U型彎曲件彎曲模設(shè)計
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xxxx學(xué)院畢業(yè)設(shè)計系 部: 指導(dǎo)老師:專 業(yè):模具設(shè)計與制造 班 級:小 組 號: 組 長:同 組 人:日 期: 年 月 日前言模具設(shè)計畢業(yè)論文成形加工是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛的優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、適應(yīng)性很強(qiáng)的生產(chǎn)技術(shù),或稱成型工具、成型工裝產(chǎn)品,是技術(shù)含量高、附加值高、使用廣泛的新技術(shù)產(chǎn)品,是價值很高的社會財富。模具設(shè)計畢業(yè)論文由于模具生產(chǎn)技術(shù)的現(xiàn)代化,在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中,模具已廣泛應(yīng)用于電動機(jī)和電器產(chǎn)品、電子計算機(jī)產(chǎn)品、儀表、家用電器產(chǎn)品與辦公設(shè)備、汽車、軍械、通用機(jī)械等產(chǎn)品的生產(chǎn)中。模具技術(shù)水平的高低,模具設(shè)計畢業(yè)論文已成為衡量一個國家制造水平高低的重要標(biāo)志,并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。 目前,隨著汽車及輕工業(yè)的迅速發(fā)展,模具設(shè)計制造日益受到人們的廣泛關(guān)注,已成為一個行業(yè)。將高新技術(shù)應(yīng)用于模具設(shè)計與制造,已成為快速制造優(yōu)質(zhì)模具的有力保證:1)、CAD/DAE/CAM的廣泛應(yīng)用,顯示了用信息技術(shù)帶動和提升模具工業(yè)的優(yōu)越性。在歐美,CAD/DAE/CAM已成為模具企業(yè)普遍應(yīng)用的技術(shù)。在CAD的應(yīng)用方面,已經(jīng)超越了甩掉圖板、二維繪圖的初級階段,目前3D設(shè)計已達(dá)到了70-89,PRO/E、UG、CIMATRON等軟件的應(yīng)用很普遍。2)、為了縮短制造周期,提高市場競爭力,普遍采用高速切削加工技術(shù)。3)、快速成型技術(shù)與快速制模技術(shù)獲得普遍應(yīng)用。有SLA、SLS、FDM、LOM等各種類型的快速成型設(shè)備。目 錄緒論4第1章 工藝方案的確定511零件分析512工藝方案的確定及模具結(jié)構(gòu)形式的選擇513工序圖尺寸分析514排樣和材料利用率的計算6第2章 有關(guān)彎曲工藝計算82.1 毛坯尺寸的計算82.2 彎曲力的計算82.3 彎曲凸凹模的間隙82.4 凸、凹模寬度尺寸計算92.5 凸模圓角半徑92.6 凹模圓角半徑102.7 彎曲凹模外形和尺寸的確定102.8 選擇上、下模座及模柄102.9 墊板、凸模固定板102.10 閉合高度102.11 螺釘、銷釘?shù)倪x擇11212繪制模具總圖及零件圖11第三章 小結(jié)13參考文獻(xiàn)14緒論自20世紀(jì)80年代以來,我國的經(jīng)濟(jì)逐漸起飛,也為模具產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了巨大的動力。20世紀(jì)90年代以后,大陸的工業(yè)發(fā)展十分迅速,模具工業(yè)的總產(chǎn)值在1990年僅60億元人民幣,1994年增長到130億元人民幣,1999年已達(dá)到245億元人民幣,2000年增至260270億元人民幣。今后預(yù)計每年仍會以1015的速度快速增長。目前,我國17000多個模具生產(chǎn)廠點(diǎn),從業(yè)人數(shù)五十多萬。