整套课件教程:冲压模具设计与制造.ppt
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- 整套 课件 教程 冲压 模具设计 制造
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1、冲压模具设计与制造项目一冲压工艺与冲模结构认知 任务1.1冲压概述 任务1.2冲压基本工序 任务1.3典型模具拆装 任务1.4冲压设备下一页返回项目二冲裁模具设计 任务2.1 冲裁间隙对冲裁件断面质量的影响 任务2.2合理分析冲裁件工艺性并制定合理冲压方案 任务2.3冲裁工艺计算之排样图的设计 任务2.4冲裁工艺计算之工作零件的设计 任务2.5冲裁工艺计算之冲裁力和压力中心 任务2.6冲裁模具总装配图及零件图结构设计上一页 下一页返回项目三弯曲模设计与制造 任务3.1弯曲 任务3.2确定弯曲模的设计方案 任务3.3确定支撑板弯曲模相关工艺尺寸 任务3.4弯曲模的工作部分结构参数确定 任务3.5
2、确定弯曲模的总体结构上一页 下一页返回项目四拉深模具设计 任务4.1拉深变形过程 任务4.2拉深件工艺性 任务4.3旋转体拉深件坯料尺寸 任务4.4圆筒形件的拉深工艺 任务4.5拉深模工作零件的设计 任务4.6拉深模的结构 任务4.7其他形状零件的拉深上一页 下一页返回项目五其他冲压成形 任务5.1胀形工艺及模具设计 任务5.2翻边工艺及模具设计 任务5.3缩口工艺及模具设计 任务5.4旋压、校形工艺及模具设计 任务5.5多工位级进模具设计上一页返回前 言 随着机械、汽车、电子、航空航天、建筑和轻工等行业的发展,对模具成型的产品需求量越来越大,涉及的领域越来越广。本书为国家骨干院校建设成果教材
3、,是有多年从事模具技术生产实践和教学经验的教师根据高职高专人才培养目标和模具技术发展对工程技术应用型人才的实际要求,吸收了近几年职业教学改革的最新成果,根据高等技术应用型人才培养的特点,结合校企合作,按照项目化教学精心组织与编写的。本书共分两大部分。第一部分为教学项目部分,这一部分共设置了5个教学项目,分别为冲压工艺与冲模结构认知、冲裁模具设计、弯曲模具设计与制造、拉深模具设计和其他冲压成形,使学生对冲压工艺与模具设计制造有完整的认识,指导学生通过学习与训练具备编制冲压件工艺规程、设计和制造中等复杂程度模具的能力。第二部分为附录部分,整理了一些常用的设计资料,更加方便学生的设计与学习。下一页返
4、回 本书主要针对模具专业的教学,要求掌握基本的知识和技能,理论知识以够用为度,力求简单、易懂、突出重点。设计部分以冲裁模设计为主。本书由5个教学项目和部分附录组成,其中项目一、项目二由陕西国防工业职业技术学院石小艳老师编写,同时承担书稿整理、统稿及修改工作;项目三由陕西国防工业职业技术学院罗楠老师编写、整理及修改;项目四由陕西国防工业职业技术学院韩佳老师编写、整理及修改;项目五由陕西国防工业职业技术学院李素丽老师编写、整理及修改;附录由陕西国防工业职业技术学院赵刚老师编写、整理及修改;主审、校稿工作由贾宝勤老师完成。上一页 下一页返回 在编写本书的过程中,还得到了陕西西光集团模具公司余方春经理
5、的大力支持,同时,在编写过程中参阅了相关的文献,这些文献对本教材的编写起到了重要作用,在此编者一并致以衷心感谢。限于编者的水平,书中不当之处在所难免,恳请广大读者批评指正。编者上一页返回项目一冲压工艺与冲模结构认知 任务1.1冲压概述 任务1.2冲压基本工序 任务1.3典型模具拆装 任务1.4冲压设备任务1.1冲压概述 1.1.1理论知识:冲压加工与冲压模具 1.基本概念 冲压,也称冲压加工,是在室温下利用安装在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,从而获得所需零件的一种压力加工方法。由于冲压加工一般在室温条件下进行,也习惯上把冲压加工叫做冷冲压。另外,冲压加工采用的材料多为板
