉深件内形尺寸取自由公差, 故拉深 件尺寸公差为 35mm. 由拉深模工作部分尺寸的计算式(5-16)、(5-17),可得 凸模工作部分尺寸 dp=(dmin+0.4Δ) =(35mm+0.4×0.62mm) =35.25 mm 式中 可查表5-26,取 =0.03mm. 凸凹模中拉深凹模工作部分尺寸 dd=(dmin+0.4Δ+2Z) =(35mm+0.4×0.62mm+3.6mm) =38.85 mm 式中 Z —单面间隙, =1.5mm+0.2×1.5mm=1.8mm, k=0.2(见表 5-25) 可查表 5-26,取 =0.05mm. 按凸凹模的工作要求及结构特点,实际确定凸凹模的尺寸如图 所示. (3)模架选择 由凹模周界尺寸 D=65mm+2 ×30mm=125(mm),选Ⅰ级精度的后侧 导柱模架. 模 架 规 格:160mm ×125mm ×(160 ~190)mm Ⅰ[GB/T2851.3 —1990 《 冲 模 滑 动 导 向模架 后侧导柱模架》] 5.3 模具其他零 件 的选取和 设计 1) 模具闭合高度: H 闭=上模座厚+ 下模座厚+落料凹模厚+凸、凹模高-(落料 凹模与凸模的刃口高度差+首次拉深工件高-料厚) =35+40+48+65-(1+13.8-1.5)=174.7mm. 根据设备载荷情况和模具的闭合高度, 可选用 JA23-25 型压力机, 该压力机 的最大装模高度为 200mm,最小装模高度为130mm. 模具闭合高度满足 +10≤ ≤ -5,故认为合适。 2)模柄选择:由压力机模柄 50mm ×70mm, 选压入式模柄,其模柄规格为 A50× 95(GB2862.1 —1981.Q235). 3)螺钉:选M10mm 螺钉,其长度根据模具结构定. 4)圆柱销:选 10mm, 长度由结构定. 5)卸料弹簧选用:卸料力前面已算出 =4680N, 拟选用8 个弹簧, 每个弹簧担 负卸料力约为585N. 弹簧 的压缩量 h1=工作 拉深行程+落料凹模 高 出拉深凸模的距离(1mm)+ 卸料板 超出凸凹模刃口距离(0.5mm),则h1=13.8+1+0.5=15.3(mm). 查表选用弹簧为 D2=28mm,d=5mm,h0=85mm, 根据该号弹簧压力特性可知,弹簧最 大工作载荷下的总变形量 hj=28.8mm,最大工作载荷 Fj=964N.除去 15.3mm 工作压 缩量外, 取预压量为 13.5mm,此时弹簧预压力约为 455N,这比计算值要小, 若在调 整中发现卸料力不足时,可修磨落料凸模增大间隙减小卸料力. 最后选弹簧规格为: 弹簧 5mm×28mm ×85mm[GB2089 —1994《圆柱螺旋压缩弹簧尺寸及参数》] 6)打料推杆尺寸:推杆直径根据打料力选 12mm. 推杆的长度为 L 杆>模柄总长+凸凹模高-推件块厚=95+65-25=135mm 取 =140mm 最后选打料推杆尺寸为 12mm ×140mm,材料取 40 钢,热处理硬度 40~45HRC. 第 6 章 . 编写主要 零件的 加工工艺 表 凹模的机械加工工艺过程 表 凸模的机械加工工艺过程 第 7 章. 模具的装 配与调 试 7.1 模具的装配 : [1] 装配凸缘模柄, 保持与上模座平面垂直, 在上模座和模柄上开螺钉孔, 然后用螺钉固定好, 装好后同磨大 平面齐平, 最后用角尺检查模柄与上模座的平 行度。 [2] 将落料凸模压入凸模固定板中, 压入时应有非工作端压入, 为便于压入, 四周应修成小圆角。 凸模压入型孔少许即进行垂直度检验, 压入至 1/3 时应再作 垂直度检验。 压入后将固定板装配基面与凸模底面磨平, 并以固定板装配为基准, 修磨凸模刃口平面,然后在凸模上开螺钉孔,用螺钉将凸模固定在下垫板上。 [3] 根据凸模把凹模加工出来后, 对正用螺钉和销钉固定, 然后装上导柱导 套,然后调整凸凹模的间隙,调整间隙后再上紧螺钉和打上销钉。 7.2 .模具的 调试 (1)凸.凹模间隙的调试 冲模凸, 凹模的间隙直接影响到制件的质量和模具的使用寿命, 间隙的大小 虽有一定的范围, 但是装配时必须调整一致, 才能保证冲模的装配质量。 调整间 隙的方法有:透光法,切纸法,垫片法等,一般采用切纸法的。 