毕业设计（论文）-钥匙毛坯冲压模具设计（全套图纸） .doc

毕业设计题 目：钥匙毛坯冲压模具设计副 标 题：学 生 姓 名： 所在系、专业：机电工程系,模具设计与制造班 级：模具 指 导 教 师： 日 期： 年5月29日i摘 要摘 要本文主要根据钥匙的形状及工艺特点，分析了工序集中的可能性，提出制造钥匙外形的工艺方案，介绍了复合模的结构及设计中应注意的问题。由于学校大部分的学生对钥匙的需求量都很大，因此设计出一份合理的钥匙外形模具很有现实意义关键词：间隙冲裁 冲孔落料 工艺分析全套图纸，加153893706i目 录目 录摘 要i目 录i1、钥匙模具分析11.1分析零件图11.1.1分析模具的结构11.1.2制定冲压方案11.1.3设计工艺方案11.2卸料方案的确定11.2.1弹性卸料方式11.2.2模具设计计算21.2.3制作图纸21.3工艺方案的确定21.3.1方案选择22、排样32.1合理的排样32.1.1排样方式的确立32.1.2 钥匙零件图32.2模具结构设计42.2.1模具结构设计42.3 模具工作过程43、工作零件的结构53.1模具的主要部分53.2凹模结构53.3凸模结构73.4冲压力计算及压力机选择83.5凸凹模刃口尺寸计算方法93.6模具工作过程113.3组装工艺要求113.3.1选择基准件113.3.2组建装配113.3.3总体装配114.定位装置的确定124.1压力中心计算124.2装配原则124.3选择模架及其他模架零件124.3.1模架124.3.2垫板124.4试验12致 谢13参考文献14i参考文献1、钥匙模具分析1.1分析零件图1.1.1分析模具的结构产品零件图是制定冲压工艺方案和模具设计的重要依据，制定冲压工艺要从分析产品的零件图入手。分析零件图包括技术性和经济性两个方面：1. 根据冲压件的生产纲领，分析产品的成本，阐明采用冲压生产可采取的经济效益。2. 冲压件的工艺性是指该零件冲压加工的难易程度。在技术方面，主要分析该零件的形状特点、尺寸大小、精度要求和材料性能等因素是否符合冲压工艺的特点。如果发现冲压工艺性差，则需要对冲压件产品提出修改意见1.1.2制定冲压方案1在分析了冲压件的工艺性质后，通常在对工序性质、工序数目、工序顺序及组合方式基础上，制定几种不同的冲压工艺方案。2从产品质量、生产效率、设备占用情况、模具制造的难易程度和使用寿命高低、工艺成本、操作方便和安全程度等方面进行综合考虑，比较，最后确定经济合理的工艺方案。1.1.3设计工艺方案依据所确定的零件成形的总体方案，确定冲压工序的工艺方案。冲压工序的工艺方案的内容如下：1 确定完成本工序成形的加工方法；2 确定本工序的主要工艺参数；3 根据各冲压工序的成形极限，进行必要的工艺设计；4 确定各工序的成形力；5 计算并确定每个工序的形状和尺寸、绘出各工序图。1.2卸料方案的确定1.2.1弹性卸料方式为了将冲压后卡筛在凸模上、凸凹模上的制件或废料卸掉，将制件从凹模中推出来，以保证下次冲压正常进行，设计模具时，必须正确选择卸料方式和装置。对于冲裁料厚度在0.8mm-1.5mm下并且要求冲裁件比较平整的，可选用弹性卸料方式；卸料装置设计的是否正确，直接影响工件的质量、生产效率和操作安全程度1.2.2模具设计计算计算或估算模具各主要零件（凹模、凸模固定板、垫板、凸模、打料板）的外形尺寸，并确定标准模架以及卸料橡胶或弹簧的自由高度。确定凸、凹模的间隙，计算凸、凹模工作部分尺寸1.2.3制作图纸根据分析、计算及图形绘制本产品的设计说明书。本次设计一套冲孔、落料的模具。经过查阅资料，首先要对零件进行工艺分析，经过工艺分析和对比，采用冲孔落料工序，通过冲裁力、顶件力、卸料力等计算，确定压力机的型号。再分析对冲压件加工的模具适用类型选择所需设计的模具。得出将设计的模具类型后将模具的各工作零部件设计过程表达出来。1.3工艺方案的确定1.3.1方案选择上述零件看该零件图看，加工该零件的一般的方法即是采用先冲孔，后落料两道工序内容。