毕业设计（论文）-端盖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、绪论、绪论 模 具 工 业 是 国 民 经 济 的 基 础 工 业 ,是 工 业 生 产 的 重 要 工 艺 装 备 .先 进 国 家 的 模 具 工 业 已 摆 脱 从 属 地 位 ,发 展 为 独 立 的 行 业 .日 本 工 业 界 认 为 : “ 模 具 工 业 是 其 它 工 业 的 先 行 工 业 ,是 创 造 富 裕 社 会 的 动 力 ”.美 国 工 业 界 认 为 :“ 模 具 工 业 是 美 国 工 业 的 基 石 ”.在 德 国 模 具 被 冠 以 “ 金 属 加 工 业 中 的帝 王”之 称 .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 。 全套图纸，加全套图纸，加153893706 1.1 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 我国模 具 近 年来 发 展很 快 ，据 不完全 统 计，2003 年我 国 模具生 产 厂 点 约 有 2 万 多家，从业 人 员约 50 多 万人 ，2004 年模具 行业的 发展 保持 良 好 势 头 ，模 具 企业 总体上 订单 充足 ， 任务饱 满 ，2004 年 模具产 值 530 亿 元 。 进 口模 具 18.13 亿 美 元， 出口 模具 4.91 亿 美元 ，分别 比 2003 年 增 长 18%、32.4%和 45.9%。进出口 之 比 2004 年为 3.69:1，进出 口 相抵 后 的 进 净 口达 13.2 亿美元 ，为 净进口 量较大 的国 家 。 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 2 在 2 万 多家 生产 厂 点中 ，有一 半 以上 是自产 自用 的。在 模具 企 业 中 ， 产 值 过 亿元 的模具 企业只 有 20 多家 ，中 型企 业几 十 家，其 余都 是小 型企 业 。 近 年来 ， 模具行 业 结 构调 整 和体制 改革 步伐 加 快，主 要表 现 为 ： 大 型 、 精 密 、 复 杂 、 长 寿 命 中 高 档 模 具 及 模 具 标 准 件 发 展 速 度 快 于 一 般 模 具 产 品 ； 专 业 模 具 厂 数 量 增 加 ， 能 力 提 高 较 快 ； 三 资 及 私 营 企 业 发 展 迅 速 ；国 企股份 制改造 步 伐 加快等 。 虽然 说 我国 模具业 发展 迅 速 ，但远远 不能适 应 国 民经济 发展的 需 要 。 我 国 尚 存在 以下几 方面的 不 足: 第 一，体 制不 顺，基础 薄弱。 “ 三资” 企业 虽然已 经 对中 国 模 具 工 业 的 发 展 起 了 积 极 的 推 动 作 用 ， 私 营 企 业 近 年 来 发 展 较 快 ， 国 企 改 革 也 在 进 行 之 中 ， 但 总 体 来 看 ， 体 制 和 机 制 尚 不 适 应 市 场 经 济 ， 再 加 上 国 内 模 具 工 业 基 础 薄 弱 ， 因 此 ， 行 业 发 展 还 不 尽 如 人 意 ， 特 别 是 总 体 水 平 和 高 新技 术方面 。 第 二，开 发 能力较 差 ，经 济效 益欠佳 .我国 模具 企 业技术 人 员 比 例 低 ， 水 平 较 低 ， 且 不 重 视 产 品 开 发 ， 在 市 场 中 经 常 处 于 被 动 地 位 。 我 国 每 个模 具职工 平均 年 创造 产 值约 合 1 万美元 ，国 外 模具工 业发 达 国 家 大 多 是 1520 万美元 ，有 的高 达 2530 万美 元， 与 之相 对 的是 我国 相 当 一 部 分 模 具 企 业 还 沿 用 过 去 作 坊 式 管 理 ， 真 正 实 现 现 代 化 企 业 管 理 的 企 业 较少 。 第 三，工艺 装备 水 平低 ，且配 套性 不 好 ，利用率 低虽 然 国 内 许 多 企 业 采 用 了 先 进 的 加 工 设 备 ， 但 总 的 来 看 装 备 水 平 仍 比 国 外 企 业 落 后 许 多 ，特 别是设 备数控 化 率 和 CAD/CAM 应 用覆 盖 率要 比国 外 企业 低 得 多 。 由 于 体 制 和 资 金 等 原 因 ， 引 进 设 备 不 配 套 ， 设 备 与 附 配 件 不 配 套 现 象 十 分 普 遍 ， 设 备 利 用 率 低 的 问 题 长 期 得 不 到 较 好 解 决 。 