轴承盖的冲压工艺及模具设计

1、毕业设计/论文任务书题目: 轴承盖冲压工艺及模具设计设计时间:10周设计任务:1. 零件的结构工艺性分析及工艺方案的 制定。2.轴承盖模具装配图及全部零件图的绘制。3.完成模具主要工作零件的工艺编程。4.编写设计说明书。原始资料: 前言随着工业的发展,工业产品的品种和数量不断增加。换型不断加 快。使模具的需要补断增加。而对模具的质量要求越来越高。模具技术在国民经 济中的作用越来越显得更为重要。模具作为提高生产率,减少材料和消耗,降低产品成本,提高产品质量和市 场竞争力的重要手段,已越来越受到各工业部门的重视。目前世界上模具工业的 年产值约为680亿美元。 我国2004年模具产值为530亿元,

2、模具出口4.91亿美元, 同时还进口18.13亿美元。我国已成为世界上净出口模具最多的国家。但大型多工 位级进模、精密冲压模具、大型多型腔精密注塑模、大型汽车覆盖件模具等虽已 能生产,但总体技术水平不高,与国外先进国家相比,仍有很大差距。改革开放以来,随着国民经济的高速发展,市场对模具的需求量不断增长。 近年来,模具工业一直以15%左右的增长速度快速发展,模具工业企业的所有制 成分也发生了巨大变化,除了国有专业模具厂外,集体、合资、独资和私营也得 到了快速发展。 到目前, 中国约有模具生产厂家2万多家, 从业人员有50多万人, 全年模具产值高达450亿元人民币以上。中国模具工业的发展在地域分布

3、上存在不平衡性,东南沿海地区发展快于中 西部地区,南方的发展快于北方。模具生产最集中的地区在珠江三角和长江三角 地区,其模具产值约占全国产值的三分之二以上。而在模具制造领域中占有重要地位的塑料模具生产技术与工业发达国家相比 还相当落后,主要原因是我国在冲压基础理论及成形工艺、模具标准化、模具设 计、模具制造工艺及设备方面与工业发达国家尚有相当大的差距,导致我国模具 在寿命、效率、加工精度、生产周期等方面与工业发达国家的模具相比差距相当 大。随着工业产品质量的不断提高,塑料产品生产正呈现多品种、少批量,复杂、 大型、精密,更新换代速度快等变化特点,塑料模具正向高效、精密、长寿命、 大型化方向发展

4、。为适应市场变化,随着计算机技术和制造技术的迅速发展,塑 料模具设计与制造技术正由手工设计、依靠人工经验和常规机械加工技术向计算 机辅助设计、数控切削加工、数控电加工为核心的计算机辅助设计与制造技术转 变。近年许多模具企业加大了用于技术进步的投资力度,将技术进步视为企业发 展的重要动力。 一些国内模具企业已普及了二维卑鄙的男人, 并陆续开始使用UG、 家电等行业得到成功应用,相信在“十五”期间将发挥更大的作用。正面地/工程师、我DEAS、欧几里得是等国际通用软件,个别厂家还引进了Moldflow、C流程、DYNAFORM、Optris 和 MAGMASOFT 等 CAE 软件,并成功应用于冲压

5、模的设计中。以汽车覆盖件模具为代表的大型冲压模具的制造技术已取得很大进步,东风汽车公司模具厂、一汽模具中心等模具厂家已能生产部分轿车覆盖件模具。此外,许多研究机构和大专院校开展模具技术的研究和开发。 经过多年的努力,在模具CAD/CAE/CAM技术方面取得了显著进步;在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面做出了贡献。未来冲压模具制造技术发展趋势:模具技术的发展应该为适应模具产品“交货期“价格低”的要求服务。达到这一要求急需发展如下 “精度高” 、 “质量好” 、短” 、几项:(1 全面推广CAD/CAM/CAE技术模具CAD/CAM/CAE技术是模具设计制造的发展方向。随着微机软件的发展和

6、进 步,普及CAD/CAM/CAE技术的条件已基本成熟,各企业将加大卑鄙的男人/凸轮技术培训和技术服务的力度;进一步扩大CAE 技术的应用范围。计算机和网络的发展正使CAD/CAM/CAE技术跨地区、跨企业、跨院所地在整个行业中推广成为可能,实现技术资源的重新整合,使虚拟制造成为可能。(2 高速铣削加工国外近年来发展的高速铣削加工,大幅度提高了加工效率,并可获得极高的表面光洁度。另外,还可加工高硬度模块,还具有温升低、热变形小等优点。高速铣削加工技术的发展,对汽车、家电行业中大型型腔模具制造注入了新的活力。目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向发展。(3 模具扫描及数字化系统高速扫描机和模

