某軸蓋零件復(fù)合模設(shè)計(jì)【沖壓模具】【說明書+CAD】
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南昌航空大學(xué)科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書I、畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題目:某軸蓋零件復(fù)合模設(shè)計(jì)II、畢 業(yè)設(shè)計(jì)(論文)使用的原始資料(數(shù)據(jù))及設(shè)計(jì)技術(shù)要求:已知軸蓋零件圖如下圖所示,設(shè)計(jì)一沖裁模加工此零件,要求模具高效, 能夠滿足零件加工要求。 III、畢 業(yè)設(shè)計(jì)(論文)工作內(nèi)容及完成時(shí)間:1. 收集資料、外文資料翻譯、開題報(bào)告 第1周第2周2. 提出合理的成型工藝 第3周第4周3. 確定合理的沖壓工藝方案 第5周第7周4. 進(jìn)行工藝參數(shù)的計(jì)算完成模具的設(shè)計(jì) 第8周第15周5. 撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第16周第17周 、主 要參考資料:1 模具實(shí)用技術(shù)叢書編委會編.沖模設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例.機(jī)械工業(yè)出版社,99.52 許發(fā)樾主編.實(shí)用模具設(shè)計(jì)與制造手冊.機(jī)械工業(yè)出版社,2003.23 機(jī)械工業(yè)出版社編寫組.沖模設(shè)計(jì)手冊.機(jī)械工業(yè)出版社,2000.74 張先虎主編.機(jī)械制圖及微機(jī)繪圖.機(jī)械工業(yè)出版社,1999.95 Ye Zhonghe, Lan Zhaohui. Mechanisms and Machine Theory. Higher Education Press, 2001.7 航空與機(jī)械工程 系 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化 專業(yè)類 班學(xué)生:熊堃 填寫日期: 2011 年 01 月 03 日指導(dǎo)教師:助理指導(dǎo)教師(并指出所負(fù)責(zé)的部分):機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化 系主任(簽名):附注:任務(wù)書應(yīng)該附在已完成的畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書首頁。畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告題目 某軸蓋零件復(fù)合模設(shè)計(jì)專 業(yè) 名 稱 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化班 級 學(xué) 號 078105124學(xué) 生 姓 名 熊堃指 導(dǎo) 教 師 吳暉填 表 日 期 2011 年 4 月 1 日一、選題的依據(jù)及意義:模具制造在機(jī)電產(chǎn)品制造行業(yè)中應(yīng)用廣泛,而沖模是實(shí)現(xiàn)沖壓工藝的主要工藝裝備,在制造行業(yè)中占有重要的地位。 改革開放以來,通過技術(shù)引進(jìn)和合資經(jīng)營,我國的模具制造技術(shù)有了長足的進(jìn)步,少數(shù)單位在沖模技術(shù)領(lǐng)域采用了CAD,CAM,CAE技術(shù)和先進(jìn)制造技術(shù),顯著地縮短了模具設(shè)計(jì)和制造周期,提高了模具質(zhì)量,實(shí)現(xiàn)了模具工作零件的互換。雖然我國的模具工業(yè)和技術(shù)得到了快速發(fā)展,但與國外工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比仍存在較大差距,隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步、社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)張,模具制造技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛,模具成形技術(shù)及模具設(shè)計(jì)與制造已成為當(dāng)代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段。因此社會上迫切需要各種模具設(shè)計(jì)師、模具技師等技術(shù)人才,未來的中國模具工業(yè)和技術(shù)的發(fā)展空間是巨大的。 模具制造在現(xiàn)在制造業(yè)中所產(chǎn)生意義是重大的,它作為重要的生產(chǎn)裝備和工藝發(fā)展方向,在現(xiàn)代工業(yè)的規(guī)模生產(chǎn)中日益發(fā)揮著重大作用。通過模具進(jìn)行產(chǎn)品生產(chǎn)具有優(yōu)質(zhì)、高效、節(jié)能、節(jié)材、成本低等顯著特點(diǎn),因而在汽車、機(jī)械、電子、輕工、家電、通信、軍事和航空航天等領(lǐng)域的產(chǎn)品生產(chǎn)中獲得了廣泛應(yīng)用,而且由于模具制造有以下的優(yōu)點(diǎn): 1模具制造所用的原材料多是表面質(zhì)量奧得板料或帶料,沖件的尺寸由沖模來保證,所以產(chǎn)品尺寸穩(wěn)定,互換性好。 2模具加工不像切削加工那樣大量切除金屬,因而節(jié)省能源,節(jié)省原材料。 3模具沖壓生產(chǎn)便于實(shí)現(xiàn)自動化,生產(chǎn)率高,操作簡便,對工人的技術(shù)等級要求也不高。普通壓力機(jī)每分鐘可生產(chǎn)幾件到幾十件沖壓件,而高速沖床每分鐘可生產(chǎn)數(shù)百件甚至上千件沖壓件。 4可以獲得其他加工方法所不能或難以制造的薄壁、質(zhì)量輕、剛度好、表面質(zhì)量高、形狀復(fù)雜的零件,小到鐘表的秒針,大到汽車縱梁、覆蓋件等。 所以它不僅得到了人們普遍的認(rèn)識,同時(shí),模具設(shè)計(jì)制造水平的高低,關(guān)系現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展與進(jìn)步,關(guān)系到經(jīng)濟(jì)建設(shè)的速度。 因?yàn)槟>咧圃鞂χ圃鞓I(yè)的重大作用,激勵(lì)我趁此畢業(yè)設(shè)計(jì)的良機(jī),選擇此課題,希望能夠掌握各種模具制造方法的基本原理和特點(diǎn),在設(shè)計(jì)、制造模具時(shí),根據(jù)實(shí)際情況,學(xué)習(xí)如何充分考慮它們的特點(diǎn),選用最佳的工藝方案;掌握各種制造方法對模具結(jié)構(gòu)的要求,具有分析模具結(jié)構(gòu)工藝性的能力,能夠設(shè)計(jì)出工藝性能良好的模具結(jié)構(gòu);了解國內(nèi)先進(jìn)的模具制造技術(shù),盡量采用新工藝、新技術(shù)。并且鞏固和加深已經(jīng)學(xué)過的理論知識,提高自己的綜合分析和解決工程實(shí)際問題的能力,為以后的工作奠定良好的基礎(chǔ)。二、國內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢(含文獻(xiàn)綜述):改革開放以來,隨著國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,市場對模具的需求量不斷增長。近年來,模具工業(yè)一直以15%左右的增長速度快速發(fā)展,模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了巨大變化,除了國有專業(yè)模具廠外,集體、合資、獨(dú)資和私營也得到了快速發(fā)展。