毕业设计（论文）-通风盖冲压加工工艺规程及模具设计【全套图纸】.doc

设计（论文）专用纸 第 1 页 设计题目：通风盖冲压加工工艺规程及模具设计设计题目：通风盖冲压加工工艺规程及模具设计 学校：学校：昆明理工大学 班级：班级：本科 2008 级机械工程及自动化专业 姓姓 名：名： 导师单位：导师单位：昆明理工大学 导师姓名：导师姓名： 导师职称：导师职称：副教授 设计（论文）专用纸 第 2 页 DESIGN THEME：VENTILATION COVER PROCESSING PROCEDURES AND DIE DESIGN AUTHORS SCHOOL: KUNMING UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY AUTHORS CLASS: AUTHOR: TOTORS UNIT: KUNMING UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY TOTORS NAME: TOTORS TITLE: ASSOCIATE PROFESSOR 设计（论文）专用纸 第 3 页 摘摘 要要: 冲压成型是金属成型的一种重要方法，它主要适用于材质较软的金属成型，可以 一次成型形状复杂的精密制件。本课题就是将机械行业的轴类结构中的通风盖作为 设计模型，将冷冲模具的相关知识作为依据，阐述冷冲模具的设计过程。 本设计对指定工件进行的复合模设计，利用 CAXA 软件对制件进行设计绘图。明 确了设计思路，确定了冲压成型工艺过程并对各个具体部分进行了详细的计算和校 核。如此设计出的结构可确保模具工作运用可靠，保证了与其他部件的配合。并绘 制了模具的装配图和零件图。 本课题通过对工件的冲压模具设计，巩固和深化了所学知识，取得了比较满意 的效果，达到了预期的设计意图。 关键词：关键词：复合模；冲孔；翻边 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 设计（论文）专用纸 第 4 页 Abstract: Stamping is an important method of metal forming, it is mainly applied to relatively soft metal forming, can be a molding of precision parts of complex shape. This topic is the machinery industry axial structure of the ventilation design model as a cover, Die related knowledge as a basis to explain the design process of Die. The design of the suspension by the progressive die design, the use of CAXA software to design parts drawing. Clear design ideas, determine the process of stamping and forming part of the various specific details of the calculation and verification. The structure of such a design die is used to ensure reliability, ensure coordination with other components. And the mapping of the mold assembly and part drawings. Suspension of the project through the stamping die design, consolidate and deepen