套环冲压工艺及模具设计

套环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。冷冲压是一种先进的金属加工方法，它是建立在金属塑性变形的基础上，利用模具和冲压设备对板料金属进行加工，以获得所需要的零件形状和尺寸。冷冲压具有生产率高、产品尺寸精度稳定、操作简单、加工成本低、材料利用率高、容易实现机械化和自动化等一系列优点，特别适合于大量生产。本文主要是根据零件的生产技术要求，设计了落料拉深冲孔和翻边模复合再一起。因为板料、设备和模具是构成冲压加工的三个必要因素，此三要素是冲压所必要的硬件条件，再通过人们的对他们在有机地协调，包括进行合理的工艺性设计、计算以有效的组织管理。有在整个设计过程中，分性零件加工工艺和模具的设计是同样的重要，同时模具是为实际生产所服务，所以，设计出来的模具结构不但要可行，即达到预期目的，而且要让工人操作起来简单方便，另外还要尽量少花钱，即经济性。关键词：冷冲压，落料，拉深，冲孔，翻边IPressingTechnologyandDieDesignofLanternRingABSTRACT：Punchingdiehasbeenwidelyusedinindustrialproduction.Inthetraditionalindustrialproduction,theworkerworkveryhard,andtherearetoomuchwork,sotheefficiencyislow.Withthedevelopmentofthescienceandtechnologynowadays,theuseofpunchingdieintheindustialproductiongainmoreattention,andbeusedintheindustrialproductionmoreandmore.Self-actingfeedtechnologyofpunchingdieisalsousedinproduction,punchingdiecouldincreasetheefficienceofproductionandcouldalleviatetheworkburden，soithassignificantmeaningintechnologicprogressandeconomicvalue.AbstractColdstampingisakindofadvancedmetalprocessingmethod,itestablishesonthemetalfoundationwithdeformedplasticity,processesusingmouldandstampingequipmentforboardmaterialmetalinordertogettheelementshapeandsizeneeded.Itisbeenproductivityhighthatcoldstampinghas,productsizeprecisionstabilizeandoperatesimple,finishedcostlow,overallmaterialutilizationfactorhigh,easyrealizationaseriesofadvantagessuchasmechanizationandautomation,suitplentyofproductionsespecially.Thispaperisdesignedmainlyaccordingtotheproductiontechnicalrequirementofelementfalltoexpectpullistwopairsofsidecompoundmoulddeepandrushholecut.Becauseboardmaterial,equipmentandmouldarethe3necessaryfactorsthatformstampingprocessing,3thisessentialfactorsisstampingthehardwareconditionofplacenecessity,knowagainsurpassMenforthemincoordinateorganicly,includecarryingoutreasonabletechnologydesignandcalculationsoaseffectiveorganizationmanages.Haveinentiredesigncoursein,thedesignofminuteelementprocessingtechnologyandmouldissameandimportant,atthesametime,mouldistoserveactualproductionplace,so,themouldstructurethatdevisedwillbenotonlyfeasible,reachesexpectedpurposeandtoletworkeroperatingandsimple,convenienceisasfaraspossiblefewadditionallytospendmoney,economy.IIKeywords:Coldstamping，falltoexpect，pulldeeply，rushhole，flangingIII目录1绪论.11.1板料成形行业的现状.11.2我国板料成型技术的发展.11.3板料成形的缺陷.22冲压件设计方案及分析.42.1冲件图.42.2冲压件工艺性分析.42.3工艺方案分析.73第一套落料拉伸冲孔复合模设计及主要零件工艺计算.93.1零件的工艺计算.93.1.1确定排样、裁板方案及利用率的计算.93.1.2计算模具压力中心.103.1.3各部分工艺力的计算.103.1.4压力机的选择.133.1.5主要工作部分尺寸计算.143.2模具总体设计.163.2.1模具的主要零件设计.163.2.2压力机的校核.233.3模具的装配与调试.243.3.1模具总装图.243.3.2模具的装配.243.3.3模具的调试.264第二套翻边模的设计.274.1零件的工艺计算.274.1.2计算压力中心.274.1.3压力机的选择.284.1.4主要的工作尺寸计算.28IV4.2模具的总体设计.294.2.1主要的零部件设计.294.2.2压力机的校核.314.3模具的装配与调试.324.3.1模具总装图.324.3.2模具的装配与调试.334.3.3模具的调试.34结论.35参考文献.36致谢.3701绪论1.1板料成形行业的现状进入90年代以来，高新技术全面促进了传统成形技术的改造及先进成形技术的形成和发展。21世纪的板料成形技术将以更快的速度持续发展，发展的方向将更加突出“精、省、净”的需求。板料成形技术将更加科学化、数字化、可控化。科学化主要体现在对成形过程、产品质量、成本、效益的预测和可控程度。成形过程的数值模拟技术将在实用化方面取得很大发展，并与数字化制造系统很好地集成。人工智能技术、智能化控制将从简单形状零件成形发展到覆盖件等复杂形状零件成形，从而真正进入实用阶段。注重产品制造全过程，最大程度地实现多目标全局综合优化。优化将从传统的单一成形环节向产品制造全过程及全生命期的系统整体发展。对产品可制造性和成形工艺的快速分析与评估能力将有大的发展。以便从产品初步设计甚至构思时起，就能针对零件的可成形性及所需性能的保证度，做出快速分析评估。成形技术将具有更大的灵活性或柔性，以适应未来小指量多品种混流生产模式及市场多样化、个性化需求的发展趋势，加强企业对市场变化的快速适应。1.2我国板料成型技术的发展我国的板料成型技术，近几年来取得了很大的发展，但与发达国家相比依然存在着相当大的差距，为了适应现代制造产品快速的市场竞争需要，实现板料的快速高效、低成本的生产要求，国内外许多学者对板料的塑性成形新技术进行了大量的研究，从无多点成形，数字化渐进成形，到喷丸成形，激光热应力弯曲成形等，并取得了一定的成果。我们应当根据我国自身的特点，借鉴发达国家的发展技术和经验，围绕专业化和产业化项目，以高校和科研单位为技术支持，企业为应用基地，形成产品、设备、材料、技术的企业联合实体，形成既能开发创新，又能迅速产业化的良性循环。