压板模具设计

此套设计有全套CAD图和卡片，有意者请联系我索取[e-mail]辽宁工程技术大学毕业设计（论文）1前言随着现代化大工业的飞速发展，加上用模具加工成型产品具有生产效率高、产品质量稳定、互换性好、材料利用率高、操作简单、安全性好、工人劳动强度低、适用范围大、产品成本低等诸多优点，在电子、电器，仪表、仪器，航空、航天，汽车、摩托车、船舶制造，家用电器，文化用品、娱乐用品，医疗器械，日常生活用品及各种产品包装等生产行业中，均得到了非常广泛的应用。很多产品中，有很多组成零件是用模具或经过模具制作出来的，其比例有的竟达到80%以上。所以，模具已成为制造业不可缺少的重要组成部分模具生产因技术含量和精度要求高、生产数量少、制作难度大，所以，造价比较高。这在一定程度上影响和加重了产品的成本费用。所以，模具主要适用与批量很大的产品生产。在欧美、日本等发达国家，模具工业得到迅速的发展，并成为一种独立的产业，其模具生产的总产值有的已超过本国的机床制造业总产值。他们生产的模具大量出口到发展中国家，得到丰厚的利润回报。制造大型、精密、复杂、长寿命模具，已成为衡量一个国家机械加工水平的重要标志。多年来，我国大多是以生产企业自行设计、制作模具，为本企业产品服务。模具制作水平的高低，在一定程度上代表了这些企业自身的机械加工水平。但由于受多种因素的影响，技术水平和生产能力受到约束，发展缓慢，很多用于产品生产的模具不得不从国外进口，给企业和产品生产带来很大负担。在世界模具工业飞速发展的影响和促进下，我国的模具工业也得到了快速发展。模具的标准化、专业化和产业化取得了长足的进步，引进和研制先进的加工技术和设备、模具新材料的选用为模具制造的进步创造了良好的条件[7]。本毕业设计是压板模具设计，涉及落料、拉深、冲孔、的复合模。条料放入模具后，工艺设计的过程是板料是自前向后倾斜由导料板导向送料到挡料销后，上模下行，由顶件块和落料凸模把板料压下，弹簧和橡胶都被压缩，先开始落料，再拉深，当拉深到31.5mm时斜楔开始接触侧滑柱，侧滑柱水平运动到31mm时开始侧冲两孔，与此同时上孔也被冲好。当完成上几道工序时上模上行，橡胶、弹簧开始作用还有顶件块也受压力机的间接作用开始顶件，最终完成工件制作。然后，把板料往前送到挡料销后继续如上往复运动。付荣凤：压板模具设计21概述1.1我国冷冲压模具现状及前景冲压成形是一个涉及领域及其广泛的行业，深入到制造业的方方面面，在国外，冲压被称为板料成形。冲压成形加工是通过冲压模具来实现的。冲压模具是大批量生产同形产品的工具，是冲压成形的主要工艺装备。采用冷冲压模具生产零件，具有效率高，质量好，成本低，节约能源和原材料等一系列优点，其生产的制件所具备的高精度，高复杂程度，高一致性，高生产率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比拟的，它已成为当代工业生产的重要手段和工艺发展方向。而整个模具工业已经很大程度上决定着现代工业品的发展和技术水平的提高，因此模具工业对国民经济和社会发展起着举足轻重的作用。近年来模具技术取得了很多重大成果：冲压模具的设计制造技术、塑料模具的设计制造技术、铸压模具的设计制造技术、锻造模具的设计制造技术、模具表面处理技术、模具材料、模具计算机辅助设计与制造(CAD/CAM)技术、模具标准件、模具加工关键设备、模具寿命研究等方面。冷冲压技术随着新技术的不断产生和革新将会愈来愈向前发展，深受用户的青睐！尽管我国模具工业有了长足的进步，部分模具已达到国际先进水平，但无论是数量还是质量仍满足不了国内市场的需要，每年仍需进口10多亿美元的各类大型，精密，复杂模具。与发达国家的模具工业相比，在模具技术上仍有不小的差距。今后，我国模具行业应进行不断的技术创新，以缩小与国际先进水平的距离。