模具設(shè)計畢業(yè)設(shè)計--- 芯軸托架級進模具設(shè)計

1、<p><b>　　畢業(yè)設(shè)計（論文）</b></p><p>　　題 目： 芯軸托架級進模具設(shè)計 </p><p>　　專 業(yè)： 模具設(shè)計與制造（冷沖壓方向） </p><p>　　學(xué)生姓名： ** 學(xué)號

2、： *********** </p><p>　　指導(dǎo)教師： **** 輔導(dǎo)員： ***** </p><p>　　完成時間： 20 年 月 日 </p><p>　　成 績： </p>

3、<p>　　芯軸托架級進模具設(shè)計</p><p><b>　　【摘要】</b></p><p>　　通過對芯軸托架零件圖、材料等進行分析，考慮芯軸托架的工藝性和生產(chǎn)該零件所需的工序，設(shè)計了級進模具的的結(jié)構(gòu)，所設(shè)計的模具能充分滿足其大批量生產(chǎn)的要求。</p><p>　　【關(guān)鍵詞】 芯軸托架 模具 沖壓 </p

4、><p>　　Core shaft bracket of progressive die design</p><p>　　【Abstract】</p><p>　　through the core shaft brackets are analyzed, consider detail drawings of the spindle bracket the part

5、manufaturability and production processes, design for the level of structure, into a mold design mould can fully satisfy the mass production requirements.</p><p>　　【Keywords】 core shaft bracket mould st

6、amping</p><p><b>　　緒論：</b></p><p>　　圖1（三維軸側(cè)圖）、圖2（二維圖）所示為在機械產(chǎn)品中使用較廣泛的芯軸托架，采用沖壓生產(chǎn)。該零件中心孔中裝有芯軸，該零件使用材料為08冷軋鋼板，料厚1．5 nlm，工件表面不允許有嚴重劃痕，孔不允許變形。</p><p>　　查閱相關(guān)資料，其都是用多個單工序模具來進行生

7、產(chǎn)，雖然模具結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，但工序分散，所需人員和設(shè)備較多。所以應(yīng)考慮用工序集中的級進模具來生產(chǎn)，滿足其大批量生產(chǎn)的需求。</p><p><b>　　圖一</b></p><p><b>　　圖2</b></p><p><b>　　主體</b></p><p><

8、b>　　1.材料分析</b></p><p><b>　　牌號：08</b></p><p>　　材料名稱：優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼</p><p><b>　　特性及適用范圍：</b></p><p>　　為極軟的碳素鋼，強度、硬度很低，而韌性和塑性極高，具有良好的深沖、拉延、彎曲和鐓粗等

9、冷加工性能、焊接性能。但存在時效敏感性，淬硬性及淬透性極低。大多軋制成高精度的薄板或冷軋鋼帶用以制造易加工成形，強度低的深沖壓或深拉延的覆蓋零件和焊接構(gòu)件。</p><p><b>　　力學(xué)性能：</b></p><p>　　抗拉強度 σb (MPa)：≥325(33)</p><p>　　屈服強度 σs (MPa)：≥195(20)</

10、p><p>　　抗剪強度 σc（Mpa）：260</p><p>　　伸長率 δ(％)：≥33</p><p>　　斷面收縮率 ψ (％)：≥60</p><p>　　硬度 ：未熱處理,≤131HB</p><p><b>　　2．工藝分析</b></p><p>　?。?）從

11、產(chǎn)品零件圖可以看出五個孔的精度等級都較高，均為IT9</p><p>　　可以用模具工作部分、導(dǎo)向部分零件按IT7級精度制造的教高精度沖裁模具沖孔來保證。其余尺寸為未標注公差的極限偏差，其精度等級一般按IT14級選取，精度要求不高，因此彎曲工序不需要校形。</p><p>　　（2）該零件最小彎曲半徑R=1.5mm，材料08鋼，t=1.5mm，材料最小彎曲半徑0.4t大于材料允許的最小彎曲

12、半徑，因此零件彎曲半徑滿足沖壓工藝要求。</p><p><b>　　最小彎曲半徑表</b></p><p><b>　　表1</b></p><p>　?。?）沖孔時，由于受凸模強度的影響，孔的尺寸不宜過小，其數(shù)值與孔的形狀、材料的機械性能、材料厚度有關(guān)。該零件最小孔為Φ5，材料厚1.5t，由下表可知，滿足沖該孔的工藝性

13、。</p><p><b>　　沖孔的最小尺寸表</b></p><p><b>　　表2</b></p><p>　?。?）沖裁件的孔與孔之間，孔與邊緣之間的距離a受模具強度和沖裁件質(zhì)量的限制，其值不能太小，宜取a≥2t，該零件a最小值為2.5，因此對凹模的壽命有一定影響。</p><p><

14、;b>　　3.工藝方案的確定</b></p><p>　　從零件的結(jié)構(gòu)特征可以看出，，沖壓所需要的基本工序為落料、沖孔和彎曲。</p><p>　?。?）彎曲變形方案：</p><p><b>　　圖3</b></p><p><b>　　零件變形方案比較</b></p>

