毕业设计(论文)-啤酒开瓶器冲压模具设计与工艺分析【含全套CAD设计图纸】.doc
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1、优秀毕业设计,全套设计需要图纸加QQ976662241 绪论模具的发展是体现一个国家现代化水平高低的一个重要标志,就我国而言,经过了这几十年曲折的发展,模具行业也初具规模,随着信息产业的不断发展,模具的设计和制造也越来越趋近于国际化。现在模具的计算机辅助设计和制造(CAD/CAM)技术的研究和应用。采用模具CAD/CAM技术,还可提高模具质量,大大减少设计和制造人员的重复劳动,使设计者有可能把精力用在创新和开发上。尤其是pro/E和UG等软件的应用更进一步推动了模具产业的发展。电火花和线切割技术的广泛应用也对模具行业起到了飞越发展。模具的标准化程度在国内外现在也比较明显,其大大的提高了它们的互
2、换性。加强了各个地区的合作。对整个模具的行业水平的提高也起到了重要的作用。改革开放以来,随着国民经济的高速发展,工业产品的品种和数量的不断增加,更新换代的不断加快,在现代制造业中,企业的生产一方面朝着多品种、小批量和多样式的方向发展,加快换型,采用柔性化加工,以适应不同用户的需要;另一方面朝着大批量,高效率生产的方向发展,以提高劳动生产率和生产规模来创造更多效益,生产上采取专用设备生产的方式。模具,做为高效率的生产工具的一种,是工业生产中使用极为广泛与重要的工艺装备。采用模具生产制品和零件,具有生产效率高,可实现高速大批量的生产;节约原材料,实现无切屑加工;产品质量稳定,具有良好的互换性;操作
3、简单,对操作人员没有很高的技术要求;利用模具批量生产的零件加工费用低;所加工出的零件与零件可以一次成形,不需进行再加工;能制造出其它加工工艺方法难以加工、形状比较复杂的零件制品;容易实现生产的自动化的特点。本设计是作为模具设计与制造专业毕业之前对所学专业知识的一次综合性运用,在设计过程中巩固和扩展自己所学的基本知识和专业知识。综合运用所学的知识增强自己的技能分析和解决实际问题的能力,初步形成融技术,管理与一体的大工程意识,培养自己勇于探索的创新的创新精神和实践能力。进一步训练和提高课题方案设计,资料查询,通过本次设计能够进一步深入的掌握冲压模具设计与制造技术。2 冲压件工艺分析2.1零件简图
4、图2-1 零件图(1)零件分析: 材料45钢;生产批量:大批量;材料厚度1.5mm;毛坯精度IT12级。(2)材料分析: 该冲裁件的材料45钢,为优质碳素钢,具有良好的塑性工性,适合制作冲击件、紧固件,如垫片、垫圈、用具等。 表2-2 标准公差数值(摘自GB/T1800.3-1998)公差等级IT2IT3IT4IT5IT6IT7IT8IT9IT10IT11IT12IT13IT14基本尺寸/mm/m/mm3366101018183030505080801201201801802502503153154004005001.21.51.522.52.53457891022.52.5344568101
5、21315344567810121416182045689111315182023252768991316192225293236401012151821253035404652576314182227333946546372818997253036435262748710011513014015540485870841001201401601852102302506075901101301601902202502903203604000.100.120.150.180.210.250.300.350.400.460.520.570.630.140.180.220.270.330.390.46
