機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-彈簧座板成型模具設(shè)計(jì)【全套圖紙】.doc

全套設(shè)計(jì)前 言全套圖紙，加153893706近年來，由于模具技術(shù)的迅速發(fā)展，模具設(shè)計(jì)與制造已成為一個(gè)行業(yè)越來越引起人們的重視。為此，我們?yōu)榱诉m應(yīng)社會(huì)的需要，在學(xué)習(xí)完所有專業(yè)課程后，進(jìn)行一次理論與實(shí)際相結(jié)合的畢業(yè)設(shè)計(jì)。為此編寫了這本彈簧座板模具設(shè)計(jì)的說明書。本說明書第一章介紹了畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的與設(shè)計(jì)的步驟；第二章介紹了產(chǎn)品零件的工藝分析、工藝方案的確定和毛坯展開尺寸的計(jì)算；第三章介紹了落料模與切邊模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及主要零部件的設(shè)計(jì)。本書在編寫過程中得到梁波老師的幫助與堅(jiān)持，特在此表示感謝。由于本人水平有限，缺點(diǎn)和缺誤在所難免，歡迎老師批評(píng)指正。彈簧座板模具設(shè)計(jì)X X X摘要:分析了彈簧座板零件的成形工藝,確定工藝方案,介紹了模具結(jié)構(gòu)和主要模具零部件設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：彈簧座板；成形工藝；展開圖；設(shè)計(jì)。 Design of the Die for Spring coil plank HE Shi-linAbstract:The technology for forming the spring coil plank was analyzed and the best technological process was determined.The structure of the die and the design of the main parts of the die were introduced.第一章 概 述第一節(jié) 畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的，是使學(xué)生用所學(xué)各科理論和知識(shí)和技能進(jìn)行是一次綜合性的應(yīng)用。是對(duì)學(xué)生進(jìn)行是一次全面、系統(tǒng)的基本能力的訓(xùn)練和考核。它能培養(yǎng)和擴(kuò)展學(xué)生獨(dú)立地分析和解決實(shí)際問題的工作能力。也是對(duì)學(xué)生專業(yè)能力和學(xué)習(xí)成績的總檢查。第二節(jié) 設(shè)計(jì)步驟一、消化原始資料了解畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容任務(wù)。熟悉課題，讀懂產(chǎn)品零件圖，分析其尺寸、公差和技術(shù)要求。二、對(duì)產(chǎn)品零件進(jìn)行工藝分析，畫零件圖。三、擬定總體設(shè)計(jì)的工藝方案，并分析其合理性和可行性。四、工藝計(jì)算；1、 毛坯形狀和尺寸的展開；2、 工序尺寸的計(jì)算；3、 排樣；4、 沖壓工藝壓力計(jì)算，沖壓設(shè)備的選用；5、 凸、凹模間隙計(jì)算和尺寸公差計(jì)算。五、模具總體機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。六、繪制模具總裝圖。