湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院課 程 設(shè) 計(jì)題 目 復(fù)合膜 成型（形）方案擬定及模具設(shè)計(jì)與制造系 機(jī) 電 工 程 系 專 業(yè) 模具設(shè)計(jì)與制造 學(xué)生姓名 班級(jí) 學(xué) 號(hào) 指導(dǎo)教師 職稱 完成日期 2011 年 4 月 日湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院課 程 設(shè) 計(jì) 評(píng) 閱 書學(xué)生姓名 班 級(jí) 題 目 復(fù)合膜 成型（形）方案擬定及模具設(shè)計(jì)與制造指導(dǎo)教師 職稱 1、指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)： 簽名： 2011 年 月 日湖南鐵道職業(yè)技術(shù)學(xué)院課 程 設(shè) 計(jì) 明 細(xì) 表計(jì)：封 面 1 張說(shuō) 明 書 1 頁(yè) 表 格 1 張 插 圖 2 幅附 設(shè) 計(jì) 圖 1 張完成日期 2011 年 月 日目 錄第一章 設(shè)計(jì)任務(wù)61.1零件設(shè)計(jì)任務(wù)61.2分析比較和確定工藝方案6第二章 計(jì)算沖裁壓力、壓力 中心和選用壓力機(jī)82.1排樣方式的確定及材料利用率計(jì)算82.2計(jì)算沖裁力、卸料力92.3確定模具壓力中心102.4沖裁刃口尺寸及工差的計(jì)算11第三章 設(shè)計(jì)制件的模具153.1確定模具的結(jié)構(gòu)153.2模具各部分材料的選用：153.3模具的總體設(shè)計(jì)163.4主要零部件的設(shè)計(jì)173.5選沖模標(biāo)準(zhǔn)模架183.6定位零件19第四章 校核沖壓設(shè)備基本參數(shù)214.1公稱壓力的校核214.2閉合高度的校核21第五章 設(shè)計(jì)心得23第六章 參考文獻(xiàn)25第七部分 零件圖 26 第八部分 裝配圖 28第一章 設(shè)計(jì)任務(wù)1.1零件設(shè)計(jì)任務(wù)如圖所示零件材料08鋼 板料厚度1.5mm生產(chǎn)批量：大批量1.2分析比較和確定工藝方案一、沖裁件的工藝分析 此工件的材料為08鋼其強(qiáng)度低、鋼質(zhì)軟、塑性和韌性好。一般使用不需進(jìn)行熱處理，但為消除因冷加工而產(chǎn)生的內(nèi)力，改善鋼的切削性能，可進(jìn)行熱處理，冷加工可增加強(qiáng)度?？估瓘?qiáng)度 b (MPa)：295(30)屈服強(qiáng)度 s (MPa)：175(18)伸長(zhǎng)率 5 ()：30斷面收縮率 ()：60 符合沖裁要求。工件相對(duì)簡(jiǎn)單，只有落料、沖孔兩個(gè)工序。將外形視為落料，需要沖的只有一個(gè)如圖所示的孔。未注尺寸公差為默認(rèn)公差I(lǐng)T14，尺寸精度要求較低，普通沖裁能滿足要求。二、確定工藝方案該工件包括落料、沖孔兩個(gè)基本工序、可有以下三種工藝方案。方案一：采用單工序模方案二：采用級(jí)進(jìn)模方案三：采用復(fù)合模（1) 單工序模的分析：?jiǎn)喂ば蚰Ｓ址Q簡(jiǎn)單單模，是壓力機(jī)在一次行程內(nèi)只完成一個(gè)工序的沖裁模。工件屬大批 量生產(chǎn)，為提高生產(chǎn)效率，不宜采用單工序模。而且單工序模定為精度不是很高，所以采用級(jí)進(jìn)?；驈?fù)合模。（2) 級(jí)進(jìn)模的分析：級(jí)進(jìn)模是在壓力機(jī)一次工作行程中，在一副模具上依次在幾個(gè)不同的位置同時(shí)完成多道工序的沖模。