6、0.540.630.720.810.890.970.250.300.360.430.520.620.740.871.001.151.301.401.55查表2-2得该零件的公差等级取IT12确定零件的尺寸公差零件图上的尺寸均未标注公差,属自由尺寸,可看作IT14级,普通冲裁完全能满足要求。3 冲压工艺方案确定及模具结构的确定3.1 冲压工艺方案的组合完成此工件需要冲孔、落料两道工序。其加工工艺方案可分为:方案一:单工序模生产,先冲孔,后落料。方案二:级进模生产,冲孔-落料级进冲压。方案三:复合模生产,冲孔-落料复合冲压。各模具结构特点及比较如下表3-1: 表3-1 各类模具结构及特点比较模具种
7、类比较项目单工序模(无导向)(有导向)级进模复合模零件公差等级低一般可达IT13IT10级可达IT10IT8级零件特点尺寸不受限制厚度不受限制中小型尺寸厚度较厚小零件厚度0.26mm可加工复杂零件,如宽度极小的异形件形状与尺寸受模具结构与强度限制,尺寸可以较大,厚度可达3mm生产效率低较低工序间自动送料,可以自动排除制件,生产效率高冲件被顶到模具工作表面上,必须手动或机械排除,生产效率较低安全性不安全,需采取安全措施比较安全不安全,需采取安全措施模具制造工作量和成本低比无导向的稍高冲裁简单的零件时,比复合模低冲裁较复杂零件时,比级进模低适用场合料厚精度要求低的小批量冲件的生产大批量小型冲压件的
8、生产形状复杂,精度要求较高,平直度要求高的中小型制件的大批量生产方案一:模具结构简单,制造周期短,制造简单,但需要两副模具,成本高而生产效率低,难以满足大批量生产的要求。方案二:只需一副模具,生产效率高,操作方便,精度也能满足要求,模具制造工作量和成本在冲裁简单的零件时比复合模低。方案三:只需一副模具,制件精度和生产效率都较高,且工件最小壁厚大于凸凹模许用最小壁厚模具强度也能满足要求。冲裁件的内孔与边缘的相对位置精度较高,板料的定位精度比方案二低,模具轮廓尺寸较小。综上对上述三种方案的分析比较,该工件的冲压生产采用方案三为佳。3.2 冲裁结构的选取按照复合模工作零件的安装位置不同,分为正装式复
9、合模和倒装式复合模两种,两种的优点、缺点及适用范围见表3-2。 表3-2 正装式复合模、倒装式复合模的优点、缺点及适用范围比较项目正装(顺装)式复合模倒装式复合模结构凸凹模装在上模,落料凹模和冲孔凸模装在下模凸凹模装在下模,落料凹模和冲孔凸模装在上模优点冲出的冲件平直度较高结构较简单缺点结构复杂,冲件容易被嵌入边料中影响操作不宜冲制孔边距离较小的冲裁件适用范围冲制材质较软或板料较薄的平直度要求较高的冲裁件,还可以冲制孔边距离较小的冲裁件 不宜冲制孔边距离较小的冲裁件,但倒装式复合模结构简单、又可以直接利用压力机的打杆装置进行推件,卸料可靠,便于操作,并为机械化出件提供了有利条件,故应用十分广泛
10、正装式复合模适合于冲制材质较软或板料较薄的平直度要求较高的冲裁件,还可以冲制孔边距离较小的冲裁件。倒装式冷冲模不宜冲制孔边距离较小的冲裁件,但倒装式冷冲模结构简单,可以直接利用压力机打杆装置进行推件,卸件可靠,便于操作,并为机械化出件提供了有利条件,故应用十分广泛。综上所述,该制件结构形状简单,精度要求较低,宜采用倒装式复合模。 4 模具的总体结构的确定4.1模具类型的选择由冲压工艺分析可知,该模具采用复合冲压模。复合模采用倒装式复合模,因其结构简单、又可以直接利用压力机的打杆装置进行推件、卸料可靠、便于操作、并为机械化出件提供了有利条件,所以模具类型为倒装式复合模。4.2定位方式的选择为保证
11、冲裁出外形完整的合格零件,毛坯在模具中应该有正确的位置,正确位置是依靠定位零件来保证的。由于毛坯形式和模具结构不同,所以定位零件的种类很多,设计时应根据毛坯形式、模具结构、零件公差大小、生产效率等进行选择。因为该模具采用的是条料,控制条料的送进方向采用导料销。控制条料的送进步距采用挡料销。4.3卸料、出件方式的选择弹压卸料板具有卸料和压料的双重作用,主要用在冲裁料厚在1.5mm以下的板料,由于有压料作用,冲裁件比较平整。弹压卸料板与弹性元件(弹簧或橡皮)、卸料螺钉组成弹压卸料装置。因为工件料厚1.5mm,相对较薄,卸料力不大,由此可知卸料、出件方式的选择可采用弹性卸料装置卸料。4.4标准模架和
