毕业设计论文有凸缘圆筒U形件冲压成形工艺及模具设计.doc
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1、 有凸缘圆筒U形件冲压成形工艺及模具设计【落料拉深复合模】全套图纸加V信153893706或扣 3346389411摘 要:本论文介绍了拉深的成形方法和条件,拉深是利用拉深模在压力机的压力作用下,将平板坯料或空心工序件制成开口空心件的加工方法。旋转体拉深时的应力应变分析,还有拉深过程中的起皱和拉裂。拉深件毛坯的尺寸计算,和工艺计算,以及拉深次数的计算。拉深模结构相对较简单。根据拉深模使用的压力机类型不同,拉深模可分为单动压力机用拉深模和双动压力机拉深模;根据拉深顺序分为首次拉深和以后各次拉深;根据工序组合可分为单工序拉深、复合工序拉深和连续工序拉深;根据压料情况可分为有压边装置和无压边装置拉深
2、从模具设计到零部件的加工工艺以及装配工艺等进行详细的阐述,并应用CAD进行各重要零件的设计关键词:工艺分析 拉深成型 模具装配 模具结构The Stamping Process and die design of the Cylindrical pieces of a flangeAbstract:The paper introduced to pull to take shape method and condition deeply, pulling is the pressure function that the exploitation pulls a deep mold in t
3、he pressure machine deeply under, anticipate flat panel or the hollow work preface piece make in to open mouth a hollow piece to process a method.Revolving the body pulls deep hour of should dint contingency analysis, also have already pulled deep process in of shrivel and pull crack.Pull a deep pie
4、ce the size calculation of the semi-finished product, and the craft compute, and pull the calculation of deep number of times. Pull deep mold structure opposite more simple.According to pull the pressure machine type dissimilarity that the deep mold uses, pulling the deep mold can is divided into a
5、list to move pressure machine to use to pull deep mold and double to move pressure machine to pull a deep mold;According to pull deeply in proper order is divided into for the very first time pull deeply with later each one pull deeply;According to the work preface combination can is divided into a
6、single work preface to pull deeply, compound the work preface pull to deeply pull with continuous work preface deeply;According to pressing to anticipate a circumstance can is divided in to press side device and dont press side device to pull deeply.Design to zero partses to process a craft and asse
7、mble crafts etc. to carry on to elaborate in detail from the molding tool, and the design applied CAD to carry on each important spare parts.Keywords: Craft analysis , Pull to model deeply , The molding tool assembles, Molding tool structure 目 录1 绪 论12 有凸缘圆筒形件冲压成形工艺及模具设计62.1拉深件工艺性分析62.1.1计算毛坯尺寸62.1.
