凸缘拉深件的落料拉深模具设计（全套含CAD图纸）
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下载后包含有CAD图纸和说明书,咨询Q 197216396摘 要首先简要的概述了冲压模具在社会发展领域中的作用及其以后的发展方向，点明了模具设计的重要意义。然后依据工件图进行了工艺性分析，进而确定了设计方案，计算出了模具工作部分的尺寸，设计出工作零部件；然后依据设计要求选择出各个标准零部件，最后设计出了模具的总装配图。在设计中，最重要的就是设计方案的确定、坯料的计算和工作零部件的设计，这是设计的关键，这些设计的正确与否直接关系到设计成本的高低及设计的模具能否正常工作。 设计过程中，首先对凸缘拉深件的落料工序、拉深工序和凸缘的修整工序进行了分析，并对与这些工序相关的模具在设计和制造中存在的若干关键性问题进行了研究。所要解决的难题就是如何计算并防止出现拉深皱曲,拉深破裂,拉深凸耳等缺陷,使得冲压成形达到我们所要求的质量。然后用CAD制图软件画出了十几张零件图，安插在设计说明书书中。最后画出了凸缘拉深件落料拉深复合模的装配图一张。关键字：拉深件、拉深、落料目 录摘要第1章 模具的现状与发展11.1模具的现状11.2 冲压模具的发展重点与展望2第2章 凸缘拉深件工艺性分析42.1冲压件工艺性分析42.1.1计算毛坯尺寸52.1.2确定拉深次数62.1.3确定半成品尺寸72.1.4拉深工序图82.2冲压工艺方案的确定10第3章 工艺设计123.1计算压边力和拉深力123.1.1计算压边力123.1.2计算拉深力123.1.3计算公称压力143.2计算模具工作部分尺寸143.2.1模具间隙143.2.2拉深模圆角半径153.2.3凸凹模工作部分尺寸153.3 确定凸模通气孔16第4章 确定排样、裁板方案174.1确定条料宽度B174.2确定步距A174.3工件的面积S174.4材料利用率17第5章 落料拉深模复合模的设计185.1 落料拉深复合模工作部分的设计185.1.1计算落料凸凹模刃口185.1.2冲裁力的计算195.1.3落料凹模的设计205.1.4首次拉深凸模的设计215.2导料板、导料销：225.3压边圈的设计235.4凸凹模（落料凸模和拉深凹模）的设计235.5模柄：24第6章 冲孔切边模复合模的设计256.1 冲孔切边复合模工作部分的设计256.1.1计算冲孔凸凹模刃口256.1.2冲裁力的计算266.2冲孔凸模设计276.3冲孔凹模设计276.4落料拉深复合模运动部分零件的设计286.4.1模架与紧固零件的选取286.4.2压料装置的选择296.4.3压力机的选择和校核296.4.4落料拉深复合（首次拉深）模总装图30 总结 致谢参考文献第1章 模具的现状与发展1.1模具的现状根据考古发现，早在2000多年前，我国已有冲压模具被用于制造铜器，证明了中国古代冲压成型和冲压模具方面的成就在世界领先。1953年，长春第一汽车制造厂在中国首次建立了冲模车间，该厂于1958年开始制造汽车覆盖件模具。我国于20世纪60年代开始生产精冲模具。在走过了漫长的发展道路之后，目前我国已形成了300多亿元各类冲压模具的生产能力。一、冲压模具市场情况 我国冲压模具无论在数量上，还是在质量、技术和能力等方面都已有了很大发展，但与国民经济需求和世界先进水平相比，差距仍很大，一些大型、精密、复杂、长寿命的高档模具每年仍大量进口，特别是中高档轿车的覆盖件模具，目前仍主要依靠进口。一些低档次的简单冲模，已趋供过于求，市场竞争激烈。近年来，我国冲压模具水平已有很大提高。大型冲压模具已能生产单套重量达50多吨的模具。为中档轿车配套的覆盖件模具国内也能生产了。精度达到12m，寿命2亿次左右的多工位级进模国内已有多家企业能够生产。表面粗糙度达到Ra1.5m的精冲模，大尺寸精冲模及中厚板精冲模国内也已达到相当高的水平。 模具CAD/CAM技术状况 我国模具CAD/CAM技术的发展已有20多年历史。由原华中工学院和武汉733厂于1984年共同完成的精冲模CAD/CAM系统是我国第一个自行开发的模具CAD/CAM系统。由华中工学院和北京模具厂等于1986年共同完成的冷冲模CAD/CAM系统是我国自行开发的第一个冲裁模CAD/CAM系统。上海交通大学开发的冷冲模CAD/CAM系统也于同年完成。20世纪90年代以来，国内汽车行业的模具设计制造中开始采用CAD/CAM技术。国家科委863计划将东风汽车公司作为CIMS应用示范工厂，由华中理工大学作为技术依托单位，开发的汽车车身与覆盖件模具CAD/CAPP/CAM集成系统于1996年初通过鉴定。在此期间，一汽和成飞汽车模具中心引进了工作站和CAD/CAM软件系统，并在模具设计制造中实际应用，取得了显著效益。1997年一汽引进了板料成型过程计算机模拟CAE软件并开始用于生产。 21世纪开始CAD/CAM技术逐渐普及，现在具有一定生产能力的冲压模具企业基本都有了CAD/CAM技术。其中部分骨干重点企业还具备各CAE能力。 模具CAD/CAM技术能显著缩短模具设计与制造周期，降低生产成本，提高产品质量，已成为人们的共识。1.2 冲压模具的发展重点与展望 发展重点的选取应根据市场需求、发展趋势和目前状况来确定。可按产品重点、技术重点和其他重点分别叙述。冲压模具产品发展重点。冲压模具共有7小类，并有一些按其服务对象来称呼的一些种类。目前急需发展的是汽车覆盖件模具，多功能、多工位级进模和精冲模。这些模具现在产需矛盾大，发展前景好。 汽车覆盖件模具中发展重点是技术要求高的中高档轿车大中型覆盖件模具，尤其是外覆盖件模具。高强度板和不等厚板的冲压模具及大型多工位级进模、连续模今后将会有较快的发展。多功能、多工位级进模中发展重点是高精度、高效率和大型、高寿命的级进模。精冲模中发展重点是厚板精冲模大型精冲模，并不断提高其精度。2、 冲压模具技术发展重点。模具技术未来发展趋势主要是朝信息化、高速化生产与高精度化发展。因此从设计技术来说，发展重点在于大力推广CAD/CAE/CAM技术的应用，并持续提高效率，特别是板材成型过程的计算机模拟分析技术。模具CAD、CAM技术应向宜人化、集成化、智能化和网络化方向发展，并提高模具CAD、CAM系统专用化程度。 为了提高CAD、CAE、CAM技术的应用水平，建立完整的模具资料库及开发专家系统和提高软件的实用性十分重要。从加工技术来说，发展重点在于高速加工和高精度加工。