因?yàn)闆_裁是依次在幾個(gè)不同的位置沖出的，因此要控制沖裁的孔與外形的相對(duì)位置精度就必須嚴(yán)格控制送料步距，為此，級(jí)進(jìn)模有兩種基本結(jié)構(gòu)類型：用導(dǎo)正銷定距的級(jí)進(jìn)模與用側(cè)刃定距的級(jí)進(jìn)模。另外級(jí)進(jìn)模要多個(gè)工序所以比復(fù)合模效率低。（3) 復(fù)合模的分析：復(fù)合模是在壓力機(jī)一次工作行程中，在模具同一位置同時(shí)完成多道工序的沖模它不存在定位時(shí)的定位誤差。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊，生產(chǎn)效率高，精度高，孔與外形的位置精度容易保證，用于生產(chǎn)批量大。復(fù)合模分為倒裝和正裝兩種，各有優(yōu)缺點(diǎn)。倒裝復(fù)合模若采用直刃壁凹模洞口凸凹模內(nèi)有積存廢料脹力較大，正裝復(fù)合模的優(yōu)點(diǎn)是：就軟就薄的沖裁件，沖出的工件比較平整，平直度高。凸凹模內(nèi)不積存廢料減少小孔內(nèi)廢料脹力，有利于凸凹模減小最小壁厚。經(jīng)比較分析該制件的模具制造選用倒裝復(fù)合模。 第二章 計(jì)算沖裁壓力、壓力 中心和選用壓力機(jī) 2.1排樣方式的確定及材料利用率計(jì)算 一個(gè)步距內(nèi)的材料利用率，一張條料的材料利用率設(shè)計(jì)復(fù)合模，首先要設(shè)計(jì)條料排樣圖，根據(jù)制件的形狀，應(yīng)采用如圖所示的直排式，如下圖所示：沖裁件面積的計(jì)算S= =1962.5-117.75-55.424 =1789.326查表得：取搭邊值a=1 =1.5下偏差=1.0mm條料寬度B=54.6步距A=37.5+a=38.7mm一個(gè)步距的材料利用率為87.5%。2.2計(jì)算沖裁力、卸料力由查表得=275392MPa取=350Mpa查表得=0.05=0.061)沖裁總壓力的確定：沖孔周邊尺寸： =KLt=KtL=1.353.13001.5=31063N落料：=1.3556.91.5300=325786NF=+=356849N=F=0.05356849=17842N=F=0.06356849=21410N總壓力=F+=396KN2) 壓力機(jī)的選用綜合總壓力查表后得,選取J23-16開(kāi)式雙柱可傾壓力機(jī)。型 號(hào)J23-16公稱力（Kn）400滑塊行程（mm）55滑塊行程次數(shù)（1/min）120最大封閉高度（mm）220/280滑塊調(diào)節(jié)量（mm）45模柄孔尺寸（mm）40*60喉口深度（mm）160工作臺(tái)面尺寸（mm）450*300電動(dòng)機(jī)功率（w）1500機(jī)床重量（kg）10552.3確定模具壓力中心1、該制件形狀不對(duì)稱，壓力中心不在幾何中心，需通過(guò)計(jì)算求出壓力中心的位置。建立如圖所示坐標(biāo)系：根據(jù)不對(duì)稱零件壓力中心的計(jì)算公式得： = 壓力中心的坐標(biāo)值= =24.1mm =31.4mm 所以其壓力中心為（24.1，31.4）2.4沖裁刃口尺寸及工差的計(jì)算 沖裁件的尺寸精度主要是由沖模的制造精度決定的。即取決于凸模于凹模具的刃口尺寸。因此，正確確定凸模和凹模的刃口尺寸和公差，是沖裁模設(shè)計(jì)的一項(xiàng)重要的工作。沖裁件的斷面有圓角、光面。毛面和毛刺四個(gè)部分。而在沖裁件的測(cè)量與使用中，都是以光面的尺寸作為基準(zhǔn)。分析制件可知，落料件的尺寸接近于凹模的尺寸，而沖孔件的尺寸接近于凸模刃口的尺寸。故計(jì)算凸模和凹模刃口的尺寸時(shí)，應(yīng)該按落料和沖孔分別進(jìn)行。