轴承座级进模设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 1 页 共 28 页 轴承座级进模设计 毕业设计 说明 书 1 冲压件的工艺性分析 此工件为轴承座，其结构如图 1 所示。 图 1 由图可知要成型此零件需要拉深，冲孔，落料三个工序，该零件形状为旋转体结构，中间有一凸台由拉深而成，凸台高度为 10径为 62台端面有一底孔直径为 53缘上有成对称分布的 4 个 孔。材料为 08 钢，已退火的 08 钢的力学性能：抗剪强度： 255 353 /拉强度 324 441b/服点 ： 196 s/长率： 32 10/%；弹性模量： 186 10以上力学性能可知 08钢具有良好的冲压性能，能够满足要求。工件上未标注的尺寸全部为自由公差，可看作 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 2 页 共 28 页 2 冲压工艺方案的确定 确定工艺方案前先确定毛坯的尺寸， 此零件可以看作是有凸缘圆筒形件拉深 。零件底部圆角半径与凸缘转角半径可以看为相等，则坯料直径为 D= = 130 2 =毛坯直径为 零件包括，拉深，冲空，落料三个工序，由于拉深容易造成工件变形， 所以 应该先进行拉深，再冲孔落料。结合以上，可以有以下 方案： 方案一：先拉深，后冲孔，再落料，采用单工序模生产； 方案二：拉深 冲孔 落料复合冲压，采用复合模生产； 方案三：拉深 冲孔 落料级进冲压，采用级进模生产。 方案分析： 方案一模具结构简单，但是需要多套模具，生产效率低，切制造模具的费用也相应较高，操作不方便，方案二只需要一套模具，生产效率较高，工件的精度也较高， 但是模具结构较方案一复杂，给模具的生产带来困难。方案三也只需要一套模具，生产效率高，操作方便，工件的精度也能得到保证。 对以上的三种方案进行比较，采用方案三为佳。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 3 页 共 28 页 3 主要设计计算 样方式的确定及其计算 由于此制件为旋转体零件，呈对称分布，工件的尺寸偏大，故采用直排比较合适， 根据冲压模具设计与制造表 得工件间最小搭边值 面最小搭边值 a= 条料的宽度 B=a= 步距 S=138.9+ 其排样图如图 2 所示： 图 2 计算一个步距内冲裁件的实际面积 A=个步距内材料利用率 =100%=其具体数值见表 1： 表 1. 条料的相关计算 项目分类 项目 公式 结果 备注 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 4 页 共 28 页 排样 冲裁件面积A A= （ 2 查表 ，最小搭边制a= 条料宽度 B B= 距 S S=个步距内的材料利用率 =100%=压力的计算 该模具采用级进模，所 以拟采用弹压卸料，下出件方式。 冲裁周边长度 L： L=（ 130+53+4 85冲裁力 F=b=685 260 =578826N 式中： F 冲裁力； L 冲裁周边长度； T 材料厚度 b 材料抗剪强度，取 260 系数，一般取 件拉深部分的零件相对高度 h/d=10/67=凸缘的相对直径 d1/d=130/67=冲压模具设计与制造表 得该凸缘圆筒形件可以一次拉深成形。 该凸缘圆筒形件的拉深系数 d=料的相对厚度（ t/D） 100=冲压模具设计与制造表 得该拉深工序需要采用压料装置。 在该模具中由弹性卸料板作为压料装置。 