買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 課   程   設(shè)   計  資   料   袋  機(jī)  械  工  程  學(xué)  院   學(xué)院（ 系、部 ）      2013年第   1  學(xué)期   課程名稱 擠壓工藝與模具課程設(shè)計    指導(dǎo) 教師      職稱         學(xué)生姓名       專業(yè)班級          學(xué)號           題     目       擠壓件正擠工藝模具設(shè)計      成     績                                                      起止日期  2013 年  11 月   日  2013 年  11 月  日  目    錄    清    單  序號  材   料   名   稱  資料數(shù)量  備   注  1 課程設(shè)計任務(wù)書  共 2 頁   2 課程設(shè)計說明書  共   頁   3 課程設(shè)計圖紙    3 張  4    5    月        日  買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 1 課程設(shè)計任務(wù)書  2013 2014 學(xué)年第  1 學(xué)期  機(jī)械工程       學(xué)院（系、部）     專業(yè)           班  課程名稱：                      擠壓工藝與模具課程設(shè)計                                   設(shè)計題目：                   擠壓件正擠工藝模具設(shè)計                                  完成期限：自   2013  年   11  月      日至    2013  年   11  月      日  共   周  內(nèi)  容  及  任  務(wù)  一、 內(nèi)容與目的   擠壓工藝及模具設(shè)計 課程設(shè)計課是學(xué)生在修完本門課程后所進(jìn)行的為培養(yǎng)學(xué)生獲得實踐動手能力而設(shè)置的一個重要的實踐性 、 一次綜合性實踐教學(xué)環(huán)節(jié)。通過本課程設(shè)計訓(xùn)練，學(xué)生應(yīng)在專業(yè)技術(shù)應(yīng)用能力上達(dá)到培養(yǎng)目標(biāo)的基本 要求，在 沖壓成形工藝與沖壓模具設(shè)計 技術(shù)方面得到全面提高，并受到工程師的基本訓(xùn)練。  二、任務(wù)與要求  （ 1） 運用所學(xué)的理論及生產(chǎn)實際知識，進(jìn)行 擠壓 模具設(shè)計的初步訓(xùn)練，培養(yǎng)學(xué)生的綜合設(shè)計能力。  （ 2） 掌握 擠壓 模具設(shè)計的方法和步驟。  （ 3） 使學(xué)生掌握 擠壓 模具設(shè)計的基本技能，具有查閱和運用標(biāo)準(zhǔn)資料、手冊等有關(guān)技術(shù)資料的能力。  （ 4） 熟練掌握繪圖和編寫技術(shù)文件的能力。  三、工作量  構(gòu)思總圖（經(jīng)指導(dǎo)教師檢查確定）  畫出裝配圖  完成模具零件明細(xì)表  畫出模具零件圖（具體數(shù)量由指導(dǎo)老師確定）  編寫設(shè)計說明書  進(jìn)  時間安排  工作內(nèi)容  買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 2 度  安  排    熟悉設(shè)計題目，查閱資料，作準(zhǔn)備工作：    進(jìn)行工藝方案分析，確定工藝方案  1 天  工藝設(shè)計和工藝計算  1 天  畫裝配圖草圖    畫正式圖  2 天  畫零件圖    編寫技術(shù)文件  8 天  總計  說明：全部圖紙必須由指導(dǎo)老師檢查后進(jìn)行修改，夾訂好才可正式提交。  主  要  參  考  資  料  1 金仁鋼         實用 冷擠壓技術(shù)         出版社： 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社  2 洪深澤編           冷擠壓工藝及模 具設(shè)計出版社：安微科學(xué)技術(shù)出版社  3 沖模設(shè)計手冊編寫組沖模設(shè)計手冊（模具設(shè)計手冊之四）  4 金仁鋼             擠壓工藝及模具 課程設(shè)計 指導(dǎo)書 . 