內(nèi)孔翻邊模具畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

2009屆畢業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)孔翻邊模具設(shè)計(jì)論文作者姓名：所在院系：__機(jī)電工程學(xué)院_____所學(xué)專業(yè)： 數(shù)控技術(shù)指導(dǎo)老師： _論文完成時(shí)間：_2009年5月6日―目錄內(nèi)容摘要 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。關(guān)鍵詞 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。Abstract 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。Keyword 錯(cuò)誤!未定義書(shū)簽。TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"1引言 3\o"CurrentDocument"2工藝分析 3\o"CurrentDocument"3工藝方案的確定 3\o"CurrentDocument"4工藝設(shè)計(jì)與計(jì)算 4\o"CurrentDocument"預(yù)翻孔直徑的計(jì)算及成型次數(shù)的判斷 4\o"CurrentDocument"凸凹模間隙大小及凸凹模的工作尺寸及公差 5\o"CurrentDocument"壓邊力、翻孔力以及壓力性能參數(shù)的計(jì)算 5\o"CurrentDocument"模具結(jié)構(gòu)原理與主要零部件的設(shè)計(jì)與選擇 6模具結(jié)構(gòu)原理 6主要零部件的設(shè)計(jì)與選擇 7凸模和凹模的工藝設(shè)計(jì)與加工 9\o"CurrentDocument"模具設(shè)計(jì)過(guò)程輔助工序 13\o"CurrentDocument"5模具總體結(jié)構(gòu)與工作原理 13\o"CurrentDocument"參考文獻(xiàn) 14\o"CurrentDocument"致謝 15內(nèi)容摘要：本設(shè)計(jì)為內(nèi)孔翻邊（翻孔）模具的設(shè)計(jì)，其主要功能是沿沖壓件內(nèi)孔周圍將材料翻成側(cè)立凸緣，此工序是沖壓生產(chǎn)中最常見(jiàn)的工序，尤其在汽車，拖拉機(jī)領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。在模具設(shè)計(jì)過(guò)程中，在預(yù)翻孔直徑計(jì)算與判斷可否一次成形上，凸凹模間隙的計(jì)算，凹模過(guò)渡圓弧大小的選擇以及壓料力、翻孔力的計(jì)算與校核、壓力機(jī)的選擇，模具主要零件的選擇等方面上都做了詳盡的分析，并設(shè)計(jì)了整套內(nèi)控翻邊模具。此外，在機(jī)加工方面上，對(duì)凸模和凹模主要工作面的加工做了分析，在加工過(guò)程中，針對(duì)其工作面的公差要求，合理的選取刀具以及制定工藝路線，力求使設(shè)計(jì)的模具在結(jié)構(gòu)上最優(yōu)化，功能上完備化，價(jià)格上經(jīng)濟(jì)化。內(nèi)孔翻邊模具屬于典型模具，它的的設(shè)計(jì)對(duì)淺拉伸模具，緣翻邊模具等的設(shè)計(jì)都有借鑒意義！