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盒体冲压
模具设计
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盒体冲压件模具设计
43页-16000字数+说明书+开题报告+中期报告+6张CAD图纸
中期报告.doc
拉伸凹模.dwg
盒体件零件图.dwg
盒体冲压件模具设计开题报告.doc
盒体冲压件模具设计论文.doc
盒体冲压件落料拉伸装配图.dwg
落料凸凹模.dwg
落料凹模.dwg
锥度拉伸装配图.dwg
目录
摘要I
AbstractII
第1章 绪论1
1.1国内模具的现状和发展趋势1
1.1.1 国内模具的现状1
1.1.2 国内模具的发展趋势3
1.2 国外模具的现状和发展趋势5
1.3 课题研究的目的及论文主要内容6
第2章 工艺分析7
2.1 零件的特性7
2.1.1 零件的工艺性7
2.1.2 零件的形状7
2.1.3 材料性能8
2.2 工艺计算9
2.2.1 毛坯直径的确定9
2.2.2 零件锥形拉伸次数的确定10
2.2.3 缷料力、顶件力和推件力的计算12
2.2.4压力机的选择13
2.3 本章小结14
第3章 冲压模具零部件的选择与设计15
3.1 冲裁间隙以及凸、凹模的刃口尺寸计算15
3.1.1 冲裁模凸、凹模刃口尺寸确定的原则15
3.1.2 凸、凹模刃口尺寸的计算16
3.2 选用模架、确定闭合高度及总体尺寸19
3.2.1 定位零件的选择21
3.2.2 固定零件的选择21
3.2.3 卸料装置的选择22
3.2.4 导向零件24
3.2.5 连接件与紧固件的选取24
3.3 本章小结25
第4章 模具凸凹模的设计26
4.1 落料凹模的确定26
4.2 各零部件的图示：26
4.2.1 落料凹模26
4.2.2 拉深凹模27
4.2.3 落料凸凹模28
4.3本章小结28
第5章 模具装配图的设计29
5.1 复合模具的安装调试要求29
5.1.1 复合模具安装的要求29
5.1.2 复合模具调试的要求29
5.2 主要组件的装配29
5.2.1 模柄的装配29
5.2.2 凸模和凸模固定板的装配30
5.2.3 弹压卸料板的装配30
5.2.4 导柱与导套的技术要求及装配30
5.3 模具的工作过程30
5.4 落料拉深模具装配图31
5.5 锥度拉伸模具装配图32
5.6 本章小结33
结 论34
致 谢35
参考文献36
附录37
摘 要
本论文主要是对落料拉伸复合模而做的设计。这套复合模不但节约了原材料，为工厂带来了利益和效率，更主要的是它把这几个原本不容易合在一起的制造工艺通过特殊装置实现了。很大程度的提高了工作效率，并把原来一套以上才能完成的工艺用这套复合模完成了。
此论文主要阐述了我国模具现状和发展趋势、对零件的工艺分析、模具结构的设计、模具装配与部装图的设计。
其中工艺分析对零件的特性和材料性能做了简单的介绍，工艺计算主要是为设计选件打基础，通过大量的计算来确定一些标准件选择的尺寸和压力机的确定等。经过第二章计算和分析后进行模具结构的选择，其中包括标准件的选择和非标准的设计等。要做到标准件的选择正确以及非标准件的设计合理。最后用CAD绘制出模具的装配图和部装图，阐明装配时需要注意的事项。
关键词 冲压工艺；模具设计；CAD
- 内容简介：
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哈尔滨工业大学华德应用技术院毕业设计（论文）中期报告题 目：盒体冲压件模具设计系 （部） 机电工程系 专 业 材料成型及控制工程 学 生 黄 群 学 号 1069360126 班 号 0693601 指导教师 晁红颖 开题报告日期 2009年11月27日 哈工大华德学院说 明一、中期报告应包括下列主要内容：1论文工作是否按开题报告预定的内容及进度安排进行；2目前已完成的研究工作及成果；3后期拟完成的研究工作及进度安排；4存在的困难与问题；5如期完成全部论文工作的可能性。二、中期报告由指导教师填写意见、签字后，统一交所在系（部）保存，以备检查。指导教师评语： 指导教师签字： 检查日期： 一、论文工作是否按开题报告预定的内容及进度安排进行 1、论文工作按开题报告预定的内容及进度正常进行二、目前已完成的研究工作及成果 1、零件的成型工艺性分析 2、模具总体方案设计 3、工艺力计算 4、压力机选择 5、压力机校核 6、凸凹模刃口尺寸确定 7、凸凹模结构确定 8、弹簧与橡胶的选用及计算 9、标准模架的选择 10、总装图的绘制三、后期拟完成的研究工作及进度安排1、11月27日-12月18日 完成部装图及零件图设计 2、12月21日-12月31日 撰写毕业设计论文及准备答辩 3、2010年1月6日-1月8日 毕业答辩四、存在的困难与问题 1、落料与拉深的结合 2、锥部拉深及处理方法 3、卸料与出件方式五、如期完成全部论文工作的可能性 1、根据进度安排可如期完成全部论文工作哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）开题报告题 目：系 （部） 机电工程系 专 业 材料成型工艺 学 生 黄 群 学 号 1069360126 班 号 0693601 指导教师 晁红颖 开题报告日期 哈工大华德学院说 明一、开题报告应包括下列主要内容：1通过学生对文献论述和方案论证，判断是否已充分理解毕业设计（论文）的内容和要求2进度计划是否切实可行；3是否具备毕业设计所要求的基础条件。4预计研究过程中可能遇到的困难和问题，以及解决的措施；5主要参考文献。二、如学生首次开题报告未通过，需在一周内再进行一次。三、开题报告由指导教师填写意见、签字后，统一交所在系（部）保存，以备检查。指导教师评语： 指导教师签字： 检查日期： 一、设计的内容、技术要求利用proe设计软件，完成该塑件的三维实体造型设计，在查阅相关设计资料和分析该零件冲压成型工艺性基础上进行模具的总体的方案设计及可行性分析。在完成模具参数计算和结构设计的基础上，利用CAD设计软件完成模具的总装配图、脱模机构部装图及有关的零件图设计；最后完成设计计算说明书的编写。1、材料：08F2、料厚：1.2mm3、生产批量：大批量二、设计目的、意义本设计的工件盒体是某厂一产品的重要零件，材料及尺寸要求如下，该件属于薄壁深锥件，零件外观要求较为严格。为了节约材料，提高生产率，降低生产成本，便于大批量生产，决定采用冲压工艺生产该零件。但由于该件为薄壁深锥形零件，而且底部直径较小，同时零件外观要求较严格，所以该零件冲压加工难度较大。这就需要学生在所学的机械设计和冲压模具设计基础之上，对零件有一个较为透彻的工艺分析，最终生产出合格的零件。三、论文综述（一）模具工业在现代工业生产中的地位和作用模具是工业生产中使用极为广泛的基础工艺装备，模具工业是国民经济的基础工业。在现代机械制造业中,许多新产品的开发和生产,在很大程度上依赖于模具制造技术, 产品零件广泛采用冲压、锻压成形、压铸成形、挤压成形、塑料注射或其它成形加工方法，与成形模具相配套，使坯料成形加工成符合产品要求的零件。特别是在汽车、轻工、电子和航天等行业中尤显重要。模具制造能力的强弱和模具制造水平的高低,已经成为衡量一个国家机械制造技术水平的重要标志之一,直接影响着国民经济中许多部门的发展。我国对模具工业的发展十分重视，国务院于1989年就将模具技术的发展列为机械行业的首要任务。充分说明了模具工业的基础性和重要性。模具在现代工业生产中的重要作用主要表现在以下几个方面：1、用模具成形产品的工艺应用极其广泛。例如：模锻件、冲压件、挤压和拉拔件都是使金属材料在模具内发生塑性变形而成形的。压铸件、粉末冶金件也是在模具中充填加压成形的。塑料、陶瓷等非金属材料的制品多数都是由模具加工成形的。