自編， 2011 年  指導(dǎo)教師     ：                            2013 年  11 月     日  系（教研室） 主任 ：                     2013 年  11 月    日  買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 3 機(jī)  械  設(shè)  計  課  程  設(shè)  計  設(shè)計說明書  擠壓件正擠工藝模具設(shè)計    起止日期：   2013 年  11 月  日  至    2013 年   11  月   4 日  學(xué)生姓名   班級  學(xué)號  成績  指導(dǎo)教師 ( 簽字 )  機(jī)械工程學(xué)院（部）  2013 年 12 月  日買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 1 目錄  第一章 零件的工藝分析 .二章  零件工藝方案的選定 .三章   工序設(shè)計 .毛坯的制備 .毛坯的軟化處理 .毛坯表面處理與潤滑 .  毛坯尺寸的確定 .四章   工藝計算 .許用變形程度計算 .擠壓力的計算 .壓力機(jī)的選擇 .五章   冷擠壓模具的機(jī)構(gòu)設(shè)計 .凹模的設(shè)計 .凸模的設(shè)計 .模具其他部分的設(shè)計 . 模具的固定 .六章   模具裝配及工作原理 .加工要求 . 模具裝配圖及裝配過程 .加工路線 .七章   工作零件材料的要求與使用注意事項 .文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 2 第八章   總結(jié)心得 .九章   參考文獻(xiàn) .文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 3 第一章   零件的工藝性分析  冷擠壓工藝設(shè)計是在確定擠壓件形狀、尺寸、精度和材料之后，這首設(shè)計模具之前的一個階段。在此階段要擬定之間的冷擠壓加工工藝和有關(guān)的工藝順序和數(shù)量，并研究如何具體實現(xiàn)符合生產(chǎn)要求的零件質(zhì)量控制、經(jīng)濟(jì)性等有關(guān)問題。  近年來，在機(jī)械制造工藝方面廣泛應(yīng)用采用冷擠壓先進(jìn)技術(shù)，取 得了顯著的成就，與其他制造工藝方法相比，冷擠壓工藝已成為金屬變形中最先進(jìn)的工藝之一，在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)上都有很多的顯著優(yōu)點。  圖 1本次設(shè)計的毛坯圖和零件圖，圖 1零件的三維圖。材料為 15號鋼，生產(chǎn)批量大，需要采用正擠工藝。                                     圖 1毛坯圖（左）和零件圖  買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 4 圖 1件三維圖  由于材料為 15 號鋼，屬于黑色金屬，變形過程中變形抗力很大，所以在擠壓的過程中單位擠壓力很大，首先要保證模具壽命，其次還要考慮生產(chǎn)率的大小，最后還要結(jié)合生產(chǎn)過程中的經(jīng)濟(jì)性和產(chǎn)品強(qiáng)度、精度等。  在設(shè)計過程中的工藝性分析包括：原材料的形態(tài)、冷擠壓材料的軟化熱處理、冷擠壓件的潤滑與表面處理、冷擠壓力的計算、冷擠壓設(shè)備的選擇、凸凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計、冷擠壓模具材料的選擇及其熱加工工藝、模具的總裝配等。  買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 5 第二章   擠壓零件工藝方案的選定  先按一次正擠壓工藝方案進(jìn)行擠壓 ，即進(jìn)行下料軟化退火磷化皂化正擠 壓 一 次 成 形 。 這 時 斷 面 縮 減 率 %10040 1240%100d%100 2 222 222010 91% 根據(jù)參考文獻(xiàn)【 1】圖 行校核， 15 號鋼的許用變形程度的斷面縮減率為%85%72 。說明這個方案正擠壓的斷面 縮減率過大，擠壓力超過了模具鋼的許用載荷，這是冷擠壓模具發(fā)生碎裂的主要原因。所以一次正擠壓這個方案是不合理的。為了使變形程度降低，故采用多次冷擠壓的工藝方案，采用二次擠壓成 形，減小每道工序的單位擠壓力的方法來解決模具的損壞問題。  