轴承端盖冲压工艺分析及模具设计

轴承端盖冲压工艺分析及模具设计摘要：随着中国工业不断地发展，模具行业也显得越来越重要。本文针对筒形件的冲裁工艺性和拉深工艺性，分析比较了成形过程的三种不同冲压工艺（单工序、复合工序和连续工序），确定用一幅复合模完成落料、拉深和冲孔的工序过程。介绍了圆筒件冷冲压成形过程，经过对圆筒件的批量生产、零件质量、零件结构以及使用要求的分析、研究，按照不降低使用性能为前提，将其确定为冲压件，用冲压方法完成零件的加工，且简要分析了坯料形状、尺寸，排样、裁板方案，拉深次数，冲压工序性质、数目和顺序的确定。进行了工艺力、压力中心、模具工作部分尺寸及公差的计算，并设计出模具。通过充分利用现代模具制造技术对传统机械零件进行结构改进、优化设计、优化工艺方法能大幅度提高生产效率，这种方法对类似产品具有一定的借鉴作用。关键词：筒形件,模具设计,复合模,落料拉深冲孔翻边BearingendcoverstampingprocessanalysisanddiedesignAbstract:WithChinasindustriescontinuetodevelopanddieindustryisalsobecomingincreasinglyimportant.BasedontheCoverofthestampingprocessandthedeepdrawingprocess,Comparativeanalysisoftheprocessofformingthreedifferentstampingprocess(singleprocesses,complexprocessesandcontinuousprocesses)confirmcompletionofacompositemodelblanking,drawingprocessesandpunchingprocess.Alsoanalyzesthemoldofthemaincomponents(suchaspunchanddieanddumpdevices,drawingpunch,slates,Punchplate,etc.)designandmanufacturing,stampingequipmentselection,punch-gapadjustmentandestablishmentofavitalpartsmachiningprocess.Dierequirementssetoutadetailedlistofparts,andgivesareasonableassembly.Byfullyutilizingmodernmanufacturingtechnologytomoldtraditionalmechanicalpartsforstructuralimprovements,designoptimization,Processoptimizationmethodscangreatlyenhanceproductionefficiency,themethodofsimilarproductshavesomereference.目录1前言.11.1、冲压工艺与模具的发展方向.11.2、我国模具技术的发展趋势.32分析零件的工艺性.53确定工艺方案.73.1计算毛坯尺寸.103.2确定工艺方案.134主要工艺参数的计算.154.1确定排样、裁板方案.154.2落料拉深冲孔复合模工艺参数计算.164.2.1落料拉深冲孔工艺.164.2.2初选压力机.184.2.3计算凸、凹模刃口尺寸及公差.184.3翻边模工艺参数计算.185落料拉深冲孔模具的结构设计.195.1模具工作部分尺寸计算.205.1.1落料凹模.215.1.2下凸凹模.235.1.3上凸凹模.245.2落料拉深冲孔模具结构设计.245.2.1模架的选用.255.2.2模具的闭合高度.255.2.3压力机技术参数的校核.255.3模柄及固定零件.25I6翻边模主要零件的设计.256.1模具类型和结构形式的确定.266.1.1模具结构类型的确定.266.1.2工件的定位方式的确定.266.1.3模架类型及模具组合形式的确定.276.2模具零件的设计与选用.276.2.1工作零件的设计.276.2.2支承固定零件的设计与选用.276.2.3模架及其零件的选用.276.3模具图样的绘制及压力机校核.276.3.1模具装配图的绘制.286.3.2模具零件图的绘制.286.3.3压力机技术参数的校核.28结论.29参考文献.30外文文献.3801.