12、导向零件的选择模架是整副模具的骨架,模具的全部零件都固定其上,并承受冲压过程的全部载荷。上下模间的精确位置,由导柱、导套的导向实现。方案一:采用对角导柱模架。由于导柱安装在模具压力中心对称的对角线上,所以上模座在导柱上滑动平稳。常用于横向送料级进模或纵向送料的落料模、复合模。方案二:采用后侧导柱模架。由于前面和左、右不受限制,送料和操作比较方便。因为导柱安装在后侧,操作者可以看见条料在模具中的送进动作。但是不能使用浮动模柄。方案三:四导柱模架。具有导向平稳、导向准确可靠、刚性好等优点。常用于冲压件尺寸较大或精度要求较高的冲压零件及大量生产用的自动冲压模架。方案四:中间导柱模架。导柱安装在模具的
13、对称线上,导向平稳、准确。只能一个方向送料。如图4-4图4-4 模架类型根据以上方案比较并结合模具结构形式和送料方式,为提高模具寿命和工件质量,采用后侧导柱模架,操作者可以看见条料在模具中的送进动作。由于前面和左、右不受限制,送料和操作比较方便,并能满足工件成型的要求。即方案二最佳,采用后侧导柱模架。 5 工艺计算5.1 搭边值的确定排样时冲裁件之间以及与冲裁件与条料侧边之间留下的工艺余料,称为搭边。搭边的作用是补偿定位误差和剪板误差,确保冲出合格的零件,增加条料的刚度,方便条料送进,提高劳动生产率。搭边过大,浪费材料。搭边过小,冲裁时容易翘曲或被拉断,不仅会增大冲件毛刺,有时还有拉入凸、凹模
14、间隙中损坏模具刃口,降低模具寿命或影响送料工作。搭边值通常由经验确定,表5-1所列搭边值为普通冲裁时经验数据之一。表5-1搭边a和a1数值材料厚度圆件及或圆角r2t的工件矩形工件边长L50mm或r2t的工件工件间a1沿边a工件间a1沿边a工件间a1沿边a0.250.250.50.50.80.81.21.21.61.62.02.02.52.53.03.03.53.54.04.05.05.0121.81.2010.81.01.21.51.82.22.53.00.6t2.01.51.21.01.21.51.82.22.52.83.50.7t2.21.81.51.21.51.82.02.22.52.5
15、3.50.7t2.52.01.81.51.82.02.22.52.83.24.00.8t2.82.21.81.51.82.02.22.52.83.24.00.8t3.02.52.01.82.02.22.52.83.23.54.50.9t搭边值是废料,所以应尽量取小,但过小的搭边值容易挤进凹模,增加刃口磨损表5-1给出了钢(WC0.05%0.35%)的搭边值。对于其他材料的应将表中的数值乘以下列数:钢(WC0.3%0.45%) 0.9钢(WC0.5%0.65%) 0.8硬黄钢 11.1 软黄铜,纯铜 1.2该制件是非圆形工件,根据尺寸从表5-1中查出:两制件之间的搭边值a1=1.0,侧搭边值a=
16、1.2。由于该制件的材料是45,所以两制件之间的搭边值为:a1=1.00.9=0.81mm侧搭边值: a=1.20.9=1.08mm5.2 排样方式的选择冲裁件在条料、带料或板料上的布置方法叫排样。方案一:有废料排样:沿冲件全部外形冲裁,冲件与冲件之间、冲件与条料之间都存在有搭边废料。冲件尺寸完全由冲模来保证,因此冲件精度高,模具寿命高,但材料利用率低。方案二:少废料排样:沿冲件部分外形切断或冲裁,只在冲件与冲件之间或冲件与条料侧边之间留有搭边。因受剪切条料和定位误差的影响,冲件质量差,模具寿命较方案一低,但材料利用率稍高,冲模结构简单。方案三:无废料排样:冲件与冲件之间或冲件与条料侧边之间均
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