關(guān)鍵詞：翻孔；凸凹模間隙；壓邊力；機(jī)加工Abstract：Theprojectistheburringdiesdesign.itsmainfunctionistoopenthehole.ThisProcessesisbasicworkinstampingproduction.Thereisawiderangeof applicationsinautomobilemanufacturingindustryandtractormanufacturingindustries.Inthediedesignprocess,Ihavedoneadetailedanalysisofthejudgedofholediameter、theblankingclearance、thechoiceofmatrixradiusandtheblankingforce,thepresssure-platc-force，thechoiceofpress-Machine.InMachiningprocess,Ianalyzedthemainwork-faceofpunch-matrix.Accordingtothetolerancerequest,choosethereasonabletoolsandworkoutthetechnicssoastomakeitreasonableasfaraspossibleinstructure,maturityinfunction,economicalintheburringdiesistypicaldie.Thedesignoftheburringdiescangivesupporttothedesignofdrawingdiesandflangingdies!economicalintheKeyword:burring;blankingclearance;press-platc-force;machining1引言內(nèi)孔翻邊模具的設(shè)計(jì)，，材料為Q235鋼，經(jīng)過(guò)退火，厚度6=1mm,其余參數(shù)如圖所示，批量生產(chǎn)，試設(shè)計(jì)該零件的內(nèi)孔翻邊（翻孔）模具。零件圖2工藝分析中40凸緣由沖壓毛坯圓孔內(nèi)孔翻邊而成，此工序前為沖孔。在此模具設(shè)計(jì)過(guò)程中，注意零件凸緣厚度和翻空前厚度的不同，因而模具設(shè)計(jì)時(shí)考慮凸凹模的間隙，還需注意零件過(guò)渡處圓弧過(guò)渡（與毛坯材料厚度有關(guān)）。另外該制件較小，，設(shè)計(jì)模具時(shí)，考慮退模出料的安全與方便，加工該零件為一次成型，故模具的結(jié)構(gòu)不宜復(fù)雜化，應(yīng)優(yōu)化合理，考慮經(jīng)濟(jì)效益。3工藝方案的確定由于該制件較簡(jiǎn)單，且毛坯為沖壓成型件，根據(jù)其工藝性分析，可確定該零件的沖壓方案為：落料合模翻孔退模卸料。在毛坯落料過(guò)程中還要注意毛坯的導(dǎo)向定位等因素。4工藝設(shè)計(jì)與計(jì)算預(yù)翻孔直徑的計(jì)算及成型次數(shù)的判斷由圖可知：D（翻孔直徑）=40H（凸緣高度）二5r（過(guò)度圓弧半徑） 6（毛坯厚度）=1由零件圖我們可知過(guò)度圓弧未知，由于零件過(guò)度圓弧與凹模配合，故凹模的過(guò)渡圓弧與零件的過(guò)度圓弧半徑相同。凹模的過(guò)渡圓弧大小與零件厚度有關(guān)，當(dāng)SW2mm時(shí)，r=（2,4）6,當(dāng)SN2mm時(shí)，r=（1,2）=（2，4）6，取r=2mm根據(jù)彎曲展開(kāi)的原則，可由下列式粗略算得預(yù)翻孔直徑DoDo=D-（）=40-2X（）則預(yù)翻孔相對(duì)直徑Do/6二，查表4-1可得Q235鋼的極限變形系數(shù)K翻二?由公式:H極二D（1-K翻）/2++=7++=由H=5<H極故可判斷一次成型。