【CM095】油泵壳体的模具设计[2套]【C】
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油泵
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【CM095】油泵壳体的模具设计[2套]【C】,cm095,油泵,壳体,模具设计
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1 is P of AE of of of at of to on of of 1 & P PM by AD or up it is on of up by of of do in of as of of to in is P a of of a of T, to P P 2 of R T of of is RP of a of of as a t of of 2 RP T to RP of s of AD to go on it to on of by in in an RT P of of A is to a to to a T of to of P it it is ,of 3 of AD of by at to in (1)of of as to (2)of TL in to TL P 3 RP of 4 TL of it is AD on (3)RP to up a of is of DM LA P is of a up a of of of of (4)of on (5)It is in 0*10 of 2 mm of of in a mm.s of of of of on to a of of of 4 of In on of by of of to of to go on to at AE If , to AD 5 In AE at AD in TL it is of of is of 4 P to s to of (1) as as to of up to of A of it is of it is at of e(x,y,z) =P x, y, z)- p x, y,z) (2) If d (x, y, z) to of g (x, y, z) of of be d (x, y, z) =g(x,y,z) e (x, y,z) (3) E (x, y, z) is of if AD e 1 (x, y,z),e 2 (x, y,z),e 3 (x, y,z) t RP of e(x,y,z) =(x, y,z)+e 3 (x,y, z) (4) up g (x, y, z), d (x, y, z) to a d (x, y, z) (5) G (x, y, z) us to of it of AD of of of is of is a g 5 (x, y,z) a of,it it is to be to g (x, y,z), d (x, y,z) to to of to of of of 6 RP is a T to of P of is is of of in at of to on of of 6 快速模具集成系统精度保证体系研究 摘要 : 介绍了利用 析了影响产品精度的因素，提出了用非线性有限元分析三个主要成型阶段的精度，采用模式识别理论、误差理论、神经网络方法处理误差反馈问题，进行误差补偿修正和加工精度的预报，提高最终产品质量的方法。 关键词： 馈 1 前 言 快速原型技术（ 称 指在计算机控制与管理下，由零件 用材料精确堆积复杂三维实体的原型或零件制造技术，是一种基于离散 /堆积成型原理的新型制造方法。 快速成型技术已经能非常成功地制作包括树脂、塑料、纸类、石蜡、陶瓷等材料的原型，但往往不能作为功能性零件，只能在有限的场合用来替代真正的金属和其它类型功能零件做功能实验。