毕业设计（论文）-轴承盖落料、拉深、冲孔复合模设计（全套图纸） .pdf

0 轴承盖落料、拉深、冲孔复合模 1 摘 要 介绍了轴承盖冷冲压成形过程，经过对轴承盖的批量生产、零件质量、零件结构 以及使用要求的分析、研究，按照不降低使用性能为前提，将其确定为冲压件，用冲 压方法完成零件的加工，冲压基本工序为：落料、拉深、冲孔，然后根据对工序的初 步计算，确定工序数目，如冲压次数，拉深次数，对工序顺序的安排，一般根据各工 序的变形特点，质量要求来确定，由于本工件为带孔的落料、拉深件，因此先落料， 再拉深，最后冲孔，根据生产批量和条件（冲压加工条件和模具制造条件）确定工序 组合，因为生产批量大，所以将各个工序组合在一起，并用复合模冲压，这样就提高 了产品的生产率。通过充分利用现代模具制造技术对传统机械零件进行结构改进、优 化设计、优化工艺方法能大幅度提高生产效率，这种方法对类似产品具有一定的借鉴 作用。 关键字：轴承盖；冲压；工序；生产批量；生产效率 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 2 abstract introduced to carry the bearing cover cold hurtle to press to take shape the process, pass by to the batch quantity production, spare parts quantity, the spare parts structure and usage request of carry the bearing cover of analysis, study, according to not lower to use the function as premise, is certain in order to hurtle to press the piece, it uses to hurtle to press the method to complete the spare parts to process, hurtling to press basic work preface is: fall to anticipate, pull deep, hurtle the bore, then according to the initial calculation of the work preface, make sure the work ordinal number eyes, if hurtle to press the number of times, pulling the deep number of times, to the in proper order arrangement of the work preface, general transform the characteristics according to each work preface, the quantity request to certain, because of in order to take the bore to fall to anticipate, pull the deep piece, this work piece so fall to anticipate first, then pull deeply, blunt bore of end, according to produce the batch quantity and condition( hurtle to press to process the condition and molding tools to make the condition)s to make sure the work that the preface combine, because of produce the batch quantity big, so combine each work preface together, counteract compound the mold hurtles to press, raising the rate of production of the product thus. pass to make use of the modern molding tool manufacturing technique to carry on the structure improvement to the traditional machine spare parts well, excellent turn the design, the excellent chemical engineering skill method ability the significant exaltation 3 produces the efficiency, this kind of method to similar the product has to certainly draw lessons from the function. key words: bearing cover; stamping; process; production batch; production efficiency 4 目 录 1 分析零件的工艺性 . 