表4-1低碳鋼極限變形系數(shù)凸凹模間隙大小及凸凹模的工作尺寸及公差由于翻孔時(shí)，由于毛坯料孔壁由厚變薄，同時(shí)還要保證翻孔凸緣挺直，故凸模與凹模之間的單邊間隙S應(yīng)小于材料厚度6,查表4-2可得取凸凹模單邊S=表4-2翻孔時(shí)凸、凹模單邊間隙(mm)坯料厚度毛坯上翻孔拉伸后翻孔———(2)凸凹模的工作尺寸及公差[1,2]查資料可得凸凹模的制造公差：6d= 5p=由凸、凹模工作部分尺寸計(jì)算公式：dp=(dmin+^)°dd=(dmin+A+2S)+0由前面零件圖可得：翻孔件的公差：△二dmin=40mm由此可計(jì)算出：dp= dd=+mm(3)凸模通氣孔：根據(jù)凸模直徑大小，取通氣孔直徑為5mm。壓邊力、翻孔力以及壓力性能參數(shù)的計(jì)算模具設(shè)計(jì)時(shí)，壓邊力可用下列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算Fr=AP 注：A:壓邊圈下坯料的投影面積 P：材料單邊壓邊力P的經(jīng)驗(yàn)公式：P=48()DobX10-5/tZ=1/K^=D/D0Rt=1D=?50x50-36.58x36.58R。b=375?460取。b=400Mpa計(jì)算可得PrX400=F=AP=n(50XX)P/4R翻孔力計(jì)算：F=(D-Do)式中：os：坯料屈服極限6：材料厚度D：翻孔后空的直徑Do：坯料預(yù)翻孔直徑查表可的Q235服極限。s=235Mpa，故可得：F=(D-Do)=XX1X235X()R2776N壓力機(jī)公稱壓力由Fz=F+Fy，對(duì)于翻孔，可歸類于淺拉伸，取PNFz=X(2776+)R故壓力機(jī)公稱壓力FzN模具結(jié)構(gòu)原理與主要零部件的設(shè)計(jì)與選擇模具結(jié)構(gòu)原理模具類型：根據(jù)零件工藝方案分析，該零件較簡(jiǎn)單，僅需一個(gè)工序即可完成，故采用單工序模。操作與定位方案：為降低模具成本，且該模具較簡(jiǎn)單，零件尺寸較小，厚度較薄，故可采用手工送料裝置，采用擋料銷和凸模配合定位。卸料與出件方式：考慮到零件的厚度較薄，可采用頂件塊頂出方式卸料。主要零部件的設(shè)計(jì)與選擇(1)確定凸、凹模工作部分的尺寸時(shí)，應(yīng)考慮模具的磨損，在本次設(shè)計(jì)的模具中，根據(jù)零件要求的精度，凹模，凸模的尺寸公差要求前面計(jì)算已得出。另外還應(yīng)保證凸凹模工作表面的粗糙度，凸凹模的設(shè)計(jì)由零件尺寸以及前的工藝計(jì)算得出，，3。］凸模凹模模架：模架是由上下模座以及導(dǎo)柱導(dǎo)套等構(gòu)成，它是模具的基本骨架，根據(jù)國(guó)標(biāo)選取中間導(dǎo)柱式模架作為本次設(shè)計(jì)的基本模架，由凸凹模尺寸，以及前面工藝方面的計(jì)算，根據(jù)GB/。導(dǎo)向零件對(duì)上下模座進(jìn)行導(dǎo)向，提高模具的精度以及延長(zhǎng)模具的壽命，標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)柱和導(dǎo)套的選取根據(jù)所選用的模座采用國(guó)標(biāo)選取。定位元件：定位元件使坯料在模具的凸凹模上有正確的位置。此模具的毛坯定位裝置采用下底座凸模自定位和擋料銷共同完成，擋料銷的選取采用JB/。卸料與出件裝置：卸料和出件裝置將沖模完成一次沖壓所得的零件從模具零件上卸下來(lái)的裝置，此模具的卸料和出件裝置選用彈性卸料裝置和打桿頂件塊共同作用完成，其具體結(jié)構(gòu)和工作原理見(jiàn)模具結(jié)構(gòu)原理設(shè)計(jì)章節(jié)。緊固件：設(shè)計(jì)中用到的螺釘和銷釘采用標(biāo)準(zhǔn)件，螺釘使用內(nèi)六

