課程設計說明書
題目名稱: 鑰匙模具設計
學生姓名:
專 業(yè): 機械工程及自動化(汽車工程)
班 級:
學 號:
指導教師:
時 間: 2006年 12 月 25 日— 2007年1 月28日
機械工程學院
課程設計任務書
一、設計題目:
鑰匙模具設計
二、設計參數(shù):
零件:鑰匙
生產(chǎn)批量:大批量
材料:08F
板料厚度t = 2mm
三、具體要求:
1. 分析研究零件的工作圖;
2. 確定零件的沖壓工藝;
3. 進行零件沖壓模具設計;
4. 編寫設計計算使用說明書。
四、進度安排:
2006.12.25——2006.12.31 收集資料
2007.1.1 ——2007.1.7 分析零件工作圖,確定沖壓工藝方案
2007.1.8 ——2007.1.14 模具主要零件尺寸的設計計算
2007.1.15??——2007.1.21 繪制模具裝配圖及零件圖
2007.1.22?——2007.1.28 編寫設計說明書
五、工作量:
1. 繪制模具裝配圖 1張
2. 繪制零件圖 2張
3. 編寫設計說明書 1份
六、總評成績及評語:
指導教師 簽名日期 年 月 日
系 主 任 審核日期 年 月 日
目 錄
序 言………………………………………………………………………………5
1 零件工藝分析………………………………………………………………......6
1.1設計零件介紹…………………………………………………………………6
1.2零件工藝分析…………………………………………………………………6
2確定工藝方案及模具結(jié)構(gòu)形式………………………………………………...7
3模具設計計算…………………………………………………………………...7
3.1排樣……………………………………………………………………………7
3.2計算總沖裁力…………………………………………………………………8
3.3計算壓力中心…………………………………………………………………8
3.4沖模刃口尺寸及公差的計算…………………………………………………8
3.5確定各主要零件結(jié)構(gòu)尺寸……………………………………………………9
4繪制非標準零件圖……………………………………………………………...10 4.1凸凹模具設計圖………………………………………………………………10
4.2鑰匙零件標準圖………………………………………………………………12
4.3 鑰匙凹模圖…………………………………………………………………...12
參考文獻 …………………………………………………………………………13
序 言
本次課程設計是我們學完了大學四年全部的本專業(yè)課程后進行的一次設計學習,是大學學業(yè)的一次總結(jié)性、綜合性的復習和鍛煉,同時為明年的畢業(yè)設計打好基礎和鋪墊,這也是對我的理論知識與聯(lián)系實際掌握程度的一次很好的考察。因此,此次設計對我的學習及在今后的工作中起著很重要的作用,給我很大的幫助。同時,在此感謝四年來各位專業(yè)老師的幫助和教導。
1零件工藝分析
1.1設計零件介紹:
如圖1所示零件:鑰匙
生產(chǎn)批量:大批量
材料:08F t=2mm
設計該零件的沖壓工藝與模具 。
圖1 鑰匙零件圖
1.2沖裁件工藝分析
沖裁件工藝性是指沖壓零件在沖壓加工過程中的難易程度。沖壓件工藝性的具體指標包括:
1) 材料消耗少,生產(chǎn)準備周期短;
2) 工序數(shù)量少,勞動量與勞動強度低;
3) 盡量減少后續(xù)的機加工量及有關輔助工序;
4) 沖壓工藝設備少,生產(chǎn)面積需要?。?
