锥形盖冲压工艺及模具设计【含CAD图纸、文档所见所得】
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1目 录绪论.11 冲压工艺性分析和方案的确定1.1 零件工艺性分析.31.2 工艺方案的确定.42 模具总体设计2.1 模具类型的选择.52.2 操作与定位方式.52.3 卸料、出件方式.52.4 确定送料方式.62.5 确定导向方式.63 零件的工艺计算3.1 拉深工艺计算.73.2 落料拉深复合模工艺计算.93.3 冲孔切边复合模工艺计算.153.4 冲压工艺过程.174 模具零部件结构的确定4.1 定位零件的结构设计.194.2 卸料、顶件、推件零件的结构设计.194.3 凹模的结构设计.214.4 其他支承零件的设计.224.5 凸模的结构设计.244.6 凸凹模的结构设计.244.7 模具闭合高度.254.8 模具零部件设计.254.9 确定装配基准模.2625 冲压设备的选用与校核5.1 落料拉深复合模压力机设备的选用.275.2 冲孔切边复合模设备的选用.275.3 校核模具闭合高度.286 模具的工作原理6.1 落料拉深复合模的工作原理.286.2 冲孔切边复合模的工作原理.297 结 论. 308 参考文献.319 致 谢.32 3绪论绪论模具是生产工业化产品的主要工艺装备,作为成型工具与冲压、锻造、铸造等金属制成品成型设备以及非金属材料制成品设备相配套。磨具工业是整个国民经济的基础工业。随着模具的迅速发展，在现代工业生产中，模具已经成为生产各种工业产品不可缺少的重要工艺设备。模具可以分为冷冲压模具、热锻模具、塑料模具、锻造模具、玻璃模具和橡胶模具等。而其中用途最广泛，历史最悠久的是冷冲压模，并且冷冲压模的技术很成熟。冷冲压工业分为两大类：分离工序和成形工序。分离工序就是将冲压件和板料按照实际轮廓进行分离。分离工序又可以被分为落料、冲孔。剪切等。成形工序是使冲压毛坯在不被其他完整性条件下产生塑性变形，并且转化成所要求的产品形状。成形工序又被分为弯曲、拉深、翻边胀形、扩孔、缩孔和旋压等。这次设计选取了冷冲压模具设计：某型锥形盖冲压模具设计。本设计主要分为两部分，一部分是对锥形盖进行冲压工艺分析与计算，一部分是对锥形盖进行模具设计。第一，先对锥形盖进行工艺分析与计算，包含确定工艺分析与设计方案，确定排样，计算冲裁力与选择冲压设备等。第二，对锥形盖进行模具设计，主要做好是模具主要零部件的设计与计算与模具的装配。在进行设计时，零件的形状必须结合手册循序渐进的进行模具设计。这次模具设计是对以前所学知识的一次实践。由于我没有实践经验所以很多东西都要依靠手册。包括数据的选取和工艺性的确定。模具设计包括模具工作零件、定位零件、卸料及推件零件、导向零件和连接固定零件的设计。在设计时要使用到 CAD，计算机辅助设计软件对于提高设计的速度和质量很有帮助，这也是当今模具行业发展的选择。为了更好地完成任务，在三个半月的设计期间还到工厂进行了实习，参观了冲压模具的生产加工过程，这加强了我们实际生产中模具的认识，更有利于我们完成模具设计。 对于本次毕业设计，应该要达到以下目的： 1. 综合运用所学的理论与生产实际知识，进行一次冷冲压模设计的实际训练。4 2 综合运用四年大学里所学的各门学科的知识，以致能融会贯通，进一步了解从模具设计到模具制造的整个工艺流程。 3.掌握模具设计的基本技能，如计算、绘图、查阅设计资料和手册，熟悉标准和规范等。本次设计是在贺红林老师认真、耐心的指导和同学们的帮助、交流下，对模具的经济性、模具的寿命、生产周期、及生产成本等指标下进行全面、仔细的分析下而进行设计的。在此，我对他们表示衷心的感谢。由于本人水平有限，缺乏实践经验，所以在设计中难免产生不足和错误，望各位老师批评和指正，以使我的毕业设计做到合理，同时也为我走出校门步入社会打下坚实的基础。5 1 1 冲压工艺性分析和方案的确定冲压工艺性分析和方案的确定 1.11.1 零件工艺性分析零件工艺性分析工件锥形盖为图 1 所示的拉深件，材料钢，材料厚度，大批量生080.5mm产。图 1 工件图其工艺性分析内容如下：1.1.11.1.1 材料分析材料分析08 钢为优质碳素结构钢，属于深拉深级别钢，具有良好的拉深成形性能。 1.1.21.1.2 结构分析结构分析该零件属于旋转体带有凸缘的锥形件，是结构简单带一个阶梯的轴对称曲面形状拉深件，其形状、尺寸符合工艺性要求，所以该零件冲压工艺性较好。