其計(jì)算原則是：（1） 落料時(shí)以凹模尺寸為基準(zhǔn)，既先確定凹模刃口尺寸?？紤]到凹模尺寸在使用過(guò)程中因磨損而增大。故落料件的基本尺寸應(yīng)取工件公差范圍內(nèi)的較小尺寸，而落料凸模的基本尺寸，則按凹模的基本尺寸減小到最小間隙。（2） 沖孔時(shí)以凸模尺寸為基準(zhǔn)，既先確定凸模刃口尺寸?？紤]到凸模尺寸在使用過(guò)程中因磨損而減小，故沖孔件的基本尺寸應(yīng)取工件公差范圍內(nèi)的較大尺寸，而沖孔凹模的基本尺寸，則按凸模基本尺寸加上最小間隙。（3） 凸模與凹模刃口的制造公差，根據(jù)工件的精度要求而定。一般取比工件精度高兩到三級(jí)的精度。考慮到凹模比凸模加工稍難，凹模比凸模低一級(jí)。凸模與凹模刃口尺寸的計(jì)算，與加工方法有關(guān)。分為凸、凹模的分開(kāi)加工和凸、凹模的配合加工。分開(kāi)加工時(shí)凹模與凸模的間隙純靠加工精度保證，多用于圓形制件的加工。故采用凸模于凹模分別加工的方法加工。因?yàn)闆_裁件的尺寸公差為默認(rèn)公差I(lǐng)T14級(jí)。凹模的精度比制件高兩級(jí)為IT12級(jí)，查表得凹模和凸模的最大間隙=0.240mm 工件公差=0.62 磨損系數(shù)X=0.5 落料： 工件尺寸=mm第三章 設(shè)計(jì)制件的模具3.1確定模具的結(jié)構(gòu)根據(jù)已確定的工藝方案，模具結(jié)構(gòu)可采用前后送料、擋料銷定距、彈性卸料裝置、上出件方式的正裝式?jīng)_裁結(jié)構(gòu)形式。模具可采用中間導(dǎo)柱的標(biāo)注模架。3.2模具各部分材料的選用：因?yàn)橹萍耐庑尾淮?，所以選擇中小型的模具就能達(dá)到加工要求。零件名稱選用材料牌號(hào)熱處理硬度HRC上、下模座HT200模柄Q275導(dǎo)柱155862導(dǎo)套155862凸、凹模固定板Q275打料桿Q235卸料板Q235導(dǎo)尺45淬火擋料銷T8A淬火5256導(dǎo)正銷、定位銷T8A淬火5256墊板T8A淬火5458螺釘45頭部淬火4348銷釘45淬火4348推桿45淬火4348頂桿45淬火4348推板45淬火4348頂件塊45淬火4348凸模T8A淬硬5862凹模T8A淬硬6064對(duì)于凸模和凹模材料的選用主要滿足以下幾點(diǎn)：凸模和凹模材料要有一定的硬度，而且材料的耐磨性要高，進(jìn)行沖裁時(shí)才能達(dá)到要求。3.3模具的總體設(shè)計(jì)1、 模具類型的選擇 由于沖壓工藝分析可知，采用復(fù)合膜沖壓。2、 定位方式的選擇 因?yàn)樵撃＞卟捎玫氖菞l料，控制條料的方向采用導(dǎo)料板，無(wú)側(cè)壓裝置。由擋料銷控制送料步距，導(dǎo)正銷定位。3、 卸料、出件方式的選擇 工件料厚為1.5mm，相對(duì)較薄，卸料力也較小，可采用彈性卸料裝置。復(fù)合模生產(chǎn)，采用上出件比較便于操作與提高生產(chǎn)效率。4、 導(dǎo)向方式的選擇 為了提高模具的壽命和工件的質(zhì)量，方便安裝調(diào)整，該復(fù)合模采用中間的導(dǎo)向方式3.4主要零部件的設(shè)計(jì)1、凹模，采用整體凹模，用矩形板狀結(jié)構(gòu)和直接通過(guò)螺釘，銷釘與下模座固定的固定方式。凹模采用整體凹模，各沖裁的凹模均采用線切割機(jī)床加工，安裝凹模的模架上的位置是裝配的尺寸為H6/m5,要依據(jù)壓力中心數(shù)據(jù)，將壓力中心與模柄中心重合。凹模厚度：查表得H=25mm凸模壁厚：c=34mm取凹模的寬度：L=50+2c=118mm凹模長(zhǎng)度B(送料方向）取B=50+226=102mm采用標(biāo)準(zhǔn)化，取凹模輪廓尺寸 12512525mm 查沖裁工藝與模具設(shè)計(jì)表2- 33 得采用四個(gè)M10的螺釘和兩個(gè)的銷釘緊固2.