前言1.1、冲压工艺与模具的发展方向1.1.1、成形工艺与理论的研究近年来，冲压成形工艺有很多新的进展，特别是精密冲裁、精密成形、精密剪切、复合材料成形、超塑性成形、软模成形以及电磁成形等新工艺日新月异，冲压件的精度日趋精确，生产率也有极大提高，正在把冲压加工提高到高品质的、新的发展水平。前几年的精密冲压主要市是指对平板零件进行精密冲裁，而现在，除了精密冲裁外还可兼有精密弯曲、拉深、压印等，可以进行复杂零件的立体精密成形。过去的精密冲裁只能对厚度为58mm以下的中板或薄板进行加工，而现在可以对厚度达25mm的厚板实现精密冲裁，并可对b900MPa的高强度合金材料进行精冲。由于引入了CAE，冲压成形已从原来的对应力应变进行有限元等分析而逐步发展到采用计算机进行工艺过程的模拟与分析，以实现冲压过程的优化设计。在冲压毛坯设计方面也开展了计算机辅助设计，可以对排样或拉深毛坯进行优化设计。此外，对冲压成形性能和成形极限的研究，冲压件成形难度的判定以及成形预报等技术的发展，均标志着冲压成形以从原来的经验、实验分析阶段开始走上由冲压理论指导的科学阶段，使冲压成形走向计算机辅助工程化和智能化的发展道路。1.1.2、为了满足制件更新换代快和生产批量小的发展趋势发展了一些新的成形工艺(如高能成形和旋压等)、简易模具（如软模和低熔点合金模等）、通用组合模具和数控冲压设备等。这样，就使冲压生产既适合大量生产，也同样适用于小批生产。不断改进板料性能，以提高其成形能力和使用效果，例如研制高强度钢板，用来生产汽车覆盖件，以减轻零件重量和提高其结构强度。1.2、我国模具技术的发展趋势当前，我国工业生产的特点是产品品种多、更新快和市场竞争激烈。在这种情况下，用户对模具制造的要求是交货期短、精度高、质理好、价格低。因此，模具1工业的发展的趋势是非常明显的。1.2.1、模具产品将日趋高精度化、大型化、复杂化模具产品成形零件的日渐大型化，以及由于高效率生产要求的一模多腔(塑封模已达到一模几百腔)使模具日趋大型化。随着零件微型化，以及模具结构发展的要求(如多工位复合模工位数的增加，其步距精度的提高)精密模具精度已由原来的5m提高到23m，今后有些模具加工精度公差要求在1m以下，这就要求发展超精加工。1.2.2、多功能复合模具将进一步发展新型多功能复合具是在多工位复合模基础上开发出来的。一套多功能模具除了冲压成形零件外，还可担负转位、叠压、攻丝、铆接、锁紧等组装任务。通过这种多劝能模具生产出来的不再是单个零件，而是成批的组件。如触头与支座的组件，各种小型电机、电器及仪表的铁芯组件等。1.2.3、热流道模具在塑料模具中的比重将逐步提高由于采用热流道技术的模具可提高制作的生产率和质量，并能大幅度节省制作的原材料和节约能源，所以广泛应用这项技术是塑料模具的一大变革。国外热流道模具已有一半用上了热流道技术，有的厂甚至已达80%以上，效果十分明显。国内近几年已开始推广应用，但总体还达不到10%，个别企业已达到20%-30%。制订热流道元器件的国家标准，积极生产价廉高质量的元器件，是发展热流道模具的关键。1.2.4、模具标准件的应用将日渐广泛使用模具标准件不但能缩短模具制造周期，而且能提高模具质量和降低模具制造成本。因此，模具标准件的应用必将日渐广泛。为此，首先要制订统一的国家标准，并严格按标准生产；其次要逐步形成规模生产，提高标准件质量、降低成本；再次是要进一步增加标准件规格品种，发展和完善联销网，保证供货迅速。1.2.5、模具使用优质材料及应用先进的表面处理技术将进一步受重视在整个模具价格构成中，材料所占比重不大，一般在20%30%之间，因此选用优质钢材和应用的表面处理技术来提高模具的寿命就显得十分必要。对于模具钢来说，要采用电渣重熔工艺，努力提高钢的纯净度、等向性、致密度和均匀性及研制更高性能或有特殊性能的模具钢。如采用粉末冶金工艺制作的粉末高速钢等。粉末高速钢解决了原来高速钢冶炼过程中产生的一次碳化物粗大和偏析，从而影响材2质的问题。其碳化物微细，组织均匀，没有材料方向性，因此它具有韧性高、磨削工艺性好、耐磨性高、长年使用尺寸稳定等特点，是一种很有发展前途的钢材。特别对形状复杂的冲件及高速冲压的模具，其优越性更加突出。这种钢材还适用于注射成型漆加玻璃纤维或金属粉末的增强塑料的模具，如型腔、形芯、浇口等主要部件。另外，模具钢品种规格多样化、产品精料化、制品化，尽量缩短供货时间亦是重要方向。模具热处理和表面处理是能否充分发挥模具钢材性能的关键环节。模具热处理的发展方向是采用真空热处理。模具表面处理除完善普及常用表面处理方法，即扩渗如：渗碳、渗氮、渗硼、渗铬、渗钒外，应发展设备昴贵、工艺先进的气相沉积(TiN、TiC等)、等离子喷涂等技术。1.2.6、在模具设计制造中将全面推广CAD/CAM/CAE技术模具CAD/CAM/CAE技术是模具技术发展的一个重要里程碑。