the knowledge, and achieved satisfactory results, to achieve the desired design intent. Keywords: compound die; punching; turnup 设计（论文）专用纸 第 5 页 目录目录 摘要摘要-3 AbstractAbstract-4 前言前言-9 第一章、绪论第一章、绪论- 10 1.1 概述概述- 10 1.2 冲压技术的进步冲压技术的进步-10 1.3 模具的发展与现状模具的发展与现状- 10 1.4 模具模具 CAD/CAE/CAM 技术技术- 11 1.5 课题的主要特点及意义课题的主要特点及意义-13 设计（论文）专用纸 第 6 页 第二章、冲压零件分析第二章、冲压零件分析-14 2.1.零件工艺性的分析与工艺设计零件工艺性的分析与工艺设计-14 2.2 拉深方式的确定拉深方式的确定-14 第三章、工艺设计第三章、工艺设计-15 3.1.毛坯尺寸计算毛坯尺寸计算-15 3.2.排样方案的比较排样方案的比较-16 3.3. 排样图设计及材料利用率的计算排样图设计及材料利用率的计算-17 3.4.冲压工序性质和工序性质的选择冲压工序性质和工序性质的选择-17 3.5 压力机的选用压力机的选用-19 3.6 压力机的校核压力机的校核-20 第四章、模具设计计算第四章、模具设计计算- 22 4.1 冲孔翻遍复合模冲孔翻遍复合模-22 设计（论文）专用纸 第 7 页 4.1.1 冲孔凸模形式冲孔凸模形式-22 4.1.2 确定冲孔凸模的长度确定冲孔凸模的长度-22 4.1.3 冲孔凸模的压应力校核冲孔凸模的压应力校核-23 4.2 冲孔凹模的结构尺寸冲孔凹模的结构尺寸-24 4.2.1 冲孔凹模的刃口形式冲孔凹模的刃口形式-24 4.2.2 冲孔凹模厚度的确定冲孔凹模厚度的确定-25 4.3 冲裁间隙的计算冲裁间隙的计算-26 4.3.1 冲裁间隙冲裁间隙-26 4.3.2 翻边凸、凹模间隙翻边凸、凹模间隙 C-26 4.3.3 凸凹模刃口尺寸计算凸凹模刃口尺寸计算-27 第五章、模具其它主要零部件第五章、模具其它主要零部件-28 5.1 模架模架-28 5.2 模柄模柄-29 设计（论文）专用纸 第 8 页 5.3 弹簧和推出装置弹簧和推出装置-30 5.4导向装置（导柱导向装置（导柱 导套）导套）-30 5.5 固定零件（固定板、垫板）固定零件（固定板、垫板）-31 5.6 连接零件连接零件-31 5.7 定位零件定位零件-31 第六章、第六章、 模具的安装调试模具的安装调试-31 6.1 确定装配方法和装配顺序确定装配方法和装配顺序-31 6.2 装配要点装配要点-32 第七章、对本设计的评价与技术经济分析第七章、对本设计的评价与技术经济分析-33 结论结论-34 总结与体会总结与体会-35 谢辞谢辞-36 参考文献参考文献-37 设计（论文）专用纸 第 9 页 附录附录 1:外文翻译外文翻译-39 附录附录 2：冲压工艺卡：冲压工艺卡-47 设计（论文）专用纸 第 10 页 前言前言 本次毕业设计的主要目的是，通过实习使得学生进一步巩固和加深所学的基础 理论知识，并且把专业的基础知识和模具专业的专业知识有机地结合起来进行综合 应用，从而把所学的知识系统化、综合化、并培养学生综合应用所学理论知识的能 力。通过独立思考并运用所学的知识解决自己课题中碰到的问题，从而培养自己独 立工作能力和灵活应用基础知识解决工程实际问题的能力。通过毕业设计可以提高 在文献查询与检索、科技文献翻译、设计手册的合理利用、设计计算、计算机绘图、 科技论文撰写和说明书编写等各方面的能力。 本次的毕业设计主要任务是，独立完成通风盖的模具设计，编写完整的设计说 明书和结构合理的装配图和尺寸完整的零件图。通过网络和图书资料查阅与设计相 关的技术资料，通过下场收集有关设计资料，对查阅的外文资料进行翻译。认真的 收集工厂实习资料，并进行整理。 