转子片级进模设计 毕业设计正文

毕业设计说明书转子片级进模设计I学学学学院院院院毕业设计毕业设计毕业设计毕业设计说明书说明书说明书说明书设计题目设计题目设计题目设计题目转子片级进模设计转子片级进模设计转子片级进模设计转子片级进模设计设计编号设计编号设计编号设计编号学学学学院机电与建筑工程院机电与建筑工程院机电与建筑工程院机电与建筑工程系系系系别别别别机电机电机电机电工程系工程系工程系工程系专专专专业业业业05材料成型及控制材料成型及控制材料成型及控制材料成型及控制班班班班级级级级学学学学号号号号姓姓姓姓名名名名指导教师指导教师指导教师指导教师完成日期完成日期完成日期完成日期2009年年年年4月月月月26日日日日答辩日期答辩日期答辩日期答辩日期2009年年年年5月月月月10日日日日毕业设计说明书转子片级进模设计II摘摘摘摘要要要要本文主要介绍了转子片冲压模具的设计，包括制件冲压工艺性分析和确定；包括冲压模设计计算，主要有相关工艺计算，凸、凹模零件以及主要零部件结构的设计，还有模具总体设计等方面。通过对转子片的工艺分析，最终确定为3工位级进模。较为详细地叙述了冲压模具工作零件的设计、定位零件的设计、卸料装置的设计和模架选择等。关键词关键词关键词关键词级进模；转子片；模具设计毕业设计说明书转子片级进模设计IIIABSTRACTTHEPIECEROTORSTAMPINGDIEDESIGNISINTRODUCEDINTHISPAPERINCLUDINGSTAMPINGDIEDESIGNANDCALCULATION,TECHNOLOGYRELATEDTERMS,THESTRUCTUREDESIGNOFTHEPUNCH、CAVITYANDTHEMAINCOMPONENTSTHROUGHTHEANALYSISOFROTORCHIPTECHNOLOGYTHETHREEPOSITIONPROGRESSIVEDIEISULTIMATELYADOPTED,ANDTHEDESIGNOFWORKINGPARTS,POSITIONINGPARTS,DISCHARGINGDEVICEANDTHECHOICEOFMOLDISDESCRIBEDKEYWORDSPROGRESSIVEDIEROTORPLATEDIEDESIGN毕业设计说明书转子片级进模设计IV目目目目录录录录摘要、关键词ABSTRACT、KEYWORDS目录1引言62确定工艺方案及模具结构型式721分析制件的冲压工艺性722分析比较和确定工艺方案73工艺计算831计算料条宽度、确定步距、排样设计832计算冲压力933确定压力中心934材料利用率的计算94凸、凹模零件设计941冲裁刃口尺寸公差的计算9411冲孔10MM凸、凹模刃口尺寸的计算10412冲12个嵌线槽凸、凹模刃口尺寸计算10413外形落料凸、凹模刃口尺寸计算1142确定凸、凹模零件结构尺寸12421冲孔、落料凹模结构、尺寸确定12422凹模固定板外形结构和尺寸确定13423凸模尺寸确定135模具主要零部件的结构设计1351工作部分零件13511冲10MM孔的凸模设计13512冲12个嵌线槽凸模设计14513落料凸模设计1452定位零件14毕业设计说明书转子片级进模设计V521送进导向零件14522送料定距零件141）导正销152）定距侧刃153）侧刃挡块1553卸料和推件装置16531卸料弹簧的设计16532卸料螺钉的设计17533卸料板孔和凸凹模间隙1754模架及其零件17541滑动导向模架和滚动导向模架17542导向零件1755支承及夹持零件、紧固零件的设计18551模柄18552紧固件18553垫板尺寸确定19554固定板尺寸确定196模具的总体设计1961模架的选择2062模架参数的确定2063凸模强度校核21631压应力校核21632弯曲应力校核217选定冲压设备228绘制模具总图229设计总结23参考文献25谢辞24毕业设计说明书转子片级进模设计61引引引引言言言言此次设计的目的，是巩固大学四年所学，并进一步提高对模具设计的认识。通过自己动手，查找设计所需的相关内容，逐步摸索。设计中会遇到很多问题，这需要我们充分扩展思维，通过指导老师适当的指导，将棘手的问题一一解决。冲压工艺在工业生产中的应用十分广泛，而冲压模具是实现冲压工艺必不可少的工艺装备。