毕业设计（论文）-汽车传动转动臂冲压工艺分析及模具设计.doc

毕业设计汽车变速箱传动转臂冲压工艺分析及模具设计机械工程系112018242付毫学生姓名： 学号： 材料成型及控制工程系 部： 赵跃文专 业： 指导教师： 二零一五 年 六 月诚信声明本人郑重声明：本论文及其研究工作是本人在指导教师的指导下独立完成的，在完成论文时所利用的一切资料均已在参考文献中列出。 本人签名： 年 月 日毕业设计任务书设计题目： 汽车变速箱传动转臂冲压工艺分析及模具设计 系部： 机械工程系 专业： 材料成型及控制工程 学号： 112018242 学生： 付毫 指导教师（含职称）： 赵跃文（副教授） 1课题意义及目标通过本次毕业设计，培养学生综合运用所学的基础理论、专业知识和基本技能，独立分析和解决冲压产品开发及模具设计等工程领域实际问题的能力，为毕业后从事相关技术工作打好基础。2主要内容（1）对给定工件进行工艺分析，确定工艺方案。 （2）进行冲压工艺设计：工艺性质、工序数目、工序顺序、工序尺寸确定。（3）模具的总体设计：冲模类型、结构形式等。（4）模具的结构设计：模具工作部分尺寸计算，材料选用、结构尺寸确定等。（5）绘制模具装配图及零件图，完成设计说明书一本。3主要参考资料1王孝培.冲压设计资料M.北京：机械工业出版社，2000. 2李天佑.冲模图册 M.北京:机械工业出版社,2005. 3郭成.冲压件废次品的产生与防止200例M.北京:机械工业出版社,1992.5-84田博.铰链左右臂零件成形工艺与模具设计J.模具工业，2014,01:38-41. 5冲模设计手册编写组编.冲模设计手册（4）北京:机械工业出版社,2001.4进度安排设计各阶段名称起 止 日 期1查阅文献，完成开题报告2014.12.012014.12.312完成工艺计算、确定工艺方案2015.01.012015.03.203确定模具结构方案，中期检查2015.03.212015.04.304模具总体设计、结构设计2015.05.012015.05.155完善设计内容、完成设计说明书及答辩工作2015.05.162015.06.10审核人： 赵跃文 2014 年 12 月 15 日汽车变速箱传动转动臂冲压工艺分析及模具设计摘 要：本文概述了冲压模具的设计步骤，介绍了国内外冲压技术的发展状况和模具行业目前的发展方向。文中首先对传动转臂进行了详细的工艺分析和方案选择，经过讨论和分析各个方案的优缺点，决定采用落料冲孔复合模，翻边模及弯曲模等三套模具，进行大批量生产。对于汽车变速箱传动转动臂冲压工艺分析及模具设计，主要工作有相关冲裁力的计算，模具主要零部件的具体设计，算出闭合高度，选择压力机，选出相应的标准模架、导柱和导套，绘制出详细的图形样式和标出相关尺寸。最后，通过上述的设计工作，我主要给出了三套模具图和总装图，从而有利于生产要求。关键词：冲孔落料复合模，变薄翻边模，弯曲模。Stamping technology analysis for auto gearbox transmission rotary arm and die designAbstract: This article provided the steps of stamping die design, it introduced the current development direction of technology development at home and abroad stamping and die industries. Firstly ，the design carried out a detailed process analysis and alternatives, discussed and analysised the advantages and disadvantages of the various options, decided to adopt a composite blanking punching die, die flanging and bending mold and other three sets of molds, mass