帽形件复合模加工工艺分析毕业设计论文(编辑修改稿)

帽形件复合模加工工艺分析毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

艺分析 图 21 零件图 零件 图， 如图 21 所示。 生产批量：大批量生产； 材料： 08 钢； 材料厚度： 1mm； 毛坯精度： IT14 级。 明确设计任务，收集相关资 料 冲压工艺设计应在收集、调查、研究并掌握有关 设计的原始资料的基础上的基础上进行，做到有的放矢，避免盲目性。 工艺设计的原始资料包括如下内容： （ 1）零件图及技术要求 零件图如设计任务书中要求的零件图。 技术要求应明确合理。 由此可以对拉伸件的结构，尺寸大小，精度要求以及装配关系，实用性等全面了解，以便制定工艺方案，选择模具类型和确定模具精度。 （ 2）生产类型 生产类型是企业生产产业程度的分类，一般分为：单件生产、成批生产、大批量生产。 生产类型不同，产品制造的工艺方法、所采用的设备和工艺装备以及生产的组织形式等均不同。 根据生产纲领和产品零件的特征或工作时每 月负担的工序数、生产类型和生产纲领的关系，确定该零件的生产类型为大批量生产。 （ 3）生产组织形式 生产类型不同，零件和产品的组织形式，采用的技术措施和达到的技术经济 4 效果是不同的。 因为该零件是大批量生产，所以其生产类型及各种生产类型的工艺性，特征其生产组织形式为零件的互换性，有修配法、钳工修配、缺乏互换性、毛配的制造方法和加工余量、手工制造或自由锻造毛配精度低、加工余量大。 （ 4）工艺装备 大批量采用专用夹具，标准附件，标准刀具和万能量具，依靠钳工画线和试切法达到精度要求。 冲压工艺性分析 （ 1）材料 ： 08 钢是优质碳素结构钢，易于拉深成形，具有良好的冲裁和拉深性能。 （ 2）制件结构：该制件为冒形拉伸件，拉深高度不大，便于成形。 （ 3）尺寸精度：根据零件图和查表可知制件高度为  ，工件外轮廓为0  、内壁尺寸为 0  、孔尺寸为  ，属于 IT14 级，对于一般冲压均能满足要求。 制定冲压工艺方案 工序性质和数量 （ 1）工序性质的确定 在冲压加工中，工序性质是指冲压件所需 的工序种类，剪裁、落料、冲孔、切边等属于分离工序；弯曲、拉深 等属于成型工序。 冲压工序性质的确定主要取决于冲压件的形状尺寸和精度要求，同时还应考虑冲压变形规律及某些具体条件的限制，通常确定工序性质时应考虑一下几个方面： 1）从零件图纸上直观的确定工序性质，平板件冲压加工时常采用剪裁、落料、冲孔等冲压工序。 当平面度要求较高时采用较平的工序进行精压，当零件的断面精度要求较高时，需增加修整工序或采用精密冲裁工艺进行加工。 2）对零件图进行计算分析，根据计算结果，综合分析确定工序 性质。 3）为改善冲压变形条件，方便工序定位，增加附加工序，预冲工序工艺切口达到改善冲压变形条件，提高成型质量。 5 综上所述，根据零件图纸分析需要经过落料、拉深、 冲孔等工序。 （ 2）工序数量的确定 确定工序数量的基本原则是：在保证工件质量，生产率和经济性要求的前提下，工序数量应尽可能的减少。 该制件精度要求较高，因此采用复合模。 工序顺序和组合 （ 1）工序顺序 各工序安排主要取决于冲压变形规律和零件质量要求，工序顺序的安排一般有以下几个方面： 1）所有的孔只要其形状和尺寸不受后续工序的影响，都应该在 平板坯料上冲出。 2）所在位置会受到以后某工序变形的影响的孔，一般都应在有关的成型工序完成后再冲孔。 3）孔靠近或孔边缘较小时，如果模具强度够高，最好同时冲出，否则应先冲大孔和一般精度孔，后冲小孔和高精度孔或者先落料在冲孔，力求把可能产生的畸变限制在最小范围内。 4）如果在同一个零件不同位置冲压时，变形区域互相不发生作用，根据模具结构定位和操作过程的难易程度来确定。 5）多角弯曲件主要从材料变形和材料的运动两方面安排弯曲的顺序，一般先弯曲外角在弯曲内角，弯角更具零件图先冲裁后落料，由固定挡料销定位。 （ 2） 工序组合方式的选择 冲压工序的组合是指将两个或两个以上的工序分析合并在一道工序内完成，减少工序及占用的模具设备和数量，提高效率和冲压制件的精度，在确定工序组合时，首先应考虑组合的必要性和可行性，然后在决定是否组合。 1）工序组合的必要性主要取决于冲压件的生产批量。 2）工序组合的可行性受到多种因素的限制，应保证能冲压出形状、尺寸和精度均符合要求的图样，实现其所需动作保证有足够的强度与现有的冲压设备条件相适应。 综上所述，根据零件图纸要求及批量生产，以此采用落料拉深 冲孔复合模。 6 冲压工艺方案 （ 1） 工艺方案 该制件包括落料、拉深、 和冲孔 三 个基本工序，可以有以下六种方案： 方案一：落料 拉深 冲孔，单工序冲压模； 方案二：冲孔 落料 拉深，单工序冲压模； 方案三：落料 拉深 冲孔，复合模； 方案四：冲孔 落料 拉深，复合模； 方案五：落料 拉深 冲孔，级进模； 方案六：冲孔 落料 拉深，级进模； （ 2）工艺方案的分析 方案一模具结构简单，但需 三 道工序，即需要落料模，拉深模， 及冲孔模，三 幅模具，生产效率低，操作也不安全，劳动强度大，难以满足该产量的年产量要求，故不宜采用。 方案二同方案一，也需要三 道工序， 但是其孔的尺寸精度不宜保证，故不宜采用。 方案三只需要一副模具，冲压件的形位精度和尺寸精度容易保证，且生产效率高。 虽然模具结构比方案一要复杂，但由于制件的几和形状和结构简单，模具制造并不困难，因此该方案适合。 方案四与方案三有类似之处，但是由于先冲孔，制件有比较薄，容易在拉深时出现拉裂的现象，故不宜采用。 方案五也只需要一副模具，生产效率高，但冲压件的精度较方案三要低些，并且其模具制造精度比方案三的要高，如果想保证冲压件的形位精度，需要在模具上设置导正销导正或导料板，另外该方案的模具外形比方案三的要大些，故 模具在制造和安装方面较方案三复杂些。 方案六与方案五类似，制造加工困难，孔 的 精度不宜保证。 综上所述，该制件采用方案三最适合。 7 3 冲压模具工艺参数设计 模具总体结构设计 模具类型的选择 由上面冲压工艺分析可知，采用复合模冲压，所以模具类型为复合模。 定位方式的选择 因为该模具采用的是条料，控制条料的送进方向采用导料销，控制条料的送进步距采用固定挡料销定距。 卸料方式的选择 因为工件厚 1mm，相对较薄，卸料力不大，故可以采用弹性卸料装置卸料。 导向方式的选 择 为了提高模具寿命和工件质量，方便安装调试，改复合模采用中间导柱的导向方式。 模具设计工艺计算 毛坯尺寸计算 查冲压模具手册可知计算毛坯公式为： 23242121122121 ddrdrhdrrddD  根据计算与分析可得：毛坯尺寸为 56mm。 确定拉深次数 根据冲压模具手册有凸缘筒形件的极限拉深系数表可知 mm  ，故可以一次拉深成形。 8 排样及材料的利用率 （ 1） 排样图 如图 31 所示： 图 31 排样图 （ 2）材料利用率的计算 根据分析与计算板料的利用率 总 为： 总 % 计算工序压力，选择压力机 根据模具结构总的冲压力为： F 总  根据总的冲压力，由附录附表一初选用 J2316 规格的开式双柱可倾压力机。 模具压力中心与计算 由于该零件是一个圆形图形，属于对称中心零件，所以该制件的压力中心 在图形的几何中心 O 处。 如图 32 所示： 9 图 32 压力中心简图 冲裁模间隙的确定 查冲压模具手册可知 08 钢的最小双面间隙 m in  ，最大双面间隙 m ax 。 刃口尺寸的计算 凸、凹模刃口计算的方法 对于该制件厚度只有 1mm 属于薄板零件，可以采用配合加工，但由于是圆形制件，因此这里采用分开加工。 计算落料凸、凹模刃口尺寸 凸模与凹模分开加工的方法计算落料凸、凹模以及冲孔凸、凹模的刃口 尺寸，根据分析与计算可得： 落料： mmd  ， mmp 0 。 冲孔： pd mm0  ， d  冲裁刃口高度的确定 选择条件见表 31 所示： 表 31 刃口高度 料厚 ≤ ＞ ～ 1 ＞ 1～ 2 ＞ 2～ 4 ＞ 4 刃口高度 h ≤6 ＞ 6～ 8 ＞ 8～ 10 ＞ 10～ 12 ≥14 该制件厚度为 1mm，根据表 31 可知刃口高度为 mmh 108～ ，取 mmh 9。 