设计（论文）专用纸 第 11 页 第一章、第一章、绪论绪论 1.11.1 概述概述 冲压成形作为现代工业中一种十分重要的加工方法，用以生产各种板料零件,具 有很多独特的优势，其成形件具有自重轻、刚度大、强度高、互换性好、成本低、 生产过程便于实现机械自动化及生产效率高等优点，是一种其它加工方法所不能相 比和不可替代的先进制造技术，在制造业中具有很强的竞争力，被广泛应用于汽车、 能源、机械、信息、航空航天、国防工业和日常生活的生产之中。 在吸收了力学、数学、金属材料学、机械科学以及控制、计算机技术等方面的知识 后，已经形成了冲压学科的成形基本理论。以冲压产品为龙头，以模具为中心，结 合现代先进技术的应用，在产品的巨大市场需求刺激和推动下，冲压成形技术在国 民经济发展、实现现代化和提高人民生活水平方面发挥着越来越重要的作用。 1.21.2 冲压技术的进步冲压技术的进步 近几十年来，冲压技术有了飞速的发展，它不仅表现在许多新工艺与新技术在 生产的广泛应用上，如：旋压成形、软模具成形、高能率成形等，更重要的是人们 对冲压技术的认识与掌握的程度有了质的飞跃。 现代冲压生产是一种大规模继续作业的制造方式，由于高新技术的参与和介入， 冲压生产方式由初期的手工操作逐步进化为集成制造。生产过程逐步实现机械化、 自动化、并且正在向智能化、集成化的方向发展。实现自动化冲压作业，体现安全、 高效、节材等优点，已经是冲压生产的发展方向。 冲压自动化生产的实现使冲压制造的概念有了本质的飞跃。结合现代技术信息 系统和现代化管理信息系统的成果，由这三方面组合又形成现代冲压新的生产模式 计算机集成制造系统 CIMS（Computer Integrated Manufacturing System）。把 设计（论文）专用纸 第 12 页 产品概念形成、设计、开发、生产、销售、售后服务全过程通过计算机等技术融为 一体，将会给冲压制造业带来更好的经济效益，使现代冲压技术水平提高到一个新 的高度。 1.31.3 模具的发展与现状模具的发展与现状 模具是工业生产中的基础工艺装备，是一种高附加值的高技术密集型产品，也 是高新技术产业的重要领域，其技术水平的高低已成为衡量一个国家制造水平的重 要标志。随着国民经济总量和工业产品技术的不断发展，各行各业对模具的需求量 越来越大，技术要求也越来越高。目前我国模具工业的发展步伐日益加快，“十一 五期间”产品发展重点主要应表现在 ： （1）汽车覆盖件模； （2）精密冲模； （3）大型及精密塑料模； （4）主要模具标准件； （5）其它高技术含量的模具。 目前我国模具年生产总量虽然已位居世界第三，其中，冲压模占模具总量的 40%以 上，但在整个模具设计制造水平和标准化程度上，与德国、美国、日本等发达国家 相比还存在相当大的差距。以大型覆盖件冲模为代表，我国已能生产部分轿车覆盖 件模具。轿车覆盖件模具设计和制造难度大，质量和精度要求高，代表覆盖件模具 的水平。在设计制造方法、手段上已基本达到了国际水平，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，以国外相比还存在一定的差距。标志冲模技术先进水平的复合模 和多功能模具，是我国重点发展的精密模具品种，在制造精度、使用寿命、模具结 构和功能上，与国外复合模和多功能模具相比，存在一定差距。 设计（论文）专用纸 第 13 页 1.41.4 模具模具 CAD/CAE/CAMCAD/CAE/CAM 技术技术 冲压技术的进步首先通过模具技术的进步来体现出来。对冲模技术性能的研究 已经成为发展冲压成形技术的中心和关键。 20 世纪 60 年代初期，国外飞机、汽车制造公司开始研究计算机在模具设计与 制造中的应用。通过以计算机为主要技术手段，以数学模型为中心，采用人机互相 结合、各尽所长的方式，把模具的设计、分析、计算、制造、检验、生产过程连成 一个有机整体，使模具技术进入到综合应用计算机进行设计、制造的新阶段。模具 的高精度、高寿命、高效率成为模具技术进步的特征。 模具 CAD/CAE/CAM 是改造传统模具生产方式的关键技术，是一项高科技、高效 益的系统工程。