3100 鏈輪的沖壓工藝及模具設計1,鏈輪,沖壓,工藝,模具設計 鏈 輪 沖 壓 模 具 的 設 計12鏈輪的沖壓工藝及模具設計…第 2 章 鏈 輪 沖 壓 模 具 的 設 計1. 模 具 結(jié) 構 形 式 選 擇此 模 具 為 拉 深 翻 邊 復 合 工 序 ， 由 于 壁 厚 均 勻 ， 采 用 拉 深 翻 邊 復 合 模 強 度 足夠 ， 模 具 總 體 結(jié) 構 簡 單 見 下 圖 模 具 總 裝 示 意 圖 。 該 結(jié) 構 采 用 倒 裝 式 ， 模 座 下的 彈 頂 器 兼 作 壓 邊 與 頂 件 裝 置 ， 另 設 有 彈 性 卸 料 和 推 件 裝 置 。河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 畢 業(yè) 設 計 說 明 書13圖 （ 4） 模 具 總 裝 示 意 圖2. 模 具 工 作 零 件 的 設 計2.1 拉 深 工 作 部 分 刃 口 尺 寸 計 算2.1.1 拉 深 凸 、 凹 模 圓 角 半 徑 的 確 定拉 深 凹 模 圓 角 半 徑 可 根 據(jù) 公 式 ： =0.8 進 行 計 算 ：ArtdD)(?R……拉 深 凹 模 圓 角 半 徑 ；D……坯 料 直 徑 ；d……拉 深 凹 模 內(nèi) 徑 ；t……板 料 厚 度 。則 ： 拉 深 凹 模 圓 角 半 徑 ： =0.8×Ar(26-1)3?=12mm拉 深 凸 模 圓 角 半 徑 ： 可 根 據(jù) 公 式 ： =(0.7～ 1.0) TrAr=9mm河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 畢 業(yè) 設 計 說 明 書142.1.2 拉 深 凸 、 凹 模 的 工 作 部 分 尺 寸 計 算查 【 1】 表 19.4-39 得 ， 拉 深 凹 模 和 拉 深 凸 模 的 計 算 公 式 為 ：=(d+0.4△ ＋ 2c) D0d??=(d+0.4△ )pD??……拉 深 凹 模 即 凸 凹 模 內(nèi) 緣 尺 寸 ；d……拉 深 凸 模 刃 口 尺 寸 ；pc……凸 ， 凹 模 的 單 邊 間 隙 ；δ d……拉 深 凹 模 的 制 造 公 差 ；δ p……拉 深 凸 模 的 制 造 公 差 ；△ ……拉 深 件 基 本 尺 寸 d 的 公 差 （ △ ＝ 0.35mm） ;查 【 4】 表 7.14 IT12 級 內(nèi) 緣 尺 寸 =120mm 取 △ =0.35mmd……工 件 的 內(nèi) 邊 緣 尺 寸 （ d＝ 120mm） ；查 【 2】 表 4.8.3 得 ： δ d＝ 0.10； δ p＝ 0.06.C=(1～ 1.1) maxT=1×3=3mm 注 ： ……板 料 厚 度 的 最 大 極 限 尺 寸axT則 可 計 算 拉 深 凹 模 的 刃 口 尺 寸 為 ：=(d+0.4△ ＋ 2c) Dd??0=(120+0.4×0.35+2×3) 0.1?河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 畢 業(yè) 設 計 說 明 書15=126.14 mm0.?拉 深 凸 模 刃 口 尺 寸 為 ：=(d+0.4△ )pD0D??=(120+0.4×0.35) 0.6?=120.14 mm0.6?拉 深 凹 模 高 度 H 確 定 ：1H = + + -t1h23……凹 模 固 定 板 的 厚 度 ， 取 =42mm（ 依 據(jù) 拉 深 凹 模 的 外 緣 直 徑 ， 結(jié) 合1h模 具 的 結(jié) 構 要 求 ， 查 〔 1〕 表 22.5-19， 選 =42mm.)1h……凹 模 固 定 板 與 毛 坯 間 的 安 全 距 離 ,一 般 為 10～ 20㎜ ， 這 里 取2hh =15㎜ .t……制 件 的 厚 度 .t＝ 3mm.H =42+15+40-3=94mm為 了 減 少 拉 深 時 對 拉 深 凸 模 的 沖 擊 力 ， 減 輕 對 拉 深 凸 模 的 磨 損 ， 保 證 制 件的 精 度 ， 延 長 其 使 用 壽 命 ， 需 要 在 拉 深 凸 模 上 開 出 出 氣 孔 。 