辽宁工程技术大学毕业设计（论文）32工艺设计2.1设计课题图2-1工件图Fig.2-1workpleces结构如图：图2-1材料：08钢；厚度：1.5mm；生产批量：大批量生产；材料牌号：08；抗剪强度)/(MPa：260-360【1】；抗拉强度)/(MPab：330-450【1】；伸长率%)/(：32；屈服强度（s/a）：200；2.2零件工艺分析及方案确定2.2.1零件工艺分析冲裁件的工艺性是指从冲压工艺方面来衡量设计是否合理。一般的讲，在满足工件使付荣凤：压板模具设计4用要求的条件下，能以最简单最经济的方法将工件冲制出来，就说明该件的冲压工艺性好，否则，该件的工艺性就差。当然工艺性的好坏是相对的，它直接受到工厂的冲压技术水平和设备条件等因素的影响。以上要求是确定冲压件的结构，形状，尺寸等对冲裁件工艺的实应性的主要因素。根据这一要求对该零件进行工艺分析。制件尺寸公差无要求，故按IT12级选取。由于制件结构简单，形状对称，适于冲裁加工。冲压件的材料分析：08钢的抗剪强度360)MPa-260(【1】，抗拉强度MPab)450330(，伸长率%32【1】，此种材料有足够的强度，适合于冲压生产。根据以上数据分析，此产品冲压工艺性较好，无悬臂和狭槽。该零件是大批量生产，故采用冲压模具进行生产可以取得良好的经济效益，可以降低零件的生产成本。2.2.2方案确定首先根据零件的形状确定冲压工序类型和选择工序顺序。冲压该零件需要的基本工序有拉深、冲孔、落料、。方案一：先落料，再拉深，再冲孔采用单工序模生产。方案二：落料、拉深、冲孔连续冲压，采用级进模生产。方案三：落料、拉深、冲孔复合冲压，采用复合模生产。方案一模具结构简单，但需要三道工序、三套模具才能完成零件的加工，成本高生产效率较低，难以满足零件大批量生产的需求。由于零件结构简单，为提高生产效率，应采用复合冲裁或级进冲裁方式。方案二级进模虽然生产效率高，且容易实习自动化，但它受送料误差的影响，所以尺寸难以达到精度要求。只需一套模具，工件精度高但工件边距6㎜，较接近凹凸模最小壁厚6㎜，模具强度较差，制造难度大，操作不便。方案三复合模能在压力机一次行程内，完成落料、拉深、冲孔等多道工序，所冲压的工件精度较高，不受送料误差影响，内外形相对位置重复性好，表面较为平直。生产效率高，操作方便，为了平整度更高，所以复合模结构，采用倒装复合模具。复合模是中高级精度，制件最大尺寸在300mm一下，冲压生产率较高，压力机再一次行程中可完成两道以上工序，仅适用于大批量生产，结构复杂，制造难度大，价格高安装调整较连续模容易，辽宁工程技术大学毕业设计（论文）5操作简单，设备性能中。通过上述3种方案的分析对比，方案三比较适合该零件，采用方案三。2.3模具结构形式的确定工件为落料拉深冲孔的复合的冲裁件，采用复合模a总体结构为正装复合模。b卸料装置采用弹性卸料装置，以便于制造与操作。c顶件装置采用顶件器顶出制件。d为了使模具具有良好的导向精度，选择导柱、导套导向的模具结构。e定位装置采用定位销定位，采用挡料销控制送料距。f复合模工序的先后顺序排列有利于成形及模具制造，维修。g对条料宽度要求不严，可用角边料。h工件平整，同轴度，对称度几位置度误差小。I压力机在一次行程内能完成两个以上工序。图2-2装配图Fig.2-2AssemblyDrawings付荣凤：压板模具设计63主要工艺设计及计算3.1拉深工艺设计及计算3.1.1拉深件的工艺性（1）拉深件的形状尽量简单，对称。轴对称拉深件在圆周方向上的变形是均匀的模具加工与比较的方便，其工艺性能最好。其他形状的拉深件尽量避免急剧的轮廓变化。对于半敞及非对称的拉深件，工艺上还可以采用双拉深，然后剖切成两件的方法，以改善拉深时的受力状况。（2）拉深个部分尺寸比例要适当，应尽量避免设计宽凸缘和宽度大的饿拉深件，因为这类工件需要较多的拉深次数。要使它符合工艺要求，可将它分为两部分分别制造，然后在连接起来。如果工件空腔不深，但凸缘直径很大，制造也麻烦。（3）拉深件的圆角半径要适合。