毕业设计(论文)-壳形件冲压工艺分析及模具设计(含全套CAD图纸) .doc
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1、全日制普通本科生毕业设计 壳形件冲压工艺分析及模具设计ANALYSIS ON THE STAMPING PROCESS AND DIE DESIGN OF THE SHELL-SHAPED PIECES由于部分原因,说明书已删除大部分,完整版说明书,CAD图纸等,联系153893706学生姓名:学 号: 年级专业及班级: 2008级机械设计制造及其自动指导老师及职称:学 部: 理工学部提交日期:2012年5月全日制普通本科生毕业论文诚信声明本人郑重声明:所呈交的本科毕业论文是本人在指导老师的指导下,进行研究工作所取得的成果,成果不存在知识产权争议。除文中已经注明引用的内容外,本论文不含任何其他
2、个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体在文中均作了明确的说明并表示了谢意。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 毕业论文作者签名: 年 月 日目 录摘要1关键词11前言22冲压变形的基本概述32.1金属塑性变形概述32.2冲裁过程分析52.3拉伸过程分析63零件的冲裁工艺分析和方案的确定74工艺尺寸的计算8 4.1 落料拉伸模工艺尺寸计算8 4.1.1确定毛坯的直径84.1.2排样设计 84.1.3材料利用率的计算9 4.1.4确定伸伸系数 9 4.1.5拉伸力与压边力的计算104.1.6拉伸功与功率计算 104.1.7拉伸模工作部分结构参数的确定 1
3、14.1.8冲压力与压力中心计算 124.1.9落料部分工作零件刃口尺寸计算144.2冲孔切舌模工艺尺寸计算 144.2.1冲裁力的计算 144.2.2凸模和凹模的尺寸计算155弹性元件的选用与计算175.1落料-拉伸模的弹簧的选用与计算175.2冲孔切舌模橡胶的选用与计算176模架的选择186.1落料拉伸模模架的选用186.2冲孔切舌模模架的选用187压力机的选用197.1落料拉伸模压力机的选用 197.2冲孔切舌模压力机的选用208模具闭合高度的校核208.1落料拉伸模闭合高度的校核 208.2冲孔切舌模闭合高度的校核219模具工作零件的设计219.1落料拉伸模工作零件的设计219.1.1
4、落料凹模外形尺寸219.1.2拉伸凸模组件及其结构设计22 9.1.3固定挡料销的设计与选用 229.1.4固定卸料装置的设计 23 9.1.5模柄的选用239.1.6凸凹模的设计239.2冲孔切舌模工作零件的设计2310各类零件的选材、热处理及工艺过程2410.1落料拉伸模各零件的制造工艺2410.1.1落料凹模2410.1.2凸凹模2510.1.3卸料板的选材及热处理和加工工艺过程2610.1.4各类固定板的选材加工及热处理2710.1.5垫板的选材及热处理、加工工艺2710.1.6模架的选材热处理及加工工艺 2810.1.7模柄的选材及热处理加工方案2810.2冲孔切舌模的各零件的制造工
5、艺2911模具的装配2911.1模具装配的概述 2911.2模具的装配过程3011.2.1模柄的装配3011.2.2凸模、凹模与固定板的装配3012结论30参考文献31致谢32壳形件冲压工艺分析及模具设计学 生:指导老师:摘 要:冲压加工所使用的模具一般具有专用性,有时一个复杂零件需要数套模具才能加工成形,且模具制造的精度高,技术要求高,是技术密集形产品。本论文是基于对PDK601型电动式排水器电机外壳进行冲压工艺研究及模具设计,对其成形过程进行工艺分析,设计出结构合理,制造简单,经济性好和满足零件质量要求的模具。 关键词:电机外壳;冲压工艺;模具设计;冲压模Analysis on the S
