鑰匙毛坯沖壓模具設(shè)計【說明書+CAD】

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4.4試驗 12 致 謝 13 參考文獻 14 I 鑰匙毛坯沖壓模具設(shè)計 1、鑰匙模具分析 1.1分析零件圖 1.1.1分析模具的結(jié)構(gòu) 產(chǎn)品零件圖是制定沖壓工藝方案和模具設(shè)計的重要依據(jù)，制定沖壓工藝要從分析產(chǎn)品的零件圖入手。分析零件圖包括技術(shù)性和經(jīng)濟性兩個方面： 1. 根據(jù)沖壓件的生產(chǎn)綱領(lǐng)，分析產(chǎn)品的成本，闡明采用沖壓生產(chǎn)可采取的經(jīng)濟效益。 2. 沖壓件的工藝性是指該零件沖壓加工的難易程度。在技術(shù)方面，主要分析該零件的形狀特點、尺寸大小、精度要求和材料性能等因素是否符合沖壓工藝的特點。如果發(fā)現(xiàn)沖壓工藝性差，則需要對沖壓件產(chǎn)品提出修改意見 1.1.2制定沖壓方案 1．在分析了沖壓件的工藝性質(zhì)后，通常在對工序性質(zhì)、工序數(shù)目、工序順序及組合方式基礎(chǔ)上，制定幾種不同的沖壓工藝方案。 2．從產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率、設(shè)備占用情況、模具制造的難易程度和使用壽命高低、工藝成本、操作方便和安全程度等方面進行綜合考慮，比較，最后確定經(jīng)濟合理的工藝方案。 1.1.3設(shè)計工藝方案 依據(jù)所確定的零件成形的總體方案，確定沖壓工序的工藝方案。沖壓工序的工藝方案的內(nèi)容如下： 1 確定完成本工序成形的加工方法； 2 確定本工序的主要工藝參數(shù)； 3 根據(jù)各沖壓工序的成形極限，進行必要的工藝設(shè)計； 4 確定各工序的成形力； 5 計算并確定每個工序的形狀和尺寸、繪出各工序圖。 1.2卸料方案的確定 1.2.1彈性卸料方式 為了將沖壓后卡篩在凸模上、凸凹模上的制件或廢料卸掉，將制件從凹模中推出來，以保證下次沖壓正常進行，設(shè)計模具時，必須正確選擇卸料方式和裝置。 對于沖裁料厚度在0.8mm-1.5mm下并且要求沖裁件比較平整的，可選用彈性卸料方式；卸料裝置設(shè)計的是否正確，直接影響工件的質(zhì)量、生產(chǎn)效率和操作安全程度 1.2.2模具設(shè)計計算 計算或估算模具各主要零件（凹模、凸模固定板、墊板、凸模、打料板）的外形尺寸，并確定標(biāo)準模架以及卸料橡膠或彈簧的自由高度。 確定凸、凹模的間隙，計算凸、凹模工作部分尺寸 1.2.3制作圖紙 根據(jù)分析、計算及圖形繪制本產(chǎn)品的設(shè)計說明書。 本次設(shè)計一套沖孔、落料的模具。經(jīng)過查閱資料，首先要對零件進行工藝分析，經(jīng)過工藝分析和對比，采用沖孔落料工序，通過沖裁力、頂件力、卸料力等計算，確定壓力機的型號。再分析對沖壓件加工的模具適用類型選擇所需設(shè)計的模具。得出將設(shè)計的模具類型后將模具的各工作零部件設(shè)計過程表達出來。 1.3工藝方案的確定 1.3.1方案選擇 上述零件看該零件圖看，加工該零件的一般的方法即是采用先沖孔，后落料兩道工序內(nèi)容。但由于用級進模沖壓時，進料過程中零件中間有一個直徑4的孔,在模具中的位置不能保證，還對材料的寬度的要求較嚴格。 用倒裝復(fù)合模，即一次行程中在模具的同一部位可以同時完成幾道工序，減少了工序數(shù)量和模具數(shù)量，減少操作人員和設(shè)備占用量，減低生產(chǎn)成本。該種模具對板料定位精度要求比級進模低，沖模的輪廓尺寸較小，沖出的沖件平整度較高。適用于像鑰匙外形這樣形狀的零件而且沖出后尺寸精度和表面質(zhì)量都能滿足以上工序分析中的要求。經(jīng)過對該零件的工藝分析以及生產(chǎn)實踐，應(yīng)選擇后者。 