本科毕业设计论文--炉体的冲压工艺及模具设计说明书.doc
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1、 毕 业 论 文(设 计) 题 目: 炉体的冲压工艺及模具设计 (title): Furnace body of the stamping technology and die design 系 别: 机电工程系 专 业: 材料成型及控制工程 姓 名: 陈泽林 学 号: 2009030343109 指导教师: 雷敏娟 日 期: 2013年5月22日 炉体的冲压工艺及模具设计摘要 随着工业发展,冲压模具的应用越来越广泛。由于产品更新换代速度的加快,除了要保证模具设计质量以外,对模具设计效率的要求也越来越高。在传统的工业生产中,工人生产的劳动强度大、劳动量大,严重影响生产效率的提高。随着当今科技的
2、发展,工业生产中模具的使用已经越来越引起人们的重视,而被大量应用到工业生产中来。冲压模具的自动送料技术也投入到实际的生产中,冲压模具可以大大的提高劳动生产效率,减轻工人负担,具有重要的技术进步意义和经济价值1。 本文提出采用模具来生产冲压件的新工艺并针对某规格夹具冲压件设计了复合模。该模具设计的难点主要是如何解决好零件中的孔冲裁、确定模具结构、如何进行模具的制造及冲裁方案选定等。本文结合冲压件的特点,具体解决了压力机的选择与校核、凸模和凹模刃口尺寸计算及结构设计、定位方案设计、卸料方式的设计、主要模具零件的加工工艺、标准零件的选用、模具的装配等一系列的设计工作,这些设计可为类似的零件模具设计提
3、供现实的指导意义2。此次模具设计的突出特点是尝试使用复杂的复合模具,解决常规冲压工艺模具套数多、工艺路线长、生产成本高、效率低等缺点,并为以后此类零件冲压工艺的编制及模具设计提供了可靠的依据3。 本文介绍的模具实例结构简单实用,使用方便可靠,对类似工件的大批量生产具有一定的参考作用。关键词:模具;复合冲压模;冲裁力;冲裁间隙 Stamping mold design Abstract With industrial development, stamping dies used more and more widely. At the same time due to the accelera
4、ted pace of product replacement, in addition to ensure the quality of the mold design, mold design efficiency also getting higher and higher.In the traditional industrial production , the worker work very hard , and there are too much work , so the efficiency is low . With the development of the sci
5、ence and technology nowadays , the use of punching die in the industrial production gain more attention , and be used in the industrial production more and more . Self-acting feed technology of punching die is also used in production , punching die could increase the efficience of production and cou
6、ld alleviate the work burden, so it has significant meaning in technologic progress and economic value . This Article proposes using mold to produce retainer of the new technology , And against a standard fixture retainer design of the compound dies . The main problems of this mold design is how to
7、solve retainer of punching holes , determine mold structure ,how to manufacturing the mold and selected blanking programs and so on . This Article Combine the characteristics of retainer , concretely solve the choice and verify check of the press machine , the numeration and structure design of the
