模具设计毕业设计--- 芯轴托架级进模具设计

毕业设计（论文） 题 目： 芯轴托架级进模具设计 专 业： 模具设计与制造（冷冲压方向） 学生姓名： * 学号： * 指导教师： * 辅导员： * 完成时间： 20 年 月 日 成 绩： 21目录【摘要】1绪论：2主体31.材料分析32工艺分析43.工艺方案的确定6（1）弯曲变形方案：6（2）冲孔顺序确定7（3）零件冲压方案73.确定模具结构93.1排样图93.2冲压力计算103.3模架的选择113.4导柱导套113.5 模柄123.6定位方式133.7凹模163.8模具布局图174.选用冲压设备175 部分零件加工过程186 试模18结束语19参考文献20芯轴托架级进模具设计【摘要】通过对芯轴托架零件图、材料等进行分析，考虑芯轴托架的工艺性和生产该零件所需的工序，设计了级进模具的的结构，所设计的模具能充分满足其大批量生产的要求。 【关键词】 芯轴托架 模具 冲压 Core shaft bracket of progressive die design【Abstract】 through the core shaft brackets are analyzed, consider detail drawings of the spindle bracket the part manufaturability and production processes, design for the level of structure, into a mold design mould can fully satisfy the mass production requirements.【Keywords】 core shaft bracket mould stamping绪论：图1（三维轴侧图）、图2（二维图）所示为在机械产品中使用较广泛的芯轴托架，采用冲压生产。该零件中心孔中装有芯轴，该零件使用材料为08冷轧钢板，料厚15 nlm，工件表面不允许有严重划痕，孔不允许变形。查阅相关资料，其都是用多个单工序模具来进行生产，虽然模具结构简单，制造方便，但工序分散，所需人员和设备较多。所以应考虑用工序集中的级进模具来生产，满足其大批量生产的需求。 图一 图2主体1.材料分析牌号：08材料名称：优质碳素结构钢特性及适用范围：为极软的碳素钢，强度、硬度很低，而韧性和塑性极高，具有良好的深冲、拉延、弯曲和镦粗等冷加工性能、焊接性能。但存在时效敏感性，淬硬性及淬透性极低。大多轧制成高精度的薄板或冷轧钢带用以制造易加工成形，强度低的深冲压或深拉延的覆盖零件和焊接构件。力学性能：抗拉强度 b (MPa)：325(33)屈服强度 s (MPa)：195(20)抗剪强度 c（Mpa）：260伸长率 ()：33断面收缩率 ()：60硬度 ：未热处理,131HB2工艺分析（1）从产品零件图可以看出五个孔的精度等级都较高，均为IT9可以用模具工作部分、导向部分零件按IT7级精度制造的教高精度冲裁模具冲孔来保证。其余尺寸为未标注公差的极限偏差，其精度等级一般按IT14级选取，精度要求不高，因此弯曲工序不需要校形。（2）该零件最小弯曲半径R=1.5mm，材料08钢，t=1.5mm，材料最小弯曲半径0.4t大于材料允许的最小弯曲半径，因此零件弯曲半径满足冲压工艺要求。 最小弯曲半径表材料退火状态冷作硬化状态弯曲线位置垂直纤维平行纤维垂直纤维平行纤维08、100.1t0.4t0.4t0.8t20、Q2340.1t0.5t0.5t1.0t450.5t1.0t1.0t1.7t表1（3）冲孔时，由于受凸模强度的影响，孔的尺寸不宜过小，其数值与孔的形状、材料的机械性能、材料厚度有关。该零件最小孔为5，材料厚1.5t，由下表可知，满足冲该孔的工艺性。 冲孔的最小尺寸表材料自由凸模冲孔精密凸模冲孔圆形矩形圆形矩形硬钢1.3t1.0t0.5t0.4t软钢、黄铜1.0t0.7t0.35t0.3t铝0.8t0.5t0.3t0.28t酚醛层压板0.4t0.35t0.3t0.25t表2（4）冲裁件的孔与孔之间，孔与边缘之间的距离a受模具强度和冲裁件质量的限制，其值不能太小，宜取a2t，该零件a最小值为2.5，因此对凹模的寿命有一定影响。3.工艺方案的确定从零件的结构特征可以看出，冲压所需要的基本工序为落料、冲孔和弯曲。（1）弯曲变形方案： 图3零件变形方案比较序号回弹精度模具寿命生产率a小高高不高b小较高较高不高c大不高不高高表3（2）冲孔顺序确定 由对零件各孔的冲压工艺分析可知，10大孔可在弯曲前冲出，不会因弯曲而发生变形。 4个5的孔因为靠近弯曲线和边界，如先冲这4个孔必然影响到孔的大小、形状及位置精度，所以应先弯曲再冲这4个5的孔。 综上所述，冲孔顺序为：冲10孔弯曲冲5四孔（3）零件冲压方案方案一：落料与冲孔10底孔两道基本工序复合弯曲外部两角并预弯中间两角成45弯中间两角冲5四孔模具结构简单，制造方便，制造周期短，模具寿命长；除落料冲孔外其余工序可以使用10及侧面定位，定位精准统一且与设计设计基准重合；回弹较小并且容易控制，尺寸精度、表面粗糙度质量均较高。