毕业设计（论文）-盒型保护罩冲压工艺与模具设计.doc

单位代码 02 学号 080118007 分 类 号 TG385 密 级 秘密 毕业设计说明书盒型保护罩冲压工艺与模具设计 院（系）名称工学院机械系 专业名称材料成型及控制工程 学生姓名 指导教师2012年5月15日全套图纸加扣 3012250582 第 31 页 盒型保护罩冲压工艺与模具设计摘 要随着我国工业不断地发展，模具行业也显得越来越重要。本文针对盒型保护罩的冲裁工艺性和拉深工艺性，分析比较了成形过程的三种不同冲压工艺（单工序、复合工序和连续工序），确定用一幅复合模完成落料、拉深和冲孔的工序过程。介绍了盒型保护罩冷冲压成形过程，经过对盒型保护罩的批量生产、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，且简要分析了坯料形状、尺寸，排样、裁板方案，拉深次数，冲压工序性质、数目和顺序的确定。本次设计进行了工艺力、压力中心、模具工作部分尺寸及公差的计算，并设计出模具。还具体分析了模具的主要零部件（凸凹模、卸料装置、拉深凸模、垫板、凸模固定板）的设计，冲压设备的选用，凸凹模间隙调整等加工工艺过程。列出了模具所需零件的详细清单，并给出了合理的装配图。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、优化设计等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。关键词：保护罩,冲压工艺，模具设计 Box Protective Cover Stamping Process and Die DesignAuthor：Chen Junhao Tutor：Zhang BaofengAbstractWith Chinas industries continue to develop and die industry is also becoming increasingly important. Based on the protective cover of the stamping process and the deep drawing process, comparative analysis of the process of forming three different stamping process (single processes, complex processes and continuous processes) confirm completion of a composite model blanking, drawing processes and punching process. On the protective cover of the cold stamping process, right after the protective cover of the mass production, quality components, and the use of structural components of the analysis, research, in line with lower performance prerequisite to the identification of stampings, Stamping method used to complete the processing components, and a brief analysis of the blank shape, size, layout, the conference board, the number of drawing, stamping processes in nature, number and sequence determination. For the process, the center of pressure, the die size and the tolerance of the calculation, design mold. Also analyzes the mold of the main components (such as punch and die and dump devices, drawing punch, slates, punch plate, etc.) design and manufacturing, stamping equipment selection, punch-gap