三面弯板零件的加工工艺及模具设计学生设计论文(论文)报告.doc
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1、目 录摘要 . 10 引言. 11 冲裁弯曲工艺分析.2 1.1工件的工艺分析.2 2 工艺方案的分析与确定.3 2.1工序分析.3 2.2可行性工艺方案.3 2.3工艺方案确定.4 2.4模具结构初步确定.4 2.5弯曲件展开尺寸计算.4 3 排样设计 .5 3.1确定排样方式.5 3.2.计算材料利用率.6 4 冲载压力机压力中心计算.7 4.1落料力.7 4.2卸料力.7 4.3冲孔力.7 4.4顶件力.8 4.5弯曲力.8 4.6总冲压力.8 4.7压力中心计算.9 5主要工作部分尺寸计算.10 5.1凹凸模刃楼尺寸计算的依据和计算原则.10 5.2凹凸模刃口尺寸计算方法.10 6工作
2、零件刃口尺寸计算.11 7闭合高度计算与冲压机选择.15 7.1闭合高度.15 7.2冲压机选择.16 8凸、凹模结构设计及校核 .17 8.1冲载模工作零件的设计.17 8.2卸料,顶件和推料装置.23 8.3定位元件.24 8.4导向元件.24 8.5模架和模柄的选择.25 8.6模具寿命.25 8.7模具材料的选用.26 9结论.27 9.1总结.27 9.2展望.28结束语.29答谢辞.29参考文献.30 31三面弯板冲压工艺编制及模具设计 机电一体化 099021 刘 星摘要:分析了三面弯板的冲压工艺性,介绍了弯板级进模的总体结构与排样方案,通过对弯板模具的设计让我们对模具的认识更深
3、一层次,通过对弯板模具的设计,让我们更透彻了解其结构与作用。实践证明:该模具结构可靠,能保证产品质量,对此类零件的级进模设计有重要参考价值。关键词:三面弯板;级进模;排样设计board of stamping process and mold design Mould 095 chenguichunAbstract: analysis of the guard plate stamping process, introduced the fender structure of progressive die and the layout design, through to the guard
4、 plate mold design let we die on the understanding of deeper level, the guard plate mold design, let us more thorough understanding of its structure and function. Practice has proved that: the die structure is reliable, can guarantee the quality of products, to the kind of progressive die design is
5、of great reference value.Key words: retaining plate; progressive die; layout design 引言:本课题对级进模的应用进行研究,其研究意义如下: 通过对三面弯板零件进行详细分析,确定零件的冲压工艺方案并制定零件的制造工艺,通过课题让我们能够掌握中等复杂程度零件的冲压模具设计和制造的一般方法,对零件冲压工艺方案的确定,工艺计算及模具设计有更深层次的认识,并学会对模具设计资料的检索与整合以及对已有资料的充分合理利用,实践性课题是对学生理论学习水平的实践和检验,可对以后从事类似的工作有一定的指导性和实践意义,级进模是由多个工
6、位组成,各工位按顺序关联完成不同的加工,在冲床送料按照一个固定的步距将材料向前移动,本次设计在一副模具上就可以完成两个工序,由冲孔,落料组成。1. 冲裁弯曲工艺分析1.1工件的工艺分析(如图1所示) 图1 三面弯板零件图生产批量:大批量;材料:Q235;材料厚度:0.5mm;制造精度:IT131.1.1冲裁工艺分析1)审图:该工件图外形简单,只需3次U型弯曲即可。 该工件图尺寸标注齐全,有三次弯曲,未注圆角设为。该工件图上标注公差等级采用经济精度IT13级,冲裁加工简单,表面平整,光滑,无毛刺。2)工件图尺寸齐全,无精度要求,选用经济精度IT13级,该冲件材料 Q235钢板,抗剪强度为3043