装 备 水 平 低 ， 带 来 中 国模 具企业 钳工比 例 过 高等问 题 。 第 四，专业 化、标 准化、 商品 化的程 度低、协作 差 由 于 长 期 以 来 受 “ 大 而 全 ”“ 小 而 全 ” 影 响 ， 许 多 模 具 企 业 观 念 落 后 ， 模 具 企 业 专 业 化 生 产 水 平 低 ， 专 业 化 分 工 不 细 ， 商 品 化 程 度 也 低 。 目 前 国 内 每 年 生 产 的模 具，商 品模具 只占 45%左 右 ，其馀 为自 产自 用。模具 企业 之间 协 作 不 好 ， 难 以 完 成 较 大 规 模 的 模 具 成 套 任 务 ， 与 国 际 水 平 相 比 要 落 后 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 3 许 多 。 模 具 标 准 化 水 平 低 ， 标 准 件 使 用 覆 盖 率 低 也 对 模 具 质 量 、 成 本 有 较 大 影 响， 对模具 制造周 期 影 响尤甚 。 第 五 ， 模 具 材 料 及 模 具 相 关 技 术 落 后 模 具 材 料 性 能 、 质 量 和 品 种 往 往 会 影 响 模 具 质 量 、 寿 命 及 成 本 ， 国 产 模 具 钢 与 国 外 进 口 钢 相 比 ， 无 论 是 质 量 还 是 品 种 规 格 ， 都 有 较 大 差 距 。 塑 料 、 板 材 、 设 备 等 性 能 差 ， 也 直 接 影响 模具 水 平的提 高。 1.1.2 国内 模 具的 发 展 趋 势国内 模 具的 发 展 趋 势 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 ， 60 80 的 零 部 件 都 要 依 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 4 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600 650 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 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 5 2、冲压件的工艺分析、冲压件的工艺分析 零件名 称： 端盖 生 产批 量： 大批量 材料 ：08 钢 料厚：1mm 零件简 图： (见下 图 ) 2.1 零件工艺性零件工艺性 此 工 件 为 有 凸 缘 的 锥 形 件 ， 且 底 部 带 有 圆 孔 ， 拉 深 高 度 不 高 ， 拉 深 前 后 厚 度不 变，工 件材料 为 08 钢，拉 深 性能 比较 好 ，且 此 工件 的形 状 满 足 拉 深 工艺 要 求， 可用拉 深工 序加工 。 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 6 工 件 底 部 上 有 一 直 径d=6.5mm 的 圆 孔 ， 孔 边 与 筒 壁 之 间 的 距 离 为 L=10.5mm R+0.5t=3.25mm，满 足 冲 裁尺寸 条 件 要求。 该 制 件 为 端 盖 ， 制 件 形 较 为 简 单 。 但 需 要 多 道 工 序 才 能 完 成 。 制 件 形 状 为 锥形 ，中 心 处有圆 孔， 对精度 要求不 高. 从 制 件 图 上 可 以 看 出 ， 必 须 先 通 过 落 料 和 冲 工 艺 孔 ， 然 后 再 进 行 拉 深 ， 需 要 两 套 模 具 ， 很 明 显 拉 深 决 定 了 零 件 的 总 体 形 状 和 尺 寸 ， 所 以 在 此 先 主 要对 拉深 工 艺进行 分析 。 2.2 工艺方案的确定工艺方案的确定 因 为 工 件 为 带 凸 缘 且 底 部 有 圆 孔 的 锥 形 零 件 ， 零 件 形 状 为 圆 形 ， 所 以 该 工 件 的 生 产 包 括 落 料 、 冲 孔 、 拉 深 、 切 边 四 个 基 本 工 序 ， 可 以 有 以 下 三 种 工艺 方案： 方 案 一 ： 先 落 料 ， 其 次 冲 孔 ， 再 拉 深 ， 最 后 切 边 。 采 用 单 工 序 模 生 产 。 方案二 ：落 料拉 深冲 孔 切边 复 合 冲压 。采 用复合 模生产 。 