毕业设计（论文）-有凸缘筒形件冲压成形工艺及模具设计（全套图纸）.pdf

河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 毕 业 设 计 说 明 书 1 1 绪绪 论论 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 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 国内模具的现状和发展趋势国内模具的现状和发展趋势 1.1.1 国内模具的现状国内模具的现状 冲裁模以大型冲模覆盖件模具为代表。我国已能生产部分轿车覆盖件模 具。如东风汽车公司冲模厂，已设计制造了富康轿车部分内覆盖件模具。一 汽模具中心生产了捷达王轿车外覆盖件模具。轿车覆盖件模具，具有设计和 河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 毕 业 设 计 说 明 书 2 制造难度大，质量和精度要求高的特点。可代表覆盖件模具的水平。在设计 制造方法，手段上面已基本达到了国际水，模具结构功能方面也接近国际水 平，在轿车模具国产化进程中前进了一大步。但在制造质量、精度、制造周 期和成本方面，与国外相比还存在一定的差距。 标志冲模技术先进水平的多工位级进模和多功能模具，是我国重点发展 的精密模具品种。有代表性的是集机电一体化的铁芯精密自动叠片多功能模 具，已达到国际水平。如南京长江机器制造厂的电机铁芯自动叠铆硬质合金 多工位级进模具有自动冲切、叠压、铆合、计数、分组，转子铁芯扭斜，安 全保护等功能，凹模采用拼块式，零备件可互换。常州宝马集团公司的步进 电机定转子带双回叠片硬质合金级进模。具有转子冲片落料、旋转 72再叠 片，定子冲片落料、回转 90再叠片、(以消除料厚误差)等功能。这两项模具 精度达 2m，步距精度 2- 3m，双回转精度 1，寿命达到 1 亿次以上，制造 周期 5- 6 个月，而价格仅为同类进口模具的 1/2- 1/3，已达到国际先进水平， 完全可以替代进口。其他如 48、54、68 条腿集成电路柜架多工工位级进模、 电子枪硬质合金多工进级进模、别克轿车安全带座式工位级进模、空调器散 热片多工位级进模，均达到国外同类产品水平。但总体上和国外多工位级进 模相比，在制造精度、使用寿命、模具结构和功能上，仍存在一定差距。 在一般冲模方面，浙江慈溪鸿达电面模具制造中心的铁芯片复合冲模 ， 实现系列化、标准化、专业化生产，质量稳定，模具费用较一般低 30%- 50%， 交货周期 7- 20 天， 并备有现货供应。 在适应市场经济方面迈出了可喜的一步。 1.1.2 国内模具的发展趋势国内模具的发展趋势 国内模具发展十大趋势 “十五”期间，我国模具行业重点发展的产品是： 汽车覆盖件模具，精密冲压模，大型、精密塑料模，大型薄壁精密复杂压铸 模，大型精密锻模，塑料型材、波纹管挤出模及管接头模具，子午线橡胶轮 胎活络模，长寿命玻璃陶瓷，多工位冷锻模及冷挤模，壳体连续拉伸模，新 型快速经济模，主要模具标准件、拉丝模等新产品。 模具市场的特点是：总的趋势平稳向上，但各类不同模具的表现不可能 一致。冲压模、塑料模和压铸模，它们的总和一般占模具总量的 80%左右。 在未来的模具市场中塑料模具和压铸模的发展速度将高于冲压模，它们在模 具总量中的比例将逐步提高。随着工业的不断发展，将对模具提出越来越高 的要求，因此精密、大型、复杂、长寿命模具的需求发展将高于模具总量的 发展速度。同时，由于近年来我国每年用近 10 亿美元进口模具，其中精密、 大型、复杂、长寿命模具占多数，所以从减少进口角度出发，这类高档模具 在市场的分额比例也将逐步增大。随着多品种、小批量产品时代的逐步来临 河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 毕 业 设 计 说 明 书 3 和企业对模具能保证新产品快速上市的要求，各种快速经济模具也将随之应 运而生。将随之应运而生。 未来我国的模具将呈现十大发展趋势： 第一，模具日趋大型化。这是由于用模具成型的零件日渐大型化和高生 产效率要求发展的“一模多腔”所造成的。 第二，模具的精度将越来越高。10 年前精密模具的精度一般为 5 微米， 现在已达到 2- 3 微米，不久 1 微米精度的模具将上市。