adjustment and establishment of a vital parts machining process. Die requirements set out a detailed list of parts, and gives a reasonable assembly. By fully utilizing modern manufacturing technology to mold traditional mechanical parts for structural improvements, design optimization, process optimization methods can greatly enhance production efficiency, the method of similar products have some reference.Key words: Protective Cover，Stamping Process，Die Design 目 录1 绪论12 分析零件的工艺性23 确定工艺方案33.1 计算毛坯尺寸33.2 确定是否要压边圈43.3 计算拉深次数43.4 确定工艺方案54 主要工艺参数的计算64.1 确定排样、裁板方案64.2 计算工艺力、初选设备74.2.1 计算工艺力74.2.2 初选压力机94.2.3 计算压力中心104.2.4 计算凸、凹模刃口尺寸105 模具的结构设计145.1 模具工作部分尺寸计算145.1.1 落料凹模145.1.2 拉深凸模145.1.3 凸凹模165.2 其他主要零件尺寸185.2.1 凸模固定板厚度185.2.2 橡胶安装厚度185.2.3 御料板185.2.4 上垫板195.2.5 压边圈205.3 模具结构形式的选择205.3.1 模架的选用205.3.2 模具的闭合高度236 模具的整体安装236.1 模具的装配236.2 模具零件247 选定冲压设备248 模具的装配268.1 复合模的装配268.2 凸、凹模间隙的调整26设计总结27参考文献29致谢301 绪 论 现代制造业中，企业的生产一方面朝着多品种、小批量和多样式的方向发展，加快换型，采用个性化加工，以适应不同用户的需要；另一方面朝着大批量，高效率的方向发展，以提高劳动生产率和扩大生产规模来创造更多效益，生产上采用专用设备生产。模具作为高效率的生产工具的一种，是工业生产中使用极为广泛而重要的工艺装备。采用模具生产制品和零件，具有生产效率高，可实现高速大批量的生产；节约原材料，实现无切屑加工；产品质量稳定，具有良好的互换性；操作简单，对操作人员没有很高的技术要求；利用模具批量生产的零件加工费用低，所加工出的零件与制件可以一次成形，不需进行再加工；能制造出其它加工工艺方法难以加工、形状比较复杂的零件制品；容易实现生产的自动化的特点。冲压是使板料经分离或成形而得到制件的加工方法。冲压利用冲压模具对板料进行加工。常温下进行的板料冲压加工称为冷冲压。冷冲压模具在工业生产中既是大批生产相同形状产品的工具，同时也是工业生产的主要工艺装备。模具工业是国民经济的基础工业。模具可保证冲压产品的尺寸精度和质量稳定，而且在加工中不破坏产品表面。用模具生产零件可以采用冶金厂大量生产的廉价的轧制钢板或钢带为坯料，且在生产中不需要加热，具有生产效率高、质量好、重量轻、成本低且节约能源和原材料等一系列优点，是其它加工方法所不能比拟的。使用模具已成为当代工业生产的重要手段和工艺发展方向。现代制造工业的发展和技术水平地提高，在很大程度上取决于模具工业的发展。目前，工业生产中普遍采用模具成形工艺方法，以提高产品的生产效率和质量。一般采用压力机进行零件加工，一台普通压力机每分钟可生产零件几件到几十件，而高速压力机的生产效率已达到每分钟数百件甚至上千件。据不完全统计，飞机、汽车、拖拉机、电机、电器、仪器、仪表等产品，有60左右的零件是利用模具加工出来的；而自行车、手表、洗衣机、电冰箱及电风扇等轻工业产品，90左右的零件是利用模具生产出来的；至于日常生活所用的五金、餐具等的大批量生产基本上也是靠模具来进行生产的。显而易见，模具作为一种专用的工艺装备，在生产中的作用和地位正日趋上升。2 分析零件的工艺性工艺性要求材料具有良好的塑性，屈强比s/b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反映了材料的各向异性性能，当r较大或较小时，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。