沖壓模具畢業(yè)設計通用U型彎曲件設計【含CAD圖紙、SW三維、說明書】
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本科畢業(yè)設計(論文)題 目 通用U型彎曲件設計 姓 名 專 業(yè) 學 號 指導教師 四月摘 要本設計為一通用型的沖壓件的冷沖壓模具設計,根據(jù)設計零件的尺寸、材料、批量生產(chǎn)等要求,首先分析零件的工藝性,確定沖裁工藝方案及模具結(jié)構(gòu)方案,然后通過工藝設計計算,確定排樣和裁板,計算沖壓力和壓力中心,初選壓力機,計算凸、凹模刃口尺寸和公差,最后設計選用零、部件,對壓力機進行校核,繪制模具總裝草圖,以及對模具主要零件的加工工藝規(guī)程進行編制。其中在結(jié)構(gòu)設計中,主要對凸模、凹模、凸凹模、定位零件、卸料與出件裝置、模架、沖壓設備、緊固件等進行了設計,對于部分零部件選用的是標準件,就沒深入設計,并且在結(jié)構(gòu)設計的同時,對部分零部件進行了加工工藝分析,最終才完成這篇畢業(yè)設計。關鍵詞:模具 沖裁件 凸模 凹模 AbstractThe design for a plate of cold stamping die design, according to the size of the design components, materials, mass production, etc., the first part of the process of analysis to determine the blanking process planning and die structure of the program, and then through the process design calculations, determine the nesting and cutting board, calculate the pressure and pressure washed centers, primary presses, computing convex and concave Die Cutting Edge dimensions and tolerances, the final design selection of parts and components, to press for checking, drawing die assembly drawings, as well as Mold processing technology of the main parts to the preparation procedures. In which the structural design, primarily to the punch and die, punch and die, positioning parts, unloading and out of pieces of equipment, mold, pressing equipment, fasteners, etc. has been designed, for the selection of some components are standard parts , there is no in-depth design, and structural design, while some parts for the processing process analysis and ultimately to complete this graduation project.KEY WORD: Mold stamping parts punch die punch and die目 錄第1章 緒言11.1 材料的工藝分析21.2 材料選擇31.3 工件結(jié)構(gòu)形狀31.4 展開尺寸的計算31.5 尺寸精度4第2章 沖裁工藝方案的確定6第3章 模具總體設計73.1 模具類型的選擇73.2 操作與定位方式73.3 卸料、出件方式73.4 確定送料方式83.5 確定導向方式8第4章 模具工藝參數(shù)確定94.1 彎曲力的計算94.2 壓力機的初選9第5章 模具壓力中心的確定11第6章 沖裁模間隙的確定126.1 沖裁間隙Z126.2 沖裁間隙分析12第7章 凹、凸模刃口尺寸的計算147.1刃口尺寸計算的基本原則147.2 彎曲間隙值計算14第8章 主要零部件的設計178.1 工作零件的設計與計算178.2 模架及其零件的設計18第9章 校核模具閉合高度及壓力機有關參數(shù)219.1 閉合高度的計算219.2 沖壓設備的選定21第10章 模具的總體裝配22第11章 通用U型彎曲件三維建模及仿真23總結(jié)35致謝36參考文獻37第1章 緒言目前,我國沖壓技術與工業(yè)發(fā)達國家相比還相當落后,主要原因是我國在沖壓基礎理論及成形工藝,模具標準化、模具設計、模具制造工藝及設備等方面與工業(yè)發(fā)達國家尚有相當大的差距,導致我國模具在壽命,效率、加工精度、生產(chǎn)周期等方面與發(fā)達國家的模具相比差距相當大。例如,精密加工設備在模具加工設備中的比重比較低;CAD/CAE/CAM技術的普及率不高;許多先進的模具技術應用不夠廣泛等等,致使相當一部分大型,精密、復雜和長壽命的模具依賴進口。隨著科學技術的不斷進步和工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展,沖壓加工作為現(xiàn)代工業(yè)領域內(nèi)重要的生產(chǎn)手段之一,更加體現(xiàn)出其特有的優(yōu)越性。