毕业设计(论文)-保油箱固定拉杠环冲模设计.doc
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1、河南科技大学毕业设计(论文) 第 1 页 保油箱固定拉杠环冲模设计 摘 要 弯曲件的工序安排应根据工件形状的复杂程度精度要求的高 低生产批量的大小,以及材料的机械性质等因素进行考虑。 保油箱固定拉杠环是一个对称弯曲件,具有良好的工艺性,不 仅可以提高制件精度和节省原材料,而且大大简化弯曲工艺过程和 模具设计。 此套模具的总体设计思想是把经济、合理、实用作为最基本的 出发点,从坯料排样到模具设计与制造,都严格遵循。 整套模具设计过程,涉及到许多工序。零件工艺性分析首先考 虑制件的精度要求,然后对各尺寸以及形状进行分析;工艺方案拟 定显得尤为重要,关系到设计的成败;各工艺参数的计算和确定必 须做到
2、有据可依,以确保计算结果的可靠性;模具的设计与制造, 需考虑实际生产的可操作性制造加工的难易程度,以及其维护的方 便程度来确定每个零件的形状和整套模具的结构形式。 随着工业的发展,汽车行业的兴起,弯曲工艺将会日益突出它 的重要性。 关键词:弯曲,思想,要求,工序,设计 ASSUARE THAT THE FUEL TANK DRAWS THE THICK STICK AND SURROUNDS THE TRIMMING DIE TO DESIGN REGULARLY 河南科技大学毕业设计(论文) 第 2 页 ABSTRACT Arrange to follow the complexity of
3、 the form of the work piece in crooked process of one. Level that the precision requires. The size of production lot, and the factors, such as mechanical nature of the material ,etc. are considered. Assuare fuel tank regular to draw thick stick ring first symmetrical crooked one, have good crafts, n
4、ot only can improve and make a precision and save the raw materials but also simplify the crooked craft course and mold design greatly . This set overall design philosophy of mould economy, rational practical to regard the most basic starting point as, arrange kind from the blank to mould design and
5、 manufacture, all follow strictly. A whole set of mould design process, involve a lot of processes. The craft of the part is analysed: Consider precision to make piece require , analyse to every size and form at first; Draft that seems particularly important, concern the success or failure designed
6、in craft scheme; Every craft calculation and confirm and must accomplish and have and according to can be depended on, so as to ensure the dependability of the result of calculation of parameter; Design and manufacture of mould, need effectiveness complexity that manufacture processed 河南科技大学毕业设计(论文)
7、 第 3 页 produced actually to consider, and its one that maintained helped the degree confirm the form of each part and structure form of a whole set of mould . With the development of industry, the rise of the automobile trade, the crooked craft will stress its importance day by day . KEY WORDS: Croo
8、ked, the thought, require, the process, design 目 录 摘 要 前 言 1 第一章设计任务6 第二章零件工艺性分析6 第三章工艺方案的拟定 7 河南科技大学毕业设计(论文) 第 4 页 第四章毛坯尺寸展开计算9 第五章坯料排样及材料利用率10 5.1 坯料排样10 5.2 材料利用率11 第六章各道工序的确定及压力机的选择11 6.1 工序一:落料11 6.1.1 凸凹模工作尺寸计算11 6.1.2 工序压力计算12 6.1.3 凸凹模的确定13 6.1.4 弹性元件的选择14 6.1.5 压力中心的确定15 6.2 工序二:异向弯曲15 6.2.