除了國有的專業(yè)模具廠外,其他所有制形式的模具廠家,包括集體企業(yè),合資企業(yè),獨(dú)資企業(yè)和私營企業(yè)等,都得到了快速發(fā)展。其中,集體和私營的模具企業(yè)在廣東和浙江等省發(fā)展得最為迅速。例如,浙江寧波和黃巖地區(qū),從事模具制造的集體企業(yè)和私營企業(yè)多達(dá)數(shù)千家,成為我國國內(nèi)知名的“模具之鄉(xiāng)”和最具發(fā)展活力的地區(qū)之一。在廣東,一些大集團(tuán)公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè),為了提高其產(chǎn)品的市場競爭能力,紛紛加入了對模具制造的投入。例如,科龍,美的,康佳和威力等知名集團(tuán)都建立了自己的模具制造中心。中外合資和外商獨(dú)資的模具企業(yè)則多集中于沿海工業(yè)發(fā)達(dá)地區(qū),現(xiàn)已有幾千家。 在模具工業(yè)的總產(chǎn)值中,企業(yè)自產(chǎn)自用的約占三分之二,作為商品銷售的約占三分之一。其中,沖壓模具約占50(中國臺灣:40),塑料模具約占33(中國臺灣:48),壓鑄模具約占6(中國臺灣:5),其他各類模具約占11(中國臺灣:7)。第1章 工藝方案的確定11零件分析由工件簡圖可知,該工件的加工涉及到落料、彎曲兩種工序內(nèi)容。12工藝方案的確定及模具結(jié)構(gòu)形式的選擇方案一:分別由兩套單工序模具來進(jìn)行生產(chǎn);方案二:由一套級進(jìn)模來完成兩個工序;方案三:由一套復(fù)合模直接完成切斷彎曲模來完成彎曲工藝。由于是中批量生產(chǎn),且單工序模具成本低,生產(chǎn)難度小,且能保證沖裁件的彎曲尺寸和平整性,生產(chǎn)效率高,故選擇方案一。工序簡圖:如圖2-01所示。圖2-0113工序圖尺寸分析計算毛坯展開長度L總:如圖2-03所示。L總=2L1+L2+L3+2/2(r+ X0t)由于r/t=3/1=3; 查表3-1得X0=0.47; L總=112.46112mm展開圖如下:14排樣和材料利用率的計算采用直排有廢料排樣方式,如圖2-02所示。圖2-02計算沖裁件面積A:毛坯圖,如圖2-04所示。A=LB=26.4112mm2 =2956.8mm2搭邊a和a1;查表2-13,工作間a=2,側(cè)面a1=2料寬B: B=D+2(a1+)+b0 查表2-14得:取0.5;查表2-15得:b0取0.5 故B=112+22)+0.5 0.5=116進(jìn)距h: h=26.4mm+2mm=28.4mm一個進(jìn)距的材料利用率:=100%=100%=89.75%另一方法是采用剪板工藝,直接剪到尺寸,材料利用率為100%。然后彎曲。第2章 有關(guān)彎曲工藝計算2.1 毛坯尺寸的計算由于本設(shè)計中,只需要設(shè)計彎曲模,所以不需要計算落料模的有關(guān)尺寸。展開毛坯尺寸計算方法和結(jié)果見前面第二章。所算得的彎曲工序坯料尺寸如上圖所示。2.2 彎曲力的計算此工件U形彎曲時力的計算,選計算公式為 F自=4(kbttb)/(r+t) =4(1.326.411380)/(2.6+1) =14490.66N=14.49KNF自材料在沖壓行程結(jié)束時的自由彎曲力b彎曲件的寬度 t彎曲件厚度r彎曲件內(nèi)彎角半徑k安全系數(shù) b材料的強(qiáng)度極限 b查表=294432,取380 由于兩邊緣在成形后會回彈,所以該部分在成形后須校正。 校正彎曲力: F校=A*P 查手冊 表3-17 P=100MP 校正面積: A=726.42=369.6 mm2 校正力: F=369.6*100MP=36.96KN綜上所述,總的彎曲力F總=14.49+36.96=51.45KN初選400KN開式壓力機(jī),壓力機(jī)的技術(shù)參數(shù)見表9-32.3 彎曲凸凹模的間隙由教材查得,對鋼材 C=(1.051.15)t ,C=1.1t=1.1 mm 2.4 凸、凹模寬度尺寸計算對于U形彎曲件,必須選擇適當(dāng)?shù)拈g隙值,因為凸凹模間隙小了,摩擦力和彎曲力就大,當(dāng)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(xué)性能,材料厚度,制件精度和彎邊長度來確定其凸凹模間隙。