在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中,由于市場競爭日益激烈,產(chǎn)品性能和質(zhì)量要求越來越高,更新?lián)Q代的速度越來越快,沖壓產(chǎn)品正朝著復雜化,多樣化高、性能、高質(zhì)量方向發(fā)展,模具也正朝著復雜化,高效率、高精度、長壽命方向發(fā)展。隨著計算機技術和制造技術的迅速發(fā)展,沖壓模具設計與制造技術正由手工設計,依靠人工經(jīng)驗和常規(guī)機械加工技術向以計算機輔助設計(CAD),數(shù)控切削加工、數(shù)控電加工為核心的計算機輔助設計與制造(CAD/CAM)技術轉(zhuǎn)變。近年許多模具企業(yè)加大了用于技術進步的投資力度,將技術進步視為企業(yè)發(fā)展的重要動力。一些國內(nèi)模具企業(yè)已普及了二維CAD,并陸續(xù)開始使用UG、Pro/E、I-DEAS、Euclid-IS等國際通用軟件,個別廠家還引進了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE軟件,并且成功應用于沖壓模的設計中。未來沖壓模具的發(fā)展趨勢:模具行業(yè)在今后的發(fā)展中,首先要更加關注其產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的戰(zhàn)略性調(diào)整,使結(jié)構(gòu)復雜、精密度高的高檔模具得到更快的發(fā)展。我們的模具行業(yè)要緊緊的跟著市場的需求發(fā)展。沒有產(chǎn)品的需求、產(chǎn)品的更新?lián)Q代,就沒有模具行業(yè)的技術進步,也就沒有模具產(chǎn)品的上規(guī)模、上檔次。如汽車生產(chǎn)中90以上的零部件,都要依賴模具成型,在電子產(chǎn)品中,沖壓件約占8085;在汽車,農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)品中,沖壓件約占7580;在輕工產(chǎn)品中,沖壓件約占90以上。此外,在航空及航天工業(yè)生產(chǎn)中,沖壓件也占有很大的比例。在珠三角和長三角,為汽車行業(yè)配套的模具產(chǎn)值增長達40左右。而模具技術水平的高低,在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。已成為衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標志。其次,要積極推進中西部地區(qū)模具產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,努力縮小發(fā)達地區(qū)和不發(fā)達地區(qū)的差距。中西部很多地區(qū)已經(jīng)意識到模具產(chǎn)業(yè)的發(fā)展對制造業(yè)的重要作用。如陜西、四川、河北等模具生產(chǎn)有了很大的發(fā)展,河北興林車身制造集團有限公司作為河北泊頭地區(qū)的骨干企業(yè)帶動了一片模具企業(yè)的開拓;四川宜賓普什模具有限公司憑借強有力的資金投入,將在未來寫下新的篇章。第三,要積極推進模具企業(yè)特別是國有企業(yè)的體制的創(chuàng)新,轉(zhuǎn)換經(jīng)營機制,大力發(fā)展混合所有制經(jīng)濟,明確產(chǎn)權(quán)和完善法人治理結(jié)構(gòu)。充分發(fā)掘企業(yè)發(fā)展的內(nèi)在動力。要積極推進中、西部地區(qū)工業(yè)基礎較好地區(qū)的制造業(yè)大中型企業(yè)主輔分離,使其模具車間、分廠在不太長的時間里,采用多種有效實現(xiàn)形式,轉(zhuǎn)換機制,大力發(fā)展產(chǎn)權(quán)明晰、獨立自主經(jīng)營,適應市場運作和模具生產(chǎn)快速反應的現(xiàn)代專業(yè)模具企業(yè),培養(yǎng)能代表行業(yè)水平的“龍頭”企業(yè),帶動地區(qū)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。1.1 材料的工藝分析沖壓是利用安裝在沖壓設備(主要是壓力機)上的模具對材料施加壓力,使其產(chǎn)生分離或塑性變形,從而獲得所需零件(俗稱沖壓或沖壓件)的一種壓力加工方法。沖壓通常是在常溫下對材料進行變形加工,且主要采用板料來加工成所需零件,所以也叫冷沖壓或板料沖壓。沖壓是材料壓力加工或塑性加工的主要方法之一,隸屬于材料成型工程。工件名稱:通用型的沖壓件 假設條件擬定的條件工件簡圖:如圖1.1所示 生產(chǎn)批量:大批量 材料:Q235 厚度:2mm 工件精度:IT14圖1.1工件簡圖1.2 材料選擇根據(jù)表1.1,Q235為碳素結(jié)構(gòu)鋼,具有良好的塑性、焊接性以及壓力加工性,主要用于工程結(jié)構(gòu)和受力較小的機械零件。綜合評比均適合沖裁加工。1.3 工件結(jié)構(gòu)形狀工件結(jié)構(gòu)形狀相對簡單,屬軸對稱結(jié)構(gòu),除有一個孔,其余皆為直線,孔與邊緣之間的距離也滿足要求,可以沖裁。1.4 展開尺寸的計算彎曲件毛坯的展開尺寸是根據(jù)變形中性層長度不變的原理來求出的,對于變形程度很小或?qū)Τ叽缫桓叩膹澢碚f,可以近似的認為變形中性層與毛坯的斷面中心相重合,這時,中性層的位置為=r+t/2式中 r彎曲件內(nèi)層的彎曲半徑t板料的厚度,而當需要精確的求出彎曲毛坯的展開長度時,就必須精確的求出變形中性層的位置。確定位置之后就可以進行毛坯展開長度的計算了,這需要一個中性層的位移系數(shù),此系數(shù)對于彎曲形狀及彎曲程度不同,數(shù)值也不同,需要根據(jù)實際的模具調(diào)節(jié)展開尺寸。