15、;<p><b>　　表3</b></p><p><b>　　（2）沖孔順序確定</b></p><p>　　由對零件各孔的沖壓工藝分析可知，Φ10大孔可在彎曲前沖出，不會因彎曲而發(fā)生變形。</p><p>　　4個Φ5的孔因為靠近彎曲線和邊界，如先沖這4個孔必然影響到孔的大小、形狀及位置精度，所以應(yīng)先彎曲

16、再沖這4個Φ5的孔。</p><p>　　綜上所述，沖孔順序為：沖Φ10孔→彎曲→沖Φ5四孔</p><p><b>　?。?）零件沖壓方案</b></p><p>　　方案一：落料與沖孔Φ10底孔兩道基本工序復(fù)合→彎曲外部兩角并預(yù)彎中間兩角成45°→彎中間兩角→沖Φ5四孔</p><p>　　模具結(jié)構(gòu)簡單，制

17、造方便，制造周期短，模具壽命長；除落料沖孔外其余工序可以使用Φ10及側(cè)面定位，定位精準統(tǒng)一且與設(shè)計設(shè)計基準重合；回彈較小并且容易控制，尺寸精度、表面粗糙度質(zhì)量均較高。操作方便。</p><p>　　工序分散，模具、設(shè)備及操作人員需要較多，勞動強度大。</p><p>　　方案二：落料與沖孔Φ10底孔兩道基本工序復(fù)合→兩端彎曲成90°→彎曲中間兩角成90°→沖Φ5四孔。&

18、lt;/p><p>　　模具結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，制造周期短，模具壽命長；零件回彈不容易控制，因此形狀和尺寸精度較差，同時還具有方案一的缺點。</p><p>　　方案三：落料與沖孔Φ10底孔兩道基本工序復(fù)合→四角彎曲→沖Φ5四孔。</p><p>　　方案四：使用工序高度集中的帶料級進模完成方案一中各道工序。</p><p>　　工序集中，生產(chǎn)效

19、率高，操作安全方便，適合大批量生產(chǎn)。模具機構(gòu)復(fù)雜，安裝、調(diào)試、維修技術(shù)要求高，制造成本高，制造周期長等缺點。</p><p>　　綜合以上分析，考慮到零件的尺寸精度要求較高，生產(chǎn)批量大的特點，確定選用方案一。</p><p><b>　　3.確定模具結(jié)構(gòu)</b></p><p><b>　　3.1排樣圖</b></p

20、><p><b>　　圖4</b></p><p><b>　?。?）坯料寬度計算</b></p><p><b>　　上式中：</b></p><p><b>　　P——曲率半徑</b></p><p>　　X——中性層位移系數(shù)（查表

21、知x=1）</p><p>　　——各中性層圓弧長度</p><p><b>　　——各直邊長度</b></p><p><b>　?。?）空工位設(shè)計</b></p><p>　　考慮到工件較小，凸模相聚較近及模具整體結(jié)構(gòu)需要，在相鄰兩個沖壓工序之間都設(shè)有空工位。</p><p&

22、gt;<b>　?。?）搭邊值選取</b></p><p>　　查最小搭邊值表，該工件間搭邊值取1.6</p><p><b>　　3.2沖壓力計算</b></p><p><b>　　沖裁力</b></p><p>　　= 143643.24 N</p><

23、;p>　　L——凸模與坯料的接觸長度，283.32mm</p><p>　　t——材料厚度，1.5mm</p><p>　　——材料抗剪強度，260Mpa</p><p><b>　　K——系數(shù)</b></p><p>　　系數(shù)K是考慮到實際生產(chǎn)過程中模具間隙值的波動和不均勻、刃口的磨損、板料力學(xué)性能和厚度波動等因

24、素的影響而給出的修正系數(shù)一般取K=1.3.</p><p><b>　　彎曲壓力</b></p><p>　　= 6654.375N</p><p>　　B——彎曲件的寬度，30</p><p>　　t——彎曲件的材料厚度，1.5</p><p>　　r——彎曲件的內(nèi)側(cè)彎曲半徑，1.5</p

25、><p>　　——材料的抗拉伸強度325Mpa</p><p>　　K——安全系數(shù)，一般取K=1.3</p><p><b>　　3.3模架的選擇</b></p><p>　　根據(jù)國家標準，模架主要分為兩大類：一類是有上模座、下模座、導(dǎo)柱、導(dǎo)套組成的導(dǎo)柱模模架；另一類是由彈壓導(dǎo)板、下模座、導(dǎo)柱、導(dǎo)套組成的導(dǎo)板模模架。根據(jù)該零

26、件模具的特點選用前者。</p><p>　　級進模模架要求剛性好，精度高，為了滿足剛性和導(dǎo)向精度的要求，常采用四導(dǎo)柱模架。</p><p><b>　　3.4導(dǎo)柱導(dǎo)套</b></p><p>　　選用比較常見的A型導(dǎo)柱導(dǎo)套，結(jié)構(gòu)及參數(shù)如下圖；材料20Cr，滲碳深度0.8～1.2mm；硬度58～62HRC。</p><p>