買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 6 第三章   工序設(shè)計  坯的制備  毛坯的制備，是從毛坯下料開始到制備出符合冷擠壓工藝要求的毛坯為止的過程。制備價廉、質(zhì)量良好的毛坯是關(guān)系到擠壓件質(zhì)量、生產(chǎn)效率和成本的大問題。毛坯的制備的常用方法選擇，應(yīng)該考慮生產(chǎn)要求，說需設(shè)備條件和成本、工具盒維護(hù)費用、材料變?yōu)閺U屑的書號和加工費用、所需工序次數(shù)。以及其他因素。毛坯的尺寸、形狀、材料，需要保持的精度和生產(chǎn)方法亦是影響下料方法選擇的重要因素。  冷擠壓毛坯最常用的備料方法有：鋸切、車切、沖裁、剪切。  原材料的表面缺陷對冷擠壓件的質(zhì)量影響很大，這是由于冷擠壓加工和切削加工不同，冷擠壓時原材料的表面缺陷會保留或者擴(kuò)大，成為冷擠壓件的表面缺陷，所以選取毛坯的時，當(dāng)表面缺陷的深度大于 當(dāng)設(shè)法消除，使材料表面達(dá)到潔凈、光滑，不應(yīng)有發(fā)裂，氣泡、劃傷等。  原材料的尺寸精度也很重要，原坯料的幾何形狀應(yīng)對稱，以保證冷擠壓過程中均勻產(chǎn)生變形，坯料端面與軸線的垂直度最大不應(yīng)超過  綜上所述，經(jīng)過考慮生產(chǎn)要求，所需設(shè)備的條件和成本，模具維修費用，制件精度等，并且毛坯的直徑較大，可采用鋸切的方法進(jìn)行下料，斷面比較平整。  坯的軟化處理  目的：為了達(dá)到降低材料的硬度和變形抗力，提高材料的塑性，消除內(nèi)應(yīng)力得到良好的晶相組織，提高模具壽命，保證產(chǎn)品質(zhì)量，必須進(jìn)行軟化處理。  根據(jù)資料表明： 30 號鋼以下的低碳鋼，應(yīng)用完全退火，不用球化退火。本次設(shè)計的原材料為 15 號鋼，所以可以按照圖 3 圖 3文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 7 坯表面處理與潤滑  表面處理與潤滑是鋼零件擠壓的關(guān)鍵問題，它對零件的表面質(zhì)量及模具的壽命有很大的影響，比尋給于足夠的重視 。  主要包括： 脂、濯洗。            對于清潔、去脂、濯洗，一般按照國內(nèi)工廠的方法，采用化學(xué)去油的配方與工藝，去油完成后，可用水直接淋在零件上進(jìn)行檢查，如果徹底去油，則水能浸潤所有表面。對于去除表面氧化層可采用酸洗處理。  磷酸鹽處理在冷擠壓中占有很重要的地位，將毛坯放在磷酸鹽溶液中進(jìn)行處理，其化學(xué)反應(yīng)如下  224243 )(2 磷酸鹽處理后，還要 進(jìn)行潤滑處理，可使用皂化處理，可以得到有效的硬脂酸鋅潤滑層，這層潤滑層牢固的連接于磷酸鹽覆蓋層的表面并滲入磷酸鹽覆蓋層中 。  坯尺寸的確定  如圖 3 毛 坯 的 尺 寸 D=40 h=60 則 毛 坯 的 體 積22 75 39 64/ , 第一次擠壓擠壓件的外徑 ,401   ，     , h , = 。135 根據(jù)體積不變原理，擠壓件的體積也為275396V ，由體積不變，第二次擠壓擠壓件的外徑 ,401   ，  擠壓部分的高度為 h ，  所以擠壓后零件的 總高度，h=圖 3文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 8 第四章   工藝計算  用變形程度的計算  正擠的斷面縮減率  第一次擠壓斷面縮減率：  %61%10040 2540%100d%100 2 222 22010 1  第二次擠壓斷面縮減率：  %77%10025 1225%100d%100 2 222 22010 1  1】圖 行校核， 15 號鋼的許用變形程度的斷面縮減率為%85%72 在許用范圍之內(nèi)。  壓力的計算  理論公式計算法，由于計算方法復(fù)雜，準(zhǔn)確性差。因此用的不廣，而圖算法由于試驗條件及材料的種類的局限性，也 影響到了它的應(yīng)用范圍。