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(biāo)注外形尺寸時,則以凹模為基準(zhǔn)件,間隙放在凸模上。當(dāng)彎曲件標(biāo)注的是內(nèi)尺寸時,是以凸模為基準(zhǔn)件,間隙取在凹模上。同時應(yīng)該注意彎曲件精度,回彈趨勢和模具的磨損規(guī)律。由于彎曲件是內(nèi)形尺寸標(biāo)注,應(yīng)以凸模為基準(zhǔn)進(jìn)行計算。凹模尺寸按凸模配制,保證單邊間隙C,即b d = bp +2C bp= (b+0.25)- 0p 彎曲件尺寸公差未標(biāo)注,按IT14計算。查互換性與技術(shù)測量表1-8 =0.15 mmp 按IT8計算 p=0.046 mmb P=(52.8+0.25*0.15) 0-0.046 =52.83 0-0.046 mm b d = bp +2C所以配做凹模b d =52.83+2*1.0=54.83mm由于產(chǎn)品尺寸很小,凹模可以做成整體形式,模芯與凹模配合為間隙配合,間隙為0.03-0.05為保證產(chǎn)品的臺階高度,12.3 mm,在不計算材料厚度在內(nèi)的情況下,臺階高度應(yīng)該是12.3,在設(shè)計模具時也要保證凸模的臺階高度12.3,設(shè)計凹模和模芯的臺階高度時,也要保證該尺寸,這樣,沖出的產(chǎn)品,12.3的尺寸才能保證。2.5 凸模圓角半徑凸模的圓角半徑應(yīng)等于彎曲件內(nèi)側(cè)的圓角半徑r,但不能小于材料允許的最小彎曲半徑rmin 。由教材表3-20查得 rmin/t=0.5, rmin=0.5 mm r= 1 rmin 所以取 rP=2.6 mm2.6 凹模圓角半徑凹模的圓角半徑rd 可根據(jù)板材的厚度來選取: t2mm , rd =(0.51)t 所以取 rd=2.6 mm 2.7 彎曲凹模外形和尺寸的確定凹模高度 H=k*b=0.18*112=20.16 取H=20mm (選模具后可根據(jù)閉合高度調(diào)整)凹模壁厚 C=(1.52.5)H H=30-50 mm 取C=50 mm 所以凹模總長為 152.8 mm ,總寬為110 mm 2.8 選擇上、下模座及模柄由于產(chǎn)品年產(chǎn)量不是很大,所以為節(jié)省模具成本,可以考慮使用敞開模具。2.9 墊板、凸模固定板由于產(chǎn)品尺寸比較小,卸料力也很小,模具設(shè)計十可以采用彈簧頂料,如此要考慮到下模需要加個墊板,否則彈簧沒有壓宿,無法調(diào)試模具,這樣也可以減緩對模板的壓應(yīng)力, 采用墊板加固。2.10 閉合高度模具閉合高度應(yīng)為上模板、下模板、凹模、凸模等厚度的總和,即H0=(30+25+30+40+40-16)mm=149 mm10#模架閉合高度Hmax=129 mm,Hmin=149 mm模架滿足要求。壓力機(jī)閉合高度Hmax=225 mm,Hmin=169 mm滿足Hmax-5 mmH0Hmin+10 mm2.11 螺釘、銷釘?shù)倪x擇凸模與上模座的固定所用螺釘均為GB 70-75內(nèi)六角螺釘。由于是中小型模具則采用M8mm,M10mm的.銷釘采用GB 119-76 的圓柱銷,規(guī)格為d=6、8、10等。212繪制模具總圖及零件圖彎曲模具裝配圖如圖2-1:圖2-1 底座彎曲模裝配圖1-下模座 2-彈簧 3-定位板 4-頂柱 5-模柄 6-凸模 7-擺動凹模8-軸銷 9-凹模支架 10-彈簧座2.13.模具制造裝配要點(diǎn)凹模、凸模均是需淬硬的零件,凹模加工后,在線切割和淬硬以前,在模架的下模板上進(jìn)行裝配。在凹模上劃出各個形孔和圓孔的線, 并根據(jù)計算數(shù)據(jù)劃出壓力中心, 使壓力中心線與下模座的中心線對正。