production . For stamping process analysis automobile gearbox transmission rotating arm Stamping process analysis and mold design, the main work including calculated the correlation blanking force, the main components of the specific design of the mold, calculating shut height, select press, select the appropriate standard mold, guide posts and guide, draw a detailed graphic style and mark relevant dimensions. Finally, I given three die drawings and assembly drawing , which was conducive to production requirements.Keywords: punching blanking compound die, thinning flanging die, bending die.目 录1 . 绪 论11.1课题背景及研究意义11.2 冲模CAD/CAM系统发展概况21.2.1 国内外冲模CAD/CAM发展概况21.2.2 当前模具行业的情况及级进模具的发展方向31.3 研究目标及主要研究内容32.汽车变速箱传动臂工艺性分析52.1.1 20钢性能特征分析52.1.2工件展开尺寸计算62.2工件的冲压工艺性分析72.3 冲压工艺总体方案83. 冲裁模具设计93.1冲裁工艺方案的确定93.2 零件排样方案的设计93.2.1搭边、条料宽度及步距的确定93.2.2排样的确定及材料利用率103.3 主要工艺计算113.3.1冲孔落料复合模具的冲裁力计算113.3.2翻边模具的变形力计算133.3.3弯曲模具的变形力计算153.4.冲裁凸凹模尺寸计算163.4.1制件尺寸公差的确定163.4.2凸、凹模尺寸分类163.4.3凸、凹模尺寸计算174. 模具主要零部件的主要设计204.1冲孔落料复合模具设计204.1.1凸、凹模设计的原则204.2翻边模具的结构设计274.2.1 凹模设计274.2.2凸模设计284.2.3卸料板294.2.4 模架选择294.2.5 导柱导套304.2.6 模板选择304.2.7模柄选择314.2.8闭合高度314.3 弯曲模具设计314.3.1弯曲模具的设计314.3.2弯曲模工作部分结构参数的确定324.3.3弯曲凸模设计334.3.4弯曲凹模的设计354.3.5模具其他零件的结构尺寸365.结论38参考文献39致谢40II太原工业学院毕业设计1 绪 论 1.1课题背景及研究意义随着科学技术的不断进步以及飞速发展，近年来，我国的模具行业发展越来越好，模具产品需求量增多，年生产总量已居世界第三，但主要还存在一些问题，例如：模具行业专业化，标准化，和商品化低，制约中国模具行业的发展，望我们后辈多努力专研，勇于创新，积极投入到模具制造这个大行业中，为我国的工业发展做出自己的一份贡献。1.1.1 冲压加工的作用与地位目前，冲压加工这个行业，在中国经济发展的加工工业中越来越重要，所以，模具设计与制造技术越来越受到重视，模具技术已成为衡量一个国家制造业的一个重要指标水平的措施。现在，市场上很多金属制品基本都是冲压件，冲压加工因为使板料塑性变形，材料强度提高，外表光滑，具有一定审美价值，且具有较高的劳动生产率和材料利用率，重量轻等优点，被广泛利用。冲压加工具体地来说，它已被广泛地用于生产大批量加工中。要向社会提供更多的优质模具，就需要提高工业产品质量、降低生产成本和加快更新换代速度。 1.1.2 冲压技术的发展趋势冲压技术的发展趋势，主要集中在信息技术，高速，高精密的生产环节。 