7、具扫描系统提供了从模型或实物扫描到加工出期望的模型所需的诸多功能,大大缩短了模具的在研制制造周期。有些快速扫描系统,可快速安装在已有的数控铣床及加工中心上,实现快速数据采集、自动生成各种不同数控系统的加工程序、不同格式的卑鄙的男人数据,用于模具制造业的“逆向工程” 。模具扫描系统已在汽车、摩托车、(4 电火花铣削加工电火花铣削加工技术也称为电火花创成加工技术,这是一种替代传统的用成型电极加工型腔的新技术,它是有高速旋转的简单的管状电极作三维或二维轮廓加工(像数控铣一样,因此不再需要制造复杂的成型电极,这显然是电火花成形加工领 域的重大发展。国外已有使用这种技术的机床在模具加工中应用。预计这一技

8、术将得 到发展。(5 提高模具标准化程度我国模具标准化程度正在不断提高,估计目前我国模具标准件使用覆盖率已达到 30%左右。国外发达国家一般为80%左右。(6 优质材料及先进表面处理技术选用优质钢材和应用相应的表面处理技术来提高模具的寿命就显得十分必要。模 具热处理和表面处理是否能充分发挥模具钢材料性能的关键环节。模具热处理的 发展方向是采用真空热处理。 模具表面处理除完善应发展工艺先进的气相沉积(锡、 抽搐等、等离子喷涂等技术。(7 模具研磨抛光将自动化、智能化模具表面的质量对模具使用寿命、制件外观质量等方面均有较大的影响,研究自 动化、智能化的研磨与抛光方法替代现有手工操作,以提高模具表面

9、质量是重要 的发展趋势。(8 模具自动加工系统的发展这是我国长远发展的目标。模具自动加工系统应有多台机床合理组合;配有 随行定位夹具或定位盘;有完整的机具、刀具数控库;有完整的数控柔性同步系 统;有质量监测控制系统。1. 我们经过大学三年的理论课学习,但进行系统的设计还很少,为了使理论转化为实践,将来更好地去指导我们的工作。根据教育部关于大学生实践环节的要求,我们进行了这个系统的毕业设计。但由于我们的经验还特别少,为了更好地完成这个毕业设计,我努力作到了以下几点:2. 多借参考资料,认真申阅题目。3. 不懂的地方,努力向指导老师请教。认真做好设计计算。本次设计为落料拉深复合模,本书将阐述轴承盖

10、冲压工艺及模具设计的全过程。由于本人设计水平有限,错误的不妥之处在所难免,肯请老师批评指正。设计者:马亮亮 2006年04月11日摘要全问以绪论开头,介绍了冷冲模具轴承盖的设计,分析了批量生产 条件下其冲压工艺及模具设计要点,绘制了装备图和零件图。分析了 其模具的装备过程,介绍了工作的顺序过程,并阐述了冲压件的优点 可行性,经济性等。关键词:轴承盖;冲压工艺;模具设计SummaryAll ask with the introduction beginning, introduced the design of the cold blunt molding tool bearings cover

11、, analyze the batch quantity to produce under condition it hurtles to press the craft and molding tools design important point, drawing to equip the diagram and spare parts diagrams.Analyzed the material process of its molding tool, introduce the in proper order process of the work, and elaborated t

12、o hurtle the advantage of press the piecePossibility, economic sex etc.Keyword:The bearings cover;Hurtle to press the craft;The molding tool design目录【一】 前言 (1【二】 摘要 (5【三】 目录 (6【四】 绪论 (7【五】 正文 (8【六】 审题,借阅参考资料 (8【七】 工艺分析及计算 (10【八】 模具的分析 (16【九】 模具的装配及加工 (19【十】 设计总结 (23【十一】 致谢 (25【十二】参考文献 (26绪论冷冲压工艺是机械制