用相当于冲板料后的厚薄均匀的纸片, 放在一初步调整好的凸凹模之间用铜 锤敲击模柄, 使模具闭合并冲压出纸制品, 根据所冲压出的纸制件周围是否切断, 有无毛刺,毛边是否分布均匀来判断间隙是否合适,若有以上缺点则继续调整。 (2)冲模的试冲 冲模装配后, 要在生产条件下进行试冲, 其目的是在于检查冲模的性能是否 达到设计要求。 试冲时 , 合格的冲件数应在 20~1000 件之间。 试冲后, 应检验如 下问题: [1] 验证所选压力机是否合适, 冲模能否合理的安装到压力机上而不用任何 修改,压力机是否有足够的力量保证冲下制件。 [2] 验证该模具生产的制件质量是否符合产品所要求的形状和尺寸精度。 [3] 验证该模具能否进行生产性使用。 [4] 验证冲压工艺安排是否合理。 [5] 为模具设计人员反馈信息, 了解模具, 结构设计那些不合理的地方需要 改进,了解设计时的目标尺寸和实际尺寸的偏差以提高设计基准的可靠性。 [6] 为冲模投入生产做准备。 试冲中暴露的各种问 题通过修正得到解决, 才 能使冲模正常使用。 (3)试冲过程中的调整 无论对那种冲模进行试冲, 试冲前和试冲过程中的调整是不可少的。 冲孔落料拉 深复合模试冲时出现的问题和调整方法如下: [1] 送料不畅或被卡 由于间隙过小或导料板不平整所致。 [2] 制件有毛刺 刃口不锋利或淬火硬度低配合间隙过大或过小; 间隙不均匀所致 [3] 间隙不均匀 由于凸模与凹模不同轴; 设 计总结 在河南机电高等专科学校学习三年,收获颇丰。三年来,在老师悉心的 指导下, 大大丰富了自 己的文化知识, 同时也为自己创造了一个很好的发展 机会,为以后的人生道路选择了正确的方向。 目前,我国冲压技术与工业发达国家相比还相当落后,主要原因是我国 在冲压基础理论及成形工艺、 模具标准化、 模 具设计、 模具制造工艺及设备 方面与工业发达国家尚有相当大的差距, 导致我国模具在寿命、 效率、 加工 精度、生产周期等方面与工业发达国家的模具相比差距相当大。 随着工业产品质量的不断高,冲压产品生产正呈现多品种、少批量,复杂、 大型、 精密, 更新换代速度较快等变化特点, 冲压模具正向高效、 精密、 长寿命、 大型化方向发展。 为适应市场变化, 随 着计算机技术和制造技术的迅速发展, 冲 压模具设计与制造技术正由手工设计、 依靠人工经验和常规机械加工技术向以计 算机辅助设计、 数控切削加工、 数控电加工为核心的计算机辅助设计与制造技术 转变。 并且也加深了相关理论知识的认识。 同时熟练掌握了专业工具书的使用方 法。在整个过程中,增强了自己的的能力。 通过这次毕业设计让我们把平时在课堂上学到的理论与实际生产结合了起 来。 看似简单的零件想要得到, 也是需要许多工序才能完成的。 我们只所以选择 使用模具来达到这样的效果, 不仅与生产批量有关, 还与生产条件有关。 如果是 大批量生产的零件使用模 具就很容易实现机械化和现代化。 能够保证零件的尺寸相差不大, 以实现互换。 设计是一个关键的工作, 要查阅大量资料和统计计算工 作,设计是个苦差事。 设计的好坏直接影响到制件质量和劳动强度以及生产成本。 所以设计者应该 具备渊博的知识和大量的实践经验作为基础, 应该懂得生产的环节。 这样才能设 计出好的实用的模具来。 我倾注了大量的劳动和汗水在这个设计, 由于缺乏经验与实践。 设计的十分 艰辛,虽然借鉴了许多,还是有好多不明白之处。 致谢 参 考文献 : [1] 王孝培 主编.冲压手册.机械工业出 版社 [2] 郝滨海 编着.冲压模具简明设计手册.化学工业出版社 [3] 杨玉英 主编.实用冲压工艺及模具设计手册.机械工业出版社 [4] 薛彦成 主编.公差配合与技术测量.机械工业出版社 [5] 高为国 主编.模具材料.机械工业出版社 [6] 王秀凤.万良辉 主编.冷冲压模具设计与制造.北京航空航天大学出版 社 [7] 翟德梅 主编.模具制造技术 [8] 中国机械工业出版社 组编.冷冲模设计及制造.机械工业出版社 [9] 刘建超.张宝忠 主编.冲压模具设计与制造.高等教育出版社 [10] Jennie edits Tolerance fitting and technology of measuring Publishing house of the mechanical industry 1999.10
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