具体体现在一下几个方面：（1） 提高模具标准化程度（2） 优质材料及先进表面处理技术（3） 全面推广CAD/CAM技术（4） 模具自动加工系统的发展（5） 高速铣削加工技术的发展（6） 模具扫描及数字化系统的发展及推广应用1.2 冲模CAD/CAM系统发展概况1.2.1 国内外冲模CAD/CAM发展概况 随着计算机软件开发的发展，CAD/ CAM应用技术已经相当成熟，企业纷纷加大技术培训和技术服务，努力扩大该技术的应用。以下列出了一些模具设计加工软件的情况。表1.1 通用设计、制造和分析软件系统（部分）软 件 名 称开 发 单 位使 用 环 境主 要 功 能AutoCADAutoDesk Co.(美)微机CADUnigraphicsNXEDS Co.(美)微机CAD/CAE/CAM软 件 名 称开 发 单 位使 用 环 境主 要 功 能CATIAIBM Co.(美)微机CAD/CAE/CAMDUCTDELCOM Co.(英)微机CAD/CAMPro/EngineerPTC Co.(美)微机CAD/CAM/CAE表1.2 模具设计、制造和分析的专用软件系统（部分）软 件 名 称开 发 单 位应 用 领 域主 要 功 能PDDCDieComp Co.（美）级进模CAD/CAM拉伸模 CAD/CAMFord Co.（美）汽车CAD/CAMPENTAX旭光学工业 Co.（日）冲孔/弯曲模CAD/CAMDENAFORM美国冲模CAEMARCMark Co.（美）锻冲模CAEHMCAD华中科技大学冲模CADSForm上海交通大学锻模CAECAD / CAM技术发展越来越完善，推动整个产业实现技术资源的整合，使虚拟制造成为可能。 1.2.2 当前模具行业的情况及级进模具的发展方向 1. 级进模模具的情况 级进模是指可以在一套模具里面同时完成好几个工步的模具。目前中国的机械，电子，汽车，建材等行业发展迅速，级进模广泛用于电脑，电子，电器，数码，汽车零件等方面的金属件生产，高精度冲压制品的需求量越来越大。由于它特别的加工效率，级进模高品质，低成本的优势受到制造商越来越多关注和喜欢。2. 级进模设计的发展方向从精密模具及精密多工位级进模水平分析，在模具结构，制造精度，使用寿命，性能，技术含量和制造周期方面，对于目前中国大型生产企业来说，实现了显著的改善。体现冲模技术先进水平的精密多工位级进模，它具有结构复杂，技术难度大，制造精度高，寿命长，高生产率，高附加值和高价格，这是重点发展类模具之一。1.3 研究目标及主要研究内容1.3.1 研究目标通过对工件的分析与研究，设计出一种简便经济的制作方法，完成对工件的成形和弯曲工序，最终得到Z型弯曲件，在设计过程中要认真考虑缩短模具设计周期，提高产品质量，增加互换性，大大降低开发成本等重要因素。达到锻炼学生综合运用所学专业知识，提高分析和解决实际工程问题的能力。1.3.2 主要研究内容（1） 对给定工件进行工艺分析，确定工艺方案；（2） 进行冲压工艺计算（3） 模具的总体设计（4） 模具主要工作零件的设计计算（5） 编写设计说明书；2.汽车变速箱传动臂工艺性分析汽车变速箱传动臂零件图形如下：图 2.12.1.1 20钢性能特征分析零件材料为20钢属于优质碳素结构钢，也是低碳钢。查冷冲模设计表2-3冲压常用的金属材料的力学性能20钢主要机械性能如下：材料状态：已退火抗剪强度（/MPa）：275392抗拉强度（/ MPa）：353500伸长率（/%）：25%屈服强度（/ MPa）：2452.1.2工件展开尺寸计算 图 2-2如图2-2所示，可算出最小弯曲半径为r=0.4t=4*0.4=1.6，中性层曲率半径为。然后查冷冲模设计表5-5得 因为r/t=1.25，所以查表得：X=0.335，=5+0.335*4=6.34弧1=弧2=3.21L1=27.74L2=26.78L3=34.9L=L1+L2+L3+弧1+弧2=27.74+26.78+37.58+3.21+3.21=98.52则取L=99工件展开图如下：图 2-3算出毛坯尺寸的面积S：1315 2.2工件的冲压工艺性分析汽车变速箱传动臂如图2-1所示。该材料厚度是4mm，属于20号钢。需要冲两个圆孔，一个是圆孔直径为12的内孔，可以通过直接冲孔得到，一个是圆孔直径为14的内孔，需要通过冲孔再变薄翻边得到，翻边高度是3.5mm。分析要成形该工件，需要进行落料、冲孔、变薄翻边、弯曲等工序。