七、繪制非標(biāo)零件圖。八、編制產(chǎn)品零件工藝規(guī)程。九、編制模具零件的制造工藝規(guī)程卡片。十、填寫工藝文件。第二章 工藝計(jì)算及毛坯計(jì)算 零件簡圖：如圖2-1所示生產(chǎn)批量：大批量材 料：20鋼材料厚度：3.5mm圖2-1 零件簡圖第一節(jié) 零件的工藝分析一、零件材料、尺寸公差要求 、零件的材料為20鋼，其屈服點(diǎn)s為245MPa；伸長率為25%；彈性模量E為206103MPa；抗剪強(qiáng)度為275292MPa；抗拉強(qiáng)度b為353500MPa。該材料塑性、韌性較好，利于各種工序加工。 、從零件圖樣上看，其尺寸均無公差要求（除直徑為13.5的孔外），故該產(chǎn)品零件的精度不高，屬于一般零件，其公差按IT14處理，給模具制造帶來一系列方便。二、零件的形狀、結(jié)構(gòu)及沖壓工藝性 、該零件總體屬于盒形拉深件，無凸緣，盒底有三個(gè)通孔，長度方向的直邊上有兩段對(duì)稱的直徑為61的圓弧。 、零件的厚度t=3.5mm，屬于料較厚零件。 、零件高低不平，長度方向的高度為30mm，寬度方向的高度為20mm，需幾次拉深成形，由尺寸計(jì)算后確定。 、零件底部圓角較大，可一次拉深成形。 、由于板料平面內(nèi)各異向性，直徑為61的圓弧在拉深后就不圓了，所以在拉深工序后應(yīng)增加一道切邊工序。因此計(jì)算毛坯時(shí)應(yīng)留1t的切邊余量。 第二節(jié) 確定工藝方案從產(chǎn)品零件的結(jié)構(gòu)形狀可知，成形該產(chǎn)品零件所需的基本工序有落料、拉深、沖孔、切邊等工序。因此成形該產(chǎn)品零件有如下幾種方案： 方案一：落料拉深沖孔； 方案二：落料、拉深復(fù)合模沖孔切邊； 方案三：落料拉深、沖孔復(fù)合模切邊； 方案四：落料拉深沖孔切邊。 分析以上四種方案，方案一：沒有考慮板料平面內(nèi)存在各異向性，在落料工序時(shí)，直接落外形。由于板料平面內(nèi)形成各異向性，這使得直徑為61的圓弧在拉深工序后不圓了，所以在拉深工序后應(yīng)增加一道切邊工序，在落料時(shí)應(yīng)留切邊余量。因此方案一失敗。方案二：優(yōu)點(diǎn)：生產(chǎn)率較高，沖壓精度較高，工人勞動(dòng)強(qiáng)度低；缺點(diǎn)：模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，壽命短，成本較高。方案三：拉深、沖孔工序同在一副模具上完成，由于直徑為13.5mm的圓與直徑為61mm的圓弧存在位置度公差要求，如拉深、沖孔工序同在一副模具上，難以保證該公差要求，因此方案三失敗。方案四：優(yōu)點(diǎn)：模具結(jié)構(gòu)簡單，壽命長，成本低，制造周期短，易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化；缺點(diǎn)：生產(chǎn)率低，沖壓精度較低。綜上所述，考慮到工件各方面的要求，故選第四種方案。第三節(jié) 毛坯尺寸計(jì)算因?yàn)?h=30mm 0.6B=0.660=36mm所以 h0.6B所以,此產(chǎn)品零件為低矩形盒拉深件。矩形盒件所需拉深次數(shù)，主要與相對(duì)高度H/B和相對(duì)圓角半徑r/B有關(guān)。 r/B=13/60=0.2 H/B=30/60=0.5坯料相對(duì)厚度t/d0100 因?yàn)?d0 3.5/170.5100=2.1根據(jù)參考文獻(xiàn)2表9-19,可知H/Bp因此可不采用墊板。六、模具的總體設(shè)計(jì)有了上述各步計(jì)算所得的數(shù)據(jù)及確定的工藝方案，便可對(duì)模具進(jìn)行總體設(shè)計(jì)并畫出草圖，如圖3-4所示。