高盒形件冲压工艺与模具设计

高盒形件的冲压工艺与模具设计摘要冲压模具在实际工业生产中应用广泛。在传统的工业生产中，工人生产的劳动强度大、劳动量大，严重影响生产效率的提高。随着当今科技的发展，工业生产中模具的使用已经越来越引起人们的重视，而被大量应用到工业生产中来。冲压模具的自动送料技术也投入到实际的生产中，冲压模具可以大大的提高劳动生产效率，减轻工人负担，具有重要的技术进步意义和经济价值。根据给定的具体零件图的尺寸和公差要求，并结合生产实际中的使用条件，设计了矩形盒落料拉深复合模以及切边模两套模具。包括：冲裁工艺设计，复合模结构、形式的设计及主要工作部件设计等。涉及模具方案的确定，材料的利用率，压力机的选择，模具正常工作时的情况，模具相应零部件的选取和制造。完成了拉深力、冲裁力、切边力、卸料、定位零件、顶出装置等的计算，然后对主要零部件的设计和标准件进行选择，最后，阐述了对异形凸、凹模的加工过程。关键词：矩形盒，复合模，切边模IStampingprocessanddiedesignforthehighboxabstractPunchingdiehasbeenw1ff8idelyusedinindustrialproduction.Inthetraditionalindustrialproduction,theworkerworkveryhard,andtherearetoomuchwork,sotheefficiencyislow.Withthedevelopmentofthescienceandtechnologynowadays,theuseofpunchingdieintheindustialproductiongainmoreattention,andbeusedintheindustrialproductionmoreandmore.Self-actingfeedtechnologyofpunchingdieisalsousedinproduction,punchingdiecouldincreasetheefficienceofproductionandcouldalleviatetheworkburden，soithassignificantmeaningintechnologicprogressandeconomicvalue.Thispassagehasdesignedrectangularboxdeepdrawingdroppingmaterialcompositemodulusandtrimmingmode,accordingtotherequireofgivenconcretepartdrawingssizeandtolerance,combingingtheusingconditionofrealitywhileproducing.Includingblankingprocessdesign,compoundmouldstructureandformsofdesign,majorworkpartsdesign.Involvingtheschemedeterminationofmould,materialutilization,presschoice,andthenormalworkingconditionofmold,Diepartsselectionandmanufacturing.Completedthecalculationofthedeepdrawingforce,cuttingforce,trimmingforce,unloading,positioningparts,ejectiondeviceetc.Thenchoosingthemainpartsandstandardparts,Finally,expoundsthespecialshapedconvex,concavedieontheprocess,anddrawingthemouldusingpro-e.Keywords:Rectangularbox，Compositemodulus，TrimmingmodeII