5) 操作簡便,盡量能采用非高級技工;
6) 提高模具在完成生產(chǎn)周期情況下的壽命;
7) 生產(chǎn)效率高,生產(chǎn)成本。
為使沖壓件達到優(yōu)良工藝指標,必須合理確定尺寸精度和具有良好的結(jié)構(gòu)工藝性。
沖壓件的尺寸精度可達IT6(或IT7)級,精度等級越低其沖壓加工越困難。具體查表可得,沖壓加工中沖裁,精沖及拉深工序等加工方法所能達到的尺寸精度。
沖壓件的結(jié)構(gòu)工藝性一般指其結(jié)構(gòu)的幾何形狀。其幾何形狀越簡單,越容易沖壓,則結(jié)構(gòu)工藝性越好。因此要求:
1) 材料的選定不僅要能滿足沖壓件的強度與剛度要求,還應該具有良好的沖壓性能。這是由于每一種板材都有自己的化學成分,力學性能以及與沖壓性密切相關的特征值。在生產(chǎn)實際中經(jīng)常出現(xiàn)這樣的情況,一個沖壓件的加工能否順利加工完,直接取決于板材的沖壓性能。所以有必要根據(jù)沖壓變形的特點與要求,合理地選用材料。
2) 沖壓加工是一種冷變形加工方法,它與熱變形加工方法最本質(zhì)的特點是:有冷變形加工的硬化效應。因此,應該充分利用著這一特性,盡量選用軟而塑性好的,避免過厚的金屬材料。
3) 當對產(chǎn)品零件要求重量輕而強度,剛度高時,可采用強肋形式及翻邊,卷圓等工序來達到要求。
綜合以上分析
1. 材料:08F鋼板是優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼,具有良好的可沖壓性能。
2. 工件結(jié)構(gòu)形狀:沖裁件內(nèi)、外形應盡量避免有尖銳傾角,為提高模具壽命,建議將所有90°傾角改為R0.5的圓角。
3. 尺寸精度:零件圖上未標注公差的尺寸,屬自由尺寸,可按IT14級確定工件尺寸的公差。經(jīng)查公差表,各尺寸公差為:
24±0.52 50-0.62 12.8±0.43 7.3-0.36 3±0.3
結(jié)論:可以沖裁
2確定工藝方案及模具結(jié)構(gòu)形式
沖裁模具設計的基本原則:
1)根據(jù)制作的尺寸精度要求以及生產(chǎn)批量,綜合考慮經(jīng)濟效益選擇模具種類。
2)模具結(jié)構(gòu)和模具材料應與制作批量相適應。
3)盡量采用標準模架和模具零件。
4)模架的平面尺寸,不僅要與凹模尺寸相適應,還應與壓力機臺面尺寸及開孔尺寸大小相適應。
5)落料模的送料方向要與選用壓力機相適應。
6) 為了便于校模和存放,模具應安裝閉合高度限位塊。模具工作時限位塊不應受壓。
7) 沖壓對稱制件的模架應明顯不對稱,以防止上模和下模裝錯位置。
8) 彎曲件的落料模,排樣時應考慮材料扎制方向。
9) 刀口尖腳處宜用拼塊。既便于加工,也可防止應力集中導致開裂。
10) 應在結(jié)構(gòu)上采取措施使凸模和凹模的側(cè)向力相互平衡,不宜讓模架承受側(cè)向力。
11) 安裝于模具內(nèi)的彈簧,應保證彈簧彈裂時不致蹦出傷人。
12) 沖孔模應考慮放入和取出制作方便,安全。
13) 沖孔模的定位,應防止落料板正反都能防入。
14) 多凸模沖孔時,鄰近大凸模的細小凸模應在長度上比大凸模短一沖件厚料,因為若作成相同長度則容易折斷。
15) 對于大型落料與修邊?;驔_件內(nèi)孔有窄小突出與凹槽時,應采用鑲拼與嵌塊結(jié)構(gòu)。
3模具設計計算
3.1.排樣 計算條料寬度及確定步距
首先查有關表確定搭邊值。根據(jù)零件形狀,兩工件間按矩形取搭邊值b=2,側(cè)邊按圓形取搭邊值a=2。
連續(xù)模進料步距為17.65mm。
條料寬度按相應的公式計算:
B=(D+2a)-⊿ 查表 ⊿=0.6
B=(50+2×2)-0.6
=54-0.6
畫出排樣圖,圖2
圖2 排樣圖
