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課程設(shè)計說明書 題目名稱 鑰匙模具設(shè)計 學(xué)生姓名 專 業(yè) 機械工程及自動化 汽車工程 班 級 學(xué) 號 指導(dǎo)教師 時 間 2006 年 12 月 25 日 2007 年 1 月 28 日 機械工程學(xué)院 2 課程設(shè)計任務(wù)書 一 設(shè)計題目 鑰匙模具設(shè)計 二 設(shè)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(jìn)行零件沖壓模具設(shè)計 4 編寫設(shè)計計算使用說明書 3 四 進(jìn)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(shè)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(shè)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(shè)計說明書 1 份 六 總評成績及評語 指導(dǎo)教師 簽名日期 年 月 日 系 主 任 審核日期 年 月 日 4 目 錄 序 言 5 1 零件工藝分析 6 1 1 設(shè)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(shè)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(biāo)準(zhǔn)零件圖 10 4 1 凸凹模具設(shè)計圖 10 4 2 鑰匙零件標(biāo)準(zhǔn)圖 12 4 3 鑰匙凹模圖 12 參考文獻(xiàn) 13 5 序 言 本次課程設(shè)計是我們學(xué)完了大學(xué)四年全部的本專業(yè)課程后進(jìn)行的一次設(shè)計學(xué)習(xí) 是大 學(xué)學(xué)業(yè)的一次總結(jié)性 綜合性的復(fù)習(xí)和鍛煉 同時為明年的畢業(yè)設(shè)計打好基礎(chǔ)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(shè)計對我的學(xué)習(xí) 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(dǎo) 6 1 零件工藝分析 1 1 設(shè)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(shè)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(biāo)包括 1 材料消耗少 生產(chǎn)準(zhǔn)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(guān)輔助工序 4 沖壓工藝設(shè)備少 生產(chǎn)面積需要小 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(dá)到優(yōu)良工藝指標(biāo) 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(dá) 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(dá)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(yīng)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(xué)成分 力學(xué)性能以及與沖壓性 密切相關(guān)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(yīng) 因此 應(yīng)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(dāng)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(dá)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(yīng)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(biāo)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 7 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(shè)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(jì)效益選擇模具種 類 2 模具結(jié)構(gòu)和模具材料應(yīng)與制作批量相適應(yīng) 3 盡量采用標(biāo)準(zhǔn)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(yīng) 還應(yīng)與壓力機臺面尺寸及 開孔尺寸大小相適應(yīng) 5 落料模的送料方向要與選用壓力機相適應(yīng) 6 為了便于校模和存放 模具應(yīng)安裝閉合高度限位塊 模具工作時限位塊 不應(yīng)受壓 7 沖壓對稱制件的模架應(yīng)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(yīng)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(yīng)力集中導(dǎo)致開裂 10 應(yīng)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(yīng)保證彈簧彈裂時不致蹦出傷人 12 沖孔模應(yīng)考慮放入和取出制作方便 安全 13 沖孔模的定位 應(yīng)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(xì)小凸模應(yīng)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(yīng)采用鑲拼 與嵌塊結(jié)構(gòu) 3 模具設(shè)計計算 3 1 排樣 計算條料寬度及確定步距 首先查有關(guān)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(jìn)料步距為 17 65mm 條料寬度按相應(yīng)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 8 圖 2 排樣圖 3 2 計算總沖裁力 沖裁力 F KLt 查 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(biāo)系 計算壓力中心坐標(biāo) 圖形近似關(guān)于Y軸對稱 所以X 0 32 914 27 6 72 0 6 38 1 67 95 1 21 nLyy 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 9 凸 0 025 凹 0 035 故均能滿足分別加工時 凸 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 0 xDd凹 凸模 minZp 035 694 24 0 5 1 04 025 9 25 0 75 0 25 02 7 3 0 75 0 36 02 025 49 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(dǎo)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 107200N3 0 H 22 049mm172 選用沖床的公稱壓力 應(yīng)大于計算出的總壓力 P0 10 72t 最大閉合高度應(yīng)大 于沖模閉合高度 5mm 工作臺臺面尺寸應(yīng)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 10 3 設(shè)計并繪制總圖 選取標(biāo)準(zhǔn)件 按已確定的模具形式及參數(shù) 從冷沖模標(biāo)準(zhǔn)中選取標(biāo)準(zhǔn)模架 繪制模具總裝圖 按模具標(biāo)準(zhǔn) 選取所需的標(biāo)準(zhǔn)件 查清標(biāo)準(zhǔn)件代號及標(biāo)記 寫在總圖明細(xì) 表 并將各零件標(biāo)出統(tǒng)一代號 4 繪制非標(biāo)準(zhǔn)零件圖 4 1 凸凹模具設(shè)計圖 11 圖 4 鑰匙沖裁模設(shè)計 1 下模座 2 定位銷 3 凹模 4 導(dǎo)柱 5 導(dǎo)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(xì)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(dǎo)柱 2 T8A 5 導(dǎo)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 12 4 2 鑰匙零件標(biāo)準(zhǔn)圖 圖 5 標(biāo)準(zhǔn)零件圖 4 3 鑰匙凹模圖 13 圖 6 凹模圖 參考文獻(xiàn) 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(shè)計簡明手冊 北京 機械工業(yè)出版社 2006 1