軸承蓋沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)

1、 畢業(yè)設(shè)計(jì)/論文設(shè)計(jì)/論文題目： 軸承蓋沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 班 級(jí)：姓 名： 指導(dǎo) 老師： 完成 時(shí)間： 畢業(yè)設(shè)計(jì)/論文任務(wù)書 題目： 軸承蓋沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)內(nèi)容： 1. 零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析及工藝方案的制定。2. 軸承蓋模具裝配圖及全部零件圖的繪制。3. 完成模具主要工作零件的工藝編程。4. 編寫設(shè)計(jì)說明書原始資料: 表格清單表2-1 毛坯尺寸計(jì)算表2-2 拉深凸 凹模尺寸表4-1 凸 凹模加工工藝摘 要我所學(xué)習(xí)的專業(yè)是模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)，這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)是軸承蓋模具設(shè)計(jì)。該設(shè)計(jì)結(jié)合大學(xué)三年來所學(xué)習(xí)的專業(yè)知識(shí)和cad軟件所設(shè)計(jì)出的一套模具。這套模具結(jié)合了制造廠家和生產(chǎn)廠家的實(shí)際情況綜合需

2、求。本文首先簡(jiǎn)要的概述了模具設(shè)計(jì)在社會(huì)領(lǐng)域中的作用及其以后的發(fā)展方向，點(diǎn)明模具設(shè)計(jì)的重要意義。然后依據(jù)工件圖進(jìn)行工藝性分析，進(jìn)而確定了設(shè)計(jì)方案，計(jì)算出模具工作部分的尺寸，設(shè)計(jì)出工作零部件；然后依據(jù)設(shè)計(jì)要求選擇出各個(gè)標(biāo)準(zhǔn)零部件，然后設(shè)計(jì)出模具的總裝配圖。在設(shè)計(jì)中，最重要的就是設(shè)計(jì)方案的確定、坯料的計(jì)算和工作零部件的設(shè)計(jì)，這是設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，這些設(shè)計(jì)的正確與否直接關(guān)系到成本的高低和設(shè)計(jì)模具能否正常工作；在設(shè)計(jì)的最后，總結(jié)了自己的心得和體會(huì)，并對(duì)我的指導(dǎo)老師表示感謝。通過次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我不僅掌握了模具設(shè)計(jì)的一般流程，更學(xué)習(xí)到了好多課本上沒有學(xué)習(xí)到的知識(shí)，使我受益非淺。關(guān)鍵詞：模具設(shè)計(jì) 壓力機(jī) 工藝性分析

3、模具結(jié)構(gòu)summarythe speciality of study of our institute is the mold design and speciality of making, the graduation project task this time is lining with a tube of mold design. it's time to design and combine the professional knowledge of study and a set of moulds that cad software designed over the

4、 past three years of university. this set of moulds have accorded with the actual conditions integration requirement of manufacturer and manufacturer . this text the brief role in social field of mould of summary and developing direction afterwards at first, point out in the important meaning of mol

5、d design. then carry on the craft to analyse according to the work piece picture , and then has confirmed the design plan , calculate out mould work some size , design the job spare part; then choose each standard spare part according to the designing requirement , then design the total installation

6、 diagram of the mould . in the design, the most important one is sureness , calculation of the blank and design of the job spare part of the design plan , this is the key to designing, whether these ones that are designed involve directly or not correctly whether the level of the cost and design mou

7、ld could work normally; at the end that is designed , have summarized one's own gains and experience , and express thanks for my counselor. make me not merely grasp the general procedure of plastic mold design through graduation project once, study to the knowledge not learning to get on many te

8、xtbooks even more, benefit me a great deal. keyword: mold design machine craft analysis mould structure 目錄緒論1審題借閱參考資料31.1審題31.2借閱參考資料42 工藝分析及計(jì)算52.1沖壓工藝性分析52.2沖壓工藝方案的確定52.3工藝計(jì)算63 模具的分析123.1模具的總體設(shè)計(jì)153.2模具草圖153.3模具工作部分尺寸計(jì)算164 模具裝配及加工184.1模具總裝圖184.2沖壓設(shè)備選用184.3加工工藝194.4 模具裝配215 設(shè)計(jì)總結(jié)226 致謝247 參考文獻(xiàn)25緒論軸承蓋是

