翻螺紋底孔模具設(shè)計

1、精品課程設(shè)計說明書設(shè)計題目：翻螺紋底孔模具設(shè)計班 級：機械設(shè)計制造及其自動化073班指導(dǎo)老師：姓 名：學 號：日 期：2010.12.22-可編輯-精品1、任務(wù)與要求的簡述 32、零件說明33、工藝性分析 34、模具總體結(jié)構(gòu)確定45、工藝計算56、主要零件的設(shè)計 66.1、 凹模設(shè)計 66.2、 凸模設(shè)計 66.3、 緊固件及定位零件的選擇 76.4、 定位板 86.5、 卸料零件 96.6、 選擇模架及其它模具零件 96.7、 凸模固定板 106.8、 凹模固定板 117、各零部件的材料及要求 128、該模具的優(yōu)缺點 129、參考文獻13r=0.5-可編輯-1、任務(wù)與要求的簡述用緊螺紋連接眾

2、多不同形狀的薄板沖壓件，構(gòu)成各種機電、加電、日用工業(yè)品的骨架、承載不件，是產(chǎn)品輕型化和節(jié)能降耗、實現(xiàn)綠色制作的主要手段。而薄板零件的料厚，往往不足相當緊螺紋連接需要的限定長度， 通過翻邊成形螺紋 底孔，便可圓滿解決這個問題。其主要任務(wù)是：(1)設(shè)計指定的沖壓模，并繪制裝配圖一套；(2)編寫設(shè)計說明書一份，約10頁。其基本要求是：(1)保證沖出合格的工件；(2)模具結(jié)構(gòu)簡單，壽命長，成本低且與生成批量相適應(yīng)；(3)操作方便，安全。2、零件說明該制件見下圖(1)所示：圖（1）零件圖該制件名稱為軍用掛車墊環(huán)，其技術(shù)要求為：1 ,材料：Q215 , t=1 mm2,小批量生產(chǎn)3、工藝性分析（1）該制件

3、材料為Q215 ,屬于低碳鋼。查3表D-23 得Q215為抗剪強度t為270340Mp a,抗拉強度 此為340420Mp a,屈服強度（T s為220MP a。查3表6-1得底孔直徑為4.2mm ,螺距為L=0.8mm 。則攻絲數(shù)n=H/L=2.5/0.8=3.125,符合連接要求。坯料直徑為20mm ,小6.2 mm處由內(nèi)孔翻邊成形，翻邊前已加工出預(yù)沖孔，r=0.5 mm >0.2加%凸緣寬度B=7.4加大于翻邊高度H =2.5mm,H=2.2mm>1.5 Xr=0.75mm,故全部滿足翻孔工藝要求。為防止翻邊口破裂，預(yù)沖孔在翻邊前應(yīng)進行去毛刺處理且毛刺面應(yīng)與翻邊方向相反。由于

4、工件的尺寸全部為自由公差，因此其精度等級為13級，精品精度不高，普通的沖壓模具完全可以滿足要求。（參考2第六章第二節(jié)中圓孔翻邊的工藝性Page408 ）（2）工藝方案確定，經(jīng)過分析，確定該制件的加工工序為：落料一一翻孔。4、模具總體結(jié)構(gòu)確定由于制件是小批量生產(chǎn)，故采用單工序模以減少成本。由于翻邊對凸凹模間 隙的均勻性要求較高，及從結(jié)構(gòu)緊湊性考慮，采用中間導(dǎo)柱模架形式以保證上下 動作平穩(wěn)，并能承受一定的偏載，不易變形，有效的保護凸凹模。采用凸模頂上 的定位板對環(huán)形工件進行定位，工人的操作方便。結(jié)構(gòu)見圖（2）圖（2）模具總體結(jié)構(gòu)圖5、工藝計算（1）計算預(yù)沖孔直徑：查2P408do=D-(兀-2)r

5、+ -2 t+2H=5.2-(兀-2) X0.5+ -y2 X1+2 X2.5=2.07 mm(2)計算翻邊系數(shù)：查3式(6-1 )得ko=d o/D=2.07 y.2=0.398(3)校驗翻邊高：查2P408第六章第二節(jié)中圓孔翻邊的工藝性第四條do/t=2.07 +1=2.07 mm>(1.7 2)mm翻邊時能有良好的翻邊壁。由于是鉆后去毛刺，故查3表6-4得kmin=0.35 (<k 0=0.398),-2由式 d0=D-(兀-2)r+ 2-t+2H和3式(6-1 )推導(dǎo)得Hmax=(D/2) (1-kmin)+0.43r+0.72t=2.6 X(1-0.35) +0.43 X

6、0.5 + 0.72=2.625 mm >2.5 mm故可以進行翻孔。(4)計算翻邊力：查3式6-9得F=1.1 兀(D-d ) t os=1.1 X3.14 X (5.2-2.07) X1X215=2324N-可編輯-精品( 5)計算凸凹模工作尺寸及公差：由于在翻孔過程中存在回彈現(xiàn)象，即翻口位置的孔徑比凸模的外徑尺寸要小，故為保證孔尺寸，凸、凹模按照孔的尺寸的上偏差加工。由于制件精度采用IT13級，故凸模制造公差采用IT8級，制件翻邊處的內(nèi)孔尺寸 Do為dz=4.2 土0.1mm,則其公差A(yù)為0.2 mm,為使翻邊回彈小，垂直度好，翻邊的凸凹模間隙小于工件厚度以使其稍微變薄，根據(jù)材料壁