8、2确定是否用压边圈72.1.3判断能否一次拉成72.1.4试制订首次拉深系数82.1.5确定拉深次数92.1.6画出拉深工序图132.2工艺方案的确定142.3必要的工艺计算152.3.1排样计算152.3.2计算压边力,拉深力162.3.3模具工作部分尺寸的计算182.4模具总体设计192.4.1模具类型的选择192.4.2定位方式的选择192.4.3卸料、出件方式的选择202.4.4导向方式的选择202.5主要零部件的设计202.5.1拉深凹模202.5.2拉深凸模202.5.3打板202.5.4压边圈212.5.5导柱、导套212.5.6固定挡料销212.5.7选用模架、确定闭合高度及总
9、体尺寸222.6压力机的选定222.7模具总装图232.8加工工艺卡24结 束 语27致 谢28参 考 文 献291 绪 论目前,我国冲压技术与工业发达国家相比还相当的落后,主要原因是我国在冲压基础理论及成型工艺、模具标准化、模具设计、模具制造工艺及设备等方面与工业发达的国家尚有相当大的差距,导致我国模具在寿命、效率、加工精度、生产周期等方面与工业发达国家的模具相比差距相当大。1.1国内模具的现状和发展趋势1.1.1国内模具的现状我国冲压模具近年来发展很快,据不完全统计,2003年我国模具生产厂点约有2万多家,从业人员约50多万人,2004年模具行业的发展保持良好势头,模具企业总体上订单充足,
10、任务饱满,2004年模具产值530亿元。进口模具18.13亿美元,出口模具4.91亿美元,分别比2003年增长18%、32.4%和45.9%。进出口之比2004年为3.69:1,进出口相抵后的进净口达13.2亿美元,为净进口量较大的国家在2万多家生产厂点中,有一半以上是自产自用的。在模具企业中,产值过亿元的模具企业只有20多家,中型企业几十家,其余都是小型企业。近年来,模具行业结构调整和体制改革步伐加快,主要表现为:大型、精密、复杂、长寿命中高档模具及模具标准件发展速度快于一般模具产品;专业模具厂数量增加,能力提高较快;三资及私营企业发展迅速;国企股份制改造步伐加快等。虽然说我国模具业发展迅速
11、但远远不能适应国民经济发展的需要。低档模具过剩,高档模具供不应求,甚至有的依赖进口,因此,模具企业必须找准自己的弱点,尽快缩短与国外的差距。 (1)体制不顺,基础薄弱 “三资”企业虽然已经对中国模具工业的发展起了积极的推动作用,私营企业近年来发展较快,国企改革也在进行之中,但总体来看,体制和机制尚不适应市场经济,再加上国内模具工业基础薄弱,因此,行业发展还不尽如人意,特别是总体水平和高新技术方面。 (2)人才严重不足,科研开发及技术攻关方面投入太少 模具行业是技术密集、资金密集的产业,随着时代进步和技术发展,能掌握和运用新技术的人才异常短缺,高级模具钳工及企业管理人才也非常紧缺。由于模具企业
12、效益欠佳及对科研开发和技术攻关不够重视,因而总体来看模具行业在科研开发和技术攻关方面投入太少,民营企业贷款困难也影响许多企业的技术改造,致使科技进步不大。 (3)工艺装备水平低,且配套性不好,利用率低 虽然国内许多企业采用了先进的加工设备,但总的来看装备水平仍比国外企业落后许多,特别是设备数控化率和CAD/CAM应用覆盖率要比国外企业低得多。由于体制和资金等原因,引进设备不配套,设备与附配件不配套现象十分普遍,设备利用率低的问题长期得不到较好解决。装备水平低,带来中国模具企业钳工比例过高等问题。 (4)专业化、标准化、商品化的程度低、协作差 由于长期以来受“大而全”“小而全”影响,许多模具企业
13、观念落后,模具企业专业化生产水平低,专业化分工不细,商品化程度也低。目前国内每年生产的模具,商品模具只占45%左右,其余为自产自用。模具企业之间协作不好,难以完成较大规模的模具成套任务,与国际水平相比要落后许多。模具标准化水平低,标准件使用覆盖率低也对模具质量、成本有较大影响,对模具制造周期影响尤甚。 (5)模具材料及模具相关技术落后模具材料性能、质量和品种往往会影响模具质量、寿命及成本,国产模具钢与国外进口钢相比,无论是质量还是品种规格,都有较大差距。塑料、板材、设备等性能差,也直接影响模具水平的提高。1.1.2国内模具的发展趋势巨大的市场需求将推动中国模具的工业调整发展。虽然我国的模具工业
14、和技术在过去的十多年得到了快速发展,但与国外工业发达国家相比仍存在较大差距,尚不能完全满足国民经济高速发展的需求。未来的十年,中国模具工业和技术的主要发展方向包括以下几方面: (1) 模具日趋大型化; (2)在模具设计制造中广泛应用CAD/CAE/CAM技术; (3).模具扫描及数字化系统; (4).在塑料模具中推广应用热流道技术、气辅注射成型和高压注射成型技术; (5).提高模具标准化水平和模具标准件的使用率;(6).发展优质模具材料和先进的表面处理技术;(7). 模具的精度将越来越高; (8).模具研磨抛光将自动化、智能化; (9).研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程;(10).开发新
