鏈輪的沖壓工藝及模具設(shè)計

1、畢業(yè)設(shè)計論文論文題目 鏈輪的沖壓工藝及模具設(shè)計系 部 材料工程系 專 業(yè) 模具設(shè)計與制造 班 級 學(xué)生姓名 學(xué) 號 指導(dǎo)教師 畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書系 部： 材料工程系 專 業(yè)： 模具設(shè)計與制造 學(xué)生姓名: 學(xué) 號: 0 設(shè)計(論文)題目： 鏈輪的沖壓工藝及模具設(shè)計 起 迄 日 期: 2指 導(dǎo) 教 師: 發(fā)任務(wù)書日期畢 業(yè) 設(shè) 計（論 文）任 務(wù) 書1本畢業(yè)設(shè)計（論文）課題來源及應(yīng)達(dá)到的目的：2本畢業(yè)設(shè)計（論文）課題任務(wù)的內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求等）： 課題任務(wù)：設(shè)計生產(chǎn)鏈輪的沖壓模具。 原始數(shù)據(jù)： 材料 Q235 厚度3mm。 技術(shù)要求：質(zhì)量和粗糙度達(dá)到生產(chǎn)要求 1 緒論

2、發(fā)達(dá)國家紛紛將制造業(yè)轉(zhuǎn)移到我國，使我國模具工業(yè)面臨空前的發(fā)展機(jī)遇。“九五”期間，國內(nèi)模具行業(yè)產(chǎn)值增長15%，模具商業(yè)化程度提高近10%，模具進(jìn)口數(shù)額近10億美元，出口額1億美元。目前國內(nèi)僅浙江東部的余姚、寧海、黃巖、溫州等地去的模具工業(yè)發(fā)展較快，從業(yè)人員10萬余人，目前對模具加工機(jī)床需求旺盛。模具與其他機(jī)械產(chǎn)品比較，一個重要特點就是技術(shù)含量高、凈產(chǎn)值比重大。隨著化輕工產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，我國的模具工業(yè)近年來一直以每年13%-15%左右的增長速度高速發(fā)展，而各行業(yè)對模具的要求越來越高。面對市場的變化，有著高技術(shù)含量的模具正在市場上嶄露頭角，也在模具進(jìn)口中占有了一席之地。沖壓模具與壓力機(jī)是決定沖壓質(zhì)量

3、、精度和生產(chǎn)效率的兩個關(guān)鍵因素。先進(jìn)的壓力機(jī)制有配備先進(jìn)的模具，才能充分發(fā)揮作用，取得良好效益，模具的發(fā)展方向為:一、充分運(yùn)用IT技術(shù)發(fā)展模具設(shè)計、制造。用戶對壓力速度、精度、換模效率方面不斷提高的高求，促進(jìn)了模具的發(fā)展。車身外形和發(fā)動機(jī)是汽車的兩個關(guān)鍵部件，汽車車身模具特別是大中型覆蓋件模具，其技術(shù)密集體現(xiàn)當(dāng)代模具技術(shù)水平，是車身制造技術(shù)的重要組成部分。車身模具設(shè)計和制造占汽車開發(fā)周期三分之二的時間，成為汽車換型的主要制約因素。目前。世界上汽車的改新?lián)Q代一般需要48個月，而美國僅需30個月，這2主要得益于在模具業(yè)中應(yīng)用了CAD/CAE/CAM技術(shù)和三維實體汽車覆蓋件模具結(jié)構(gòu)設(shè)計軟件。另外，網(wǎng)