这要求超精加工。 第三，多功能复合模具将进一部发展。新型多功能复合模具除了冲压成 型零件外，还担负叠压、攻丝、铆接和锁紧等组装任务，对钢材的性能也要 求越来越高。 第四，标准件的应用将日益广泛。模具标准化及模具标准件的应用将极 大地影响模具制造周期，且还能提高模具的质量和降低模具制造成本。因此， 模具标准件的应用在“十五”期间必将得到较大的发展。 第五，快速经济模具的前景十分广阔。现在是多品种小批量的的生产时 代，21 世纪，这种生产方式占工业生产的比例将达到 75%以上。由此，一方 面是制品使用周期缩短，另一方面花样变化平凡，要求模具的生产周期愈短 愈好。因此，开发快速经济模具将越来越引起人们的重视和关注。 第六，模具技术含量将不断提高，中、高档模具比例将不断增大，这也 是产品结构调整所导致模具市场走势的变化。 1.2 国外模具的现状和发展趋势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 年中国模具协会在德 国访问时，从德国工业、模具行业组织- - 德国机械制造商联合会（VDMA） 河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 毕 业 设 计 说 明 书 4 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 25 30 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 有凸缘筒形件拉深模具设计与制造方面有凸缘筒形件拉深模具设计与制造方面 拉深是冲压基本工序之一，它是利用拉深模在压力机作用下，将平板坯 料或空心工序件制成开口空心零件的加工方法。它不仅可以加工旋转体零 件，还可以加工盒形零件及其他形状复杂的薄壁零件，但是，加工出来的制 件的精度都很低。一般情况下，拉深件的尺寸精度应在 IT13 级以下，不宜 高于 IT11 级。 只有加强拉深变形基础理论的研究，才能提供更加准确、实用、方便的 计算方法，才能正确地确定拉深工艺参数和模具工作部分的几何形状与尺 寸，解决拉深变形中出现的各种实际问题，从而，进一步提高制件质量。 有凸缘圆筒形件冲压成形工艺及模具设计是典型的拉深件，其工作过程 很简单，先落料再拉深，根据计算确定它可以五次拉深成功。 河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 毕 业 设 计 说 明 书 5 2 有凸缘筒形件冲压模设计有凸缘筒形件冲压模设计 2.1 工艺分析工艺分析 原始资料：如图所示 生产批量：大批量 材 料： 08 钢 厚 度： 1.0mm 图 1- 1 制件图 此工件为带凸缘筒形件，要求外形尺寸，没有厚度不变的要求。公差等 级为 IT13 级。工件底部圆角半径 4mm，外形尺寸为75mm 查得其公差为 0.54mm，内形尺寸为30mm，其公差为 0.33mm 属于小型零件。工件高度 50mm，其公差为 0.39mm 可在拉深后采用修边达到要求。 2.1.1 计算毛坯尺寸计算毛坯尺寸 根 据 附 图 所 示 ， d 凸=75mm,d=(30- 1)=29mm 。 由 凸 缘 的 相 对 直 径d凸 /d=75mm/29mm=2.6，查表 4- 414得，h=2mm. 由表 4- 7 序号 4 中得有凸缘圆筒形件的毛坯直径为： D= d凸 2- 1.72（r1+r2）d- 0.56(r22- r12)+4dH 1/2 将 d 凸=75+2h=（75+4）mm=79mm，r1=r2=4+t/2=(4+1/2) mm=4.5mm, d=(30- 1)=29mm,H=(50- 1) mm=49mm 代入上式中，得毛坯的直径为： D= 792- 1.72（4.5+4.5）29+42949 1/2mm =107mm 2.1.2 拉深次数的确定拉深次数的确定 （1）判断能否一次拉成 工件总的拉深系数 m 总=dD=29 mm107 mm =0.27 ,工件总的拉深相对 高度 Hd=49 mm29 mm =1.69. 由 d凸d=79mm29mm=2.7,tD100=1mm107mm100=0.94,查表 4.5.2 得，有凸缘圆筒形件第一次拉深的极限拉深系数 m 1=0.36； 河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 毕 业 设 计 说 明 书 6 由表 4.5.1 查得，有凸缘圆筒形件首次拉深的极限相对高度 h 1d 1=0.22,由 于 m总m 1，Hdh 1d 1，故此工件不能一次拉出。 （2）试制订首次拉深系数 取首次 d凸d 1=1.1，查表 4.4.1 得 m 1=0.55，而第一次拉深系数 m 1= d 1D， 则第一次拉深的半成品直径为 d 1= m 1 D=0.55107mm=58.85mm(调整为 60mm)。 第一次拉深的凹模圆角半径用式计算 r凹1=0.8()tdD1 将D=107mm, d1=60mm,t=1mm代 入 上 式 得 ， 凹 模 的 圆 角 半 径r 凹 1=0.8 1)60107(mm=6.9mm,则 r 1= r凹1+t2=(6.9+12)mm=7.4mm,取 r 1=7mm, 并取 r凸1= r凹1,则 r 2= r 1=7mm,根据工件圆角重新调整凸、凹模的圆角，取为 r凸 1= r凹1=7- 12=6.5mm. 为了以后的拉深不使已拉深好的凸模变形，第一次拉深要将坯料多拉入凹 模所需要量的 5%，则需对坯料作相应的放大。过程如下：图所示第一次拉深的 半成品，其凸缘的圆环面积 A环，由公式求得： A环= 4 d凸 2- （d 1+2 r 1） 2 将 d凸=79mm, d 1=60mm, r 1=7mm 代入上式，则： A环= 4 792- （60+27） 2mm2=765 4 mm2 工件的面积应等于毛坯的面积，由公式求得： A工 件= 4 D2= 4 1072 mm2=11449 4 mm2 被拉入凹模的面积应等于： A凹= A工 件- A环=10684 4 mm2 若多拉入 5%的料进入凹，则被拉入凹模的面积 河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 毕 业 设 计 说 明 书 7 A凹 =1.05 A凹=11218 4 mm2， 使扩大的毛坯面积为： A环 =1.05 A凹+ A环=11218 4 +765 4 mm2 =11983 4 mm2 故扩大后的坯料直径为： D = 环A4 = 11983=109mm 由式可求得半成品的高度，因圆角半径 r 1= r 2，则： Hn= dn 25 . 0 ( D 2- d 凸 2)+0.43(r 1+ r 2) 将 D =109mm, d 凸=79mm, d 1=60mm, r 1= r 2=7mm 代入上式，得到第一 次拉深的高度为： H 1= 60 25 . 0 （1092- 792）mm+0.4314mm=30mm 工件的第一次相对高度（H 1d 1）工件=30 mm60 mm=0.50 由表 4.5.1 查得有凸缘圆筒形件第一次拉深的最大高度 h 1d 1= 因 为（H 1d 1）工件 h 1d 1，所以第一次拉深直径 60 mm 选择合理。 （3）确定拉深次数 因为 tD100=0.91.5，m 1=0.550.6，由表 4.4.4 查得需要用压料装 置。 由于有凸缘圆筒形件在以后各次拉深中的拉深系数可由表 4.4.1 选取， 且 取值应略大些。 根据毛坯的相对高度(tD)100=(1mm109 mm) 100=0.9,由表 4.4.1 可取值为 m 2=0.78，m 3=0.81， m 4= 0.83，m 5=0.86。 河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 毕 业 设 计 说 明 书 8 各次拉深时半成品的直径为： d 2= m 2 d 1=0.7860 mm =46.80 mm（调整为 48mm） d 3= m 3 d 2=0.8148 mm =38.88 mm（调整为 39.5mm） d 4= m 4 d 3=0.8339.5 mm =32.79 mm（调整为 33mm） d 5= m 5 d 4=0.8633mm =28.38mm29mm。 选定 d 5为工件的直径 29 mm。 以后各次的凹模圆角半径 r凹n =（0.6 0.8）r凹 （n- 1） 第二次拉深的凹模圆角半径 r凹2=0.76.505.2 mm， r凸2= r凹2=5.2 mm。 则第二次拉深的工件尺寸为：r 2=(5.2+1/2)mm5.7 mm。 同理， 第三次拉深的模具圆角半径 r凸3 =r凹3=4.56 mm， 工件的尺寸为 r=5.06 mm。 