正装复合模课程设计

湖南涉外经济学院机械工程学部

冲压成型工艺及模具设计

课程设计任务书

学部专业

题目

任务起止日期: 年月日至

年月日止

学生姓名: 班级:

指导老师: 日期:

系主任: 日期: 审查

学部主任: 日期: 批准

前言

模具就是工业产品生产用的工艺设备,主要应用于制造业。它就是与冲压、锻造、铸造成形机械,以及塑料、橡胶、陶瓷等非金属材料制品成形加工用的成形机械相配套,作为成形工具来使用。模具属于精密机械产品,它主要由机械零件与机构组成,如成形工作零件、导向零件、支承零件、定位零件及送料机构、抽芯机构、推出机构等。

模具与相应的成形设备(如冲床、塑料注射机、压铸机等)配套使用时,可直接改变金属或非金属材料的形状、尺寸、相对位置与性能,使之成形为合格的制件。

为提高模具的质量性能精度与生产效率,缩短模具制造周期,模具多采用标准零件,所以模具属于标准化程度较高的产品。一副中小型冲模或塑料注射模中,其标准零件可达90%,其工时节约率可达25%到45%。

现代产品生产中,由于模具的加工效率高,互换性好,节约原材料,所以得到了很广泛的应用。现代工业产品的零件,广泛采用冲压、锻造成形、压铸成形、挤压成形、塑料注射或其它成形加工方法,与成形模具相配套,经单工序或多道成形工序,使材料成形加工成符合产品要求的零件,或成为精加工前的半成品件。如汽车覆盖件,须采用多副模具,进行冲孔、拉深、翻边、弯曲、切边、修边、整形等多道工序,成形加工为合格零件;电视机外壳、洗衣机内桶就是采用塑料注射模,经一次注射成型为合格零件;发动机的曲轴,连杆就是采用锻造成形模具,经滚锻与模锻成形加工为精密机械加工前的半成品配件。

高精度、高效率、长寿命的冲模,塑料注射成型模具,可成形加工几十万件,甚至几千万件产品零件,如一副硬质合金模具,可冲压硅钢片零件上亿件,这类模具称为大批量生产用模具。

适用于多品种、少批量,或产品试制的模具有组合冲模、快速冲模、叠层冲模或低熔点合金成形模具等。在现代加工业中,具有重要的经济价值,这类模具称为通用、经济模具。

电子计算机、现代通信器材与设备、电器、仪器与仪表等工业产品的元器件或零、部件越来越趋于微型化、精密化,其零件结构设计中的槽、缝、孔尺寸要求在0、3mm 以下,所以批量生产用模具要求很高。如高压开关中的多触点零件,宽度仅为10mm,却需冲孔,冲槽、弯曲、三层叠压等多个工序,模具需设计为70工位的精密级进冲模。又如手机中零件尺寸极其微小,对模具的要求很高。这类微型冲件与塑件用的模具,已成

为高技术模具或专利模具。

大型模具,重量在10吨以上的已很常见,有些模具重量达到30吨。如大型汽车覆盖件冲模、大型曲轴锻模、大尺寸电视机外壳用塑料注塑模等重量都在10吨以上。随着现代化工业与科学技术的发展,模具的应用越来越广泛,其适应性也越来越强,模具的制造水平已成为工业国家制造工艺水平的标志。

另外,模具就是进行成形加工及少、无切屑加工的主要工装,在大批、大量加工中,可使材料利用率达90%或以上。

当今社会的发展与进步,使原有的商品已经不能满足人们对物质的需求,然而有些商品的制造必须依靠模具才能生产加工出来。因此,模具的发展与人们的生活越来越紧密。我们利用模具加工各种的工件,以便满足人们的需要,模具的发展给我们带来了新的生活,新的时代。因此我选择了模具的毕业设计来检验我在这方面的知识。由于产品的材料与工艺特性不同,生产用的设备也有很多种,模具的种类繁多,但就是用处广泛的大约有以下几种:冲裁模、弯曲模、拉深模、冷压模、硬质合金冲模、塑料成型模等。其中以冷压模与塑料膜的技术要求与复杂程度高。