6、料,因此习惯上也把冲压加工叫做板料冲压。在冷冲压加工中,将材料(金属或非金属)加工成零件(或半成品)的一种特殊工艺装备,称为冷冲压模具(俗称冷冲模)。2.冲压加工要素下一页返回任务1.1冲压概述 根据冲压加工的定义,完成冲压加工的三个必要元素为材料、模具和冲压设备,而冲压件质量的高低与合理的冲压成形工艺条件、先进的模具、高效的冲压设备是密不可分的,如图1一1所示。3.冲压加工的特点 冲压加工具有突出的优点,因此在批量生产中得到了广泛的应用,且在现代工业生产中占有十分重要的地位,是国防工业及民用工业生产中必不可少的加工方法。冲压加工的特点如下。(1)冲压生产率高和材料利用率高。(2)生产的制件精
7、度高、复杂程度高和一致性高,如图1一2所示的精密制件。(3)模具加工精度高、技术要求高和生产成本高,如图1一3所示的复合模。上一页 下一页返回任务1.1冲压概述 冲压成形加工必须具备相应的模具,而模具是技术密集型产品,其制造属单件小批量生产,具有难加工、精度高、技术要求高、生产成本高(占产品成本的10%30%)的特点。所以,只有在冲压零件生产批量大的情况下,冲压成形加工的优点才能充分体现,从而获得 好的经济效益。1.1.2任务实施:冲压加工观察、操作与分析 1.冲压加工实训任务实施过程(1)提前将学生进行合理的分组,布置任务,要求学生通过网络或视频学习冲压加工。(2)学生进入冲压车间观看实训教
8、师演示冲压加工。上一页 下一页返回任务1.1冲压概述(3)学生在实训教师的指导下进行冲压加工,观察冲压件断面质量。(4)实验结束,学生整理实训工具,打扫卫生,断电,离开实训室。2.工作任务分析 与机械加工及塑性加工的其他方法相比,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,其主要表现如下。(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几十次,高速压力要每分钟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,一般不破坏冲压件的表面质量,且模具
9、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。上一页 下一页返回任务1.1冲压概述 (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,且不需其他加热设备,因而是一种省料、节能的加工方法,冲压件的成本较低。上一页返回任务1.2冲压基本工序 1.2.1理论知识:分离工序与成形工序 冲压加工因制件的形状、尺寸和精度的不同,所采用的工序也不同。根据材料的变形特点可将冷冲压工序分为分离工序和成形工序两类。1.分离工序 分离工序是指坯料在
10、冲压力作用下,变形部分的应力达到强度极限 b以后,使坯料发生断裂而产生分离。分离工序主要有剪裁和冲裁等。2.成形工序 成形工序是指坯料在冲压力作用下,变形部分的应力达到屈服极限 s,但未达到强度极限 b,使坯料产生塑性变形,成为具有一定形状、尺寸与精度制件的加工工序。成形工序主要有弯曲、拉深、翻边、旋压等。有关冲压工序的详细分类与特点如表1一1和表1-2所示。下一页返回任务1.2冲压基本工序 1.2.2任务实施:分析零件的冲压工序组成 1.冲压工序组成分析步骤与方法(1)从整体入手,明确冲压件的冲压性质,即分析冲压件属于成形工序还是分离工序。(2)确定了工序性质后,再具体分类,对照 表1一1、