随着需求的增加和技术的不断发展，快速原型技术正向快速原型 /零件制造的方向发展。 利用 法是转换技术，称为快速模具（ 术。由于传统模具制作过程复杂、耗时长、费用高，往往成为设计和制造的瓶颈，因此应用 认为从 制造和成型的最终目的是要提供满足要求的产品和服务。 因为材料的局限性制约了其更广泛的应用；传统技术如铸造、锻压等经过长期发展，已相对成熟，但不能适应信息时代的快速柔性要求，在未来一段时期内，必须 将快速成型技术与传统成型技术结合起来，实现敏捷化制造。 2 新产品开发中成本最高、工时最长的阶段就是制造所涉及的物理模型，即原型制造过程。 术主要用于零件设计的快速检验以及各种模型的快速制造。其基本原理和成型过程是：先由 电子 7 模型；然后根据工艺要求，将其按一定厚度进行分层，把原来的三维电子模型变成二维平面信息（截面信息）；再将分层后的数据进行一定的处理，加入加工参数，生成数控代码；在计算机控制下，数控系统以平面加工方式有序地连续加 工出每个薄层并使它们自动粘接而成型。 中一个方法是将原型转换成陶瓷型，再利用铸造的方法转换成金属型。利用 批量发展的要求，被称为 “ 柔性工具 ”方法 5,其工艺路线 . 3 集成系统制造功能性产品的精度分析 从 终产品的精度是由每个阶段的制造误差决定的。 (1)模过程中，由于建模软件的局限性，对于复杂的曲面常常不能精确地加以描述； (2)件的划分过程中，由于 件格式对几何造型过程中出现的错误不敏感，这些错误通过 的将严重影响 3， 4。而且， 件用平面三角形面片来逼近空间的任意表面，因而只能近似地表示零件在 3。 (3)多工艺过程还伴随着材料的相变，如 艺。所以， 型过程不只是一个材料的机械堆积过程，还是一个高度耦合、非线性的热力学过程。这一过程的精度影响因素有：材料参数、激 光功率、分层厚度、扫描路径等。 (4)转换工艺中的精度损失取决于转换工艺所使用的材料、转换方法等。 (5)金属浇注过程是整个工艺过程中精度损失最大的阶段。通常，前几个阶段的误差在 1010 量级，而金属凝固过程的尺寸变化在几个甚至十几个毫米数量级，因此，最终产品精度的提高很大程度上取决于这个阶段。影响其精度的因素有：材料性质，如材料密度、弹性模量、导热率、比热、线膨胀系数等，尤其是金属的高温热物性参数，金属与型腔之间的传热特征，浇、冒口的位置等。 4 集成系统产品精度保证体系 实际生产中 ，常常采用试错法来保证最终产品的精度。随着计算机技术的发展以及对降低成本、实现数字化、过程可控性的要求，有必要采用计算机集成制造方法，对整个过程进行计算机模拟仿真研究。 算机辅助工程）包括灵捷制造、柔性制造、同时工程，虚拟制造等。引进 术，可以把 8 工艺路线重新绘制。如果把中间过程看作 “ 黑匣子 ” ，则由 过程相应的快速、多回路误差控制与反馈系统 。 5 误差反馈系统研究 在此 差存在于每一阶段。 在 分 度的丢失是由于造型软件的局限性，提高软件的质量，可以降低误差。 在 换工艺阶段和金属浇注阶段，涉及热、力耦合问题，引用非线性有限元方法，在三维笛卡尔坐标下，根据能量守恒原理，可以得出： (1) 再将温度引起的热应力和外力（如边界条件） 之和作为力载荷施加到物体，求得总变形量。得出每一阶段的误差之后，可以建立误差反馈系统。误差反馈系统属闭环控制系统。它的一个主要内容是变形传递函数的研究。