冷冲模课程设计说明书--二次拉深冲孔模具设计.docx

此文档收集于网络，如有侵权，请联系网站删除 冷冲模课程设计说明书二次拉深冲孔模具设计院系 航空航天工程学部（院） 专业 飞行器制造工程 班号 04030202 学号 2010040302048 姓名 黄金波 指导教师 刘占军 沈阳航空航天大学2013年12月此文档仅供学习与交流摘 要本次冷冲压模具设计的内容为无凸缘圆形筒形件工艺分析与模具设计，完成了落料、拉深，冲孔等工序。落料和拉深冲孔复合模具为倒装结构，拉深工件先由压边圈将工件从凸模上顶出，再由打杆组成的刚性推出装置推出制件，采用弹性卸料板卸除条料。先落料，再拉深，最后冲孔。条料排样方式为单排。为了便于安装平稳以及方便操作选模架为冲模滑动中间导柱模座，模柄为冲模凸缘模柄B型，选用开式固定压力机。查阅相关资料和有关手册，手工绘制装配图和相关的零件图。关键字：冲孔拉深模 倒装 单排 中间导柱 弹性卸料板 目 录第1章 引言11.1冲压设计概论 1 1.2冲压设计的基本内容 1 1.3冲压设计的一般工序 1 第 2 章 工艺分析2 2.1 产品冲裁工艺分析2 2.1.1产品结构形状分析工艺分析 2 2.1.2 产品尺寸精度、断面质量分析3 2.2 产品拉深工艺分析3 2.3计算模具压力中心4 第 3章 工艺方案的确定及工艺计算4 3.1 工艺方案分析 4 3.2 拉深部分主要工艺参数的计算 4 3.2.1确定修边余量4 3.2.2 计算毛坯直径D 4 3.2.3判断能否一次拉成5 3.2.4试确定各工序拉深系数5 3.2.5试确定圆角半径5 3.2.6确定各次拉深高度5 3.2.7判断是否采用压边圈6 3.2.8画出各拉深工序简图7 3.2.9确定排样图 7 第4章 工序计算8 4.1落料和首次拉深84.1.1凸凹模工作尺寸8 4.1.2计算冲压114.2二次拉深冲孔13 4.2.1凸凹模工作尺寸13 4.2.2计算冲压力134.3.1 凸凹模工作尺寸 134.3.2 计算冲压力 13 第5章 模具总体结构设计13 5.1模具的典型结构135.2定位装置145.3卸料装置155.3.1 条料的卸除155.3.2 工件的卸除155.4其他零件尺寸的确定155.4.1 卸料弹簧155.4.2 卸料板15 5.4.3模座155.4.4 冲压设备类型的选择 165.4.5 冲压设备规格的选择 165.4.5 压边圈 6 第6章结论18 参考文献19第1章引言1.1冲压设计概论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catia软件能形象的表示出零件的结构，本次设计利用catia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。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。首先分析矩形件拉深的特殊性，其次制件拉深，需要计算出具体拉深次数。综合运用本专业所学课程的理论和生产实际知识，进行几次冷冲压模具（拉深模、切边模）设计工作的实际训练，从而培养和提高我们独立工作的能力。巩固与扩充所学有关冷冲模具设计课程的内容，掌握冷冲压模具设计的方法和步骤。掌握冷冲压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。随着冲压技术的不断进步和冲压生产的迅速发展，对冲压设计工作提出了愈来愈高的要求。冲压设计是一项技术性很强的工作，其设计过程是实质上是再创造的的劳动过程。冲压设计质量的优劣，不仅直接影响冲压产品的质量、成本及生产效率，而且也影响着冲压生产的组织与管理。因此，冲压设计工作不仅要求设计人员具有较好的理论基础、丰富的实践经验、熟练的设计技能和认真负责的态度，而且还要求设计人员能在不断积累总结设计经验的基础上，及时获取最新的科学技术知识，尽快掌握现代化的设计手段。