u型连接件模具设计(编辑修改稿)

u型连接件模具设计(编辑修改稿)内容摘要：

减 少也 成比例增 加或者 减 少。 例如产品直接耗用的 外协件加工费 、 原材料费 、 外购件 费等等。 但 是 产品单位费用而言，变动费用则基本不会改 变。 上述可知，冲压件生产成本是由固定费和可变费这两部分组成的，所以只要设法降低固定费用或可变费用，都能使生 产成本降 低，利 润增加。 可见企业要提高经济效益，就闽南理工学院毕业设计 12 要在降低成本上下功夫。 降低制造成本的措施 降低产品成本，包括 增产、节约两个方面。 增产可降低产品成本中的固定费用，相对地减少消耗，节约便能直接降低消耗，它们都是降低成本的重要途径。 冲压件的成本包括材料费、加工费、模具费等项。 因此，降低成本，就是要降低以上各项费用。 以下讨论降低成本的措施。 冲压生产中，工艺合理化是降低成本的有力手段，一般在制定新产品工艺时进行。 当产量发生变化，模具寿命短或因事故发生损坏时，由于更改产品设计而改变模具时，以及变更设备等生产条件发生变化时，要重新讨论（研究）产品工艺。 由于工艺的合理化能降低模具费、节约加工工时降低材料费等，所以必然降低零件总 成本。 在制定工艺时，工序的分散与集中是比较复杂的问题。 它取决于零件的批量、结构（形状）、质量要求、工艺特点等。 对于板材冲压件，一般说来，在大批量生产情况下，应当尽量把工序集中起来，采用复合或连续模进行冲压，很小的零件，适合于复合或连续冲压加工，这样既提高了生产率，又能安全生产。 复合模对于大的零件也是适合的，因为一副大的复合模，有时比两副同样大小的单工序模的费用低，而小批量生产时，则以采用单工序模分散冲压为宜。 根据实践经验，集中到一副模具上的工序数量不宜太多，对于复合模，一般为 2～ 3个工序，最多 4个工序， 对于连续模，集中的工序数可以多些。 产量较大时，采用多件同时冲压，可使模具费、材料费和加工费降低，同时有利于成形表面拉力均匀化。 左右对称成形时，不仅可使变形均匀，改善受力状况，同时还降低了成本。 自动化生产，从安全和降低成本两个方面来看，将成为冲压加工的发展方向。 今后不仅大批量生产中采用自动化，在小批量生产中也可采用自动化生产。 在大批量生产中采用自动化时，虽然模具费用较高，但生产率高，产量大，分摊到每个工件上的模具折旧费和加工费却比单件小批生产时要低。 从生产安全性考虑，在小批量多品种生产中采用自动化也是可 取的，但自动化的经济性问题，急待研究。 在自动化生产中，降低成本的手段是高速化。 与高速化并行的是多列闽南理工学院毕业设计 13 化，这样可以降低加工费用和提高材料利用率。 为 了 实现 ， 压力机的高速化，需要相应解决 延长模具 和 噪音振动 寿命问题。 高速压力机要求足够的刚度和精度，一般以闭式双点结构为宜，为减少 振动 和 噪音 ，倾向于铸铁机身，且运动部件 需 要求实现动 的 平衡。 为 了 延长模具 的 寿命，可 以 采用高寿命的新材料。 在冲压生产 过程 中，工件的原材料费 用约 占制造成本的 60%,，所以 要 节约原材料，利用废料具有非常重要的意义。 提高材料利用率是降低冲压件制造成本 的重要措施之一。 特别是材料单价高的工件，必须慎重研究。 降低材料费的方法如下： （ 1）在满足零件强度和使用要求的情况下，减少材料厚度。 （ 2）降低材料单价。 （ 3）改进毛坯形状，合理排样。 （ 4）减少搭边，采用少废料或无废料排样。 （ 5）对称压制。 （ 6）组合排样。 结构连接件的工艺分析 材料 U形连接件的材料为 10 钢，属于普通碳素结构钢，具有较好的可冲压性能。 