设计零件为盒型保护罩，形状和尺寸见图2.1所示。该零件为带凸缘方形件，要求内形尺寸为1000-0.27 mm，料厚t=2mm，没有厚度不变的要求；零件的形状简单对称，底部圆角半径r=5mmt,凸缘处的圆角半径r=7mmt，满足拉深工艺对形状和圆角半径的要求；尺寸公差为IT12级，满足拉深工艺对精度等级的要求；零件所用材料Q235钢的拉深工艺性较好，易于拉深成形。 综上所述，该零件的拉深工艺性较好，可采用拉深工序加工。材料具有良好的强度和塑性，冲裁加工性较好。该零件的冲裁性较好，可以冲裁加工，适于大批大量。 图2.1 工件图3 确定工艺方案3.1 计算毛坯尺寸在拉深时，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。毛坯的边长可以根据毛坯拉深前后表面积不变来计算。零件属于形状简单且对称的盒型。这种情况首先分成若干简单的几何形状，分别求出各部分的面积，最后相加，既得工件面积，如图3.1所示。图3.1 零件分段求面积示意图零件的表面积计算公式：A=A1+A2+A3+A4+A5 (3-1) 所以先计算出各个部分的面积：A1=184184-107107=22407 mm2A2=47100=2198 mm2A3=324100=12800mm2A4=45100=1570 mm2A5=9595=9025 mm2 A=A1+A2+A3+A4+A5 =22407+2198+12800+1570+9025 =48000 mm2则毛坯的边长为：L=219mm考虑到在计算毛坯尺寸的时候需加上修边余量，凸缘盒型件的修边余量可查文献1中表4.2知：h=3mm，即毛坯的边长为L=222mm，考虑到在拉深过程中，毛坯的厚度略微变薄，因此毛坯的边长值适当降低，则毛坯的边长可取为220mm。3.2 确定是否需要压边圈 坯料相对厚度： 所以需要压边圈。3.3 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。极限拉深系数值可以用理论计算的方法确定。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，我们可以通过查文献1表4.12来取值。由于盒型保护罩h/b=32/100=0.380.7 0.8，因此盒型保护罩属于低盒型，然后再校核角度的拉深系数：。 因此零件只需要一次拉深。3.4 确定工艺方案根据以上分析和计算，可以进一步明确该零件的冲压加工需要包括以下基本工序：落料、拉深、冲孔。根据这些基本工序，可以拟出如下几种工艺方案：方案一：先进行落料，再拉深，最后冲孔，以上工序过程都采用单工序模加工。用此方案，模具的结构都比较简单，制造很容易，成本低廉，但由于结构简单定位误差很大，而且单工序模一般无导向装置，安装和调整不方便，费时间，生产效率低。 方案二：落料与拉深在复合模中加工成半成品，再在单工序模上进行冲孔。采用了落料与拉深的复合模，提高了生产率，对落料以及拉深的精度也有很大的提高。由于最后一道冲孔工序是在单工序模中完成，使得最后一步冲孔工序的精度降低，影响了整个零件的精度，而且中间过程序要取件，生产效率不高。 方案三：落料、拉深、冲孔全都在同一个复合模中一次加工成型。此方案把三个工序集中在一副复合模中完成，使得生产率有了很大的提升。没有中间的取放件过程，一次冲压成型，而且精度也比较高，能保证加工要求，在冲裁时材料处于受压状态，零件表面平整。模具的结构也非常的紧凑，外廓尺寸比较小，但模具的结构和装配复杂。方案四：采用带料级进多工位自动压力机冲压，可以获得较高的生产效率，而且操作安全。但这一方案需要专用的压力机或自动的送料装置，模具的结构比较复杂，制造周期长，生产成本高。 根据设计需要和生产批量，综合考虑以上方案，方案三最适合。即落料、拉深、冲孔在同一复合模中完成，这样既能保证大批量生产的高效率又能保证加工精度，而且成本不高，经济合理。因此，在本次设计中，将设计落料拉深冲孔复合模。4 主要工艺参数的计算4.1 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的降低成本的有效措施之一。 由于材料的经济利用直接决定于冲压件的制造方法和排样方式，所以在冲压生产中，可以按工件在板料上排样的合理程度即冲制某一工件的有用面积与所用板料的总面积的百分比来作为衡量排样合理性的指标。 根据此零件的尺寸通过查文献1中表2.1取：工件间a1=3.2mm，侧面a=3.5mm；根据条料的宽度尺寸，选择合适的板料规格，使剩余的边料越小越好。选择条料的排样： 可知：进 距 A=220+3.5=223.5mm 条料宽度 B=220+23.2=226.4mm材料的排样图如图4.1所示。