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哈爾濱理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書
哈爾濱理工大學(xué)榮成學(xué)院
課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書
題 目： ×××
專業(yè)年級(jí)： 材型09-X班
學(xué)生姓名：
學(xué) 號(hào)：
指導(dǎo)教師：
哈爾濱理工大學(xué)榮成學(xué)院
完成時(shí)間： 2012 年 6 月 22 日
哈爾濱理工大學(xué)榮成學(xué)院
課 程 設(shè) 計(jì) 任 務(wù) 書
學(xué)生姓名：XXX 學(xué)號(hào)：XXXXXXXXX
學(xué) 院：榮成學(xué)院 專業(yè)：材料成型與控制工程（B方向）
任務(wù)起止時(shí)間： 2012 年5月 13 日至 2012 年 6月 22 日
課程設(shè)計(jì)題目：
課程設(shè)計(jì)工作內(nèi)容和計(jì)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(dǎo)教師指定）；
(3)編制設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書，10～15頁(yè)。
2. 工作計(jì)劃
2012.6.18—2012.6.19 查閱資料，工藝分析與計(jì)算，確定模具總體方案；
2012.6.20-2012.6.22 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，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(shè)計(jì)說(shuō)明書
參考資料：
1. 楊枝靈．?dāng)?shù)字圖像獲取處理及實(shí)踐應(yīng)用．
2. 喬瑞萍．LabVIEW大學(xué)實(shí)用教程（第三版）．
3. 熊震宇．弧焊機(jī)器人焊縫圖像處理及識(shí)別方法的研究．
指導(dǎo)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(shè)計(jì)任務(wù) 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(shè)備的選擇 4
1.4.1 沖壓力的計(jì)算 4
1.4.2 壓力機(jī)的選擇 4
第2章 異形板的沖壓模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 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(dǎo)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(shè)計(jì) 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(guò)程 6
4.2 模具的裝配過(guò)程 6
參考文獻(xiàn) 7
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- III -
第1章 異形板的工藝性分析
1.1 設(shè)計(jì)任務(wù)
設(shè)計(jì)任務(wù)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(qiáng)度＝432~549MPa,抗拉強(qiáng)度＝539~686MPa,伸長(zhǎng)率＝16%。適于沖壓成形。
零件外形尺寸為Φ44，截的一邊長(zhǎng)度為15，鉸角倒鈍，均未標(biāo)注公差，按照客戶要求，制件基本偏差確定為JS，公差等級(jí)選用IT14級(jí)。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(jìn)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(duì)稱，無(wú)懸臂、凹槽等結(jié)構(gòu)，外形簡(jiǎn)單，無(wú)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(guò)制件零件圖可以知道，要加工該制件，只需要外形落料一個(gè)工序。所以本項(xiàng)目只設(shè)計(jì)一個(gè)單工序落料模。
1.4 選擇沖壓設(shè)備
1.4.1沖壓力的計(jì)算
已知制件落料周長(zhǎng)L=137.915mm;=600Mpa;t=2.0mm
類 別
計(jì)算過(guò)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(jì)算公式為：
F=F+F=（16.55+0.83）tf=17.38tf
1.4.2壓力機(jī)的選擇
根據(jù)總的沖壓力（17.38tf）結(jié)合工廠實(shí)際生產(chǎn)條件，確定采用日本DOBBY-20A的壓力機(jī)。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(tái)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(shè)計(jì)
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(fù)合模、級(jí)進(jìn)模等）確定模具的各個(gè)部分的具體結(jié)構(gòu)，包括進(jìn)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(shí)還應(yīng)考慮模具維修、保養(yǎng)和吊裝的方便，同時(shí)要在各個(gè)細(xì)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(fù)合模、即凸凹模安裝在下模。
2.2 定位方式
常見的進(jìn)料方式有手工送料和自動(dòng)送料兩大類。其中手工送料定位簡(jiǎn)單，有時(shí)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(fù)合模的工作中；自動(dòng)送料常用于級(jí)進(jìn)模加工中，這種送料需要較好的定位、定距和卸料方式，對(duì)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(shí)采用導(dǎo)料銷配合擋料銷定位。
2.3 卸料、壓料、出件方式
在實(shí)際生產(chǎn)中，條料的送進(jìn)采用手工送料，不用導(dǎo)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(shí)際生產(chǎn)時(shí)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(dǎo)料作用，又起到托料作用，不用時(shí)拆卸下來(lái)，使模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，尺寸減少，工作方便簡(jiǎn)單。
2.4 模具壓力中心
該制件是不對(duì)稱形狀，所以需要校核一下該制件的壓力中心，計(jì)算過(guò)程如圖2-3所示。
首先選取一個(gè)坐標(biāo)系，選取圖2-3中點(diǎn)O位置為坐標(biāo)原點(diǎn)，然后確定各線段中點(diǎn)到該原點(diǎn)的坐標(biāo)值；再根據(jù)如下公式進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算過(guò)程如下：
由于零件的外形尺寸較小，并且形狀簡(jiǎn)單，且計(jì)算出來(lái)的壓力中心誤差不超過(guò)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(biāo)注公差，為了降低工作難度，所以在實(shí)際生產(chǎn)中按照IT14等級(jí)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(gè)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(dǎo)向方式與模架類型