6 1.1 冲裁工艺性 . 6 1.2 拉深工艺性 . 6 2 分析计算确定工艺方案 . 8 2.1 计算毛坯尺寸 . 8 2.2 确定是否需要压边圈 . 8 2.3 计算拉深次数 . 9 2.4 确定工艺方案 10 3 主要工艺参数的计算 11 3.1 确定排样、裁板方案 11 3.2 计算工艺力、初选压力机 12 3.2.1 计算工艺力 . 12 3.2.2 初选压力机 . 15 3.3 计算压力中心 15 3.4 计算凸、凹模刃口尺寸及公差 16 4 模具的整体结构设计 18 4.1 模具结构形式的选择 18 4.2 模具总体设计 18 4.3 模具工作部分尺寸计算 19 4.3.1 落料凹模 . 19 4.3.2 冲孔凸模 . 20 4.3.3 拉深凸模 . 20 4.3.4 凸凹模 . 20 5 模具的主要零部件结构设计 . 22 5.1 模架 22 5.2 模座 22 5.3 模柄 22 5.4 定位零件 23 5 5.4.1 挡料销 . 23 5.4.2 导料销 . 23 5.4.3 导料板 . 23 5.5 卸料装置 24 5.5.1 固定卸料板 . 24 5.5.2 橡胶 . 25 5.6 其他支撑与固定零件 25 5.6.1 凸模固定板 . 25 5.6.2 导向零件 . 26 5.6.3 垫板 . 26 5.7 紧固件 26 6 确定冲压设备 28 7 模具的装配 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 7.1 复合模的装配 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 7.2 凸、凹模间隙的调整 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 8 重要零件的加工工艺过程编制 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 结 论 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 致 谢 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 参考文献 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 6 1 分析零件的工艺性 1.1 冲裁工艺性 冲裁件的工艺性是指冲裁件对冲压工艺的适应性，即冲裁件的结构形状、尺寸大 小、精度等级是否符合冲裁加工的工艺要求。良好的结构工艺性应保证材料消耗少， 工序数目少，模具结构简单而寿命高，产品质量稳定，操作简单单等等。通常对冲裁 件的工艺性影响最大的是几何形状尺寸和精度要求。对几何形状的要求是冲裁件的形 状应尽可能简单、对称，最好采用圆形、矩形等规则的几何形状或由这些形状所组成， 使排样时废料最少；冲裁件的凸出悬臂和凹槽的宽度不宜太小，以免凸模折断；冲裁 件的外形或内形的转角出，要避免夹角出现，应以圆弧过渡，以便于模具加工，减少 热处理或冲压时的在尖角处开裂的现象，同时可以防止尖角部位的刃口磨损过快而使 模具寿命降低。对精度的要求是冲裁件的经济精度一般不高于 it11 级，最高可达 it810 级，冲孔比落料的精度约高一级。 该零件的形状如图 1，其冲裁工艺性为： （1）结构与尺寸：该零件结构较简单、形状对称，完全由圆弧和直线组成，没 有长的悬臂和狭槽。 （2）精度：零件尺寸除中心孔和两中心孔的距离尺寸接近 it11 级外，其余尺寸 均为自由尺寸且无其他特殊要求，利用普通冲裁方法可以达到零件图样要求。 （3）材料：该零件材料为 20 号钢，屈服强度为 450mpa，此材料具有良好的结构 强度和塑性，其冲裁加工性较好。 （4）生产批量：大批量生产。 根据以上分析，该零件的冲裁性较好，可以冲裁加工。 1.2 拉深工艺性 影响拉深件工艺性的因素主要有拉深件的结构与尺寸、精度和材料。