图 4.1 排样图材料利用率计算： 4.2 计算工艺力、初选设备4.2.1 计算工艺力4.2.1.1落料力平刃凸模落料力的计算公式为： F落=Ltb (4-1)式中 F落 冲裁力（N） L 冲件的周边长度（mm） t 板料厚度（mm） b材料的强度极限（MPa）通过查文献1中表8.1 取Q235钢的强度极限为b=450Mpa，因此落料力为：F落=Ltb=42202450792000 N4.2.1.2冲孔力冲孔力可按下式计算： (4-2) 式中冲孔力（N） K修正系数，一般取K=1.3； L冲件的内轮廓长度（mm）； t板料厚度（mm）；材料的抗拉强度（Mpa）；因此，该零件的冲孔力为： =0.8=23512N；有零件图可知，在冲孔过程中，需要同时对四个孔进行冲压，因此需计算出总的冲孔力：F冲1 =nF冲=423512=94048N。4.2.1.3 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：卸料力为： F卸=K1F落 (4-3 )式中F落 冲裁力(N) 顶件力及卸料力系数，其值可查文献1中表2.17, 这里取为0.04。因此 4.1.2.4 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，推件力公式为： 落 (4-4)式中F落 冲裁力(N)； n同时卡在凹模的冲裁件的个数；推件力系数，其值可以通过查文献1中表2.17得；取为0.055。 因此冲4.1.2.5 拉深力 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笔尖困难的。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。对于带凸缘盒型零件的拉深力近似计算公式为： F拉=（4b-1.72r）tbk5 (4-5)式中b凸缘盒型零件的凸边长；K5 系数，其值可查文献1中表4.24，查得K5=0.7；材料的抗拉强度； 材料厚度；则拉深力F拉=（4b-1.72r）tbk4=（4100-1.725）24500.7=246582N4.1.2.6 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。 Fy=Ap （4-6） 式中 A初始有效压边面积(mm)； p单位压边力(MPa)，这里经查文献1中表4.28，得p=2.5Mpa；所以有 Fy=Ap=（220220-100100）2.5=96000 N；4.2.2 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。故总冲压力： （4-7）=792000+31680+43560+96000+94048+246852=1304140 N应选的压力机公称压力取为1.5，则公称压力为： 1.31304140=1695382 N因此通过查文献2附录3，初选闭式单点压力机JA31160B。4.2.3 计算压力中心本零件为对称几何体,其压力中心就在它的对称中心处，不必计算它的压力中心。4.2.4 计算凸、凹模刃口尺寸 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。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。4.2.4.1落料凹模刃口尺寸落料时，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。 （4-8） 式中 落料凹模最大直径（mm） A 工件允许最大尺寸（mm） 冲裁工件要求的公差X 系数凹模的制造偏差，通常取=/4按IT12级计算，根据文献1中表2.13查得，制件为非圆型冲裁凸凹模的制造公差：=0.29 X=0.21则=/4=0.07=mm图4.2 落料凹模刃口尺寸图计算出的落料凹模刃口尺寸及公差标注在凹模图样上，见图4.2所示。而落料凸模尺寸则不需计算，只要在凸模图样上标注基本尺寸并注明凸模刃口尺寸按凹模实际刃口尺寸配做，保证双面最小间隙Zmin即可。凸凹模间隙值的确定查文献1中表2.7查得：Zmax=0.18mm，Zmin=0.14mm。4.2.4.2拉深模的间隙模具的制造公差取为IT 12 级，直边部分的尺寸要求外形尺寸，以凹模为设计基准。