油封钢圈冲压工艺及模具的设计.docx
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1、冲压是一种先进的少无切削加工方法,具有节能省材,效率高,产品 质量好,重量轻,加工本钱低等一系列优点,在汽车,航空航天,仪器仪表, 家电,电子,通讯,军工,日用品等产品的生产中得到了广泛的应用.据统 计,薄板成型后,制造了相当于原材料的12倍的附加值,在国民经济生产 总值中,与其相关的产品占四分之一,在现代汽车工业中,冲压件的产值 占总产值的59%.随着我们我国经济的快速进展,采纳模具的生产技术得 到愈来愈广泛的应用。1998年3月在国务院关于当前产业政策要点的打 算模具被列为机械工业技术改造序列的第一位,生产和基本建设序列其 次位,把进展模具工业摆在进展国民经济的重要位置.目前,我们我国冲
2、压模具在产值占模具总产值的40%以上,处于主导地位。拉深是冲压基本工序之一,它是采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外形简单的薄壁零件,但是,加 工出来的制件的精度都很底。一般状况下,拉深件的尺寸精度应在IT13 级以下,不宜高于IT11级。只有加强拉深变形基础理论的争论,才能供应更加精确 、 有用、便利的计算方法,才能正确地确定拉深工艺参数和模具工作局部 的几何外形与尺寸,解决拉深变形中消失的各种实际问题,从而,进一 步提高制件质量。目前,我们我国冲压技术与工业兴旺我国相比还相当 的落后,主要缘由是
3、我们我国在冲压基础理论及成形工艺、模具标准化、 模具设计、模具制造工艺及设施等方面与工业兴旺的我国尚有相当大的 差距,导致我们我国模具在寿命、效率、加工精度、生产周期等方面与 工业兴旺我国的模具相比差距相当大。1. 1国内模具的现状和进展趋势国内模具的现状我们我国模具近年来进展很快,据不完全统计,2003年我们我国模 具生产厂点约有2万多家,从业人员约50多万人,2004年模具行业的进 展保持良好势头,模具企业总体上订单充分,任务饱满,2004年模具产图2 排样图计算工序冲压力。落料力P 落二 1. 3X3. 14D t=1. 3 X 3. 14X 32 X 320 X 1. 8=75239.
4、424N一75.24kN其中 c材料的抗剪强度,08钢为260360MPa,取320MPa。t材料厚度,1.8mm。卸料力P卸=K卸P落二0. 04 X 75. 24 =3. OlkN其中 K卸卸料力系数,钢为0. 0250. 06,取0. 04.D拉深力P 拉二3. 14Kdt 6 b=3. 14X0. 45X 23. 2 X 1. 8 X400二23602.752N%23.61kN其中 K修正系数,K=0. 45 ;t材料厚度,1. 8mm;3 b-材料的强度极限,08钢6 b=324441,取bb = 400 MPa。冲孔力P 冲二 1. 3X3. 14D 孑1C t=1. 3 X 3.
5、 14 X 9 X 320 X 1. 8=21161.088N一21.17kN其中D孔工件孔直径,D孔二9nlmt材料厚度,1. 8mm;C材料的抗剪强度,08钢为260360MPa,取320MPa。推件力P推二nK推P冲二3X0. 05X21. 17=3.18kN其中n冲孔时卡在凹模内的废料数,n = 3;K推推件力系数,K推=0.05总冲压力P总二P落+P卸+P拉+P冲+P推=75.24+3.01+23.61+21.17+3.18=126.21kN2. 3冲压设施的选择。为使压力机能正常平安工作,取P 压机(1.61.8) P 总=1. 8X 126. 21=227.178kN应选400k
6、N的开式压力机。其主要技术参数如下:型号:JH23-40公称压力:400kN滑块行程:80mm最大封闭高度:330mm工作台尺寸:460mm X 700mm垫板尺寸:65mm X O 320mm模柄孔尺寸:50mll1 X 70min立柱间距:340mm 电动机功率:5. 5kW3模具的总体设计3. 1模具详细结构设计3. 1. 1正倒装结构确实定依据上述分析,采纳倒装复合模具可直接采用压力机的打杆装置进 行推件,卸料牢靠,便于操作。3. 1. 2 送料方式确实定因是大批量生产,采纳手动送料方式。3. 1. 3 定位装置确实定因该制件采纳的是倒装复合模,所以直接用挡料销和导料销即可。3. 1.