只有这样，冲压设计工作才能适应工业生产迅速发展的需要。1.2 冲压设计的基本内容冲压设计包括工艺设计和模具设计两方面内容。冲压工艺设计是针对给定的产品图样，根据其生产批量的大小、冲压设备的类型规格、模具制造能力及工人技术水平等具体生产条件，从对产品零件图的冲压工艺分析入手，经过必要的工艺计算，制定出合理的工艺方案，最后编写出冲压工艺卡片的综合性的分析、计算、设计过程。冲压模具设计则是依据制定的冲压工艺规程，在认真考虑毛柸的定位、出件、废料排除诸问题以及模具的制造维修方便、操作安全可靠等因素后，构思出与冲压设备相适应的模具总体结构，然后绘制出模具总体装配图和所有非标准零件图的整个绘图设计过程。1.3冲压设计的一般工作程序在实际生产中，冲压件的形状、尺寸及其精度要求各异，且具体生产条件也不尽相同，这常给开始从事冲压设计的人员带来一定困难。从另一方面看，只要遵循冲压变形的基本规律，搞清楚冲压基本工序的各自变形特点，尽管冲压件的形状、尺寸及精度要求不同，冲压设计的基本原则与方法则还是大同小异的。一般情况下按以下工作程序进行： 1.搜集冲压设计必要的原始资料； 2.分析产品零件图的冲压工艺性； 3.确定冲压工艺方案； 4.确定模具类型；选择冲压设备； 5.编写冲压工艺过程卡； 6.重新审查产品零件图和冲压工艺过程卡； 7.进行模具的总体设计； 8.进行模具的主要零部件设计； 9.绘制模具总装配图和零件图； 10.编写模具设计计算说明书。 第2章工艺分析2.1产品冲裁工艺分析2.1.1 产品结构形状分析工艺分析 图2.1 制件图由图2.1可知，产品为矩形件拉深件。矩形件长为80mm，宽为60mm，高为27mm，r为6mm，厚度为0.8mm产品形状结构比较简单，且对称，无狭槽、尖角，满足冲裁要求。矩形件的拉深，在变形性质上与圆筒形件拉深相同，它们在凸缘上都是受径向拉伸和切向压缩的应力的作用。二者之间的最大差别在于矩形盒形拉深件周边的变形时不均匀的。2.1.2 产品尺寸精度、断面质量分析1) 尺寸精度 任务书对冲件的技术要求为制件表面不得有划伤，无其它特殊要求，故定为IT14级。 2) .冲裁件断面质量 因为一般用普通冲裁方式冲2mm以下的金属板料时，其断面粗糙度Ra可达12.53.2，毛刺允许高度为0.050.1mm；本产品在断面粗糙度上没有太严格的要求，单要求孔及轮廓边缘无毛刺，所以只要模具精度达到一定要求，在冲裁后加修整工序，冲裁件断面的质量就可以保证。3) 产品材料分析 本设计的产品材料为08刚，其力学性能是强度、硬度低而塑性较好，非常适合冲裁加工。另外产品对于厚度与表面质量没有严格要求，所以尽量采用国家标准的板材，其冲裁出的产品表面质量和厚度公差就可以保证经上述分析，产品的材料性能符合冷冲压加工要求。2.2产品拉深工艺分析 2.2.1.根据制件的材料、厚度、形状及尺寸，在进行冲压工艺和模具设计时，应该特别注意一下几点： 1) 该制件为矩形拉深件，因此在设计时，毛坯尺寸计算是个重点。虽然制件不大，但是深度尺寸相对较大，可能需要经过多次拉深。如果需要多次拉深，则拉深工序的确定以及拉深工序件尺寸的计算时正确进行工艺和模具设计的关键。冲裁间隙、拉深凸、凹模间隙和每道拉深的高度的确定，应该符合制件的要求。2) 根据产品图样，本次所给工件为“无凸缘矩形件”，是严格的回转对称零件。图上未标注公差等级，取为IT14级。工件要求表面不划伤，技术要求较低。所使用的材料为08刚，是冲压常用材料。查“参考文献【1】”得：材料的抗剪强度 350MP抗拉强度 350MP2.2.2.拉深件的圆角半径要求拉深件底部圆角半径应满足，一般取； 式（2.1）凸缘圆角半径。2.2.3.