零件凸缘上均布着六个的小孔和底孔，为了确保孔的位置准确和精度，418将其加工放在拉深结束后冲裁。此外，零件口部圆角半径均为 R1，满足拉深件口部圆角半径大于或等于两倍料厚的要求。 1.131.13 精度分析精度分析零件上尺寸均为未注公差尺寸，普通拉深即可达到零件的精度要求，选精度等级为，工件的所有未注明公差均由文献表查得。1212.1061.21.2 工艺方案的确定工艺方案的确定 零件的生产包括落料、拉深、切边、冲孔等工序，其总体工艺过程有以下几种：方案一：先落料，然后拉深，再切边，最后冲孔。单工序模生产。方案二：落料拉深复合，冲孔切边复合。复合模生产。方案三：拉深级进模。采用级进模生产，后进切边冲孔。以上的三种方案，方案一模具结构简单，但需要四副单工序模，成本高而生产效率低，难以满足大批量生产要求。方案二需要两副复合模，结构复杂，制造难度加大，成本高，但工件的相对位置精度及生产效率都较高，满足大批量生产要求，工件精度也能满足要求，操作方便。方案三中的级进模比单工序模生产率高，减少了模具和设备的数量，工件精度较高，便于操作和实现生产自动化。对于特别复杂或孔边距较小的冲压件，用简单模或复合模冲制有困难时，可用级进模逐步冲出。但级进模轮廓尺寸较大，制造较复杂，成本较高，一般适用于大批量生产小型冲压件。通过对上述三种方案的分析比较，进行压生产采用的方案二为佳的方案。 7 2 2 模具设计模具设计 2.12.1 选择模具的类型选择模具的类型通过进行冲压工艺的分析可知，采用复合模冲压。 因为倒装式复合模的结构比较简单，所以可以利用压力机的打杆装置进行推件卸件可靠，这样有利于操作，还可以为机械化出件提供有利的条件，应用十分广泛，因此具类型为倒装式复合模。 2.22.2 操作与定位方式操作与定位方式 2.2.12.2.1 操作方式操作方式 虽然是大批量生产零件，但生产也可用手工送料方式，同样能满足生产要求，这样就可以降低生产成本，提高经济效益。 2.2.22.2.2 定位方式定位方式 由于该模具采用了条料，所以控制条料的送进方向选用两个固定挡料用来销导料，没有侧压装置。可以采用固定挡料销定距作为控制条料的送进步距。因为条料第一件的冲压位置有一定的长度余量，可以靠操作工目测来定。 2.32.3 卸料、出件方式卸料、出件方式 2.3.12.3.1 卸料方式卸料方式 刚性卸料与弹性卸料： 刚性卸料卸料力较大是采用固定卸料板结构。常用厚度较大精度要求不高的工件冲裁。当卸料板只起卸料作用时，卸料版凸模的间隙随会材料厚度的增加而增大，单边间隙取。当固定卸料板还要起到对凸模的导向（0.20.5）t作用时卸料板与 凸模的配合间隙应该小于冲裁间隙。此时要求凸模卸料时不能完全脱离卸料板。主要用于卸料力较大、材料厚度大于 2mm 且模具结构为倒装的场合。 弹压卸料板具有卸料和压料的双重作用，主要用于料厚小于或等于的2mm板料由于有压料作用，冲出的工件平整精度较高。卸料板与凸模之间的单边间隙选择（,若弹压卸料板还要起对凸模导向作用时，二者的配合间0.10.2）t隙应小于冲裁间隙。常用作落料模、冲孔模、正装复合模的卸料装置。工件平直度较高，卸料力较小，料厚为相对较薄，卸料力不大偶遇0.5为弹压卸料模具比刚性卸料模具方便，并且操作者可以看见条料在模具中的送8进动态，且弹性卸料板对工件施加的是柔性力，不容易造成工件表面的损伤，故采用弹性卸料方式进行卸料。2.3.22.3.2 出件方式对于复合模生产，应采用上出件比较便于操作与提高生产效率。2.42.4 送料方式的确定送料方式的确定因选用的冲压设备为开式压力机且垂直于送料方向的凹模宽度 B 大于送料方向的凹模长度 L，故采用纵向送料方式，即由前向后送料。2.52.5 导向方式的确定导向方式的确定方案一：采用对角导柱模架。由于导柱安装在模具压力中心对称的对角线上，所以上模座在导柱上滑动平稳。常用于横向送料级进模或纵向送料的落料模、复合模。方案二：采用后侧导柱模架。由于前面和左、右不受限制，送料和操作比较方便。因为导柱安装在后侧，工作时，偏心距会造成导套导柱单边磨损，严重影响模具使用寿命，且不能使用浮动模柄。方案三：四导柱模架。具有导向平稳、导向准确可靠、刚性好等优点。常用于冲压件尺寸较大或精度要求较高的冲压零件，以及大量生产用的自动冲压模架。方案四：中间导柱模架。导柱安装在模具的对称线上，导向平稳、准确。