齿轮螺栓垫片冲压模具-职业学院毕业设计(论文)

新乡职业技术学院毕业设计 论文 第 1 页 新乡职业技术学院 毕业设计 论文 课课 题题 名名 称称 齿轮螺栓垫片冲压模具齿轮螺栓垫片冲压模具 学学 生生 姓姓 名名 曹兵权 学学号号 1110211153 院系 院系 专业专业机械制造系 机械设计与制造 指指 导导 老老 师师 冯跃霞 2013 年年 12 月月 27 日日 新乡职业技术学院毕业设计 论文 第 2 页 目录 摘要 I ABSTRACT II 绪论 1 第一章第一章 零件的工艺性分析零件的工艺性分析 3 1 1 零件的总体分析 3 1 1 1 外形落料的工艺性 3 1 1 2 冲孔的工艺性 3 1 1 3 冲裁件的孔边距和孔间距 4 1 1 4 尺寸精度 4 第二章第二章工艺方案的确定工艺方案的确定 5 第三章第三章排样设计与计算排样设计与计算 6 3 1 确定搭边与搭肩值 6 3 2 确定零件的排样方案 6 3 3 计算送料步距和条料的宽度 6 3 4 计算材料的利用率 7 第四章第四章 计算冲压力和初选压力机计算冲压力和初选压力机 8 4 1 冲裁工序总力的计算 8 4 2 初选压力机 9 4 3 确定压力中心 9 第五章第五章 模具结构形式的选择与确定模具结构形式的选择与确定 11 5 1 模具类型的选择 11 5 2 定位方式的选择 11 5 3 导向方式的选择 11 5 4 卸料方式 11 5 5 送料方式 11 第六章第六章 模具工作零部件刃口尺寸的计算模具工作零部件刃口尺寸的计算 12 6 1 冲裁11 孔的凸 凹模刃口尺寸的计算 12 6 2 外形落料凸模 凹模刃口尺寸的计算 12 第七章第七章 模具主要零部件设计模具主要零部件设计 15 7 1 工作零部件的结构设计 15 7 1 1 落料凹模的设计 15 7 1 2 冲孔凸模的设计 16 7 1 3 落料凸模 凸凹模 的设计 18 7 2 定位装置的设计与标准化 18 7 2 1 挡料销及导料销的设计与标准化 18 新乡职业技术学院毕业设计 论文 第 3 页 7 2 2 挡料销与导料销位置的确定 18 7 2 3 导料销位置的确定 19 7 3 卸料装置的设计及标准化 19 7 3 1 弹性卸料板的结构形式 19 7 3 2 卸料螺钉的选用 19 7 3 3 卸料弹簧的设计及选用 20 7 4 推件装置的设计与标准化 20 7 4 1 刚性推件装置的设计与标准化 20 7 4 2 推件块的设计 21 7 4 3 连接推杆的选用 21 7 4 4 推板的设计 21 7 4 5 打杆的设计 21 7 5 支撑固定零件的设计与标准化 21 7 5 1 模架的选用 22 7 5 2 凸模固定板的设计 22 7 6 导向零件的设计与标准化 22 7 7 紧固零件的设计与标准化 23 第八章第八章 冲压设备的的选用冲压设备的的选用 24 第九章第九章 模具总装图模具总装图 25 第十章第十章 零件的分析零件的分析 26 10 1 零件的作用 26 10 2 零件的工艺分析 26 第十一章第十一章 确定毛坯 画毛坯确定毛坯 画毛坯 零件合图零件合图 27 第十二章第十二章工艺规程的设工艺规程的设 计计 28 12 1定位基准的选 择 28 12 2制定工艺路线 28 12 3 选择加工设备以及刀 夹 量具 29 12 4 加工工序的设计 30 12 5填写机械加工工艺过程卡和和机械加工工序 卡 33 结论结论 34 致谢致谢 35 参考文献参考文献 36 新乡职业技术学院毕业设计 论文 第 4 页 附录 工艺卡片 附录 工艺卡片 37 新乡职业技术学院毕业设计 论文 第 5 页 摘 要 本设计题目为齿轮螺栓垫片冲压成形工艺与模具设计以及零件的加工工艺规程 专用夹具 设计 体现了板类冲压零件的设计要求 内容及方向 有一定的设计意义 通过对该零件模具 的设计 进一步加强了设计者冲压模具设计的基础知识 为设计更复杂的冲压模具做好了铺垫 并吸取了更深刻的经验 本设计运用冲压成型工艺及模具设计的基础知识 首先分析了工件的成形工艺及模具成形 结构对制件质量的影响 介绍了齿轮螺栓垫片冲压模具设计时要注意的要点 通过对制件进行 工艺分析 可确定制件的成形加工用一套复合模即可 从控制制件尺寸精度出发 对齿轮螺栓 垫片冲压模具的各主要尺寸进行了理论计算 以确定各工作零件的尺寸 从模具设计到零部件 的加工工艺以及装配工艺等进行详细的阐述 并应用CAD进行各重要零件的设计 关键词关键词 复合模 工艺分析 机加工工艺 专用夹具 新乡职业技术学院毕业设计 论文 第 6 页 Abstract The topic of this design is the gear bolt pad stamps forming handicraft and design for die The requirement content and direction of the design of the stamps forming plate parts are embodied on this Stampingdie design The designer s foundation knowledge of the Stampingdie design is reinforced and is