浙江寧波和黃巖地區(qū)的“模具之鄉(xiāng)”;廣東一些大集團(tuán)公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè),科龍、美的、康佳等集團(tuán)紛紛建立了自己的模具制造中心;中外合資和外商獨(dú)資的模具企業(yè)現(xiàn)已有幾千家。 隨著與國際接軌的腳步不斷加快,市場競爭的日益加劇,人們已經(jīng)越來越認(rèn)識到產(chǎn)品質(zhì)量、成本和新產(chǎn)品的開發(fā)能力的重要性。而模具制造是整個(gè)鏈條中最基礎(chǔ)的要素之一,模具制造技術(shù)現(xiàn)已成為衡量一國產(chǎn)品制造水平的重要標(biāo)志和發(fā)展程度的標(biāo)志之一。 目前,我國的模具技術(shù)有了很大發(fā)展,模具的精密度、復(fù)雜程度和壽命都有很大提高。如,主要的汽車模具企業(yè)已能生產(chǎn)大型、精密的轎車覆蓋件模具;體現(xiàn)高水平制造技術(shù)的多工位級進(jìn)模的覆蓋面增加;塑料模熱流道技術(shù)日漸成熟,氣體輔助注射技術(shù)開始采用;壓鑄工藝得到發(fā)展。此外,CAD/CAM/CAE技術(shù)得到廣泛應(yīng)用,高速加工、復(fù)合加工等先進(jìn)的加工技術(shù)也得到進(jìn)一步推廣;快速原型進(jìn)展很快;模具的標(biāo)準(zhǔn)化程度也有一定提高。但是,由于我國的模具行業(yè)起步較晚,與國外相比,仍存在不小的差距,主要體現(xiàn)在: 產(chǎn)需矛盾:隨著工業(yè)發(fā)展水平的不斷提高,工業(yè)產(chǎn)品更新速度的加快,對模具的需求越來越大。無論是數(shù)量還是質(zhì)量都無法滿足國內(nèi)市場的需要,只達(dá)到70左右。造成矛盾突出的原因是模具企業(yè)的專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化程度低,生產(chǎn)周期長。另外,設(shè)計(jì)和制造工藝水平還不能完全適應(yīng)發(fā)展的需要。 企業(yè)結(jié)構(gòu)不合理:我國很多模具生產(chǎn)能力集中在各主機(jī)廠的模具分廠或車間內(nèi),模具的商品化程度低,而國外70以上都是專業(yè)模具廠,且走的是“小而精”的道路,因此生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益俱佳。 產(chǎn)品水平:衡量模具的產(chǎn)品水平,主要有模具加工的制造精度和表面粗糙度,加工模具的復(fù)雜程度,以及模具的制造周期和使用壽命。而這幾項(xiàng)指標(biāo)與國外相比的差距都十分明顯。 此外,模具工業(yè)的整體裝備水平也存在相對落后,利用率低的現(xiàn)象。高素質(zhì)的模具技術(shù)人才缺乏,產(chǎn)品的綜合開發(fā)能力還急需加強(qiáng)。 針對不足和模具市場巨大的潛力,國家制定了模具行業(yè)的“十五”發(fā)展規(guī)劃。一方面要繼續(xù)推廣新技術(shù)的應(yīng)用,提高大型、精密、復(fù)雜模具的制造水平;另一方面要針對不同模具市場的需求,有針對性的發(fā)展。希望在模具企業(yè)的整體實(shí)力有進(jìn)一步提升,重點(diǎn)、骨干企業(yè)可以達(dá)到50%。2003年是“十五”關(guān)鍵的一年,如果做不到60%任務(wù)的完成,那么計(jì)劃就會失敗,而模具失敗了,對整個(gè)工業(yè)都會有影響。 近年來,外企進(jìn)入中國加劇了競爭,也出現(xiàn)一些價(jià)格方面的惡性競爭。為了避免因?yàn)闀簳r(shí)的利益而損失長遠(yuǎn)和整體的發(fā)展,未來一年中,行業(yè)協(xié)會也將加強(qiáng)模具企業(yè)間的組織和協(xié)調(diào),制定合理的價(jià)格水平。同時(shí),研究國際模具價(jià)格水平,以對行業(yè)進(jìn)行指導(dǎo)和信息溝通。 近年許多模具企業(yè)加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投資力度,將技術(shù)進(jìn)步視為企業(yè)發(fā)展的重要?jiǎng)恿?。一些國?nèi)模具企業(yè)已普及了二維CAD,并陸續(xù)開始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等國際通用軟件,個(gè)別廠家還引進(jìn)了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE軟件,并成功應(yīng)用于沖壓模的設(shè)計(jì)中。 以汽車覆蓋件模具為代表的大型沖壓模具的制造技術(shù)已取得很大進(jìn)步,東風(fēng)汽車公司模具廠、一汽模具中心等模具廠家已能生產(chǎn)部分轎車覆蓋件模具。此外,許多研究機(jī)構(gòu)和大專院校開展模具技術(shù)的研究和開發(fā)。經(jīng)過多年的努力,在模具CAD/CAE/CAM技術(shù)方面取得了顯著進(jìn)步;在提高模具質(zhì)量和縮短模具設(shè)計(jì)制造周期等方面做出了貢獻(xiàn)。 例如,吉林大學(xué)汽車覆蓋件成型技術(shù)所獨(dú)立研制的汽車覆蓋件沖壓成型分析KMAS軟件,華中理工大學(xué)模具技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的注塑模、汽車覆蓋件模具和級進(jìn)模CAD/CAE/CAM軟件,上海交通大學(xué)模具CAD國家工程研究中心開發(fā)的冷沖模和精沖研究中心開發(fā)的冷沖模和精沖模CAD軟件等在國內(nèi)模具行業(yè)擁有不少的用戶。 雖然中國模具工業(yè)在過去十多年中取得了令人矚目的發(fā)展,但許多方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比仍有較大的差距。例如,精密加工設(shè)備在模具加工設(shè)備中的比重比較低;CAD/CAE/CAM技術(shù)的普及率不高;許多先進(jìn)的模具技術(shù)應(yīng)用不夠廣泛等等,致使相當(dāng)一部分大型、精密、復(fù)雜和長壽命模具依賴進(jìn)口。 二、未來沖壓模具制造技術(shù)發(fā)展趨勢 模具技術(shù)的發(fā)展應(yīng)該為適應(yīng)模具產(chǎn)品“交貨期短”、“精度高”、“質(zhì)量好”、“價(jià)格低”的要求服務(wù)。達(dá)到這一要求急需發(fā)展如下幾項(xiàng): (1)全面推廣CAD/CAM/CAE技術(shù) 模具CAD/CAM/CAE技術(shù)是模具設(shè)計(jì)制造的發(fā)展方向。隨著微機(jī)軟件的發(fā)展和進(jìn)步,普及CAD/CAM/CAE技術(shù)的條件已基本成熟,各企業(yè)將加大CAD/CAM技術(shù)培訓(xùn)和技術(shù)服務(wù)的力度;進(jìn)一步擴(kuò)大CAE技術(shù)的應(yīng)用范圍。計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展正使CAD/CAM/CAE技術(shù)跨地區(qū)、跨企業(yè)、跨院所地在整個(gè)行業(yè)中推廣成為可能,實(shí)現(xiàn)技術(shù)資源的重新整合,使虛擬制造成為可能。 (2)高速銑削加工 國外近年來發(fā)展的高速銑削加工,大幅度提高了加工效率,并可獲得極高的表面光潔度。另外,還可加工高硬度模塊,還具有溫升低、熱變形小等優(yōu)點(diǎn)。高速銑削加工技術(shù)的發(fā)展,對汽車、家電行業(yè)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、集成化方向發(fā)展。 (3)模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng) 高速掃描機(jī)和模具掃描系統(tǒng)提供了從模型或?qū)嵨飹呙璧郊庸こ銎谕哪P退璧闹T多功能,大大縮短了模具的在研制制造周期。