单只能一个方向送料。根据以上方案比较并结合模具结构形式和送料方式，为提高模具寿命和工件质量，该复合模采用后侧导柱的导向方式，即方案二最佳。 3 3 零件的工艺计算零件的工艺计算93.13.1 拉深工艺计算拉深工艺计算零件材料厚度为 0.5mm，比较小，所以所有计算以毛坯直径为准。3.1.13.1.1 确定零件修边余量确定零件修边余量 零件的凸缘相对直径 = 86 32 = 2.69式中 凸缘直径；锥形件中径。 查文献表得修边余量，14.8 = 2.2mm所以，修正后拉深件凸缘的直径应为。(86 + 2 2.2)mm = 90.4mm3.1.23.1.2 确定坯料尺寸确定坯料尺寸 D D按照“拉深前毛坯面积等于拉深后工件面积”的原则，查文献表1得到以下表面积 的计算公式:4.13F1= 124 = 3224mm2= 803.84mm2 2=22+ 2=(16 6)2+ (60 32 2)2 = 17.21mm2= 2(2+ 12)= 17.2 (60 + 32 2)mm2= 2485.0923=4(3 2)2 22= 4(70 2 1)2 8 12mm2= 341.5124=42(3 2)+ 82= 4 2 1(70 2 1) + 8 12mm2= 341.5125= 35= 70 (6 2)mm2= 879.2026=42(3+ 2) 82= 4 2 1(70 + 2 1) 8 12mm2= 348.6727=442(3+ 2)2= 490.42 (70 + 2 1)2mm2= 2345.712 = 1+ 2+ 3+ 4+ 5+ 6+ 7= (803.84 + 2485.09 + 803.84 + 341.51 + 879.20 + 348.67 + 2345.71)mm2= 8007.852 =4 =4 8007.85 101其中零件凸缘部分的表面积为 ，F凸= 7= 2345.71210零件除去凸缘部分的表面积为 = 1+ 2+ 3+ 4+ 5+ 6= (803.84 + 2485.09 + 803.84 + 341.51 + 879.20 + 348.67)mm2= 5662.142。3.1.33.1.3 判定能否一次拉深成形判定能否一次拉深成形 因为零件为带一个阶梯的锥形件，所以首先要判定锥形部分能否一次拉深成形。零件的坯料相对厚度 100% = 0.5 101 100% = 0.50%式中 柸料厚度；柸料尺寸。 零件的相对高度 = (16 6) 32 0.3式中 锥形件部分的高度；锥底直径。 查文献表得，符合浅锥形件拉深的条件，所以14.61 (0.250.3)零件的锥形部分能一次拉深成形。又因为零件带一个阶梯，所以要判定阶梯形部分能否一次拉深成形。零件的坯料相对厚度， 100% = 0.5 101 100% = 0.50%零件的相对高度 = 1632 = 0.5式中 工件高度；锥底直径。 查文献表得拉深次数为 次，所以零件的阶梯形部分能一次拉深成14.281形。 通过以上两次判定可以确定零件可以一次拉深成形。3.1.43.1.4 拉深系数拉深系数 = = 32 101 = 0.317式中 锥底直径；柸料尺寸。 3.1.53.1.5 判定是否用压边圈或拉深筋判定是否用压边圈或拉深筋 由于拉深时，毛坯的变形程度不大，拉深后回弹较大，为减小回弹常使用带平面边圈或拉深筋的拉深模。因为零件的坯料相对厚度， 100% = 0.5 101 100% = 0.50%拉深系度， = = 32 101 = 0.317查文献表得零件可以用压边圈。14.31113.23.2 计算落料拉深复合模的工艺计算落料拉深复合模的工艺3.2.13.2.1 落料凸、凹模刃口尺寸落料凸、凹模刃口尺寸 根据零件形状特点，刃口尺寸计算采用分开制造法。落料尺寸为，落料凹模刃口尺寸计算如下。101+ 0.3 0.3查文献表得该零件冲裁凸、凹模最小间隙，最大12.36= 0.040间隙，查文献表凸模制造公差凹模制= 0.06033 6= 0.02，造公差。将上述各值代入校验是否成立。经= 0.03+ 校验，不等式不成立。