able to design more complex Stamping die through the design This design the elementary knowledge which designs using the stamping formation craft and the die first has analyzed the work piece formed craft and the die forming structure to the workpiece quality influence Introduced the gear bolt filling piece Stamping die design when must pay attention to the main point through carries on the craft analysis to the workpiece may determine the workpiece the formed processing uses set of superposable dies Embarks from the control workpiece size precision counter gear bolt filling piece stamping die each main dimension has carried on the theoretical calculation by determined each work components the size designs from the die to the spare part processing craft as well as the assembly craft and so on carries on the detailed elaboration and carries on each important components using CAD the design KeyKey words words Compound die process analysis machining technology Special purpose clampling apparatus 新乡职业技术学院毕业设计 论文 第 7 页 绪绪论论 大学三年的学习即将结束 毕业设计是其中最后一个实践环节 是对以前所学的知 识及所掌握的技能的综合运用和检验 随着我国经济的迅速发展 采用模具的生产技术 得到愈来愈广泛的应用 随着工业的发展 工业产品的品种和数量不断增加 换型不断 加快 使模具的需要不断增加 而对模具的质量要求越来越高 模具技术在国民经济中 的作用越来越显得更为重要 模具是一种特殊的模型 用来塑造 制造 产品 从工艺的角度 模具是一种成型制 品的特殊工艺装备 模具是工业生产的基础工艺装备 在电子 汽车 电机 电器 仪 表 家电和通讯等产品中 60 80 的零部件都依靠模具成形 模具质量的高低决定 着产品质量的高低 因此 模具被称之为 工业之母 模具又是 效益放大器 用 模具生产的最终产品的价值 往往是模具自身价值的几十倍 上百倍 目前 我国冲压 技术与工业发达国家相比还比较的落后 主要原因是我国在冲压基础理论及成形工艺 模具标准化 模具设计 模具制造工艺及设备等方面与工业发达的国家尚有相当大的差 距 导致我国模具在寿命 效率 加工精度 生产周期等方面与工业发达国家的模具相 比差距相当大 随着国民经济总量和工业产品技术的不断发展 各行各业对模具的需求量越来越 大 技术要求也越来越高 虽然模具种类繁多 但其发展重点应该是既能满足大量需要 又有较高技术含量 特别是目前国内尚不能自给 需大量进口的模具和能代表发展方向 的大型 精密 复杂 长寿命模具 模具标准件的种类 数量 水平 生产集中度等对 整个模具行业的发展有重大影响 因此 一些重要的模具标准件也必须重点发展 而且 其发展速度应快于模具的发展速度 这样才能不断提高我国模具标准化水平 从而提高 模具质量 缩短模具生产周期 降低成本 由于我国的模具产品在国际市场上占有较大 的价格优势 因此对于出口前景好的模具产品也应作为重点来发展 根据上述需要量大 技术含量高 代表发展方向 出口前景好的原则选择重点发展产品 而且所选产品必须 目前已有一定技术基础 属于有条件 有可能发展起来的产品 冲压是一种先进的少无切削加工方法 具有节能省材 效率高 产品质量好 重量 轻 加工成本低等一系列优点 在汽车 航空航天 仪器仪表 家电 电子 通讯 军 工 日常用品等产品的生产中得到了广泛的应用 据统计 薄板成型后 制造了相当于 原材料的12倍的附加值 在国民经济生产总值中 与其相关的产品占四分之一 在现代 新乡职业技术学院毕业设计 论文 第 8 页 汽车工业中 冲压件的产值占总产值的59 随着我国经济的迅速发展 采用模具的生 产技术得到愈来愈广泛的应用 在完成大学三年的课程学习 生产实习 我熟练地掌握了机械制图 机械设计 机 械原理等专业基础课和专业课方面的知识 对机械制造 加工的工艺有了一个系统 全 面的理解 达到了学习的目的 对于模具设计这个实践性非常强的设计课题 我们进行 了大量的实习 经过生产实习 