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哈爾濱理工大學課程設計說明書
哈爾濱理工大學榮成學院
課程設計說明書
題 目： ×××
專業(yè)年級： 材型09-X班
學生姓名：
學 號：
指導教師：
哈爾濱理工大學榮成學院
完成時間： 2012 年 6 月 22 日
哈爾濱理工大學榮成學院
課 程 設 計 任 務 書
學生姓名：XXX 學號：XXXXXXXXX
學 院：榮成學院 專業(yè)：材料成型與控制工程（B方向）
任務起止時間： 2012 年5月 13 日至 2012 年 6月 22 日
課程設計題目：
課程設計工作內(nèi)容和計劃：
1. 工作內(nèi)容
(1)繪制模具裝配圖一張（A0或A1圖紙）；
(2)繪制模具零件圖兩張（A3圖紙，手繪，由指導教師指定）；
(3)編制設計計算說明書，10～15頁。
2. 工作計劃
2012.6.18—2012.6.19 查閱資料，工藝分析與計算，確定模具總體方案；
2012.6.20-2012.6.22 結(jié)構(gòu)設計，繪制草圖；
2012.6.25-2012.6.27 完成模具裝配圖；
2012.6.28-2012.6.29 完成模具零件圖，編寫設計說明書
參考資料：
1. 楊枝靈．數(shù)字圖像獲取處理及實踐應用．
2. 喬瑞萍．LabVIEW大學實用教程（第三版）．
3. 熊震宇．弧焊機器人焊縫圖像處理及識別方法的研究．
指導教師意見：
簽名：
年 月 日
教研室主任意見：
簽名：
年 月 日
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目錄
第1章 異形板的工藝性分析 4
1.1 設計任務 4
1.2 異形板的工藝性分析 4
1.2.1 異形板的原材料分析 4
1.2.2 異形板的尺寸精度分析 4
1.2.3 異形板結(jié)構(gòu)工藝性分析 4
1.3 異形板沖裁的工藝方案確定 4
1.4 成型設備的選擇 4
1.4.1 沖壓力的計算 4
1.4.2 壓力機的選擇 4
第2章 異形板的沖壓模具結(jié)構(gòu)設計 5
2.1 模具總體方案的確定 5
2.2 定位方式 5
2.3 缷料、壓料、出件 5
2.4 模具壓力中心 5
2.5 模具外形尺寸 5
2.6 導向的方式和模架類型 5
第3章 異形板沖壓模具的零部件設計 6
3.1 凹模板 6
3.2 確定固定板、墊板等尺寸 6
第4 章 模具總裝圖 6
4.1 模具的總裝圖和工作過程 6
4.2 模具的裝配過程 6
參考文獻 7
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- III -
第1章 異形板的工藝性分析
1.1 設計任務
設計任務如圖1-1所示。
圖1-1 異形板零件圖
已知技術(shù)參數(shù)：
材料：45鋼，料厚：2 mm
生產(chǎn)批量：大批量生產(chǎn)。
1.2 異形板的工藝性分析
1.2.1 異形板的原材料分析
制件材料為45鋼，抗剪強度＝432~549MPa,抗拉強度＝539~686MPa,伸長率＝16%。適于沖壓成形。
零件外形尺寸為Φ44，截的一邊長度為15，鉸角倒鈍，均未標注公差，按照客戶要求，制件基本偏差確定為JS，公差等級選用IT14級。用一般精度的模具即可滿足制件的精度要求。
綜合以上分析，得到最終結(jié)論：該制件可以用沖壓生產(chǎn)的方式進行生產(chǎn)。
1.2.2 異形板的尺寸精度分析
如圖1-1所示零件圖，零件形狀關(guān)于X軸對稱，無懸臂、凹槽等結(jié)構(gòu)，外形簡單，無尖角結(jié)構(gòu)，t=2.0mm,圓弧半徑R1.0mm,滿足R0.25t的要求，屬于落料工序，可以沖裁成形。
1.2.3 異形板結(jié)構(gòu)工藝性分析
由上分析，得到最終結(jié)論，適合沖裁成形。
1.3 異形板沖裁的工藝方案確定
通過制件零件圖可以知道，要加工該制件，只需要外形落料一個工序。所以本項目只設計一個單工序落料模。
1.4 選擇沖壓設備
1.4.1沖壓力的計算
已知制件落料周長L=137.915mm;=600Mpa;t=2.0mm
類 別
計算過程
結(jié) 論
沖裁力
F=Lt=137.9152600=165498N16.55tf
16.55tf
模具采用彈性缷料，K=0.025~0.06
缷料力
F=0.05F=0.0516.55tf=0.83tf
0.83tf
由于該異形板模具采用彈性缷料裝置，所以總沖壓力的計算公式為：
F=F+F=（16.55+0.83）tf=17.38tf
1.4.2壓力機的選擇
根據(jù)總的沖壓力（17.38tf）結(jié)合工廠實際生產(chǎn)條件，確定采用日本DOBBY-20A的壓力機。其主要參數(shù)如下：