又因为凸、凹模制造公差为 0.4( )= 0.4 (0.060 0.040) = 0.008， 0.6( )= 0.6 (0.060 0.040) = 0.012重新取，所以可按凸、凹模制造基本公式计算= 0.008= 0.012工作零件刃口尺寸凹模刃口尺寸=( )+ 0= (101.3 1 0.6)+ 0.012 0 = 100.7+ 0.012 0凸模刃口尺寸=( ) 0 = (100.7 0.040) 0 0.008 = 100.66 0 0.0083.2.23.2.2 拉深凸、凹模尺寸计算拉深凸、凹模尺寸计算 拉深后零件标注内形尺寸的直径为，由公式70+ 0.3 0.3mm = + 确定拉深凸、凹模间隙值，查文献表得间隙系数，所以拉深凸、14.52n = 0.2凹模间隙值， = (0.5 + 0.2 0.5) = 0.51则拉深凹模=(+ 0.4 + )+ 0= (69.7 + 0.4 0.6 + 0.51)+ 0.03 0 = 70.45+ 0.03 0拉深凸模=(+ 0.4) 0 = (69.7 + 0.4 0.6) 0 0.03 = 69.94 0 0.033.2.33.2.3 排样设计与计算排样设计与计算 1、 排样方式的选择方案一：有废料排样 沿冲件外形冲裁，在冲件周边都留有搭边。冲件尺寸完全由冲模来保证，因此冲件精度高，模具寿命高，但材料利用率低。12方案二：少废料排样 因受剪切条料和定位误差的影响，冲件质量差，模具寿命较方案一低，但材料利用率稍高，冲模结构简单。方案三：无废料排样 冲件的质量和模具寿命更低一些，但材料利用率最高。通过上述三种方案的分析比较，综合考虑模具寿命和冲件质量，该冲件的排样方式选择方案一为佳。考虑模具结构和制造成本有废料排样的具体形式选择直排最佳。 2、 排样计算因为零件采用单直排排样方式，所以查文献表得零件间的搭边值33 14为，零件与条料侧边之间的搭边值为，由于模具采用无侧压装置的1mm1.2导料板结构，则条料上零件的步距为，条料的宽度应为(101 + 1) = 102mm = (+ 2 + ) 0 = (101.3 + 2 1.2 + 0.5) 0 0.6 = 104.2 0 0.6式中 条料宽度方向冲裁件的最大尺寸；侧搭边值；条料宽度的 单向（负向）偏差；导料板与最宽条料之间的间隙。 查文献表选用规格为的板料，计算裁料23 - 10.5 650 1300方式如下采用纵裁时:每板的条数 条1= 650/104.2 = 6每条的工件数 件2= 1300/102 = 12每板的工件数 个n = n1 n2= 6 12 = 72材料利用率为： = 1 100% = 72 (101 2)2/650 1300 100% = 68.27%式中 一张条料上的冲裁件总数目； 一个冲裁件的实际面积；条 1 料宽度；条料长度。 采用横裁时:每板的条数： 条1= 1300/104.2 = 12每条的工件数： 件2= 650/102 = 6每板的工件数： 个n = n1 n2= 12 6 = 72材料利用率： = 72 (101 2)2/650 1300 100% = 68.27%经计算横裁.纵裁时板料利用率相同都为，为了便于工人的操作，选用68.27%第一种裁法。排样图如图 2 所示。13图 2 排样图3.2.43.2.4 力的计算力的计算 模具为落料拉深复合模，动作顺序是先落料后拉深，现分别计算落料力、拉深力、和压边力。拉压 = = 1.3 101 0.5 300 = 61813.67 62式中 冲裁力；冲裁周边长度；材料厚度；系数，一般取。 1.3卸料力：= = 0.05 62 3顶件力：= = 0.08 62 5推件力：= = 16 0.063 62 62.5 = = 8 0.5 = 16式中 冲裁力；同时梗塞在凹模内的废料数；凹模洞口的直壁高度， 取；材料厚度；卸料力、顶件力、推件力系数，查文献8 、表所得。12.32因为零件采用弹性卸料装置和上出料方式的冲裁，所以= + + = (62 + 3 + 5) = 70拉= = 32 0.5 380 1.21 = 23112.07 23式中 锥顶直径；材料厚度；材料强度极限，查文献表， 23 10取；系数，查文献表得38014.381.21压= = (90.4 2)2 (70 2)2 3 = 7709.85 8式中 开始拉深时的压边面积；单位压边力，查文献表，取 14.47。3因为拉深力与压边力的和小于落料力，即，拉+ 压= (23 + 8) = 31 14所以，应按照落料力的大小选用设备。查文献表，初选设备为113.9。J23 6.33.2.53.2.5 确定压力中心确定压力中心因为此图形为对称图形,固它的压力中心即重心就是此图形的对称中心。