冲模设计水平将直接影响到铲平质量、生产效率、生产成本与操作者的安全。级进冲模是冷冲压模具中一种先进、高效的冲压模具。对于一般冲压模具而言，结构较为复杂，模具的制造难度及精度要求相对较高，制作周期较长，因而对模具设计及工艺编排专业技术人员的要求更高。模具技术未来发展趋势主要是朝信息化、高速化生产与高精度化发展。因此从设计技术来说，发展重点在于大力推CAD/CAE/CAM技术的应用，并持续提高效率，特别是板材成型过程的计算机模拟分析技术。模具CAD、CAM技术应向宜人化、集成化、智能化和网络化方向发展，并提高模具CAD、CAM系统专用化程度。对于模具数字化制造、系统集成、逆向工程、快速原型/模具制造及计算机辅助应用技术等方面形成全方位解决方案，提供模具开发与工程服务，全面提高企业水平和模具质量，这更是冲压模具技术发展的重点。由于本人水平所限，书中难免有不足之处，恳请老师批评指正，本人深表感谢。毕业设计说明书转子片级进模设计72确定工艺方案及模具结构型式确定工艺方案及模具结构型式确定工艺方案及模具结构型式确定工艺方案及模具结构型式21分析制件的冲压工艺性（1）冲压材料件材料分析硅钢的抗剪强度为186MPA，抗拉强度为225MPA，伸长率为26，此种材料有足够的强度，适宜于冲压生产。（2）工件结构及尺寸精度分析该零件形状复杂，由圆弧和直线组成。为大批量生产，制件厚度为035MM。冲裁件内外形所能达到的经济精度为IT13，该零件的精度要求能够在冲裁加工中得到保证，其他尺寸标注，生产批量等情况，也均符合冲裁的工艺要求。根据以上分析，此产品冲压工艺性较好，故选择冲压方法进行加工。工件简图如图1所示图1工件简图22分析比较和确定工艺方案由于转子冲件的精度要求较高，形状也比较复杂，适宜采用多工位级进模进行冲压，冲件的冲压工序为冲孔和落料。冲件的异形孔较多，在级进模的结构设计和加工制造上都有一定的难度。毕业设计说明书转子片级进模设计83工艺计算工艺计算工艺计算工艺计算31计算条料宽度、确定步距、排样设计查最小工艺搭边值表，确定搭边值，两侧搭边值各取A115MM，两工件间的搭边值A32MM,步距SDA47232MM504MM。条料宽度BDMAX2AC0,查送料最小间隙CMIN表得C05MM，查条料宽度偏差表得05MM，则得B472215052）005MM512005MM。转子片为大批量生产，选用整卷料硅钢片带料，采用冲压设备附设的自动送料装置送料，其送料精度可达005MM。为了进一步提高送料精度，在模具中使用导正销作精定位。综合以上工艺分析，整带料即为该冲件本体的载体形式，为保证冲件的关键尺寸及相对位置精度，在冲制导正钉孔的同时应考虑把转子片的12个线槽孔一起冲出。确定的排样图如图2所示工位1为冲导正钉孔，转子片各槽孔，工位2为冲转子片中间孔，工位3为转子片外形落料，共三个工位。导正钉孔直径25MM。图2排样图32计算冲压力冲压力等于冲孔时的冲压力和落料时的冲压力之和。毕业设计说明书转子片级进模设计9查钢铁材料的力学性能表,得硅钢的抗剪强度186MPA。K的取值依据冲裁刃口而定，平刃口，K113；斜刃口，K0206。考虑刃口的磨损，生产批量和材料厚度等因素的影响，一般取K13。根据公式FKLT计算，L为冲裁周边长度，T为材料厚度。落料力F落KLT47203513186N1254KN冲孔力F冲KLT（150/3603944292/360452212/360472）121003513186N4007KN落料时的卸料力F卸K卸F落查表取K卸006故F卸K卸F落0061254KN075KNF总F落F冲F卸125440070755336KN为了保证冲裁力足够，一般冲裁时压力机吨位应比计算的冲压力大30左右，即F总13F总135336KN69368KN33确定压力中心因该工件为中心对称，故压力中心为该冲裁件轮廓图形的几何中心上。34材料利用率的计算根据一般的市场供应情况，选用原材料。一个步距的材料利用率为S1S010097018MM2512MM504MM1004033。4凸凸凸凸、凹模零件设计凹模零件设计凹模零件设计凹模零件设计41冲裁刃口尺寸公差的计算查较大间隙的冲裁模具初始双面间隙表得间隙值ZMIN0021MM，ZMAX0028MM。411冲孔10MM凸、凹模刃口尺寸的计算毕业设计说明书转子片级进模设计10查简单形状冲裁件冲裁时的凸、凹值表得凸0020MM，凹0020MM。