它以计算机软件的形式，为企业提供一种有效的辅助工具，使工程 技术人员借助于计算机对产品性能、模具结构、成形工艺、数控加工及生产管理进 行设计和优化。模具 CAD/CAE/CAM 技术能显著缩短模具设计与制造周期，降低生产 成本和提高产品质量已成为模具界的共识。 模具 CAD/CAE/CAM 在近 20 年中经历了从简单到复杂，从试点到普及的过程。进 入本世纪以来，模具 CAD/CAE/CAM 技术发展速度更快，应用范围更广。 在复合模 CAD/CAE/CAM 发展应用方面，本世纪初，美国 UGS 公司与我国华中科 技大学合作在 UG-II（现为 NX）软件平台上开发出基于三维几何模型的复合模 CAD/CAM 软件 NX-PDW。该软件包括工程初始化、工艺预定义、毛坯展开、毛坯排样、 废料设计、条料排样、压力计算和模具结构设计等模块。具有特征识别与重构、全 三维结构关联等显著特色，已在 2003 年作为商品化产品投入市场。与此同时，新加 波、马来西亚、印度及我国台湾、香港有关机构和公司也在开发和试用新一代复合 模 CAD/CAM 系统。 设计（论文）专用纸 第 14 页 我国从上世纪 90 年代开始，华中科技大学、上海交通大学、西安交通大学和北 京机电研究院等相继开展了复合模 CAD/CAM 系统的研究和开发。如华中科技大学模 具技术国家重点实验室在 AutoCAD 软件平台上开发出基于特征的复合模 CAD/CAM 系 统 HMJC，包括板金零件特征造型、基于特征的冲压工艺设计、模具结构设计、标准 件及典型结构建库工具和线切割自动编程 5 个模块。上海交通大学为瑞士法因托 （Finetool）精冲公司开发成功精密冲裁复合模 CAC/CAM 系统。西安交通大学开发 出多工位弯曲复合模 CAD 系统等。近年来，国内一些软件公司也竞相加入了复合模 CAD/CAM 系统的开发行列，如深圳雅明软件制作室开发的复合模系统 CmCAD、富士康 公司开发的用于单冲模与复合模的 CAD 系统 Fox-CAD 等4。 展望国内外模具 CAD/CAE/CAM 技术的发展，本世纪的科学技术正处于日新月异的变 革之中，通过与计算机技术的紧密结合，人工智能技术、并行工程、面向装配、参 数化特征建模以及关联设计等一系列与模具工业相关的技术发展之快，学科领域交 叉之广前所未见。今后 10 年新一代模具 CAD/CAE/CAM 系统必然是当今最好的设计理 念、最新的成形理论和最高水平的制造方法相结合的产物，其特点将反映在专业化、 网络化、集成化、智能化四个方面。主要表现在4： （1）模具 CAD/CAM 的专业化程度不断提高； （2）基于网络的 CAD/CAE/CAM 一体化系统结构初见端倪； （3）模具 CAD/CAE/CAM 的智能化引人注目； （4）与先进制造技术的结合日益紧密。 1.51.5 课题的课题的主要特点及意义主要特点及意义 该课题主要针对通风盖零件，在对通风盖落料、冲孔和翻遍等成形工艺分析的 基础上，提出了该零件采用冲孔翻遍复合模的冲压方案；根据零件的形状、尺寸精 度要求，设计过程中综合考虑采用“双列直对排法”排样，保证工件的尺寸和形状 位置精度要求的同时，提高了材料的利用率和劳动生产率。 设计（论文）专用纸 第 15 页 本课题涉及的知识面广，综合性较强，在巩固大学所学知识的同时，对于提高 设计者的创新能力、协调能力，开阔设计思路等方面为作者提供了一个良好的平台。 设计（论文）专用纸 第 16 页 第二章、冲压零件分析第二章、冲压零件分析 2.1.零件工艺性的分析与工艺设计零件工艺性的分析与工艺设计 通风盖零件图： 图 2.1 此零件外形为标准的圆形，无尖角，成品的精度 IT11 级要求也不是很高，材料 为 08 钢，料厚为 1.5mm，冲裁性能较好，查表可知：材料厚度为 1.5mm 时，工 件间最小距离为 1mm，工件到侧面的最小距离为 1.2mm。为了补偿定位误差和保 护模具，零件间的距离为 1.5mm、距离边的距离为 2mm，查公差表可知产品的外 形公差要求为 0.100mm，因零件结构简单、生产批量较大，从经济方面考虑可采用 单工序模，弹性卸料装置，自然落料。 