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电喇叭底座冷冲压工艺及模具设计说明书.doc

电喇叭底座冷冲压工艺及模具设计【2套模具】【21张图纸】【优秀】

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切边模具图纸9张

切边模装配图-A0.dwg---(点击预览)

凸模垫板-A2.dwg---(点击预览)

上模座-A1.exb

下模座-A1.exb

凸模-A3.exb

凸模固定板-A2.exb

凸模垫板-A2.exb

凹模-A2.exb

切边模装配图-A0.exb

定位柱-A4.exb

推件块-A4.exb

落料拉伸模具图纸12张

落料拉深模具装配图-A0.dwg---(点击预览)

拉深凸模-A3.dwg---(点击预览)

弹簧上支承板-A1.dwg---(点击预览)

卸料板-A1.dwg---(点击预览)

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上模座-A1.dwg---(点击预览)

凸凹模-A2.exb

凹模-A1.exb

卸料板-A1.exb

压边圈-A3.exb

弹簧上支承板-A1.exb

弹簧下支承板-A1.exb

拉深凸模-A3.exb

推件块-A3.exb

落料拉深模具装配图-A0.exb

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关键词：: 电喇叭底座冷冲压工艺模具设计模具图纸

资源描述：

电喇叭底座冷冲压工艺及模具设计

58页 26000字数+说明书+任务书+开题报告+21张CAD图纸【详情如下】

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切边模具图纸9张

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落料拉伸模具图纸12张

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摘要

　　　用模具技术生产的制品具有高精度、高复杂程度、高一致性、高生产效率和低消耗等特点。由此可见，模具技术已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。

　　　本论文详细的论述了冲压模具的全过程。冲压模具即是在冲压加工中，将材料（金属或非金属）加工成零件（或半成品）的一种特殊工艺装备。

　　　该零件是电喇叭底座，该产品的模具成本低、生产效率高。根据要求分析零件的工艺性，确定冲裁工艺方案及模具结构方案，然后通过工艺设计计算，确定排样和裁板，计算冲压力和压力中心，初选压力机，计算凸、凹模刃口尺寸和公差，最后设计选用零、部件，对压力机进行校核，绘制模具总装草图，以及对模具主要零件的加工工艺规程进行编制。其中在结构设计中，主要对凸模、凹模、凸凹模、定位零件、卸料与出件装置、模架、冲压设备、紧固件等进行了设计。

　　　生产使用寿命长的电喇叭底座。

　　　关键词：模具；冲裁件；凸模；凹模；凸凹模；

摘要III

AbstractIV

目录V

1 绪论1

　　1.1 本课题的研究内容和意义1

　　1.2 国内外的发展概况2

　　1.3 本课题应达到的要求4

2 冲压工艺设计6

　　2.1 冲压件简介6

　　2.2 冲压件的工艺性分析7

　　2.3 冲压工艺方案的确定9

　　2.4 冲压工艺计算9

　　　2.4.1 工件的毛坯尺寸计算9

　　　2.4.2 工序分析11

　　　2.4.3 拉深工序及尺寸计算11

　　　2.4.4 整形分析13

　　　2.4.5 工序汇总14

　　　2.4.6 各工序尺寸公差的确定14

　　2.5 产品所需模具14

3 落料拉深模设计16

　　3.1 模具结构16

　　3.2 确定其搭边值17

　　3.3 确定排样图17

　　3.4 材料利用率计算19

　　3.5 凸、凹模刃口尺寸的确定20

　　　3.5.1落料部份凸、凹模刃口尺寸的确定20

　　　3.5.2 拉深凸、凹模工作部分尺寸及其公差21

　　3.6 落料拉深复合模冲压力22

　　　3.6.1 落料部分冲压力22

　　　3.6.2 拉深部分冲压力23

　　　3.6.3 落料拉深复合模总冲压力24

　　3.7 压力机选用24

　　3.8 压力中心计算25

　　3.9 落料拉深模主要零部件的结构设计26

　　　3.9.1 落料凹模的结构设计26

　　　3.9.2 落料凸模的结构设计28

　　　3.9.3 落料卸料板设计29

　　　3.9.4 拉深凹模的结构设计30

　　　3.9.5 拉深凸模设计30

　　　3.9.6 压边圈设计31

　　　3.9.7 推件块设计32

　　3.10 标准件确定33

　　　3.10.1 模架确定33

　　　3.10.2 弹顶器的确定33

　　　3.10.3 上模螺钉确定34

　　　3.10.4 上模销确定34

　　　3.10.5 下模螺钉确定34

　　　3.10.6 下模销确定35

　　　3.10.7 模柄确定35

　　　3.10.8 模柄上固定螺钉的确定35

　　　3.10.9 推杆确定35

　　　3.10.10 拉深凸模上固定螺钉的确定35

　　　3.10.11 下模推杆的确定35

　　　3.10.12 条料定位零件的设计36

　　3.11 模具闭合高度、校验压力机36

4 切边模设计37

　　4.1 模具结构37

　　4.2 切边凸、凹模刃口尺寸的计算37

　　4.3 切边模冲压力38

　　4.4 压力机选用39

　　4.5 压力中心计算39

　　4.6 切边模主要零部件的结构设计40

　　　4.6.1 切边凹模的结构设计40

　　　4.6.2 切边凸模的结构设计41

　　　4.6.3 切边凸模固定板设计42

　　　4.6.4 切边凸模垫板设计43

　　　4.6.5 定位柱设计43

　　　4.6.6 推件块设计44

　　4.7 标准件确定45

　　　4.7.1 模架确定45

　　　4.7.2 上模螺钉确定45

　　　4.7.3 上模销确定45

　　　4.7.4 下模螺钉确定45

　　　4.7.5 下模销确定45

　　　4.7.6 模柄确定46

　　　4.7.7 模柄上固定螺钉的确定46

　　　4.7.8 推杆确定46

　　　4.7.9 圆废料切刀确定46

　　4.8 模具闭合高度、校验压力机47

5 结论与展望48

　　5.1 结论48

　　5.2 不足之处及未来展望48

致谢49

参考文献50

1 绪论

　　　本设计是对给定的模具产品图进行冲压模工艺分析和模具设计，在综合考虑了经济性、零件的冲压工艺性以及复杂程度和精确度等诸多因素的基础上进行冲压工艺分析与计算的，并提出了合理的工艺方案和结构形式，介绍了模具设计中的排样与送料方式和卸料与导向方式，讨论了主要工作件间隙的确定和刃口尺寸及冲压力的计算，并选择合适的压力机，设计中主要对模具工作部分尺寸进行计算和主要零部件的设计以及加工工艺的制定。

　　　该模具提高了制件质量和生产效率，降低了模具成本，制件质量符合生产要求。

1.1 本课题的研究内容和意义

　　　冲压是在室温下，利用安装在压力机上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件的一种压力加工方法。

　　　在冲压加工中，将材料加工成零件的一种特殊工艺装备，称为冲压模具。冲模在现实冲压加工中是必不可少的工艺装备，与冲压件“一摸一样”的关系，若没有符合要求的冲模，就不能生产出合格的冲压件；没有先进的冲模，先进的冲压成型工艺就无法实现。在冲压零件的生产中，合理的冲压成形工艺、先进的模具、高效的冲压设备是必不可少的三要素。冲模在种类繁多的模具中占有十分重要的地位，是工业生产中应用最为广泛的模具，从产量上看，它占了模具总产量的30%以上，从产值上看，它占了模具总产值的50%左右。

　　　冲压加工与其他加工方法相比，无论在技术方面，还是在经济方面，都具有许多独特的优点。生产的制件所表现出来的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比拟的。但需要指出的是，由于进行冲压成形加工必须具备相应的模具，而模具是技术密集型产品，其制造属单件小批量生产，具有难加工、精度高、技术要求高、生产成本高（占产品成本的10%～30%）等特点。所以，只有在冲压零件生产批量大的情况下，冲压成形加工的优点才能充分体现，从而获得好的经济效益。

　　　模具工业作为现代社会的一种新兴工业，它能够节约能源、节约原材料以及较高的生产效率，它能够保证比较高的加工精度等特点。模具市场在世界上大部分都是供不应求的，它的市场需求量大致580亿至660亿美元之间，与此同时，模具工业在我国也迎来了一轮新的发展前景。模具工业在我国最近几年总产值保持12.5%的年增长率，截止至2006年底模具产值预计超过550亿元。

　　　在现代工业生产中，模具是重要的工艺装备之一，它在铸造、锻造、冲压、塑料、橡胶、玻璃、粉末冶金、陶瓷制品等生产行业中得到了广泛应用。由于采用模具进行生产能提高生产效率、节约原材料、降低成本，并保证一定的加工质量要求，所以，汽车、飞机、拖拉机、电器、仪表、玩具和日常品等产品的零部件很多都采用模具进行加工。