未经退火的 10 钢的力学性能如下： 抗剪强度τ 304～ 373MPa 抗拉强 度σ b 432～ 461MPa 屈服点σ s 253 MPa 伸长率σ 10 21～ 25% 零件结构 本 U形连接件采用 ，可保证足够的强度和刚度。 尺寸精度 闽南理工学院毕业设计 14 零件图上所有未标注公差的尺寸，属于自由尺寸，可按 IT14 确定工件尺寸的公差。 闽南理工学院毕业设计 15 第 4 章 制定工艺方案 工艺方案的内容是确定冲裁件的工艺方案，主要包括确定工序数，工序组合和工序顺序 的安排，应在工艺分析的基础上制定几种可能的方案，再根据工件的批量、形状等多方面的因素全面考虑，综合分析，选取一种较为合理的冲压方案。 工艺方案的分析 U形连接件 的形状表明，它为弯曲件，所以弯曲为基本工序。 底部上 3个小孔由冲孔工序来完成。 弯曲件的毛坯尺寸与弯曲次数，通过计算来确定。 修边余量 在不变薄的弯曲中，材料厚度虽有变化，但其平均 的 直径与毛坯 的 原始厚度 也 十分接近。 所以 毛坯展开 的 尺寸可 以 根据毛坯面积 =弯曲件面积的原则 以 来确定。 由于材料的 弯曲时金属流动条件有差异 以及 各项异性 ，为了保 证 U形连接件的尺寸，必须 要 留修边余量，在计算毛坯尺寸时，必须计入修边余量，修边余量的数值可查表。 弯曲件高度 h=16mm，查表 .知修边余量，△ h=2mm。 表 41 无凸缘弯曲件的修边余量δ（单位： mm） 工件高度 h 工件的相对高度 h/d 附 图 ～ ～ ～ ～4 ≤ 10 10～ 20 20～ 50 50～ 100 100～150 150～200 200～250 250 2 3 4 5 6 7 5 2 5 8 9 10 2 4 6 8 10 11 12 闽南理工学院毕业设计 16 计算毛坯尺寸 在不变薄弯曲中，虽然在弯曲过程中坯料的厚度发生一些变化。 在工艺设计时，可以不计坯料的厚度变化，概略地按弯曲前后坯料的面积相等的原则进行坯料尺寸的计算。 由于金属的流动性和材料的各向异性，毛坯弯曲后，工件边口不齐。 一般情况弯曲后都要修边，因此在计算毛坯时，必须把修边余量计入工件。 根据制件图可知，该弯曲件 r/t=，属于无圆角半径弯曲，可求的其毛坯展开尺寸。 L=+++37+ 2 ㎜ =45 ㎜ 确定弯曲次数（采用查图法） 先在确定弯曲次数及半成品尺寸线圈中横坐标上找到相当毛坯直径 45mm的点，从此点作一垂线。 再从纵坐标上找到相当于工件直径 38mm的点，并由此点作水平线，与垂线相交。 根据交点，便可决定弯曲次数，如交点位于两斜线之间，应取较大的次数。 该端盖可一次弯曲成形。 于是，该端盖的全部单工序有落料、冲孔、弯曲（整形），共计三道工序。 工艺方案的确定 在 冲压工艺性分析 ， 基础上，找出 模具设计 与 工艺 的 难点 与 特点 ，根据实际 的 情况提出各种可能 ， 冲压工艺 的 方案，内容包括 工序顺序、 工序数目、 组合方式 及 工序性质 等。 有时 候 同一种冲压零件 会 存在 几 个可行的冲压 的 工艺方案，通常方案各有 其 优缺点，应从生产效率、设备占用、 产品质量情况、 寿命高低 和 模具制造的难易程度 、生产成本、操作安全 与 方便 程度等 各 方面进行综合分析 ， 比较， ， 确定出 相对 适合现有生产条件的最佳方案。 初步分析可以知道 U 形连接件的冲压成形需要多道工序 :落料 、冲孔、弯曲 ,因而制定合理的成形工艺方案十分重要。 考虑到生产批量 较 大 ,因此制定应在生产合格零件的基础上 ,尽量提高生产效率 ,降低生产成本 .