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1 毕业设计说明书中文摘要 声 器 隔板 翻边 模模具 设计 摘要 随着我国工业化突飞猛进的发展和国外制造加工企业大量进入我国，我国逐渐成为世界制造加工中心。特别是汽车行业的快速发展，导致大量汽车配件的需求，模具是工业产品生产用的工艺装备，我们选择 声器隔板翻边模模具设计，实现消声器零件的大批量生产。为了实现消声器的批量生产，根据翻边模模具的特点，设计中对零件凸、凹模的结构、尺寸大小进行了设计与计算。针对模具中的卸料件进行了设计，还对模具的一些辅助设备进行了选择与配置。该模具适合于大、中批量生产成品，该模具 有生产效率高，使用寿命长等优点。消声器隔板翻边模模具的设计，实现了汽车消音器零件的大批量生产。 关键词 消声器 隔板 翻边模 模具设计 2 毕业设计说明书外文摘要 he by is we to In to to in is to on on in of in on to in a in is so on 3 4 目录 引言 1 技术任务书（ 4 计任务书 品的用途及使用范围 4 要工作原理 4 内外同类产品水平对比分析 4 键问题及解决办法 6 声器翻边模加工的经济性 6 边 件的成本分析 6 低制造成本的措施 7 2 设计计算说明书（ 7 Y 消声器隔板翻边模模具分析 7 边件工艺设计 7 声器隔板 模 模具的驱动、驱动压力和运动 8 板翻边 模 模具型面构造和设计要求 。 9 声器隔板翻边模模具整体构造及技术要求。 9 板翻边模模具基本构造 10 板翻边模模具的技术要求 10 声器翻边模模具整体构造及设计 10 声器翻边模模具设计 11 件的工艺分析 12 5 板翻边模的计算 12 模设计 19 具凸模结构及种类 19 模长度计算 19 模设计 19 模外形尺寸 20 模材料选择及热处理 20 模强度校核 20 模与凹模的固定 21 料零件的设计 21 位装置 21 位板 21 位销 22 定板、垫板、模座的设计 22 柄、卸料导杆、导柱和导套的设计与选择 23 力机的选用 23 定模具闭合高度 23 固件的选择和配置 23 边安全生产与自动化 24 3 使用说明书 ( 24 边模 的上下模安装 24 模 25 6 具保管和维护 25 4 标准化审查报告 26 结论 27 参考文献 28 致谢 29 冲压模具设计 一、简述 冲压模具 材料（金属或非金属）加工成零件（或半成品）的一种特殊工艺装备，称为冷冲压模具（俗称冷冲模）。冲压 用安装在压力机上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件的一种压力加工方法。 冲压模具是冲压生产必不可少的工艺装备，是技术密集型产品。冲压件的质量、生产效率以及生产成本等，与模具设计和制造有直接关系。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。 二、分类 冲压模具的形式很多，冲模也依工作性质 ,模具构造 ,模具材料三方面来分类。 一般可按以下几个主要特征分类： 根据工艺性质分类 沿封闭或敞开的轮廓线使材料产生分离的模具。如落料模、冲孔模、切断模、切口模、切边模、剖切模等。 使板料毛坯或其他坯料沿着直线（弯曲线）产生弯曲变形，从而获得一定角度和形状的工件的模具。 是把板料毛坯制成开口空心件，或使空心件进一步改变形状和尺寸的模具。 