QQ截图20131116163958.gif

QQ截图20131116164029.gif

电喇叭底座冷冲压工艺及模具设计.gif

内容简介：: 编编号号无锡太湖学院毕毕业业设设计计（论论文文）题目：题目：电喇叭底座冷冲压工艺及模具设计信机系系机械工程及自动化专专业业学号：学生姓名：指导教师：（职称：副教授）（职称：）2013 年 5 月 25 日无锡太湖学院本科毕业设计（论文）无锡太湖学院本科毕业设计（论文）诚诚信信承承诺诺书书本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文）电喇叭底座冷冲压工艺及模具设计是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果，其内容除了在毕业设计（论文）中特别加以标注引用，表示致谢的内容外，本毕业设计（论文）不包含任何其他个人、集体已发表或撰写的成果作品。班级：机械 95 学号： 0923219 作者姓名： 2013 年 5 月 25 日I摘摘要要用模具技术生产的制品具有高精度、高复杂程度、高一致性、高生产效率和低消耗等特点。由此可见，模具技术已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。本论文详细的论述了冲压模具的全过程。冲压模具即是在冲压加工中，将材料（金属或非金属）加工成零件（或半成品）的一种特殊工艺装备。该零件是电喇叭底座，该产品的模具成本低、生产效率高。根据要求分析零件的工艺性，确定冲裁工艺方案及模具结构方案，然后通过工艺设计计算，确定排样和裁板，计算冲压力和压力中心，初选压力机，计算凸、凹模刃口尺寸和公差，最后设计选用零、部件，对压力机进行校核，绘制模具总装草图，以及对模具主要零件的加工工艺规程进行编制。其中在结构设计中，主要对凸模、凹模、凸凹模、定位零件、卸料与出件装置、模架、冲压设备、紧固件等进行了设计。生产使用寿命长的电喇叭底座。关键词：关键词：模具；冲裁件；凸模；凹模；凸凹模；IIAbstractDie technology to produce products with high accuracy, high complexity, high consistency, high production efficiency and low consumption and so on. Thus, die technology has become the measure of a country manufacturing an important indicator of the level determines the product quality, efficiency and new product development capability.This paper discusses in detail the whole process of stamping dies. Stamping die that is in the process of stamping, the material (metal or non-metallic) processing into parts(orsemi-finished products) of a special technical equipment.The part is electric horn base, This products mold with low cost brings high production efficiency. according to the size of the design components, materials, mass production, etc., the first part of the process of analysis to determine the blanking process planning and die structure of the program, and then through the process design calculations, determine the nesting and cutting board, calculate the pressure and pressure washed centers, primary presses, computing convex and concave Die Cutting Edge dimensions and tolerances, the final design selection of parts and components, to press for checking, drawing die assembly drawings, as well as Mold processing technology of the main parts to the preparation procedures. In which the structural design, primarily to the punch and die, punch and die, positioning parts, unloading and out of pieces of equipment, mold, pressing equipment, fasteners, etc.Making the working-life of electric horn base more longer.Key words: Die; Banking; Punch; Die; Main punch;III目录目录摘要.IIIABSTRACT.IV目录 .V1 绪论.11.1 本课题的研究内容和意义.11.2 国内外的发展概况.21.3 本课题应达到的要求.42 冲压工艺设计.62.1 冲压件简介.62.2 冲压件的工艺性分析.72.3 冲压工艺方案的确定.92.4 冲压工艺计算.92.4.1 工件的毛坯尺寸计算.92.4.2 工序分析.112.4.3 拉深工序及尺寸计算.112.4.4 整形分析.132.4.5 工序汇总.142.4.6 各工序尺寸公差的确定.142.5 产品所需模具.143 落料拉深模设计.163.1 模具结构.163.2 确定其搭边值.173.3 确定排样图.173.4 材料利用率计算.193.5 凸、凹模刃口尺寸的确定.203.5.1 落料部份凸、凹模刃口尺寸的确定.203.5.2 拉深凸、凹模工作部分尺寸及其公差.213.6 落料拉深复合模冲压力.223.6.1 落料部分冲压力.223.6.2 拉深部分冲压力.233.6.3 落料拉深复合模总冲压力.243.7 压力机选用.243.8 压力中心计算.253.9 落料拉深模主要零部件的结构设计.263.9.1 落料凹模的结构设计.263.9.2 落料凸模的结构设计.28IV3.9.3 落料卸料板设计.293.9.4 拉深凹模的结构设计.303.9.5 拉深凸模设计.303.9.6 压边圈设计.313.9.7 推件块设计.323.10 标准件确定.333.10.1 模架确定.333.10.2 弹顶器的确定.333.10.3 上模螺钉确定.343.10.4 上模销确定.343.10.5 下模螺钉确定.343.10.6 下模销确定.353.10.7 模柄确定.353.10.8 模柄上固定螺钉的确定.353.10.9 推杆确定.353.10.10 拉深凸模上固定螺钉的确定.353.10.11 下模推杆的确定.353.10.12 条料定位零件的设计.363.11 模具闭合高度、校验压力机.364 切边模设计.374.1 模具结构.374.2 切边凸、凹模刃口尺寸的计算.374.3 切边模冲压力.384.4 压力机选用.394.5 压力中心计算.394.6 切边模主要零部件的结构设计.404.6.1 切边凹模的结构设计.404.6.2 切边凸模的结构设计.414.6.3 切边凸模固定板设计.424.6.4 切边凸模垫板设计.434.6.5 定位柱设计.434.6.6 推件块设计.444.7 标准件确定.454.7.1 模架确定.454.7.2 上模螺钉确定.454.7.3 上模销确定.454.7.4 下模螺钉确定.454.7.5 下模销确定.45V4.7.6 模柄确定.464.7.7 模柄上固定螺钉的确定.464.7.8 推杆确定.464.7.9 圆废料切刀确定.464.8 模具闭合高度、校验压力机.475 结论与展望.485.1 结论.485.2 不足之处及未来展望.48致谢.49参考文献.50无锡太湖学院学士学位论文01 绪绪论论用模具技术生产的制品具有高精度、高复杂程度、高一致性、高生产效率和低消耗等特点。由此可见，模具技术已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。本设计是对给定的模具产品图进行冲压模工艺分析和模具设计，在综合考虑了经济性、零件的冲压工艺性以及复杂程度和精确度等诸多因素的基础上进行冲压工艺分析与计算的，并提出了合理的工艺方案和结构形式，介绍了模具设计中的排样与送料方式和卸料与导向方式，讨论了主要工作件间隙的确定和刃口尺寸及冲压力的计算，并选择合适的压力机，设计中主要对模具工作部分尺寸进行计算和主要零部件的设计以及加工工艺的制定。该模具提高了制件质量和生产效率，降低了模具成本，制件质量符合生产要求。1.1 本课题的研究内容和意义本课题的研究内容和意义冲压是在室温下，利用安装在压力机上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件的一种压力加工方法。在冲压加工中，将材料加工成零件的一种特殊工艺装备，称为冲压模具。冲模在现实冲压加工中是必不可少的工艺装备，与冲压件“一摸一样”的关系，若没有符合要求的冲模，就不能生产出合格的冲压件；没有先进的冲模，先进的冲压成型工艺就无法实现。在冲压零件的生产中，合理的冲压成形工艺、先进的模具、高效的冲压设备是必不可少的三要素。冲模在种类繁多的模具中占有十分重要的地位，是工业生产中应用最为广泛的模具，从产量上看，它占了模具总产量的 30%以上，从产值上看，它占了模具总产值的 50%左右。冲压加工与其他加工方法相比，无论在技术方面，还是在经济方面，都具有许多独特的优点。生产的制件所表现出来的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比拟的。但需要指出的是，由于进行冲压成形加工必须具备相应的模具，而模具是技术密集型产品，其制造属单件小批量生产，具有难加工、精度高、技术要求高、生产成本高（占产品成本的 10%30%）等特点。所以，只有在冲压零件生产批量大的情况下，冲压成形加工的优点才能充分体现，从而获得好的经济效益。模具工业作为现代社会的一种新兴工业，它能够节约能源、节约原材料以及较高的生产效率，它能够保证比较高的加工精度等特点。模具市场在世界上大部分都是供不应求的，它的市场需求量大致 580 亿至 660 亿美元之间，与此同时，模具工业在我国也迎来了一轮新的发展前景。模具工业在我国最近几年总产值保持 12.5%的年增长率，截止至2006 年底模具产值预计超过 550 亿元。