目录前言1概述.12工艺分析.22.1设计课题.22.2零件工艺分析及方案确定.32.2.1零件工艺分析.32.2.2方案确定.32.3模具结构形式的确定.43主要工艺设计及计算.63.1拉深工艺设计及计算.63.1.1盒形件的修边余量.63.1.2拉深次数的确定.63.1.3盒形件拉深工序图的确定.83.1.4排样.93.1.5拉深凸、凹模尺寸计算.103.1.6拉深凸、凹模圆角半径的确定.113.1.7拉深力计算.113.2落料、冲孔工艺设计及计算.123.2.1冲裁力计算.123.2.2卸料力、推件力和顶件力计算.123.2.3压边力的计算.123.2.4冲裁凸凹模刃口尺寸计算.133.3落料拉深模冲压力的计算.133.3.1确定压力中心.143.3.2压力机的选择.143.4切边设计及计算.143.4.1模具结构特点.15III3.4.2冲切过程.153.4.3切边力计算.153.4.4推件力和顶件力计算.163.5切边总力的计算.163.5.1确定压力中心.163.5.2压力机的选择.164落料拉伸模具零件的设计与计算.174.1工作零件设计.174.1.2下模固定方式.184.1.3凸、凹模的设计.184.2定位零件设计.184.2.1挡料销.194.2.2导料板.194.3卸料装置.194.4推件与顶件装置.194.4.1推件装置.194.4.2顶件装置.204.5模架.204.5.1导柱、导套的布置.204.5.2上、下模座的尺寸.204.5.3导柱、导套.214.6模柄.214.7凹模垫板.214.8固定板.214.9螺钉孔.224.10圆柱销.224.11橡胶弹顶器.234.12工艺零件和结构零件材料的选用.234.13闭模高度的计算.244.14闭模高度校核.24IV4.15压边圈的选择.255切边模模具零件的设计与计算.275.1工艺分析.275.2凹模运动斜度和尺寸设计.275.3凸模.285.4导板.285.5模架.335.5.1导柱、导套的布置.335.5.2上、下模座的尺寸.335.5.3导柱、导套.345.6模柄.345.7垫板.345.8固定板.345.9橡胶弹顶器.355.10弹簧.355.11闭模高度的计算.355.12闭模高度校核.366模具制造工艺设计.376.1异形凸模加工工艺过程.376.2典型凹模加工工艺过程.376.3卸料板加工工艺过程.377模具的经济性分析.388模具的总装配.39参考文献.41致谢.420前言模具计算机辅助设计、制造与分析（CAD/CAM/CAE）的研究与应用，将极大地提高模具制造效率，提高模具的质量，使模具设计与制造技术实现CAD/CAM/CAE一体化。使用UG软件能形象的表示出零件的结构，本次设计利用UG绘制三维零件图装配图。在生产过程中，我们经常会遇到盒形件，对矩形件进行模具设计。矩形件的成形，通过对工艺规程的制定，需要有落料、拉深、切边等模具。平时我们做的设计中落料、落料拉深复合模较多，在这里我要介绍的是第二次拉深单工序模和摆动切边模。矩形件的拉深工艺有两种方法：第一种是在多台小吨位压力机上采用单工序的简单模；第二种工艺是在较大吨位压力机上采用多工序的连续模。前者比后者具有投资小、模具结构简单、产品成本低等优点。在矩形件的拉深过程中，拉深成形工序是矩形件生产的重要工序，因此拉深工艺分析、毛坯形状及尺寸的计算和模具结构设计合理是直接影响矩形件质量的关键技术。随着科学技术的发展需要，模具已成为现代化不可缺少的工艺装备，模具设计是机械专业一个最重要的教学环节，是我们对所学知识的综合运用，通过对专业知识的综合运用，为以后的工作及进一步学习深造打下了坚实的基础。在世界模具工业飞速发展的影响和促进下，我国的模具工业也得到了快速发展。模具的标准化、专业化和产业化取得了长足的进步，引进和研制先进的加工技术和设备、模具新材料的选用为模具制造的进步创造了良好的条件。近年来，为了适应市场的激烈竞争，对产品质量的要求越来越高，且其更新换代的周期大为缩短。冲压生产为适应这一新的要求，开发了多种适合不同批量生产的工艺、设备和模具。