高速加工目前主要是发展高速铣削、高速研抛和高速电加工及快速制模技术。高精度加工目前主要是发展模具零件精度1m以下和表面粗糙度Ra0.1m的各种精密加工。提高模具标准化程度，搞好模具标准件生产供应也是冲压模具技术发展重点之一。 为了提高冲压模具的寿命，模具表面的各种强化超硬处理等技术也是发展重点。对于模具数字化制造、系统集成、逆向工程、快速原型/模具制造及计算机辅助应用技术等方面形成全方位解决方案，提供模具开发与工程服务，全面提高企业水平和模具质量，这更是冲压模具技术发展的重点。 3、 其他发展重点及展望。其他发展重点及展望的内涵十分丰富，这里只就管理、专业化与标准化及行业调整三个方面作一些分析。 企业管理是一个系统工程，是一门学问，是科学技术。与工业发达国家模具企业相比，在某种意义上说，我们的管理落后更甚于技术落后。因此改进管理十分重要，且任务繁重，目前模具企业的管理有许多形式，各有其适应对象，但搞好信息化建设，逐步实现信息化管理已成为发展方向，行业也对此有共识。 由于历史和体制上的原因，我国模具专业化和标准化水平一直很低，其中冲压模具的专业化比塑料模和压铸模更低。第2章 凸缘拉深件工艺性分析2.1冲压件工艺性分析拉深件名称:凸缘拉深件生产批量:大批量 材料:08AL料厚:1mm技术要求:工件要求平整,无拉深痕迹,未注公差IT14。凸缘拉深件零件图：此工件为带凸缘拉深件，要求零件尺寸标注在外形，零件尺寸厚度不变。此工件的形状满足拉深件工艺要求，可用拉深工序加工。凸缘上带有三个孔，采用冲孔工艺加工。良好的拉深工艺性应能满足材料较省、工序较少、模具加工较容易、寿命较高、操作方便及产品质量稳定等要求。拉深件的材料应具有良好的塑性、低的屈强比、大的板厚方向性系数和小的板平面方向性。零件材料为08AL，厚度为1mm，且其刚度相对不高，易变形。凸缘拉深件零件，要满足d凸d+12t，而求外轮廓与直壁断面最好形状相似，否则，拉深困难，切边 余量大。2.1.1计算毛坯尺寸1. 确定修边余量一般拉深件，在拉深成形后，工件口或凸缘周边不齐，必须进行修边以达到工作的要求。因此，在按照工件图样计算毛坯尺寸时，必须加上修边余量后再计算,查表1-1得:=2.2mm。表1-1 有凸缘圆筒形拉深件的修边余量凸缘直径dt凸缘的相对直径1.51.5222.52.5251.81.61.41.220502.52.01.81.6501003.53.02.52.21001504.33.63.02.51502005.04.23.52.72. 毛坯直径尺寸的计算 2.1.2确定拉深次数1.毛坯厚度的计算第一次拉深：所以查表12可知要用压边圈拉深。表12 采用压边圈的条件拉深方法第一次拉深以后各次拉深（t/D）/%m（t/D）/%m用压边圈1.50.6012.00.601.50.802.总的拉深系数有凸缘圆筒形件的拉深系数拉深，有凸缘圆筒形件拉深时，相当无凸缘拉深过程的中间阶段。这只需要比较工作实际所需的总拉深系数和h/d与凸缘件第一次拉深的极限拉深系数和极限拉深相对高度即可。根据表13查出第一次拉深允许的拉深系数为0.530.55， 零件所需求的拉深系数： m=d/D=33/103.76=0.318 m， mmm=0.3150100，取得： 6.5mm以后各拉深凸模的通气孔直径为：凸模直径50，取得： 5mm通气孔的开口高度h应大于制件的高度H，一般取： h=H+（510）mm计算得： =47，=57，=65。第4章 确定排样、裁板方案板材规格选用11101500。由于坯料直径103.76mm不算太小，考虑到操作方便，采用单排。4.1确定条料宽度B查模具设计与制造表1-8，得搭边值a=1.0mm，a1=0.8mm，则： B=D+2a=103.76+21=105.76mm4.2确定步距A A=D+a1=103.76+0.8=104.56mm4.3工件的面积S S=R2=3.1451.888451.4 4.4材料利用率 =8451.4/(104.56105.76）100=76式中 S一个步距内制件的实际面积，mm； S一个步距内所需毛坯面积，mm； A 送料步距，mm； B条料宽度，mm。排样图 第5章 落料拉深模复合模的设计5.1 落料拉深复合模工作部分的设计5.1.1计算落料凸凹模刃口落料103.7的凸、凹模刃口尺寸得计算。由于落料件结构简单，精度要求不高（公差等级取IT14级，则其尺寸为103.7），所以采用分别制造的方法制作凸、凹模。凸、凹模刃口尺寸计算公式如下:凹模尺寸： D=（D-x）凸模尺寸： D=（D-Z）式中 D，D落料凸模和凹模的基本尺寸，mm； D 落料件最大极限尺寸，mm； 冲裁件的公差，mm； X 磨损系数，查冲压工艺与模具设计一书中表1-21选取； 凸凹模的制造偏差，按冲裁件的1/31/4选取，或可查冲 压工艺与模具设计一书中表1-22选取。.查表得： =0.87mm，x=0.5mm，=0.035，=0.025， =0.1mm，=0.14mm代入公式得： D=（103.7-0.50.87）=103.3 D=（103.3-0.1）=103.2校核： 0.035mm+0.025mm=0.06mm0.04mm（满足间隙公差条件）5.1.2冲裁力的计算冲裁力是冲裁过程中凸模对板料施加的压力，它是随凸模进入材料的深度（凸模行程）而变化的。通常说的冲裁力是指冲裁力的最大值，它是选用压力机和设计模具的重要依据之一。用普通平刃口模具冲裁时，其冲裁力F一般按下式计算：F=KLt式中 F冲裁力（kN） L冲裁周边长度（mm） t材料厚度（mm） 材料抗剪强度(MPa) K系数，一般取1.3。在一般情况下材料的抗拉强度b1.3，为计算方便可按下式估算冲裁力: F = 1.3Lt= Lt （=215410）计算得： F=1.3325.61410=173.5kN卸料力： (查表1-13，=0.0250.06） =0.06173.5=10.4kN推件力： =nF （查表1-13，=0.055，n=h/t=1） =10.055173.5=9.5kN该落料冲孔复合模采用正装结构及弹压卸料和下出料（冲孔废料）方式，则总冲压力: =+ =173.5+10.4+9.5=193.4kN从满足冲压工艺力的要求看，可选用200kN开式压力机。5.1.3落料凹模的设计在落料凹模内，由于要设置推荐块，所以凹模刃口应采用直通形刃口，由于凹模简单，同时为了降低凹模加工难度和凹模结构的复杂程度，得到较高的结构强度，凹模采用整体式。