公稱壓力：200KN（20tf）
最大封閉高度：195mm
最大封閉調(diào)節(jié)量：50mm
工作臺尺寸：500mm300mm
模柄孔尺寸：Φ3880mm
第2章 異形板的沖壓模具總體結(jié)構(gòu)設計
2.1 模具總體方案的確定
在確定工藝方案后，需要根據(jù)所選模具類型（單工序模、復合模、級進模等）確定模具的各個部分的具體結(jié)構(gòu)，包括進料方式、材料定位、定距方式、模架及卸料、壓料、出件方式等；同時還應考慮模具維修、保養(yǎng)和吊裝的方便，同時要在各個細小的環(huán)節(jié)盡可能考慮到操作者的安全等。由于材料比較軟，為了保證制件的平整度，所以采用正裝式復合模、即凸凹模安裝在下模。
2.2 定位方式
常見的進料方式有手工送料和自動送料兩大類。其中手工送料定位簡單，有時甚至不用或少用定位零件，依靠工人自己控制，這種方法常用于小型單工序模、復合模的工作中；自動送料常用于級進模加工中，這種送料需要較好的定位、定距和卸料方式，對模具結(jié)構(gòu)要求較高。
由于該模具是單工序落料，所以生產(chǎn)時采用導料銷配合擋料銷定位。
2.3 卸料、壓料、出件方式
在實際生產(chǎn)中，條料的送進采用手工送料，不用導料板或定位銷釘?shù)冉Y(jié)構(gòu)，這樣，不僅結(jié)構(gòu)緊湊很多，而且也減少了加工難度。另外，為了提高工作效率和安全性，實際生產(chǎn)時也經(jīng)常采用外置托料板的形式，裝托料板與下模座配合使用，既起到導料作用，又起到托料作用，不用時拆卸下來，使模具結(jié)構(gòu)簡單，尺寸減少，工作方便簡單。
2.4 模具壓力中心
該制件是不對稱形狀，所以需要校核一下該制件的壓力中心，計算過程如圖2-3所示。
首先選取一個坐標系，選取圖2-3中點O位置為坐標原點，然后確定各線段中點到該原點的坐標值；再根據(jù)如下公式進行計算。計算過程如下：
由于零件的外形尺寸較小，并且形狀簡單，且計算出來的壓力中心誤差不超過模具周界尺寸的六分之一，所以我們?nèi)∽畲笸庑蔚闹行臑閴毫χ行摹?
2.5 模具外形尺寸
制件尺寸未標注公差，為了降低工作難度，所以在實際生產(chǎn)中按照IT14等級確定各尺寸公差；零件為不規(guī)則形狀，屬于落料件，所以凹模尺寸按零件圖尺寸加工，各尺寸減去一個間隙值即為凸模尺寸。本例中間隙按表2-15選取0.120。
2.6 導向方式與模架類型
隨著對制件精度要求的提高，現(xiàn)代模具的精度也向著高精度發(fā)展。在對生產(chǎn)批量大、零件公差要求高，壽命要求高的模具，都要采用導向零件。在實際應用中，導向零件一般指的是模架組合。
模架主要有兩大類：一類是導柱導套類模架，包括中間導柱模架、對角導柱模架、后側(cè)導柱模架和四角導柱模架；另一類是導板模模架，包括對角導柱彈壓模架和中間導柱彈壓模架兩種。模架的組成已經(jīng)標準化，在設計模具時可以選擇標準模架，也可以自行設計模架尺寸。
1）、導柱導套導向
導柱導套與模座的裝配要按照國標規(guī)定。高度H為模具閉合高度，導套在上模座中裝配時，要保留至少3mm的空隙；模具閉合時，導柱距離導套上端面也要有10~15mm的安全距離；導柱在下模座的安裝也不能與底面平齊，要有2~3mm的間隙。同時上模座開橫槽，便于排氣。
2）、滾珠導向
滾珠導向是一種無間隙、精度高、壽命長的導向裝置。常用于高精密沖模中。
該導向裝置由滾珠、滾珠保持器、導柱和導套組成，各組成零件都已經(jīng)標準化。滾珠在導柱與導套之間應保證導套內(nèi)徑與導柱在工作時有0.01~0.02mm的過盈量。所以：
式中 ——導套內(nèi)徑；
d——導柱直徑；
——滾珠中心距。
在此選用第一種方式，后側(cè)導柱模架，
凹模周界：L=100mm、B=100mm、閉合高度H=140~165mm,I級精度的后側(cè)導柱模架
上模座（GB/T2855.5-90）規(guī)格： 10010030
下模座（GB/T2855.6-90）規(guī)格： 10010040
導柱（G/T2861.1-90）規(guī)格：Φ22130
導套（G/T2861.6-90）規(guī)格：Φ2870
第3章 異形板沖壓模具的零部件設計
3.1 凹模板
確定凹模周界時，首先將凹模刃口1：1繪制出來，然后以此為界畫一個外框，由于本設計選擇M6螺釘和Φ6銷釘，所以該線框為界向外擴展2倍直徑，即是螺釘、銷釘中心線位置；再由位置往外擴展2倍直徑尺寸，即是凹模周界尺寸。則推出凹模周界尺寸為Φ68，確定凹模外形尺寸后，可參考國家標準進行校核或取整，以便后續(xù)選擇標準件的使用空間，所以將凹模周界尺寸擴大一定尺寸，最終尺寸為Φ80.