方案三 ：先 落料拉 深， 再 冲孔 切边 ， 采用两 套复 合 模具 生产 。 对 各 种 方 案 的 分 析对 各 种 方 案 的 分 析 方 案 一 模 具 结 构 简 单 ， 但 需 要 四 道 工 序 四 副 模 具 ， 生 产 效 率 低 ， 难 以 满 足 该工 件大批 量生产 的 要 求。 方 案 二 只 需 一 副 模 具 ， 生 产 效 率 较 高 ， 能 满 足 大 批 量 生 产 要 求 ， 但 是 模 具 结构 比较复 杂，模 具 的 生产 、 装配和 维修 困 难。 方 案 三 需 要 两 副 模 具 ， 虽 然 比 方 案 二 多 了 一 副 模 具 ， 但 由 于 每 套 模 具 只 进 行 两 个 工 序 ， 且 零 件 的 几 何 形 状 简 单 对 称 ， 模 具 制 造 、 装 配 和 维 修 并 不 困 难 ， 模 具 采 用 复 合 形 式 ， 简 化 了 工 序 ， 生 产 效 率 比 方 案 一 高 ， 能 满 足 大批 量生产 的要 求 ，所 以经综 合考虑 ，工 件采用 方 案三 进行 生 产 。 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 7 3、工艺性计算、工艺性计算 3.1 计算毛坯尺寸计算毛坯尺寸 由工 件简 图可 得，d 凸= 60 mm,d= (30 - 1)mm = 29mm,由凸缘 的 相 对 直 径 d t/ d = 60mm / 29mm = 2.07,查表 4.2 得 修边余 量 R = 1.4mm,因 零 件 底 部圆 角半径 r 与凸 缘 圆 角半 径 R 相等，即 r = R 时 ，有凸 缘锥 形 件 的 毛 胚 直径 ； D = dRdhdt44 . 3 4 2 + 将 d t = 60 + 2R = (60 + 21.4)mm = 62.8mm ,d = 29mm,H = (8 1)mm = 7mm,R = 2mm,代入 上式中 ， 得毛 坯 的 直径为 D = +22944. 372948 .62 2 68mm 3.2 排样设计排样设计 设 计 模 具 时 ， 首 先 要 设 计 条 料 的 排 样 图 。 该 零 件 为 圆 形 件 ， 单 向 排 列 时 （ 如图 所示） 的排样 方 案 可 以提 高材料 的利 用率， 减少废 料。 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 8 3.3 条料宽度、导料板间距离和材料利用率的计算条料宽度、导料板间距离和材料利用率的计算 查 表 2.9 取得搭 边值 为 a 1 = 0.8mm， a =1mm。 条料 宽度 的计 算： B 0 =（D max+ 2a + C） 0 B_条料 宽度（mm） D条 料 宽度 方向 冲裁件 的最 大尺寸 ； a侧搭 边的 最小 值； 条料 宽 度的 单向（ 负向） 偏差 ； C 导 料 板 与 最 宽 条 料 之 间 的 单 面 最 小 间 隙 ； 把D max= 68mm，a = 1mm,查 表得 C = 0.5, = 0.5mm,代入上 式 得 B = 68+2+0.5=70.5 0 5 . 0 mm。 材料 利 用率 的计 算 ： 根据一 般的 市场 供 应情 况 ， 原 材料 选 用 1000mm2000mm1mm 的 冷 轧 薄 钢 板 ，每 块可切 成 71.4mm1000mm 规格条料 28 条 ，材料 剪切 利用 率 为 1= 1000 4 . 71 1000 5 . 70 =98.9% 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 9 计算冲 压件 毛坯 的 面积：S= 4 1 3.1468 2 =3650mm 2 一个步 距材 料利用 率通 用 计算 公 式 = BA nS 100% 式中 S一 个零 件的实 际面 积，mm2; n一 个步 距内实 际冲 裁件数 量； B条 料宽 度，mm; A送 料步 距， mm 把 S =3650mm 2 ,n = 1,B = 70.5mm,A = D + a 1 = 69mm + 0.8mm = 69.8mm。 