拉深力： F 拉 = =67 330 5460N 式中： F 拉深力； t 材料厚度，为 d 拉深后的工序件尺寸； b 拉深件材料的抗拉强度，取 330 修正系数，查表 =文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 5 页 共 28 页 由于卸料时同时要卸冲孔，落料和拉深的料，所以卸料力 578826+95460） =件力： FT= 578826 =63670N 式中： 卸料力，和推件力系数； n 同时卡在凹模内的冲裁件（或者废料）数； n=h 凹模洞口的值刃壁高度； T 材料厚度 所以：冲压总力 +T+F 拉 =578826+3670+95460 =758184N 根据冲压总力选取 开式双柱可倾压 力机 80 力中心的确定及相关计算 ， 模具的压力中心就是冲压力合力的作用点。应使模具的压力中心与压力机滑块的中心线相重合。否则，冲压时滑块就会承受偏心载荷，导致滑块导轨和模具导正部分不正常的磨损，还会使合理间隙得不到保证，从而影响制件质量和减低模具寿命甚至损坏模具。 确定该模具的压力中心时，先按比例画出每一个凸模刃口轮廓的位置。选定坐标轴 x 和 y，将组成图形的轮廓划分为 7 段，分别为 再确定各段的重心位置 图见图 3： 得 7=段线段的重心坐标分别为（ 0， （ （ （ 0， 0）、（ （ 所以其压力中心的坐标（ ： 21772211 =0 21772211 =以模具的压力中心即为（ 0， 压力中心的详细数据见表 2 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 6 页 共 28 页 表 2. 压力中心数据表 基本要素长度 L/几本要素压力中心的坐标值 x y 2=3=4= 0 6=7= 计 作零件刃口尺寸计算 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 7 页 共 28 页 在确 定 工作零件刃口尺寸计算方法之前，首先要考虑工作零件的加工方法和模具装配方法。结合该模具的特点，凹模、凸模固定板以及卸料板适宜采用线切割机床加工。这种加工方法可以保证这些零件各个孔的同轴度，使装配工作简化，因此工作零件刃口尺寸计算按分开加工的方法来计算。 根据冲压模具设计与制造 表 该模具的冲裁模初始双面间隙： 于冲 模：按表 =A = + A =以满足 T + A （ x ） 0T=（ （ A0=（ 对于冲 53底 孔的冲孔凸，凹模：按表 =A = T + A =以满足 T + A （ x ） 0T=（ 53+（ A0=（ 对于 落料凸模，因为是未标注尺寸，所以取 x= =表 =A =样满足 T + A A =（ x ） A0 =（ T =（ 0T=（ 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 8 页 共 28 页 =中： 落料凹、凸模尺寸； 冲孔凸、凹模尺寸； 落料件的最大极限尺寸； 冲孔件的最小极限尺寸； 最小合理间隙； X 磨损系数； 工件精度 上 x=1，工件精度 x=件精度x= 、 A 凸凹模的制造公差 。 于拉深凸，凹模，查表 单边间隙为 ，查公差技术与配合可得公差为 表 模的制造公差 T = = （ ） 0T=（ 62+（ +Z） A0=（ 62+） 中： 凹、凸模尺寸； 拉深件内径的最小极限尺寸； T 、 A 凸凹模的制造公差，见表 Z 拉深模双面间隙。 详细数据表 3： 表 3 工作零件刃口尺寸的计算 尺寸及分类 尺寸转换 计算公式 结果 备注 落料 130 A =（ ） A0（ 0T得满足T + A T =孔 （ x ） 0T（ A0 53 53 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 9 页 共 28 页 拉深 62 62 （ ） 0T（ +Z） A0 料橡胶的设计 该模具拟选用橡胶作为弹 压卸料的弹性元件，选用 6 个圆柱形橡胶，厚度一致，不然会造成受力不均匀，使运动产生歪斜，影响模具的正常工作。使制件质量得不到保证，降低模具寿命。 由于该模具中有拉深工序，冲底孔凸模上的废料时，由于 与冲小孔的凸模同时卸料，故不需要考虑该凸模上的卸料。 