在三维笛卡尔坐标下，由计算得到的变形前和变形后的误差可以表示为： e(x,y,z)=p 理想 (x,y,z)际 (x,y,z) (2) 如果用 d （ x,y,z）表示实际整体形状的变化矩阵， g(x,y,z)表示控制矩阵，则整个过程的反馈控制可以描述为： d （ x,y,z） =g(x,y,z) e (x,y,z) (3) e(x,y,z)是每个过程的代数和，即，如果不考虑 e1(x,y,z)，e2(x,y,z)， e3(x,y,z)分别表示 换工艺过程的误差和金属浇注过程的变形量，则 e(x,y,z)=e1(x,y,z)+e2(x,y,z)+e3(x,y,z) (4) 现在的问题就是，设置适当的 g(x,y,z)，使 d （ x,y,z）能够很快地收敛到小于某个误差允许的范围 ，即满足： d （ x,y,z） (5) g(x,y,z)体现出我们对整个变形过程的理解，它必须实时的反映产品变形和 模型变形的耦合关系。而且还要随变形边界条件和材料参数的变化而变化。 由于整个过程是一个多变量、多输入的复杂三维非线性闭环控制系统，各个变量之间可能存在耦合关系，因此，影响 g(x,y,z)的因素很多，很难用统一的数学公式描述，因此，作者提出应用神经网络的方法，训练 g(x,y,z)，使 d （ x,y,z）达到要求。 利用神经网络具有自学习的优点，可以大大减少误差反馈问题对工艺数据的 需求，并且便于系统的扩展。而且由于闭环系统对误差的校正作用，可能会导致系统的不稳定。采用神经网络的自适应、自学习方法，可以提高系统的鲁棒性。 6 结论 高此快速柔性系统的精度是当今急迫解决的问题。本文分析了影响此柔性制造系统中产品精度的因素，提出了用非线性有限元分析三个主要成型阶段的精度，采用模式识别理论、误差理论、神经网络方法处理误差反馈问题，进行误差补偿修正和加工精度的预报，提高最终 产品质量的方法。 选自机电工程 摘 要 本次设计的题目是油泵壳体的模具设计。通过对制件的工艺分析，确定了模具的工艺方案。共分为两次拉深和一次冲孔翻边。本说明书主要阐述了油泵壳体的第一次拉深和冲孔翻边模具设计的基本过程及主要计算数据。 全篇共分为三章。 第一章是设计 油泵壳体 模具的工艺方案的确定 ，主要根据所给制件特点加以分析，设计出合理的模具，这里共设计出两 套模具。第二章是落料拉深复合模的设计，其中包括一些典型结构的选择和一些非标准零件的设计。第三章是冲孔 翻 边复合模的设计，包括各种模具零件的选择和一些零件尺寸的计算。 第一套 模具是典型的结构，第二套模具则根据制件工艺要求进行了部分创新。 鉴于本人的水平所限，在设计中肯定有不足之处存在，也 会 有 很多 错误出现，恳请评阅老师和各位读者包涵并且批评指正。 关键词 ： 拉深 冲孔 翻边 he is of of an to of it in to of is of of of a to of of of of of of of of of is of to a my to in a of to a 目 录 第一章 工艺方案的确定 1 第二章 落料拉深复合模的计 3 第三章 冲孔 翻边 复合模的设计 15 毕业设计总结 24 参考文献 25 1 第一章 工艺方案的确定 （一）油泵壳体的工艺分析 油泵壳体属于圆筒阶梯拉深件，工件材料为 08 度 构简单。特点是工件要求精度不高，经过两次拉深，冲孔翻边即可。制件结构对称，属于一般冲裁拉深精度。模具为普通冲裁拉深模具。制品在拉深、冲孔、翻边过程中的一些必要的计算和原始数据，将在设计过程中体现。 （二） 毛坯尺寸的确定 计算坯料之前，不应考虑到由于板料具有方向性和凸凹模间隙不均匀等原因，拉深后的零件顶端一般都不平齐，通常都需要修边工序，即将不平齐 的地方切去。因此，在计算坯料之前，要在拉深高度方向上加一修边余量。 根据上述坯料展开尺寸在原则，只要预先算出工件的重量、体积和殿开面积并使其相等于一定形状的坯料重量、体积和面积。即可求得坯料的尺寸。 根据 件的原则，则坯料为圆形，其直径为0d，故 204坯由此得： 2 nn 120 1 2 34 d S S S S 件 （公式 1 所以 04 件（公式 1 而 1S （公式 1 22 2 ( 2 ) 84S r d r r （公式 1 23 ( 2 )4S d r 计算结果： s= （公式 1 （三）判断拉深次数 由公式 （公式 1 式中 H 小阶梯直径）的圆筒形件可能达到的最大高度。 