拉深件各部分尺寸比例要适当，拉深件高度不宜太大，一般控制在其中，h为拉深件高度，d为拉深件直径。 2.2.4.拉深件的尺寸精度一般情况下，拉深件的精度应在IT13级以下，不宜高于IT11级，本工件的精度等级为IT14级，满足拉深加工的精度要求。2.3计算模具压力中心模具的压力中心就是冲裁力合力的作用点。冲模压力中心应尽可能和模柄轴线以及压力机滑块中心线重合，以使冲模平稳地工作，减少导向件的磨损，从而提高模具的寿命。冲模压力中心的求法，采用求平行力系合力的作用点方法。由于绝大部分冲裁件沿冲裁轮廓线的断面厚度不变，轮廓部分的冲裁力与轮廓长度成正比，所以，求合力的作用点可转化为求轮廓线的中心。即X0=0，Y0=0 第3章工艺方案的确定及工艺计算3.1矩形件拉深工艺分析 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。在矩形件实际的拉深过程中，简单弯曲只是在直边中部占很小的部分，而纯碎的拉深也只是集中于圆角分角线的附近的很小的区域。在二者中间的金属变形情况则是相当的复杂的。它包括周边的压缩、竖向的伸长和零件上面壁部的略为变厚。 图3.1 矩形件的拉深 矩形件可以看成是由直边部分和圆角部分组成的，矩形件拉深变形时，圆角部分近似于圆筒形件的拉深，直边部分近似于板料的弯曲。因此矩形件的拉深成形是圆角部分的拉深和直边部分的弯曲两种变形方式复合的。但是矩形件的圆角和直边是联系在一起的整体，因此变形时必然有相互作用和影响，以致圆角不是简单的圆筒拉深，直边不是单纯的平板弯曲。 从实验分析表明，矩形拉深时，直边部分并不是单纯的弯曲变形。由于圆角部分的材料要向直边流动，因而直边部分产生了横向压缩、纵向伸长的变形，而圆角部分，由于直边的存在，金属的流动，使得圆角部分的变形程度大为减小。因此矩形变形的特点可以归结为以下5点：1)矩形件拉深时，角部变形基本上与圆筒形件拉深变形相似，只是由于向直边流动，使得径向应力r及切向应力在角部的分布是不均匀的，圆角中部最大，逐渐向两边减小，如图2所示。图3.2 矩形件拉深时的应力分布2）拉深时直边部分除弯曲变形外，在与圆角的链接部分，还有横向压缩和纵向伸长。因而其应力也包括纵向拉应力和横向压应力两部分。3）矩形件拉深时，圆角部分的径向拉应力是分布不均匀的，而其平均拉应力比其相同半径的圆筒形径向拉应力要小得多。因而矩形件的极限变形程度可相应加大，拉深系数可相应减小。4）矩形件的最大应力出现在角部，因而破裂、起皱等现象也多在角部产生。在远离角部的直边部分一般部分不会产生起皱。5）矩形变形时，圆角部分和直边部分必然存在着相互的影响，影响程度随矩形件的形状不同而不同。当相对圆角半径r角/B（r角为矩形件的圆角半径，B为矩形件短边边长）小时，直边部分对圆角部分的影响大，而相对高度H/B（H为矩形件的高度）大时，圆角部分对直边部分的影响大3.2矩形件拉深工艺方案分析3.2.1工序性质和数量 （ 1 ） 工序性质的确定在冲压加工中，工序性质是指冲压件所需的工序种类，剪裁，落料，冲孔，切边等使材料产生分离的工序。弯曲拉深局部成形等使材料产生变形的工序。冲压工序性质的确定主要取决于冲压件的形状尺寸和精度要求。同时还应考虑冲压变形规律及某些具体条件的限制。通常在确定工序性质时应当考虑以下几方面：1）从零件图上直观的确定工序性质，平板件冲压加工时常采用剪裁、落料、拉深，冲孔等冲裁工序。当平面度要求较高时采用较平的工序进行精压，当零件的断面质量尺寸精度要求较高时，需增加修整工序或采用精密冲裁工艺进行加工。 2）对零件图进行计算分析，比较后确定工序性质。 3）为改善冲压变形条件，方便工序定位，增加附加工序。预冲工序工艺切口达到改善冲压变形条件，提高成型质量母的。根据零件图分析冲压加工时须用落料，冲孔，拉深，翻边等工序。3.2.2. 