基于三维模具技术的LED灯配件模具设计与制造 毕业设计任务书

    西南科技大学城市学院  City College of Southwest University Of Science and Technology           课程设计论文（设计）       论文题目：  基于三维模具技术的 LED灯配件模具设计与制造    指导教师：             武       燕                   系     别：             机电工程系                   专业班级：   机械设计制造及其自动化  制造 1001      姓     名：             赵       晗                    学     号：             201040194                    日     期：             2013 年 11 月                目录  摘要 - 1 - 第一章  绪论 . - 2 - 1  目的   - 2 - 2  设计任务 .- 2 -      2.1. UG 软件使用  - 2 -      2.2. 零件冲压方案 .- 2 -      2.3. 模具结构设计 .- 2 - 3 设计要求 - 2 第二 章   弯曲工艺设计 . .-3-   1、弯曲零件 .-3- 2、弯曲工艺分析 .-3- 2.1 材料分析 . - 3 - 2.2 结构分析 .- 3 -. 3、工艺方案确定 - 4 -    4、弯曲 工艺计算 - 4 -      4.1 毛坯尺寸计算 .- 4 -      4.2 弯曲力计算 .- 5 -      4.3 弯曲模主要零部件计算 .- 6 - 5、冲压设备的选择 - 9- 6、弯曲模模架结构设计 - 9 -  6.1 模座的设计 .- 9 -      6.2 模具闭合高度 .- 9 -      6.3 固定板、垫板、定位板、顶料块及模柄尺寸 - 10 -  6.4 紧固装置 .-10 -      6.5 橡胶垫的选用 - 10-      6.6 热处理要求 .- 11 - 7、模具的装配图 .- 12 - 小  结 -18 - 参考文献 - 19 -  1  摘要  随着模具的迅速发展，在现代工业生产中，模具已经成为生产各种工业产品不可缺少的重要工艺设备，为了扩展在学生在弯曲模具方面的知识，为了适应社会的要求，学校教学环节中，模具三维项目 实践是不可缺少的一部分，这次项目实践是在学习完弯曲、模具制造以及三维等课程的基础上进行的，是对学生综合能力的考核，是对学生所学知识的综合运用，也是对学生所学知识的回顾与检查。通过实例，分析了的弯曲工艺方案，并根据零件形状和类型，制定合理的弯曲模具，阐述了模具结构特点及工作过程，最后提出了模具设计应该注意的问题。   关键词： 弯曲      弯曲工艺      模具设计2   第一章  绪论  第一节   目的  项目实践是重要的实践环节之一，它将理论联系实际，用所学知识在实践中进行融会贯通，培养调查研究、分析问题和解决问题的能力，培 养学生独立工作以及创新能力，为今后的学习工作打下坚实的基础。  第二节  设计任务  1. UG 软件使用     熟悉 UG软件在二维设计、实体造型和装配方面的应用。  2. 零件弯曲方案     1）分析零件的弯曲工艺性。  3. 模具结构设计     1）模具的二维工程图设计。     2)  模具零件的三维设计及模具三维装配。  第三节  设计要求  1.设计必须由学生本人独立完成。  2.完成设计说明书一份。                                      3 第二章  弯曲工艺设计  1. 弯曲零件    U 型件弯曲模具设计，零件如图 1.1，参数如图所示，大批量生产。                    图  1.1  2. 弯曲工艺分析  具有良好工艺性的弯曲件，能简化弯曲工艺过程和提高弯曲精度，并有利于模具的设计和制造。弯曲件的工艺设计材料、结构工艺和弯曲件的精度内容。   2.1 材料分析     该工件所用材料 10 钢是常用的弯曲材料，塑性较好，适合冲压加工，大批量生产。    2.2 结构分析      零件结构简单，形状对称，对弯曲成型较为有利。查表 1（垂直于纤维）材料允许最小弯曲半径 rmin=0.1t=0.2mm<3mm，不会弯裂。计算零件                                    4 相对弯曲半径 r/t=1.5<3,卸载后弯曲圆角半径变化不予考虑， 工件的弯曲直边高度为 34.77mm，远大于 2t，因此可以弯曲成功。该工件是一个弯曲角度为 90o 的弯曲件，所有尺寸精度均未标注公差，而当 r/t<5 时，可以不考虑圆角半径的回弹，所以该工件符合普通弯曲的经济精度要求。   3. 工艺方案的确定  工序：直接弯压 U 型件。  4. 弯曲工艺计算  4.1毛坯尺寸计算  毛坯总长度等于各直边长度加上各圆角展开长度，即：                        L=2L1+L2+2L 弯  由图 1 可得            L1=25mm           L2=150mm                                              5  表 2 由 r/t=1.5  取 x=0.36 L 弯   =3.14/2(r+xt)=8.5 L=2L1+L2+2L 弯 =217 4.2弯曲力计算    总冲压力等于校正力和压料力之和，先计算校正力                 F 校 =AP=61 12 60=43.9KN 根据弯曲力经验公式  FZ=0.7Kbt2 b/（ r+t）  =0.7 1.3 12 22 400/（ 3+2） =3494N    FD=(0.3-0.8) FZ=2796N                                     6                         表 3 由于校正弯 曲力比顶件力大的多，故一般 FD可忽略。  