拉深工艺性 对结构与尺寸的要求是拉深件因尽量简单、对称，并能一次拉深成形；拉深件的壁厚 公差或变薄量一般不应超出拉深工艺壁厚变化规律；当零件一次拉深的变形程度过大 时，为避免拉裂，需采用多次拉深，这时在保证必要的表面质量前提下，应允许内、 外表面存在拉深过程中可能产生的痕迹；在保证装配要求下，应允许拉深件侧壁有一 定的斜度；拉深件的径向尺寸应只标注外形尺寸或内形尺寸，而不能同时标注内、外 形尺寸。 工艺性对精度的要求是一般情况下，拉深件的尺寸精度应在 it13 级以下，不宜 7 高于 it11 级；对于精度要求高的拉深件，应在拉深后增加整形工序，以提高其精度， 由于材料各向异性的影响，拉深件的口部或凸缘外缘一般是不整齐的，出现“突耳” 现象，需要增加切边工序。 工艺性要求材料具有良好的塑性，屈强比 bs / 小，板厚方向性系数 r 大，板平 面方向性系数 r 小。屈强比 bs / 值越小，一次拉深允许的极限变形程度越大，拉深 的性能越好；板厚方向性系数 r 和板平面方向性系数 r 反映了材料的各向异性性能， 当 r 较大或 r 较小时，材料宽度的变形比厚度方向的变形容易，板平面方向性能差异 较小，拉深过程中材料不易变薄或拉裂，因而有利于拉深成形。 该零件可看成带凸缘的圆筒形件，料厚 t=2mm，拉深后厚度不变；零件底部圆角 半径 r=3mm 凸缘处的圆角半径也为 r=3mm；尺寸公差都为自由公差，满足拉深工艺对 精度等级的要求；零件所用材料 20 号钢塑性好，易于拉深成形。 根据以上分析，该零件的拉深工艺性较好，可用拉深工序加工。 所以，该零件的加工工艺性较好。 图 1 工件图 8 2 分析计算确定工艺方案 2.1 计算毛坯尺寸 由于板料在扎压或退火时所产生的聚合组织而使材料引起残存的方向性， 反映到 拉深过程中，就使桶形拉深件的口部形成明显的突耳。此外，如果板料本身的金属结 构组织不均匀、模具间隙不均匀、润滑的不均匀等等，也都会引起冲件口高低不齐的 现象，因此就必需在拉深厚的零件口部和外缘进行修边处理。这样在计算毛坯尺寸的 时候就必需加上修边余量然后再进行毛坯的展开尺寸计算。 根据零件的尺寸取修边余量的值为 3.6mm 表 57， 冲压工艺与模具设计实用技 术 ） 在拉深时，虽然拉深件的各部分厚度要求发生一些变化，但如果采用适当的工艺 措施，则其厚度的变化量还是并不太大。在设计工艺过程时，可以不考虑毛坯厚度的 变化。同时由于金属在塑性变形过程中保持体积不变，因而，在计算拉深件的的毛坯 展开尺寸时，可以认为在变形前后的毛坯和拉深间的表面积相等。 对于该零件，可以看成是带凸缘拉深件，其相对凸缘直径 6 . 1 72 116 = d fd （1） 因=3.6mm，故其毛坯最大直径通过公式： rddhdd f 44 . 3 4 2 += （2） 得： d=mm226312244 . 3 351224 2 . 187 2 =+ 2.2 确定是否需要压边圈 坯料相对厚度: %100 d t （3） %8 . 0%100 226 2 =%5 . 1 9 所以需要压边圈。 2.3 计算拉深次数 在考虑拉深的变形程度时，必需保证使毛坯在变形过程中的应力既不超过材料的 变形极限，同时还能充分利用材料的塑性。也就是说，对于每道拉深工序，应在毛坯 侧壁强度允许的条件下，采用最大的变形程度，即极限变形程度。 图 2 拉深后的形状 极限拉深系数值可以用理论计算的方法确定。即使得在传力区的最大拉应力与在 危险断面上的抗拉强度相等，便可求出最小拉深系数的理论值，此值即为极限拉深系 数。但在实际生产过程中，极限拉深系数值一般是在一定的拉深条件下用实验的方法 得出的，我们可以通过查表来取值。 零件的总拉深系数为 548 . 0 226 124 = d d m总（4） 其相对凸缘直径 4 . 151 . 1 124 2 . 187 = d d f （5） 10 属于带大凸缘拉深的拉深件。根据 266 . 0 124 33 = d h （6） 61 . 1 100 124 2 100= d t ， （由表 521， 冲压工艺与模具设计实用手册可以查 出 ， min 0.48m= 表 522， 冲压工艺与模具设计实用手册可以查出5 . 0 max = d h 8） 因为凸缘的相对高度 0.266 小于最大相对高度 0.58，且实际拉深系数 0.548 大于 最小极限拉深系数 0.48，所以拉深过程可以一次拉深成功。 2.4 确定工艺方案 确定工艺方案就是要在工序的性质、数量、顺序和组合几个方面加以确定。工 序性质是指某个冲压件所需要的冲压工序的种类。工序性质主要根据零件的构造， 按照工序变形性质和应用范围，结合现场条件、模具形式及结构、制作定位及加工 操作等许多因素综合分析后确定。 确定工序数量的原则是：在保证质量的前提下，工序数量尽可能地少。工序数量 主要取决于制作几何构造的复杂程度、精度要求以及材料的性质等。工序数量若指同 性质工序重复进行的次数时，工序性质不同，其根据也不同。