在本次毕业设计中利用计算机辅助设计(CAD)绘制模具装配图以及主要零件图,使得对CAD的应用得到了巩固与加深。同时对所给的零件进行分析,分析该零件的尺寸、形状、厚度、加工规模等从而得出用一般精度的模具即可完成加工要求。在加工分案的选择上选用了正装式复合模进行加工。同时对冲裁工艺、模具的整体结构、工作原理进行详细的介绍。希望对大学四年的知识能够有一个总结,顺利完成这次毕业设计。

课题:正装复合模设计

零件简图:如图所示

材料:0、8F

厚度: 1、2mm

·

1 冲裁工艺设计

1.1 冲裁件的工艺分析

冲裁件的的工艺性就是指冲裁件对冲压工艺的适应性,即冲裁件在冲压加工中的难易程度。冲裁件的工艺就是否合理,对冲裁件的质量、模具寿命与生产率有很大的影响,一般情况下对冲压件工艺性影响最大的就是几何尺寸与精度要求。

1、1、1 材料特性分析

冲压所用的材料,不仅要满足工件的技术要求,同时也必须满足冲压工艺要求:(1)应有良好的塑性。在成形工序中,塑性好的材料,其容许的变形程度大。在分离工序中,良好的塑性才能获得理想的断面质量。(2)应具有光洁平整且无缺陷损伤的表面状态。表面状态好的材料,加工时不易破裂,也不容易擦伤模具,制成的零件也有良好的表面状态。(3)材料的厚度公差应符合国家标准。因为一定的模具间隙,适应于一定厚度的材料。

本零件采用10号钢,10号钢属于优质碳素结构钢,其中含C量为0、07%~0、14%,

抗拉强度

b 335MPa

δ=,屈服强度205

s MPa

δ=。其韧性好,强度适中吻合加工的要求。

1、1、2 冲裁件的结构工艺性分析

(1)冲裁件的形状应尽量简单,最好就是规则的几何形状或由规则的几何形状所组成。同时应避免冲裁件上过长的悬臂与凹槽,它们的宽度要大于料厚的(1、5到2)倍,该零件外形上接近于矩形,没有悬臂与凹槽,冲裁件的最小尺寸为1、4mm大于1、5t。

(2)一般情况下,冲裁件的外形与内孔应避免尖角,采用0.5

>的圆角。此零件设有

R t

R2、5的倒角。

(3)冲孔时,因受凸模强度限制,孔的尺寸不宜过小。用一般冲模冲圆孔时,对硬钢,直径 1.3

≥。冲方孔时,对硬钢,边长 1.0

a t

≥;对

d t

d t

d t

≥;对铝及锌,0.8

≥;对软钢与黄铜, 1.0

软钢及黄铜,0.7

d=>。所以

a t

≥。由于10号钢属于软钢。而 1.40.8

≥;对铝与锌,0.5

a t

该条件也满足。

(4)孔与孔之间的距离或孔与零件边缘之间的距离a,因受模具强度与冲裁件质量的限制,其值不能过小,一般应取a、>2t(3-4mm),如使用级进模,而且对零件精度要求不高时,a可适当减小,但也不宜于小于板厚。该零件的孔与孔间的最小尺寸为5、5mm,孔与零件边缘的最短距离为4mm。

(5)冲裁件的精度一般可达IT10-IT12,高精度可达IT8-IT10级,冲孔比落料的精度约高一级。该零件没有标准公差,则对于非圆形件按国家标准《非配合尺寸的公差数值》

IT精度制造。

14

IT精度来处理,冲模则可按11

1、2 冲压工艺方案的确定

该工件有两道加工工序:冲孔、落料。可以有以下三种方案:

方案一:先落料后冲孔,采用简单模生产;

方案二:落料与冲孔连续加工,采用级进模生产;

方案三:落料与冲孔复合加工,采用复合模生产。

三种方案比较见表1、1