我对于冷冲模具有了一个全新的认识 丰富和加深了对 各种模具的结构和动作过程方面的知识 在指导老师的细心指导下和在工厂师傅的讲解 下 我们对于模具的设计和制造工艺有了系统而深刻的认识 同时在实习现场亲手拆装 了一些典型的模具实体并查阅了很多相关资料 通过这些实践 我们熟练掌握了模具的 一般工作原理 制造 加工工艺 通过在图书馆借阅相关手册和书籍 更系统而全面了 细节问题 锻炼了缜密的思维并使我们初步具备了设计工作者应有的素质 设计中 将 充分利用和查阅各种资料 并与同学进行充分讨论 尽最大努力搞好本次毕业设计 在设计的过程中 将有一定的困难 但有指导老师的悉心指导和自己的努力 相信 会完满的完成毕业设计任务 由于学生水平有限 而且缺乏经验 设计中难免有不妥之 处 恳请各位老师指正 新乡职业技术学院毕业设计 论文 第 9 页 第一章第一章零件的工艺性分析零件的工艺性分析 工件名称 齿轮螺栓垫片 生产批量 大批量 材料 A3钢 厚度 1mm 图1零件图 1 11 1 零件的总体分析零件的总体分析 该零件为齿轮螺栓垫片 材料为A3钢 即为Q235的旧牌号 具有良好的塑性 韧 性 冷冲压性能 能够进行一般的冲压加工 零件形状较为复杂 采用圆弧过渡 但零 件对称分布 有冲孔 落料两个工序特征 1 1 11 1 1外形落料的工艺性外形落料的工艺性 齿轮螺栓垫片属于中等尺寸零件 料厚1mm 外形较为复杂 采用圆弧过渡 以便 于模具加工 减少热处理开裂 减少冲裁时尖角处的崩刃和过快磨损 尺寸精度要求一 般 1 1 21 1 2冲孔的工艺性冲孔的工艺性 有两个 11的孔 尺寸精度一般 新乡职业技术学院毕业设计 论文 第 10 页 1 1 31 1 3冲裁件的孔边距和孔间距冲裁件的孔边距和孔间距 为避免工件变形和保证模具强度 孔边距和孔间距不能过小 1 其最小许可值当取 11 5ct 根据工件的尺寸可得 4 5C 1t 所以工件的尺寸符合要求 冲孔时因凸模强度限制孔的尺寸不应太小 否则凸模易折断 查表2 7 3 1 知 工 件上孔的直径大于或等于0 35 倍的料度即 0 35dt 由任务书零件图易于看出工件的 尺寸符合要求 1 1 41 1 4尺寸精度尺寸精度 图示零件的尺寸均未注公差的一般尺寸 按惯例取IT14 级 尺寸精度较低 符合 一般冲压的经济精度要求 新乡职业技术学院毕业设计 论文 第 11 页 第二章第二章 工艺方案的确定工艺方案的确定 该零件所需的基本冲压工序为落料和冲孔 可拟订出以下三种工艺方案 方案一 单工序模生产 方案二 落料冲孔复合模 方案三 冲孔落料级进模 采用方案一 生产率低 工件的累计误差大 操作不方便 由于该工件为大批量生 产 方案二和方案三更具有优越性 该零件 11mm的孔与外圆之间的最小距离为4 5mm 大于此凸凹模允许的最小壁厚 2 7mm 1 可以采用冲孔 落料复合模或冲孔 落料连续模 但复合模模具的形位精 度和尺寸精度容易保证 且生产率也高 尽管模具结构比较复杂但由于零件的几何形状 简单对称 模具制造并不困难 级进模虽生产率也高 但零件的冲裁精度稍差 欲保证 冲压件的形位精度 需要在模具上设置导正销导正 故模具制造 安装较复合模复杂 通过对上述三种方按的分析比较 该零件的冲压生产采用方按二的复合模为佳 新乡职业技术学院毕业设计 论文 第 12 页 第三章第三章排样设计与计算排样设计与计算 设计复合模时 首先要设计条料排样图 根据工件的形状选择有废料排样 且为直 排的形式 虽然材料的利用率低于少废料和无废料排样 但工件的精度高 且易于保证 工件外形的圆角 3 13 1确定搭边与搭肩值确定搭边与搭肩值 搭边和搭肩值一般是由经验确定的 查表2 5 2 1 取最小搭边值为 1 1 5amm 最小搭肩值 2 2 2amm 3 23 2确定零件的排样方案确定零件的排样方案 设计模具时 条料的排样很重要 分析零件形状可知 确定排样方案 条料从右至 左送进 落料凸模的冲压力比较均匀 零件形状精度容易保证 条料的排样如图2所示 图2排样方案 3 33 3计算送料步距和条料的宽度计算送料步距和条料的宽度 按如上排样方式 并根据工件的尺寸确定送料步距为搭肩值与工件宽度之和 即 新乡职业技术学院毕业设计 论文 第 13 页 2 7274 2Lamm 查 表 2 5 3 可 知 条 料 宽 度 单 向 偏 差 为 0 50mm 由 公 式 计 算 如 下 00 00 max10 50 0 500 50 2722 1 575BDamm 所以确定条料的宽度B为 0 0 50 75mm 导料板间距离 750 575 5ABCmm 无侧压装置 max D 条料宽度方向冲裁件的最大尺寸 1 a 搭边值 C 导料板与条料之间的间隙 0 5C 查表2 5 5 3 43 4计算材料的利用率计算材料的利用率 根据一般的市场供应情况 原材料选用1250 15001mmmmmm 的冷扎薄钢板 每 块可剪1500 75mmmm 规格条料16条 材料剪切利用率达96 材料利用率通用公式 1 100 nA BS 式中A 一个冲裁剪的面积 2 mm n 一个步距内的冲裁件数量 B 条料宽度 2 mm S 步距mm 材料利用率 978 495 2 36 29 2 75 新乡职业技术学院毕业设计 论文 第 14 页 第四章第四章 计算冲压力和初选压力机计算冲压力和初选压力机 