实践证明，模具CAD/CAM/CAE技术是模具设计制造的发展方向。现在，全面普及CAD/CAM/CAE技术已基本成熟。由于模具CAD/CAM技术已发展成为一项比较成熟的共性技术，近年来模具CAD/CAM技术的硬件与软件价格已降低到中小企业普遍可以接受的程度，特别是微机的普及应用，更为广大模具企业普及模具CAD/CAM技术创造了良好的条伯。随着微机软件的发展和进步，技术培训工作也日趋简化。在普及推广模具CAD/CAM技术的过程中，应抓住机遇，重点扶持国产模具软件的开发和应用。加大技术培训和技术服务的力度。应时一步扩大CAE技术的应用范围。对于已普及了模具CAD/CAM技术的一批以家电行业代表的企业来说，应积极做好模具CAD/CAM技术的深化应用工作，即开展企业信息化工程，可从CAPP,PDM、CIMS,VR，逐步深化和提高。1.2.7、快速原型制造(RPM)技术得到更好的发展快速原型制造(RPM)技术是美国首先推出的。它是伴随着计算机技术、激光成形技术和新材料技术的发展而产生的，是一种全新的制造技术，是基于新颖的离散/堆积(即材料累加)成形思想，根据零件CAD模型、快速自动完成复杂的三维实体(原型)制造。RPM技术是集精密机械制造、计算机、NC技术、激光成形技术和材料科学最新发展的高科技技术，被公认为是继NC技术之后的一次技术革命。RPM技术可直接或间接用于模具制造。首先是通过立体光固化(SLA)叠层实体制造(LOM)激光选区烧结(SLS)、三维打印(3D-P)熔融沉积成形(FDM)等不同方法得3到制件原型。然后通过一些传统的快速制模方法，获得长寿命的金属模具或非金属的低寿命模具。主要有精密铸造、粉末冶金、电铸和熔射(热喷涂)等方法。这种方法制模，具有技术先进、成本较低、设计制造周期短、精度适中等特点。从模具的概念设计到制造完成仅为传统加工方法所需时间的1/3和成本的1/4左右。因此，快速制模技术与快速原型制造技术的结合，将是传统快速制模技术，进一步深入发展的方向。RPM技术还可以解决石墨电极压力振动(研磨)成形法中母模(电极研具)制造困难问题，使该法获得新生。青岛海尔模具有限公司还构建了基于RE(逆向工程技术)/RPM的模具并行开发系统，具有开发质量高、开发成本低及开发周期短等优点。42.分析零件的工艺性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。该零件是圆筒件，如图2-1，该零件为带翻边的筒形件，料厚t=2mm，拉深后厚度不变；零件底部圆角半径r=3mm；未注尺寸公差都为IT14，满足拉深工艺对精度等级的要求，底部需要冲孔翻边工艺。图2-1工件图工艺性对精度的要求是一般情况下，拉深件的尺寸精度应在IT13级以下，不宜高于IT11级；对于精度要求高的拉深件，应在拉深后增加整形工序，以提高其精度，由于材料各向异性的影响，拉深件的口部一般是不整齐的，为了获得所需要的圆筒外形，需要增加修边工序。影响拉深件工艺性的因素主要有拉深件的结构与尺寸、精度和材料。拉深工艺性对结构与尺寸的要求是拉深件因尽量简单、对称，并能一次拉深成形；拉深件的5壁厚公差或变薄量一般不应超出拉深工艺壁厚变化规律；当零件一次拉深的变形程度过大时，为避免拉裂，需采用多次拉深，这时在保证必要的表面质量前提下，应允许内、外表面存在拉深过程中可能产生的痕迹；在保证装配要求下，应允许拉深件侧壁有一定的斜度；拉深件的径向尺寸应只标注外形尺寸或内形尺寸，而不能同时标注内、外形尺寸。工艺性要求材料具有良好的塑性，屈强比值越小，一次拉深允许的极限bs/变形程度越大，拉深的性能越好；板厚方向性系数r和板平面方向性系数反映了r材料的各向异性性能，当r较大或较小时，材料宽度的变形比厚度方向的变形容r易，板平面方向性能差异较小，拉深过程中材料不易变薄或拉裂，因而有利于拉深成形。该零件结构较简单、形状对称，属于圆筒形拉深件。零件尺寸公差为IT14，工件材料为08，材料的抗剪强度为260-360MPa，抗拉强度为330-450MPa，伸长率为32，屈服极限为200。63.确定工艺方案3.1计算毛坯尺寸（1）计算毛坯直径平板毛坯翻边时，其预冲孔的直径d0计算如下：图3.1翻边展开图M=d0/D=24.2/34=0.712查表得m=0.615m1，所以工件能一次拉深成形。图3-3落料拉深工序图/72/80.7dD总()1()12.3t10.53m22.DrdHd8图3-4冲孔工序图3-6翻边工序图93.2确定工艺方案根据以上分析和计算，可以进一步明确该零件的冲压加工需要包括以下基本工序:落料、拉深、冲孔和翻边。根据这些基本工序，可以拟出如下几种工艺方案：方案一以上工序过程都采用单工序模加工。