3.2.63.2.6 凸、凹模圆角半径的确定凸、凹模圆角半径的确定凹模圆角半径 = 0.8 ( ) = 0.8 (101 90.4) 0.5 2式中 柸料尺寸；凸缘直径；材料厚度。 凸模圆角半径 ，取。= (0.71.0)= (0.71.0) 2 = (1.42)= 23.2.73.2.7 弹性元件的选取与计算弹性元件的选取与计算1、 因为橡胶允许承受的负荷较大，安装调整灵活方便，故选取橡胶为弹性元件。2、 卸料橡胶的设计（1） 卸料板的工作行程 11= + = + 1 + = （0.5 + 1 + 5） = 6.5 （凸模刃口修磨量一般为，取。 ）510= 5（2） 橡胶的自由高度 0 橡胶高度尺寸为，取0= 1(0.250.30)0= 10.25 = (6.5 0.25) = 26（3） 橡胶预压缩量 0橡胶预压缩量一般取自由高度的，所以10%15%0= 0.10 0= 0.10 26 = 2.6（4） 橡胶允许的总压缩量 2为保证橡胶不过早失效，其允许最大压缩量不应超过其自由高度的，一般45%为 ，取2= (0.350.45)02= 0.350= 0.35 26 = 9.1（5） 橡胶横截面积 A 橡胶所产生的压力 ，由橡胶的总预压量查文献= = 300035%表得橡胶所产生的单位面积压力，所以115.38 = 2.10 = = (3000 2.10)2= 1428.62（6） 橡胶外径 D15，取D =2+ 1.27 =132+ 1.27 3000 2.10 = 44.5 = 45（7） 校核橡胶高度与橡胶外径之比 ，在范围内，所以橡胶高度与橡胶外径0 = 26 45 = 0.580.5 0 1.5符合要求。（8） 查文献表得聚氨酯橡胶的几何尺寸为115.40 = 45， = 12.5，0= 25，1= 68。（9） 橡胶的安装高度 44= 0 1= (25 6.5) = 18.53.33.3 冲孔切边复合模工艺计算冲孔切边复合模工艺计算 图 33.3.13.3.1 计算的切边凸、凹模尺寸计算的切边凸、凹模尺寸 刃口尺寸计算采用分开制造法，具体计算尺寸为，落料凹模刃口86+ 0.3 0.3尺寸计算如下。16查表得该零件冲裁凸、凹模最小间隙，最大间隙2.36= 0.040，查表凸模制造公差凹模制造公差= 0.0603 6= 0.02，。将上述各值代入校验是否成立。经校验，= 0.03+ 不等式不成立。又因为凸、凹模制造公差为 0.4( )= 0.4 (0.060 0.040) = 0.008 0.6( )= 0.6 (0.060 0.040) = 0.012重新取，所以可按凸、凹模制造基本公式计算= 0.008= 0.012工作零件刃口尺寸。凹模刃口尺寸为=( )+ 0= (86 1 0.6)+ 0.012 0 = 85.4+ 0.012 0凸模刃口尺寸为=( ) 0 = (85.4 0.040) 0 0.008 = 85.36 0 0.0083.3.23.3.2 计算冲孔凸、凹模的尺寸计算冲孔凸、凹模的尺寸 刃口尺寸计算采用分开制造法，具体计算尺寸为、，冲4+ 01 0.118+ 0.2 0.2孔凸、凹刃口尺寸计算如下。查文献表得该零件冲裁凸、凹模最小间隙，最大间隙12.36= 0.040，查文献表凸模制造公差凹模制造公= 0.06033 6= 0.02，差。将上述各值代入校验是否成立。经校验，= 0.03+ 不等式不成立。又因为凸、凹模制造公差为 0.4( )= 0.4 (0.060 0.040) = 0.008 0.6( )= 0.6 (0.060 0.040) = 0.012重新取，所以可按凸、凹模制造基本公式计算= 0.008= 0.012工作零件刃口尺寸凹模刃口尺寸为4+ 01 0.1的1=(+ ) 0 = (3.9 + 1 0.1) 0 0.008 = 4 0 0.008凸模刃口尺寸为1=(1+ ) + 0= (4 + 0.060) + 0.012 0 = 4.06 + 0.012 017凹模刃口尺寸为18+ 0.2 0.2的2=(+ ) 0 = (17.8 + 1 0.2) 0 0.008 = 18 0 0.008凸模刃口尺寸为2=(2+ ) + 0= (18 + 0.060) + 0.012 0 = 18.06 + 0.012 03.3.3 力的计算 模具是一套落料冲孔复合模，采用废料切刀去除切边废料，其所需冲裁力和推件力分别为冲= (切边+ 冲孔) = 1.3 ( 86 + 6 4 + 8) 0.5 300 = 78414.15 78 推= 推冲= 16 0.063 78 79则所需总工作力总= 冲+ 推= (78 + 79) = 157查文献表，初选设备为。