图12 主轴
该主轴为一阶梯轴,每一阶梯段的直径和长度如上图所示。为了保证主轴和转轮转动灵活,在主轴的3个位置上装有3个滚动轴承,根据轴承所在轴段上的直径,通过查《实用机械设计手册》的表7-79,选用单列向心球轴承规格如下: 轴承1:GB276-82 100型,d x D x b =10 x 26 x 8, 轴承2:GB276-82 101型,d x D x b =12 x 28 x 8, 轴承3:GB276-82 102型,d x D x b =15 x 32 x 9,
如分度部分结构图可以知道,轴承1是左右端利用转轮和分度盘的端面进行轴向定位;轴承2的左端利用分度盘的右圆环端面进行轴向定位,右端利用凹模座的内端面定位;轴承3的左端利用凹模座的内端面进行轴向定位,右端用轴肩定位。
在主轴的最左端,车制一定长度的螺纹段,装配时与拧紧螺母配合,使分度机构固定。
主轴和转轮采用键联接,根据轴的直径,查《实用机械设计手册》的表4-102,选用圆头普通平键b?h?3?3 L?14mm。
在主轴中部细颈D处滚制了三角形花纹(见图13),这样当冲下的废料落在主轴上时,随着主轴的转动,将废料拔到凹模座下,保证冲孔顺利进行。
主轴的大端面制有网纹(见图13 主轴), 以增大其与工件内表面的静摩擦系数, 确保工件能随之顺利转动。在主轴的大端钻4个均匀分布的通气孔(见图13)。
A.网纹 B.通气孔
图13 主轴
10.2 分度盘的设计
分度盘是分度部分的关键零件, 它的精度直接影响工件的精度。设计时分度孔的分布直径尽量大于工件侧壁孔的分布直径, 至少应相等,其端面如下图15所示, 沿周向均匀分布着20个锥度孔,尺寸如图所示,角度为90度。每个锥度盲孔各代表一个分度位置。
因为钢球进入分度孔的深度对能否实现分度尤为重要,进入深度小于钢球半径,使得钢球再转出分度孔是不致卡死,但进入的深度也不能太小,否则再棘轮逆时针旋转时钢球易滑出分度孔,起不了分度作用。本模具的分度孔的深度h做成h=0.4r(r是钢球的半径)可确保分度顺利。
分度盘的尺寸设计见附录CKM-07分度盘零件图,下面图14是用pro-e软件建立的分度盘三维模型
图14 分度盘
分度盘靠两圆柱销正确定位和固定在凹模座的左端面上,两圆柱销靠过盈配合固定在销孔中。选用的两圆柱销规格是GB/T 119.1 M4 x 20 。分度盘上的两个销孔与凹模座配制
10.3 棘轮的设计
棘轮也是分度部分的关键零件,设计时必须保证棘轮上的齿数等于工件的侧壁孔数,即总棘齿数为20, 并且棘轮齿分布直径尽量大于工件侧壁孔的分布直径, 至少应相等,它的形状和尺寸如图16所示。
在设计棘轮机构时,为了保证棘轮机构工作的可靠性,在工作行程,棘瓜应能顺利地滑入棘轮齿底。为此,应使棘轮齿面倾斜角a(即齿面与齿尖向径的夹角)大于摩擦角,一般取15度到20度。本棘轮的齿面倾斜角a为17度。
该棘轮与转轮为间隙配合,工作时棘轮与转轮的接触面要添加润滑油,减少冲床滑块下降时,棘轮回转至原始位置过程中与转轮间的摩擦。
棘轮的底部开有限位槽(如图15所示),通过插在下模座的限位销来定位,使棘轮回转时能刚好旋转回原始位置。
棘轮的最左端与下模座用圆柱螺旋拉伸弹簧相连,当冲床滑块下降时,棘轮在此拉伸弹簧的作用下逆时针旋转至原始位置。
棘轮的尺寸设计见附录CKM-21棘轮零件图,下面图15是用pro-e软件建立的棘轮三维模型
图15 棘轮
10.4 转轮、棘瓜的设计
转轮和棘瓜是联接棘轮和分度盘的纽带,一方面随着棘轮顺时针转过一个分度值,棘瓜也推动转轮转过一个分度值,同时主轴和工件也转过一个分度值。因为转轮底部在正对着分度盘的分度孔位置上装有螺塞+弹簧+钢球的装置,使得转轮转过一个分度值的时候,钢球可以滑进分度盘的下一个分度孔,完成分度的功能,
要注意的是设计时必须使钢球进入分度盘分度孔的深度小于钢球半径,使得钢球在转出分度孔时不致于卡死,但进入的深度也不能太小,否则在棘轮逆时针旋转时,钢球易滑出分度孔,起不到分度作用。本模具分度孔的深度为h=0.4r。
转轮的尺寸设计见附录CKM-05转轮零件图,下面图16是用pro-e软件建立的转轮的三维模型
图16 转轮
棘轮右上角是一销孔,用一根圆柱销串连棘瓜,圆柱销与转轮上的销孔是过盈配合,与棘瓜上的孔是间隙配合。在转轮上销孔的偏左下方焊接一弹簧片,使棘瓜与棘轮保持接触。
转轮与主轴是通过键联接,主轴和工件与转轮转过的角度是相等的。 10.5 两条连杆长度的计算
冲床滑块在下止点和上止点位置时,两连杆所处状态的示意图17所示。滑块行程为100mm。设两连杆的长度分别是l1和l2,当冲床滑块下降到最低点时,棘轮处在原始位置,假设两连杆此时成60度角,如图(一)所示;而当冲床滑块上升到最高点时,棘轮刚好
被连杆拉转一个分度值18度,此时两连杆成一直线。也即两连杆之和为L=l1+l2。如图(二)所示。根据图示的数据,可得出以下式子:
L32 =(61-15)2?125.52 ; l12?l22-L32 =2l1l2cos600
B?Rcos180?15?61cos180?15 H?225.5?Rsin180?225.5?61sin180 L?l1?l2?B2?H2
综合上式可解得 l1?152.m ;l2?58.2mm 9m
图(一) 图(二) 图17 连杆状态图
连杆1与上模座的连接采用六角头螺栓M5 x 20;
连杆1与连杆2的连接采用六角头螺栓M5 x 25和螺母M5; 连杆2与棘轮的连接采用六角头螺栓M5 x 20。
11 压紧部分设计