1、辽宁工程技术大学课程设计IV辽宁工程技术大学课 程 设 计题 目：复合模具设计班级：机械05-6班姓名：马仲举指导教师：刘宏梅完成日期：2009年1月8日指导教师评语成 绩： 指导教师日期摘 要本设计内容为复合模具的设计，并绘制出模具装配图、凸模和凹模的零件图以及编制课程设计说明书。此模具是落料、拉深和冲孔相结合的复合模具。在设计的过程中，首先对零件进行了工艺分析，接着对工艺方案进行了比较，最终确定采用先落料，再拉深，最后冲孔的工艺方案，然后画工序图、经过计算选择冲压设备。然后选择冲模类型以及结构形式，接着是一些模具设计的相关数据计算，包括一些基本力的计算。对模具的凸模、凹模加工工艺过程以及加
2、工工艺方案的确定，最后编写凸凹模加工工艺规程。本次设计分析和解决了零件的制造工艺和凸、凹模制造的工艺及工序安排的问题。关键词：复合模具；装配；工艺方案；工序安排AbstractThe design content for composite mold design and mold assembly to map out plans, punch and die parts plans and the preparation of curriculum design specification. This mold is blanking, drawing and punching a com
3、bination of composite mold. In the design process, the first parts of the process analysis, and then on the technology programs are compared, and ultimately adopt the first blank, and then drawing the final punch of technology programs, and then painting process maps, calculated choice stamping equi
4、pment . Then select the type of die structure, followed by a number of die design of the relevant data, including some of the basic computing power. Punch on the mold, die machining process, as well as processing program to determine the final preparation of convexity modulus of order processing. Th
5、e design of the analysis and solution of the parts manufacturing process and convex and concave mold manufacturing technology and processes arrangements.Key words：Composite mold；assembly；technology programs；process arrangements目 录1 冲压工艺设计11.1零件的工艺分析 11.2制定工艺方案 21.2.1计算毛坯尺寸 21.2.2确定工艺方案 21.2.3确定拉深次数
6、21.3排样图的确定 21.4初选冲压设备 31.4.1落料力的计算 31.4.2拉深力的计算 31.4.3冲孔力的计算 31.5编制冲压工艺卡 42 复合模具的设计 52.1复合模具的类型及结构形式的选择 52.2模具设计计算 62.2.1拉深凹模（落料凸模）尺寸的确定 62.2.2拉深凸模（冲孔凹模）尺寸的确定 62.2.3冲孔凸模和冲孔凹模刃口尺寸的确定72.2.4顶出器尺寸的确定 73 模具主要零件加工工艺设计83.1落料凸模(拉深凹模)加工工艺过程 93.2拉深凸模(冲孔凹模)加工工艺过程113.3冲孔凸模加工工艺过程113.4落料凹模加工工艺过程124 模具的工作过程 145 设计