9、某通用機(jī)械上的一種零件，使用數(shù)量較多，原為鑄件，其工藝過程為： 鑄造機(jī)加工工序較多，生產(chǎn)周期長(zhǎng)，材料消耗多，效率低，成本高，不能較好地適應(yīng)生產(chǎn)發(fā)展的需要。后來經(jīng)過對(duì)該零件結(jié)構(gòu)及使用要求的分析研究，以不降低使用性能為前提，將其改為沖壓件，材料為08f，厚度1mm。用冷沖壓方法完成零件加工，經(jīng)實(shí)踐證明，該工藝可行性好，效率高，成本低，經(jīng)濟(jì)效益顯著。1. 工藝分析及工藝方案確定冷沖壓工藝是機(jī)械制造業(yè)中一種較先進(jìn)的加工方法，與切削加工相比，具有材料利用率高，制品力學(xué)性能好，互換性強(qiáng)，生產(chǎn)效率高等優(yōu)點(diǎn)。在經(jīng)濟(jì)技術(shù)方面都有很大的優(yōu)越性，把鑄件改為沖壓件，目的是為了提高生產(chǎn)率，降低成本，增加經(jīng)濟(jì)效益，但是否

10、可行，需要具備如下條件：制品改制后須不降低原使用性能要求。制品須具有相當(dāng)?shù)纳a(chǎn)批量。改制后的制件應(yīng)具有良好的沖壓工藝性。分析其沖壓性，主要工藝難點(diǎn)在于四個(gè)凸臺(tái)的成形，其相對(duì)高度較大，凸臺(tái)之間距離又相對(duì)較小，因此在成形過程中，材料變形復(fù)雜，尤其在凸臺(tái)內(nèi)側(cè)及兩凸臺(tái)之間園弧部分，材料補(bǔ)充困難，僅靠變薄拉深難以達(dá)到要求，且易出現(xiàn)拉裂。經(jīng)充分考慮成形條件和沖壓工藝難點(diǎn)分析，提出改進(jìn)設(shè)計(jì)后沖壓工藝要點(diǎn)： 采用預(yù)沖中心孔，以改善四個(gè)凸臺(tái)內(nèi)側(cè)及凸臺(tái)之間材料流動(dòng)。 將毛坯下成方形，以便四角從外側(cè)補(bǔ)充四個(gè)凸臺(tái)用料。 采用先將四凸臺(tái)拉深成一定高度時(shí)再落制件外圓料的方法，使得在拉深過程中材料易于得到補(bǔ)充且外圓相對(duì)準(zhǔn)確

11、。2. 模具結(jié)構(gòu) 2.1落料拉深復(fù)合模 2.2應(yīng)當(dāng)注意的問題 沖孔拉深落料復(fù)合模裝配須保證：開始工作的順序?yàn)闆_中心頂孔拉深四凸臺(tái)落料。壓卸料部分經(jīng)試模調(diào)整應(yīng)保證壓邊及卸料力適當(dāng)，動(dòng)作順暢，功能滿足模具工作要求。軸承蓋沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)的應(yīng)用價(jià)值經(jīng)實(shí)際生產(chǎn)驗(yàn)證，軸承蓋經(jīng)上述改進(jìn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及工藝后，在完全滿足使用性能要求情況下，生產(chǎn)效率大幅度提高，制品尺寸穩(wěn)定性增加，材料消耗降低，制造成本累計(jì)降低，按單件節(jié)約元，該型號(hào)產(chǎn)品產(chǎn)量萬臺(tái)年計(jì)算，則直接節(jié)約經(jīng)濟(jì)價(jià)值為：遠(yuǎn)件×（）件臺(tái)×萬抬年萬元年，經(jīng)濟(jì)效益十分可觀。正文第一章：審題，借閱參考資料。第二章：工藝分析及計(jì)算。第三章：模具的分析