2、模具成形可实现少、无切削的加工。少、无切削加工是机械制造的一个发展方向。模具成形是实现少、无切削工艺的有效途径，而模具制造水平的提高是关键。模具制造水平的提高可以使模具成形制品的精度提高，表面粗糙度降低，从而有可能直接加工出成品，不需要再进行精加工，由此避免了切削加工。3、模具成形制品具有高精度、高复杂性，高一致性、高生产率、低消耗和低成本的特点，因此应用范围很广。据有关资料统计，利用模具成形的各种零、部件，在飞机、汽车、电器仪表等领域占60%70%，家电产品占80%以上，手表、自行车等轻工产品占85%以上。（二）模具的分类和占有量按通常的分类方法如下： 塑料模具、橡胶模具、冲压模具、压铸模具、铸造模具、锻造模具、合金模具、拉丝模具、玻璃模具、陶瓷模具和汽车模具。但是从模具的设计角度看，总体结构特征分类更加的方便，注射磨具按结构特征可分为：单分型面注射模具、双分型面注射模具、带有活动镶件的注射模具、带侧向分型抽芯的注射模具、自动卸螺纹的注射模具、推出机构在定模的注射模具和无流道凝料的注射模具等。据有关资料统计，利用模具成形的各种零、部件，在飞机、汽车、电器仪表等领域占60%70%，家电产品占80%以上，手表、自行车等轻工产品占85%以上。（三）我国模具工业的现状近年来，我国的模具工业发展较快，已能够满足国内对中、低档模具的需求。少量模具已开始向日本、美国、新加坡、泰国等地出口。模具工业逐渐发展成为国民经济的基础工业。我国的模具工业虽然在十多年中取得了令人瞩目的发展，但许多方面与工业发达国家相比仍有较大的差距。例如：精密加工设备在模具加工设备中的比例较低;许多先进的模具技术应用不够广泛，致使相当一部分大型、精密、复杂和长寿命模具依靠进口。据统计我国目前的模具生产只能满足需要的60%，其余40%需要进口；CAD/CAE/CAM技术的普及率不高等。我国的模具制造与国外相比，落后之处主要表现为以下5个方面：1、标准化程度较低。国内标准化程度为30%左右，标准件品种较少，缺少精密、高效标准件和商品化标准件。2、模具制造精度低、周期长。国外模具厂都采用粗加工、精加工、测量、装配等成套的精密设备，如CNC坐标磨床、NC电火花机床等。国内模具厂设备陈旧不配套，NC机床、电加工机床在加工机床中占有的比例较小，模具加工新工艺采用较少，使国内模具精度比国外低12级，制造周期长12倍。3、模具品种少、效率低。主要是缺少大型、复杂、长寿命模具。国外模具向精密化、自动化方向发展，很多工序可以集中在一副模具中完成。4、模具寿命短、材料利用率低。国外由于采用了冶炼和热处理方面的新技术，模具寿命大大提高。国内模具钢品种不全，新钢种很少，一般采用常规热处理，因而质量较低，模具材料利用率仅为60%。5、技术力量落后、管理水平较差。我国模具生产技术人员比例只占7%8%，这一比例不但低于国外的30%，而且也低于内内其它行业，生产缺乏科学管理。以上几方面的问题说明我国模具工业的总体水平还处于较落后的状态，还需要大力加快发展。据预测，未来我国将成为世界的制造中心，这更加给模具工业带来前所未有的发展机遇与空间。为了加快我国模具工业的发展，基本任务之一就是加快人才的培养。我院的模具设计与制造(专)专业，就是为了适应国家急需培养现代模具生产综合素质和综合生产技能人才的需要，适应现代模具生产技术和生产方式对人才的要求而设置的。（四）国外模具工业的发展情况据中国工业报报道，高新技术在欧美模具企业得到广泛应用,欧美许多模具企业的生产技术水平在国际上是一流的。将高新技术应用于模具的设计与制造，已成为快速制造优质模具的有力保证。 1、高新技术应用于模具的设计与制造 （1）CAD/CAE/CAM的广泛应用，显示了用信息技术带动和提升模具工业的优越性 在欧美，CAD/CAE/CAM已成为模具企业普遍应用的技术。在CAD的应用方面，已经超越了甩掉图板、二维绘图的初级阶段，目前3D设计已达到了70%89%。PRO/E、UG、CIMATRON等软件的应用很普遍。应用这些软件不仅可完成2D设计，同时可获得3D模型，为NC编程和CAD/CAM的集成提供了保证。应用3D设计，还可以在设计时进行装配干涉的检查，保证设计和工艺的合理性。数控机床的普遍应用，保证了模具零件的加工精度和质量。3050人的模具企业，一般拥有数控机床十多台。经过数控机床加工的零件可直接进行装配，使装配钳工的人数大大减少。CAE技术在欧美已经逐渐成熟。在注射模设计中应用CAE分析软件，模拟塑料的冲模过程，分析冷却过程，预测成型过程中可能发生的缺陷。在冲模设计中应用CAE软件，模拟金属变形过程，分析应力应变的分布，预测破裂、起皱和回弹等缺陷。CAE技术在模具设计中的作用越来越大，意大利COMAU公司应用CAE技术后，试模时间减少了50%以上。 （2）为了缩短制模周期、提高市场竞争力，普遍采用高速切削加工技术 高速切削是以高切削速度、高进给速度和高加工质量为主要特征的加工技术，其加工效率比传统的切削工艺要高几倍，甚至十几倍。目前，欧美模具企业在生产中广泛应用数控高速铣，三轴联动的比较多，也有一些是五轴联动的，转数一般在1.5万3万r/min。采用高速铣削技术，可大大缩短制模时间。经高速铣削精加工后的模具型面，仅需略加抛光便可使用，节省了大量修磨、抛光的时间。欧美模具企业十分重视技术进步和设备更新。设备折旧期限一般为45年。增加数控高速铣床，是模具企业设备投资的重点之一。 （3）快速成型技术与快速制模技术获得普遍应用 由于市场竞争日益激烈，产品更新换代不断加快，快速成型和快速制模技术应运而生，并迅速获得普遍应用。在欧洲模具展上，快速成型技术和快速制模技术占据了十分突出的位置，有SLA、SLS、FDM和LOM等各种类型的快速成型设备，也有专门提供原型制造服务的机构和公司。在所考察的模具企业中，有不少是将快速成型技术和快速制模技术结合起来应用于模具制造，即利用快速原型技术制造产品零件的原型。再基于原型快速地制造出模具。四、模具设计三维图形：模具总体方案设计及可行性分析：一、冲压件的工艺分析冲压件的工艺性是指冲压件对冲压工艺的适应性，即设计的冲压件在材料、结构、形状、尺寸大小及公差和尺寸基准等各个方面是否符合冲压件加工的工艺要求，一般情况下，对冲压件工艺性影响最大的是几何形状、尺寸和精度要求。工艺性差的冲压件，材料损耗和废品率会大量增加，甚至无法正常生产出合格的产品，良好的冲压工艺性应能满足材料较省，工序较少，模具加工较易，寿命较高，操作方便及产品的质量稳定等要求。 材料：该冲压件材料厚度为1.2mm，08F，屈服强度s=175 Mpa，抗拉强度b =295 Mpa，断裂伸长率=60%，生产批量为大批，具有很好的冲压性能。二、确定冲压件的工艺方案确定工艺方案就是确定冲压件的工艺路线，主要包括冲压件工序数、工序的组合和顺序等，工艺方案中的一个主要内容就是用什么类型的模具，用单工序模还是用连续模或复合模。 在确定冲压工艺规程时，可以根据确定的冲压工艺方案和冲压件的生产批量、形状特点、尺寸精度以及模具的制造能力、现有冲压设备、操作安全方便的要求等，来选择模具的结构形式。 方案：复合模，切边翻边冲孔落料一次成型。三、冲裁工艺计算考虑落料和冲孔的区别，落料件的尺寸取决于凹模，因此落料模应先取决于凹模尺寸，用减小凸模尺寸来保证合理间隙，冲孔件的尺寸取决于凸模，因此冲孔模先决定凸模尺寸，用增大凹模尺寸来保证合理间隙。考虑刃口的磨损对冲件尺寸的影响，刃口磨损后尺寸变大，其刃口的基本尺寸应接近或等于冲件的最小极限尺寸，刃口磨损后尺寸减小，应取接近或等于冲件的最大极限尺寸。考虑冲件精度与模具精度间的关系，在选择模具制造公差时，既要保证冲件的精度要求，又要保证有合理的间隙值，一般冲模精度较冲件精度高23级。具体有：（一）凸、凹模间隙值的确定，（二）凸、凹模刃口尺寸确定。