查冲压工艺与模具设计一书表1-25，得： h 5mm，取得刃口高度h=6mm。凹模外形尺寸计算公式如下：凹模厚度： H=Kb（15mm）凹模壁厚： C=（1.52）H（3040mm）式中： b冲裁件的最大外形尺寸； K凹模厚度系数，考虑板料厚度的影响。查冲压工艺与模具设计一书表1-26，得： K=（0.150.2），取0.2.代入计算得： H=0.2103.7=20.7mm C=1.5H=1.520.7=31.1mm取凹模厚度H=25mm，凹模壁厚C=35mm凹模宽度： B=b+2C=103.7+235=173.7mm，取175mm.凹模长度与宽度相等。取： L=175mm B=175mm 落料凹模的结构设计如图下所示，材料选用CrWMn,热处理硬度为6064HRC。 图 落料凹模5.1.4首次拉深凸模的设计拉深凸模的工作部分尺寸已经在前面计算部分（凸、凹模工作部分尺寸）计算过，此处根据模具的结构设计确定其结构尺寸，为便于凸模的加工，凸模采用直通式，材料选用Cr12MoV,热处理硬度为5862HRC图 首次拉深凸模5.2导料板、导料销：1.对条料或卷料的侧边进行导向，以保征其正确的送料进方向的板件或销。条料靠着导料板或导料销的一侧导向送进，以免送偏， 导料销一般用两个，多用于单工序模和复合模。因为是从右向左送料，与条料相靠的导料板或导料销装在后侧。导料板通常选用Q233或Q235钢制造，导向面及上、下表面的表面粗糙度应达到1.60.8m。导料板选用整体式，导料板之间的宽度应等于条料的最大宽度加上一间隙值。因无侧压装置，间隙取0.51.5mm。导料板的厚度H8mm(t1mm)。2.挡料销：该单工序模具只需要一个固定挡料销。选用圆柱头固定挡料销，此挡料销结构简单，制造方便，当固定部分和工作部分的直经差别较大时，不致于削弱凹模的强度。装在凹模上。5.3压边圈的设计该模具中，凸凹模首先将落料件推入落料凹模，设置在落料凹模内的压边圈在气压的作用下对落料件施压，起到压料作用，防止拉深毛坯进行拉深时起皱。推件块的结构和尺寸设计如图示。推件块采用45钢，热处理硬度为4348HRC。图 压边圈5.4凸凹模（落料凸模和拉深凹模）的设计本模具为落料拉深复合，除了落料凹模和拉深凸模外，还有一个落料凸模和拉深凹模组成的凸凹模。根据模具结构的设计需要，凸凹模的结构设计如图所示。凸凹模安装时应保证凸凹模的轴线与模柄轴线重合。凸凹模的强度校核：查冲压工艺与模具设计一书表1-27得凸凹模的最小壁厚为2.7mm，而实际最小壁厚为7.35mm，故强度满足要求。凸凹模的外形采用分别制造法得到，内孔刃口尺寸由冲孔凸模的实际尺寸进行配做，保证双面合理间隙值在Zmin=0.246Zmax=0.360之间。凸凹模材料为Cr12MoV,热处理硬度为6264HRC。图4-6 凸凹模5.5模柄：使模具的中心线与压力机的中心线重合，并把上模固定在压力机滑块的连接零件上。 选择凸缘模柄，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。 模柄直径可取与模柄孔相等，采用间隙配合H11/d11，模柄长度应小于模柄孔深度510mm。模柄通常采用Q235或Q275钢制造，其支撑面应垂直于模柄的轴线（垂直度不应超过0.02100）。压入式模柄配合面的粗糙度应达到1.60.8m，模柄压入上模座后，应将底面磨平。 第6章 冲孔切边模复合模的设计6.1 冲孔切边复合模工作部分的设计6.1.1计算冲孔凸凹模刃口冲孔的凸、凹模刃口尺寸得计算。结构简单，精度要求不高（公差等级取IT14级，则其尺寸为5），所以采用分别制造的方法制作凸、凹模。凸、凹模刃口尺寸计算公式如下:凸模尺寸： d=（dx）凹模尺寸： d=（dZ）式中 d，d冲孔凸模和凹模的基本尺寸，mm； d 冲孔件最小极限尺寸，mm； 冲裁件的公差，mm； X 磨损系数，查冲压工艺与模具设计一书中表1-21选取； 凸凹模的制造偏差，按冲裁件的1/31/4选取，或可查冲 压工艺与模具设计一书中表1-22选取。.查表得： =0.87mm，x=0.5mm，=0.02，=0.02， =0.1mm，=0.14mm代入公式得： d=（5+0.50.87）=5.4 D=（5.4+0.1）=5.5校核： 0.02mm+0.02mm=0.04mm=0.04mm （满足间隙公差条件）6.1.2冲裁力的计算冲裁力是冲裁过程中凸模对板料施加的压力，它是随凸模进入材料的深度（凸模行程）而变化的。通常说的冲裁力是指冲裁力的最大值，它是选用压力机和设计模具的重要依据之一。用普通平刃口模具冲裁时，其冲裁力F一般按下式计算：F=KLt式中 F冲裁力（kN） L冲裁周边长度（mm） t材料厚度（mm） 材料抗剪强度(MPa) K系数，一般取1.3。在一般情况下材料的抗拉强度b1.3，为计算方便可按下式估算冲裁力: F = 1.3Lt= Lt （=215410）计算得： F=1.315.71410=8.4kN卸料力： (查表1-13，=0.0250.06） =0.068.4=0.5kN推件力： =nF （查表1-13，=0.055，n=h/t=1） =10.0558.4=0.5kN该落料冲孔复合模采用正装结构及弹压卸料和下出料（冲孔废料）方式，则总冲压力: =+ =8.4+0.5+0.5=9.4kN从满足冲压工艺力的要求看，可选用160kN开式压力机。6.2冲孔凸模设计因为所冲的孔均为圆形，而且都不属于需要特别保护的小凸模，所以冲孔凸模采用台阶式，一方面使加工更简单，另一方面又便于装配与更换。拉深凸模的工作部分尺寸已经在前面计算部分（凸、凹模工作部分尺寸）计算过，此处根据模具的结构设计确定其结构尺寸，为便于凸模的加工，凸模采用直通式，材料选用Cr12MoV,热处理硬度为5862HRC。 图 冲孔凸模6.3冲孔凹模设计冲孔凹模的结构设计如图下所示，材料选用CrWMn,热处理硬度为6064HRC。图 冲孔凹模6.4 落料拉深复合模运动部分零件的设计6.4.1模架与紧固零件的选取由于该模具的冲压行程较大，经考究知选用行程较大、导向精度高的滚动导向模架，经查中国模具设计大典一书表22.4-9，选用中间导柱模架，其标记为：250x200x230 0GB/T2852.2。最小闭合高度为230mm，最大行程为120mm。1. 