冲压模专业课程设计复合模.doc

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
指引教师 职称

完毕日期 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
指引教师 职称
1、指引教师评语：

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年 月 日

湖南铁道职业技术学院
课 程 设 计 明 细 表

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附 设 计 图 1 张

完毕日期 年 月 日
目 录
第一章 设计任务 6
1.1零件设计任务 6
1.2分析比较和拟定工艺方案 6
第二章 计算冲裁压力、压力 中心和选用压力机 8
2.1排样方式拟定及材料运用率计算 8
2.2计算冲裁力、卸料力 9
2.3拟定模具压力中心 10
2.4冲裁刃口尺寸及工差计算 11
第三章 设计制件模具 15
3.1拟定模具构造 15
3.2模具各某些材料选用： 15
3.3模具总体设计 16
3.4重要零部件设计 17
3.5选冲模原则模架 18
3.6定位零件 19
第四章 校核冲压设备基本参数 21
4.1公称压力校核 21
4.2闭合高度校核 21
第五章 设计心得 23
第六章 参照文献 25
第七某些 零件图 26
第八某些 装配图 28

第一章 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分析比较和拟定工艺方案
一、冲裁件工艺分析
此工件材料为08钢其强度低、钢质软、塑性和韧性好。普通使用不需进行热解决，但为消除因冷加工而产生内力，改进钢切削性能，可进行热解决，冷加工可增长强度。抗拉强度 σb (MPa)：≥295(30)屈服强度 σs (MPa)：≥175(18)伸长率 δ5 (％)：≥30断面收缩率 ψ (％)：≥60 符合冲裁规定。工件相对简朴，只有落料、冲孔两个工序。将外形视为落料，需要冲只有一种如图所示孔。未注尺寸公差为默认公差IT14，尺寸精度规定较低，普通冲裁能满足规定。
二、拟定工艺方案
该工件涉及落料、冲孔两个基本工序、可有如下三种工艺方案。
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) 单工序模分析：单工序模又称简朴单模，是压力机在一次行程内只完毕一种工序冲裁模。工件属大批 量生产，为提高生产效率，不适当采用单工序模。并且单工序模定为精度不是很高，因此采用级进模或复合模。
（2) 级进模分析：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种不同位置同步完毕多道工序冲模。由于冲裁是依次在几种不同位置冲出，因而要控制冲裁孔与外形相对位置精度就必要严格控制送料步距，为此，级进模有两种基本构造类型：用导正销定距级进模与用侧刃定距级进模。此外级进模要各种工序因此比复合模效率低。
（3) 复合模分析：复合模是在压力机一次工作行程中，在模具同一位置同步完毕多道工序冲模它不存在定位时定位误差。特点：构造紧凑，生产效率高，精度高，孔与外形位置精度容易保证，用于生产批量大。复合模分为倒装和正装两种，各有优缺陷。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，正装复合模长处是：就软就薄冲裁件，冲出工件比较平整，平直度高。凸凹模内不积存废料减少小孔内废料胀力，有助于凸凹模减小最小壁厚。
经比较分析该制件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排样方式拟定及材料运用率计算
一种步距内材料运用率，一张条料材料运用率
设计复合模，一方面要设计条料排样图，依照制件形状，应采用如图所示直排式，如下图所示：

冲裁件面积计算S=
=1962.5-117.75-55.424
=1789.326
查表得：取搭边值a=1 =1.5
下偏差=1.0mm条料宽度B==54.6步距A=37.5+a=38.7mm
一种步距材料运用率为87.5%。
2.2计算冲裁力、卸料力
由查表得=275~392MPa取=350Mpa查表得=0.05=0.06
1)冲裁总压力拟定：冲孔周边尺寸：
=KLt=KtL=1.3×53.1×300×1.5=31063N
落料：
=1.3×556.9×1.5×300=325786N
F=+=356849N
=×F=0.05×356849=17842N
=×F=0.06×356849=21410N
总压力=F++=396KN
2) 压力机选用
综合总压力查表后得,选用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）
1055