鉆、攻螺孔, 將下模板、下模墊板、凹模 裝配, 校正導(dǎo)尺間距后, 鉆鉸銷釘孔和攻螺孔, 將上述四板固定。 鉆孔并安裝承料板。然后將下模全部拆開, 將凹模板熱處理淬硬后進(jìn)行線切割加工, 用平面磨床磨平后重新裝配。固定在上模板的上模部分,凸模都應(yīng)淬硬,裝配前將凸模淬硬并完成全部加工。裝配時,將凸模裝配上模,凸模與凹模間隙為1.0mm1.055mm,在凹模型孔中墊約1.0mm的硬紙片, 以確定間隙。將已組裝為一體的凸模,凹模,凹模墊板一同,并使凸模芯插入凹??字?將上模板通過導(dǎo)柱、導(dǎo)套與下模板裝在一起。透過上模板鉆、攻螺孔,使上模板、小導(dǎo)柱、墊 板、墊板上的小導(dǎo)套、凸模固定檢查無誤后, 鉆、鉸銷釘孔, 打入銷釘,再鉆、攻螺孔、安裝卸料螺釘和彈簧。上模全部拆開, 將墊板淬硬磨平,再次裝配上模,裝入打料桿,完成模具裝配。第3章 小結(jié)本課程設(shè)計主要針對U型彎曲件彎曲模設(shè)計。本文詳細(xì)地闡述了U型連接板彎曲模設(shè)計的過程。在對零件進(jìn)行工藝分析的基礎(chǔ)上,明確地提出了采用彎曲模生產(chǎn)該零件的設(shè)計方案。其中主要包括排樣圖設(shè)計;搭邊值和步距確定等。對模具的具體結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行了設(shè)計主要包括:工作零件(凸模、凹模);定位零件;卸料、緊固裝置和安全裝置的設(shè)計。在老師的精心指導(dǎo)下,對彎曲模具有了較為深刻的認(rèn)識,懂得了它的優(yōu)越性和不足之處。也了解了彎曲模的設(shè)計過程,掌握了它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),可以利用工具書準(zhǔn)確地查出所需要的數(shù)據(jù)。同時也發(fā)現(xiàn)了自己的很多不足之處,專業(yè)知識不夠,基礎(chǔ)不扎實(shí),有些常識性的問題都沒有搞懂。以后會加強(qiáng)基礎(chǔ)和專業(yè)的學(xué)習(xí)。由于時間倉促,加之自己知識水平有限,文中的不足之處再所難免,望老師不吝賜教,希望能在以后的學(xué)習(xí)和工作中不斷的完善和創(chuàng)新。參考文獻(xiàn)1 李天佑主編 沖模圖冊北京:機(jī)械工業(yè)出版社,19882 姜奎華主編 沖壓工藝與模具設(shè)計北京:機(jī)械工業(yè)出版社,19983王同海、孫勝編著實(shí)用沖壓設(shè)計技術(shù).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,19954冷沖模GB2851 -2857- 81北京:技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)出版社,19845李澄、吳天生、聞百橋主編 機(jī)械制圖高等教育出版社6鄭家賢主編 沖壓工藝與模具設(shè)計機(jī)械工業(yè)出版社7許發(fā)樾主編 沖模設(shè)計應(yīng)用實(shí)例高等教育出版社8沖模設(shè)計手冊編寫組編 沖模設(shè)計手冊北京:機(jī)械工業(yè)出版社19889 駱志斌主編.模具工實(shí)用技術(shù)書冊M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,199910 丁松聚主編.冷沖模設(shè)計M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,199411 李發(fā)致編著.模具先進(jìn)制造技術(shù)M.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,200312 周雄輝等.現(xiàn)代模具設(shè)計制造理論M.上海:上海交通大學(xué)出版社,200013 張韻主編.冷沖壓模具設(shè)計和制造M.西安:西北工業(yè)大學(xué)出版社,199514 肖祥芷 王孝培主編. 