7、74,抗拉强度为375460,伸长率为28%,屈服强度为235。由此可知,Q235具有良好的冲压成形性能,为一般冲压用钢,适合冲裁,所以可大批量生产。3)该工件图上要切掉两个直径3.5和一个两个直径1.5的和一个长度13宽2销键形孔废料的距弯曲线距离比较远,所以加工过程中不会造成料的变形,所以综上,该工件适于冲裁工艺加工。1.1.2弯曲工艺分析 1) 该冲件尺寸齐全,精度要求较低,选经济精度IT13级。2) 该工件材料为Q235钢板,具有较好的抗剪,抗拉强度,冲件有三处弯曲,可以看做是三次U型弯曲。可以用一个大的弯曲凸模直接弯曲成形,且可以一步弯曲到规定尺寸。3) 该工件形状对称,适合采用对称
8、弯曲。4) 该工件表面光滑平整,无毛刺,不易断裂,有较高的塑性,适于弯曲工艺加工。2.工艺方案分析与确定21 工序分析 该弯曲件结构简单,分析满足普通冲裁要求,可采取冲孔,切废,落料,弯曲来完成。22 可行性工艺方案1)单工序工艺 即用落料、冲孔、弯曲三副模具分别完成三种工序。2)级进工艺 即冲孔、落料、弯曲三个工位。3)复合工艺 即采用一副复合模一次冲裁完成。分析比较:1)单工序工艺:模具结构简单,制造成本较低,但制件内外形的位置精度难以得到保证,且所占用设备及工人较多,生产效率低。2)级进工序工艺:制件内外形位置精度较易得到保证,易于实现自动化生产,生产效率高,但模具结构较复杂,制造成本较
9、高。3)复合工序工艺:制件内外形位置精度高,生产效率高,但模具结构复杂,制造困难。2.3工艺方案确定 选择方案2),因为该弯曲件需要冲裁和弯曲来完成,需要大批量生产,分析零件图,尺寸也不大,采用级进模加工,能大大提高生产效率。2.4 模具结构初步确定确定冲压工艺方案以后,应通过分析比较,选择合理的模具结构型式,使它尽可能满足以下要求:1) 能冲出符合技术要求的工件;2) 能提高生产效率;3) 模具制造和修模方便;4) 模具有足够的寿命;5) 模具易于安装调整,而且操作方便、安全。 该冲压件采用冲孔落料连续冲压的级进模。卸料方式为弹压卸料,出件方式为废料从凹模表面落下,工件从凹模表面推出,送料方
10、式为横向自动送料,导向为滚动方式。在模具上装顶杆、导正销。模架选择对角导向模架。2.5弯曲件展开尺寸计算1)展开尺寸计算:113搭边值确定t=0.5,L=11350,件间距离a1=1.8mm,延边a=2.0mm, 2)料宽: =32.25+2.02=36.25mm 图2工件展开图 3排样及计算材料利用率3.1确定排样方式冲裁件在条料、带料或板料上的布置方法叫排样。排样方案对材料利用率、冲件质量、生产率、模具结构与寿命都有重要的影响。根据零件形状,为了不增加模具的制造难度,考虑采用有废料排样方式。如图4-1采用有废料和少废料排样,排样图分别如图4-1-1和图4-1-2图3-1-1 有废料排样图3
11、-1-2无废料排样少废料排样虽然材料利用率有所提高,但由于条料本身的宽度公差,以及条料导向与定位所产生的误差会直接影响冲裁件尺寸而使冲裁件的精度降低,也降低了模具寿命,结合各自的优缺点,综合考虑采用有废料排样法。3.2计算材料利用率3.2.1.计算制件的面积A根据计算得到,面积A = 806.25mm2 3.2.2.确定搭边a与a1的值查冷冲模设计表3-10搭边a与a1数值取a=2.2mm a1=2.5mm 于是条料宽度:b=25+2a1=30mm 进距:l=32.25+a=34.75mm 3.2.3.材料利用率计算查中国模具设计大典第3卷冲压模具设计。表18.3-24轧制薄钢板的尺寸(GB/