但由于用级进模冲压时，进料过程中零件中间有一个直径4的孔,在模具中的位置不能保证，还对材料的宽度的要求较严格。用倒装复合模，即一次行程中在模具的同一部位可以同时完成几道工序，减少了工序数量和模具数量，减少操作人员和设备占用量，减低生产成本。该种模具对板料定位精度要求比级进模低，冲模的轮廓尺寸较小，冲出的冲件平整度较高。适用于像钥匙外形这样形状的零件而且冲出后尺寸精度和表面质量都能满足以上工序分析中的要求。经过对该零件的工艺分析以及生产实践，应选择后者。2、排样2.1合理的排样2.1.1排样方式的确立设计条料排样图,要考虑到材料的利用率及板料的纤维方向。因为零件的形状为腰形，因此可采用有废料排样。 图1排样图.影响排样形式的因素(1)零件的形状。零件的合理排样与其形状有密切关系，例如圆形零件不可能实现无废料排样。在使用条件许可时，也可改变零件形状，以设计最佳排样方式。(2)零件的断面质量、精度要求。当零件的断面质量和尺寸精度要求较高且形状较复杂时，应采用有废料排样形式。(3)冲模结构。有废料排样的冲模结构比较复杂。少、无废料排样冲裁多用连续模、导板模，当零件孔与外形相对位置公差很小时，可用复合模。在无废料冲裁中，多数凸模单面切割，受到很大的侧向力，为此，凸模侧面要有支撑结构零件，如反侧压挡块。(4)模具寿命。有废料排样模具全部刃口参与冲裁，受力均匀，模寿命较高；少、无废料排样凸模单面切割，有时毛刺会被凸模带入间隙，导致模具寿命较短。(5)操作的方便与安全。有废料排样模具的零部件较为安全，操作方便、安全；少、无废料排样的模具结构简单，操作时往往欠方便与安全。(6)生产率。有的少、无废料排样模具一次冲裁可获得两个以上的零件，有利于提高生产率。2.1.2 钥匙零件图材料的选择 根据使用要求，如图2所示，材料为1cr18ni9,（不锈刚）厚度为0.5。零件成形后要求有精确的尺寸及较小的表面粗糙度值。（2）冲孔工艺的确定，考虑到4孔是起悬挂作用，因此对孔的精度与位置要求并不高，一般冲孔方案就可以满足要求。因受凸模强度的限制,孔的尺寸不应太小.冲孔的最小尺寸取决于材料性能,凸模的强度和模具结构等 图2 零件图2.2模具结构设计2.2.1模具结构设计模具在设计制造过程中本生精度要比产品进度高。只有提高了模具精度才能近一步提高产品精度零件质量与模具结构以及工作零件精度有关，合理的模具结构是制造合格零件的关键之一。因此，根据具体的零件形状、尺寸以及材料，必须要合理设计模具结构。根据以上工艺分析，设计了倒装复合模，模具结构如图3所示2.3 模具工作过程模具的冲孔凸模和落料凹模装在上模，凸凹模装在下模上。所以由其结构我们可以看出，该模具属于倒装式复合模。如图所示，该模具处于闭合位置。当冲模开始运行的时候，滑块的移动会带动其模柄向上运动，与模柄连接的上模座会与垫板、凸模固定板、凸模、凹模、推件块等相关零件发生联锁的向上运动，自动送料装置将条料送到模具的正确位置。模具中导料销和挡料销与加工条料相接触，对条料起到固定和导向的作用，这样可以确保其在冲压时处于正确的位置且不发生位移。压力机带动滑块向下运动，这时卸料板和凹模将毛坯固定压紧，接着就开始冲裁。被冲下来的毛坯材料会被凸凹模压在孔内，而外部的毛坯材料则在凸凹模上被压紧。然后，冲床滑块开始它的回程运动。坯料会在弹簧的作用下，通过卸料板推出凸凹模，剩下工件则被留在了凹模的孔内。当推杆接触到冲床的打料横梁后，会向下移动带动推板，推板则会推动推销向下运动，而推销会推动推件块向下运动，最终将工件从凹模孔中顶出落下。3、工作零件的结构3.1模具的主要部分凸模和凹模分开加工 一般在制造的冲裁模批量较大时采用此种方法,在这种情况下,需要分别计算和标注凸模和凹模的尺寸和公差,落料时,间隙取在凸模上. 图3模具图 1.