弹力支座模具设计毕业设计

此套设计有全套CAD图和卡片，有意者请联系我索取[e-mail]前言模具是大批量生产同形产品的工具，是工业生产的主要工艺装备。模具工业是国民经济的基础工业。采用模具生产零部件，具有生产效率高、质量好、成本低、节约能源和原材料等一系列有点，已成为当代工业生产的重要手段和工艺发展方向。现代工业品的发展和技术水平的提高，很大程度上取决也模具工业的发展水平。因此模具工业对国民经济和社会发展将起到越来越大的作用。据统计，在家电、玩具等轻工行业，近90%的零件是靠模具生产的；在飞机、汽车、农机和无线电行业，这个比例也超过60%。例如飞机制造业，某型战斗机模具使用量超过三万套，其中主机八千套、发动机二千套、辅机二万套。从产值看，20世纪80年代以来，美、日等工业发达国家模具行业的产值已超过机床行业，并且有继续增长的趋势。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。本毕业设计是弹力支座模具设计，涉及毛坯冲孔、落料、弯曲的级进模。模具工作过程是采用双侧刃粗定位,当冲床滑块下行带动上模座使模具闭合,条料被侧刃凸模和冲孔凸模冲出局部外形以及导正销孔、零件内形孔,导正销起精定位作用;冲孔凸模冲出零件侧壁孔;工字形冲裁凸模冲出异形侧壁;弯曲凸模进入弯曲凹模,弯出零件两侧壁,同时,另一侧刃凸模切出零件另一侧局部外形;修整凸模修整零件外形;由切断凸模最终分离出成品零件。弹力支座级进模采用弹性卸料板保证每工步卸料及细长凸模的保护,弹性卸料板靠自身安装小导柱、导套保证其导向精度。凸模尽量采用快换式或穿销式,保证修配方便,限位柱控制弯曲凸模工作行程。1概述1.1模具的历史及发展现状模具的出现可以追溯到几千年前的陶器和青铜器铸造，但其大规模使用却是随着现代工业的去、崛起而发展起来的。从世界范围看，目前世界模具市场供不应求，模具的主要出口国是美国，日本，法国，瑞士等国家。中国模具出口数量极少，但中国模具钳工技术水平高，劳动成本低，只要配备一些先进的数控制模设备，提高模具加工质量，缩短生产周期，沟通外贸渠道，模具出口将会有很大发展。研究和发展模具技术，提高模具技术水平，对于促进国民经济的发展有着特别重要的意义。模具工业是国民经济的基础工业，是国际上公认的关键工业。模具生产技术水平的高低是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，它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。振兴和发展我国的模具工业，正日益受到人们的关注。早在1989年3月中国政府颁布的《关于当前产业政策要点的决定》中，将模具列为机械工业技术改造序列的第一位。自20世纪80年代以来，我国的经济逐渐起飞，也为模具产业的发展提供了巨大的动力。20世纪90年代以后，大陆的工业发展十分迅速，模具工业的总产值在1990年仅60亿元人民币，1994年增长到130亿元人民币，1999年已达到245亿元人民币，2000年增至260~270亿元人民币。今后预计每年仍会以10℅~15℅的速度快速增长。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。1.2零件分析图1工件图结构如图：图1；材料：20钢；厚度：1.5mm；生产批量：大批量生产；材料牌号：20；抗剪强度)/(MPa：280—400；抗拉强度)/(MPab：355—500；伸长率%)/(：24；AA向2×R1.55.538107.73.32×φ3.54×R1.75273040192×R3.51.54×φ36.55201.3分析零件工艺性该零件是一个弹力支座，为防止外形尺寸的尖角处在弯曲时由于应力集中而撕裂,可将弯曲线移动一段距离以离开弯曲变形区,但不影响使用。