模架各零件标记上模座 250mmx 200mmx 50mm GB/T 2856.3下模座 250mmx 200mmx 60mm GB/T 2856.4导柱 32mm x 215mm GB/T 2861.3 35mm x 215mm GB/T 2861.3导套 32mm x 150mm x 48mm GB/T 2861.835mm x 150mm x 48mm GB/T 2861.8保持圈 32mm x 39.5mm x 84mm GB/T 2861.10 35mm x 42.5mm x 84mm GB/T 2861.10弹簧 2mm x 37mm x 87mm 2mm x 40mm x 88mm压板 16mm x 20mm螺钉 M6 x 16mm2. 模具最小闭合高度为：H=h+h+t+h+h =50+61+2+80+60=253mm在模具的闭合高度范围内。3. 紧固件的选择该模具采用内六角螺钉和销钉紧固，具体选用标准件如下：内六角螺钉：M10330GB/T 701985M10360 GB/T 701985M10 x 45 GB/T 701985M10 x 70 GB/T 7019856.4.2压料装置的选择弹性压料装置通常有三种结构形式：橡皮压边装置；弹簧压边装置；气垫式压料装置。随着拉深深度的增加，需要压边的凸缘部分不断减少，故需要的压边力也减小，由三种压边装置的压边力的变化曲线知，橡皮和气垫式的压边力恰好与需要的压边力相反，随着拉深深度的增加，其压边力亦增加，这种情况会使拉深力增大，从而导致零件断裂，因此橡皮和气垫式结构通常由于浅拉深。弹簧压边装置的压边效果较好，压边力基本不随工作行程而变化。因此，为保证拉深件的拉深质量，该模具选用弹簧压边装置。6.4.3压力机的选择和校核1. 压力机的选择由4.1.3知，首次拉深所要求的公称压力F=139.3KN，由4.1.3知，落料力和推件力F=83.6KN，由于落料和拉深分别进行，因此取F=912KN。为了保证冲压力的足够，一般冲裁时压力机吨位应比计算的冲压力大30左右，即：F=912x1.3=1185.6kN，根据模具的外形尺寸和公称压力，最终选取压力机型号为J21-160的开式固定台压力机。其主要技术参数为：公称压力：1600KN 滑块行程：160mm 最大装模高度：400mm 连杆调节长度：200mm 工作台尺寸：710 mm x 710 mm（前后 x左右） 模柄孔尺寸：70mm x 80mm（直径 x 深度）2压力机的校核滑块行程长度的校核：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的从模具中取出，特别是成形拉深件和弯曲件，应使滑块行程长度大于制件高的2.53.0倍。首次拉深件深36mm，滑块行程160mm,大于拉深件高的三倍，因此滑块行程长度满足要求。闭合高度的校核：该模具设计的最小闭合高度为253mm，凸凹模刚好接触到板料时的闭合高度，模具闭合高度为292mm。模具的闭合高度应介于压力机的最大和最小闭合高度之间，并考虑留有适当的余量。计算公式如下：H-H+10HH- H-5式中 H模具闭合高度 H压力机的最大闭合高度 M连杆调节量计算得：（400-200+10）mm253mm292mm(400-5)mm即： 210253mm292mm395mm因此，压力机装模高度满足要求。6.4.4落料拉深复合（首次拉深）模总装图如图4-11所示为落料拉深复合模。上模部分装有凸凹模5（落料凸模与拉深凹模），下模部分装有落料凹模11与拉深凸模10。为保证冲压时先落料后拉深，拉深凸模10上端面低于落料凹模11的刃口高度。件13为弹性压边圈，压边装置安装在下模座上。图4-11 首次拉深装配图结论本课题研究的是关于凸缘拉深件的冲压工艺及模具设计，零件材料为08钢，厚度为1mm，且其刚度相对不高，易变形。通过对零件的整体分析，制造此零件需要多次拉深冲压。因而本课题所要解决的难题就是如何计算并防止出现拉深皱曲,拉深破裂,拉深凸耳等缺陷,使得冲压成形达到我们所要求的质量。拉深凸缘皱曲可以通过加装压边圈并提高压边力解决，最终问题依然转化为危险断面的失稳破裂。解决此问题的基本思路是降低拉深力或提高危险断面临界失稳载荷。常用的办法是采用多次拉深工艺，减小各次的拉深变形程度，使各次拉深力均小于临界失稳载荷。凸耳需通过修边工序去除，既浪费材料又增加工序。板料面内各向异性是板料轧制造成的变形织构和纤维组织所致，前者不能通过再结晶退火消除，故凸耳也不能通过再结晶退火消除。消除板料面内各向异性的最有效的方法是拟定适用于深拉深板料的最合理轧制过程，如以各种方向交替轧制，可以获得板料面内力学性能均匀的板料。致 谢首先，非常感谢刘中华老师在这次设计过程中给予我的悉心的指导与帮助。从接受课题到现在完成毕业设计论文，我得到了刘中华老师精心的指导和无微的帮助，尤其是在课题设计的前期准备工作和设计的过程中，导师提出了许许多多宝贵的设计意见，在最后的论证修改过程中刘老师还在百忙之中，抽出时间为我们提供了必要的指导和帮助。老师他渊博的学术知识、严谨的治学态度、勤勉的工作作风、敏锐的思路和实事求是的工作作风，对我的严格要求使我受益匪浅、享用终生。在此，对刘老师表示我最真诚的尊敬和最诚挚的感谢。由于我的学识水平、时间和精力有限，文中肯定有许多不尽人意和不完善之处，我将在以后的工作、学习中不断以思考和完善其次，要向给予此次毕业设计帮助的老师们，以及同学们以诚挚的谢意，在整个设计过程中，他们也给我很多帮助和无私的关怀，更重要的是为我提供了不少的资料，在此感谢他们。总之，我的设计是老师和同学共同完成的结果，在设计的这些日子里，我们合作的非常愉快，教会了我许多道理，是我人生的一笔财富，我再次向给予我帮助的老师和同学表示感谢！参考文献1马希青，苏梦香，赵月罗主编机械制图中国矿业大学出版社,2001.2李奇主编模具设计与制造任命邮电出版社,2014.3翁其金，徐新成主编冲压工艺及模具设计机械工业出版社.4周大隽主编冲模结构设计机械工业出版社.2006.5李名望主编冲压模具设计与制造技术指南化学工业出版社.2008.6张瑞平主编金属工艺学北京：冶金工业出版社.7 模具实用技术丛书编委会编冲模设计应用实例机械工业出版社.2003.8 王先逵主编机械制造工艺学机械工业出版社.2003.9魏春雷，朱三武，章南主编模具专业毕业设计手册天津大学出版社.2010.第 42 页 共 52 页任务书毕业设计课题方向冷冲模设计题目凸缘拉深件的落料拉深模具设计完成日期2017年5月18日1、题目来源该零件为凸缘拉深件，属于冲压件，大批量生产。