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正文內(nèi)容

基于solidworks機床中心軸托架模具設(shè)計doc-展示頁

2025-07-27 01:02本頁面
  

【正文】 工藝分析加工工藝的確定需要考慮多種因素,最重要的是要兼顧質(zhì)量與效率。對于多品種生產(chǎn)現(xiàn)已成功的開發(fā)一套快速轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。至于大型的沖壓件,還專門配置了機械手等自動化機械裝置,大大提高了沖壓件的品質(zhì)和效率。很多研究機構(gòu)已經(jīng)開始進行沖壓成形性能和沖壓件成形難度的判定等的預(yù)測。對于沖壓毛坯設(shè)計也開發(fā)了計算機輔助設(shè)計,可以實現(xiàn)優(yōu)化對排樣或拉伸毛坯的設(shè)計。目前為了解決這方面的問題,正在努力發(fā)展某些簡易沖模,如聚氨酯橡膠沖模、低合金沖模以及采用通用組合沖模、鋼皮模等,同時也在進行沖壓加工中心等新型設(shè)備和工藝的研究。沖壓加工有其自身的優(yōu)勢,其缺點在于沖模的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,模具制造價格較高。沖壓加工的原材料一般是板材或帶材,故也稱為板材沖壓。 關(guān)鍵詞:模具設(shè)計 機床中心軸托架 solidworks模擬加工 CAD零件圖 1 緒論沖壓是通過模具對板材施加相關(guān)力,使板材發(fā)生塑性變形,同時對板料施加剪切力使板材分離,從而獲得所需尺寸、形狀和性能的零件的加工方法?;赟olidWorks機床中心軸托架模具設(shè)計摘 要:本設(shè)計為機床中心軸托架的工藝分析與冷沖壓模具設(shè)計以及基于solidworks三維建模、動畫模擬的畢業(yè)設(shè)計。根據(jù)設(shè)計零件的尺寸、材料、批量生產(chǎn)等要求,首先分析零件的工藝性,確定其工藝方案,再根據(jù)工藝方案設(shè)計了四個模具共同完成制件的沖制,完成模具零件的設(shè)計選用并完成三維建模和主要零件的CAD二維零件圖紙的繪制,并在三維建模的基礎(chǔ)上用solidworks進行動畫模擬。由于沖壓加工經(jīng)常在材料冷狀態(tài)下進行,因此也稱為冷沖壓。沖壓加工主要需要研究沖壓工藝和模具兩個方面的問題。因此沖壓加工一般只適用于大批量、單一品種的生產(chǎn)。 沖壓成形工藝與理論研究由于引入了計算機輔助工程(CAE),沖壓成形從原來對應(yīng)力、應(yīng)變?yōu)榍腥肟谶M行有限元分析,逐步發(fā)展到借助于計算機模擬和分析工藝過程以此實現(xiàn)優(yōu)化沖壓過程。在現(xiàn)階段,沖壓成形已走向計算機輔助工程化和智能化的發(fā)展道路,沖壓成形已從原來的實驗和經(jīng)驗階段慢慢的走向由沖壓理論指導(dǎo)的現(xiàn)代科學(xué)階段。 沖壓加工自動化和柔性化為滿足大批高效生產(chǎn)的要求,在沖壓模具和設(shè)備上大量采用各種進、出料自動化裝置。對于中、小件的大批生產(chǎn),現(xiàn)在較多的應(yīng)用多工位級進?;蚋咚賶毫C等。此外,沖壓加工系統(tǒng)正在逐步的引入集成制造系統(tǒng)(CIMS),如沖壓加工中心,并且全面實現(xiàn)了設(shè)計、運輸零件及生產(chǎn)管理等自動化。下面將對托架的加工工藝選擇做詳細闡述。圖1 工件二維圖根據(jù)所給出的的零件二維圖,首先在solidworks中實現(xiàn)零件的三維建模,如下圖所示 。因此,該零件可以用冷沖壓加工成形。方案一:首先為落料沖孔級進模沖制,然后為彎曲外部兩角同時預(yù)彎中間兩角45176。方案二:首先為落料沖孔級進模沖制(同方案一),然后彎外部兩角,然后壓彎中間兩角,最后沖4個孔(φ5mm,同方案一),如圖36所示。1  方案一工序分散,所用模具、壓力機和操作人員較多,但是生產(chǎn)效率高,成產(chǎn)成本低廉,本設(shè)計針對中、小批量生產(chǎn)方案較為可行。③方案三的工序比較集中,占用設(shè)備和人員少,但是模具壽命低,工件表面有劃傷,厚度變薄,回彈不易控制,尺寸的控制不夠精確。本次設(shè)計針對中、小量生產(chǎn),故綜合各種因素,采用方案一。