角螺釘，緊固牢靠，螺釘頭不外漏，銷釘常用圓柱銷。凸模和凹模的工藝設(shè)計(jì)與加工翻孔凸模和翻孔凹模的加工工藝過(guò)程分別見(jiàn)表4-3和表4-4[5]。表4-3翻孔凸模加工工藝過(guò)程表工序號(hào)工序名稱工序內(nèi)容設(shè)備—1 備料 將毛壞鍛成①50X50mm圓料.材質(zhì)T10A?！?熟處理退火—3車車端面保證粗糙度，車凸模外形輪廓（圓弧、錐面），鉆①5mm軸向通氣孔（深28mm），保證凸模主要工作面的尺寸和位置公差。切斷（保證長(zhǎng)度尺寸）。數(shù)控車床4鉗鉆①5mm徑向通氣孔（深20mm）鉆床4熱處理淬火、回火，保證58-62HRC—5磨平面磨凸模切斷面見(jiàn)光（安裝面）磨床6檢驗(yàn)——表4-4翻孔凹模加工工藝過(guò)程表工序號(hào)工序名稱工序內(nèi)容設(shè)備1備料將毛坯鍛成①95X80mm圓料，材質(zhì)T10A。3鉗鉆①40mm孔（深75mm）鉆床4車車端面，鏜①40mm孔，0mm（保證r2圓弧光潔度）車削外緣輪廓，保證凸模工作表面粗糙度、尺寸和位置公差，切斷。數(shù)控車床5熱處理淬火、回火，保證60-64HRC—6平磨磨零件上、下面見(jiàn)光，保證平行度公差要求。磨床7檢驗(yàn)——選擇數(shù)控車床加工凸模和凹模保證了凸凹模的尺寸公差和形位公差，使加工過(guò)程大大簡(jiǎn)化，提高效率。翻孔凸凹模機(jī)加工工藝及程序編制過(guò)程如下：凸模：毛坯尺寸為①50*50mm,工件材質(zhì)為T(mén)10A。凹模：毛坯尺寸①92*80工件材質(zhì)為T(mén)10A。零件圖分析及工件坐標(biāo)系的建立根據(jù)對(duì)零件圖的結(jié)構(gòu)和尺寸標(biāo)注分析，確定工件坐標(biāo)系原點(diǎn)位于工件右面的中心點(diǎn)。加工工藝路線設(shè)計(jì)凸模:，粗車外輪廓(補(bǔ)償?shù)都獍霃?(深28mm)凹模：(Z軸)鉆①40mm孔，深75mm。刀具以及切削參數(shù)選擇凸模加工刀具參數(shù)如表4-5所示。外圓粗車采用T01，切削速度：600r/min，切削深度2mm，；外圓精車采用T02，切削速度：800r/min，，；切斷采用T03，切削速度300r/min，。表4-5凸模加工刀具參數(shù)刀位刀具名稱刀補(bǔ)號(hào)備注1外圓粗車刀01主偏角93°2外圓精車刀02主偏角93°3切斷刀03刃寬4mm尾座①5mm鉆頭凹模加工刀具參數(shù)如表4-6所示。表4-6凹模加工刀具參數(shù)刀位刀具名稱刀補(bǔ)號(hào)備注1外圓車刀01主偏角93°2內(nèi)鏜刀023切斷刀03刃寬4mm尾座①40mm鉆頭外圓車刀選用T01,切削速度800r/min,；內(nèi)鏜刀選用T02，切削速度800r/min，；切斷采用T03，切削速度300r/min，。凸模加工程序如下：%0001N1一號(hào)粗車刀以600r/min轉(zhuǎn)動(dòng)，N2G00X60Z50快速移動(dòng)到換刀點(diǎn)（x60，z50）N3G00X60Z0快速移動(dòng)到程序起點(diǎn)（x60，z0）N4 粗車循環(huán)開(kāi)始N5GOOX60Z50 快速移動(dòng)到換到點(diǎn)N6 換二號(hào)精車刀，以800r/min轉(zhuǎn)動(dòng)，N7G00G42X60Z0添加刀補(bǔ)，快速移動(dòng)到程序起點(diǎn)，精加工開(kāi)始N8G01X30直線插補(bǔ)到點(diǎn)（x30，z0）N9 直線插補(bǔ)到點(diǎn)（，z0）后倒r2圓弧N10G01Z-12 