2.2 拉深方式的确定拉深方式的确定 此零件需要进行拉深，最好的方式是进行阶梯拉深一次成型。主要有两种方式对 设计（论文）专用纸 第 17 页 该零件进行阶梯拉深成型，方式一：把两个阶梯都拉深到指定高度，然后进行切底， 得到所需零件。方式二：将第一个阶梯拉深到指定高度，将第二个阶梯拉深出一个 小于指定高度的台阶，然后对小台阶进行冲孔翻遍，得到所需零件。方案一虽然工 序简单，但是对于材料的浪费问题严重，不予采用。方案二虽然工序稍微复杂，但 对于材料的利用率非常高，节约资源，节省成本，因此对于拉深部分的设计采用方 式二，具体计算如下文所述。 第三章、工艺设计第三章、工艺设计 图 3.1 3.1.毛坯尺寸计算毛坯尺寸计算 （1）冲孔翻遍 由 t。=1.5mm h=8+t。 r=2mm Dm=70+t。 设计（论文）专用纸 第 18 页 得 d。=Dm-2（h=0.43r-0.72t。 ）=56.38mm 由 h=Dm(1-K)/2+0.43r+0.72t。 得 K=0.77 根据 d。/t。=37.6 查表得 Kl=0.65 因为 KKl 所以，可一次翻边成功。 （2）阶梯拉深 由 h1=8mm h2=17mm d1=70mm d2=118mm 得 毛坯尺寸 D。=d2+4（d1h1+d2h2）=158mm 查表得，修编余量 h 取 2mm 所以，毛坯尺寸 D 取 160mm。 拉伸系数 m=（h1d1/h2D）/(h1/h2+1)=0.987 根据 t/D100，查表得 m1=0.55 因为 mm1 所以，可以一次完成阶梯拉深。 3.2.排样方案的比较排样方案的比较 冲裁件在条料、带料或板料上的布置方法叫排样。在冲压零件的成本中，材料费 用约占 60 0 0 一上，合理的排样是提高材料利用率、降低成本，保证冲件质量及模 具寿命的有效措施。因为要求为双排，下面就两种双排的方案进行比较，选出一种 较为合理的方案： 设计（论文）专用纸 第 19 页 图 3.2 3.3. 排样图设计及材料利用率的计算排样图设计及材料利用率的计算 上图为排样方式 1、下图为排样方式 2，分别计算其材料的利用率： =A/BS100 其中： -材料利用率； A-一个步距内工件的实际面积； S-送料步距； B-条料宽度。 设计（论文）专用纸 第 20 页 所以方式 1 中： A=2R=40212.4mm B=2D+2a+a1=325.5 mm S=D+a1=161.5 mm BS=162.416126146.4 mm =A/BS100=76.5 方式 2 中： A=2R=40212.4mm B=D+2a+h=303.86mm S=D+a1=161 .5mm BS=162.4161=26146.4 mm =A/BS100=81.9 很明显，方式 2 中材料的利用率大于方式 1 中的材料利用率，而且他们的冲 裁工艺性没有什么差别，所以选用方式 2 的排样方案较为合适。采用方式 2 的送料 方案需要进行二次送料。 3.4.冲压工序性质和工序性质的选择冲压工序性质和工序性质的选择 方案一：（a）落料。落直径为 160mm 的圆形料。 （b）拉深。拉直径为 118mm 的圆筒。 （c）拉深。拉直径为 70mm 的圆筒。 （d）切边。 （e）冲孔。冲 d。孔。 （f）圆孔翻遍。将 d。孔翻成 d1 孔。 （g）冲 12 个直径为 6mm 的孔。 设计（论文）专用纸 第 21 页 方案二：（a）冲孔落料。落直径为 160mm 的圆形料，同时冲 d。孔。 （b）圆孔翻边。 （c）拉深。 （d）切边。 （e）冲 12 个直径为 6mm 的孔。 方案三：（a）冲孔落料。落直径为 160mm 的圆形料，同时冲 d。孔。 （b）拉深翻边。 （c）切边。 （e）冲 12 个直径为 6mm 的孔。 方案四：（a）落料。落直径为 160mm 的圆形料。 （b）阶梯拉深。 （c）冲孔。冲 d。孔。 （e）圆孔翻遍。将 d。孔翻成 d1 孔。 （f）切边。 （g）冲 12 个直径为 6mm 的孔。 