15、的成形工艺和模具。1.2国外模具的现状和发展趋势模具是工业生产关键的工艺装备,在电子、建材、汽车、电机、电器、仪器仪表、家电和通讯器材等产品中,6080的零部件都要依靠模具成型。用模具生产制作表现出的高效率、低成本、高精度、高一致性和清洁环保的特性,是其他加工制造方法所无法替代的。模具生产技术水平的高低,已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志,并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。近几年,全球模具市场呈现供不应求的局面,世界模具市场年交易总额为600650亿美元左右。美国、日本、法国、瑞士等国家年出口模具量约占本国模具年总产值的三分之一。国外模具总量中,大型、精密、复杂、
16、长寿命模具的比例占到50%以上;国外模具企业的组织形式是大而专、大而精。2004年中国模协在德国访问时,从德国工、模具行业组织-德国机械制造商联合会(VDMA)工模具协会了解到,德国有模具企业约5000家。2003年德国模具产值达48亿欧元。其中(VDMA)会员模具企业有90家,这90家骨干模具企业的产值就占德国模具产值的90%,可见其规模效益。 随着时代的进步和技术的发展,国外的一些掌握和能运用新技术的人才如模具结构设计、模具工艺设计、高级钳工及企业管理人才,他们的技术水平比较高故人均产值也较高我国每个职工平均每年创造模具产值约合1万美元左右,而国外模具工业发达国家大多1520万美元,有的达
17、到 2530万美元。国外先进国家模具标准件使用覆盖率达70%以上,而我国才达到45。1.3有凸缘圆筒形件多次拉深模具设计与制造1.3.1 有凸缘圆筒形件多次拉深模具设计的设计思路拉深是冲压基本工序之一,它是利用拉深模在压力机作用下,将平板坯料或空心工序件制成开口空心零件的加工方法。它不仅可以加工旋转体零件,还可以加工盒形零件及其他形状复杂的薄壁零件,但是,加工出来的制件的精度都很底。一般情况下,拉深件的尺寸精度应在IT13级以下,不宜高于IT11级。有凸缘圆筒形件是最典型的拉深件,其工作过程很简单就一个拉深,根据计算确定它不能一次拉深成功.因此,需要多次拉深。为了保证制件的顺利加工和顺利取件,
18、模具必须有足够高度。要改变模具的高度,只有从改变导柱和导套的高度,改变导柱和导套的高度的同时,还要注意保证导柱和导套的强度. 导柱和导套的高度可根据拉深凸模与拉深凹模工作配合长度决定设计时可能高度出现误差,应当边试冲边修改高度。只有加强拉深变形基础理论的研究,才能提供更加准确、实用、方便的计算方法,才能正确地确定拉深工艺参数和模具工作部分的几何形状与尺寸,解决拉深变形中出现的各种实际问题,从而,进一步提高制件质量。1.3.2有凸缘圆筒形件多次拉深模具设计的进度1.了解目前国内外塑料模具的发展现状,所用时间15天; 2.确定工艺规程,所用时间5天;3.模具的设计,所用时间30天;4.模具的调试,
19、所用时间5天。2 有凸缘圆筒形件冲压成形工艺及模具设计2.1拉深件工艺性分析工 件 图: 如图所示生产批量: 大量 材 料: 08钢 厚 度: 2mm图1 制件图 此工件为有凸缘圆筒形件,要求零件尺寸标注在外形,零件尺寸厚度不变。此工件的形状满足拉深工艺要求,可用拉深工序加工。 各圆角r=3.52t,满足拉深对圆角半径的要求。为IT13级,满足拉深工序对工件的公差等级要求。 08钢拉深性能良好。 此零件的拉深次数可由下列工序计算来确定。2.1.1计算毛坯尺寸 =76mm,d=(34-1.5)mm=32.5mm,由凸缘的相对直径/d=76 mm/32.5 mm=2.34,查表4.3.26得修边余
20、量R=2.5 mm,因零件底部圆角半径r与凸缘圆角半径R相等,即r=R时,有凸缘筒形件的毛坯直径:D=d=32.5mm,H=(54.5-1.5)mm=53mm,R=3.5mm代入上式中,得毛坯的直径为: D=111mm2.1.2确定是否用压边圈因为tD100%=1.351.5,=0.530.6,由表4.4.46查得需要用压料装置。首次拉深时一般采用平面压边装置。再次拉深时,采用筒形压边圈。一般来说再次拉深所需要的压边力较小,而提供压边力的弹性力却随着行程而增加,所以要用限位装置。 首次拉深 再次拉深图2 压边圈各次拉深采用形式2.1.3判断能否一次拉成 工件总的拉深系数=d/D=32.5 mm
21、/111 mm =0.29 ,工件总的拉深相对高度H/d=53 mm/32.5 mm =1.63. 由/d=81mm/32.5mm=2.49,t/D100=1.5mm/111mm100=1.35,查表4.5.26得,有凸缘圆筒形件第一次拉深的极限拉深系数=0.38;由表4.5.16查得,有凸缘圆筒形件首次拉深的极限相对高度/=0.3,由于,H/d/,故此工件不能一次拉出。2.1.4试制订首次拉深系数取首次/=1.1,查表4.4.16得=0.53,而第一次拉深系数 = /D,则第一次拉深的半成品直径为 =0.53111mm=58.83mm(调整为60mm)。 第一次拉深的凹模圆角半径用下式计算
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