料板工作行程： h工=h1+t+1中： 凸模凹进卸料板的高度，取 1 t 材料厚度，为 凸模冲裁后进入凹模的深度，为 胶工作行程： H 工 =h 工 +h 修 =11+5=16中： h 修 凸模修模 量 ，取 5 橡胶的 自由高度： H 自由 =4般 H 自由 胶的预压缩量： H 预 =15%H 自由 =15% 54=8般取 H 预 =（ 10% 15%） H 自由 个橡胶的载荷： 卸F =620228=3371N 胶的外径： D= 73 较核橡胶的自由高度： H 自由 /D=54/73=以： H 自由 /D 满足要求。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 10 页 共 28 页 胶的安装高度： H 安 =H 自由 =546料橡胶的详细数据见表 4： 表 4 卸料橡胶的设计计算 项目 公式 结果 备注 卸料板工作行程 h 工 h工=h1+t+1mm 1 胶工作行程 H 工 H 工 =h 工 +h 修 16mm h 修 为凸模修模量 橡胶自由高度 H 自由 般 （ H 自由 橡胶的预压缩量 H 预 H 预 =15%H 自由 8般取 H 预 =（ 10% 15%） H 自由 每个橡胶承受的载荷 1=6卸F 3371用 6个圆柱形橡胶 橡胶的外径 D D=73 为压缩 10% 35%时的单位压力（ 校核橡胶自由高度 H 自由 H 自由 /D 足要求 橡胶的安装高度 H 安 H 安 =H 自 由 464模具总体设计 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 11 页 共 28 页 由冲压工艺分析可知，采用级进冲压，所以模具类型为级进模。 因为该模具采用的是条料，控制条料的送进方向采用导料板，无侧压装置。由于该模具有 3步工序，定位拉深工序采用始用挡料销，可以提高材料的利用率，冲孔时 可以依靠拉深产生的凸台和凹模之间的配合来定位，落料时采用挡料削初定距，导正销精定距。 料，出件方式的选择 该模具为级进模，故采用下出件方式以便于操作和提高生产效率，材料的厚度为 以采用弹压卸料。 向方式的选择 为了提高模具寿命和工件质量，方便安装调整，该级进模采用中间导柱的导向方式。 5主要零部件设计 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 12 页 共 28 页 作零件的结构设计 料凸模 考虑加工以及工件的外形，该落料凸模采用直通式凸模，并用 4个 钉固定在垫板上，与凸模固定板的配合按 H6/材料选用 处理硬度为5862其总长 L 按公式 具体结构见图 4： L=h1+h2+t+h=20+16+9中： 凸模固定 板厚度，取 20 卸料板厚度，取 16 t 材料厚度，为 h 增加长度，它包括凸模的修模量，凸模进入凹模的深度，凸模固定板与卸料板之间的安全距离等。 图 4 孔凸模 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 13 页 共 28 页 对与冲 凸模为圆形凸模，不属于需要特别保护的凸模， 材料选用 处理硬度为 5862所以该冲孔凸模采用台阶式，一方面加工方便，另一方面又便于装配和更换，显然，它的长度与落料凸模一致，其结构如图 5所示： 对于冲 53 冲底孔凸模，由于该凸模 是冲底孔凸模，由零件图分析可得该凸模的长度比冲 凸模长 10该凸模的长度为 69+10=79同样采用 台阶式 ， 材料选用 处理硬度为 5862用两个 其结构如图 6所示： 图 5 深凸模 拉深凹模的圆角半径按 .8 ( =5模的圆角半径按 凸模圆角半径为 拉深凸模的长度通过与冲孔凸模的比较可确 定为 两个 其结构 如图所示： 拉深凸模上设置排气孔，直径为 4度 30文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 14 页 共 28 页 拉深凸模 图 6 拉深凸模的材料选用 处理硬度 58 62 模 由以上分析可得凹模采用整体式为佳，各冲裁的凹模孔采用线切割机床加工，买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 15 页 共 28 页 安排凹模在模架上的位置时，要依据压力中心与模柄中心重合。 