代 入 上 式得 = 75.4% 导料板 间 距 离的计 算： A = B + C = D max+ 2a + 2C 式中 B_条料 宽度 （mm） D条 料 宽度 方向 冲裁件 的最 大尺寸 ； a侧搭 边的 最小 值； C_导 料 板 与 最 宽 条 料 之 间 的 单 面 最 小 间 隙 ； 把 B = 70.5mm，C = 0.5, a =1mm, D max= 68mm， 代 入 上 式 得 A = 68mm + 21mm + 20.5mm = 71mm。 3.4 计算凸、凹模刃口尺寸计算凸、凹模刃口尺寸 查表 2.4 得 间隙值 Z min=0.1mm， Zmax=0.14mm。 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 10 3.41 冲孔凸、凹模刃口尺寸的计算冲孔凸、凹模刃口尺寸的计算 由 于 冲 孔 是 一 个 简 单 的 圆 形 ， 因 冲 裁 此 类 工 件 的 凸 、 凹 模 制 造 相 对 简 单 ， 精 度 容 易 保 证 ， 所 以 拟 采 用 分 别 制 造 法 加 工 。 设 计 时 ， 需 在 图 纸 上 分 别 标注 凸模和 凹模刃 口 尺 寸 及制 造工差 。 查表 2.5 得 凸、凹 模制造 公差 ： 凸= 0.020mm， 凹= 0.020mm。 校核： Z max- Zmin = 0.04mm，而 凸+凹 = 0.04mm 满足 Z max- Zmin 凸+凹的条件。 - 工件 图中 未标注 公 差的尺 寸 ， 查相关 文献得 出其 极限偏 差： 68 0 46. 0 、 6.5 22 . 0 0 + 、 查 表 2.6 得 ： IT11 级时磨 损系 数 x = 0.5 根据 设 计 原则 ,冲孔 时以 凸 模 为设 计 基 准。 设 计 加工 时 ， 以 凸 模 为 设 计 基 准 ，由 式 2.5 和 2.6 得 d 凸 = （dmin + x） 0 凸 d 凹 = （d凸 + Zmin） 凹 + 0 式中 d 凸、d凹 冲孔凸 凹模 尺寸； min d 冲孔件 的最 小基本 尺寸； x磨损 系数 ； 工 件 制造 公差； Z min最 小合 理间 隙； 凸、凹凸 、凹 模的 制造公 差。 把d min = 6.5mm,x = 0. 5, = 0.22, Z min =0.1mm, 凸= 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 11 0.02mm， 凹= 0.02mm 代入上 式得 d 凸 = （ 6.5 + 0.50.22） 0 020 . 0 = 6.61 0 020 . 0 mm d 凹 = （6.61mm + 0.1） 025 . 0 0 + = 6.71 02 . 0 0 + mm 3.42 落料凸、凹模刃口尺寸的计算落料凸、凹模刃口尺寸的计算 查表 2.5 得 凸、凹 模制造 公差 ： 凸= 0.025mm， 凹= 0.035mm。 校 核： Z max- Zmin = 0.040mm，而 凸+凹 = 0.055mm 满足 Z max- Zmin 凸+凹的条件。 所以采 用配 作法加 工。 当以 凹 模为 基准是 ，凹 模 磨损 后，刃 口部分 尺寸 增大， 属 于 A 类 尺 寸 。 查表 4.6 得 IT12 级 x = 0.5 由式（2.8） 得 D 凹= ( D - x ) 凹 + 0 式中 D 凹落料 凹模尺 寸 ； D落料 件的 基本 尺寸 ； x 磨损 系数 ； 工件 制造 公差； 凹凸、 凹模 的 制造 公差 。 把 D = 68mm，x = 0. 5, = 0.46, 凹= 0.035mm 代 入 上 式 得 D 凹= （ 68 0.50.46） 12. 0 0 + = 67.77 12 . 0 0 + mm 落 料凸 模得 基本 尺 寸 与 凹模相 同，不 必标 注公差 ，但凹 模得 实 际 刃 口 尺寸 与落 料 凹模配 制， 保证最 小双面 合理 间隙值 Z min=0.1mm。 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 12 3.43 拉深凸、凹模尺寸的计算拉深凸、凹模尺寸的计算 为 了 保 证 锥 形 拉 伸 件 的 锥 度 ， 所 以 以 凸 模 为 基 准 进 行 设 计 加 工 ， 由 式 4.37 和 4.38 得 d 凸= ( d+0.4 ) 0 凸 d 凹= ( d +0.4 +Z) 凹 + 0 式 中： d 凸、 d凹凸、 凹模 的 尺寸 ； d_零件 内径 的最 小极限 尺寸 ； 零 件的 公差； 凸、凹凸 、凹 模制造 公差； Z 拉深 模 双面 间隙。 