沖壓畢業(yè)設(shè)計(jì)——滑軌

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1、 汽車工程學(xué)院 模具設(shè)計(jì)與制造 畢業(yè)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)題目： 滑 軌 班 級(jí)： 模具班 姓 名： 指導(dǎo)老師： 完成時(shí)間：  前 言 板料沖壓是金屬性加工的一種基本方法。它用一生產(chǎn)各種板料零件，具有生產(chǎn)效率高、尺寸精度好、重量輕、成本低、并易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化等特點(diǎn)。現(xiàn)代電器電機(jī)、電子、儀表、日用生活用品、航空航天以及國防工業(yè)等各個(gè)工業(yè)部門中均占有越來越重要的地位，沖壓

2、加工已在國民經(jīng)濟(jì)各部門得到廣泛的應(yīng)用，并且已經(jīng)走進(jìn)了我們的生活 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，加工技術(shù)不斷深化，加工件的精度日趨提高。近年來，模具的制造也得到長足的進(jìn)步，至今，如何從沖壓工序基本應(yīng)力與變形狀態(tài)的分析著手，改善沖件的質(zhì)量精度，并提高模具的使用壽命也就顯得愈為重要。 由于作者才疏學(xué)淺、缺乏經(jīng)驗(yàn)，對(duì)沖壓模具還有很多不了解的地方，在設(shè)計(jì)過程中有不少錯(cuò)誤與不當(dāng)之處。懇請(qǐng)廣大的老師、同學(xué)不吝賜教，誠摯希望能得到諸位的批評(píng)指正。 目錄 前言 畢業(yè)設(shè)計(jì)評(píng)分表……………………………………3 畢業(yè)設(shè)計(jì)階段性檢查表……………………………4 畢

3、業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯問題原始記錄……………5 任務(wù)書………………………………………………7 正文…………………………………………………8 …………………………………8 …………………………………9 …………………………………9 ……………………………10 5.沖壓力和壓力中心的計(jì)算………………………11 6.壓力機(jī)的選擇……………………………………13 7.凸凹模刃口尺寸計(jì)算……………………………13 8.結(jié)構(gòu)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算……………………………13 ……………………………………………19 …………………………… 20 11.主要模具零件加工工藝…………………………

4、21 12. 致 謝……………………………………………26 13.參考文獻(xiàn)…………………………………………27 陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)評(píng)分表 工 程 系 班 級(jí) 專 業(yè) 學(xué)生姓名 學(xué)生學(xué)號(hào) 指導(dǎo)教師 畢業(yè)設(shè)計(jì)題目 項(xiàng) 目 參考標(biāo)準(zhǔn)分 實(shí) 得 分 （一）課題評(píng)定成績（0.6） 1.設(shè)計(jì)過程考評(píng)成 績 設(shè)計(jì)過程中的獨(dú)立性 10分 工作態(tài)度及出勤情況 5分 按時(shí)完成任務(wù)情況 5分 2.設(shè)計(jì)質(zhì)量考評(píng)成 績 題目的難易程度，設(shè)計(jì)方案的合理性 15分

5、設(shè)計(jì)過程中分析、解決問題能力的表現(xiàn) 15分 掌握基礎(chǔ)理論的情況 10分 資料收集、文獻(xiàn)閱讀情況 10分 設(shè)計(jì)圖紙、說明書的質(zhì)量、規(guī)范程度 20分 設(shè)計(jì)的創(chuàng)新意識(shí)及應(yīng)用價(jià)值 10分 （二）答 辯 成 績（0.4） 40分 40分 20分 總評(píng)成績 課題評(píng)定成績×0.6＋答辯成績×0.4＝ 分 成績等級(jí) 指導(dǎo)教師評(píng)語 答辯小組意見 答辯組組長簽章： 二〇〇 年 月 日 學(xué)院畢業(yè) 考核委員會(huì)意見