12、。第四章：模具的裝配及加工。第五章：設(shè)計(jì)總結(jié)。第一章：審題，借閱參考資料。審題工件名稱：軸承蓋生產(chǎn)批量：中批量（每周件）材料：材料厚度：借閱參考資料為了高質(zhì)量高水平地順利完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，我通過圖書館借書和網(wǎng)上下載，完成了大量的原始質(zhì)料積累。.王孝培主編沖壓手冊(cè).北京.機(jī)械工業(yè)出版社.陳孝康主編實(shí)用模具技術(shù)手冊(cè).北京.中國工業(yè)出版社.翟德梅河南機(jī)電高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào).年第三期第二章：工藝分析及計(jì)算設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容結(jié)果. 沖壓件工藝性分析該工件屬于圓筒形拉深，形狀略有點(diǎn)復(fù)雜，所有的尺寸均為自由公差，對(duì)工件厚度要求不太大，該工件軸承蓋做為另一零件的蓋，工件的高度.，可在拉深后采用修邊達(dá)到要求。.沖壓工藝方案

13、的確定該工件包括落料拉深兩個(gè)基本工序，可以有以下三種方案：一. 先落料，后拉深。才用單工序模生產(chǎn)。二. 落料拉深復(fù)合沖壓。采用復(fù)合模生產(chǎn)。三. 拉深級(jí)進(jìn)沖壓。采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。方案一模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但需要兩道工序兩幅模具，生產(chǎn)效率低，難以達(dá)到該工件中批量生產(chǎn)的要求。方案二只需一幅模具，生產(chǎn)效率較高，盡管模具結(jié)構(gòu)較方案一復(fù)雜，但由于零件的幾何形狀對(duì)稱，模具制造并不困難。方案三也只需一幅模具，生產(chǎn)效率高，但模具結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，送料操作不方便，加之工件尺寸偏大。通過上述三種方案的分析比較，該件若能一次拉深，則其沖壓生產(chǎn)采用方案二為宜。可在拉深后采用修邊達(dá)到要求。沖壓生產(chǎn)采用方案二為宜設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容結(jié)果備注.

14、工藝計(jì)算毛坯尺寸計(jì)算根據(jù)面積相等原則，用解析法求該零件的毛坯直徑見表表項(xiàng)目分類項(xiàng)目公式結(jié)果備注毛坯毛坯直徑.先計(jì)算出零件總面積，然后根據(jù)表面積相等的原則，計(jì)算出直徑項(xiàng)目分類項(xiàng)目公式結(jié)果備注排樣沖裁面積×.查表.得修邊余量h=1.0mm.查表.得最小搭邊值.，.。條料和導(dǎo)料板間隙.；。條料寬度+步距+.一個(gè)步進(jìn)距的材料利用率×沖壓力落料力.拉深力.查表.得.壓邊力初定查表.沖壓工藝總力+剛性卸料與推件設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容結(jié)果備注排樣及相關(guān)計(jì)算采用廢料直排的排樣方式，相關(guān)計(jì)算簡(jiǎn)表2-1，板材的利用率為77%成形次數(shù)的確定該工件底部有一臺(tái)階，按階梯形件的拉伸來計(jì)算，求出h/=7.5/17

15、=0.441,根據(jù)毛坯相對(duì)厚度t/d=1/109=0.91,查表4.4.3發(fā)現(xiàn)h/小于表中數(shù)值，能一次拉伸成形，所以能采用落料-拉伸復(fù)合沖壓。沖壓工序壓力計(jì)算該模具擬采用正裝復(fù)合模，故采用固定卸料與推件，具體沖壓力計(jì)算見表21所示。根據(jù)沖壓力計(jì)算結(jié)果并結(jié)合工件高度，初選開式雙柱可傾壓力機(jī)j23-20。工作部分尺寸計(jì)算落料和拉伸的凸 凹模工作尺寸見表22所示，其中因該工件口部尺寸要求要與另一件配合，所以在設(shè)計(jì)時(shí)可將其尺寸做小些，即拉深凹模尺寸取mm mm;相應(yīng)拉深凸模取mm mm；工件尺寸10 r4 88。因?yàn)閷儆谶^渡尺寸，要求不高，為簡(jiǎn)單方便，實(shí)際生產(chǎn)中直接按工件尺寸拉伸凸凹模該處尺寸。附表2