对于距离弯曲变形区最近的孔,经计算,该孔处于弯曲变形区之外,因此,制件先冲孔后弯曲也能满足精度要求。成形工艺包括冲裁、弯曲等工序。经计算,材料在垂直于纤维方向弯曲半径均大于20钢最小弯曲半径,满足成形要求,但裁料时,要注意考虑纤维方向。应尽量采取弯曲方向与材料毛刺方向一致的弯曲方式,减小毛刺对制件弯曲质量的影响。弯曲件展开尺寸采用极值法,以使展开尺寸计算结果精确可靠。模具另一个特点是卸料螺钉和卸料弹簧独立设置,以便安装和维护。该零件的工艺性见表1工艺性冲压件工艺项目工艺价值允许值工艺性评价冲裁工艺性形状落料外形38×40，冲圆孔ø3，ø3.5≥0.75mm符合工艺性落料圆角R3.5≥4.5mm符合工艺性孔径2个，ø3.5≥3符合工艺性孔边距最小孔边距符合工艺性弯曲工艺性形状U形件四角弯曲对称符合工艺性孔边距距ø3孔边4≥6ø3的孔边距为4，距弯曲区较远，不易使孔变形，故先冲孔后弯曲精度其他精度IT142-ø3.5孔距30为IT9允许尺寸公差30±1.2符合工艺性为保证孔距孔距30，应先冲孔后弯曲材料20钢常用材料范围冲压工艺性好表1零件的工艺性①.零件精度符合一般级进冲压的经济要求，模具精度取IT9即可。②.材质为20钢,能进行一般冲压加工，市场上易得材料，价格适中。③.外形落料工艺性：零件属于中小尺寸零件，料厚1.5mm，外形复杂程度一般，尺寸精度要求一般，因此可用冲裁落料工艺。④.冲孔工艺性分析：孔径为ø3.5，ø3，孔精度要求一般，可采用冲孔。⑤.弯曲工艺性：该零件包含两个弯曲部位，弯角可以弯一次。综合以上分析，零件主要冲压工序的工艺性良好。2拟定冲压工艺方案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落料、冲孔、拉深、。方案一：先冲孔，再拉深、再落料采用单工序模生产。方案二：冲孔、拉深、落料连续冲压，采用级进模生产。方案三：冲孔、拉深、落料复合冲压，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，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。方案二级进模优点是模具结构简单寿命长制造方便，投产快。各工序定位基准一致，并与设计基准重合，操作也比较方便。不足之处是工序分散，模具数量多，设备和操作人员多，劳动强度大。方案三复合模能在压力机一次行程内，完成冲孔、拉深、落料等多道工序，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。但弯曲的回弹难以难以控制，尺寸与形状准确都差。通过对比，方案二比较适合该零件，采用方案二。3毛坯排样毛坯排样有两种，见图2、图3。图2单排横排排样图1.冲导正销孔、侧刃孔2.冲裁3.冲裁4.弯曲5冲裁6.修形7.切断方案1采用单排横排排样,如图2所示。该方案排样步距相对较大,刚性和稳定性好,各凸模间隔合理。但制件弯曲高度较大(为6.5mm),弯曲制件需抬升高度大于6.5mm,才能保证条料送进,这样后续工序浮顶器放置较困难。图3单排纵排排样图1.冲孔、切边2.冲裁3.冲裁4.弯曲、切边5.修形6.切断方案2采用单排纵排排样,如图3所示。刚性和稳定性相对较好,因弯曲方向平行于条料送进方向,可在条料两侧放置浮顶器,不影响条料送进。在送进方向上,可以沿凹模开制件躲避槽,制件只要略微抬升一定高度,防止冲裁毛刺划伤制件即可,保证了条料的稳定送进。制件对称的左右分布也消除了冲裁、弯曲过程中受力不平衡产生的侧向滑动。因此采用方案2更合理。