用此方案，模具的结构都比较简单，制造很容易，成本低廉，但由于结构简单定位误差很大，而且单工序模一般无导向装置，安装和调整不方便，费时间，生产效率低。方案二落料、拉深与冲孔一套复合模，再在单工序模上完成翻边工序。采用了落料、拉伸与拉深的复合模，提高了生产率。对落料以及拉深的精度也有很大的提高。方案三用一套复合模具完成落料、冲孔、翻边、拉伸四道工序，模具设计起来比较复杂，零件换取不方便。并且成本较高稳定性不够好。根据设计需要和生产批量，综合考虑以上方案，方案二最适合。即落料、拉深、冲孔在同一复合模中完成，后面采用单工序，这样既能保证大批量生产的高效率又能保证加工精度，而且成本不高，经济合理。104.主要工艺参数的计算4.1确定排样、裁板方案加工此零件为大批大量生产，冲压件的材料费用约占总成本的60%80%之多。因此，材料利用率每提高1%，则可以使冲件的成本降低0.4%0.5%。在冲压工作中，节约金属和减少废料具有非常重要的意义，特别是在大批量的生产中，较好的确定冲件的形状尺寸和合理的排样的降低成本的有效措施之一。由于材料的经济利用直接决定于冲压件的制造方法和排样方式，所以在冲压生产中，可以按工件在板料上排样的合理程度即冲制某一工件的有用面积与所用板料的总面积的百分比来作为衡量排样合理性的指标。同时属于工艺废料的搭边对冲压工艺也有很大的作用。通常，搭边的作用是为了补充送料是的定位误差，防止由于条料的宽度误差、送料时的步距误差以及送料歪斜误差等原因而冲出残缺的废品，从而确保冲件的切口表面质量，冲制出合格的工件。同时，搭边还使条料保持有一定的刚度，保证条料的顺利行进，提高了生产率。搭边值得大小要合理选取。根据此零件的尺寸通过查表取:搭边值为2am进距方向1.5零件的排样应该采用直排最合理。排样图如图4-1所示。图4-1排样图1114039Anb12402159BanS%10BASn面6459.7从图4-1上可知：进距S=87+1.5=87.5mm条料宽度b=87+22=91mm板料规格拟用1.2mm1400mm4000mm不锈钢板。查冲压模具设计GB708-88，裁板方式采用横裁。裁板条数每条个数每板总个数124356n材料利用率(4-1)8.4.2落料拉深冲孔复合模工艺参数计算4.2.1落料拉深冲孔工艺（1）落料力平刃凸模落料力的计算公式为(4-2)kLtP式中P冲裁力（N）；L冲件的周边长度（mm），可通过cad测量。12t板料厚度（mm）；材料的抗冲剪强度（MPa）；K修正系数。它与冲裁间隙、冲件形状、冲裁速度、板料厚度、润滑情况等多种因素有关。其影响范围的最小值和最大值在（1.01.3）P的范围内，一般k取为1.251.3。在实际应用中，抗冲剪强度的值一般取材料抗拉强度的0.70.85。为b便于估算，通常取抗冲剪强度等于该材料抗拉强度的80%。查表取。b=450b落料的周长通过cad测量得：273mm。因此，该冲件的落料力的计算公式为bLtF8.031落=1.327450=255809N（2）冲孔力平刃凸模冲孔力的计算公式为(4-3)kLtP式中P冲裁力（N）；L冲件的周边长度（mm），可通过cad测量。t板料厚度（mm）；材料的抗冲剪强度（MPa）；K修正系数。它与冲裁间隙、冲件形状、冲裁速度、板料厚度、润滑情况等多种因素有关。其影响范围的最小值和最大值在（1.01.3）P的范围内，一般k取为1.251.3。在实际应用中，抗冲剪强度的值一般取材料抗拉强度的0.70.85。为b便于估算，通常取抗冲剪强度等于该材料抗拉强度的80%。查表取。b=450b冲孔的周长通过cad测量得：76mm。因此，该冲件的冲孔力的计算公式为bLtF8.031落=1.3762450=35568N（3）卸料力13一般情况下，冲裁件从板料切下以后受弹性变形及收缩影响。会使落料件梗塞在凹模内，而冲裁后剩下的板料则箍紧在凸模上。从凸模上将冲件或废料卸下来所需的力称卸料力。影响这个力的因素较多，主要有材料力学性能、模具间隙、材料厚度、零件形状尺寸以及润滑情况等。所以要精确地计算这些力是困难的，一般用下列经验公式计算：卸料力(4-4)FK1卸式中F冲裁力(N)顶件力及卸料力系数，其值可查教材表1-7。1K这里取为0.04。1因此0.425891032FN卸（3）拉深力一般情况下拉深力随凸模行程变化而改变，其变化曲线如图3.1。从图中可以看出，在拉深开始时，由于凸缘变形区材料的变形不大，冷作硬化也小，所以虽然变形区面积较大，但材料变形抗力与变形区面积相乘所得的拉深力并不大；从初期到中期，材料冷作硬化的增长速度超过了变形区面积减少速度，拉深力逐渐增大，于前中期拉深力达到最高点位置；拉深到中期以后，变形区面积减少的速度超过了冷作硬化增加的速度，于是拉深力逐渐下降。