五 进度安排：第一阶段：10月19日10月30日（2周）应完成的工作理解和熟悉毕业设计题目，了解所要完成的工作任务；查阅与毕业设计题目相关的文献资料；书写开题报告。第二阶段：11月2日12月11日（7周）1 总体方案设计与模具结构布局（设备结构设计方案）；2 模具结构设计计算（设备结构设计计算和强度计算）；3 具总装图设计（设备总装图）；4 中期检查；在第二阶段设计中，于总图设计完成后组织安排中期检查，时间安排另定。检查时，填写好自己的毕业设计日志，填写好每阶段的设计安排；文献综述主要内容；总体方案设计；在设计过程中遇到哪些难题，在老师指导下如何解决的？具体的设计计算过程；零部件的设计草图等，并需要指导老师的签字和设计总图。5 具部件装配图（或第2套模具装配图）（设备部装图）及零件图设计。第三阶段： 12月21日12月31日（2周）撰写毕业设计论文塑料模设计论文主要内容：绪论； 塑件注射成型工艺性分析；浇注系统设计；注射机工艺参数校核；成型零件设计及强度校核；导向与脱模机构设计； 凸、凹模加工工艺编制；论文结论等。结题验收在全部设计工作和实验工作结束后，毕业答辩前两天进行（2010年1月5日1月6日）。第四阶段：毕业答辩 自我检查、总结和准备答辩在此阶段中，应完成设计图和论文的互审。毕业答辩（2010年1月6日1月8日） 六 主要参考文献1、薛啓翔主编.冲压模具设计手册.北京：化学工业出版社，2005.2、罗益旋主编.最新冲压新技术新工艺及模具设计实用手册.银声音像出版社.2004.3、李彩霞主编.机械精度设计与检测.北京：机械工业出版社.2002.4、中国模具设计大典编委会.中国模具设计大典第9篇.南昌：江西科学技术出版社，2003.5、靖永慧.现代模具制造行业发展J.模真技术.2001.6、马晓湘 钟均祥主编.画法几何及机械制图. 南昌：华南理工大学出版社，1998.7、冯炳尧 韩泰荣 蒋文森主编.模具设计与制造简明手册（第二版）. 上海：上海科学技术出版社，2005.哈尔滨工业大学华德应用技术学院毕业设计（论文）摘 要本论文主要是对落料拉伸复合模而做的设计。这套复合模不但节约了原材料，为工厂带来了利益和效率，更主要的是它把这几个原本不容易合在一起的制造工艺通过特殊装置实现了。很大程度的提高了工作效率，并把原来一套以上才能完成的工艺用这套复合模完成了。此论文主要阐述了我国模具现状和发展趋势、对零件的工艺分析、模具结构的设计、模具装配与部装图的设计。其中工艺分析对零件的特性和材料性能做了简单的介绍，工艺计算主要是为设计选件打基础，通过大量的计算来确定一些标准件选择的尺寸和压力机的确定等。经过第二章计算和分析后进行模具结构的选择，其中包括标准件的选择和非标准的设计等。要做到标准件的选择正确以及非标准件的设计合理。最后用CAD绘制出模具的装配图和部装图，阐明装配时需要注意的事项。关键词 冲压工艺；模具设计；CADAbstractThis paper is blanking punching and bending modulus composites do the design. The composite model not only saves raw materials for factories and the interests of efficiency, more importantly, it is not easy these few original combination of the manufacturing process through special devices has been achieved. A large degree of increase work efficiency, and above the original set to complete the process by the completion of this compound die. This thesis expounded Chinas current situation and development trend die, the part of the process, the structure of mold design, mold assembly of the equipment and the design plans. Part of the craft of the characteristics and properties of materials with a brief introduction, process calculation is the foundation for the design options through a lot of calculation to determine the criteria of choice of the size and the setting of press. After the second chapter calculation and analysis of the mold structure options, including the choice of standard and non-standard design. To achieve the correct choice of standard and non-standard pieces of rational design. Finally, a CAD drawing mold assembly of the equipment and plans to clarify when assembling need attention. Keywords： stamping process; die design; CAD不要删除行尾的分节符，此行不会被打印- II -目录摘要IAbstractII第1章 绪论11.1国内模具的现状和发展趋势11.1.1 国内模具的现状11.1.2 国内模具的发展趋势31.2 国外模具的现状和发展趋势51.3 课题研究的目的及论文主要内容6第2章 工艺分析72.1 零件的特性72.1.1 零件的工艺性72.1.2 零件的形状72.1.3 材料性能82.2 工艺计算92.2.1 毛坯直径的确定92.2.2 零件锥形拉伸次数的确定102.2.3 缷料力、顶件力和推件力的计算122.2.4压力机的选择132.3 本章小结14第3章 冲压模具零部件的选择与设计153.1 冲裁间隙以及凸、凹模的刃口尺寸计算153.1.1 冲裁模凸、凹模刃口尺寸确定的原则153.1.2 凸、凹模刃口尺寸的计算163.2 选用模架、确定闭合高度及总体尺寸193.2.1 定位零件的选择213.2.2 固定零件的选择213.2.3 卸料装置的选择223.2.4 导向零件243.2.5 连接件与紧固件的选取243.3 本章小结25第4章 模具凸凹模的设计264.1 落料凹模的确定264.2 各零部件的图示：264.2.1 落料凹模264.2.2 拉深凹模274.2.3 落料凸凹模284.3本章小结28第5章 模具装配图的设计295.1 复合模具的安装调试要求295.1.1 复合模具安装的要求295.1.2 复合模具调试的要求295.2 主要组件的装配295.2.1 模柄的装配295.2.2 凸模和凸模固定板的装配305.2.3 弹压卸料板的装配305.2.4 导柱与导套的技术要求及装配305.3 模具的工作过程305.4 落料拉深模具装配图315.5 锥度拉伸模具装配图325.6 本章小结33结 论34致 谢35参考文献36附录37千万不要删除行尾的分节符，此行不会被打印。在目录上点右键“更新域”，然后“更新整个目录”。