4、絡(luò)技術(shù)的 廣泛運(yùn)用提供了可靠的信息載體，實現(xiàn)了異地設(shè)計和異地制造。同時，虛擬制造等IT技術(shù)應(yīng)用，也將推動模具工業(yè)的發(fā)展。二、縮短金屬成型模具的試模時間。當(dāng)前，主要發(fā)展液壓高速試驗壓力機(jī)和拉伸機(jī)械壓力機(jī)，特別是機(jī)械壓力機(jī)上的模具試驗時間可減少80%，具有巨大的節(jié)省潛力。這種試模機(jī)械壓力機(jī)的發(fā)展趨勢是采用多連桿拉深壓力機(jī)，它配備數(shù)控液壓拉深墊，具有參數(shù)設(shè)置和狀態(tài)記憶功能。三、車身制造中的級進(jìn)沖模發(fā)展速度。在自動沖床上用級進(jìn)沖裁?；蚪M合沖壓模加工轉(zhuǎn)、涂油、板坯運(yùn)輸?shù)群罄m(xù)工序。級進(jìn)組合壓模已在美國汽車工業(yè)中普遍應(yīng)用，其有點事生產(chǎn)率高，模具成本低，不需要板料剪切，與多位壓力機(jī)上使用的階梯模相比，節(jié)約30

5、%。但是。級進(jìn)組合沖模技術(shù)的 應(yīng)用受拉伸深度、導(dǎo)向和傳輸?shù)膸Р倪吘壊牧媳砻嬗不南拗?，主要用于拉伸深度比較淺的簡單零件，因此不能完全替代多工位壓力機(jī)，絕大多數(shù)零件應(yīng)優(yōu)先考慮在多工位壓力機(jī)上加工。 設(shè)計模具對我們初出茅廬的學(xué)生來說，是有一定的困難，必須查閱大量的資料，不僅如此也需要老師的指導(dǎo)，詢問其他設(shè)計功底較好的同學(xué)，但是我感覺現(xiàn)在的困難不是什么困難，只要我們用心的去做，一切困難都可以過去的，過了這個檻，就為我們以后的設(shè)計打下了良好的基礎(chǔ)。2 零件工藝性分析 拉深是利用拉深模具將沖裁好的平板毛坯壓制成各種開口的空心工件或?qū)⒁阎瞥傻拈_口空心件加工成其他形狀空心件的一種沖壓加工方法。翻邊時將毛坯或

6、半成品的外邊緣或孔邊緣沿一定的曲線翻成豎立的邊緣德沖壓方法。我所設(shè)計的鏈輪是需要經(jīng)過拉深、翻邊、沖孔等工序才可完成。根據(jù)零件結(jié)構(gòu)特點，其材料選用Q235鋼，材料厚度為3mm。該材料為普通碳素結(jié)構(gòu)鋼。這種鋼含碳量較低，強(qiáng)度不高，但塑性、韌性較好，可通過滲碳淬火提高表面強(qiáng)度、硬度。一般用于制造受載荷較低、形狀簡單、不太重要的、但要求耐磨的小型零件。另外Q235鋼價格便宜, 由于該鏈輪為大批量生產(chǎn)，故采用Q235這種材料。3 編制零件加工工藝3.1分析比較和確定工藝方案如圖21所示為制件圖，材料為Q235，厚度為3mm。在滿足工藝性能要求進(jìn)行大批量生產(chǎn)時，所以一般采用的工序是落料、沖孔、拉深、翻邊成

7、形的。圖21 制件圖3.1.1計算翻邊系數(shù)翻邊前是否需拉成階梯零件，這要核算翻邊的變形程度.由于處的高度尺寸為 根據(jù)翻邊公式,翻邊的高度h為:以一次能安全翻出12mm的高度。3.1.2確定拉深次數(shù) d凸/d=178/120=1.554 屬寬凸緣筒形件。t/D*100=(3/178)*100=1.68 由王孝培主編的沖壓手冊中表4-20查得 h1/d1=0.45h/d=9/120=0.075模柄總長凸凹模高推件塊厚=857025=130mm 因此L2取140mm4.4 模具主要零件的材料選用（1）復(fù)合模具凸模零件的設(shè)計與標(biāo)準(zhǔn)：(具體見凸模零件圖圖紙)我們選用Cr12MoV，該材料具有高淬透性能，