其中，无需设计专用模具、性能先进的转塔数控多工位压力机、激光切割和成形机、CNC万能折弯机等新设备已投入使用。特别是近几年来在国外已经发展起来、国内亦开始使用的冲压柔性制造单元（FMC）和冲压柔性制造系统（FMS）代表了冲压生产新的发展趋势。本毕业设计是高形盒模具设计，涉及落料、拉深复合模以及切边模设计。条料放入模具后，上模座随着滑块下行，落料后的零件在推料块的作用下与拉深凸模接触，进行拉深，落料拉深结束后，取下放在切边模上进行切边。11概述我国冷冲压模具现状及前景有的已成为世界排头兵，取得了良好的经济效益。据了解，现在我国冷冲压产业中至少有70%为民营企业，为我国冷冲压业发展的主力军。我国逐步成为世界冷冲压行业大国和出口大国，拥有广阔的市场和消费潜力。国际市场上，欧美发达国家由于生产技术快速发展与劳动力价格升高，将普遍性产品转由发展中国家生产，仅生产高附加价值的产品，而我国又拥有强大的市场潜力，所以更有利发展为五金加工出口大国。我国的手工工具市场主要分布在浙江、江苏、上海、广东、山东和台湾等地方，其中浙江和广东最为突出。浙江的永康向来就被称为“手工工具之乡”，而且浙江人的市场操作意识相当强，从当初的火锅产品、不锈钢保温杯到去年风靡一时的滑板车，给他们带来了滚滚财源。广东也即将成为世界五金工具模具中心。目前，在深圳周边及珠三角地区聚集了6000多家模具企业，从业人员超过20万人。已连续在深圳举办了五届的华南国际模具展，吸引了25个国家和地区的1000多家企业参加，是当今中国最具专业化、国际化水准的模具工业展会。据报道，全世界刀具市场需求不断增长。其中欧洲、北美国家增长稳定，特别是东欧国家；亚洲市场略有回升，市场潜力很大，拉美国家市场明显增长，尤其是墨西哥。目前世界切削刀具销售额超过100亿美元，工业发达的欧洲、北美、日澳三大市场占有75%80%。在亚洲，中国也是一个重要市场。据预测，我国刀具需求在7080亿元人民币之间，其中高精、高效、高可靠性的现代刀具，如硬质合金和陶瓷等超硬刀具材料可转位刀具的消费额约为12亿元人民币，其中80%85%依赖进口，模具制造使用的刀具进口占90%以上。在过去一年中，刀具市场之所以需求增长缓慢，主要是因为刀具寿命增加，再有就是用户针对整个制造过程提出要求，取代了许多的机床和刀具。以及多功能刀具的应用增多，替代了很多以往单功能的简单刀具。今后用户将更加强调生产厂对刀具的研究和发展，不仅是在材料和表面涂层技术领域，而且也在刀具产品及其生产工艺过程方面注重生产实践，帮助刀具制造厂增加在它们所熟悉领域中的市场竞争力。22工艺分析2.1设计课题图2.1工件图材料：Q235钢厚度:0.6生产批量：大批量生产抗剪强度：)/(MPa184抗拉强度：b602352.2零件工艺分析及方案确定2.2.1零件工艺分析冲裁件的工艺性是指从冲压工艺方面来衡量设计是否合理。一般的讲，在3满足工件使用要求的条件下，能以最简单最经济的方法将工件冲制出来，就说明该件的冲压工艺性好，否则，该件的工艺性就差。当然工艺性的好坏是相对的，它直接受到工厂的冲压技术水平和设备条件等因素的影响。以上要求是确定冲压件的结构，形状，尺寸等对冲裁件工艺的实应性的主要因素。根据这一要求对该零件进行工艺分析1。制件尺寸公差无要求，故按IT13级选取。由于制件结构简单，形状对称，适于冲裁加工。冲压件的材料分析Q235钢的抗剪强度，抗拉强度18)MPa4(，此种材料有足够的强度，适合于冲压生产。MPab460235根据以上数据分析，此产品冲压工艺性较好，无悬臂和狭槽。该零件是大批量生产，故采用冲压模具进行生产可以取得良好的经济效益，可以降低零件的生产成本。2.2.2方案确定首先根据零件的形状确定冲压工序类型和选择工序顺序。冲压该零件需要的基本工序有落料、拉深、切边。方案一：先落料，再拉深，最后切边，采用单工序模生产。方案二：先落料拉深复合模，再切边模生产。方案三：落料、拉深、切边复合冲压，采用复合模生产。方案一均为单工序，虽然各个模的设计会简单些，强度、精度也能很好的达到要求，但是模具的设计量太大，而且加工过程需要多次定位，很是麻烦。