模具设计与制造-反挤压镦头复合模设计说明书.doc

模具设计与制造反挤压镦头复合模设计说明书班级：0508304学号：姓名：指导老师：完成时间：2011年6月22日南京航空航天大学机电学院2011年6月22日2目录设计任务书··························································3一.挤压件的工艺分析····················································4二.主要工艺参数选择·····················································4三.模具总体设计·························································41.挤压力的计算···················································42.压力机选择··················································53.模架设计·····················································64.卸料方式选择·········································75.其他零部件的选择··········································7四.设计总结······························································7参考文献·····························································8南京航空航天大学机电学院2011年6月22日3设计任务书要求：设计一台挤压模，完成由下图所示的毛坯到零件的加工。说明：1.毛坯材料为变形系数较大的低碳钢20钢2.未注公差按IT12级3.生产批量：大批量南京航空航天大学机电学院2011年6月22日4一、挤压件的工艺性分析挤出成型一般用于热塑性塑料的管材、棒材、板材、薄膜、线材等连续型材的生产，所得到的塑件均具有稳定的截面形状。具有以下四条特点：（1）连续成型，生产量大，生产率高，成本低。（2）塑件截面恒定，形状简单。（3）塑件内部组织均衡紧密，尺寸比较稳定准确。（4）适用性强，除氟塑料以外，几乎能加工所有热塑性塑料和部分热固性塑料。毛坯阶梯状圆柱体结构，这种结构要加工成图示的零件形状，普通机械加工难以做到，而采用挤压模却很容易的可以做到。零件与毛坯相比，尺寸变化不大，所以需要的挤压力可以实现。二、主要工艺参数选择考虑到毛坯材料是20钢，其屈服强度s=245MPa，需要的挤压力比较大，所以挤压模的材料选择高硬度、高强度的碳素工具钢T10A，经过淬火处理后，硬度HRC62，这种材料用在挤压场合，可以尽可能避免出现刃口破坏、模具破坏，所以很合适。三、模具总体设计挤压成型是一种没有切屑产生的先进加工方法，生产效率高，理论上说没有废料，同时有较高的加工精度、表面质量好。但由于冷挤压时，单位挤压力很大，因此模具的工作部分与上下底板之间应有足够的支承面与足够厚度的淬硬垫板承受很大的压力，以预防受力过大而冲裂上下底板或者使工作部分的凸凹摸的相对移动。（1）挤压力的计算毛坯受挤压变形时，可以认为整个毛坯内的金属原子都在发生流动，所以在计算挤压力时，应计算出毛坯体积。毛坯体积V计算如下（单位是mm3）南京航空航天大学机电学院2011年6月22日5单位挤压力错误!未找到引用源。,式子中错误!未找到引用源。，A0，A1是挤压前后截面面积，X是模具形状影响系数，计算后知，总挤出力是17吨。（2）压力机的选择根据挤出力大小选择一台合适的压力机，型号为JB21-200公称压力200KN滑块行程100135mm行程次数5055min-1最大封闭高度370mm滑块中心至机身距离205mm工作台尺寸390×610mm模柄孔尺寸40×60mm电机功率3KW外形尺寸1600×1100×2300mm机器重量2200kg（2）凸凹模尺寸选择挤压凸凹模与冲裁凸凹模不同，挤压凸凹模是非标准件，所以其尺寸应根据给定的零件外形尺寸选择合适的即可。如图是组合式凹模的图形，图是锥形凸模（同时包括凸模芯）。凸、凹模具体尺寸见下图，未注配合及公差均按H6/h5或者H7/h6。另外加工方面的一些注意事项有：凸凹模表面加工时要防止其表面缺陷和残余应力；凹模的内型腔表面，一般要经过抛光，研磨后要达到粗糙度Ra0.1m。南京航空航天大学机电学院2011年6月22日6由于零件是回转件，即零件是对称的，所以模具的压力中心在几何中心。图组合式凹模图锥形凸模（含凸模芯）南京航空航天大学机电学院2011年6月22日7（3）模架设计本挤压模具采用有垫板形式，所以其闭合高度应满足条件（单位是mm）闭合高度应根据压力机的闭合高度选择，根据最大闭合高度，可以选择模具闭合高度为334mm，同时选择相对应的上下模座。（4）卸料方式选择由于挤压完成后，零件停留在凹模内，且由于卸载之前有很大的载荷，所以零件与模具之间有很大的粘着力，必须用顶杆将挤压好的制件顶出。（5）其他零部件的选择上模座1×348×35mm下模座1×348×40mm上模座螺钉4×M12×90mm上模座定位销4×8×70mm锥形凸模垫板1×10×180mm锥形凸模固定板1×35×180mm凸模导向圈1×35×160mm导向圈固定螺钉4×M10×55mm凹模固定板1×35×180mm凹模固定板定位销2×8×55mm四、设计总结在这次的模具设计中，我综合了三年来所学的专业知识。这次设计使我受益匪浅，不仅使自己的专业技能有所发挥并且掌握的更为熟练，也加强了在大学阶段所学专业理论知识的巩固。在做模具设计的过程中，在设计和绘图都遇到方面遇到了一些问题，经过老