查表 得 = 0.22， 凸 =凹 = 0.02mm,因为 工 件 的精度 要求 并 不 高 ， 其单 面间隙 值为 2 Z = （11.1） t = （1 1.1） 1 所以取 Z = 2mm 代 入上 式得 d 凸= ( d +0.4 ) 0 凸 =（30+0.4*0.22） 0 02. 0 = 30.88 0 02. 0 mm d 凹 =（30.88+2） 02 . 0 0 + = 32.88 02 . 0 0 + mm 3.44 拉伸凸、凹模的圆角半径的计算拉伸凸、凹模的圆角半径的计算 由于 零件 尺寸 标 注在内 形，因此，凸模的 圆角 半径为 r凸 =2mm，凹 模 平 面 转角 的圆角 半径为 r凹= 414 . 0 1 . 0414 . 0 tr 经计 算 得： r凹= 414 . 0 11 . 02414 . 0 =2.24mm 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 13 3.5 冲压力得计算冲压力得计算 3.51.落 料 力落 料 力 F 落 = 1.3 Dt 式 中 _材 料 抗 剪强 度 D_毛胚 直径 t_材料 厚度 查 表得 08 钢 得抗剪 强度 = 300MPa。 把 D =68mm,t = 1mm 代 入 上 式 得 F 落 = 1.3 3.14 68mm 300MPa 1mm 85.4kN。 同样 得冲 孔力 F 孔=1.36.53.141300=8.164kN 落 料时 的卸 料力 F 卸 = K卸 F落 K 卸_卸料 力系 数； F 落 落料力； 查 表得 K 卸 = 0.05， F落 =85.4kN， 所以代 入上 式得 F 卸 = 0.0585.4kN 4.27kN 冲孔 时得 推件 力 F 推=nK F孔 取直 筒形 刃口 的 凹模形 式，由 表 2.21 得，h=6mm，则 n=h/t=6 个 ， 查 表 2.7 得 K=0.05 F 推=60.056.164=2.45KN 3.52.拉 深 力拉 深 力 F 拉 = K dtb 式 中 K_修 正系数 ，查表 4.6； d_拉深 后工 序件中 径； 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 14 t_材料 厚度 ； b_材 料 的 抗拉强 度； 查 表得 K = 1.0， b = 400MPa，把 K = 1.0，b = 400MPa， d = 29mm,t = 1mm,代入上 式 得 F 拉 = 13.1429mm1mm400Mpa =36.4KN。 3.53.压 边 力压 边 力 : F 压 = 4 2 11 2 )2( 凹 rdD+P 式 中 D_毛 胚 直 径 （ mm） ； d 1_第 一次拉 深 后工 件的 直径（ mm） ； r 1凹 _拉 深 凹 模 圆角半 径（mm） ； P_单位 压 边力（Mpa） ； 查表 得 P = 2.5Mpa， 取 r 1凹 =2.24mm。d = 68mm，d 1 = 30mm。代 入上 式得 F 压 = 4 14 . 3 2 )24 . 2 230(6868mmmmmmmm+ 2.5Mpa 6.74Kn 3.54.顶 件 力顶 件 力 F 顶 = K顶 F拉 式 中 K 顶_顶 件力 系 数； F 拉_拉深 力； 查 表得 K 顶 = 0.06，P拉 = 36.4KN，代 入上 式得 F 顶 = 0.0636.4KN = 2.18kN。 所以综 上可 得，落 料拉 深 模得 总冲裁 力 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 15 F 1总 = F 落 + F 拉 +F 卸+ F压 +F 顶 = 85.4kN +36.4 kN +4.27Kn+6.24kN+2.18kN =134.5 kN。 P 2总 = P 冲+ P推 = 8.164kN +2.45kN = 10.614kN。 4、模具工作部分的设计、模具工作部分的设计 4.1落料凸、凹模的结构设计落料凸、凹模的结构设计 凹模刃 口采 用直筒 形刃 口 ，并 查表 2.21，取 得刃 口高度 为 h=6mm。 该 凹 模 的结 构简单 ，宜采 用 整 体式。 查表 2.22， 得 k=0.3 即凹 模 高度 H=kb=0.3 68=20.4mm 凹模厚 度 C=1.5x20.4=30.6mm 凹 模外 形尺 寸的确 定： 凹 模外 形直径d=68+230.6=129.2mm 凹模整 体尺 寸标准 化 ，取 为 160mm25mm。 