毕业设计设计说明书_薄板槽形落料成形模(编辑修改稿)

毕业设计设计说明书_薄板槽形落料成形模(编辑修改稿)内容摘要：

集成化方向发展，能减少设计人员的重复劳动，提高效率。 运用三维造型和加工软件，可生成刀 6 具轨迹并输出加工程序代码，通过仿真进行 加工精度检查和干涉检查，从而保证设计和工艺的合理性。 7 第 2 章 薄板槽型零件工业性分析和工艺方案的拟定 薄板槽型零件工艺性分析 所需加工的工件名称：薄板槽型零件 零件的生产批量：大批量生产（ 150 万件 /年） 零件的材料： 10 钢，厚 1mm 预计薄板槽型零件的日产量约为 6000 件 /天 薄板槽型零件的工件图如图 和图 所示： 图 零件三维图 图 零件二维图 8 工件的工艺性分析是根据工件的图样，分析冲压件的形状、尺寸、表面质量等是否符合冲 压工艺要求。 冲压工艺一般具有生产效率高、质量稳定、成本低以及可加工复杂形状工件等一系列优点。 薄板冲槽模具 薄板槽形落料成形模。 根据零件进行复合模设计，图 为零件三维图，图 为薄板槽型零件图。 零件材料为 10 钢，厚度 t=1mm。 材料 10 号钢塑性、韧性很好，易冷热加工成形，正火或冷加工后 切削加工性能 好，焊接 性优良，无回火脆性，淬透性和淬硬性均差。 制造要求受 力不大、韧性高的零件，如汽车车身、贮器、深冲压器皿、管子、垫片等，可用作冷轧、冷冲、冷镦、冷弯、热轧等工艺成形，也可用作心部强度不高的渗碳件、碳氮共渗件等。 薄板槽型零件冲压工艺方案拟定 工艺方案确定是在对冲压件的工艺性分析之后应进行的重要环节。 确定工艺方案主要是确定各次冲压加工的工序性质、工序数量、工序顺序、工序的组合方式等。 冲压工艺方案的确定要考虑多方面的因素，有时还要进行必要的工艺计算，因此实际中通常提出几种可能的方案，进行分析比较后确定最佳方案。 冲压工艺设计基本内容 工艺类型 工 艺类型是指成型冲压件所需要的冲压工序种类，如落料、冲孔、切边、拉伸、翻孔、胀形、整形都是冲压加工常见的工序。 结合本设计来看的话则有落料和冲孔两种类型。 工序数量 工序数量是指不同性质进行相同次数的工序重复进行的数量。 工序数量的确定主要取决于几何形状的复杂程度、尺寸大小和精度材料冲压成型性能、模具强度等，并与冲压工序性质有关。 工序顺序 工序顺序是指各工序的先后顺序 ,主要取决于冲压变形规律和零件质量要求 ,如果工序顺序的变更不影响托板质量 ,则应当根据操作、定位及模具结构等 9 结构因素确定。 组合方式 一个冲压件往往需要经过多道工序才能完成，因此制定工艺方案时，必须考虑采用单工序模分散冲压还是将工序组合起来采用复合模或级进模冲压。 冲压工艺方案分析和确定 方案 1：单工序模→落料 +冲槽； 方案 2：单工序模→冲槽 +落料； 方案 3：复合模→落料 +冲槽； 方案 4：复合模→冲槽 +落料； 方案 5：级进模→落料 +冲槽； 方案 6：级进模→冲槽 +落料。 分析比较上述 6 种方案，可以看出： （ 1）方案 1：此方案为单工序模，用此方案生产零件尺寸和厚度不受限制，生产设备维护成本低，且 生产操作较为方便。 但是，这个方案的缺点有冲件精度低、冲件平整度差、生产率低，适合中小批量生产，并且不安全，需采取安全措施。 结合本设计来看，本设计为大批量生产的薄板槽型零件，而方案 1 生产率低，故排除方案 1。 （ 2）方案 2：同方案 1 都为单工序模，唯一不同的就是工序的顺序相反。 因此，结合本设计生产大批量薄板槽型零件的条件可知，本方案不适合生产托板。 （ 3）方案 5：本方案为级进模，工序顺序为先落料后冲槽。 本方案生产产品的优点有工序间可自动送料，故生产率高，可以使用高速压力机，冲件小时多排冲压法应用较多，模具制造的工 作量和成型较复合模低，适合冲件大批量生产，而且安全性高。 级进模生产的缺点有冲件精度为 IT13~IT10 级，精度较低，且冲件平整度较差，质量要求高时需要校平。 