中國模具設(shè)計大典M.江西:科學(xué)技術(shù)出版社。設(shè)計心得 通過本次畢業(yè)設(shè)計,在理論知識的指導(dǎo)下,結(jié)合認(rèn)識實(shí)習(xí)和生產(chǎn)實(shí)習(xí)中所獲得的實(shí)踐經(jīng)驗,在老師和同學(xué)的幫助下,認(rèn)真獨(dú)立地完成了本次畢業(yè)設(shè)計。在本次設(shè)計的過程中,通過自己實(shí)際的操作計算,我對以前所學(xué)過的專業(yè)知識有了更進(jìn)一步、更深刻的認(rèn)識,能夠把自己所學(xué)的知識比較系統(tǒng)的聯(lián)系起來。同時也認(rèn)識到了自己的不足之處。到此時才深刻體會到,以前所學(xué)的專業(yè)知識還是有用的,而且都是模具設(shè)計與制造最基礎(chǔ)、最根本的知識。本次畢業(yè)設(shè)計歷時一個月左右,從最初的領(lǐng)會畢業(yè)設(shè)計的要求,到對拿到自己手上的沖壓件的沖壓性能的分析計算,諸如對沖壓件結(jié)構(gòu)的分析,對形狀的分析等,不斷地分析計算,對要進(jìn)行設(shè)計的沖壓件有了一個比較全面深刻的認(rèn)識,并在此基礎(chǔ)上綜合考慮生產(chǎn)中的各種實(shí)際因素,最后確定本次畢業(yè)設(shè)計的工藝方案。然后是對排樣方式的計算,直到模具總裝配圖的繪制,用時近一個月。在這段時間里,我進(jìn)行了大量的計算:從材料利用率的計算,到工序壓力的計算,再工作部分刃口尺寸及公差的計算,到各種零件結(jié)構(gòu)尺寸的計算以及主要零部件強(qiáng)度剛度的核算。其間在圖書館翻閱了許多相關(guān)書籍和各種設(shè)計資料。因此從某種意義上講,通過本次畢業(yè)設(shè)計的訓(xùn)練,也培養(yǎng)和鍛煉了一種自己查閱資料,獲取有價值信息的能力??傊ㄟ^本次畢業(yè)設(shè)計的鍛煉,使我對模具設(shè)計與模具制造的整個過程都有了比較深刻的認(rèn)識和全面的掌握。使我接受了一個模具專業(yè)的畢業(yè)生應(yīng)該有的鍛煉和考查。我很感謝學(xué)校和各位老師給我這次鍛煉機(jī)會。我是認(rèn)認(rèn)真真的做完這次畢業(yè)設(shè)計的,也應(yīng)該認(rèn)認(rèn)真真的完成我大學(xué)三年里最后也是最重要的一次設(shè)計。但是由于水平有限,錯誤和不足之處再所難免,懇請各位指導(dǎo)老師批評指正,不勝感激。 致 謝 首先感謝學(xué)校及學(xué)院各位領(lǐng)導(dǎo)的悉心關(guān)懷和耐心指導(dǎo),特別要感謝指導(dǎo)老師給我的指導(dǎo),在設(shè)計和說明書的寫作以及實(shí)物制作過程中,我始終得到他的悉心教導(dǎo)和認(rèn)真指點(diǎn),使得我的理論知識和動手操作能力都有了很大的提高與進(jìn)步,對模具設(shè)計與制造的整個工藝流程也有了一個基本的掌握。在他身上,時刻體現(xiàn)著作為科研工作者所特有的嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的教學(xué)風(fēng)范,勇于探索的工作態(tài)度和求同思變、不斷創(chuàng)新的治學(xué)理念。他不知疲倦的敬業(yè)精神和精益求精的治學(xué)要求,端正了我的學(xué)習(xí)態(tài)度,使我受益匪淺。另外,還要感謝和我同組的其他同學(xué),他們在尋找資料,解答疑惑,實(shí)驗操作、論文修改等方面,都給了我很大的幫助和借鑒。最后,感謝所有給予我關(guān)心和支持的老師和同學(xué)使我能如期完成這次畢業(yè)設(shè)計。謝謝各位老師和同學(xué)!感謝學(xué)校對我這兩年的培養(yǎng)和教導(dǎo),感謝學(xué)院各位領(lǐng)導(dǎo)各位老師三年如一日的諄諄教導(dǎo)!19
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