如拉延件主要是通过极 限变形程度的计算求出所需拉延的额次数。工序数量若只不同的工序时，则应结合工 序性质的确定，充分利用制件的工艺性状，减少工序数，特别是减少一些辅助工序。 工序的顺序主要由工序性质、坯料的工艺性状、制件的精度及定位要求所决定。 安排工序顺序的一般原则是：前后工序不应相互妨碍，尽可能地创造条件，使前后工 序相互有利。 工序能否合并及合并的程度主要取决于模具的可行性和经济性。合并形式中，复 合冲压的制件质量好，而连续冲压操作方便、生产率高。大批量生产中，为提高生产 率、降低成本、操作方便，尽可能采用工序合并的方案，冲压小冲件多用连续工序， 大制件多用复合工序。 该零件包括落料和拉深两个基本工序，可采用的加工工艺方案有单工序、复合工 序和连续工序三种。由于零件属于大批量生产且制件比较大，因此采用单工序效率太 低，运输安装成本高，占地大，且不便于操作。采用复合工序和连续工序加工出来的 零件精度和平直度都较好，生产效率高，材料利用率也高。但制件比较大，采用连续 工序时工作强度增加，故采用复合工序工艺方案。 11 3 主要工艺参数的计算 3.1 确定排样、裁板方案 加工此零件为大批大量生产，冲压件的材料费用约占总成本的 60%80%之多。因 此，材料利用率每提高 1%，则可以使冲件的成本降低 0.4%0.5%。在冲压工作中，节 约金属和减少废料具有非常重要的意义，特别是在大批量的生产中，较好的确定冲件 的形状尺寸和合理的排样是降低成本的有效措施之一。 冲裁件在板料上的布置方法称为冲裁工作的排样法，通常叫做排样。排样的目的 在于合理利用原材料，并尽可能节约材料。材料利用率是衡量排样经济性的指标。它 是指林的实际面积 o s 与每个零件所占板料面积s的百分比，即 ()%100/=sso（7） 式中 材料利用率； o s 零件的实际面积() 2 mm； s冲裁此零件所占用的板料面积，包括零件实际面积与废料面积() 2 mm。 值越大，说明废料越少，材料利用率就越高。 从上式可以看出，若减少废料面积，就可以提高材料利用率。冲裁 时产生的废料分为工艺废料与结构废料良种。搭边和余量属于工艺废料， 它取决于排样形式及冲压方式；结构废料是有零件本身的形状特点决定 的，一般不能改变。所以要提高材料利用率，主要从减少工艺废料着手。 合理的排样是减少工艺废料的主要手段。另外，在不影响设计要求的情 况下，改善零件结构也可以减少结构废料。此外，利用废料做小零件的 毛坯，也可以使材料利用率大大提高。 属于工艺废料的搭边对冲压工艺也有很大的作用。搭边就是排样时零件与零件之 间以及零件与条料侧边间留下的余料。搭边的作用是为了补充送料是的定位误差，防 止由于条料的宽度误差、送料时的步距误差以及送料歪斜误差等原因而冲出残缺的废 品，从而确保冲件的切口表面质量，冲制出合格的工件。同时，搭边还使条料保持有 一定的刚度，保证条料的顺利行进，提高了生产率。搭边值得大小要合理选取。从节 省材料出发，搭边值越小越好，但搭边小于一定数值后，对模具寿命和减切表面质量 都不利。 搭边值过小， 作用在模具侧表面上的法向力沿着落料毛坯周长的分布不均匀， 造成模具刃口磨损；同时在冲裁时，搭边被拉断，使零件产生毛刺，有时还会拉入凸 模和凹模间隙中，损坏模具刃口，降低模具寿命。搭边值过大，材料利用率低。搭边 值大小的有关因素如下： 12 l 与材料的机械性能有关，硬材料的搭边值可小些，软材料、脆性材料的搭边 值要大一些； l 与材料厚度有关，厚材料的搭边值应取大些； l 与零件的形状的形状与尺寸有关，零件的形状复杂，且有尖突及尺寸大时， 搭边值要取大些； l 与送料及挡料方式有关，有侧压板导向的手工送料，其搭边值可以小些。 根据此零件的尺寸通过查冲压工艺学表 211 取： 搭边值为 mma5 . 1= 进距方向 mma2 . 1 1 = 于是有： 间距 mmads 2 . 2272 . 1226 1 =+=+= （8） 条料宽度 mmadb2295 . 122262=+=+=（9） 板料规格拟用 2mm1400mm3000mm 热轧钢板 （表 18.324，冲压模具设计 ） 。 为了操作方便采用横裁法： 每张钢板条数 13 229 3000 1 = b a n条 （10） 每条个数 6 2 . 227 5 . 11400 1 2 = = = h ab n个 （11） 每板总个数 78613 21 =nnn个 （12） 材料利用率： %74 %100 140030004 22614 . 3 78 %100 4 2 2 1 = = = lb dn （13） 3.2 计算工艺力、初选压力机 3.2.1 计算工艺力 （1）落料力 落料力（的大小主要与材料的性质、厚度和零件的展开长度有关。用平刃冲裁时， 其落料力可按下式进行计算： 13 b ltf= （14） 式中 f落料力（n） l冲件的周边长度（mm） t板料厚度（mm） b 材料的抗拉强度（mpa） 因此，该零件的落料力为： b ltf= n28027093 . 