二、设计要求（包括原始数据、技术要求、工作要求、作品要求）按照零件图的设计要求，在调查研究、消化资料的基础上，设计一副模具完成本零件的落料工序。要求完成1、完成本模具总体设计，绘制模具的总装图，用A3图纸打印；2、完成本模具各非标零部件的设计，绘制主要零部件的零件图，用A3或者A4图纸打印；3、完成设计说明书，要求A4纸打印，不少于20页。3、个人重点凸缘拉深件的落料拉深模具设计四、各阶段时间安排，应完成的工作量序号各阶段工作内容起讫日期备注1学生撰写开题报告，指导教师审核2016年12月27日2017年1月5日2学生完成初稿，指导教师修改、审核2017年2月2017年3月3学生完成二稿，指导教师修改、审核，毕业设计中期检查2017年3月2017年4月4毕业设计定稿，指导教师修改、审核提交论文，准备答辩2017年4月2017年5月5毕业设计答辩2017年5月27日6毕业设计推优，资料整理归档，上传2017年5月27日2017年6月2日5、应阅读的基本文献目录1、冷冲模设计及制造，高鸿庭，中国机械工业教育协会，机械工业出版社2、实用模具设计简明手册，邓明，机械工业出版社指导教师签字年月日教研室主任签字年月日院长（副院长）签字年月日开题报告一、选题的依据及意义（1）选题依据本课题是凸缘拉深件落料拉深模具设计，凸缘拉深件是某种通用机械上的一种零件。课题的目的是让我在以往对模具设计学习的基础上熟悉冲压模具的设计流程。是对我学习的检阅也是对我的一次锻炼，使我能够系统的掌握冲压模具设计的技术，并与AUTOCAD等模具设计软件相结合，提高我机械模具设计能力。（2）选题意义模具设计与制造技术水平的高低，是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志之一，在很大程度上决定着产品的质量，效益和新产品的开发能力。通过对垫片冲裁模的设计是融会多种知识的综合实践活动，能够锻炼和提高我们的知识应用能力，实践创新能力，结合本专业的所学及目前各企业对模具的需求日益增多本着以“学以致用”为出发点，发挥本专业的专长，把所学的各门功课进行综合分析、运用通过各课程之间的联系，借助各类参考书提高自己灵活运用手头资料的能力，也为以后的工作打下一定的基础。二、国内外研究现状及发展趋势（含文献综述）我国冲压模具产品质量和生产水平，总体上比国际先进水平低许多，而模具生产周期却要比国际先进水平高出许多。产品质量水平低主要表现在精度、表面粗糙度以及模具的复杂程度上。模具技术的发展是模具工业发展最关键的一个因素，其发展方向应该为适应模具产品“交货期短”、“精度高”、“质量好”、“价格低”的要求服务。在金属和非金属材料塑性加工工程中，模具是一种必不可少的工艺装备。模具的使用性能特别是使用寿命反映着一个国家的工业水平。早在20世纪50年代，美、日等工业发达国家，在开发应用冷冲压新技术的同时，集中了部分优势人才和资金，集合时常的需要，将模具作为一个统一的产业来发展，因而取得了明显的效果。经过多年的耕耘，不仅在模具精度、具结构、模具寿命、制模周期等方面取得了明显的突破，而且在板才成型的过程模拟、模具优化和可靠性设计等方面形成了新的理论和方法，为适应新的市场环境，进一步实现快速制模，开辟新的技术空间，打下了基础。国内的模具工业虽起步较晚，但在过去的十多年中也取得了一些进步。例如冲压模具方面，国内设计制造的部分汽车覆盖件模、空调器散热片的级进模、电机定转子双回转叠片高精度硬质合金级进模、集成电路引线筐架多工位级进模，以及带自动冲切、叠压、记数、分组、扭斜和安全保护等功能的铁心精密多功能模，都已达到较高的水平。但从总体上看，我国与工业发达国家相比仍有较大的差距。例如，精密加工设备在模具加工设备中的比重还比较低，CAD/CAE/CAM技术的普及率有待提高，许多先进的模具技术应用还不够广泛等等。特别是在大型、精密、复杂和长寿命模具上，一方面技术差距明显；另一方面产能也不能满足过内的需求，因而仍需大量从国外进口。所以，为了改变这种被动状态，尽快适应社会主义工业化建设对冲压工艺生产水平提高的需要。全方位大力做模具基础、研发和推广工作，是至关重要的。三、本课题研究内容（1）对给定零件进行工艺分析并确定工艺方案（2）模具总体结构设计及相关工艺计算（3）进行模具零部件的设计（4）绘制模具装配图和非标准件的零件图（5）编写设计说明书四、本课题研究方法（1）运用大学期间所学的专业课程知识。理论知识和课程设计及生产实习中所学到的实践知识，正确的解决冲压模具设计中的冲裁件的工艺性分析、工艺方案的确定、工艺设计、排样设计及具体数据的计算与校核、模具结构型式设计等。（2）在确定模具设计的总体结构形式，进一步根据所生产制品进行经济高效、省力公道、使用安全且能保证加工质量的设计完善具体零部件的精度、尺寸及形状的最终方案。（3）熟练掌握查阅手册、图标、资料等参考文献。充分利用与本次题目有关的冲压设计的资料，做到科学的，熟练的运用。五、研究目标、主要特色（创新）及工作进度凸缘拉深件落料拉深模具设计采用复合模具减少生产时间和成本1撰写开题报告，指导教师审核2016年12月27日2017年1月5日2完成初稿，指导教师修改、审核2017年2月2017年3月3完成二稿，指导教师修改、审核，毕业设计中期检查2017年3月2017年4月4、完成本模具总体设计，绘制模具的总装图，用A3图纸打印；5、完成本模具各非标零部件的设计，绘制主要零部件的零件图，用A3或者A4图纸打印；6、完成设计说明书，要求A4纸打印，不少于20页。六、主要参考文献1马希青，苏梦香，赵月罗主编机械制图中国矿业大学出版社,20012李奇主编模具设计与制造任命邮电出版社,20143翁其金，徐新成主编冲压工艺及模具设计机械工业出版社4周大隽主编冲模结构设计机械工业出版社20065李名望主编冲压模具设计与制造技术指南化学工业出版社20086张瑞平主编金属工艺学北京冶金工业出版社7模具实用技术丛书编委会编冲模设计应用实例机械工业出版社20038王先逵主编机械制造工艺学机械工业出版社20039魏春雷，朱三武，章南主编模具专业毕业设计手册天津大学出版社2010摘 要首先简要的概述了冲压模具在社会发展领域中的作用及其以后的发展方向，点明了模具设计的重要意义。然后依据工件图进行了工艺性分析，进而确定了设计方案，计算出了模具工作部分的尺寸，设计出工作零部件；然后依据设计要求选择出各个标准零部件，最后设计出了模具的总装配图。