有些快速掃描系統(tǒng),可快速安裝在已有的數(shù)控銑床及加工中心上,實(shí)現(xiàn)快速數(shù)據(jù)采集、自動生成各種不同數(shù)控系統(tǒng)的加工程序、不同格式的CAD數(shù)據(jù),用于模具制造業(yè)的“逆向工程”。模具掃描系統(tǒng)已在汽車、摩托車、家電等行業(yè)得到成功應(yīng)用,相信在“十五”期間將發(fā)揮更大的作用。 (4)電火花銑削加工 電火花銑削加工技術(shù)也稱為電火花創(chuàng)成加工技術(shù),這是一種替代傳統(tǒng)的用成型電極加工型腔的新技術(shù),它是有高速旋轉(zhuǎn)的簡單的管狀電極作三維或二維輪廓加工(像數(shù)控銑一樣),因此不再需要制造復(fù)雜的成型電極,這顯然是電火花成形加工領(lǐng)域的重大發(fā)展。國外已有使用這種技術(shù)的機(jī)床在模具加工中應(yīng)用。預(yù)計(jì)這一技術(shù)將得到發(fā)展。 (5)提高模具標(biāo)準(zhǔn)化程度 我國模具標(biāo)準(zhǔn)化程度正在不斷提高,估計(jì)目前我國模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率已達(dá)到30%左右。國外發(fā)達(dá)國家一般為80%左右。 (6)優(yōu)質(zhì)材料及先進(jìn)表面處理技術(shù) 選用優(yōu)質(zhì)鋼材和應(yīng)用相應(yīng)的表面處理技術(shù)來提高模具的壽命就顯得十分必要。模具熱處理和表面處理是否能充分發(fā)揮模具鋼材料性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。模具熱處理的發(fā)展方向是采用真空熱處理。模具表面處理除完善應(yīng)發(fā)展工藝先進(jìn)的氣相沉積(TiN、TiC等)、等離子噴涂等技術(shù)。 (7)模具研磨拋光將自動化、智能化 模具表面的質(zhì)量對模具使用壽命、制件外觀質(zhì)量等方面均有較大的影響,研究自動化、智能化的研磨與拋光方法替代現(xiàn)有手工操作,以提高模具表面質(zhì)量是重要的發(fā)展趨勢。 (8)模具自動加工系統(tǒng)的發(fā)展 這是我國長遠(yuǎn)發(fā)展的目標(biāo)。模具自動加工系統(tǒng)應(yīng)有多臺機(jī)床合理組合;配有隨行定位夾具或定位盤;有完整的機(jī)具、刀具數(shù)控庫;有完整的數(shù)控柔性同步系統(tǒng);有質(zhì)量監(jiān)測控制系統(tǒng)。 三、研究內(nèi)容及實(shí)驗(yàn)方案:研究內(nèi)容:1. 熟悉沖壓模具的工作原理以及了解沖壓模具的發(fā)展方向;2. 完成工藝參數(shù)的計(jì)算,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等工作。模具主要零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的分析;3. 完成軸蓋裝配圖的設(shè)計(jì)和所有非標(biāo)零件圖設(shè)計(jì),并編寫說明書。設(shè)計(jì)方案:1.工藝分析由工件圖看,該工件需要內(nèi)外緣同時(shí)翻邊,翻邊高度為4mm,由計(jì)算可知最大翻邊高度為Hmax=5.93mm,由此可知設(shè)計(jì)翻邊時(shí)可一次翻邊完成,無需拉深。由于產(chǎn)品批量較大,不宜采用單一工序生產(chǎn),且不易保證內(nèi)外緣的同心度。而用級進(jìn)模結(jié)構(gòu)復(fù)雜。采用復(fù)合??梢淮瓮瓿陕淞?、沖孔、內(nèi)外緣翻邊。 因?yàn)樵摴ぜ禽S對稱件,材料厚度僅為1.0mm,沖裁性能較好。為了減少工序數(shù)經(jīng)對該工件進(jìn)行詳細(xì)分析,并查閱有關(guān)資料后,可采用復(fù)合模一次壓制成形。該工藝特點(diǎn)是首先進(jìn)行落料,再沖孔,最后翻邊成形 。采用這種方法加工的工件外觀乎整、毛刺小、產(chǎn)品質(zhì)量較高,而且大大提高了生產(chǎn)效率。所以經(jīng)分析,決定設(shè)計(jì)復(fù)合摸來完成此工件的加工2.工藝參數(shù)的計(jì)算及方案的確定計(jì)算翻邊前是否需要進(jìn)行拉深,這要核算翻邊的變形程度,由模具設(shè)計(jì)手冊查的極限翻邊系數(shù):Kmin=0.62,則可只允許的最大翻邊高度Hmax為:式中 Hmax最大翻邊高度D翻邊直徑r圓角半徑t材料厚度則 =5.93mm零件豎直高度H=4mmHmax=5.93mm所以翻邊時(shí)可一次翻邊成型,無需進(jìn)行拉深。根據(jù)以上分析計(jì)算,沖壓零件需要的基本工序是落料、沖孔、內(nèi)翻邊、外翻邊。3.模具總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)4.模具主要零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的分析5.模具圖樣設(shè)計(jì)6.模具裝配與調(diào)試四、目標(biāo)、主要特色及工作進(jìn)度1.目標(biāo)已知軸蓋零件圖如下圖所示,設(shè)計(jì)一沖裁模加工此零件,要求模具高效,能夠滿足零件加工要求。2.主要特色該工件需要內(nèi)外緣同時(shí)翻邊,翻邊高度為4mm,由計(jì)算可知最大翻邊高度為Hmax=5.93mm,由此可知設(shè)計(jì)翻邊時(shí)可一次翻邊完成,無需拉深。由于產(chǎn)品批量較大,不宜采用單一工序生產(chǎn),且不易保證內(nèi)外緣的同心度。而用級進(jìn)模結(jié)構(gòu)復(fù)雜。采用復(fù)合??梢淮瓮瓿陕淞稀_孔、內(nèi)外緣翻邊。4. 工作進(jìn)度1. 收集資料、外文資料翻譯、開題報(bào)告 第1周第2周2. 提出合理的成型工藝 第3周第4周3. 確定合理的沖壓工藝方案 第5周第7周4. 進(jìn)行工藝參數(shù)的計(jì)算完成模具的設(shè)計(jì) 第8周第15周5. 撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第16周第17周五、參考文獻(xiàn)1 模具實(shí)用技術(shù)叢書編委會編.沖模設(shè)計(jì)應(yīng)用實(shí)例.機(jī)械工業(yè)出版社,99.52 許發(fā)樾主編.實(shí)用模具設(shè)計(jì)與制造手冊.機(jī)械工業(yè)出版社,2003.23 機(jī)械工業(yè)出版社編寫組.沖模設(shè)計(jì)手冊.機(jī)械工業(yè)出版社,2000.74 張先虎主編.機(jī)械制圖及微機(jī)繪圖.機(jī)械工業(yè)出版社,1999.95 Ye Zhonghe, Lan Zhaohui. Mechanisms and Machine Theory. Higher Education Press, 2001.7畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題目: 某軸蓋零件復(fù)合模設(shè)計(jì)系 別 專業(yè)名稱 班級學(xué)號 學(xué)生姓名 二O一O 年 四 月 某軸蓋零件復(fù)合模設(shè)計(jì)摘要:本設(shè)計(jì)分析了軸蓋零件的結(jié)構(gòu)工藝性,提出了合理的成型工藝。確定合理的沖壓工藝方案,零件沖壓成形的方向和模具結(jié)構(gòu),并進(jìn)行了工藝參數(shù)的計(jì)算,且對模具的設(shè)計(jì)、工作過程、裝配、調(diào)試工藝作了闡述。該次設(shè)計(jì)需要設(shè)計(jì)復(fù)合摸來完成此工件的加工,采用復(fù)合模一次壓制成型。該工藝特點(diǎn)是首先進(jìn)行落料,再沖孔,最后翻邊成形 。采用這種方法加工的工件外觀乎整、毛刺小、產(chǎn)品質(zhì)量較高,而且大大提高了生產(chǎn)效率。