6、 學(xué)院畢業(yè)考核委員會(huì)主任簽章： 二〇〇 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)階段性檢查表 專 業(yè) 《模具設(shè)計(jì)與制造》 班 級(jí) 姓 名 學(xué) 號(hào) 設(shè)計(jì)課題 滑軌 起止日期 檢 查 內(nèi) 容 完成情況 指導(dǎo)建議 設(shè)計(jì)態(tài)度 備 注 1 模具類型及結(jié)構(gòu)的確定 2 模具結(jié)構(gòu)草圖的繪制 3 繪制模具非標(biāo)準(zhǔn)零件工作圖 4 編制典型零件的制造工藝 5 編制塑件的模塑成型工藝 指導(dǎo)教師

7、 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯問題原始記錄 設(shè)計(jì)圖存在問題 問題 1 題目記錄 回答記錄 問題 2 問題 3 問題 4 問題 5 問題 6 問題 7 問題 8 問題 9 問題 10 其他  畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書 名稱：滑軌 材料：20鋼 t=1.5㎜ 生產(chǎn)批量：100萬件  陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)械工程系畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書/論文 正文

8、 1.沖壓件工藝分析 1.1 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)形狀分析 該產(chǎn)品為滑軌，需沖孔，落料，2道工序完成，產(chǎn)品形狀簡單，無狹槽，尖角?？着c孔，孔與零件邊緣之間最小距離c＞，滿足最小沖裁邊距要求，可以一次沖裁成型。因無公差要求，按IT14級(jí)公差進(jìn)行計(jì)算。現(xiàn)對(duì)沖孔、落料進(jìn)行分析。 工序尺寸精度，粗糙度，斷面質(zhì)量分析 尺寸精度 尺寸為自由尺寸，精度要求不時(shí)很高，一般沖壓工藝可以滿足要求。 沖裁件斷面質(zhì)量 一般用普通沖裁方式2㎜以下的金屬板料時(shí)，其斷面粗糙度Ra可達(dá)12.5～3.2um，毛刺允許高度為0.01～0.05㎜.本制件在斷面粗糙度和毛刺高度上沒有太嚴(yán)格要求。所以只要模具精度達(dá)到一定要求，沖

9、裁件的斷面質(zhì)量可以保證。 制件材料分析 對(duì)于沖壓件一般要求的力學(xué)性能是強(qiáng)度低，塑性高，表面質(zhì)量和厚度公差符合國家標(biāo)注。該制件的材料為20鋼，其力學(xué)性能是強(qiáng)度，硬度，塑性適中。經(jīng)退火后，用沖裁的加工方法是完全可以成型的。另外制件對(duì)于厚度和表面質(zhì)量沒有嚴(yán)格的要求所以盡量采用國家標(biāo)準(zhǔn)的板材，其沖裁出的制件的表面質(zhì)量和厚度公差就可以保證。 經(jīng)上述分析，制件的材料性能符合沖壓加工要求。 2.沖壓工藝方案的確定 完成此制件需要沖孔、落料兩道工序，又因按IT14級(jí)進(jìn)行加工，其加工的工藝方案分為以下3種： 第一種方案：采用單工序模逐步加工 特點(diǎn)：由于采用單工序模，模具制造簡單，維修方便，但生產(chǎn)

10、效率低，工件精度低，不適合大批量生產(chǎn)。 第二種方案：采用復(fù)合模 特點(diǎn)：生產(chǎn)效率高，制件精度高，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜維修困難。 第三種方案;采用連續(xù)模加工 特點(diǎn)：能夠滿足工件工藝要求，且生產(chǎn)效率高，便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化，自動(dòng)化生產(chǎn)，但模具結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，制造精度不是很高。 此工件精度要求不高，且屬于大批量生產(chǎn)，經(jīng)上述所得，采用第二種加工方法。又因是板材料，所以采用后側(cè)導(dǎo)柱、彈性卸料的倒裝復(fù)合模。 3.沖模結(jié)構(gòu)的確定 模具的形式 采用復(fù)合模，先將2個(gè) φ6、φ17和扇形圓孔進(jìn)行沖裁，然后進(jìn)行落料。廢料從漏孔排除，不用清除廢料，彈壓卸料板壓著板料，工件的表面平直度較好。 定位裝置 采用固定擋料銷定