方案三可以直接拿落好的料进行加工，这样一来只需要一副模具，大大减少模具设计任务，但是，由于拉深后材料会有所收缩，在盒口处需要切边，根据计算，这样复合模的壁太薄，强度不够，所以方案三不行。方案二既能达到模具的设计要求，也能尽可能减少工作量，而且两个工序放在一起，也能充分发挥一副模具的作用，提高生产效率。通过对比，方案二比较适合该零件，采用方案二。2.3模具结构形式的确定a总体结构为正装复合模。4b卸料装置采用刚性卸料装置，以便于制造与操作。c顶件装置采用顶件器顶出制件。d为了使模具具有良好的导向精度，选择导柱、导套导向的模具结构。e复合模工序的先后顺序排列有利于成形及模具制造，维修。f压力机在一次行程内能完成落料拉深工序。g压力机在一次行程内完成切边工序53主要工艺设计及计算3.1拉深工艺设计及计算3.1.1盒形件的修边余量一般情况下，盒形件在拉深后都需要修边，所以在确定毛坯尺寸和进行工艺计算之前，应在工件高度或凸缘宽度上加修边余量，无凸缘盒形件的修边余量也可查得。当，所以，取H=0.05，（查2048r0H08.50H）（40H冲压设计资料表4-24）矩形件的计算高度H=843.1.2拉深次数的确定由，次查下表可知拉伸及34.160810tBH毛坯相对厚度10tB拉深次数1.32.010.500.580.650.7520.700.801.001.62.042.053.03.44.05.064.04.55.06.0该工件是高盒形件，毛坯形状是椭圆。拉深计算按表4-34所列的第一种方法1.假象毛坯直径D=1.13）（）（底底底r18.0-.r4-.0r72.1-)r43.0-(2HHB=1.13）（）（）（4686866=1.13）（）（418.0-6.4-5.08472.1-824036=1.13659.=1.13150=1702.毛坯长度280)(BADL3.毛坯宽度r2)43.(r-ABHK=2074.毛坯半径5.103.Rb5.工序比例序数ALBK1x=7028=1.156.初步估算拉深次数N=37.65-43n067.r查冲压设计资料图，B.t3.9bt10abnn，工序间距离：.5an8.n-1道工序半径nyyb.01-BR）（=0.530+5.6=20.69.角部间隙（包括t在内)yn207.-r41.bxB=5.6+0.414-0.20730=5.6+1.64-6.21=1.03710.n-1道拉深尺寸2.186.5170b2n1-nAaB11.（n-2）道拉深半径由冲压设计资料表4-15查得）（）（）（21-nnyym4.2678.01-m2-R12.工序间的距离3.-.-byy1-n）（）（6823.xa1-n13.（n-2）道拉深尺寸56.1.50a21-n-n）（）（B893)6(27)(bA14.判断能否由毛坯直接拉到n-2道工序59.0c.-502mby1DR）（）（0-ybB由冲压设计资料表4-15查得表示可由平毛坯直接拉出n-，59.80m12道尺寸，即共需三道拉深工序便可拉出。15.工序高度：H=843.1.3盒形件拉深工序图的确定拉深工序图如下：图3.1拉伸工件83.1.4排样1.搭边值：圆形或类似圆形冲压件矩形活类似矩形冲压件长50矩形或类似句型冲压件50拌料厚度taa1aa1aa10.251.01.51.010.81.01.01.02.611.51.03.21.51.82.03.02.43.42.53.04.033.52.04.32.工件间侧面8.0a0.1a3.选有侧压装置4.条料宽度：6.280-0-）（DB5.导尺间的距离）（1zaZA=289.6式中：B条料宽度的基本尺寸D垂直于送料方向的工件最大尺寸a侧搭边值z1条料与导齿间最小间隙条料宽哥的单向极限偏差其中分别由模具实用技术设计综合手册表1-1-16和表1-1-18查得。z,5.排样方法：直排、有废料排样6.选板材：1502冲裁件的排样及材料利用率查冲压设计资料表2-22：采用斜排9材料利用率：=10hnBF式中：F冲裁件面积N一个进距内冲件数目B条料宽度h进距一张板料上总的材料利用率=总%10nLF总由半径为R=0.5K的两个半圆和两条平行边所构成的长图3.2落料件R=103.5L-2R=73进距208.17akh1%9.77.