4 14 1冲裁工序总力的计算冲裁工序总力的计算 由工件结构和前面所定的冲压方案可知 本模具采用弹性卸料装置和下出料方式的 冲裁模 考虑到模具刃部被磨损 凸凹模不均匀和波动 材料力学性能及材料厚度偏差 等因素的影响 本模具采用普通平刃口模具冲裁 其冲裁力P 按下式计算 b PKLt 式中 P 冲裁力 KN K 系数 一般取1 3 L 冲裁件剪切周边长度 mm t 冲裁件材料厚度 mm 被冲材料的抗剪强度 a MP 上式中抗剪强度 与材料种类和坯料的原始状态有关 可在手册中查询 为方便计 算 可取材料的 b 0 8 故冲裁力表达式又可表示为 bb 1 3 ttPLL 查手册 3 235 Q 的 ba 375500MP 取极限值 ba 500MP 2 111 500 34 56PKN 孔 104 5 1 500 34 25PKN 落 34 5652 25 86 81PPPKN 孔冲落 查表2 6 1 1 卸料力系数 X 0 04K 卸料力 0 04 86 81 3 47 XX PK PKN 冲 推件力 TT PnK P 冲 新乡职业技术学院毕业设计 论文 第 15 页 T K 推件力系数 由手册查得 T K 0 055 n 同时卡在凹模的工件 或废料 数 其中n h t h 凹模刃部直壁洞口高度 mm t 料厚 mm 查手册 5 表2 9 4 可得和h 6mm 故n 6 1 5 4 T 4 0 055 86 8128 64 T PnK PKN 冲 工序总力 86 81 3 4728 64118 92 ZXT FPPPKN 冲 4 24 2初选压力机初选压力机 压力机的公称压力必须大于或等于工序总力 查手册 2 初选开式可倾压力机参数初选压力机型号为J23 16和J23 25 见表一 表一所选择压力机的相关参数 型号公称压力 kN 滑块行 程 mm 最 大 封 闭 高度 mm 工作台尺寸 mm 可倾斜 角 封闭高度 调 节 量 mm J23 1616055220300 4503545 J23 2525065270370 5603055 4 34 3 确定压力中心确定压力中心 用解析法求模具的压力中心的坐标 按比例画出零件尺寸 选用坐标系XOY 如下 图3 下页 所示 因零件左右对称 即xc 0 故只需计算yc 将工件冲裁周边分成L1 L2 L3 L4 L10 L11基本线段 求出各段长度的重心位置 新乡职业技术学院毕业设计 论文 第 16 页 图3压力中心的计算 L1 40mmY1 27mm L2 9 948mmY2 25 44mm L3 5 39mmY3 20 91mm L4 5mmY4 17mm L5 5 39mmY5 13 09mmL6 3 84mmY6 10 05mm L7 6 26mmY7 3 92mm L8 5mmY8 0mm L9 4 87mmY9 3 38mm L10 28 29mmY10 7mm L11 34 54mmY11 17mm 11223344556677889910101111 0 1234567891011 L yL yL yL yL yL yL yL yL yL yL y Y LLLLLLLLLLL 40 279 948 25 445 39 20 91 5 175 39 13 093 84 1 0 056 26 3 925 04 87 3 3828 29 734 54 17 409 9485 3955 393 846 2654 8728 2934 54 16 6 新乡职业技术学院毕业设计 论文 第 17 页 第五章第五章 模具结构形式的选择与确定模具结构形式的选择与确定 5 15 1 模具类型的选择模具类型的选择 由冲压工艺分析可知 采用倒装复合冲压 所以模具类型为倒装复合模 5 25 2定位方式的选择定位方式的选择 因为该模具采用的是条料 所以选用导料销和挡料销来实现对冲裁条料的定位 5 35 3导向方式的选择导向方式的选择 为了提高模具寿命和工作质量 方便安装调整 该复合模采用后侧导柱的导向方式 5 45 4 卸料方式卸料方式 该模具采用倒装结构 冲孔废料直接由冲孔凸模从凸凹模内孔推下 工件厚度为 1mm 料厚相对较厚 卸料力也比较小 故可采用弹性卸料 5 55 5 送料方式送料方式 采用手动送料 新乡职业技术学院毕业设计 论文 第 18 页 第六章第六章模具工作零部件刃口尺寸的计算模具工作零部件刃口尺寸的计算 该零件属于无特殊要求的一般冲孔落料件 外形尺寸由落料获得 小孔尺寸则由冲 孔得到 查表2 3 3可知 min 0 100Zmm max 0 140Zmm maxmin 0 1400 1000 040ZZmm 又模具的精度等级为IT14级 查表2 2 4 0 43mm 取 0 5X 6 16 1冲裁冲裁 11 孔的凸 凹模刃口尺寸的计算孔的凸 凹模刃口尺寸的计算 凸模尺寸 00 0 min0 016 0 4 0 04 11 0 5 0 4311 215 T T ddxmm 凹模尺寸 0 6 0 04 0 024 minmin0 00 11 0 5 0 430 10011 315 A A ddxZmm 校核 maxminTA ZZ 即0 016 0 0240 040mm 满足公差间隙条件 6 26 2外形落料凸模 凹模刃口尺寸的计算外形落料凸模 凹模刃口尺寸的计算 