第四次拉深的模具圆角半径 r凸4=r凹4=4.1mm，半成品的圆角半径取为 4.6 mm。 最后一次拉深，凸、凹模的圆角半径应取工件的圆角半径值，即 r凸5=r 凹 5=4 mm。 第二次拉深时，多拉 3%的材料，第一次余下 2%的材料返到凸缘上。 A环= 4 d凸 2- （d 2+2 r 2） 2 = 4 792- （48+25.7） 2mm2=2713 4 mm 2， A凹= A工 件- A环= 4 D2- A环 = 4 1072 mm2- 2713 4 mm 2=8736 4 mm2， 若多拉入 3%的料进入凹，则被拉入凹模的面积： A凹 =1.03A 凹=8998 4 mm2， 河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 毕 业 设 计 说 明 书 9 使扩大的毛坯面积为： A环 = A 凹 + A 环=11711 4 mm2， 故扩大后的坯料直径为： D = 环A4 = 11711=108mm 则第二次拉深时半成品的高度为： H 2= 2 25 . 0 d ( D 2- d 凸 2)+0.432r 2 = 47 25 . 0 ( 1082- 792) mm +0.4325.7 mm =33mm 第三次多拉入 1.5%的材料，第二次余下 1.5%的材料返回到凸缘上， A环= 4 d凸 2- （d 3+2r3）2 = 4 792- （39.5+25.06） 2mm2=3779 4 mm 2， A凹= A工 件- A环= 4 D2- A环 = 4 1072 mm2- 3779 4 mm 2=7670 4 mm2， A凹 =1.03A 凹=7900 4 mm2， A环 = A 凹 + A 环=7900 4 +3779 4 mm2 =11679 4 mm2， D = 环A4 = 11679 =108mm 河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 毕 业 设 计 说 明 书 10 则第三次拉深时半成品的高度为： H 3= 3 25 . 0 d ( D 2- d 凸 2)+0.432r 3 = 5 . 39 25 . 0 ( 1082- 792) mm +0.4325.06 mm =39mm 第四次多拉入 1%的材料，第三次余下 0.5%的材料返回凸缘上。 A环= 4 d凸 2- （d 4+2 r 4） 2 = 4 792- （33+24.6） 2mm2=4460 4 mm 2， A凹= A工 件- A环= 4 D2- A环 = 4 1072 mm2 - 4460 4 mm 2=6989 4 mm2， A凹 =1.03A 凹=7198.67 4 mm2， A环 = A 凹 + A 环=7198.67 4 +4460 4 mm2 =11658.67 4 mm2， D = 环A4 =67.11658=107.9mm 则第四次拉深时半成品的高度为： H 4= 4 25 . 0 d ( D 2- d 凸 2)+0.432r 4 = 33 25 . 0 (107.92- 792) mm +0.4324.6mm =45mm 河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 毕 业 设 计 说 明 书 11 H 5= H工 件=59mm 各半成品的外形总高用：Hn+1mm，分别为： h 1=31mm，h 2= 34mm，h 3=40mm， h 4=46mm，h 5=50mm。 2.2 工艺方案确定工艺方案确定 拉深件的工艺计算是拉深工艺设计中的一个环节，本制件的工艺计算属 于最简单的。其主要的内容包括计算毛坯直径、决定拉深次数及确定工序件 的尺寸等。 第一步是落料，然后进行五次拉深。由于本工件采用了图 的拉深过 程，而且每次拉深都有余料返回凸缘，为了去掉筒壁上的压痕和凸缘上的波 纹，须加一次整形工序，最后是修边。 2.3 必要的工艺计算必要的工艺计算 2.3.1 排样排样 这里毛坯直径107mm 不算太小，考虑到操作方便，排样采用单排。采 用无侧压装置，查参考文献 2取其搭边数值： 条料两边 a=2.0mm、进距方向 a1=1.5mm、条料与导料板之间的间隙 c=2.0mm. 