凹模的厚度主要是從連接螺釘?shù)姆湃肷疃扰c凹模剛度的需要考慮，一般不應小于10mm,隨著凹模板外形尺寸的增大，凹模板的厚度也應增大。
凹模的厚度H的選取可以根據(jù)經(jīng)驗公式：H=Kb。式中，K為系數(shù)，查表2-25得K=0.28,H=800.28=22.4mm,根據(jù)經(jīng)驗和計算數(shù)值，最終取凹模厚度H=25mm
3.2 確定固定板、墊板等尺寸
固定板、墊板等尺寸與確定凹模尺寸方法類似，一般以凹模板尺寸為基準，確定后需與國定標準進行校核，盡量選擇標準值。
缷料板厚度，查表2-26得H=10mm
墊板厚度，查表2-27得H=4mm
第4章 模具的總裝圖
4.1 模具的總裝圖和工作過程
根據(jù)沖壓工藝方案，已確定采用復合模結(jié)構(gòu)，根據(jù)零件的特點可用倒裝復合模結(jié)構(gòu)；采用彈壓卸料、剛性推件；條料在模具中的定位采用活動擋料銷；采用縱向送料；為了操作方便，采用后側(cè)導柱滑塊模架。
裝配圖如下：
4.2 模具的裝配過程
1.先把凸模12裝入凸模固定板6中。并保證凸模掛臺不高出大固定板。
2.把凹模4和下墊板3用螺釘2與下模座1連接。擰緊螺釘。
3.通過凹模上的銷釘孔配做下模座上的銷釘孔。這時把銷釘17裝入其中。
4.把剛裝好的凸模固定板6和上墊板9用螺釘8連接。螺釘不能擰緊。
5.把裝好的上模和下模合模。但要在固定板和凹模間墊等高塊。保證凸模下面與凹模上面有約0.1~0.3mm的間隙。
6.通過下模座的漏料孔。用透光法調(diào)整凸模與凹模的間隙。調(diào)好后擰緊螺釘8。
7.用報紙試沖紙樣。以檢查凸模和凹模的間隙是否合理、均勻。
8.試沖確認后，就可以把上模座的銷釘孔鉆鉸成。并裝入相應的銷釘。
9.上模裝上橡膠5，缷料板16，并用缷料螺釘13緊固。
10.下模裝上定位銷、擋料銷。
11.合模。并裝上模柄11.
12試模。合格后投入使用。
參考文獻
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（2）佘銀柱主編. 沖壓工藝與模具設計.北京:北京大學出版社, 2004
（3）陳炎嗣等主編. 沖壓模具設計與制造技術(shù). 北京出版社, 1991
（4）許發(fā)越主編. 實用模具設計與制造手冊2版.北京:機械工業(yè)出版社, 2005.9
（5）薛啟翔等編著. 沖壓模具設計制造難點與竅門. 北京:機械工業(yè)出版社, 2003.7
（6）謝昱北主編. 模具設計與制造. 北京大學出版, 2005.8
（7）<<模具設計與制造技術(shù)教育叢書>>編委會編. 模具結(jié)構(gòu)設計 .北京:機械工業(yè)出版 , 2003.10
（8）模具設計與制造技術(shù)教育叢書編委編. 模具制造工藝與裝備.北京：機械工業(yè)出版社, 2004.5
（9）孫鳳勤. 模具制造工藝與設備. 北京：機械工業(yè)出版社， 1999.10
（10）陳劍鶴 任建偉. 模具設計基礎(chǔ). 北京：機械工業(yè)出版社，2003.2
（11）黃毅宏. 模具制造工藝 . 北京：工業(yè)出版社，1989
（12）孫錫紅/主編. 模具制造工（中級）. 北京:中國勞動社會保障出版社, 2004
(13)《沖壓成型技術(shù)》 康俊遠主編 北京理工大學出版社， 2008.
(14)《沖壓模具設計實用手冊》 鄭家賢主編 機械工業(yè)出版社， 2005.
(15)《沖壓工藝與模具設計》 鐘毓斌主編 華北航天工業(yè)學院， 2005.
(16)《實用沖壓模具設計手冊》 鄭可锽主編 北京宇航出版社， 1990.
(17)《冷沖壓模具圖集》 齊衛(wèi)東主編 北京理工大學出版社，2007.
(18)《機械制圖》 郭紀林 余貴英主編 大連理工大學出版社， 2005.
(19)《互換性與技術(shù)測量基礎(chǔ)》 胡鳳蘭主編 高等教育出版社， 2005.
(20)《機械設計手冊》 成大先主編 北京化學工業(yè)出版社， 1994.
(21)《金屬學與熱處理原理》劉北興主編 哈爾濱工業(yè)大學出版社， 2005.
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