27、;　　A型導(dǎo)套 A型導(dǎo)柱</p><p><b>　　圖5</b></p><p><b>　　3.5 模柄</b></p><p>　　采用壓入式A型模柄，如下圖；因該副模具為多凸模，且采用導(dǎo)柱、導(dǎo)套導(dǎo)向，所以應(yīng)設(shè)置防轉(zhuǎn)銷。</p><p><b&

28、gt;　　模柄</b></p><p><b>　　圖6</b></p><p><b>　　3.6定位方式</b></p><p>　?。?）坯料初次定位：用使用擋料銷完成（如圖）；以后各次用固定擋料銷完成（如圖）。</p><p><b>　　固定擋料銷</b>

29、</p><p>　　使用擋料銷 圖8</p><p><b>　　圖7</b></p><p>　　彎曲時工件地位：用導(dǎo)正銷完成</p><p><b>　　B型導(dǎo)正銷</b></p><p><b>　　圖9

30、</b></p><p>　?。?）凸模的定位：凸模通過與凸模固定板配合，定位在凸模固定板上，凸模固定板通過銷釘定位在上模座上。</p><p>　　（4）凹模的定位：凹模板通過定位銷固定在下模座上</p><p><b>　　3.6凸模</b></p><p><b>　　沖孔凸模</b&g

31、t;</p><p><b>　　圖10</b></p><p><b>　　3.7凹模</b></p><p><b>　　圖12</b></p><p><b>　　3.8模具布局圖</b></p><p><b>　

32、　圖13</b></p><p><b>　　4.選用沖壓設(shè)備</b></p><p>　　沖壓設(shè)備選擇是工藝設(shè)計中的一項重要內(nèi)容，它直接關(guān)系到設(shè)備的合理使用、安全、產(chǎn)品質(zhì)量、模具壽命、生產(chǎn)效率及成本等一系列重要問題。設(shè)備選擇主要包括設(shè)備類型和規(guī)格兩個方面的選擇。</p><p>　　設(shè)備類型的選擇主要取決于沖壓的工藝要求和生產(chǎn)批量

33、。在設(shè)備類型選擇后，應(yīng)進一步根據(jù)沖壓工藝力、模具閉合高度、工作臺面尺寸及滑塊模柄孔尺寸等技術(shù)參數(shù)。設(shè)備規(guī)格的選擇與模具設(shè)計關(guān)系密切，必須使所設(shè)計的模具與所選用的設(shè)備規(guī)格相適應(yīng)。</p><p>　　類型選擇：機械壓力機</p><p>　　規(guī)格選擇：J11-50</p><p>　　主要技術(shù)參數(shù)：標稱壓力：500KN 滑塊行程：10～90mm</p&

34、gt;<p>　　滑塊行程次數(shù)：90次/min 最大封閉高度：270mm</p><p>　　封閉高度調(diào)節(jié)量：80mm 電動機功率：5.5kw</p><p>　　模柄孔尺寸：直徑：Φ50mm 深度：80mm</p><p>　　5 部分零件加工過程</p><p><b>　?。?）沖孔凸

35、模</b></p><p>　　下料→鍛造→退火→車端面、打中心孔→半精車→熱處理淬硬→修研中心孔→外圓粗磨→外圓精磨→鉗工修整→檢驗。</p><p><b>　　6 試模</b></p><p>　　檢查模具在設(shè)計、制造上存在的問題及缺陷，并查明原因加以排除。另外還可以對模具設(shè)計的合理性進行評定并對成形工藝條件進行探索，益于提高

36、模具設(shè)計和成形工藝水平。對于彎曲和拉深模，最終確定毛坯尺寸。</p><p><b>　　結(jié)束語</b></p><p>　　總結(jié)設(shè)計體會、設(shè)計過程中存在的問題及改進意見</p><p>　　設(shè)計是一個復(fù)雜的過程，對于即將大學(xué)畢業(yè)的我來說，沒有什么設(shè)計經(jīng)驗，要完成一個設(shè)計，只能是照本宣科，再融入自己的主觀想法，設(shè)計出的東西可以說并沒有什么實用性

37、，比如這個芯軸托架級進模具的設(shè)計：</p><p>　　1、模具設(shè)計工程中對彎曲回彈進行了分析，但在模具結(jié)構(gòu)設(shè)計上并沒有相應(yīng)的考慮。</p><p>　　2、在凹模的設(shè)計上，整體式的凹模不便于更換維修。應(yīng)做成凹模襄塊，并采用合理的定位方式固定在凹模固定板上。</p><p>　　3、在排樣方式上，如果在長度方向上排樣，可以實現(xiàn)費料排樣，只是模具結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜一點。&l

38、t;/p><p>　　4、彈簧選用上，未能充分更具受力和行程進行校核。</p><p>　　這只是一個開始，在今后的工作中還會遇到種種的問題，需要發(fā)現(xiàn)解決，設(shè)計不是一蹴而就，有一個不斷積累的過程，抓住每一次做項目的機會去鍛煉積累。</p><p>　　最后感謝，在設(shè)計工程中給予我?guī)椭睦蠋煛⑼瑢W(xué)，謝謝你們，祝你們身體健康、工作愉快。</p><p&g