此落料件为形状较为复杂的零件 所以利用凸凹模配作法 这种方法有利于获得最 小的合理间隙 放宽对模具的加工设备的精度要求 以落料凹模为基准件 由公差表查得工件个尺寸的公差等 确定x 采用配作法 计算凹模的刃口尺寸 首先是根据凹模磨损后轮廓变化情况正确判断 出模具刃口各个尺寸在磨损过程中是变大还是变小 还是不变这三种情况 然后分别按 不同的计算公式计算 a 凹模磨损后会增大的尺寸 第一类尺寸A 第一类尺寸 1 4 max0 j AAx 新乡职业技术学院毕业设计 论文 第 19 页 b 凹模磨损后会减小的尺寸 第二类尺寸B 第二类尺寸 0 max1 4 j BBx c 凹模磨损后会保持不变的尺寸第三类尺寸C 第三类尺寸 min 1 0 5 8 j CC 其落料凹模的基本尺寸计算如下 第一类尺寸 磨损后增大的尺寸 11 0 74 0 185 44 1max000 720 5 0 43 71 63AAxmm 1 00 1075 4 2max010 0 43 4 170 5 0 43 16 785AAxmm 11 0 3 0 075 44 3max000 50 75 0 30 4 775AAxmm 11 0 52 0 13 44 4max000 200 5 0 52 19 74AAxmm 第三类尺寸 磨损后基本不变的尺寸 1min 11 0 5 400 620 5 0 62 0 6239 690 0775 88 CCmm 图4落料凹模刃口部分尺寸 新乡职业技术学院毕业设计 论文 第 20 页 落料凸模的基本尺寸与凹模相同 分别是71 63mm 16 785mm 4 775mm 19 74mm 39 69mm 不必标注公差 但要在技术条件中注明 凸模实际刃口尺寸与落料凹模配制 保证最小双面合理间隙值Zmin 0 100 落料凸模 凹模刃口部分尺寸分别见图4 5 图5 落料凸模刃口部分尺寸 新乡职业技术学院毕业设计 论文 第 21 页 第七章第七章 模具主要零部件设计模具主要零部件设计 7 17 1工作零部件的结构设计工作零部件的结构设计 7 1 17 1 1落料凹模的设计落料凹模的设计 凹模采用整体式凹模 各冲裁的凹模孔均采用线切割加工 安排凹模在模架上的位 置时 要依据计算的压力中心的数据 使压力中心与模柄中心重合 整体式凹模装于下 模座上 凹模高度可按经验公式计算 即 凹模高度H Kb 凹模壁厚C 1 5 2 H 式中b 凹模孔的最大宽度 但B不小于15mm C 凹模壁厚 指刃口至凹模外形边缘的距离 K 系数 查表2 40 5 K 0 22 凹模高度H Kb 0 22 71 63 15 76mm 按表取标准值H 16mm 凹模壁厚C C 1 5 2 H 24mm 32mm 30 40Cmm 凹模壁厚取32mm 凹模宽度 271 632 32135 63BbCmm 凹模上螺孔到凹模外缘的距离一般取 1 7 2 0 d 图6 凹模上的螺孔设计与选用 d 为螺孔的距离 由于凹模厚度为16mm 所以根据表2 46 2 查得螺孔选用4 M8 新乡职业技术学院毕业设计 论文 第 22 页 的螺钉固定在下模座 故选用如图6 螺孔到凹模外缘的最小距离 6 a2 1 5d 1 5 8 12mm a3 1 13d 1 13 8 9mm 凹模上螺孔到销孔的距离一般取b 2d 所以b应大于16 根据上述方法确定凹模外形尺寸须选用矩形凹模板160 125 16 JB T7643 1 6 7 1 27 1 2 冲孔凸模的设计冲孔凸模的设计 因为所冲的孔均为圆形 而且都不属于需要特别保护的小凸模 所以冲孔凸模采用 台阶式 一方面加工简单 另一方面便于装配与更换 查表1 214 5 冲两个 11 孔的圆形凸模可选用标准件B型式 如图7 所示 下页 图7 冲孔凸模的结构形式 凸模长度一般是根据结构上的需要而确定的 其凸模长度用下列公式计算 L h1 h2 h3 h 式中L 凸模长度 mm h1 凸模固定板高度 mm h2 卸料板高度 mm h3 导料板高度 mm h 附加高度 一般取15 20mm 新乡职业技术学院毕业设计 论文 第 23 页 冲裁 11mm孔凸模尺寸及其组件确定和标准化 包括外形尺寸和厚度 小凸模长度L 20 14 6 18 58mm 由小凸模刃口 d 11 15mm 查手册 2 表 2 54 可知 h 5mm D1 16mm D 15mm L 58 小凸模强度校核 要使凸模正常工作 必须使凸模最小断面的压应力不超过凸模材料的许用压应力 即 对于圆形凸模 min 4 t d 式中 min d 圆形凸模最小截面直径 mm t 冲裁材料厚度 mm 冲裁材料的抗剪强度 取140Mpa 3 凸模材料许用强度 取120Mpa 3 dmin 4 t 4 1 140 120 4 67mm所以承压能力足够 抗纵向弯曲力校核 对于圆形凸模 有导向装置 2 max 270d L F 式中Lmax 允许的凸模最大自由长度 mm F 冲模力 N 凸模最小截面的直径 mm 2 max 270d L F 2 270 4 67 86 81 631 99mm所以长度适宜 凸模固定端面的压力 q A F 新乡职业技术学院毕业设计 论文 第 24 页 式中q 凸模固定端面的压力 MPa F 落料或冲孔的冲裁力 N 模座材料许用压应力 查表得120 160Mpa 3 q 2 86 81 11 4 