3.2.計算總沖裁力
沖裁力F=KLtτ (查τ=300Mpa,周長L在caxa里查詢得到)
=1.3*129.648*2*300/10000=10.11 (t)
推件力F1= nKtF (取n=1,查表Kt=0.06)
=1*0.06*10.11=0.61(t)
由于沖模采用剛性卸料裝置和下出料方式,故總的沖壓力為:
F0 =F+ F1 =10.11+0.61=10.72(t)
3.3.確定壓力中心:
根據(jù)圖3計算,自定義坐標系,計算壓力中心坐標
圖形近似關于Y軸對稱,所以X=0
即壓力中心(X=0.00 Y=-9.32)
圖3 壓力中心(圖中用紅十字線表示)
3.4.沖模刃口尺寸及公差的計算
刃口尺寸計算方法及演算過程:
材料為08F,厚度為2mm,查表(19.1-7),可得Zmin=0.246mm,Zmax=0.360
Zmax-Zmin=0.114
落料部分的基本尺寸為50,則
δ凸= -0.025 δ凹= +0.035
故均能滿足分別加工時, │δ凸│ + │δ凹 │=0.06< Zmax-Zmin,的要求
查表得 x=0.5
表1 沖模刃口尺寸
沖裁性質(zhì)
工作尺寸
計算公式
凹模尺寸注法
凸模尺寸注法
落料
50-0.62
24±0.52
9.25-0.25
7.3-0.36
凹模:
凸模:
(24-0.5*1.04)
(9.25-0.75*0.25)
(7.3-0.75*0.36)
3.5確定各主要零件結(jié)構(gòu)尺寸
(1)落料凹模外形尺寸的確定
落料凹模厚度h的確定:
h=kb (b為最大孔口尺寸,取50mm,查表,取k=0.34)
=17mm
落料凹模壁厚c的確定
c=2h=34mm 取c=34mm
(2)凸模長度L的確定
凸模長度L計算為:
L=h1+h2+h3+a
其中固定板厚h1=21;固定卸料板厚h2=5;導板厚h3=0; a=2.4
L= h1+h2+h3+a=28.4
凸模厚度H的確定:
H= P取總壓力=107200N
H= =22.049mm
選用沖床的公稱壓力,應大于計算出的總壓力P0=10.72t;最大閉合高度應大于沖模閉合高度+5mm;工作臺臺面尺寸應能滿足模具的正確安裝。按上述要求,結(jié)合工廠實際,可選用開式雙柱壓力機。并需在工作臺面上配備墊塊,墊塊實際尺寸可配制。
(3)設計并繪制總圖、選取標準件
按已確定的模具形式及參數(shù),從冷沖模標準中選取標準模架。
繪制模具總裝圖。
按模具標準,選取所需的標準件,查清標準件代號及標記,寫在總圖明細表。并將各零件標出統(tǒng)一代號。
4繪制非標準零件圖
4.1 凸凹模具設計圖
圖4 鑰匙沖裁模設計
1-下模座 2-定位銷 3-凹模 4-導柱 5-導套 6-凸模 7-卸料板 8-模柄
9-連接螺釘 10-內(nèi)六角螺釘 11-圓柱銷 12-上模座 13-螺釘 14-緊固螺釘 15-圓柱銷
表2 零件明細表
序號
名稱
數(shù)量
材料
1
下模座
1
HT200
2
定位銷
1
45#
3
凹模
1
T10A
4
導柱
2
T8A
5
導套
2
20
6
凸模
1
T10A
7
卸料板
1
45#
8
模柄
1
Q235(A5)
9
連接螺釘
1
45#
10
內(nèi)六角螺釘
1
45#
11
圓柱銷
1
45#
12
上模座
1
HT200
13
螺釘
1
45#
14
緊固螺釘
1
45#
15
圓柱銷
1
45#
4.2鑰匙零件標準圖
圖5標準零件圖
4.3 鑰匙凹模圖
圖6 凹模圖
參考文獻
陳錫棟,周小玉主編. 實用模具技術(shù)手冊. 北京:機械工業(yè)出版社,2001.7
鄧明主編. 實用模具設計簡明手冊. 北京:機械工業(yè)出版社,2006.1
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