圖3-4 模具結(jié)構(gòu)草圖從結(jié)構(gòu)圖初步算出閉合高度： H模=（50+70+50+60-2）=228根據(jù)凹模的外形尺寸，確定下模板的外形尺寸為550mm400mm。七、模具主要零部件的設(shè)計(jì) 本模具是采用手工送料的單工序模，凸模不采用掛臺(tái)形式，因?yàn)橥鼓Ｐ螤畋容^復(fù)雜，采用掛臺(tái)形式不方便加工，用掛板也能達(dá)到同樣的效果，凸模用固定板固定，凹模可直接用螺釘與圓柱銷固定。卸料裝置采用剛性卸料裝置（為什么？因板料太厚，為了避免閉模高度過高，如果用彈性卸料裝置，要用較厚的橡膠），該裝置即起卸料作用，又起導(dǎo)料作用。另外，送料方向上的定位可在凹模上增加兩個(gè)定位釘。采用導(dǎo)柱、導(dǎo)套導(dǎo)向。為什么不將零件直接從凹模落下？因?yàn)樵摪辶陷^厚，如有零件留在凹模中，由于在沖裁過程中存在彈性變形與塑性變形，沖裁完成后，板料的彈性變形得到恢復(fù)，板料會(huì)撐柱凹模，使凹模的壽命縮短。所以不將零件直接從凹模落下。模架采用對(duì)角導(dǎo)柱。八、選定設(shè)備 該模具的總沖壓力：F總=876512N 閉合高度：H模=228 外廓尺寸：550mm400mm 根據(jù)所需的總沖壓力來看，選用型號(hào)為J87-250A的壓力機(jī)。該壓力機(jī)的主要技術(shù)規(guī)格為： 最大沖壓力：2500KN 滑塊行程： 200mm 連桿調(diào)節(jié)量：80mm 最大裝模高度：560mm 滑塊底面尺寸：750mm670mm 工作臺(tái)尺寸：750mm670mm九、繪制模具總圖 、非標(biāo)準(zhǔn)零件圖（見圖紙）十、該模具的動(dòng)作原理 首先,模具處于開模狀態(tài),將已切好的條料放在凹模上,將條料往前送并往左靠,利用裝在凹模上的定位釘和卸料板定位。然后合模,上模座和下模座在導(dǎo)柱、導(dǎo)套的導(dǎo)向下閉合，凸、凹模開始工作，把零件沖下。然后開模，在上模座回升的同時(shí)，零件在彈頂器的作用下脫離凹模，同時(shí)條料在卸料板的作用下脫離凸模，然后將零件拿出，將條料先拿起再繼續(xù)往前送，利用剛沖下的孔的直邊靠著定位釘和卸料板定位，然后進(jìn)行第二次沖裁。第四章 切邊模設(shè)計(jì)零件簡圖：如圖4-1所示生產(chǎn)批量：大批量材 料：20鋼材料厚度：3.5mm圖4-1 零件簡圖 第一節(jié) 零件材料與工藝分析一、零件材料 零件的材料為20鋼，其屈服點(diǎn)s為245MPa；伸長率為25%；彈性模量E為206103MPa；抗剪強(qiáng)度為350MPa；抗拉強(qiáng)度b為450MPa。該材料塑性、韌性較好，利于各種工序加工。二、工藝分析本零件需沖出直徑為61的圓弧，該圓弧與直徑為13.5的圓有位置度要求，且圓弧到底面的距離為8.5mm，如果不增加此道工序，只是拉深很難達(dá)到要求（為什么？因?yàn)榘辶掀矫鎯?nèi)存在各異性和間隙會(huì)便移等原因）。第二節(jié) 沖壓工藝設(shè)計(jì)及計(jì)算 一、計(jì)算沖壓力沖裁力：L =2d/360 mm=23.1461（arccos9/30.5）/360=144mm =350 MPa t=3.5mm K=1.3 F=KLt=1.31443.5350=245244N參考文獻(xiàn)3表2-5，K卸=0.020.05 取K卸=0.04；K推=0.045卸料力 F卸=K卸F=0.04245244=9810N推料力 F推=nK推F=10.045245244=11036N總壓力 F總=F+ F卸+ F推=245244+9810+11036=266090N二、計(jì)算凸、凹模刃口尺寸 