ZL50裝載機總體及工作裝置設(shè)計
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哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計說明書
哈爾濱理工大學(xué)榮成學(xué)院
課程設(shè)計說明書
題 目: ×××
專業(yè)年級: 材型09-X班
學(xué)生姓名:
學(xué) 號:
指導(dǎo)教師:
哈爾濱理工大學(xué)榮成學(xué)院
完成時間: 2012 年 6 月 22 日
哈爾濱理工大學(xué)榮成學(xué)院
課 程 設(shè) 計 任 務(wù) 書
學(xué)生姓名:XXX 學(xué)號:XXXXXXXXX
學(xué) 院:榮成學(xué)院 專業(yè):材料成型與控制工程(B方向)
任務(wù)起止時間: 2012 年5月 13 日至 2012 年 6月 22 日
課程設(shè)計題目:
課程設(shè)計工作內(nèi)容和計劃:
1. 工作內(nèi)容
(1)繪制模具裝配圖一張(A0或A1圖紙);
(2)繪制模具零件圖兩張(A3圖紙,手繪,由指導(dǎo)教師指定);
(3)編制設(shè)計計算說明書,10~15頁。
2. 工作計劃
2012.6.18—2012.6.19 查閱資料,工藝分析與計算,確定模具總體方案;
2012.6.20-2012.6.22 結(jié)構(gòu)設(shè)計,繪制草圖;
2012.6.25-2012.6.27 完成模具裝配圖;
2012.6.28-2012.6.29 完成模具零件圖,編寫設(shè)計說明書
參考資料:
1. 楊枝靈.數(shù)字圖像獲取處理及實踐應(yīng)用.
2. 喬瑞萍.LabVIEW大學(xué)實用教程(第三版).
3. 熊震宇.弧焊機器人焊縫圖像處理及識別方法的研究.
指導(dǎo)教師意見:
簽名:
年 月 日
教研室主任意見:
簽名:
年 月 日
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目錄
第1章 異形板的工藝性分析 4
1.1 設(shè)計任務(wù) 4
1.2 異形板的工藝性分析 4
1.2.1 異形板的原材料分析 4
1.2.2 異形板的尺寸精度分析 4
1.2.3 異形板結(jié)構(gòu)工藝性分析 4
1.3 異形板沖裁的工藝方案確定 4
1.4 成型設(shè)備的選擇 4
1.4.1 沖壓力的計算 4
1.4.2 壓力機的選擇 4
第2章 異形板的沖壓模具結(jié)構(gòu)設(shè)計 5
2.1 模具總體方案的確定 5
2.2 定位方式 5
2.3 缷料、壓料、出件 5
2.4 模具壓力中心 5
2.5 模具外形尺寸 5
2.6 導(dǎo)向的方式和模架類型 5
第3章 異形板沖壓模具的零部件設(shè)計 6
3.1 凹模板 6
3.2 確定固定板、墊板等尺寸 6
第4 章 模具總裝圖 6
4.1 模具的總裝圖和工作過程 6
4.2 模具的裝配過程 6
參考文獻 7
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- III -
第1章 異形板的工藝性分析
1.1 設(shè)計任務(wù)
設(shè)計任務(wù)如圖1-1所示。
圖1-1 異形板零件圖
已知技術(shù)參數(shù):
材料:45鋼,料厚:2 mm
生產(chǎn)批量:大批量生產(chǎn)。
1.2 異形板的工藝性分析
1.2.1 異形板的原材料分析
制件材料為45鋼,抗剪強度=432~549MPa,抗拉強度=539~686MPa,伸長率=16%。適于沖壓成形。
零件外形尺寸為Φ44,截的一邊長度為15,鉸角倒鈍,均未標注公差,按照客戶要求,制件基本偏差確定為JS,公差等級選用IT14級。用一般精度的模具即可滿足制件的精度要求。
綜合以上分析,得到最終結(jié)論:該制件可以用沖壓生產(chǎn)的方式進行生產(chǎn)。
1.2.2 異形板的尺寸精度分析
如圖1-1所示零件圖,零件形狀關(guān)于X軸對稱,無懸臂、凹槽等結(jié)構(gòu),外形簡單,無尖角結(jié)構(gòu),t=2.0mm,圓弧半徑R1.0mm,滿足R0.25t的要求,屬于落料工序,可以沖裁成形。
1.2.3 異形板結(jié)構(gòu)工藝性分析
由上分析,得到最終結(jié)論,適合沖裁成形。
1.3 異形板沖裁的工藝方案確定
通過制件零件圖可以知道,要加工該制件,只需要外形落料一個工序。所以本項目只設(shè)計一個單工序落料模。
1.4 選擇沖壓設(shè)備
1.4.1沖壓力的計算
已知制件落料周長L=137.915mm;=600Mpa;t=2.0mm
類 別
計算過程
結(jié) 論
沖裁力
F=Lt=137.9152600=165498N16.55tf
16.55tf
模具采用彈性缷料,K=0.025~0.06
缷料力
F=0.05F=0.0516.55tf=0.83tf
0.83tf
由于該異形板模具采用彈性缷料裝置,所以總沖壓力的計算公式為:
F=F+F=(16.55+0.83)tf=17.38tf
1.4.2壓力機的選擇
根據(jù)總的沖壓力(17.38tf)結(jié)合工廠實際生產(chǎn)條件,確定采用日本DOBBY-20A的壓力機。其主要參數(shù)如下:
公稱壓力:200KN(20tf)
最大封閉高度:195mm
最大封閉調(diào)節(jié)量:50mm
工作臺尺寸:500mm300mm
模柄孔尺寸:Φ3880mm
第2章 異形板的沖壓模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計
2.1 模具總體方案的確定
在確定工藝方案后,需要根據(jù)所選模具類型(單工序模、復(fù)合模、級進模等)確定模具的各個部分的具體結(jié)構(gòu),包括進料方式、材料定位、定距方式、模架及卸料、壓料、出件方式等;同時還應(yīng)考慮模具維修、保養(yǎng)和吊裝的方便,同時要在各個細小的環(huán)節(jié)盡可能考慮到操作者的安全等。由于材料比較軟,為了保證制件的平整度,所以采用正裝式復(fù)合模、即凸凹模安裝在下模。
2.2 定位方式
常見的進料方式有手工送料和自動送料兩大類。其中手工送料定位簡單,有時甚至不用或少用定位零件,依靠工人自己控制,這種方法常用于小型單工序模、復(fù)合模的工作中;自動送料常用于級進模加工中,這種送料需要較好的定位、定距和卸料方式,對模具結(jié)構(gòu)要求較高。
由于該模具是單工序落料,所以生產(chǎn)時采用導(dǎo)料銷配合擋料銷定位。
2.3 卸料、壓料、出件方式
在實際生產(chǎn)中,條料的送進采用手工送料,不用導(dǎo)料板或定位銷釘?shù)冉Y(jié)構(gòu),這樣,不僅結(jié)構(gòu)緊湊很多,而且也減少了加工難度。另外,為了提高工作效率和安全性,實際生產(chǎn)時也經(jīng)常采用外置托料板的形式,裝托料板與下模座配合使用,既起到導(dǎo)料作用,又起到托料作用,不用時拆卸下來,使模具結(jié)構(gòu)簡單,尺寸減少,工作方便簡單。
2.4 模具壓力中心
該制件是不對稱形狀,所以需要校核一下該制件的壓力中心,計算過程如圖2-3所示。
首先選取一個坐標系,選取圖2-3中點O位置為坐標原點,然后確定各線段中點到該原點的坐標值;再根據(jù)如下公式進行計算。計算過程如下:
由于零件的外形尺寸較小,并且形狀簡單,且計算出來的壓力中心誤差不超過模具周界尺寸的六分之一,所以我們?nèi)∽畲笸庑蔚闹行臑閴毫χ行摹?
2.5 模具外形尺寸
制件尺寸未標注公差,為了降低工作難度,所以在實際生產(chǎn)中按照IT14等級確定各尺寸公差;零件為不規(guī)則形狀,屬于落料件,所以凹模尺寸按零件圖尺寸加工,各尺寸減去一個間隙值即為凸模尺寸。本例中間隙按表2-15選取0.120。
2.6 導(dǎo)向方式與模架類型
隨著對制件精度要求的提高,現(xiàn)代模具的精度也向著高精度發(fā)展。在對生產(chǎn)批量大、零件公差要求高,壽命要求高的模具,都要采用導(dǎo)向零件。在實際應(yīng)用中,導(dǎo)向零件一般指的是模架組合。
模架主要有兩大類:一類是導(dǎo)柱導(dǎo)套類模架,包括中間導(dǎo)柱模架、對角導(dǎo)柱模架、后側(cè)導(dǎo)柱模架和四角導(dǎo)柱模架;另一類是導(dǎo)板模模架,包括對角導(dǎo)柱彈壓模架和中間導(dǎo)柱彈壓模架兩種。模架的組成已經(jīng)標準化,在設(shè)計模具時可以選擇標準模架,也可以自行設(shè)計模架尺寸。
1)、導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)向
導(dǎo)柱導(dǎo)套與模座的裝配要按照國標規(guī)定。高度H為模具閉合高度,導(dǎo)套在上模座中裝配時,要保留至少3mm的空隙;模具閉合時,導(dǎo)柱距離導(dǎo)套上端面也要有10~15mm的安全距離;導(dǎo)柱在下模座的安裝也不能與底面平齊,要有2~3mm的間隙。同時上模座開橫槽,便于排氣。
2)、滾珠導(dǎo)向
滾珠導(dǎo)向是一種無間隙、精度高、壽命長的導(dǎo)向裝置。常用于高精密沖模中。
該導(dǎo)向裝置由滾珠、滾珠保持器、導(dǎo)柱和導(dǎo)套組成,各組成零件都已經(jīng)標準化。滾珠在導(dǎo)柱與導(dǎo)套之間應(yīng)保證導(dǎo)套內(nèi)徑與導(dǎo)柱在工作時有0.01~0.02mm的過盈量。所以:
式中 ——導(dǎo)套內(nèi)徑;
d——導(dǎo)柱直徑;
——滾珠中心距。
在此選用第一種方式,后側(cè)導(dǎo)柱模架,
凹模周界:L=100mm、B=100mm、閉合高度H=140~165mm,I級精度的后側(cè)導(dǎo)柱模架
上模座(GB/T2855.5-90)規(guī)格: 10010030
下模座(GB/T2855.6-90)規(guī)格: 10010040
導(dǎo)柱(G/T2861.1-90)規(guī)格:Φ22130
導(dǎo)套(G/T2861.6-90)規(guī)格:Φ2870
第3章 異形板沖壓模具的零部件設(shè)計
3.1 凹模板
確定凹模周界時,首先將凹模刃口1:1繪制出來,然后以此為界畫一個外框,由于本設(shè)計選擇M6螺釘和Φ6銷釘,所以該線框為界向外擴展2倍直徑,即是螺釘、銷釘中心線位置;再由位置往外擴展2倍直徑尺寸,即是凹模周界尺寸。則推出凹模周界尺寸為Φ68,確定凹模外形尺寸后,可參考國家標準進行校核或取整,以便后續(xù)選擇標準件的使用空間,所以將凹模周界尺寸擴大一定尺寸,最終尺寸為Φ80.