7、体会 15参考文献16编号：时间：2021年x月x日书山有路勤为径，学海无涯苦作舟页码：第18页 共23页1 冲压工艺设计1.1零件的工艺分析通过对零件图的观察，知零件的形状、尺寸及板料的材料和厚度。08钢,标准：GB/T 699-1988特性及适用范围：为极软的碳素钢，强度、硬度很低，而韧性和塑性极高，具有良好的深冲、拉延、弯曲和镦粗等冷加工性能、焊接性能。但存在时效敏感性，淬硬性及淬透性极低。大多轧制成高精度的薄板或冷轧钢带用以制造易加工成形，强度低的深冲压或深拉延的覆盖零件和焊接构件。化学成份：碳 C ：0.050.12、硅 Si：0.170.37、锰 Mn：0.350.65硫 S ：0
8、.035、磷 P ：0.035铬 Cr：0.10、镍 Ni：0.25、铜 Cu：0.25力学性能：抗拉强度 b325(MPa)，屈服强度 s195 (MPa)，伸长率 5 ()：33，断面收缩率 ()：60，硬度 ：未热处理,131HB，该零件包括一个落料工序，59孔冲孔供血和深度为13.5-1.5=12mm的拉深工序。1.2制定工艺方案1.2.1计算毛坯尺寸落料后的毛坯直径D=由公式得：D= 134.68 （mm）1.2.2确定工艺方案分析后确定，该件可先落料经过计算后得出落料部分的毛坯直径是，然后拉深108深度为12的凹槽，最后再冲直径为59的孔。1.2.3确定拉深次数圆筒件的拉深系数m=
9、0.8，而毛坯的相对厚度t/D100=1.1,查极限拉深系数m值表得m1=0.53。因为m=0.8m1=0.53，所以该零件采用一次拉深成型。1.3排样图的确定 考虑到毛坯的直径为比较大135，比较大，由表查取搭边数值：条料两边=2.5mm、进距方向a=4mm。采用一板单排。则有：进距：h=D+a=(135+4)mm=139mm条料宽：b=D+2=(135+22.5)mm=140mm选择板料：1.5mm140mm2000mm每板的零件数：n=2000/139=14 (件)材料利用率：1.4初选冲压设备1.4.1落料力的计算查表得材料的抗拉强度325(MPa)落料力=0.83.141351.53
10、25=165321 (N)卸料力=0.03165321=4959.6 （N）=165321+4959.6=170280.6 （N）1.4.2拉深力的计算拉深力=3.141081.53250.75=123990 (N)顶件力0.1123990=12399 （N）=123990+12399=136389 (N)1.4.3冲孔力的计算冲孔力=0.83.14591.5325=72251.4 （N）综上所述：选用200KN压力机。1.5编制冲压工艺卡零件名称产品型号文件型号零件代号每台件数1共 页第 页材料08钢 t=1.5mm条料1.5mm140mm2000mm材料利用率单件1.5mm140mm139
11、mm48%工序工卡工序或工卡内容加工草图设备1剪床下料2落料200KN压力机3拉深200KN压力机4冲孔200KN压力机5检验游标卡尺2 复合模具的设计2.1复合模具的类型及结构形式的选择复合模具分为正装式和倒装式复合模具两种。凸模装在上模，落料凹模装在下模，这种结构称为正装复合模具。正装复合凝聚向上出件，顶件装置由顶杆、顶块组成。弹性顶件装置中的顶块应高出凹模少许。条料在压紧的情况下冲裁，冲出的工件平直度较高。这种反向顶出工件的弹性顶件装置只适合于冲裁薄模。顶件装置的弹性元件在下模板下面，不受模具空间位置的限制，可获得较大的弹力，且力的大小可以调节。冲孔废料由上模的打料装置推出，凸模孔内不积
12、存废料，所受胀力小，不易胀裂。但冲孔废料落在冲模工作面上，不易排除。当冲裁工件材料较厚，同时凸凹模壁厚较薄时，采用正装式复合模具。凸模装在下模，落料凹模装在上模，这种结构称为倒装复合模具。倒装度和模具由打杆、推板、推杆、顶杆组成的推件装置将工件推出，这种结构对工件不起压平作用。冲孔废料由凸模下漏，结构简单、操作方便；但凸模孔内由于积存废料，所受胀力较大。当凸模壁厚较小、强度不足时容易破裂。卸料装置在下模，卸料弹性元件装于下模板之上，受空间位置限制。条料的导向与定位采用活动销的结构。因此，当工件材料厚度较薄而要求平整时，一般采用倒装式复合模具，用弹性卸料板。综上所诉，本题采用倒装式复合模。为了保