零件拉深完以后，由于还要从凹模中推出，曲线出现延缓下降，这是摩擦力作用的结果，不是拉深变形力。图4-2拉深力变化曲线由于影响拉深力的因素比较复杂，按实际受力和变形情况来准确计算拉深力是笔尖困难的。所以，实际生产中通常是以危险断面的拉应力不超过其材料抗拉强度oFmax拉深力凸模行程14为依据，采用经验公式进行计算。对于圆筒形零件的拉深力近似计算公式为：(4-5)bKltF拉式中拉深零件的凸模周边长度（mm）；l系数，这里取1；材料的抗拉强度（MPa）；b材料厚度。t通过CAD测量，l=220mm。因此120451980FN拉4.2.2初选压力机压力机吨位的大小的选择，首先要以冲压工艺所需的变形力为前提。要求设备的名义压力要大于所需的变形力，而且还要有一定的力量储备，以防万一。从提高设备的工作刚度、冲压零件的精度及延长设备的寿命的观点出发，要求设备容量有较大的剩余。因，故总冲压力拉落F(4-6)FF拉落冲卸=258093610298N4.KN因此初选压力机J23-63。4.2.3计算凸、凹模刃口尺寸及公差冲裁件的尺寸精度取决于凸、凹模刃口部分的尺寸。冲裁间隙的合理也要靠凸、凹模刃口部分的尺寸来实现和保证。所以正确确定刃口部分的尺寸是相当重要的。在决定模具刃口尺寸及制造公差时，需考虑以下原则：落料件的尺寸取决于凹模的磨损，冲裁件的尺寸取决于凸模尺寸。考虑到冲裁时凸、凹模的磨损，在设计凸、凹模刃口尺寸时，对基准件刃口尺寸在磨损后变大的，其刃口公称尺寸应取工件尺寸范围内较小的数值。对基准件刃口尺寸在磨损后减少的，其刃口公称尺寸应取工件尺寸范围内较大的数值。这样，在凸模磨损到一定程度的情况下，任能冲出合格的零件。在确定模具刃口制造公差时，要既能保证工件的精度要求，又要保证合理的间隙数值。采用凸凹模分别加工，凸凹模分别加工是指在凸模与凹模分别按各自图样上标注的尺寸及公差进行加工，冲裁间隙由凸凹模刃口尺寸及公差保证，这样就需要分别15计算出凸模和凹模的刃口尺寸及公差，并标注在凸凹模设计图样上，这样加工方法具有互换性，便于成批制造，主要用于简单，规范形状（图形，方法或矩形）的冲件。1落料时，因为落料件表面尺寸与凹模刃口尺寸相等或基本一致，应该先确定凹模刃口尺寸，即以凹模刃口尺寸为基准，又因为落料件尺寸会随凹模刃口的磨损而增大，为了保证凹模磨损到一定程度仍能冲出合格零件，故凹模基本尺寸应该取落料件尺寸公差范围内的较小尺寸，落料凸模的基本尺寸则是凹模基本尺寸上减去最小合理间隙。(4-7)dXDd0)(4-8)min2pCp式中落料凸模最大直径（mm）pD落料凹模最大直径（mm）dD工件允许最大尺寸（mm）冲裁工件要求的公差X系数，为避免多数冲裁件尺寸都偏向于极限尺寸，此处可取X=0.5。对于未标注公差可按IT14级计算，根据教材上表查得，冲裁模刃口双面间隙：minmax0.16,0.2ZZ、凹、凸模制造偏差，这里可以按IT10来选取:dp落料刃口尺寸：87mm工件尺寸公差按IT14级精度选取，得工件尺寸偏差，查表得0.87m0.25,0.35凸凹校核间隙：不满足+条件，可作如下调整：凸凹minaxZ)(4.i凸=0.16)(minaxZ凹0.4216则dXDd0)(=.02487.5=86.56240min)(pZdp=0.1686.5=86.40.12拉深时，拉深模直径尺寸的确定的原则，与冲裁模刃口尺寸的确定基本相同，只是具体内容不同，这里不在复述。拉深凸模和凹模的单边间隙Z=1.1t=2.2mm计算凸凹模制造公差，按IT8级精度选取，由附录表4查得，对于拉深尺寸，。0.74m0.46m凸凹因拉深件注内形尺寸，按凸模进行配作：(4-9)0(.5)pd凸式中d拉深件内形尺寸：d凸模尺寸：p拉深件尺寸公差。即有=70.370p.4670(.57)0.46拉深凹模则按凸模的基本尺寸,并要求按单面（或双面）拉深间隙配作。3冲孔时，对于冲孔孔，。0.328m.2m0.25凸凹，校核间隙：不满足+条件，但相差不大，可作如下调凸凹inaxZ整：)(4.0minax凸=.16)(0minaxZ凹.42因数由表查得，则为：0.5X4凸0.16.53（）0.162m.凹0.24（）170.2451m4.3翻边模工艺参数计算翻边力的计算01.-1.34(2.)5602N.1sFDdtK冲（）其中D翻边后的直径；d0预冲孔的直径；顶件力其中.52.1FKKN翻顶顶0.5顶冲压总力.3.冲推显然，需要选大于23.3KN的压力机，考虑冲件尺寸、行程及节约机床成本等方面要求，选用J23-6.3压力机。185.