材料选用 处理硬度为 5862其轮廓尺寸可按冲压模具设计与制造公式 计算： 凹模厚度： H=130=26表 k= 凹模壁厚： c=（ 2） H=39 52 取凹模厚度： H=30模壁厚： c=60 凹模宽度： B=b+2c=130+2 60=250 凹模长度： 34料方向） 凹模轮廓尺寸为 53425030 考虑到橡胶的安装直径， 适当加宽凹模宽度取 275以最终凹模轮廓尺寸为 53427530结构如图 7所示： 图 8 位零件的设计 该模具需要采用 活动挡料销进行粗定距，导正销精定距。落料凸模下部设置买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 16 页 共 28 页 两个导正销，借用工件上呈对 角分布的两个 作为导正孔，考虑 料厚和装配后卸料板下平面超出凸模端面 1以导正销的直线部分长度为 2正销采用 H7/装在落料凸模端面，有表 正销导正部分直径与冲孔凸模直径的差值取 导正销材料选用 硬 6。 导正销的结构如 8：起粗定距的活动挡料销，弹簧和螺栓选用标准件，规格为 8 16。挡料销挡料销与导正销的中心距为 D+中； S 步距 ； 落料凸模直径 ； D 挡料销头部直径 ； 图 9 料板的设计 导料板的内侧与条料接触，外侧与凹模齐平，导料板与调料之间的间隙取1以导料板的宽度为 275 边宽度为 料板的厚度按表 料板的材料选用 45钢，热处理硬度为 40 45螺钉和销钉固定在凹模上。导料板的进料端安装有承料板。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 17 页 共 28 页 料部件的设计 料板的设计 卸料板的周界尺寸与凹模的周界尺寸相同， 厚度为 16料板采用45 钢制造，淬火硬度为 4045 卸料板凸台部分的高度为 h=t= 中： h 卸料板凸台高度； H 导料板高度； t 板料厚度； 凸台部分和导料板之间的距离为 1凸台部分的宽度为 弹压卸料板与凸模的单边间隙值取 卸料板的具体结构见附图。 料螺钉的选用 卸料板上设置 4 个卸料螺钉，公称直径为 12纹部分为 10料螺钉尾部应留有足够的行程空间。卸料螺钉拧紧后，应使卸料板超出凸模端面 1误差时通过在螺钉和卸料板之间安装垫片来调整。 架及其他零部件的设计 该模具 采用中间导柱模架，这种模架的导柱在模具中间位置，冲压时可以防止由于偏心力矩而引起的模具歪斜。以凹模周界尺寸为依据，选择模架规格。 导柱采用 B 型导柱，导柱 d/L/5 200， 50 200；导套采用 套 d/ L/D/5 125 60， 50 125 65。材料选用 火硬度 62 上模座厚度 H 上模 取 55模垫板厚度 H 垫 取 10定板厚度 H 固 取 20模座 H 下模 取 65以，该模具的闭合高度 H 闭 ： H 闭 =H 上模 +H 垫 +L+H+H 下模 （ 55+10+69+30+65227中： L 凸模长度， L=69 H 凹模厚度， H=30 h 2 凸模冲裁后进入凹模的深度， 可见该模具闭合高度小于所选压力机 80的最大装模高度，可以使用。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 18 页 共 28 页 其他标准件的选择 料螺钉 ： 选 4个圆柱头内角卸料螺钉 90 81 接上模座与凸模固定板的螺钉，销钉 ： 选圆柱头内六角螺钉： 70 76 4个 圆柱销钉： 8 70 76 4个 柄的紧固螺钉 ： 选螺钉： 20 85 2个 接凹模与下模座的螺钉，销钉 ： 螺钉： 60 76 4个 销钉： 8 90 76 10个 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 19 页 共 28 页 6，模具总装图 通过以上设计，可以得到模具总装图，（见附图），模具上模部分主要由上模座，落料凸模，冲 小孔凸模（ 4 个），冲大孔凸模，拉深凸模，凸模固定板及卸料板等组成。 