结合本设计要求看，可以查出本设计精度要求为 IT7 级，故方案 5 的精度达不到要求，所以排除方案 5。 10 （ 4）方案 6：本方案和方案 5 都是级进模，只是工序顺序相反。 因本设计的精度要求为为 IT7 级，故方案 6 也被排除。 上面分析了方案 方案 方案 5 和方案 6，即单工序模和级进模都不满足该薄板槽型零件的生产要求。 下面继续分析方案 3 和方案 4： （ 5）方案 3：本方案是复合模生产，工序顺序是先落料后冲槽。 本方案生产优点有冲件精度高，为 IT10~IT7 级；冲件平整，适合大批量生产。 方案 3 的生产缺点有：操作时出件较为困难，速度不宜太高；安全性较差需采取安全措施。 结合本设计的要求即厚度 t=1mm，材料为 10 钢，生产批量为大批量生产，精度要求为 IT7 级的薄板槽型零件，本方案满足其生产要求，故暂时保留方案 3。 （ 6）方案 4：本方案和方案 3 都是复合模生产，具有相似的优点和缺点，所以也满足本设计的要求。 但是，它们唯一的区别就是工序相反，本方案为先冲槽后 落料。 针对方案 3 和方案 4 的复合模生产，因为都满足本设计的要求，本着最优原则对它们进行比较。 由于它们唯一的区别是工序顺序相反。 因为一般多工序冲压时，有落料和冲槽，则先落料后冲槽能够减少定位误差和避免换算尺寸。 综上所述，故选择方案 3 即复合模→落料 +冲槽。 11 第 3 章 工艺参数的计算 毛坯尺寸的计算 排样 排样是指冲裁件在条料、带料或板料上的布置方法。 合理的排样和选择适当的搭边值，是提高材料利用率、降低成本和保证冲件质量及模具寿命的有效措施。 排样的方式 排样的 方式有多种多样。 有直排、斜排、直对排和混合排的废料排样，模具沿工件全部外形进行冲裁，工件周边都留有搭边。 这种排样能保证冲裁件的质量，冲模寿命也长，但材料利用率低。 有少废料和无废料排样，这两种排样方式对节省材料具有重要意义，并有利下一次冲裁多个工件，故可以提高生产率。 同时因冲裁周边减少，又可简化冲模结构和降低冲裁力。 但采用少废料和无废料排样时，由于条料宽度的公差以及条料导向与定位所产生的误差，使工件的质量和精度较低。 考虑到操作方便及使模具结构简单，故该零件采用直排的有废料排样。 这种排样方式能保证冲裁件的质量 ，冲模寿命也长，但材料利用率相对较低。 如下图 所示。 搭边 搭边是指排样时冲裁件之间以及冲裁件与条料侧边之间留下的工艺废料。 搭边的作用是补偿条料的定位误差和剪板误差，确保冲压出合格零件。 搭边还可以保持条料有一定的刚度，便于送料。 搭边是废料，从节省材料出发，搭边值应愈小愈好。 搭边过大，材料利用率低；但过小的搭边，容易造成搭边的强度和刚度不够，冲裁时容易翘曲或被拉断，不仅会增加冲裁件毛刺，有时甚至单边拉入模具间隙，造成冲裁力不均匀，损坏模具刃口挤近凹模。 一般来说，搭边值是由经验确定的。 可参照 《冲模设计应用实例》中表 216 列出了冲裁时常用的最小搭边值。 12 按《冲模设计应用实例》表 216 查得最小搭边值： mma 2 ， mma  条料宽度： mmb 79 步距： 0 0 6h  mm 材料的利用率 冲裁件的实际面积与所用板料面积的百分比叫材料利用率，它是衡量合理利用材料的经济性指标。 排样时，在保证工件质量的前提下，主要考虑如何提高材料的利用率。 材料利用率的计 算公式如下： 计算冲裁件的面积 A：    222 mm7 8 6 4mm1055861025586  ＋＋＋A 一个步距的材料利用率 : %100bhn  A (31) 式中： A—— 一个步距内冲裁件的实际面积 n—— 一个步距内冲裁件数目 b—— 条料宽度 h—— 步距 所以该零件的一个步距的材料利用率： 9 2 . 6 %%1 0 0 7 mm7 8 6 41%1 0 0bhn 2  A 图 排样图 13 各部分工艺力的计算 工艺力主要包括冲裁力、卸料力、推件力、顶出力、翻边力等。 