10 拉深刃口尺寸的计算 根据分析与计算可 知道 拉深 凹模的尺寸为： dD  拉深凸模的尺寸为： pD mm0  4 主要零件加工工艺 导柱、导套的加工工艺 导柱、导套的工艺性分析 图 41a 导柱 11 图 41b 导套 导柱是典型的圆柱形零件， 如图 41a 所示；导套是典型套型零件，如图 41b所示。 它们在模具中起着定向和导向作用，保证凸模和凹模在工作时具有正确的相对位置。 为了保证良好的导向，导柱、导套在装配后应保证模架的活动部分运动平稳、无阻滞现象。 所以在加工过程中，除 了保证导柱、导套配合表面的尺寸和形状精度外，还应 该 保持导柱、导套各自配合面之间的同轴度要求。 为了提高导柱、导套的耐磨性并保持较好的韧性，导柱、导套一般 选用低碳钢 （ 20） 钢进行渗碳、淬火处理，也可以选用碳素工具钢 （ T10） 淬火处理，淬火硬度为58~62HRC。 构成导柱、导套的基本表面是回转体圆柱面，因此导柱、导套的主要加工方法是车削、磨削，对于配合精度要求高的部位，其配合表面还要进行研磨。 加工导柱、导套时，要保证与模架的上下模板过盈配合、各配合面之间的同轴度要求及其形状和位置精度。 导柱加工时要采用两端中心孔 定位，使各主要工序的定位基准统一，热处理后还应修正中心孔，以消除中心孔在热处理时可能产生的变形和其他缺陷。 修正中心孔 可采用磨、研磨和挤压等方法，淬火后的精加工可采用外圆磨床加工。 导套加工时，粗加工一般采用一次装夹同时加工外圆和内孔，精加工采用互为基准原则，以保证内孔和外圆满足同轴度要求。 加 工方法及工艺方案比较 导柱、导套零件的形状比较简单，主要是进行内、外圆柱面加工。 内、外圆柱面的机械加工方法很多，常用的有车、磨、钻、扩、镗、拉等。 根据零件的尺寸精度与表面粗糙度要求 ，可将这些加工方法进行适当的 组合。 12 一般采用普通机床进行粗加工和半精加工后再进行热处理，而磨削精加工则安排在热处理之后，以消除热处理引起的变形，提高配合表面的尺寸精度和减小配合表面粗糙度值。 根据导柱、导套的结构形状、尺寸精度、配合间隙及加工条件等，可采用传统机械加工方法，一般有分别加工法和配作 法两种方案。 由于配作法的生产类型适合于单件生产，而导柱、导套属标准件，其生产类型属于小批生产，即导柱、导套的加工分别按图样尺寸的要求、公差配合的间隙尺寸之差来保证，因此导柱、导套宜采用分别加工法进行制造。 导柱和导套的加工方案为：下料 — 粗车 — 钻 中心 孔 — 车 — 检验 — 热处理 — 磨削 — 磨削外圆和内孔。 关工艺装备的准备 （ 1） 夹 具的选择 由于导柱、导套都为单件小批量生产，所以采用三爪自定卡盘、顶尖等车床通用夹具。 （ 2） 刀 具的选择 1） 导 柱加工刀具的选择如下： 选用  5mm中心钻钻削中心孔； 粗车及平端面选用 90176。 硬质合金外圆车刀 ； 精车选用 60176。 硬质合金外圆车刀； 精磨选用砂轮。 13 表 41 为导柱加工 刀 具卡 ： 表 41 导柱加工刀具卡片 产品名称 零件名称 零件图号 序号 刀具号 刀具规格名称 数量 加工表面 刀具半径 备注 1 T01  5mm 中心钻 1 钻  5mm 中心孔 2 T02 90 度的硬质合金外圆车刀 1 车端面及粗车轮廓 右偏刀 3 T03 60 度的硬质合金外圆车刀 1 精车轮廓 右偏刀 4 T04 砂轮 1 精磨轮廓 编制 审核 批准 共 1 页 第 1 页 2） 导 套加工刀具的选择如下： 车端面，选 45176。 硬质合金外圆车刀； 选用  5mm中心钻钻削中心孔； 粗车及平端面选用 90176。 硬质合金外圆车刀； 精车选用 60176。 硬质合金外圆车刀； 粗、精车内轮廓选用 60176。 硬质合金内圆车刀； 精磨选用砂轮。 将所选的刀具参数填入表 42 所示的导套加工。