通过以上四种方案进行比较，方案一，工序复杂;方案二，先冲孔后拉深，后续 拉深后影响冲出孔的形状，影响零件尺寸；方案三，翻边高度较高，经验算不可一 次翻边，工序复杂；方案四，先拉深出小阶梯然后翻边，可一次成型，工序简单， 材料利用率高。 通过以上的方案分析，可以看出，在大批量生产条件下，选用方案四是比较合 理的。因为方案四不但可一次成型，工序简单，材料利用率高，而且所需工序少， 制造成本低。 3.5 压力机的选用压力机的选用 设计（论文）专用纸 第 22 页 拉深的冲裁力为： F=Ltb=52224.79N 胀形的冲裁力为： F=1.1（D-d0）ts=846.75N 两个零件的最大冲裁力约为 53071.54N，故压力机的冲裁力为 350KN。该模具采 用模具直接安装在压力机垫板上，选用开式双柱可倾工作台压力机。 公称压 力 350KN 封闭高度 调节量 60mm 立柱间距离 428mm 滑块行 程 130mm 最大封闭 高度 280mm 滑块中心线至 床身距离 205mm 行程次 数 50 次/min模柄孔尺 寸 mm50 70 床身最大倾斜 角 30 左右 610mm 垫板尺寸 厚度 60mm 直径 22.5mm 工作台尺寸前 后 380mm 前后 210mm 左右 290mm 滑块地面 尺寸左右 270mm 工作台孔 尺寸直径 260mm 3.6 压力机的校核压力机的校核 模具的闭合高度是指模具在最低工作位置时，上、下模之间的距离，H模 如下图所示。 图3.3 设计（论文）专用纸 第 23 页 在确定模具闭合高度之前，应先了解冲床的闭合高度。冲床的闭合高度是指滑块在 下止点时，滑块底平面到工作台(不包括冲床垫板厚度)的距离。冲床的调节螺杆可 以上、下调节，当滑块在下止点位置，调节螺杆向上调节，将滑块调整到最上位置 时，滑块底面到工作台的距离，称为冲床的最大闭合高度。当滑块在下止点位H最大 置，调节螺杆向下调节，将滑块调整到最下位置时，滑块底面到工作台的距离，称 为冲床的最小闭合高度 。H最小 为使模具正常工作，模具闭合高度必须与冲床的闭合高度相适应，应介于冲床 最大和最小闭合高度之间，一般可按下式确定： 510H最大H模H最小 如果模具闭合高度小于冲床的最小闭合高度时，可以采用垫板，其厚度为。H调 则关系式如下式： 510H最大H调H模H最小H调 设计（论文）专用纸 第 24 页 其中，(）和（）分别为模具安装在冲床垫板上时，冲床H最大H调H最小H调 的最大和最小装模高度(） 。H最大H调 由图知：285-5265210+10 上、下模最大为尺寸 160160mm 小于压力机工作台尺寸 380610mm，模 柄尺寸为mm 等于模柄孔尺寸mm，模柄高出上模座 65mm 小于模柄孔高度5050 70mm。综上所述，该模具设计合格。 第四章、模具设计计算第四章、模具设计计算 4.1 冲孔翻遍复合模冲孔翻遍复合模 4.1.1 冲孔凸模形式冲孔凸模形式 凸模的结构形式，主要根据冲裁件的形状和尺寸而定。本设计采用9Mn2V材料。 4.1.2 确定冲孔凸模的长度确定冲孔凸模的长度 冲裁模具包括凸模和凹模，冲模的长度一般是按模具机构形式来确定的。如图所示： 设计（论文）专用纸 第 25 页 图 4.1 上图为我设计的冲裁模具的结构，其凸模的长度可通过下面的公式确定： L=H1+H2 式中 L凸模的长度（mm） 凸模固定板阶梯 1 的厚度（mm） 1 H 凸模固定板阶梯 2 的厚度（mm） 2 H 冷冲模具国家标准对凸模的长度已作出系类化规定，其长度 L（mm）有 30、32、36、38、40、42、45、48、50、52、55、58、60、65、70、80、90、100， 但是一般常用的长度为 4065mm。 根据实际情况得到：=20mm =30mm 1 H 2 H 从而得到：L=50mm 4.1.3 冲孔凸模的压应力校核冲孔凸模的压应力校核 对于一些细长的凸模，在设计后应进行压应力及弯曲应力校核，以检查其危险 断面尺寸和自由长度是否满足强度要求。 