8、空冷硬度微變形，可用于精度要求高、耐磨、尺寸較大的冷作模具與拉深模，熱處理HRC500-600。（2）復(fù)合模具凹模零件的設(shè)計與標(biāo)準(zhǔn)：(具體見凹模零件圖圖紙)我們選用T8A，這是沖模中應(yīng)用最廣、價格最便宜的材料，適宜形狀簡單的沖模，其優(yōu)點是加工性能號。由一定的硬度；缺點是蘸火變形大，耐磨性能較差；熱處理HRC580-620。（3）定位零件的設(shè)計與標(biāo)準(zhǔn)：根據(jù)此模具的特點,此模具定位零件有：圓柱銷、內(nèi)六角螺釘?shù)龋痪x用標(biāo)準(zhǔn)件；（4）導(dǎo)向零件的設(shè)計與標(biāo)準(zhǔn)：導(dǎo)向零件有導(dǎo)柱和導(dǎo)套；分別選用標(biāo)準(zhǔn)件；4.5凸凹模的工藝過程模具由各種零件組成,其制造過程包括零件的加工,鉗工裝配以及模具的試沖和調(diào)整，毛坯經(jīng)過車、

9、銑、刨、磨、熱處理和鉗工等加工,改變其形狀、尺寸和材料性能,使之變?yōu)榉蠄D樣要求的零件的過程，稱工藝過程。對于同一個零件,由毛坯制成零件的途徑是種多樣的,也就是說,一個零件可以有幾種不同的工藝過程，工藝過程不同,則生產(chǎn)率成本以及加工精度往往也有顯著的差別，為了保證零件質(zhì)量,提高生產(chǎn)率和降低成本,在制訂工藝過程時,應(yīng)根據(jù)零件圖樣的要求和工廠的實際生產(chǎn)條件,制訂出一種最合理的工藝過程，若將其內(nèi)容以一定的格式寫成文件,用于指導(dǎo)生產(chǎn),則此文件稱為工藝過程。工藝規(guī)程一般是以表格的形式寫在卡片上,此卡片稱工藝卡，卡片的格式和內(nèi)容根據(jù)各工廠的具體情況而定，模具制造屬于單件或小批生產(chǎn)，模具零件的工藝卡一般都訂

10、得比較簡單，其內(nèi)容大致包括工種、施工說明及工時定額等。工藝規(guī)程并不是一成不變的,隨著模具制造技術(shù)的發(fā)展和提高,它也必須作用應(yīng)的修改,把新的技術(shù)成果反映到工藝規(guī)程中,使其不斷完善。凸模和凹模是冷沖模的主要零件,其技術(shù)要求較高，制造時就要注意保證質(zhì)量，由于凸模和凹的形狀是多種多樣的,各工廠的生產(chǎn)條件也各不相同,因此,不可能列出適合于任何形式的凸模和凹模的工藝過程,下面以我們的凹模為例,說明其工藝過程:凹模加工工藝過程如下：上端面，留磨余量為0.30.5mm；5、熱處理：淬火、回火、檢查硬度5660HRC；6、磨平面:在平面磨床上磨上、下兩端面；7、磨內(nèi)孔:在坐標(biāo)磨床上磨基準(zhǔn)面(1200-0.005

11、mm)及凹模型腔；8、精加工：手工研磨刃口；5 模具的安裝與調(diào)整5.1模具裝配原則要制造出一副合格的模具，除了保證模具零件的加工精度外，還必須做好裝配工作。裝配就是按照規(guī)定的技術(shù)要求把所有零件連接起來，使之成為合格的模具。裝配是模具制造過程的一個重要環(huán)節(jié)，裝配質(zhì)量的好壞將直接影響制件的質(zhì)量和模具的使用壽命。例如，在加工時凸模和凹模的尺寸已達(dá)到要求，但是，如果裝配時調(diào)整不好，將造成間隙很不均勻，甚至制造出不合格的制件。為了使凸模和凹模易于對中，總裝時必須考慮上、下模的裝配次序，否則，可能出現(xiàn)無法裝配的情況。上、下模的裝配次序與模具結(jié)構(gòu)有關(guān)，通常是看上、下模中哪一個位置所受的限制大就先裝，用另一個