计算结果是不能一次拉深。 通过对制件的分析计算，本制件要依次经过拉深、冲孔、翻边三道工序，因此第一道工序是落料和拉深，第二道工序是二次拉深，第三道工序是冲孔和翻边。从本制件的生产的工艺性和经济性的方案考虑，可以确定本件的生产由如下三套模具完成： 第一套模具为落料拉深复合模，完成制件形状的初步确定。 第二套模具为拉深模，完 成二次拉深。 第三套模具为冲孔翻边复合模，完成制件最终形状的确定。 根据制件的形状，尺寸，精度要求，材料性能，生产批量，冲压设备，模具加工条件等多方面的因素进行考虑。在满足冲压件质量要求的前提下，最大限度的降低冲压件的生产成本，确定模具的结构形式。 第一套采用复合模 ；第二套采用简单模；第三套采用复合模。 第一、二套采用半自动化操作；第三套半自动化操作与手工操作像结合。 根据原材料的形式，确定进了方法、取出和整理零件的方法、原材料的定位方法 。 3 4、压料和卸料方式的确定 压料和弹性卸料； 5、模具精度的确定 根据冲压件的精度确定合理的模具加工精度，选择合理的导向方式和固定方式。 第二章 落料拉深复合模的设计 (一 ) 排样 1 剪板机剪方料 1000123这里由于毛坯直径较大，考虑到操作方便，采用单排。 根据模具设计资料重庆大学 王孝培 表 2 搭边数值 a=距 h=D+a=120+料宽度 b=D+2a=120+2 23 板料规格拟用 1231000 （二）选定修边余量 由于板料的各向异性和模具间隙不均等因素影响，拉深后的零件边缘不整齐，甚至出现了耳子，需要在拉深后进行修边。因此，计算毛坯直径时需要增加修边余量。根据工件尺寸选择 修边余量 h= 2 (三 )落料部分的计算 1冲裁力的计算 计算冲裁力的目的是合理选择压力机和设计模具，压力机的吨位必须大于所计算的冲裁力，以适应冲裁的要求。 冲裁力的大小主要与材料力学性能、厚度和冲裁件的轮廓长度有关。 用平刃口模具冲裁时，冲裁里 （公式 2 式中 刃口一般取 由于要为拉深工序留有修边余量，所以这里取毛坯直径为 D=120此制件为08据冲压工艺与模具设计简明手册 4 材料厚度为 周边长度 L=376.8 以 F=125399N 同时，还存在卸料力和推件力，要准确计算这些力是很困难的，实际生产中常用下列经验公式来计算 （公式 2 式中， F 为冲裁力， 卸料力，推料力系数。见冲压工艺与模具设计 8 81 2 5 3 9 90 3 6 92 5 3 9 所以总的冲裁力为 0 5 71 2凸凹模尺寸计算 本设计采用凸模与凹模配合加工。对于冲裁形状复杂或薄板制件的模具，其凸、凹模往往采用复合加工的方法。此方法是先加工好凸模或凹模为基准，然后根据此基准配置凹模或凸模，使他们保持一定 的间隙。因此，只需在基准件上标注尺寸和公差，另一件只标注尺寸并注明“ 证双面间隙”。这样，可放大基准件的制造公差。其公差不再受凸、凹模间隙的影响，制造容易，并容易保证凸、凹模的间隙。 由于复杂形状工件各部分尺寸性质不同，凸模和凹模磨损后，尺寸变化的趋势不同，所以基准件的刃口尺寸计算方法也不同。 落料：应以凹模为基准，然后配置凸模。 凹模磨损后，尺寸变大的尺寸类：先把工件图尺寸化为 0A ，再按落料公式进行计算 0)(（公式 2 尺寸变小类，先把工件尺寸化为 0B，然后按公式计算 0)(d （公式 2 凹模磨损后尺寸不变类尺寸，按下述三种情况进行计算 5 制件尺寸为 0 制件尺寸为 0C 时 （公式 2 制件尺寸为 C 时 根据冲压工艺学 0 120 模 =x=以由公式 2 凹模 0 0 8 7 凸模刃口尺寸按上述凹模的相应部分尺寸配制，冲压工艺学 （四 ） 拉深部分的计算 拉深力按 F= （公式 2 t= d= b=320钣金冲压工具手册 2） ，冲压工艺学 4 所以 F= N 拉深功 A=1000 （公式 2 h= =据冲压工艺学 3拉深系数的确定 （ 1）凸 凹模圆角半径 凹模角的圆角根据冲压工艺学 4凹2C 2)dd 2)C 6 凸模圆角半径等于工件的内圆角半径。 （ 2）凸凹模间隙 c 决定凸凹模间隙时，不仅要考虑材质和板厚，还要考虑工件的尺寸精度和表面质量要求。， （冲压工艺学 凸凹模尺寸及制造公差应按零件要求确定，由于工件要求内形尺寸，则以凸模设计为基准 根据冲压工艺学 4模制造公差 d=模制造公差 p=模尺寸： （ 0p凹模尺寸： d0（四）是否采用压边圈 在拉深过程中，拉深变形区的工作凸缘部分在切向压应力作用下，很可能因为失稳而发生起皱现象，致使零件出现废品，进而导致模具损坏。为了防止拉深过程中工件起皱现象，当前生产中主要采用压边圈的方法。 模具安装压边圈以后，坯料被压紧在凹模平面上，当拉深时工作凸缘部分仅在压边圈与凹模平面之间隙中通过，使工件不致于失稳起皱。 拉深中，是否采用压边圈装置，主要取决于拉深坯料的相对厚度大小。 是否采用压边圈可以根据教材冲压工艺学 4确定；由于工件属于深拉深并且板料较薄（ 并 且根据计算 t 100/D 采用压边圈 （五）、压力机的选择 冲压设备的选择即压力机的选择直接关系到设备的合理使用、安全、产品质量、模具寿命、生产效率和成本等一系列问题。根据工件的工艺性，批量大小，工件的尺寸和精度选用压力机类型。 冲压设备规格的选择原则： （ 1）压力机的公称压力应大于压制时所需的压力（计算压力）一般取所计算压力的1.左右。 （ 2）压力机的功率大小，应能满足完成此加工工序所需的总功大小。 7 （ 3）压力机的最大装模高度应大于冲模的最大闭合高度 . （ 4）压力机台面及滑块底平 面尺寸，应保证能牢固安装及固定冲模并能正常工作。工作台孔应能自由地通过预定的冲制的所有零件或废料。 （ 5）压力机的行程次数，应能保证最高生产效率。 （ 6）根据工作类别及零件的性质，应备有特殊装置和夹具。如：缓冲器、顶出装置、送料装置等。 由 ),( 36深所需压力机的公称压力应满足： = 深所需压力机功率为 N=1 （公式 2 = 1 1 = 2 2 = n=60） 根据钣金冲压工具手册 1 选 式可倾台压力机 各项技术性能如下（ 公称压力： 100吨（ 1000 发生公称压力时滑块离下死点距离： 10 滑块行程： 140 行程次数： 45次 /分 最大封闭高度： 350 闭合高度调节量： 110 工作台尺寸： 左右 900 前后 600 工作台孔尺寸： 左右 420 前后 23 直径 300 立柱间距离： 200 模柄孔尺寸： 30 55 8 （六）非标准零件的设计 （ 1）凹模的设计 落料拉深复合模的凹模如图 2用材料为 45#，凹模材料应具有良好的耐磨性和抗黏附性，热处理后一般凹模 应达到 60 64时还需要采用表面化学热处理来提高其抗黏附能力。凹模表面粗糙度取 m工作表面要抛光、研磨。 图 2 2）凸模的设计 本套模具的凸模如图 2料为 45#，凸模应该限定淬火长度，或将尾部回火，以便头部一端保持较低硬度 ，热处理后凸模应达到 58 62由于制件本身就是小型制件，所以本人把它设计成一个整体形式，这样便于加工制造。模具主要工作表面的粗糙度取 1.6 m ，因此工作表面要进 行研磨、抛光。 9 图 2 3）凹模垫板的设计 垫板的作用主要是承受凸模压力或凹模压力，防止过大的冲压力在上下模板上压出凹坑，影响模具的正常工作，垫板的外形尺寸与凸凹模板相同。 材料为 45#，热处理后应达到 45 50面粗糙度取 m工作表面必要时可以进行抛光或研磨。垫板要保证工作表面的平行度，在这里可以适当取值。