进距 h=D+a1=107+1.5=108.5mm 条料宽度b=D+2a+c=107+2x2.0+2.0=113mm 板料规格查参考文献 2选用 1.5 1400 3000的钢板 图 1- 3 排样图 裁板条数 n1=B/b=12 河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 毕 业 设 计 说 明 书 12 每条个数 n2=(A- a1)/h=26 每板总个数1220 42840nnn=总 n总=n1n2=312 材料利用率 ) 100% nD d A B = 总4 总 （ =79.8% 2.3.2 确定是否用压边圈确定是否用压边圈 相对厚度 T/D%=1/109%=0.92%，查表 1- 4 得，需要采用压边圈。一般采 用平面压边装置。首次拉深时一般采用平面压边装置。再次拉深时，采用筒 形压边圈。一般来说再次拉深所需要的压边力较小，而提供压边力的弹性力 却随着行程而增加，所以要用限位装置。 首次拉深 再次拉深 2.3.3 拉深凸、凹模工作部分的尺寸和公差拉深凸、凹模工作部分的尺寸和公差 对于多次拉深，工序件尺寸无需严格要求，前四次拉深以凹模为基 准，模具的制造公差按 IT10 级选取，可以计算出各次凹模的尺寸为： Dd1=61 +0.12 mm，Dd2=49+0.1mm，Dd3=40.5 +0.1 mm，Dd4=34 +0.1mm。 由式 4.8.17 计算出各次凸模的尺寸为： Dp1=57.6- 0.12 mm， Dp2=45.6- 0.1 mm，Dp3=37.1- 0.1 mm，Dp4=30.8- 0.1 mm。 第五次拉深是最后一次拉深，由于要求零件尺寸标注在外形，因此 以凹模为设计基准，模具按 IT8 级选取公差。由式 4.8.12 、式 4.8.13 计 算出模具的尺寸为： Dd5= （Dmax - 0.75） +d = （30- 0.750.3） +039. 0 mm=29.78+ 039. 0 mm Dp5=（Dmax - 0.75- Z 5）-p =（30- 0.750.3- 2.10）- 0.039mm=27.68- 0.039 mm 2.3.4 拉深凸模与凹模的圆角半径拉深凸模与凹模的圆角半径 河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 毕 业 设 计 说 明 书 13 拉深模的圆角半径如下： r凸1= r凹1=（7- 0.75）mm=6.25 mm r凸2= r凹2=（5.7- 0.75）mm=4.95 mm r凸3= r凹3= r凸4= r凹4=（5.06- 0.75）mm=4.31 mm r凸5= r凹5=r工 件=4 mm 2.3.5 落料凸模与凹模的尺寸计算落料凸模与凹模的尺寸计算 落料时，间隙取在凹模上，则： 凸模尺寸 dp=（d+x）- p0 凹模尺寸 dd=(d+x+Zmin)0+ 式中 Dd Dp落料凹模和凸模的刃口尺寸，mm x磨损系数，由参考文献 7查表 2- 30 得：IT13 级时 x=0.75。 Zmin双面间隙，mm 工件公差，mm 凸模和凹模的制造公差，mm 计算出以下尺寸为： 落料凸模尺寸： Dp=（d+x）- p0=104.6- 0.013- 0.037 落料凹模尺寸 Dd=(d+x+Zmin)0+=107- 0.013- 0.037 2.3.6 压力、压力中心计算及压力机的选用压力、压力中心计算及压力机的选用 因为本制件是轴对称零件，所以压力中心为其轴对称中心。 1、压力计算 （1）落料力bFKLt=落料力 查参考文献 5K=1.3, 350bMP = 1.367 1.5 35014365.7FN=落料力 （2）拉深力 拉深力按式 4.4.8 计算。 F=Kd tb 河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 毕 业 设 计 说 明 书 14 由表 4.4.6 查出因数 K。 m 1= D d1 = mm mm 107 60 =0.56，K 1=0.96； m 2= 1 2 d d = mm mm 60 48 =0.80，K 2=0.80； m 3= 2 3 d d = mm mm 48 5 . 39 =0.82，K 3=0.78； m 4= 3 4 d d = mm mm 5 . 