卸料方式采用弹性卸料，以橡胶为弹性元件。下模部分由下模座，凹模，导料板等组成，冲孔得到的废料和成品件均由漏料孔漏出。 动作过程 ：第一次冲压时，工件的拉深过程和冲孔过程可以靠目侧定距， 条料送进， 落料过程 用活动挡料销粗定距，在落料凸模上安装两个导正销，利用第二步工序留下的 作导正销孔进行导正，以此作为条料送进的精确定距。 以后各次冲压都可以靠此定距。 压过程中粗定距完成以后，当用导正销 精确定位时，由导正销上圆锥 形斜面再将条料向后拉回约 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 20 页 共 28 页 7冲压设备的选定 通过校核，选择开式双柱可倾压力机 80 能满足使用要求。其主要技术参数如下： 公称压力： 800块行程： 130块行程次数： 45（次 最大封闭高度： 380闭高度调节量： 90块中心线至床身距离： 290柱距离： 380作台尺寸（前后左右）： 540 800作台孔尺寸（前后左右直径）： 230 360 280板尺寸（厚度直径）： 100 200柄孔尺寸（直径深度）： 60 80快底面尺寸（前后左右）： 350 370身最大可倾角： 30. 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 21 页 共 28 页 8模具零件加工工艺 该模具为轴承座级进模，模具零件加工的关键在工作零件，固定板以及卸料板，凸模全部为选择体零件，普通车床能够满足要求，凹模，凸模固定板以及卸料板的结构较复杂，加工较困难，如果采用线切割加工技术，这些零件的加工就变的比较容易。 这些零件的加工工艺过程见零件加工 工艺规程卡。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 22 页 共 28 页 9 模具的装配 要组件的装配 在装配只前，必须仔细研究图样，根据该模具结构特点和技术要求，确定合理的装配次序和装配方法。此外，还应该检查模具零件的加工质量，如凸，凹模刃口尺寸等，然后按照规定的技术要求进行装配。装配的次序和方法如下： 柄的装配 因为这副模具的模柄 14 是从上模座 11 的下面向上压入的，所以，在安装凸模固定板 9和垫板 10 之前，应先把模柄装好。 模柄与上模座的配合要求是 H7/配时，应先在压力机上 把模柄压入，再加工定位销钉孔或螺钉孔。然后，把模柄端面突出部分锉平或磨平，安装好模柄后用角尺检查模柄与上模座上平面的垂直度。 模的装配 凸模与固定板的配合要求为 H7/配时，先在压力机上将凸模压入固定板内，检查凸模的垂直度，然后将固定板的上平面与凸模尾部对齐磨平，为了保持凸磨刃口的锋利，应分别把冲孔凸模和落料凸模的端面磨平。 压卸料板的装配 弹压卸料板起压料和卸料作用。装配时，应保证弹压卸料板与凸模之间有适当的间隙，其装配方法是，将弹压卸料板套和已装入固定板的凸模内，在固 定板与卸料板之间垫上平行垫块，并用平行夹板将他们夹紧，然后按照卸料板上的螺孔在固定板上投窝，拆开后钻固定板上的螺钉孔。 装配 模具的主要组件装配完毕后开始进行总装配。为了使凸模和凹模容易对中，总装时必须考虑上，下模的装配顺序，否则，可能出现无法装配的情况。 根据该级进模具的装配要点，选凹模作为装配基准件，先装下模，再装上模，并调整间隙，试冲，返修，具体装配如下： 装配下模 在下模座上划中心线，按中心线预装凹模、导料板。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 23 页 共 28 页 在下模座、导料板上， 用已加工好的凹模分别确定其螺纹孔位置，分别钻孔。