1.5 尺寸精度零件圖上所注公差經(jīng)查標準公差表1.2為IT14級,尺寸精度較低,普通沖裁完全可以滿足要求。根據(jù)以上分析:該零件沖裁工藝性較好,適宜沖裁加工。查公差表得各尺寸公差:零件外形:35mm 、20mm 、80mm表1.1黑色金屬的力學性能材料名稱材料牌號材料狀態(tài)極限強度伸長率屈服強度彈性模量E/MPa抗剪抗拉碳素結(jié)構(gòu)鋼Q235已退火的216-304275-3833217708255-353324-4413219618600010F216-333275-4123018610255-333294-4322920619400015F245-363314-4512815265-373333-4712622519800020F275-383333-471262251960002O275-392353-5002524520600025314-432329-5392427519800030353-471441-5882229419700035392-511490-6372031419700040412-530511-6571833320900045432-549539-6861635320000050432-569539-71614373216000表1.2部分標準公差值(GB/T1800.31998)公差等級IT6IT7IT8IT9IT10IT11IT12IT13IT14IT15基本尺寸/m /mm36812183048750.120.180.300.48610915223658900.150.220.360.58101811182743701100.180.270.430.70183013213352841300.210.330.520.843050162539621001600.250.390.621.005080193046741201900.300.460.741.2080120223554871402200.350.540.871.40從表1.1中查出Q235抗拉強度:=275383Mpa抗剪強度:=216304Mpa伸長率: =32%分析其力學性能較好,故選擇Q235材料。第2章 沖裁工藝方案的確定該制件的沖裁工序包括落料和沖孔,其沖裁加工有以下三種方案:方案一:落料沖壓然后彎曲。單工序模生產(chǎn)。方案二:落料彎曲級進沖壓。級進模生產(chǎn)。方案一模具結(jié)構(gòu)簡單,投資少,且每次沖裁所需的沖裁力較小,可以解決沖壓設備噸位不夠的問題。其缺點在于零件的精度難于保證,并且零件比較小,在第二次沖孔時,準確定位不宜,容易使人受傷,生產(chǎn)率低。方案二也只需2副模具,制件精度和生產(chǎn)效率都較高模具強度也能滿足要求。沖裁件的內(nèi)孔與邊緣的相對位置精度較高,板料的定位精度比方案三低,模具輪廓尺寸較小,制造比方案三簡單。通過對上述2種方案的分析比較,采用方案一單工序模是比較合理的。37第3章 模具總體設計3.1 模具類型的選擇經(jīng)分析,工件尺寸精度要求不高,形狀較簡單,但工件產(chǎn)量較大,根據(jù)材料厚度,為保證沖模有較高的生產(chǎn)率,通過比較,決定實行工序集中的工藝方案,彈性卸料裝置的倒裝復合模具結(jié)構(gòu)方式。3.2 操作與定位方式一、操作方式零件的生產(chǎn)批量較大,但合理安排生產(chǎn)可用手工送料方式,提高經(jīng)濟效益。二、定位方式因為導料銷和擋料銷結(jié)構(gòu)簡單,制造方便。且該模具采用的是條料,根據(jù)模具具體結(jié)構(gòu)兼顧經(jīng)濟效益,控制條料的送進方向采用導料銷,控制送料步距采用固定擋料銷。3.3 卸料、出件方式一、卸料方式剛性卸料與彈性卸料的比較:剛性卸料是采用固定卸料板結(jié)構(gòu)。常用于較硬、較厚且精度要求不高的工件沖裁后卸料。當卸料板只起卸料作用時與凸模的間隙隨材料厚度的增加而增大,單邊間隙?。?.20.5)t。當固定卸料板還要起到對凸模的導向作用時卸料板與凸模的配合間隙應該小于沖裁間隙。此時要求凸模卸料時不能完全脫離卸料板。主要用于卸料力較大、材料厚度大于2mm且模具結(jié)構(gòu)為倒裝的場合。彈壓卸料板具有卸料和壓料的雙重作用,主要用于料厚小于或等于2mm的板料由于有壓料作用,沖件比較平整。卸料板與凸模之間的單邊間隙選擇(0.10.2)t,若彈壓卸料板還要起對凸模導向作用時,二者的配合間隙應小于沖裁間隙。常用作落料模、沖孔模。工件平直度較高,料厚為2mm,卸料力不大,由于彈壓卸料模具比剛性卸料模具方便,操作者可以看見條料在模具中的送進動態(tài),且彈性卸料板對工件施加的是柔性力,不會損傷工件表面,故可采用彈性卸料。二、出件方式因采用倒裝復合模生產(chǎn),故采用彈性上出件。3.4 確定送料方式因選用的沖壓設備為開式壓力機,采用橫向送料方式,即由右向左送料。3.5 確定導向方式采用后側(cè)導柱模架。由于前面和左右不受限制,送料和操作比較方便。因為導柱安裝在后側(cè),工作時,偏心距會造成導套導柱單邊磨損,嚴重影響模具使用壽命,且不能使用浮動模柄。第4章 模具工藝參數(shù)確定4.1 彎曲力的計算本產(chǎn)品屬于U形彎曲,由于彎曲雖然是一副模具,定位做成可調(diào)接的,所以在計算彎曲力時,需要計算1次,U形彎曲的計算公式如下,彎曲力計算F=0.6KBtt/(R+t) (4-1) F=0.61.3202600/(0.5+2)=7488N =7.488KN式中 F彎曲力(N);B產(chǎn)品的彎曲的寬度(mm);材料抗拉強度(MPa);(550-700 MPa)t材料厚度;(mm)K系數(shù),通常K=1.3;4.2 壓力機的初選沖裁時,壓力機的公稱壓力必須大于或等于沖裁各工藝力的總和。