沖壓模課程設(shè)計(jì)復(fù)合模

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(zhuān)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(chēng)完畢日期2023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(shū)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(chēng)1、指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)：署名：2023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(shū)1頁(yè)表格1張插圖2幅附設(shè)計(jì)圖1張完畢日期2023年月日目錄TOC\o"1-3"\h\u27112第一章設(shè)計(jì)任務(wù) 6111001.1零件設(shè)計(jì)任務(wù) 6126301.2分析比較和擬定工藝方案 64813第二章計(jì)算沖裁壓力、壓力中心和選用壓力機(jī) 889592.1排樣方式的擬定及材料運(yùn)用率計(jì)算 824932.2計(jì)算沖裁力、卸料力 9314072.3擬定模具壓力中心 10132692.4沖裁刃口尺寸及工差的計(jì)算 112049第三章設(shè)計(jì)制件的模具 15139053.1擬定模具的結(jié)構(gòu) 15281193.2模具各部分材料的選用： 15304873.3模具的總體設(shè)計(jì) 1698053.4重要零部件的設(shè)計(jì) 17267503.5選沖模標(biāo)準(zhǔn)模架 18246753.6定位零件 1929563第四章校核沖壓設(shè)備基本參數(shù) 21264414.1公稱(chēng)壓力的校核 21277254.2閉合高度的校核 2117641第五章設(shè)計(jì)心得 2310574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分析比較和擬定工藝方案一、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)行熱解決，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)行熱解決，冷加工可增長(zhǎng)強(qiáng)度。抗拉強(qiáng)度σb(MPa)：≥295(30)屈服強(qiáng)度σs(MPa)：≥175(18)伸長(zhǎng)率δ5(％)：≥30斷面收縮率ψ(％)：≥60符合沖裁規(guī)定。工件相對(duì)簡(jiǎn)樸，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，尺寸精度規(guī)定較低，普通沖裁能滿足規(guī)定。二、擬定工藝方案該工件涉及落料、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)合模單工序模的分析：?jiǎn)喂ば蚰Ｓ址Q(chēng)簡(jiǎn)樸單模，是壓力機(jī)在一次行程內(nèi)只完畢一個(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。并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。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)完畢多道工序的沖模。由于沖裁是依次在幾個(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(lèi)型：用導(dǎo)正銷(xiāo)定距的級(jí)進(jìn)模與用側(cè)刃定距的級(jí)進(jìn)模。此外級(jí)進(jìn)模要多個(gè)工序所以比復(fù)合模效率低。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)完畢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)缺陷。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，有助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排樣方式的擬定及材料運(yùn)用率計(jì)算一個(gè)步距內(nèi)的材料運(yùn)用率，一張條料的材料運(yùn)用率設(shè)計(jì)復(fù)合模，一方面要設(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)步距的材料運(yùn)用率為87.5%。2.2計(jì)算沖裁力、卸料力由查表得=275~392MPa取=350Mpa查表得=0.05=0.061)沖裁總壓力的擬定：沖孔周邊尺寸：=KLt=KtL=1.3×53.1×300×1.5=31063N落料：=1.3×556.9×1.5×300=325786NF=+=356849N=×F=0.05×356849=17842N=×F=0.06×356849=21410N總壓力=F++=396KN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(chēng)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擬定模具壓力中心1、該制件形狀不對(duì)稱(chēng)，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(chēng)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重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，對(duì)的擬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)當(dāng)按落料和沖孔分別進(jìn)行。其計(jì)算原則是：落料時(shí)以凹模尺寸為基準(zhǔn)，既先擬定凹模刃口尺寸?？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。沖孔時(shí)以凸模尺寸為基準(zhǔn)，既先擬定凸模刃口尺寸?？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?；境叽缂由献钚￠g隙。凸模與凹模刃口的制造公差，根據(jù)工件的精度規(guī)定而定。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。由于沖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擬定模具的結(jié)構(gòu)根據(jù)已擬定的工藝方案，模具結(jié)構(gòu)可采用前后送料、擋料銷(xiāo)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：由于制件的外形不大，所以選擇中小型的模具就能達(dá)成加工規(guī)定。