軸承蓋沖壓模具設計-級進模含3張CAD圖

軸承蓋沖壓模具設計-級進模含3張CAD圖,軸承,沖壓,模具設計,級進模含,cad 任務書 ⒈設計任務： 根據(jù)指導老師分配的具體零件圖，進行相應的模具設計，完成相應的設計內(nèi)容和任務，爭取設計出高效、省力、經(jīng)濟合理、合格證質(zhì)量的模具，達到優(yōu)化設計的目的使自己得到充分鍛煉。 2.設計要求： ①根據(jù)所選設計零件模具，繪制正規(guī)模具裝配圖一張，其中包括主視圖、俯視圖、排樣圖、零件圖、技術(shù)要求及明細欄等； ②繪制非標準模具零件圖兩張，標注公差與配合； ③編寫設計計算說明書一份，不得少于10頁，說明書應該包括規(guī)定的所有內(nèi)容和計算，圖文并茂，規(guī)格統(tǒng)一； ④課程設計期間應全力以赴，認真對待，按時完成所規(guī)定的各項設計任務。 零件簡圖：如圖1所示．　 名稱：軸承蓋　 生產(chǎn)批量：大批量 材料：Q235鋼 材料厚度：3mm 圖1 軸承蓋零件圖 目 錄 一、設計任務與要求： 1 ⒈設計任務： 1 2.設計要求： 1 二、沖壓件的工藝分析： 1 ⒈結(jié)構(gòu)與尺寸： 1 ⒉精度： 1 ⒊材料： 2 三、工藝方案的制定及分析比較： 2 四、模具設計計算： 2 ⒈排樣、計算條料寬度及確定步距： 2 2．計算沖壓力 3 3．確定模具壓力中心 4 4．沖模刃口尺寸及公差的計算 5 5．確定各主要零件結(jié)構(gòu)尺寸 6 五. 設計并繪制總圖、選取標準件 7 六. 繪制非標準零件圖 10 七、模具制造裝配要點： 12 八、模具零件加工工藝過程： 13 九、致謝 14 十、參考文獻 15 前 言 課程設計是重要的實踐環(huán)節(jié)之一，它將理論聯(lián)系實際，用所學知識在實踐中進行融會貫通，培養(yǎng)調(diào)查研究、分析問題和解決問題的能力，培養(yǎng)學生獨立工作以及創(chuàng)新能力，為今后的學習工作打下堅實的基礎(chǔ)。 充分利用現(xiàn)代制造技術(shù)對傳統(tǒng)機械零件進行結(jié)構(gòu)改進、優(yōu)化設計、優(yōu)化工藝方法，是機械行業(yè)搞好內(nèi)部挖潛、提高效率、增加效益的重要途徑。 本次設計中大多數(shù)模具零部件的形狀及尺寸采用了國家標準或盡量向國家標準靠攏，一方面使用標準零件不但可以合格證模具的正常工作，還可以縮短模具的制造周期，另一方面，降低了制造成本，減少了勞動強度，延長了模具的使用壽命。 此次設計，模具的上、下模采用了滑動導柱、導套來合格證其精確導向，加工方便，容易裝配，應用較廣。模柄采用帶臺階的壓入式模柄，適用于各種中、小模具。模具卸料采用的是彈性卸料方式，使用彈壓卸料板，其彈性元件為橡皮，安裝調(diào)整方便，價格便宜，承載負荷比彈簧在，廣泛使用。模具的定位裝置采用的是側(cè)刃定位，在級進模中應用較為廣泛，側(cè)刃的類型采用長方形側(cè)刃，制造簡單，生產(chǎn)率高，定位準確，能克服導正銷定位的一些缺點。 軸承蓋沖壓模具設計 一、設計任務與要求： ⒈設計任務： 根據(jù)指導老師分配的具體零件圖，進行相應的模具設計，完成相應的設計內(nèi)容和任務，爭取設計出高效、省力、經(jīng)濟合理、合格證質(zhì)量的模具，達到優(yōu)化設計的目的使自己得到充分鍛煉。 2.設計要求： ①根據(jù)所選設計零件模具，繪制正規(guī)模具裝配圖一張，其中包括主視圖、俯視圖、排樣圖、零件圖、技術(shù)要求及明細欄等； ②繪制非標準模具零件圖兩張，標注公差與配合； ③編寫設計計算說明書一份，不得少于10頁，說明書應該包括規(guī)定的所有內(nèi)容和計算，圖文并茂，規(guī)格統(tǒng)一； ④課程設計期間應全力以赴，認真對待，按時完成所規(guī)定的各項設計任務。 