2 支架拐件冲压工艺分析2最新2

支架拐冲压成型工艺及模具设计11绪论1.1国内模具的现状和发展趋势目前，我国冲压技术与工业发达国家相比还相当的落后，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等方面与工业发达的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。1.1.1国内模具的现状我国模具近年来发展很快，据不完全统计，2003年我国模具生产厂点约有2万多家，从业人员约50多万人，2004年模具行业的发展保持良好势头，模具企业总体上订单充足，任务饱满，2004年模具产值530亿元。进口模具18.13亿美元，出口模具4.91亿美元，分别比2003年增长18%、32.4%和45.9%。进出口之比2004年为3.69:1，进出口相抵后的进净口达13.2亿美元，为净进口量较大的国家。在2万多家生产厂点中，有一半以上是自产自用的。在模具企业中，产值过亿元的模具企业只有20多家，中型企业几十家，其余都是小型企业。近年来，模具行业结构调整和体制改革步伐加快，主要表现为：大型、精密、复杂、长寿命中高档模具及模具标准件发展速度快于一般模具产品；专业模具厂数量增加，能力提高较快；三资及私营企业发展迅速；国企股份制改造步伐加快等。虽然说我国模具业发展迅速，但远远不能适应国民经济发展的需要。我国尚存在以下几方面的不足:第一，体制不顺，基础薄弱。“三资”企业虽然已经对中国模具工业的发展起了积极的推动作用，私营企业近年来发展较快，国企改革也在进行之中，但总体来看，体制和机制尚不适应市场经济，再加上国内模具工业基础薄弱，因此，行业发展还不尽如人意，特别是总体水平和高新技术方面。河南机电高等专科学校毕业设计说明书2第二，开发能力较差，经济效益欠佳.我国模具企业技术人员比例低，水平较低，且不重视产品开发，在市场中经常处于被动地位。我国每个模具职工平均年创造产值约合1万美元，国外模具工业发达国家大多是15～20万美元，有的高达25～30万美元，与之相对的是我国相当一部分模具企业还沿用过去作坊式管理，真正实现现代化企业管理的企业较少。第三，工艺装备水平低，且配套性不好，利用率低．虽然国内许多企业采用了先进的加工设备，但总的来看装备水平仍比国外企业落后许多，特别是设备数控化率和CAD/CAM应用覆盖率要比国外企业低得多。由于体制和资金等原因，引进设备不配套，设备与附配件不配套现象十分普遍，设备利用率低的问题长期得不到较好解决。装备水平低，带来中国模具企业钳工比例过高等问题。第四，专业化、标准化、商品化的程度低、协作差．由于长期以来受“大而全”“小而全”影响，许多模具企业观念落后，模具企业专业化生产水平低，专业化分工不细，商品化程度也低。目前国内每年生产的模具，商品模具只占45%左右，其馀为自产自用。模具企业之间协作不好，难以完成较大规模的模具成套任务，与国际水平相比要落后许多。模具标准化水平低，标准件使用覆盖率低也对模具质量、成本有较大影响，对模具制造周期影响尤甚。第五，模具材料及模具相关技术落后．模具材料性能、质量和品种往往会影响模具质量、寿命及成本，国产模具钢与国外进口钢相比，无论是质量还是品种规格，都有较大差距。塑料、板材、设备等性能差，也直接影响模具水平的提高。1.1.2国内模具的发展趋势巨大的市场需求将推动中国模具的工业调整发展。虽然我国的模具工业和技术在过去的十多年得到了快速发展，但与国外工业发达国家相比仍存在较大差距，尚不能完全满足国民经济高速发展的需求。未来的十年，中国模具工业和技术的主要发展方向包括以下几方面:1）模具日趋大型化；2）在模具设计制造中广泛应用CAD/CAE/CAM技术；3）模具扫描及数字化系统；支架拐冲压成型工艺及模具设计34）在塑料模具中推广应用热流道技术、气辅注射成型和高压注射成型技术；5）提高模具标准化水平和模具标准件的使用率；6）发展优质模具材料和先进的表面处理技术；7）模具的精度将越来越高；8）模具研磨抛光将自动化、智能化；9）研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程；10）开发新的成形工艺和模具。