2.3拟定模具压力中心
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位置。
建立如图所示坐标系：

依照不对称零件压力中心计算公式得：

==
压力中心坐标值=
=24.1mm

=31.4mm
因此其压力中心为（24.1，31.4）
2.4冲裁刃口尺寸及工差计算
冲裁件尺寸精度重要是由冲模制造精度决定。即取决于凸模于凹模具刃口尺寸。因而，对的拟定凸模和凹模刃口尺寸和公差，是冲裁模设计一项重要工作。
冲裁件断面有圆角、光面。毛面和毛刺四个某些。而在冲裁件测量与使用中，都是以光面尺寸作为基准。分析制件可知，落料件尺寸接近于凹模尺寸，而冲孔件尺寸接近于凸模刃口尺寸。故计算凸模和凹模刃口尺寸时，应当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，既先拟定凹模刃口尺寸。考虑到凹模尺寸在使用过程中因磨损而增大。故落料件基本尺寸应取工件公差范畴内较小尺寸，而落料凸模基本尺寸，则按凹模基本尺寸减小到最小间隙。
（2） 冲孔时以凸模尺寸为基准，既先拟定凸模刃口尺寸。考虑到凸模尺寸在使用过程中因磨损而减小，故冲孔件基本尺寸应取工件公差范畴内较大尺寸，而冲孔凹模基本尺寸，则按凸模基本尺寸加上最小间隙。
（3） 凸模与凹模刃口制造公差，依照工件精度规定而定。普通取比工件精度高两到三级精度。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计算，与加工办法关于。分为凸、凹模分开加工和凸、凹模配合加工。
分开加工时凹模与凸模间隙纯靠加工精度保证，多用于圆形制件加工。故采用凸模于凹模分别加工办法加工。由于冲裁件尺寸公差为默认公差IT14级。凹模精度比制件高两级为IT12级，查表得凹模和凸模最大间隙=0.240mm 工件公差=0.62 磨损系数X=0.5
落料：

工件尺寸= mm
第三章 设计制件模具
3.1拟定模具构造
依照已拟定工艺方案，模具构造可采用先后送料、挡料销定距、弹性卸料装置、上出件方式正装式冲裁构造形式。模具可采用中间导柱标注模架。
3.2模具各某些材料选用：
由于制件外形不大，因此选取中小型模具就能达到加工规定。
零件名称
选用材料牌号
热解决
硬度HRC
上、下模座
HT200