压应力的校核: 设计（论文）专用纸 第 26 页 2 min = 4 4 F A d dt t d 压压 压 压 对于圆形冲裁凸模，上式为 整理得： 凸模的选用材料的压应力（MPa） 。压的值取决于材料、热处理和 y 冲裁模的结构，如 T8A、Tl0A、45、Crl2MoV、Grl5 等工具钢淬火硬度 HRC5862 时， 取 6001500Mpa；当有特殊导向时，可取 20003000MPa。 根据本设计的零件尺寸要求，得到如下数据： t=1.5=440 560(取 =500MPa) 压= 1000 MPa 故 dmin=56（41.5500）/100=30 故压应力符合要求。 4.2 冲孔凹模的结构尺寸冲孔凹模的结构尺寸 冲模的凹模外形一般为圆形、矩形两种，可按国家标准的尺寸规定。但设计的 时候应根据不同模具要求来确定其所需的轮廓尺寸，然后按国家所规定的系列化尺 寸靠选，最后确定凹模的有关尺寸。 4.2.1 冲孔凹模的刃口形式冲孔凹模的刃口形式 常用凹模洞口的类形如下图所示： 设计（论文）专用纸 第 27 页 图 4.2 其中图 a、b、c 为直筒式刃的凹模，其特点是制造方便，刃口强度高，刃磨后 工作部分尺寸不变，广泛用于冲裁公差要求较小，形状复杂的精密制件。但因废料 （或制件的聚集而增大了推件力和凹模的胀裂力，给凸、凹模的强度都带来了不利 的影响。一般复合模上出件的冲裁模用图 a、c 型，下出件的冲裁模用图 b 或图 a 型， 图 d、e 型是锥筒式刃口，在凹模内不聚集材料，侧壁磨损小，但刃口强度差，刃磨 后刃口径向尺寸略有增大（如 300时，刃磨 0.1mm 时，其尺寸增大 0.0017mm 凹模锥角，后角和洞高度h，均随制件材料厚度增加而增大，一般取 1530 2030 h=4-10mm综上所述及其对工件孔分析，选择a型 凹模洞口，取h=7mm，周边为0.5mm。 4.2.2 冲孔凹模厚度的确定冲孔凹模厚度的确定 凹模的高度可按下面的公式计算：H凹 H凹=Kb （但 H凹不应小于 8mm） 设计（论文）专用纸 第 28 页 式中 凹模的厚度（mm） ；H凹 K修正系数 b最大孔口尺寸（mm） 根据本设计的零件尺寸，查模具技术问答表 2-1 得到 K=0.3。 零件的最大孔口尺寸 b=86mm，计算得到： H凹=Kb =0.370=21 mm 故 7mmH凹21mm，取 H凹=10mm 4.3 冲裁间隙的计算冲裁间隙的计算 4.3.1 冲裁间隙冲裁间隙 在冲裁模具中，合理的凸凹模具间隙应按下面的公式来确定： zmt 式中 z双面间隙值（mm） t所冲板料厚度（mm） m系数。 系数 m 的数值，随行业而不同，即使同一种材料 m 值也有所差异。如汽车、拖 设计（论文）专用纸 第 29 页 拉机行业、m 值可按如下选取： 硅钢片、弹簧钢、高碳钢：m=0.07。 4.3.2 翻边凸、凹模间隙翻边凸、凹模间隙 C 决定间隙 c 时，不仅要考虑材质和板厚，还要考虑工件的尺寸精度和表面质量 要求。 不要压边圈拉深时： max c11.1 t 用压边圈时： max max ctkt t k 材料最大厚度 间隙系数 当拉深件精度要求达到 IT11IT13 时，最后一道工序的间隙取为： c=t(对黑色金属) c=0.95t（对有色金属） 本次设计不需采用压边圈。故 max c11.1 t 取为 c=1.05 = 1.051.5=1.5751.5mm max t 4.3.3 凸凹模刃口尺寸计算凸凹模刃口尺寸计算 冲孔时，孔的尺寸由凸模尺寸决定，设计冲孔模时，以凸模为基准，间隙取在 凹模上；落料时，落料件尺寸由凹模尺寸决定，设计落料模时，以凹模为基准，间 隙取在凸模上。 设计落料模时，凹模基本尺寸应取工件尺寸公差范围内的较小尺寸；设计冲孔 设计（论文）专用纸 第 30 页 模时，凸模基本尺寸则应取工件孔的尺寸公差范围内的较大尺寸。 零件图所给尺寸为外形尺寸，应该以凸模为基准。 由零件图得： 凸模尺寸： dp=(d+x) 0-p 查冲裁间隙表得： Zmin=0.132，Zmax=0.24，故 Zmax- Zmin=0.108 查互换性与测量技术得，取 IT11 级，故 =0.08mm 因此，基本尺寸偏差为 56.380+0.08。 