8、point dimension of punch and matrix , the locating project design , the method of stripper , the main mold parts processing , the choice of standard parts , the design of the model assemble . These designs can provide realistic guiding significance for similar mold design . But the characteristics o
9、f the design is to try to using the complicate dies . To solve the problem of original process , such as large numbers of die , long process of technology , high production cost , low efficiency , difficulty in keeping symmetry of working parts are solved , and a reliable evidence for the workout of
10、 stamping process and die design of these parts is provided . The dies here discussed can be easily made , conveniently used , and safely operated . And it could be used as the reference in the large scale production of similar workpieces . keywords :the mold; compound stamping die ; blanking force
11、; blanking dear ance 目 录1绪论11.1冲压模具简介21.1.1冲压成形与冲压模具的概念21.1.2冲压模具的分类21.2本课题主要研究的内容及意义32炉体成型工艺分析52.1炉体的工艺结构分析52.1.1材料52.1.2零件结构62.2冲压零件的结构工艺性分析72.2.1 冲裁件的结构工艺性分析72.2.2拉深的结构工艺性82.3工艺方案的确定103主要的工艺参数计算113.1毛坯尺寸的计算113.2排样113.3工序压力计算123.4冲压设备的选择144主要工作部分尺寸计算164.1落料刃口尺寸计算164.2刃口尺寸计算164.3模具主要零件的设计175落料拉深模具模
12、装配225.1冲压模具装配的技术要求235.2落料拉深模具模装配的特点245.3模具的总体设计245.4模具总装配24总结与展望27参考文献28致谢29诚 信 声 明本人声明:1、本人所呈交的毕业设计(论文)是在老师指导下进行的研究工作及取得的研究成果;2、据查证,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,毕业设计(论文)中不包含其他人已经公开发表过的研究成果,也不包含为获得其他教育机构的学位而使用过的材料;3、我承诺,本人提交的毕业设计(论文)中的所有内容均真实、可信。作者签名: 日期: 年 月 日炉体的冲压工艺及模具设计1绪论在现代工业生产中,模具是生产各种产品的重要工艺装备。它是以其特定的形状
13、通过一定方式将原材料加工成为零件4。采用模具成形方法生产零件,具有优质、高效、省料、低成本等优点,因此在国民经济各个部门,尤其是在机械制造、汽车、家用电器、仪器仪表、石油化工、轻工产品等工业部门得到了极其广泛的应用。据统计,利用模具制造的零件,在汽车、飞机、电机电器、仪器仪表等机电产品中占70%;在电视机、录音机、计算机等电子产品中占80%以上;在手表、洗衣机、电冰箱等轻工产品中占85%以上5。经过几十年的发展 ,我国的冲压模具总量位居世界第三位 ,加工技术装备基本已与世界先进水平同步。以汽车覆盖件为代表的大型、复杂、精密冲压模。用 CAD/CAM /CAE软件进行三维设计和模拟,靠高速、精密
14、的加工设备生产 ,用新型研磨或抛光代替传统的手工研磨抛光,提高模具质量。这些都代表了冲压模具发展的趋势6。中国塑料模工业从起步到现在,历经半个多世纪,有了很大发展,模具水平有了较大提高。在大型模具方面已能生产大屏幕彩电塑壳注射模具、大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具,精密塑料模具方面,已能生产照相机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具。经过多年的努力,在模具CAD/ CAE/CAM技术、模具的电加工和数控加工技术、快速成型与快速制模技术、新型模具材料等方面取得了显著进步;在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面作出了贡献。进入21世纪,在经济全球化的新形势下,