打印前，不要忘记把上面“Abstract”这一行后加一空行- IV -第1章 绪论目前，我国冲压技术与工业发达国家相比还相当的落后，主要原因是我国在冲压基础理论及成形工艺、模具标准化、模具设计、模具制造工艺及设备等方面与工业发达的国家尚有相当大的差距，导致我国模具在寿命、效率、加工精度、生产周期等方面与工业发达国家的模具相比差距相当大。1.1国内模具的现状和发展趋势1.1.1 国内模具的现状改革开放以来，随着国民经济的高速发展，市场对模具的需求量不断增长。近年来，模具工业一直以15%左右的增长速度快速发展，模具工业企业的所有制成分也发生了巨大变化，除了国有专业模具厂外，集体、合资、独资和私营也得到了快速发展。浙江宁波和黄岩地区的“模具之乡”；广东一些大集团公司和迅速崛起的乡镇企业，科龙、美的、康佳等集团纷纷建立了自己的模具制造中心；中外合资和外商独资的模具企业现已有几千家。近年许多模具企业加大了用于技术进步的投资力度，将技术进步视为企业发展的重要动力。一些国内模具企业已普及了二维CAD，并陆续开始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等国际通用软件，个别厂家还引进了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE软件，并成功应用于冲压模的设计中。虽然中国模具工业在过去十多年中取得了令人瞩目的发展，但许多方面与工业发达国家相比仍有较大的差距。例如，精密加工设备在模具加工设备中的比重还比较低，CAD/CAE/CAM 技术的普及率不高，许多先进的模具技术应用还不够广泛等等。特别在大型、精密、复杂和长寿命模具技术上存在明显差距，这些类型模具的生产能力也不能满足国内需求，因而需要大量从国外进口。目前，按照模具总量排名，我国紧随日本、美国之后位局世界第三，是个模具生产大国。在模具制造水平上，我国总体上要比德、美、日、法、意等发达国家落后许多。在生产周期方面，国外一般模具要求 1030 天，大型精密模具需 36个月；国内模具一般需要 3090 天，较复杂的模具需要 10个月以上。国内模具的使用寿命也只有国外发达国家的 1/2 至 1/10，甚至更短，因此我国远非模具制造强国。 利用 CAD/CAM 技术来改造模具传统的设计制造方法，可以明显提高模具设计效率和质量，缩短制造周期，提高模具制造水平。从 CAD/CAM/CAE 技术的应用上来看，国外一些汽车制造公司早在 60 年代初期就开始了模具 CAD的研究，各大汽车公司都先后建立了自己的 CAD/CAM 系统，并将其应用于模具设计与制造。上世纪 90 年代中后期，美国和日本塑料模具行业应用CAD/CAM 技术的企业达 75%，采用 CAE 分析技术的企业约占 60%。而我国的模具企业应用 CAD/CAM 技术的仅占 5 左右，经济较发达的上海市模具企业中应用模具 CAD/CAM 技术仅占 16 左右，与国外差距很大。随着CAD/CAM 技术在模具工业发展中的重要性被模具界所认可，开发模具行业专用的模具 CAD 系统成为模具行业发展的一个趋势。日本 TOYOTA 汽车公司从1980 年开始研制汽车覆盖件模具 CAD/CAM 系统。DIECOMP 公司研制成功的模具 CAD 系统，使整个生产准备周期由 18 周缩短为 6 周。与此同时，欧洲的一些国家在冲模 CAD/CAM 研究和应用方面也取得了很大进展，例如法国雷诺汽车公司应用 Euclid 软件系统作为 CAD/CAM 的主导软件，目前已有 95%的设计工作量用该软件完成，而且雷诺汽车公司在 Euclid 主导软件的基础上还开发出了许多适合汽车工业需求的模块，如用于干涉检查的 Megavision 和用于钣金成形分析的 OPTRIS 等。现在流行的各种通用 CAD/CAM 软件也开始不断探索专用模块的发展之路，以增强其市场竞争力。如英国 DELCAM 公司推出的Power SHAPE 系统，包括有 PS-Moldmaker 模块，是面向模具制造的模具总装设计专家系统，可自动将加工信息直接输出到Power Mill模块，自动产生加工程序。日本 造船信息系统株式会社的三维CAD/CAM 系统 Space-E 中也增加了专用于注塑模的设计模块。日本 UNISYS 株式会社推出的专用于塑料模设计和制造系统的 CAD-CEUS 也颇具特色，该系统综合了塑料产品从设计到模具生产所需要的全部功能，重点在于三维设计与二维视图的关联，体现了宜人化和集成化方面的技术进步。在我国，人们已经越来越认识到模具技术水平的高低，在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。许多企业十分重视技术发展，加大了用于技术进步的投资力度，将技术进步视为企业发展的重要动力。此外，许多研究机构和大专院校开展模具技术的研究和开发。目前，从事模具技术研究的机构和院校已达 30 余家，从事模具技术教育培训的院校已超过 50 余家。近年来，我国自主开发 CAD/CAE/CAM 系统有很大发展。例如，华中理工大学模具技术国家重点实验室开发的注塑模、汽车覆盖件模具和级进模CAD/CAE/CAM 软件，上海交通大学模具 CAD 国家工程研究中心开发的冷冲模和精冲研究中心开发的冷冲模和精冲模 CAD 软件，北京机电研究所开发的锻模 CAD/CAE/CAM 软件，北航华正软件工程研究所开发的 CAXA 软件，吉林汽车覆盖件成型技术所独立研制的商品化覆盖件冲压成型分析 KMAS 软件等在国内模具行业拥有不少的用户。 汽车工业已成为各国的支柱产业。汽车车身模具，特别是大中型覆盖件冲压模具，其技术密集，体现当代模具技术水平，是车身制造技术的重要组成部分。国外汽车覆盖件模具 CAD/CAM 技术的发展已进入实质性的应用阶段，如美国福特汽车公司规定所有新设计的汽车冲压成形零部件都必须经过计算机成形仿真分析，不仅全面提高了模具设计的质量，而且大大缩短了模具的生产周。目前欧美推出一种新车型需要 48 个月，日本则只需 30 个月。我国在对汽车新车型，尤其是轿车车型的开发设计技术方面比较落后。其中一个重要的原因就是模具 CAD 技术应用并不十分显著，尤其是在汽车覆盖件模具 CAD 技术应用方面，这项技术的巨大潜力还未充分发挥出来。国内部分企业虽然都不惜巨资从国外引入了先进的通用 CAD/CAM 软件，但这些软件未经开发，专用性都比较差，此外用户界面对于国内工程师来说不方便，导致我国模具 CAD技术应用不充分，还有很大的潜力有待发掘。对这些大型通用 CAD 软件进行消化吸收以及二次开发是提高我国模具 CAD 应用水平，促进制造业发展，缩短与国外模具水平差距的切实有效的途径之一1。 1.1.2 国内模具的发展趋势我国对模具工业的发展也十分重视.国务院于1989年3月颁布的中,就把模具技术的发展作为机械行业的首要任务。现在，我国的模具工业己初具规模,全国己有200我个模具专业厂，6000多个生产点(附属在工厂内的模具车间或模具加工班组)，年产模架30多万套。此外，还有数以万计的模具私营企业和个体劳动者,在满足模具需求方面，起着不可忽视的作用。可以主，中国在模具技术方面，己有一支较强的队伍。 近年来,我国模具技术的进步主要表现在：1研究开发了几十种模具新钢种及硬质合金，钢结硬功夫质合金等新材料,并采用了一些热处理新工艺，使模具使用寿命得到延长。2发展了一些多工位级进模和硬质合金模等新产品，并根据国内生产需要研制了一批精密塑料注射模。3研究开发了一些新技术和新工艺，如三维曲面数控仿形加工，模具表面抛光，表面皮纹加工以及皮纹辊制造技术，模具钢的超塑性成形技术和各种快速制模技术等。4模具加工设备己得到较大的发展,国内己能批量生产精密坐标磨床，计算机控制(CNC)仿形铣床，CNC电火花线切割机订以及高精度的电火花成形机床等。