0 91MPa 凸模固定板端面压力小于120 160Mpa 凸模固定板承受的压力合适 7 1 37 1 3落料落料凸模凸模 凸凹模 凸凹模 的设计的设计 结合工件外形并考虑加工 外形凸模用线切割机床加工成直通式凸模 用两个M8的螺钉固定在 垫板上 凸模按下式计算 L h1 h2 h3 h 其中 h1为固定板厚度 20mm h2为卸料板厚度 14mm h3为导料板厚度 6mm h 为附加长度 主要考虑凸模进入凹模的深度 1mm 及模具闭合状态下卸料板到凸模固定板间的安全 距离 15mm 20mm 等因素 所以 L 20 14 6 1 17 58 mm 凸模固定板材料可用 45 钢 结构形式和尺寸规格见手册 5 表 15 57 可得 160 125 20 7 27 2定位装置的设计与标准化定位装置的设计与标准化 6 7 2 17 2 1挡料销及导料销的设计与标准化挡料销及导料销的设计与标准化 由设计结构可得该套模具所用挡料销与导料销的规格尺寸一样 根据手册 4 选用 型号 JB T7649 9 6 25mm 材料为45钢的圆柱挡料销 硬度43 48HRC 7 2 27 2 2挡料销与导料销位置的确定挡料销与导料销位置的确定 新乡职业技术学院毕业设计 论文 第 25 页 由模具整体结构设计 导料销及导料销都应通过卸料板固定于模具的凸凹模上 且 在模具闭合状态下 应高出卸料板3mm 1 根据分析选用废料孔后端定位时挡料销位置如图8 图8 挡料销的位置 L D 2 C d 2 0 1 72 2 74 2 6 2 0 1 mm 113 3mm 7 2 37 2 3导料销位置的确定导料销位置的确定 导料销位于条料的同一侧 采用从右向左的送料方式 送料的方向导料销应装在后 侧 7 37 3卸料装置的设计及标准化卸料装置的设计及标准化 7 7 3 17 3 1弹性卸料板的结构形式弹性卸料板的结构形式 模具采用倒装结构 选用手册 6 图7 7 b 的卸料板形式 由表7 8查得弹性卸 料板厚度为12mm 装模具时卸料板孔与凸凹模得单边间隙为0 10mm 在模具开启状态 卸料板应高出模具凸凹模工作刃口0 3 0 5mm 以便顺利卸料 卸料板的工作行程为 3 5mm 新乡职业技术学院毕业设计 论文 第 26 页 7 3 27 3 2卸料螺钉的选用卸料螺钉的选用 采用圆柱头卸料螺钉45钢 热处理硬度35 45HRC 规格 M12 90JB T7650 5 7 3 37 3 3卸料弹簧的设计及选用卸料弹簧的设计及选用 根据模具结构初选6根弹簧 每根弹簧的卸料力为 3 3 47 10 578 3 n6 F FN 卸 预 根据预压力和模具结构尺寸 查手册 5 试选弹簧的具体参数是 D 35mm d 6mm H0 120mm t 14 5mm F许 960N H1 88 4mm 并计算如下 01 12088 431 6mmHHH 许 578 3 12088 419 04mm 960 F HH F 预 预许 许 1 1 mm2mmH 工作 5mmH修磨 0 19 0425 mm26 04mmHHHH 预工作修磨 校核 H许 0 H 所以所选弹簧是合适的 弹簧的规格为 外径 D 35mm 钢丝直径 d 6mm 自由高度 H0 120mm 装配高度 H2 H0 H0 120mm 26 04mm 93 96mm 7 47 4推件装置的设计与标准化推件装置的设计与标准化 5 新乡职业技术学院毕业设计 论文 第 27 页 7 4 17 4 1刚性推件装置的设计与标准化刚性推件装置的设计与标准化 本套模具的推件装置所需推件力大 且为了推件平稳可靠 应采用刚性推件装置 其结构形式见手册 5 7 4 27 4 2推件块的设计推件块的设计 本推件块的端面外形应跟落料凹模的刃口形状一致 整体外形应设计成台阶式以便 与凹模配合完成推件 而在冲裁时不致与把推件块推出滑到模外 推件块在自由状态下 应高出凹模面0 2 0 5mm 推件块和凹模的配合 由于外形件的相对尺寸较大 外形形状相对复杂 所以推件 内形与凹模为间隙配合H8 f8 推荐外形与凹模为非配合关系 属内导向 7 4 37 4 3连接推杆的选用连接推杆的选用 为了使推件装置推出平稳采用3根推杆 每根推杆所承受的力为 3 328 64 10 39546 7 T PN 由手册查取适合本装置的推杆规格为 6 65mm 7 4 47 4 4推板的设计推板的设计 由推出结构需要 推板适宜选用圆形即手册的A型 7 4 57 4 5打杆的设计打杆的设计 打杆选用带肩A型打杆与推板配合以起到平稳推件作用 其材料45钢热处理硬度43 48HRC 规格 A11 110mmJB T7650 1 7 57 5支撑固定零件的设计与标准化支撑固定零件的设计与标准化 6 新乡职业技术学院毕业设计 论文 第 28 页 由凹模周界L 160mm B 125mm 及卸料板的外形尺寸 材料选为HT200 0I级精度 的后侧导柱模架 技术要求按JB T8070 1995的规定 7 5 17 5 1模架的选用模架的选用 上模座标记 160 125 40GB T2855 5 下模座标记 160 125 50GB T2855 6 模柄标记 B 40 90GB T2862 3 81 见于手册5 7 5 27 5 2 凸模固定板的设计凸模固定板的设计 因凸凹模的尺寸较大所以直接用螺钉紧固在下模座上 