7、 4 导向方式的选择为确保零件的质量及稳定性,选用导柱、导套导向。由于该零件导 尺寸不大,且精度要求不是太高,所以宜采纳后侧导柱模架。3. 1. 5 卸料、压料方式本模具采纳倒装结构,卡于凸凹模上的废料可由卸料板推出,而冲孔 废料那么可以在下模座中开设通槽,使废料从孔洞中落下。顶件压边装置 安装在下模阻碍了冲孔废料的排出。3. 1. 6 出件方式本模具采纳倒装结构,工件留在落料凹模孔洞中,应在凹模孔设置 推件块推出。3.2 模具的结构零部件的设计与计算3. 2. 1 冲裁工序工件尺寸精度查公差表均为IT14级,零件尺寸及公差如下:查设计手册可得:磨损系数 X = O. 5 , Zmax=O.
8、330Zmin 0. 230 , 工件公差 =0.2;凸模制造精度采纳IT6级,凹模制造精度采纳IT7级。落料局部(32)220220图3 落料凹模查公差表得:5凹=0.030mm8 凸=0.020mm3 凹 + 6 凸=0. 050mmD 凹二(D x A )+泗 o=(32-0. 5X0. 2) ;003=31.9 产(mm)D凸二(D凹-Zmin ) 一凸=( 31. 9- 0. 230) 0020= 31. 67090 (mm)由于 6 凸+ 6 凹=0. 05mm Zmax Zmin=0. 10mm,满意间隙公差条件,为降低制造本钱,可按间隙差重新安排制造公差。5 凸=0.4 ( Z
9、max Zmi n ) = 0 . 046 凹=0.6 (Zmax Zm i n ) =0 . 0 6故 D 凸=31.67?004mmD 凹=31.9:6mm冲孔局部(09)冲孔凸模查公差表得5凸=0.0205 凹=0.020=0.040二(9+0.5X0. 2) to。?。=9.1 mm(A n I ,7、+ 泗(d 凸 +Zmin ) o二( 9.1+0.230) ;002=9.33 J002 mm由于 3 凸+3 凹=0. 04mm Zmax Zmin=0. 10mm,满意间隙公差条件,为降低制造本钱,可按间隙差重新安排制造公差。3 凸=0.4 ( Zmax Zinin) =0. 0
10、43 凹= 0. 6 ( Zmax Zmin) =0. 0 6d 凹=9.33 o-O6mm3.2.2 拉深工序(25)5凸凹模?28?280.8/图6凸凹模工件未注公差按IT14级,凸、凹模制造精度采纳IT9级,拉深单边间隙Z/2 = l. lto (t为材料厚度)凸、凹模的制造公差,查表得8 凸二 3 凹二0. 5D 凹二(D-0. 75 A )/二( 25- 0. 75 X0. 2)廿5=24.85 产 mm/ 、 D凸二(D凹一Z)阳=( 24.85- 2 X 1. 1 X 1.8) 05= 20.89 0()5mm3弹性元件的选用为了得到较平整的工件,此模具采纳弹压式卸料结构,使条料
11、在 落料、拉深过程中始终在一个稳定的压力之下,从而改善了毛坯的稳 定性,避开材料在切向压力的作用下产生起皱的可能。上、下卸料均 采纳橡胶作为弹性元件,其高度和断面面积在模具装配时按模具空间 大小确定。3.4 定位零件的设计在本模具中采纳的是条料,所以选用导料销和挡料销来实现对冲裁 条料的定位。导料销一般设两个,并位于条料的同一侧。从左向右送料 时,导料销装在右侧,从前先后送料时导料销装在左侧。导料销在本模 具中直接 安装在凹模板上。在装配图中很简洁看到。挡料销同样起定位的作用,用它拦住搭边或冲件轮廓,以限定条料 的送进距离。在本模具中试用固定挡料销,其结构简洁、制造简洁,在 中销模具中广泛应用
12、作定距;但其存在着缺点:销孔距离凹模刃壁较近, 减弱了凹模的强度。所以在本模具中选用钩型挡料销。这种挡料销销孔距离凹模刃壁较远不会减弱凹模的强度。但为了防止钩头在使用的过程 中发生转动,需考虑防转。3.5 导向装置的设计导向装置用来保证上模相对于下模正确的运动,对于生产批量较大, 零件的要求较高,寿命要求较长的模具,一般都需要采纳导向装置,本 模具中应用导柱导套装置来完成导向.在本模具中采纳打杆推动连接推杆来完成打料动作,打杆穿过模柄 凸露在模具的外面,当完成一次冲裁时压力机滑块回程,打杆与压力机 的打料横杆相碰,打杆推动连接推杆将卡在凸凹模的凹模孔内的圆形废 料打下,当留意的是:第一:需要保