攻丝。 将下模座、导料板、凹模、活动挡料销、弹簧装在一起，并用选定的螺钉紧固，并打入螺栓。 装配上模 把已经装入凸模固定板 9的落料凸模 8和冲孔凸模 定板与凹模之间垫上适当高度的平行垫板。 预装上模座，划出与凸模固定板相应的螺纹孔、销钉孔的位置并钻铰螺纹孔、销钉孔。 用螺钉将固定板组合、垫板、上模座连接在一起，但不要拧紧。 将卸料板套装在已经装入凸模固定板的凸模上，装上橡胶和卸料螺钉，并调节橡胶的预压量，使卸料板高出凸模下端面约 2 复查凸、凹模间隙并调整合适后，紧固螺钉。 安装导正销、当条料过长时，在此工序安装承料板。 进行检查，一般采用切纸法，当检查合适后，打入销钉紧固 冲与调整 装机试冲并根据试冲结果相应调整 具试冲中可能出现的缺陷以及调整 根据改模具的实际情况，可能出下以下缺陷： 试冲过程中出现的缺陷 产生原因 调整方法 送料不畅通或料被卡 死 1 两导料板之间的尺寸过小或者有斜度 2 凸模与卸料板的间隙过大，使塔边翻扭 根据情况锉修或者重新按装导料板 减小凸模与卸料板之间的间隙 刃口相咬 1 上模座，下模座，固定板，凹模，垫板等零件安装面不平行 2 凸模，导柱等零件安装不垂直 3 导柱与导套配合间隙过大使导向不准 修整有关零件，重装上模或者下模 重新安装凸模或者导柱 更换导柱或者导套 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 24 页 共 28 页 4 卸料板的孔位不正确或者歪斜，使冲孔凸模位移 修整或者更换卸料板 卸料不正常 1 由于装配不正确，卸料板不能动作，如卸料板与凸模的间隙过小，或者与冲孔凸模与落料凹模之间的间隙不 正确使卸料板不能正常运作，或者因为卸料板倾斜而卡紧 2 橡胶的弹力不够，或者选用的橡胶不正确。 3 凹模和下模座的漏料孔没有对正，料不能排出 4 凹模有倒锥度造成工件堵塞 修整卸料板 更换橡胶 修整漏料孔 修整凹模 制件质量不好： 1 有毛刺 2 制件不平 3 落料外形和内孔位置不正，成偏位现象 1 刃口不锋利或淬火硬度低 2 配合间隙过大或过小 3 间隙不均匀使制件一边有显著带斜角毛刺 合理调整凸模与凹模之间的间隙及修模工作刃口的尺寸 1 凹模有倒锥度 2 顶料杆和工件接触面过小 3 导正销与预冲孔配合过紧，将冲件压出凹陷 修整凹模 更换顶料杆 修正导正销 1 挡料销位置不正 2 落料凸模上导正销尺寸过小 3 导料板与凹模送料中心不平行，使孔位偏斜 修整挡料销 更换导正销 修整导料板 起皱 1 压边装置的压力不足 调整压边力 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 25 页 共 28 页 或压力不均匀 2 凸，凹模之间的间隙过大或不均匀 3 凹模圆角半径过大或不均匀 调整凸，凹模间隙 修磨圆角半径 破裂 1 毛坯材料质量不好，塑性低，金相组织不均匀，表面粗糙 2 凸模和凹模之间的间隙过小或不均匀 3 凸模和凹模的圆角半径过小 4 拉深次数太少，材料变形程度过大 5 润滑不良，规定的中间退火工序没有进行 更换毛坯材 料 调整凸，凹模间隙 加大圆角半径 增加拉深次数 加润滑油，进行毛坯中间退火 尺寸过大或过小 1 毛坯尺寸设计计算错误 2 凸，凹模之间的间隙过大使冲件侧壁鼓肚；间隙过小使材料边薄 表面质量不好 1 模具工作表面，毛坯材料或润滑油不清洁 2 凹模淬火硬度低，表面粗糙度太大 3 圆弧与直线衔接不好，有菱角或突起 清理工作表面等 对凸，凹模进行抛光 修凸，凹模 高度不一致 凸，凹模之间的间隙不均匀 调整凸，凹模间隙 底部凸起 凸模上无出气孔 在凸模上做出排气孔 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 第 26 页 共 28 页 10. 总结 经过这段时间的努力，毕业 设计如期完成了，这是对 3 年高校学