落料拉深冲孔模具的结构设计5.1模具工作部分尺寸计算5.1.1落料凹模落料凹模采用矩形板结构和直接通过螺钉、销钉与下模座固定的固定方式。因生产的批量大，考虑凹模的磨损和保证零件的质量，凹模刃口采用直刃壁结构，刃壁高度，漏料部分沿刃口轮廓适当扩大（为便于加工，落料凹模漏料孔可设mh6计成近似于刃口轮廓的形状，如凹模图）。凹模轮廓尺寸计算如下：凹模厚度0.25871.Hkbm凹模壁厚13265C选取时应根据实际情况选取尺寸，只要保证大于计算值即可，由于模具有拉深工序，最终选取凹模轮廓尺寸，选取与计算值相近的凹模板，选择圆形凹模，其尺寸为。2048Dm凹模的材料选用，工作部分热处理淬硬。12CrHRC6405.1.2下凸凹模拉深凸模刃口部分为圆柱形，为便于凸模和固定板的加工，可设计成阶梯形结构，通过凹模固定板和下模连接在一起，凹模固定板用螺钉和销紧固定位。凸模的尺寸根据刃口尺寸、卸料装置和安装固定要求确定。凸模的材料选用，工作部12Cr19分热处理淬硬。HRC605对于拉深凸模的工作深度，必须从几何形状上做的正确。为了使零件容易在拉深后被脱下，在凸模的工作深度可以作成一定锥度。52由于拉深凸凹模有冲孔凹模的作用，所以上面设置有凹模型孔。并采用下出料的方式。5.1.3上凸凹模该复合模中的凸凹模是主要工作零件，其外形作为落料凸模内形又作为拉深凹模，内、外形刃口部分都为圆形，为便于凸凹模与上模的固定，凸凹模的安装部分设计成便于加工的圆柱形，通过螺钉紧固在凸模固定板上，并用销钉定位。20冲头进入凹模深度下模板厚度下垫板厚度下固定板的厚度凹模厚度冲头长度上垫板厚度上模板厚度模H5.2落料拉深冲孔模具结构设计5.2.1模架的选用模具采用倒装式。模座下的缓冲器兼作压边与顶件，另外还设有弹性卸料装置的弹性顶件装置。这种结构的优点是操作方便，出件畅通无阻，生产效率高，缺点是弹性卸料板使模具的结构变复杂,要简化可以采用刚性卸料板，其缺点是拉深件留在刚性卸料板中不易取出，带来操作上的不便，结合本次设计综合考虑，采用固定卸料板。从生产量和方便操作以及具体规格方面考虑，选择滑动导向中间圆形导柱模架，由凹模外形尺寸直径，（GB/T28551990）在按其标准选择具体结构尺寸如下20上模板HT2005下模板HT2006导柱20钢320导套20钢145压入式模柄Q23565.2.2模具的闭合高度所谓的模具的闭合高度H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。该副模具使用上垫板厚度为10mm，如果冲头（凸凹模）的长度设计为97.5mm，凹模（落料凹模）设计为48mm，下固定板厚度取25mm，冲头进入凹模的深度为27mm，则闭合高度为：274mH模5.2.3压力机技术参数的校核1.模具闭合高度的校核：模具闭合高度为：H=274mm。冲压机最大封闭高度360mm，闭合高度调节为65，使用垫板可以满足要求。105minmaxH模2.冲压过程中落料力（F=499.6KN）最大，压力机的公称压力，630PkN公21，且工作时压力曲线位于压力机滑块的许用负荷曲线之下，因此满足生产要FP公求。3.模具最大安装尺寸为430mm280mm，压力机工作台台面尺寸为700mm460mm，能满足模具的正确安装。5.3模柄及固定零件模具的连接与固定零件有模柄、固定板、垫板、销钉、螺钉等。这些零件大多有国家准，设计时可按国家标准选用。模柄作用：将上模固定在压力机的滑块上。要求：模具的压力中心与模柄中心线重合。应用：常用于1000KN以下的中小型模具上。类型及应用场合：旋入式：下图a）所示，通过螺纹与上模座连接，为防止松动，常用防转螺钉紧固。这种模柄装拆方便，但模柄轴线与上模座的垂直度较差，多用于有导柱的小型冲模。压入式：下图b）所示，它与模座孔采用过渡配合H7/m6，并加销钉防转。这种模柄可较好保证轴线与上模座的垂直度。适用于各种中、小型冲模，生产中最常用。凸缘式：下图c）所示，用34个螺钉固定在上模座的窝孔内，模柄的凸缘与上模座的窝孔采用H7/js6过渡配合。多用于较大型的模具。槽型模柄和通用模柄：下图d）、e）所示，均用于直接固定凸模，也称为带模座的模柄，它更换凸模方便，主要用于简单模。22模柄的选用：首先应根据模具的大小及零件精度等方面的要求，确定模柄的类型，然后根据所选压力机的模柄孔尺寸确定模柄的规格。选择模柄时应注意模柄安装直径d和长度L应与滑块模柄孔尺寸相适应。模柄直径可取与模柄孔相等，采用间隙配合H11/dll，模柄长度应小于模柄孔深度5l0mm。固定板将凸模或凹模按一定相对位置压人固定后，作为一个整体安装在上模座或下模座的板件上。模具中最常见的是凸模固定板，固定板分为圆形固定板和矩形固定板两种，主要用于固定小型的凸模和凹模。