其 直 徑 d 可查 【 1】 表 19.4-41 可 得 ： d＝ 10mm. 考 慮 到 拉 深 凸 模 固 定 的 緊 固 性 ， 保 證制 件 的 制 造 精 度 ， 應 該 采 用 壓 入 式 凸 模 ， 其 高 度 可 由 下 式 算 出 := + + -t 2H1h23……凸 模 固 定 板 的 厚 度 ， 取 =50mm1h……墊 板 的 厚 度 ， （ 查 【 1】 表 22.5-62， 依 據(jù) 凹 模 的 外 緣 尺 寸 ， 選 頂2板 的 厚 度 為 13mm, 考 慮 頂 桿 的 頭 部 尺 寸 ， 確 定 墊 板 的 厚 度=18mm.)2h河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 畢 業(yè) 設 計 說 明 書16……制 件 的 高 度 ， =18+3=21mm.3hht……制 件 的 厚 度 ， t=3mm.因 此 拉 深 凸 模 的 高 度 為 ：=50+18+21-32H=86(mm)則 ： 拉 深 凸 模 和 拉 深 凹 模 （ 翻 邊 凹 模 ） 的 設 計 圖 如 下 所 示 ：其 余圖 （ 5） 拉 深 凸 模河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 畢 業(yè) 設 計 說 明 書1742 其 余圖 （ 6） 拉 深 凹 模 （ 翻 邊 凹 模 ）2.2 翻 邊 工 作 部 分 的 尺 寸 計 算翻 邊 凹 模 圓 角 半 徑 一 般 對 翻 邊 成 形 影 響 不 大 ， 可 取 該 值 等 于 零 件 的 圓 角 半徑 ， R=6mm翻 邊 凸 模 圓 角 半 徑 應 盡 量 取 大 些 ， 以 便 有 利 于 翻 邊 變 形 ， R=7mm單 邊 間 隙 Z=0.75×3=2.25mm為 了 避 免 彈 性 卸 料 和 推 件 裝 置 的 行 程 過 大 ， 翻 邊 凸 模 端 部 設 計 為 橢 圓形 凸 模 ， 其 錐 角 取 90 度 。 推 件 塊 還 有 壓 邊 的 作 用 ， 故 翻 邊 凸 模 不 需 要 臺 肩 。查 表 2-12 得 凸 、 凹 模 的 制 造 公 差 = =0.02mm。 磨 損 系 數(shù) 由 表 2-13凸?凹得 X=0.75翻 邊 凸 模 尺 寸 ： D =(64-t+x△ ) =61.075 mm凸 0凸??2.?翻 邊 凹 模 尺 寸 ： D =( D +2Z) =65.575 mm凹 凸 凹?00.?翻 邊 凸 模 示 意 圖 如 下 ：河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 畢 業(yè) 設 計 說 明 書18其 余圖 （ 7） 翻 邊 凸 模2.3 模 架 的 選 擇凹 模 壁 厚 ： C=（ 1.5～ 2） HH……凹 模 高 度 =54mm=2×54=108mm拉 深 凹 模 周 界 尺 寸 L=凹 模 刃 口 尺 寸 +2×C=126+216=342mm選 取 Ⅰ 級 精 度 的 后 側(cè) 導 柱 模 架 , 由 【 4】 表 3－ 6 查 得 ， 模 架 的 規(guī) 格 為 ：400㎜ ×280㎜ ×55㎜ ， 其 圖 示 如 下 所 示 ：河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 畢 業(yè) 設 計 說 明 書19圖 （ 8） 后 側(cè) 導 柱 模 架該 模 架 的 上 模 座 的 規(guī) 格 為 ： GB/T　 2855.5 400×280×55㎜ . 下 模 座 的規(guī) 格 為 ： GB/T　 2855.6 400×280×55㎜ . 導 柱 的 規(guī) 格 為 ： GB/T　 2861.1　35×210㎜ . 