模具结构及热处理分析.doc

模具材料及其热处理分析：机械工程及自动化学院 08级材料成型（2）班 孙 勇 070708222汽车储气筒支架的模具材料及其热处理分析一产品零件及生产批量5如图1所示： 东风EQ-1090汽车储气筒支架 生产批量为大批量生产 材料为Q195，t=3mm 图1 零件图 二产品零件工艺分析 此工件既有冲孔，又有落料两个工序。材料为Q195t=3mm的碳素钢，具有良好的冲压性能， 适合冲裁，工件结构中等复杂，有一个直径为44mm的圆孔，一个60mm26mm.圆孔半径为R6mm的长方形孔和两个直径13mm的椭圆孔。此工件满足冲裁的加工要求，孔与孔.孔与工件边缘之间的最小 壁厚大于8mm。工件尺寸落料按IT11级，冲孔按IT10级计算。尺寸精度一般，普通冲裁完全能满足要求。三模具结构形式确定采用落料冲孔同时进行的复合模生产，这样只需要一套模具，工件的精度及生产效率都能满足，模具轮廓尺寸较小，模具的制造成本不高。本方案采用先冲孔后落料的方法。分析该工件成形后脱模方便，正装式复合模成形后工件留在下模，需向上推出工件，取件不方便。倒装式复合模成形后工件留在上模，只需在上模装一副推件装置，故采用到装式复合模。 四 排样图 ：采用有废料和少废料的直对排法 五模具总体结构1.模具类型 由冲裁工艺可知采用复合模冲压即本套模具为复合模。2.定位方式 该模具采用条料，采用导料销控制条料的送进方式；控制条料的送进步距采用弹簧弹顶的活动挡料销来定步距。而第一件的冲压位置因为条料有一定的余量，可以靠操作工人目测来确定。3.出件方式根据模具冲裁的运动特点，该模具采用刚性出件方式比较方便。因为工件料后为3mm，推件力比较大，用弹性装置取出工件不太容易，且对弹力要求很高，不易使用。采用推件块，利用模具的开模力来推出工件，既安全又可靠。故采用刚性装置取出工件。1.打杆2.推板3.连接推杆4.推件块刚性出件方式六主要零部件 工作零部件a. 落料凹模：在保证壁厚强度的前提下，取凹模长度为315mm,宽度为315mm，所以凹模轮廓尺寸为315mm315 mm60 mmb. 冲孔凸模：根据图样工件中有4个孔，其中有2个孔大小相等，因此需设计3支凸模。c. 凸凹模：采用倒装复合模时，因凸凹模为模具设计中的配作件，应保证与冲孔凸模和落料凹模的双边合理间隙。a. 落料凹模 b. 凸凹模 定位零件 考虑工件的形状，设置一个直径为6mm的活动挡料销（起定距的作用）和两个直径为8mm的活动导料销。a.卸料板的周界尺寸与凹模周界尺寸相同，厚度为20mm，材料为45钢，淬火硬度为4045HRC。b.卸料板采用6个M8的螺钉固定。模架及其它零部件：导柱，导套按规格选择。 活动挡料销上模座厚度取50mm,下模座厚度取60mm,上垫板厚度取10mm。七模具装配图及其结构材料 主视图 1下模座（标准件）2. 导柱（标准件）3. 螺钉M8（标准件）4. 弹簧（标准件）5. 卸料块：Q2356.落料凹模：65Mn7. 上模座（标准件）8. 垫板：Q2359. 冲孔凸模：65Mn10.紧固螺钉M12（标准件）11. 连接杆（标准件）12. 模柄（标准件）13. 打料杆（标准件） 俯视图 14. 推板：4515. 销钉 （标准件） 16.紧固螺钉M20 （标准件）17.凸模固定板：Q23518. 导套：45 （标准件）19. 冲孔凸模：65Mn20.卸料板：4521.凹凸模固定板：Q23522.导料销八模具零件加工工艺及热处理分析模具零件的加工关键在工作零件，固定板及卸料板，若采用线切割加工技术，这些零件的加工就变得相对简单。下面分别为44圆孔凸模的加工工艺；6026冲孔凸模的加工工艺过程及凹模加工的工艺过程。.44圆孔凸模的加工工艺：工序号工序名称工序内容1备料备50100圆柱料2热处理退火3粗车粗车圆柱面，留单面余量0.5mm4热处理调质，淬火硬度达5862HRC5精磨按图纸加工并达到图纸要求6钳工精修全面达到图纸要求7检验材料及热处理分析：圆孔凸模材料为65Mn工序2热处理工艺为：用820-830加热后保温，油冷，350左右回火，硬度在HRC40 左右，如果200左右回火则会得到高硬度。