该工件有两处弯曲，弯曲外的内圆弧为5mm，其弯曲半径（R=5）大于该种材料的最小弯曲半径r=0.4t=4*0.4=1.6，因为该零件选用的是20钢，所以可以进行弯曲工艺。除孔外的其它尺寸精度要求不高，不需要整形，这两个孔都可以用高精度冲床冲出。所以，该零件可以通过冷冲压加工成型。确定方案。2.3 冲压工艺总体方案 从满足产品零件的要求方面考虑，须经过冲裁、成形和弯曲两道工序完成。冲裁工序以完成对产品零件展开图制件的冲裁为目的（其中的冲裁工序又分成几个工步来完成）；由于零件的特殊要求，零件有个孔需要变薄翻边成形;弯曲则是最终完成合格零件的工序。模具设计的最终目的是以最小的成本生产出能满足使用要求的较高寿命的产品。综合考虑各种情况后，应将冲裁、成形和弯曲分由三套模具来完成。3.冲裁模具设计3.1冲裁工艺方案的确定 在对产品展开零件进行工艺分析后，可根据冲裁件的生产批量、尺寸精度、尺寸大小、形状复杂度、制作安装调整的难易和成本的高低、操作是否方便、冲模制造条件等多方面因素考虑，经过综合考虑各类模具的特征，现在拟订出以下四种工艺方案：方案一：落料与冲孔复合，翻边，弯曲方案二：落料与弯曲复合，冲孔，翻边方案三：冲孔、落料与弯曲复合，翻边方案四：落料与冲孔复合，弯曲，翻边。结合资料，比较单工序模具和复合模具的性能：该零件精度要求不高，四种方案都可选用。但该零件要求大批量生产，故可以冲孔和落料可以复合，同时由于翻边和弯曲模复合太复杂，增加了模具的制造周期，故翻边和弯曲都采用单工序模具。弯曲、冲孔和落料的复合模具更难制造。故综合考虑到其的经济因素、劳动效率、安全因素等，确定采用方案一。确定工艺方案后，各工序的模具也就自然自然确定。最终选定：落料冲孔复合模、翻边模、弯曲模3.2 零件排样方案的设计3.2.1搭边、条料宽度及步距的确定1.搭边值的确定搭边值通过查冷冲模设计表3-10展开后两侧搭边值： = 2.8工件间搭边值： = 2.52.条料宽度尺寸的确定当条料在无压装置的条料板之间送料时：B=查冷冲模设计表3-11得 剪板机剪料之间的间隙=1.0查冷冲模设计表3-12 得条料与导料板之间的间隙=1将,D的值代入B=得B=3.送料进距 AA=D+=28+2.5=30.5 取A=313.2.2排样的确定及材料利用率查模具设计与制造简明手册表1-2冷轧钢板和钢带的规格412502000 （条料长2000，宽1250）尽管有很多种排样的方式，但综合考虑，为了操作简便，便于采用一般的冲压设备加工,故采用直线单排：第一种排样方法：横拆裁板条数： 1250/108=11条 余62mm每条个数： 个 余36.2mm每板总个数:=1119=558条材料利用率:=100%=32.98%第二种排样方法：竖拆裁板条数： 2000/108=18条 余56mm每条个数： 个 余29mm每板总个数:=1833=594材料利用率：=100%=34.08%第二种排样的效率比较高，用第二种排样法。如下图： 3.3 主要工艺计算3.3.1冲孔落料复合模具的冲裁力计算冲裁力计算1. 冲12的孔冲裁力计算F1=KLtI其中 F1冲裁力冲裁件周边长度（）；材料厚度（），t=4mm材料抗剪强度（MPa）。K系数，是考虑到刃口钝化、间隙不均匀、材料的力学性能与厚度波动等因素而增加的安全系数，常取取max=392 其中L= 2r 主要冲裁工艺力计算 翻边力计算F1=K.L.t.I=1.32r14392=76.8KN2. 冲12的孔冲卸料力、推件力计算 式中：冲裁力（N）；卸料力系数；推件力系数；通过查冷冲模设计中表3-8 卸料力、推件力系数得 ： =0.05 =0.045 所以 F卸=0.0576.8=3.84 KNF推=0.04576.8=3.46 KN采用刚性卸料装置和下出件模具，压力机所需总压力 =+ F卸 +F推 =76.8+3.84+3.46=84.1 KN3. 冲7.6的孔的冲裁力计算冲裁力： F2=K.L.t.I 取max=392 其中L= 2r2将其数据代入公式F1=KltI得F2=K.L.t.I=1.3（23.8）4392=48.6KN 卸料力和推件力： 式中：冲裁力（N）；卸料力系数；推件力系数；通过查冷冲模设计中表3-8 卸料力、推件力系数得 ： =0.05 =0.045所以 F卸=0.0548.6=2.43 KNF推=0.04548.6=2.18 KN采用刚性卸料装置和下出件模具，压力机所需总压力 =+ F卸 +F推 =48.6+2.43+2.18=53.21 KN所以冲裁总压力F=+=84.1+53.21=137.31KN6.