因为，ZMAXZMIN弹簧的实际总压缩量L总。，此弹簧的具体参数是弹簧外径D20MM，材料直径D3MM，自由高度H45MM，节距T55MM，F1330N，极限载荷时弹簧的高度H1302MM。弹簧的最大许可压缩量LMAX（45302）MM198MM弹簧预压缩量LF0F1LMAX18753301981125MM校核卸料板工作行程TH1H2（0350605）MM145MM凸凹模刃口修磨量H36MM弹簧的实际总压缩量L总LTH1H2H3187MM由于198187，即LMAXL总，所以所选弹簧是合适的。所选弹簧的规格为外径D20MM钢丝直径D3MM自由高度H45MM装配高度H2HL（451125）MM3375MM弹簧的窝座深度HHLMAXH卸料板T1H凸模H修模（451981403513356）MM1305MM弹簧外露高度H3195MM，弹簧安装在卸料螺钉里面。532卸料螺钉的设计查表选用L70MM。直径D8MM，L70的圆柱头卸料螺钉，其标记为卸料螺钉M870，材料为45钢，热处理硬度为3545HRC。533卸料板孔和凸模间隙毕业设计说明书转子片级进模设计17查表得弹性卸料板孔与凸模之间的单边间隙值为005MM。级进模中特别小的冲孔凸模与卸料板孔的单边间隙值应比查表所得值略大，故弹性卸料板与冲导正销孔凸模之间的单边间隙值取01MM。54模架及其零件541滑动导向模架和滚动导向模架模架是上模座、下模座、导柱和导套的组合体。根据模架导向用的导柱和导套间的配合性质，模架可分为滚动导向模架和滑动导向模架两大类。滚珠导向装置是一种无间隙导向的结构，其精度要比光滑圆柱导向装置高，且其寿命也长。故本模具采用滚珠导向装置。542导向零件导向零件用于提高模具精度、减少冲床对模具精度的不良影响，同时还可以节省模具的调整时间，以及提高冲件的精度和模具寿命。在选择导柱长度时，应保证模具在闭合位置时，导柱的上端面与上模座顶面的距离不小于1015MM，以保证凸、凹模经多次刃磨而使模具闭合高度变小后，导柱也不会影响模具正常工作；而下模座的下平面与导柱压入端的端面之间的距离不小于5MM。以保证下模座在压力机工作台上的安装固定；导套的上断面与上模座上平面之间的距离应大于23MM，以便排气和出油。导柱下断面用螺钉固定，螺钉规格为M2028，同时需要设置一个平垫圈。55支承及夹持零件、紧固零件的设计551模柄模柄的作用是把上模部分与压力机的滑块相连接,并将作用力由压力机传给模具。设计模具时，选择模柄的类型要考虑模具结构的特点和使用要求，模柄工作段的直径应与所选定的压力机滑块模柄孔的直径相一致。综合考虑，选用压入式模柄，它与上模座孔采用H7/M6过渡配合，并加销钉防转。选择凸缘模柄JB/T7646194A型，材料为Q275。模柄50MM120MM。552紧固件毕业设计说明书转子片级进模设计18冲模中用到的紧固件主要是螺钉和销钉，其中螺钉起联结固定作用，销钉起定位作用。本模具使用4个内六角螺钉，紧固牢靠，螺钉头不外露，且模具外形美观。销钉选用4个圆柱销。螺钉选用M12的规格，销钉选用10。螺钉之间，螺钉与销钉之间的距离，螺钉、销钉距凹模刃口及外缘的距离，均不应过小，以防降低模具的强度。各被联接件的销孔应配合加工，以保证位置精度。销钉和销孔之间采用H7/N6配合。其位置如图4所示图4螺钉、销钉之间的距离图553垫板尺寸确定垫板的作用是直接承受和扩散凸、凹模传递的压力，以降低模板所受的单位压力，防止冲裁过程中凸模在上模座上压出凹坑，使模具在轴线方向上产生松动从而导致模具寿命的降低。冲模中最常见的是凸模垫板，它被装于凸模固定板与模板之间。同时本模具也需要设置凹模垫板。垫板材料为45钢，淬火硬度为3842HRC。垫板上、下表面应磨平，以保证平行度要求。垫板尺寸为250MM160MM10MM。554固定板尺寸确定固定板的凸、凹模安装孔与凸、凹模采用过渡配合H7/M6，压装后将凸、凹模端面与固定板磨平。凸模固定板外形尺寸250MM160MM36MM。毕业设计说明书转子片级进模设计19凸模固定板材料选用45钢，调质处理，硬度为3842HRC。6模具的总体设计模具的总体设计模具的总体设计模具的总体设计在上述分析计算的基础上，进行模具结构的总体设计（此时一般只需勾画出草图即可），并初步计算模具的闭合高度,并确定模具的外形尺寸。