则拉深凹模尺寸为Ad=（A-0.8） (4-9)式中Ad相应的凹模刃口尺寸A拉深外形的基本尺寸工件的公差凹模的制造偏差，一般=/4则Ad=（A-0.8）=（100-0.80.48）=99.6拉深凸模尺寸为： Ap=(A-0.8-2Z) (4-10)式中Ap拉深凸模尺寸Z凸凹模的间隙拉深凸模的公差值Ap=(A-0.8-2Z)=（100-0.80.32-22.1）=99.5 工件的圆角部分要求内型尺寸，凸模尺寸按相关式计算，即rp=(ra+0.5)=（5+0.50.32）=5.16 在实际制造过程中，为了是凹模的圆角部分方便加工，因此取圆角值为5mm。拉深凹模圆角尺寸：rd=(ra+0.5+2 Z) =（5+0.50.48+22.1）=9.44由于拉深直边部分的单边间隙按下式选取Z=1.05t=2.1mm圆角部分的单边间隙比直边部分大0.1t，即为拉深模的圆角半径拉深凹模的圆角半径选取6t，即rd=12mm，凸模圆角半径等于工件的圆角半径5 mm。4.2.4.3冲孔模尺寸计算 由制件图2.1可知，该零件属于无特殊要求的一般冲孔落料件。零件由落料获得，48由冲孔同时获得。冲孔凸模工件孔冲孔凸模尺寸公式：dT=（dmin+x） (4-11)式中：dT、dA冲孔凸凹模刃口尺寸dmin冲孔件最小极限尺寸冲裁剪制造公差Zmin最小初始双面间隙x磨损系数根据文献1中表2.10查得：直径尺寸为8mm时，p=0.02mm。根据文献1中表2.11查得：x=0.75根据文献1中表8.18查得：=0.29mm，公差为0.3mm，则t=0.006则dT=（8+0.750.29）=8.22冲孔凹模工件孔冲孔凸模尺寸公式dA=(dT+Zmin) =(8.22+0.26) (4-12)式中dT冲孔凹模刃口尺寸Zmin最小初始双面间隙查文献1中表2.8得Zmin=0.26mm凹模制造公差，可查文献1中表2.10，=-0.020则dA=(8.22+0.26) 5 模具的结构设计5.1 工作部分零件尺寸计算5.1.1 落料凹模落料凹模采用矩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，考虑落料凹模的磨损和保证零件的质量，落料凹模刃口采用直刃壁结构，刃壁高度，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，如凹模图）。凹模轮廓尺寸计算如下： 凹模高度的计算为： (5-1)考虑落料凹模的实际装配情况以及模具的闭合高度，适当增加凸模高度，取H=70mm。 凹模壁厚的计算为： (5-2) 显然由于落料凹模的高度增加，凹模壁厚也需要增加，结合实际装配需要，考虑模架的选取，取凹模壁厚C=62mm。凹模的材料选用，工作部分热处理淬硬。如图5.1为落料凹模。5.1.2 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，可设计成矩形结构，并将安装部分设计成便于加工的长方形，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。 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。图5.1 落料凹模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，数量为2个。如图5.2为拉伸凸模。图5.2 拉深凸模5.1.3 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矩形，通过螺钉紧固在凸模固定板上，并用销钉定位。凸凹模的高度计算公式为：H凸 =H固+H橡+H卸+t+H工 (5-3)式中：H固凸模固定板厚度H橡橡胶安装高度H卸卸料板厚度t材料厚度H工凸凹模工作高度H凸 =28+36+20+2+30=110mm凸凹模零件图如图5.3所示。图5.3凸凹模5.2 其他主要零件尺寸计算5.2.1 凸模固定板厚度凸模固定板是将凸模按一定相对位置压入固定后，作为一个整体安装在上模座上，凸模固定板的厚度一般取凹模厚度的0.60.8倍，其平面尺寸可与凹模、卸料板外形完全相同，固定板的凸模安装孔与凸模采用过渡配合，压装后将凸模端面与固定班一起磨平。则凸模固定板厚度计算公式：H固=（0.60.8）H凸 (5-4)式中： H凹凸模厚度。则可计算出凹模固定板的厚度H凹=0.6110=66mm，在保证固定效果的前提下，可以适当减小凹模固定板的厚度值，考虑模具的闭合高度以及紧固螺钉及销钉的位置， 取H高=28mm。5.2.2 橡胶安装厚度选用橡胶卸料时，应根据卸料力和要求的压缩量校核橡胶的工作压力和许可的压缩量校核橡胶的工作压力和许可的压缩量，看能否满足冲裁工艺的需要。为使橡胶耐久地工作，最大压缩时不能超过其厚度的35%，预压缩时为其厚度的10%35%。