在现代工业生产中，模具是重要的工艺装备之一，它在铸造、锻造、冲压、塑料、橡胶、玻璃、粉末冶金、陶瓷制品等生产行业中得到了广泛应用。由于采用模具进行生产能提高生产效率、节约原材料、降低成本，并保证一定的加工质量要求，所以，汽车、电喇叭底座冷冲压工艺及模具设计1飞机、拖拉机、电器、仪表、玩具和日常品等产品的零部件很多都采用模具进行加工。冲压主要是按工艺分类，可分为分离工序和成形工序两大类。分离工序也称冲裁，其目的是使冲压件沿一定轮廓线从板料上分离，同时保证分离断面的质量要求。成形工序的目的是使板料在不破坯的条件下发生塑性变形，制成所需形状和尺寸的工件。在实际生产中，常常是多种工序综合应用于一个工件。冲裁、弯曲、剪切、拉深、胀形、旋压、矫正是几种主要的冲压工艺。冲压用板料的表面和内在性能对冲压成品的质量影响很大，要求冲压材料厚度精确、均匀；表面光洁，无斑、无疤、无擦伤、无表面裂纹等；屈服强度均匀，无明显方向性；均匀延伸率高；屈强比低；加工硬化性低。在实际生产中，常用与冲压过程近似的工艺性试验，如拉深性能试验、胀形性能试验等检验材料的冲压性能，以保证成品质量和高的合格率。模具的精度和结构直接影响冲压件的成形和精度。模具制造成本和寿命则是影响冲压件成本和质量的重要因素。模具设计和制造需要较多的时间，这就延长了新冲压件的生产准备时间。模座、模架、导向件的标准化和发展简易模具(供小批量生产)、复合模、多工位级进模(供大量生产)，以及研制快速换模装置，可减少冲压生产准备工作量和缩短准备时间，能使适用于减少冲压生产准备工作量和缩短准备时间，能使适用于大批量生产的先进冲压技术合理地应用于小批量多品种生产。在每分钟生产数十、数百件冲压件的情况下，在短暂时间内完成送料、冲压、出件、排废料等工序，常常发生人身、设备和质量事故。因此，冲压中的安全生产是一个非常重要的问题。1.2 国内外的发展概况国内外的发展概况发展现状一：生产集中度低许多汽车集团大而全，形成封闭内部配套，导致各企业的冲压件种类多，生产集中度低，规模小，易造成低水平的重复建设，难以满足专业化分工生产，市场竞争力弱；摩托车冲压行业面临激烈的市场竞争，处于“优而不胜，劣而不汰”的状态；封头制造企业小而散，集中度仅 39.2%。突破点：走专业化道路迅速改变目前“大而全”、“散乱差”的格局，尽快从汽车集团中把冲压零部件分离出来，按冲压件的大、中、小分门别类，成立几个大型的冲压零部件制造供应中心及几十个小而专的零部件工厂。通过专业化道路，才能把冲压零部件做大做强，成为国际上有竞争实力的冲压零部件供应商。发展现状二：机械化、自动化程度低美国 680 条冲压线中有 70%为多工位压力机，日本国内 250 条生产线有 32%为多工位压力机，而这种代表当今国际水平的大型多工位压力机在我国的应用却为数不多；中小企业设备普遍较落后，耗能耗材高，环境污染严重；封头成形设备简陋，手工操作比重大；精冲机价格昂贵，是普通压力机的 510 倍，多数企业无力投资阻碍了精冲技术在无锡太湖学院学士学位论文2我国的推广应用；液压成形，尤其是内高压成形，设备投资大，国内难以起步。突破点：加速技术改造要改变当前大部分还是手工上下料的落后局面，结合具体情况，采取新工艺，提高机械化、自动化程度。汽车车身覆盖件冲压应向单机连线自动化、机器人冲压生产线，特别是大型多工位压力机方向发展。争取加大投资力度，加速冲压生产线的技术改造，使尽早达到当今国际水平。而随着微电子技术和通讯技术的发展使板材成形装备自动化、柔性化有了技术基础。应加速发展数字化柔性成形技术、液压成形技术、高精度复合化成形技术以及适应新一代轻量化车身结构的型材弯曲成形技术及相关设备。同时改造国内旧设备，使其发挥新的生产能力。发展现状三：科技成果转化慢先进工艺推广慢在我国，许多冲压新技术起步并不晚，有些还达到了国际先进水平，但常常很难形成生产力。先进冲压工艺应用不多，有的仅处于试用阶段，吸收、转化、推广速度慢。技术开发费用投入少，导致企业对先进技术的掌握应用慢，开发创新能力不足，中小企业在这方面的差距更甚。目前，国内企业大部分仍采用传统冲压技术，对下一代轻量化汽车结构和用材所需的成形技术缺少研究与技术储备。突破点：走产、学、研联合之路我国与欧、美、日等相比，存在的最大的差距就是还没有一个产、学研联合体，科研难以做大，成果不能尽快转化为生产力。所以应围绕大型开发和产业化项目，以高校和科研单位为技术支持，企业为应用基地，形成产品、设备、材料、技术的企业联合实体，形成既能开发创新，又能迅速产业化的良性循环。发展现状四：冲压板材自给率不足，品种规格不配套目前，我国汽车薄板只能满足 60%左右，而高档轿车用钢板，如高强度板、合金化镀锌板、超宽板（1650mm 以上）等都依赖进口。突破点：所用的材料应与行业协调发展汽车用钢板的品种应更趋向合理，朝着高强、高耐蚀和各种规格的薄钢板方向发展，并改善冲压性能。铝、镁合金已成为汽车轻量化的理性材料，扩大应用已势在必行。发展现状五：大、精模具依赖进口当前，冲压模具的材料、设计、制作均满足不了国内汽车发展的需要，而且标准化程度尚低，大约为 40%45%，而国际上一般在 70%左右。突破点：提升信息化、标准化水平必须用信息化技术改造模具企业，发展重点在于大力推广 CAD/CAM/CAE 一体化技术，特别是成形过程的计算机模拟分析和优化技术(CAE)。加速我国模具标准化进程，提高精度和互换率。力争 2005 年模具标准件使用覆盖率达到 60%，2010 年达到 70%以上基本满足市场需求。我国已拥有 2 万多家模具生产企业，年产值超过了 300 亿元。经过几十年的发展，我国的冲压模具总量位居世界第三位，加工技术装备基本已与世界先进水平同步。以汽车覆盖件为代表的大型、复杂、精密冲压模。用 CAD/CAM/CAE 软件进行三维设计和模拟，靠高速、精密的加工设备生产，用新型研磨或抛光代替传统的手工研磨抛光，提高电喇叭底座冷冲压工艺及模具设计3模具质量。国民经济的高速发展对模具工业提出了越来越高的要求，同时为模具的发展提供了巨大的动力。这些年来，中国模具发展十分迅速，模具工业一直以 15%左右的增长速度快速发展。振兴和发展中国的模具工业，日益受到人们的重视和关注。“模具是工业生产的基础工艺装备”已经取得了共识。目前，中国有 17000 多个模具生产厂点，从业人数约 50 多万。在模具工业的总产值中，冲压模具约占 50%，塑料模具约占 33%，压铸模具约占 6%，其他各类模具约占11%。近年来，中国模具工业企业的所有制成分也发生了变化。除了国有专业厂家外，还有集体企业、合资企业、独资企业和私营企业，他们都得到了迅速的发展。许多模具企业十分重视技术发展，中国工业从起步到现在，历经半个多世纪，有了很大发展，模具水平有了较大提高。在大型模具方面已能生产大屏幕彩电塑壳注射模具、大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具，精密塑料模具方面，已能生产照相机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具。经过多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM 技术、模具的电加工和数控加工技术、快速成型与快速制模技术、新型模具材料等方面取得了显著进步；在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面作出了贡献。进入 21 世纪，在经济全球化的新形势下，随着资本、技术和劳动力市场的重新整合，中国装备制造业在加入 WTO 以后，将成为世界装备制造业的基地。而在现代制造业中，无论哪一行业的工程装备，都越来越多采用由模具工业提供的产品。在冲模的设计制造上,目前正朝着以下两方面发展:一方面,为了适应高速、自动、精密、安全等大批量现代生产的需要，冲模正向高效率、高精度、高寿命及多工位、多功能方向发展，与此相比适应的新型模具材料及其热处理技术，各种高效、精密、数控自动化的模具加工机床和检测设备以及模具 CAD/CAM 技术也在迅速发展；另一方面，为了适应产品更新换代和试制或小批量生产的需要，锌基合金冲模、聚氨酯橡胶冲模、薄板冲模、钢带冲模、组合冲模等各种简易冲模及其制造技术也得到了迅速发展。1.3 本课题本课题应达到的要求应达到的要求在现代工业生产中，模具是重要的工艺装备之一，它在铸造、锻造、冲压、塑料、橡胶、玻璃、粉末冶金、陶瓷制品等生产行业中得到了广泛应用。由于采用模具进行生产能提高生产效率、节约原材料、降低成本，并保证一定的加工质量要求，所以，汽车、飞机、拖拉机、电器、仪表、玩具和日常品等产品的零部件很多都采用模具进行加工。据国际技术协会统计，2011 年产品零件粗加工的 80%，精加工的 60%都由模具加工完成。冲压主要是按工艺分类，可分为分离工序和成形工序两大类。分离工序也称冲裁，其目的是使冲压件沿一定轮廓线从板料上分离，同时保证分离断面的质量要求。成形工序的目的是使板料在不破坯的条件下发生塑性变形，制成所需形状和尺寸的工件。本课题旨在提供一种能有效消除底座引起膜片产生的破坏性共振、使电喇叭的声音清脆、工作电流小、工作电压变化范围宽、基频高、声压大、使用寿命长的电喇叭底座。运用所学的专业知识，以与专业相关联的课程为出发点，设计了零件的工艺、编制了零件的加工工序，并熟悉了大学所学过的软件 AutoCAD 和 UG。在设计思想中尽可能体现了我所学的、掌握的和了解的知识。清晰的找出了自己这四年来所学知识的种种漏洞，无锡太湖学院学士学位论文4并得以改正，使我对于自身专业又有了全新的认识，为我之后的学习和工作奠定了坚实的基础。此课题主要考虑以下几个方面的内容：1、分析冲压件的图样及技术条件。2、对冲压件进行工艺分析，合理进行排样设计。3、计算冲裁、冲裁力，确定压力机参数，选择合理的冲压设备。4、确定模具的具体结构，绘制草图。5、绘制模具的装配图及主要零件图。6、零件图标注尺寸、公差及技术条件，并进行必要的强度校核。7、根据开题的研究过程撰写设计说明书。电喇叭底座冷冲压工艺及模具设计52 冲压工艺设计冲压工艺设计2.1 冲压件简介冲压件简介形状和尺寸如下图所示。材料为 08 钢，板材厚度 2mm。带凸缘的拉深件，料厚2mm，批量生产每年 20 万件。零件图如下：图 2.1 零件图1.未注公差尺寸分析图中有 6 个尺寸未注公差，其中 R3 有相同的 4 个就算 1 个，查相应国标确定其公差和偏差。对照参考文献2，P1P2，这 6 个尺寸可分为三类。第一类，未注公差冲裁件线性尺寸，尺寸有：123.5；第二类，未注公差成形件线性尺寸，尺寸有：45、85、18、32.5；第三类，未注公差成形圆角半径线性尺寸，尺寸有：4 个R3。下面查对应表确定其公差和偏差。第一类，未注公差冲裁件线性尺寸，查参考文献2，P3，表 1 未注公差冲裁件线性尺寸的极限偏差，公差等级取 m 级，可得这 1 个尺寸的公差和偏差，最终这 1 个尺寸为：123.50.70。第二类，未注公差成形件线性尺寸，查参考文献2，P3P4，表 4 未注公差成形件线性尺寸的极限偏差，公差等级取 m 级，可得尺寸 45、85、18、32.5 的公差和偏差，最终这个尺寸为：451.00、851.00、180.80、32.21.00。第三类，未注公差成形圆角半径线性尺寸，查参考文献2，P5，表 2 未注公差成形圆角半径线性尺寸的极限偏差，可得这个尺寸的公差和偏差，最终这个尺寸为：。