在熟练应用、剖析、借鉴引进技术，最大限度地消化、吸收其长处和有关国外先进适用的理论与实际研究成果基础上，不失时机地走自己的技术创新之路，依靠政府扶持，产学研究结合，集中有限财力与人力，加速研究开发具有我国自主版权、适合我国国情的板料冲压成形过程。目前，国内外对冲压成形理论的1研究非常重视，在材料冲压性能研究、冲压成形过程应力应变分析、板料变形规律研究及坯料与模具之间的相互作用研究等方面均取得了较大的进展。特别是随着计算机技术的飞跃发展和塑性变形理论的进一步完善，近年来国内外已开始利用有限元（FEM）等数值分析方法模拟金属的塑性成形过程，设计人员可根据其分析结果预测某一工艺方案成形的可行性及可能出现的质量问题，并通过在计算机上选择修改相关参数，来实现工艺及模具的优化设计。这样既节省了昂贵的试模费用，也缩短了制模周期。研究、推广能提高劳动生产率及产品质量，降低成本和扩大冲压工艺应用范围的各种冲压新工艺，也是冲压技术的发展方向之一。目前，国内外相继涌现出了精密冲压工艺、软模成形工艺、高能高速成形工艺、超塑性成形工艺及无模多点成形工艺等精密、高效、经济的冲压新工艺。冲模的设计与制造目前正朝以下两方面发展：一方面，冲模正向高效率、高寿命、高精度及多工位、多功能方向发展；另一方面，为了适应产品更新换代和试制或小批量生产的需要，锌基合金冲模、聚氨酯橡胶冲模、薄板冲模、钢带冲模、组合冲模等各种简易冲模及其制造技术也得到了迅速发展。模具CAD/CAE/CAM技术是改造传统模具生产方式的关键技术，工程技术人员能借助计算机对产品、模具结构、成形工艺、数控加工及成本等进行设计和优化，从而缩短模具设计和制造周期，降低生产成本，提高产品质量。随着功能强大的专业软件和高效集成制造设备的出现，以三维造型为基础、基于并行工程（CE）的模具CAD/CAM/CAE技术正成为发展方向，它能实现制造和装配的设计、成形过程的模拟和数控加工过程的仿真，还可对模具可制造性进行评价，使模具设计与制造一体化、智能化。为了满足大批量高速生产的需要，目前冲压设备也由单工位、单功能、低速压力机朝着多工位、多功能、高速和数控方向发展，加之机械手乃至机器人的大量使用，使冲压生产效率得到大幅度提高，各式各样的冲压自动线和高速自动压力机纷纷投入使用。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要求，开发了多种适合不同批量生产的工艺、设备和模具。1.3板料成形的缺陷板料成形的缺陷有起皱、开裂和回弹。在薄板冲压成形过程中当切向压应力达2到或超过板料的临界应力时，就可能发生起皱。实际冲压成形时，一般常采用调节压边力和设置拉伸筋的方法控制拉深过程中冲压件突缘与侧壁起皱，但由此又会导致板材成形极限下降，使冲压件过早地发生破裂。特别是对于形状复杂或深度大的冲压件来说，既要保证成形形状或深度又要抑制起皱发生，在实际加工工艺中常常是比较困难的。当起皱与破裂两者发生矛盾时，起皱的抑制必须以板材不破裂为基本条件，所以防止起皱的难点在于抑制起皱成形规律的强有力工具。研究表明应力状态的各向异性以及进入侧壁的板料的曲率对起皱的影响最大，各向异性指数增大时，板料发生起皱时拉伸距离也变大。开裂是由于材料的强度或塑性不足，当拉应力超过临界值时便会发生。开裂发生的位置主要在：凸模端部、侧壁、凸模圆角部位、法兰部分和拉伸筋部分由于开裂的影响因素也很多，因此到目前为止还没有十分精确的判断开裂的准则。回弹是板料成形后不可避免的现象，回弹现象主要表现为整体卸载回弹、切边回弹和局部卸载回弹，当回弹量超过允许容差后，就成为成形缺陷，影响零件的几何精度。因此，回弹一直是影响、制约模具和产品质量的重要因素。早期的解决工作主要基于解析法对一些简单零件纯弯曲或拉弯成形的回弹进行分析。最早基于弯曲工程理论模型对理想弹塑性板弯曲的回弹问题进行了研究。首先建立了板弯曲的精确数学理论，并对刚塑性宽板纯弯曲问题进行了研究。现在人们逐渐寻找一些新的研究回弹问题的模型，这样能够研究更多种因素。采用了一种新的各向不等硬化模型，并且将这种硬化模型和四个屈服公式用在了二次方程式、三参。