1= n 3 10 2 . 516= （2）冲孔力 冲孔力可按下式计算： b ltf= 冲 （15） 式中 冲 f 冲孔力（n） l冲件的内轮廓长度（mm） t板料厚度（mm） b 材料的抗拉强度（mpa） 因此，该零件的冲孔力为： b ltf= 280282.403 . 1= n 3 107 .29= （3）卸料力 一般情况下，冲裁件从板料切下以后受弹性变形及收缩影响。会使落料件梗塞在 凹模内，而冲裁后剩下的板料则箍紧在凸模上。从凸模上将冲件或废料卸下来所需的 力称卸料力。影响这个力的因素较多，主要有材料力学性能、模具间隙、材料厚度、 零件形状尺寸以及润滑情况等。所以要精确地计算这些力是困难的，一般用下列经验 公式计算： fkf 1 = 卸 （16） 式中 f冲裁力(n) 1 k 卸料力系数，其值可查表，取 1 k 为 0.05。 得 nf 33 1081.2510 2 . 51605 . 0 = 卸 （4）推件力 将卡在凹模中的材料逆着冲裁力方向顶出所需要的力称为推件力。根据材料厚度 14 取凹模直壁高度 h=8mm，故4 2 8 = t h n，则推件力为： fnkf 2 = 推 （17） n 33 105 . 610 7 . 29055 . 0 4= 2 k 推件力系数，其值可查表，取 2 k 为 0.055。 （5）拉深力 一般情况下拉深力随凸模行程变化而改变，其变化曲线如图 3。从图中可以看出， 在拉深开始时，由于凸缘变形区材料的变形不大，冷作硬化也小，所以虽然变形区面 积较大，但材料变形抗力与变形区面积相乘所得的拉深力并不大；从初期到中期，材 料冷作硬化的增长速度超过了变形区面积减少速度，拉深力逐渐增大，于前中期拉深 力达到最高点位置；拉深到中期以后，变形区面积减少的速度超过了冷作硬化增加的 速度，于是拉深力逐渐下降。零件拉深完以后，由于还要从凹模中推出，曲线出现延 缓下降，这是摩擦力作用的结果，不是拉深变形力。 o fmax 拉深力 凸模行程 图 3 拉深力变化曲线 由于影响拉深力的因素比较复杂，按实际受力和变形情况来准确计算拉深力是比 较困难的。所以，实际生产中通常是以危险断面的拉应力不超过其材料抗拉强度为依 据，采用经验公式进行计算。对于带凸缘圆筒形零件的拉深力近似计算公式为： b kdtf= 拉 （18） 式中 d圆筒形零件的凸模直径（mm） k系数，这里取 1 b 材料的抗拉强度（mpa） t 材料厚度 15 因此 nf 3 10 4 . 35045021241= 拉 （6）压边力 压边力的大小对拉深件的质量是有一定影响的，如果过大，就要增加拉深力，因 而会使制件拉裂，而压边圈的压力过小就会使工件的边壁或凸缘起皱，所以压边圈的 压力必须适当。合适的压边力范围一般应以冲件既不起皱、又使得冲件的侧壁和口部 不致产生显著的变薄为原则。压边力的大小和很多因素有关，所以在实际生产中，可 以根据近似的经验公式进行计算，查冷冲压模具设计指导表 426 可知： ()qddq 22 4 = （19） 式中 d毛坯直径（mm） d冲件的外径（mm） q单位压边力（m pa） 这里 q 的值取 3.0。 所以 qddq)( 4 22 0 = = ()n8230035 . 12124226 4 2 2 =+ 3.2.2 初选压力机 压力机吨位的大小的选择，首先要以冲压工艺所需的变形力为前提。要求设备的 名义压力要大于所需的变形力，而且还要有一定的力量储备，以防万一。从提高设备 的工作刚度、冲压零件的精度及延长设备的寿命的观点出发，要求设备容量有较大的 剩余。 因 拉落 ff ，故总冲压力 拉冲推卸落 ffqffff+= （20） =() 3 10 3 . 82 4 . 3505 . 6 7 . 2981.25 2 . 516+ =kn1008 应选的压力机公称压力() fp6 . 13 . 1 0 取为 1.4，则公称压力为： knfp14114 . 1 0 = （21） 因此初选开式压力机 1600kn。 3.3 计算压力中心 为了保证压力机和模具平稳的工作， 必须使冲模的压力中 心与压力机滑块中心线 重合， 对于使用模柄的中小型模具就是 要使其压力中心与模柄轴线相重合， 否则将会 16 使冲模和压力机滑块承受侧向力，产生偏移，引起凸、凹模间隙不均匀和导向零件加 速磨损，还会引起压力机导轨的磨损、影响压力机精度，严重时会损坏模具和设备， 造成冲压事故。 任何几何图形的重心就是其压力中心。对于复杂工件和多凸模冲裁的压力中心， 可利用力矩原理用计算法求得，即分力对某坐标轴力矩之和等于其合力对该坐标轴的 力矩。 在实际生产中，可能出现冲模压力中心在冲压过程中发生冲压变形的情况，或者 由于冲压件形状的特殊性，从模具结构考虑不宜于使压力中心与滑块中心重合，这时 应注意使压力中心偏离不致超出所选压力机所允许范围。 