113.9J23 163.3.43.3.4 压力中心的确定压力中心的确定由于这个图形是对称的,所以它的压力中心就是它的重心也就是这个图形的对称中心。3.43.4 冲压工艺过程冲压工艺过程首先事落料和拉深，在原材料料上冲裁成柸料，然后拉深成为工件所需的形状如图 4 所示。图 4 工序图 118再冲孔和切边，冲裁出所需的孔，将工件凸缘上的余量切去，得到所需的工件如图 5 所示。图 5 工序图 2 4 4 模具零部件结构的确定模具零部件结构的确定4.14.1 定位零件结构的设计定位零件结构的设计4.1.14.1.1 条料的横向定位装置条料的横向定位装置选用的是两个固定挡料销来导料，查文献表得固定挡料销用直径115.49的标准零件尺寸。 = 84.1.24.1.2 条料的纵向定位装置条料的纵向定位装置选用的是固定挡料销，因为圆柱头式挡料销制造简单，使用和更换方便，决定选用圆柱头式挡料销，根据导料板的厚度，查文献表得固定挡料115.49销用直径的标准零件尺寸。 = 84.24.2 卸料、顶件、推件零件的结构设计卸料、顶件、推件零件的结构设计194.2.14.2.1 卸料装置的设计卸料装置的设计1、 当为落料拉深复合模时，选用的是弹性卸料装置，故用的是弹性卸料板。用的弹性卸料板是以导料板为送料导向的冲模中使用的弹性卸料装置，卸料板凸台部分的高度为 = （0.10.3）式中 卸料板凸台高度；导料板高度；板料厚度； 所以，。 = (6 0.3 0.5) = 5.4工件为中小件卸料，弹性卸料板的厚的高度为。 刀= 20 图 64.2.24.2.2 推件装置的设计推件装置的设计1、 当为落料拉深模时，选用不需要推板和连接推杆组成中间传递结构，而由打杆直接推动推件块的刚性推件装置。推杆文献表选用直径115.42标准的 A 型带肩推杆。 = 82、 当为切边冲孔模时，选用由打杆、推板、连接推杆和推件块组成的刚性推件装置。推杆文献表选用直径标准的 A 型带肩推杆。115.42 = 820 图 7 4.2.34.2.3 顶件装置的设计顶件装置的设计顶件装置选用由顶杆、顶件块和装在下模底下的弹顶器组成的弹性顶件装置。这种结构的顶件力容易调节，工作可靠，冲裁件平直度较高。弹顶器做成通用的，其弹性元件是橡胶。4.34.3 凹模的结构设计凹模的结构设计4.3.14.3.1 凹模外形结构及其固定方法凹模外形结构及其固定方法根据零件形状和尺寸，采用整体式凹模，直接用螺钉和销钉紧固在下模座上。采用螺钉和销钉定位固定时，要保证螺孔间、螺孔与销孔间及螺孔、销孔与凹模刃壁间的距离不能太近，详细距离文献表。23 244.3.24.3.2 凹模孔口的结构形式凹模孔口的结构形式选用孔口为直刃壁的凹模，因为板厚，所以直刃壁高度取。 = 0.584.3.34.3.3 凹模轮廓尺寸的确定凹模轮廓尺寸的确定1、 凹模厚度 H = 式中 垂直送料方向的凹模刃壁间最大距离；系数，考虑板料厚度 的影响，查文献表得；23 25 = 0.15所以，但该工件上还需冲很多较小的小孔, = 0.15 101 1521且均在同一凹模上进行,所以凹模厚度应适当增加,当为落料拉深复合模时，取；当为冲孔切边复合模时，取其。凹= 45凹= 512、 垂直于送料方向的凹模宽度 （1） 当为落料拉深复合模时，。 = + （2.54.0） = 101 + （2.54.0） 45 = 213.5281（2） 当为冲孔切边复合模时，。 = + （2.54.0） = 101 + （2.54.0） 51 = 127.5204送料方向的凹模长度 凹= 1+ 22式中 送料方向的凹模刃壁间最大距离；送料方向的凹模刃壁至12凹模边缘的最小距离，查文献表得；23 262= 40所以，为了保证凹模有足够的强度， = (101 + 2 40) = 181将其外径增大到。20004.44.4 其他支承零件的设计其他支承零件的设计4.4.14.4.1 模柄的设计模柄的设计1、 当为落料拉深复合模时，选用 个螺钉紧固于上模座的凸缘模柄。42、当为冲孔切边复合模时，选用 个螺钉紧固于上模座的凸缘模柄。