由于应用于板料成形的有限元方法的不断发展，人们逐渐对有限元模拟回弹进行了研究。由于回弹是成形的最后一步，成形过程模拟中产生的任何误差都会积累到回弹计算阶段；因此，回弹模拟结果的准确性很大程度上取决于成形过程的模拟精度。回弹问题的有限元模拟受到许多因素的影响：厚度方向积分点的数量、元素类型、网格大小、与凹模台肩处每个元素接触角度、惯性和接触算法的影响。不仅如此回弹还受到很多物理参量的影响：材料性质、硬化规则、摩擦系数、压边力和卸载过程。今后回弹仍将是板料成形研究的主攻方向之一。随着社会经济的发展，人们对工业产品的品种、数量、质量都有越来越高的要求。为了满足人们的要求，世界上各个工业发达国家都十分重视模具技术开发。模具技术已经成为一个国家产品制造水平的重要标志之一。随着工业生产的迅速发展，模具工业在国民经济中的地位将日益提高，模具技术也会不断发展，并在国民3经济发展过程中发挥越来越重要的作用。2冲压件设计方案及分析2.1冲件图零件名称：套环材料：08钢料厚：1.5mm批量：大批量本次设计的冲件产品图2.12.2冲压件工艺性分析冲压件工艺性是指冲压零件在冲压加工过程中加工的难易程度。虽然冲压加工图2.14工艺过程包括备料冲压加工工序必要的辅助工序质量检验组合、包装的全过程，但分析工艺性的重点要在冲压加工工序这一过程里。而冲压加工工序很多，各种工序中的工艺性又不尽相同。即使同一个零件，由于生产单位的生产条件、工艺装备情况及生产的传统习惯等不同，其工艺性的涵义也不完全一样。这里我们重点分析零件的结构工艺性。首先，我们必须清楚冲裁件的结构要素，其要素包括：（选自冲压工艺与模具设计P45）(1)、冲裁件的内、外形转角处应避免尖锐的转角，应有适当的圆角。一般应有R0.5t(t为板料厚度)的圆角，否则模具寿命将明显降低。(2)、冲裁件上应尽量避免窄长的悬臂和凹槽。最好b2t、l20。据参考文献一P229公式（4-36）计算毛坯直径D（落料毛坯直径）:D=Error!Nobookmarknamegiven.Error!NobookmarknameH42given.mm47mm(5)确定拉深次数按毛坯相对厚度t/D=1.5/353.4%和工件相对高度H/d=0.71，故由查表先取得n=1。固可一次拉伸成型。2.3工艺方案分析此工件需包括以下基本工序：落料，拉深，冲孔，翻边。根据这些基本工序，可拟出如下四种方案；方案一：落料与拉深复合，冲孔，翻边；方案二：落料、拉深与冲孔复合，翻边；方案三：采用级进模生产方案四：落料，拉深，冲孔，翻边整体复合分析比较上述的四种方案，可以看到：方案一中，工序复合程度低，生产率低。方案二中，落料、拉深与冲孔复合，冲孔凹模与拉深凸模做成一体，生产效率高复合程度较高操作安全。方案三中，工序复杂，模具设计成本高，但是能极大提高生产率。方案四中，四工序复合模生产效率高，工件精度高，但是模具制造复杂，而且维修和调整难度大。介于上面分析的四种方案，并结合本零件的设计要求，决定采用第二种方案。采用复合模的特点：对工件平整，同轴度、对称度及位置度误差小，在一次行程内可完成两个以上工序，大大提高了生产率，但对模具制造精度要求较高，7由于复合模要求一副模具中完成几道冲压工序，结构一般要比单工序模复杂，但比之级进模又会简单很多，同时模具的强度、刚度、可靠性也将随之下降。而且各零部件在动作时要求相互不干涉，准确可靠。因此模具的制造成本也就提高了，制造周期相对延长，维修也不如单工序模简便。从总体来看，由于大批量生产，零件的要求比较高，所以选择复合模会比较好。83第一套落料拉伸冲孔复合模设计及主要零件工艺计算3.1零件的工艺计算3.1.1确定排样、裁板方案及利用率的计算排样是指冲裁件在条料、带料或板料上的布置方法。1.排样的方式排样的方式有多种多样：直排、斜排、直对排和混合排。2.搭边排样时工件之间，以及工件与条料侧边之间留下的余料叫搭边。毛坯直径为44mm不算大，为便于操作方便，采用单排较为合适。由冲压手册表2-17查得搭边数值a=1.0mm,a1=1.5mm送料步距为A=D+a=44+1=45。