13、证冲裁精度，采用四个导柱的结构。此复合模具有如下的零件：托杆、圆柱销、弹性卸料板、下模座、导柱、导套、挡料销、导向螺钉、上模座、内六角圆柱头螺钉、顶杆、顶板、打杆、模柄、卸料螺钉、凸模固定板、拉深凹模（落料凸模）、冲孔凸模、落料凹模、顶出器、拉深凸模（冲孔凹模）、压料板。拉深凸模兼冲孔凹模与下模座用4个内六角圆柱头螺钉固定，落料凸模兼拉深凹模与凸模固定板用3个内六角圆柱头螺钉固定，落料凹模与下模座用4个内六角圆柱头螺钉固定，冲孔凸模与凸模固定板用一个内六角圆柱头螺钉相连接，凸模固定板与上模座用4个内六角圆柱头螺钉固定，模柄与上模座由两个内六角圆柱头螺钉连接。2.2模具设计计算2.2.1拉深凹模
14、（落料凸模）尺寸的确定：落料凸模和落料凹模的刃口尺寸是135mm，板料材料是08钢，厚度是1.5mm。查冲裁模出时双面间隙值表得：=0.14 （mm）,=0.18 （mm）查规则形状冲裁时凸、凹模的制造偏差表得：凸模偏差=0.025，凹模偏差=0.035校核：+=0.06-=0.04 (mm)故取凸模偏差=0.4（-）=0.016，凹模偏差=0.6（-）=0.024查磨损系数表得磨损系数x=0.5。则：落料凹模直径：=（135-0.50.32）=134.84 （mm）落料凸模直径： （mm）则初定落料凸模的形状如下图所示：2.2.2拉深凸模（冲孔凹模）尺寸的确定：以凸模尺寸为基准进行计算。查凸
15、、凹模的制造偏差表得：凸模偏差=0.025，凹模偏差=0.035查双面间隙值表得：=0.14 （mm）,=0.18 （mm）由于+=0.06-=0.04 (mm)所以取凸模偏差=0.4（-）=0.016，凹模偏差=0.6（-）=0.024拉深模间隙C=0.9t=0.91.5=1.35 （mm）拉深凸模尺寸：=（108+0.40.24）=108.096拉深凹模尺寸：=(108.096+21.35)=110.796拉深凹模圆角半径的确定：=5拉深凸模圆角半径的确定：(0.71.0)=3.52.2.3冲孔凸模和冲孔凹模刃口尺寸的确定：冲孔凸模和冲孔凹模的刃口尺寸是59mm，板料材料是08钢，厚度是1
16、.5mm。查冲裁模出事双面间隙值表得：=0.14 （mm）,=0.18 （mm）查规则形状冲裁时凸、凹模的制造偏差表得：凸模偏差=0.020，凹模偏差=0.030校核：+=0.05-=0.04 (mm)故取凸模偏差=0.4（-）=0.016，凹模偏差=0.6（-）=0.024查磨损系数表得磨损系数x=0.5。则：冲孔凸模直径： （mm）冲孔凹模直径：=（59.135+0.14）=59.275 （mm）2.2.4顶出器尺寸的确定：由于顶出器的内表面要与冲孔凸模相配合，所以内孔直径的基本尺寸是59，而外表面要与拉深凹模相配合，所以外圆柱面的基本尺寸是108。初定顶出器的形状如下图所示：3 模具主要
17、零件加工工艺设计3.1落料凸模(拉深凹模)加工工艺过程2个18孔的内表面粗糙度为12.5m，需钻。3个18和25的阶梯孔的内表面粗糙度为12.5m，需钻-锪。110.796孔的内表面粗糙度为1.6m，需钻-粗镗-精镗。134.70圆柱外表面粗糙度为1.6m，需精车+精磨。拉深凹模的上端面表面粗糙度为3.2m，需粗铣-半精铣拉深凹模的下表面表面粗糙度为3.2m，需粗铣-半精铣。拉深凹模的前后左右4个面表面粗糙度为12.5m，需粗铣。60的斜面表面粗糙度为12.5m，需精车。135的斜面表面粗糙度为12.5m，需精车。工序编排：工序1：需粗铣-半精铣拉深凹模的下表面工序2：需粗铣-半精铣拉深凹模的