上模座2导柱3凹模4凸凹模5下模座6销钉7凸模8销钉9螺钉10凹模11导柱12固定板3.2凹模结构 图4凹模及加工步骤工序号工序名称工序内容设备1备料将毛坯锻成2热处理退火3铣铣六面,厚度留单边磨量0.20.3mm铣床4平磨磨厚度到上限尺寸,磨侧基面保证互相垂直平面磨床5钳工划各型孔,螺孔,销孔位置划漏孔轮廓线6钳工加工好凸模,配作冲孔凹模达要求7铣铣漏料孔达要求铣床8钳工钻铰610,钻攻4xm12钻床9热处理淬火,回火,保证hrc606210平磨磨厚度及基面达到要求平面磨床11线切割按图切割各型孔,留0.0050.01单边研量线切割机床12钳工研光各型孔达要求13检验确定模板尺寸1) 凹模的厚度： h=kb 式中 b 凹模孔的最大宽度 (mm ) k 系数h 凹模厚度通过差表 可得凹模厚度 通过凹模板的确定，可算出其他板的厚度包括 下模座厚度导向板厚度 凸模固定板厚度 垫板厚度 上模座厚度2可得模板尺寸及其它零件：下模座 凹模板 导向板 凸模固定板 垫板 上模座3)选用标准螺钉： 凹模采用整体式凹模，为了制造方便各冲裁的凹模孔均可以采用线切割中走丝加工，也可以保证精度3.3凸模结构 图5凸模凸模材料为cr12，加工时应先按图纸要求加工台阶孔，应注意刃口部分先打4的小孔，然后进行热处理达到要求，利用线切割加工刃口部分达到图样要求3.4冲压力计算及压力机选择根据冲裁力计算公式为模具采用弹性卸料装置和推件结构，根据所需卸料力和推件力 根据计算得出数据,查表可知所需冲压力,可选设备为开式压力机j23353.5凸凹模刃口尺寸计算方法由于加工模具的方法不同，凸模与凹模刃口部分尺寸的计算公式与制造公差的标注也不同，刃口尺寸的计算方法可分为以下两种情况：凹模与凸模分开加工，凸模和凹模配合加工，从此工件的结构上分析，选择凸模与凹模分开加工的制造方法：采用这种方法，凸模和凹模分别按图纸加工至尺寸，要分别标注凸模和凹模的刃口尺寸及制造公差（凸模p、凹模d），适用于圆形或简单形状的制件。为了保证初始间隙值小于最大合理间隙2cmax，必须满足下列条件：或取： 也就是说，新制造模具应该是，否则制造的模具部隙已超过允许变动范围2cmin2cmax,影响模具的使作寿命。刃口尺寸及公差由于材料较厚,模具间隙较小,模具的间隙由配作保证,工艺比较简单,并且还可以放大基准件的制造公差,(一般可取冲件公差的1/4),使制造容易,因此采用配作加工为宜.由落料尺寸得,凹模会变小,所以得以凹模为基准,配作凸模.刃口尺寸由冲孔尺寸得,凸模尺寸变小,所以以凸模为基准,配作凹模. 图7模具结构图注意:在进行模具结构及零件设计时，需首先根据条料排样图确定总体结构，然后一次为基础，详细设计其中的组成零件。这一过程实际上就是自顶向下的设计过程。模具组成零件的形状除受成形工艺形状约束外，还受其在模具中所处的位置及其他零件的关系约束，只有总装在结构基础上，才能获得零件的相关约束，进行零件的设计。 为此，在利用cad画图时，应采用自顶向下的设计模式，依次实现模具结构及零件的设计。具体表述为：首先，根据条料排样图确定模具的总体框架结构，从典型结构库中实体化一种导向结构图，然后直接在该总体结构下，设计其他相关模具零件，以使零件设计和装配设计相关联。这样，在设计某一零件时，其相关零件的形状变化可被自动处理，从而保证设计结构一致性。当零件设计完成后，可将装配结构中的每一零件输出到相应的文件中，用来产生相应零件的装配图，并标注相关尺寸、技术要求等。搭边:在进行模具结构及零件设计时，需首先根据条料排样图确定总体结构，然后一次为基础，详细设计其中的组成零件。这一过程实际上就是自顶向下的设计过程。模具组成零件的形状除受成形工艺形状约束外，还受其在模具中所处的位置及其他零件的关系约束，只有总装在结构基础上，才能获得零件的相关约束，进行零件的设计。连接零件 此类零件包括螺钉、销钉等，主要作用是联接其它零部伯，使之共同完成工件的制造3.6模具工作过程如图所示，该模具的冲孔凸模和落料凹模装在上模，凸凹模装在下模上。所以由其结构我们可以看出，该模具属于倒装式复合模。如图所示，该模具处于闭合位置。当冲模开始运行的时候，滑块的移动会带动其模柄向上运动，与模柄连接的上模座会与垫板、凸模固定板、凸模、凹模、推件块等相关零件