条料宽度b=D+2a1=44mm+21.5mm=47mm材料的利用率是指产品的实际面积与所用坯料面积的百分比，但通常是以一个步距内零件的实际面积与所用毛坯面积的百分比来表示：=S1/AB100%=()/(4AB)100%2D=(3.1444)/(44745)100%=71.92%材料利用率；S1一个步距内零件的实际面积(mm2)；A送料步距(mm)；B送料宽度(mm)；9进料情况如下图所示。图计算模具压力中心冲压力合理的作用点称为模具的压力中心。模具的压力中心应该通过压力机滑块的中心线。对于有曲柄的冲模来说，虚实压力中心通过曲柄的中心线。以便于冲模平稳工作，减少导向件的磨损，从而提高模具的寿命。由于该工件的毛坯和各工序工件均为轴对称图形，而且只有一个工位，因此压力机的中心必定与制件的几何中心重合，所以模具的压力中心就在圆心部位，无需再次计算。3.1.3各部分工艺力的计算已知工件的材料08钢,是普通炭素结构钢，其力学性能如下：=255353Mpa,10=324441Mpa,=196Mpa。bs在冲压模具设计时，冲压力是指落料力、卸料力、拉深力、压边力、切边力、冲孔力、推件力和顶件力的总称。它是冲压时选择压力机，进行模具设计时校核强度和刚度的重要依据。1.落料力的计算KLt落F=1.3Dt=1.33.14441.5353N95KN落料力(KN)；落FK安全系数，一般可取K=1.3；L冲裁轮廓周长(mm)；T料厚(mm)；材料的抗剪强度(Mpa)；2.冲孔力计算根据参考文献一P23式（13）F冲=kLt式中L冲裁轮廓的总长度（mm）；k系数，取k=1.3;t板料厚度（mm）;抗剪强度，255353Mpa；则F冲=1.33.1416.41.5353=35.5N112.推件力按参考文献一P25式（18）得：F推nk推F冲式中k推推件力因数,参考课本P25知,k推=0.05;n工件卡在凹模内的个数,取n=10;F推=100.058.5=4.25KN3.拉深力的计算按式bdtk拉式中d拉深件直径（mm）;t材料厚度（mm）；材料的强度极限（MPa）；bF拉深力（N）；k修正系数，参考资料P130表（4-18）取k=0.75;F=0.753.14241.5353拉=29.9KN5.卸料力计算按参考文献一P25式(1-7)F卸=k卸F卸式中k卸卸料力系数,参考课本P25查表(1-7)知:k卸=0.05;F卸=0.056KN=0.3KN6.压边力计算参考资料P129表（4-15）确定压边力的计算公式为：拉深时的压边力=pQF4212)(凹RdD12=44-(24+22.5)2.541.3223.49N拉深凹模圆角半径；凹RP单位压边力(查1表5-9)；拉深时的压边力(N)；QF7.总压力F(落料、冲孔及拉深复合总冲压力)冲裁时所需冲压力为以上计算出的冲裁力、卸料力、推件力或顶件力和落料力之和，这些力在选择压力机时是否考虑进去，应根据不同的模具结构区别对待。具体而言，应根据卸料装置的不同而异。卸料装置的形式较多，它包括固定卸料板、活动卸料板、弹压卸料板和废料切刀等几种。其中固定卸料板适用于冲制板料厚度大于和等于0.8的带料或条料；悬臂卸料板主要用于窄而长的冲件，在作冲孔和切口的冲模上使用；弹压卸料板主要用于冲制薄料和要求平整的冲件，其主要用于复合冲裁模，其弹力来源于弹簧和橡皮；刚性卸料装置适在空心工件底部冲孔时卸料用；橡皮卸料装置适用于薄材料的冲裁模上。因此，经分析比较，选用弹性卸料装置较为合理，且采用上出料方式的冲裁模。F=压卸推拉冲落FF=95+35.5+29.9+4.25+0.03+3.49=268.17KN3.1.4压力机的选择按公称压力F压(1.61.8)F来选择压力机,参考资料P210表(8-10),选取公称压力为400KN的开式压力机，其与模具设计的有关参数为:公称压力:400KN滑块行程:100mm最大封闭高度:360mm13封闭高度调节量:80mm滑块中心到车床距离:220mm立柱距离:150mm工作台尺寸:前后左右=630420工作台孔尺寸:前后左右直径=300150200模柄孔尺寸:直径厚度=5070床身最大可倾角:303.1.5主要工作部分尺寸计算1.