11、表1-2中工序的名称及特点进行分析。(3)对于不确定的因素,可查阅相关资料或咨询帮助完成。(4)对于多工序复杂冲压件的组成,一定要将每个工序都分析到位,切忌漏掉局部、不明显的工序。(5)学生自找素材分析、讨论其工序组成,充分调动学生学习、思考的积极性。上一页 下一页返回任务1.2冲压基本工序 2.以支架为载体分析其工序组成 分析过程:该工件整体来说属于结构相对简单的弯曲件,在工件的翼部有两个R4.5 mm的圆孔,但是对于成形件来说,第一步往往要进行落料,使材料从大而长的板料上进行分离,为成形做准备,综合分析该工件的基本工序由落料、弯曲、冲孔组成。上一页返回任务1.3典型模具拆装 1.3.1理论
12、知识:冲压模具的分类及各零件的分类 1.冲压模具的分类 1)根据工艺性质分类(1)冲裁模:沿封闭或敞开的轮廓线使材料产生分离的模具,如落料模、冲孔模、切断模、切口模、切边模、剖切模等。(2)弯曲模:使板料毛坯或其他坯料沿着直线(弯曲线)产生弯曲变形,从而获得一定角度和形状的工件的模具。(3)拉深模:是把板料毛坯制成开口空心件或使空心件进一步改变形状和尺寸的模具。(4)成形模:是将毛坯或半成品工件按凸模、凹模的形状直接复制成形,而材料本身仅产生局部塑性变形的模具,如胀形模、缩口模、扩口模、起伏成形模、翻边模、整形模等。下一页返回任务1.3典型模具拆装 2)根据工序组合程度分类(1)单工序模:在压
13、力机的一次行程中,只完成一道冲压工序的模具。(2)复合模:只有一个工位,在压力机的一次行程中,在同一工位上同时完成两道或两道以上冲压工序的模具。(3)级进模(也称为连续模):在毛坯的送进方向上,具有两个或更多的工位,在压力机的一次行程中,在不同的工位上逐次完成两道或两道以上冲压工序的模具。3)根据材料的变形特点分类 冲压模具的分类可总结为如图1-4所示。上一页 下一页返回任务1.3典型模具拆装 2.典型模具结构 图1-5所示为一副带导柱导套的单工序冲裁模,其由上、下模两部分构成,上模由模柄丘上模座王导套之凸模1氏垫板歇凸模固定板大卸料板14和螺钉、销钉等零件组成;下模由下模座17、导柱卜落料凹
14、模上导料板15、承料板18和螺钉、销钉等零件组成。上模通过模柄5被安装在压力机滑块上,随滑块做上下往复运动,因此称为活动部分。下模通过下模座被固定在压力机工作台上,所以又称为固定部分。典型模具通常是由以下两类零件组成的。上一页 下一页返回任务1.3典型模具拆装 一类是工艺零件,这类零件直接参与工艺过程的完成并和坯料有直接接触,包括有工作零件、定位零件、卸料与压料零件等。另一类是结构零件,这类零件不直接参与完成工艺过程,也不和坯料有直接接触,只对模具完成工艺过程起保证作用或对模具功能起完善作用,包括有导向零件、紧固零件、标准件及其他零件等,如表1一3所示。应该指出,不是所有的冲模都必须具备上述六
15、种零件,尤其是单工序模,但是工作零件和必要的固定零件等是不可缺少的。上一页 下一页返回任务1.3典型模具拆装 1.3.2任务实施:模具拆装与测绘实训 1.实训条件(1)场地条件:模具拆装实训室、计算机绘图室。(2)设备条件:冲模若干套及相应设备。(3)工具条件:游标卡尺、角尺、塞尺、活动扳手、内六角扳手、台虎钳、锤子、铜棒等常用钳工工具。上一页 下一页返回任务1.3典型模具拆装 2.实训要求与注意事项(1)要求每一个学生都能独立并熟练地拆装冲模,熟悉典型冲模的工作原理、结构特点及拆装方法;熟悉冲模上各零部件的作用、相互间的配合关系以及加工要求,了解冲模闭合高度、轮廓尺寸、模柄与压力机的安装以及