由參考文獻(xiàn)1表2-9查得Zmin=0.54mm,Zmax=0.74mm;X值參考表2-13；p、d值參考表2-12 61d=（13.5+0.50.74）0-0.02=61.370-0.02mm 61p=（61.37+0.54）+0.020=61.91+0.020mm三、計(jì)算各主要零件的尺寸 凹模厚度：參考文獻(xiàn)1 式（2-19），其中b=58.3，K由文獻(xiàn)1表2-24查得，K=0.42，故 H=Kb=0.4258.32=24.5 取H=30參考文獻(xiàn)1 式（2-20），C=（1.52）H=4560 取H=60 根據(jù)工件尺寸即可估算凹模的外形尺寸； 長度寬度為230180。 凸模固定板的厚度H1=（0.60.8）H=（0.60.8）30=1824 取H1=20四、模具的總體設(shè)計(jì)有了上述各步計(jì)算所得的數(shù)據(jù)及確定的工藝方案，便可對(duì)模具進(jìn)行總體設(shè)計(jì)并畫出草圖，如圖4-2所示。 圖4-2 模具結(jié)構(gòu)草圖從結(jié)構(gòu)圖初步算出閉合高度： H模=（50+30+90+60-2）=228五、模具主要零部件的設(shè)計(jì)本模具是采用手工送料的單工序倒裝模，（為什么要用倒裝？倒裝，凹模壁厚可隨便放大，保證了凹模的強(qiáng)度，增加了模具的壽命；如果用正裝，凹模同時(shí)也要起定位作用，凹模厚度受到限制，強(qiáng)度達(dá)不到要求，所以要用倒裝。）一次可沖兩件。（為什么一次沖兩件？一是：為了提高生產(chǎn)率；二是，因?yàn)闆_一件沖壓中心距離模具中心較遠(yuǎn)且受力不平衡，模具壽命短，三是，沖兩件可以使壓力中心置于模具的中心，模具受力達(dá)到平衡，從而提高模具的壽命，所以一次沖兩件。）凸模用固定板與兩個(gè)螺釘固定，凹?？芍苯佑寐葆斉c圓柱銷固定。采用由卸料板、卸料螺釘和彈頂器組成的彈性卸料裝置。其中卸料板即起卸料作用，又起定位作用。廢料由推桿、推板組成的剛性推件裝置推出。采用導(dǎo)柱、導(dǎo)套導(dǎo)向。利用零件的外形和夾緊機(jī)構(gòu)定位。夾緊機(jī)構(gòu)可360度旋轉(zhuǎn)。為什么要用夾緊機(jī)構(gòu)？因?yàn)榱慵兄亓?，零件放上去后容易產(chǎn)生偏移，僅靠零件外形定位不可靠，圓弧的公差難以達(dá)到要求；如用手去定位工人操作不方便，不安全，所以要采用夾緊機(jī)構(gòu)。模架采用后導(dǎo)柱模架，后導(dǎo)柱模架雖然存在一些缺點(diǎn)，但為了工人操作方便還是選用它。六、選定設(shè)備 該模具的總沖壓力：F總=266090N 閉合高度：H模=228 外廓尺寸：440mm300mm 根據(jù)所需的總沖壓力來看，選用型號(hào)為J87-250A的壓力機(jī)。該壓力機(jī)的主要技術(shù)規(guī)格為： 最大沖壓力：2500KN 滑塊行程： 200mm 連桿調(diào)節(jié)量：80mm 最大裝模高度：560mm 滑塊底面尺寸：750mm670mm 工作臺(tái)尺寸：750mm670mm七、繪制模具總圖 、非標(biāo)準(zhǔn)零件圖（見圖紙）八、該模具的動(dòng)作原理 首先，在模具處于開模狀態(tài)時(shí)，將坯料裝在卸料板上，利用坯料的內(nèi)形和直徑為13.5的孔定位；然后，搬動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)，讓輪子在彈簧的作用下壓緊坯料，防止坯料向外偏移；然后合模，上模座與下模座在導(dǎo)柱、導(dǎo)套的導(dǎo)向下閉合，凸、凹模開始工作，切掉多余的廢料，得到所需的零件；然后開模，在上模座回升的同時(shí)，推桿接觸到壓力機(jī)，再通過推板將廢料打下，零件在卸料板的作用下脫離凸模；在開模完成后，將廢料拿開，然后，搬動(dòng)夾緊機(jī)構(gòu)，松開零件，再將零件拿下。