1. 研究目的与意义(文献综述)
冲压是一种先进的金属加工方法,具有生产率高,加工成本低,材料利用率高,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,特别适合于大量生产。 冲压模按照工序组合分为三类:单工序模、复合模和级进模。复合模与单工序模相比减少了冲压工艺,其结构紧凑,面积较小;冲出的制件精度高,工件表面较平直,特别是孔与制件的外形同步精度容易保证;适于冲薄料,可充分利用短料和边角余料;适合大批量生产,生产率高,所以得到广泛应用,但模具结构复杂,制造困难。冲压模具是冲压生产必不可少的工艺装备,是技术密集型产品。冲压件的质量、生产效率以及生产成本等,与模具设计和制造有直接关系。本文轿车定位盖工件的冲压成型工序较多,应采用复合工序的复合模来进行加工生产。
复合模主要分为:①冲裁类复合模如落料、冲孔复合模;切断、冲孔复合模等;②成形类复合模如弯曲复合模、复合挤压模等;③冲裁与成形复合模如落料、拉深复合模;冲孔、翻边复合模;拉深、切边复合模;落料、拉深、冲孔、翻边复合模等。
复合模主要应用于①生产批量复合模可以成倍地提高生产效率,生产批量越大,提高生产效率就越显得重要。②冲压工件精度当冲压工件的尺寸精度或同轴度、对称度等位置精度要求较高时,应考虑采用复合模。③复合工序的数量一般复合模的复合工序数量在四工序以下,更多的工序将导致模具结构过于复杂,同时模具的强度、刚度、可靠性也将随之下降,制造和维修更加困难。④模具结构的大小复合模的大小不同,其采用的结构和板块会有繁简的差异,而且脱料装置也不一样。
2. 研究的基本内容与方案
本次设计的内容为轿车定位盖冲压工艺与模具设计
(1)零件及工艺分析
轿车定位盖(如图所示)是汽车排气温控传感器保护零件,其作用是保护传感器不收外界介质撞击。轿车定位盖材料采用15#钢,板厚1.2mm,生产批量>50万件。要求有高的生产效率,稳定的工艺和优良的质量。定位盖加工精度IT10级,采用冲压工艺成型。
化学成分 | C | Mn | Cr | Ni | Cu | P | S | Si |
0.12~0.16 | 0.35~0.65 | ≤0.25 | ≤0.25 | ≤0.25 | ≤0.035 | ≤0.035 | 0.17~0.37 | |
机械性能 | 屈服强度 Re,MPa | 抗拉强度 Rm,MPa | 伸长率 A,% | 硬度 | ||||
≥225 | ≥375 | ≥27 | ≤285 |
15号钢优质碳素结构钢S,P杂质含量比普通碳素结构钢要低些,一般在0.035%(质量分数)以下。按炭含量由低到高可分为低碳钢,中碳钢和高碳钢;按锰含量不同可分为普通含锰量和较高含锰量两类。这类钢产量较大,用途较广,多轧制(或锻造)成圆、方、扁平产品,有的制成管材和丝材。一般经正火或 调质等热处理后使用,多用于机械或机器结构件。15号钢是一种低碳钢材料,它的延展性、可塑性都是比较好的,由于它的含碳量低(在0.12-0.16%之间)所以,硬度比较低。,抗拉强度≥375MPa,屈服强度≥225MPa,硬度≤285HB,多用于制作渗碳零件、紧固件、冲锻模件及不需热处理的低负荷零件,如螺栓、螺钉、拉条、法兰盘及化工用贮器、蒸汽锅炉等。由于孔径大于厚度,材料厚度较薄容易成形,总体来说该工件冲压工艺性好。定位盖外径42mm,内环直径20mm,高10mm。定位盖形状简单,为保证质量和生产效率,所以采用复合模
(2)工艺方案分析:
从零件图可知,成形过程包括冲孔、弯曲、修边和落料等基本工序;可确定三种工艺方案:.先落料,拉深、修边和冲孔四副单工序模。.落料-拉深,再修边-冲孔两套复合模冲压。.落料、拉深、修边、冲孔连续冲压,采用级进模生产。方案:结构简单,但需要三道工序,使用三套模具生产效率低,难以满足大批量生产,不考虑使用。方案:复合模定位精度高,需要落料-拉深以及修边-冲孔两套模具且满足大批量生产但生产成本高。方案:级进模生产效率高,自动进料,节约人力,但是不易送料,且精度不高,本设计项目采用两套复合模完成定位盖的成型。第一套:落料-拉深复合模。第二套:修边-冲孔复合模。
3. 研究计划与安排
4.进度安排
(1)第1~4周(2016年2月22日~3月20日)——分析零件,按照设计资料或手册,制定冲压工序,编写工艺步骤,撰写开题报告;
(2)第5~9周(2016年3月21日~4月23日)——进行定位盖冲压模具设计,按照工艺图册和设计手册,绘制总装图;采用autocad软件绘制;
4. 参考文献(12篇以上)
3.参考文献
[1]王孝培著. 《实用冲压设计手册》.北京:机械工业出版社,2001
[2]卢险峰著. 《冲压工艺模具学》. 北京:机械工业出版社,2006
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