9、1 弯曲力的计算15 6.2.2 弹顶器的计算17 6.2.3 回弹量的确定19 6.3 工序三:最终20 6.3.1 校正弯曲力20 6.3.2 回弹量的确定20 6.3.3 凸凹模工作部分尺寸20 6.3.4 模具结构简图26 第七章弯曲模工作零件的制造21 第八章模具的结构形式22 总结26 参考文献 28 致谢 31 附录32 河南科技大学毕业设计(论文) 第 5 页 前 言 模具以其特定的结构形式通过一定的方式使材料成型。模具因 其生产效率高产品质量好材料消耗低生产成本低而获得广泛 应用。从材质上看,几乎所有的金属零件如锻件冲压件压铸件 粉末冶金零件,以及非金属零件如塑料陶瓷橡胶玻璃
10、等制 品都是用模具成型的。从工业产品生产行业看,模具是现代工业, 特别是汽车拖拉机航空无线电电机电器仪器仪表 兵器日用品等工业必不可少的工艺装备。据统计,利用模具制造 的零件数量,在飞机汽车拖拉机电机电器仪器仪表等 机电产品中占 80以上;在电视机收录机计算机等电子产品中 占 85以上;在自行车手表洗衣机电冰箱空调电风扇等 轻工业产品中占 90以上;在枪支子弹等兵器产品中占 95以 上。 随着工业生产的发展,特别是 90 年代以来,工业产品的品种 和数量不断增加,换型加快,对产品的质量样式和外观业不断提 出新要求,使模具需求量增加,对模具质量要求也越来越高,模具 技术直接影响制造业的发展产品更
11、新换代和产品竞争能力。因此, 迅速提高模具技术水平已成为当务之急。日本汽车手表家用电 器等产品的品种数量质量在国际市场占有优势,其重要原因之 一就是日本模具技术居于世界领先地位。 模具工业潜力很大,前景广阔。工业先进国家都十分重视模具 技术开发,在模具工业中大量采用先进技术和设备,努力提高模具 设计和制造水平,取得了显著经济效益。进十多年来,美国日本 德国等发达国家的模具总产值已超过机床总产值。模具技术进步 极大的促进了工业产品的生产发展,因而深受赞誉。美国工业界认 河南科技大学毕业设计(论文) 第 6 页 为“模具工业是美国工业的基石” ,在日本,模具被誉为“进入富 裕社会的原动力” ,在德
12、国,模具被冠之以“金属加工业中的帝王” 之称,在罗马尼亚,有“模具就是黄金”之说。可见模具工业在世 界各国经济发展中具有极其重要的地位。模具技术已成为衡量一个 国家产品制造水平的重要标志之一。 模具的主要类型有:冲模锻模塑料模压铸模粉末冶金 模玻璃模橡胶模陶瓷模等。除部分冲模以外的上述各种模具 都属于型腔模,因为它们一般都是依靠三维的模具型腔使材料成型。 冲模是对金属板料进行冲压加工获得合格产品的工具。冲模占 模具总数的一半以上。按工艺性质的不同,冲模可分为冲裁模落 料模冲孔模切口模切边模弯曲模卷边模扭曲模拉深 模校平模翻边模翻孔模缩口模压印模胀形模等。按组 合工序不同,冲模分为单工序模复合模
13、连续模级进模等。 模具属于边缘科学,它设计机械设计制造塑性加工金属材 料铸造(凝固理论)塑料橡胶玻璃等诸多学科和行业。因 此模具设计与制造专业技术人才的劳动不可代替性较强。 用模具加工零件,其原理是建立在材料塑性变形基础上。由于 材料塑性变形是在高压甚至是高温高速下进行的,加工产品零 件形状尺寸及复杂程度不同,因此对模具的设计制造模具材料 及其热处理模具的使用与维护等提出了一系列的特殊要求。例如, 模具设计要保证坯料在模腔内合理流动并充满模腔,以保证制品质 量;模具制造既要保证制品的精度和表面粗糙度,又要提高效率和 降低成本;模具材料要保证在高温和高压高速下具有足够的强度 刚度抗热疲劳和抗磨损
14、等性能。 人们对塑性变形机理和模具技术进行了大量的研究,取得了许 河南科技大学毕业设计(论文) 第 7 页 多新进展。例如,改进原材料的成分和组织,以提高其成型性能; 研究材料的成形性能极其影响因素,以提高工艺性分析和模具设计 的可靠性;研究高效高精度的模具制造技术和加工设备,如三坐标 测量仪NC(数控)和 CNC(计算机数控)机床,高精度坐标磨床, 机电结合的电火花加工数控线切割加工及各类特种加工已成为现 代模具加工的基本手段。高精度数控坐标磨床数控光学曲面磨床 慢走丝高精度线切割机多功能数控电加工中心等先进机床已成 为必备设备。研究出多种新型模具钢和表面热处理。针对不同批量 不同原材料不同
15、零件形状尺寸和不同生产条件,研制出各种特 殊模具结构模具材料和制造方法。如粉末冶金陶瓷低熔点合金 模激光切割的多层组合模等温锻模和超塑性成形模等。 在设计制造方法上,现代模具中心广泛采用计算机辅助设计与 制造(CAD/CAM) ,设计过程程序化和自动化,使用程序模拟成形 过程采用交互式设计方法,发挥人和计算机的各自特长。数据库 和计算机网络技术使设计人员拥有大量资料和信息。设计与制造之 间的直接传输很便于设计中的反复修改。现代模具加工精细,产品 属精密工具范畴,很多模具还附有控压控温和各种测量元件。模 具标准化系列化通用化程度高。 现代模具的特点是:高精度寿命长生产效率高形腔形状 和模具结构复