12、去調(diào)整位置。（1）上、下模的裝配1、對于無導(dǎo)柱模具，凸、凹模的間隙是在模具安裝到機(jī)床上時進(jìn)行調(diào)整的，上、下模的裝配次序沒有嚴(yán)格的要求，可以分別進(jìn)行裝配。2、對于凹模裝在下模座上的導(dǎo)柱模，一般先裝下模。3、對于導(dǎo)柱復(fù)合模，一般先裝上模，然后找正下模的位置。（2）模柄的裝配用角尺檢查模柄與上模座上平面的垂直度，對于帶螺紋的圓柱形模柄，裝配過程大致相同，模柄是從上模座的上平面旋入的，螺紋旋入上模座的深度應(yīng)在上模座上平面以內(nèi)2-4mm，較大型模具用螺釘固定的模柄是從上模座上平面裝入的。（3）導(dǎo)柱、導(dǎo)套的裝配因為導(dǎo)柱、導(dǎo)套和模座的配合都為基孔制的第五中過盈配合，一般都是在壓力機(jī)上將導(dǎo)柱、導(dǎo)套分別壓如下模

13、座和上模座的裝好后檢查導(dǎo)柱對下模座底平面，導(dǎo)套對上模座的上平面的垂直度，其誤差應(yīng)在要求的范圍以內(nèi)。 （4）凸模的裝配凸模一般是用凸模固定板將其裝在模座上的，凸模與固定板的配合要求為H7/m6，裝配時，先在壓力機(jī)上將凸模壓入固定板內(nèi)，檢查凸模的垂直度，名后將固定板的上平面與凸模尾部一齊磨平，為了保持凸模刃口鋒力，還應(yīng)將凸模的端面磨平。5.、固定板、凹模、墊板等零件安裝面部平行。 凸模、導(dǎo)柱等零件安裝不垂直。 導(dǎo)柱和導(dǎo)套配合間隙過大使導(dǎo)向不準(zhǔn)。 卸料板的孔位不正確或歪斜，使沖孔凸模位移。調(diào)整方法：修整有關(guān)零件，重裝上?；蛳履Ｖ匮b凸模和導(dǎo)柱更換導(dǎo)柱或?qū)仔拚蚋鼡Q卸料板沖件質(zhì)量不好：1）有毛刺 產(chǎn)生

14、原因：1、刃口不鋒利或蘸火硬度低 2、配合間隙過大或過小 3、間隙不均勻使沖件一邊有顯著的帶斜角毛刺 調(diào)整方法：合理調(diào)整凸模和凹模的間隙及修磨工作部分的刃口 2）沖件不平 產(chǎn)生原因：1、凹模有倒錐度 2、頂料桿和工件接觸面過小 3、導(dǎo)正釘與預(yù)沖孔配合過緊，將沖件壓出凹陷 調(diào)整方法：1、修整凹模 2、更換頂料 設(shè)計總結(jié) 經(jīng)過一段時間的設(shè)計，本套復(fù)合模已經(jīng)設(shè)計完成。此模具的作用是通過拉深和翻邊來沖壓出所需要的零件。在設(shè)計過程中參考了很多的資料，而且也有一些自己的設(shè)計經(jīng)驗，在設(shè)計復(fù)合模的過程中不僅僅要考慮到一些象零件材料、加工條件、技術(shù)要求、尺寸精度外，還應(yīng)該充分考慮到模具的其他成本，如原材料的獲取條件、加工設(shè)備的精度、加工的條件、周圍環(huán)境的條件、還有交通運(yùn)輸以及所需的時間和交貨期限等等一些與之有關(guān)的一切情況，在目前制造技術(shù)和制造設(shè)備已經(jīng)很高的時期里，要充分利用高的制造設(shè)備 參考文獻(xiàn)1、 王孝培主編.沖壓手冊.北京：機(jī)械工業(yè)出版社.1988.2、 王 芳主編.冷沖壓模具設(shè)計指導(dǎo).北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2003.3、 李碩本主編.沖壓工藝學(xué).北京：機(jī)械工業(yè)出版社.1982.4、 黃毅宏（華東理工大學(xué)）、李明輝（上海交通大學(xué)）主編.模具制造工藝.北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2002.5、 丁德全主編.金屬工藝學(xué).北京：機(jī)械工業(yè)