模柄
Q275

导柱
15

58~62
导套
15

58~62
凸、凹模固定板
Q275

打料杆
Q235

卸料板
Q235

导尺
45
淬火

挡料销
T8A
淬火
52~56
导正销、定位销
T8A
淬火
52~56
垫板
T8A
淬火
54~58
螺钉
45
头部淬火
43~48
销钉
45
淬火
43~48
推杆
45
淬火
43~48
顶杆
45
淬火
43~48
推板
45
淬火
43~48
顶件块
45
淬火
43~48
凸模
T8A
淬硬
58~62
凹模
T8A
淬硬
60~64
对于凸模和凹模材料选用重要满足如下几点：凸模和凹模材料要有一定硬度，并且材料耐磨性要高，进行冲裁时才干达到规定。
3.3模具总体设计
1、 模具类型选取 由于冲压工艺分析可知，采用复合膜冲压。
2、 定位方式选取 由于该模具采用是条料，控制条料方向采用导料板，无侧压装置。由挡料销控制送料步距，导正销定位。
3、 卸料、出件方式选取
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、 导向方式选取 为了提高模具寿命和工件质量，以便安装调节，该复合模采用中间导向方式
3.4重要零部件设计
1、凹模，采用整体凹模，用矩形板状构造和直接通过螺钉，销钉与下模座固定固定方式。凹模采用整体凹模，各冲裁凹模均采用线切割机床加工，安装凹模模架上位置是装配尺寸为H6/m5,要根据压力中心数据，将压力中心与模柄中心重叠。
凹模厚度：查表得H=25mm
凸模壁厚：c=34mm
取凹模宽度：L=50+2c=118mm
凹模长度B(送料方向）取B=50+2×26=102mm
采用原则化，取凹模轮廓尺寸 125×125×25mm
查《冲裁工艺与模具设计》表2- 33 得采用四个M10螺钉和两个销钉紧固
2.凸模
凸模长度普通依照构造上需要拟定。若采用弹性卸料和复合模，则
式中 ---凸模固定板厚度；---垫板厚度；h----附加长度，重要考虑到凸模进入凹模深度（0.5~1.0mm)、总修模量（10~15mm)及模具闭合状态下卸料板到凸模固定板安全距离（15~20mm)。
其中垫板=15mm，凸模固定板=20mm凹模高度=25mm修模量h=5mm凸模总长度L=20+15+25+5=65mm
2. 凸模强度校核。该凸模重要有一种圆柱凸模一种半圆凸模和一种六方圆柱凸模，冲压件有一定硬度，需要对涂凸模硬度及耐磨性等参数进行校核。
3.凸凹模
凸凹模是复合模核心零件，它内外缘均为刃口，肩负着落料和冲孔两种功能，由于凸凹模固定在上模，固定是将凸凹模压入固定板，压装后凸凹模端面与固定板一起磨平。凸凹模采用台阶式固定办法。压入配合采用H7/m6。其总长度L=。
¯¯¯固定板厚度取20mm
¯¯¯卸料板厚度取20mm
¯¯¯橡胶板厚度取20mm
a¯¯¯附加长度，它涉及修边模量、凸模进入凹模深度尺寸，其低于卸料高度，取3mm。
3.5选冲模原则模架
依照零件冲裁工艺方案，采用复合模。复合模有两种构造形式，正装式复合模和倒装式复合模，考虑到生产过程中操作以便性与安全性，采用正装式复合模。
根据凸、凹模周界尺寸初定设备额定参数，选用滑动导向中间导柱模架，标记为模架250×200×50GB2855.5。
上模座
250×200×50mm
下模座
250×200×50mm
垫板
125×125×15mm
凸凹模固定板
125×125×20mm
橡胶
40mm
卸料板
125×125×20mm
凹模
125×125×20mm
空心垫板
125×125×25mm
凸模固定板
125×125×20mm

3.6定位零件
条料在送进过程中，需要控制其控制送进方向（定向）和送进距离（定距），即定位以保证冲压质量。依照毛坯和模具构造不同，定位零件重要有定位板、定位销、侧压板、挡料钉、导正销等。
条料普通都是靠着 导料板或导料销一侧导进送料，以免送偏。导料销普通送两个，导料销构造与挡料销相似。
挡料销
挡料销是控制条料送进距离零件，依照其工作特点及作用分为固定 挡料销、活动挡料销及始用挡料销。
卸料装置
从凸模上卸下工件或废料装置称为卸料装置，有固定卸料、弹性卸料和废料切刀几种形式。
弹性卸料重要用于冲制薄料模具，弹性卸料即起卸料作用，也起压料作用，所得产品平直度高。垫付模具选用弹性卸料装置。
弹性卸料板与凸模单边间隙查表取0.1mm，当模具在启动状态时卸料板应高处模具工作零件刃口0.3~0.5 mm，便于完全卸料。
橡胶自由高度：依照工件材料厚度1.5mm，冲裁时凸模进入凹模1mm，考虑到模具修模时刃磨量4 mm,启动时卸料板高出凸凹模1 mm,则总工作行程h=1.5+4+1+1=7.5mm。查《冷冲压模具设计指引》橡胶自由高度H=30mm。模具在组装时有一定模具预压量H"=5mm查表8-9可知，选用直径为45mm高度H=40mm橡胶。
模柄
有压力机型号J23-16可查得模柄直径为30mm，深度为50mm，有装配规定，模柄与模柄孔配合为H6/m5,模柄长度比模柄孔深度小5~10mm，由于该摸具采用中型导柱式，因此模柄采用旋入式较好。
垫板
垫板作用是承受并扩散凸模压力，防止模座被挤伤，当运用压力机打杆推件时，因上模座局部被挖空，也需要垫板来支撑。垫板需要淬硬和磨平获得高硬度和高定位精度。查手册垫板厚度H=15mm
螺钉、销钉、导柱和导套
冲模中用到紧固螺钉重要是螺钉和销钉，螺钉起连接紧固作用，销钉起定位作用，采用8个M10内六角螺钉，4个导正销1个定位销，4个紧固销钉紧固上模和下模某些。
导柱和导套依照原则模架来拟定，选用22×150mm导柱
22×35×70mm导套。采用过盈配合H7/h6.