压力机选择 查冷模具设计表1-2到表1-4常用冲压设备的技术参数，选择开式双柱可顷压力机J23- 16，该压力机主要参数见下表：表 3-1公称压力（KN）160滑块行程（mm）55行程次数（次/分钟）120最大装模高度（mm）220连杆调节长度（mm）45工作台尺寸（mmmm）300450模柄尺寸（mmmm）直径30深度50电动机功率（KW）1.53.3.2翻边模具的变形力计算1.由于该工件需要进行变薄翻边，预制孔的计算不同于普通翻边。翻边的预制孔计算通过查王新华编著的冷冲模设计与制造实用计算手册得出：翻孔系数K0.45 ， 变薄系数t1/t=3/4=0.75凸缘高度h=Ct(d22-d02) /（d22- d12）查王新华编著的冷冲模设计与制造实用计算手册图1-36可知C取1.12 。已知d1=14mm,d2=20mm。h=7.5 把这些代入上式可得出：预制孔直径d0=7.6mm式中 h一凸缘高度（mm） t一材料厚度（mm） d2一翻孔凸缘外径（mm） d1一翻孔凸模外径（mm） d0一预制孔直径（mm）2. 翻边力与卸料力的计算翻边力：FC=1.1*t*(D-d)其FC为翻边力 为材料的屈服点 d为翻边预冲孔直径D为翻边后直径（按中线计）t为材料厚度则FC=1.1*t*(D-d)=1.1*3.14*4*245*（17-7.6）=31.8KN卸料力和推件力： 式中：冲裁力（N）；卸料力系数；K顶推件力系数；及压力机选择 初选开式双柱可顷压力机J23-16通过查冷冲模设计中表3-8 卸料力、顶件力系数得 ： =0.04 K顶=0.05所以F卸= K卸F=0.04 48.6KN=1.69KNF顶=K顶 F=0.05 48.6KN=2.43KN采用弹压卸料装置和上出件模具，压力机所需总压力 F总= FC+ F顶+ F卸=31.8KN+2.43KN+1.69KN=35.92KN初选压力机类型:查冷模具设计表1-2到表1-4常用冲压设备的技术参数，选择开式双柱可顷压力机J23- 16，该压力机主要参数见下表：表 3-1公称压力（KN）160滑块行程（mm）55行程次数（次/分钟）120最大装模高度（mm）220连杆调节长度（mm）45工作台尺寸（mmmm）300450模柄尺寸（mmmm）直径30深度50电动机功率（KW）1.53.3.3弯曲模具的变形力计算设计弯曲模具时要考虑弯曲半径的影响，还要考虑弯曲件的材料结构，几何形状和尺寸精度的影响。弯曲力可分为自由弯曲力和校正弯曲力。该工件属于自由弯曲，采取自由弯曲即可保证其弯曲精度。该工件属于典型的Z型弯曲件，故其弯曲力计算公式如下： = 式中 冲压行程结束时的自由弯曲力（N） K安全系数 b弯曲件的宽度（mm） t弯曲材料的厚度（mm） r弯曲件的内弯曲半径（mm） 材料的强度极限MPa一般取K=1.3 b=28mm t=4mm r=5mm ，查表23得= 400MPa 将各参数代入公式有：= = = 15530.67N16KN计算弯曲时顶件力和卸料力顶件力和卸料力值近似选取自由弯曲力的30%80%，即=（0.3）F自=（0.3）15530.67=465912424N。弯曲压力机吨位的确定自由弯曲时压力机吨位F压为，F压F自+= 2018927954N。故在标称压力为400KN的开式压力机中选择适合的压力机就可以了3.4.冲裁凸凹模尺寸计算3.4.1.制件尺寸公差的确定 根据制件的零件图，其孔的尺寸公差为IT10级精度标注，具体的数值为和12图3.53.4.2凸、凹模尺寸分类（1）刃口尺寸确定的原则凸，凹模的刃口尺寸公差确定为冲裁模具设计过程中的一个重要组成部分，对冲裁生产的经济效果有直接影响。根据冲裁的变形规律、磨损规律和经济合理性整体考虑，必须要遵循以下几点原则：设计落料模应该以凹模尺寸为基准，间隙通过减小凸模上的尺寸而获得；设计冲孔模应该以凸模尺寸为基准，通过增大凹模尺寸而获得间隙。