4.3弯曲模主要零部件尺寸  （ 1）凸模圆角半径 rp     在保证不小于最小弯曲半径值的前提下，当零件的相对圆角半径 tr/ 较小时，凸模圆角半径取等于零件的弯曲半径，即 rp=r=5mm. （ 2） 凹模圆角半径 rd 凹模圆角半径不宜过小，以免擦伤零件表面，影响冲模的寿命。根据厚度 rd=（ 2-3） t=3t=6mm （ 3） 凹模深度   过小的凹模深度会使毛坯两边自由部分过大，造成弯曲件回弹量大，工作不平直；过大的凹模深度增加了凹模尺寸，浪费 模具材料，并且需要大行程的压力机，因此模具设计中，要保持适当的凹模深度。该产品零件为弯边高度不大且两边要求平直的 U 形弯曲件，则凹模深度应大于零件的高度，且高出值 h0=5mm。查表得凹模工作部分深度为 32mm。                                      7                图 4.1 （ 4） 凸凹模间隙   由式 由 c=（ 1.05 1.15） t   可取 c=1.1t=1.1mm。  （ 5）凸凹模宽度尺寸  零件标注在外形上，应以凹模 首先设计凹模的宽度尺寸。基本尺寸为65mm，板厚 2mm的弯曲件未注公差为 0.4mm，则由式：  凹模宽度 : dLLd 0)5.0-( += d4.00)6.15.0-65( +mm= 4.002.64 +mm 凸模宽度： 0)2-( pcLL dp = 04.0)2.22-2.64( mm= 04.08.59mm                                           8 （ 6）凸凹模造型                   凸模                 凹模                                        9  5.冲压设备的选择  根据计算选取冲压设备 J23-10，其主要技术参数如下：  公称压力： 100kn 滑块行程： 45mm 最大闭合高度： 180mm 闭合高度调节量： 50mm 模柄孔尺寸： 30X50mm 工作台厚度： 40mm 电动机功率： 1.5KW 外形尺寸： 1750 750 850 6.弯曲模模架结构设计   （ 2）模具闭合高度      模具的闭合高度是指压力机滑块在下止点位置时，模具上模座至下平面间的距离，与压力机有以下关系：                                      10   （ 5）橡胶垫的选用  1.为保证橡胶垫不过早失去弹性而损坏，其允许的最大压缩量不得超过自由高度的 45%，一般取 H 总 =（ 0.35 0.45） H 自由 。橡胶垫的预压缩量一般取自 由高度的 10% 15%。                  H 工作 =H 总 H 预    故工作行程：    H 工作 =H 总 -（ 0.1 0.15） H 自由   由工作行程可计算出橡胶垫高度：                H 自由 =H 工作 （ 0.25 0.30）  式中    H 自由 橡胶垫自由状态下多的高度         H 工作 所需工作行程                                      11 2.橡胶垫产生的力                F=Ap 式中       F 压力            A 橡胶垫横截面积            P 与橡胶垫压缩量有关的单位压 力  橡胶垫压缩量 % 单位压力P/MPa 橡胶垫压缩量 % 单位压力P/MPa 10 0.26      25 1.06     15 0.50      30 1.52     20 0.70      35 2.10 （ 6）热处理要求                                             12 7.模具的装配图    模具工作过程：开启模具后，将落料件放置于定位板 9 与凹模 12之间，当弯曲模具的上模向下运动时，凸模 7 和顶件板 11 压住弯曲毛坯，使弯曲毛坯准确地、可靠地定位，凸模 7、凹模 12将弯曲毛坯逐渐夹紧下压而弯曲；当模具的上模继续向下行进， R2圆弧很快成型。当形成终了时，凸模7 回程，弹顶器痛螺杆 15、顶尖块 11 将弯曲件顶出。完成  一个工作过程。                                                13 零件图   模具结构装配：                                         14                                             15 模具整体图：                                       16                                     17                                   课  程  设  计  说  明  书    18  小  结  通过这次 模具 UG 项目实践， 我 深深体会到了学习知识的重要性。通过这次实践，我对弯曲模的理论知识有了更深的理解，在设计的过程中翻阅了大量的参考书及手册，让我对一些参数有一个新的认识。 通过参考一些别人的设计作品和查阅资料，吸取其中的精华，去除糟粕，自己 也 可以学会许多东西。  这次项目实践，也让我对 以前学过的制图软件有了加深，比如 CAD 和 UG,以前根本不懂模具的装配过程和爆炸方法，现在通过 UG 项目实践，重新学到了很多知识，受益颇深。也让我以后在工作中打下了良好的基础。通过这次项目实践 ， 让我知道， 模具的设计和制造只有理论知识是不行的，任何模具的设计都要有一定的实际经验才可以设计出更合理的模具。 所以，在今后的学习和工作中，我