61模架的选择标准模架中，应用最广泛的是导柱、导套作为导向装置的模架，根据导柱、导套配置的不同。选用四导柱模架，其导向的精度与刚度都较好。故选用四导柱滚珠模架。62模架参数的确定依据凸、凹模周界尺寸选择模架为250MM160MM（GB/T28523），技术条件按JB/T80501999的规定。模架各零件标记如下L250B160上模座250MM160MM50MM下模座250MM160MM60MM导柱C32MM195MM导套C32MM120MM48MM模柄A50MM120MM上固定板厚度36MM下固定板厚度22MM垫板厚度10MM卸料板厚度14MM模具的闭合螺钉上模座M1279GB/T7012000下模座M1279GB/T7012000模柄防转销钉846GB/T11922000毕业设计说明书转子片级进模设计20圆柱销1082GB/T119220001090GB/T11922000高度H闭H上模座H上垫板H凸模H凹模H下垫板H下模座H凸模进入凹模深度（50107422106005）MM2255MM63凸模强度校核631压应力校核查表得凸模材料的许用压应力Y1800MPA,被冲材料的抗剪强度425MPA对于圆形凸模，DMIN4T/Y对于非圆形凸模，要使AMINF/Y其中，DMIN凸模最小直径T料厚抗剪强度AMIN凸模最狭窄处的截面积F冲裁力Y凸模材料的许用应力。对于冲嵌线槽凸模，AMIN083514428MM228621N/1800MPA159MM2，满足，所以合格。对于冲孔凸模，D1002MM4035MM425MPA/1800MPA033MM,满足，故也合格。632弯曲应力校核对于圆形凸模，LMAX90D2/F对于非圆形凸模，LMAX425/FJ/式中，LMAX许可的凸模最大自由长度D凸模的最小直径F冲裁力J凸模最小断面的惯性距毕业设计说明书转子片级进模设计21对于圆形凸模，LMAX38MM9010021002/533604096MM,满足，所以合格。对于冲嵌线槽凸模，LMAX38MM425/53360/9356005155MM,满足，所以也合格。7选定冲压设备选定冲压设备选定冲压设备选定冲压设备冲裁件尺寸为472MM，板厚为035MM，查压力机规格表，选择型号为JH2340型开式双柱可倾式压力机。其主要参数如下公称压力400KN滑块行程80MM最大闭合高度330MM工作台尺寸（前后左右）460MM700MM垫板尺寸65MM模柄孔尺寸50MM70MM最大倾斜角度308绘制模具总图绘制模具总图绘制模具总图绘制模具总图模具总图包括零件图的绘制应严格按照制图标准GB/T4457T4460和GU/T1311993。同时，在实际生产中，结合模具的工作特点和安装、调试的需要，其图画的布局已形成一定的习惯。如图5所示毕业设计说明书转子片级进模设计22图5模具总图9设计总结设计总结设计总结设计总结通过这次毕业设计，我巩固了大学四年所学。设计过程中我增长了很多新知识，了解到动手实践才是硬道理。本套设计通过对制件材料分析后，确定为冲压成型，并通过对制件形状的分析，确定为三工位级进模。设计过程中，进行了一系列的工艺计算，然后对凸、凹模零件，定位零件、卸料装置、导向零件、支持紧固零件等的设计，并对凸、凹模进行校核，确保模具可以正常工作。本套模具合模时弹簧压缩，第一工位冲12个嵌线槽孔，第二工位冲中心孔，第三工位落料。用侧刃作粗定位，最后落料用导正销作精定位。开模时，弹簧伸长，凸模上行，至卸料板时条料被卸下，已完成下一次冲裁动作。当弹簧完全复原，卸料板被抬起，模具回到原来高度。毕业设计说明书转子片级进模设计23参考文献参考文献参考文献参考文献1刘守勇机械制造工艺与机床夹具M北京机械工业出版社，200052张铮模具制造技术M北京电子工业出版社，200213潘宝权模具制造工艺M北京机械工业出版社，200494王伯平互换性与测量技术M北京机械工业出版社，20025李益民机械制造工艺设计简明手册M北京机械工业出版社，199366李云程模具制造技术M北京机械工业出版社，200227陈孝康，周兴隆实用模具技术手册M北京中国轻工业出版社，200118李志刚，夏巨谌中国模具设计大典M中国机械工程学会，200359彭建生模具设计与加工速查手册M北京机械工业出版社，2005610张毅现代冲压技术M