5模具计算机辅助设计和辅助制造(模具CAD/CAM)己在国内数十个单位得到开发应用。虽然我国模具技术己得到较大的发展，但仍然不能满足国民经济高速发展的需要，还需花费大量资金向国外进口一些模具，其原因是：1专业化和标准化程度低，目前专业化程度不到10%，而标准化程度也只有20%。2模具品种少，效率低，经济效益也差。3制造周期长，模具精度不高，制造技术较落后。4模具寿命短，新材料使用量不到10%。5力量分散，管理落后。根据我国模具技术的发展现状及存在的问题，今后应向下几个方面发展：1开发、发展精密、复杂、大型、长寿命模具,以满足国内市场的需要。国家己规划分别在山东、广东、北京、上海、广州等地的有关单位重点扶植发展热锻模、热铸模、塑料模、冷冲模、顶杆等,以便集中力量发展这些有影响的高水平模具及标准件。2加速模具标准化和商品化，以提高模具质量，缩短模具制造周期。3大力开发和推广应用模具CAD/CAM技术，提高模具制造过程的自动化程度。4积极开发模具新品种 新工艺 新技术和新材料。5发展模具加工成套设备,以满足高速发展的模具工业需要。巨大的市场需求将推动中国模具的工业调整发展。虽然我国的模具工业和技术在过去的十多年得到了快速发展，但与国外工业发达国家相比仍存在较大差距，尚不能完全满足国民经济高速发展的需求。未来的十年，中国模具工业和技术的主要发展方向包括以下几方面: 1 模具日趋大型化； 2在模具设计制造中广泛应用CAD/CAE/CAM技术； 3模具扫描及数字化系统； 4在塑料模具中推广应用热流道技术、气辅注射成型和高压注射成型技术； 5提高模具标准化水平和模具标准件的使用率； 6发展优质模具材料和先进的表面处理技术； 7模具的精度将越来越高； 8模具研磨抛光将自动化、智能化； 9研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程； 10开发新的成形工艺和模具。1.2 国外模具的现状和发展趋势模具是工业生产关键的工艺装备，在电子、建材、汽车、电机、电器、仪器仪表、家电和通讯器材等产品中，6080的零部件都要依靠模具成型。用模具生产制作表现出的高效率、低成本、高精度、高一致性和清洁环保的特性，是其他加工制造方法所无法替代的。模具生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志，并在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。近几年，全球模具市场呈现供不应求的局面，世界模具市场年交易总额为600650亿美元左右。美国、日本、法国、瑞士等国家年出口模具量约占本国模具年总产值的三分之一。 国外模具总量中,大型、精密、复杂、长寿命模具的比例占到50%以上；国外模具企业的组织形式是大而专、大而精。2004年中国模协在德国访问时，从德国工、模具行业组织-德国机械制造商联合会（VDMA）工模具协会了解到，德国有模具企业约5000家。2003年德国模具产值达48亿欧元。其中（VDMA）会员模具企业有90家，这90家骨干模具企业的产值就占德国模具产值的90%，可见其规模效益。 随着时代的进步和技术的发展，国外的一些掌握和能运用新技术的人才如模具结构设计、模具工艺设计、高级钳工及企业管理人才，他们的技术水平比较高故人均产值也较高我国每个职工平均每年创造模具产值约合1万美元左右，而国外模具工业发达国家大多1520万美元，有的达到 2530万美元。国外先进国家模具标准件使用覆盖率达70%以上，而我国才达到45。1.3 课题研究的目的及论文主要内容本文希望通过对落料拉伸复合模具设计中的应用的介绍，以点带面，说明整个冲压模具行业近期发展的动态及未来模具业趋于机械化、智能化的特征。本课题的主要研究内容如下：1落料拉伸类产品的工艺性分析；2工艺方案的确定（含工艺计算）；3模具选择及零部件设计计算。第2章 工艺分析2.1 零件的特性2.1.1 零件的工艺性1 零件名称：盒体冲压件2 材料：08F3 壁厚：1.2mm4 生产批量：大批量2.1.2 零件的形状盒体冲压件形状如图2-1所示。图2-1盒体零件加工此零件需要落料拉伸等工序,在传统加工中需要落料拉伸和锥度拉伸两套模具来完成。此次设计我们要根据学过的和参考资料做出一套模具就能完成。设计难点是锥度拉伸工艺。2.1.3 材料性能08F中F表示是沸腾钢，08表示为含碳量为万分之八 它属于优质碳结构钢，是08F。 08F的化学成分：碳 C ：0.050.11硅 Si：0.03锰 Mn：0.250.50硫 S ：0.03磷 P ：0.035铬 Cr：0.10镍 Ni：0.25铜 Cu：0.25 这里除了锰的含量少低外，其他的化学成分都符合，因此可以认为它是08F。 强度、硬度很低，而塑性、韧性极高，具有良好的冷变形性和焊接性，正火后切削加工性尚可，退火后导磁率较高，剩磁较少，但淬透性、淬硬性极低。这种钢的塑性很好，主要用来制造冷冲压件。锰的在钢中起到增加弹性强度的作用，因此在符合要求的情况下，含量可以有偏差。08F是低碳钢，而且含碳量非常低，单单淬火不能提高硬度。对于他的热处理为渗碳加淬火处理，一般不采用渗氮处理，原因是渗氮后的有效硬化层深度太薄。渗碳淬火后其硬度可以达到HRC5560，但要到达HRC60比较困难。特性及适用范围：其强度低、钢质软、塑性和韧性好。一般使用不需进行热处理，但为消除因冷加工而产生的内力，改善钢的切削性能，可进行热处理，冷加工可增加强度。常用于制造冲压件和渗碳件，如冲压制品、套筒、搪瓷制品、汽车外壳等。力学性能：抗拉强度 b (MPa)：295，屈服强度 s (MPa)：175，伸长率 5 ()：35，断面收缩率 ()：60，硬度 ：未热处理131HB。2.2 工艺计算2.2.1 毛坯直径的确定1.修边余量的确定H/d=89/8=11.125,查资料4表5-3，=8mm，H=89+8=97mm2.毛坯直径D确定 （2-1）根据面积相等原则，计算出D=143mm圆筒形过渡毛坯拉伸次数的确定1.圆筒形过渡毛坯拉伸次数及直径的确定已知D=143mm，d=54.2mm，t=1.2mm。（t/D）100=（1.2/143）100=0.84m=d/D=54.2/143=0.379,查资料4表5-7对08Fm1=0.530.55，m2=0.760.78 。取m1=0.542m1=m总/m1=0.379/0.542=0.70第一次拉深直径：d1=m1D=0.542143=77.5mm第二次拉深直径：d2=m2d1=0.777.5=54.2mm2.确定是否压边(1)第一次拉深：第一次拉深采用平端面凹模拉深。t/D=1.2/143=0.00839,根据资料4。0.045（1-m）=0.045（1-0.542）=0.02061t/D0.045（1-m）,故需压边装置。(2)第二次拉深：第二次拉深采用锥形凹模拉深。t/d1=1.2/77.5=0.01548,根据资料4。0.03（k-1）=0.03（1/0.70-1）=0.012857t/d0.03（k-1），故不需要压边装置。3.拉伸间隙Z拉深间隙Z按1.1t选取Z=1.1t=1.11.2=1.32mm4.计算各次拉伸高度(1)第一次拉深高度。h1=0.25（Dk1-d1）+0.43(r1/d1) (d1-0.32r1)=48.8mm(2)第二次拉深高度h2=0.25（Dk1k2-d2）+0.43（r2/d2）（d2-0.32r2）=82.6mm5.拉伸力计算(1)第一次拉深 P=Kdtb （2-2）表2-1 系数0.550.570.600.650.700.750.801.00.930.860.720.600.550.4为保证安全，K=1.0，对08F，b=276383MPa。