要提高生产效率 ,就应该尽量复合能复合的工序 ,但复合程度太高 ,模具结构复杂 ,而且各零件在动作时要求相互不干涉 ,准确可靠 .这就要求闽南理工学院毕业设计 17 模具的制造应有较高的精度 ,从而模具的制造成本也就提高了 ,制造周期延长 ,维修不如单工序模简便 . 因此 U形连接件 的冲压成形主要有以下几种工艺方案 : 方案一 :(1)落料 (2)冲孔 (3)弯曲 方案二 :(1)落料冲孔复合模 (2)弯曲 方案三 :落料、弯曲、冲孔复合模 方案一复合程度低 ,模具结构简单、安装调试容易 ,但生产道 次多、生产效率低不适合大批量生产。 方案三与方案二的主要区别是采用落料、弯曲、冲孔复合工序 .由于采用落料、弯曲、冲孔复合模 ,即可在一次冲压行程中完成 ,生产效率提高一倍 ,节省了人力、电力和工序间的搬运工作 ,但却增加了模具的设计费与制造费用。 综上所述 ,可以考虑采用方案二，落料冲孔复合，然后弯曲。 图 确定弯曲次数及半成品尺寸线圈 闽南理工学院毕业设计 18 第 5 章 工艺计算 材料排样及材料利用率的计算 排样是指冲裁零件在 板料 、 条料 或 带料 上布置的方法。 合理 并 有效排样在于 ， 保证在高生产率 和 最低的材料消耗 的条件下，得到符合 ，设计技术要求 工件。 在冲压 的 生产过程当 中，保证 较低 的废料百分率是现代冲压生产最重要。 在冲压工作 当 中，冲压件材料 的 消耗费用 达到 总成本的 60%～ 75%，合理利用材料 将 是降低成本的 比较 有效 的 措施，尤其在 大量 和 成批 生产中，冲压零件的 总 年产量达 到 数十万件，甚至 是 数百万件，材料合理利用的经济效果 将 更为突出。 材料排样的选用原则 （ 1） 某种工件 或 冲裁小工件 需窄带料 之 时，应 该 沿 着 板料 的 顺长方向 来 进行排样，符合 ， 材料 工艺要求 及 规格。 （ 2）冲裁弯曲件毛坯时，应考虑板料的轧制方向。 （ 3）冲件在条（带）料上的排样，应考虑冲压生产率、冲模耐用度、冲模结构是否简单和操的方便与安全等。 确定板料规格和裁料方式 根据条料的宽度尺寸，选择合适的板料规格，使剩余的边料越小越好。 该零件宽度用料为 48mm，以选择 1400mm 1500mm 的板料规格为宜。 闽南理工学院毕业设计 19 表 51 搭边 a和侧搭边 a1 材料消耗工艺定额 kgG360 0 0 0 0 7 5 0 01 4 0 02 量一张钢板冲制零件的数 一张钢板的质量 （ 51） 一张板料上总的材料利用率 65 .1%15 0014 00110π66一 张张钢 板的面冲裁件的面 积一 钢钢 板冲制零件的 数h2 (52) 冲压力的计算及设备的选择 落料 冲裁时，工件或废料从凸模上取下来的 力叫卸料力，从凹模内将工件或废料顺着冲裁闽南理工学院毕业设计 20 的方向推出的力叫推件力，逆冲裁方向顶出的力叫顶件力。 目前多以经验公式计算： 采用平刃口凸模和凹模冲裁时，冲裁力 F0=Ltτ 式中， L—— 冲裁件周长（㎜） T—— 材料厚度（㎜） τ —— 材料的抗剪强度（ MPa） 考虑冲裁厚度不一致，模具刃口的磨损、凸凹模间隙的波动、材料性能的变化等因素，实际冲裁力还须增加 30%。 故 F冲 == Ltτ。 F冲 == Ltτ (53) = ㎜ ㎜ 310MPa = F卸 、 F推 、 F顶 是由压力机和模具的卸料、顶件装置获得。 影响这些力的因素主要有材料的力学性能、材料的厚度、模具的间隙、凸凹模表面粗糙度、零件形状和尺寸以及润滑情况。 实际生产中常用下列经验公式计算： F卸 =K卸 F冲 (54) F推 =K推 F冲。