零件簡圖：如圖1所示．　 名稱：軸承蓋　 生產(chǎn)批量：大批量 材料：Q235鋼 材料厚度：3mm 圖1 軸承蓋零件圖 二、沖壓件的工藝分析： ⒈結(jié)構(gòu)與尺寸： 本課程設計零件較簡單，形狀對稱，尺寸適中，根據(jù)沖裁件的一般工藝性逐一分析，該零件最小孔徑為Ф4.5≥08t=2.4，孔與孔的距離也均分別大于t和1.5t，綜上所述，該零件符合沖裁各基本結(jié)構(gòu)工藝的要求，適宜于沖裁加工。 ⒉精度： 零件圖上所有尺寸均未標注公差，屬自由尺寸，可按IT14級確定工件尺寸的公差。經(jīng)查公差表，各尺寸公差為： 、 、 ⒊材料： Q235鋼，查相關(guān)資料，對于未退火的帶料，抗剪強度：τ=350MPa，斷后伸長率δ10＝25％，此材料沖裁加工性良好，有較高的彈性和良好的塑性。 綜合以上分析，該零件工藝性良好，可用于沖裁加工。?? 三、工藝方案的制定及分析比較： 本軸承蓋零件沖裁生產(chǎn)包括落料與沖孔兩個基本工序，可以采用的沖裁工藝方案有單工序模沖裁、復合沖裁模沖裁和級進模沖裁三種，沖裁件內(nèi)外所能達到的經(jīng)濟精度為IT14，孔中心與邊緣距離尺寸公差為±0.2mm。將以上精度與零件簡圖中所標注的尺寸公差相比較，可認為該零件的精度要求能夠在沖裁加工中得到保證。其它尺寸標注、生產(chǎn)批量等情況，也均符合沖裁的工藝要求，故決定采用利用導正銷進行定位、剛性卸料裝置、自然漏料方式的沖孔落料模進行加工。 方案一：采用單工序模沖裁加工。單工序模的特點是沖裁效率很低，工序組合程度也較低，不便于于操作及控制生產(chǎn)產(chǎn)量。 方案二：采用復合模加工。復合模的特點是生產(chǎn)率高，沖裁件的內(nèi)孔與外緣的相對位置精度高，沖模的輪廓尺寸較小。但復合模結(jié)構(gòu)復雜，制造精度要求高，成本高。復合模主要用于生產(chǎn)批量大、精度要求高的沖裁件。 方案三：采用級進模加工。級進模比單工序模生產(chǎn)率高，減少了模具和設備的數(shù)量，工件精度較高，便于操作和實現(xiàn)生產(chǎn)自動化。對于特別復雜或孔邊距較 小的沖壓件，用簡單?；驈秃夏_制有困難時，可用級進模逐步?jīng)_出。但級進模輪廓尺寸較大，制造較復雜，成本較高，一般適用于大批量生產(chǎn)小型沖壓件。 比較方案一、方案二及方案三，對于所給零件，由于三個小孔比較接近邊緣，復合模沖裁零件時受到壁厚的限制，模具結(jié)構(gòu)與強度方面相對較難實現(xiàn)和保證；軸承蓋的生產(chǎn)批量為大批量生產(chǎn)，如果用單工序模沖裁零件，則生產(chǎn)難以保證；所以根據(jù)零件性質(zhì)決定采用級進模加工。? 四、模具設計計算： ⒈排樣、計算條料寬度及確定步距： 采用單排方案，如圖2所示。 圖2 排樣圖 由相關(guān)表格確定搭邊值。根據(jù)零件形狀兩制件間取搭邊值b=3.5mm，側(cè)邊取搭邊值a=4mm。 則?? 步距：??????? ?A＝D＋b＝58＋3.5＝61.5 mm? ???? 條料寬度：??? 查表得：Δ=0.6 由零件圖算得一個零件的面積為，一個步距內(nèi)沖一件，一個步距內(nèi)所需坯料面積：S0＝61.5×66.6＝4096mm2，因此，材料利用率為： 2．計算沖壓力 該模具采用鋼性卸料和下出料方式 1）????? 落料力 查表得?? ? τ＝350MPa ????????????????????? ??P落＝KLtτ ?????????????????????????? ??