落料刃口尺寸计算查参考资料应用实例P34表(2-10)得:冲裁刃口双面间隙Z=0.10、Z=0.13；minmax未注公差的尺寸按IT14级取查参考资料P377得:的极限偏差为=0.87;40参考资料P35表(2-13)查得:磨损因数X=0.75冲孔凹模的制造公差参考资料表(2-12)得:=0.035=0.025凹凸核对+=0.06Z-Z=0.03凸凹maxin因此,凸、凹模采用配作加工方法。则：凹模刃口尺寸为：D=(D-x)=(D-0.75)0+0.035凹凹0=(43.77-0.75*0.87)0+0.035=43.20+0.035凸模刃口尺寸按凹模刃口尺寸配制，保证其间隙为0.100.13mm;142.冲孔刃口尺寸计算查参考资料应用实例P34表2-10得冲裁刃口双面间隙Z=0.10Z=0.13minmax未注公差的尺寸按IT14级取查参考资料应用实例P377得的极限偏差为=0.523.16参考资料P35表(2-13)查得:磨损因数X=0.5冲孔凹模的制造公差由应用实例表2-12查得:=0.020=0.025凸凹核对+=0.045Z-Z=0.03凸凹maxin因此，凸、凹模采用配作加工方法。则凸模刃口尺寸：）（凸凸0xd=（16.3+0.50.52）02.=16.602.凹模刃口尺寸按凸模刃口尺寸配制，保证其间隙为0.100.13mm3.拉深尺寸计算（1）.拉深模间隙参考资料P126表（4-12）查得：拉深模的单边间隙为Z/2=1.1t=1.1mm则拉深间隙为Z=21.1mm=2.2mm;(2).拉深模圆角半径凹模圆角半径r参考P128表（4-13）凹15r=2t=3mm凹凸模圆角半径等于工件的内圆角半径，即：r=r=3mm;凸3.2模具总体设计3.2.1模具的主要零件设计1.落料凸模、拉深凹模的结构设计根据工件外形并考虑加工，将凸模设计成带肩台阶式圆凸凹模，一方面加工简单，另一方面又便于装配与修模，采用车床加工，与凸模固定板的配合按H7/m6。材料选用T10A，淬火硬度为5862HRC，根据凸模直径，选择其上通气孔直径为6mm，凸模长度L=h1+h2+h=15mm+15mm+30mm=60mm压边圈1h厚度(mm)；工作长度(mm)2h附加长度，一般取10mm具体结构如下：如图3.1所示16图3.12.落料凹模的设计落料凹模高度的确定落料凹模高度为:H=Kb(15mm)=(0.244)mm=8.8mm此处取凹模的高度取30mmb最大孔口尺寸(mm)；K凹模厚度系数凹模壁厚：c=(1.52)H(3040mm)=1.78.8=14.96mm根据零件要求，并考虑总体布局，选择圆形凹模板，刃口高度选择8mm，材料采用T10A，工作部分热处理硬度为6064HRC，结构图如下：17图3.23.冲孔凸模的设计参考资料九P24图（2-21）采用圆形凸模（1）结构：根据国家标准的圆形凸模型式有如图参考资料图（2-21）几种，经综合分析选用图（2-21）b型式较好。其结构如图6.2所示。（2）材料：根据国标（GB2863.12-81）规定，凸模材料应选用T10A、Cr6WV、9Mn2V、Cr12、Cr12MoV这几种，本设计选用T10A为凸模材料。（3）热处理：HRC56-60。（4）固定方法：采用参考资料图（2-23）a的固定形式，即将凸模压入固定板内，采用H7/m6配合。（5）凸模长度：其应根据冲模的具体结构确定。应留有修磨余量，而且模具在闭合状态下，卸料板至凸模固定板间应留有避免压手的安全距离。现取凸模长度L=56。如图3.3所示。18图3.34.冲孔凹模、拉深凸模的设计采用复合模的形式，把冲孔凹模与拉深凸模做成凸凹模的形式。19图3.45.模架的选用模具的闭合高度是指模具在最低工作位置时上下模座之间的距离，它应与压力机的装模高度相适应，从生产量、模具结构、产品规格和操作方便等方面考虑，选择滑动导向中间导柱圆形模架，查GB/T2851.690，所选模架具体参数如下：凹模周界：200mm0D闭合高度(参考)最小：200mm闭合高度(参考)最大：240mm上模座数量1规格：200mm200mm40下模座数量1规格：200mm200mm45导柱数量2规格：32mm190mm导套数量2规格：32mm105mm43mm导柱与导套结构从标准中选取，尺寸由模架中的参数决定。