橡胶的高度可按下式计算：H= Hc/（0.250.3） (5-5)式中：Hc所需的工作行程（压缩量） 在本次模具设计中橡胶的工作行程为32mm，则可以计算出橡胶厚度H=106mm，由于在本次设计中选用了两块橡胶，因此橡胶的厚度为53mm。则预压缩的厚度为16mm，则橡胶的装配厚度为37mm。 5.2.3 卸料板弹性卸料板与凸模的单边间隙可根据冲裁板料厚度由表查得，当卸料板起导向作用时，卸料板与凸模按7/6配合制造，但其间隙比凸模和凹模间隙小。此外，在模具开启状态，卸料板应高出模具工作零件刃口0.30.5，以便于顺利卸料。弹性卸料板与凸模的单边间隙值可有参考文献4中表328查得：单边间隙 Z=0.15mm，一般取卸料板的厚度为20mm。卸料板的零件图如图5.4。图5.4 卸料板5.2.4 上垫板垫板的作用是直接承受和扩散凸模传递的压力，以降低模座所受的单位压力，防止模座被压出陷痕而损坏。在设计中我们把垫板的外形尺寸与凸凹模的外形尺寸相匹配，其厚度我们设计为10mm。在上垫板上设计了一个推杆孔，以便安装推杆，还有四个螺钉孔以及两个销孔，这些都是为了与凸凹模和拉深凸模上的各种固定零件的安装相匹配的。在图中标注尺寸精度、形位公差及粗糙度。上垫板的零件图如图5.5所示。图5.5 上垫板5.2.5 压边圈 由于凸缘变形区的起皱和筒壁传力区的拉裂是拉深工艺的主要缺陷，凸缘区会不会起皱，主要决定于两个方面：一方面是切向压应力的大小，切向压应力越大越容易失稳起皱；另一方面是凸缘区板料本身的抵抗失稳的能力，凸缘宽度越大，厚度越薄，材料弹性模量和硬化量越小 抵抗失稳能力越差5。拉深中必须采取措施防止起皱发生，因此在这个设计中,压边圈借助顶杆所施的顶件力，既起到压边的效果，又起来把拉深件顶出拉深凸模,设计高度为15mm，如图5.6所示。5.3模具结构形式的选择5.3.1 模架的选用模具采用倒装式。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6，结合本次设计综合考虑，采用弹性卸料板。图5.6压边圈从生产量和方便操作以及具体规格方面考虑，选择后侧导柱模架，由凹模外形尺寸220220，根据文献5中表8.29查得具体结构尺寸如下：上模座 40025055 ZG450下模座 40025070 ZG450导 柱 40260 20钢 导 套 4014053 20钢模架闭合高度 Hmax=320mm Hmin=275mm图5.7 后侧导柱模架5.3.2模具的闭合高度所谓的模具的闭合高度H是指模具在最低工作位置时，上下模座之间的距离，它应与压力机的装模高度相适应。模具的实际闭合高度，一般为：H模=H上+H垫+H冲+H凹+H凹垫+H下-H冲凹 (5-6)式中：H上上模座厚度H垫垫板厚度H冲冲头长度H凹凹模厚度H凹垫凹模垫板厚度H下下模座厚度H冲凹冲头进入凹模深度该副模具使用上垫板厚度为10mm，凹模固定板厚度为12mm。凸凹模的长度设计为110mm，凹模（落料凹模）设计为70mm，则闭合高度为： H模=55+10+110+67+10+70-32=290mm 所以 H min+10H模Hmax-5 因此冲模的闭合高度与压力机的装模高度相适应。6 模具的整体安装6.1 模具的总装配由以上的设计计算，并经绘图设计，该保护罩落料、拉深、冲孔复合模装配图如图6.1所示。图 6.1 模具总装配图6.2 模具零件该复合模的主要零部件在模具的结构设计中已经进行了仔细的设计，其余的非标准的零件可以根据需要按国标选取使用。所有零件的明细表见表6.1。7 选定冲压设备冲压设备选择是冲压工艺过程设计的一项重要内容，它直接关系到设备的安全和使用的合理，同时也关系到冲压工艺过程的顺利完成及产品质量、零件精度、生产效率、模具寿命、板料的性能与规格、成本的高低等一系列重要问题。在前面的设计中，我们已经对冲压设备的吨位以及闭合高度等参数进行了确定。这里根据前面所算出来的各项数据。查文献8表8.11选择压力机，确定选用闭式单点压力机J31-16B参数如下: 公称压力 1600KN滑块行程 160mm公称压力行程 8.16mm最大封闭距离 375mm封闭高度调节量 120mm工作台尺寸 790710mm导轨距离 590mm滑块底面尺寸 560mm表6.1 模具零件图件号名 称数量材 料规 格（）备注1圆柱销212x60GB/T119.1-20003推 板140厚度10mm4045HRC4凸缘模柄1Q23570x100JB/T7646.3-19945打 杆14015x1354348HRC6推 杆3406x854348HRC7卸料螺钉4M12x105GB2867.6-819螺 钉4M10x20GB/T70.1-200010导套12028x100x42渗碳5862HRC11导柱12028x195渗碳5862HRC13凹模固定板1454348HRC14圆柱销212x100GB/T119.1-200015推件块14510x694852HRC16顶 杆26x100JB/T7650.3-199417螺 钉5M12x70GB/T70.1-200018凸凹模固定板145250x200x224348HRC19挡料销34516x13JB/T7649.10-19948 模具的装配8.1 复合模的装配复合模一般以凸凹模作为装配基件。