13、造业中一种较先进的加工方法,与切削加工相比,具有 材料利用率高,制品力学性能好,互换性强,生产效率高等优点。轴承盖是某通 用机械上的一种零件,使用数量较多。采用冲压工艺后可行性好,提高了生产效 率,减低了生产成本,经济效益显著。 分析其冲压性,主要工艺难点在于四个凸台的成形,其相对高度较大,凸台之间距离又相对较小,因此在成形过程中,材料变形复杂,尤其在凸台内侧及两凸台之间园弧部分, 材料补充困难, 仅靠变薄拉深难以达到要求,且易出现拉裂。经充分考虑成形条件和冲压工艺难点分析,提出冲压工艺要点: 采用预冲中心孔,以改善四个凸台内侧及凸台之间材料流动。 将毛坯下成方形,以便四角从外侧补充四个凸台用

14、料。采用先将四凸台拉深成一定高度时再落制件外圆料的方法,使得在拉深过程中材 料易于得到补充且外圆相对准确(后一工序进行前,不必再修外圆边。正文第一章:审题,借阅参考资料。第二章:工艺分析及计算。第三章:模具的分析。第四章:模具的装配及加工。第五章:设计总结。第一章:审题,借阅参考资料。1 审题工件名称:轴承盖生产批量:中批量(每周20004000件材料: 08F材料厚度:1mm2 借阅参考资料为了高质量 高水平地顺利完成毕业设计, 我通过图书馆借书和网上下载, 完成了大量的原始质料积累。3.翟德梅 河南机电高等专科学校学报.2001年第三期、第二章:工艺分析及计算设计计算内容结果冲压件工艺性分

15、析该工件属于圆筒形拉深,形状略有点复杂,所有的尺寸均为自由公差,对工 件厚度要求不太大, 该工件轴承盖做为另一零件的盖, 工件的高度7.5mm, 可在拉深后采用修边达到要求。2.冲压工艺方案的确定一.该工件包括落料 拉深两个基本工序,可以有以下三种方案: 二.先落料,后拉深。才用单工序模生产。 三.落料拉深复合冲压。采用复合模生产。 拉深级进冲压。采用级进模生产。方案一 模具结构简单,但需要两道工序两幅模具,生产效率低,难 以达到该工件中批量生产的要求。方案二 只需一幅模具,生产效率较高,尽管模具结构较方案一复杂, 但由于零件的几何形状对称,模具制造不困难。方案三 也只需一幅模具,生产效率高,

16、但模具结构比较复 杂,送料操作不方便,加之工件尺寸偏大。通过上述三种方案的分 析比较,该件若能一次拉深,则其冲压生产采用方案二为宜。可在 拉深 后采 用修 边达 到要 求。 冲压生产 采用方案 二为宜设计计算内容 结果备注3.工艺计算毛坯尺寸计算根据面积相等原则,用解析法求该零件的毛坯直径D 见表2-1表 I项目 公式结果备注冲裁 面 积A A=42得修边余量条料宽度BB=D+2a+c 144mm步距SS=D+a 142.2mm一个步 进距的 材料利 用率 =BSnA100% 76.7%冲压 力 落料力F 落料F 落料 =KLt t b 173160N t b =300MpaL=444.00m

17、m拉深力F压边力F Y冲压工艺总力F Z得 K1 =0.60s b =320MpaF Y =p412 232 P rdD A (-11361N 初定r=4P=2.3排样及相关计算采用废料直排的排样方式,相关计算简表 21,板材的利用率 为76.7%成形次数的确定该模具拟采用正装复合模,故采用固定卸料与推件,具体冲压 力计算见表 21 所示。根据冲压力计算结果并结合工件高度, 初选开式双柱可傾压力机J2320。工作部分尺寸计算落料和拉伸的凸 凹模工作尺寸见表22所示, 其中因该工件 口部尺寸要求要与另一件配合,所以在设计时可将其尺寸做小些, 即拉深凹模尺寸取 08 . 0 05 . 49 +f

18、mm 05 . 008 . 16 +f mm相应拉深凸模取 0 05 . 0 3 . 48 - f mm 0 03 . 0 5 . 15 -f mm ;工件尺寸10 R4 88。因为属于过渡尺寸,要求不高,为简单方便,实际生产中直接 按工件尺寸拉伸凸凹模该处尺寸。附表2276.7%选开式 双柱可 傾压力 机J2320查表表 II 拉深凸凹模尺寸计算尺寸及分类 凸凹模间双面间隙 尺寸偏差与磨损系数计算公式 结果 备注落料Z max =0.14mmZ min =0.10mm =0.5X=0.75d AxDD A+-= (max 99.140 04 . 00+ 模具制造公差查表满足要求D T =(

