内孔翻边模具毕业设计说明书管理资料.docx

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内孔翻边模具毕业设计说明书管理资料

2009届毕业设计

内孔翻边模具设计

论文作者姓名：

____

所在院系：

__机电工程学院_____

所学专业：

数控技术

指导老师：

__

论文完成时间：

_2009年5月6日___

内容摘要：

本设计为内孔翻边（翻孔）模具的设计，其主要功能是沿冲压件内孔周围将材料翻成侧立凸缘，此工序是冲压生产中最常见的工序，尤其在汽车，拖拉机领域应用广泛。

在模具设计过程中，在预翻孔直径计算与判断可否一次成形上，凸凹模间隙的计算，凹模过渡圆弧大小的选择以及压料力、翻孔力的计算与校核、压力机的选择，模具主要零件的选择等方面上都做了详尽的分析，并设计了整套内控翻边模具。

此外，在机加工方面上，对凸模和凹模主要工作面的加工做了分析，在加工过程中，针对其工作面的公差要求，合理的选取刀具以及制定工艺路线，力求使设计的模具在结构上最优化，功能上完备化，价格上经济化。

内孔翻边模具属于典型模具，它的的设计对浅拉伸模具，缘翻边模具等的设计都有借鉴意义！

关键词：

翻孔；凸凹模间隙；压边力；机加工

Abstract：

Theprojectistheburringdiesdesign.itsmainfunctionistoopenthehole.ThisProcessesisbasicworkinstampingproduction.Thereisawiderangeofapplicationsinautomobilemanufacturingindustryandtractormanufacturingindustries.Inthediedesignprocess,Ihavedoneadetailedanalysisofthejudgedofholediameter、theblankingclearance、thechoiceofmatrixradiusandtheblankingforce,thepresssure-platc-force，thechoiceofpress-Machine.InMachiningprocess,Ianalyzedthemainwork-faceofpunch-matrix.Accordingtothetolerancerequest,choosethereasonabletoolsandworkoutthetechnicssoastomakeitreasonableasfaraspossibleinstructure,maturityinfunction,economicalintheburringdiesistypicaldie.Thedesignoftheburringdiescangivesupporttothedesignofdrawingdiesandflangingdies!

Keyword:

burring;blankingclearance;press-platc-force;machining

1引言

内孔翻边模具的设计，，材料为Q235钢，经过退火，厚度δ=1mm，其余参数如图所示，批量生产，试设计该零件的内孔翻边（翻孔）模具。

零件图

2工艺分析

Φ40凸缘由冲压毛坯圆孔内孔翻边而成，此工序前为冲孔。

在此模具设计过程中，注意零件凸缘厚度和翻空前厚度的不同，因而模具设计时考虑凸凹模的间隙，还需注意零件过渡处圆弧过渡（与毛坯材料厚度有关）。

另外该制件较小，，设计模具时，考虑退模出料的安全与方便，加工该零件为一次成型，故模具的结构不宜复杂化，应优化合理，考虑经济效益。

3工艺方案的确定

由于该制件较简单，且毛坯为冲压成型件，根据其工艺性分析，可确定该零件的冲压方案为：

落料---合模翻孔---退模卸料。

在毛坯落料过程中还要注意毛坯的导向定位等因素。

4工艺设计与计算

预翻孔直径的计算及成型次数的判断

由图可知：

D（翻孔直径）=40H（凸缘高度）=5

r（过度圆弧半径）δ（毛坯厚度）=1

由零件图我们可知过度圆弧未知，由于零件过度圆弧与凹模配合，故凹模的过渡圆弧与零件的过度圆弧半径相同。

凹模的过渡圆弧大小与零件厚度有关，当S≤2mm时，r=（2,4）δ,当S≥2mm时，r=（1,2）=（2，4）δ，取r=2mm

根据弯曲展开的原则，可由下列式粗略算得预翻孔直径Do

Do=D-（）

=40-2×（）

=

则预翻孔相对直径Do/δ=，查表4-1可得Q235钢的极限变形系数K翻=.

由公式:

H极=D（1-K翻）/2++

=7++=

由H=5

表4-1低碳钢极限变形系数

凸凹模间隙大小及凸凹模的工作尺寸及公差

（1）由于翻孔时，由于毛坯料孔壁由厚变薄，同时还要保证翻孔凸缘挺直，故凸模与凹模之间的单边间隙S应小于材料厚度δ，查表4-2可得取凸凹模单边

S=

表4-2翻孔时凸、凹模单边间隙（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]

查资料可得凸凹模的制造公差：

δd=δp=

由凸、凹模工作部分尺寸计算公式：

dp=（dmin+△）0

dd=（dmin+△+2S）+0

由前面零件图可得：

翻孔件的公差：

△=dmin=40mm

由此可计算出：

dp=dd=+0mm

（3）凸模通气孔：

根据凸模直径大小，取通气孔直径为5mm。

压边力、翻孔力以及压力性能参数的计算

（1）模具设计时，压边力可用下列经验公式计算

Fr=AP注：

A:

压边圈下坯料的投影面积P：

材料单边压边力

P的经验公式：

P=48（）Dσb×10-5/t

Z=1/K翻=D/D0≈t=1

D=

≈

σb=375～460取σb=400Mpa

计算可得P≈×400=

F=AP

=π（50××）P/4

≈

翻孔力计算：

F=（D-Do）

式中：

σs：

坯料屈服极限δ：

材料厚度

D：

翻孔后空的直径Do：

坯料预翻孔直径

查表可的Q235服极限σs=235Mpa，故可得：

F=（D-Do）

=××1×235×（）

≈2776N

压力机公称压力由Fz=F+Fy,对于翻孔，可归类于浅拉伸，取P≥

Fz=×（2776+）≈

故压力机公称压力Fz≥

模具结构原理与主要零部件的设计与选择

模具结构原理

（1）模具类型：

根据零件工艺方案分析，该零件较简单，仅需一个工序即可完成，故采用单工序模。

（2）操作与定位方案：

为降低模具成本，且该模具较简单，零件尺寸较小，厚度较薄，故可采用手工送料装置，采用挡料销和凸模配合定位。

（3）卸料与出件方式：

考虑到零件的厚度较薄，可采用顶件块顶出方式卸料。

主要零部件的设计与选择

（1）确定凸、凹模工作部分的尺寸时，应考虑模具的磨损，在本次设计的模具中，根据零件要求的精度，凹模，凸模的尺寸公差要求前面计算已得出。

另外还应保证凸凹模工作表面的粗糙度，凸凹模的设计由零件尺寸以及前的工艺计算得出，，[3,4]。

凸模

凹模

（2）模架：

模架是由上下模座以及导柱导套等构成，它是模具的基本骨架，根据国标选取中间导柱式模架作为本次设计的基本模架，由凸凹模尺寸，以及前面工艺方面的计算，根据GB/。

导向零件对上下模座进行导向，提高模具的精度以及延长模具的寿命，标准导柱和导套的选取根据所选用的模座采用国标选取。

（3）定位元件：

定位元件使坯料在模具的凸凹模上有正确的位置。

此模具的毛坯定位装置采用下底座凸模自定位和挡料销共同完成，挡料销的选取采用JB/。

（4）卸料与出件装置：

卸料和出件装置将冲模完成一次冲压所得的零件从模具零件上卸下来的装置，此模具的卸料和出件装置选用弹性卸料装置和打杆顶件块共同作用完成，其具体结构和工作原理见模具结构原理设计章节。

（5）紧固件：

设计中用到的螺钉和销钉采用标准件，螺钉使用内六角螺钉，紧固牢靠，螺钉头不外漏，销钉常用圆柱销。

凸模和凹模的工艺设计与加工

翻孔凸模和翻孔凹模的加工工艺过程分别见表4-3和表4-4[5]。

表4-3翻孔凸模加工工艺过程表

工序号

工序名称

工序内容

设备

1

备料

将毛坯锻成Φ50×50mm圆料，材质T10A。

—

2

热处理

退火

—

3

车

车端面保证粗糙度，车凸模外形轮廓（圆弧、锥面），钻Φ5mm轴向通气孔（深28mm），保证凸模主要工作面的尺寸和位置公差。

切断（保证长度尺寸）。

数控

车床

4

钳

钻Φ5mm径向通气孔（深20mm）

钻床

4

热处理

淬火、回火，保证58-62HRC

—

5

磨平面

磨凸模切断面见光（安装面）

磨床

6

检验

————

—

表4-4翻孔凹模加工工艺过程表

工序号

工序名称

工序内容

设备

1

备料

将毛坯锻成Φ95×80mm圆料，材质T10A。

——

3

钳

钻Φ40mm孔（深75mm）

钻床

4

车

车端面，镗Φ40mm孔，+0mm（保证r2圆弧光洁度）车削外缘轮廓，保证凸模工作表面粗糙度、尺寸和位置公差，切断。

数控车床

5

热处理

淬火、回火，保证60-64HRC

—

6

平磨

磨零件上、下面见光，保证平行度公差要求。

磨床

7

检验

————

—

选择数控车床加工凸模和凹模保证了凸凹模的尺寸公差和形位公差，使加工过程大大简化，提高效率。

翻孔凸凹模机加工工艺及程序编制过程如下：

凸模：

毛坯尺寸为Φ50*50mm，工件材质为T10A。

凹模：

毛坯尺寸Φ92*80

工件材质为T10A。

（1）零件图分析及工件坐标系的建立

根据对零件图的结构和尺寸标注分析，确定工件坐标系原点位于工件右面的中心点。

（2）加工工艺路线设计

凸模：

，粗车外轮廓

（补偿刀尖半径）

（深28mm）

凹模：

（Z轴）钻Φ40mm孔，深75mm。

。

（3）刀具以及切削参数选择

凸模加工刀具参数如表4-5所示。

外圆粗车采用T01，切削速度：

600r/min，切削深度2mm，；

外圆精车采用T02，切削速度：

800r/min，，；

切断采用T03，切削速度300r/min，。

表4-5凸模加工刀具参数

刀位

刀具名称

刀补号

备注

1

外圆粗车刀

01

主偏角93°

2

外圆精车刀

02

主偏角93°

3

切断刀

03

刃宽4mm

尾座

Φ5mm钻头

——

——

凹模加工刀具参数如表4-6所示。

表4-6凹模加工刀具参数

刀位

刀具名称

刀补号

备注

1

外圆车刀

01

主偏角93°

2

内镗刀

02

——

3

切断刀

03

刃宽4mm

尾座

Φ40mm钻头

——

——

外圆车刀选用T01，切削速度800r/min，；

内镗刀选用T02，切削速度800r/min，；

切断采用T03，切削速度300r/min，。

凸模加工程序如下：

%0001

N1一号粗车刀以600r/min转动，

N2G00X60Z50快速移动到换刀点（x60，z50）

N3G00X60Z0快速移