00. 130. 03R最终带全公差的产品图如图 2.2 所示。无锡太湖学院学士学位论文6图 2.2 带公差的产品图2.2 冲压件的工艺性分析冲压件的工艺性分析工艺分析包括技术和经济两方面内容。在技术方面，根据产品图纸，主要分析零件的形状特点、尺寸大小、精度要求和材料性能等因素是否符合冲压工艺的要求；在经济方面，主要根据冲压件的生产批量，分析产品成本，阐明采用冲压生产可以取得的经济效益。因此工艺分析，主要是讨论在不影响零件使用的前提下，能否以最简单最经济的方法冲压出来。一、冲压件工艺性的因素很多，从技术和经济方面考虑，主要因素：1件的外形为圆形，外形简单均匀，适宜冲裁。2件无细长的旋臂与窄槽，模具结构简单，适合冲裁。3料为 08 钢，是常用的冲裁拉深材料，具有良好的冲裁性能和较好的拉深性能。4件尺寸属于装配要求精确尺寸，此尺寸可定为加工尺寸。5产批量，一般来说，大批量生产时，可选用连续和高效冲压设备，以提高生产效率；中小批量生产时，常采用简单模或复合模，以降低模具制造费用。6冲压件的直径尺寸要求不高，整形不是必须的。表面粗糙度要求不大，拉深变形量很大，容量引起破裂，需作多次拉深。7圆角半径最小为 R3，不满足最小圆角半径要求，估计需作整形。综上所述，此工件适宜冲裁和拉深。二、压件工艺分析如下：1图形分析形状较简单，且左右、前后对称，主要是拉深形状。2尺寸分析尺寸公差主要部份都已经有了，其余尺寸不重要。3材料08，是适合拉深的钢，但拉深较深时，需考虑周全。为极软的碳素钢，强度、硬度很低，而韧性和塑性极高，具有良好的深冲、拉延、弯曲和镦粗等冷加工性能、焊接性能。但存在时效敏感性，淬硬性及淬透性极低。大多轧制成高精度的薄板或冷轧钢带用以制造易加工成形，强度低的深冲压或深拉延的覆盖零件和焊接构件。1）化学成份：碳 C ：0.050.12硅 Si：0.170.37电喇叭底座冷冲压工艺及模具设计7锰 Mn：0.350.65硫 S ：0.035磷 P ：0.035铬 Cr：0.10镍 Ni：0.25铜 Cu：0.252）力学性能：抗拉强度 b(MPa)：330450MPa屈服强度 s(MPa)：200MPa伸长率 5()：32断面收缩率 ()：60硬度：未热处理，131HB试样尺寸：试样尺寸为 25mm3）热处理规范及金相组织：热处理规范：正火 930，45min，空冷。金相组织：铁素体+极少量珠光体。4批量5 万件/每年，批量不是很大。5冲压工序落料、拉深、整形、切边。6冲裁间隙查表 2-1 冲裁模刃口初始值间隙（即查参考文献3，P35 页，表 2-13），得双面间隙 Z0.220.26mm。表 2-1 冲裁模刃口初始值间隙3材料名称45；T7，T8(退火)；磷青铜(硬)；铍青铜(硬)10，15，20 冷轧钢带；30 钢板；H62，H68(硬)；2A12，硅钢片Q215，Q235；08，10，15；H62，H68(半硬)；磷青铜(软)；铍青铜(软)H62，H68(软)；纯铜(软)；3A12，5A02，1060，1050A，1035，1200，8A06，2A12力学性能HBW190Rm600MPaHBW=140190Rm400600MPaHBW=70140Rm300400MPaHBW70Rm300MPa初始间隙厚度ZminZmaxZminZmaxZminZmaxZminZmax1.50.270.310.210.250.150.190.100.141.80.340.380.270.310.200.240.130.172.00.380.420.300.340.220.260.140.182.50.490.550.390.450.290.350.180.24无锡太湖学院学士学位论文82.3 冲压工艺方案的确定冲压工艺方案的确定经过对冲压件的工艺分析后，结合产品进行必要的工艺计算，并在分析冲压工艺、冲压次数，工艺顺序组合方式的基础上，提出各种可能的冲压分析方案。方案一：单工序模。适当整合各冲压工序，需要副模具，此模具经济，制造方便。方案二：复合模。本零件很大，工序较多，冲压工艺复杂，模具设计难度太大，模具结构十分复杂，制造难度高，成本高。方案三：级进模。本零件很大，模具很大，模具结构复杂，制造难度高，成本高。综上所述，产品要求本身也不高，在能达到产品要求的原则下，为了节省成本，制造和加工方便，采用方案一。2.4 冲压工艺计算冲压工艺计算2.4.1 工件的毛坯尺寸计算工件的毛坯尺寸计算由于工件主要成型的工序是拉伸，工件的变形主要在拉深处，此工件是带凸缘的零件。由于材料厚度 t=2，先将产品尺寸转化为中性层尺寸，结果如下图所示：图 2.3 中性层尺寸1.修边余量表 2-2 有凸缘拉深件的修边余量3拉深相对高度 dt/d 或 Bt/B凸缘直径 dt(或 Bt)1.51.52.02.02.52.53.02506.05.04.03.0凸缘直径 dt=123.5，d=87，相对凸缘直径 dt/d=123.5/871.41电喇叭底座冷冲压工艺及模具设计9查表 2-2 有凸缘拉深件的修边余量（即查参考文献3，P120 页，表 4-3），得：修边余量 =4.3mm因此工件的外沿直径为 dt=123.5+4.32=132.1132mm含修边余量的中性层尺寸如下图所示。图 2.4 含修边余量的中性层尺寸2.毛坯尺寸计算由于工件是凸字型回转体形状，因此工件展开后是一个圆形片，可以直接计算工件的实际尺寸，根据参考文献3，P121 页，公式 4-2，算可知毛坯直径计算公式：（2-1）niiaAD144由于形状复杂，计算很繁，故利用计算机和三维 CAD/CAM 软件进行计算，中性层面积为：S=18839.7mm2。因此毛坯直径：154.918839.722SD值得注意的是，在确定复杂拉深件的毛坯尺寸和形状时，由于实际情况比较复杂，影响因素很多，如板材的厚度变化、模具的间距大小、模具的尺寸公差等，所以一般是先根据上述公式进行初步计算，然后在通过试验加以修正确定。由于条件有限不能通过试验进行修正，考虑拉深回弹，需多拉一些，故毛坯直径选为 D=155mm。3.是否采用压边圈t/D=2/1551.29%，查表 2-3 采用或不采用压边圈的条件（即查参考文献3，P128页，表 4-10）得，第一次拉深时必须采用压边圈，以后各次拉深，如果 t/D1.0%或拉深系数 mn0.8，仍要用压边圈。表 2-3 采用或不采用压边圈的条件3第一次拉深以后各次拉深拉深方法(t/D)100%m1(t/D)100%mn用压边圈1.50.61.02.00.61.50.82.4.2 工序分析工序分析按照产品件的冲压工序看，通过运用 CAD/CAM 三维软件仿真，初步得出冲压工序过程，落料拉深整形切边。下面主要分析拉深和整形工序。2.4.3 拉深工序及尺寸计算拉深工序及尺寸计算1.能否一次拉出下面采用查表法。由于材料厚，转化为中性尺寸，如图 2.4 所示，d=47，高度 h=30.5，dt=dF=132t/d=t/d=2/47=4.3 %，dF/d1=132/47=2.8，d/dt=47/132=0.36，相对高度：h/d=30.5/47=0.65，总拉深系数：m=d/D=47/1550.30查表 2-4 带凸缘圆筒形件第一次拉深时的拉深系数极限值（即查参考文献4，P73页，表 2-21）得，拉深极限系数应略小于 0.33，故取 0.32，因本工序拉深系数为 0.30，故不能一次拉出来，虽然拉深件是有两个台阶，但为了保险还是认为不能一次拉出。表 2-4 带凸缘圆筒形件第一次拉深时的拉深系数极限值4材料的相对厚度 t/d100凸缘相对直径dFdl2.01.51.51.01.00.60.60.30.30.151.50.470.490.500.510.521.80.450.460.470.480.482.00.420.430.440.450.452.20.400.410.420.420.422.50.370.380.380.380.382.80.330.350.350.350.353.00.320.330.330.330.33查表 2-5 带凸缘圆筒形件第一次拉深时的相对高度极限值 h/d（即查参考文献4，P73 页，表 2-22）得，拉深相对高度极限大于 0.27，故取 0.30，本工序相对高度为 0.30，故能一次拉出。表 2-5 带凸缘圆筒形件第一次拉深时的相对高度极限值 h/d4材料的相对厚度 t/d100凸缘相对直径dFd12.01.51.51.01.00.60.60.30.30.151.80.580.480.530.420.440.370.390.340.350.292.00.5l0.420.460.360.380.320.340.290.300.252.20.450.350.400.310.320.270.290.250.260.222.50.350.280.320.250.270.220.230.200.2l0.172.80.270.220.240.190.2l0.170.180.150.160.13电喇叭底座冷冲压工艺及模具设计113.00.220.180.200.160.170.140.150.120.130.10综上所述，由于拉深系数太小，高度太高，故不能一次拉出，需多次拉深。由于产品是台阶形，为了方便拉深故第 1 次拉深直径为 87mm，第 2 次拉深直径取为 47。2.第 1 台阶拉深计算为保证拉深能顺利进行，第 1 次拉深计算时，不仅要考虑第 1 次拉深系数，还要考虑第 1 次拉深的高度极限，以后各次拉深按照拉深系数逐渐增大的原则设计。1）第 1 次拉深凹模圆角半径的确定查参考文献3，P131，首次拉深凹模圆角半径公式 4-17：（2-2）tdDrd)(8 . 01以后各次拉深凹模圆角半径：（2-3）1)8 . 06 . 0(ndndrr式中： D毛坯直径，mm； d 凹模内径，mm； t 工件厚度，mm。已知：D=155mm，d=87，t=2，所以，由于该直径拉深仅此一次故可3 . 92)87155(8 . 0)(8 . 01tdDrd取小些，取61dr2）第 1 次拉深凸模圆角半径的确定查参考文献3，P131，首次拉深凸模圆角半径公式 4-19：（2-4）11)0 . 17 . 0(dprr得：62 . 46)0 . 17 . 0(1rp所以取61pr3）第 1 次拉深计算验证拉深系数系数。第 1 次拉深后直径为：87，拉深系数为：m1=87/155=0.560.32（第 1 次拉深极限系数），故第 1 次拉深系数满足要求。第 1 次拉深高度计算制件高度利用三维 CAD/CAM 软件，按照总体积（V=37738.3818mm3）不变的原则，可计算出制件高度为：25mm。查表 2-5 得，拉深相对高度极限约为 0.30，所以：h1=870.30=26.125无锡太湖学院学士学位论文12因此第一次按直径 87 拉深 25 的高度，是能实现的，因此初定第 1 次拉深后制件形状和尺寸如下图所示。图 2.5 第 1 次拉深件中性尺寸3.第 2 台阶拉深计算拉深系数计算拉深前直径为：d1=87，拉深后直径 d2=47。所以拉深系数为：m2=d2/d1=47/87=0.540.32故第 2 台阶能 1 次拉成。拉深凸、凹是圆角半径确定拉深凸、凹模圆角半径取最小半径，即分别为：R3、R4，中性层为：R4、R5。计算拉深件尺寸利用三维 CAD/CAM 软件进行计算，在总体积（37738.3818mm3）不变的原则下，计算出拉深高度为 14.5mm。