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1、
汽車工程學院
模具設計與制造
畢業(yè)設計
設計題目: 滑 軌
班 級: 模具班
姓 名:
指導老師:
完成時間:
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、并易于實現(xiàn)機械化和自動化等特點。現(xiàn)代電器電機、電子、儀表、日用生活用品、航空航天以及國防工業(yè)等各個工業(yè)部門中均占有越來越重要的地位,沖壓
2、加工已在國民經(jīng)濟各部門得到廣泛的應用,并且已經(jīng)走進了我們的生活
隨著科學技術(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,模具的制造也得到長足的進步,至今,如何從沖壓工序基本應力與變形狀態(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。
由于作者才疏學淺、缺乏經(jīng)驗,對沖壓模具還有很多不了解的地方,在設計過程中有不少錯誤與不當之處。懇請廣大的老師、同學不吝賜教,誠摯希望能得到諸位的批評指正。
目錄
前言
畢業(yè)設計評分表……………………………………3
畢業(yè)設計階段性檢查表……………………………4
畢
3、業(yè)設計(論文)答辯問題原始記錄……………5
任務書………………………………………………7
正文…………………………………………………8
…………………………………8
…………………………………9
…………………………………9
……………………………10
5.沖壓力和壓力中心的計算………………………11
6.壓力機的選擇……………………………………13
7.凸凹模刃口尺寸計算……………………………13
8.結(jié)構(gòu)零件的設計計算……………………………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…………………………………………27
陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院畢業(yè)設計評分表
工 程 系
班 級
專 業(yè)
學生姓名
學生學號
指導教師
畢業(yè)設計題目
項 目
參考標準分
實 得 分
(一)課題評定成績(0.6)
1.設計過程考評成 績
設計過程中的獨立性
10分
工作態(tài)度及出勤情況
5分
按時完成任務情況
5分
2.設計質(zhì)量考評成 績
題目的難易程度,設計方案的合理性
15分
5、設計過程中分析、解決問題能力的表現(xiàn)
15分
掌握基礎理論的情況
10分
資料收集、文獻閱讀情況
10分
設計圖紙、說明書的質(zhì)量、規(guī)范程度
20分
設計的創(chuàng)新意識及應用價值
10分
(二)答 辯 成 績(0.4)
40分
40分
20分
總評成績
課題評定成績×0.6+答辯成績×0.4= 分
成績等級
指導教師評語
答辯小組意見
答辯組組長簽章:
二〇〇 年 月 日
學院畢業(yè)
考核委員會意見
6、
學院畢業(yè)考核委員會主任簽章:
二〇〇 年 月 日
畢業(yè)設計階段性檢查表
專 業(yè)
《模具設計與制造》
班 級
姓 名
學 號
設計課題
滑軌
起止日期
檢 查 內(nèi) 容
完成情況
指導建議
設計態(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
繪制模具非標準零件工作圖
4
編制典型零件的制造工藝
5
編制塑件的模塑成型工藝
指導教師
7、 年 月 日
畢業(yè)設計(論文)答辯問題原始記錄
設計圖存在問題
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)設計任務書
名稱:滑軌
材料:20鋼 t=1.5㎜
生產(chǎn)批量:100萬件
陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學院機械工程系畢業(yè)設計說明書/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)品形狀簡單,無狹槽,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。因無公差要求,按IT14級公差進行計算?,F(xiàn)對沖孔、落料進行分析。
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,其斷面粗糙度Ra可達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格要求。所以只要模具精度達到一定要求,沖
9、裁件的斷面質(zhì)量可以保證。
制件材料分析
對于沖壓件一般要求的力學性能是強度低,塑性高,表面質(zhì)量和厚度公差符合國家標注。該制件的材料為20鋼,其力學性能是強度,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。另外制件對于厚度和表面質(zhì)量沒有嚴格的要求所以盡量采用國家標準的板材,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級進行加工,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:由于采用單工序模,模具制造簡單,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:采用復合模
特點:生產(chǎn)效率高,制件精度高,但結(jié)構(gòu)復雜維修困難。
第三種方案;采用連續(xù)模加工
特點:能夠滿足工件工藝要求,且生產(chǎn)效率高,便于實現(xiàn)機械化,自動化生產(chǎn),但模具結(jié)構(gòu)較復雜,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)導柱、彈性卸料的倒裝復合模。
3.沖模結(jié)構(gòu)的確定
模具的形式
采用復合模,先將2個 φ6、φ17和扇形圓孔進行沖裁,然后進行落料。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。
導向零件
送料時以導料板導向,結(jié)構(gòu)簡單,導向性好;模具的導向若靠滾珠式導柱,導套進行導向,雖然導向精度高,壽命長,但結(jié)構(gòu)比較復雜,此工件的精度要求不是很高,所以不采用滾珠式導柱,導套導向,采用滑動式導柱導套進行導向即可。
模架
采用后置導柱模架。受力平衡,滑動平穩(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