其具体情况如图 2 （ 4）橡胶弹性体的应用 本套模具应用典型弹性卸料装置，橡胶弹性体是必不可少的组成部分，其具体 结构如图 2 为使卸料正常工作，应使橡胶的预压力 x,即 式 2 橡胶板的工作压力计算公式（根据冲压模具设计与制造 ： F= （公式 2 聚氨酯橡胶板的最大压缩量一般不超过其厚度的 35，而模具安装时橡胶板应预先压 10 缩 10 15。橡胶板厚度 胶板的许可压缩量 本套模具的推件力为 预压力 取橡胶板的预压量 总压缩量为 胶高度为 30压缩量为 据表 3单位压力 p=橡胶板的横截面积 A=8502选用橡胶板的横截面积 222 5 6 2)561 0 0( 所 以，选用橡胶板的性能满足要求 图 2 5）卸料板的设计 如图 2示为卸料板的设计图样，材料为 种材料质软适合作为卸料的材料。 11 图 2 2（ 6）凸凹模的设计 凸凹模的材料为 45#，材料应具有良好的耐磨性和抗黏附性，热处理后一般凹模应达到 60 64时还需要采用表面化学热处理来提高其抗黏附能力。凹模表面粗糙度取 m工作表面要抛光、研磨。如图 2 12 图 2 7）压边圈的设计 压边圈是冲模中用于压住材料或工序件以控制材料流动的零件。材料为 45#，表面粗糙度取 m工作表面要抛光 、研磨。如图 2图 213 (七 )标准零件的设计 （ 1） 模架的选择（ 根据模具标准应用手册 3择后导柱模架（ 上模座 40300300 下模座 45300300 闭合高度 180 220 （ 2）导柱导套 根据模具标准应用手册 3模座的闭合高度与压力机的最大闭合高度、闭合高度 调节量，选择 导柱 长度 L=150径 d=32据模具标准应用手册 3模座的闭合高度与压力机的最大闭合高度、闭合高度调节量，选择 导套 长度 L=100径 d=32 3）模柄的选择 模柄的作用是把上模固定在压力机的滑块上，同时使模具中心通过滑块的压力中心。模柄的尺寸应小于压力机上模柄孔的尺寸 ，选择模柄时，先根据模具的大小，上模结构，模架类型及精度等确定模柄的结构类型，再根据压力机滑块上模柄孔的尺寸规格。一般模柄直径应与模柄孔直径相等，模柄长度应比模柄孔深度小 5 10 根据模具标准应用手册 2座尺寸及模具结构的特点，选择压入式模柄（ 直径 d=30度 H=55m （ 4）推杆的选择 根据模具标准应用手册 2模柄的尺寸，选择带肩推杆（ 直径 d=8度 L=130 5）顶杆的选择 根据模具标准应用手册 2择顶杆（ 直径 d=814 长度 L=1206) 螺钉和销的选择 螺钉和销是定位零件，定位零件的作用是使坯料或工序件在模具上相对凸凹模 有正确的位置。在模具结构的设计中，一般使用内六角螺钉和圆柱销。 在模具结构的设计中，螺钉和销的选择应注意以下几点： 同一 组合中，螺钉的数量一般不少于 3 个，并尽量沿被联结件的外缘均匀布置。 销钉的数量一般都用两个，且尽量远距离错开布置，以保证定位可靠。 螺钉和销钉的的规格应根据冲压工艺力大小和凹模厚度等条件确定。螺钉的旋 入深度和销钉的配合深度都不能太深，也不能太浅。 螺钉之间，螺钉和销钉之间的距离，螺钉和销钉距凹模刃口及外缘的距离，均 不应过小。 各联结件的销孔应配合加工，以保证位置精度。销钉和销孔之间采用 H7/H7/ 根据机械设计手册（第二卷） 5择圆柱销（ 直径 d=8 d=8度 L=70 L=60据机械设计手册（第二卷） 5择内六角螺钉（ 直径 d=8 d=8总长 L=75 L=75螺纹长度 l=30 l=457) 卸料螺钉的选择 根据模具标准应用手册 2择卸料螺钉（ 直径 d=8 长度 L=70 l=10 8） 挡料销的选择 根据模具标准应用手册 2择挡料销（ 直径 D=6d=4 高度 h=3八）模具工作原理 图 2 示，工作时送入的毛坯将托在凹模 1 和压边圈 10上。依靠挡料销 3 定好位。上模下行时，由卸料板 2将毛坯压住，凸凹模 9开始落料，随后进行拉深。此时，压边圈 10通过顶杆 5靠弹性橡胶体 4的力紧紧的压住了毛坯，防止拉深时起皱。