沖壓設備屬鍛壓機械。常見的冷沖壓設備有機械壓力機。表4.1 部分常用開式壓力機的主要技術參數(shù)技術參數(shù)單位型號J23-4J23-6.3J23-10J23-16J23-25J23-63J23-100滑塊公稱壓力KN40631001602506301000滑塊行程次數(shù)次/mm2001601351151007070最大閉合高度mm160170180220250360360閉合高度調(diào)節(jié)量mm35405060709090立柱間距mm100150180220260250250滑塊地面尺寸左右mm100140170200300300前后mm90120150180340340模柄孔尺寸直徑mm3050深度mm5070墊塊厚度mm35405060708090最大傾斜角453530工作臺尺寸左右mm280315360450560630710前后mm180200240300360420480根據(jù)沖壓力的計算和壓力中心的計算,選擇開式壓力機的型號為J23-4。第5章 模具壓力中心的確定模具壓力中心是指諸沖壓合力的作用點位置,為了確保壓力機和模具正常工作,應使沖模的壓力中心與壓力機滑塊的中心相重合。否則,會使沖模和壓力機滑塊產(chǎn)生偏心載荷,使滑塊和導軌間產(chǎn)生過大磨損,模具導向零件加速磨損,降低了模具和壓力機的使用壽命。模具的壓力中心,可按以下原則來確定:1.對稱零件的單個沖裁件,沖模的壓力中心為沖裁件的幾何中心。2.工件形狀相同且分布對稱時,沖模的壓力中心與零件的對稱中心相重合。3.各分力對某坐標軸的力矩之代數(shù)和等于諸力的合力對該軸的 力矩。求出合力作用點的坐標位置0,0(x=0,y=0),即為所求模具的壓力中心。其中、分別為各沖裁周邊長度。圖7.1壓力中心按比例畫出零件形狀,選定坐標系XOY。計算出零件壓力中心為(0,0).第6章 沖裁模間隙的確定6.1 沖裁間隙Z指沖裁模中凹模刃口橫向尺寸DA與凸模刃口橫向尺寸DT的差值(如圖8.1),是設計模具的重要工藝參數(shù)。圖6.1沖裁間隙6.2 沖裁間隙分析一、間隙對沖裁件尺寸精度的影響沖裁件的尺寸精度是指沖裁件的實際尺寸與基本尺寸的差值,差值越小,則精度越高,這個差值包括兩方面的偏差,一是沖裁件相對于凸模或凹模的偏差,二是模具本身的制造偏差。二、間隙值的確定凸、凹模間隙對沖裁件質(zhì)量、沖裁工藝力、模具壽命都有很大的影響。設計模具時一定要選擇合理的間隙,以保證沖裁件的斷面質(zhì)量、尺寸精度滿足產(chǎn)品的要求,所需沖裁力小、模具壽命高,但分別從質(zhì)量,沖裁力、模具壽命等方面的要求確定的合理間隙并不是同一個數(shù)值,只是彼此接近。考慮到模具制造中的偏差及使用中的磨損、生產(chǎn)中通常只選擇一個適當?shù)姆秶鳛楹侠黹g隙,只要間隙在這個范圍內(nèi),就可以沖出良好的制件,這個范圍的最小值稱為最小合理間隙Zmin,最大值稱為最大合理間隙Zmax??紤]到模具在使用過程中的磨損使間隙增大,故設計與制造新模具時要采用最小合理間隙值Zmin。確定合理間隙的方法有經(jīng)驗法、理論確定法和查表法。對于尺寸精度,斷面垂直度要求高的制件應選用較小的間隙值,對于垂直度與尺寸精度要求不高的制件,應以降沖裁力、提高模具壽命為主,可采用較大的間隙值。由于理論法在生產(chǎn)中使用不方便,所以常采用查表法來確定間隙值。根據(jù)間隙表6.1查得材料Q235的最小雙面間隙Zmin=0.246mm,最大雙面間隙Zmax=0.360mm表6.1部分較大間隙的沖裁模具初始雙面間隙材料厚度08、10、35、09Mn2、Q23540、5016Mn65MnZ最小Z最大Z最小Z最大Z最小Z最大Z最小Z最大小于0.5較小間隙0.50.040.0600.0400.0600.0400.0600.0400.0600.80.0720.1040.0720.1040.0720.1040.0640.0921.00.1000.1400.1000.1400.1000.1400.900.1261.20.1260.1800.1320.1800.1320.1801.50.1320.2400.1700.2400.1700.2402.00.2460.3600.2600.3800.2600.3802.50.3600.5000.3800.5400.3800.5403.00.4600.6400.4800.6600.4800.6604.00.6400.880注:08鋼沖裁皮革、石棉和紙板時,取間隙的25%。第7章 凹、凸模刃口尺寸的計算7.1刃口尺寸計算的基本原則沖裁件的尺寸精度主要取決于模具刃口的尺寸的精度,模具的合理間隙也要靠模具刃口尺寸及制造精度來保證。正確設定模具刃口尺寸及制造公差,是設計沖裁模關鍵環(huán)節(jié)。由此在決定模具刃口尺寸及其制造公差時需要考慮以下原則:1.落料件尺寸由凹模尺寸決定,沖孔尺寸由凸模尺寸決定。故設計落料模時,以凹模為基準,間隙取在凸模上;設計沖孔模時,以凸模尺寸為基準,間隙取在凹模上。2.考慮到?jīng)_裁中凸、凹模的磨損,設計落料凹模時,凹?;境叽鐟〕叽绻罘秶妮^小尺寸;設計沖孔模時,凹?;境叽鐟」ぜ壮叽绻罘秶妮^大尺寸。3.確定沖模刃口制造公差時。如果對刃口精度要求過高,增加成本,如果對刃口精度要求過低,會使模具的壽命降低。若工件沒有標注公差,則對于非圓形工件按國家“非配合尺寸的公差數(shù)值”IT14級處理,沖??砂碔T11級制造;對于圓形工件按IT6IT7級制造。沖壓件的尺寸公差應按“入體”原則標注單項公差,落料件上偏差為零,下偏差為負;沖孔件上偏差為正,下偏差為零。7.2 彎曲間隙值計算對于U形彎曲件,必須選擇適當?shù)拈g隙值,因為凸凹模間隙小了,摩擦力和彎曲力就大,當間隙過小時,還會使制件直邊料厚減薄和出現(xiàn)話痕,同時還降低凹模壽命。