7、厚查 2表6-2得Z/2=0.85 mm查2P410第六章第二節(jié)中凹、凸模直徑尺寸的確定得：凸模直徑 dp=( dz +A)-a= 4.4 O.018 mm凹模為孔加工，故應(yīng)比凸模的低一級為 IT9 ，即凹模孔徑 Da=( dp + Z)+ Sa= 6.l 0.036 nim最小間隙Zmin=1.7 mm,最大間隙Zmax =1.754 mrn0均小于2mm ,滿足要求。6、主要零件的設(shè)計6.1、 、 凹模設(shè)計由翻邊件的翻邊高和整體結(jié)構(gòu)的大小確定凹模的厚度H為25 nlm，其刃口圓角半徑與制件圓角相等為r=0.5 mm0凹模壁厚取26.95 mm0凹模內(nèi)壁直徑為6.1 mm,外緣直徑Di=6.

8、1 +26.95 X2=60 mm 0為了增強凹模在工作中的穩(wěn)固性，從外緣處開始加工出一個凸肩，直徑為70mm以固定凹模。凹模的另一個底面加工出一個直徑為 10 mm深為15 mm的臺 階孔，減小精加工長度。凹模材料選用 T10A,熱處理淬硬HRC5862。見圖07圖（3）凹模結(jié)構(gòu)圖6.2、 凸模設(shè)計凸模材料和凹模一樣選用 T10A,熱處理HRC5862,出于緊固及配合的 考慮，凸模采用階梯式，一方面加工簡單，另一方面又便于裝配與更換。由固定 板的厚度，彈壓卸料板的厚度，及兩者之間的間隙，和凸模伸入凹模的長度確定 凸模的高度為65.86 mm0根據(jù)2圖6-34 （c） P423計算翻邊凸模尺寸

9、具結(jié)構(gòu)見 圖（4）:6.3、 緊固件及定位零件的選擇螺釘?shù)倪x用：根據(jù)標準GB/T 5782-2000 選用材料為Q235 ,熱處理硬度 值為HRC3540。卸料螺釘也是Q235 , HRC3540,選用開槽圓柱頭螺釘，彈壓卸料板設(shè) 置兩個卸料螺釘，公稱直徑為8 mm ,卸料螺釘擰緊后應(yīng)使彈壓卸料板與凸模最頂 部平齊。有誤差時通過螺釘與彈壓卸料板之間安裝墊片來調(diào)整。查 2附表8 (P483)主要結(jié)構(gòu)尺寸見圖(5):-可編輯-77圖（5）卸料螺釘6.4、 定位板在凹模頂部固定一個定位板，用于毛坯的定位，防止由于毛坯的偏移造成凸凹模之間的間隙不均勻而損壞模具，定位釘?shù)念^部是與毛坯的預(yù)沖孔配合的， 具

10、配合間隙為0.15 mm0見圖（6）:圖（6）定位板6.5、 卸料零件卸料是以圓形彈壓卸料板卸料。凸模與彈壓卸料板采用間隙配合，為H8/m6。通過卸料螺釘?shù)奈恢?，確定彈壓卸料板的主要尺寸為160 X160。彈壓卸料板的厚度分別由凸模和凹模的高度及厚度協(xié)調(diào)決定。材料是用45鋼。見圖：圖（7）彈壓卸料板6.6、 選擇模架及其它模具零件模架：查2表2-64和表2-69，根據(jù)GB/T2851.5-1990,有凹模外緣半徑是 60 mm, 則凹模周界：LXB=160 X160 ,上模座：160 X160 X40,下模座：200 X200 X45,導(dǎo)柱：32 X180,導(dǎo)套：32 X100 X45。得到的

11、模架見圖（8）、圖（9）圖（8）模架結(jié)構(gòu)圖（9）下模架6.7、 凸模固定板根據(jù)凸模的直徑、高度及緊固螺釘、銷釘、卸料螺釘?shù)鹊某叽缥恢么_定選用矩形固定板，其規(guī)格為 LXBXH=160 X160 X20。見圖（10）.圖（10 ）凸模固定板6.8、 凹模固定板根據(jù)凸模的直徑、高度及緊固螺釘、銷釘、定位板等的尺寸位置確定選用矩形固定板，其規(guī)格為LXBXH=160 X160 X25。見圖（11）精品IS圖（11）凹模固定板7、各零部件的材料及要求導(dǎo)套20鋼導(dǎo)柱20鋼定位板45鋼卸料板45鋼模柄Q275凸模、凹模T10A模座、模架HT200凸模固定板45鋼凹模固定板45鋼定位銷35鋼螺釘Q235與導(dǎo)柱配合為H7/h7與導(dǎo)套配合H7/h7與凸模配合為H8/m6與上模架配合為H7/m6淬硬HRC5862與凸模配合為H7/m6與凹模配合為H7/m6HRC28 38熱處理HRC35408、該模具的優(yōu)缺點該模具的優(yōu)點為結(jié)構(gòu)簡單,能方便的沖制出成形螺紋底孔，并且需要補助設(shè)備較少,操作較為安全。但其缺點是上料和出件較為繁瑣，建議設(shè)計一套多工位連續(xù)式復(fù)合模直接在原材料上沖制出螺紋底孔并落料， 避免過多的人工上料和出件工作，提高效率，但模具制造成本較高，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。9、參考文獻1 . 張正修編著. 實用沖模結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊深度篇2 . 鄭家賢編著. 沖