4工序排样4.1工序排样类型根据零件的冲压要求，由于含有弯曲工序，所以本零件的冲压不适合选用落料型工序排样，考虑到零件最后冲压完成后的出件，选切边型工序排样。4.2载体设计载体就是级进冲压时调料上连接工序件并在模具上平稳送进的部分。本模具采用中间载体，中间载体位于条料中部，它比单侧载体或双侧载体节省材料，在弯曲件的工序排样中应用较多。中间载体宽度可根据冲件的特点灵活确定，但不应小于单侧载体的宽度。4.3条料定位方式由于产品零件精度的要求精度一般，所以条料送进方向的送进步距控制用侧刃，为了保证侧刃定位精度，选Ⅱ型侧刃。4.4导正方式为了确保零件孔精度，采用间接导正，导正孔布置在中间的载体上，导正孔直径取3.0mm。粗定位方式用临时挡料销，侧刃。当条料的料头送入时，用手将临时挡料销的挡块压出，挡出料头，然后松手，弹簧使挡块复位，确保条料的位置不变开始冲切加工。此后靠侧刃定位。精定位用导正销。利用中心载体的孔作为导正孔，间接导正。4.5工序排样图根据以上几方面的设计，经综合分析比较，零件的工序排样图如下图所示，零件冲制用六工位级进模。图4工序排样图第一工位：冲孔、切边；第二工位：冲裁；第三工位：冲裁；第四工位：弯曲、切边；第五工位：修形；第六工位：切断；4.6条料尺寸查《中国模具设计大典》P127表19.1-17，a=1.8,a1=1.5条料宽度：B=D+2a=40+2×1.8=43.6mm步距S=38+1.5=39.54.7排样及载板方案坯料的形状为矩形，采用单排最适宜，取a=1.8,a1=1.5,条料宽度B=40+2×1.8=43.6mm步距S=38+1.5=39.5mm，板料选用规格1.5mm×1400mm×3500mm（查《中国模具设计大典》P50表18.3-24）①纵排法：每板条料数：n1=1400÷43.6=32条，余4.8mm每条制件数：n2=（3500-1.8）÷39.5=88件，余24mm剩余料24×4.8不能使用每板制件数：n=n1×n2=32×88=2816件材料利用率：A=38×40-（10×6.5+2π×3.52+2×3.5×2+2π×1.752）-2×（38-7.7）×19+2（3.5×27+π×3.52+13×1.5-2π×32）=961.0275η=nA/BL×100%=2816×961.0275/（1400×3500）=55.23%式中：A：一个冲裁件的实际面积)(2mm；B：条料宽度)(mm；L：条料长度)(mm；：材料利用率；②横排法：每板条料数：n1=3500÷43.6=80条，余12mm每条制件数：n2=（1400-1.8）÷39.5=35件，余17.5mm剩余料12×17.5不能使用每板制件数：n=n1×n2=80×35=2800件材料利用率：A=38×40-（10×6.5+2π×3.52+2×3.5×2+2π×1.752）-2×（38-7.7）×19+2（3.5×27+π×3.52+13×1.5-2π×32）=961.0275η=nA/BL×100%=2800×961.0275/（1400×3500）=54.92%式中：A：一个冲裁件的实际面积)(2mm；B：条料宽度)(mm；L：条料长度)(mm；：材料利用率；由此可见：纵排材料利用率高，但横排时弯曲曲线与纤维方向垂直，弯曲性能高，20钢塑性好，为提高材料利用率，降低成本，采用纵向单排。5冲压力计算由图示排样，本零件冲压力由多个部分组成。5.1冲裁力冲裁力由式F=LtbK计算，查表K=1.3，b=350MPa，t=1.5mmL=（38-10）×2+27+40+2×225.610+3.3+4+3.5π+3.5×4+3.5π×4+（20-7）×2+4×2×1.5=279.25F=LtbK=279.25×1.5×350×1.3=190574.47N式中：L：冲裁件横断面积周长)(mm；t：材料厚度)(mm