导柱的长度应保证冲模在最低工作位置时，导柱上端面与上模座顶面的距离不小于1015mm，而下模座底面与导柱底面的距离应为12mm。导柱与导套之间的配合为H7/h6,导套20与上模座之间、导柱与下模座之间采用过渡配合H7/m6。导柱与导套材料采用20钢，热处理硬度为(渗碳)5662HRC。上下模座材料采用45钢，热处理硬度为调质2832HRC。模具的实际闭合高度为：H=上模座厚度+垫板厚度+冲头长度+凹模厚度+下固定板厚度+下模座厚度冲头进入凹模的深度=40mm+20mm+30mm+60mm+10mm+45mm10mm=185mm5.零部件的选用(1).导向零件的设计导向零件可保证模具冲压时上、下模有一精确的位置关系，在中小型模具中采用最广泛的导向零件是导柱和导套。参考资料表2-1可知，冲裁间隙值大于0.03，因此在本设计中，复合模与翻边模均采用二级精度（H7/h6-IT78级）的滑动导柱、导套。导柱安装在下模座，导套安装在上模座，分别采用过盈配合H7/r6,材料采用20钢，热处理硬度为5862HRC，淬硬深度0.81，具体尺寸见参考资料P41表（2-30）。复合模导向零件：导柱22135导套389041,其中，导柱选用A型，导套选用A型，具体尺寸和形状见参考资料P41表（2-30）（2-31）（2）弹簧的设计计算：复合模弹簧的设计卸料力F卸=300N，根据结构初选为2根弹簧。F预=F卸/2=500/2=150N根据结构初选为2根弹簧，按预压力F预（300N）和模具的结构尺寸，参考资料P367附录C1可选择4550号的弹簧，其负荷F=420NF预检验是否满足S1S总其中S工作=1mm+1mm=2mm查资料P367附录C1及负荷行程曲线可得下列数据即表3.1所示：21表3.1弹簧的选择弹簧序号HH1S1=H-H1S预S总=S工作+S预+S修磨4535221385145464527417611517547553322142248653842661752554975443120285085494356235325由上表格得，选用48号弹簧：其外径D=25mm,钢丝直径d=4mm,自由状态下高度H自由=75mm;弹簧的装配高度为H2=H自由-S预=55mm;6.定位零件的设计卸料板上设置有2个导料销和1个挡料销，分别与卸料板采用H7/m6配合，由于导料销和挡料销伸出卸料板上平面，为避免模具闭合时与落料凹模干涉，因此应在落料凹模下平面对应位置开让位孔。7.推料部件的设计冲制的工件由推杆，推板，推销，和推件块组成的刚性推件装置推出。其工作原理由图4-1可得出。推板采用B型标准，分别与2推销连接。推件块安装在凹模体大孔内，上模回程时，推杆作用向下的行程使推件块把卡在凹模刃口22里的工件推出。3.2.2压力机的校核1.闭合高度的校核所选压力机的最大闭合高度为360mm，闭合高度调节量为80mm，所以：360mm-80mm=220mmminH本次模具设计的闭合高度为H=240mm，5mm=265mmax230mm10min满足H5iHmax所选压力机闭合高度满足要求。2.工作台面尺寸的校核所选压力机工作台尺寸为：前后420mm，左右630mm，模具外形尺寸为D=280mm，模具底座外形尺寸为：前后280mm，左右280mm，根据工作台面尺寸一般应大于模具底座尺寸5070mm，其工作台孔径尺寸为D=100mm，大于废料尺寸，可以漏料，所以工作台尺寸满足要求。3.滑块行程的校核滑块行程应保证能够方便地放入毛坯和取出零件，对于拉深工序，滑块行程应大于零件高度的2倍，零件高度2=10mm2=20mm，所选压力机的滑块行程为100mm，所以滑块行程满足要求。233.3模具的装配与调试3.3.1模具总装图图模具的装配模具的装配就是按照规定的技术要求，将若干个零件结合形成零部件，再将若干个零件和部件组合成模具的整个工艺过程，装配工作通常可以分为部件装配和总装配。1.冲裁间隙的调整.