16、2 77%選開式雙柱可傾壓力機(jī)j23-20查表4.4.3表22 拉深凸凹模尺寸計(jì)算尺寸及分類凸凹模間雙面間隙尺寸偏差與磨損系數(shù)計(jì)算公式結(jié)果備注落料141.36查表2.3.3得=0.14mm=0.10mm =0.5x=0.75模具制造公差查表2.4.1得滿足要求=表22 拉深凸凹模尺寸計(jì)算尺寸及分類凸凹模間雙面間隙尺寸偏差與磨損系數(shù)計(jì)算公式結(jié)果備注拉深50查表4.8.2得z=2.1mm=0.74模具的制造公差是查表4.8.3所得=17=0.43=第三章：模具的分析1 . 模具的總體設(shè)計(jì) 模具類型的選擇 由沖壓工藝分析可知，采用復(fù)合沖壓，所以模具類型為落料拉深復(fù)合模。 定位方式的選擇 因?yàn)樵撃＞呤?/p>

17、用的是條料，所以導(dǎo)料采用的是導(dǎo)料板，送進(jìn)步距控制采用擋料銷。卸料 出件方式的選擇 模具采用固定卸料，剛性打料，并利用裝在壓力機(jī)工作臺(tái)下的標(biāo)準(zhǔn)緩沖器提供壓邊力。導(dǎo)向方式的選擇 為了提高模具壽命和工件質(zhì)量，方便安裝調(diào)整，該復(fù)合模采用中間導(dǎo)柱的導(dǎo)向方式。2 . 見附圖 草圖設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容結(jié)果備注3 . 模具工作部分尺寸計(jì)算 工作零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 由于工件對(duì)稱，所以模具的工作零件采用整體結(jié)構(gòu)。為了實(shí)現(xiàn)先落料后拉深，模具裝配后，應(yīng)使拉深凸模的端面比落料凹模端面低。所以拉深凸模其長(zhǎng)度l可按下式計(jì)算： l= =20mm+40mm-3mm =57mm凸模固定板的厚度，=20mm凹模的厚度，=40mm裝配后，拉深凸

18、模的端低于落料凹模端面的高度，根據(jù)伴厚大小，決定=3mm。 凸凹模選用gr12鋼，為了防止淬火變形，應(yīng)采用工作部分局部淬火。其他零部件的設(shè)計(jì)與選用 彈性元件的設(shè)計(jì)頂件塊在成形中一方面起壓邊作用，另一方面還可將成形后包在拉深凸模上的工件卸下，其壓力有標(biāo)準(zhǔn)緩沖器提供。 模架及其他零部件的選用 模具選用中間導(dǎo)柱標(biāo)準(zhǔn)模架，可承受較大的沖壓力。為防止裝模時(shí)，上模誤轉(zhuǎn)裝配，將模架中兩對(duì)導(dǎo)柱與導(dǎo)套做成粗細(xì)不等：設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容結(jié)果備注 導(dǎo)柱d/mm×l/mm分別為25×170，28×170；導(dǎo)套d/mm×l/mm×d/mm分別為25×90×4

19、1，28×90×45。 上模座厚度取35mm，即=35mm 上模墊板厚度取20mm，即=20mm 固定卸料板取15mm，即=15mm 下固定板厚度取20mm，即=20mm 下模墊板厚度取10mm，即=10mm 下模座厚度取45mm，即=45mm 模具閉合高度 =+ =35+20+52+40+20+10+45-12 =210mm凸 凹模的高度，=52mm凹模的厚度，=40 mm凸 凹模進(jìn)入落料凹模的深度，=12 mm 可見該模具閉合高度小于所選壓力機(jī)j2340的最大裝模高度，可以使用。210mm可以使用第四章：模具的裝配及加工設(shè)計(jì)計(jì)算內(nèi)容結(jié)果備注1 . 模具總裝圖 由以上設(shè)計(jì)