4.2 冲 孔冲 孔 6.5 的 凸模 设 计的 凸模 设 计 凸模 固定 板的 厚度取 25mm，凸模 长度根 据结 构上 的 需要来 确 定 L=25+33+2=60mm 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 16 4.3 模 柄模 柄 因 为 模 具 尺 寸 不 是 太 大 ， 综 合 考 虑 选 用 垂 直 度 和 同 轴 度 较 好 的 压 入 式 模 柄 ，根 据 JB/T 7646.1 选取 基本 尺寸标 准 为 40mm 的模柄 ，具 体 如 下 图 所 示： x x 4.4 垫 板垫 板 因为凸 凹模 和落料 凹模都 为圆 形，所 以采用 圆形 垫板，由 JB/T 7653 1994 的规 定，选 取规格 为 160mm 8mm 的 垫板。 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 17 x x x A 4.5 凸 模 固 定 板凸 模 固 定 板 凸 模 固 定 板 主 要 用 来 固 定 拉 深 凸 模 ， 使 其 在 工 作 过 程 中 保 持 稳 定 和 精 度 ， 所以 根据 JB/T 76531994 选 取 规格标 准 为 160mm25mm 的凸凹 模 固 定 板 ， 为 了 使 其 均 匀 固 定 ， 需 要 在 其 上 加 工 三 个 螺 纹 孔 和 三 个 销 钉 孔 ， 又 因 为 拉 深 加 工 需 要 压 边 圈 ， 所 以 还 需 要 在 凸 模 固 定 板 上 加 工 三 个 顶 杆 孔 ，使 压边圈 起到压 边 作 用，另 外还要 加工 固定凸 模的阶 梯 孔 。 4.6 凸 凹 模 固 定 板凸 凹 模 固 定 板 凸凹模 固定 板是用 来固 定 凸 凹 模，使 其在工 作过 程中能 稳定的 工 作 ， 保 持 模 具 的 精 度 ， 它 通 过 螺 钉 与 上 模 座 进 行 紧 固 连 接 ， 同 时 通 过 销 钉 进 行 定 位 ， 以 保 证 安 装 位 置 的 精 度 ， 另 外 卸 料 螺 钉 通 过 安 装 在 固 定 板 的 弹 簧 达 到 弹 性 卸 料 的 目 的 ， 所 以 需 要 在 凸 凹 模 固 定 板 上 加 工 三 个 螺 钉 孔 和 两 个 销 钉孔 ，另外 还要加 工 一 个固定 凸 凹模 的 阶 梯 孔和 三个卸 料螺 钉 孔 。 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 18 x x x A 4.7 落 料 凹 模落 料 凹 模 落 料 凹 模 是 模 具 的 主 要 工 作 零 件 ， 需 要 较 高 的 强 度 和 精 度 ， 所 以 凹 模 材 料 选 用Cr12 ， 淬 火 硬 度 为 ： 58 62HRC ， 凹 模 刃 口 尺 寸 为 67.77 120 . 0 0 + mm， 可 通 过 镗 、 铣 削 、 磨 削 等 加 工 方 法 进 行 加 工 制 造 ， 安 装 时 通 过 螺 钉 与 销 钉 和 下 模 座 进 行 连 接 和 定 位 ， 所 以 凹 模 上 要 加 工 螺 钉 孔 和 销 钉 孔 ，刃 口部分 采用阶 梯 孔 形式， 以 方便 安装 压 边圈 ，如下 图所 示： 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 19 x A 4.8 卸 料 板卸 料 板 卸 料 板 是 模 具 的 主 要 卸 料 零 件 ， 它 与 卸 料 螺 钉 、 弹 簧 组 成 弹 性 卸 料 装 置 ， 以 卸 除 卡 在 凸 凹 模 上 的 条 料 ， 使 工 作 快 速 进 行 ， 与 凸 凹 模 之 间 采 用 间 隙 配合 ，卸料 板需加 工 卸 料螺钉 孔与卸 料螺 钉 进行 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 20 A 4.9 顶 件 块顶 件 块 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 用顶件 块用合 适的 力 使毛 坯 的变 形区 部分被 压在 凹 模平 面 上 ， 并 使 毛 坯 从 顶 件 块 与 凹 模 平 面 之 间 的 缝 隙 中 通 过 ， 从 而 制 止 毛 坯 的 起 皱 现 象 。 