操作方便。工序分散，模具、设备及操作人员需要较多，劳动强度大。方案二：落料与冲孔10底孔两道基本工序复合两端弯曲成90弯曲中间两角成90冲5四孔。模具结构简单，制造方便，制造周期短，模具寿命长；零件回弹不容易控制，因此形状和尺寸精度较差，同时还具有方案一的缺点。方案三：落料与冲孔10底孔两道基本工序复合四角弯曲冲5四孔。方案四：使用工序高度集中的带料级进模完成方案一中各道工序。工序集中，生产效率高，操作安全方便，适合大批量生产。模具机构复杂，安装、调试、维修技术要求高，制造成本高，制造周期长等缺点。综合以上分析，考虑到零件的尺寸精度要求较高，生产批量大的特点，确定选用方案一。3.确定模具结构3.1排样图图4（1）坯料宽度计算 P=r+xt=1.5+0.321.5=1.98 Ai=aP180=2P=12.44 Li=7.52+25.52+22=88 L=Ai+Li=100.44上式中：P曲率半径X中性层位移系数（查表知x=1） Ai各中性层圆弧长度 Li各直边长度（2）空工位设计考虑到工件较小，凸模相聚较近及模具整体结构需要，在相邻两个冲压工序之间都设有空工位。（3）搭边值选取查最小搭边值表，该工件间搭边值取1.63.2冲压力计算冲裁力F=KLtTb= 143643.24 N L凸模与坯料的接触长度，283.32mm t材料厚度，1.5mm Tb材料抗剪强度，260Mpa K系数 系数K是考虑到实际生产过程中模具间隙值的波动和不均匀、刃口的磨损、板料力学性能和厚度波动等因素的影响而给出的修正系数一般取K=1.3.弯曲压力F=0.7KBt2ab/(r+t)= 6654.375N B弯曲件的宽度，30 t弯曲件的材料厚度，1.5 r弯曲件的内侧弯曲半径，1.5 ab材料的抗拉伸强度325Mpa K安全系数，一般取K=1.33.3模架的选择根据国家标准，模架主要分为两大类：一类是有上模座、下模座、导柱、导套组成的导柱模模架；另一类是由弹压导板、下模座、导柱、导套组成的导板模模架。根据该零件模具的特点选用前者。级进模模架要求刚性好，精度高，为了满足刚性和导向精度的要求，常采用四导柱模架。3.4导柱导套选用比较常见的A型导柱导套，结构及参数如下图；材料20Cr，渗碳深度0.81.2mm；硬度5862HRC。 A型导套 A型导柱 图53.5 模柄 采用压入式A型模柄，如下图；因该副模具为多凸模，且采用导柱、导套导向，所以应设置防转销。 模柄 图63.6定位方式 （1）坯料初次定位：用使用挡料销完成（如图）；以后各次用固定挡料销完成（如图）。 固定挡料销 使用挡料销 图8 图7（1） 弯曲时工件地位：用导正销完成B型导正销图9 （3）凸模的定位：凸模通过与凸模固定板配合，定位在凸模固定板上，凸模固定板通过销钉定位在上模座上。 （4）凹模的定位：凹模板通过定位销固定在下模座上3.6凸模 冲孔凸模 图103.7凹模图123.8模具布局图 图134.选用冲压设备冲压设备选择是工艺设计中的一项重要内容，它直接关系到设备的合理使用、安全、产品质量、模具寿命、生产效率及成本等一系列重要问题。设备选择主要包括设备类型和规格两个方面的选择。设备类型的选择主要取决于冲压的工艺要求和生产批量。在设备类型选择后，应进一步根据冲压工艺力、模具闭合高度、工作台面尺寸及滑块模柄孔尺寸等技术参数。设备规格的选择与模具设计关系密切，必须使所设计的模具与所选用的设备规格相适应。类型选择：机械压力机规格选择：J11-50主要技术参数：标称压力：500KN 滑块行程：1090mm 滑块行程次数：90次/min 最大封闭高度：270mm 封闭高度调节量：80mm 电动机功率：5.5kw 模柄孔尺寸：直径：50mm 深度：80mm5 部分零件加工过程（1）冲孔凸模下料锻造退火车端面、打中心孔半精车热处理淬硬修研中心孔外圆粗磨外圆精磨钳工修整检验。6 试模检查模具在设计、制造上存在的问题及缺陷，并查明原因加以排除。另外还可以对模具设计的合理性进行评定并对成形工艺条件进行探索，益于提高模具设计和成形工艺水平。对于弯曲和拉深模，最终确定毛坯尺寸。 结束语总结设计体会、设计过程中存在的问题及改进意见设计是一个复杂的过程，对于即将大学毕业的我来说，没有什么设计经验，要完成一个设计，只能是照本宣科，再融入自己的主观想法，设计出的东西可以说并没有什么实用性，比如这个芯轴托架级进模具的设计：1、模具设计工程中对弯曲回弹进行了分析，但在模具结构设计上并没有相应的考虑。2、在凹模的设计上，整体式的凹模不便于更换维修。应做成凹模襄块，并采用合理的定位方式固定在凹模固定板上。3、在排样方式上，如果在长度方向上排样，可以实现费料排样，只是模具结构相对复杂一点。4、弹簧选用上，未能充分更具受力和行程进行校核。这只是一个开始，在今后的工作中还会遇到种种的问题，需要发现解决，设计不是一蹴而就，有一个不断积累的过程，抓住每一次做项目的机会去锻炼积累。最后感谢，在设计工程中给予我帮助的老师、同学，谢谢你们，祝你们身体健康、工作愉快。参考文献【1】 杨关全.冷冲模设计资料与指导：大连理工出版社，2009【2】 胡兆国.冷冲模设计；出版社*，2008