工序数量的确定 确定工序数量的基本原则是：在保证工件质量，生产率和经济性要求的前提下，工序数量应尽可能地减少。 该零件精度要求较高，故采用复合模。3.2.3工序顺序和组合（ 1 ） 工序顺序 各工序的安排主要取决于冲压变形规律和零件质量要求。工序顺序的安排一般应注意以下几方面： 1）所有的孔只要其形状和尺寸不受后续工续的影响，都应在平板坯料上冲出。 2）所在位置会受到以后某工序变形的影响的孔，一般都应在有关的成型工序完成后再冲孔。 3）孔靠近或孔边缘较小时，如果模具强度够高，最好同时冲出。否则应先冲出大孔和一般精度孔，后冲出小孔和高精度孔或者先落料再冲孔，力求把可能产生的畸变限制在最小范围内。 4）如果在同一个零件的不同位置冲压时，变形区域互相不发生作用，根据模具结构定位和操作的过程难易程度来确定。 5）多角弯曲件主要从材料变形核材料的运动两方面安排弯曲的顺序。一般是先弯外部角后弯内部角，弯角根据零件图先冲裁后落料，由固定挡料销定位。（ 2 ）工序组合方式选择 冲压工序的组合是指将两个或两个以上的工序分析合并在一道工序内完成。减少工序及占用的模具设备和数量，提高效率和冲压件的精度，在确定工序组合时，首先应考虑组合的必要性和可行性，然后再决定是否组合。 1）工序组合的必要性主要取决于冲压件的生产批量。 2）工序的组合的可行性受到多种因素的限制，应保证能冲压出形状、尺寸和精度均符合要求的图样，实现其所需动作保证有足够的强度与现有的冲压设备条件相适应。 根据零件图的要求及批量采用落料，拉深，冲孔复合模。3.2.4 冲压工艺方案（ 1 ）工艺方案该工件包括落料，拉深，冲孔，切边四个基本工序，可以有以下三种工艺方案。方案一：先落料，再拉深，然后冲孔。采用单工序模生产。方案二：落料拉深冲孔复合冲压。采用复合模生产。方案三：落料拉深冲孔连续冲压。采用连续模生产。 （ 2 ）工艺方案分析方案一模具结构简单，但需四道工序，即需要落料模，拉深模，冲孔模，切边模四副模具，生产效率低，难以满足该零件的年产量要求。方安二只需一副模具，冲压件的形位精度和尺寸精度易保证，且生产效率也高。尽管模具结构较方案一复杂，但由于零件的几何形状简单对称，模具制造并不困难。方案三也只需一副模具，生产效率也很高，但零件的冲压精度稍差。欲保证冲压件的形位精度，需在模具上设置导正销导正，故其模具制造，安装较复合模复杂。通过对上述三种方案的分析比较，该件的冲压生产采用方案二为佳。3.3拉深部分主要工艺参数的计算 3.3.1确定修边余量查表3-1可知，=（0.3-0.5）H 故取 =1mm, 故：修正后的拉深总高度为270.4+1=27.6mm表3-1切边余量值拉深次数 1 2 3 4切边余量0.030.05H0.040.06H0.050.08H0.080.1H3.3.2计算毛坯尺寸 当矩形盒形件的角部相对的圆角半径较小（r/B-h0.017）、且相对高度不大（r/B0.3）时，金属由四周向侧壁的流动程度很小，在这种情况下，可能用一次拉深工序既能冲制成功。这时，可以认为：角部为四分之一的圆筒的拉深变形，而直边为弯曲变形。按照这个原则将工件展开，这样的毛坯并不具有圆滑过渡的轮廓，而且也没有考虑到材料由圆角部分向直边部分的转移。因此，要用平滑的曲线将四个角上的圆角与直边部分联系起来，使去掉的面积-f和增加的面积+f相等当矩形盒形件零件的角部相对圆角半径较大（0.17HB时，则可以一次拉出。表3-5拉深相对高度 由表可知H1B1HB，矩形件可以一次拉成。3.3.4试确定拉深圆角半径 对于需要进行多次拉深的零件来说，如果凸模的圆角半径取得太小，这时使得侧壁部分材料在经多次转辗曲折时，经受反复多次的变形，既增加了材料的冷作硬化，又使得变薄现象和折痕显著地增加。最后使侧壁部分形成“蛇皮”状得细皱纹，造成了冲件的强度降低及质量精度的下降。 