39 33 =0.84，K 4=0.74； m 5= 4 5 d d = mm mm 33 29 =0.88，K 5=0.64； 则各次拉深力为： F1=（0.963.14601440）N=79580 N F2=（0. 83.14481440）N=53053 N F3=（0.783.1439.51440）N=42567N F4=（0.743.14331440）N=33739 N F5=（0.643.14291440）N=25643 N （3）压边力 为了解决拉深过程中的起皱问题，生产实际中的主要方法是在模具结构 上采用压料装置。 由表 4.4.6 中公式计算第一次拉深的压边力为： P 值由表 4.4.5 查得 P=3Mpa。 FQ1= 4 D2 - （d 1+2 r凹） 2 P= 4 1092- （60+27） 2 mm23Mpa=15084 N； 以后各次的压边力为： FQ2= 4 （d 12 - d 22）P= 4 （602 - 482）mm23Mpa=3052 N； FQ3= 4 （d 22 - d 32）P= 4 （482 39.52）mm23Mpa=1752 N； FQ4= 4 （d 32 - d 42）P= 4 （39.52 - 332）mm23Mpa=1108 N； FQ5= 4 （d 4 2- d 52）P= 4 （332 292）mm23Mpa=584 N； 河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 毕 业 设 计 说 明 书 15 由于在实际生产中，拉深所需要的拉深力较大些，所以在选取压力机的 公称压力时。按式 4.4.13 计算压力机公称压力。 F压1.6（F+ FQ） 代入各次的压边力，拉深力，得： F压1140KN， F压280KN， F压363KN， F压449KN， F压437KN。 2、初选压力机 根据上述公称压力的计算，选用公称压力是 250KN 的压力机就行了。所 以我们可以选择型号为 J23- 40 和 J23- 30 开式可倾压力机，但该工件凸、凹 模长度较大，为了满足闭合高度的要求选择 400KN 的 J23- 40 型号的开式压 力机。 2.4 模具的总体结构设计模具的总体结构设计 1）正倒装结构：根据上述分析，本零件的冲压包括落料和拉深两个工 序，采用倒装结构，即落料凹模安排在下模。 2）送料方式：因是大批量生产，采用手工送料方式。 3）定位装置：本工件在复合模中尺寸是较小的，又是大批量生产，采 用固定挡料销定位。首冲时利用条料毛边抵住挡料销定位，送料时废料孔与 固定挡料销作为定位，依此保证条料送进的精度。 4）导向方式：为确保零件的质量及稳定性，选用导柱、导套导向。由 于已经采用了手工送料方式，为了提高开敞性，采用后侧导柱模架。 5）卸料方式：本模具采用倒装结构，工件留在凸凹模孔洞中，利用打 杆和推件块的自重力把工件由凸凹模孔打出。工件厚度为 1.0mm，为了简化 模具结构和达到可靠的卸料力，选用刚性卸料板来卸下条料。 2.5 模具零件的结构设计模具零件的结构设计 河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 毕 业 设 计 说 明 书 16 2.5.1 落料凹模落料凹模 内、外形尺寸和厚度已由前面的 计算确定；落料凹模需要有三个以上 的螺钉与上模座固定，还需要两个与 上模座同时加工的销钉孔。有一个挡 料销用的销孔。 图 图 2- 1 落料凹模 2.5.2 拉深凸模拉深凸模 拉深凸模的外形尺寸工作尺寸由前面的计算确定。它需要三个以上 的螺纹孔，以便与下模座固定。拉深 凸模上一般开有出气孔，这样会使卸 件容易些，否则凸模与工件由于真空 状态而无法卸件。查参考文献 10，本 凸模出气孔的直径为 5mm。 图 2- 2 第一次拉深凸模 A 深12 河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 毕 业 设 计 说 明 书 17 A 2.5.3 打料块打料块 一般与打料杆联合使用，属于刚性卸件装置，靠两者的自重把工件打出 来。打料块与拉深凹模间隙配合。 图 2- 3 凸凹模 图 2- 4 打料块 2.5.4 压边圈压边圈 在拉深工序中，为保证拉深件的表面质量，防止拉深过程中材料的起皱， 常采用压边圈，用合适的压边力使毛坯的变形区部分被压在凹模平面上，并 使毛坯从压边圈与凹模平面之间的缝隙中通过，从而制止毛坯的起皱现象。 