若間隙過大,制件回彈量增大,誤差增加,從而降低制件精度,所以彎曲模具間隙的大小對制件質(zhì)量、彎曲力和模具壽命有較大的影響。生產(chǎn)中是根據(jù)彎曲件材料的力學性能,材料厚度,制件精度和彎邊長度來確定其凸凹模間隙。Z/2=t+nt其中Z/2-彎曲凸凹模的單邊間隙 t-材料厚度的基本尺寸 n-間隙系數(shù)經(jīng)查表格, n=0.05凸模及凹模尺寸計算是依據(jù)彎曲件的使用要求來確定的。起原則是彎曲件標注外形尺寸時,則以凹模為基準件,間隙放在凸模上。當彎曲件標注的是內(nèi)尺寸時,是以凸模為基準件,間隙取在凹模上。同時應該注意彎曲件精度,回彈趨勢和模具的磨損規(guī)律。(1)、制件標注外形尺寸 凹模尺寸為L d=(Lmax 0.75)凸模尺寸為L p=(Ld Z)(2)、制件標注內(nèi)尺寸凸模尺寸為L p=(Lmin +0.4) 凹模尺寸為L d=(Lp+Z) 其中 L彎曲件的外形或內(nèi)尺寸彎曲件的尺寸偏差L d彎曲凹模的基本尺寸L p彎曲凸模的基本尺寸Z凸凹模雙面間隙具體計算如下,制件標注外形尺寸,按此公式計算彎曲凹模尺寸為L d=(Lmax 0.75)=80凸模尺寸為L p=(Ld 2Z)=2022=16 第8章 主要零部件的設計8.1 工作零件的設計與計算一、凹模的結(jié)構(gòu)設計和外形尺寸計算1.凹模的結(jié)構(gòu)設計凹模:在沖壓過程中與凸模配合直接對沖壓制件進行分離或成形的工作零件。凹模洞口的類型如圖10.1所示,其中a、b、c型為直筒式刃口凹模,其特點是制造方便,刃口強度高,本設計選用c型筒口。2.外形尺寸計算凹模結(jié)構(gòu)分為整體式和鑲拼式兩大類,本設計凹模采用整體式凹模。凹模厚度: H=Kb(15mm) (10.1)凹模壁厚: C=(1.52)H(30mm) (10.2)凹模外形尺寸: B=b+2C (10.3)式中b沖裁件的最大外形尺寸;(mm);K系數(shù),考慮板料厚度的影響(見表10.1);H凹模厚度;C凹模壁厚;B凹模外形最大尺寸。表8.1系數(shù)K的數(shù)值b/mm厚度t/mm0.51233500.30.350.420.50.650-1000.20.220.280.350.42100-2000.150.180.20.240.32000.10.120.150.180.22根據(jù)圖1.1查表8.1,取K=0.25,又b=75mm,則由公式10.1和公式10.2得:凹模厚度: H=Kb=0.25107=26.75mm;凹模壁厚: C=(1.52)H=(1.52)26.75=40.12553.5mm根據(jù)表8.2取凹模厚度:H=30mm;取凹模壁厚C=45mm。根據(jù)公式(10.2): B=b+2C=107+245=197mmL=b+2C=30+245=120mm查表8.2,選取凹模外形尺寸LB=80mm80mm。表8.2矩形和圓形凹模的外形尺寸(JB/T-6743.1-1994)矩形凹模的長度和寬度LB矩形和圓形凹模厚度H6350、636310、12、14、16、18、208063、8080、10063、10080、100100、1258012、14、16、18、20、22125100、125125、14080、1408014、16、18、20、22、25140125、140140、160100、160125、160140、200100、20012516、18、20、22、25、28160160、200140、200160、250125、25014016、20、22、25、28、328.2 模架及其零件的設計常用的導柱導套式模架,是由上、下模座和導向零件組成。模架是整副模具的骨架,模具的全部零件都固定在它的上面,并承受沖壓過程的全部載荷。模具上模座和下模座分別與沖壓設備的滑塊和工作臺固定。上、下模間的精確位置,由導柱、導套的導向來實現(xiàn)。本設計選用后側(cè)導柱模架如圖10.6,后側(cè)導柱模架,由于前面和左、右不受限制,送料和操作比較方便,因?qū)е惭b在后側(cè),工作時,偏心距會造成導柱導套單邊磨損,并且不能使用浮動模柄結(jié)構(gòu)。圖8.1模架一、模架的選用以凹模周界尺寸為依據(jù),根據(jù)標準GB/T2851.11990選擇模架規(guī)格為:80mm80mm40mm(GB/T2855.1-1990)。二、導柱、導套的選用導柱與導套的結(jié)構(gòu)、尺寸一般都是直接由標準中選取,在選用時導柱的長度應保證沖模在最底工作位置時,導柱上端面與上模座頂面的距離不小于(1015)mm。在最高工作位置時,導柱上端面與導套的下端面的距離不小于(1020)mm,導柱和導套的配合精度由表8.3查出選擇II級。根據(jù)標準GB/T2851.11990知模架的閉合高度Hmin=160mm,Hmax=190mm。導柱d/mmL/mm為25mm150mm導套d/mmL/mmD/mm為25mm85mm33mm表8.3導柱、導套配合間隙配合形式導柱直徑模架精度等級配合后的過盈量I級II級配合間隙值滑動配合180.0100.01518300.0110.01730500.0140.02150800.0160.025滾動配合18350.010.02三、上、下模座的選用根據(jù)模架的規(guī)格選擇對應的上、下模座如下:上模座80mm80mm35mm(GB/T2855.1-1990);下模座80mm80mm40mm(GB/T2855.2-1990)。四、模柄的選用根據(jù)上模座的厚度可選擇材料Q235A型40x85凸緣式模柄;JB/T7646.3-1994。五、螺釘、銷釘?shù)倪x用本模具設計6、8的定位銷實現(xiàn)各零件連接時的初定位,然后用M10的螺釘實現(xiàn)連接的精定位。