因为本零件为圆形其压力中心就在其圆心，所以不必计算它的压力中心。 3.4 计算凸、凹模刃口尺寸及公差 冲裁件的尺寸精度取决于凸、凹模刃口部分的尺寸。冲裁间隙的合理也要靠凸、 凹模刃口部分的尺寸来实现和保证。所以正确确定刃口部分的尺寸是相当重要的。在 决定模具刃口尺寸及制造公差时，需考虑以下原则：落料件的尺寸取决于凹模的磨 损，冲裁件的尺寸取决于凸模尺寸。考虑到冲裁时凸、凹模的磨损，在设计凸、凹 模刃口尺寸时，对基准件刃口尺寸在磨损后变大的，其刃口公称尺寸应取工件尺寸范 围内较小的数值。对基准件刃口尺寸在磨损后减少的，其刃口公称尺寸应取工件尺寸 范围内较大的数值。这样，在凸模磨损到一定程度的情况下，任能冲出合格的零件。 在确定模具刃口制造公差时，要既能保证工件的精度要求，又要保证合理的间隙数 值。 采用凸凹模分别加工，凸凹模分别加工是指在凸模与凹模分别按各自图样上标注 的尺寸及公差进行加工，冲裁间隙由凸凹模刃口尺寸及公差保证，这样就需要分别计 算出凸模和凹模的刃口尺寸及公差，并标注在凸凹模设计图样上，这样加工方法具有 互换性，便于成批制造，主要用于简单，规范形状（图形，方法或矩形）的冲件 落料时，因为落料件表面尺寸与凹模刃口尺寸相等或基本一致，应该先确定凹 模刃口尺寸，即以凹模刃口尺寸为基准，又因为落料件尺寸会随凹模刃口的磨损而增 大，为了保证凹模磨损到一定程度仍能冲出合格零件，故凹模基本尺寸应该取落料件 尺寸公差范围内的较小尺寸，落料凸模的基本尺寸则是凹模基本尺寸上减去最小合理 间隙 对于未标注公差可按 it14 级计算，根据冲压工艺学表 2-3 查得，冲裁模刃口双面 间隙mmzmmz160 . 0 ,120 . 0 maxmin = 落料刃口尺寸计算mm226 凸模制造公差按it8级精度选取， 由 冲压工艺学 表2-6查得， 对于落料尺寸mm226， 17 mmmm040 . 0 ,030 . 0 = 凹凸 校核间隙： 凸 + 凹 minmax zz条件，但相差不大，可作如下调整： )(4 . 0 minmax zz= 凸 （22） =04. 04 . 0 mm016. 0= )(6 . 0 minmax zz= 凹 （23） 04. 06 . 0= mm024. 0= 则 0 min) ( 凸 凸 =zxdd（24） 0 016 . 0 120 . 0 1 . 05 . 0226 =）（ 0 016 . 0 78.225 =mm 凹 凹 + = 0 )(xdd（25） mm 024 . 0 0 15 . 0226 + =）（ 024 . 0 0 50.225 + =mm 式中因数由表 2-13 查得：5 . 0=x，=1.15 按 it14 级选取。 拉深时，拉深凸模和凹模的单边间隙可按表 4-12 中mmtz2=计算凸凹模制 造公差， 按 it8 级精度选取， 由表 4 查得， 对于拉深尺寸mm120，mm046 . 0 = 凹凸 ， 按 it14 级精度选取，查附录表 4，可以得mm092. 0=，由于工件给定了内部尺寸 因此可以按公式 0 )4 . 0( 凸 凸 += dd （26） 凹 凹 + += 0 )24 . 0(zdd （27） 0 046 . 0 )092 . 0 4 . 0120( += 凸 d 0 046 . 0 96.119 =mm 凹 d 046 . 0 0 4092 . 0 4 . 0120 + +=）（ 046 . 0 0 038.124 + =mm 冲孔时，对于冲孔mm13孔，mm020 . 0 = 凹凸 按 it14 级精度选取，查附表 4 得：mm30. 0=校核间隙： 凸 + 凹 = minmax zz，满足条件，故可以采用凸模与凹模配合加工方法，因数由表 2-13 查得， 5 . 0=x，则为： 0 )( 凸 凸 +=xdd（28） 0 020 . 0 3 . 05 . 013 +=）（ mm 0 020 . 0 15.13 = 凹 凹 + += 0min) (zxdd （29） mm 020. 0 0 120 . 0 30 . 0 5 . 013 + +=）（ 020 . 0 0 27.13 + =mm 18 4 模具的整体结构设计 4.1 模具结构形式的选择 采用落料、拉深、冲孔复合模，首先要考虑落料凸模（兼拉深凹模）的壁厚是否 过 薄 。 本 次 设 计 中 凸 凹 模 的 最 小 壁 厚 为mm9 . 4， 满 足 钢 材 最 小 壁 厚 mmta4 . 222 . 12 . 1=的要求能够保证足够的强度，故采用复合模。 模具采用正装式。模座下的缓冲器兼作压边与顶件，另外还设有弹性卸料装置的 弹性顶件装置。