＝1.3×π×58×3×350 ????????????????????????? ? ＝248594 N ???????? ?? 2）????? 沖孔力 中心孔：????????????P孔1 ＝KLtτ ??????????????????????????????? ＝1.3×π×22×3×350 ＝94295 N ??????????? 3個小孔：????????? P孔2＝KLtτ ??????????????????????????????? ＝1.3×（π×4.5×3）×3×350 ＝57863 N ??????????? 3）? 沖裁時的推件力 查表得?? K推＝0.045 取表得，序號1的凹模刃口形式，h=6mm，則個 故???????????????????? ?P推落 ＝nK推P落????? ???????????????????????????????? ＝2×0.045×248594 ＝22374 N ???????????????????????P推孔1 ＝nK推P孔1????? ???????????????????????????????? ＝2×0.045×94295 ＝8487 N ???????????????????????P推孔2 ＝nK推P孔2????? ???????????????????????????????? ＝2×0.045×57863 ＝5208 N 為避免各凸模沖裁力的最大值同時出現(xiàn)，且考慮到凸模相距很近時避免小直徑凸模由于承受材料流動擠壓力作用而產(chǎn)生傾斜或折斷故把四個沖孔凸模設計成階梯凸模如圖3所示。 圖3 沖孔凸模 則最大沖壓力： ????????????????????????P總 ＝P落＋P孔1＋P推落＋P推孔1 ＝248594＋94295＋22374＋8487 ＝373750 N 3．確定模具壓力中心 如圖4所示，根據(jù)圖形分析，因為工件圖形對稱，故落料時F落的壓力中心在上O1；沖孔時F孔1、F孔2的壓力中心在O2上。 圖4 壓力中心的計算 ? 設沖模壓力中心離O1點的距離為X，根據(jù)力矩平衡原理得： ????????????????????? P落·X ＝（61.5－X）·（P孔1＋P孔2） 即： 248594 ·X ＝（61.5－X）·（94295＋57863） 由此算得?????????? ? ?X ＝?23.35mm 4．沖模刃口尺寸及公差的計算 1）沖孔部分 對沖孔Φ22和Φ4.5 ，采用凸、凹模分開的加工方法。 由相關(guān)數(shù)據(jù)表查得 Zmin＝0.460mm ，Zmax＝0.640mm ???????????????????????Zmax－Zmin＝0.640－0.460＝0.180mm ????????????????????????? 由表查得 對沖Φ22孔時： δp＝0.020mm ，δd＝0.025mm δp＋δd＝0.045mm 對沖Φ4.5孔時： ???????????????????????? ?， ?????????????????????? ? 故滿足 條件 查表得 ，則 沖Φ22孔部分： ??????????????????????? ? ???????????????????????????? ???????????????????????? ?????????????????????????? ????????? 沖Φ4.5孔部分： 尺寸極限偏差轉(zhuǎn)化為 ??????????????????????? ?????????????????????????? ?????????????????????? ?????????????????????????? 