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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
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. 進行零件沖壓模具設(shè)計；
4. 編寫設(shè)計計算使用說明書。
四、進度安排：
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
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繪制非標準零件圖……………………………………………………………...10 4.1凸凹模具設(shè)計圖………………………………………………………………10
4.2鑰匙零件標準圖………………………………………………………………12
4.3 鑰匙凹模圖…………………………………………………………………...12
參考文獻 …………………………………………………………………………13
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)。
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包括：
1) 材料消耗少，生產(chǎn)準備周期短；
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。
為使沖壓件達到優(yōu)良工藝指標，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：
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）盡量采用標準模架和模具零件。
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模或沖件內(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
圖2 排樣圖
3.2．計算總沖裁力
沖裁力F=KLtτ (查τ=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，自定義坐標系,計算壓力中心坐標
圖形近似關(guān)于Y軸對稱，所以X=0
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
δ凸= -0.025 δ凹= +0.035
故均能滿足分別加工時， │δ凸│ + │δ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：
凸模：
（24－0.5*1.04）
（9.25－0.75*0.25）
（7.3-0.75*0.36）
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=107200N
H= =22.049mm
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。
（3）設(shè)計并繪制總圖、選取標準件
按已確定的模具形式及參數(shù)，從冷沖模標準中選取標準模架。
繪制模具總裝圖。
按模具標準，選取所需的標準件，查清標準件代號及標記，寫在總圖明細表。并將各零件標出統(tǒng)一代號。
4繪制非標準零件圖
4.1 凸凹模具設(shè)計圖
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#
4.2鑰匙零件標準圖
圖5標準零件圖
4.3 鑰匙凹模圖
圖6 凹模圖
參考文獻
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
13