導 套 的 規(guī) 格 為 ： GB/T 2861.6 35×115×48㎜ .2.4 模 具 其 它 零 部 件 的 計 算 和 選 取2.4.1 壓 力 機 型 號 的 確 定模 具 閉 合 高 度 H=上 模 座 厚 h1+上 墊 板 厚 h2+拉 深 凹 模 高 度 h3+拉 深 凸 模 高度h4-制 件 高 度 h5+制 件 厚 度 t+下 墊 板 厚 度 h6+下 模 座 厚 度 h7.河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 畢 業(yè) 設 計 說 明 書20上 模 座 厚 度 h1……查 【 4】 表 3-6 可 知 ： h1=45mm上 墊 板 厚 度 h2……查 【 4】 表 2-17， 選 擇 圓 形 墊 板 的 厚 度 h2＝ 11mm拉 深 凹 模 高 度 h3……結(jié) 合 模 具 結(jié) 構 和 沖 壓 工 藝 總 力 ， 選 定 h3=94mm拉 深 凸 模 高 度 h4……依 據(jù) 模 具 結(jié) 構 要 求 ， 選 定 h4＝ 86mm制 件 高 度 h5……h(huán)5=21mm制 件 厚 度 t……t=3mm下 墊 板 厚 度 h6……查 【 4】 表 2-17， 選 擇 下 墊 板 厚 度 h6=10mm下 模 座 厚 度 h7……查 【 4】 表 3-6 可 知 ： h7＝ 55mm則 ， 模 具 的 閉 合 高 度 為 ：H= h1+ h2+ h3+ h4- h5+t+ h6+ h7=45+11+94+86+21+3+10+55=325mm我 們 初 選 的 壓 力 機 型 號 為 J23-63,其 最 大 閉 合 高 度 為 400mm， 可 見 該 模具 的 閉 合 高 度 小 于 所 選 壓 力 機 J23-63 的 最 大 裝 模 高 度 ， 可 以 使 用 。2.4.2 模 柄 的 確 定由 J23-63 型 號 的 壓 力 機 模 柄 孔 尺 寸 50mm×70mm,選 擇 B 型 壓 入 式 模 柄 ，查 【 1】 表 22.5-24 可 選 得 其 模 柄 規(guī) 格 為 A50㎜ ×110㎜ . 2.4.3 螺 釘 的 選 用根 據(jù) 模 具 結(jié) 構 要 求 ， 查 【 1】 表 22.6-1 可 選 擇 螺 紋 規(guī) 格 為 d=M10㎜ 的 內(nèi)六 角 柱 頭 螺 釘 ， 其 尺 寸 規(guī) 格 如 下 ： ＝ 16㎜ ， k=10㎜ ,s=8.115㎜ ,kde=9.15㎜ .公 稱 長 度 l 依 據(jù) 模 具 設 計 要 求 選 用 即 可 ， 則 其 圖 示 如 下 ：圖 （ 9） 內(nèi) 六 角 螺 釘河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 畢 業(yè) 設 計 說 明 書212.4.4 圓 柱 銷 的 選 用根 據(jù) 模 具 的 結(jié) 構 要 求 ， 查 【 1】 表 22.6-12， 可 選 規(guī) 格 為 GB/T　 119.1　8 m6×l-A1 的 圓 柱 銷 。 圓 柱 銷 的 長 度 l 可 根 據(jù) 模 具 設 計 的 要 求 自 行 選 定 。它 的 材 料 為 CrWMn 鋼 ， 硬 度 為 125～ 254HV30， 表 面 粗 糙 度 為 ： 公 差m6： Ra≤ 0.8μ m； 其 圖 示 如 下 ：圖 （ 10） 　 圓 柱 銷2.4.5 卸 料 裝 置 的 選 用2.4.5.1 推 件 板 的 選 用根 據(jù) 設 計 的 需 要 ， 頂 板 兼 有 壓 邊 的 作 用 ， 因 此 依 據(jù) 落 料 凹 模 的 刃 口 尺 寸 ，查 【 1】 表 22.5-62 選 A 型 頂 板 ， 取 其 直 徑 D 為 63㎜ ， 其 厚 度 為 10mm.2.4.5.2 頂 桿 的 選 用頂 桿 的 長 度 為 ： H=h+ + + +1234hh……頂 桿 的 頭 部 尺 寸 ， 查 【 1】 表 22.5-59 選 A 型 推 桿 ， 可 得 其 頭 部 尺寸 為 7㎜ .