13、证打杆在模柄内的顺当滑动,须间隙协作。其次:需要保证连接推杆在凸凹模内的顺当滑动,须间隙协作。3.7 顶件装置的设计顶件装置一般是弹性的,在本模具中是由顶杆、顶件块和装在下模 座下面的弹顶器组成,这种结构的顶件力简洁调整,工作牢靠。3.8 顶件块的设计本模具采纳顶件块将制件从卡在凹模内小凸模上刮下,顶件块在冲 裁的过程中实在凹模中运动的零件,对它有如下的要求:模具处于闭合 状态时其背后有肯定的空间,以备修磨和调整的需要;模具处于开启状 态时,必需顺当复位,工作面高出凹模平面,以便连续冲裁;它与凹模 和凸模的协作应保证顺当滑动,不发生干涉。为此顶件块与凹模为间隙 协作,其外形尺寸一般按公差与协作
14、我国标准h8制造。顶件块与凸模的 协作一般呈较松的间隙协作。3.9 顶杆的设计在本模具中选用四个顶杆与弹顶器上的托板相协作,四个顶杆匀称 分布,传送的橡皮的推件力较为平稳,在此需要留意的是:顶杆、的直 径不能太小,以免在克服橡皮弹力时发生挠曲。还有顶杆与下模上的孔 相协作,必需保证其在孔内顺当的滑动,所以顶件块与凹模为间隙协作, 其外形尺寸一般按公差与协作我国标准h8制造。3. 10落料、拉深、冲孔复合模的结构设计3. 10. 1 模具总装图 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.
15、 69: 1,进出 口相抵后的进净口达13.2亿美元,为净进口量较大的我国。1、22橡胶16171819/ / /,1522823777/242543262/1202165111一2限位钉6落料凹模 7卸料板二 V/J/273下模座8推料板4、19顶杆 5凸凹模9镶块10凸凹模在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、简单、长寿命中高档模具及模具标准件进展速度快于一般 模具产品;专业模具厂数量增加,力量提高较快;三资及私营企业进 展快速
16、;国企股份制改造步伐加快等。虽然说我们我国模具业进展快速,但远远不能适应国民经济进展的 需要。我们我国尚存在以下几方面的缺乏:第一,体制不顺,基础薄弱。“三资”企业虽然已经对中国模具工 业的进展起了乐观的推动作用,私营企业近年来进展较快,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,行业进展还不尽如人意,特殊是总体水平和 高新技术方面。其次,开发力量较差,经济效益欠佳.我们我国模具企业技术人员 比例低,水平较低,且不重视产品开发,在市场中常常处于被动地位。 我们我国每个模具职工平均年制造产值约合1万美元,国外模具工业发 达我国大多是1520
17、万美元,有的高达2530万美元,与之相对的是 我们我国相当一局部模具企业还沿用过去作坊式管理,真正实现现代化 企业管理的企业较少。第三,工艺装备水平低,且配套性不好,采用率低.虽然国内很多 企业采纳了先进的加工设施,但总的来看装备水平仍比国外企业落后很 多,特殊是设施数控化率和CAD/CAM应用掩盖率要比国外企业低得多。 由于体制和资金等缘由,引进设施不配套,设施与附配件不配套现象特 别普遍,设施采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。第四,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,很多模具企业观念落后,模具
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