在选取拉深凸模圆角半径时，最末一次拉深时的凸模圆角应等于拉深件筒底得圆角半径，而取其余各次拉深时的凸模圆角半径则与相应凹模的圆角半径相等或略小。各次拉深凸模的圆角半径应随拉深次数的增加而逐步地减小。而本次盒形件需一次拉深，所以拉深凸模圆角半径rd=6mm，拉深凹模圆角半径rp=6mm。3.3.5判断是否采用压边圈零件的相对厚度，经查表得采用压边圈，保证零件质量。式（3.11） 由以上计算可知，该例需拉深2次成形，所以其最终的加工工艺路线为：落料与拉深冲孔复合机加切边3.3.6画出各工序简图 图3-4：落料工序图3-5：拉深工序图3-6 ：冲孔工序3.3.7确定排样图 图3-7排样图1. 排样方法 冲裁件在板料，带料或条料上的布置方法称为排样。合理的排样是将低成本和保证冲件质量及模具寿命的有效措施。应考虑以下原则：1) 提高材料得利用率（不影响冲件的使用性能的前提下可适当改变冲件形状）。2) 合理排样可使操作方便，劳动强度低。3) 模具结构简单寿命长。4) 保证冲件质量和冲件对板料纤维方向的要求。A：根据零件图可选用少废料的利用率情况，排样有三种： a 有废料排样 b 少废料排样 c 无废料排样根据零件图可选用少废料排样。沿冲件部分外形切断或冲裁。只有在冲件与冲件之间或冲件与条料侧边之间留有搭边。这种排样利用率高，用于某些精度要求不是很高的冲裁件排样。B: 排样的形式分为直排式，斜排式，直对排，斜对排，混合排等。制件的毛坯为简单的圆形件，而且尺寸比较小，考虑到操作方便，宜采用单排。t=0.8mm2. 排样设计由表查得搭边数值 a=108,b=2.06 采单直排方式。则：条料的进距 s=A+a=120.14+1.8=121.94mm 式（3.12）条料宽度 B=B+2b+c=140.88+4.12=145mm 式（3.13） 板的材料利用率 =93.58% 式（3.14）3.3.8计算工序压力1）落料力：F落=1.3F=1.3Ltt =1.3（221+156.28+197.76）0.8350 式（3.15） 176.87KN式中t材料抗剪强度 L零件周长 t材料厚度查文献【1】P63 表318可知： 08钢t=260360MPa 取t=350Mpa2）卸料力F卸=K卸F=0.04176.877.048KN 式（3.16）查文献【1】P60 可知：式中K卸0.43）拉深力F拉=（2b1+2b-1.72r）k4tb=（260+280-1.726）0.83500.7 式（3.17）52.857KN查文献【1】P197 可知式中k4修正系数，K=0.7 b材料强度极限，08钢b=342441MPa,取b350MPa4）压边力表3-6 压边力公式 A压边圈内的毛料面积(mm2)。p单位压边力(Pa)，可查表表3-7单位压边力值F=【143123-(6848+663.14+2648+2686) 】2.5=32KN5）冲孔力 F冲1.3Ltt=1.3dtt=1.33.14100.8350 式（3.18）=14.287KN 式中d工件孔直径，d10mm。6)推件力 F推nK推F冲 10.07176.87KN 式（3.19）12.38KN 式中n冲孔时卡在凹模内的废料数，n1； K推推件力因素，K推0.07 3.3.9选择压力机选取通用压力机进行拉深时，特别是对深拉深件，一定要使工艺压力曲线低于压力机滑块许用负荷曲线，否则易使压力机超载而损坏。如果无法得到拉深工艺曲线，则按下式选择设备：浅拉深时F压机(1618) F总深拉深时F压机(182) F总式中F压机压力机公称压力(N)。所以，F总=176.87+7.048+52.875+32+14.287+12.38 式（3.20） =295.46KNF(1618) F总=472.736531.828KN根据所要完成的冲压工序性质、生产批量的大小、冲压件的几何尺寸和精度要求等来选择冲压设备的类型。