固定板的设计应注意以下几点1)凸模固定板的厚度一般取凹模厚度的0.60.8倍，其平面尺寸可与凹模、卸料板外形尺寸相同，但还应考虑紧固螺钉及销钉的位置。2)固定板上的凸模安装孔与凸模采用过渡配合H7/m6,凸模压装后端面要与固定板一起磨平。3)固定板的上、下表面应磨平，并与凸模安装孔的轴线垂直。固定板基面和压装配合面的表面粗糙度为Ral.60.8um,另一非基准面可适当降低要求。4)固定板材料一般采用Q235或45钢制造，无需热处理淬硬。垫板垫板的作用是直接承受和扩散凸模传递的压力，以降低模座所受的单位压力，防止模座被局部压陷。模具中最为常见的是凸模垫板，它被装于凸模固定板与模座之间。模具是否加装垫板，要根据模座所受压力的大小进行判断，若模座所受单位压力大于模座材料的许用压应力，则需加垫板。垫板外形尺寸可与固定板相同，其厚度一般取320mm。垫板材料为45钢，淬火硬度为4348HRC。垫板上、下表面应磨平，表面粗糙度为Ral.60.8um，以保证平行度要求。为了便于模具装配，垫板上销钉通过孔直径可比销钉直径增大0.30.5mm。螺钉通过孔也类似。螺钉与销钉螺钉与销钉都是标准件，设计模具时按标准选用即可。螺钉用于固定模具零件，而销钉则起定位作用。模具中广泛应用的是内六角螺钉和圆柱销钉，其中M6M12mm的螺钉和410mm的销钉最为常用。23在模具设计中，选用螺钉、销钉应注意以下几点：1)螺钉要均匀布置，尽量置于被固定件的外形轮廓附近。当被固定件为圆形时，一般采用34个螺钉，当为矩形时，一般采用46个。销钉一般都用两个，且尽量远距离错开布置，以保证定位可靠。螺钉的大小应根据凹模厚度选用。2)螺钉之间、螺钉与销钉之间的距离，螺钉、销钉距刃口及外边缘的距离，均不应过小，以防降低强度。3)内六角螺钉通过孔及其螺钉装配尺寸应合理，其具体数值可由相关资料查得。4)圆柱销孔形式及其装配尺寸可参考相关资料。连接件的销孔应配合加工，以保证位置精度，销钉孔与销钉采用H7/m6或H7/n6过渡配合。5)弹压卸料板上的卸料螺钉，用于连接卸料板，主要承受拉应力。根据卸料螺钉的头部形状，也可分为内六角和圆柱头两种。圆形卸料板常用3个卸料螺钉，矩形卸料板一般用4或6个卸料螺钉。由于弹压卸料板在装配后应保持水平，故卸料螺钉的长度L应控制在一定的公差范围内，装配时要选用同一长度的螺钉，卸料螺钉孔的装配尺寸见相关资料。246.翻边模主要零件的设计6.1模具类型和结构形式的确定6.1.1模具结构类型的确定由冲压工艺分析可知，为了方便工件的定位，采用正装式单工序翻边模，依靠工件的外形进行定位。翻边凹模翻边凸模256.1.2工件的定位方式的确定由上述分析及翻边工序得：手工操作方式，由凹模外形和工件外形进行定位。6.1.3模架类型及模具组合形式的确定1.模架类型的确定：为了提高模具寿命和工件质量，方便安装调整，采用滑动导向中间圆形导柱模架。考虑零件精度要求不高，因此采用II级模架精度。导柱：A28h5200；导套：A28H611542；上模座厚度取45mm,即=45mm；上模H上模垫板的厚度取10mm,即=10mm；上垫凸模固定板的厚度取20mm,即=20mm；固下模座厚度取55mm,即=55mm。下模6.2模具零件的设计与选用6.2.1工作零件的设计1.模具间隙值的确定：模具间隙根据经验法查表得翻边间隙为2.2mm。2.模具压力中心的确定：该冲孔件压力中心根据上述得处于零件中心位置，也是零件重心位置3.凸模结构形式及尺寸的确定：冲孔凸模形状为圆形，通过台阶固定。凸模尺寸根据冲孔工作要求及其工作尺寸要求确定。材料用，工作部分热处理淬硬5660HRC。10TA6.2.2支承固定零件的设计与选用1.凸（凹、凸凹模）模固定板规格：160mm20mm2.垫板：26160mm10mm3.模柄：据冲已知情况，选择模柄的规格：压入式模柄，其直径d=40mm，高度H=65mm，材料为Q235的A型压入式模柄，规格为：A4065JB/T7646.1-1994。6.2.3模架及其零件的选用由上述得：采用II级模架精度。其凹模固定板周界D=160mm，II级精度的中间导柱圆形模架，上模座规格：160mm45mm，材料：HT200，GB/T9436-1988。下模座规格为：160mm55mm，材料：HT200，GB/T9436-1988。翻边单工序模6.3模具图样的绘制及压力机校核6.3.1模具装配图的绘制27落料冲孔拉伸复合模6.3.2模具零件图的绘制见模具零件图的图纸6.3.3压力机技术参数的校核1.模具闭合高度的校核：模具闭合高度为：H=上模座+下模座+垫板+凸模固定板+中间的安全距离+凹模高度+下模座-下模座和凹模重合的距离=240mm.。