在設(shè)計(jì)過程充分利用了各種可以利用的方式,同時(shí)在反復(fù)的思考中不斷深化對各種理論知識的理解。關(guān)鍵詞:翻邊模 模具結(jié)構(gòu) 工藝 成形 指導(dǎo)老師簽名:The design and manufacture of the shaft cup gang diesAbstract: the structural technique of shaft cup accessory is analyzed. And the proper forming technique is proposed. The stamping process scheme was determined, have carried on the calculation of the craft parameter, ascertain its punching forming direction and die structure, die design, working process, and technique for assembly and adjustment are discussed.Keywords: flanging die mold structure technological process shapingSignature of supervisor:目 錄前言一、沖壓工藝分析51.1沖壓件的工藝分析51.2工藝方案的確定 5二、工藝參數(shù)的計(jì)算72.1毛坯的尺寸計(jì)算72.2排樣及材料利用率的計(jì)算82.3各部分工藝力的計(jì)算82.4計(jì)算壓力中心92.5主要工作部分尺寸計(jì)算92.5.1沖孔刃口尺寸計(jì)算92.5.2落料刃口尺寸的計(jì)算102.5.3翻邊的工作部分尺寸計(jì)算102.6沖壓設(shè)備的選擇11三、模具總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)143.1繪制模具總體結(jié)構(gòu)草圖143.2模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),確定結(jié)構(gòu)件的形式143.3模架的選擇173.4模架的動作過程17四、模具主要零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的分析184.1沖孔凸模設(shè)計(jì)184.2落料凹模的設(shè)計(jì)194.3凸、凹模的設(shè)計(jì)20五、模具圖樣設(shè)計(jì)215.1繪制模具總圖215.2繪制非標(biāo)零件圖21六、模具裝配與調(diào)試31七、總結(jié)44八、參考文獻(xiàn)45前言 在沖壓生產(chǎn)中,常常將幾個(gè)單工序沖壓過程集中在一副模具中完成,這種在壓力機(jī)的一次工作行程中,在一副模具的同一工位同時(shí)完成兩種或兩種以上基本工序的模具就稱為復(fù)合模具。冷沖壓是一種先進(jìn)的金屬加工方法,與其它加工方法(切削)比較,它有以下特點(diǎn):1)它是無屑加工 被加工的金屬在再結(jié)晶溫度以下產(chǎn)生塑性變形不產(chǎn)生切屑,變形中金屬產(chǎn)生加工硬化。 2)所用設(shè)備是沖床 沖床供給變形所需的力。3)所用的工具是各種形式的沖模 沖模對材料塑性變形加以約束,并直接使材料變成所需的零件。4)所用的原材料多為金屬和非金屬的板料。冷沖壓與其它加工方法比較,在技術(shù)上、經(jīng)濟(jì)上有許多優(yōu)點(diǎn):1)在壓床簡單沖壓下能得到形狀復(fù)雜的零件而這些零件用其它的方法是不可能或者很難得到的。如汽車駕駛室的車門、頂蓋和翼子板這些具有流線型零件。 2)制得的零件一般不進(jìn)一步加工,可直接用來裝配,而且有定精度,具有互換性。3)在耗料不大的情況下。能得到強(qiáng)度高、足夠剛性而重量輕、外表光滑美觀的零件。4)材料利用率高,一般為70一85。5)生產(chǎn)率高,沖床沖一次一般可得一個(gè)零件而沖床一分鐘的行程少則幾次,多則幾百次。同時(shí),毛坯相零件形狀規(guī)則,便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動化。 6)沖壓零件的質(zhì)量主要靠沖模保證所以操作方便,要求的工人技術(shù)等級不高,便于組織生產(chǎn)。7)在大量生產(chǎn)的條件下,產(chǎn)品的成本低。冷沖壓的缺點(diǎn)是模具要求高、制造復(fù)雜、周期長、制造費(fèi)昂貴因而在小批量生產(chǎn)中受到限制。另外沖壓件的精度決定于模具精度如零件的精度要求過高、用冷沖壓生產(chǎn)就難以達(dá)到。一、 沖壓工藝分析(一)沖壓件的工藝分析由工件圖看,該工件需要內(nèi)外緣同時(shí)翻邊,翻邊高度為4mm,由計(jì)算可知最大翻邊高度為Hmax=5.93mm,由此可知設(shè)計(jì)翻邊時(shí)可一次翻邊完成,無需拉深。由于產(chǎn)品批量較大,不宜采用單一工序生產(chǎn),且不易保證內(nèi)外緣的同心度。而用級進(jìn)模結(jié)構(gòu)復(fù)雜。采用復(fù)合??梢淮瓮瓿陕淞稀_孔、內(nèi)外緣翻邊。 因?yàn)樵摴ぜ禽S對稱件,材料厚度僅為1.0mm,沖裁性能較好。為了減少工序數(shù)經(jīng)對該工件進(jìn)行詳細(xì)分析,并查閱有關(guān)資料后,可采用復(fù)合模一次壓制成形。該工藝特點(diǎn)是首先進(jìn)行落料,再沖孔,最后翻邊成形 。采用這種方法加工的工件外觀乎整、毛刺小、產(chǎn)品質(zhì)量較高,而且大大提高了生產(chǎn)效率。所以經(jīng)分析,決定設(shè)計(jì)復(fù)合摸來完成此工件的加工。(二)工藝方案的確定計(jì)算翻邊前是否需要進(jìn)行拉深,這要核算翻邊的變形程度,由模具設(shè)計(jì)手冊查的極限翻邊系數(shù):Kmin=0.62,則可只允許的最大翻邊高度Hmax為:式中 Hmax最大翻邊高度D翻邊直徑r圓角半徑t材料厚度則 =5.93mm零件豎直高度H=4mmHmax=5.93mm所以翻邊時(shí)可一次翻邊成型,無需進(jìn)行拉深。圖11零件軸蓋根據(jù)以上分析計(jì)算,沖壓零件需要的基本工序是落料、沖孔、內(nèi)翻邊、外翻邊。根據(jù)以上基本工序,可擬定以下幾個(gè)沖壓工藝方案:方案一:落料、沖孔同步、內(nèi)翻邊與外翻邊同步。方案特點(diǎn)是內(nèi)翻邊與外翻邊同時(shí)進(jìn)行使模具制造復(fù)雜,使沖孔凹模與內(nèi)外翻邊凸凹模做為一體,不但節(jié)省材料,也使模具結(jié)構(gòu)緊湊,并提高制造精度。方案二:落料、沖孔、內(nèi)翻邊與外翻邊同步。方案特點(diǎn)是:與第一方案相比因落料與沖孔分步進(jìn)行可進(jìn)小沖裁力,但降低了沖裁速度。方案三:落料、沖孔同步,內(nèi)翻邊、外翻邊分步進(jìn)行。方案特點(diǎn)是模具制造比較簡單,模具使用壽命較高,但精度低。 分析比較以上三種方案,可以看到選用第一種方案比較合理。二、 工藝參數(shù)的計(jì)算 (一)毛坯的尺寸計(jì)算(1)毛坯翻便預(yù)制孔的直徑d0d0=D-2(H-0.43r-0.72t)式中 D翻邊直徑(按中線計(jì)) (mm);H翻邊高度(mm),H=4mm;r豎邊與凸緣的圓角半徑(mm),r=1.0mm;t料厚(mm),t=1.0mm.D=24mm+1.0mm=25mm則 d0=25-2(4-0.431.0-0.721.0)=19.3mm(2)毛坯的直徑D0按等面積原則,用解析法求該工件的毛皮直徑D0.可將工件分為圓柱、1/4球環(huán)、圓三個(gè)簡單幾何體,他們的面積分別計(jì)算如下:A1=d(H-r) =3.1437(4-1) =38.727mmA2=r(d-2r)+4r/2 =3.1413.14(37-21)+41/2 =178.823mmA3=/4(d-2r) =3.14(37-21)/4 =961.16mm 據(jù)等面積原則:A=A1+A2+A3=38.727+178.3823+961.16=1179.175mm毛坯的面積 A毛坯=D/4將A1、A2、A3代入上式得:D=43.55mm (二)排樣及材料利用率的計(jì)算排樣時(shí)工件之間,以及工件與條料側(cè)邊之間留下的余料叫搭邊。