式曲柄压力机虽然刚度差，降低了模具寿命和冲件的质量。但是它成本低，且有三个方向可以操作的优点，故广泛应用于中小型冲裁件、弯曲件或拉深件的生产中。闭式曲柄压力机刚度好、精度高，只能两个方向操作，适于大中型冲压件的生产。双动曲柄压力机有两个滑块，压边可靠易调，适用于比较复杂的大中型拉深件的生产。高速压力机或多工位自动压力机适于大批量生产。液压机没有固定的行程，不会因板材厚度超差而过载，全行程中压力恒定，但压力机的速度低、生产效率低。适用于小批量，尤其是大型厚板冲压件的生产。摩擦压力机结构简单、造价低、不易发生超负荷损坏。在小批量生产中用来完成弯曲、成形等冲压工作。肘杆式精压机刚度大、滑块行程小，在行程末端停留时间长，适用于校正、校平和整形等类冲压工序。由于复合模工件需从模具中间出件，因此选用开式固定台压力机JH21-60。公称压力：600KN滑块行程：140最大闭合高度：320闭合高度调节量：70滑块行程次数（次/分钟）：70工作台尺寸（前后mm左右mm）：520820工作台孔尺寸（mm）：150模柄孔尺寸（直径mm深度mm）：5060 第4章工序计算4.1工序尺寸确定规则4.1.1凸、凹模刃口尺寸的确定原则1）考虑落料和冲孔的区别，落料件的尺寸取决于凹模。因此，落料模应先决定凹模的尺寸，用减小凸模尺寸来保证合理的间隙。冲孔件的尺寸取决于凸模，因此，冲孔模应先决定凸模尺寸。用增大凹模尺寸来保证合理的间隙。2）考虑刃口的磨损对冲件尺寸的影响。刃口磨损后尺寸变大， 其刃口的基本尺寸应接近或等于冲件的最小极限尺寸；刃口磨损后尺寸变小，应接近或等于冲件的最大极限尺寸。3）考虑冲件精度与模具精度之间的关系，选择模具制造公差时，既要保证冲件的精度要求又要保证有合理的间隙值。一般冲模精度较冲件精度高23级。4.1.2 凸、凹模分别加工时的工作部分尺寸其公式见表：表4-1 凸、凹模分别加工时的工作部分尺寸的计算公式工序性 质冲件尺寸凸模尺寸凹模尺寸落料D-0Dp=（DXZmin）-p0Dd=（DX）0+d冲孔D0+dp=（d+X）-p0dd=（d+X+Zmin）0+d表示：Dp，Dd分别为落料凸，凹模刃口尺寸 dp，dd 分别为冲孔凸，凹模刃口尺寸 D， d 分别为落料件外径和冲孔件的基本尺寸 p，d分别为凸凹模的制造公差，凸模按IT10，凹模按IT10 制件的制造公差 Zmin最小合理间隙 X磨损系数，其值在0.51之间。零件精度IT10以上，X=1，工件精度IT14，X=0.5.为了保证冲模的间隙小于最大合理间隙（Zmax），凸模和凹模制造公差必须 p+dZmax Zmin4.1.3 凸、凹模配合加工时的工作部分尺寸对于冲制复杂形状冲件的模具或单件生产的模具，其凸凹模常采用配合加工的方法。凸凹模工作部分尺寸计算：其落料件按凹模磨损后尺寸增大（A类尺寸），减小（B类尺寸）和不变（C类尺寸）的规律分三种。冲件按凸模磨损后尺寸减小（B类尺寸），增大（A类尺寸）和不变（C类尺寸）的规律分三种。因为工件属冲孔，根据设计要求确定凸模刃口尺寸并依次为基准配置凹模，按磨损后其尺寸变大，变小，不变。4.2落料刃口尺寸计算对于落料部分按未注公差IT14级计算，所以落料件尺寸为140.88-0.740mm,120.14-0.740,21-0.520根据查表得冲裁刃口双面间隙为Zmin0.072mm,Zmax0.104mm.模具 按IT10制造，所以模具制造公模具差查表得 凹 凸0.046mm 凹+ 凸=0.046+0.046mm=0.092mm 式（4.1） Zmax-Zmin=0.104-0.072 mm =0.032 mm 式（4.2）由于得 凹+ 凸Zmax-Zmin，故采用凸模与凹模配合加工法。磨损系数为x=0.5.