图 2- 5 压边圈 压边圈的内形与拉深凸模间隙配合，外形套有半成品制件。一般与顶料 杆(三根以上)、橡皮等构成弹性卸料系统。 2.5.5 导柱、导套导柱、导套 对于生产批量大、要求模具寿命高的模具，一般采用导柱、导套来保证 河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 毕 业 设 计 说 明 书 18 上、下模的导向精度。导柱、导套在模具中主要起导向作用。导柱与导套之 间采用间隙配合。根据冲压工序性质、冲压的精度及材料厚度等的不同，其 配合间隙也稍微不同。因为本制件的厚度为 1.0mm，所以采用 H7/f7。 2.5.6 固定挡料销固定挡料销 固定挡料销的设计根据标准件，选用 此 挡 料 销 如 图 2- 6 选 用 直 径 20mm， h=4mm 材料为 45 钢 A 型固定挡料销 GB/T1214。 根 据 分析选 用废料 孔前 端定位 时挡 料销位置如图 2- 7： 废料孔前端定位时挡料销位置 图 2- 6 固定挡料销的结构 1 2 rdd la + =+ l挡料销与导正销的间距 mm dr凸凹模的直径 mm d挡料销的直径 mm 1a 搭边 mm l=（66.7+20）/2+1=44.35mm 图 2- 7 固定挡料销的位置 2.5.7 模柄模柄 对于小型的冲裁模直接利用模 柄与压力机固定。 图 2- 8 模柄 2.5.8 模具工作部分的计算模具工作部分的计算 河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 毕 业 设 计 说 明 书 19 1、 拉深模的间隙 本模具的拉深间隙查参考文献 8得出: 有 压 料 圈 拉 深 时 单 边 间 隙 值 查 得 ， Z 1 2= Z 2 2= Z 3 2=1.2t=1.21mm=1.2 mm，Z 42=1.1 t=1.11mm=1.1mm，Z 52=1.05 t=1.051mm=1.05mm。因此各次拉深间隙为：Z 1=2.4mm，Z 2=2.4mm，Z 3=2.4mm，Z 4=2.2mm，Z 5=2.1mm。 2、 选用模架、确定闭合高度及总体尺寸 选用后侧导柱模架，其两导柱、导套分别装在上下模座后侧，凹模面积 是导套前的有效区域。可用于冲压较宽条料，送料及操作方便，可纵向横向 送料。再按其标准选择具体结构尺寸见表 2- 1。 表 2- 1 模 架 规 格 选 用 名称 尺寸 材料 热处理 上模座 25025070 HT200 下模座 25025090 HT200 导柱 44300 20 渗碳 5862 导套 4417066 20 渗碳 5862 模具的闭合高度 H闭=H上+H凹+H凸+H下=70+80+90+90=330mm 式中：H凹凹模厚度，H凹=80mm； H凸凸模厚度，H凸=90mm； H上上模座的厚度，H上70mm； H下下模座的厚度，H下90mm； 经检验可以看出，符合要求。 2.6 模具总装图模具总装图 如下图 2- 9： 河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 毕 业 设 计 说 明 书 20 1 2 3 4 5 6 7 8 9 101112 1314 15 16 17 18 19 20 图 2- 9 模具总装图 由以上设计，可得到模具的总装图，其工作过程是：将条料送入刚性卸 料板 7 下长条形槽中，平放在凹模面上，并靠槽的一侧， 压力机滑块带着 上模下行，凸、凹模 8 下表面首先接触条料，并与推件块 15 一起压住条料， 先落料，后拉深；当拉深结束后上模回程，落料后的条料由刚性卸料板 7 从 凸凹模上卸下， 拉深成形的工件由压力机上活动横梁通过打料杆和推件块 15 从凸、凹模中刚性打下，用手工将工件取走。 2.7 压力机的类型选定压力机的类型选定 压力机的工作行程需要考虑工件的成形和方便取件。压力机的类型选 择，主要根据冲压性质，生产批量大小，制件的几何形状尺寸，精度要求以 及安全操作因素来确定。本设计的制件属于大批量，精度中等，外形轮廓一 般但是需要压边装置，保证压力的可靠性以及制件的精度。因此，工作行程 根据拉深力的计算结果和工件的高度，选择压力机： 查参考文献 6开式可倾 压力机参数初选压力机型号为 J23- 40 开式可倾压力机，见下表 1- 1： 表 1- 1