材料采用45鋼。第9章 校核模具閉合高度及壓力機有關參數(shù)9.1 閉合高度的計算模具的閉合高度與壓力機的裝模高度關系: HmaxH15H模HminH1 +10已知Hmax =250mm,H1=70mm,Hmin =180mm模具閉合高度應為:175H模120閉合高度H模:為上模座、下模座、墊板、凸模、凹模厚度的總和。即H模=35+40+10+49+30-1=163mm因為175H模=163120,滿足裝模高度要求。9.2 沖壓設備的選定通過校核,選擇開式壓力機J2310能滿足使用要求。其主要技術參數(shù)如下:公稱壓力:100kN滑塊行程:135mm最大閉合高度:180m閉合調(diào)節(jié)量:50mm工作臺尺寸(前后左右):360mm240mm 墊板尺寸(厚度):50mm模柄孔尺寸:直徑 30mm,深度50mm第10章 模具的總體裝配通過以上設計,可得到模具總體裝配圖。模具上模部分主要由上模座、墊板、凸模(1個)、凸凹模(1個)、上凸模固定板及卸料板等組成。卸料方式采用彈性卸料,以橡膠為彈性元件。下模部分由下模座、下凸模固定板、凸模、凹模板、導料板等組成。由漏料孔漏出,成品件由下頂塊頂出。圖10-1裝配圖第11章 通用U型彎曲件三維建模及仿真SolidWorks軟件是世界上第一個基于Windows開發(fā)的三維CAD系統(tǒng),由于技術創(chuàng)新符合CAD技術的發(fā)展潮流和趨勢,SolidWorks公司于兩年間成為CAD/CAM產(chǎn)業(yè)中獲利最高的公司。良好的財務狀況和用戶支持使得SolidWorks每年都有數(shù)十乃至數(shù)百項的技術創(chuàng)新,公司也獲得了很多榮譽。該系統(tǒng)在1995-1999年獲得全球微機平臺CAD系統(tǒng)評比第一名;從1995年至今,已經(jīng)累計獲得十七項國際大獎,其中僅從1999年起,美國權(quán)威的CAD專業(yè)雜志CADENCE連續(xù)4年授予SolidWorks最佳編輯獎,以表彰SolidWorks的創(chuàng)新、活力和簡明。至此,SolidWorks所遵循的易用、穩(wěn)定和創(chuàng)新三大原則得到了全面的落實和證明,使用它,設計師大大縮短了設計時間,產(chǎn)品快速、高效地投向了市場。由于SolidWorks出色的技術和市場表現(xiàn),不僅成為CAD行業(yè)的一顆耀眼的明星,也成為華爾街青睞的對象。終于在1997年由法國達索公司以三億一千萬美元的高額市值將SolidWorks全資并購。公司原來的風險投資商和股東,以一千三百萬美元的風險投資,獲得了高額的回報,創(chuàng)造了CAD行業(yè)的世界紀錄。并購后的SolidWorks以原來的品牌和管理技術隊伍繼續(xù)獨立運作,成為CAD行業(yè)一家高素質(zhì)的專業(yè)化公司,SolidWorks三維機械設計軟件也成為達索企業(yè)中最具競爭力的CAD產(chǎn)品。由于使用了Windows OLE技術、直觀式設計技術、先進的parasolid內(nèi)核(由劍橋提供)以及良好的與第三方軟件的集成技術,SolidWorks成為全球裝機量最大、最好用的軟件。資料顯示,目前全球發(fā)放的SolidWorks軟件使用許可約28萬,涉及航空航天、機車、食品、機械、國防、交通、模具、電子通訊、醫(yī)療器械、娛樂工業(yè)、日用品/消費品、離散制造等分布于全球100多個國家的約3萬1千家企業(yè)。在教育市場上,每年來自全球4,300所教育機構(gòu)的近145,000名學生通過SolidWorks的培訓課程。據(jù)世界上著名的人才網(wǎng)站檢索,與其它3D CAD系統(tǒng)相比,與SolidWorks相關的招聘廣告比其它軟件的總和還要多,這比較客觀地說明了越來越多的工程師使用SolidWorks,越來越多的企業(yè)雇傭SolidWorks人才。據(jù)統(tǒng)計,全世界用戶每年使用SolidWorks的時間已達5500萬小時。在美國,包括麻省理工學院(MIT)、斯坦福大學等在內(nèi)的著名大學已經(jīng)把SolidWorks列為制造專業(yè)的必修課,國內(nèi)的一些大學(教育機構(gòu))如哈爾濱工業(yè)大學、清華大學、中山大學、中南大學、重慶大學、浙江大學、華中科技大學、北京航空航天大學、大連理工大學、北京理工大學、武漢理工大學等也在應用SolidWorks進行教學。軟件特點編輯Solidworks軟件功能強大,組件繁多。 Solidworks有功能強大、易學易用和技術創(chuàng)新三大特點,這使得SolidWorks 成為領先的、主流的三維CAD解決方案。SolidWorks 能夠提供不同的設計方案、減少設計過程中的錯誤以及提高產(chǎn)品質(zhì)量。SolidWorks 不僅提供如此強大的功能,而且對每個工程師和設計者來說,操作簡單方便、易學易用。對于熟悉微軟的Windows系統(tǒng)的用戶,基本上就可以用SolidWorks 來搞設計了。SolidWorks獨有的拖拽功能使用戶在比較短的時間內(nèi)完成大型裝配設計。SolidWorks資源管理器是同Windows資源管理器一樣的CAD文件管理器,用它可以方便地管理CAD文件。使用SolidWorks ,用戶能在比較短的時間內(nèi)完成更多的工作,能夠更快地將高質(zhì)量的產(chǎn)品投放市場。在目前市場上所見到的三維CAD解決方案中,SolidWorks是設計過程比較簡便而方便的軟件之一。美國著名咨詢公司Daratech所評論:“在基于Windows平臺的三維CAD軟件中,SolidWorks是最著名的品牌,是市場快速增長的領導者?!