直線插補(bǔ)到點(diǎn)（，z-12）N11車錐面N12G01Z-35 直線插補(bǔ)到點(diǎn)（，z-35）N13G01X46N14G01Z-43N15G00X60Z50 回到換刀點(diǎn)N16M30 程序停止，刀具返回凹模加工程序的編制（輪廓外形，內(nèi)工作面）%0002N1 N2G00X100Z50N3G00X100Z0 N4N5G00X100Z50 N6G00X100Z0N7G01X50 N8G01X80C2尾部倒角N9G01Z-60 N10G01X90N11G01Z-73 N12G00X100Z50N13 N14G00X0Z10N15G01X0Z0 N16G01X50N17 N18G01Z-75N19G00Z30 N20GOOX100Z50N21M30（注：設(shè)備選用華中數(shù)控HNC-21T型數(shù)控車床加工，對(duì)于切斷，此處未編寫(xiě)程序，在加工過(guò)程中，考慮刀具磨損，應(yīng)根據(jù)測(cè)量參數(shù)輸入刀具磨損）[5]模具設(shè)計(jì)過(guò)程輔助工序翻孔工藝的輔助工序:為保證翻孔過(guò)程的順利進(jìn)行和提高零件的質(zhì)量和模具的壽命，需安排一些必要的輔助工序［6］。:翻孔過(guò)程中，毛坯與零件表面之間會(huì)產(chǎn)生很大的摩擦，它不僅使翻孔系數(shù)和翻孔力增加，而且還會(huì)損傷模具和零件表面，翻孔時(shí)使用潤(rùn)滑劑可以減少材料與模具之間的摩擦，降低毛坯變形阻力，冷卻工作表面，并可以保護(hù)零件表面不被損傷以及提高零件的表面質(zhì)量。翻空時(shí)，潤(rùn)滑劑只涂在坯料與凹模相接觸的一面，不能涂在與凸模借助的一面，這樣會(huì)使材料與凸模之間產(chǎn)生滑動(dòng)從而使材料變薄。查閱資料可以選取L-AN5潤(rùn)滑劑（錠子油43%、魚(yú)肝油8%、石墨15%、油酸8%、硫磺5%、肥皂水21%）作為翻孔模具的潤(rùn)滑劑。:在翻孔過(guò)程中，和其它冷作變形一樣，金屬會(huì)產(chǎn)生硬化，使金屬的變形抗力和強(qiáng)度增加，而塑性降低。對(duì)于本次設(shè)計(jì)的模具所加工的零件，若出現(xiàn)加工硬化的現(xiàn)象，應(yīng)進(jìn)行退火處理，增加其塑性。5模具總體結(jié)構(gòu)與工作原理。其工作原理為：當(dāng)模具上下模座處于開(kāi)啟狀態(tài)時(shí)，將毛坯放置在下模座，此時(shí)下模座上凸模、擋板3和壓料板共同構(gòu)成坯料的定位裝置，凸模的導(dǎo)正部位尺寸和坯料的預(yù)翻孔尺寸構(gòu)成間隙配合（滿足公差要求），凹模下降將毛坯壓在壓料板上，繼續(xù)下降完成沖壓過(guò)程。上模座升起，壓料板7繼續(xù)和凹模保持壓緊狀態(tài)，當(dāng)零件被推倒毛坯初始位置時(shí)，由于擋板將壓料板擋住，零件和壓料板脫離，此時(shí)零件繼續(xù)留在凹模中，隨著凹模的繼續(xù)上升，零件會(huì)被打桿和推件塊構(gòu)成的卸料裝置頂出。完成一次沖壓翻孔。

內(nèi)孔翻邊（翻孔）模具1：打桿 2：模柄3：壓板4、10、：緊固螺釘5：導(dǎo)柱6:導(dǎo)套7：壓料板8：銷釘9:頂桿11、12：凸、凹模固定板14;凹模15：推件塊16：凸模技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)：（1）裝配后的模架，其上下模座沿導(dǎo)柱上下移動(dòng)應(yīng)平穩(wěn)無(wú)滯住現(xiàn)象。（2） 模架的各零件工作表面不允許有裂紋和影響使用的沙眼、縮孔、機(jī)械損傷等缺陷。（3） 鑄件