这种结构的优点是操作方便，出件畅通无阻，生产效率高，缺点是弹 性卸料板使模具的结构变复杂,要简化可以采用刚性卸料板， 其缺点是拉深件留在刚性 卸料板中不易取出，带来操作上的不便，结合本次设计综合考虑，采用固定卸料板。 从导向的精度和运动的平稳以及具体规格方面考虑，可以采用滑动导向后侧导柱 模架（gb/943688） 。 4.2 模具总体设计 模具闭合高度： mmh27570125881426221055=+= 模 模具总装图的草图如图 4 19 图 4 轴承盖冲孔、落料、拉深复合模 4.3 模具工作部分尺寸计算 4.3.1 落料凹模 落料凹模采用圆形板结构和直接通过螺钉、销钉与下模座固定的固定方式。因生 产的批量大，考虑凹模的磨损和保证零件的质量，凹模刃口采用直刃壁结构，刃壁高 度mmh8=，漏料部分沿刃口轮廓适当扩大（为便于加工，落料凹模漏料孔可设计成 近似于刃口轮廓的形状） 。凹模轮廓尺寸计算如下： 凹模厚度 mmkbh2 .452262 . 0=（30） 凹模壁厚 mmhc8 .672 .455 . 15 . 1= 20 沿送料方向的凹模长度为 l=mm6 .3618 .672226=+ 根据算得的凹模轮廓尺寸，选取与计算值相近的凹模板，其尺寸为 mmmmhd63400=。 凹模的材料选用movcr12，工作部分热处理淬硬hrc6460。 4.3.2 冲孔凸模 冲孔凸模加工部分为圆形，对于较大的凸模采用台肩式固定并与固定 板配合按 6 7 m h 配合。 冲孔凸模长度过短则不能插入凹模刃口内对板料进行冲切，但若凸模过长又会降 低工作时候的稳定性，故凸模长度要适中，可以按公式 15(+= raref hhhl)20 （31） f h 凸模固定板的厚度（mm） re h 卸料板厚度（mm） ra h导料板厚度（mm） mml701682424=+= 凸模的热处理凸模材料选用 cr12mov，工作部分热处理为淬硬 hrc5662。 4.3.3 拉深凸模 拉深凸模刃口部分为非圆形， 为便于凸模和固定板的加工， 可设计成阶梯形结构， 并将安装部分设计成便于加工的长圆形，通过螺钉紧固在固定板上，用销钉定位。凸 模的尺寸根据刃口尺寸、卸料装置和安装固定要求确定。凸模的材料选用 t8a，工作 部分热处理淬硬hrc6056。 对于拉深凸模的工作深度，必须从几何形状上做的正确。为了使零件容易在拉深 后被脱下，在凸模的工作深度可以作成一定锥度52=。 为了防止拉深件被凹模内压缩空气顶瘪及拉深件与凸模之间发生真空现象而紧 箍在凸模上，故在凸模上设计通气孔，以使拉深后容易从凸模上取下。根据凸模尺寸 取出气孔直径mmd6=，数量为 4 个。 拉深凸模的自由长度为：l=凸模工作高度+固定板厚度=10+38=48mm。 4.3.4 凸凹模 该复合模中的凸凹模是主要工作零件， 其外形作为落料凸模内形又作为拉深凹模， 并且内、外形刃口部分都为非圆形，为便于凸凹模与凸模固定板的配合，凸凹模的安 装部分设计成便于加工的长圆形，通过螺钉紧固在凸模固定板上，并用销钉定位。 凸凹模的自由长度为： l=凸模固定板厚度+橡胶安装高度+卸料板厚度+材料厚度+ 21 凸凹模工作高度=22+26+20+2+35=105mm。凸凹模的材料选用 cr12mov，工作部分热处 理渗碳 5862hrc。 图 5 凸凹模 22 5 模具的主要零部件结构设计 5.1 模架 模架选用中间滑动导柱模架，这种模架的导柱装在模具中心对称位置，冲压时可 防止由于偏心力矩而引起的模具歪斜，两个导柱的直径不同，可避免上模与下模错装 而发生啃模事故。该模架滑动平稳、导向准确牢靠，可保证均匀的冲裁间隙，提高模 具的刃磨寿命，并使模具的调试简单化。 5.2 模座 模座是冲模全部零件安装的基体，又承受和传递冲压力，因此要求它们具有足够 的强度、刚度和足够大的外形尺寸。模座的尺寸规格根据模架类型、凹模周界尺寸和 安装要求确定。对于圆形模座，其长度应比凹模长度大mm7030，宽度等于或略大 于凹模宽度，深度取凹模板厚度的5 . 10 . 1倍。考虑受力情况，上模座厚度可比下模 座小mm105。模座的前侧面需进行机械加工，以便在此面打上该模具的标记。上模 座导套孔的外侧面要加工一浅窄槽，便于冲模工作时对导套润滑。模座常用灰口铸铁 制造。该材料有较好的吸震性，这里选用 ht200。 5.3 模柄 24 115 图 6 模柄 模柄的作用是把上模固定在压力机滑块上， 同时使模具中心通过滑块的压力中心。 选择模柄时，先根据模具大小、上模结构、模架类型及精度等确定模丙的结构类型， 再根据压力机滑块上模柄孔尺寸确定模柄的尺寸规格。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 510mm。根据工件结构选用凸缘式模柄，用 4 个螺 钉固定在上模座的窝孔内。模柄的凸缘与上模座窝孔以6/7jsh配合。其结构形式如 23 图 6。 5.4 定位零件 5.4.1 挡料销 挡料销的作用是挡住条料搭边或冲件轮廓以限定条料送进的距离。