根据冲模的磨损规律，凹模的磨损会使落料件轮廓尺寸增大，所以，设计落料模的时候，须凹模的刃口尺寸等于或接近工件的下极限尺寸；相反，凸模的磨损会使冲孔件的孔径尺寸减小，所以，设计冲孔模的时候，须凸模的刃口尺寸等于或接近工件的上极限尺寸。冲裁模在使用中会因磨损间隙不断增大而影响寿命，所以，新模具无论是落料模还是冲裁模在设计的时候必须选取出最小合理间隙Zmin，使模具可以延长工作寿命。所以，综合考虑，冲两个圆孔时，圆形凸模和凹模采用分别加工法，而其余的用配合加工法先做凹模再做凸模。3.4.3.凸、凹模尺寸计算 冲孔落料部分（1） 冲孔12用分别加工法计算其凸凹模的尺寸 查冷模具设计表3-3 冲裁模初始双面间隙Z得Zmin=0.640 Zmax=0.880查冷模具设计表3-6凹模和凸模制造偏差，公称尺寸18mm =+0.020 =-0.020查冷冲模设计P46页 表3-5得：采用单配加工法 X=0.5 +=0.020+0.020=0.040 -=0.880-0.640=0.140 +- 故均能满足分别加工时+-而冲孔12时，选择凸模和凹模分别加工法：=（12-0.50.07）=11.965=（11.965-0.360）=11.605（7） 冲孔7.6用分别加工法计算凸凹模尺寸。取7.6孔为IT12等级，其公差为7.6，查冷模具设计表3-3 冲裁模初始双面间隙ZZmin=0.640 Zmax=0.880查冷模具设计表3-6凹模和凸模制造偏差 =+0.020 =-0.020查冷冲模设计表3-5得： X=0.5 +=0.020+0.020=0.040 -=0.880-0.640=0.140 +- 因此均能满足分别加工时+-冲7.6孔时，选择凸模和凹模分别加工法：=（7.2-0.5*0.15）=7.125=（7.125-0.5*0.360）=6.945（3）用配合加工法计算的落料凸凹模的尺寸由于落料模具比较复杂，所以使用单配加工方法加以制造，工件尺寸公差要求不高，故取IT14级公差。 冲孔冲裁件的基本尺寸为： a= 11 b=59.38 c= 3 d= 14 查冷模具设计表3-3 冲裁模初始双面间隙ZZmin=0.360 Zmax=0.440 通过查冷冲模设计 P46页中表3-5得： X=0.5 落料凹模的基本尺寸计算： 凸模的基本尺寸与凹模相同。（4）翻边凸凹模尺寸计算翻边是将制品的孔边缘或外表缘在模具的作用下翻出一定角度的直边。在冲压生产中翻边这个工序会经常用到，根据制件边缘的性质和应力状态的不同，翻边可以分为内孔翻边和外缘翻边；外缘翻边又分为外凸的外缘翻边和内凹的外缘翻边两种。之外，根据壁厚的变化，主要分为不变薄翻边、变薄翻边。而变薄翻边是指用减少凸凹模间隙强迫孔壁材料变薄而达到增加翻孔高度的方法。凹模圆角半径取值等于工件的圆角半径，凸模圆角半径应尽量取大些或做成球形，这样有利于翻边变形。在翻边过程中，可知凸模尺寸为14.00mm。翻边凸模或凹模的单边间隙Z为（-）/2，由于翻边的材料，所以一般取Z=0.85t=3.4该工序属于变薄翻边，在进行螺纹孔变薄翻边时，凸模形状和尺寸对翻孔过程将起到重要的影响作用。通过查郝滨海编著的冲压模具简明设计手册表5.28中可得：Dp=13.000-0.02 D0=7.6 D=14.0000.02 L=78mm Dp一翻孔凸模直径（mm） D0一预冲孔直径（mm） D一翻孔凸模直径（mm） L一翻孔凸模高度（mm）4. 模具主要零部件的结构设计 4.1冲孔落料复合模具设计 冲孔落料复合模采用倒装式复合模，如下图：4.1.1凸、凹模设计的原则1.1 凸模和凹模要保证安全性，刚度强度符合要求。1.2 凸模和凹模须便于稳定安装和更换。要维持冲压的各工序间稳定的凸模、凹模间隙，并且该间隙应均匀。1.3便于制造、测量和组装2. 凸、凹模结构设计2.1 凸模的结构设计（1）冲孔落料复合模设计 经过综合考虑，选用倒装复合模，倒装复合模是指将落料凹模装在上模上。复合模是多工序模的一种，它是在压力机的一次过程中，在同一位置上，同时完成几道工序的冲模。其结构尺寸计算如下所示：1. 落料凹模深度的计算（1）选用以下凹模形式 ：凸模、凸凹模、凹模凹模选用直壁式，查冷冲模设计表4-2可得：h8 制造方面，刃口强度高，刃磨后工件部分尺寸不变。