2、排樣 2.1合理的排樣 2.1.1排樣方式的確立 設(shè)計條料排樣圖,要考慮到材料的利用率及板料的纖維方向。因為零件的形狀為腰形，因此可采用有廢料排樣。 圖1排樣圖 .影響排樣形式的因素 (1)零件的形狀。零件的合理排樣與其形狀有密切關(guān)系，例如圓形零件不可能實現(xiàn)無廢料排樣。在使用條件許可時，也可改變零件形狀，以設(shè)計最佳排樣方式。 (2)零件的斷面質(zhì)量、精度要求。當(dāng)零件的斷面質(zhì)量和尺寸精度要求較高且形狀較復(fù)雜時，應(yīng)采用有廢料排樣形式。 (3)沖模結(jié)構(gòu)。有廢料排樣的沖模結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。少、無廢料排樣沖裁多用連續(xù)模、導(dǎo)板模，當(dāng)零件孔與外形相對位置公差很小時，可用復(fù)合模。在無廢料沖裁中，多數(shù)凸模單面切割，受到很大的側(cè)向力，為此，凸模側(cè)面要有支撐結(jié)構(gòu)零件，如反側(cè)壓擋塊。 (4)模具壽命。有廢料排樣模具全部刃口參與沖裁，受力均勻，模壽命較高；少、無廢料排樣凸模單面切割，有時毛刺會被凸模帶入間隙，導(dǎo)致模具壽命較短。 (5)操作的方便與安全。有廢料排樣模具的零部件較為安全，操作方便、安全；少、無廢料排樣的模具結(jié)構(gòu)簡單，操作時往往欠方便與安全。 (6)生產(chǎn)率。有的少、無廢料排樣模具一次沖裁可獲得兩個以上的零件，有利于提高生產(chǎn)率。 2.1.2 鑰匙零件圖 材料的選擇 根據(jù)使用要求，如圖2所示，材料為1Cr18Ni9,（不銹剛）厚度為0.5㎜。零件成形后要求有精確的尺寸及較小的表面粗糙度值。 （2）沖孔工藝的確定，考慮到Φ4孔是起懸掛作用，因此對孔的精度與位置要求并不高，一般沖孔方案就可以滿足要求。因受凸模強度的限制,孔的尺寸不應(yīng)太小.沖孔的最小尺寸取決于材料性能,凸模的強度和模具結(jié)構(gòu)等 圖2 零件圖 2.2模具結(jié)構(gòu)設(shè)計 2.2.1模具結(jié)構(gòu)設(shè)計 模具在設(shè)計制造過程中本生精度要比產(chǎn)品進度高。只有提高了模具精度才能近一步提高產(chǎn)品精度 零件質(zhì)量與模具結(jié)構(gòu)以及工作零件精度有關(guān)，合理的模具結(jié)構(gòu)是制造合格零件的關(guān)鍵之一。因此，根據(jù)具體的零件形狀、尺寸以及材料，必須要合理設(shè)計模具結(jié)構(gòu)。根據(jù)以上工藝分析，設(shè)計了倒裝復(fù)合模，模具結(jié)構(gòu)如圖3所示 2.3 模具工作過程 模具的沖孔凸模和落料凹模裝在上模，凸凹模裝在下模上。所以由其結(jié)構(gòu)我們可以看出，該模具屬于倒裝式復(fù)合模。 如圖所示，該模具處于閉合位置。當(dāng)沖模開始運行的時候，滑塊的移動會帶動其模柄向上運動，與模柄連接的上模座會與墊板、凸模固定板、凸模、凹模、推件塊等相關(guān)零件發(fā)生聯(lián)鎖的向上運動，自動送料裝置將條料送到模具的正確位置。模具中導(dǎo)料銷和擋料銷與加工條料相接觸，對條料起到固定和導(dǎo)向的作用，這樣可以確保其在沖壓時處于正確的位置且不發(fā)生位移。壓力機帶動滑塊向下運動，這時卸料板和凹模將毛坯固定壓緊，接著就開始沖裁。被沖下來的毛坯材料會被凸凹模壓在孔內(nèi)，而外部的毛坯材料則在凸凹模上被壓緊。然后，沖床滑塊開始它的回程運動。坯料會在彈簧的作用下，通過卸料板推出凸凹模，剩下工件則被留在了凹模的孔內(nèi)。當(dāng)推桿接觸到?jīng)_床的打料橫梁后，會向下移動帶動推板，推板則會推動推銷向下運動，而推銷會推動推件塊向下運動，最終將工件從凹?？字许敵雎湎?。 