2）落料部分 對外輪廓的落料，采用配合加工方法 當以凹模為基準件時，凹模磨損后刃口部分尺寸都增大，因此均屬于A類尺寸。經(jīng)查公差表，落料零件的尺寸公差為： 查表得?? 則： ?????????????????????? ? ????????????????????????????????????????????? 該零件凸模刃口各部分尺寸按上述凹模的相應部分尺寸配制，保證雙面間隙值。 5．確定各主要零件結(jié)構(gòu)尺寸 1）凹模外形尺寸的確定 凹模厚度H的確定： ???????????????????????????? ? ??????? ——取總壓力 ???????????????????????? ???????????????????????? ????? 工件長???????? ?b＝58 mm 凹模寬度Bd的確定： ??????????????????????? ????? 取?????????????? 步距 ??????????????????????? 工件寬 ????????????????????? ? ???????????????????? ? 2）凸模長度Lp的確定 凸模長度計算為 ???????????????????????? 其中初定：???????? 導尺厚 ????????????????????????卸料板厚 ????????? ????????????? 凸模固定板厚 ?????????? ??????????? ?凸模修磨量 ???? ?則：?????????? 先用沖床的公稱壓力應大于計算出的總壓力P總＝373750 N；最大閉合高度應大于沖模閉合高度＋5 mm；工作臺臺面尺寸應能滿足模具的正確安裝。按上述要求，結(jié)合工廠實際，可稱用J23-63開式雙柱可傾壓力機。并需在工作臺面上配備墊塊，墊塊實際尺寸可配制。 雙柱可傾壓力機J23-63參數(shù)如下： ???????? ???????? ?公稱壓力：630 KN ????????? ?????????滑塊行程：120 mm ????????? ?????????最大閉合高度：360 mm ???????? ??????????連桿調(diào)節(jié)量：80 mm 墊板厚度：90 mm ???????????????????工作臺尺寸（前后×左右）：710×480 ???????? ??????????模柄尺寸（直徑×深度）：φ50×50 ???????? ??????????最大傾斜角度：30° 五. 設計并繪制總圖、選取標準件 ? 按已確定的模具形式及參數(shù)，從冷沖模標準中選取標準模架。繪制總圖。如圖5所示，單排孔落料連續(xù)模。按模具標準，選取所需的標準件，查清標準件代號及標記，寫在總圖明細表內(nèi)，并將各零件標出統(tǒng)一代號。 ?? 圖5 單排沖孔落料連續(xù)模 1-下模座 2-初始擋料銷 3-擋料銷 4-螺釘 5-導柱 6-導套 7-模柄 8、19-圓柱銷 9、18-內(nèi)六角螺釘 10-上模座 11-墊板 12-凸模固定板 13-卸料板與導料板一體 14-凹模 15-條料 16-托料板 17-螺釘 20、21-沖孔凸模 22-導正銷 23-落料凸模 表1 零件明細表 序 號 名 稱 數(shù) 量 材 料 熱處理 標準件代號 1 下模座 1 HT200 HRC28~32 GB/T2855.6 2 初始擋料銷 1 45 HRC40~45 3 擋料銷 1 45 HRC40~45 4 螺釘 1 45 HRC40~45 5 導柱 1 20 HRC56~60 GB/T2861.1 6 導套 1 T8A HRC50~55 GB/T2861.6 7 模柄 1 Q235A HRC43~48 8 