此时 87 的高度由 25mm 变短为 19mm。此时制件如下图所示。图 2.6 第 2 次拉深件中性尺寸2.4.4 整形分析整形分析由图 2.6 可知，仅圆角 R5 和 2 处 R7 没有达到要求，因此可采用整形一次完成，整形后工件如下图所示。电喇叭底座冷冲压工艺及模具设计13图 2.7 整形后工件中性尺寸2.4.5 工序汇总工序汇总根据以上分析，可以总结出各工序顺序为：落料第 1 次拉深第 2 次拉深整形切边。2.4.6 各工序尺寸公差的确定各工序尺寸公差的确定落料的大小直接影响拉深件的修边余量，因此必须要有公差要求；第 1 次拉深直径直接到位，因此需要公差，也就是产品公差，高度随后续拉深还会变化，故不需标注公差；第 2 次拉深后直径也直接到位，故也需要公差要求，高度还不是最后尺寸因此不需标注仅是中间过程不需设置公差；整形除外缘直径外全部到位，因此需标注公差；最后切边尺寸需标注公差，即产品公差。下面主要确定落料直径的公差。根据落料直径 155，对照参考文献2，P1P2，它属于未注公差冲裁件线性尺寸，查参考文献2，P3，表 1 未注公差冲裁件线性尺寸的极限偏差，公差等级取 m 级，可得尺寸 155 的偏差为0.70，故最终尺寸为：。mm70. 01552.5 产品所需模具产品所需模具在保证产品质量的前提下，适当将各工序组合，可以节省模具数量及生产制造成本，主有一处工序组合，落料和第 1 次拉深组合，结果共有 4 副模具，各副模具制品尺寸和形状分别如下：模具 1：落料拉深复合模。落料尺寸2mm，第 1 次拉深后尺寸和形mm70. 0155状如下图所示。（a）中性层尺寸（b）产品尺寸图 2.8 第 1 次拉深件无锡太湖学院学士学位论文14模具 2：第 2 次拉深模具，尺寸和形状如下图所示。（a）中性层尺寸（b）产品尺寸图 2.9 第 2 次拉深件模具 3：整形模具，尺寸和形状如下图所示。（a）中性层尺寸（b）产品尺寸图 2.10 整形后工件模具 4：切边模具，123.5 是切边尺寸，尺寸和形状如下图所示。图 2.11 切边后工件本课题研究第 1、4 副模具，即模具 1：落料拉深复合模和模具 4：切边模具，以下所有计算和设计仅做这两副模具。电喇叭底座冷冲压工艺及模具设计153 落料拉深模设计落料拉深模设计3.1 模具结构模具结构落料凹模装在下模上，落料凸模（确切说是凸凹模）装在上模部份，拉深凹模（即凸凹模）装在上模部份，拉深凸模装在下模部份。卸料采用刚性卸料结构，工件采用推件块刚性推出，推出机构装在上模部份，压边装置装在下模部份，采用弹性（弹簧）结构，同时也起向上推件作用。条料采用手动送料装置。本模具结构图如图 3.1 所示。图 3.1 落料拉深复合模结构3.2 确定其搭边值确定其搭边值考虑到成型范围，应考虑以下因素：无锡太湖学院学士学位论文161材料的机械性能：软件、脆件搭边值取大一些，硬材料的搭边值可取小一些。2冲件的形状尺寸：冲件的形状复杂或尺寸较大时，搭边值大一些。3材料的厚度：厚材料的搭边值要大一些。4材料及挡料方式：用手工送料，无侧压装置的。5卸料方式：刚性卸料。6材料为：08 钢，产品形状是圆形。综上所述，查表 3-1 搭边值 a 和 a1（即查参考文献5，P31 页，表 2-16 搭边值 a 和a1），确定其搭边值为：两工件间的搭边值：a1=2mm工件侧面搭边值：a=2.5mm表 3-1 搭边值 a 和 a15手工送料圆形非圆形往复送料自动送料材料厚度aa1aa1aa1aa18768798873.3 确定排样图确定排样图在冲压零件中，材料费用占 60%以上，排样的目的就在于合理利用原材料，因此材料的利用率是一个重要问题，必须认真计算，确保排样相对合理，以达到较好的材料利用率。排样方法可分为三种：1有废料排样2少废料样3无废料排样少废料排样的材料利用率也可达 70%90%。但采用少、无废料排样时也存在一些缺点，就是由于条料本身的公差以及条料导向与定们所产生的误差，使工作的质量和精度较低。另外，由于采用单边剪切，可影响断面质量模具寿命。根据工件的形状和批量，对模寿命有一定要求，故采用有废料排样方法。排样时工件之间以及工件与条料侧边之间留下的余料叫做搭边。搭边的作用是补偿定位误差，保证冲出合格的工件。还可以使条料有一定的刚度，便于送进。电喇叭底座冷冲压工艺及模具设计17本产品外形是圆形，第一副模具是落料拉深复合模，只需考虑落料的排样，故采用单排直排方式。由于料厚为 2mm，落料外形尺寸也较大，每根条料比较重，故采用手动前后送料方式送料。落料尺寸为。70. 0155送料步距：A=Dmax+a1 （3-1）Dmax为工件最大尺寸，故 Dmax=155.7mmA=Dmax+a1=155.7+2=157.7mm条料宽度（刚性卸料有导向无侧压）：（3-2）0-maxZ)2a+D(B其中：a2.5，1.0mm，查表 3-2 条料宽度偏差（即查参考文献5，P31 页，表 2-17 条料宽度偏差）Z=1，查表 3-3 条料与导料板之间的间隙（即查参考文献5，P32页，表 2-18 条料与导料板之间的最小间隙 Zmin）B=Dmax+2a+Z=155.7+22.5+1=mm0 17 .161表 3-2 条料宽度偏差 5条料厚度 t条料宽度 B0.50.51122335200.050.080.1020300.080.100.1530500.100.150.20500.40.50.70.9501000.50.60.81.01001500.60.70.91.11502000.70.81.01.22003000.80.91.11.3表 3-3 导料板与条料之间的最小间隙 Zmin3无侧压装置有侧压装置条料宽度 B条料宽度 B材料厚度 t100 以下100200200300100 以下100 以上约 10.50.510.50.8150.5110.50.8导料板间距离：无锡太湖学院学士学位论文18 （3-3）ZB0BB0161.7+1=162.7因此实际条料最小宽度为 160.7mm，最大宽度为 161.7mm，送料步距为：157.7mm。排样图如图 3.2 所示。图 3.2 排样图3.4 材料利用率计算材料利用率计算在冲压零件中，材料利用率是非常重要的，较高利用率是企业降低成本的途径之一。由于本产品采用复合工序的单副模具生产，送料采用手动送料，因此可以假设原材料为条料，查参考文献6，P1-13 页，表 2-7 冷轧钢板的规定（GB/T 7082006），及结合目前市场，故采用尺寸为：宽 1000mm，长 2500mm，厚 2mm 的板料。材料利用率：（3-4）%1000SnS其中：板材总面积 S0=10002500=2500000mm2S17047.7mm2 单件产品实际面积，采用计算机计算。条料宽度最大为 161.7mm，送料步距 157.7mm。由于原材料是板料，剪板时有两种裁剪方法，即剪长边和剪短边。1剪长边2500/161.7=15.5，共能裁：15 条1000/157.7=6.3，每条能裁 6 个共计：156=90 个2剪短边1000/161.7=6.2，共能裁：6 条2500/157.7=15.8，每条能裁 15 个共计：615=90 个可见在裁短边、裁长边结果总个数是一样的，相对比较还是剪长边，每条重量好多，工人操作少辛苦一些，故采用第 1 种裁剪方法。电喇叭底座冷冲压工艺及模具设计19故材料利用率%4 .61%100250000017047.790%1000SnS材料利用率大于 60%，排样符合要求。3.5 凸、凹模刃口尺寸的确定凸、凹模刃口尺寸的确定本模具有 2 个工序组成，落料和拉深，下面分两个部分分别计算。产品图见图 2.8 所示。3.5.1 落料部份凸、凹模刃口尺寸的确定落料部份凸、凹模刃口尺寸的确定1计算原则本产品外形是圆形，属于落料工序，因此计算原则以凹模为基准。由于形状简单，仅是圆柱类形状，故采用凸、凹分别加工方法来制造，并进行设计计算。2凸、凹模制造公差工件尺寸为，由于此尺寸为落料尺寸，转化为下偏差尺寸为：70. 01550 4 . 17 .155查表 3-4 规则形状（圆形、方形件）冲裁时凸、凹模的制造公差（即查参考文献5，P22 页，表 2-11），得：凸模偏差 p=0.030mm凹模偏差 d=0.040mm表 3-4 规则形状（圆形、方形件）冲裁时凸、凹模的制造公差5基本尺寸凸模偏差 p凹模偏差 d基本尺寸凸模偏差 p凹模偏差 d180.0200.0201802600.0300.04518300.0200.0252603600.0350.05030800.0200.0303605000.0400.060801200.0250.0355000.0500.0701201800.0300.040已知冲裁双面间隙 Zmin=0.22，Zmax=0.26，Zmax-Zmin=0.04mm因此：p+d=0.03+0.04=0.070.04，即 p+dZmax-Zmin所以：凸、凹制造公差需作调整。d=0.6(Zmax-Zmin)=0.60.04=0.024mmp =0.4(Zmax-Zmin)= 0.40.04=0.016mm3落料凸、凹模刃口尺寸计算查参考文献5，P37 页，落料公式 2-8、公式 2-9，得公式如下：（3-5）dDDd0max)(凹模（3-6）0minmax)(ppZDD凸模无锡太湖学院学士学位论文20式中 Dmax=155.7，=1.40，Zmin=0.22根据 t=2mm，圆形件，工件公差 1.4，查表 3-5 磨损系数（即查参考文献5，P22页，表 2-12），得：=0.5所以024. 00 024. 00 155)40. 15 . 07 .155(dD0 016. 00 016. 078.154)22. 0155(pD表 3-5 磨损系数 5非圆形工件圆形工件10.750.50.750.5材料厚度t/mm工件公差/mm10.160.170.350.360.160.16120.200.210.410.420.200.20240.240.250.440.500.240.2440.300.310.590.600.300.303.5.2 拉深凸、凹模工作部分尺寸及其公差拉深凸、凹模工作部分尺寸及其公差1拉深凸、凹模间隙此产品主体部分仅需 1 次拉深，材料厚度 t=2mm，采用压边圈，查表 3-6 有压边圈时的单边间隙值 Z（即查参考文献5，P125 页，表 4-10），得 1 次拉深的单面间隙 Z：第 1 次拉深：Z=1t=2mm（这是本课题研究的第一副模具参数）表 3-6 有压边圈时的单边间隙值5总拉深次数12345拉深工序1121231、2341、2、345凸、凹模之间的单边间隙11.1t1.1t 11.05t1.2t1.1t 11.05t1.2t1.1t11.05t1.2t1.1t 11.05t2凸、凹模工作部分尺寸及其公差由于本次拉深是仅有的 1 次拉深，故对尺寸公差有一定的要求，要求的是内形尺寸，故以凸模为基准，内径尺寸为：，凸、凹模尺寸公式采用参考文献5，P130 页，具0 d体公式如下：（3-7）0 )4 . 0(pddp凸模尺寸（3-8）ddZdZddpd0 0 )24 . 0()2(凹模尺寸式中，dd凹模的基本尺寸，mm；电喇叭底座冷冲压工艺及模具设计21dp凸模的基本尺寸，mm；d 拉深件的内径尺寸，mm；d凸模制造公差，mm；p凹模制造公差，mm。