3、工作零件的結(jié)構(gòu) 3.1模具的主要部分 凸模和凹模分開加工 一般在制造的沖裁模批量較大時采用此種方法,在這種情況下,需要分別計算和標(biāo)注凸模和凹模的尺寸和公差,落料時,間隙取在凸模上. 圖3模具圖 1.上模座2導(dǎo)柱3凹模4凸凹模5下模座6銷釘7凸模8銷釘9螺釘10凹模11導(dǎo)柱12固定板 3.2凹模結(jié)構(gòu) 圖4凹模及加工步驟 工序號 工序名稱 工序內(nèi)容 設(shè)備 1 備料 將毛坯鍛成 2 熱處理 退火 3 銑 銑六面,厚度留單邊磨量0.2~0.3mm 銑床 4 平磨 磨厚度到上限尺寸,磨側(cè)基面保證互相垂直 平面磨床 5 鉗工 劃各型孔,螺孔,銷孔位置劃漏孔輪廓線 6 鉗工 加工好凸模,配作沖孔凹模達要求 7 銑 銑漏料孔達要求 銑床 8 鉗工 鉆鉸6×φ10,鉆攻4XM12 鉆床 9 熱處理 淬火,回火,保證HRC60~62 10 平磨 磨厚度及基面達到要求 平面磨床 11 線切割 按圖切割各型孔,留0.005~0.01單邊研量 線切割機床 12 鉗工 研光各型孔達要求 13 檢驗 確定模板尺寸 1) 凹模的厚度： H=Kb 式中 b— 凹模孔的最大寬度 (mm ) K― 系數(shù) H― 凹模厚度 通過差表 可得凹模厚度 通過凹模板的確定，可算出其他板的厚度 包括 下模座厚度 導(dǎo)向板厚度 凸模固定板厚度 墊板厚度 上模座厚度 2﹚可得模板尺寸及其它零件： 下模座 凹模板 導(dǎo)向板 凸模固定板 墊板 上模座 3)．選用標(biāo)準螺釘： 凹模采用整體式凹模，為了制造方便各沖裁的凹?？拙梢圆捎镁€切割中走絲加工，也可以保證精度 3.3凸模結(jié)構(gòu) 圖5凸模 凸模材料為Cr12，加工時應(yīng)先按圖紙要求加工臺階孔，應(yīng)注意刃口部分先打φ4的小孔，然后進行熱處理達到要求，利用線切割加工刃口部分達到圖樣要求 3.4沖壓力計算及壓力機選擇 根據(jù)沖裁力計算公式為 模具采用彈性卸料裝置和推件結(jié)構(gòu)，根據(jù)所需卸料力和推件力 根據(jù)計算得出數(shù)據(jù),查表可知所需沖壓力,可選設(shè)備為開式壓力機J23—35 3.5凸凹模刃口尺寸計算方法 由于加工模具的方法不同，凸模與凹模刃口部分尺寸的計算公式與制造公差的標(biāo)注也不同，刃口尺寸的計算方法可分為以下兩種情況：凹模與凸模分開加工，凸模和凹模配合加工，從此工件的結(jié)構(gòu)上分析，選擇凸模與凹模分開加工的制造方法：采用這種方法，凸模和凹模分別按圖紙加工至尺寸，要分別標(biāo)注凸模和凹模的刃口尺寸及制造公差（凸模δp、凹模δd），適用于圓形或簡單形狀的制件。為了保證初始間隙值小于最大合理間隙2Cmax，必須滿足下列條件： 或?。? 也就是說，新制造模具應(yīng)該是，否則制造的模具部隙已超過允許變動范圍2Cmin～2Cmax,影響模具的使作壽命。 刃口尺寸及公差 由于材料較厚,模具間隙較小,模具的間隙由配作保證,工藝比較簡單,并且還可以放大基準件的制造公差,(一般可取沖件公差的1/4),使制造容易,因此采用配作加工為宜. 由落料尺寸得,凹模會變小,所以得以凹模為基準,配作凸模.刃口尺寸由沖孔尺寸得,凸模尺寸變小,所以以凸模為基準,配作凹模. 圖7模具結(jié)構(gòu)圖 注意: 在進行模具結(jié)構(gòu)及零件設(shè)計時，需首先根據(jù)條料排樣圖確定總體結(jié)構(gòu)，然后一次為基礎(chǔ)，詳細設(shè)計其中的組成零件。這一過程實際上就是自頂向下的設(shè)計過程。模具組成零件的形狀除受成形工藝形狀約束外，還受其在模具中所處的位置及其他零件的關(guān)系約束，只有總裝在結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，才能獲得零件的相關(guān)約束，進行零件的設(shè)計。 