其装配顺序为：（1）装配模架，导套与上模座采用配合，导柱与下模座采用基轴制配合；装配凸凹模组件（凸凹模及其固定板）和凸模组件（凸模及其固定板）；（2）将凸凹模组件用螺钉和销钉安装固定在指定模座（正装式复合模为上模座，倒装式复合模为下模座）的相应位置上；（3）以凸凹模为基准，将凸模组件及凹模初步固定在另一模座上，调整凸模组件及凹模的位置，使凸模刃口和凹模刃口分别与凸凹模的内、外刃口配合，并保证配合间隙均匀后固紧凸模组件与凹模；（4）试冲检查合格后，将凸模组件、凹模和相应模座一起钻铰销孔；卸开上、下模，安装相应的定位、卸料、推件或顶出零件，再重新组装上、下模，并用螺钉和定位销紧固。8 .2 凸、凹模间隙的调整冲模中凸、凹模之间的间隙大小及其均匀程度是直接影响冲件质量和模具使用寿命的主要因素之一，因此，在制造冲模时，必须要保证凸、凹模间隙的大小及均匀一致性。通常，凸、凹模间隙的大小是根据设计要求在凸、凹模加工时保证，而凸、凹模之间间隙的均匀性则是在模具装配时保证的9。冲模装配时调整凸、凹模间隙的方法很多，需根据冲模的结构特点、间隙值的大小和装配条件来确定。这里用垫片法来调整。垫片法是利用厚度与凸、凹模单面间隙相等的垫片来调整间隙，是简便而常用的一种方法。其方法如下：（1）按图样要求组装上模与下模，其中一般上模只用螺钉稍微拧紧，下模用螺钉和销钉紧固10。（2）在凹模刃口四周垫入厚薄均匀、厚度等于凸、凹模单面间隙的垫片（金属片或纸片），再将上、下模合模，使凸模进入响应的凹模孔内，并用等高垫铁垫起。（3）观察凸模能否顺利进入凹模，并与垫片能否有良好的接触。若在某方向上与垫片接触的松紧程度相差较大，表明间隙不均匀，这时可用手锤轻轻敲打凸模固定板，使之调整到凸模在各方向与凹模孔内碘片的松紧程度一致为止11。（4）调整合适后，在将上模用螺钉紧固，并配装销钉孔，打入定位销。设计总结本次设计成功地设计出一副落料、拉深、冲孔复合模，在设计过程中对很多工艺力进行了详细的计算，在压力机的选择上参照了现行选择压力机的通用法则。这次设计解决了采用闭式单点压力机进行落料、拉深、冲孔的传统模式，将落料、拉深及冲孔同时在一副装在闭式单动压力机上的模具中完成，很大程度的提高了生产效率和制造精度，很适合中国现在模具高速自动化发展的趋势。通过此次毕业设计，我不仅把知识融会贯通，而且丰富了设计经验，同时在查找资料的过程中也了解了许多课外知识，开拓了视野，认识了将来冲压模具的发展方向，使自己在专业知识方面和动手能力方面有了质的飞跃。毕业设计是我作为一名学生即将完成学业的最后一次作业，它既是对我在学校所学知识的全面总结和综合应用，又为今后走向社会的实际操作应用铸就了一个良好开端，毕业设计是我对所学知识理论的检验与总结，能够培养和提高我独立分析和解决问题的能力；是我在校期间向学校所交的最后一份综和性作业。毕业的时间一天一天的临近，毕业设计也接近了尾声。在不断的努力下我的毕业设计终于完成了。在没有做毕业设计以前觉得毕业设计只是对这几年来所学知识的大概总结，但是真的面对毕业设计时发现自己的想法基本是错误的。毕业设计不仅是对前面所学知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高。通过这次毕业设计使我明白了自己原来知识太理论化了，面对单独的课题的是感觉很茫然。自己要学习的东西还太多，以前老是觉得自己什么东西都会，什么东西都懂，有点眼高手低。通过这次毕业设计，我才明白学习是一个长期积累的过程，在以后的工作、生活中都应该不断的学习，努力提高自己知识和综合素质。总之，不管学会的还是学不会的的确觉得困难比较多，真是万事开头难，不知道如何入手。最后终于做完了有种如释重负的感觉。此外，还得出一个结论：知识必须通过应用才能实现其价值！有些东西以为学会了，但真正到用的时候才发现是两回事，所以我认为只有到真正会用的时候才是真的学会了。在设计过程中，我通过查阅大量有关资料，与同学交流经验和自学，并向老师请教等方式，使自己学到了不少知识，也经历了不少艰辛，但收获同样巨大。在整个设计中我懂得了许多东西，也培养了我独立工作的能力，树立了