第五章 模具零件的制造工藝 第一節(jié) 落料凹模的工藝路線序號(hào)工序工 序 內(nèi) 容1備料將毛坯鍛成六面體。尺寸為33028055mm2熱處理球化退火3銑（刨）銑（刨）六面，厚度留磨削余量06mm，側(cè)面留磨削余量0.4mm4磨磨上下平面留磨削余量0.4mm，磨相鄰兩側(cè)面保證垂直5鉗工劃線劃出對(duì)稱中心線刃口輪廓線、孔（螺紋孔、銷孔、穿線孔）的位置6孔加工加工螺紋孔、銷孔、穿線孔7熱處理淬火HRC60-64 （螺紋孔、銷孔用石棉堵）8磨磨上下平面及準(zhǔn)面達(dá)要求9線切割找垂直準(zhǔn)面，編程線切割編程：電極線為0.1mm的鉬絲，單面放電間隙為0.01mm。（1）、確定計(jì)算坐標(biāo)系以經(jīng)過兩圓弧圓心的直線為y軸，該零件的對(duì)稱中心線為x軸，建立直角坐標(biāo)系xoy。如圖所示。（2）、確定補(bǔ)償距離 R=（0.1/2+0.01）mm=0.06mm（3）、編寫程序 直徑為5的穿線孔的中心選在點(diǎn)O1（25.65，50）上。加工順序?yàn)镺1RQPONMLKJIHGFDCBAXWVUTSRO11、B B B12600 GY L22、B B B16100 GX L13、B15300 B 200 B14700 GY NR34、B10400 B 30900 B18100 GY SR15、B6400 B15100 B15100 GY L46、B21200 B9000 B9000 GY SR17、B B B11300 GY L48、B23100 B B9000 GY SR49、B6400 B15100 B15100 GY L310、B3000 B12700 B19600 GX SR411、B4900 B14500 B14700 GY NR212、B B B16100 GX L313、B25700 B900 B36400 GY NR114、B B B16100 GX L315、B15300 B 200 B14700 GY NR116、B10400 B 30900 B18100 GY SR117、B6400 B15100 B15100 GY L218、B21200 B9000 B9000 GY SR319、B B B11300 GY L220、B23100 B B9000 GY SR221、B6400 B15100 B15100 GY L122、B3000 B12700 B19600 GX SR223、B4900 B14500 B14700 GY NR124、B B B16100 GX L125、B25700 B900 B36400 GY NR326、B B B12600 GY L4 第二節(jié) 落料凸模的工藝路線序號(hào)工序工 序 內(nèi) 容1備料將毛坯鍛成六面體。尺寸為18014065mm2熱處理球化退火3銑（刨）銑（刨）六面，尺寸為17513560.5mm4磨磨相鄰兩面保證垂直5鉗工劃線劃出對(duì)稱中心線刃口輪廓線、孔（螺紋孔、銷孔、穿線孔）的位置6孔加工加工螺紋孔、銷孔、穿線孔7熱處理淬火HRC58-62 （螺紋孔、銷孔用石棉堵）8磨磨上下平面及準(zhǔn)面達(dá)要求9線切割找垂直準(zhǔn)面，編程：與凹模配雙面間隙0.54-0.74mm線切割編程：電極線為0.1mm的鉬絲，單面放電間隙為0.01mm。（1）、確定計(jì)算坐標(biāo)系以經(jīng)過兩圓弧圓心的直線為y軸，該零件的對(duì)稱中心線為x軸，建立直角坐標(biāo)系xoy。如圖所示。（2）、確定補(bǔ)償距離 R=（0.1/2+0.01）mm=0.06mm（3）、編寫程序 直徑為5的穿線孔的中心選在點(diǎn)O1（0,62.3）上。