则凹模刃口尺寸为 D凹1 =(D-x）0 凹 =（140.88-0.50.74）0+0.046 式（4.3） =140.510+0.046 D凹2 =(D-x）0 凹 =120.14-0.50.740+0.046 式（4.4） =119.770+0.046D凹3 =(D-x）0 凹 =21-0.50.520+0.046 式（4.5） =20.740+0.046 凸模刃口尺寸D凸按凹模实际尺寸配制，其双面间隙为0.0720.104mm为保证模具刃口有较长的使用寿命，即保证刃口磨损后还能冲出合格的制件来，制造是按最小间隙Zmin=0.072mm配合间隙。 图4.1落料凹模4.3冲孔对于10的孔尺寸为100+0.036，制造公差查表得 凹= 凸=0.018mm由于 凹+ 凸=0.018+0.018mm=0.036mm由于得 凹+ 凸Zmax-Zmin，故采用凸模与凹模配合加工法。磨损系数为x=0.5.则凹模刃口尺寸为: D凸=(d+x)0-=(10+0.50.36)-0.0180 mm 式（4.6）=10.18-0.0180 mm凹模刃口尺寸D凹按凸模实际尺寸配制，其双面间隙为0.0720.104mm为保证模、具刃口有较长的使用寿命，即保证刃口磨损后还能冲出合格的制件来，制造是按最小间隙Zmin=0.072mm配合间隙 4.2冲孔凸模 4.4拉深刃口尺寸计算1）拉深间隙确定矩(方)形件拉深间隙时，低盒形件拉伸间隙应根据拉深过程中毛坯各部分壁厚变化情况确定：盒形件尺寸要求较高时：c=（0.91.05）t式（4.7） 盒形件尺寸要求不高时：c=（1.11.3）t 式（4.8）Z/2=c=0.881.04 所以取c=0.9mm 圆角部分的单边间隙应该直边的间隙大0.1t，即为0.98mm 2）凸模和凹模的圆角半径 1、凹模的圆角半径r凹按公式（68）t取，所以r凹=6mm 2、凸模的圆角半径r凸等于工件的圆角半径，所以r凸=6mm3）凸、凹模工作尺寸的计计算凸、凹模工作部分尺寸时，对拉深制件有关尺寸的公差，只在最后一道拉深工序时予以考虑。计算原则与冲裁及弯曲工艺相同，主要考虑模具的磨损及制件的回弹。根据拉深制件尺寸(外形或内孔)的要求。本次矩形件拉深，按IT10级制造。表4-2拉深凸、凹模计算方法 查表得拉深凸模凹模的制造公差为 凹= 凸=0.03mm 则可求得拉深凹模的刃口尺寸为： D凹1=（D-0.75）0+ 凹 =（80-0.750.74）0+0.03 式（4.9） = 79.4450+0.03mm D凹2=（D-0.75）0+ 凹 =（60-0.750.74）0+0.03 式（4.10） = 59.4450+0.03mm2、间隙取在凸模上，则凸模的尺寸为 D凸1=（D-0.75-Z）-凸+0 =（80-0.750.74-1.8）-0.030 式（4.11） =77.645-0.030D凸2=（D-0.75-Z）-凸+0 =（60-0.750.74-1.8）-0.030 式（4.12） =57.645-0.0303、工件内的圆角部分要求内形尺寸， 凹= 凸=0.018mm所以凸模为D凸=（D+0.4）-凸+0 =（6+0.40.36）-0.0180 式（4.13） =6.144-0.01804、间隙取在凹模上，所以为D凹=（D+0.4+Z）0+ 凹 =（6+0.40.36+1.96）0+0.018 式（4.14） =8.1040+0.018图4.3拉深凸模4.5 外形尺寸计算 （1）凹模： 凹模厚度 H=Kb=0.18x140.88=25.328mm 式（4.15）但该件上还要冲一些小和切断，所以凹模厚度适当增加，故取H=30mm。C= （1.5-2）H，C取50mm。 式（4.16）凹模直径 A=140.88+2x50=240.88mm B=120.14+2x50=220.14mm凹模高度H取55mm。 (2）凸凹模： 与凹模配合 式（4.17）H=25+12+28+15=80mm压边圈高度25mm （3)拉深凸模：H=50mm4.6凸凹模壁厚校核查参考文献2知，倒装复合模凸凹模最小壁厚（料厚mm）；本设计中 式（4.18）所以凸凹模壁厚校核合格，按图设计的凸凹模符合要求。图4.4凸凹模第5章模具结构总体设计5.1模具的典型结构 图5.1落料与拉深冲孔复合模图5.1所示为单冲床上使用的落料拉深复合模。工作时，送入的毛柸放在凹模、压边圈和承料板上。依靠挡料销和导料销定好位置。上模下行时，由卸料板将毛柸压住，凸凹模开始落料，随后进行拉深，最后进行冲孔。此时，压边圈通过顶杆靠弹簧的力紧紧地压住了毛柸，防止拉深时起皱。上模回程时，压边圈将工件从凸模上顶出，卡在凸凹模内，直到推杆碰到冲床的打料横梁，推动推件块将工件推出。 该模具采用的有压边圈、顶杆、弹簧及夹板等组成的弹性压边装置，直接装在模具上，用来防止拉深时的起皱。如果工件的拉深深度较深，需要的压边力又较大时，则应采用附设在冲床上的拉深气垫进行压边。5.1.1 模架的选择冲模模架标准是1991年5月1日由国家技术监督局批准频布实施的，该标准是在冷冲模国家标准的基础上修订的新标准，其中模架产品标准：（GB/T2851.1, GB/T2851.37, GB/T2852.14）共10个。模架的选择一般根据凹模定位和卸料装置的平面而定，选择模座的形状和尺寸，模座外形，尺寸比凹模相应尺寸大4070mm。模座厚度一般取凹模厚度的11.5倍。下模座外形尺寸至少超过压力机约50mm，同时选择的模架与闭合后的模具设计的高度相适应。通常所说的模架由上模座，下模座，导柱，导套四部分组成，一般标准模架不包括模柄。模架是整副模具的骨架，它是连接冲模主要零件的载体，模具的全部零件都固定在它上面，并承受冲压过程的全部载荷。模具的上模座盒下模座分别与冲压设备的滑块和工作台固定。上下模间的精确位置由导柱导套来实现。模架的选择应从三方面入手：依据产品零件精度，模具工作零件配合精度、高低确定模架精度；根据产品零件精度要求，形状，板料送料方向选项二模架类型；根据凹模周界尺寸确定模架的大小规格。查文献【1】P117 表249选择冲模滑动导向模架中间导柱模架 GB/T2855.1-2008。中间导柱模架的特点是导向装置在后侧，前后送料都比较方便，但如果有偏心载荷，压力机导向又不精确，就会造成上模歪斜，导向装置和凸、凹模都容易磨损，从而影响模具寿命，此模架一般用于较小的冲裁模。模座厚度取55mm，凸模固定板为30 mm,下模座厚度取60mm，那么该模具的闭合高度： H闭=+- 式（5.1）式中H凹为凹模厚度=55mm为凸凹模厚度=38mm为凸凹模冲裁后进入凹模的深度=3mm所以=55+30+60+55+38-3=235m5.1.2 模柄的选择查文献【1】表237知选用旋入式模柄。通过螺纹与上模座连接，为防止松动，常用防转螺钉紧固，优点是拆装方便，缺点是模柄轴线与上模座的垂直度较差。5.1.3 螺钉固定螺钉引入模体的深度勿太深，如拧入铸铁件深度是螺钉直径的2-2.5倍，拧入一般钢件深度是螺钉直径的1.52倍。5.1.4 定位销 冲模中的定位销常选用圆柱销，其直径与螺钉直径接近，不能太细，每个模具上只需两个销钉，长度不能太长，使进入模体长度直径的22.5倍。5.2 定位装置采用固定式挡料销前后定位，安装在凹模上；导料销横向定位，安装在模板上。5.3 卸料装置 5.3.1 条料的卸除 采用弹性卸料板。因为是倒装式复合模，所以卸料板安装在上模。5.3.2 工件的卸除 采用卸料板将工件从凸模上顶下，卡在凸凹模内，直到推杆碰到冲床的打料横梁，推动推件块将工件推出。落在模具工作表面上。5.4 其他零件尺寸的确定5.4.1 卸料弹簧1. 卸料力前面已经算出7.048KN，拟选用4个弹簧每个弹簧担负卸料力为1762N，2查表选用弹簧为 F=2300N根据该型号弹簧压力特性可知，弹簧最大工作负荷下的总变