是将毛坯或半成品工件按图凸、凹 模的形状直接复制成形，而材料本身仅产生局部塑性变形的模具。如胀形模、缩口模、扩口模、起伏成形模、翻边模、整形模等。 根据工序组合程度分类 在压力机的一次行程中，只完成一道冲压工序的模具。 只有一个工位，在压力机的一次行程中，在同一工位上同时完成两道或两道以上冲压工序的模具。 称连续模） 在毛坯的送进方向上，具有两个或更多的工位，在压力机的一次行程中，在不同的工位上逐次完成两道或两道以上冲压工序的模具。 3、依产品的加工方法分类 依产品加工方 法的不同，可将模具分成冲剪模具、弯曲模具、抽制模具、成形模具和压缩模具等五大类。 a. 冲剪模具：是以剪切作用完成工作的，常用的形式有剪断冲模、下料冲模、冲孔冲模、修边冲模、整缘冲模、拉孔冲模和冲切模具。 将平整的毛胚弯成一个角度的形状，视零件的形状、精度及生产量的多寡，乃有多种不同形式的模具，如普通弯曲冲模、凸轮弯曲冲模、卷边冲模、圆弧弯曲冲模、折弯冲缝冲模与扭曲冲模等。 制模具是将平面毛胚制成有底无缝容器。 用各种局部变形的方法来改变毛胚的 形状，其形式有凸张成形冲模、卷缘成形冲模、颈缩成形冲模、孔凸缘成形冲模、圆缘成形冲模。 利用强大的压力，使金属毛胚流动变形，成为所需的形状，其种类有挤制冲模、压花冲模、压印冲模、端压冲模。 三、模具典型结构 通常模具是由二类零件组成 : 第一类 是工艺零件，这类零件直接参与工艺过程的完成并和坯料有直接接触，包括有工作零件、定位零件、卸料与压料零件等； 第二类 是结构零件，这类零件不直接参与完成工艺过程，也不和坯料有直接接触，只对模具完成工艺过程起保证作用，或 对模具功能起完善 作用，包括有导向零件、紧固零件、标准件及其它零件等，如表 示。应该指出，不是所有的冲模都必须具备上述六种零件，尤其是单工序模，但是工作零件和必要的固定零件等是不可缺少的。 四、模具先进制造工艺及设备 模具制造技术现代化是模具工业发展的基础。随着科学技术的发展，计算机技术、信息技术、自动化技术等先进技术正不断向传统制造技术渗透、交叉、融 合，对其实施改造，形成先进制造技术。 模具先进制造技术的发展主要体现在： 1高速铣削加工 普通铣削加工采用低的进给速度和大的切削参数，而高速铣削加 工则采用高的进给速度和小的切削参数，高速铣削加工相对于普通铣削加工具有如下特点： 高速铣削的主轴转速一般为 15000r/40000r/高可达100000r/切削钢时，其切削速度约为 400m/传统的铣削加工高 510倍；在加工模具型腔时与传统的加工方法 (传统铣削、电火花成形加工等 )相比其效率提高 4 5倍。 高速铣削加工精度一般为 10 m，有的精度还要高。 由于高速铣削时工件温升小（约为 3 C），故表面没有变质层及微裂纹， 热变形也小。最好的表面粗糙度 于 1 m，减少了后续磨削及抛光工作量。 可铣削 50 54钢材，铣削的最高硬度可达 60 鉴于高速加工具备上述优点，所以高速加工在模具制造中正得到广泛应用，并逐步替代部分磨削加工和电加工。 2电火花铣削加工 电火花铣削加工（又称为电火花创成加工）是电火花加工技术的重大发展，这是一种替代传统用成型电极加工模具型腔的新技术。像数控铣削加工一样，电火花铣削加工采用高速旋转的杆状电极对工件进行二维或三维轮廓加工，无需制造复杂、昂贵的 成型电极。日本三菱公司最近推出的 火花创成加工机床，配置有电极损耗自动补偿系统、 成系统、在线自动测量系统和动态仿真系统，体现了当今电火花创成加工机床的水平。 