取h=8凹模厚度 H=Kb（15mm）=0.399=29.7 取H=30mm 式中K为系数，考虑板料厚度的影响，查表4-3得出K=0.3 b为冲裁件的最大外形尺寸。 凹模壁厚 c=（1.52）H（3040mm）=4560mm 取c=50mm所以根据凹模壁厚，可计算出凹模的长和宽，即凹模周界。凹模的长L=b+2c=99+100=199mm 凹模的宽B=28+2c=128mm所以凹模周界为199128凹模大体结构如下： （2）查廖伟编著的冲模设计技法典型实例解析图3-32得从凹模上螺孔到外缘的距离为H1=(1.72.0)d查表3-27选取螺孔大小取螺孔大小为10查表3-26螺距大小取M10的间距为60115mm材料为T8A，热处理硬度为6064查表3-25取圆柱销孔径为5mm，凹模外缘到圆柱销中心距离的最小允许尺寸为8mm。凹模底面和型孔的孔壁的表面粗糙度为Ra=0.80.4,底面与销孔的表面粗糙度为Ra=0.81.6。2.冲孔凸模设计（1）冲12孔凸模凸模形式有两种，直通式凸模和台阶式凸模。综合考虑，选用直通式凸模形式，固定部分选择圆形，这时凸模固定板的加工容易，型孔为标注尺寸孔。凸模结构如下图：凸模长度L=H1+ H+t=24+30+4=58mm式中H为凹模板厚 H1为 凸模固定板厚度，H1=（0.60.8）H=1824，取H1=24mm t为材料厚度（8） 冲孔7.6凸模凸模形式有两种，直通式凸模和台阶式凸模。综合考虑，选用直通式凸模形式，固定部分选择圆形，这时凸模固定板的型孔为标注尺寸孔，加工容易。凸模结构上图工作部分尺寸（计算结果）按照前面的计算工作尺寸的内容进行凸模长度凹模周界199128凸模固定板厚度：H1=（0.60.8）H=1824，取H1=24mm凸模长度L=H1+ H+t=24+30+4=58mm式中H为凹模板厚 H1为 凸模固定板厚度，H1=（0.60.8）H=1824，取H1=24mm t为材料厚度3凹凸模设计设计形成如图工作部分尺寸（计算过程及结果） 凸凹模的最小壁厚和冲裁模具结构有关，我们设计的是倒装复合模具，对于倒装复合模具来说，由于孔内会积存废料，所以考虑最小壁厚，要设计的大一些。 通过查冷冲模设计表4-4得出： 最小壁厚=8.5mm 最小直径D=32mm 凸凹模高L=50mm材料为T8A，热处理硬度为HRC60644.活动挡料销查得形成图如冷冲模设计P103页 图4-53a5.模架选择 标准模架由上模座、下模座和导柱导套组成。 根据凹模的形状和外形尺寸、制件精度要求、生产批量、冲压速度及模具的开启和闭合高度等综合考虑，选用后侧导柱模架，后侧导柱模架导柱可用较大宽度的条料冲制，两个导柱导套装在模架的后侧，送料和操作时都非常方便，可以纵向或横向送料。已知凹模周界199128，取标准的200160. 查杨占尧编著的最新模具标准应用手册表10-2后侧导柱模具规格，得 L*B*D0=200*160*99其中 HMAX=220 HMIN=180 h1=40 h=45查杨占尧编著的最新模具标准应用手册表10-7和10-12后侧导柱模具规格：上模座尺寸HhSR数据400210210110195424280下模座尺寸HhSR数据45351701701101954228806.导柱导套导柱导套的参数选择导柱导套为标准件，不需要设计，可以选择标准的导柱与导套。导柱的选择在选用时导柱的长度要求保证冲模在最低工作位置时， A11015mm，而A2=0.51mm。A1是导柱上端面与上模座顶面的距离（mm）A2是下模座底面与导柱底面的距离（mm）查杨占尧编著的最新模具标准应用手册表10-2后侧导柱模具规格导柱GB/T2861.1 ： 28170（mm）导套的选择根据冲裁模的间隙大小，选出合适的导柱与导套间隙配合。当模具中的t0.8mm时，应该选用H6h5配合的I级模架。当t=0.84mm时，就选用H7h6配合的II级精度模架。经过分析，选用H7h6配合的II级精度模架。查杨占尧编著的最新模具标准应用手册表10-2后侧导套模具规格导套GB/T2861.3 ： 2810038（mm）7.闭合高度 模具的闭合高度是指模具在最低工作位置时上模座的上平面和下模座的下平面之间的高度。