6、tamping Process and Die Design of the Shell-shaped Pieces Student:Tutor (Oriental Science Technology College of Hunan Agricultural University, Changsha 410128) Abstract: Stamping processing used by the general mold of a dedicated, sometimes a complex parts can take a few sets of die-formed and die m
7、anufacturing of high precision, high technical requirements, the technology-intensive products. This article is based on the PDK-601-type electric motor casing drainage for a die stamping process research and design, the process of forming its analysis, design a rational structure, creating a simple
8、 and economic components of good quality and meet the requirements of the mold. Key words: Motor shell; stamping process; die design; stamping die 1 前言冲压是利用安装在冲压设备(主要是压力机)上的模具对材料施加压力,使其产生分离或塑性变形,从而获得所需零件(俗称冲压或冲压件)的一种压力加工方法。冲压通常是在常温下对材料进行变形加工,且主要采用板料来加工成所需零件,所以也叫冷冲压或板料冲压。冲压是材料压力加工或塑性加工的主要方法之一,隶属于材料成型
9、工程。冲压所使用的模具称为冲压模具,简称冲模。冲模是将材料(金属或非金属)批量加工成所需冲件的专用工具。冲模在冲压中至关重要,没有符合要求的冲模,批量冲压生产就难以进行;没有先进的冲模,先进的冲压工艺就无法实现。冲压工艺与模具、冲压设备和冲压材料构成冲压加工的三要素,只有它们相互结合才能得出冲压件。与机械加工及塑性加工的其它方法相比,冲压加工无论在技术方面还是经济方面都具有许多独特的优点。主要表现如下。(1)冲压加工的生产效率高,且操作方便,易于实现机械化与自动化。(2)冲压时由于模具保证了冲压件的尺寸与形状精度,且一般不破坏冲压件的表面质量,而模具的寿命一般较长,所以冲压的质量稳定,互换性好
10、,具有“一模一样”的特征。(3)冲压可加工出尺寸范围较大、形状较复杂的零件,如小到钟表的秒表,大到汽车纵梁、覆盖件等,加上冲压时材料的冷变形硬化效应,冲压的强度和刚度均较高。(4)冲压一般没有切屑碎料生成,材料的消耗较少,且不需其它加热设备,因而是一种省料,节能的加工方法,冲压件的成本较低。由于冲压加工的零件种类繁多,各类零件的形状、尺寸和精度要求又各不相同,因而生产中采用的冲压工艺方法也是多种多样的。概括起来,可分为分离工序和成形工序两大类;分离工序是指使坯料沿一定的轮廓线分离而获得一定形状、尺寸和断面质量的冲压(俗称冲裁件)的工序;成形工序是指使坯料在不破裂的条件下产生塑性变形而获得一定形
11、状和尺寸的冲压件的工序。上述两类工序,按基本变形方式不同又可分为冲裁、弯曲、拉深和成形四种基本工序,每种基本工序还包含有多种单一工序。在实际生产中,当冲压件的生产批量较大、尺寸较少而公差要求较小时,若用分散的单一工序来冲压是不经济甚至难于达到要求。这时在工艺上多采用集中的方案,即把两种或两种以上的单一工序集中在一副模具内完成,称为组合的方法不同,又可将其分为复合-级进和复合-级进三种组合方式。复合冲压在压力机的一次工作行程中,在模具的同一工位上同时完成两种或两种以上不同单一工序的一种组合方法式。级进冲压在压力机上的一次工作行程中,按照一定的顺序在同一模具的不同工位上完成两种或两种以上不同单一工