排样图如下：10图3.3排样图3.1.5拉深凸、凹模尺寸计算一、间隙的确定1、间隙值应合理选取，否则，z过小会增加摩擦力，使拉深件容易破裂，且易擦伤表面，和降低模具寿命；z过大，又易使拉深件起皱，且影响工件精度。用压边圈72.06.121tZ不用压边圈不用压边圈.3t二、拉深模工作部分尺寸的确定非圆形凸凹模的制造公差可根据工件公差选定。若拉深件的公差为IT13级时，凸凹模制造公差采用IT9级精度。根据模具实用技术设计综合手册，查得对于，。mL194m250.凹m125.0凸5.0.019475.凹凹）（0125.68凸）（凸z对于，B16.2凹.凸4.020.01675.4凹）（凹1.9凸）（凸z式中：拉深件公称尺寸；L、：拉深凸模和凹模刃口尺寸；凸凹凸凹、B：拉深件公差；：凸模和凹模间的间隙；Z11：凹模和凸模制造公差；凸凹、注:以上只是首次拉深的尺寸计算。3.1.6拉深凸、凹模圆角半径的确定拉深凹模圆角半径也可以根据工件材料的种类与厚度来确定。根据模具实用技术设计综合手册表1-3-48得：,9t105.r凸12r凸83凸,6凹56.2凹r凹3.1.7拉深力计算查冲压设计资料得到以下拉深力的计算：KNKF063.97.416.02.14.3tdcpb118522B25.4.7.-tr7.-45b3）（）（:材料抗拉强度b3.2落料、冲孔工艺设计及计算3.2.1冲裁力计算在生产使用中，考虑到刃口变钝、间隙不匀和材料性能波动等原因素，通常使用：L=2b+4（a-b）=135629.160.1356.t2.1落P3.2.2卸料力、推件力和顶件力计算卸料力：KNPK8.6193204.x冲推件力：2.1.5.tnt冲12顶件力：KNPK15.029.160.d冲顶3.2.3压边力的计算FqQ查表得q=3（兆帕）压边圈面积：21m98.27654.18.9342078-4BA压边力：KNFQ3.9.276533.2.4冲裁凸凹模刃口尺寸计算落料件尺寸取决与凹模尺寸，落料模先决定凹模尺寸，用减小凸模尺寸来保证冲裁间隙值。根据模具实用技术设计综合手册表1-1-27Q235钢的冲裁模具初始双面间隙值为mZ042.inmZ054.ax对于L=280mm查根据模具实用技术设计综合手册表1-1-38，凸模和凹模制造公差。查得，,5.0.x04.04.凸凹，校核Zm12.58minax凹凸L04.0)5.2(凹）（凹45.729对于K=207mm查根据模具实用技术设计综合手册表1-1-38，凸模和凹模制造公差。查得，4.075.x01.025.凸凹，mK.0)47(凹）（凹m25.601.in)32.6()(凸凸Zx01.89式中：和：冲件公称尺寸；LK：冲件公差；：落料凸、凹模刃口尺寸；凹凸凹凸、13：最小冲裁间隙；最小Z：磨损系数，与冲件精度有关；x：凸、凹模制造公差；凹凸、3.3落料拉深模冲压力的计算因为该装置采用刚性卸料装置和上出料方式，所以KNPPdx542.63压冲拉总3.3.1确定压力中心为了保证压力机和模具正常工作，必须使冲模的压力中心与压力机滑块中心线相重合。否则，在冲压时会使冲模与压力机滑块歪斜，引起凸凹模间隙不均和导向零件加速磨损，造成刃口和其它零件的损坏，甚至还会引起压力机导轨磨损，影响压力机精度。按比例画出工件形状零件图，因为工件左右对称，所以模具的压力中心即在工件的几何中心处。3.3.2压力机的选择深拉深时压力机的公称压力：，式中为冲压工艺总力，与模具结构有关。所以总FP)0.251(总，所以。KNF94.0KNP10选用压力机J23-100公称压力：1000KN滑块行程：130滑块行程次数：38最大闭合高度：480闭合高度调节量：100滑块行程次数（次/分钟）：70工作台尺寸（前后mm左右mm）：7101080工作台孔尺寸(前后mm左右mm)：380560500模柄孔尺寸（直径mm深度mm）：607514垫板尺寸：100滑块底面尺寸：360工作台板厚度：903.4切边设计及计算3.4.1模具结构特点该模具用于矩形件切边的切边模模具结构。