P=Kdtb=1.03.1477.51.2383=111843N=111.8kN(2)第二次拉深P=Kdtb为保证安全，K=1.0计算P=Kdtb=1.03.1454.21.2383=78218N=78.2kN2.2.2 零件锥形拉伸次数的确定1.零件锥形拉伸次数的确定根据拉伸成的圆筒形毛坯，在逐次减小地步圆筒的直径、增加锥面高度，最后得到薄壁深锥零件。当零件锥面质量要求较高时，一般采用整形工序。目前，一般薄壁深锥零件的拉深成形时均采用此方法。由圆筒形毛坯过渡到锥形件的拉伸次数的确定圆筒形件相同，拉深系数按底部圆筒直径来计算。拉深次数可按下式进行确定：m总=8/54.2=0.1476考虑到锥部拉深前需退火处理，第一第五次锥部拉深系数可根据资4表5-7，取m1=0.53；m2=0.75；m3=0.76；m4=0.77；m5=0.78m6=m总/m1m2m3m4m5=0.1476/0.530.750.760.770.78=0.813第一次锥部拉深直径：d1=m1d=0.5354.2=28.7mm 第二次锥部拉深直径：d2=m2d1=0.7528.7=21.5mm第三次锥部拉深直径：d3=m3d2=0.7621.5=16.4mm第四次锥部拉深直径：d4=m4d3=0.7716.4=12.6mm第五次锥部拉深直径：d5=m5d4=0.7812.6=9.83mm整形直径：d6=m6d5=0.81389.83=8mm2.各次锥部拉伸圆柱部分高度计算为保证锥部拉深工序的顺利进行，根据资料6，在工艺计算时，必须遵循以下两个原则：一是已成形到位的部分在后续工序中不能有大的变化；二是前道工序要为后到工序准备足够的材料，胀形变形量不能太大。根据以上原则，分别计算第一、二、三、四、五次锥部拉深毛坯小头圆柱高度，同时，为保证零件的尺寸精度和表面质量，在最后整形工序里保证一定的胀形成分。 （a） （b） （c） （d） （e） （f） （g） （h） (m)图2-1工序图a落料 b第一次拉伸 c第二次拉深 d第一次锥部拉深 e第二次锥部拉深 f第三次锥部拉深 g第四次锥部拉深 h第五次锥部拉深 m整形3.锥部拉伸力计算P=Kdtb为保证安全，K=1.0，对08F，b=276383MPa第一次锥部拉深：P1=Kd1tb=1.03.1428.71.2383=41418N第二次锥部拉深：P2= Kd2tb=1.03.1421.51.2383=31028N第三次锥部拉深：P3= Kd3tb=1.03.1416.41.2383=23668N第四次锥部拉深：P4= Kd4tb=1.03.1412.61.2383=18184N第五次锥部拉深：P5= Kd5tb=1.03.149.831.2383=14186N整形：根据资料4，整形力按下式进行计算： P=Fq （2-3）式中 P整形力，N F整形面投影面积，mm2 F=（/4）d2=（/4）532=2205mm2 q单位整形力，MPa 查资料4，q=150200MPa将以上数值带入上式：P=Fq=2205(150200)=330750441000N=330.8441Kn.2.2.3 缷料力、顶件力和推件力的计算冲裁件在冲裁过程完成后，材料会沿向产生弹性回复，使处于凸模周边的材料箍在凸模上，而冲断后落入凹模的材料则因弹性回复而梗塞在凹模内，从凸模上将工件（或废料）缷下来的力称为料力Fx，从凹模内向冲模反方向将工件（或废料）顶出的力称为顶件力FD，从凹模内向冲裁反方向将工件（或废料）推出的力称为拒体力FT，在选择冲裁设备及冲裁模设计时需要考虑这些力。影响这些力的因素很多，主要有材料的力学性能与厚度，冲件形状与尺寸、冲模间隙与凹模孔口结构，排样的搭边大小及润滑情况等，在实际计算时，常用到下列经验公式： (2-4) (2-5) (2-6)式中 ，分别为缷料力，顶件力推件力系数见表2-2冲裁力，N ，分别为缷料力，顶件力和推件力，N同时R在模孔内的冲件（或废料）数，nh/t, h 为凹模刃部直壁洞口高度，mm, t为料厚，mm表2-2 卸料力、推件力和顶件力系数材料及厚度（mm)钢0.10.0650.0750.10.140.10.50.0450.0550.0630.080.52.50.040.050.0550.062.56.50.030.040.0450.056.50.020.030.0250.03铝、铝合金0.0250.080.030.07紫铜、黄铜0.020.060.030.092.2.4压力机的选择1.压力机选择根据以上计算，第一、二次拉深工序安排在底传动双动拉深压力机J44-55B上进行，落料、第一次第五次锥部拉深及整形工序均安排在曲柄压力机JB23-63上进行。由国家标准选取63t开式压力机，压力机参数如下：表2-3J44-55B压力机参数公称压力/kN550发生公称压力时滑块离下极点距离/mm12滑块行程/mm120行程次数（不小于）（次/min）50（最大闭合高度）活动台位置（最低/最高）/mm270闭合高度调节量/mm80（标准型）滑块中心到机身距离（孔深）/mm380工作台尺寸（左右前后）/mm720500活动台压力机滑块中心到机身紧固工作台平面之距离/mm150模柄孔尺寸（直径深度）/mm50802. 压力机的校核公称压力 根据公称压力的选取压力机型号为J44-55B,它的压力为55065,所以压力得以校核;行程次数 行程次数为50/min.因为生产批量为中批量,又是手工送料,不能太快,因此是得以校核； 工作台面的尺寸 根据下模座LB=250250,且每边留出60100,即L1B1=315315,而压力机的工作台面L2B2=315315,故符合要求,得以校核；3. 压力中心角的确定 （2-7） （2-8）根据以上公式可计算出压力中心由于我设计的是几何形状，所以压力中心位于几何中心。2.3 本章小结本章主要介绍了零件材料的性质对冲压工艺进行了分析，确定排样工序，计算冲裁力、根据冲裁力初选压力机和确定压力中心。对模具各个部分工作所受到的力进行了计算与校和，计算了毛坯尺寸，冲裁力，顶件力，压料力。对各受力位置进行了强度的校和，都能满足设计的要求。第3章 冲压模具零部件的选择与设计3.1 冲裁间隙以及凸、凹模的刃口尺寸计算3.1.1 冲裁模凸、凹模刃口尺寸确定的原则（1）落料模设计时，以落料凹模刃口尺寸与冲件尺寸基本一致，作为设计基准尺寸，凸、凹模间隙靠减小凸模刃口尺寸得到。模具在冲裁过程中不断被磨损，致使凹模刃口尺寸逐渐增大，故设计时，应选用接近或等于工件的最小极限尺寸作为凹模刃口尺寸。（2）冲孔模设计时，以冲孔凸模刃口尺寸与冲件孔径基本一致，作为设计基准尺寸，凸、凹模间隙靠加大凹模刃口得到。（3）其他冲裁模尺寸的计算,依照其冲裁过程变形规律与落料或冲孔相同,来确定基准尺寸及间隙取向。（4）冲裁模的凸、凹模在冲制中会磨损，从而使冲裁间隙增大，故设计模具时，一般应依照磨损的规律，选择最小合理间隙值。但是，对于高弹性材料或某些材质较软的厚板，由于在冲制完成后弹性恢复较大，而使工件尺寸变化较大。这时就不宜选取，而选择较大的初始间隙。（5）选择凸、凹模刃口尺寸公差，应依照冲件的精度要求，以经济合理为原则。一般模具精度应比冲件精度要求至少高两个级别。根据以上确定原则进行尺寸计算。冲裁间隙的理论计算公式： （3-1）式中 上、下裂纹会合时，凸模冲入材料的深度（mm）；T材料厚度（mm）；最大剪应力方向与垂线间的夹角。冲裁间隙的经验公式:C=mt （3-2）式中 M与材料的性能及厚度相关的系数,m值一般按不同的经验选取。3.1.2 凸、凹模刃口尺寸的计算凸、凹模刃口尺寸的计算是本次设计需要重点解决的对象，其中包括冲圆孔的凸、凹模刃口尺寸；以及冲方孔的凸、凹模刃口尺寸。 表3-1冲裁模初始双面间隙Z （mm）板料厚度软铝纯铜.