凸模固定板的设计 为了保证安装 固定牢靠 凸模固定板必须有一定的厚度 由经验公式 6 计算凸模 固定板厚度 H 1 1 5 D 1 1 5 11 215mm 11 215mm 16 823mm 查手册 6 表7 2本模具取H 16mm 其外形尺寸应与凹模的外形尺寸一致规格为160mm 125mm 16mm 7 5 37 5 3垫板的设计垫板的设计 6 在本模具采用的弹性卸料装置中 上模座中设有推板等零件的装置和让位空间 会 使的其厚度变薄 影响其抗压强度 所以应设一块垫板 其规格根据凹模外形尺寸选取 160mm 125mm 12mm 7 67 6导向零件的设计与标准化导向零件的设计与标准化 6 本组模具采用的是后侧导柱模座只需两对相同型号的导柱导套 本模具冲裁间隙小 应按H6 h5配合 材料选用20钢热处理要求渗碳深度0 8 1 2mm 硬度58 62HRC 技术要求按JB T8070 1995的规定 导柱标记 B20h5 100 30GB T2861 2 导套标记 B20H6 45 23GB T2861 2 新乡职业技术学院毕业设计 论文 第 29 页 7 77 7 紧固零件的设计与标准化紧固零件的设计与标准化 6 本模具采用螺钉固定 销钉定位 其具体数据如下 内六角圆柱头螺钉标记 GB T70 1M10 70 螺钉标记 GB T5782M12 35 销钉标记 GB T11 218m6 80 新乡职业技术学院毕业设计 论文 第 30 页 第八章第八章 冲压设备的的选用冲压设备的的选用 通过前面的设计知道 上模座厚度H上模为40mm 上模垫板厚度H垫为12mm 固定 板厚度H固为16mm 凸模长度L为58mm 凹模厚度H凹为16mm 下模座厚度H下模为50mm 凸模冲裁后进入凹模的深度 2 h 为2mm 该模具的闭合高度 2 hHHHLHH 凹闭垫上模下模 35 1258 16402 159mm 模具闭合高度159mm 根据前面初选的压力机 选择JC23 25型压力机 其工作台 尺寸为370 560mm 最大闭合高度为270mm 连杆调节长度为55mm 最终经过校核 选择 JC23 25型压力机能满足使用要求 其主要技术参数如下 工称压力 250KN 滑块行程 55mm 最大闭合高度270mm 最大装模高度 250mm 连杆调节长度 55mm 工作台尺寸 前后 左右 360mm 560mm 垫板尺寸 厚度 孔径 40mm 210mm 模柄孔尺寸 60 75mm 最大倾斜角度 30 0 新乡职业技术学院毕业设计 论文 第 31 页 第九章第九章 模具总装图模具总装图 由以上设计 可得到模具的总装图 装配图见附图 模具上模部分主要由上模板 垫板 凸模固定板 凹模板 推件块等组成 推件方式由刚性推件装置凭借压力机的压 力来完成废料的推出 下模部分由下模座 凸凹模 卸料板等组成 卸料方式采用弹性 卸料 以弹簧为弹性元件 其工作过程是 条料在送进模具时由挡料销限位 导料销导向 使得条料精确定位 模具在工作时 上模部分随压力机下行 当上模部分与条料接触时 卸料板起压料作用 与凹模一起作用将条料压紧随上模下行 压力机滑块继续下行冲孔凸模进入凸凹模在压 力及刃口作用下完成冲裁 压力机滑块回程 上模部分跟着一起上行 在打料杆等一系列推件装置的作用下将 制件推出凹模腔内 冲孔废料从凸凹模型孔内落下 与此同时卸料板在弹簧恢复的作用 下也将条料从凸凹模上拨落下来 完成卸料 卸料装置复位 条料再送进一个步距等待 下一次回程冲裁 新乡职业技术学院毕业设计 论文 第 32 页 第十章第十章 零件的分析零件的分析 10 110 1零件的作用零件的作用 中模模柄是安装在压力机滑块的模柄孔中的 使模具的中心线与压力机的中 心线重和 并把上模固定在压力机滑块的连接零件上 模柄与压力机的连接采用 H11 d11 间隙配合 模柄与上模座的连接采用 H7 h6 通过三个螺钉固定在上模座的 窝孔内 10 210 2零件的工艺分析零件的工艺分析 模柄的材料选用 45 钢 该材料具有较高的硬度 抗压强度 抗拉强度 具有 良好的锻造工艺性 热锻变形抗力低 塑性好 锻造温度范围宽 以及良好的淬 透性 淬硬性 该零件的主要加工面为 A 面 B 面 C 面 40 外圆 85 外圆 A 面与 B 面的平面度影响模具装配以后的接触精度和正确的位置 40 和 80 的外圆的尺寸精度 同轴度直接影响模具装配好以后在冲压设备 上的正确位置 由参考文献 4 中有关面孔加工的经济精度及机床能达到的位置精度 可知 上述技术要求是可以达到的 零件的结构工艺性也是可行的 新乡职业技术学院毕业设计 论文 第 33 页 第十一章第十一章 确定毛坯 画毛坯确定毛坯 画毛坯 零件合图零件合图 根据零件材料确定毛柸为锻件 根据零件的使用情况确定生产类型为单件生 产 毛柸的锻造方法选择自由锻 为消除残余应力 锻造后选择安排退火 由参考文献 6 知锻件的机械加工余量与公差为两个等级 E 和 F 根据使用 要求选择 F 级 用查表法确定各表面的加工余量如表 2 1 所示 表 2 1各加工表面总余量以及公差 加工表面基本尺寸余量等级余量数值公差值 A 面90F93 B 面90F93 C 面90F93 40 外圆40F72 85 外圆85F93 根据表 2 1 中的数据确定毛坯 零件合图如下图 