20、，可得到模具總裝圖，為了實(shí)現(xiàn)先落料后拉深，應(yīng)保證模具裝配后，拉深凸模比落料凹模低3mm。 模具的工作過程：將條料送入剛性卸料板下方長(zhǎng)方形槽中，平放在凹模面上，并靠槽的一側(cè)，壓力機(jī)滑塊帶著上模下行，凸 凹模下表面首先接觸條料，并與頂件塊一起壓住條料，先落料 后拉深；當(dāng)拉深結(jié)束后，上?；爻?，落料后的條料由剛性卸料板從凸 凹模上卸下，拉深成形的工件由壓力機(jī)上活動(dòng)橫梁通過推件塊從凸凹模中剛性打下，用手工將工件取走后，將條料往前送進(jìn)一個(gè)步距，進(jìn)行下一個(gè)工件的生產(chǎn)。2 . 沖壓設(shè)備的選用： 通過校核，選用開式可傾壓力機(jī)j2340能滿足要求。拉深凸模比落料凹模低3mm。選用開式可傾壓力機(jī)j2340附表1 機(jī)

21、械加工工藝過程卡片機(jī)械加工工藝過程卡片產(chǎn)品型號(hào)001零(部)件圖號(hào)03產(chǎn)品名稱軸承蓋沖壓模零(部)件名稱凸凹模共(2)頁第(1)頁材料牌號(hào)gr12毛坯類型鍛造毛坯外型尺寸220×58每毛坯可制件數(shù)1每臺(tái)件數(shù)1備注工序號(hào)工序 名稱工 序 內(nèi) 容車間工段設(shè)備工藝裝備工時(shí)準(zhǔn)終單件1備料將毛坯鍛成圓棒220×58鍛造車間空氣錘2熱處理退火熱處理車間退火爐3車削車臺(tái)階機(jī)加車間車床描圖4熱處理調(diào)質(zhì)熱處理車間熱處理描校5磨端面工作端留單邊余量0.3機(jī)加車間磨床6鉗工畫線畫出各孔位置線機(jī)加車間底圖號(hào)7加工螺孔銷釘孔按位置加工螺釘孔 銷釘孔機(jī)加車間鉆床裝訂號(hào)8車削按零件圖車削內(nèi) 外形尺寸機(jī)加

22、車間ca6140三爪卡盤及自帶頂針設(shè)計(jì)(日期)審核(日期)標(biāo)準(zhǔn)化(日期)會(huì)簽(日期)標(biāo)記處數(shù)更改文件號(hào)簽字日期標(biāo)記處數(shù)更改文件號(hào)簽字日期附表2 機(jī)械加工工藝過程卡片機(jī)械加工工藝過程卡片產(chǎn)品型號(hào)001零(部)件圖號(hào)03產(chǎn)品名稱軸承蓋沖壓模零(部)件名稱凸凹模共(2)頁第(2)頁材料牌號(hào)gr12毛坯類型鍛造毛坯外型尺寸220×58每毛坯可制件數(shù)1每臺(tái)件數(shù)1備注工序號(hào)工序 名稱工 序 內(nèi) 容車間工段設(shè)備工藝裝備工時(shí)準(zhǔn)終單件9熱處理按熱處理工藝，淬火 回火達(dá)到5862hrc熱處理車間熱處理10磨削精磨內(nèi) 外圓 端面至尺寸，保證端面與軸線垂直機(jī)加車間磨床11 鉗工精修全面達(dá)到設(shè)計(jì)要求機(jī)加車間m