圓柱銷12n6×100 2 45 HRC40~45 GB/T119.1-2000 9 內(nèi)六角螺釘M12×70 8 45 HRC40~45 10 上模座 1 HT200 HRC28~32 GB/T2855.5 11 墊板 1 T8A HRC52~55 12 凸模固定板 1 Q235A HRC43~48 13 卸料板與導料板一體 1 Q235A HRC43~48 14 凹模 1 Cr12 HRC60~62 15 條料 16 托料板 1 20 17 螺釘 2 45 HRC40~45 18 內(nèi)六角螺釘M12×70 8 45 HRC40~45 19 圓柱銷12n6×100 2 45 HRC40~45 20 沖孔凸模 1 Cr12 HRC60~62 21 沖孔凸模 1 Cr12 HRC60~62 22 導正銷 1 T10A HRC60~62 23 落料凸模 1 Cr12 HRC60~62 部分零件尺寸： ?????????? ?????????? 上模座： ?????????? ???????????下模座： ??????????????????????導柱： ??????????????????????????? ?????????????????????導套： ??????????????????????????? ???????????????????? 墊板： ????????????????凸模固定板： ?????????????????????凹模： ????????????????????卸料板： ? 六. 繪制非標準零件圖 本次設計所涉及的凸模、凹模、凸模固定板和卸料板零件圖樣見圖6至圖10。 ??????????????? 圖6 落料凸模 ? 圖7 沖孔凸模 ? 圖8 凹模 ? 圖9 凸模固定板 ? 圖10 卸料板 七、模具制造裝配要點： 凹模板、導料板是需要淬火零件，凹模板加工后，在線切割和淬硬以前，在模架的下模板上進行裝配。在凹模上劃出各個形孔和圓孔的線，并根據(jù)計算數(shù)據(jù)劃出壓力中心線，使壓力中心線與下模座的中心線對正。鉆、攻螺孔將下模板、凹模板、導料板進行裝配，校正導料板間距后，鉆鉸銷釘孔，將上述三板固定。鉆孔安裝承料板及其余零部件。然后將下模全部拆開，將凹模板和導料板熱處理淬硬（凹模鉆穿絲孔）后進行線切割加工，用平面磨床磨平后重裝裝配。 固定在上模板的上模部分，各凸模和凸模墊板都應淬硬，裝配前將凸模淬硬并完成全部加工，墊板裝配前不淬硬。 裝配時，將凸模和凸模固定板通過鉚接方式固定，在墊板上鉆孔，將外形固定在墊板上，再與卸料板穿在一起。凸、凹模間隙為0.115mm，在凹模型孔中墊上適當厚度的硬紙片，以確定間隙。將已組裝在一體的凸模固定板、凸模、卸料板、墊板一同，并使凸模插入凹模孔中，將上模板通過導柱、導套與下模板裝在一起。透過上模板鉆、攻螺孔，使上模板、墊板、凸模固定板固定。檢查無誤后，鉆、鉸銷釘孔，打入銷釘，再鉆、攻螺孔，安裝卸料螺釘，上模全部拆開，將墊板淬硬磨平，安裝橡膠板，再次裝配上模，完成模具裝配。 另外，在裝配過程上，還應盡量保證模具裝配的精度要求，滿足相關(guān)的技術(shù)要求，提高裝配質(zhì)量，縮短模具生產(chǎn)的制造周期，降低模具的生產(chǎn)成本。 