闭合高度H=上模座厚+下模座厚+凸凹模高+凹模高-（凹模与凸模的刃面高度差+ -t）=40+45+50+30-（1+-4）=168mm，故模具高度确定为200mm压力机J23- 16最大装模高度为220mm。最小装模高度=-M,其中M为连杆调节长度。则=175mm校验模具的闭合高度：模具的闭合高度应介于压力机的最大装模高度与最小装模高度之间，不然压力机就不能正确安装和正常工作。其关系为：。算出 185mm200mm215mm,故J23-16型压力机满足该工序的冲压相关的工作要求。8.模柄的选择查杨占尧编著的最新模具标准应用手册表10-30中B型。4.2翻边模具的结构设计先冲孔落料后，再进行变薄翻边，现变薄翻边模具中凸模的设计比较复杂，模具结构图大致如下：4.2.1 凹模设计凹模的外形，有矩形和圆形，凹模的强度和刚度要符合要求。已知被冲材料的厚度和冲裁件的最大外形尺寸，可算出凹模的外形尺寸。首先确定凹模尺寸 凹模厚度 H=Kb（15mm）=0.399=29.7 取H=30mm 式中K为系数，考虑板料厚度的影响，查表4-3得出K=0.3 b为冲裁件的最大外形尺寸。 凹模壁厚 c=（1.52）H（3040mm）=4560mm 取c=50mm4.2.2凸模设计在进行变薄翻孔时，常采用阶梯凸模，设计时， A1H,，而且应该配置强力的压料装置和良好的润滑装置来保证模具的使用寿命。 A1是阶梯凸模之间的距离。 H是零件高度。查郝滨海编著的冲压模具简明设计手册表5.28得螺纹直径M12，d0=7.6 dp=14 d=20凸模长度L=24+32+8+18=82mm （工作部分为18mm） 凸模结构如下图： 4.2.3卸料板卸料板的作用是把材料从凸模上卸下，设计时要注意一下几个方面卸料板要求耐磨卸料板要有足够刚度卸料板安装尺寸要考虑凸模有4到6mm的刃磨量4.2.4 模架选择经考虑，该落料拉伸件精度要求不高，由凹模外形尺寸199128，取标准的250160.选用后侧滑动导柱导套模架， 查杨占尧编著的最新模具标准应用手册表10-2后侧导柱模具规格，得取 L*B* 25016099 = 170 = 140 通过凹模周界来确定上、下模座的数据，查杨占尧编著的最新模具标准应用手册表10-7和10-12后侧导柱模具规格：其中 HMAX=170 HMIN=210 上模座 250 x 160 x 45 GB2855.581 材质为HT200下模座 250 x 160 x 50 GB2855.681 材质为HT2004.2.5 导柱导套导柱导套为标准件，不需要设计，可以选择标准的导柱与导套。导柱的选择在选用时导柱的长度要求保证冲模在最低工作位置时， A11015mm，而A2=0.51mm。A1是导柱上端面与上模座顶面的距离（mm）A2是下模座底面与导柱底面的距离（mm）查杨占尧编著的最新模具标准应用手册表10-2后侧导柱模具规格导柱GB/T2861.1 ： 32160 材质为GCr15钢 热处理导套的选择根据冲裁模的间隙大小，选出合适的导柱与导套间隙配合。当模具中的t0.8mm时，应该选用H6h5配合的I级模架。当t=0.84mm时，就选用H7h6配合的II级精度模架。经过分析，选用H7h6配合的II级精度模架。查杨占尧编著的最新模具标准应用手册表10-2后侧导套模具规格导套GB/T2861.3 ： 3210543（mm） 材质为GCr15钢 热处理4.2.6 模板选择查冷冲压及塑料成型工艺与模具设计资料表1-9-5得模板 H=32 适用于凸模固定板、卸料板、凹模板等垫板 H=104.2.7模柄选择选用凸缘模柄，查杨占尧编著的最新模具标准应用手册表10-30中B型。4.2.8闭合高度闭合高度H=上模座厚+下模座厚+凸模高+垫板+凹模高-（凹模与凸模的刃面高度差+翻边件高-t）=45+50+82+210-（1+3.5-4）=196.5mm 取模具高度为200mm。压力机J23- 16最大装模高度为220mm。最小装模高度=-M,其中M为连杆调节长度。则=175mm校验模具的闭合高度：模具的闭合高度应介于压力机的最大装模高度与最小装模高度之间，不然压力机就不能正确安装和正常工作。其关系为：。可以算出185mm200mm215mm,故J23-16型压力机满足该工序的冲压