11、位。結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，定位可靠。擋料銷安裝的凹模板上，沖孔，落料都是靠擋料銷定位。 卸料裝置 采用彈壓卸料板，即有卸料作用，又有壓料的作用。 導(dǎo)向零件 送料時(shí)以導(dǎo)料板導(dǎo)向，結(jié)構(gòu)簡單，導(dǎo)向性好；模具的導(dǎo)向若靠滾珠式導(dǎo)柱，導(dǎo)套進(jìn)行導(dǎo)向，雖然導(dǎo)向精度高，壽命長，但結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，此工件的精度要求不是很高，所以不采用滾珠式導(dǎo)柱，導(dǎo)套導(dǎo)向，采用滑動(dòng)式導(dǎo)柱導(dǎo)套進(jìn)行導(dǎo)向即可。 模架 采用后置導(dǎo)柱模架。受力平衡，滑動(dòng)平穩(wěn)，可縱向或橫向送料。 4.排樣和材料的利用率 根據(jù)工件的特性，和形狀，采用如下排樣圖，查表得，工件邊緣搭邊值a=2.5，工件間搭邊值為a=2所以，工件的排樣如圖：

12、 4.2板料的選擇及利用率 查板材標(biāo)準(zhǔn)得宜選用100×1000的鋼板，每張鋼板可剪裁為15張﹙90×1000﹚，每張可沖裁165個(gè)工件,所以每張材料的利用率為η＝×100%==78.83% 式中：—材料利用率 n—板料所裁條料數(shù) L—板料長度 L=1000 B—板料寬度 B=100 5.沖壓力與壓力中心的計(jì)算 落料力 F=KLt 式中：F—沖裁力 K— L—沖裁件的周邊長度 L= t—材料厚度 t=1.5 —材料的抗剪強(qiáng)度 查《模具工手冊(cè)》表5-3 =4

13、00～450MPa,在這取450MPa F= ×××450=KN 5.2沖孔力 F=KLtτ×2××6×2× F= KLtτ×﹙2××6＋＋﹚× K— L—沖裁件的周邊長度 t—材料厚度 —材料的抗剪強(qiáng)度 查《模具工手冊(cè)》得 τ=400～450MPa 5.3卸料力 = 式中：—卸料力 — —沖裁力 ×= KN 5.4推件力 =n 式中：—推件力 n—卡在漏料孔中的工件 設(shè)n

14、=12 —系數(shù) 查表得 —沖裁力 =12××=2KN 5.5總壓力 F=＋＋ =＋＋＋＋ =KN 壓力中心的計(jì)算 以工件左下角為坐標(biāo)原點(diǎn)建立坐標(biāo)系 = = 代入數(shù)值得: = = 6.壓力機(jī)的選擇 壓力機(jī)類型的選擇 該制件是結(jié)構(gòu)簡單的中小型沖裁件，大批量生產(chǎn)，沖壓件的尺寸精度要求不是很高，故選用開式雙柱可傾壓力機(jī) 壓力機(jī)規(guī)格的選擇 公稱壓力的選擇 ＞,選擇公稱壓力為=400KN,型號(hào)為JB23-40開式雙柱可傾壓力

15、機(jī),最大閉合高度為210，裝模高度調(diào)節(jié)量50，滑塊行程為100，連桿調(diào)節(jié)長度65，在工作臺(tái)上備置墊塊。 壓力機(jī)的校核 經(jīng)查表得最大閉合高度H=210，最小閉合高度H=160 H-5>H> H-10,所以，壓力機(jī)符合要求。 7．凸凹模刃口尺寸計(jì)算 7.1落料 以凹模為基準(zhǔn)配作凸模，落料凸模按間隙值配置 落料凹模 D=86 D=50 D=14 D D制作精度為TI14級(jí)，故x=0.5,z=0.132,z=0.24, z－z D=﹙D-xΔ﹚=﹙×﹚ D D=24 D 7.2沖孔 以凸模為基準(zhǔn)配做凹模 d=6 d=17 8.結(jié)構(gòu)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算 凹模