1.2国外模具的现状和发展趋势模具是工业生产关键的工艺装备，在电子、建材、汽车、电机、电器、仪器仪表、家电和通讯器材等产品中，60％－80％的零部件都要依靠模具成型。用模具生产制作表现出的高效率、低成本、高精度、高一致性和清洁环保的特性，是其他加工制造方法所无法替代的。模具生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志，并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。近几年，全球模具市场呈现供不应求的局面，世界模具市场年交易总额为600～650亿美元左右。美国、日本、法国、瑞士等国家年出口模具量约占本国模具年总产值的三分之一。国外模具总量中,大型、精密、复杂、长寿命模具的比例占到50%以上；国外模具企业的组织形式是大而专、大而精。2004年中国模协在德国访问时，从德国工、模具行业组织--德国机械制造商联合会（VDMA）工模具协会了解到，德国有模具企业约5000家。2003年德国模具产值达48亿欧元。其中（VDMA）会员模具企业有90家，这90家骨干模具企业的产值就占德国模具产值的90%，可见其规模效益。随着时代的进步和技术的发展，国外的一些掌握和能运用新技术的人才如模具结构设计、模具工艺设计、高级钳工及企业管理人才，他们的技术水平比较高．故人均产值也较高．我国每个职工平均每年创造模具产值约合1万美元左右，而国外模具工业发达国家大多15～20万美元，有的达到25～30万美元。国外先进国家模具标准件使用覆盖率达70%以上，而我国才达到45％．河南机电高等专科学校毕业设计说明书41.3支架拐件模具设计的进度1.了解目前国内外冲压模具的发展现状，所用时间20天；2.确定加工方案，所用时间5天；3.模具的设计，所用时间30天；4.模具的调试．所用时间5天。在设计的过程中，将有一定的困难，但有指导老师的悉心指导和自己的努力，相信会完满的完成毕业设计任务。由于学生水平有限，而且缺乏经验，设计中难免有不妥之处，肯请各位老师指正。支架拐冲压成型工艺及模具设计52支架拐件冲压工艺分析2.1支架拐件工艺分析原始资料：如图1-1生产批量：大批量；图1-1支架拐件该制件为支架拐件。采用的是A5钢，而A5即是新国标中的Q275钢。制件的材料为优质碳素结构钢。具有足够的塑性，屈强比小，回弹小，有利于弯曲成形和工具质量的提高。该制件形状简单对称，外形轮廓是由圆弧和直线组成的，尺寸较小，厚度适中，大批量生产，属普通冲压件。查文【1】表2.19，制件内形所能达到的经济精度为IT11级，查文【1】表2.19，孔中心边缘距离尺寸公差为±0.5mm，因此冲压件的精度要求能在冲压加工中得到保证。其它尺寸标准，生产批量等情况也均符合冲裁的工艺要求。2.2冲压工艺方案的确定河南机电高等专科学校毕业设计说明书6根据制件的工艺性分析，其基本工序有落料、冲孔、和弯曲三种。按其先后顺序组合，可得如下四种方案：（1）落料—弯曲—冲孔，单工序冲压；（2）落料—冲孔—弯曲，单工序冲压；（3）冲孔—弯曲—落料，单件复合冲压；（4）冲孔—切断—弯曲，两件连冲级进冲压。方案1）、2）属单工序冲压。由于此制件生产批量较大，尺寸又较小，这两种方案生产效率低，操作也不安全，故不宜采用。方案3）属复合式冲压。由于制件结构尺寸小，复合模装配较困难，强度也会受影响，寿命不高；又因冲孔在前，落料在后，以凸模插入材料和凹模进行落料，必然受到材料的切向流动压力，有可能使19的凸模纵向变形，因此不宜采用复合模。方案4）属于级进冲压能够在保证冲压件质量的情况下提高生产效率。因此采用级进模较为合适。