在设计中，最重要的就是设计方案的确定、坯料的计算和工作零部件的设计，这是设计的关键，这些设计的正确与否直接关系到设计成本的高低及设计的模具能否正常工作。 设计过程中，首先对凸缘拉深件的落料工序、拉深工序和凸缘的修整工序进行了分析，并对与这些工序相关的模具在设计和制造中存在的若干关键性问题进行了研究。所要解决的难题就是如何计算并防止出现拉深皱曲,拉深破裂,拉深凸耳等缺陷,使得冲压成形达到我们所要求的质量。然后用CAD制图软件画出了十几张零件图，安插在设计说明书书中。最后画出了凸缘拉深件落料拉深复合模的装配图一张。关键字：拉深件、拉深、落料目 录摘要第1章 模具的现状与发展11.1模具的现状11.2 冲压模具的发展重点与展望2第2章 凸缘拉深件工艺性分析42.1冲压件工艺性分析42.1.1计算毛坯尺寸52.1.2确定拉深次数62.1.3确定半成品尺寸72.1.4拉深工序图82.2冲压工艺方案的确定10第3章 工艺设计123.1计算压边力和拉深力123.1.1计算压边力123.1.2计算拉深力123.1.3计算公称压力143.2计算模具工作部分尺寸143.2.1模具间隙143.2.2拉深模圆角半径153.2.3凸凹模工作部分尺寸153.3 确定凸模通气孔16第4章 确定排样、裁板方案174.1确定条料宽度B174.2确定步距A174.3工件的面积S174.4材料利用率17第5章 落料拉深模复合模的设计185.1 落料拉深复合模工作部分的设计185.1.1计算落料凸凹模刃口185.1.2冲裁力的计算195.1.3落料凹模的设计205.1.4首次拉深凸模的设计215.2导料板、导料销：225.3压边圈的设计235.4凸凹模（落料凸模和拉深凹模）的设计235.5模柄：24第6章 冲孔切边模复合模的设计256.1 冲孔切边复合模工作部分的设计256.1.1计算冲孔凸凹模刃口256.1.2冲裁力的计算266.2冲孔凸模设计276.3冲孔凹模设计276.4落料拉深复合模运动部分零件的设计286.4.1模架与紧固零件的选取286.4.2压料装置的选择296.4.3压力机的选择和校核296.4.4落料拉深复合（首次拉深）模总装图30 总结 致谢 参考文献第1章 模具的现状与发展1.1模具的现状根据考古发现，早在2000多年前，我国已有冲压模具被用于制造铜器，证明了中国古代冲压成型和冲压模具方面的成就在世界领先。1953年，长春第一汽车制造厂在中国首次建立了冲模车间，该厂于1958年开始制造汽车覆盖件模具。我国于20世纪60年代开始生产精冲模具。在走过了漫长的发展道路之后，目前我国已形成了300多亿元各类冲压模具的生产能力。一、冲压模具市场情况 我国冲压模具无论在数量上，还是在质量、技术和能力等方面都已有了很大发展，但与国民经济需求和世界先进水平相比，差距仍很大，一些大型、精密、复杂、长寿命的高档模具每年仍大量进口，特别是中高档轿车的覆盖件模具，目前仍主要依靠进口。一些低档次的简单冲模，已趋供过于求，市场竞争激烈。近年来，我国冲压模具水平已有很大提高。大型冲压模具已能生产单套重量达50多吨的模具。为中档轿车配套的覆盖件模具国内也能生产了。精度达到12m，寿命2亿次左右的多工位级进模国内已有多家企业能够生产。表面粗糙度达到Ra1.5m的精冲模，大尺寸精冲模及中厚板精冲模国内也已达到相当高的水平。 模具CAD/CAM技术状况 我国模具CAD/CAM技术的发展已有20多年历史。由原华中工学院和武汉733厂于1984年共同完成的精冲模CAD/CAM系统是我国第一个自行开发的模具CAD/CAM系统。由华中工学院和北京模具厂等于1986年共同完成的冷冲模CAD/CAM系统是我国自行开发的第一个冲裁模CAD/CAM系统。上海交通大学开发的冷冲模CAD/CAM系统也于同年完成。20世纪90年代以来，国内汽车行业的模具设计制造中开始采用CAD/CAM技术。国家科委863计划将东风汽车公司作为CIMS应用示范工厂，由华中理工大学作为技术依托单位，开发的汽车车身与覆盖件模具CAD/CAPP/CAM集成系统于1996年初通过鉴定。在此期间，一汽和成飞汽车模具中心引进了工作站和CAD/CAM软件系统，并在模具设计制造中实际应用，取得了显著效益。1997年一汽引进了板料成型过程计算机模拟CAE软件并开始用于生产。 21世纪开始CAD/CAM技术逐渐普及，现在具有一定生产能力的冲压模具企业基本都有了CAD/CAM技术。其中部分骨干重点企业还具备各CAE能力。 模具CAD/CAM技术能显著缩短模具设计与制造周期，降低生产成本，提高产品质量，已成为人们的共识。1.2 冲压模具的发展重点与展望 发展重点的选取应根据市场需求、发展趋势和目前状况来确定。可按产品重点、技术重点和其他重点分别叙述。冲压模具产品发展重点。冲压模具共有7小类，并有一些按其服务对象来称呼的一些种类。目前急需发展的是汽车覆盖件模具，多功能、多工位级进模和精冲模。这些模具现在产需矛盾大，发展前景好。 汽车覆盖件模具中发展重点是技术要求高的中高档轿车大中型覆盖件模具，尤其是外覆盖件模具。高强度板和不等厚板的冲压模具及大型多工位级进模、连续模今后将会有较快的发展。多功能、多工位级进模中发展重点是高精度、高效率和大型、高寿命的级进模。精冲模中发展重点是厚板精冲模大型精冲模，并不断提高其精度。2、 冲压模具技术发展重点。模具技术未来发展趋势主要是朝信息化、高速化生产与高精度化发展。因此从设计技术来说，发展重点在于大力推广CAD/CAE/CAM技术的应用，并持续提高效率，特别是板材成型过程的计算机模拟分析技术。模具CAD、CAM技术应向宜人化、集成化、智能化和网络化方向发展，并提高模具CAD、CAM系统专用化程度。 为了提高CAD、CAE、CAM技术的应用水平，建立完整的模具资料库及开发专家系统和提高软件的实用性十分重要。从加工技术来说，发展重点在于高速加工和高精度加工。高速加工目前主要是发展高速铣削、高速研抛和高速电加工及快速制模技术。高精度加工目前主要是发展模具零件精度1m以下和表面粗糙度Ra0.1m的各种精密加工。提高模具标准化程度，搞好模具标准件生产供应也是冲压模具技术发展重点之一。 为了提高冲压模具的寿命，模具表面的各种强化超硬处理等技术也是发展重点。对于模具数字化制造、系统集成、逆向工程、快速原型/模具制造及计算机辅助应用技术等方面形成全方位解决方案，提供模具开发与工程服务，全面提高企业水平和模具质量，这更是冲压模具技术发展的重点。 3、 其他发展重点及展望。