冲裁力是凸模与凹模相对运动使工件与板料相分离所需要的力。 从凸模上将工件或废料取下来所需的力称为卸料力。 从凹模内将工件或废料顺着冲裁方向推出的力称推件力。 从凹模内将工件或废料逆着冲裁方向顶出的力称顶件力 冲裁力的计算 冲裁力是凸模与凹模相对运动使工件与板料相分离所需要的力。 按式（ 31）： Lt冲 (31) 式中： 冲F —— 冲裁力（ N） L—— 工件外轮廓周长（ mm）， t—— 材料厚度（㎜），   —— 材料的抗剪强度（ MPa）。 由表 11 查得 a300MP 工件外轮廓周长：   4 42022020751 0 6  ＋－－＋L 则冲裁力为： a4 7 3 4a3 0 4 MPMPF 冲 卸料力的计算 从凸模上卸下紧箍着的材料所需的力称为卸料力。 按式 （ 32）： 落卸卸 FKF  （ 32） 式中： 卸K —— 卸料力因数，其值由表 查得 卸K 14 表 卸料力、推料力和顶料力因数 料厚 /mm 卸K 推K 顶K 钢 ≤ ～ ＞ ～ ～ ＞ ～ ～ ＞ ～ ～ ＞ ～ 铝、铝合金 ～ ～ 纯铜、黄铜 ～ ～ 则卸料力为： KNKNF 7 0 7 3 40 3 卸 顶件力的计算 把落料件从凹模洞口顺着冲裁方向推出去的力 称为推件力。 按式（ 33）： 冲顶顶 FKF  （ 33） 式中： 顶F —— 推件力（ N） 顶K —— 顶件力因数，其值由表 31 查得 顶K 则顶件力为： KNKNF 顶 推件力的计算 把落料件从凹模洞口顺着冲裁方向推出去的力称为推件力。 按式（ 34）： 冲推推 FKF n （ 34） 式中： 15 推F —— 推件力（ N） 推K —— 推件力因数，其值由表 31 查得 推K n—— 工件卡在凹模内的个数，取 1n 则推件力为： KNKNF 7 2 7 3 推 总的冲裁力计算 KNKNKNKNFFFF 2 4 4 70 6 0 7 3 4  ＋＋＋＋ 顶卸冲总 压力中心的确定 冲裁模的压力中心就是冲裁力合力的作用点。 冲压时，模具的压力中心一定要与冲床滑块的中心线重合。 否则滑块就会承受偏心载荷，使模具歪斜，间隙不均，从而导致冲床滑块与导轨和模具的不正常磨损，降低冲床和模具的寿命。 所以在设计模具时，必须要确定模具的压力中心，并使其通过模柄的轴线，从而保证模具压力中心与冲床滑块中心重合。 由于该工件为对称的冲压件，所以其压力中心在于轮廓图形的几何中心 O点。 冲压设备的选用 冲压设备选择的要求： （ 1） 所选压力机的公称压力必须大于冲压所需的总冲压力，即： 总压力机 ＞ FF （ 2） 压力机的行程大小应适当。 由于压力机的行程影响到模具的张开高度，因此对于冲裁、弯曲等模具，其行程不宜过大，以免发生凸模与导板分离（导板模）或滚珠导向装置脱开的不良后果。 对于拉深模，压力机的行程至少应大于成品零件高度的两倍以上，以保证毛坯的放进和成形零件的取出。 （ 3）所选压力机的闭合高度应与冲模的闭合高度相适应。 即满足：冲模的 16 闭合高度介于压力机的最 大闭合高度和最小高度之间的要求。 （ 4）压力机工作台面的尺寸必须大于模具下模座的外形尺寸，并还要留有安装固定的余地。 但过大的工作台面上安装过小尺寸的冲模时，对工作台面的受力条件也是不利的。 由复合模的特点，为了安全起见，防止设备超载，可按公称压力  总压 ～ FF  的原则选用压力机。 参照《冲模设计应用实例》书末附录 B3，可选取公称压力为 250KN 的开式双柱可倾压力机。 其与模具设计的有关参数为： 公称压力： 250KN 滑块行程： 65mm 最大闭合高度； 270mm 连杆调节量： 55mm 工作台尺寸：（前后 mm左右 mm）： 370 560 垫板尺寸（厚度 mm孔径 mm）： 50 200 模柄孔尺寸：   6040mmmm  ：深度直径 最大倾斜角度： 30。