查阅冲压工艺与模具设计实例分析4，切边模是通过凹模在x、y两个水平方向前后左右移动，与固定的凸模之间，在压力机的一次行程中顺序冲切盒形件的余边。切边模操作简单，生产效率高，切边质量好；但模具制造难度和生产成本较高，只有在大批量生产条件下使用才是经济合理的选择。3.4.2冲切过程切边凹模11放在托板3上，拉深毛坯件安放在凸模上，其外形与工件内形吻合，工件高度尺寸超出凸模刃口下边缘4mm，即需要切下的余量。限位柱用来推动凹模上平面，使凹模在导板内准确移动，开模时，限位柱下端面距离凹模上平面的距离为顶板距凸模上平面的距离加上凸模刃口与凹模刃口之间的距离。即限位柱接触到凹模时，凸、凹模刃口正好配合进行切边。当顶板随压力机下行时，在限位柱的推动下，凹模下行的同时，在导板的作用下作水平移动，凸、凹模刃口配合完成切边工序。压力机上行时，依靠模具下部的弹顶器，使凹模复位。上模上行，限位柱离开凹模后，在弹簧作用下将工件推出。3.4.3切边力计算KNLt41.5760.43.1.式中：冲裁件周长（）；m：；t.：为材料之抗剪强度；所以KNp41.57切冲153.4.4推件力和顶件力计算根据模具实用技术设计综合手册表1-2-25，系数、的数值，查xKtd得：=0.05；=0.05；tKd推件力：NPntt74.51.05.2冲顶件力：Kd3476冲3.5切边总力的计算dP冲总所以KNp61总3.5.1确定压力中心为了保证压力机和模具正常工作，必须使冲模的压力中心与压力机滑块中心线相重合。否则，在冲压时会使冲模与压力机滑块歪斜，引起凸凹模间隙不均和导向零件加速磨损，造成刃口和其它零件的损坏，甚至还会引起压力机导轨磨损，影响压力机精度。按比例画出工件形状零件图，因为工件左右对称，所以模具的压力中心即在工件的几何中心处。3.5.2压力机的选择压力机的公称压力：选用压力机J23-80公称压力：800KN滑块行程：130滑块行程次数：60最大闭合高度：380闭合高度调节量：100滑块行程次数（次/分钟）：60工作台尺寸（前后mm左右mm）：800540工作台孔尺寸(前后mm左右mm)：21038026016模柄孔尺寸（直径mm深度mm）：6075工作台板厚度：1004落料拉深模具零件的设计与计算4.1工作零件设计4.1.1上模固定方式查冷冲压模具图集，凸凹模和凸模固定板用过渡配合，借螺钉夹紧，销钉定位，紧固在模座上。零件之间配合为过渡配合。4.1.2下模固定方式落料凹模采用凹模最常见的固定方式，螺钉紧固，销钉定位。拉深凸模与下模座过渡配合，通过螺钉紧固。4.1.3凸、凹模的设计1、落料凹模设计(1)凹模高度查冲压设计资料，表2-40可查出凹模高度与壁厚，取，hCmh32。但考虑到模具的装配取。mC48m5凹模长度L3264820(2)凹模的固定方法凹模的固定方法与凸模的固定方法相似，采用机械固定法。本设计采用螺钉和销钉固定。2、凸凹模设计(1)凸凹模高度的确定17hhL4321=64+20+20+4+52：凸凹模固定板的厚度1：工件的高度2h：附加高度3：导料板高度4：卸料板高度h(2)凸凹模固定方法凸模与固定板紧配合，上端带有台肩，以防拉下。)67(fH(3)凸凹模壁厚的校核由冲压设计资料，表2-43得凸凹模的最小壁厚。ma8.3由装配图得，凸凹模壁厚为20mm远大于3.8mm，故满足条件。3、拉深凹模结构设计考虑本成品的零件结构形式，本凹模采用矩形凹模，其材料与凸模一样采Cr12MoV，热处理的硬度为58-62HRC，内形尺寸即半成品的外形。BL6.1942.凹模高度Hm0凹模外形尺寸。L1492.703.8凹模校核：兆帕弯.540136.P5.22兆帕弯弯474、拉深凸模的设计根据半成品的内形尺寸和拉深凹模尺寸可确定拉深凸模的尺寸为526.19.4HBL4.2定位零件设计定位至少应有三个支承点，两个导向点，一个定程点。保证各点之间有足够的距离，保证板坯定位稳定。184.2.1挡料销挡料销的功能是保证条料有准确的送料距。采用台肩式挡料销，并且固定在凹模上。由于固定部分和工作部分的直径有差别，不至于过分的削弱凹模强度，而且台肩式挡料销制造容易、结构简单、操作方便。