上模回程时，压边圈 10 将冲压件从凸模 8 上顶出，卡在凸凹模 9 内，直到推杆 7 碰到刀料横梁，推动打块 6将拉深件顶出。 15 图 2三章 冲孔翻边复合模的设计 本套模具的设计的难点在于工件的固定，还有由于工件较小，同时冲孔翻边的难度就加大了。因此就要独立设计特殊的固定装置，限位体和弹性体。凸 凹模也采用镶嵌式的，镶嵌到承料体上。具体设计内容如下。 （一） 冲裁力计算和压力机的选择 (1) 冲孔部分 跟据公式 2 F = 查冲压工艺学 2 根据公式 2 2 16 90 6 2 所以 22222 (2) 翻边部分 内孔翻边时，所需的翻边力一般不大，故可惟不经计算。若需计算时，可按下式估算： 01 . 1 ( ) SP d d t（公式 4 式中 d 翻边后的真径（中性层 ,; 0d 翻边前预冲孔直径（ ; t 板料厚度（ s 材料 的屈服点 ( 根据公式 4 F 本模具是冲孔翻边复合模，冲孔和拉深过程同时进行，所以应把两个过程所受合起来计算。在这个过程中所受合力 3了方便起见还可以选用上两套模具所使用压力机即： (二 )冲孔部分的计算 确定凸模和凹模刃口尺寸及偏差，要考虑到冲裁变形的特点和规律、坯料的性质、冲裁件的精度要求、模具结构特点和磨损等因素。确定其尺寸及公差的依据是： （ 1） 由 于凸、凹模存在着间隙，所以冲裁件在切断而无论是冲孔还是落料件，都带有程度不同的锥度，测量得到的冲孔尺寸，是锥度小端尺寸，测量得到落料件尺寸，是锥度大端尺寸。 （ 2） 零件在使用时，实际上落料件的大端尺寸和冲孔件的小端尺寸在装配上是起作用的尺寸。 （ 3） 在冲裁过程式中，凸凹模刃口逐渐磨损，需要经过刃磨来恢复锋利。在正常情况下，凸、凹模沿高度方向的不同断面尺寸是上小，下大，具有锥度，所以凸模刃口尺寸愈用愈小，而凹模刃口尺寸愈磨愈大，结果使间隙愈用愈大。故考虑刃口的磨损情况，刃磨后尺寸变大的，应取零件尺寸公差范围内较小 的数值；刃磨尺寸越来越变小的应取零件尺寸公差范围较大的数值。 冲裁作业中，冲裁件的尺寸精度主要是决定于凸、凹模工作部分尺寸精度和间隙的大小，正确确定凸、凹模尺寸，对冲压生产有重要意义。 1、冲孔工序的凸、凹工作部分尺寸及公差确定 设计孔模时，应先按工件孔径尺寸确定凸模尺寸，再按间隙确定凹模尺寸。冲孔模在使用中，由于刃口不短磨损，使得冲孔尺寸越来越减少，为了增加冲孔模使用 17 寿命，所以凸模尺寸应取工件孔的尺寸公差范围内的较大尺寸，间隙同样采用最小合理间隙。其凸、凹工作部分按下式确定： ()d d x 凸 凸凹 - 件 ()d d z 凸 凹凹 凸 最 小 式中 冲孔凸模公称尺寸（ 冲孔凹模公称尺寸（ 工作孔径的公称尺寸（ ; x 修正系数，一般 ; 工件制造公差（ 凸 凸模制造公差；一般取 ( 0 . 2 5 0 . 3 5 ) 凸， 凹 凹模制造公差；一般取 0 . 2 5 0 . 3 5 凹 （ ）. 在这里只需要以凸模为基准来计算，具体计算过程如下： 查冲压模具设计与制造 5.0x ，椐图 3算 图 3 pa 冲压模具设计与制造 3 ,in ，故冲孔凹模刃口尺寸按凸模实际刃口尺寸配作，保证双面间隙值 (三 )翻边部分的计算 翻边是将零件的孔边缘或外边缘在模具作用下，翻成竖立边缘的一种冲压工艺。 内孔翻边时，只需确定翻边前坯料孔径尺寸即可。图 10示的内孔翻边，其预冲孔直径可按下式计算； 18 0 2 ( 0 . 4 3 0 . 7 2 )d d H r t 式中0d 坯料孔径直径（ d 翻边后孔径真径（中性层） (r 翻边圆角直径 ( t 材料厚度（ H 翻边高度 ( 翻边后翻边高度 H 可按下式确定； 0( ) / 2 0 . 4 3 0 . 7 2H d d r t 核算后的翻边高度 H，如果符合零件的要求的高度，表示预先所证算的坯料孔径是便理的，否则必须重新确定。零件所要求的高度比计算高度大，而应尽量减少坯料孔径；零件要求高度的高度小于计算高度，可加大坯料孔径。