查板材標準得宜選用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—板料長度 L=1000
B—板料寬度 B=100
5.沖壓力與壓力中心的計算
落料力 F=KLt
式中:F—沖裁力
K—
L—沖裁件的周邊長度 L=
t—材料厚度 t=1.5
—材料的抗剪強度 查《模具工手冊》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—沖裁件的周邊長度
t—材料厚度
—材料的抗剪強度 查《模具工手冊》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
壓力中心的計算
以工件左下角為坐標原點建立坐標系
=
=
代入數(shù)值得: = =
6.壓力機的選擇
壓力機類型的選擇
該制件是結(jié)構(gòu)簡單的中小型沖裁件,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
壓力機規(guī)格的選擇
公稱壓力的選擇 >,選擇公稱壓力為=400KN,型號為JB23-40開式雙柱可傾壓力
15、機,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)長度65,在工作臺上備置墊塊。
壓力機的校核
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,壓力機符合要求。
7.凸凹模刃口尺寸計算
7.1落料 以凹模為基準配作凸模,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,故x=0.5,z=0.132,z=0.24, z-z
D=﹙D-xΔ﹚=﹙×﹚ D D=24 D
7.2沖孔 以凸模為基準配做凹模
d=6 d=17
8.結(jié)構(gòu)零件的設計計算
凹模
16、的設計計算
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,
查表標準化,凹模板寬度B=170故確定模板外形尺寸為170×100×25
查標準模板標準化 凹模尺寸為:H=30 B= L=170
凹模孔口形式
一般直刃壁刃口強度高,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取:
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㎜, 所以凹模孔口高度h=5
導料板
導料板的高度 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。橡膠允許承受的負載較大,安裝調(diào)整靈活方便。
卸料板凸臺部分高度: h=H-(0.1~0.3)t
式中:
18、h—卸料板凸臺部分高度
H—導料板高度 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
固定板與凸模為過渡配合(H7/n6或H7/m6)。
橡膠的計算
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
凸模的設計
該制件形狀不是很復雜,凸模作成整體式。由于沖孔凸模直徑比較小,為φ6、φ17,為了保證凸模的強度和剛度,所以作成臺階式。而且臺階式凸模裝配修磨方便。與凸模固定板配合部分按過渡配合(H7/m6)制造。最大直徑的作用
20、是形成臺階,以便固定,保證工作時凸模不被拉出。
凸模長度計算
L=H+H+H+H+H
式中:L—凸模長度
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
模柄設計
模柄的作用是將上模與壓力機的滑塊相連接,在安裝模柄時應注意模
21、柄直徑與壓力機模柄孔直徑要一致。模柄的形式采用壓入式模柄。模柄與上模座的連接,采用過渡配合(H7/m6)
結(jié)構(gòu)如圖所示:
選標準模架
根據(jù)模板尺寸200×200,所以選模架為200×200后側(cè)導柱模架。
模具閉合高度的計算
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
壓力機的選擇
22、前面由沖壓力初選壓力機為400KN壓力機。通過模具零件設計計算結(jié)果和繪制草圖得知:模具的閉合高度為207㎜,初選壓力機的最大閉合高度為210㎜,最小閉合高度為160㎜,滿足設計要求
所以確定選用JB23-40開式雙柱可傾壓力機
9.裝配圖
10. 滑軌 機械加工工藝規(guī)程
車間
工作程序
材料
毛料種類
零件名稱
第 頁
20鋼
板料
滑軌
共 頁
工序號
工序名稱
工作地
設備名稱
設備型別
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
游標卡尺
編號
更改單位
簽字
日期
工藝員
工藝組長
工藝室主任
11.主要零件加工工藝編制
凹模加工工藝過程
材料:Cr12 硬度:HRC58-62
序號
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)應力,并改善加工性能
4
銑
銑六方互為對角尺
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程
材料:Cr12 硬度:HRC58-62
序號
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程
材料:45
序號
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)應力,并改善加工性能
4
銑
銑六方互為對角尺 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
卸料板加工工藝過程
材料:45
26、
序號
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)應力,并改善加工性能
4
銑
銑六方互為對角尺 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
磨臺階面到尺寸
11
鉗
鉗工修磨各型孔
12
檢
墊板加工工藝過程
材料:45 硬度:HRC44-48
27、序號
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)應力,并改善加工性能
4
銑
銑六方互為對角尺 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
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