八、模具零件加工工藝過程： 在模具生產(chǎn)過程中，除了正確進行模具結(jié)構(gòu)設計外，還必須要有較為先進、省時、經(jīng)濟的模具制造技術(shù)和加工工藝作為保證，為此，制定模具零件的加工工藝過程就顯得更為重要，下面，重點就模具一些主要零件的加工工藝過程進行分析和闡述： 表2 凹模加工工藝過程 工序號 工序名稱 工序內(nèi)容 使用設備 1 備料 將毛壞鍛成260mm×150×35mm方形 2 熱處理 退火 3 銑 銑六面，留單邊磨量厚度0.3～0.5mm 銑床 4 平磨 磨厚度到上限尺寸，磨側(cè)基面保證相互垂直 平面磨床 5 鉗工 劃各型孔、螺釘孔、銷釘孔位置線、劃漏料孔輪廓線 6 銑 銑漏料孔在到要求 銑床 7 鉗工 鉆、攻4-M8，鉆、鉸，在各型孔處鉆穿絲孔 鉆床 8 熱處理 淬火、回火，保證60～62HRC 9 平磨 磨平面、側(cè)基面 平面磨床 10 線切割 按圖樣線切割各型孔，留少許單邊研量 線切割機床 11 鉗工 研光各個型孔達到要求 表3 凸模固定板加工工藝過程 工序號 工序名稱 工序內(nèi)容 設備 1 備料熱處理 將毛坯鍛成260mm×1500×30mm，退火 2 銑 銑六面，厚度留單邊磨量0.3～0.5mm 銑床 3 平磨 磨厚度到尺寸，磨兩側(cè)基面保證相互垂直 平面磨床 4 鉗工 劃出各型孔、螺孔、銷孔位置線 5 鉗工 鉆、攻螺孔，鉆、鉸銷釘孔，在安裝型孔處鉆穿絲孔 6 線切割 按圖樣切割各安裝孔達到要求 線切割機床 7 鉗工 在安裝孔處倒角1′45″ 表4 落料凸模加工工藝過程 工序號 工序名稱 工序內(nèi)容 使用設備 1 備料 將毛壞鍛成60mm×100mm×40mm 2 熱處理 退火 3 銑 銑六面，留單邊磨量厚度0.3～0.5mm 銑床 4 平磨 磨六面，保證各面相互垂直，上下面到上限尺寸，側(cè)面留單邊余量0.2～0.3mm 平面磨床 5 鉗工 劃R18線及刃口輪廓線 6 銑 按所劃線銑R18及刃口輪廓，留單邊余量0.2～0.3mm 銑床 7 鉗工 用已加工好的凹模壓印痕 8 仿刨 按印痕仿刨型面，間隙留在凸模上，并留研量0.01～0.015mm 仿形刨床 9 熱處理 淬火、回火，保證58～62HRC 10 平磨 磨上、下面見光，磨大圓達技術(shù)要求 平面磨床 11 成型磨削 磨R18，保證相關(guān)圓弧處光滑過渡連接，保證長度 成型磨床 12 鉗工 研光刃口型面，保證配合間隙達到技術(shù)要求 13 檢驗 九、致謝 通過本次課程設計，獲得實踐動手能力而一個重要的實踐性一次綜合性實踐。在專業(yè)技術(shù)應用能力上達到培養(yǎng)目標的基本要求，在沖壓工藝與沖壓模具設計技術(shù)方面得到全面提高，進而培養(yǎng)了綜合設計能力，掌握了沖壓模具設計的方法和步驟，使我掌握了沖壓模具設計的基本技能，具有查閱和運用標準資料、手冊等有關(guān)技術(shù)資料的能力。為今后的學習工作打下堅實的基礎(chǔ)。 本次課程設計得到了很多老師、同學的大力支持與熱心幫助，在此，我衷心地向你們道一聲：你們辛苦了！ 本課題是在我的導師的悉心指導下完成的。他那嚴肅的科學態(tài)度、嚴謹?shù)闹螌W精神、精益求精的工作作風，深深地感染和激勵著我。在設計過程中張老師始終給予我悉心指導和不懈支持，還多次組織我們進行課題輔導，在此謹向張老師致以誠摯的謝意！ 這次設計我深知有很多不足，在此懇請大家給予指正和批評。 十、參考文獻 ⒈張如華等編 《沖壓工藝與模具設計》北京：清華大學出版社，2006 ⒉模具實用技術(shù)叢書編委會 《沖模設計應用實例》北京：機械工業(yè)出版社，1999 ⒊《模具設計手冊》編寫組編 《沖模設計手冊》北京：機械工業(yè)出版社，1988 ⒋王秀鳳等編 《冷沖壓模具設計與制造》北京：北京航空航天大學出版社，2005 ⒌許發(fā)樾編 《模具標準應用手冊》北京：機械工業(yè)出版社，1994 ⒍史鐵梁主編 《模具設計指導》北京：機械工業(yè)出版社，1986 ⒎張榮清清編 《模具制造工藝》北京：高等教育出版社，2006-M: - 16 - .D3,L ⒏鄭可皇編 《實用沖壓模具試設計手冊》北京：宇航出版社，1990