第四章 校核冲压设备基本参数
在模具构造和重要零部件都设计完毕后，需要对设备J23-16型压力机进行校核。
4.1公称压力校核
模具总压力F=396KN初选J23-16型压力机公称压力为400KN，可以满足冲压规定。

4.2闭合高度校核
模具闭合高度必要介于最大装模高度与最小装模高度之间，普通满足
设计模具封闭高度为250mm，初选J23-16型压力机最大装模高度为280mm，装模高度调节量为60 mm最小装模高度为220mm,,显然，所用压力机能满足规定。
4.3安装尺寸校核
安装尺寸校核涉及工作台面尺寸校核和滑块模柄尺寸校核。初选压力机工作台面尺寸300mm×450mm不不大于下模座尺寸，初选压力机滑块上模柄孔直径30mm与设计摸具模柄直径30mm一致，模柄孔深度50mm不不大于模柄夹持某些长度，所选J23-16型压力机能满足模具安装尺寸规定。

第五章 设计心得
一周课程设计结束了，在这次课程设计中不但检查了我所学习知识，也培养了我如何去把握一件事情，如何去做一件事情，又如何完毕一件事情。在设计过程中，与同窗分工设计，和同窗们互相探讨，互相学习，互相监督。学会了合伙，学会了运筹帷幄，学会了宽容，学会了理解，也学会了做人与处世。
课程设计是咱们专业课程知识综合应用实践训练，着是咱们迈向社会，从事职业工作前一种必不少过程．”千里之行始于足下”，通过这次课程设计，我深深体会到这句千古名言真正含义．我今天认真进行课程设计，学会脚踏实地迈开这一步，就是为明天能稳健地在社会大潮中奔跑打下坚实基本．
通过这次模具设计，本人在多方面均有所提高。通过这次模具设计，综合运用本专业所学课程理论和生产实际知识进行一次冷冲压模具设计工作实际训练从而培养和提高学生独立工作能力，巩固与扩充了冷冲压模具设计等课程所学内容，掌握冷冲压模具设计办法和环节，掌握冷冲压模具设计基本模具技能懂得了如何分析零件工艺性，如何拟定工艺方案，理解了模具基本构造，提高了计算能力，绘图能力，熟悉了规范和原则，同步各科有关课程均有了全面复习，独立思考能力也有了提高。
在这次设计过程中，体现出自己单独设计模具能力以及综合运用知识能力，体会了学以致用、突出自己劳动成果喜悦心情，从中发现自己平时学习局限性和薄弱环节，从而加以弥补。
在此感谢咱们xxx教师.，教师严谨细致、一丝不苟作风始终是我工作、学习中榜样；教师循循善诱辅导和不拘一格思路予以我无尽启迪；这次模具设计每个实验细节和每个数据，都离不开教师您细心指引。而您开朗个性和宽容态度，协助我可以很顺利完毕了这次课程设计。
同步感谢对我协助过同窗们，谢谢你们对我协助和支持，让我感受到同窗情谊。
由于本人设计能力有限，在设计过程中难免浮现错误，恳请教师们多多指教,我十分乐意接受你们批评与指正，本人将万分感谢。

第六章 参照文献
李名望主编《冲压模具设计与制造指南》-----化学工业出版社
李名望主编《冲压模具设计与制造指南》-----人民邮电出版社
王芳主编《冷冲压模具设计指引》-----机械工业出版社
郑家贤主编《冷冲压模具设计实用手册》----机械工业出版社
朱鹏超 易春阳主编《机械基本》----机械工业出版社
丁松聚主编《冲压工艺与模具设计》----机械工业出版社
何忠保主编《典型零件模具手册》----机械工业出版社