洛阳理工学院毕业设计(论文)
前 言
冲压是利用安装在冲压设备(主要是压力机)上的模具对材料施加压力,使其产生分离或塑性变形,从而获得所需零件(俗称冲压或冲压件)的一种压力加工方法。冲压通常是在常温下对材料进行冷变形加工,且主要采用板料来加工成所需零件,所以也叫冷冲压或板料冲压。冲压是材料压力加工或塑性加工的主要方法之一,隶属于材料成型工程术。
冲压所使用的模具称为冲压模具,简称冲模。冲模是将材料(金属或非金属)批量加工成所需冲件的专用工具。冲模在冲压中至关重要,没有符合要求的冲模,批量冲压生产就难以进行;没有先进的冲模,先进的冲压工艺就无法实现。冲压工艺与模具、冲压设备和冲压材料构成冲压加工的三要素,只有它们相互结合才能得出冲压件。
与机械加工及塑性加工的其它方法相比,冲压加工无论在技术方面还是经济方面都具有许多独特的优点。主要表现如下。
(1)冲压加工的生产效率高,且操作方便,易于实现机械化与自动化。这是因为冲压是依靠冲模和冲压设备来完成加工,普通压力机的行程次数为每分钟可达几十次,高速压力要每分钟可达数百次甚至千次以上,而且每次冲压行程就可能得到一个冲件。
(2)冲压时由于模具保证了冲压件的尺寸与形状精度,且一般不破坏冲压件的表面质量,而模具的寿命一般较长,所以冲压的质量稳定,互换性好,具有“一模一样”的特征。
(3)冲压可加工出尺寸范围较大、形状较复杂的零件,如小到钟表的秒表,大到汽车纵梁、覆盖件等,加上冲压时材料的冷变形硬化效应,冲压的强度和刚度均较高。
(4)冲压一般没有切屑碎料生成,材料的消耗较少,且不需其它加热设备,因而是一种省料,节能的加工方法,冲压件的成本较低。
但是,冲压加工所使用的模具一般具有专用性,有时一个复杂零件需要数套模具才能加工成形,且模具制造的精度高,技术要求高,是技术密集形产品。所以,只有在冲压件生产批量较大的情况下,冲压加工的优点
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才能充分体现,从而获得较好的经济效益。
冲压在现代工业生产中,尤其是大批量生产中应用十分广泛。相当多的工业部门越来越多地采用冲压法加工产品零部件,如汽车、农机、仪器、仪表、电子、航空、航天、家电及轻工等行业。在这些工业部门中,冲压件所占的比重都相当的大,少则60%以上,多则90%以上。不少过去用锻造=铸造和切削加工方法制造的零件,现在大多数也被质量轻、刚度好的冲压件所代替。因此可以说,如果生产中不谅采用冲压工艺,许多工业部门要提高生产效率和产品质量、降低生产成本、快速进行产品更新换代等都是难以实现的。
随着国民经济的迅速发展,人们越来越意识到模具是一个“效益放大器”。因为,模具生产的最终产品的价值,往往是模具价格的几十倍,上百倍。目前,模具技术已成为衡量一个国家产品制造水平高低的最重要标志。它决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。
模具工业在我国国民经济中的重要性,主要表现在国民经济的五大支柱产业——机械、电子、汽车、石油化工和建筑。
冷冲压是各类模具中所占比例最多,应用最为广泛的一种。在汽车和家用电器等生产部门占有十分重要的地位。冷冲压是一种先进的金属加工方法,它是建立在金属塑料性变形的基础上,利用模具和冲压设备对板料金属进行加工,以获得所需要的零件形状和尺寸。它和切削加工相比较具有生产率高,加工成本低,材料利用率搞,产品尺寸精度稳定,操作简单,容易实现机械化和自动化等一系列优点。汽车、摩托车行业是冷冲模的最大市场,其占整个模具市场的一半左右。可见,随着汽车行业的发展,冷冲模在模具工业中的比例越来越大,经济的发展也将越来越迅速,这体现了模具工业在国民经济中的重要性。
当前,由于产品品种增多,更新加快,市场竞争的日益激烈,因此,对模具的要求是交货期短,精度高及成本低。而模具的标准化程度直接影响着这些因素。模具的标准化程度越高,专业化生产越强,模具的生产周期就会越短,生产成本越低,模具质量越高。同时模具设计简化,交货期限缩短,产品更新换代就越迅速。
通过三年的基础课程和专业课程的学习,我对本专业的理论知识已有
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了系统的掌握,为以后走上工作岗位打下了结实的基础。但实践经验匮乏,此次设计的冲压模具就是在这种情况下完成的,错误之处难免,敬请指正。
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第1章 零件的工艺性分析
1.1 冲裁件的工艺性分析
1.1.1 冲裁件的工艺性
要求:设计以下工件的落料冲孔复合模,工件图如下所示:
图1-1 工件图
技术要求: 1. 材料:45钢 2. 材料厚度:2mm
3. 未注公差:按IT14级确定 4. 4.生产批量:中批量
工艺性:挡环属于中等尺寸工件,料厚2mm,外形复杂程度一般,尺寸精度要求一般,工件材料为45,具有良好的塑性,市场上容易得到这种材料,价格适中。因此工件外形可采用落料工艺获得。孔尺寸精度要求一般,可采用冲孔。此工件只有外形落料和冲孔两个工序。
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由以上分析可知,图示工件具有比较好的冲压工艺性,适合冲压生产。 1.1.2 冲裁件结构的工艺要求
1.冲裁件的形状
冲裁件的形状应尽量简单、对称,工件的形状及尺寸应考虑到使废料尽量减少,增加材料利用率。
2.冲裁件的圆角
冲裁件的最小允许圆角半径与材料的厚度及种类等因素有关,一般情况下,应使R>(0.3~1)t。满足冲裁件最小圆角半径。
表1-1 冲裁件最小圆角半径R
零件种类 落料 交角?90 ?黄铜、铝 0.18t 0.35t 0.2t 0.4t 合金钢 0.35t 0.70t 0.45t 0.90t 软钢 0.25t 0.5t 0.3t 0.6t 备注/mm >0.25 >0.5 >0.3 >0.6 ?90? 交角?90 ?冲孔 ?90? 3.为了保证冲裁模的强度及冲裁工件的品质,孔边距b1、孔间距b2不能太小,一般取b1>=1.5t、b2>=2t。 b1=30、 b2=50
30>1.5×2 50>2×2 满足要求。 4.最小冲孔直径
查表得无护套凸模的最小冲孔尺寸为0.8×1.2=0.96,已知冲裁件最小冲孔尺寸20,所以满足条件。
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