19、ZD ATmin-d89.140 0 03 . 0-表 II 拉深凸凹模尺寸计算尺寸及分类 凸凹模间双面间隙 尺寸偏差与磨损系数计算公式 结果 备注拉深 50Z=2.1mm=0.74d AxDD A+-= 75. 0(max45.49 05 . 0 0+ 模具的制造公差是查所得D T = ( ZD AT-d35.47 0 03 . 0-17=0.43d AxDD A+-= 75. 0(max 68.16 04 . 0 0+D T = ( ZD AT-d58.14 0 02 . 0-第三章:模具的分析1 . 模具的总体设计模具类型的选择由冲压工艺分析可知,采用复合冲压,所以模具类型为落料拉深复

20、合模。定位方式的选择因为该模具使用的是条料,所以导料采用的是导料板,送进步距控制采 用挡料销。卸料 出件方式的选择模具采用固定卸料,刚性打料,并利用装在压力机工作台下的标准缓冲 器提供压边力。导向方式的选择为了提高模具寿命和工件质量,方便安装调整,该复合模采用中间导柱 的导向方式。2 . 见附图 草图设计计算内容结果 备注3 . 模具工作部分尺寸计算 工作零件的结构设计由于工件对称,所以模具的工作零件采用整体结构。 为了实现先落料后拉深,模具装配后,应使拉深凸模 的端面比落料凹模端面低。所以拉深凸模其长度 L 可按下 式计算:L = H H H 低凹 固 - + =20mm+40mm3mm =

21、57mmH 固凸模固定板的厚度, H 固 =20mm H 凹凹模的厚度, H 凹=40mm H低装配后, 拉深凸模的端低于落料凹模端面的高度,根据伴厚大小,决定 H 低 =3mm 。凸凹模选用Gr12钢,为了防止淬火变形,应采用工 作部分局部淬火。其他零部件的设计与选用 弹性元件的设计顶件块在成形中一方面起压边作用,另一方面还可将成形后包在拉深凸模上的工件卸下,其压力有标准缓冲 器提供。 模架及其他零部件的选用模具选用中间导柱标准模架,可承受较大的冲压力。为 防止装模时,上模误转 180 0装配,将模架中两对导柱与导 套做成粗细不等:设计计算内容结果 备注导柱d/mm L/mm 分别为2517

22、0,28 170; 导套d/mm L/mm D/mm 分别为259041, 289045。上模座厚度取35mm ,即 H 上模 =35mm 上模垫板厚度取20mm ,即 H 垫 =20mm 固定卸料板取15mm ,即 H 卸 =15mm 下固定板厚度取20mm ,即 H 下固定 =20mm 下模垫板厚度取10mm ,即 H 下垫板 =10mm 下模座厚度取45mm ,即 H 下模座 =45mm 模具闭合高度H闭= H 上模 + H 垫 + H 凸凹模+ H H H H H入下模 下垫板 下固定 凹模- + + + =35+20+52+40+20+10+4512 =210mmH 凸凹模凸 凹模的

23、高度, H 凸凹模=52mm H 凹模凹模的厚度, H 凹模=40 mm H入凸 凹模进入落料凹模的深度, H 入 =12mm可见该模具闭合高度小于所选压力机J2340 的最大装模高度,可以使用。210mm可以使用第四章:模具的装配及加工设计计算内容 结果 备注 1 . 模具总装图由以上设计,可得到模具总装图,为了实现先落 料后拉深,应保证模具装配后,拉深凸模比落料凹模 低3mm。模具的工作过程: 将条料送入刚性卸料板下方长 方形槽中,平放在凹模面上,并靠槽的一侧,压力机 滑块带着上模下行,凸 凹模下表面首先接触条料,并 与顶件块一起压住条料,先落料 后拉深;当拉深结束 后,上模回程,落料后的

24、条料由刚性卸料板从凸 凹模 上卸下,拉深成形的工件由压力机上活动横梁通过推 件块从凸凹模中刚性打下,用手工将工件取走后,将 条料往前送进一个步距,进行下一个工件的生产。2 . 冲压设备的选用:通过校核, 选用开式可傾压力机J2340 能满足 要求。 拉深凸模比 落料凹模低 3mm。选用开式可 傾压力机 J23403 . 工作零件的加工工艺本副模具工作零件都是旋转体,形状比较简单,加工主要采用车削。表41 凸凹模的加工工艺过程工序号 工序名称 工序内容 工序简图(示意图1. 备料 将毛坯锻成圆棒220582. 热处理 退火3. 车削按图车削外 圆工序号 工序名称 工序内容 工序简图(示意图4.