拉深件内径尺寸为：，转化为单向尺寸：18520 84所以：d=84，Z=2查表 3-7 拉深凸、凹模制造公差（即查参考文献5，P130 页，表 4-13），得凸、凹模制造公差：p=0.05，d=0.08表 3-7 拉深凸、凹模制造公差5拉深件直径 d2020100100材料厚度 tpdpdpd0.50.010.020.020.030.51.50.020.040.030.050.050.081.50.040.060.050.080.060.10所以拉深凸、凹模工作部分尺寸及其公差为：mmddpp0 05. 00 05. 00 8 .84)24 . 084()4 . 0(凸模尺寸mmZdddpd08. 00 08. 00 0 8 .88)228 .84()2(凹模尺寸凸模圆角 rp=6mm，凹模圆角 rd=6mm。3.6 落料拉深复合模冲压力落料拉深复合模冲压力冲压力大小是保证冲压完成的主要动力，同时也是选择压机的主要依据之一，因此必须认真计算冲压力。本模具冲压力（F总）有二大部分组成，即落料部分力（F落）和拉深部分力（F拉）组成，故只需考虑压力机在整个冲压运动过程中是否有足够的动力提供，因此取两者之和为总的冲压力，下面分别进行计算。3.6.1 落料部分冲压力落料部分冲压力根据本模具的结构，采用刚性卸料，故冲压力仅包括落料冲裁力。已知材料 08 钢，板材厚度 t=2mm。材料的抗剪强度，查表 3-8 部分冲压常用金属材料及其力学性能（即查参考文献3，P10 页，表 1-3 部分冲压常用金属材料及其力学性能），取中间值 =310MPa。1冲裁力（3-9）DtKKLtF冲无锡太湖学院学士学位论文22N39425231027 .1553 . 1冲F式中 L落料件的周长，mm D落料件的直径，155.7mm t 板料厚度，2mm 材料抗剪强度，MPa2落料部分总冲压力F落=F冲=394252N表 3-8 部分冲压常用金属材料及其力学性能3材料名称材料牌号热处理状态抗剪强度b/MPa抗拉强度b/MPa下屈服强度ReL/MPa伸长率11.3/(%)电工用纯铁wc0.025DT1，DT2，DT3已退火18023026电工用硅钢D11，D21，D31已退火19023026Q2152703403404202202631Q2353103803804702402125普通碳素钢Q275未退火400500550620280151908F22031028039018032082603603304502003210260340300440210292028040036051025025碳素结构钢45已退火44056055070036016优质碳素钢65Mn已退火60075040012碳素工具钢T7T12已退火600750101Cr13320380400470212Cr13已退火32040040050020不锈钢1Cr18Ni9Ti热处理退软430550540700200403.6.2 拉深部分冲压力拉深部分冲压力拉深部分冲压力主要有拉深力（F1）和压边力（F压）二部分组成，即F拉=F1+F压（3-10）1拉深力查参考文献5，P123 页，得拉深力公式：（3-11）1111KbtdkF式中 t 板料厚度，2mm电喇叭底座冷冲压工艺及模具设计23 d1拉深件外径，89mm b材料的强度极限，MPa，查表 3-8，取中间值：390MPa k1修正系数，查 3-9 修正系数 K1，K2（即查参考文献5，P124 页，表 4-9），得 K1=0.96N21808939028911F表 3-9 k1，k2的值5拉深系数数 m10.550.570.600.620.650.670.700.720.750.770.80修正系数 k11.000.930.860.790.720.660.600.550.500.450.40拉深系数数 m20.700.720.750.770.800.85修正系数 k21.000.950.900.850.800.702压边力（3-12）AqF压式中 A压边圈下毛坯的投影面积，mm2 A=D2-d12/4=155.72-84.82/413392mm2 q单位压边力，MPa，查表 3-10 单位压边力（即查参考文献5，P122页，表 4-11），得 q=2.0表 3-10 单位压边力5材料名称单位压边力/MPa材料名称单位压边力/MPa铝0.81.2镀锡钢板2.53.0紫铜、硬铝（已退火）1.21.8黄铜1.52.0高合金钢不锈钢3.04.5t0.5mm2.02.5高温合金2.83.5N267840 . 213392 AqF压3拉深部分总冲压力F拉=F1+F压=218089+26784=244873N3.6.3 落料拉深复合模总冲压力落料拉深复合模总冲压力F总=F落+F拉=394252+244873=639125N3.7 压力机选用压力机选用在压力机工作时，由于落料在前，首先冲裁，此后还有很长的拉深，因此压力在冲裁时压力还没有到达名义压力，开始拉深后压力机的压力还在不断增大，模具后继还需无锡太湖学院学士学位论文24拉深约 25mm，因此压力机的行程必须足够长，再加上落料总冲压量必须大于 28mm。同时考虑冲压力的保险量，因此压力机在最后不少于 30mm 的行程内必须保证有足够的冲压力，故压力机行程约大于 60mm。压力机的冲压力选用 2 倍总冲压力以上，即：F2F总=2639125N1279KN。综合上述，查参考文献4，P479 页，表 A-7（续），选得开式曲柄压力机型号为：J23-160，其参数如下：公称压力：1600KN；达到公称压力时滑块距下止点的距离为：12mm；滑块行程：160mm；行程次数：40 次/分钟；最大封闭高度：450mm；封闭高度调节量：130mm；工作台尺寸：1120mm710mm；工作台孔尺寸：400mm；模柄孔尺寸：70mm80mm；工作台板厚度：130。图 3.3 固定台曲柄压力机3.8 压力中心计算压力中心计算一副模具的压力中心就是冲模各个压力的合力作用点，一般都指平面投影。冲模的压力中心，应尽可能与压力机滑块的中心在同一垂直线上。否则冲压时会产生偏心载荷，导致模具以及压力机滑块与导轨的急剧磨损，这不仅降低模具和压力机的使用寿命，而且也影响冲压件的质量，因此必须计算其压力中心。对于对称形状的压力中心就是其几何中心，对于复杂形状工件或多凸模冲压的模具，其压力机中心的计算，是采用平行力系合力作用线的求解方法，即某点“合力对某轴的力矩之和”的力学原理求得。本次设电喇叭底座冷冲压工艺及模具设计25计的工件是对称的，所以压力中心就是工件的几何中心。由于本产品是回转体类对称形状，故压力中心就在它对称中心上，不用计算。3.9 落料拉深模主要零部件的结构设计落料拉深模主要零部件的结构设计3.9.1 落料凹模的结构设计落料凹模的结构设计1凹模及刃口形状凹模刃中采用直刃口，下方为台阶形。根据 t=2mm，查参考文献5，P53 页，表 2-26，得：刃口高度取 h6mm，故取 h=8 形状如下图所示。又考虑到在凹模腔内增加拉深压边圈，故需增大刃口高度，最后取 h=10mm。刃口下方为较大直径的圆孔，连接处采用 45 度倒角。图 3.4 凹模刃口形状2凹模材料和热处理查参考文献5，P229-230 页，表 B-1 模具工作零件常用材料及硬度，得：材料为Cr12MoV，热处理淬火硬度达 6064HRC。3凹模外形尺寸凹模外形是圆柱体形凹模外径为：D凹=D+2c （3-13）式中，D凹凹模外径，mm；D冲裁凹模直径，mm；c凹模壁厚，mm。表 3-11 凹模壁厚 c 3冲裁件材料厚度 t条料宽度0.80.81.51.53354020252228243228364050222824322836304050702836304032423545709032423545384840529012035454052425445581201504052425445584862已知 D=155.7mm，t=2mm，查表 3-11 得：c=4862，取 c=56无锡太湖学院学士学位论文26所以：D凹=155.7+256=267.7270（取大一些整数）根据参考文献5，P54 页，公式 2-37凹模厚度：（3-14）3211 . 0 FKKH 式中，H凹模厚度，mm；F冲裁力，N；K1凹模材料修正系数，合金工具钢取 K1=1，碳素工具钢取 K1=1.3；K2凹模刃口周边长度修正系数，可参考表 3-13 选取。表 3-13 凹模刃口周边长度修正系数 K25刃口长度/mm修正系数 K2刃口长度/mm修正系数 K25011503001.3750751.123005001.5751501.255001.6已知：F=F落=394252N ，刃口长度：155.7=489.1mm所以，K1=1，K2=1.5所以：（取大整数）523942521 . 05 . 111 . 03321FKKH考虑拉深需要在落料凹模腔内放置压边圈（也是顶件块），同时保证拉深充分成形的条件下，对落料凹模高度作适当调整。对凹模高度的调整：考虑拉深压边圈的需要，凹模高度调高为：65mm。因此凹模尺寸为：270654凹模固定和定位方式凹模直接放在下模座上，用螺钉将凹模与下模座固定，再用销与下模座定位。凹模结构和尺寸如下图所示。电喇叭底座冷冲压工艺及模具设计27图 3.5 落料凹模3.9.2 落料凸模的结构设计落料凸模的结构设计由于此凸模不仅是落料，还要充当拉深凹模的作用，因此它是一个凸凹模，故它的内部是拉深部分凹模，同时在其内部还要放置推件块，故它的长度还需由拉深部分最后确定，此处在考虑拉深后已作调整，计算如下。1凸模形状及长度圆柱台阶形，凸台部分与上模座通过螺钉连接固定，通过圆柱销配合定位。凸台部分尺寸为：23030已知凸模刃口直径为：，故0016. 078.154凸模总长度：L=H台+h压+H卸+t+0.5+H拉=30+19.5+28+2+0.5+25=105mm注：H台、h压、H卸、H拉分别为凸模凸台高度、模具闭合后凸模凸台下平面与卸料板间的高度（一般取 1020mm）、卸料板高度、拉深件高度，具体各长度见后面各相应部分计算。2凸模定位、固定方式利用凸模的凸台直接与上模座通过螺钉连接固定，通过圆柱销配合定位。无锡太湖学院学士学位论文28图 3.6 落料凸模3凸模材料和热处理查参考文献5，P229-230 页，表 B-1 模具工作零件常用材料及硬度，得：材料为Cr12MoV，热处理淬火硬度达 6064HRC。3.9.3 落料卸料板设计落料卸料板设计1卸料板形状确定外形为圆柱体，查参考文献5，P230 页，表 B-1 模具工作零件常用材料及硬度，得：材料为 45 钢，热处理淬火硬度达 2832HRC。2卸料板尺寸计算周界与凹模尺寸相同，直径为 270。厚度取：H卸=28mm下部为方便送料开宽 162.7mm，高 6mm 的矩形口。3中间大孔尺寸卸料板与落料凸模间双面间隙为：0.20.5mm。孔径为：154.78+（0.20.5）155.2mm卸料板形状和尺寸如下图所示。电喇叭底座冷冲压工艺及模具设计29图 3.7 卸料板3.9.4 拉深凹模的结构设计拉深凹模的结构设计由于本模具落料凸模和拉深凹模合为一个零件即凸凹模，因此外形尺寸就是落料凸模尺寸，见落料凸模设计部分，内部结构和形状是完成拉深所需的形状、结构和尺寸，因此此处只需考虑内部结构和尺寸。拉深凹模内部形状带圆角的直壁孔，由于在内部还需放置推件块，故应是台阶孔。最终落料拉深凸凹模如下图所示。无锡太湖学院学士学位论文30图 3.8 落料拉深凸凹模，圆角半径 R6，拉深孔深度 40mm。