零件名稱(chēng)選用材料牌號(hào)熱解決硬度HRC上、下模座HT200模柄Q275導(dǎo)柱1558~62導(dǎo)套1558~62凸、凹模固定板Q275打料桿Q235卸料板Q235導(dǎo)尺45淬火擋料銷(xiāo)T8A淬火52~56導(dǎo)正銷(xiāo)、定位銷(xiāo)T8A淬火52~56墊板T8A淬火54~58螺釘45頭部淬火43~48銷(xiāo)釘45淬火43~48推桿45淬火43~48頂桿45淬火43~48推板45淬火43~48頂件塊45淬火43~48凸模T8A淬硬58~62凹模T8A淬硬60~64對(duì)于凸模和凹模材料的選用重要滿足以下幾點(diǎn)：凸模和凹模材料要有一定的硬度，并且材料的耐磨性要高，進(jìn)行沖裁時(shí)才干達(dá)成規(guī)定。3.3模具的總體設(shè)計(jì)模具類(lèi)型的選擇由于沖壓工藝分析可知，采用復(fù)合膜沖壓。定位方式的選擇由于該模具采用的是條料，控制條料的方向采用導(dǎo)料板，無(wú)側(cè)壓裝置。由擋料銷(xiāo)控制送料步距，導(dǎo)正銷(xiāo)定位。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。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重要零部件的設(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(xiāo)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+2×26=102mm采用標(biāo)準(zhǔn)化，取凹模輪廓尺寸125×125×25mm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(xiāo)釘緊固2.凸模凸模的長(zhǎng)度一般根據(jù)結(jié)構(gòu)上的需要擬定的。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，重要考慮到凸模進(jìn)入凹模的深度（0.5~1.0mm)、總修模量（10~15mm)及模具閉合狀態(tài)下卸料板到凸模固定板的安全距離（15~20mm)。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=65mm凸模強(qiáng)度的校核。該凸模重要有一個(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，由于凸凹模固定在上模，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=。ˉˉˉ固定板厚度取20mmˉˉˉ卸料板厚度取20mmˉˉˉ橡膠板厚度取20mmaˉˉˉ附加長(zhǎng)度，它涉及修邊模量、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250×200×50GB2855.5。上模座250×200×50mm下模座250×200×50mm墊板125×125×15mm凸凹模固定板125×125×20mm橡膠40mm卸料板125×125×20mm凹模125×125×20mm空心墊板125×125×25mm凸模固定板125×125×20mm3.6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，定位零件重要有定位板、定位銷(xiāo)、側(cè)壓板、擋料釘、導(dǎo)正銷(xiāo)等。條料一般都是靠著導(dǎo)料板或?qū)Я箱N(xiāo)的一側(cè)導(dǎo)進(jìn)送料，以免送偏。導(dǎo)料銷(xiāo)一般送兩個(gè)，導(dǎo)料銷(xiāo)的結(jié)構(gòu)與擋料銷(xiāo)相同。擋料銷(xiāo)擋料銷(xiāo)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(xiāo)、活動(dòng)擋料銷(xiāo)及始用擋料銷(xiāo)。卸料裝置從凸模上卸下工件或廢料的裝置稱(chēng)為卸料裝置，有固定卸料、彈性卸料和廢料切刀幾種形式。彈性卸料重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)模具在啟動(dòng)狀態(tài)時(shí)卸料板應(yīng)高處模具工作零件刃口0.3~0.5mm，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4mm,啟動(dòng)時(shí)卸料板高出凸凹模1mm,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，有裝配規(guī)定，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5~10mm，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)運(yùn)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(xiāo)釘、導(dǎo)柱和導(dǎo)套沖模中用到的緊固螺釘重要是螺釘和銷(xiāo)釘，螺釘起連接緊固作用，銷(xiāo)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(xiāo)1個(gè)定位銷(xiāo)，4個(gè)緊固銷(xiāo)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)擬定，選用22×150mm的導(dǎo)柱22×35×70mm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)和重要零部件都設(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(chēng)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(chēng)壓力為400KN，可以滿足沖壓的規(guī)定。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60mm最小裝模高度為220mm,,顯然，所用的壓力機(jī)能滿足規(guī)定。4.3安裝尺寸的校核安裝尺寸的校核涉及工作臺(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300mm×450mm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規(guī)定。

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)中不僅檢查了我所學(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，又如何完畢一件事情。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，與同學(xué)分工設(shè)計(jì)，和同學(xué)們互相探討，互相學(xué)習(xí)，互相監(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(zhuān)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