4.2.2导料板导料板又称导尺，用于条料送进过程中对条料侧面进行导向。查冲压设计资料，查得导料板的厚度为。mH8为使条料顺利通过，导料板间的距离应等于条料的最大宽度加上间隙值（一般大于），所以导料板的宽度为。根据m5.0m2483,查得导料板的各部分尺寸。8126GB4.3卸料装置a采用刚性卸料装置。b刚性卸料板用3个沉头螺钉定位。c卸料板厚度为25mm。4.4推件与顶件装置把制件从装于上模座的凸凹模中推出的零件，称为推件装置，若从装于下模座的凸模上从下往上顶出制件，则为顶件装置。4.4.1推件装置1、推件装置的推力可利用压力机上的打杆在打杆横梁作用下得到。顶件装置的顶力一般利用橡胶，顶杆等得到。推板的形状要按被推的制件形状设计。设计要合理，要在保证能平稳推下制件的前提下，受力点尽量少些。为使推荐力均衡分布，推杆要均匀分布，长度一致。其尺寸可查实用模具设计与制造手册，表2-96.（GB2867.4-81）2、推杆的材料应有一定的刚度，一般要经过淬火处理。19推杆的直径和长度一般已经标准化，可按国标选取。穿过模柄的孔，把压力机滑块上的打杆横梁的力传给推板的杆件，称为打杆。打杆的长度的确定可按下式进行计算CL21m80597式中：打杆长度；)(：顶出状态时，打杆在上模座平面以下的长度；1)(m：压力机滑块底平面到打杆横梁孔间最小尺寸;2L：考虑各种误差而加的常数，一般取。CC1503、推件块与凸模的配合一般为较松的间隙配合，也可以根据板料厚度取适当间隙。4.4.2顶件装置顶件装置由顶杆、顶件块和弹顶器组成。顶件装置对坯料有压料的作用，故冲件平直度较高。弹顶器可做成通用的。在设计弹性顶件装置中的顶件块时，模具闭合时，顶件块背后有一定空间，以备修磨和调整的需要；模具开启时顶件块必须顺利复位，且工作面应高出凹模平面0.20.5mm，以保证可靠顶件。顶件块与凸模为间隙配合，其外形尺寸一般按照公差与配合国家标准h8制造，也可以根据板料厚度去适当间隙。4.5模架模架包括上模座、下模座、导柱和导套。4.5.1导柱、导套的布置常见的导柱导套布置形式有三种：a后侧式导柱：可三面送料，操作方便，广泛用于导向要求不太高的情况；b中间导柱和对角导柱：导向准确，适用于共建精度要求较高或无间隙、小间隙冲模，但操作不如上一种方便c四个或六个导柱导向：导向情况最好，但结构复杂，只有在冲大型工件、20零件要求特别高的工件或大量生产用的自动化冲模才采用考虑到凹模周界较大，不考虑后侧导柱模架，本设计采用中间导柱模架。4.5.2上、下模座的尺寸上下模座的作用是直接或间接地安装冲模的所有零件，并分别于压力机的滑块和工作台连接，以传递压力。模座的外行尺寸根据凹模周界尺寸和安装要求确定，对于矩形模座其长度应比凹模板长度大4070mm，而宽度可以等于或略大于凹模板的宽度，但应该考虑有足够的安装导柱、到套的位置。模座的厚度一般取凹模板厚度的1.01.5倍，考虑受力情况，上模座厚度可以比下模座厚度小510mm。上模座的外形尺寸为604下模座的外形尺寸为m75上下模座的材料均采用铸铁2HT4.5.3导柱、导套导柱和导套间的配合性质分为滑动导向配合和滚动导向配合。因为滚动导向配合多用于精冲模、高速冲裁模、硬质合金冲模和小间隙精密冲模。故本设计采用滑动导向配合。故本设计采用滑动导向配合。导套孔与导柱间采用、的间隙配合。查冲压设计资料，表56hH678-25以及表8-26查得导柱：（GB/T2861.1-81）m2904导套：（GB/T2861.6-81）45mm150mm58mm4.6模柄中、小型模具的上模常通过模柄将其固定在压力机的滑块上带动上下运动，常用的模柄型式可见冲压设计资料，表2-107采用压入式模柄，它与模座孔采用有过渡配合。查模具实用技术设计综合手册表1-7-32（GB2862.1）67mH取尺寸。材料为A3钢。980214.7凹模垫板由于凹模高度设计的在装配图上还是较小，需加垫板。常用材料为45钢、T7A。外形尺寸与凹模一致，厚度与外形尺寸有关，可取25mm。