08. 008 .88dD凹模尺寸台阶大孔直径为 98mm。3.9.5 拉深凸模设计拉深凸模设计1拉深凸模形状及长度拉深凸模形状采用圆柱台阶形，由于拉深距离不是很长，故凸模长度也不必很长，同时拉深力也不是很大，因此不采用凸模固定板的方式来定位拉深凸模，而采用拉深凸模直接与下模座配合，用螺钉与下模座连接。为了使产品在拉深时不形成真空，能顺利推出，在凸模中间开一个小孔，以便通气，查 3-14 拉深凸模通气孔直径（见参考文献5，P129 页，表 4-12 通气孔 d 尺寸），得通气孔直径为：6.5mm。已知拉深凸模直径为：005. 08 .84凸台配合部分，取直径：100mm，凸台高度：15mm。凸模总长度：L=H拉+H台+H压+a=75.5mm注：H拉、H台、H压、a 分别为：拉深高度、凸台高度、压边圈高度，压边圈与凸模凸台间空隙距离，此处为推杆取标准长度，取 13.5mm。电喇叭底座冷冲压工艺及模具设计31表 3-14 拉深凸模通气孔直径5凸模直径5050100100200200通气孔直径56.589.52凸模定位、固定方式凸模靠凸台与下模座定位，再用 M8 的螺钉与下模座固定。图 3.9 拉深凸模3拉深凸模材料和热处理查参考文献5，P229-230 页，表 B-1 模具工作零件常用材料及硬度，得：材料为Cr12MoV，热处理淬火硬度达 5862HRC。3.9.6 压边圈设计压边圈设计1压边圈材料和热处理查参考文献5，P230 页，表 B-1 模具工作零件常用材料及硬度，得：材料为 T10A钢，热处理淬火硬度达 5458HRC。2压边圈形状及尺寸带凸台的圆柱形回转体，中间有一个圆孔，与拉深凸模成间隙配合 84.8F8/h7。根据推出、拉深距离计算和画图，得到：小端部分尺寸为：直径 154.6mm，高 9mm。大端部分直径为：163mm压边圈总高度为：22mm结果如下图所示。无锡太湖学院学士学位论文32图 3.10 压边圈3.9.7 推件块设计推件块设计1推件块材料和热处理查参考文献5，P230 页，表 B-1 模具工作零件常用材料及硬度，得：材料为 45 钢，热处理淬火硬度达 4348HRC。2推件块形状及尺寸带凸台的圆柱形回转体，根据推出计算和画图，知：小端部分尺寸为：88，凸台直径为：96，推件块总高度为：65mm结果如下图所示。图 3.11 推件块3.10 标准件确定标准件确定本小节主要进行模架、弹性组件、卸料螺钉、螺钉、销、模柄等标准件的确定。3.10.1 模架确定模架确定根据凹模外形尺寸 270 等，查参考文献7 P17 页，表 4 中间导柱圆形模架（续）电喇叭底座冷冲压工艺及模具设计33得，选用 D0为 315 的 GB/T 28512008 的中间导柱圆形模架。因此上模座尺寸为31550，GB/T 2855.12008，下模座尺寸为 31560，GB/ T2855.22008，闭合高度为245280，由于模具除模架外高度为 142.5mm，模具闭合高度为 50+142.5+65=252.5，故此模架闭合高度适合。导柱尺寸为 45230、50230 GB/T 2861.12008，导套尺寸为4512548、5012548 GB/T 2861.32008。上模座、下模座材料为：HT200。导柱材料为：20Cr，热处理硬度为：渗碳 6064HRC。导套材料为：20Cr，热处理硬度为：渗碳 5862HRC。3.10.2 弹顶器的确定弹顶器的确定为了使工件能顺利从拉深凸模上推出，必须设置可靠、有足够弹性的推出装置，其共有 6 种零件，共 17 个零件组成。弹簧 6 个，弹簧上支承板 1 个，弹簧下支承板 1 个，双头螺柱 1 个，螺母 2 个，内六角螺钉 6 个。1压边圈弹顶弹簧的确定由于冲裁压缩量很小，力较大，但由于随后进行的拉深距离相对较长，故不宜采用橡皮为弹性组件，弹顶（压边圈）的弹性元件采用弹簧，同时为了有足够的弹力和较长的活动距离，采用圆形截面的圆柱螺旋压缩弹簧。假设弹簧预压量为 10%30%，此时能满足拉深压边力的要求，即克服最大压边力F=F压=26784N，在拉深结束后又能起到弹顶产品件作用，克服包紧力，包紧力远小于压边力，故只须考虑压边力。预压后再压缩量为 25.5mm。根据参考文献8，若采用 1 根弹簧太，由于长了对其它零件选用和制造带来不便，因此改用 6 根小一些的弹簧，这样每根弹簧的预压力为：26784/6=4464，再查参考文献8，P13 页，表 2（续），查得适合的弹簧是：中径为 70mm，簧丝直径为 14mm，弹簧自由高度 190，有效圈数 n=6.5 圈，单根弹簧提供的最大允许使用力为 9109N，最大压缩量为 54mm。预压量为：544464/19109=26.5mm，为 26.5/190=13.9%，符合要求。模具闭合时弹簧总压缩量为：26.5+25.5=52mm（小于允许压缩量 54mm）模具闭合时弹簧高度为：190-52=138mm故弹簧规格为：YA 1470190 GB/T 20892009。弹簧材料：65Mn，热处理硬度达 4348HRC。2双头螺柱旋入端连接的是下模座，其材料为铸铁，因此旋入端长度取：1.5d。规格为：M20260 GB/T 8991988材料 45 钢，热处理硬度 4045HRC。3大螺母锁紧双头螺柱，采用 2 个 M20 的螺母。规格：M20 GB/T 61702000材料 45 钢，热处理硬度 2832HRC。无锡太湖学院学士学位论文344弹簧上支承板形状为短圆柱体，尺寸为 30025，材料 45 钢，热处理硬度 4348HRC。其上正中间开 1 个双头螺柱的通孔，6 个连接内六角螺钉的螺纹孔，定位尺寸为 190。5弹簧下支承板形状为短圆柱体，尺寸为 30025，材料 45 钢，热处理硬度 4348HRC。其上正中间开 1 个双头螺柱的通过孔，6 个内六角螺钉的通过孔，定位尺寸为 190。6内六角螺钉采用 6 个均匀分布的内六角螺钉 M12，限位弹簧。查参考文献9 P4 页，表 1 得：螺钉规格为：M12230 GB/T 70.12008。材料：45 钢，头部热处理硬度：4348HRC。7小螺母锁紧每个 M12 六角头螺钉，各采用 2 个 M12 的螺母。规格：M12 GB/T 61702000材料 45 钢，热处理硬度 2832HRC。3.10.3 上模螺钉确定上模螺钉确定根据凸凹模大小尺寸 230，上模座高度、凸凹模高度，查参考文献4 P254 页，表5-14 得，采用 6 个均匀分布的内六角圆柱头螺钉 M12，定位尺寸为 194，内螺纹做在凸凹模上。查参考文献9 P4 页，表 1 得：螺钉规格为：M1245 GB/T 70.12008。材料 45 钢，头部热处理硬度 4348HRC。3.10.4 上模销确定上模销确定同上，根据凸凹模的大小尺寸 230，上模座高度、凸凹模高度，查参考文献4 P253-254 页，表 5-13、5-14 得，采用 2 个对称分布的圆柱销 12，定位尺寸为 194。查参考文献10，P2 页，表 1 得：圆柱销规格为：销 GB/T 119.12000 12m650。材料 45 钢，热处理硬度 4348HRC。3.10.5 下模螺钉确定下模螺钉确定根据凹模板的大小尺寸 270，凹模板的高度、凹模垫板的高度和下模座高度，查参考文献4 P254 页，表 5-14 得，采用 6 个均匀分布的内六角螺钉 M12，内螺纹做在凹模板上，定位尺寸为 234。查参考文献9 P4 页，表 1 得：螺钉规格为：M1265 GB/T 70.12008。材料：45 钢，头部热处理硬度：4348HRC。3.10.6 下模销确定下模销确定同上，根据凹模的大小尺寸 270，凹模的高度、下模座高度，查参考文献4 P253-254 页，表 5-13、5-14 得，采用 2 个对称分布的圆柱销 12，定位尺寸为：234。查参考文献10 P2 页，表 1 得：圆柱销规格为：销 GB/T 119.12000 12m650。材料 45 钢，热处理硬度 4348HRC。电喇叭底座冷冲压工艺及模具设计353.10.7 模柄确定模柄确定根据本复合模的结构特点，选用凸缘式模柄，用内六角螺钉与上模座固定。根据压力机的参数，模柄孔为 7080，再查参考文献11，P154 页，1.凸缘模柄，选用 70 的模柄，规格为：C70 JB/T 2646.32008，材料为 Q235A。该模柄与上模座之间成 H7/h6 间隙配合，配合部分直径为 152mm，高度 23，用 3个 M12 内六角螺钉固定，定位尺寸为 110mm。同时为方便打杆穿过，模柄中间有 1 个通孔，此孔直径为 15mm。3.10.8 模柄上固定螺钉的确定模柄上固定螺钉的确定根据凸缘模柄的规格，必须用 3 个内六角螺钉与上模座固定，定位尺寸为110mm。此 3 个内六角螺钉规格为：M1225 GB/T 70.12008。材料 45 钢，头部热处理硬度 4348HRC。3.10.9 推杆确定推杆确定推杆是为了防止拉深件在模具开启时留在拉深凹模内不方便取出而设的，其作用是在模具上行时，推杆顶到压力机的横梁，迫使推杆不动，从而顶住推件块，再顶住工件，而此时模仍在上行，从而使工件推出拉深凹模。推杆形状是带凸台的圆柱棒，有凸台的一端顶住推件块，根据模柄孔和整个推出过程确定推杆尺寸，查参考文献12，JB/T 7650.1-2008 冲模卸料装置第 1 部分：带肩推杆，P12，得推杆为：直径 12mm，总长 180mm，头部圆柱凸台尺寸为 15mm4mm推杆规格为：A12180 JB/T 7650.12008数量：1 个。材料 45 钢，热处理硬度 4348HRC。3.10.10 拉深凸模上固定螺钉的确定拉深凸模上固定螺钉的确定根据下模座高度和拉深凸模，固定只须用 2 个内六角螺钉与上模座固定，定位尺寸为：40。此 2 个内六角螺钉规格为：M865 GB/T 70.12008。材料 45 钢，头部热处理硬度 4348HRC。3.10.11 下模推杆的确定下模推杆的确定根据下模座高度、推出距离和一定的余量，必须用 6 个均布的带肩推杆，定位尺寸为 144mm。查参考文献12，JB/T 7650.1-2008 冲模卸料装置第 1 部分：带肩推杆，P12，得推杆为：此 6 个推杆规格为：A16100 JB/T 7650.12008材料 45 钢，热处理硬度 4348HRC。3.10.12 条料定位零件的设计条料定位零件的设计由于采用手动送料，故条料不必另外再增加定位装置，只需在送料方向配置 1 个固定挡料销，起控制送料步距作用。固定挡料销安装在凹模面上，与凹模上圆柱孔成无锡太湖学院学士学位论文36H7/m6 过渡配合。固定挡料销形状和尺寸如下图所示。图 3.15 固定挡料销固定挡料销规格为：A10 JB/T 7649.102008材料为：45 钢，热处理 4348HRC。3.11 模具闭合高度、校验压力机模具闭合高度、校验压力机1模具闭合高度计算根据以上计算得模具闭合高度 H闭=252.5mm，模架闭合高度为 245280mm，模架闭合高度符合模具要求。2校验压力机主要参数压力机闭合高度调节量为 130mm，最大闭合高度为 450mm，最小闭合高度为320mm。最大闭合高度-工作台板进取度-5=450-130-5=315252.5最小闭合高度-工作台板进取度+10=320-130+10=2000.04=Zmax-Zmin所以：凸、凹公差不合理，需调整。