為此，在利用CAD畫圖時，應(yīng)采用自頂向下的設(shè)計模式，依次實現(xiàn)模具結(jié)構(gòu)及零件的設(shè)計。具體表述為：首先，根據(jù)條料排樣圖確定模具的總體框架結(jié)構(gòu)，從典型結(jié)構(gòu)庫中實體化一種導(dǎo)向結(jié)構(gòu)圖，然后直接在該總體結(jié)構(gòu)下，設(shè)計其他相關(guān)模具零件，以使零件設(shè)計和裝配設(shè)計相關(guān)聯(lián)。這樣，在設(shè)計某一零件時，其相關(guān)零件的形狀變化可被自動處理，從而保證設(shè)計結(jié)構(gòu)一致性。當(dāng)零件設(shè)計完成后，可將裝配結(jié)構(gòu)中的每一零件輸出到相應(yīng)的文件中，用來產(chǎn)生相應(yīng)零件的裝配圖，并標(biāo)注相關(guān)尺寸、技術(shù)要求等。 搭邊: 在進行模具結(jié)構(gòu)及零件設(shè)計時，需首先根據(jù)條料排樣圖確定總體結(jié)構(gòu)，然后一次為基礎(chǔ)，詳細設(shè)計其中的組成零件。這一過程實際上就是自頂向下的設(shè)計過程。模具組成零件的形狀除受成形工藝形狀約束外，還受其在模具中所處的位置及其他零件的關(guān)系約束，只有總裝在結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，才能獲得零件的相關(guān)約束，進行零件的設(shè)計。 連接零件 此類零件包括螺釘、銷釘?shù)?，主要作用是?lián)接其它零部伯，使之共同完成工件的制造 3.6模具工作過程 如圖所示，該模具的沖孔凸模和落料凹模裝在上模，凸凹模裝在下模上。所以由其結(jié)構(gòu)我們可以看出，該模具屬于倒裝式復(fù)合模。 如圖所示，該模具處于閉合位置。當(dāng)沖模開始運行的時候，滑塊的移動會帶動其模柄向上運動，與模柄連接的上模座會與墊板、凸模固定板、凸模、凹模、推件塊等相關(guān)零件發(fā)生聯(lián)鎖的向上運動，自動送料裝置將條料送到模具的正確位置。模具中導(dǎo)料銷和擋料銷與加工條料相接觸，對條料起到固定和導(dǎo)向的作用，這樣可以確保其在沖壓時處于正確的位置且不發(fā)生位移。壓力機帶動滑塊向下運動，這時卸料板和凹模將毛坯固定壓緊，接著就開始沖裁。被沖下來的毛坯材料會被凸凹模壓在孔內(nèi)，而外部的毛坯材料則在凸凹模上被壓緊。然后，沖床滑塊開始它的回程運動。坯料會在彈簧的作用下，通過卸料板推出凸凹模，剩下工件則被留在了凹模的孔內(nèi)。當(dāng)推桿接觸到?jīng)_床的打料橫梁后，會向下移動帶動推板，推板則會推動推銷向下運動，而推銷會推動推件塊向下運動，最終將工件從凹?？字许敵雎湎?。 3.3組裝工藝要求 3.3.1選擇基準件 選擇裝配基準件。 選擇基準件的原則是按照模具主要零件加工時的依賴關(guān)系來確定 3.3.2組建裝配 組件裝配。 組件裝配是指模具在總裝配前，將兩個以上的零件按照規(guī)定技術(shù)要求連接成一個組件的裝配工作 3.3.3總體裝配 總體裝配。 總裝是將零件和組件結(jié)合成一幅完整的模具過程。在總裝前，應(yīng)選好裝配的基準件和安裝好上、下模的裝配順序。 在裝配模具時必須嚴格控制和調(diào)整凸、凹模間隙的均勻性。間隙調(diào)整后，才能緊固銷釘21A及螺釘。 檢驗、調(diào)試。 模具裝配完畢后，必須保證裝配精度，滿足規(guī)定的各項技術(shù)要求，檢驗?zāi)＞吒鞑糠值墓δ?。在實際生產(chǎn)條件下進行試模，當(dāng)試模合格后，模具加工、裝配才算基本完成。 4.定位裝置的確定 因為板料厚度t=5mm,屬于較小厚度的板材,且制件尺寸不大,固采用側(cè)面兩個固定擋料銷定位導(dǎo)向,在送料方向由于受凸模和凹模的影響,為了不至于削弱模具的強度,在送給方向采用一個彈簧擋料裝置的活動擋料銷. 