凸模 凸模的長(zhǎng)度一般根據(jù)結(jié)構(gòu)上的需要確定的。若采用彈性卸料和復(fù)合模，則 式中 -凸模固定板的厚度；-墊板的厚度；h-附加長(zhǎng)度，主要考慮到凸模進(jìn)入凹模的深度（0.51.0mm)、總修模量（1015mm)及模具閉合狀態(tài)下卸料板到凸模固定板的安全距離（1520mm)。其中墊板=15mm，凸模固定板=20mm凹模的高度=25mm修模量h=5mm凸模的總長(zhǎng)度L=20+15+25+5=65mm2. 凸模強(qiáng)度的校核。該凸模主要有一個(gè)圓柱凸模一個(gè)半圓凸模和一個(gè)六方圓柱凸模，沖壓件有一定的硬度，需要對(duì)涂凸模的硬度及耐磨性等參數(shù)進(jìn)行校核。3.凸凹模凸凹模是復(fù)合模的關(guān)鍵零件，它的內(nèi)外緣均為刃口，擔(dān)負(fù)著落料和沖孔兩種功能，因?yàn)橥拱寄９潭ㄔ谏夏?，固定是將凸凹模壓入固定板，壓裝后凸凹模端面與固定板一起磨平。凸凹模采用臺(tái)階式固定方法。壓入配合采用H7/m6。其總長(zhǎng)度L=。固定板厚度取20mm卸料板厚度取20mm橡膠板厚度取20mma附加長(zhǎng)度，它包括修邊模量、凸模進(jìn)入凹模的深度尺寸，其低于卸料高度，取3mm。3.5選沖模標(biāo)準(zhǔn)模架根據(jù)零件的沖裁工藝方案，采用復(fù)合模。復(fù)合模有兩種結(jié)構(gòu)形式，正裝式復(fù)合模和倒裝式復(fù)合模，考慮到生產(chǎn)過(guò)程中的操作方便性與安全性，采用正裝式復(fù)合模。依據(jù)凸、凹模周界尺寸初定設(shè)備額定參數(shù)，選用滑動(dòng)導(dǎo)向中間導(dǎo)柱模架，標(biāo)記為模架25020050GB2855.5。上模座25020050mm下模座25020050mm墊板12512515mm凸凹模固定板12512520mm橡膠40mm卸料板12512520mm凹模12512520mm空心墊板12512525mm凸模固定板12512520mm3.6定位零件 條料在送進(jìn)過(guò)程中，需要控制其控制送進(jìn)方向（定向）和送進(jìn)距離（定距），即定位以保證沖壓質(zhì)量。根據(jù)毛坯和模具結(jié)構(gòu)的不同，定位零件主要有定位板、定位銷、側(cè)壓板、擋料釘、導(dǎo)正銷等。 條料一般都是靠著 導(dǎo)料板或?qū)Я箱N的一側(cè)導(dǎo)進(jìn)送料，以免送偏。導(dǎo)料銷一般送兩個(gè)，導(dǎo)料銷的結(jié)構(gòu)與擋料銷相同。 擋料銷 擋料銷是控制條料送進(jìn)距離的零件，根據(jù)其工作特點(diǎn)及作用分為固定 擋料銷、活動(dòng)擋料銷及始用擋料銷。卸料裝置 從凸模上卸下工件或廢料的裝置稱為卸料裝置，有固定卸料、彈性卸料和廢料切刀幾種形式。彈性卸料主要用于沖制薄料的模具，彈性卸料即起卸料作用，也起壓料作用，所得產(chǎn)品平直度高。墊付模具選用彈性卸料裝置。彈性卸料板與凸模的單邊間隙查表取0.1mm，當(dāng)模具在開(kāi)啟狀態(tài)時(shí)卸料板應(yīng)高處模具工作零件刃口0.30.5 mm，便于完全卸料。橡膠的自由高度：根據(jù)工件材料厚度1.5mm，沖裁時(shí)凸模進(jìn)入凹模1mm，考慮到模具修模時(shí)的刃磨量4 mm,開(kāi)啟時(shí)卸料板高出凸凹模1 mm,則總的工作行程h=1.5+4+1+1=7.5mm。查冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)的橡膠的自由高度H=30mm。