4.8固定板固定板主要用于将凸模、凹模或凸凹模固定在模座上，其平面轮廓尺寸除了应保证凸、凹模安装孔外，还应考虑螺钉和销钉的位置，厚度一般取为凹模厚度的。本设计中固定板的厚度为%806。m54.9螺钉孔螺钉主要承受拉应力，用来连接零件。常用的有内六角螺钉和各种带槽的柱头螺钉，螺钉孔结构尺寸配合见表4.1。表4.1螺钉孔尺寸配合表dDD1minHmaxM6711325M8913.5435M1011.516.5545M1213.519.5655M1617.525.587522图4.1螺钉孔尺寸配合示意图4.10圆柱销圆柱销主要起定位作用，并承受一定的侧向力，中小型模具中一般用两个圆柱销定位。圆柱销为标准件，查实用模具设计与制造手册，表2-118（摘自GB119-76），可得圆柱销各尺寸。4.11橡胶弹顶器橡胶允许承受的载荷较弹簧大，并且安装调整方便，所以在冲裁模中应用较多。冲裁模中用于卸料的橡胶有合成橡胶和聚氨酯橡胶，其中聚氨酯橡胶的性能比合成橡胶优异，是常用的卸料弹性元件。所以本设计中采用聚氨酯橡胶。为保证卸料正常工作，应使橡胶的预压力大于或等于顶件力，即yF顶F。顶FyKN149.223橡胶压缩时产生的压力按下式计算ApF式中：橡胶的横截面积；：与橡胶压缩量、形状有关的橡胶弹簧的单位压力，一般取23MPa；本设计中橡胶外径为315mm，内径为52mm。pDF221KN3.27)62()5.17.(4.3由装配图得橡胶的压缩量为64mm，橡胶压缩量30%，所以橡胶的自由高度为214mm。橡胶高度h与外径D之比应满足，5.1.0Dh67.031524满足。故选用的橡胶弹簧满足顶件力的要求。4.12工艺零件和结构零件材料的选用根据冲压工艺与模具设计实用技术6,材料选择见表4.2表4.2工艺零件和结构零件材料的选用零件名称选用材料零件名称选用材料上、下模座HT200螺钉45导柱20销钉45导套20打板45凸凹模固定板Q235顶杆、推杆45导料板Q235压边圈T8A卸料板Q235模柄A3垫板45推件块454.13闭模高度的计算通过从装配图上测量得到，模具的闭模高度为344mm冲模的闭合高度是模具在最低工作位置时，上模座上平面与下模座下平面24之间的距离H。冲模的闭合高度必须与压力机的装模高度相适应。压机的装模高度是指滑块在下死点位置时，滑块下端面至垫板上平面间的距离。当连杆调至最短时为压机的最大装模高度；连杆调至最长时为为最小装模高度。maxHminH冲模的闭合高度H应介于压机的最大装模高度之间，其关系为：maxHminmax如果冲模的闭合高度大于压机最大装模高度时，冲模不能在该压力机上使用。反之小于压力机最小装模高度时，可加经过磨平的垫板。冲模的其它外形结构尺寸也必须和压力机相适应，如模具外形轮廓平面尺寸与压力机垫板、滑块底面尺寸，模柄与模柄孔尺寸，下模缓冲器平面尺寸与压力机垫板孔尺寸等都必须相适应，以便模具能正确安装和正常使用。闭模高度满足条件的。4.14闭模高度校核前面由冲压力初选1600KN的压力机，最大闭合高度为450mm，最小闭合高度220mm。而模具的闭合高度必须与压力机的闭合高度相适应，应介于压力机最大和最小闭合高度之间，一般可按如下关系式确定，即：105最小模最大hh3240一般冲裁时压力机的吨位应比计算的冲压力大30%左右。拉深时压力机吨位应比计算出的拉深力大60%-100%。滑块行程长度应保证毛坯能顺利地放入模具和冲压件能顺利地从模具中取出。特别是拉深件应使滑块行程长度大于制件高度的2.5-3倍。工作台面长、宽尺寸应大于模具下模座尺寸，并每边留出50-100mm，以便安装固定模具用的螺栓和垫板。经过综合分析所选压力机可以满足模具工作要求。4.15压边圈的选择1.压边圈的厚度：20mm2.压边圈的外径:232mm253.压边圈的内径:177mm265切边模模具零件的设计与计算5.1工艺分析由于拉深件周边高度不平齐，为了使周边平整美观达到工件所需的高度，必须采用辅助工序修边，采用模具修边比机械切削加工效率高，而且切边后工件不变形，表面光洁度高、平整、高度一致，而且薄壁件采用机械加工对机床及刀具要求都较高。由于拉深模的间隙不均匀、拉深材料各向异