15、随着资本、技术和劳动力市场的重新整合,中国装备制造业在加入WTO以后,将成为世界装备制造业的基地。而在现代制造业中,无论哪一行业的工程装备,都越来越多采用由模具工业提供的产品7。随着工业发展,工业产品的品种、数量越来越多;对产品质量和外观的要求,更是日趋精美。由于每副模具是特定产品零件生产用的专用工装,因此,模具设计是随工业产品零件的形状、尺寸及其精度,表面质量要求及成型工艺条件的变化而变化的。所以每副模具都必须进行创造性的设计,以提高产品的生产率和质量。一般压力机加工,一台普通压力机设计每分钟可生产零件几件到几十件,高速压力机的生产率已达到每分钟数百件甚至上千件。显而易见,模具作为一种专用的
16、工艺装备,在生产中的决定性作用和重要地位逐渐为人们所共识。1.1冲压模具简介1.1.1冲压成形与冲压模具的概念冲压成形是指利用安装在压力机上的模具,对板料施加压力,使其生产分离或变形,从而获得一定形状、尺寸和性能的零件加工方法。冲压加工的对象一般为金属板料、薄壁管、薄壁型材等,板厚方向变形一般不侧重考虑,因此也称为板料冲压,并且通常是在室温状态下进行,所以也称为冷冲压8。冲压模具是指在冲压加工中,将材料(金属或非金属)加工成零件(或半成品)的一种特殊工艺装备,俗称冲模。在冲压零件的生产中,合理的冲压成形工艺、先进的模具,高效的冲压设备是必不可少的三要素9。如图1.1所示。 图1.1 冲压零件的
17、影响因素1.1.2冲压模具的分类1根据工艺性质分类(1)冲裁模 沿封闭或敞开的轮廓线使材料产生分离的模具。如落料模、模、切断模、切口模、切边模、剖切模等。(2)弯曲模 使板料毛坯或其它坯料沿着直线产品弯曲变形,从而获得一定角度和姓张的工件模具。(3)拉深模 是把板料毛坯制成开口空心件,或使空心件进一步改变形状和尺寸的模具。(4)成形模 是将毛坯或半成品工件按照凸、凹模的形状直接复制成形,而材料本身仅产生局部塑性变形的模具。如胀形模、缩口模、扩口模、起伏成形模、翻边模、整形模等11。2根据工序合程度分类(1)单工序模 在压力机的一次行程中,只完成一道冲压工序的模具。(2)复合模 只有一个工位,在
18、压力机的一次行程中,在同一工位上同时完成两道或两道以上冲压工序的模具。(3)级进模 (也称为连续模)在毛坯的送进方向上,具有两个或更多的工位,在压力机的一次行程中,在不同的工位上逐次完成两道或两道以上冲压工序的模具12。1.2本课题主要研究的内容及意义本课题的研究对象是炉体零件的落料拉深模具,做出工艺分析方案,计算出工艺参数,设计模具的总体装配图,从而提高了理论分析能力和解决实际问题的独立工作能力。主要内容具体可以分为以下几个部分:(1)对落料拉深模具进行工艺设计和结构设计。(2)主要工作部分尺寸的计算。(3)主要工艺参数的计算。(4)模具的工作总体设计及装配。(5)设计出模具总装配图。随着科
19、学的飞速发展,冲压模具在各行业中有着较广泛的应用,其组成零件中标准件占有很大比重。而很多冲压制件都是系列化产品,它们的模具可能相同或相似而尺寸不仅相同,在设计过程中,设计人员需要反复查阅手册以确定模具零部件的标准外形与尺寸,重复设计的工作量很大。由于产品的功能、结构日趋复杂,新产品的更新换代周期不断缩短,设计环节在产品的整个生命周期中占据了越来越重要的地位13。国外的模具制造企业,广泛使用先进的高精度、高速度、专业化加工装备,如日本丰田汽车模具公司拥有构造面加工数控铣床39台套、型面加工高速五轴五面铣床15台套、其它新型一体化专门加工设备6台套。加工工艺方法包括等高线加工、最大长度顺向走刀加工
20、等,精加工走刀移行密度仅有0.3mm。同时,可以实现内凹圆角清根、外凸圆角加工到位等,因而可以控制模具配合的不等距间隙、最大可能的缩小型面误差,实现模面的精细加工14。日本、韩国、新加坡、德国、荷兰、美国及我国台湾、香港地区的独资、合资企业很多,民营模具企业很不少;苏州兰佩铸造、远轻模具等企业主要生产汽车发动机及轮毂等部件压铸模和铸模,昆山中大模架等企业专业生产各种大型模架、模具导向件、模具弹簧等标准件。国内的许多模具企业通过引进先进的加工装备,硬件上与国际水平的差距正在快速缩小:上海的汽车模具企业,近年来通过大量购置先进的五轴高速加工机床、大型龙门加工中心和五轴联动数控高速铣床、数控车或模具
21、加工机床、先进的大型测量和调试设备及多轴数控激光切割机等。一汽模具公司已经拥有五轴高速数控铣床等大型高速加工设备;东风汽车模具公司拥有高速的数控铣床。目前,资产过亿,拥有龙门加工中心10台以上的大型汽车模具企业已经达到10多家。外国人都惊呼:怎么两年之间中国大陆的汽车模具规模、数量和制造能力会有如此大的变化。我国冲压模具产品的质量和生产工艺水平,总体上比国际先进水平低许多,而模具生产周期却要比国际先进水平长许多。产品质量水平低主要表现在精度、表面粗糙度、寿命及模具的复杂程度上;生产工艺水平低则主要表现在加工工艺,加工装备等方面。冲压模具加工工艺和装备对提高加工效率、确保模具精度、缩短交货周期有
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