黄铜含碳（0.08-0.2）%的软钢杜拉铝含碳（0.3-0.4）%的软钢硬钢含碳（0.5-0.6）%Z minZ maxZ minZ maxZ minZ maxZ minZ max0.50.0200.0300.0250.0350.0300.0480.0350.0451.00.0400.0640.0500.0700.0600.0880.0700.0901.50.0600.0960.0750.1050.0900.1280.1050.1352.00.0800.1300.1000.1400.1200.1680.1400.1802.50.1000.1600.1350.17501500.2080.1750.2253.00.1200.1940.1700.2100.1800.2480.2100.270注：1初始的最小值相当于间隙的公称数值2初始间隙应考虑到凸模和凹模的制造公差带所增加的数值.3在使用的过程中，由于模具工作部分的磨损，间隙将有所增加，因此间隙使用最大值要超过数值。表3-2 规则形状冲模时凸模、凹模的制造公差(mm）基本尺寸凸模公差凹模公差180.0200.02018300.0200.02530800.0200.030801200.0250.0351201800.0300.0401802600.0300.0452603600.0350.0503605000.0400.060 5000.0500.070（1）对于软钢、黄铜、纯铜取1/20，中硬钢取1/16，硬钢取1/14，极硬钢取1/12-1/10；（2）当材料较薄时，对于软钢、纯铁取m=6%-9%,铜铝合金取m=6%-10%,硬钢取m=8%-12%。当材料厚度大于3时，可以适应放大系数，当断面质量没有特殊要求时，可以放大1.5倍。也可以通过查P69 表3-9来完成。计算结果：c=0.125查表结果：间隙在0.14-0.2之间取0.15。则冲裁模的初始间隙为0.3mm。根据模具精度与冲裁件精度关系见表3-1,模具精度选IT8厚度为2,则冲裁件精度应为IT12,此零件形状上下对称,构成简单。按表3-2选取冲裁凸模和凹模的极限偏差。零件总长度为：143查出结果为:凸模 凹模查P66表3-6得出: 为了保证新制模具间隙小于最大合理间隙值,在选择制造公差时应满足下式关系: （3-3） 得出:IT12精度其磨损系数为0.75。根据P72表3-14可查得工件公差为0.21-0.41取0.4即再根据表3-15中的计算公式求出落料和拉深的尺寸和公差。落料:凸模长度： （3-4） =凹模长度： （3-5） = 凸模宽度： = 凹模宽度： =拉深：凸模： （3-6） = = 凹模： （3-7） =凸模与凹模间的间隙值： （3-8）式中 材料最大厚度（mm）；C系数，按冲压手册P94页表5-9选取，经过查表得c为0.1即:Z=2+20.1=2.2mm拉深时产生的切向伸长率变形为： （3-9） =变薄系数：值为0.975。中性层曲率半径:经查表取K值为0.32 （3-10） =2.5+0.322 =3.143.2 选用模架、确定闭合高度及总体尺寸根据压力机的选择就可以初步选择模架以及闭合高度。根据资料8的凹模高度（15mm） 式中K系数，；最大外形尺寸，。代入公式得： 取30mm 。 （3-11）则凹模的最小壁厚也根据计算： （3-12）则 取45 mm。由边界尺寸可知：横向 纵向 这样的尺寸是很大的，这是按照最大的尺寸来计算的，这样更加有利于强度的保证，比较保守的选择。从材料较大的长方形的尺寸看，为了工作过程的稳定，进料与卸料的过程方便，可以定义选用后侧导柱模架， “后侧导柱窄型模架的选取”里找到与压力机的最大、最小闭合高度范围内相适应的模架。再按其标准选择具体结构尺寸见表3-3。表3-3 模架规格选用名称尺寸材料热处理上模座25025050HT200下模座25025060HT200导柱4023040渗碳5862HRC导套401255340渗碳5860HRC模具的闭合高度 （3-13）初步定义模具的闭合高度为245280mm。冲裁模总体结构尺寸必须与所选用的压力机相适应，即模具的总体平面尺寸应该与压力机工作台或垫板尺寸和滑块下平面尺寸相适应；模具的封闭（闭合）高度应与压力机的装模高度或封闭高度相适应。所谓模具的闭合高度是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，即需满足如下要求。 （3-14）式中 、压力机的最大和最小装模高度，mm；模具的闭合高度，mm。校核由公式（4-14）得： 则。既模具的高度应该在255 mm至275 mm之间，不在此范围就无法满足模具开模行程与压力机的封闭高度之间的关系。3.2.1 定位零件的选择连续模的定距方式有挡料销定距、侧刃定距、导正销定距及自动送料机构定距四种类型。为了提高定位精度可以将两种或两种以上定距方式联合使用。很多连续模采用自动挡料机构或侧刃作粗定距，导正销作精定距的组合定位方式，便必须保证粗、精定距离互不干涉。本设计采用自动送料做粗定距导正销作精定距的组合定位方式。定位零件的设计原则是：1定位至少有三个支撑点，即两个导向点和一个定距点。定位的支承点（面）间应有足够的距离，保证条料和毛坯定位准确；2定位的方向和位置必须与人们的操作习惯相适应，如右手比左手操作可靠有力；3某些非轴对称外形的毛坯定位时，应有防反措施；4连续模应设有初始定位和最终定位；5为保证毛坯在送进初期和冲压过程中定位的稳定性，有时必须考虑毛坯的夹紧措施。3.2.2 固定零件的选择模柄作用是固定上模座与压力机滑块上时使模具的压力中心与压力机的压力中心保证一致。所以，模柄的长度不得大于压力机滑块里模柄孔的深度，模柄的长度不得大于压力机滑块里模柄孔的深度，模柄直径应与模柄孔一致。为了使模柄的稳定性好些，这里我们选择带凸缘的模柄。其形状尺寸如图3-1所示。图3-1模柄3.2.3 卸料装置的选择卸料装置除起卸料作用外，对于不同冲压工序还有不同的作用。冲裁工序中，可起压料作用；在弯曲工序中，可起到局部成型的作用；在拉深工序中同是起到压边圈作用。卸料装置对各凸模还可起到导向和保护作用。卸料装置可分为固定卸料和弹性卸料两种。在多工位连续模中，多数采用弹性卸料装置。只有当工位数较少及料厚大于1.5mm的冲件，或是在某些特定条件下才采用固定卸料装置。在连续模中使用弹性卸料装置时，一般要在卸料板与固定板之间安装小导柱、导套进行导向。在设计多工位连续模卸料装置时，要注意以下原则：1在多工位连续模中，卸料板极少采用整体结构，一般采用镶拼结构。这利于保证形孔精度、孔距精度、配合间隙、热处理等要求，它的镶拼原则基本上与凹模相同。在卸料板基体上加工一个通槽，各拼块对此通槽按基孔制配合加工，所以基准性好。2、卸料板各工作形孔诮与凹模的配合间隙只有凸凹模冲裁间隙的1/31/4。高速冲压时，卸料板与凸模间隙要求取较小值。3、卸料板各工作形孔应较光洁，其表面粗糙度值一般取Ra0.4 0.1 。冲压速度越高，表面粗糙度值越小。4、多工位连续模卸料板应具有良好的耐磨性能。卸料板采用高速纲或合金工具钢制造，淬火硬度5658 HRC。一般速度冲压时，卸料板可选用中碳钢或碳素工具钢制造，淬火硬度4045HRC；5、卸料板应具有必要的强度和钢度，卸料板内形孔与大小不同凸模配 合高度。卸料板凸台高度：h=导料板厚度-板料厚度+(0.300.50)mm。当压紧较大时，为防止卸料板产生较大变形、甚至损坏卸料板和凸模，可在卸料钉区之内各凸模之间适当增加弹压装置，如弹簧、聚氨橡胶等。为保持卸料力的平稳、均衡，卸料螺钉也应均衡布置。6、卸料螺钉沉孔深度应有足够的活动量。7、导正销有效工作直壁露出卸料板底面不过长，以防回程时，将制件带起，影响连续作业。8、卸料螺钉的工作长度L在一副模内应严格一致，以免造成不平衡卸料，损坏凸模。9、卸料弹簧的选用。根据所需要的确良压力，并考虑一定的预压力选用弹簧。预压缩量一般取弹簧自由长度的20%，对应的弹压力应于或等于卸料力。在工作状态时，弹簧挠度不能超过其自由长度70%。