因圆柱头挡料 销结构简单，制造容易，故选用圆柱头固定挡料销，并固定在凹模上。挡料销用 45 号钢制造，淬火硬度为 hrc4843 ，其结构如图 7。 c1 c1 20 1x2 其余 16 10 4 图 7 挡料销 5.4.2 导料销 导料销的作用是保证条料沿正确的方向送进。导料销一般设两个，并位于条料的 同一侧。导料销安装在凹模上，与凹模过渡配合，配合面均要求 mra2 . 3 。导料销用 t8 钢制造，淬火硬度为 hrc5246 。 5.4.3 导料板 导料板作用是保证条料沿正确的方向送进，在用固定卸料的冲模中必须用导料板 导向，导料板间的距离应该等于条料的最大宽度加上一间隙值（一般大于 mm5 . 0 ） ，其 高度 h 由料厚 mmt2= 可以查表 2-42 得 mmh8= ，导料板其他尺寸可以查表 2-43 得： mmhmmd8,400= （32） 式中： l导料板长度mm d导料板直径mm 导正销的作用是消除送料时用挡料销等定位零件做粗定位时的误差， 保证冲件在 不同工位上冲出的内形与外形之间的相对位置公差要求，导正销通常设置在落料凸模 上与挡料销配合使用，可以用于导正 mmd6= 的孔。导正销头部由圆锥形的导入部分 和圆柱形的导正部分组成，导正部分的直径可以按以下公式计算： 24 add p = （33） 式中 d导正销导正部分的直径mm p d 导正孔的冲孔凸模直径mm a导正销直径与冲孔凸模直径的差值mm 根据料厚 mmt2= 可以查表 3-33 得： mma07. 0= 07. 015. 6=d mm08. 6= 导正部分的直径公差，可以按 6 h 9 h 选取，导正部分的高度，可以按表 3-34 选取 即： mmth2 . 126 . 06 . 0= （34） 其他尺寸可以查表 3-34 得： mmcmmlmmlmmd2,20,32,9 2 = 由于导正销常常与挡料销配合使用， 挡料销只能起到粗定位的作用， 故挡料销 导正销 的位置关系可以按公式计算，挡料销与导正销的中心距为： 1 . 0 22 1 += dd ss p （35） 式中 1 s 挡料销与导正销的中心距mm s送料进距mm p d 落料凸模直径mm d挡料销头部直径mm 1 . 0 2 20 2 4 . 154 2 . 156 1 +=s mm1 .89= 5.5 卸料装置 5.5.1 固定卸料板 固定卸料板结构简单，工作可靠，卸料力大，适用于平整度要求不高或厚料板制件的 卸料，由于冲裁时容易产生翘曲，因此当料厚 mmt5 . 0 时，采用固定卸料板，并且采 用卸料板与导板分开，此类型在复合模中广泛应用。 卸料板之卸料孔与凸模之间的单边间隙，可以取料厚的 1 . 0 5 . 0 倍 取： mmc125 . 0= 固定卸料板厚度 h，可以查表 9-15 得： mmh24= 固定卸料板的长，宽尺寸和凹模尺寸相同，所以其轮廓尺寸为： 25 mmmmhd24395= （36） 根据算得卸料板轮廓尺寸，选取与计算值相近的标准卸料板尺寸： mmmmhd20400= （37） 固定卸料板材料及热处理：选用 q235，工作部分热处理 hrc5862。 5.5.2 橡胶 由于受到橡胶允许承受的载荷较大,安装,调整,灵活,方便,因而是冲裁模中常用的弹 性元件,冲裁模中用于卸料的橡胶有合成橡胶和聚氨脂橡胶,其中聚氨脂的性能比合成 橡胶优异,是常用的卸料弹性元件 为了保证卸料正常工作,应该使橡胶的预紧的预压力 xy ff （38） 橡胶的压力与压缩量之间不是线形关系,橡胶的压缩时产生的压力按下式计算: apf = （39） 式中 a橡胶的横截面积 p橡胶与单位压边力 )(mpa ,其值与橡胶的压缩量,形状及尺寸有 关 计算橡胶的自由高度,由下式 5 . 3(= 自 h 4) 工作 f （40） 2= )512(4+= 自 h mm30= 计算橡胶的装配高度,由下式 预自 hhhl= （41） 1 . 0(= 预 h 自 h)15 . 0 （42） 按公式计算得: mmh43013 . 0 = 预 mmhl26430= 5.6 其他支撑与固定零件 5.6.1 凸模固定板 凸模只有借助于凸模固定板才能安装在上模座上,凸模固定板的厚度可取凹模厚 度的 0.60.8 倍,其他尺寸比凹模对应尺寸小点或相同,以减小冲模形成的危险区的 面积,凸模装入凸模固定板的部位与固定板的呈过渡配合 ) 6 7 ( m h 因此 mmh24308 . 0= 凸模固定板的尺寸为: 26 mmmmhd22400= 其上、下表面加工成 mra40 . 0 60 . 1 ，其余部分加工成 mra3 . 6 。凸模固定板一般选 用 45 钢。 5.6.2 导向零件 该工件生产批量大、公差要求较高，为保证模具有较高的精度和寿命，故采用导 向零件对上、下模进行导向，以保证上模相对与下模