实际上。合 理的坯料孔径，都需经过反复试门冲后才能确定。 如果翻边高度 H 要求较高，一次不能成形，可采取如下的方法：对于小孔翻边，可采用预冲孔使壁部边薄的方式获得；对于大孔的翻边及带料连续拉深时，应采用拉深 冲孔 再翻边的方法成形。就图 10示的零件，就是利用这种方法成形的。利用这种方法，其高度 h 及直径0 0 / 2 0 . 5h d d r 0 1 . 1 4 2d d r h 内孔翻边时，凸、凹模型状对翻边 变形程度和翻边质量有很大影响。因此，在翻边时必须合理的确定凸、凹模形状。 (四 ) 非标准零件的设计 （ 1）冲孔凸模的设计 凸模的设计图样如图 3用材料为 45#，凸模应该限定淬火长度，或将尾部回火，以便头部一端保持较低硬度 ，热处理后凸模应达到 58 62由于制件本身就是小型制件，所以本人把它设计成一个整体形式，这样便于加工制造。模具主要工作表面的粗糙度取 0.4 m ，因此工作表面要进行研磨、抛光。 （ 2）带螺纹定位板的设计 如图 3件的具体设计图样，材料为 45#，热处理硬度为 48 螺纹基本尺寸按 纹公差按 级。 （ 3）固定架的设计 19 固定架的设计图样如图 3要作用是固定承料体或拉柄的位置，并且承受一定的压力，保证模具的正常工作。 零件材料为 45#，热处理后应达到 45 50面粗糙度取 m工作表面必要时可以进行抛光或研磨。配合部分要保证工作表面的配合标准，在这里可以适当取值。 图 3 3 320 （ 4）凸模固定板的设计 材料为 45#，热处理后应达到 45 50面粗糙度取 m工作表面必要时可以进行抛光或研磨。垫板要保证工作表面的平行度，在这里可以适当取值。其具体情况如图 3 图 3 5）橡胶弹性体的应用 本套模具应用典型弹性卸料装置，橡胶弹性体是必不可少的组成部分，为对应制件本次设计采用阶梯式。其具体结构如图 3 图 3 6）承料体的设计 21 承料体的设计图样如图 3要作用是放置制件，并且承受一定的压力，保证模具的正常工作。 零件材料为 45#，热处理后应达到 45 50面粗糙度取 m工作表面必要时可以进行抛光或研磨。配合部分要保证工作表面的配合标准，在这里可以适当取值。 图 3五 )标准零件的设计 （ 1） 模架的选择（ 根据模具标准应用手册 3择后导柱模架（ 上模座 40300300 下模座 45300300 闭合高度 180 220 （ 2）导柱导套 根据模具标准应用手册 3模座的闭合高度与压力机的最大闭合高度、闭合高度调节量，选择 导柱 长度 L=150径 d=32据模具标准应用手册 3模座的闭合高度与压力机的最大闭合高度、闭合高度调节量，选择 导套 长度 L=10022 直径 d=32 3）模柄的选择 模柄的作用是把上模固定在压力机的滑块上，同时使模具中心通过滑块的压力中心。模柄的尺寸应小于压力机上模柄孔的尺寸，选择模柄时，先根据模具的大小，上模结构，模架类型及精度等确定模柄的结构类型，再根据压力机滑块上模柄孔的尺寸规格。一般模柄直径应与模柄孔直径相等，模柄长度应比模柄孔深度小 5 10 根据模具标准应用手册 2座尺寸及模具结构的特点，选 择压入式模柄（ 直径 d=30度 H=55m (4) 螺钉和销的选择 螺钉和销是定位零件，定位零件的作用是使坯料或工序件在模具上相对凸凹模 有正确的位置。在模具结构的设计中，一般使用内六角螺钉和圆柱销。 在模具结构的设计中，螺钉和销的选择应注意以下几点： 同一组合中，螺钉的数量一般不少于 3 个，并尽量沿被联结件的外缘均匀布置。 销钉的数量一般都用两个，且尽量远距离错开布置，以保证定位可靠。 螺钉和销钉的的规格应根据冲压工艺力大小和凹模厚 度等条件确定。螺钉的旋 入深度和销
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