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)?,F(xiàn)代電器電機(jī)、電子、儀表、日用生活用品、航空航天以及國(guó)防工業(yè)等各個(gè)工業(yè)部門中均占有越來(lái)越重要的地位,沖壓
2、加工已在國(guó)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(lái),模具的制造也得到長(zhǎng)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(guò)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(chéng)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(guó)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(jī)(0.6) 1.設(shè)計(jì)過(guò)程考評(píng)成 績(jī) 設(shè)計(jì)過(guò)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(jī) 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(guò)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(shuō)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(jī)(0.4) 40分 40分 20分 總評(píng)成績(jī) 課題評(píng)定成績(jī)×0.6+答辯成績(jī)×0.4= 分 成績(jī)等級(jí) 指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ) 答辯小組意見 答辯組組長(zhǎng)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(wàn)件 陜西國(guó)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(shuō)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(jiǎn)單,無(wú)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(wú)公差要求,按IT14級(jí)公差進(jìn)行計(jì)算?,F(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(guó)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(guó)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(jiǎn)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(jiǎn)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(jiǎn)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(zhǎng),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(zhǎng)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(zhǎng)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(zhǎng)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(jiǎn)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(zhǎng)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(zhǎng)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?。? 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??卓诟叨萮=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(guò)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(guò)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(zhǎng)度計(jì)算 L=H+H+H+H+H 式中:L—凸模長(zhǎng)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(guò)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(guò)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(yè) 20鋼 板料 滑軌 共 頁(yè) 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(zhǎng) 工藝室主任 11.主要零件加工工藝編制 凹模加工工藝過(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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(guò)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:上海科學(xué)技術(shù)出版社