34.4.24.4.2 凸模固定板的设计凸模固定板的设计 根据工件形状，选用标准圆形的凸模固定板，其厚度一般为凹模厚度的，综合考虑，当为落料拉深复合模时，取60%80%；当为冲孔切边复合模时，取1= 0.6 = 0.6 45 = 27。1= 0.6 = 0.6 51 = 314.4.34.4.3 校核垫板的采用与否校核垫板的采用与否 = 式中 凸模头部端面对模座的单位面积压力；凸模承受的总压力； ； 凸模头部端面支承面积 1、 当为落料拉深复合模时， = + = (5000 + 62000) = 67000所以，22 =670000 (32 2)2 = 83查文献表得模座材料的许用压应力。因为23 34= 90140，所以可以不加垫板。 垫= 104.4.44.4.4 凸凹模固定板的设计凸凹模固定板的设计 根据工件形状，选用标准圆形的凸凹模固定板，综合考虑，当为落料拉深复合模时，取其厚度为当为冲孔切边复合模时，取其厚度为3= 30；。3= 20 图 8 4.4.54.4.5 压边圈的设计压边圈的设计选用刚性压边圈装置，根据工件的凸缘部分，为了防止起皱，综合考虑取压边圈厚度为。1923 图 94.4.64.4.6 卸料螺钉的选用卸料螺钉的选用卸料板上设置 个卸料螺钉，公称直径为,螺纹部分为212,卸料螺钉尾部应留有足够的行程空间，以保证卸料的正常运动。10 50 4.4.74.4.7 销钉的选用销钉的选用根据多方面的考虑，选用圆柱销。当为落料拉深复合模时，取其公称尺寸为 和；当为冲孔切边复合模时，取其公称尺寸为。l = 55mml = 60mml = 50mm4.54.5 凸模的结构设计凸模的结构设计4.5.14.5.1 凸模的结构形式及其固定方法凸模的结构形式及其固定方法根据零件形状和尺寸，采用整体式凸模，直接用螺钉和销钉紧固在下模座内，紧固在下模座的部分代替了凸模固定板。4.5.24.5.2 凸模长度计算凸模长度计算1、当为落料拉深复合模时， 凸= 1+ 凹 式中 凸模固定板厚度；凸模进入凹模的深度，取1 (0.51)；1mm所以，。 = (27 + 45 1) = 712、当为冲孔切边复合模时，所冲孔为圆孔，为方便装配和满足凸模强度将冲孔凸孔凸模设计成阶梯式，采用数控铣削床加工。24；凸1= 1+ 凹凸2= 1+ 凹 式中 凹模的高度；工件的高度；凹 所以，；凸1= (31 + 51) = 81。凸2= (31 + 51 16) = 664.64.6 凸凹模的结构设计凸凹模的结构设计零件外形相对复杂，根据实际情况并考虑加工，为了满足凸凹模强度和刚性，将凸凹模设计成凸台式，使装配修磨方便。采用成形铣、成形磨削加工。4.6.14.6.1 当为落料拉深复合模时，凸凹模的总长度为当为落料拉深复合模时，凸凹模的总长度为L凸凹= 2+ 3+ 4+ 式中 弹性卸料板厚度；凸凹模固定板厚度；橡胶安装高度；234增加长度。它包括凸模的修磨量、凸模进入凹模的深度、凸模 (0.51)固定板与卸料板之间的安全距离等，一般取；1020所以，。L = (15 + 30 + 18.5 + 15.5) = 794.6.24.6.2 当为冲孔切边复合模时，凸凹模的总长度为当为冲孔切边复合模时，凸凹模的总长度为L凸凹= 3+ 5+ + 式中 凸凹模固定板厚度；废料切边刀刃口高度；35增加长度。它包括凸模的修磨量、凸模进入凹模的深度 工件的高度； 、凸模固定板与卸料板之间的安全距离等，一般取；(0.51)1020所以，。L = (20 + 15 + 16 + 7) = 584.74.7 模具闭合高度模具闭合高度 1、 当为落料拉深复合模时， = 上+ 凸凹+ 凹 + 下式中 上模座的高度；凸凹模的高度；凹模的高度；上凸凹凹25工件的高度；下模座的高度。 下所以，。 = (45 + 79 + 45 16 + 50) = 2032、 当为冲孔切边复合模时， = 上+ 垫+ 凸固+ 凹+ 凸凹+ 刀+ 凸凹板+ 下式中 垫板厚度；凸模固定板厚度；废料切刀刃口到切垫凸固刀边凹模的高度；凸凹模固定板高度。凸凹板所以，。 = (45 + 10 + 31 + 51 + 20 + 20 + 50) = 2274.84.8 模具零部件设计模具零部件设计4.8.14.8.1 模具采用的是后置导柱模架模具采用的是后置导柱模架根据以上计算结果，查文献表得模架规格为：1、 当为落料拉深23 35复合模时，上模座，下模座 200 200 45，导柱 ，导套 200 200 5032 160。