d=0.6(Zmax-Zmin)=0.60.04=0.024mmp =0.4(Zmax-Zmin)= 0.40.04=0.016mm3落料凸、凹模刃口尺寸计算查参考文献3，P37 页，落料公式 2-8、公式 2-9，得公式如下：（4-1）dDDd0max)(凹模（4-2）0minmax)(pZDDp凸模式中 Dmax=124.2，=1.40，Zmin=0.22根据 t=2mm，圆形件，工件公差 1.10，查表 3-5 磨损系数，得：=0.5所以04. 00 04. 00 5 .123)4 . 15 . 02 .124(dD003. 0003. 028.123)22. 05 .123(pD4.3 切边模冲压力切边模冲压力冲压力大小是保证能否冲压完成的主要动力，同时也是选择压机的主要依据之一，因此必须认真计算冲压力。本模具冲压力（F总）只有切边部分力（F切），计算相对简单一些，下面进行计算。根据本模具的结构，冲压力只包括切边冲裁力，即 F切=F冲。已知材料 08F 钢，板材厚度 1.5mm，材料的抗剪强度取中间值 =265MPa 及强度进电喇叭底座冷冲压工艺及模具设计39行计算。（4-3）dtKKLtF切N26732326525 .1231415926. 33 . 1dtKF切式中 d切边件的直径，123.5mm t 板料厚度，2mm 材料抗剪强度，265MPa所以：F总=F切=267323N4.4 压力机选用压力机选用压力机的种类繁多，按照不同的观点可以把压力机分成不同的类别。我国将压力机分成八类，在八类锻压机械中，每类分成十列，每列又分成十组。各种锻压机械的型号均用汉语字拼音字母和数字来表示。汉语拼音的第一个字母为设备的代号，字母后的第一位和第二位数字分别代表列别和组别。例如：JA31160B 的意义为J机械压力机；A次要参数与基本型号不同的第一种变型；3闭式曲轴压力机；1闭式单点压力机；160名义压力 160 吨；B结构和性能比原来作了第二次改进。压力机的冲压力选用 1.3 倍总冲压力以上。即，F1.3F总=1.3267323N348KN。查表 3-11 开式可倾式曲柄压力机的主要技术参数，选得开式可倾式曲柄压力机型号为：J23-40，其压力机参数如下：公称压力：400KN发生在名义压力时滑块离下死点的距离：7mm滑块行程：100mm行程次数/(次/分钟)：80最大封闭高度：300mm封闭高度调节量：80mm工作台尺寸：630mm420mm工作台孔尺寸：200mm模柄孔尺寸：50mm70mm工作台板厚度：80mm。无锡太湖学院学士学位论文404.5 压力中心计算压力中心计算一副模具的压力中心就是这幅冲模各个压力的合力作用点，一般都指平面投影。冲模的压力中心，应尽可能与压力机滑块的中心在同一垂直线上。否则冲压时会产生偏心载荷，导致模具以及压力机滑块与导轨的急剧磨损，这不仅降低模具和压力机的使用寿命，而且也影响冲压件的质量，因此必须计算其压力中心。对于对称形状的压力中心就是其几何中心，对于复杂形状工件或多凸模冲压的模具，其压力机中心的计算，是采用平行力系合力作用线的求解方法，即某点“合力对某轴的力矩之和”的力学原理求得。本次设计的工件是对称的，所以压力中心就是工件的几何中心。由于本产品是对称形状，故压力中心就在它对称中心上，不用计算。4.6 切边模主要零部件的结构设计切边模主要零部件的结构设计4.6.1 切边凹模的结构设计切边凹模的结构设计1凹模及刃口形状凹模刃中采用直刃口。根据 t=2mm，查参考文献5，P53 页，表 2-26，得：刃口高度取 h6mm，故取 h=8。考虑凹模内还需放置推件块，刃口高度作适当调整，最后取h=14mm。2凹模材料和热处理查参考文献5，P229-230 页，表 B-1 模具工作零件常用材料及硬度，得：材料为Cr12MoV，热处理淬火硬度达 6064HRC。3凹模外形尺寸凹模外形是圆柱体形。凹模外径为：D凹=D+2c （4-4）式中，D凹凹模外径，mm；D冲裁凹模直径，mm；c凹模壁厚，mm。已知 D=123.5mm，t=2mm，查表 3-12 得：c=4558，取 c=50所以：D凹=123.5+250=223.5230（取较大的整数）根据参考文献5，P54 页，公式 2-37凹模厚度：（4-5）3211 . 0 FKKH 式中，H凹模厚度，mm；F冲裁力，N；K1凹模材料修正系数，合金工具钢取 K1=1，碳素素工具钢取 K1=1.3；电喇叭底座冷冲压工艺及模具设计41K2凹模刃口周边长度修正系数。已知：F=267323N刃口长度：123.5=388.0mm查表 3-13 得：K1=1，K2=1.5所以：459 .442673231 . 05 . 111 . 03321FKKH考虑切边产品很高，切边时全部进入凹模腔内，凹模内还需放置推件块，故凹模高度作适当调整。凹模高度调高为：56mm。因此凹模尺寸为：23056。4凹模固定和定位方式凹模直接放在模座上，用螺钉将凹模与下模座固定，再用销与下模座定位。凹模结构和尺寸如下图所示。图 4.3 切边凹模无锡太湖学院学士学位论文424.6.2 切边凸模的结构设计切边凸模的结构设计由于此凸模仅是落料，计算如下。1凸模形状及长度由于外形是圆形，因此采用圆柱体形状，中间开一个圆柱孔放产品定位件，两者成过渡配合。凸模总长度：L=H固+H切+a=72mm注：H固、H切、a 分别为固定板厚度、切刀高度、保留量，具体各长度计算确定见后面各相应部分计算。2凸模定位、固定方式凸模与凸模模固定板通过圆柱面成过渡配合，凸模的凸台来固定，凸台尺寸为1326。3凸模材料和热处理查参考文献5，P129 页，得材料为 Cr12MoV，热处理硬度达 5862HRC。图 4.4 切边凸模4.6.3 切边凸模固定板设计切边凸模固定板设计1凸模固定板确定切边凸模固定板外形为圆柱形，与凸模成过渡配合，查参考文献5，P230 页，表 B-1 模具工作零件常用材料及硬度，得：材料为 45 钢，热处理淬火硬度达 2832HRC。2凸模固定板尺寸确定周界与凹模尺寸相同，直径为 230mm，厚度为 50mm电喇叭底座冷冲压工艺及模具设计43图 4.5 凸模固定板4.6.4 切边凸模垫板设计切边凸模垫板设计1切边凸模垫板确定外形为圆柱形，查参考文献5，P230 页，表 B-1 模具工作零件常用材料及硬度，得：材料为 45 钢，热处理硬度 4348HRC。2切边凸模垫板尺寸确定周界与凹模尺寸相同，直径为 230mm，厚度为 16mm。无锡太湖学院学士学位论文44图 4.6 切边凸模垫板4.6.5 定位柱设计定位柱设计1定位柱确定外形为回转体，圆柱台阶形，查参考文献5，P230 页，表 B-1 模具工作零件常用材料及硬度，得：材料为 45 钢，热处理硬度 4348HRC。2定位柱尺寸确定上部与冲压件成间隙配合，高度小于冲压件深度，尺寸为：84.8h712；下部与凸模成过渡配合，直径为 40k7mm，高度为 30mm。电喇叭底座冷冲压工艺及模具设计45图 4.7 定位柱4.6.6 推件块设计推件块设计1推件块确定带凸台的回转体形状，主要部分比切边凹模刃口尺寸小一些，下部开一个产品凸台的让位坑。查参考文献5，P230 页，表 B-1 模具工作零件常用材料及硬度，得：材料为45 钢，热处理硬度 4348HRC。2推件块尺寸确定在整个冲裁过程中推件块一直在切边凹模刃口内，与凹模孔成较小的间隙，以方便自身运动，正中间开一个凹腔，给产品件让位，并设计相应的凸台起限位作用，控制推件块的活动距离。图 4.8 推件块无锡太湖学院学士学位论文464.7 标准件确定标准件确定本小节主要进行模架、螺钉、销、模柄等标准件的确定。4.7.1 模架确定模架确定模架是组合体，由上模座、下模座、导柱和导套等四部分组成。模架是模具的基础，模具的所有零件都有直接或间接地安装在模架上构成完整的冲裁模具。模架的上模座通过模柄和曲柄压力机的滑块相连，模架的下模座固定在压力机的工作台面上。常用的模架是滑动导向模架和滚动导向模架两大类，其中滑动导向模架应用得最为广泛。根据凹模外形尺寸 230，目前模具高度 143.5 等，查参考文献7，P17 页，表4（续）得，选用 D0为 250 的 GB/T 28512008 的中间导柱圆形模架。因此上模座尺寸为 25045，GB/T 2855.12008，下模座尺寸为 25055，GB/ T2855.22008，闭合高度为 220260，导柱尺寸为 35210、40210 GB/T 2861.12008，导套尺寸为3511543、4011543 GB/T 2861.32008。上模座、下模座材料为：HT200。导柱、导套材料为：20Cr，热处理硬度为：渗碳淬火达 5862HRC。4.7.2 上模螺钉确定上模螺钉确定根据切边凹模的大小尺寸 230，上模座高度、凹模高度，查参考文献4 P254 页，表 5-14 得，采用 6 个均匀分布的内六角圆柱头螺钉 M12，定位尺寸为 194，内螺纹做在凹模上。查参考文献9 P4 页，表 1 得：螺钉规格为：M1250 GB/T 70.12008。材料 45 钢，头部热处理硬度 4348HRC。4.7.3 上模销确定上模销确定同上，根据凸模固定板的大小尺寸 230，上模座高度、凹模高度，查参考文献4 P253-254 页，表 5-13、5-14 得，采用 2 个对称分布的圆柱销 12，定位尺寸为 194。查参考文献10，P2 页，表 1 得：圆柱销规格为：销 GB/T 119.12000 12m660。材料 45 钢，热处理硬度 4348HRC。4.7.4 下模螺钉确定下模螺钉确定根据凸模固定板的大小尺寸 230，高度 50，下模座高度 55，凸模垫板高度 16，查参考文献4 P254 页，表 5-14 得，采用 6 个均匀分布的内六角圆柱头螺钉 M12，定位尺寸为 194。查参考文献9 P4 页，表 1 得：螺钉规格为：M1260 GB/T70.12000。材料：45 钢。头部热处理硬度：4045HRC。4.7.5 下模销确定下模销确定同上，根据凸模固定板的大小尺寸 230，下模座高度、凸模固定板高度和凸模垫板高度，查参考文献4 P253-254 页，表 5-13、5-14 得，采用 2 个对称分布的圆柱销 12，电喇叭底座冷冲压工艺及模具设计47定位尺寸为 194。查参考文献10，P2 页，表 1 得：圆柱销规格为：销 GB/T 119.12000 12m680。材料 45 钢，热处理硬度 4348HRC。4.7.6 模柄确定模柄确定根据本模具的结构特点，选用凸缘式模柄，用内六角螺钉与上模座固定。根据压力机的参数，模柄孔为 5070，再查参考文献11，P154 页，1.凸缘模柄，选用 50 的模柄，规格为：C50 JB/T 2646.32008，材料为 Q235A。该模柄与上模座之间成 H7/h6 间隙配合，配合部分直径为 132mm，高度 23，用 3个 M10 内六角螺钉固定，定位尺寸为 91mm。同时为方便打杆穿过，模柄中间有 1 个通孔，此孔直径为 15mm。4.7.7 模柄上固定螺钉的确定模柄上固定螺钉的确定根据凸缘模柄的规格，必须用 3 个 M10 的内六角螺钉与上模座固定，定位尺寸为91mm。此 3 个内六角螺钉规格为：M1030 GB/T 70.12008。材料 45 钢，头部热处理硬度 4348HRC。4.7.8 推杆确定推杆确定推杆是为了防止拉深件在模具开启时留在

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