模具在組裝時(shí)有一定模具的預(yù)壓量H"=5mm查表8-9可知，選用直徑為45mm高度H=40mm的橡膠。模柄有壓力機(jī)的型號(hào)J23-16可查得模柄的直徑為30mm，深度為50mm，有裝配要求，模柄與模柄孔配合為H6/m5,模柄的長(zhǎng)度比模柄孔的深度小510mm，由于該摸具采用中型導(dǎo)柱式，所以模柄采用旋入式較好。墊板墊板的作用是承受并擴(kuò)散凸模的壓力，防止模座被擠傷，當(dāng)利用壓力機(jī)的打桿推件時(shí)，因上模座局部被挖空，也需要墊板來(lái)支撐。墊板需要淬硬和磨平獲得高的硬度和高的定位精度。查手冊(cè)墊板厚度H=15mm螺釘、銷釘、導(dǎo)柱和導(dǎo)套沖模中用到的緊固螺釘主要是螺釘和銷釘，螺釘起連接緊固作用，銷釘起定位作用，采用8個(gè)M10的內(nèi)六角螺釘，4個(gè)導(dǎo)正銷1個(gè)定位銷，4個(gè)緊固銷釘緊固上模和下模部分。導(dǎo)柱和導(dǎo)套根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)模架來(lái)確定，選用22150mm的導(dǎo)柱223570mm的導(dǎo)套。采用過(guò)盈配合H7/h6.第四章 校核沖壓設(shè)備基本參數(shù)在模具結(jié)構(gòu)和主要零部件都設(shè)計(jì)完畢后，需要對(duì)設(shè)備J23-16型壓力機(jī)進(jìn)行校核。4.1公稱壓力的校核模具的總壓力F=396KN初選J23-16型的壓力機(jī)公稱壓力為400KN，能夠滿足沖壓的要求。4.2閉合高度的校核模具的閉合高度必須介于最大裝模高度與最小裝模高度之間，一般滿足設(shè)計(jì)模具的封閉高度為250mm，初選J23-16型的壓力機(jī)最大裝模高度為280mm，裝模高度調(diào)節(jié)量為60 mm最小裝模高度為220mm,顯然，所用的壓力機(jī)能滿足要求。4.3安裝尺寸的校核安裝尺寸的校核包括工作臺(tái)面尺寸的校核和滑塊模柄尺寸的校核。初選壓力機(jī)工作臺(tái)面的尺寸300mm450mm大于下模座的尺寸，初選壓力機(jī)滑塊上模柄孔的直徑30mm與設(shè)計(jì)摸具的模柄直徑30mm一致，模柄孔的深度50mm大于模柄夾持部分的長(zhǎng)度，所選J23-16型的壓力機(jī)能滿足模具安裝尺寸的要求。第五章 設(shè)計(jì)心得 一周的課程設(shè)計(jì)結(jié)束了，在這次的課程設(shè)計(jì)中不僅檢驗(yàn)了我所學(xué)習(xí)的知識(shí)，也培養(yǎng)了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完成一件事情。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，與同學(xué)分工設(shè)計(jì)，和同學(xué)們相互探討，相互學(xué)習(xí)，相互監(jiān)督。學(xué)會(huì)了合作，學(xué)會(huì)了運(yùn)籌帷幄，學(xué)會(huì)了寬容，學(xué)會(huì)了理解，也學(xué)會(huì)了做人與處世。課程設(shè)計(jì)是我們專業(yè)課程知識(shí)綜合應(yīng)用的實(shí)踐訓(xùn)練，著是我們邁向社會(huì)，從事職業(yè)工作前一個(gè)必不少的過(guò)程”千里之行始于足下”，通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)，我深深體會(huì)到這句千古名言的真正含義我今天認(rèn)真的進(jìn)行課程設(shè)計(jì)，學(xué)會(huì)腳踏實(shí)地邁開(kāi)這一步，就是為明天能穩(wěn)健地在社會(huì)大潮中奔跑打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)通過(guò)這次模具設(shè)計(jì)，本人在多方面都有所提高。