痹趶姶蟮脑O計功能和易學易用的操作(包括Windows風格的拖/放、點/擊、剪切/粘貼)協(xié)同下,使用SolidWorks ,整個產(chǎn)品設計是可百分之百可編輯的,零件設計、裝配設計和工程圖之間的是全相關的。用戶界面SolidWorks 才提供了一整套完整的動態(tài)界面和鼠標拖動控制?!叭珓痈械摹钡挠脩艚缑鏈p少設計步驟,減少了多余的對話框,從而避免了界面的零亂。 嶄新的屬性管理員用來高效地管理整個設計過程和步驟。屬性管理員包含所有的設計數(shù)據(jù)和參數(shù),而且操作方便、界面直觀。用SolidWorks資源管理器可以方便地管理CAD文件。SolidWorks資源管理器是唯一一個同Windows資源器類似的CAD文件管理器。 特征模板為標準件和標準特征,提供了良好的環(huán)境。用戶可以直接從特征模板上調(diào)用標準的零件和特征,并與同事共享。SolidWorks 提供的AutoCAD模擬器,使得AutoCAD用戶可以保持原有的作圖習慣,順利地從二維設計轉(zhuǎn)向三維實體設計。配置管理配置管理是SolidWorks軟件體系結(jié)構(gòu)中非常獨特的一部分,它涉及到零件設計、裝配設計和工程圖。配置管理使得你能夠在一個CAD文檔中,通過對不同參數(shù)的變換和組合,派生出不同的零件或裝配體。協(xié)同工作SolidWorks 提供了技術先進的工具,使得你通過互聯(lián)網(wǎng)進行協(xié)同工作。通過eDrawings方便地共享CAD文件。eDrawings是一種極度壓縮的、可通過電子郵件發(fā)送的、自行解壓和瀏覽的特殊文件。通過三維托管網(wǎng)站展示生動的實體模型。三維托管網(wǎng)站是SolidWorks提供的一種服務,你可以在任何時間、任何地點,快速地查看產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。SolidWorks 支持Web目錄,使得你將設計數(shù)據(jù)存放在互聯(lián)網(wǎng)的文件夾中,就像存本地硬盤一樣方便。用3D Meeting通過互聯(lián)網(wǎng)實時地協(xié)同工作。3D Meeting是基于微軟 NetMeeting的技術而開發(fā)的專門為SolidWorks設計人員提供的協(xié)同工作環(huán)境。裝配設計在SolidWorks 中,當生成新零件時,你可以直接參考其他零件并保持這種參考關系。在裝配的環(huán)境里,可以方便地設計和修改零部件。對于超過一萬個零部件的大型裝配體,SolidWorks 的性能得到極大的提高。SolidWorks 可以動態(tài)地查看裝配體的所有運動,并且可以對運動的零部件進行動態(tài)的干涉檢查和間隙檢測。用智能零件技術自動完成重復設計。智能零件技術是一種嶄新的技術,用來完成諸如將一個標準的螺栓裝入螺孔中,而同時按照正確的順序完成墊片和螺母的裝配。鏡像部件是SolidWorks 技術的巨大突破。鏡像部件能產(chǎn)生基于已有零部件(包括具有派生關系或與其他零件具有關聯(lián)關系的零件)的新的零部件。SolidWorks 用捕捉配合的智能化裝配技術,來加快裝配體的總體裝配。智能化裝配技術能夠自動地捕捉并定義裝配關系。工程圖SolidWorks 提供了生成完整的、車間認可的詳細工程圖的工具。工程圖是全相關的,當你修改圖紙時,三維模型、各個視圖、裝配體都會自動更新。從三維模型中自動產(chǎn)生工程圖,包括視圖、尺寸和標注。增強了的詳圖操作和剖視圖,包括生成剖中剖視圖、部件的圖層支持、熟悉的二維草圖功能、以及詳圖中的屬性管理員。使用RapidDraft技術,可以將工程圖與三維零件和裝配體脫離,進行單獨操作,以加快工程圖的操作,但保持與三維零件和裝配體的全相關。用交替位置顯示視圖能夠方便地顯示零部件的不同的位置,以便了解運動的順序。交替位置顯示視圖是專門為具有運動關系的裝配體而設計的獨特的工程圖功能。11.1 各個零件的建模凹模左圖11.1凹模左圖11.2凹模右圖11.3 頂桿圖11.4 定位外套圖11.4 框套圖11.5 上模部分圖11.6 底塊首先,從電腦開始菜單啟動Solidworks軟件,單擊 按鈕,彈出一個的對話框。選擇對話框中的。然后單擊按鈕。此時可以通過單擊圖形區(qū)域左邊的按鈕,打開已經(jīng)編輯好的所有零件所在的文件夾,然后選擇要打開的零件,如圖1所示。第二步對Y部件上的部件進行裝配。首先,從電腦開始菜單啟動Solidworks軟件,單擊 按鈕,彈出一個的對話框。選擇對話框中的。然后單擊按鈕。此時可以通過單擊圖形區(qū)域左邊的按鈕,打開已經(jīng)編輯好的所有零件所在的文件夾,然后選擇要打開的零件,如圖2所示。首先,從電腦開始菜單啟動Solidworks軟件,單擊 按鈕,彈出一個的對話框。選擇對話框中的。然后單擊按鈕。此時可以通過單擊圖形區(qū)域左邊的按鈕,打開已經(jīng)編輯好的所有零件所在的文件夾,然后選擇要打開的零件,如圖3所示。第四步:將裝配體1、裝配體2、裝配體3、進行最后整體裝配。首先,從電腦開始菜單啟動Solidworks軟件,單擊 按鈕,彈出一個的對話框。選擇對話框中的。然后單擊按鈕。此時可以通過單擊圖形區(qū)域左邊的按鈕,打開已經(jīng)編輯好的所有零件所在的文件夾,然后選擇要打開的零件,如圖4所示。圖11.7 裝配圖運動仿真設置機構(gòu)是由構(gòu)建組合而成的,而每個構(gòu)件都以一定的方式至少與另一個構(gòu)件相連接。這種連接,既使兩個構(gòu)件直接接觸,又使兩個構(gòu)件能產(chǎn)生一定的相對運動。 進行機構(gòu)運動仿真的前提就是要創(chuàng)建機構(gòu)。