凹模的厚度主要是從連接螺釘?shù)姆湃肷疃扰c凹模剛度的需要考慮,一般不應(yīng)小于10mm,隨著凹模板外形尺寸的增大,凹模板的厚度也應(yīng)增大。
凹模的厚度H的選取可以根據(jù)經(jīng)驗公式:H=Kb。式中,K為系數(shù),查表2-25得K=0.28,H=800.28=22.4mm,根據(jù)經(jīng)驗和計算數(shù)值,最終取凹模厚度H=25mm
3.2 確定固定板、墊板等尺寸
固定板、墊板等尺寸與確定凹模尺寸方法類似,一般以凹模板尺寸為基準,確定后需與國定標準進行校核,盡量選擇標準值。
缷料板厚度,查表2-26得H=10mm
墊板厚度,查表2-27得H=4mm
第4章 模具的總裝圖
4.1 模具的總裝圖和工作過程
根據(jù)沖壓工藝方案,已確定采用復(fù)合模結(jié)構(gòu),根據(jù)零件的特點可用倒裝復(fù)合模結(jié)構(gòu);采用彈壓卸料、剛性推件;條料在模具中的定位采用活動擋料銷;采用縱向送料;為了操作方便,采用后側(cè)導(dǎo)柱滑塊模架。
裝配圖如下:
4.2 模具的裝配過程
1.先把凸模12裝入凸模固定板6中。并保證凸模掛臺不高出大固定板。
2.把凹模4和下墊板3用螺釘2與下模座1連接。擰緊螺釘。
3.通過凹模上的銷釘孔配做下模座上的銷釘孔。這時把銷釘17裝入其中。
4.把剛裝好的凸模固定板6和上墊板9用螺釘8連接。螺釘不能擰緊。
5.把裝好的上模和下模合模。但要在固定板和凹模間墊等高塊。保證凸模下面與凹模上面有約0.1~0.3mm的間隙。
6.通過下模座的漏料孔。用透光法調(diào)整凸模與凹模的間隙。調(diào)好后擰緊螺釘8。
7.用報紙試沖紙樣。以檢查凸模和凹模的間隙是否合理、均勻。
8.試沖確認后,就可以把上模座的銷釘孔鉆鉸成。并裝入相應(yīng)的銷釘。
9.上模裝上橡膠5,缷料板16,并用缷料螺釘13緊固。
10.下模裝上定位銷、擋料銷。
11.合模。并裝上模柄11.
12試模。合格后投入使用。
參考文獻
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(6)謝昱北主編. 模具設(shè)計與制造. 北京大學(xué)出版, 2005.8
(7)<<模具設(shè)計與制造技術(shù)教育叢書>>編委會編. 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計 .北京:機械工業(yè)出版 , 2003.10
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(11)黃毅宏. 模具制造工藝 . 北京:工業(yè)出版社,1989
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(13)《沖壓成型技術(shù)》 康俊遠主編 北京理工大學(xué)出版社, 2008.
(14)《沖壓模具設(shè)計實用手冊》 鄭家賢主編 機械工業(yè)出版社, 2005.
(15)《沖壓工藝與模具設(shè)計》 鐘毓斌主編 華北航天工業(yè)學(xué)院, 2005.
(16)《實用沖壓模具設(shè)計手冊》 鄭可锽主編 北京宇航出版社, 1990.
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(18)《機械制圖》 郭紀林 余貴英主編 大連理工大學(xué)出版社, 2005.
(19)《互換性與技術(shù)測量基礎(chǔ)》 胡鳳蘭主編 高等教育出版社, 2005.
(20)《機械設(shè)計手冊》 成大先主編 北京化學(xué)工業(yè)出版社, 1994.
(21)《金屬學(xué)與熱處理原理》劉北興主編 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社, 2005.
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