对于冲裁模，即便模具零件的加工精度已经得到保证，但是在装配时，如不能保护冲裁间隙仍然会影响制件的质量和模具的使用寿命。242.模架的装配(1)模柄的装配此模具采用的是凸缘模柄中B型压入式模柄，模柄与上模座的配合为H7/h6，将模柄装上模座，用角尺检查模柄圆柱面和上模座上平面的垂直度，其误差不大于0.05mm，然后用螺钉将其固定在上模座上，应该在装模柄前先装入推板。(2)导柱和导套的装配导柱导套与上下模座均采用压入式连接，导套和导柱与模座的配合分别为H7/h6和H7/m6压入时要注意校正导柱对模座底面的垂直度，装配后的导柱的固定端面与下模座底面距离要求不小于12mm。(3)凸模和凹凸模的装配该模具的凸模与凸模固定板的配合按H7/m6，凸模装入固定板后，其固定端面应和固定板的支承面应处于同一平面内，在压力机上调整好凸模与固定板的垂直度，将凸模压入固定板内，凸模对固定支承面的垂直度经检查合格后将凸模上端铆合，装配前在平面磨床上将凸模的上端面和固定板一起磨平，并以固定板支承面定位将凸模工作端面磨平。凹凸模与固定板的配合按H7/m6，总装前应将凹凸模压入固定板内，压在平面磨床将上下平面磨平。3.模具总装(1)把组装上了凸模的固定板放在下模座上，按中心线打正固定板的位置，用平行夹头夹紧，通过螺钉孔在下模座上钻出锥窝，拆去凸模固定板，在下模座上按锥窝钻螺纹底孔并攻丝，重新将凸模固定板置于下模座上并找正，用螺钉紧固，钻孔，打入销钉定位。(2)配钻卸料螺钉孔时，将卸料板套在已装入固定板的凹凸模上，在固定板与卸料板之间垫上适当高度的等高垫铁，并用平行夹头将其夹紧，按卸料板上螺孔位置在模座上钻锥窝，然后拆开，按锥窝钻孔。(3)在凹凸模固定板的弹簧孔中装入卸料弹簧，将卸料板套入凹凸模；用(1)中同样的方法配钻垫板和上模座上的螺钉孔，推杆孔，然后依次将垫片和卸料板、凹凸模、25凹凸模固定板的组合部件装入上模座，用紧固螺钉固定，打入销钉定位。(4)在落料凹模上装入挡料销，将推件块装入落料凹模，并将推杆装入固定板上的推杆孔，用紧固螺钉将落料凹模与凸模固定板固定，钻孔，打入销钉定位。3.3.3模具的调试在将模具装入压力机前，需要按设计图样对模具进行检验，然后在生产条件下来进行试冲，通过试冲可以发现模具的设计与制造缺陷，找出产生缺陷的原因，对模具进行适当的调整后再进行试冲，直到模具能够正常工作，冲出合格的制件，则模具的装配过程结束。模具的工作原理和过程大致如下：本模具在一次工作行程中完成落料、拉深全部工作，当压力滑块下行时，首先在凹凸模和落料凹模的作用下，从条料上落下93.3mm的毛坯料，毛坯料被压在凹凸模和压边圈之间，然后在凹凸模和拉深凸模作用下进行拉深，压力机滑块下降到底点时，冲模将处于镦死状态，工件与模具刚性接触，当压力机滑块上行时，在卸料装置的作用下完成卸料，顶件块(压边圈)在顶杆的作用下将零件从凸模上顶出，最后在打杆的作用下将零件推出。本次设计的模具为复合模，在压力机的一次行程中，经一次送料定位，在模具的同一部位同时完成几道工序，其冲裁件的相互位置精度较高，对条料的定位精度低。所选的模架螺钉等零件都是从标准件中选取,这样可以有效的降低成本。264第二套翻边模的设计4.1零件的工艺计算4.1.1各部分工艺力的计算1.翻边力的计算由式F=1.1t(D-d)翻s式中屈服强度,=294MPa;ssD翻边后孔径;d翻边前孔径;F=1.13.142941.5(24-13.8)翻=15.53KN2.卸料力的计算按式(1-7)F卸=k卸F卸式中k卸卸料力系数,参考课本P25查表(1-7)知:k卸=0.05;F卸=0.056KN=0.3KN3.总压力的计算F=F=15.53KN翻4.1.2计算压力中心冲压力合理的作用点称为模具的压力中心。模具的压力中心应该通过压力机滑块的中心线。对于有曲柄的冲模来说，虚实压力中心通过曲柄的中心线。以便于冲模平稳工作，减少导向件的磨损，从而提高模具的寿命。由于该工件的毛坯和各工序工件均为轴对称图形，而且只有一个工位，因此压27力机的中心必定与制件的几何中心重合，所以模具的压力中心就在圆心部位，无需再次计算。4.1.3压力机的选择按公称压力F来选择压力机,参