16、的設(shè)計(jì)計(jì)算 凹模厚度H：H=KS 垂直與送料方向的凹模寬度B：B=S＋（2.5～4）H 送料方向的凹模長度L：L=S＋2 S 式中： S—垂直送料方向的凹模刃壁間最大距離 S—送料方向的凹模刃壁間最大距離 S—送料方向的凹模刃壁至凹模邊緣的最小距離 K— 代入數(shù)值得： H= B= L=b＋2c=166 c≥﹙～2﹚～51.6取40， 查表標(biāo)準(zhǔn)化，凹模板寬度B=170故確定模板外形尺寸為170×100×25 查標(biāo)準(zhǔn)模板標(biāo)準(zhǔn)化 凹模尺寸為：H=30 B= L=170 凹?？卓谛问? 一般直刃壁刃口強(qiáng)度高，修磨后刃口尺寸不變，制造方便。所以

17、采用直刃孔口凹模。凹?？卓诟叨萮 其孔口高度不宜太高，一般可按材料厚度選取： t＜0.5㎜ h=3～5 t=0.5～5㎜ h=5～10 t=5～10㎜ h=10～15 該制件的材料厚度為1.5㎜， 所以凹模孔口高度h=5 導(dǎo)料板 導(dǎo)料板的高度 查表 取8 卸料裝置 卸料裝置分剛性卸料和彈性卸料兩種，彈性卸料裝置即起卸料作用又起壓料作用，所得沖裁零件質(zhì)量較好，平直度較好。因此，采用彈壓卸料裝置。彈性元件為橡膠。橡膠允許承受的負(fù)載較大，安裝調(diào)整靈活方便。 卸料板凸臺(tái)部分高度： h=H－（0.1～0.3）t 式中：

18、h—卸料板凸臺(tái)部分高度 H—導(dǎo)料板高度 H=8 t—制件材料厚度 t=1.5 h=H－0.2t= 卸料板高度為凹模厚度的（70％～80％）， 所以其高度為20 卸料板與凸模間隙 查表 Z=0.1㎜ 凸模固定板 凸模固定板的厚度一般取凹模厚度的（60％～80％）其厚度為20 固定板與凸模為過渡配合（H7/n6或H7/m6）。 橡膠的計(jì)算 H H=（0.1~0.15）H H=t＋（0.1～1）＋5～10 H=（0.35～0.45）

19、H 式中：H—橡膠的自由高度 H—欲壓高度 H—工作壓縮高度 H—最大變形程度 t—制件材料厚度 代入數(shù)值得：H34 H取40 H=10 H=16 H=4 校核：H－H H 16－410 所以該橡膠可用。 橡膠裝模高度：H－H=40－4=36 凸模的設(shè)計(jì) 該制件形狀不是很復(fù)雜，凸模作成整體式。由于沖孔凸模直徑比較小，為φ6、φ17，為了保證凸模的強(qiáng)度和剛度，所以作成臺(tái)階式。而且臺(tái)階式凸模裝配修磨方便。與凸模固定板配合部分按過渡配合（H7/m6）制造。最大直徑的作用

20、是形成臺(tái)階，以便固定，保證工作時(shí)凸模不被拉出。 凸模長度計(jì)算 L=H＋H＋H＋H＋H 式中：L—凸模長度 H—凸模固定板的厚度 H—卸料板的厚度 H—制件材料厚度 H—橡膠在合模狀態(tài)時(shí)的高度 H—凸模伸入凹模的深度 一般為0.5～1㎜ 代入數(shù)值得：H=20＋20＋1.5＋26＋=68 模柄設(shè)計(jì) 模柄的作用是將上模與壓力機(jī)的滑塊相連接，在安裝模柄時(shí)應(yīng)注意模

21、柄直徑與壓力機(jī)模柄孔直徑要一致。模柄的形式采用壓入式模柄。模柄與上模座的連接，采用過渡配合（H7/m6） 結(jié)構(gòu)如圖所示： 選標(biāo)準(zhǔn)模架 根據(jù)模板尺寸200×200，所以選模架為200×200后側(cè)導(dǎo)柱模架。 模具閉合高度的計(jì)算 H= H＋H＋H＋H＋H＋H＋H＋H 式中：H—上模座厚度 H=45 H—墊板的厚度 H=8 H—凸模固定板 H=20 H—橡膠壓縮后的高度 H=36 H—卸料板的厚度 H=20 H—材料厚度 H=1.5 H—凹模厚度 H=26 H—下模座厚度 H=50 所以：H= 取207 壓力機(jī)的選擇