图9毛坯图 新乡职业技术学院毕业设计 论文 第 34 页 第十二章第十二章 工艺规程的设计工艺规程的设计 12 1 定位基准的选择 粗基准的选择 零件的加工是从车削开始的 粗基准选择毛坯的外圆表面 可 以保证各加工表面具有足够的加工余量 精基准的选择 使用粗加工以后的外圆表面作为定位基面 零件的轴心线既是 设计基准又是装配基准 可以遵循 基准重合 的原则 12 2 制定工艺路线 根据各表面加工要求和各种加工方法能达到经济精度 确定各表面的加工方 法如下 A 面 粗车 半精车 精车 B 面 粗车 半精车 精车 C 面 粗车 半精车 精车 40 外圆 粗车 半精车 精车 85 外圆 粗车 半精车 精车 9 和 12 的台阶孔 钻 铰 锪底平面 11 的通孔 钻 铰 根据先面后孔 先主要表面后次要表面和先粗加工后精加工的原则 将端面 和外圆面的粗加工放在前面 然后钻孔 再接着进行精加工 拟定工艺路线如表 3 1 下页 新乡职业技术学院毕业设计 论文 第 35 页 表 3 1加工工艺路线 序号工序内容简要说明 10 20 30 40 50 60 70 80 锻造 退火 粗车 40 外圆 B 面和 C 面 粗车 85 外圆 A 面 钻 11 的通孔 钻 9 的孔 半精车 精车 40 外圆 B 面和 C 面 倒圆角 半精车 精车 85 外圆 A 面 倒圆角 铰 11 的通孔 铰 9 的孔 锪 12 的台阶孔 检验 消除应力 先加工基准 先加工面 后加工孔 粗加工结束 精加工开始 提高基准精度 先加工面 后加工孔 12 3 选择加工设备以及刀 夹 量具 因为生产类型确定为单件生产 故加工设备宜用通用机床 其生产方式为通用 机床配合专用夹具 工件在各机床上的装卸以及各机床间的传送均由人工完成 各表面加工装备选择如下 A 面 车削加工时选用普通车床 型号为 CA6140 加工刀具选择 45 o 车道 夹具使用三爪卡盘 量具使用游标卡尺 B 面 车削加工时选用普通车床 型号为 CA6140 加工刀具选择 45 o 车道 夹具使用三爪卡盘 量具使用游标卡尺 C 面 车削加工时选用普通车床 型号为 CA6140 加工刀具选择 90 o 车道 夹具使用三爪卡盘 量具使用游标卡尺 40 外圆 车削加工时选用普通车床 型号为 CA6140 加工刀具选择 90 o 车 道 夹具使用三爪卡盘 量具使用游标卡尺 85 外圆 车削加工时选用普通车床 型号为 CA6140 加工刀具选择 45 o 车 道 夹具使用三爪卡盘 量具使用游标卡尺 11 的通孔 选用摇臂钻床 型号为 Z3025 刀具选择锥柄麻花钻 锥柄 新乡职业技术学院毕业设计 论文 第 36 页 扩孔钻倒角 选择锥柄机用铰刀 专用夹具 快换钻头 游标卡尺 塞规 铰 9 与 12 的台阶孔 选用摇臂钻床 型号为 Z3025 刀具选择锥柄麻花 钻 锥柄机用铰刀 台阶孔的加工选用直径为 12mm 带可换导柱的锥柄平底锪 钻 导柱的直径为 9mm 12 4 加工工序的设计 1 工序 10 粗车及工序 50 半精车 精车 面 查文献 中端面的加工余量 取精车时端面的加工余量为 0 7mm 半精车 端面的加工余量为 1 3 已知 面总的加工余量为 9 故粗车削时的加工 余量为 9 0 7 1 3 7 查文献 取粗车时的进给量 f 0 5mm 半精车时的进给量 0 25mm 精车时的进给量 0 1mm 粗车走刀三次 背吃刀量为 3mm 2mm 2mm 半精车走刀一次 背吃刀量为 1 3mm 精车走刀一次 背吃刀量为 0 7mm 查文献 7 取粗车时的主轴转速为 n 400r min 取半精车时的主轴转速为 n 600r min 取精车时的主轴转速为 n 800r min 据此算取相应的切削速度分别 为 3 14 47 400 59m min 10001000 Dn v 3 14 44 600 79m min 10001000 Dn v 3 14 41 800 102 9m min 10001000 Dn v 2 工序 20 粗车及工序 60 半精车 精车 B 面 查文献 中端面的加工余量 取精车时端面的加工余量为 0 7mm 半精 车端面的加工余量为 1 3 已知 B 面总的加工余量为 9 故粗车削时的加 工余量为 9 0 7 1 3 7 查文献 取粗车时的进给量 f 0 5mm 半精车时的进给量 0 25mm 新乡职业技术学院毕业设计 论文 第 37 页 精车时的进给量 0 1mm 粗车走刀三次 背吃刀量为 3mm 2mm 2mm 半精车走刀一次 背吃刀量为 1 3mm 精车走刀一次 背吃刀量为 0 7mm 查文献 7 取粗车时的主轴转速为 n 400r min 取半精车时的主轴转速为 n 600r min 取精车时的主轴转速为 n 800r min 据此算取相应的切削速度分别 为 3 14 47 400 59m min 10001000 Dn v 3 14 44 600 79m min 10001000 Dn v 3 14 41 800 102 9m min 10001000 Dn v 3 工序 10 粗车及工序 50 半精车 精车 C 面 查文献 中端面的加工余量 取精车时端面的加工余量为 0 7mm 半精车 端面的加工余量为 1 3 已知 C 面总的加工余量为 9 故粗车削时的加工 余量为 9 0 7 1 3