……凸 模 固 定 板 的 厚 度 ， 取 其 值 為 50㎜ .1……下 墊 板 的 厚 度 ， 取 其 值 為 10mm.2……下 模 座 的 厚 度 . =55㎜ .3h3h……自 由 尺 寸 ， 一 般 取 10～ 20㎜ ， 這 里 選 取 20㎜ .4則 ， 頂 桿 的 長 度 為 ： H=7+50+10+55+20=142mm. 依 據(jù) 此 計 算 結(jié) 果 查【 1】 表 22.5-59 選 A 型 推 桿 ， 其 粗 端 部 直 徑 d＝ 15㎜ ， 長 度 L＝ 142㎜ ,細 端 直 徑 =10mm d河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 畢 業(yè) 設 計 說 明 書222.4.5.3 彈 性 卸 料 元 件 的 選 用因 為 只 有 當 頂 桿 受 力 向 上 推 動 頂 板 時 ， 頂 板 才 能 夠 頂 出 制 件 。 由 于 聚 氨 酯橡 膠 具 有 高 的 強 度 、 高 彈 性 、 高 耐 磨 性 和 易 于 機 械 加 工 的 特 性 ， 在 沖 模 中 應用 越 來 越 多 ， 因 此 我 們 采 用 聚 氨 酯 彈 性 體 來 提 供 推 動 頂 桿 的 力 ， 頂 件 器 裝 在下 模 座 上 。頂 件 力 的 計 算 公 式 為 ： =KF1K……頂 件 力 系 數(shù) ， 查 【 5】 表 2.6.1， 選 K=0.1F……拉 深 力 ， 已 計 算 出 為 340646N因 此 頂 件 力 =0.1×340646=34064.6(N)查 【 1】 表 22.5-12， 選 聚 氨 酯 彈 性 體 的 尺 寸 為 ： 直 徑 D＝ 52㎜ ，d＝ 18.5㎜ ， 厚 度 H=40㎜ 。 其 圖 示 如 下 所 示 ：圖 （ 11） 　 聚 氨 酯 彈 性 體其 工 作 過 程 如 下 ：在 壓 力 機 的 作 用 下 ， 上 模 在 滑 塊 的 作 用 下 向 下 移 動 ， 凹 模 7 下 行 壓 迫 毛坯 向 下 進 行 拉 深 ， 中 間 翻 邊 凸 模 在 上 模 下 行 的 同 時 ， 毛 坯 繼 續(xù) 向 下 移 動 ，使 翻 邊 凸 模 相 對 上 行 進 行 翻 邊 ， 工 作 行 程 結(jié) 束 。 河 南 機 電 高 等 專 科 學 校 畢 業(yè) 設 計 說 明 書23上 模 回 程 ， 在 橡 皮 和 圓 柱 銷 17 的 作 用 下 ， 制 件 脫 離 下 模 ， 上 模 繼 續(xù) 回程 ， 在 打 桿 8 和 推 件 板 9 的 作 用 下 ， 制 件 脫 離 凹 模 ， 行 程 結(jié) 束 ， 進 行 下一 次 拉 深 翻 邊 。3. 工 作 零 件 的 加 工 工 藝3.1 模 具 材 料 的 選 用根 據(jù) 模 具 的 種 類 和 生 產(chǎn) 類 型 ， 所 以 要 求 模 具 材 料 具 有 良 好 的 加 工 工 藝 性 ，便 于 切 削 加 工 ， 淬 透 性 要 好 ， 熱 處 理 變 形 小 ； 還 要 具 有 較 高 的 強 度 、 硬 度 、耐 磨 性 和 耐 沖 擊 性 等 。 同 時 還 考 慮 到 國 家 資 源 和 材 料 的 經(jīng) 濟 性 ： 拉 深 凸 模 可以 選 擇 T10A、 硬 度 為 62—64 HRC； 拉 深 凹 模 （ 翻 邊 凹 模 ） 用 T10A、 硬 度為 58—62 HRC； 翻 邊 凸 模 用 T10A、 硬 度 為 60—62 HRC。3.2 模 具 工 作 零 件 的 加 工 工 藝本 幅 模 具 工 作 零 件 都 是 旋 轉(zhuǎn) 體 ， 形 狀 比 較 簡 單 ， 加 工 主 要 采 用 車 削 加 工 。3.2.1 拉 深 凸 模 的 加 工 工 藝 過 程見 表 【 1】 《 拉 深 凸 模 加 工 工 藝 過 程 卡 》3.2.2 拉 深 凹 模 的 加 工 工 藝 過 程見 表 【 2】 《 拉 深 凹 模 的 加 工 工 藝 過 程 卡 》3.2.3 翻 邊 凸 模 的 加 工 工 藝 過 程見 表 【 3】 《 翻 邊 凸 模 的 加 工 工 藝 過 程 卡 》