隨著對(duì)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(duì)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(dǎo)向零件。在實(shí)際應(yīng)用中，導(dǎo)向零件一般指的是模架組合。
模架主要有兩大類：一類是導(dǎo)柱導(dǎo)套類模架，包括中間導(dǎo)柱模架、對(duì)角導(dǎo)柱模架、后側(cè)導(dǎo)柱模架和四角導(dǎo)柱模架；另一類是導(dǎo)板模模架，包括對(duì)角導(dǎo)柱彈壓模架和中間導(dǎo)柱彈壓模架兩種。模架的組成已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，在設(shè)計(jì)模具時(shí)可以選擇標(biāo)準(zhǔn)模架，也可以自行設(shè)計(jì)模架尺寸。
1）、導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)向
導(dǎo)柱導(dǎo)套與模座的裝配要按照國(guó)標(biāo)規(guī)定。高度H為模具閉合高度，導(dǎo)套在上模座中裝配時(shí)，要保留至少3mm的空隙；模具閉合時(shí)，導(dǎo)柱距離導(dǎo)套上端面也要有10~15mm的安全距離；導(dǎo)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(shí)上模座開橫槽，便于排氣。
2）、滾珠導(dǎo)向
滾珠導(dǎo)向是一種無(wú)間隙、精度高、壽命長(zhǎng)的導(dǎo)向裝置。常用于高精密沖模中。
該導(dǎo)向裝置由滾珠、滾珠保持器、導(dǎo)柱和導(dǎo)套組成，各組成零件都已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化。滾珠在導(dǎo)柱與導(dǎo)套之間應(yīng)保證導(dǎo)套內(nèi)徑與導(dǎo)柱在工作時(shí)有0.01~0.02mm的過(guò)盈量。所以：
式中 ——導(dǎo)套內(nèi)徑；
d——導(dǎo)柱直徑；
——滾珠中心距。
在此選用第一種方式，后側(cè)導(dǎo)柱模架，
凹模周界：L=100mm、B=100mm、閉合高度H=140~165mm,I級(jí)精度的后側(cè)導(dǎo)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(dǎo)柱（G/T2861.1-90）規(guī)格：Φ22130
導(dǎo)套（G/T2861.6-90）規(guī)格：Φ2870
第3章 異形板沖壓模具的零部件設(shè)計(jì)
3.1 凹模板
確定凹模周界時(shí)，首先將凹模刃口1：1繪制出來(lái)，然后以此為界畫一個(gè)外框，由于本設(shè)計(jì)選擇M6螺釘和Φ6銷釘，所以該線框?yàn)榻缦蛲鈹U(kuò)展2倍直徑，即是螺釘、銷釘中心線位置；再由位置往外擴(kuò)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(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行校核或取整，以便后續(xù)選擇標(biāo)準(zhǔn)件的使用空間，所以將凹模周界尺寸擴(kuò)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(yīng)小于10mm,隨著凹模板外形尺寸的增大，凹模板的厚度也應(yīng)增大。
凹模的厚度H的選取可以根據(jù)經(jīng)驗(yàn)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(yàn)和計(jì)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(zhǔn)，確定后需與國(guó)定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行校核，盡量選擇標(biāo)準(zhǔn)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(guò)程
根據(jù)沖壓工藝方案，已確定采用復(fù)合模結(jié)構(gòu)，根據(jù)零件的特點(diǎn)可用倒裝復(fù)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(dòng)擋料銷；采用縱向送料；為了操作方便，采用后側(cè)導(dǎo)柱滑塊模架。
裝配圖如下：
4.2 模具的裝配過(guò)程
1.先把凸模12裝入凸模固定板6中。并保證凸模掛臺(tái)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(guò)凹模上的銷釘孔配做下模座上的銷釘孔。這時(shí)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(guò)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(bào)紙?jiān)嚊_紙樣。以檢查凸模和凹模的間隙是否合理、均勻。
8.試沖確認(rèn)后，就可以把上模座的銷釘孔鉆鉸成。并裝入相應(yīng)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(xiàn)
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（2）佘銀柱主編. 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì).北京:北京大學(xué)出版社, 2004
（3）陳炎嗣等主編. 沖壓模具設(shè)計(jì)與制造技術(shù). 北京出版社, 1991
（4）許發(fā)越主編. 實(shí)用模具設(shè)計(jì)與制造手冊(cè)2版.北京:機(jī)械工業(yè)出版社, 2005.9
（5）薛啟翔等編著. 沖壓模具設(shè)計(jì)制造難點(diǎn)與竅門. 北京:機(jī)械工業(yè)出版社, 2003.7
（6）謝昱北主編. 模具設(shè)計(jì)與制造. 北京大學(xué)出版, 2005.8
（7）<<模具設(shè)計(jì)與制造技術(shù)教育叢書>>編委會(huì)編. 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .北京:機(jī)械工業(yè)出版 , 2003.10
（8）模具設(shè)計(jì)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(jī)械工業(yè)出版社, 2004.5
（9）孫鳳勤. 模具制造工藝與設(shè)備. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1999.10
（10）陳劍鶴 任建偉. 模具設(shè)計(jì)基礎(chǔ). 北京：機(jī)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(jí)）. 北京:中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社, 2004
(13)《沖壓成型技術(shù)》 康俊遠(yuǎn)主編 北京理工大學(xué)出版社， 2008.
(14)《沖壓模具設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)》 鄭家賢主編 機(jī)械工業(yè)出版社， 2005.
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(16)《實(shí)用沖壓模具設(shè)計(jì)手冊(cè)》 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(xué)出版社，2007.
(18)《機(jī)械制圖》 郭紀(jì)林 余貴英主編 大連理工大學(xué)出版社， 2005.
(19)《互換性與技術(shù)測(cè)量基礎(chǔ)》 胡鳳蘭主編 高等教育出版社， 2005.
(20)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》 成大先主編 北京化學(xué)工業(yè)出版社， 1994.
(21)《金屬學(xué)與熱處理原理》劉北興主編 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社， 2005.
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