4.1壓力中心計算 此零件的外形為對稱件，中間的異形孔不是對稱的，但孔的尺寸很小，左右兩邊的圓弧各自的壓力中心和零件中心線的距離差距不大，所以該零件的壓力中心可近似認為就是零件外形中心線的交點 4.2裝配原則 裝配應(yīng)以凹凸模作裝配基準件。先將裝有凹凸模的固定板用螺栓和銷釘安裝，固定在指定的相應(yīng)位置上；再按凹凸模的內(nèi)形裝配和調(diào)整沖孔凸模固定板的相對位置，使沖孔凹凸模的間隙趨于均勻，用螺栓固定；然后再以凹凸模的外形為基準，裝配和調(diào)整落料凹模相對凹凸模的位置，調(diào)整間隙，用螺栓固定 4.3選擇模架及其他模架零件 4.3.1模架 根據(jù)GB/T 2851.5-90,由凹模周界200X160,及安裝要求,選取 凹模周界:LXB=250X200,閉合高度:H=220~265,上模座:250X200X50 下模座:250X200X60,導(dǎo)柱:32X210,35X210, 導(dǎo)套:32X115X48,35X115X48 4.3.2墊板 墊板的作用是承受并擴散凸模傳遞的壓力,以防止模座被擠壓損傷,因此在與模座接觸面之間加上一塊淬硬磨平的墊板.墊板的外形尺寸與凸模固定板相同,厚度可取3~10mm,這里設(shè)計時,由于壓力較大,根據(jù)GB2865.2-81選取規(guī)格為LXBXH=200X160X8. 4.4試驗 零件裝配完成以后，個別零件之間可能出現(xiàn)型號干涉的情況，需對裝配體進行干涉檢查；否則零件有可能無法安裝或正常工作。需對零件重新進行裝配或修改零件尺寸，直到消除干涉為止，表明各個零部件被正確安裝，可以正常工作 12 致 謝 致 謝 以上對鑰匙外形進行分析，采用倒裝復(fù)合模的加工工藝，通過合理的排樣與沖壓力的計算，進行了模具結(jié)構(gòu)設(shè)計以及注意問題。實踐證明，該模具沖出來的零件毛刺小，斷面平整光滑，生產(chǎn)率高，成本低，達到了預(yù)期目的。 三年的大學(xué)生活就快走入尾聲，我的校園生活即將就要劃上句號，心中是無盡的難舍與眷戀。從這里走出，對我的人生來說，將是踏上一個新的征程，要把所學(xué)的知識應(yīng)用到實際工作中去。 回首三年，取得了很多成績，生活中有快樂也有艱辛。感謝老師們?nèi)陙韺ξ易巫尾痪氲慕陶d和無微不至關(guān)懷，使我在關(guān)心和愛護下度過難忘的三年大學(xué)生活。 最大收獲就是學(xué)會了做一次設(shè)計項目的具體流程。從策劃構(gòu)思、總體設(shè)計到各個模塊的的具體設(shè)計及其組合，再到編寫需要提交的論文，這一切如今仍歷歷在目。我想，這種對整體設(shè)計流程的把握應(yīng)該是以后走上工作崗位所必需的技能，而這種技能卻只能通過自己的親身實踐才能獲得。這也是為什么我認為機械設(shè)計大作業(yè)這種教學(xué)實踐模式值得推廣的原因。 畢業(yè)設(shè)計是我在大學(xué)生涯完成的最后一項內(nèi)容,此時此刻，我感覺自己有很多想要說的話，有很多需要感謝的人。首先感謝指導(dǎo)老師程洋給予的支持與指導(dǎo),以及但由于工作的原因和條件的限制,我在外面所做的畢業(yè)設(shè)計并不完善。自從回校之后,向老師們請教和指導(dǎo),他們都在百忙之中給予了我悉心的指導(dǎo)和幫助。師生之情無法言表，在此，謹向恩師們深表謝意 13 參考文獻 參考文獻 u 圖書： （1） 《冷沖壓工藝與模具設(shè)計》 中國勞動社會保障出版社。2006 （2） 《冷沖模設(shè)計》中國勞動社會保障出版社。1998 （3） 《冷沖壓技術(shù)問答》 機械工業(yè)出版社。2004 （4） 《沖模設(shè)計編寫組》 機械工業(yè)出版社。2007 （5） 《冷沖壓技術(shù)》 機械工業(yè)出版社。2000 （6） 《沖壓模具設(shè)計與制造》 高等教育出版社。2002 15