搭邊的作用是補(bǔ)償條料的定位誤差,保證沖出合格的工件。搭邊還可以保持條料有一定的剛度,便于送料。搭邊是廢料從節(jié)省材料出發(fā),搭邊值應(yīng)愈小愈好。但過小的搭邊容易擠進(jìn)凹模,增加刃口磨損,降低模具壽命,并且也影響沖裁件的剪切表面質(zhì)量。一般來說,搭邊值是由經(jīng)驗(yàn)確定的,下表列出了沖裁時(shí)常用的最小搭邊值??紤]到操作方便及模具結(jié)構(gòu),故采用單排排樣設(shè)計(jì)。由下表2-1查的搭邊值a=1.5,a1=1.5. 表2-1沖栽金屬材料條料寬度 b=D0+21.5=43.55+21.5=46.55mm條料送進(jìn)步距 h=D0+1.5=43.55+1.5=45.05mm 材料利用率計(jì)算:(見右圖)一個(gè)步距內(nèi)的材料利用率為: 圖2-1排樣圖式中: A一個(gè)步距內(nèi)沖裁件面積(包括沖出的小孔在內(nèi))(mm) B條料寬度(mm) S步距(mm)則 =57%分析:由于軸蓋沖裁時(shí),產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)廢料較多,因此軸蓋的材料利用率較低。(三)、各部分工藝力的計(jì)算(1)沖孔力計(jì)算F沖=1.3Lt式中 : F沖沖孔力(N); L工件內(nèi)輪廓周長(mm); t材料厚度(mm),t=1.0mm; 材料抗剪強(qiáng)度(Mpa)由手冊查得=300Mpa.L=d0=3.1419.3=60.602mm則 F沖=Ltb=60.6021.0X300 =23.63KN(2)落料力的計(jì)算 F落=1.3Lt式中: F落落料力(N) L工件外輪廓周長mm,由于先落料,后翻邊,因此落料尺寸為毛坯尺寸43.55,則L=3.1443.55=136.75;則 F落=1.3136.751.0300=53.33KN(3)翻邊力的計(jì)算 內(nèi)翻力:F內(nèi)翻=1.1ts(D-d0)式中 s材料的屈服強(qiáng)度,查手冊得s=200Mpa.D翻邊直徑(mm),D=25mm d0毛坯預(yù)制孔直徑(mm) d0=19.3mm.則 F內(nèi)翻=1.13.141200(25-19.3)=3.94KN外翻力: F外翻1.25LtbKF外翻外緣翻邊所需的力(N);L彎曲線長度(mm) L=D;t料厚(mm);t=1.0mmb零件材料的抗拉強(qiáng)度(MPa);由手冊查得b=380MpaK系數(shù),取0.20.3。則 F外翻=1.253.14371.03800.25=13.79KN4)推件力的計(jì)算 F推nK推F沖式中 K推一推件力因數(shù),其值由表22查得K推=0.03 n工件在凹模內(nèi)的個(gè)數(shù),取n=3則 F推3X0.0326.63=1.60KN5)卸料力計(jì)算 F卸K卸F落式中F卸卸料力因數(shù),其值由表22查得K卸=0.02;則 F卸0.0253.33KN=1.07KN因此,總的沖裁力為: FF沖+F落+F推+F卸+F內(nèi)翻+F外翻 23.63+1.60+53.33+1.07+3.94+13.79 87.36KN(四)計(jì)算壓力中心確定壓力中心的目的:沖裁模的壓力中心就是合力的作用點(diǎn),為了保證壓力機(jī)和模具正常平衡工作,模具的壓力中心必須通過模柄軸線而和壓力機(jī)的滑塊中心重合,否則會產(chǎn)生偏心,形成偏心載荷。軸蓋是形狀對稱的工件,其壓力中心位于輪廓圖形的幾何中心,即:圓心。對于復(fù)雜形狀零件或多凸模沖模的壓力中心可以用解析法和圖解法求解。(五) 主要工作部分尺寸計(jì)算1 沖孔刃口尺寸計(jì)算 根據(jù)表23查得沖裁刃口雙面間隙Zmin0.065mm,Zmax=0.095mm.零件尺寸極限偏差=0.13mm,磨損因數(shù)有表2-4查得,磨損因數(shù)x0.75. 表2-3 落料、沖孔摸刃口始用間隙材料名稱45T8、T7、(退火)磷青銅(硬)鈹青銅(硬)10、15、20、冷軋鋼帶、30鋼板H62、H68(硬)LY12(硬鋁)硅鋼片Q215、Q235鋼板08、10、15鋼板H62、H68(半硬)純銅(硬)磷青銅(軟)鈹青銅(軟)H62、H68(軟)純銅(軟)防銹鋁LF21、LF2軟鋁L2L6LY12(退火)銅母線鋁母線力學(xué)性能HBS190b600MPaHBS=140190b=400600MPaHBS=70140b=300400MPaHBS190b300MPa厚度t初始間隙ZZminZmaxZminZmaxZminZmaxZminZmax0.10.0150.0350.010.03*-*-0.20.0250.0450.0150.0350.010.03*-0.30.040.060.030.050.020.040.010.030.50.080.10.060.080.040.060.0250.0450.80.130.130.100.130.070.100.0450.0751.00.170.20.130.160.10.130.0650.0951.20.210.240.160.190.130.160.0750.1051.50.270.310.210.250.150.190.100.141.80.340.380.270.310.200.240.130.172.00.380.420.300.340.220.260.140.18注:有*號處均是無間隙。表2-4因數(shù)X沖孔凸凹模的制造公差由表2-5查得:凸=0.020,凹=0.025。校核:凸+凹=0.045Zmax-Zmin=0.03mm. 因此凸、凹模采用配作加工方法。 則凸模刃口尺寸 d凸(d+x)(19.3+0.750.13)=19.39mm圓整后為:19.4凹模刃口尺寸按凸模尺寸配制,保證其雙間隙為0.0650.095mm。2落料刃口尺寸的計(jì)算 查表2-3沖裁模刃口雙面間隙Zmin=0.065mm,工件極限偏差=0.13mm.落料凸凹模的制造公差由表2-5查得凹=0.03mm,磨損因數(shù)由表2-4查得 X=0.75校核:凸+凹=0.02+0.03Zmax-Zmin=0.03mm.D凸(D+x)(43.55+0.750.13)=43.45mm圓整后為:43.4則 落料凹凸模采用配合加工的方法。凸模尺寸按凹模尺寸配制,其雙面間隙為0.0650.095mm.3.翻邊的工作部分尺寸計(jì)算A:內(nèi)翻孔尺寸為24,尺寸精度IT11級。凸模尺寸計(jì)算 d凸=(dmin+0.4) 將模具公差按IT10級選取,則凸=凹=() ,取凸=凹=0.06。圖2-4翻邊成型模把dmin=24.0mm,=0.13mm,代入上式 則 d凸=(24+0.40.13) =24.05 圓整后為:24.0由于工件要求內(nèi)形尺寸,則以凸模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。間隙取在凹模上故凹模尺寸為:d凹=(dmin+Z)把 dmin=24mm,=0.13,Z=2.0MM,凹=0.06mm代入上式則凹模的尺寸為: d凹=(24+0.13+2.0)=26.13圓整后為:26.0B.外緣翻邊尺寸381、 定間隙單邊間隙為:Z/2=1.0t=1.0mm則翻邊模的間隙Z=21.0=2.0mm2、凸凹模工作部分的尺寸和公差圖2-5 凸凹模 由于工件要求外形尺寸,則以凹模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。 凹模尺寸為D凹=(Dmin-0.75) 將模具公差按IT10級選擇則凹=0.1mm 把Dmax=38.13,=0.13,代入 則D凹=(38.13-0.750.13) =38.03圓整后為:38.0間隙取在凸模上,則凸模的尺寸為:D凸=(Dmax-0.75-Z)把 Dmax=38.13,=0.13,Z=2.0mm.凸=0.1mm代入則D凸=(38.13-0.750.13-2.0)=36.03圓整后為:36.0(六) 沖壓設(shè)備的選擇由于復(fù)合模的特點(diǎn),為防止設(shè)備超載,可按公稱壓力F壓(1618)F總選擇壓力機(jī)。模具設(shè)計(jì)手冊末附錄B3選取公稱壓力為250kN的開式壓力機(jī)。