因此采用經(jīng)驗公式計算  ，  式中：  P 總擠壓力； N；  p 單位擠壓力， Z 模具的形狀系數(shù)；參考文獻(xiàn)【 1】（圖  n 擠壓方式 及變形程度修正系數(shù)；參考文獻(xiàn)【 1】（見表  b 擠壓錢材料的抗拉強(qiáng)度， 有關(guān)手冊可以找到，對碳鋼而言可以近 似取b=1/3 凸模工作部分橫切面面積， 2其中 n=5, M P 70/371103131 2 ，   222 1 14 312 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 9 所以單位擠壓力  8 5 037051 ，  總壓力 1152 1 1 4 5 5 011431850  為了安全起見，并考慮到生產(chǎn)上可能出現(xiàn)的意外情況（如退火軟化質(zhì)量較差，潤滑層脫落等），應(yīng)按計算應(yīng)力值乘上安全系數(shù)  力機(jī)的選擇  正確選擇壓力機(jī)與模具壽命，制件精度有直接關(guān)系，因此設(shè)備的選取，必須與冷擠壓工藝性質(zhì)和特點相適應(yīng)，壓力機(jī)必須要有足夠的剛性；同時具備頂出裝置；合適的擠壓速度；較大的工作行程和能量，滑塊應(yīng)有良好的導(dǎo)向精度，而且還要有超載保險裝置。  根據(jù)冷擠壓壓力的大小，應(yīng)選取公稱壓力大于或等于 2749并且還要保證模具的封閉高度（在最低位置時的高度）應(yīng)小于壓力機(jī)的最大裝模高度。  根據(jù)參考文獻(xiàn)【 2】附錄 1取公稱壓力為 3000買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 10 第五章   冷擠壓模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計  冷擠壓的最大的特點就是單位擠壓力大，因此 擠壓件的質(zhì)量與擠壓模具的設(shè)計有直接關(guān)系，合理的模具結(jié)構(gòu)是生產(chǎn)出合格優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品的關(guān)鍵之一，必須根據(jù)具體零件的結(jié)構(gòu)、材質(zhì)設(shè)計出正確的模具結(jié)構(gòu)。冷擠壓模最重要的部分是凹模和凸模，其他部分則與冷沖壓模大致相同。擠壓生產(chǎn)工作的穩(wěn)定性、安全性和可靠性，是模具設(shè)計的關(guān)鍵，是開始設(shè)計之前必須解決的問題。  模的設(shè)計  正擠壓凸模對成形的影響不太大。它的主要作用是傳遞壓力。因此，為了延長模具的實用壽命，過渡部分應(yīng)做成圓角或者倒角，凸模的徑向尺寸不要做成單一尺寸的圓柱體，最好采用類似于反擠凸模那樣的減壓結(jié)構(gòu)。  凸模工作部分直 徑的名義尺寸等于凹模內(nèi)徑。     1   2   R 3 壓料板間隙凹模工作帶高度成型部分高度         02  買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 11 圖 5模設(shè)計  正擠壓凹模是正擠壓成形的關(guān)鍵零件，對成形的影響很大。正擠壓凹模一般都做成錐形，入口。本次的入口角度 = 090 ，模腔的直徑 高度 0壓凹模工作時內(nèi)壁承受著較大的單位壓力，特別是正擠壓黑色金屬時工作內(nèi)壓高達(dá) 2000此，為了提高凹模的強(qiáng)度，一般應(yīng)采用組合式凹模。根據(jù)冷擠壓的單位壓力  三層組合凹模，在 層組合凹模。  兩層組合凹模的許用單位擠壓力為        M P  a 14001100  三層組合凹模的許用單位擠壓力為        M P  a 25 0014 00  根據(jù)本次設(shè)計的單位擠壓力，再結(jié)合參考文獻(xiàn)【 1】圖 能滿足要求，如圖 5文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 12 圖 5模各圈直徑的決定  在決定了組合凹模的層數(shù)以后，合理的確定各圈直徑是充分發(fā)揮組合凹模特點，以保證強(qiáng)度。凹模的總直徑比 64/ 1441 對于三層組合凹模的中間直徑比 1】圖 定，取總直徑比為 4.   此可以得到   6 04044 14 ，3231212  過盈量32,與軸向壓合量32,再由參考文獻(xiàn)【 1】圖                      2 ，  由參考文獻(xiàn)【 1】圖  由此可算出軸向壓合量為    式中 ;2 的徑向過盈（雙向）  買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 13 ;2 的徑向過盈（雙向）  ；處的軸向合量， 2c  ；處的軸向合量， 查得；圖參考處的徑向過盈系數(shù)，按 d  查得；圖參考處的徑向過盈系數(shù)，按 d查得；圖參考處的軸向壓合系數(shù)，按 2  查得。圖參考處的軸向壓合系數(shù)，按 層預(yù)應(yīng)力圈料為： 0, rM iM o 層預(yù)應(yīng)力圈料最好為： o  這里用室溫預(yù)壓對組合凹模內(nèi)腔施加預(yù)應(yīng)力，壓合角取 '0301  具其它部分的設(shè)計  模具其它部分的設(shè)計，如上模板，下模板， 墊塊，壓圈，銷釘，彈簧，卸料板，頂出裝置，導(dǎo)柱導(dǎo)套等在滿足單位擠壓力的情況下都采用標(biāo)準(zhǔn)件。