其他发展重点及展望的内涵十分丰富，这里只就管理、专业化与标准化及行业调整三个方面作一些分析。 企业管理是一个系统工程，是一门学问，是科学技术。与工业发达国家模具企业相比，在某种意义上说，我们的管理落后更甚于技术落后。因此改进管理十分重要，且任务繁重，目前模具企业的管理有许多形式，各有其适应对象，但搞好信息化建设，逐步实现信息化管理已成为发展方向，行业也对此有共识。 由于历史和体制上的原因，我国模具专业化和标准化水平一直很低，其中冲压模具的专业化比塑料模和压铸模更低。第2章 凸缘拉深件工艺性分析2.1冲压件工艺性分析拉深件名称:凸缘拉深件生产批量:大批量 材料:08AL料厚:1mm技术要求:工件要求平整,无拉深痕迹,未注公差IT14。凸缘拉深件零件图：此工件为带凸缘拉深件，要求零件尺寸标注在外形，零件尺寸厚度不变。此工件的形状满足拉深件工艺要求，可用拉深工序加工。凸缘上带有三个孔，采用冲孔工艺加工。良好的拉深工艺性应能满足材料较省、工序较少、模具加工较容易、寿命较高、操作方便及产品质量稳定等要求。拉深件的材料应具有良好的塑性、低的屈强比、大的板厚方向性系数和小的板平面方向性。零件材料为08AL，厚度为1mm，且其刚度相对不高，易变形。凸缘拉深件零件，要满足d凸d+12t，而求外轮廓与直壁断面最好形状相似，否则，拉深困难，切边 余量大。2.1.1计算毛坯尺寸1. 确定修边余量一般拉深件，在拉深成形后，工件口或凸缘周边不齐，必须进行修边以达到工作的要求。因此，在按照工件图样计算毛坯尺寸时，必须加上修边余量后再计算,查表1-1得:=2.2mm。表1-1 有凸缘圆筒形拉深件的修边余量凸缘直径dt凸缘的相对直径1.51.5222.52.5251.81.61.41.220502.52.01.81.6501003.53.02.52.21001504.33.63.02.51502005.04.23.52.72. 毛坯直径尺寸的计算 2.1.2确定拉深次数1.毛坯厚度的计算第一次拉深：所以查表12可知要用压边圈拉深。表12 采用压边圈的条件拉深方法第一次拉深以后各次拉深（t/D）/%m（t/D）/%m用压边圈1.50.6012.00.601.50.802.总的拉深系数有凸缘圆筒形件的拉深系数拉深，有凸缘圆筒形件拉深时，相当无凸缘拉深过程的中间阶段。这只需要比较工作实际所需的总拉深系数和h/d与凸缘件第一次拉深的极限拉深系数和极限拉深相对高度即可。根据表13查出第一次拉深允许的拉深系数为0.530.55， 零件所需求的拉深系数： m=d/D=33/103.76=0.318 m， mmm=0.3150100，取得： 6.5mm以后各拉深凸模的通气孔直径为：凸模直径50，取得： 5mm通气孔的开口高度h应大于制件的高度H，一般取： h=H+（510）mm计算得： =47，=57，=65。第4章 确定排样、裁板方案板材规格选用11101500。由于坯料直径103.76mm不算太小，考虑到操作方便，采用单排。4.1确定条料宽度B查模具设计与制造表1-8，得搭边值a=1.0mm，a1=0.8mm，则： B=D+2a=103.76+21=105.76mm4.2确定步距A A=D+a1=103.76+0.8=104.56mm4.3工件的面积S S=R2=3.1451.888451.4 4.4材料利用率 =8451.4/(104.56105.76）100=76式中 S一个步距内制件的实际面积，mm； S一个步距内所需毛坯面积，mm； A 送料步距，mm； B条料宽度，mm。排样图 第5章 落料拉深模复合模的设计5.1 落料拉深复合模工作部分的设计5.1.1计算落料凸凹模刃口落料103.7的凸、凹模刃口尺寸得计算。由于落料件结构简单，精度要求不高（公差等级取IT14级，则其尺寸为103.7），所以采用分别制造的方法制作凸、凹模。凸、凹模刃口尺寸计算公式如下:凹模尺寸： D=（D-x）凸模尺寸： D=（D-Z）式中 D，D落料凸模和凹模的基本尺寸，mm； D 落料件最大极限尺寸，mm； 冲裁件的公差，mm； X 磨损系数，查冲压工艺与模具设计一书中表1-21选取； 凸凹模的制造偏差，按冲裁件的1/31/4选取，或可查冲 压工艺与模具设计一书中表1-22选取。.查表得： =0.87mm，x=0.5mm，=0.035，=0.025， =0.1mm，=0.14mm代入公式得： D=（103.7-0.50.87）=103.3 D=（103.3-0.1）=103.2校核： 0.035mm+0.025mm=0.06mm0.04mm（满足间隙公差条件）5.1.2冲裁力的计算冲裁力是冲裁过程中凸模对板料施加的压力，它是随凸模进入材料的深度（凸模行程）而变化的。通常说的冲裁力是指冲裁力的最大值，它是选用压力机和设计模具的重要依据之一。用普通平刃口模具冲裁时，其冲裁力F一般按下式计算：F=KLt式中 F冲裁力（kN） L冲裁周边长度（mm） t材料厚度（mm） 材料抗剪强度(MPa) K系数，一般取1.3。在一般情况下材料的抗拉强度b1.3，为计算方便可按下式估算冲裁力: F = 1.3Lt= Lt （=215410）计算得： F=1.3325.61410=173.5kN卸料力： (查表1-13，=0.0250.06） =0.06173.5=10.4kN推件力： =nF （查表1-13，=0.055，n=h/t=1） =10.055173.5=9.5kN该落料冲孔复合模采用正装结构及弹压卸料和下出料（冲孔废料）方式，则总冲压力: =+ =173.5+10.4+9.5=193.4kN从满足冲压工艺力的要求看，可选用200kN开式压力机。5.1.3落料凹模的设计在落料凹模内，由于要设置推荐块，所以凹模刃口应采用直通形刃口，由于凹模简单，同时为了降低凹模加工难度和凹模结构的复杂程度，得到较高的结构强度，凹模采用整体式。查冲压工艺与模具设计一书表1-25，得： h 5mm，取得刃口高度h=6mm。凹模外形尺寸计算公式如下：凹模厚度： H=Kb（15mm）凹模壁厚： C=（1.52）H（3040mm）式中： b冲裁件的最大外形尺寸； K凹模厚度系数，考虑板料厚度的影响。查冲压工艺与模具设计一书表1-26，得： K=（0.150.2），取0.2.代入计算得： H=0.2103.7=20.7mm C=1.5H=1.520.7=31.1mm取凹模厚度H=25mm，凹模壁厚C=35mm凹模宽度： B=b+2C=103.7+235=173.7mm，取175mm.