22、前面由沖壓力初選壓力機(jī)為400KN壓力機(jī)。通過模具零件設(shè)計(jì)計(jì)算結(jié)果和繪制草圖得知：模具的閉合高度為207㎜，初選壓力機(jī)的最大閉合高度為210㎜，最小閉合高度為160㎜，滿足設(shè)計(jì)要求 所以確定選用JB23-40開式雙柱可傾壓力機(jī) 9.裝配圖 10. 滑軌 機(jī)械加工工藝規(guī)程 車間 工作程序 材料 毛料種類 零件名稱 第 頁 20鋼 板料 滑軌 共 頁 工序號(hào) 工序名稱 工作地 設(shè)備名稱 設(shè)備型別 附注 1 切料 剪床 2 沖孔 落料 開式雙柱可傾沖床 JB23-40 3 修邊 4 去毛刺

23、 5 檢驗(yàn) 游標(biāo)卡尺 編號(hào) 更改單位 簽字 日期 工藝員 工藝組長 工藝室主任 11.主要零件加工工藝編制 凹模加工工藝過程 材料：Cr12 硬度：HRC58-62 序號(hào) 工序名稱 工序內(nèi)容 1 下料 鋸床下料90X85 2 鍛造 鍛六方200×200X37 3 退火 消除內(nèi)應(yīng)力，并改善加工性能 4 銑 銑六方互為對(duì)角尺

24、160×160× 5 磨 6 鉗 劃線 鉆，攻螺紋M12，銷φ10，穿絲孔 7 銑 銑個(gè)型孔留磨量，并銑漏料孔 8 熱處理 淬火HRC58～62 9 磨 磨上下平面，各型孔到尺寸 10 線切割 線切割型孔，留研磨量0.01～0.02㎜ 11 鉗 研磨型孔到尺寸 12 檢 沖孔凸模加工工藝過程 材料：Cr12 硬度：HRC58-62 序號(hào) 工序名稱 工序內(nèi)容 1 下料 鋸床下料Ф10X88 2 車 按圖樣車削成型，留欲磨量 3 熱處理 淬火HRC58～62 4

25、 磨 外圓磨到尺寸精度要求，兩端面互為90度 5 鉗 將工作面修光，并刃磨刃口整修成形 6 檢 凸模固定板加工工藝過程 材料：45 序號(hào) 工序名稱 工序內(nèi)容 1 下料 鋸床下料Ф90X60 2 鍛造 鍛六方200×200×29 3 退火 消除內(nèi)應(yīng)力，并改善加工性能 4 銑 銑六方互為對(duì)角尺 160×160× 5 磨 磨上下平面到尺寸 6 鉗 劃線 鉆，攻螺紋M12，銷￠10，穿絲孔 7 銑 銑各沉孔到尺寸 8 線 線切割型孔到尺寸 9 檢 卸料板加工工藝過程 材料：45

26、 序號(hào) 工序名稱 工序內(nèi)容 1 下料 鋸床下料Ф90X60 2 鍛造 鍛六方200×200X29 3 退火 消除內(nèi)應(yīng)力，并改善加工性能 4 銑 銑六方互為對(duì)角尺 160×160× 5 磨 磨上下平面到尺寸 6 鉗 劃線 鉆，攻螺紋M8，鉆，擴(kuò)各型孔，留磨量，穿絲孔 7 線 線切割型孔到尺寸 8 磨 磨各型孔到尺寸 9 銑 10 磨 磨臺(tái)階面到尺寸 11 鉗 鉗工修磨各型孔 12 檢 墊板加工工藝過程 材料：45 硬度：HRC44-48

27、序號(hào) 工序名稱 工序內(nèi)容 1 下料 鋸床下料Ф90X30 2 鍛造 鍛六方200×200×13 3 退火 消除內(nèi)應(yīng)力，并改善加工性能 4 銑 銑六方互為對(duì)角尺 160×160× 5 磨 磨上下平面，留余量 6 鉗 劃線 鉆，攻螺紋M12，銷￠10，孔￠8， ￠6 7 熱處理 淬火HRC44-48 8 磨 上下平面到尺寸 9 檢 上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社