18、上端面表面工序3：钻2个18孔工序4：钻-锪3个18和25的阶梯孔工序5：钻-粗镗-精镗110.796孔的内表面工序6：精车+精磨134.70圆柱外表面工序7：粗铣拉深凹模的前后左右4个面表面工序8：精车60的斜面表面工序9：精车135的斜面表面工序10：清洗工序11：检测落料凸模的加工设备与工艺装备:工序号设备工艺装备工序1立式铣床高速钢套式面铣刀、游标卡尺、专用夹具工序2立式铣床高速钢套式面铣刀、游标卡尺、专用夹具工序3组合钻床高速钢套式面铣刀、游标卡尺、专用夹具工序4组合钻床高速钢钻头、平底锪钻、游标卡尺、专用夹具工序5镗床镗刀、游标卡尺、专用夹具工序6CA6140车刀、砂纸、游标卡尺、
19、三爪夹盘工序7X62卧式铣床高速钢套式面铣刀、游标卡尺、专用夹具工序8CA6140车刀、游标卡尺、三爪夹盘工序9CA6140车刀、机用丝锥、三爪夹盘工序10清洗机工序11塞规、百分表、卡尺等3.2拉深凸模(冲孔凹模)加工工艺过程108.096圆柱的外表面粗糙度为1.6m，需精车-精磨。120圆柱的外表面粗糙度为3.2m，需精车。64孔的内表面粗糙度为12.5m，粗镗。59.275孔的内表面粗糙度为1.6m，需钻-粗镗-精镗。4个螺纹孔需要先钻孔，再用丝锥攻螺纹。拉深凸模的上端面表面粗糙度为1.6m，需粗铣-半精铣-精铣。拉深凸模的下表面表面粗糙度为3.2m，需粗铣-半精铣。工序编排：工序1：需
20、粗铣-半精铣拉深凸模的下表面工序2：粗铣-半精铣-精铣拉深凸模的上端面表面工序3：钻孔-攻4个螺纹孔工序4：精车-精磨108.096圆柱的外表面工序5：精车120圆柱的外表面工序6：粗镗64孔的内表面工序7：钻-粗镗-精镗59.275孔的内表面钻-粗镗-精镗工序8：清洗工序9：检测拉深凸模的加工设备与工艺装备:工序号设备工艺装备工序1立式铣床高速钢套式面铣刀、游标卡尺、专用夹具工序2立式铣床高速钢套式面铣刀、游标卡尺、专用夹具工序3组合钻床高速钢钻头、机用丝锥、游标卡尺、专用夹具工序4CA6140车刀、砂纸、游标卡尺、三爪夹盘工序5CA6140车刀、游标卡尺、三爪夹盘工序6镗床镗刀、游标卡尺、
21、专用夹具工序7镗床镗刀、游标卡尺、专用夹具工序8清洗机工序9塞规、百分表、卡尺等3.3冲孔凸模加工工艺过程63圆柱的外表面粗糙度为3.2m，需精车。17孔的内表面粗糙度为12.5m，需钻。22孔的内表面粗糙度为12.5m，需锪钻。41到22过渡的斜面表面粗糙度为12.5m，需车。59.135圆柱的外表面粗糙度为1.6m，需精车+精磨。冲孔凸模的上端面表面粗糙度为3.2m，需粗铣-半精铣。冲孔凸模的下表面表面粗糙度为1.6m，需粗铣-半精铣-精铣。工序编排：工序1：需粗铣-半精铣冲孔凸模的上端面表面工序2：需粗铣-半精铣-精铣冲孔凸模的下表面表面工序3：钻17孔工序4：锪钻22孔工序5：精车63
22、圆柱的外表面工序6：车41到22过渡的斜面表面工序7：需精车+精磨59.135圆柱的外表面工序8：清洗工序9：检测冲孔凸模的加工设备与工艺装备:工序号设备工艺装备工序1立式铣床高速钢套式面铣刀、游标卡尺、专用夹具工序2立式铣床高速钢套式面铣刀、游标卡尺、专用夹具工序3组合钻床高速钢钻头、游标卡尺、专用夹具工序4组合钻床平底锪钻、游标卡尺、专用夹具工序5CA6140车刀、游标卡尺、三爪夹盘工序6CA6140车刀、游标卡尺、三爪夹盘工序7CA6140车刀、砂纸、游标卡尺、三爪夹盘工序8清洗机工序9塞规、百分表、卡尺等3.4落料凹模加工工艺过程18孔的内表面粗糙度为12.5m，需钻孔。10孔的内表面
23、粗糙度为12.5m，需钻孔。134.84孔的内表面粗糙度为3.2m，需钻-粗镗-精镗。148孔的内表面粗糙度为12.5m，需粗镗。落料凹模的左右和前后端面表面粗糙度为12.5m，需粗铣。落料凹模的上端面表面粗糙度为3.2m，需粗铣-半精铣。落料凹模的下表面的表面粗糙度为12.5m，需粗铣。60的斜面表面粗糙度为12.5m，需精车。645的倒角表面粗糙度为12.5m，需粗铣工序编排：工序1：粗铣落料凹模的下表面的表面工序2：粗铣落料凹模的左右和前后端面表面工序3：粗铣645的倒角表面工序4：粗铣-半精铣落料凹模的上端面表面工序5：钻18孔工序6：钻10孔工序7：钻-粗镗-精镗134.84孔的内表