創(chuàng)建機構(gòu)與零件裝配都是將單個零部件組裝成一個完整的機構(gòu)模型。因此兩者有很多相似之處。、 機構(gòu)運動仿真與零件裝配,兩者都在組建模式下進行。創(chuàng)建機構(gòu)是利用操控板中的“預定義連接集”列表選擇預定義的連接集,而零件裝配是利用操控板中的“用戶定義飛連接集”來安裝各個零部件。由零件裝配得到的裝配體,其內(nèi)部的零部件之間沒有相對運動,而由連接得到的機構(gòu),其內(nèi)部的構(gòu)件之間家可以產(chǎn)生一定的相對運動。以下就簡單介紹一下機構(gòu)運動仿真的基本術語: UCS:用戶坐標系WCS:全局坐標系。組件的全局坐標系,它包括用于組件及該組件內(nèi)所有主體的全局坐標系。放置約束:組建中放置元件并限制該元件在組件中運動的圖元。環(huán)連接:添加后使連接主體鏈中形成環(huán)的連接。自由度:確定一個系統(tǒng)的運動(或狀態(tài))所必須的獨立參變量。連接的作用是約束主體之間的相對運動,減少系統(tǒng)可能的總自由度。主體:機構(gòu)模型的基本元件。主體是受嚴格控制的一組零件,在組內(nèi)沒有自由度?;A:不運動的主體,即大地或者機架。其他主體相對于基礎運動。在仿真時,可以定義多個基礎。預定義的連接集:預定義的連接集可以定義實用哪些放置約束在模型中放置元件、限制主體之間的相對運動、減少系統(tǒng)可能的總自由度及定義元件在機構(gòu)中可能具有的運動類型。拖動:在圖形窗口上,用鼠標拾取并移動機構(gòu)?;胤牛河涗洸⒅胤欧治鲞\動的操作技能。伺服電動機:定義一個主體相對于另一個主體運動的方式。執(zhí)行電動機:作用于旋轉(zhuǎn)或平移運動軸上而引起運動的力。在機械設計運動研究中,用戶可以通過對機構(gòu)添加運動,使其隨伺服電動機一起移動,并且在不考慮作用于系統(tǒng)上的力的情況下分析其運動。使用運動分析可以觀察機構(gòu)的運動,并測量主體位置、速度和加速度的改變。然后用圖標表達這些測量,或者創(chuàng)建軌跡曲線和運動包絡。根據(jù)以上分析,機械運動仿真總體上可以分為六個部分:創(chuàng)建圖元、檢測模型、添加建模圖元、準備分析、分析模型和獲取結(jié)果9。點擊solidworks左小角按鈕,點擊馬達類型按鈕,選擇線性馬達,如下圖11.8。設置好驅(qū)動馬達。點擊保存動畫按鈕,彈出如下圖所示對話框。觀看視頻截圖如下圖11.9所示:圖11.9仿真截圖總結(jié)通過大學三年的學習,使我對模具這個專業(yè)從一無所知到現(xiàn)在熟練掌握專業(yè)知識,深入了解模具行業(yè)在工業(yè)生產(chǎn)的重要位置,使我更加增強了今后在工作和學習中的信心。三年的學習中,我修讀了沖壓成形原理、沖壓成形工藝、模具設計與制造工藝及與本專業(yè)相關的專業(yè)基礎課,使我對沖壓技術的認識更加深入。通過學習,我能從事中等偏復雜的沖壓工藝規(guī)程編制、沖模設計及沖模制造工藝的編制,能從事沖壓技術工作。本設計的內(nèi)容為端蓋沖裁模設計,通過對端蓋的設計,基本掌握了對冷沖模設計的方法及步驟,對冷沖模有了更進一步的了解和認識,對模具的制造方法和制造過程更加熟悉,為今后的工作積累了豐富寶貴的經(jīng)驗。通過這次設計,我更加深入地學習了冷沖壓技術工作設計的內(nèi)容。冷沖壓技術工作設計的內(nèi)容包括冷沖壓工藝設計、模具設計及沖模制造三方面內(nèi)容,盡管三者的工作內(nèi)容不同,但三者之間存在著相互滲透、相互補充、相互依存的關系。冷沖壓工藝設計是針對給定的產(chǎn)品圖樣,根據(jù)其生產(chǎn)批量的大小、沖壓設備的類型規(guī)格、模具制造能力及工人技術水平等具體生產(chǎn)條件,從對產(chǎn)品零件圖的沖壓工藝性分析入手經(jīng)過必要的工藝計算,制定出合理的工藝方案,最后編寫沖壓工藝卡的一個綜合分析、計算、設計過程。沖壓工藝方案的確定包括工序性質(zhì)、數(shù)量的確定,工序順序的安排,工序組合方式及工序定位方式的確定等內(nèi)容。沖壓模具設計則是依據(jù)制定的沖壓工藝規(guī)程,在認真考慮毛坯的定位、出件、廢料排出諸問題以及模具的制造維修方便、操作安全可靠等因素后,設計計算并構(gòu)思出與沖壓設備想適應的模具總體結(jié)構(gòu),然后繪制出模具總裝圖和所有非標準零件圖的整個設計繪圖過程。致謝對三年來辛勤教導我的老師和學校致以最崇高的敬意!對本次畢業(yè)設計指導我和給予我最多的老師表示我最衷心的感謝!畢業(yè)設計開始以來,多次受到老師的教誨。老師以他寬廣的知識、高瞻遠矚的學識、在實際生產(chǎn)中所積累的經(jīng)驗。拓寬了我的視野和思維,更為重要的是老師以他對事業(yè)孜孜不倦的追求和待人接物謙遜的態(tài)度和豁達的胸襟,時刻都在潛移默化地影響著我,這將使我終生受益。參考文獻1 沖壓模具設計與制造高等教育出版社 劉建超、張寶忠主編2 公差配合與技術測量機械工業(yè)出版社 薛彥成主編3 冷沖模設計及制造 機械工業(yè)出版社 中國機械工業(yè)教育協(xié)會組編4 冷沖模設計 機械工業(yè)出版社 丁松聚主編5 冷沖壓模具設計指導 機械工業(yè)出版社 王芳主編6 沖模設計應用實例 機械工業(yè)出版社 模具實用技術叢書編委會 編 (許發(fā)樾主編)7 沖模設計手冊 模具手冊之四 機械工業(yè)出版社 沖模設計手冊編寫組編著 責任編輯:劉彩英8 沖壓手冊 機械工業(yè)出版社 王孝培主編9 沖壓模具簡明設計手冊化學工業(yè)出版社 郝濱海主編10 沖壓工藝與模具設計機械工業(yè)出版社 馬正元、韓啟主編
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