目的是：采用退火处理降低其硬度易于切削，改善加工性能、消除内应力和为最终热处理准备良好的金相组织。工序4热处理工艺为：850-860度保温0.5小时，油淬，在360-380度回火（2-4小时），硬度HRC可在60左右。注意400-420度为回火脆性温度，应避开在该温度范围回火。目的是：作为最终热处理工序，在淬火后进行高温回火处理，提高硬度、耐磨性和强度等力学性能。. 6026冲孔凸模的加工工艺过程工序号工序名称工序内容1备料备长方体料8550100（LBH）2热处理退火3刨刨6面，并互为直角4热处理调质5铣床加工对刀及加工并留单边余量1mm6磨平面磨上下面并互为平行7热处理按热处理工艺，淬火硬度达6065HRC8精加工按图纸要求精加工9钳工精修10检验，装配注：13小椭圆孔与6026孔形状及高度相似，故其加工过程可参照达孔加工工艺制作。材料及热处理分析：冲孔凸模材料为65Mn工序2热处理工艺为：用820-830加热后保温，油冷，350左右回火，硬度在HRC40 左右，如果200左右回火则得到高硬度。目的是：采用退火处理降低其硬度易于切削，改善加工性能、消除内应力和为最终热处理准备良好的金相组织。工序4热处理工艺为：850-860度保温0.5小时，油淬，在360-380度回火（2-4小时），硬度HRC可在60左右。注意400-420度为回火脆性温度，应避开在该温度范围回火。目的是：获得均匀细致的回火索氏体组织，为以后的表面淬火和渗氮处理时减少变形作准备。工序7热处理工艺为：810度油淬保温空冷，硬度HRC可在60左右。目的是：作为最终热处理工序，提高表面硬度、耐磨性和强度等力学性能。. 凹模加工的工艺过程工序号工序名称工序内容1备料32032070（LBH）2热处理退火3刨刨六面互为垂直，留单边余量0.5mm4热处理调质5磨平面磨六面互为垂直6钳工划线划出各孔位置（销钉孔，螺纹孔及穿螺纹孔）7线切割加工各孔8热处理按热处理工艺，淬火硬度达5862HRC9磨平面精磨上下面10线切割按图纸切割工件轮廓至尺寸要求11钳工精修全面达到图纸要求12检验材料及热处理分析：凹模材料为65Mn工序2热处理工艺为：用820-830加热后保温，油冷，350左右回火，硬度在HRC40 左右，如果200左右回火则得到高硬度。目的是：采用退火处理降低其硬度易于切削，改善加工性能、消除内应力和为最终热处理准备良好的金相组织。工序4热处理工艺为：850-860度保温0.5小时，油淬，在360-380度回火（2-4小时），硬度HRC可在60左右。注意400-420度为回火脆性温度，应避开在该温度范围回火。目的是：获得均匀细致的回火索氏体组织，为以后的表面淬火和渗氮处理时减少变形作准备。工序8热处理工艺为：810度油淬保温空冷，硬度HRC可在60左右。目的是：作为最终热处理工序，提高表面硬度、耐磨性和强度等力学性能。65Mn材料简介：65Mn弹簧钢，锰提高淬透性，12mm的钢材油中可以淬透，表面脱碳倾向比硅钢小，经热处理后的综合力学性能优于碳钢，但有过热敏感性和回火脆性。用作小尺寸各种扁、圆弹簧、座垫弹簧、弹簧发条，也可制作弹簧环、气门簧、离合器簧片、刹车弹簧及冷拔钢丝冷卷螺旋弹簧。 65mn 强度.硬度.弹性和淬透性均比65号钢高，具有过热敏感性和回火脆性倾向，水淬有形成裂纹倾向。退火态可切削性尚可，冷变形塑性低，焊接性差。 受中等载荷的板弹簧，直径达7-20mm的螺旋弹簧及弹簧垫圈.弹簧环。高耐磨性零件，如磨床主轴.弹簧卡头.精密机床丝杆.切刀.螺旋辊子轴承上的套环.铁道钢轨等 化学成份： 碳 C ：0.620.70 硅 Si：0.