24、面工序8：粗镗148孔的内表面工序9：精车60的斜面表面工序10：清洗工序11：检测落料凹模的加工设备与工艺装备:工序号设备工艺装备工序1立式铣床高速钢套式面铣刀、游标卡尺、专用夹具工序2卧式铣床高速钢套式面铣刀、游标卡尺、专用夹具工序3立式铣床高速钢套式面铣刀、游标卡尺、专用夹具工序4立式铣床高速钢套式面铣刀、游标卡尺、专用夹具工序5钻床高速钢钻头、游标卡尺、专用夹具工序6钻床高速钢钻头、游标卡尺、专用夹具工序7卧式镗床镗刀、游标卡尺、专用夹具工序8卧式镗床镗刀、游标卡尺、专用夹具工序9CA6140车刀、游标卡尺、三爪夹盘工序10清洗机工序11塞规、百分表、卡尺等4 模具的工作过程：模具的拉
25、深凸模28的刃口面高度稍低于落料凹模24刃口面约一个料厚，保证落料完毕厚才进行拉深。冲孔凸模23的刃口面也应设计成使拉深完毕后才进行冲孔。条料由右向左送进，由导向螺栓6进行导向，当上模9下行时，上模座带动落料凸模22和冲孔凸模23下行，先由落料凸模22与落料凹模24作用进行落料，落料完毕后上模继续下行，进行拉深工序，由压力机气垫通过4根托杆1和压料板29进行压边。拉深完毕后靠29顶件，进行冲孔工序。冲孔废料则落在下模4的槽中的盖板上，需经常把废料从槽中清出。当落料、拉深和冲孔三道工序都完毕后，由弹性卸料板3进行卸料。当上模9上行时，由打杆14、顶板13和三根顶杆12及顶出器27，把零件从凸凹模
26、22中推出。接着再送进板料，由导向螺栓5进行导向，由挡料销8进行定位，同时靠挡料销来限定板料的送进距离，从而重复下上一次的动作过程。5 设计体会在这次设计中，我明确设计目的，综合应用了所学专业知识,培养了自主将理论与实际结合起来锻炼了自己分析实际问题、解决问题的能力，在这个过程中我独立地分析和解决了零件机械制造的工艺和工序安排的问题，设计了机床专用复合模具这一典型的工艺装备。在本次课程设计中，我在多方面都有所提高，综合运用本专业所学课程的理论和生产实际知识进行一次复合模具设计工作的实际训练从而培养和提高学生独立工作能力，巩固与扩充了模具设计等课程所学的内容，掌握模具设计的方法和步骤，掌握模具设
27、计的基本技能，懂得了怎样分析零件的工艺性，怎样确定工艺方案，了解了模具的基本结构，提高了计算能力，绘图能力，熟悉了规范和标准，同时各科相关的课程都有了全面的复习，独立思考的能力也有了提高。我参考了很多文献，在获取我所要的知识的同时又学到了很多其它方面的知识。由于这次设计全部的图纸都是用电脑绘制，因此，我的制图能力又有了一定的提高，而且在设计的过程中，我运用了Pro/ENGINEER软件把我所设计的复合模具的三维模型做了出来。然而设计过程中,我也遇到了很多的困难,出现过很多的错误,但是这并没有影响到我学习知识的积极性。经过这次课程设计,我对自己更有了信心。我相信一切问题都会有解决的办法，同时通过
28、这次设计为今后的毕业设计及未来从事的工作打下了良好的基础。在本次课程设计过程中，我的指导教师刘老师给了我很大的帮助，在各个环节都给予我理论的指导，在这里我要感谢我的指导老师。参考文献1王孝培主编.冲压手册M.北京：机械工业出版社，19902李硕本主编. 冲压工艺学M. 北京：机械工业出版社，19823模具实用技术丛书编委会.冲压设计应用实例M.北京：机械工业出版社，19944高鸿庭，刘建超主编.冷冲压设计及制造M.北京：机械工业出版社，20025丁松聚主编. 冷冲模设计M.北京：机械工业出版社，19946成虹主编.冲压工艺与模具设计M. 北京：高等教育出版社，20007李天佑主编. 冲模图册M. 北京：机械工业出版社，19888王同海编著.实用冲压设计技术M. 北京：机械工业出版社，19959杜东福等编。冷冲压模具设计M.长沙：湖南科学技术出版社，198510姜奎华主编冲压工艺与模具设计M北京：机械工业出版社，199911王孝培主编实用冲压技术手册M北京：机械工业出版社，200112王树勋，林法禹实用模具设计与制造M长沙：国防科技大学出版社，199013冲模设计手册编写组冲模设计手册M北京：机械工业出版社，198814万战胜冲压工艺及模具设计M北京：中国铁道出版社，199515陈炎嗣，郭景仪冲压模具设计与制造技术M北京：北京出版社，1993第 18 页 共 23 页