32 105 43 2、 当为冲孔切边复合模时，上模座，下 200 200 45模座，导柱 ，导套 200 200 5032 190。32 115 434.8.24.8.2 其他零部件结构其他零部件结构 拉深凸模将直接由连接件固定在下模座上，凸凹模由凸凹模固定板固定，两者采用过渡配合关系。模柄采用凸缘式模柄，根据设备上模柄孔尺寸，查文献表选用规格为 的模柄。23 6050 1004.94.9 确定装配基准确定装配基准4.9.14.9.1 落料、拉深和切边、冲孔都应以冲裁凸凹模为装配基准件。落料、拉深和切边、冲孔都应以冲裁凸凹模为装配基准件。首先确定凸凹模在模架中的位置，安装凸凹模组件，确定凸凹组件在下模座的位置，然后用固定板将凸凹模和下模座夹紧。4.9.24.9.2 冲裁模具材料的选取冲裁模具材料的选取查文献表得112.6、表12.7表12.8和表12.91、 凸模的材料为，凹模的材料为，热处理硬度为。Cr12Cr125862HRC2、 上、下模座选用铸铁型，材料采用，滑动导柱、导套的材料采HT200用，热处理硬度为。T85862263、 弹性卸料板、凸模固定板、凸凹模固定板、垫板的材料为号钢，垫45板的热处理硬度为，其它的热处理硬度为 。4045HRC4348HRC4、 拉深模压边圈材料采用，热处理硬度为。1058625、 推件块、模柄、打杆材料选用号钢，打杆的热处理硬度为45。40456、 紧固螺钉、销钉、卸料钉材料为号钢，紧固螺钉、卸料钉的头部淬45火，热处理硬度为，销钉的热处理硬度为。404543484.9.34.9.3 模具零件的配合模具零件的配合1、因为凸、凹模间隙小于，所以导柱与导套间采用的间隙配0.3mmH6/h5合；导板与凸模间采用的间隙定位配合；因为冲裁件的内形尺寸不大，H7/h6所以推件块内形与凸模间为的间隙配合。H8/82、导套、导柱与底座间采用的过盈配合。H7/63、圆柱销与销孔，凸模与凸模固定板，模柄与上模座间采用的过H7/6渡配合。 5 5 冲压设备的选用与校核冲压设备的选用与校核5.15.1 落料拉深复合模压力机设备的选用落料拉深复合模压力机设备的选用根据以上计算，同时考虑拉深件的高度选取开式双柱可倾压压力机，其主要技术参数如下：J23 16公称压力 160kN滑块行程 70mm最大闭合高度 220mm闭合高度调节量 60mm滑块中心线到床身距离 160mm27工作台尺寸 300mm 450工作台孔尺寸 110 210模柄孔尺寸 40 60垫板厚度 605.25.2 冲孔切边复合模设备的选用冲孔切边复合模设备的选用考虑零件的高度，选用开式双柱可倾压压力机，以保证冲孔切边J23 25的顺利操作，其主要技术参数如下：公称压力 250kN滑块行程 65mm最大闭合高度 270mm闭合高度调节量 55mm滑块中心线到床身距离 200mm工作台尺寸 370mm 560工作台孔尺寸 200 290模柄孔尺寸 40 60垫板厚度 505.35.3 校核模具闭合高度校核模具闭合高度模具闭合高度 应该满足最大 5 最小+ 10式中 压力机的最大装模高度；压力机的最小装模高度；最大最小当为落料拉深复合模时，即220 5 203 (220 60) + 10，所选的压力机满足要求，可以使用。215 203 170J23 16当为冲孔切边复合模时，即270 5 227 (270 55) + 10，所选的压力机满足要求，可以使用。265 227 225J23 256 6 模具的工作原理模具的工作原理286.16.1 落料拉深复合模的工作原理落料拉深复合模的工作原理落料拉深复合模的总装配图如图 10 所示。图 10 落料拉深复合模 本模具是一套倒装式的落料、拉深的复合模。模具的工作过程为：上模下行凸凹模 17 与落料凹模 4 接触开始落料。上模继续下行凸凹模 17 与拉深凸模 20 接触开始拉深。工件成形后，上模上行打杆 14 推动推件块 15 把零件从凸凹模 17 中打出，落料废料由橡胶 18 推动卸料板 19 推出。此模具为前后送料，在送料中有挡料销 6 限位和导料。6.26.2 冲孔切边复合模工作原理冲孔切边复合模工作原理冲孔切边复合模的总装配图如图 11 所示。
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