2.3弯曲件毛坯尺寸的确定2.3.1相对弯曲半径相对弯曲半径是指弯曲半径与弯曲件材料厚度之比。查文【1】表3.1，该弯曲件的相对弯曲半径为0.3t=0.3×2=0.6mm。因此这里的弯曲件的内弯曲半径取1mm。相对弯曲半径：R/t=1/2=0.5≥0.5（2-1）式中：R—弯曲半径（mm）；t—毛坯厚度（mm）率半径（mm）。可见该制件属于弯曲半径较大的弯曲件，应求弯曲变形区中性层曲支架拐冲压成型工艺及模具设计72.3.2中性层位置的计算根据中性层定义弯曲件的坯料长度应等于中性层的展开长度。弯曲件图如图2-2a）由文【1】中的中性层计算公式：=R+xt（2-2）式中：R—内弯曲半径（mm）；t—毛坯厚度（mm）；x—中性层位移系数查文【1】表3.4，x=0.38。=(1+0.38)mm=1.76mm由于圆角半径R(R≥0.5t)较大，（见图2-2）因此弯曲件毛坯长度可用下式计算：012180lllll直弯(2-3)式中：l弯—弯曲件弯曲圆角部分长度（mm）；l直—弯曲件直边部分长度(mm)；—弯曲中心角为270。0123.142701.763742798.2988180180lllmm河南机电高等专科学校毕业设计说明书8a）b）图2-2a）弯曲件b）弯曲件展开图弯曲件展开后的尺寸如图2-2b)所示：弯曲件展开后的面积：22220196840()3064.61522smm（2-4）2.4冲压件排样设计冲裁件在条料、带料或板料上的布置方式叫排样。合理的排样是提高生产效率，降低成本，确保冲压件质量及模具寿命的有效措施。因此采用少废料排样。为了提高冲裁件精度在冲裁与弯曲工序间设置一空工位，用导正销导正。排样图如图2-3所示排样图图2-3排样图查文【2】表2-2，切断工序中工艺废料带的标准值C=3mm,(考虑到切断凸模强度，实取5mm)，查文【1】表2.11，调料的宽度偏差△=0.5mm，查文【1】表2.13，侧刃冲切的料边宽度b=2.0mm.采用侧刃定距时条料宽度和导料板间距离：支架拐冲压成型工艺及模具设计9条料宽度：00max0.524022.044BLbmm（2-5）导料板间距离：144650BBcmm（2-6）2440.1544.15BBymm（2-7）式中：Lmax—工件=垂直于送料方向的最大尺寸（mm）；b—侧刃冲切的料边宽度（mm）；c—冲裁前的料边宽度与导料板间的间隙（mm）查文【1】表2.12，c=6mm；y—冲裁后条料宽度与导料板间间隙（mm）查文【1】表2.13，y取0.15mm。步距：h=88+5=93mm（2-8）一个步距内的材料利用率：103064.615100%66%9350ss（2-9）2.5冲压力计算完成制件的冲压加工所需的冲压力由冲裁力、弯曲力、卸料力、推料力、压料力和顶件力组成。冲孔力F1：1bFLt（2-10）式中：河南机电高等专科学校毕业设计说明书10L—冲裁周边长度（mm）；b—材料抗拉强度（MPa）查文【1】表1.3，b=（490-610）MPa，取600MPa。119193.14260071.6bbFLttKN切断力F2：2(4020)2600123.4bFLtKN(2-11)侧刃冲裁力F3：22(932)2600228bFLtkN(2-12)冲裁力：12371.6123.4228420FFFFkN(2-13)弯曲力Fw：V形件弯曲时，在进行校正弯曲前是自由弯曲，自有弯曲力的计算如下：20.6bkbtFRt自（2-14）式中：F自—冲压行程结束时自由弯曲的弯曲力（N）；k—安全系数取1.3；b—弯曲件宽度(mm)；t—弯曲件材料厚度（mm）；R—弯曲件内弯曲半径（mm）；b—材料抗拉强度（MPa）。20.61.340260024.9612FkN自压料力F压：支架拐冲压成型工艺及模具设计11FkF压自（2-15）式中：K—系数，查文【1】表3.8，k=0.4F压=0.4×24.96KN=9.98kN顶件力F顶：FkF顶自（2-16）式中：K—系数查文【1】表3.8