顶 件 块 的 内 形 与 拉 深 凸 模 大 间 隙 配 合 ， 一 般 与 顶 料 杆 (三 根 以 上 )、 橡 皮 等 构成 弹性卸 料系 统 。 A 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 21 4.10 凸 凹 模凸 凹 模 凸凹模 是落 料的凸 模又 是 拉深 的凹模 ，做为 模具 的 主要 成形零 部件 ， 其 精 度 和 强 度 都 有 较 高 的 要 求 ， 其 外 部 形 状 可 以 通 过 车 削 、 镗 削 、 磨 削 等 加 工 方法 进行加 工 制造 ，材 料 可选 用 Cr12，淬 火硬 度 为 58 62HRC， 2x45 0 A 4.11 模具其它部件的选用模具其它部件的选用 模具其 它 部 件 的选用 见表 21 表 21 模 具其 它 部件 的选用 序 号 名称 数量 材料 规格/ mm 标准 热处理 1 销钉 2 40Cr 1060 2 打杆 1 40 11150 4045HRC 3 螺钉 3 45 M1260 4 打料块 1 4 0 4040 4045HRC 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 22 5 卸料螺 钉 3 4 0Cr M1285 3035HRC 6 螺钉 3 45 M1295 7 顶杆 3 T8 A M1090 4045HRC 8 销钉 3 40C r 1090 9 弹簧 3 2 0 90670 1 0 橡皮 1 4.12 选用模架、确定闭合高度及总体尺寸选用模架、确定闭合高度及总体尺寸 由 于 拉 深 凹 模 外 形 尺 寸 不 大 ， 且 工 件 精 度 要 求 较 高 ， 为 了 工 作 过 程 稳 定 和 保 证 工 件 精 度 ， 选 用 中 间 导 柱 模 架 。 再 按 其 标 准 选 择 具 体 结 构 尺 寸 见 表 3-1。 表 3-1 拉深 落料 模 架 规 格 选 用 名 称 尺寸 材料 热处理 上模 座 160mm160mm40mm HT200 下模 座 160mm160mm45mm HT200 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 23 导 柱 28mm170mm、32mm170mm 20 渗碳58 62HRC 导 套 28mm 100mm 38mm 、 32mm 100mm 38mm 20 渗碳58 62HRC 最小闭 合高 度 H min= 180mm, 最 大闭 合高 度 Hmax = 220mm。 模具的 闭合 高度 H = 上 模座 厚 + 垫 板厚 + 凸 凹模 厚 + 凸 模厚 + 下 模 座 厚 + 垫 板 厚 - （料 厚 + 工 件高度 ） = 40mm + 8mm + 64mm + 50mm + 45mm + 10mm (1mm + 8mm) =193mm 因 为模 具的 封闭 高 度 H 应 该介 于压力 机的 最 大封 闭 高 度 Hmax 和 最 小 封 闭 高 度 Hmin 之 间，一 般取 ： Hmax-5mmHHmin+10mm 由 此 可 知 ， 要 使 工 件 能 顺 利 的 加 工 和 从 模 具 上 取 出 ， 必 须 要 模 具 有 足 够 的 封闭 高度 HmaxH+5mm=193mm + 5mm = 198mm Hmin H-10mm=193mm 10mm = 183mm 因 H max = 220mm 198mm, Hmin= 180mm 183mm,所 以可 以 选 用 标 准模 架。 4.13.冲压设备的选择冲压设备的选择 为了使 压力 机 能安 全工作 ，取 F 压机 （1.6 1.8）P 总 所 以落 料拉 深的压 力机 F 1压机 （1.6 1.8）P 1总 = 1.7134.5 kN = 228.64 kN 冲 孔压 力机 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 24 F 2压机 （ 1.6 1.8） P 2总 = 1.7 10.614kN = 18kN。 故 落料 拉深 模选用 630kN 的开 式 压 力 机 。其 主要 技术 参 数如下 。 公称压 力 ：630kN 滑块 行程 ：130mm 最大 封闭 高度： 360mm 最大 封闭 高