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1、湖南铁道职业技术学院课 程 设 计题 目 复合膜 成型（形）方案拟定及模具设计与制造系 机 电 工 程 系 专 业 模具设计与制造 学生姓名 班级 学 号 指导教师 职称 完成日期 2011 年 4 月 日湖南铁道职业技术学院课 程 设 计 评 阅 书学生姓名 班 级 题 目 复合膜 成型（形）方案拟定及模具设计与制造指导教师 职称 1、指导教师评语：签名： 2011 年 月 日湖南铁道职业技术学院课 程 设 计 明 细 表计：封 面 1 张说 明 书 1 页表 格 1 张插 图 2 幅附 设 计 图 1 张完成日期 2011 年 月 日目 录第一章 设计任务 61.1 零件设计任务 61.2
2、 分析比较和确定工艺方案 6第二章 计算冲裁压力、压力 中心和选用压力机 82.1 排样方式的确定及材料利用率计算 82.2 计算冲裁力、卸料力 92.3 确定模具压力中心 102.4 冲裁刃口尺寸及工差的计算 11第三章 设计制件的模具 153.1 确定模具的结构 153.2 模具各部分材料的选用： 153.3 模具的总体设计 163.4 主要零部件的设计 173.5 选冲模标准模架 183.6 定位零件 19第四章 校核冲压设备基本参数 214.1 公称压力的校核 214.2 闭合高度的校核 21第五章 设计心得 23第六章 参考文献 25第七部分 零件图 26 第八部分 装配图 28第一
3、章 设计任务1.1 零件设计任务如图所示零件材料 08 钢 板料厚度 1.5mm生产批量：大批量1.2 分析比较和确定工艺方案一、冲裁件的工艺分析此工件的材料为 08 钢其强度低、钢质软、塑性和韧性好。一般使用不需进行热处理，但为消除因冷加工而产生的内力，改善钢的切削性能，可进行热处理，冷加工可增加强度。抗拉强度 b (MPa)：295(30) 屈服强度 s (MPa)：175(18)伸长率 5 () ：30 断面收缩率 () ：60 符合冲裁要求。工件相对简单，只有落料、冲孔两个工序。将外形视为落料，需要冲的只有一个如图所示的孔。未注尺寸公差为默认公差IT14，尺寸精度要求较低，普通冲裁能满
4、足要求。二、确定工艺方案该工件包括落料、冲孔两个基本工序、可有以下三种工艺方案。方案一：采用单工序模方案二：采用级进模方案三：采用复合模（1)单工序模的分析：单工序模又称简单单模，是压力机在一次行程内只完成一个工序的冲裁模。工件属大批 量生产，为提高生产效率，不宜采用单工序模。而且单工序模定为精度不是很高，所以采用级进模或复合模。（2)级进模的分析：级进模是在压力机一次工作行程中，在一副模具上依次在几个不同的位置同时完成多道工序的冲模。因为冲裁是依次在几个不同的位置冲出的，因此要控制冲裁的孔与外形的相对位置精度就必须严格控制送料步距，为此，级进模有两种基本结构类型：用导正销定距的级进模与用侧刃
5、定距的级进模。另外级进模要多个工序所以比复合模效率低。（3)复合模的分析：复合模是在压力机一次工作行程中，在模具同一位置同时完成多道工序的冲模它不存在定位时的定位误差。特点：结构紧凑，生产效率高，精度高，孔与外形的位置精度容易保证，用于生产批量大。复合模分为倒装和正装两种，各有优缺点。倒装复合模若采用直刃壁凹模洞口凸凹模内有积存废料胀力较大，正装复合模的优点是：就软就薄的冲裁件，冲出的工件比较平整，平直度高。凸凹模内不积存废料减少小孔内废料胀力，有利于凸凹模减小最小壁厚。经比较分析该制件的模具制造选用倒装复合模。第二章 计算冲裁压力、压力 中心和选用压力机 2.1 排样方式的确定及材料利用率计
6、算 一个步距内的材料利用率%1010ABss，一张条料的材料利用率 %1020LBnS设计复合模，首先要设计条料排样图，根据制件的形状，应采用如图所示的直排式，如下图所示：冲裁件面积的计算 S= 34852125=1962.5-117.75-55.424=1789.326 2m查表得：取搭边值 a=1 1a=1.5下偏差 =1.0mm 条料宽度 B= =54.60.1步距0.1)2(DA=37.5+a=38.7mm一个步距的材料利用率为 87.5%。2.2 计算冲裁力、卸料力由查表得 =275392MPa 取 =350Mpa 查表得 卸K=0.05 顶 =0.061)冲裁总压力的确定：冲孔周边
7、尺寸： mL1.53810冲 孔 力F=KLt=Kt L=1.353.13001.5=31063N落料： mL9.563.41251 落 料 力=1.3556.91.5300=NF= 冲 孔 力F+ 落 料 力 =N卸 料 力= 卸KF=0.05=17842N顶 件 力= 顶 F=0.06=21410N总压力 QF=F+ 卸 料 力 + 顶 件 力F=396KN2)压力机的选用综合总压力查表后得,选取 J23-16 开式双柱可倾压力机。型 号 J23-16公称力（Kn） 400滑块行程（mm） 55滑块行程次数（1/min）120最大封闭高度（mm ） 220/280滑块调节量（mm） 45模