要求如下：  1、 導(dǎo)向裝置采用四導(dǎo)柱導(dǎo)套結(jié)構(gòu)；  2、 頂出桿直徑與凹模工作帶的直徑為基孔制間隙配合 H7/7/3、 卸料板采用固定卸料板。  具的固定  模具安裝固定的基本要求是：（ 1）凸凹模或上下?；ハ鄬φ?，且間隙均勻；（ 2）模具壓力中心與壓力機(jī)滑塊中心線吻合；（ 3）閉合高度適當(dāng)；（ 4）能順利卸退料；（ 5）緊固可靠，模具在使用過程中毫無松動。  模板的固定：在模板前后左右四個對稱的位置開槽，與滑塊上的槽相吻合 一致。  模座的固定：采用下圖 6買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 14 圖 6模的固定：采用壓板和下模座一起固定，在壓板和下模座上設(shè)計螺孔。  凸模的固定：利用螺栓將凸模固定圈、墊塊、錐形套直接緊固在上模板上。  第六章   模具裝配過程及工作原理  工要求  1）模具配合加工零件在允許間隙內(nèi)加工 ,落料凸凹模 ,沖孔凸模與固定板配合后 ,底部磨平。  2）圖樣中未注明公差的一般尺寸其極限偏差按 14 級精度加工 ,未注粗糙度的按  3）模具中各墊板的兩承壓面的平行度公差 按  5級。  4）模具中安裝鏍釘（鏍栓）之螺紋孔及其通孔的位置公差不大于  2相應(yīng)各孔配作。  5）模具、模架及其零件的工件表面，不應(yīng)有碰傷、凹痕、裂紋、毛刺、銹蝕等缺陷。  6）經(jīng)熱處理后的零件，硬度應(yīng)均勻，不允許有脫碳、軟點、氧化斑點及裂買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 15 紋等缺陷。熱處理后應(yīng)清除氧化皮，臟物油污。  7）配通用模架模具，裝配后兩側(cè)面應(yīng)進(jìn)行同時磨削加工，以保證模具能順利裝入模架。  具裝備圖及裝配過程  買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 16 圖 73板 45678 9111231415上模板  16789012223425冷擠壓模具與冷沖壓模具頗為相似，但是由于冷擠壓與冷沖壓比較的顯著不同是單位擠壓力很高，有時候單位擠壓力會高達(dá) 2000這樣的單位擠壓力作用下，使冷擠壓模具極易損壞。因此對于冷擠壓模具結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度、精度等方面的要求 皆應(yīng)比冷沖模具高。  圖 7用通用的模架，模架具有四根導(dǎo)柱 13，以保證它有良好的導(dǎo)向。對于它的凸模，因為單位擠壓力很高，為了它的支撐面積擴(kuò)大，把凸模 10 的上端制成錐體，這樣做也可以達(dá)到拆換的目的。為了不使上模板 15壓塌，因此在凸模上墊凸模墊板 3。  為了便于反擠壓件從凹模內(nèi)圈 9中取出，設(shè)計了間接頂出裝置，正擠壓的壓力在下模部分完全由頂出器承受。由于采用了間接頂出方案，因此頂出器承壓面積得到了擴(kuò)大，它適用于單位擠壓力較高的情況。頂出力通過頂出桿傳給頂出器，買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 17 將工件頂出。由于在反擠壓 中可能出現(xiàn)工件粘結(jié)在凸模上，因此在該模具上采用卸料板、彈簧（采用彈簧的目的在于對于不同尺寸的工件只要更換彈簧而不需要改變其它部分，就可以使用，增加了模具的使用適應(yīng)性）把工件從凹模中卸下來。  該模具凹模位置可以調(diào)整，它采用了下模座和壓板把凹模的內(nèi)圈、中圈、外圈壓緊，這樣使工作中凹模不容易產(chǎn)生走動。在設(shè)計中應(yīng)注意凹模的中、外圈應(yīng)縮短 2防止在使用過程中中外圈往上爬，引起的組合凹模預(yù)緊力的下降；下模座用螺釘緊固在下模板上，可保證上下模同心度，這副模具只要將凸模、凹模，頂出器、墊塊、墊板加以更換，就能適應(yīng) 不同形狀和尺寸的工作擠壓要求。這副模架可使用反擠壓、正擠壓與復(fù)合擠壓，只要更換一下工作部分就可，因此很適宜于實驗研究用。  工工藝路線 ：  1備料  2 把導(dǎo)柱安裝在下模座上。  3 把凸凹模放在下模座上面，按中心線裝上凸凹模固定板，用螺釘把凸凹模固定在下模座上。  4 通過卸料螺釘把橡皮和卸料板固定好，在卸料板上裝好導(dǎo)料銷和擋料銷。  5 把導(dǎo)套安裝在上模座上。  6 把個沖孔凸模通過凸模固定板和墊板一起固定到上模座