則每塊鋼板剪裁成可用于級進模沖裁的塊數(shù)為[4200/1050]X[1000/37]=4X27=108塊,每塊可加工出的工件數(shù)為n,則n滿足n=[10502a(n1)a1]/106=[(n1)]/106,由此可得n=,則可加工出10個工件,則材料的利用率為: =(10x108x30x106)/(4200x1000)x100%=%圖6 排樣方式 凸模和凹模的刃口尺寸計算 由于工件結(jié)構(gòu)簡單,精度要求不高,所以考慮采用凸凹模分開加工的方法制作凸凹模,這時需要分別計算和標(biāo)注凸模和凹模的尺寸及公差。根據(jù)工件的結(jié)構(gòu)特點,分開制造法計算刃口尺寸如下:1).落料件的基本尺寸計算 查《沖壓工藝與模具設(shè)計》教材表314,計算公式為:Dd=(DmaxX△) Dp=(DdZmin) 其中: Dd,Dp落料凹模和凸?;境叽?,mm △制件制造公差,mmZmin最小合理間隙,mmX因數(shù)查《沖壓工藝與模具設(shè)計》教材表32得間隙極限尺寸Zmin=,Zmax=,ZmaxZmin==.查《沖壓工藝與模具設(shè)計》教材表316,得:尺寸106mm:||+||=+=.尺寸30mm: ||+||=0,025mm+0,020mm=.均不滿足||+||=ZmaxZmin,考慮到該制件為簡單件取:=(ZmaxZmin)==(ZmaxZmin)=△=,X=1則尺寸106mm: Dd=(DmaxX△) =, Dp=(DdZmin) = 尺寸30mm: Dd=(DmaxX△) = Dp=(DdZmin) =其中X由《沖壓工藝與模具設(shè)計》表315查的 ,由《沖壓工藝與模具設(shè)計》表316查的2)沖孔件尺寸計算 查《沖壓工藝與模具設(shè)計》教材表316,沖孔部分公差==,滿足||+||=ZmaxZmin。dp=(d+X△) X=, △=. 則dp=.dd=(d+X△) X=, △=. 則dd=. 沖裁力的計算與壓力中心的確定 在沖裁過程中,沖裁力是不斷變化的 。F=KLtτ,式中:F沖裁力,N L—沖裁件的周長,mmt材料的厚度,mm τ材料的抗剪強度 ,MPaK系數(shù),常取K=在本設(shè)計中,沖裁件周長L=(106+30)x 2+2πR =136 x 2 + x 2 x 10 mm==,:F=≈.側(cè)刃凸模沖裁力很小,可以忽略。由于此次加工的工件較簡單,故可以利用幾何關(guān)系確定壓力中心。式中L矩形 =(106+30)x 2mm=272mm,L圓=2πR=,L矩形:L圓=:1。 沖壓設(shè)備的選擇根據(jù)沖裁力的大小,查《沖壓工藝與沖模設(shè)計手冊》表27,選取開式可傾壓力機J2325B,其部分參數(shù)列舉如下:公稱壓力:250KN 滑塊行程:70mm 最大閉合高度175mm閉合高度調(diào)節(jié)量:60mm 模柄孔尺寸40X60mm 側(cè)刃的設(shè)計查《沖壓模具與簡明手冊》1) 側(cè)刃斷面長度等于步距,側(cè)刃的公稱尺寸等于步距的公稱尺寸,其偏差值 一般為177。2) 側(cè)刃斷刃寬度B=6~10mm,取B=6mm.3) 側(cè)刃切下的料邊的寬度近似等于材料厚度,4) 側(cè)刃的孔按側(cè)刃的實際尺寸配制來保證要求的單面間隙。6) 側(cè)刃的數(shù)量:單側(cè)布置一個側(cè)刃,利用側(cè)刃進行送料定距。 圖7 側(cè)刃CAD簡圖 落料凸模的設(shè)計從工件的外形形狀特點和加工方便等因素綜合考慮,將落料凸模設(shè)計為直通式,與凸模固定板的固定方式是壓入凸模固定板內(nèi)。凸模裝入固定板后其頂面要與固定板頂面一起磨平。本模具中,查《沖壓模具簡明手冊》。所以沖孔凸模采用圓柱頭直桿圓凸模。正常工作1) 凸模承壓能力的校核要使凸模正常工;作,必須使凸模最小斷面的應(yīng)力不超過凸模材料的許用應(yīng)力,即: σ=F∑/Amin≥ [σ] 即Amin≥F∑/[σ]對于圓形凸模有: dmin≥4 tτ/[σ]σ—凸模最小斷面的壓應(yīng)力,MPa t—沖裁材料厚度,mmτ—沖裁材料抗剪強度,MPa [σ]—凸模材料允用壓力,MPa查《沖壓模具與簡明設(shè)計手冊》P39得08鋼淬火硬度為58~62HRC時,凸模導(dǎo)向時取[σ]=440~470MPa, τ=310~380 MPa, 則:dmin≥4 tτ/[σ]=,所以承壓能力足夠。mmLmax——允許凸模最大自由長度,mm d凸模最小直徑,mmF沖裁力,N其中F=KLtτ=350N= 則:Lmax≤270102/42861189。因此凸??箍v向彎曲應(yīng)力也符合要求。最大閉合高度Hmax=175mm,閉合高度調(diào)節(jié)量:==30+6+24+20+4+24+40+12=160mm。查《沖壓模具簡明設(shè)計手冊》100mm. 凸
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