8、柄孔尺寸（mm） 40*60喉口深度（mm） 160工作台面尺寸（mm ） 450*300电动机功率（w） 1500机床重量（kg） 10552.3 确定模具压力中心1、该制件形状不对称，压力中心不在几何中心，需通过计算求出压力中心的位置。建立如图所示坐标系：根据不对称零件压力中心的计算公式得： 305.17542xx304530521yy2.183467.53521LL0X= nllx.210y= nlly.21压力中心的坐标值 X= 2.1834.167.5340. =24.1mm2.1834.167.534 .00.0 y=31.4mm所以其压力中心为（24.1，31.4）2.4 冲裁刃
9、口尺寸及工差的计算冲裁件的尺寸精度主要是由冲模的制造精度决定的。即取决于凸模于凹模具的刃口尺寸。因此，正确确定凸模和凹模的刃口尺寸和公差，是冲裁模设计的一项重要的工作。冲裁件的断面有圆角、光面。毛面和毛刺四个部分。而在冲裁件的测量与使用中，都是以光面的尺寸作为基准。分析制件可知，落料件的尺寸接近于凹模的尺寸，而冲孔件的尺寸接近于凸模刃口的尺寸。故计算凸模和凹模刃口的尺寸时，应该按落料和冲孔分别进行。其计算原则是：（1）落料时以凹模尺寸为基准，既先确定凹模刃口尺寸。考虑到凹模尺寸在使用过程中因磨损而增大。故落料件的基本尺寸应取工件公差范围内的较小尺寸，而落料凸模的基本尺寸，则按凹模的基本尺寸减小
10、到最小间隙。（2）冲孔时以凸模尺寸为基准，既先确定凸模刃口尺寸。考虑到凸模尺寸在使用过程中因磨损而减小，故冲孔件的基本尺寸应取工件公差范围内的较大尺寸，而冲孔凹模的基本尺寸，则按凸模基本尺寸加上最小间隙。（3）凸模与凹模刃口的制造公差，根据工件的精度要求而定。一般取比工件精度高两到三级的精度。考虑到凹模比凸模加工稍难，凹模比凸模低一级。凸模与凹模刃口尺寸的计算，与加工方法有关。分为凸、凹模的分开加工和凸、凹模的配合加工。分开加工时凹模与凸模的间隙纯靠加工精度保证，多用于圆形制件的加工。故采用凸模于凹模分别加工的方法加工。因为冲裁件的尺寸公差为默认公差 IT14 级。凹模的精度比制件高两级为 I
11、T12 级，查表得凹模和凸模的最大间隙 MaxZ=0.240mm 工件公差 =0.62 磨损系数 X=0.5 132.0minM落料： .凸 03.凹MinaxZ凹凸工件尺寸 0D= 62.5mm第三章 设计制件的模具3.1 确定模具的结构根据已确定的工艺方案，模具结构可采用前后送料、挡料销定距、弹性卸料装置、上出件方式的正装式冲裁结构形式。模具可采用中间导柱的标注模架。3.2 模具各部分材料的选用：因为制件的外形不大，所以选择中小型的模具就能达到加工要求。零件名称 选用材料牌号 热处理 硬度 HRC上、下模座 HT200模柄 Q275导柱 15 5862导套 15 5862凸、凹模固定板Q2
12、75打料杆 Q235卸料板 Q235导尺 45 淬火挡料销 T8A 淬火 5256导正销、定位销T8A 淬火 5256垫板 T8A 淬火 5458螺钉 45 头部淬火 4348销钉 45 淬火 4348推杆 45 淬火 4348顶杆 45 淬火 4348推板 45 淬火 4348顶件块 45 淬火 4348凸模 T8A 淬硬 5862凹模 T8A 淬硬 6064对于凸模和凹模材料的选用主要满足以下几点：凸模和凹模材料要有一定的硬度，而且材料的耐磨性要高，进行冲裁时才能达到要求。3.3 模具的总体设计1、模具类型的选择 由于冲压工艺分析可知，采用复合膜冲压。2、定位方式的选择 因为该模具采用的是
13、条料，控制条料的方向采用导料板，无侧压装置。由挡料销控制送料步距，导正销定位。3、卸料、出件方式的选择 工件料厚为 1.5mm，相对较薄，卸料力也较小，可采用弹性卸料装置。复合模生产，采用上出件比较便于操作与提高生产效率。4、导向方式的选择 为了提高模具的寿命和工件的质量，方便安装调整，该复合模采用中间的导向方式3.4 主要零部件的设计1、凹模，采用整体凹模，用矩形板状结构和直接通过螺钉，销钉与下模座固定的固定方式。凹模采用整体凹模，各冲裁的凹模均采用线切割机床加工，安装凹模的模架上的位置是装配的尺寸为 H6/m5,要依据压力中心数据，将压力中心与模柄中心重合。凹模厚度：查表得 H=25mm凸
14、模壁厚：c=34mm取凹模的宽度：L=50+2c=118mm凹模长度 B(送料方向）取 B=50+226=102mm采用标准化，取凹模轮廓尺寸 12512525mm 查冲裁工艺与模具设计表 2- 33 得采用四个 M10 的螺钉和两个 8的销钉紧固2.凸模凸模的长度一般根据结构上的需要确定的。若采用弹性卸料和复合模，则 321hL 式中 1h-凸模固定板的厚度； 2h-垫板的厚度；h-附加长度，主要考虑到凸模进入凹模的深度（0.51.0mm)、总修模量（1015mm)及模具闭合状态下卸料板到凸模固定板的安全距离（1520mm)。其中垫板 2h=15mm，凸模固定板 1h=20mm 凹模的高度 3h=25mm修模量 h=5mm 凸模