其與模具設(shè)計(jì)的有關(guān)參數(shù)為:公稱壓力:250KN滑塊行程:65mm最大閉合高度:270mm封閉高度調(diào)節(jié)量:55mm工作臺孔徑:370mm560mm模柄孔尺寸:40mm 60mm三、模具總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)(一)繪制模具總體結(jié)構(gòu)草圖模具的結(jié)構(gòu)如圖:(如圖3-1)主要有上模座、下模座、沖孔凸模、落料凹模、沖孔落料翻邊凸凹模、翻邊成型模、卸料塊等零件組成。 圖3-1軸蓋沖裁復(fù)合模1- 下模座 2-導(dǎo)柱 3-卸料板 4-上模固定板 5-導(dǎo)套 6沖孔凸模 7-上模座8-墊板 9-落料凹模 10-成型模 11-頂出器 12-推板 13-模柄 14-凸凹模 15-卸料板 16-頂桿 17-下模固定板(二)模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì),確定結(jié)構(gòu)件的形式1、卸料零件計(jì)算上卸料采用剛性卸料裝置。壓力機(jī)滑塊上的打料橫梁通過打料棒、頂板、頂桿、卸料塊將制件從上橫中打出。下卸料是采用橡膠作為彈性元件的彈性裝置。由式計(jì)算橡膠的自由高度。H自由=(3.54)S工作式中 S工作工作行程與模具修模量式調(diào)整量(46)I和再加1。S工作=(5.0+1+4)mm=10mm;則 H自由=(3.54)10=3540mm;取 H自由=35mm;橡膠的裝配高度H2=(0.850.9)H=29.7531.5mm;取H2=30mm.卸料彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算:1)、根據(jù)模具結(jié)構(gòu)初定6根彈簧,每根彈簧分擔(dān)的卸料力為:F卸/n=1.07KN/6=178.33N2)、根據(jù)預(yù)壓力F預(yù)(178.33)和模具結(jié)構(gòu)尺寸,由模具設(shè)計(jì)手冊附錄既表2-6,初選出序號3438的彈簧,其最大工作負(fù)荷F1=330N178.33N 彈簧負(fù)荷(F)與行程(s)曲線3)、校驗(yàn)是否滿足S1S總,查書附錄既負(fù)荷行程曲線上圖,并經(jīng)過計(jì)算可得以下數(shù)據(jù):由表中數(shù)據(jù)可見,序號37、38的彈簧均滿足S1S總,但選序號37的彈簧最合適了,因?yàn)閺椈商L,會使模具高度增加,37號彈簧的規(guī)格:外徑:D=20mm鋼絲直徑:d=3.0mm自由高度:H0=55mm裝配高度:H2=H0-S預(yù)=55-9.5=45.5mm.2、定位零件的確定定位零件的作用,是使條料或毛坯在精沖在確定正確的位置,從而保證沖出合格的制件,根據(jù)毛壞和模具不同的特點(diǎn),必須采用不同形式的定位裝置,沖模中常見的定位零件有定位板、定位銷、擋料銷、導(dǎo)料銷,側(cè)壓板等。對于帶有彈壓卸料板的沖模,若采用活動擋料銷,在沖件時(shí)活動擋料銷隨凹模的下行而壓入孔內(nèi),工作方便,但是要求彈壓卸料板較厚,對于彈壓卸料板較薄的板料,如果采用固定擋料銷的形式,在凹模的相應(yīng)位置留出空間,同時(shí)滿足沖件要求,而且經(jīng)濟(jì)性好,因此選用固定擋料銷,參照GB2866.1181固定擋料銷A型, 材料:45鋼, 基本尺寸:d4, 熱處理硬度:HRC43 48。3、卸料裝置的確定彈壓卸料板兼有壓料和卸料兩大作用,它可在沖壓開始時(shí)起壓料作用,結(jié)束后起卸料作用,主要用于精沖薄料和要求制件平整的沖模中,其彈力可用彈簧或橡膠獲得,也可以通過頂桿安裝在下模座或壓力機(jī)工作臺下而的彈頂器或氣墊獲得。彈壓卸料板上開孔大小,即卸料孔每側(cè)與凸模保持間隙C=0.10.2t,t為材料厚度。為保證裝配后卸料板的平行度,同一付模具各卸料螺釘?shù)拈L度L及孔深H都必須保持一致,相差不超過0.02mm.彈壓卸料板受彈簧,橡膠等零件的限制,卸料力小,主要用于料厚在1.5mm以下薄件的卸料工作。4、推件裝置的設(shè)計(jì)把制件或廢料從裝于上模座的凹模中推出來的零件,稱為推件裝置。推件裝置的推力,可以利用壓力機(jī)上的打桿在打桿橫梁作用下得到,或利用上模內(nèi)安裝彈簧或橡膠得到. 推件器要在能保證平穩(wěn)推下制件的前提下,受力點(diǎn)盡量少些,為使推件力均勻分布,推件要均勻分布,長度一致。因此,在軸蓋沖模中選用了三根長度一致的推件(即圓柱銷)均勻分布在圓周上,推出制件。5、頂桿的確定頂桿的作用是在沖裁完畢后,將滯留在凸凹模的制件頂出的機(jī)構(gòu)。在軸蓋沖模中采用4的頂桿,因頂力很小,4的桿足夠強(qiáng)度。6、模柄的確定:中、小型沖模通過橫柄將上模固定在壓力機(jī)的滑塊上,模柄的結(jié)構(gòu)形式較多,主要有:旋入式;壓入式;凸緣式;浮動式。本模具采用凸緣式模柄。7、固定板的設(shè)計(jì)固定板用于中、小型凸模或凹模固定在模座上,按外形分為圓形和矩形兩種,其平面輪廓尺寸除應(yīng)保證凸、凹模安裝孔外,還應(yīng)考慮螺釘和銷釘孔的定位,厚度一般取凹模厚度的60%80%。固定板孔與凸、凹模采用過渡配合(H7/m6)。壓裝后端面磨平,以保證沖模垂直度。8、墊板的設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn):墊板主要用于直接承受和擴(kuò)散凸、凹模傳來的壓力,以降低模座所收的單位壓力,防止模座被局部壓陷,影響模具正常工作。模具是否用墊板,根據(jù)模座承受壓力大來確定,凸(凹)模支承端面對模座的單位壓力為: = PA 式中: P 沖裁力A 凸(凹模)支承端面面積小于等于模座許用應(yīng)力則應(yīng)在凸(凹)模與模座間加經(jīng)淬硬磨平的墊板,墊板厚度一般取6 12mm,外形尺寸按固定板形狀決定。(三)模架的選擇根據(jù)主要零件的結(jié)構(gòu)、外形尺寸及卸料裝置的尺寸。模架選用適用中等精度,中小尺寸沖壓件的后側(cè)導(dǎo)柱模架從右向左送、操作方便。上模座:L/mm B/mmH/mm=12512535下模座:L/mmB/mmH/mm=12512540導(dǎo)柱:d/mmL/mm=22130導(dǎo)套:d/mmL/mmD/mm=226033墊板厚度?。?mm落料凹模的厚度已定為:40mm卸料板厚度?。?mm彈簧外露高度:(45.5-13.5)=32mm模具的閉合高度:35+40+8+8+40+32+1=164mm所以 H閉=164mm模具閉合高度滿足Hmin+10H閉Hmax-5,故認(rèn)為合適。(四)模架的動作過程(如圖3-1)工作時(shí),將毛皮條料放入彈性卸料板3上,有擋料銷定位,上模下行,沖孔凸模6進(jìn)行沖孔,同時(shí)落料凹模10完成落料動作,上模繼續(xù)下行時(shí),翻邊成型模11與凸凹模14進(jìn)行翻邊?;瑝K運(yùn)行到下死點(diǎn),對工件進(jìn)行整修。沖壓工序完畢后開模,如工件滯留在下模,有橡膠將工件頂出,如工件滯留在下模,有頂出器頂出。四、模具主要零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的分析(一)、 沖孔凸模設(shè)計(jì):根據(jù)沖壓件的的形狀和尺寸,沖孔凸模采用整體式的直通式(主要由于模具安裝的空間限制而采用直通式),截面形狀是圓形,刃口形狀為平刃。凸模材料:Cr12MoV由于沖件形狀已決定了橫向尺寸和形狀,所以在一般情況下,凸模的強(qiáng)度是足夠的,但是,對于特制細(xì)長的凸模和板料厚度大的情況,才需要進(jìn)行壓應(yīng)力和彎曲應(yīng)力的校核,檢查其危險(xiǎn)面尺寸和自由長度是否滿足強(qiáng)度要求。壓應(yīng)力校核公式:圓形凸模 4t/ 非圓形凸模 F/ 彎曲應(yīng)力的校核:圓形凸模非圓形凸模無導(dǎo)向裝置 95/ 425帶導(dǎo)向裝置 270/ 1200 式中:dmin 凸模最小直徑 (mm)T 材料厚度 (mm)I 材料抗剪強(qiáng)度 (MPa)Amin 凸模最窄處的截面積 (mm2)F 沖裁力T 凸模材料許用壓力 (MPa) D 凸圓最小直徑 (mm)I 凸模最小截同的慣性矩 (mm4)沖孔凸模是直通式最小直徑是19.3mm,進(jìn)行沖裁的板料厚度為1mm 。