拉深件的圆角半径应尽量大些，有利于成型和减少拉深次数拉深件底与壁的圆角半径r，应取tr(t为料厚，mm)，为使拉深顺利进行，一般取t5~3r【4】，圆角半径应满足,2,rdptrt【4】（t为板料厚度），否则应增加整形工序。如增加一次整形的工序，其圆角半径可取).3.01.0(),3.01.0(rdptrt【4】，一般取t10~5rt5~3rdp，【4】，其中pr为凸模半径，dr为凹模半径。（4）拉深件厚度的不均匀现象要考虑。多次拉深的工件内外壁上或带凸模拉深件的凸缘表面，应允许有拉深过程中所产生的印痕。（5）拉深件厚度的不均匀现象要考虑。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。（6）拉深件上的孔位置要布置合理。拉深件上的孔位应设置在与主要结构面（凸缘面）同一水平面上，或使孔壁垂直于该平面，以便冲孔和修边同时在一道工序中完成，（7）拉深件的尺寸精度不宜要求过高。辽宁工程技术大学毕业设计（论文）73.2圆筒形件的拉深3.2.1修边余量的确定在拉深过程中，常因材料力学性能的方向性，模具间隙不均，板厚变化，摩擦阻力不等及定位不准确等影响，而使拉深件口部凸缘周边不齐，必须进行修边，故计算毛坯尺寸时按加上修边余量。修边余量可查下表：表3-1修边余量值表【1】Table3-1morethantrimmingenergyform【1】工件尺寸工件的相对高度h/d附表0.5～0.80.8～1.61.6～2.52.5～4dah≤101.81.61.41.225～502.52.01.81.650～1003.53.02.52.2100～1504.33.63.02.5150～2005.04.23.52.7200～2505.54.63.82.82506543根据冲压件相对高度h/d=30/175=0.17＜0.5需考虑加修边余量3.2.2拉深毛坯直径计算成形零件的工作尺寸是指凹模和凸模直接构成冲裁件的尺寸。该工件为无凸缘圆筒形件，根据等面积原则，用解析法求毛坯直径。拉深毛坯直径计算如图3-1，计算毛坯直径毛坯直径D=2256.072.1dh4dr(3-1)这里d=175h=30r=5所以最后毛坯直径D=222.47mm付荣凤：压板模具设计8图3-1拉深毛坯直径计算图Fig.3-1Calculatedthediameterofdeeproughschematic落料的毛坯尺寸D1=D+10=222.47+10=232.47㎜3.2.3拉深次数的确定有凸缘筒形件的拉深次数一般用第一次拉深最大相对深度]/[11dh和极限拉深系数][1m判断。根据冲压工艺与模具设计表4-10，无凸缘筒形件第一次拉深时的极限拉深系数，查得：][1m=0.65。m=d/D=175/227.18≈0.77(3-2)][1mm【1】所以可以一次拉深成形根据冲压工艺与模具设计表4-11，无凸缘筒形件第一次拉深时的极限相对高度，查得：70.0]/[11dh。h/d=30/175=0.17(3-3)]/[/11dhdh【1】所以工件可以通过一次拉深成形。3.2.4拉深凸、凹模尺寸计算根据冲压模具设计和加工计算速查手册[2]表4-53，有压边圈拉深单边间隙，查得：z=tmax+t【1】=1.5+0.2×1.5=1.8㎜(3-4)辽宁工程技术大学毕业设计（论文）9根据冲压工艺与模具设计[1]表4-18得：.20；当工件标注内形尺寸时，以凸模为基准，先确定凸模尺寸。考虑到凸模基本不磨损，圆筒形拉深件凸模和凹模制造公差，查冲压技术手册得：10.007.0凹凸；；制件要求内形尺寸如图3-2，图3-2拉深凸凹模计算示意图Fig3-2Deepdrawingdieandpunchcalculationschemes故采用：007.007.0min9.174)14.05.174(4.0凸凸）（ll(3-5)1.001.0min5.178)8.1214.05.174(4.0凹