凹模长度与宽度相等。取： L=175mm B=175mm 落料凹模的结构设计如图下所示，材料选用CrWMn,热处理硬度为6064HRC。 图 落料凹模5.1.4首次拉深凸模的设计拉深凸模的工作部分尺寸已经在前面计算部分（凸、凹模工作部分尺寸）计算过，此处根据模具的结构设计确定其结构尺寸，为便于凸模的加工，凸模采用直通式，材料选用Cr12MoV,热处理硬度为5862HRC图 首次拉深凸模5.2导料板、导料销：1.对条料或卷料的侧边进行导向，以保征其正确的送料进方向的板件或销。条料靠着导料板或导料销的一侧导向送进，以免送偏， 导料销一般用两个，多用于单工序模和复合模。因为是从右向左送料，与条料相靠的导料板或导料销装在后侧。导料板通常选用Q233或Q235钢制造，导向面及上、下表面的表面粗糙度应达到1.60.8m。导料板选用整体式，导料板之间的宽度应等于条料的最大宽度加上一间隙值。因无侧压装置，间隙取0.51.5mm。导料板的厚度H8mm(t1mm)。2.挡料销：该单工序模具只需要一个固定挡料销。选用圆柱头固定挡料销，此挡料销结构简单，制造方便，当固定部分和工作部分的直经差别较大时，不致于削弱凹模的强度。装在凹模上。5.3压边圈的设计该模具中，凸凹模首先将落料件推入落料凹模，设置在落料凹模内的压边圈在气压的作用下对落料件施压，起到压料作用，防止拉深毛坯进行拉深时起皱。推件块的结构和尺寸设计如图示。推件块采用45钢，热处理硬度为4348HRC。图 压边圈5.4凸凹模（落料凸模和拉深凹模）的设计本模具为落料拉深复合，除了落料凹模和拉深凸模外，还有一个落料凸模和拉深凹模组成的凸凹模。根据模具结构的设计需要，凸凹模的结构设计如图所示。凸凹模安装时应保证凸凹模的轴线与模柄轴线重合。凸凹模的强度校核：查冲压工艺与模具设计一书表1-27得凸凹模的最小壁厚为2.7mm，而实际最小壁厚为7.35mm，故强度满足要求。凸凹模的外形采用分别制造法得到，内孔刃口尺寸由冲孔凸模的实际尺寸进行配做，保证双面合理间隙值在Zmin=0.246Zmax=0.360之间。凸凹模材料为Cr12MoV,热处理硬度为6264HRC。图4-6 凸凹模5.5模柄：使模具的中心线与压力机的中心线重合，并把上模固定在压力机滑块的连接零件上。 选择凸缘模柄，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。 模柄直径可取与模柄孔相等，采用间隙配合H11/d11，模柄长度应小于模柄孔深度510mm。模柄通常采用Q235或Q275钢制造，其支撑面应垂直于模柄的轴线（垂直度不应超过0.02100）。压入式模柄配合面的粗糙度应达到1.60.8m，模柄压入上模座后，应将底面磨平。 第6章 冲孔切边模复合模的设计6.1 冲孔切边复合模工作部分的设计6.1.1计算冲孔凸凹模刃口冲孔的凸、凹模刃口尺寸得计算。结构简单，精度要求不高（公差等级取IT14级，则其尺寸为5），所以采用分别制造的方法制作凸、凹模。凸、凹模刃口尺寸计算公式如下:凸模尺寸： d=（dx）凹模尺寸： d=（dZ）式中 d，d冲孔凸模和凹模的基本尺寸，mm； d 冲孔件最小极限尺寸，mm； 冲裁件的公差，mm； X 磨损系数，查冲压工艺与模具设计一书中表1-21选取； 凸凹模的制造偏差，按冲裁件的1/31/4选取，或可查冲 压工艺与模具设计一书中表1-22选取。.查表得： =0.87mm，x=0.5mm，=0.02，=0.02， =0.1mm，=0.14mm代入公式得： d=（5+0.50.87）=5.4 D=（5.4+0.1）=5.5校核： 0.02mm+0.02mm=0.04mm=0.04mm （满足间隙公差条件）6.1.2冲裁力的计算冲裁力是冲裁过程中凸模对板料施加的压力，它是随凸模进入材料的深度（凸模行程）而变化的。通常说的冲裁力是指冲裁力的最大值，它是选用压力机和设计模具的重要依据之一。用普通平刃口模具冲裁时，其冲裁力F一般按下式计算：F=KLt式中 F冲裁力（kN） L冲裁周边长度（mm） t材料厚度（mm） 材料抗剪强度(MPa) K系数，一般取1.3。在一般情况下材料的抗拉强度b1.3，为计算方便可按下式估算冲裁力: F = 1.3Lt= Lt （=215410）计算得： F=1.315.71410=8.4kN卸料力： (查表1-13，=0.0250.06） =0.068.4=0.5kN推件力： =nF （查表1-13，=0.055，n=h/t=1） =10.0558.4=0.5kN该落料冲孔复合模采用正装结构及弹压卸料和下出料（冲孔废料）方式，则总冲压力: =+ =8.4+0.5+0.5=9.4kN从满足冲压工艺力的要求看，可选用160kN开式压力机。6.2冲孔凸模设计因为所冲的孔均为圆形，而且都不属于需要特别保护的小凸模，所以冲孔凸模采用台阶式，一方面使加工更简单，另一方面又便于装配与更换。拉深凸模的工作部分尺寸已经在前面计算部分（凸、凹模工作部分尺寸）计算过，此处根据模具的结构设计确定其结构尺寸，为便于凸模的加工，凸模采用直通式，材料选用Cr12MoV,热处理硬度为5862HRC。 图 冲孔凸模6.3冲孔凹模设计冲孔凹模的结构设计如图下所示，材料选用CrWMn,热处理硬度为6064HRC。图 冲孔凹模6.4 落料拉深复合模运动部分零件的设计6.4.1模架与紧固零件的选取由于该模具的冲压行程较大，经考究知选用行程较大、导向精度高的滚动导向模架，经查中国模具设计大典一书表22.4-9，选用中间导柱模架，其标记为：250x200x230 0GB/T2852.2。最小闭合高度为230mm，最大行程为120mm。1. 模架各零件标记上模座 250mmx 200mmx 50mm GB/T 2856.3下模座 250mmx 200mmx 60mm GB/T 2856.4导柱 32mm x 215mm GB/T 2861.3 35mm x 215mm GB/T 2861.3导套 32mm x 150mm x 48mm GB/T 2861.835mm x 150mm x 48mm GB/T 2861.8保持圈 32mm x 39.5mm x 84mm GB/T 2861.10 35mm x 42.5mm x 84mm GB/T 2861.10弹簧 2mm x 37mm x 87mm 2m
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