通過(guò)這次模具設(shè)計(jì)，綜合運(yùn)用本專業(yè)所學(xué)課程的理論和生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)進(jìn)行一次冷沖壓模具設(shè)計(jì)工作的實(shí)際訓(xùn)練從而培養(yǎng)和提高學(xué)生獨(dú)立工作能力，鞏固與擴(kuò)充了冷沖壓模具設(shè)計(jì)等課程所學(xué)的內(nèi)容，掌握冷沖壓模具設(shè)計(jì)的方法和步驟，掌握冷沖壓模具設(shè)計(jì)的基本的模具技能懂得了怎樣分析零件的工藝性，怎樣確定工藝方案，了解了模具的基本結(jié)構(gòu)，提高了計(jì)算能力，繪圖能力，熟悉了規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)各科相關(guān)的課程都有了全面的復(fù)習(xí)，獨(dú)立思考的能力也有了提高。在這次設(shè)計(jì)過(guò)程中，體現(xiàn)出自己?jiǎn)为?dú)設(shè)計(jì)模具的能力以及綜合運(yùn)用知識(shí)的能力，體會(huì)了學(xué)以致用、突出自己勞動(dòng)成果的喜悅心情，從中發(fā)現(xiàn)自己平時(shí)學(xué)習(xí)的不足和薄弱環(huán)節(jié)，從而加以彌補(bǔ)。在此感謝我們的xxx老師.，老師嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致、一絲不茍的作風(fēng)一直是我工作、學(xué)習(xí)中的榜樣；老師循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路給予我無(wú)盡的啟迪；這次模具設(shè)計(jì)的每個(gè)實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)和每個(gè)數(shù)據(jù)，都離不開(kāi)老師您的細(xì)心指導(dǎo)。而您開(kāi)朗的個(gè)性和寬容的態(tài)度，幫助我能夠很順利的完成了這次課程設(shè)計(jì)。同時(shí)感謝對(duì)我?guī)椭^(guò)的同學(xué)們，謝謝你們對(duì)我的幫助和支持，讓我感受到同學(xué)的友誼。 由于本人的設(shè)計(jì)能力有限，在設(shè)計(jì)過(guò)程中難免出現(xiàn)錯(cuò)誤，懇請(qǐng)老師們多多指教,我十分樂(lè)意接受你們的批評(píng)與指正，本人將萬(wàn)分感謝。第六章 參考文獻(xiàn)李名望主編沖壓模具設(shè)計(jì)與制造指南-化學(xué)工業(yè)出版社李名望主編沖壓模具設(shè)計(jì)與制造指南-人民郵電出版社王芳主編冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)-機(jī)械工業(yè)出版社鄭家賢主編冷沖壓模具設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)-機(jī)械工業(yè)出版社朱鵬超 易春陽(yáng)主編機(jī)械基礎(chǔ)-機(jī)械工業(yè)出版社丁松聚主編沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)-機(jī)械工業(yè)出版社何忠保主編典型零件模具手冊(cè)-機(jī)械工業(yè)出版社