既不屬于細(xì)長桿,又不屬于板料厚的零件,所以凸模的強(qiáng)度足夠不需進(jìn)行壓應(yīng)力和彎曲應(yīng)力的校核。沖孔凸模的固定方式,采用螺釘?shù)跹b固定。直通式凸模為方便固定板型孔的加工,則采用M7/h6的基軸制過渡配合。(二)、落料凹模的設(shè)計(jì) 凹模是在沖壓過程中,與凸模配合直接對沖制件進(jìn)行分離或成型的工作零件。凹模的材料選取:Cr12MoVu 刃口形式 選用刃口,根據(jù)沖裁件的形狀、厚度、尺寸精度以及模具的具體結(jié)構(gòu)決定,采用刃口形式為直通式。u 凹模外形尺寸 凹模的外形尺寸是指其平面尺寸和厚度,凹模的外形一般為圓形和矩形兩種。因沖裁件屬于中小型工件,故采用圓形凹模。由于沖裁時(shí)凹模受力狀態(tài)比較復(fù)雜,目前還不能用理論方法精確的計(jì)算,必須中和考慮各方面因素,在實(shí)際生產(chǎn)中首先采用經(jīng)驗(yàn)公式確定.凹模的高度和厚度通過經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算。凹模高度計(jì)算公式: h = kd= 0.3543.55= 15.24(mm)凹模厚度計(jì)算公式: c = (1.5 2)h= (1.5 2)15.24= 22.86 30.48 (mm)式中: h 凹模高度(mm)(15mm)k 系數(shù)d 最大直徑(mm)c 凹模厚度(mm),( 30 40mm)由于結(jié)構(gòu)需要選取凹模高度h = 40 mm,凹模厚度c = 37.5 mm。u 落料凹模的固定方法 采用上模固定板固定,與固定板采用H7/m6過渡配合,上端帶臺肩,以防拉下。(三)凸、凹模的設(shè)計(jì)復(fù)合模中同時(shí)具有落料凹模和沖孔凹模的作用的工件零件。凸凹模工作面的內(nèi)外緣均為刃口,內(nèi)外緣之間的壁厚取決于沖裁件的尺寸。因此從強(qiáng)度方法考慮,其壁厚應(yīng)受最小值限制。凸、凹模壁厚于模具結(jié)構(gòu)有關(guān):當(dāng)模具采用正狀結(jié)構(gòu)時(shí),內(nèi)孔不積存廢料,脹力小,最小壁厚可以小些;當(dāng)模具為倒裝結(jié)構(gòu)時(shí),若內(nèi)孔為直通形刃口形式,且采用下漏料方式,則內(nèi)孔積存廢料,脹力大,故最小壁厚應(yīng)大些。不積聚廢料的凸凹模的最小壁厚:1)、對黑色金屬硬材料約為工件料厚的1.5倍,但不小于0.7 mm。2)、對有色金屬和軟材料的工件約等于工件料厚,但不小于0.5 mm。積聚廢料凸凹模的最小壁厚:目前一般按經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)確定,倒裝復(fù)合模的凸凹模最小壁厚列于表2-7。表2-7 倒裝復(fù)合模的沖裁凸凹模的最小壁厚料厚t(mm)0.40.50.60.7最小壁厚a(mm)1.41.61.82.0料厚t(mm)0.80.91.01.2最小壁厚a(mm)2.32.52.73.2軸蓋沖模采用倒裝復(fù)合模,沖裁凸凹模內(nèi)孔有廢料積聚,經(jīng)查表,最小壁厚為2.7。由工件圖可知,凸凹模的壁厚為10mm大于最小壁厚,滿足要求。(如圖2-5)上部的成型凸凹模屬于不積聚廢料的凸凹模。故最小壁厚約等于工件料厚。即:最小壁厚為1.0mm,凸凹模的壁厚為2.3mm大于最小壁厚,滿足要求。(如圖2-5)(四)翻邊成型模的設(shè)計(jì)翻邊成型模是凸凹模的一種,故設(shè)計(jì)與凸凹模相似。屬于不積聚廢料的凸凹模,故最小壁厚約等于1.0mm,成型模的壁厚為5.0mm大于最小壁厚,滿足要求。(如圖2-4)固定方法:采用與落料凹模H7/K6的過渡配合,在與上模固定板配合五、模具圖樣設(shè)計(jì)(一)、繪制模具總圖(見附圖)(二)、繪制非標(biāo)零件圖(見附圖)1、 備料清單標(biāo)準(zhǔn)件序號零件名稱實(shí)際尺寸數(shù)量材料1上模座1251251HT2002下模座1251251HT2003 圓柱頭內(nèi) 六角螺釘M1022345M8504M84044卸料螺釘8506455圓柱銷870345835361836擋料銷43457導(dǎo)柱221302208導(dǎo)套2260332209模柄40601Q23510彈簧D2055665Mn11硬橡膠圈4018.51硬橡膠非標(biāo)準(zhǔn)件序號零件名稱實(shí)際尺寸數(shù)量材料硬度(淬火)1彈壓卸料板581452沖孔凸模25451Cr12MoVHRC58-603墊板13013013145HRC43-484上模固定板135135281Q2355打桿2095145 HRC43-486落料凹模70451Cr12MoVHRC60-627成型模55451Cr12MoVHRC58-628頂出器3530145HRC43-489推板408145 HRC43-4810凸凹模60501Cr12MoVHRC58-6211壓料器2010145HRC43-4812卸料板458145HRC43-4813頂桿10504Cr6WVHRC50-5614下模固定板90201Q235工藝過程卡軸蓋毛坯尺寸13513528mm數(shù)量1零件名稱上模固定板序號4材料Q235 工序號工序名稱工序內(nèi)容設(shè)備1備料按尺寸13513528mm 鋸床2銑削銑削六面達(dá)到12512523mm互為直角銑床3磨削六面上下兩平面留0.02的磨削量,其余達(dá)到設(shè)計(jì)要求。磨床4鉗工劃線劃出各孔位置線,型孔輪廓線。5加工型孔鉆孔30后再擴(kuò)孔,進(jìn)行鏜孔后銑臺階孔,達(dá)到設(shè)計(jì)要求。銑床6鉆削加工螺紋底孔 ,銷孔2-8與墊板、上模座銷孔配鉆,并進(jìn)行較孔和攻絲鉆床7磨削磨削上下平面,保證尺寸22及其平行度0.01的要求。磨床8檢驗(yàn)工藝過程卡軸蓋毛坯尺寸標(biāo)準(zhǔn)件數(shù)量1零件名稱下模座序號1材料HT200工序號工序名稱工序內(nèi)容設(shè)備1備料標(biāo)準(zhǔn)件2鉗工劃線劃出各孔位置,型孔輪廓線。3鉆削按位置加工螺釘孔8、銷孔8與下模固定板配鉆,以保證其精度達(dá)到設(shè)計(jì)要求。鉆床4銑削銑削臺階孔及內(nèi)型腔,達(dá)到設(shè)計(jì)要求銑床5鉗工精修全面達(dá)到設(shè)計(jì)要求。6檢驗(yàn)工藝過程卡軸蓋毛坯尺寸25*95mm數(shù)量1零件名稱彈性卸料板序號3材料45 工序號工序名稱工序內(nèi)容設(shè)備1備料13013013 mm2銑削銑削六面達(dá)到1251259mm,互為直角銑床3磨削六面上下平面留0.1的精磨量,其余達(dá)設(shè)計(jì)要求磨床4鉗工劃線劃出個(gè)孔位置,型孔輪廓線5鉆削加工螺紋底孔進(jìn)行配鉆,定位銷孔3-4,并進(jìn)行攻絲,達(dá)到設(shè)計(jì)要求。鉆床6加工中間型孔用30的鉆頭進(jìn)行鉆削,在進(jìn)行鏜孔,保證其設(shè)計(jì)精度。銑床7磨削磨削上下平面,保證尺寸8mm及平行度0.01。磨床8鉗工精修9檢驗(yàn)工藝過程卡軸蓋毛坯尺寸2545mm數(shù)量1零件名稱沖孔凸模序號6材料Cr12MoV工序號工序名稱工序內(nèi)容設(shè)備1下料按尺寸2545mm切斷鋸床2車內(nèi)外圓按圖紙車削全形,單邊留0.2mm的精加工余量車床3鉗工劃線加工安裝孔劃出各孔位置線4加工螺釘孔,銷釘孔按圖紙位置加工螺釘孔和銷釘孔鉆床5熱處理按熱處理工藝進(jìn)行,硬度HRC 58-626磨外圓磨外圓、兩端面,留研磨量0.01mm 磨床7研磨研磨外圓達(dá)到要求,保證其外圓同軸度0.028鉗工精修全面達(dá)到設(shè)計(jì)要求工藝過程卡軸蓋毛坯尺寸標(biāo)準(zhǔn)件數(shù)量1零件名稱上模座序號7材料HT200工序號工序名稱工序內(nèi)容設(shè)備1備料標(biāo)準(zhǔn)件2鉗工劃線劃出各孔位置線,及型腔輪廓線3鉆削加工鉆削M10螺紋底孔和孔4-9、3-3.5。并進(jìn)行鉸孔和攻絲,達(dá)到設(shè)計(jì)要求。