16、杂。 1)精度高:现代模具要求的精度比传统模具高出一个数量 级。 2)寿命长:长寿命是现代模具保证高速冲压设备实现高生 产率的基本条件之一,现代冲模寿命一般在 500 万次以 上,而传统模具寿命只有现代模具寿命的 1/51/10。 3)生产率高:现代模具生产效率比传统模具高的多,其主 河南科技大学毕业设计(论文) 第 8 页 要原因是现代模具具有多工位多模腔甚至多功能。 4)形腔形状和模具结构复杂:随着人们对产品形状尺寸 精度整体性及生产效率等要求的提高,以及许多新材 料新工艺的广泛应用,现代模具的结构和型腔日益复杂。 模具 CAD/CAM 并非是模具 CAD 和模具 CAM 的统称,而是两者
17、的 有机联系,既计算机辅助设计与计算机辅助制造一体化。 最初的模具 CAD 技术和模具 CAM 技术,尽管使用了计算机代 替了大量繁重的手工劳动,但从整个模具设计生产过程看,并 没有什么本质变化。模具 CAD 然是从接受模具任务书到绘制模具图纸的整个过程;而模具 CAD 从接受图纸开始,以完成模具制造告终。设计与制造之间有严 格分界,两个环节之间传递信息的最重要手段是图纸。 模具 CAD/CAM 是计算机技术综合应用于模具设计制造的一个飞 跃,其主要特点是模具设计与制造一体化,既综合计算机化。在模 具 CADCAM 系统中,产品的几何模型是产品的核心数据,并作为整 个设计计算分析中最原始的数据
18、.通过模具 CAD/CAM 系统的计 算分析和设计得到大量信息,运用数据库和网络技术将其存储 和直接传送生产制造环节的各个有关方面,从而实现模具设计制造 一体化.图纸不再是设计与制造环节的分界线,也不再是生产过程的 唯一依据,图纸被简化,甚至最终消失. 随着 CAD/CAM 集成化技术的发展和广泛应用,以及相关高新技 术的发展在不远的将来,全盘自动化的 CIMS(计算机集成制造系统) 必将在模具生产中实现,使模具技术乃至整个人类制造技术实现新 的飞跃. 河南科技大学毕业设计(论文) 第 9 页 第一章设计任务 任务:1)工艺方案和模具结构应保证能够达到冲件所要求的精度 :2)模具结构应能冲出冲
19、件的复杂外形 :3)工艺方案和模具结构必须经济合理 :4)模具易于安装调整,且操作方便安全 第二章 零件的工艺性分析 零件名称:保油箱固定拉杠环 生产批量:大批量 材料:20 钢 厚度:3mm 零件简图:如下图所示 河南科技大学毕业设计(论文) 第 10 页 由零件图可知,此件为弯曲件,零件形状相对复杂,是轴对称件,除 10.5 R3 12 50 几个尺寸要求外,并无其他精度要求,相对比较 容易实现,又因为制件为大批量生产,故冲压工艺的加工方法比较合 适. 第三章 工艺方案的拟定 方案一:a)落料弯曲复合 :b)最终弯曲 方案二:a)落料 :b)异向弯曲 :c)最终弯曲 在上述两种工序方案中,
20、第一种工艺方案生产效率高,操作方便,但 在实际生产过程中,却不能采用落料弯曲复合,是因为采用复合模难 以保证弯曲件的可靠定位,不能保障弯曲件的形状和精度要求,同时,模 具结构复杂化,不利于制造安装调整和维修,相应的提高生产成本;第 二种工艺方案生产周期较长,但模具结构简单,模具制造容易,寿命 长,又是大批量生产,更重要的是可以很好的满足弯曲件的要求. 综上所述,在大批量生产的前提下,采取第二种工艺方案较为合 理. 采取第二种工艺方案,即为三道工序:落料 异向弯曲 最终弯 河南科技大学毕业设计(论文) 第 11 页 曲 工序图如下所示: a) 落料 b) 异向弯曲 河南科技大学毕业设计(论文)
21、第 12 页 c)最终弯曲 第四章 毛坯尺寸展开计算 弯曲见结构形状不同弯曲半径大小不同以及弯曲方法不同, 其毛坯尺寸的计算方法也不相同,本弯曲件选取: 圆角半径 rt/2 的弯曲件 这类弯曲件的展开长度是根据弯曲前后中性层长度不变的原 则进行计算的.其展开长度等于直线部分的长度和弯曲部分中性层 展开长度之和. 1 算出直线段的长度: 由工序图 c)可知,两段直线长度相等,即 a=b=15.5 2 中性层弯曲半径: =r+xt 3 根据 r/t,由冲压手册表 3-9 查中性层位移系数 x 值: 1) R=3 的圆弧中性层半径, 查表可知:x=0.32 =3+0.323=3.96 2) R=5.
22、25 的圆弧中性层半径, 查表可知:x=0.38 =5.25+0.385.25 =6.39 4 根据 与弯曲中心角 计算圆弧展开长度: =/180 1) R=3 的圆弧展开长度,经计算 =120 =/180 河南科技大学毕业设计(论文) 第 13 页 =8.29 由工序图 c)可知,两段 R=3 的圆弧长度相等 2) R=5.25 的圆弧展开长度,经计算 =240 =/180 =26.8 5 计算毛坯总长度: L=a+b+2+ =15.5+15.5+8.29+8.29+26.8 =74.38 毛坯总长度可取: 75 第五章 坯料排样及材料利用率 5.1 坯料排样 从经济性和材料利用率两方面考虑
23、,排样图拟定如下: 5.2 材料利用率 由冲压手册表 2-17 查知:a=3mm a1=2.5 条料宽: b=75+2a=81 河南科技大学毕业设计(论文) 第 14 页 进距: h=25+ a1=27.5 选用板料规格为 3mm900mm900mm,剪切条料尺寸为 81mm900mm. 条数: n1=900/81=11 条 余 9mm 每条个数: n2=(900-2.5)/27.5=32 个 余 20mm 每板个数: n3=n1n2=1132=352 个 板料面积: S=2575=1875mm 材料利用率: =(3521875/900900)100% =81.5% 第六章 各道工序的确定以及
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