加工順序?yàn)镺1RQPONMLKJIHGFDCBAXWVUTSRO11、B B B41440 GY L12、B15560 B B14750 GY NR33、B10470 B 35560 B17920 GY SR14、B6400 B15050 B15050 GY L45、B20980 B8920 B8920 GY SR16、B B B11330 GY L47、B22800 B B8920 GY SR48、B6400 B15050 B15050 GY L39、B29730 B12630 B19260 GX SR410、B5050 B14730 B14750 GY NR211、B B B15600 GX L312、B25840 B9270 B36360 GY NR113、B B B15600 GX L314、B15560 B B14750 GY NR115、B10470 B 35560 B17920 GY SR316、B6400 B15050 B15050 GY L217、B20980 B8920 B8920 GY SR318、B B B11330 GY L219、B22800 B B8920 GY SR220、B6400 B15050 B15050 GY L121、B29730 B12630 B19260 GX SR222、B5050 B14730 B14750 GY NR423、B B B15600 GX L124、B25840 B9270 B36360 GY NR325、B B B25840 GX L3 第三節(jié) 切邊凹模的工藝路線序號(hào)工序工 序 內(nèi) 容1備料將毛坯鍛成六面體。尺寸為19024035mm2熱處理球化退火3銑（刨）銑（刨）六面，厚度留磨削余量06mm，側(cè)面留磨削余量0.4mm4磨磨上下平面留磨削余量0.4mm，磨相鄰兩側(cè)面保證垂直5鉗工劃線劃出對(duì)稱中心線刃口輪廓線、孔（螺紋孔、銷孔、穿線孔）的位置6孔加工加工螺紋孔、銷孔、穿線孔7熱處理淬火HRC60-64 （螺紋孔、銷孔用石棉堵）8磨磨上下平面及準(zhǔn)面達(dá)要求9線切割找垂直準(zhǔn)面，編程線切割編程：電極線為0.1mm的鉬絲，單面放電間隙為0.01mm。（1）、確定計(jì)算坐標(biāo)系以經(jīng)過兩圓弧圓心的直線為y軸，該零件的對(duì)稱中心線為x軸，建立直角坐標(biāo)系xoy。如圖所示。（2）、確定補(bǔ)償距離 R=（0.1/2+0.01）mm=0.06mm（3）、編寫程序 直徑為5的穿線孔的中心選在點(diǎn)O1（25，25）上。加工順序?yàn)镺1CBADCO11、B B B5960 GY L22、B B30960 B61920 GY SRI3、B B B50000 GY L34、B B30960 B61920 GY SR35、B B B50000 GX L16、B B B5960 GY L4 第四節(jié) 切邊凸模的工藝路線序號(hào)工序工 序 內(nèi) 容1備料將毛坯鍛成六面體。尺寸為1358093mm2熱處理球化退火3銑（刨）銑（刨）六面，尺寸為1307588.6mm4磨磨相鄰兩面保證垂直5鉗工劃線劃出對(duì)稱中心線刃口輪廓線、孔（螺紋孔、銷孔、穿線孔）的位置6孔加工加工螺紋孔、銷孔、穿線孔7銑銑寬為6.5mm、深為40mm的腰形槽8熱處理淬火HRC58-62 （螺紋孔、銷孔用石棉堵）9磨磨上下平面及準(zhǔn)面達(dá)要求10線切割找垂直準(zhǔn)面，編程線切割編程：電極線為0.1mm的鉬絲，單面放電間隙為0.01mm。（1）、確定計(jì)算坐標(biāo)系以經(jīng)過兩圓弧圓心的直線為y軸，該零件的對(duì)稱中心線為x軸，建立直角坐標(biāo)系xoy。如圖所示。（2）、確定補(bǔ)