选用J23-6.3的压力机不能满足闭合高度的要求，所以改选用J23-25的冲压机，最大封闭高度270mm，因此满足要求。105minmaxH模2.冲压过程中落料力（F=23.3KN）最大，压力机的公称压力，250PkN公，且工作时压力曲线位于压力机滑块的许用负荷曲线之下，因此满足生产要FP公求。3.模具最大安装尺寸为375mm240mm，压力机工作台台面尺寸为560mm370mm，能满足模具的正确安装。28结论本次设计成功地设计出一副落料、拉深、冲孔复合模和翻边单工序模，在设计过程中对很多工艺力进行了详细的计算，在压力机的选择上参照了现行选择压力机的通用法则。这次设计解决了采用双动压力机进行冲孔、拉深、落料的传统模式，将落料、拉深及冲孔同时在一副装在闭式单动压力机上的模具中完成，很大程度的提高了生产效率和制造精度。很适合中国现在模具高速自动化发展的趋势。这次毕业设计也让我明白了自身的不足，也让我有了很大的收获，无论是专业知识上，还是在其他方面都有很大的进步。29参考文献1刘心冶.冷冲压工艺及模具设计M.重庆：重庆大学出版社，19982卢险峰.冲压工艺模具学M.北京：机械工业出版社，20003梁柄文.实用板金冲压工艺图集M.北京：机械工业出版社，19994模具实用技术丛书编委会.冲模设计应用实例M.北京：机械工业出版社，20025杜东福.冷冲压工艺及模具设计M.长沙：湖南科学技术出版社，19906成虹.冲压工艺与模具设计M.成都：电子科技大学出版社，20007冯柄尧.模具设计与制造简明手册M.上海：上海科学技术出版社，19988王树勋,高广升.冷冲压模具结构图册大全M.广州：华南理工大学出版社，19889郑家贤.冲压工艺模具设计实用技术M.北京：机械工业出版社，199930ThemolddesigningandmanufacturingThemoldisthemanufacturingindustryimportantcraftfoundation,inourcountry,themoldmanufacturebelongstothespecialpurposeequipmentmanufacturingindustry.Chinaalthoughveryalreadystartstomakethemoldandtheusemold,butlong-termhasnotformedtheindustry.Straightstabs0centuries80slaterperiods,theChinesemoldindustryonlythendrivesintothedevelopmentspeedway.Recentyears,notonlythestate-ownedmoldenterprisehadtheverybigdevelopment,thethreeinvestmentsenterprise,thevillagesandtowns(individual)themoldenterprisesdevelopmentalsorapidquietly.AlthoughtheChinesemoldindustrialdevelopmentrapid,butcompareswiththedemand,obviouslyfallsshortofdemand,itsmaingapconcentratespreciselyto,large-scale,iscomplex,thelonglifemolddomain.Asaresultofinaspectandsoonmoldprecision,life,manufacturecycleandproductivity,Chinaandtheinternationalaveragehorizontalandthedevelopedcountrystillhadabiggerdisparity,therefore,neededmassivelytoimportthemoldeveryyear.AlthoughtheChinesemoldindustrialdevelopmentrapid,butcompareswiththedemand,obviouslyfallsshortofdemand,itsmaingapconcentratespreciselyto,large-scale,iscomplex,thelonglifemolddomain.Asaresultofinaspectandsoonmoldprecision,life,manufacturecycleandproductivity,Chi