16、注塑机技术规格的使用关系;能正确地使用常用拆装模具的工具和辅具;能正确草绘模具结构图、部件图和零件图;掌握模具拆装的一般步骤和方法;通过观察模具的结构能分析出零件的形状;能对所拆装的模具结构提出自己的改进方案;能正确描述出该模具的动作过程。上一页 下一页返回任务1.3典型模具拆装 (2)以教材和实训指导书为指导,结合模具(结构)拆装实训,使学生快速掌握冲模的基本结构和拆装技能,拓宽知识面,提高动手能力和思考能力。(3)每个学生独立完成实训报告的撰写和总装图、零件图的绘制。实训报告要求文字通顺、条理清楚、书写工整。(4)拆卸和装配模具时,首先应仔细观察模具,务必搞清楚模具零部件的相互装配关系和紧
17、固方法,并按钳工的基本操作方法进行拆装,以免损坏模具零件。(5)在拆装过程中,切忌损坏模具零件,对老师指出不能拆卸的部位,不能强行拆卸;拆卸过程中对少量损伤的零件应及时修复,严重损坏的零件应更换。(6)注意模具的维修与保养。上一页 下一页返回任务1.3典型模具拆装 3.模具拆装实训前的准备(1)拆装的模具类型:单工序冲模、复合冲模、级进冲模若干套。(2)拆装的工具:游标卡尺、角尺、内六角扳手、平行铁、台虎钳、锤子、铜棒等常用钳工工具。(3)实训准备:小组人员分工:同组人员对拆卸、观察、测量、记录、绘图等分工负责,并在不同类型模具拆装时交换各自的岗位。工具准备:领用并清点拆卸和测量所用的工具,了
18、解工具的使用方法及使用要求,将工具摆放整齐。实训结束时按工具清单清点工具,交指导老师验收。熟悉实训要求:要求复习有关理论知识,详细阅读本指导书,对实训报告所要求的内容在实训过程中做详细记录;要求拆装实训时带齐绘图纸张、铅笔、橡皮等绘图工具。上一页 下一页返回任务1.3典型模具拆装 4.拆装实训的安全操作规程(1)模具搬运时,注意上下模(或动定模)应合模状(一手扶上模,另一手托下模)双手搬运,注意轻放、稳放。(2)进行模具拆装工作前必须检查工具是否正常,并按手用工具安全操作规程操作,注意正确使用工量具。(3)拆装模具时,首先应了解模具的工作性能、基本结构及各部分的重要性,按次序拆装。(4)使用铜
19、棒、撬棒拆卸模具时,姿势要正确,用力要适当。(5)使用螺丝刀时:螺丝刀口不可太薄太窄,以免紧螺丝时滑出。不得将零部件拿在手上用螺丝刀松紧螺丝。上一页 下一页返回任务1.3典型模具拆装 螺丝刀不可用铜棒或锤子锤击,以免手柄砸裂。螺丝刀不可当凿子使用。(6)使用扳手时:必须与螺帽大小相符,否则会打滑使人摔倒。扳手紧螺栓时不可用力过猛,松螺栓时应慢慢用力扳松。(7)拆卸的零部件应尽可能放在一起,不要乱丢、乱放,注意放稳、放好,工作地点要经常保持清洁,通道不准放置零部件或工具。(8)拆卸模具的弹性零件时应防止零件突然弹出伤人。(9)传递物件要小,,不得随意投掷,以免伤及他人。(10)不能用拆装工具玩耍
20、、打闹,以免伤人。5.实训步骤(1)教师提出明确的实训要求。上一页 下一页返回任务1.3典型模具拆装 讲授实训的口的、意义,实训的纪律、实训的安全及实训要求。布置任务,介绍模具拆卸顺序和方法,说明拆卸和装配的方法步骤及注意事项,并将学生分组。(2)仔细观察已准备好的冲压模具,熟悉其工作原理,各零部件的名称、作用及相互配合关系,并绘出模具结构简图。(3)了解模具所完成的工序、工步排列顺序(级进模);坯料和工序件的结构形状。(4)拟订模具拆卸顺序及方法,然后按拆模顺序将模具拆为几个部件,再将其分解为单个零件。然后深入了解:凸、凹模的结构形状、加工要求与固定方法;定位与导料零件的结构形式及定位特点;