23、114w萬能外圓磨床自帶頂針描圖12檢驗(yàn)描校13校正。保證兩軸端同軸度誤差小于0.02mm14入庫底圖號(hào)裝訂號(hào)設(shè)計(jì)(日期)審核(日期)標(biāo)準(zhǔn)化(日期)會(huì)簽(日期)標(biāo)記處數(shù)更改文件號(hào)簽字日期標(biāo)記處數(shù)更改文件號(hào)簽字日期4. 模具的裝配本模具的裝配選凸 凹模為基準(zhǔn)件，先裝上模，再裝下模。裝配后應(yīng)保證間隙均勻，落料凹模刃口面應(yīng)高出拉深凸模工作面3mm，頂件塊上端面應(yīng)高出落料凹模刃口面0.5mm，以實(shí)現(xiàn)落料前先壓料，落料后再拉深。拉深模技術(shù)要求及加工特點(diǎn)：（1） 凸 凹模材質(zhì)應(yīng)具有高硬度 高耐磨性 高淬透性 熱處理變形小，形狀簡(jiǎn)單的凸 凹模一般用t10a crwmn等，形狀復(fù)雜的凸 凹模一般用cr12 c

24、r12mov w18cr4v等，熱處理后的硬度為5862hrc；（2） 凸 凹模精度主要根據(jù)拉深件精度決定，一般尺寸精度在it6it9，工作表面質(zhì)量一般要求很高，起凹模圓角和孔壁要求表面粗糙度ra值為0.80.2微米，凸模工作表面粗糙度ra值為1.60.8微米；（3） 由于回彈等因素在設(shè)計(jì)時(shí)難以準(zhǔn)確考慮，導(dǎo)致凸 凹模尺寸的計(jì)算值與實(shí)際要求值往往存在誤差。因此凸 凹模工作部分的形狀和尺寸設(shè)計(jì)應(yīng)合理，要留有試模后的修模余地；一般先設(shè)計(jì)和加工拉伸模后設(shè)計(jì)和加工沖裁模；（4） 凸凹模淬火有時(shí)可以在試模后進(jìn)行，以便試模后的修改；（5） 凸凹模圓角半徑和間隙的大小 分布符合設(shè)計(jì)要求 ；（6） 拉伸凸凹模的

25、加工方法主要根據(jù)工作部分?jǐn)嗝嫘螤顩Q定。圓型一般車削加工，非圓形一般劃線后銑削加工，然后淬硬，最后研磨 拋光。第五章：設(shè)計(jì)總結(jié)根據(jù)業(yè)內(nèi)專家預(yù)測(cè)，今年中國塑料模具市場(chǎng)總體規(guī)模將增加13%左右，到2005年塑料模具產(chǎn)值將達(dá)到460億元，模具及模具標(biāo)準(zhǔn)件出口將從現(xiàn)在的9000多萬美元增長(zhǎng)到2005年的2億美元左右，產(chǎn)值在增長(zhǎng)，也就意味著市場(chǎng)在日漸擴(kuò)大。 相當(dāng)多的發(fā)達(dá)國家塑料模具企業(yè)移師中國，是國內(nèi)塑料模具工業(yè)迅速發(fā)展的重要原因之一。中國技術(shù)人才水平的提高和平均勞動(dòng)力成本低都是吸引外資的優(yōu)勢(shì)，所以中國塑模市場(chǎng)的前景一片輝煌，這是塑料模具市場(chǎng)迅速成長(zhǎng)的重要因素所在。 按照我國國家標(biāo)準(zhǔn)，模具共分為10大類46個(gè)小類，塑料模具是10大類中的l個(gè)大類，共有7個(gè)小類：熱塑性塑料注塑模、熱固性塑料注塑模、熱固性塑料壓塑模、擠塑模、吹塑模、真空吸塑模和其他類塑料模。塑料模的發(fā)展是隨著塑料工業(yè)的發(fā)展而發(fā)展的，在我國起步較晚，但發(fā)展卻很快，特別是最近幾年，無論在質(zhì)量、技術(shù)和制造能力上，都有很大發(fā)展。但就總體來看，與國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和世界先進(jìn)水平相比，差距仍較大，一些大型、精密、復(fù)雜、高效、長(zhǎng)壽命的塑料模具每年仍大量進(jìn)口。 據(jù)悉目前全世界年產(chǎn)出模具約650億美元，其中塑料模具約為260億美元。我國1999年模具總產(chǎn)值245億元其中塑料模具約為82