查教材冲压工艺学表 2-6 得，p=0.020mm，d=0.030mm 查教材冲压工艺学表 2-7 得，系数 x=0.75。 故 dp=(d+x) 0-p=（56.38+0.750.08）0-0.02=56.440-0.02 对应凹模尺寸按相应凸模尺寸配做: dd=(dp+Zmin)0+d=（56.44+0.132）0+0.03=56.570+0.03 凹模圆角半径： d r 与毛肧厚度、零件的形状尺寸和拉深方法等有关。据经验公式有： d r 0.8 () dd d d rDdt r D t 凹模圆角半径 毛坯尺寸 d凹模内劲 板料厚度 上式适用于： 设计（论文）专用纸 第 31 页 30 30 d dd Dd Ddr 当时。应取较大的值 故(取为 4mm)0.8 (10886) 13.75 d rmm 当工件直径200 d dmmr时，可按下式确定： min 0.0392() d rdmm 五、模具其它主要零部件五、模具其它主要零部件 5.15.1 模架模架 模具除简单冲模外，一般冲模多利用模架的结构。模架的和种类很多，要根据 模具的精度要求，模具的类别，模具的大小选择合适的模架. 模架的选择可从实用模具技术手册P192 页选择标准架。根据查阅的内容及 分析，此级进模可选用对角导柱模架导、导柱安装在后侧，有偏心裁荷时容易歪斜， 滑动不够平稳，可从左右前三个方向关料操作比较方便。常用于一般要求的小型工 件的冲裁和拉深模。所选模架的结构及尺寸关系下图所示： 设计（论文）专用纸 第 32 页 图5.1 后侧导柱模架 L =280mm B=180mm 上模座：280817040 下模座 28018040 导柱，25140 导套 258038 其余尺寸见上下模座零件图，可以冲压手册冲压模具常用标准件选择。 5.2 模柄模柄 模柄有多种形式，要根据模具的结构特点，选用模柄的形式模柄的直径根据所选 压力机的模柄孔径确定，模柄可根据实用模具技术手册P201 页选择，经查阅各 种模柄的特点，选用压入式模柄，这种模柄应用比较广泛压入模柄的结构和尺寸， 可参表 11-10 制造，表中 B 型模柄中间有孔可按装打料杆，用压力机的打料模杆进 行打料，模柄的结构及尺寸关系下图所示： 设计（论文）专用纸 第 33 页 图5.2 螺钉固定凸缘式模柄 5.3 弹簧和推出装置弹簧和推出装置 弹簧结构形式见冲压工艺学表 8-6，推杆具体结构及尺寸见装配图及零件图 所示。根据翻边力 F=846.7N，得预紧力 F0846.76=141N。初选序号为 12 的弹簧， D=13mm，d=2mm,t=3.7,允许负荷 F=143N，每圈压缩距离 f=1.2mm。压力和弹簧压缩 量的校核：许可的总压缩量：h=(L0/t) f=(30/3.7) 1.2=10mm。因为弹簧的设计 行程为 10mm，所以预选弹簧满足要求。 5.4 导向装置（导柱导向装置（导柱 导套）导套） 导向装置指得是模架上的导柱、导套。模具在开模，闭模过程中，导柱和导套起 导向的作用，使得凸凹模正确的闭合，故此，导柱、导套需要有严格的配合精度及 尺寸要求，导柱、导套的选择可以冲压手册中选取， （取 H7/h6 配合） 5.5 固定零件（固定板、垫板）固定零件（固定板、垫板） 1）垫板的作用是承受凸模和凹模的压力，防止过大的冲压，在上下模座上压出 凹坑，影响模具的正常工作，垫板厚度根据压力机的大小选择，一般取 5-12mm，外 形与固定板相同，材料 45 钢，热处理后硬度为 45-48HRC，如下图所示： 垫板在模具中的受力情况 设计（论文）专用纸 第 34 页 图 5.3 2）固定板 固定板的作用起固定凸、凹模，防止其在冲压过程中松动，造成模 具的损坏，固定板的形状要根据凸、凹模而定，而外形尺寸与垫板相似。固定板和 具体形状尺寸见零件图所示。 5.6 连接零件连接零件 此类零件包括螺钉、销钉等，主要作用是联接其它零部伯，使之共同完成工件 的制造，螺钉和销钉可由冲压手册第十章、第七、八章查选，形状及