12、T708-1988)板料规格选用0.5mm700mm1000mm(tmmBmmLmm)1)若采用纵裁:裁板条数n1=B/b=700/30=23条余10mm每条个数n2=(L-a)/l=(1000-2.2)/34.25=29个余4.55mm每板总个数n总=n1*n2 =23*29 =667(个)材料利用率 总=n总*A/(L*B)*100% (3-2-3-1) =667*806.25/(700*1000)*100% =76.8% 2)若采用横裁:裁板条数n1=L/b=1000/30=33个余10mm每条个数 n2=(B-a)/l=(700-2.2)/34.25=20个余12.8mm每板总个数n总
13、=n1*n2 =33*20 =660(个)材料利用率 总=n总*A/(L*B)*100% (4-2-3-2) =660*806.25/(700*1000)*100% =76.2%显然纵裁的材料利用率要高些,因此选用纵裁。4冲裁压力及压力中心计算4.1落料力F落查冷冲模设计第54页,落料力F落公式为F落=KLt (5-1) 式中 F落落料力(N) L冲裁件周长(mm) t材料厚度(mm) 材料的抗剪强度(MPa) K系数,常取K=1.3这里L=2*(34.25+30)=128.5,t=0.5mm 取=350MPa则 F落=1.3*128.5*0.5*350 =29233.75(N)4.2卸料力F
14、 卸查冷冲模设计表3-8卸料力、推件力和顶件力系数取K卸 =0.035 F卸 = K卸 . F落 (4-2) =0.035*29233.75 =1023.2(N)4.3冲孔力F冲查冷冲模设计第54页,落料力F冲公式为F冲=KLt (4-3) 式中 F冲落料力(N) L冲裁件周长(mm) t材料厚度(mm) 材料的抗剪强度(MPa) K系数,常取K=1.1这里L1=*3.5mm t=0.5mm 取=450MPa于是F冲1=1.1*3.5*0.5*450 =2720(N) L2=*3.5*mm t=0.5mm 取=450MPa F冲2=1.1*1.5*450 =1175.8N L3=*1+22=2
15、5.14 F冲3=1.1*25.14*450 =12444.3N4.4顶件力F顶查冷冲模设计表3-8卸料力、推件力和顶件力系数取K顶 =0.72F顶 = K顶.F冲 (4-4) = 0.72( 2*2720+2*1175.8+12444.3) =14570(N)4.5弯曲力F弯 分析该工件,为了保持弯曲力的平衡,我们可以看做是三次U型弯曲,且在一个工位同时完成,查书P113可得,=375460Mpa,取=420MpaU型件自由弯曲B=32.25mm K=1.3,t=0.5mm, =, r=0.5mm F总弯=0.7*1.3*32.25*0.52*420/(0.5+0.5)=3081N根据总冲压
16、力初选压力机为 Jc2316。(查压力机规格表),开式双柱可倾压力机,最大闭合高度170mm 调节量:35mm,在140-170mm之间。4.6总冲压力F总F总=F落+F卸+F冲+F顶+F总弯 (5-7) =29233.75+1023.2+2720+1175.8+12444.3+14570+3081 =64248(N) 表1卸料力、顶件力、推件力系数材料及厚度/钢小于等于0.10.0650.0750.10.140.10.50.0450.0550.0650.080.52.50.040.050.0550.062.56.50.030.040.0450.05大于6.50.020.030.0250.03
17、铝、铝合金0.0250.080.030.07紫铜、黄铜0.020.060.030.094.7压力中心的确定计算压力中心的目的是使模柄轴线和压力机滑块的中心线重合,避免滑块受偏心载荷的影响而导致滑块轨道和模具的不正常磨损,降低模具寿命甚至损坏模具。从制件的形状可以看出,该制件是长方体结构,形状对称,故模具压力中心就在圆心部位,即无须再来计算了。冲压力的作用点称为模具的压力中心。模具的压力中心应该通过压力机滑块的中心线。对于有模柄的模具来说,须使压力中心通过模柄的中心线。否则,冲压时滑块就会承受偏心载荷,导致滑块和模具导向部分不正常的磨损,还会使合理间隙得不到保证,从而影响制件质量和降低模具寿命甚
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