12、序的一种组合方式。复合-级进在一副冲模上包含复合和级进两种方式的组合工序。冲模的结构类型也很多。通常按工序性质可分为冲裁模、弯曲模、拉深模和成形模等;按工序的组合方式可分为单工序模、复合模和级进模等。但不论何种类型的冲模,都可看成是由上模和下模两部分组成,上模被固定在压力机工作台或垫板上,是冲模的固定部分。工作时,坯料在下模面上通过定位零件定位,压力机滑块带动上模下压,在模具工作零件(即凸模、凹模)的作用下坯料便产生分离或塑性变形,从而获得所需形状与尺寸的冲件。上模回升时,模具的卸料与出件装置将冲件或废料从凸、凹模上卸下或推、顶出来,以便进行下一次冲压循环。此设计是基于PDK601型电动式排水
13、器电机外壳零件进行了一套冷冲压模具的设计,其中设计内容为分析零件的冲裁工艺性(材料、工件结构形状、尺寸精度),拟定零件的冲压工艺方案及模具结构,排样,裁板,计算冲压工序压力,选用压力机及确定压力中心,计算凸凹模刃口尺寸,主要零、部件的结构设计和加工工艺编制。经过设计和讨论,使我对模具结构和其工作原理有了进一步的认识和了解,终于圆满地完成了设计任务。本次设计就是围绕经济性和实用性的要求,按照一般步骤来设计的,力求结构合理,计算准确,经济可靠。但是由于本人实践经验的欠缺和知识的局限性,设计过程中难免出现一些错误,该模具的实际工作情况及可用性还有待于实践的检验,敬请各位领导,老师,同学提出宝贵意见和
14、见解,本人在此表示由衷的感谢!2 冲压变形的基本概述2.1 金属塑性变形概述固体材料受到外力作用,如果发生形状和尺寸变化,这种现象称为变形,使物体产生变形的外力称为变形力。变形力去除后,能使恢复原状的变形称为弹性变形;变形力去除后,不能使其恢复原状的变形称为塑性变形。金属材料在变形力的作用下,即能产生弹性变形,又能从弹性变形发展到塑性变形,它是一种具有弹、塑性的工程材料。一般说来,金属体在弹性变形时,其内部的原子位置发生变化,表现为原子的间距有微小的变化,从而引起了物体尺寸和形状的变化,变形力去除后,原子回到原来的平衡位置,该金属体就完全恢复了原来的形状和尺寸。当金属体受力较大,使原子偏离其原
15、来的稳定平衡位置,而达到邻进的平衡位置。在变形力去除后,原子就不在回到其原来的位置,而是停留在邻进的平衡位置上,因而变形就成为不可恢复的永久变形,这就是金属的塑性变形。从金属学的观点来看,所有的固态金属都是晶体,各种固态金属的晶体结构并不完全相同。工业上常用的金属中,除少数具有复杂的晶体结构外,最常见的金属体结构有面心立方结构、体心立方结构和密排立方结构三种。晶体中由原子组成的平面称为晶面,由原子组成的直线称为晶向,每种晶格不同晶面上的原子密度和不同晶向上的原子间距是不同的。研究表明,单晶体的塑性变形主要通过滑移和孪生两种方式进行。最常见的方式为滑移,即晶体一部分沿一定的晶面和晶向相对于另一部
16、分产生滑移,这一晶面和晶向称为滑移面和滑移方向。一般说来,滑移面总是原子排列最密的面,滑移方向总是原子排列最密的方向。因为沿着原子分布最密的面和方向,滑移阻力最小。一个滑移面及其面上的一个滑移方向组成一个滑移系。每一个滑移系表示晶体在产生滑移时可能采取的空间位向。当其它条件相同时,金属晶体的滑移系愈多,则滑移时可能出现的滑移位向愈多,塑性就愈好。一般说来,面心立方和体心立方金属的滑移系较多,因此比密排六方金属的塑性好。就理想的晶体结构而言,全部原子都是规则地排列在晶体的格点上。然而实际上晶体总是存在着各种缺陷,引起晶格的畸变以及原子排列的不规则,最明显的是多晶体。这些缺陷包括位错、空位、间隙原
17、子和置换原子等。晶界更是缺陷集中的区域。研究表明,有些缺陷对金属塑性变形有很大的影响,如晶体的滑移变形就是在切应力的作用下通过滑移面上的位错移到晶体表面便形成明显的滑移线。许多滑移线在一起形成滑移带,这种滑移带常可在拉伸变形后的金属试样上观察到。工业上用于塑性成型的金属都是多晶体,组成多晶体的各晶粒类似于单晶体,它们的大小、形状、位向不同,晶粒之间又有晶界相连,因而多晶体的变形比单晶体要复杂的多。多晶体的变形,就其中每个晶粒的变形来讲,不外乎滑移和孪生两种晶内变形方式。但就总体变形而言,多晶体内还存在着晶粒之间的滑移和转动,这种晶粒之间的变形称为晶间变形,所以多晶体的变形实际上是晶内变形和晶间
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