21、卸料、压料零件的结构形式、动作原理及安装方式;导向零件的结构形式与加工要求;支承零件的结构及其作用;紧固件及其他零件的名称、数量和作用。在拆卸过程中,要记清各零件在模具中的位置及配合关系。上一页 下一页返回任务1.3典型模具拆装 (5)绘制模具装配图。按1:1比例绘制装配主视图、俯视图,要求清楚表明所有零部件的装配关系,标注零件序号、封闭高度及主要外形尺寸。明细表内注明零件的序号、名称、材料、规格或标准号、热处理。注明技术要求。(6)绘制模具工作零件图。按1:1比例绘制,标注全部尺寸、精度、公差、热处理及技术要求。(7)拟订模具的装配顺序及方法,把已拆卸的模具零件清洗后按装配工艺顺序进行部件装
22、配、总装、调整,使模具恢复原状。(8)装配好的模具采取人工合模验证,必要时再在压力机上试模,验证模具工作是否正常、所冲冲件是否合格。注射模在注射机上合模。在拆装过程中,切忌损坏模具零件,尤其是模具的工作零件。对少量损伤的零件应及时修复,严重损坏的零件应更换。上一页 下一页返回任务1.3典型模具拆装(9)做实训总结,写实训报告,评定实训成绩。实训报告要简述模具的工作原理及各主要零件的作用,简要说明典型冲、塑模拆卸和装配步骤、方法及注意事项。成绩的评定见考核方式。6.模具的拆卸与测绘 1)模具拆卸的一般原则 在拆卸模具时可一手将模具的某一部分(如冷冲模的上部分)托住;另一手用木褪或铜棒轻轻地敲击模
23、具的另一部分(如冷冲模的下模部分)的底板,从而使模具分开。绝不可用很大的力来锤击模具的其他工作面或使模具左右摆动而对模具的牢固性及精度产生不良 影响。然后用小铜棒顶住销钉,用手锤将销钉卸除,再用内六角扳手卸下紧固螺钉和其他紧固零件。在拆卸时要特别小L,,绝不可碰伤模具零件的表面。拆卸下来的零件应放在指定的容器中,以防生锈或遗失。上一页 下一页返回任务1.3典型模具拆装 在拆卸模具时,一般应遵照下列原则:(1)模具的拆卸工作,应按照各模具的具体结构,预先考虑好拆装程序。如果先后倒置或贪图省事而猛拆、猛敲,就极易造成零件损伤或变形,严重时还将导致模具难以装配复原。(2)模具的拆卸程序一般应先拆外部
24、附件,然后再拆主体部件。在拆卸部件或组合件时,应按从外部拆到内部、从上部拆到下部的顺序,依次拆卸组合件或零件。(3)拆卸时,使用的工具必须保证对合格零件不会发生损伤,应尽量使用专用工具,严禁用钢锤直接在零件的工作表面上敲击。(4)拆卸时,对容易产生位移而又无定位的零件,应做好标记;各零件的安装方向也需辨别清楚,并做好相应的标记,以免在装配复原时浪费时间。上一页 下一页返回任务1.3典型模具拆装(5)对于精密零件,如凸模、凹模等,应放在专用的盘内或单独存放,以防碰伤工作部分。(6)拆下的零件应尽快清洗,以免生锈腐蚀,最好要涂上润滑油。2)模具测绘的基本内容 模具测绘在模具拆装之后进行,这有助于了
25、解模具相关零件之间的装配关系。模具测绘最终要完成所拆卸模具的装配图和重要零件图的绘制。由于模具测绘时主要采用游标卡尺与直尺等普通测量工具,而且原先的模具经过拆装后其精度要降低,由此产生的测量误差相应较大,因此需要对测量结果按技术资料上的理论数据进行必要的修整。只有用圆整后的数据来绘制模具装配图,才能较好地反映模具结构的实际情况。上一页 下一页返回任务1.3典型模具拆装 模具测绘可按下列步骤进行:第一步:模具拆装之前,勾画本模具的总装结构草图。第二步:对照实样,勾画各模具零件的结构草图。第三步:选择基准,设计各模具零件的尺寸标注方案。对于相关零件的相关尺寸,建议用彩笔标出,以便测量时引起重视。第
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