鉆床4銑削銑削內(nèi)型腔85、40及臺階孔14達(dá)到設(shè)計(jì)要求。銑床5鉆削鉆削銷孔2-8,使之與墊板、上模固定板的銷孔進(jìn)行配鉆,保證其設(shè)計(jì)精度。鉆床6檢驗(yàn)工藝過程卡軸蓋毛坯尺寸130*130*13mm數(shù)量1零件名稱墊板序號8材料45工序號工序名稱工序內(nèi)容設(shè)備1備料按尺寸130*130*13mm備料2銑削銑外輪廓,留磨削量0.20mm,保證上下平面的平行度銑床3鉗工劃線劃出各孔位置線4鉆削按位置進(jìn)行鉆削4-M6螺紋底孔和2-8的孔,達(dá)到要求;銷孔2-8與上模固定板、上模座的銷孔進(jìn)行配鉆,以保證其精度。銷孔2-4與沖孔凸模得銷孔進(jìn)行配鉆,以保證其精度。鉆床5熱處理按熱處理工藝進(jìn)行,硬度HBC43-486磨削磨外輪廓,滿足上下平面的平行度0.01的要求,以達(dá)到設(shè)計(jì)要求磨床7檢驗(yàn)工藝過程卡軸蓋毛坯尺寸7045數(shù)量1零件名稱落料凹模序號10材料Cr12MoV工序號工序名稱工序內(nèi)容設(shè)備1備料按尺寸7045備料2熱處理按熱處理工藝進(jìn)行, HBC60-623車削車削外形,鉆20的孔后用40的鉆頭進(jìn)行擴(kuò)孔,再進(jìn)行鏜孔。內(nèi)外形均留0.5mm的磨削量車床4銑削銑削圓槽至圖上尺寸51.5銑床5磨削磨內(nèi)、外輪廓及兩端面達(dá)到設(shè)計(jì)要求,保證其同軸度0.02磨床6鉗工全面達(dá)到設(shè)計(jì)要求7檢驗(yàn)工藝過程卡軸蓋毛坯尺寸165*130*20mm數(shù)量1零件名稱成型模序號11材料Cr12MoV工序號工序名稱工序內(nèi)容設(shè)備1備料按尺寸5545mm備料2車削車削全形,刃口部分留0.5的磨削量,其余達(dá)到設(shè)計(jì)要求。車床3熱處理按熱處理工藝進(jìn)行,HRC62-644磨削進(jìn)行磨削刃口,保證其設(shè)計(jì)要求磨床5鉗工精修全面達(dá)到設(shè)計(jì)要求6檢驗(yàn)工藝過程卡軸蓋毛坯尺寸3530mm數(shù)量1零件名稱頂出器序號12材料45工序號工序名稱工序內(nèi)容設(shè)備1備料按尺寸3530mm備料2車削車削外形,并鉆孔15再進(jìn)行鏜孔,留磨削量0.20mm.車床3熱處理按熱處理工藝進(jìn)行,淬火硬度HRC58-624磨削磨削達(dá)到設(shè)計(jì)尺寸,保證其同軸度0.02。磨床5鉗工精修全面達(dá)到設(shè)計(jì)要求6檢驗(yàn)工藝過程卡軸蓋毛坯尺寸408mm數(shù)量1零件名稱推板序號13材料45工序號工序名稱工序內(nèi)容設(shè)備1備料按尺寸408mm備料2車削車削外圓達(dá)到尺寸要求。車床3銑削銑削上下平面,留磨削量0.30mm.銑床4熱處理按熱處理工藝進(jìn)行,淬火硬度HRC43-485磨削磨上下面達(dá)到尺寸3mm保證上下面的平行度0.02磨床6鉗工精修全面達(dá)到設(shè)計(jì)要求7檢驗(yàn)工藝過程卡軸蓋毛坯尺寸2095mm數(shù)量1零件名稱打桿序號14材料45工序號工序名稱工序內(nèi)容設(shè)備1備料按尺寸2095mm備料2車削車削外形,并倒角245,留磨削量0.20mm。車床3熱處理按熱處理工藝進(jìn)行,淬火硬度HRC58-624磨削磨削外形,保證設(shè)計(jì)要求。磨床5鉗工精修全面達(dá)到設(shè)計(jì)要求6檢驗(yàn)工藝過程卡軸蓋毛坯尺寸6050mm數(shù)量1零件名稱凸凹模序號24材料Cr12MoV工序號工序名稱工序內(nèi)容設(shè)備1備料按尺寸6050mm備料2車削車削外形,鉆10mm的孔后進(jìn)行鏜孔加工,按圖上設(shè)計(jì)尺寸均留0.3mm的磨削量車床3鉆削鉆孔4-4的孔鉆床4銑削按圖紙銑削上型腔,留磨削量0.2mm. 銑床5熱處理按熱處理工藝進(jìn)行,淬火硬度HRC62-64。磨床6磨削磨削內(nèi)外形,及端面。保證上下面的平行度的要求鉆床7鉗工精修全面達(dá)到設(shè)計(jì)要求8檢驗(yàn)工藝過程卡軸蓋毛坯尺寸4010mm數(shù)量1零件名稱壓料器序號25材料45工序號工序名稱工序內(nèi)容設(shè)備1下料按尺寸4010mm切斷鋸床2車削車外圓37 mm,達(dá)到要求;鉆孔15,再進(jìn)行鏜孔達(dá)設(shè)計(jì)要求。車床3鉗工劃線按圖上位置進(jìn)行劃線 4鉆削M4的加工鉆削M4的底孔,并進(jìn)行攻絲鉆床5銑削銑上下平面,保證平面平行度.,留磨削量0.2mm,達(dá)到設(shè)計(jì)要求。銑床6熱處理按熱處理工藝進(jìn)行,淬火后HRC58-627磨削磨削上下平面,保證平行度0.02mm.磨床8檢驗(yàn)工藝過程卡軸蓋毛坯尺寸458mm數(shù)量1零件名稱卸料板序號26材料45工序號工序名稱工序內(nèi)容設(shè)備1下料按尺寸458mm切斷鋸床2車削車削外形,在車床上鉆孔15,再進(jìn)行鏜孔,達(dá)到設(shè)計(jì)要求。車床3銑削銑削上下平面,保證其平行度,留磨削量0.20mm.銑床4磨削磨削上下平面,保證其平行度0.02mm.達(dá)到設(shè)計(jì)要求。磨床5檢驗(yàn)工藝過程卡軸蓋毛坯尺寸9020mm數(shù)量1零件名稱下模固定板序號30材料Q235工序號工序名稱工序內(nèi)容設(shè)備1備料按尺寸9020mm備料2車削車削外形達(dá)到尺寸在車床上鉆孔20,在進(jìn)行鏜孔,內(nèi)型尺寸達(dá)設(shè)計(jì)要求。車床3鉗工劃線劃出各孔的位置4孔的加工鉆孔M8的底孔,進(jìn)行攻絲;銷孔2-8與下模座的銷孔進(jìn)行配鉆。達(dá)到設(shè)計(jì)要求。鉆床5鉗工精修6檢驗(yàn)工藝過程卡軸蓋毛坯尺寸1050mm數(shù)量4零件名稱頂桿序號27材料Cr6WV工序號工序名稱工序內(nèi)容設(shè)備1備料按尺寸1050mm備料2車削車削外形達(dá)到尺寸,并進(jìn)行外螺紋加工達(dá)設(shè)計(jì)要求。車床3熱處理按熱處理工藝進(jìn)行,淬火后HRC56-604磨削磨削其外形達(dá)到設(shè)計(jì)要求。磨床5鉗工精修六、模具裝配與調(diào)試(一)、對于導(dǎo)柱復(fù)合模裝配,應(yīng)以凸凹模作為裝配基準(zhǔn)件。先將裝有凸凹模的固定板用螺栓和銷釘安裝、固定在指定的模座的相應(yīng)位置上;再按凸凹模的內(nèi)形裝配、調(diào)整沖孔凸模固定板的相對位置,使沖孔凸、凹模間的間隙趨于均勻,用螺釘固定;然后再以凸凹模的外形為基準(zhǔn),裝配、調(diào)整落料凹模相對凸凹模的位置,調(diào)整間隙,用螺釘固定。再安裝其它的零件。安裝順序:1、組件裝配模架的組裝,模柄的裝入,凸模及凸凹模在固定板上的組裝2、總裝配先裝上模,再以上模為基準(zhǔn)裝下模3、調(diào)整凸凹模的間隙4、安裝其它輔助零件5、檢查、試件(二)、模具裝配過程見下頁表裝配過程:序號工序工藝說明1、檢查零件及組件檢查沖模各零件及組件是否符合圖樣要求,并檢查凸凹模間隙的均勻程度,各輔助零件是否配齊2、裝配上模1、先將模架組裝好,即推板13放入上模座7內(nèi)型腔,打桿14與模柄15的組合體放入上模座里并用螺釘16固定。2、把落料凹模10、成型模11裝入上模固定板4中,再將其磨平。將頂出器12裝入與成型模11相配。沖孔凸模6有螺釘18固定在墊板上,使其與頂出器12配合間隙均勻,并保證其垂直度,打入銷釘17。3、墊板8、上模固定板4和上模座7用內(nèi)六角螺釘20固定連接,用凸凹模24對沖孔凸模6和落料凹模10、成型模11初找正其位置,進(jìn)行調(diào)整,緊固螺釘20。4、按上模固定板4上的螺紋孔配作上模各零件的螺紋過孔。5、拆開后分別進(jìn)行擴(kuò)孔、鉸孔,然后再用螺釘連接起來,用壓板壓緊,鉆銷孔,打入銷釘。3、裝配下模1、在下模座1的內(nèi)型腔放入橡膠28和卸料板26,凸凹模24裝入下模固定板30,保證其同軸度。壓料器25、頂桿27裝在凸凹模24上。2、將其凸凹模24、下模固定板30、壓料器25、頂桿27的組合體與
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