25、热处理 调质5 磨端面 工作端留单边余量0.36. 钳工画线 画出各孔位置线7 加工螺钉孔 销钉孔 按位置加工螺钉孔 销钉孔8. 车削 按零件图车削内外形尺寸9. 热处理 按热处理工艺,淬火 回火达到 5862HRC10. 磨削 精磨内 外圆 端面至尺寸,保证端面与轴线垂直11. 钳工精修 全面达到设计要求12. 检验4. 模具的装配本模具的装配选凸 凹模为基准件,先装上模,再装下模。装配后应保证 间隙均匀,落料凹模刃口面应高出拉深凸模工作面3mm,顶件块上端面应高出 落料凹模刃口面0.5mm,以实现落料前先压料,落料后再拉深。拉深模技术要求及加工特点:(1 凸 凹模材质应具有高硬度 高耐磨性

26、 高淬透性 热处理变形小,形状简单的凸 凹模一般用T10A CrWMn等,形状复杂的凸 凹模一般用 Cr12 Cr12MoV W18Cr4V 等,热处理后的硬度为5862HRC;(2 凸 凹模精度主要根据拉深件精度决定,一般尺寸精度在 IT6IT9,工作表面质量一般要求很高,起凹模圆角和孔壁要求表面粗糙度 Ra 值为 0.80.2 微米,凸模工作表面粗糙度 Ra 值为1.60.8微米;(3 由于回弹等因素在设计时难以准确考虑,导致凸 凹模尺寸的计算值与实际要求值往往存在误差。因此凸 凹模工作部分的形状和尺寸设计应合理,要留有试模后的修模余地;一般先设计和加工拉伸模后设计和加工冲裁模;(4 凸凹

27、模淬火有时可以在试模后进行,以便试模后的修改;(5 凸凹模圆角半径和间隙的大小 分布符合设计要求 ;(6 拉伸凸凹模的加工方法主要根据工作部分断面形状决定。圆型一般车削加工,非圆形一般划线后铣削加工,然后淬硬,最后研磨 抛光。第五章:设计总结根据业内专家预测,今年中国塑料模具市场总体规模将增加 13%左右,到 2005 年塑料模具产值将达到 460 亿元,模具及模具标准件出口将从现在的 9000 多万美元增长到 2005 年的 2 亿美元左右,产值在增长,也就意味着市场在日渐 扩大。相当多的发达国家塑料模具企业移师中国,是国内塑料模具工业迅速发展的 重要原因之一。中国技术人才水平的提高和平均劳

28、动力成本低都是吸引外资的优 势,所以中国塑模市场的前景一片辉煌,这是塑料模具市场迅速成长的重要因素 所在。按照我国国家标准,模具共分为10大类 46个小类,塑料模具是10大类中 的 l 个大类,共有 7 个小类:热塑性塑料注塑模、热固性塑料注塑模、热固性塑 料压塑模、挤塑模、吹塑模、真空吸塑模和其他类塑料模。塑料模的发展是随着 塑料工业的发展而发展的,在我国起步较晚,但发展却很快,特别是最近几年, 无论在质量、技术和制造能力上,都有很大发展。但就总体来看,与国民经济发 展和世界先进水平相比,差距仍较大,一些大型、精密、复杂、高效、长寿命的 塑料模具每年仍大量进口。据悉目前全世界年产出模具约650亿美元,其中塑料模具约为260亿美元。 我国1999年模具总产值245亿元.其中塑料模具约为82亿元,2000年近100亿 元。七类塑料模具中,注塑模具所占比例很大,约占全部塑料模具的80%左右。塑料模具的主要用户是家用电器行业、汽车、摩托车行业、电子音像设备行 业、办公设备行业、建筑材料行业、信息产业及各种塑料制品行业等。目前国内 年需塑料模具约130140亿元,真中有30多亿元仍靠进口,进口量最多的