要求较高时，可采用矩形截面或扁圆截面弹簧。10、卸料装置的辅助导向机构。辅助导向机构俗称小导柱和小导套。它们多数是在卸料板与固定板之间增设的导向机构。小导柱和小导套之间的配合间隙应当更小，一般为凸模与卸料板配合间隙的1/2。该套模具采用弹性卸料装置，介质为弹簧。表3-4卸料装置导向精度 (mm)序号模具冲裁间隙Z卸料板与凸模间隙Z导柱与导套Z10.0150.0250.0050.0070.00320.0250.050.0070.0150.00630.050.100.0150.0250.0140. 100.150.0250.0350.02从表3-4可看出，间隙Z值都很小。实际上冲裁间隙Z等于或小于0.05mm时，模具中的辅助导向机构必须设计成滚珠导向机构方能有导向效果。间隙Z为1.010.02mm时，导柱与导套可以设计成间隙配合，表中序号3应当为H6/h5配合；序号4可以取H7/h6配合。3.2.4 导向零件对批量生产大、要求模具寿命和制件精度较高的冲模，一般应采用导向装置来保证上、下模精确导向。上、下模导向，在凸、凹模开始闭合前或压料板接触制件前就应充分合上。小型模具通常选择导柱、导套来导向。原则上导柱应装在下模上。1.导柱和导套导柱和导套形状分别如图3-2所示。图3-2 导柱和导套3.2.5 连接件与紧固件的选取上模座与落料凹模的固定选用M2085的内六角螺钉，定位销选用公称直径12mm、长度85mm的B型圆柱销。下模座和凹凸模的固定选用M1275的内六角螺钉。上模座与凸模固定板、凸模垫板的固定选用M2085的内六角螺钉，定位销选用公称直径12mm、长度75mm的B型圆柱销。上模座与弯曲凹模的固定选用M1275的内六角螺钉，定位销选用公称直径10mm、长度75mm的B型圆柱销。下模座与工作台的固定选用M1285的内六角螺钉。3.3 本章小结本章主要介绍了零件材料的性质对冲压工艺进行了分析，确定排样工序，计算冲裁力、根据冲裁力初选压力机和确定压力中心。对模具各个部分工作所受到的力进行了计算与校和，计算了毛坯尺寸，冲裁力，顶件力，压料力。对各受力位置进行了强度的校和，都能满足设计的要求。千万不要删除行尾的分节符，此行不会被打印。“结论”以前的所有正文内容都要编写在此行之前。- 39 -第4章 模具凸凹模的设计4.1 落料凹模的确定1.凹模外形尺寸的确定凹模尺寸包括凹模厚度和壁厚等。一般应根据冲件形状和尺寸按标准JB/T7643.17643.6-1994选用。在非标准尺寸凹模的设计时，可按经验公式的方法确定。根据经验公式计算法可以确定其厚度和壁厚等数据凹模厚度：H=KB（） （4-1）式中 B凹模孔最大宽度（mm）；K系数，见P130表3-65。经过查表可得K为0.20。H=0.2144.5=28.9mm壁厚C：C=（1.52）H =(4560)mm也可根据表3-66查出即：C=40 H=28直径：55.5mm4.2 各零部件的图示：4.2.1 落料凹模图4-1落料凹模4.2.2 拉深凹模拉深凹模如图4-2所示。图4-2拉伸凹模4.2.3 落料凸凹模落料凸凹模如图4-3所示。图4-3落料凸凹模4.3本章小结本章主要是围绕标准件的选择与非标准的设计，要做到标准件的选择正确以及非标准的设计合理。此模具的难点是转动板与滑块、活动凸模块之间的设计.要考虑到滑块行程、转动板转动角度和压力机滑块行程之间的关系，以保证零件的精度。第5章 模具装配图的设计5.1 复合模具的安装调试要求5.1.1 复合模具安装的要求1上模座上平面对下模座下平面的平行度，导柱轴心线对下模座下平面的垂直度和导套孔轴心线对上模座上平面的垂直度均应达到规定的精度要求。2模架的上模沿导柱上、下移动应平稳，无阻滞现象。3装配好的复合模,其封闭高度应符合图样规定的要求。4弯曲凹模和凸凹模之间的配合间隙应符合图样的要求，周围的间隙应均匀一致。5模具应在生产的条件下试验，进行零件试冲，然后调试，直到符合图样要求。5.1.2 复合模具调试的要求模具按图纸技术要求加工与装配后，必须在符合实际生产条件的环境中进行试模，可以发现模具设计与制造的缺陷，找出产生原因，对模具进行适当的调整和修理后再进行试模，直到模具能正常工作，才能将模具正式交付生产使用。5.2 主要组件的装配5.2.1 模柄的装配因为模具的模柄是在上模座固定的，所以在安装凸模固定板和垫板之前，应先把模柄装好。模柄与上模座的配合要求是H7/r6。装配时，先在压力机上将模柄压入，再加工定位销孔或螺纹孔。然后把模柄端面突出部分锉平或磨平，安装好模柄后，用角尺检查模柄与上模座上平面的垂直度。5.2.2 凸模和凸模固定板的装配凸模与固定板的配合要求为H7/r6。装配时，先在压力机上将凸模压入凸模固定板内，检查凸模的垂直度，然后将固定板的上平面与凸模尾部一起磨平，为了保持凸模刃口锋利还应将凸模的端面磨平。5.2.3 弹压卸料板的装配弹压卸料板起压料和卸料的作用。装配时保证它与凸模之间具有适当的间隙。5.2.4 导柱与导套的技术要求及装配组成模架的各零件均应符合相应的技术条件，其中特别重要的是每对导柱，导套的配合间隙应符合要求。压入上、下模座的导柱、导柱离其它装表面应有1-2 mm的距离，压入后就应牢固。装配成套的模架，各零件的工作表不应有碰伤，裂纹以及其它机械损伤。5.3 模具的工作过程由于该模具是落料、冲孔、弯曲复合模，因此落料凸模有一部分为弯曲模。考虑到弯曲成形要滞后于落料、冲孔工序，而且要保证零件的尺寸精度，为此设计了一个活动凸模块和滚轮滑块结构。活动凸模块下面需安装复位弹簧，为了便于滑块脱离活动凸模块，应把滑块上表面和活动凸模块下表面设计成约的斜面。转动板的设计是根据上模的行程，计算出恰好在拉动滑块脱离活动凸模块的时候开始压弯工序。当滚轮离开转动板的上缘时，使转动板带动滑块恰好回复到初始位置。复合模的动作过程是：当上模下行完成落料、冲孔工序后，安装在落料凹模外侧的滚轮接触转动板，抽动滑块脱离活动凸模块，使上模继续下行时，不阻碍活动凸模块向下运动，弯曲凹模接触材料并完成弯曲工序。上模回升时，零件由上模中设置的打料杆打出。在回程过程中，滚轮接触转动板，推动滑块复原，为再次冲压作好准备。为了保证在长期工作中滑块因为有斜度而滑动，使得弯曲模工作部分不能正常工作或不能保证零件精度。在滑块的后方应加两个弹簧来保证滑块在复位后可以紧贴在凸凹模上。延长其工作寿命。此模具结构紧凑，装、拆、修磨方便，操作简便，安全可靠，生产效率比使用传统模具生产提高两倍以上。5.4 落料拉深模具装配图装配图如图5-1所示。 图5-1落料拉伸模具装配图5.5 锥度拉伸模具装配图锥度拉伸模具装配图如图5-2所示。 图5-2 锥度拉伸模具装配图5.6 本章小结本章简单的介绍了模具安装的要求和注意事项，模柄和上模座、凸模和凸模固定板之间的配合，以及卸料装置的作用。绘制出模具的装配图和部装图，并说明了模具的工作过程。其中主要提出了滑块、活动凸模块和转动板之间相互作用时需要注意的问题。滑块的上表面和活动凸模块的下表面应该设计出斜度，以便于滑块能够顺利从活动凸模块的下部抽出，顺利的完成拉伸工艺。结 论此次设计的主要设计步骤是工艺分析、材料利用率、力学计算、压力机的选择、计算压力中心、刃口尺寸及间隙的计算、计算凹模边界尺寸和高度、选择模架、确定闭合高度、标准件与非标准件的选择，最后用CAD绘制装配图以及零件图。1. 对零件进行工艺分析，有大量的计算为模具的各部分结构的选择打基础。能更好的做出符合工艺的模具，保证其成型零件的精确度以及规格，尽可能的带来经济效益和生产的高效。2. 标准件的选择与非标准的设计，标准件的选择要正确。3. 介绍了模具装配的注意事项，并绘制出装配图和零件图。设计中采用倒装模具能更好的完成落料拉深复合模的设计。拉深的设计思想是利用一
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