3慢走丝线切割技术 目前，数控慢走丝线切割技术发展水平已相当高，功能相当完善，自动化程度已达到无人看管运行的程度。最大切割速度已达 300工精度可达到 m，加工表面粗糙度 m。直径 丝线切割技术的开发，可实现凹凸模的一次切割完成，并可进行 窄槽及半径 度切割技术已能进行 30以上锥度的精密加工。 磨削及抛光加工由于精度高、表面质量好、表面粗糙度值低等特点，在精密模具加工中广泛应用。目前，精密模具制造广泛使用数控成形磨床、数控光学曲线磨床、数控连续轨迹坐标磨床及自动抛光机等先进设备和技术。 5数控测量 产品结构的复杂，必然导致模具零件形状的复杂。传统的几何检测手段已无法适应模具的生产。现代模具制造已广泛使用三坐标数控测量机进行模具零件的几何量的测量，模具加工过程的检测手段也取得了很大进展。三坐标数控测 量机除了能高精度 地测量复杂曲面的数据外，其良好的温度补偿装置、可靠的抗振保护能力、严密的除尘措施以及简便的操作步骤，使得现场自动化检测成为可能。 模具先进制造技术的应用改变了传统制模技术模具质量依赖于人为因素，不易控制的状况，使得模具质量依赖于物化因素，整体水平容易控制，模具再现能力强。 五、模具新材料及热、表处理 随着产品质量的提高，对模具质量和寿命要求越来越高。而提高模具质量和寿命最有效的办法就是开发和应用模具新材料及热、表处理新工艺 ,不断提高使用性能 , 不锈钢板材冲压模具材料改善加工性能。 制造冲压模具的材料有钢材、硬质合金、钢结硬质合金、锌基合金、低熔点合金、铝青铜、高分子材料等等。目前制造冲压模具的材料绝大部分以钢材为主，常用的模具工作部件材料的种类有：碳素工具钢、低合金工具钢、高碳高铬或中铬工具钢、中碳合金钢、高速钢、基体钢以及硬质合金、钢结硬质合金等等。 在模具中应用较多的碳素工具钢为 ，优点为加工性能好，价格便宜。但淬透性和红硬性差，热处理变形大，承载能力较低 1。 低合金工具钢是在碳素工 具钢的基础上加入了适量的合金元素。与碳素工具钢相比，减少了淬火变形和开裂倾向，提高了钢的淬透性，耐磨性亦较好。用于制 造 模 具 的 低 合 金 钢 有 9 7代号 、 6号 。 c. 高碳高铬工具钢 常用的高碳高铬工具钢有 号 它们具有较好的淬透性、淬硬性和耐磨性，热处理变形很小，为高耐磨微变形模具钢，承载能力仅次于高速钢。但碳化物偏析严重，必须进行反复镦拔（轴向镦、径向拔）改锻，以降低 碳化物的不均匀性，提高使用性能。 d. 高碳中铬工具钢 用于模具的高碳中铬工具钢有 ，它们的含铬量较低，共晶碳化物少，碳化物分布均匀，热处理变形小，具有良好的淬透性和尺寸稳定性。与碳化物偏析相对较严重的高碳高铬钢相比，性能有所改善。 e. 高速钢 高速钢具有模具钢中最高的的硬度、耐磨性和抗压强度，承载能力很高。模具中常用的有 号 8含钨量较少的 号 6国牌号为 及为提高韧性开发的 降碳降钒 高速钢 6号 62）。高速钢也需要改锻 ，以改善其碳化物分布 。 f. 基体钢 在高速钢的基本成分上添加少量的其它元素，适当增减含碳量，以改善钢的性能。这样的钢种统称基体钢。它们不仅有高速钢的特点，具有一定的耐磨性和硬度，而且抗疲劳强度和韧性均优于高速钢，为高强韧性冷作模具钢，材料成本却比高速钢低。模具中常用的基体钢有 6号 65 7号 5号 012。 g. 硬质合金和钢结硬质合金 硬质合金的硬度和耐磨性高于其它任何种类的模具钢，但抗弯强度和韧性差。用作模具的硬质合金是钨钴类，对冲击性小而耐磨性要求高的模具，可选用含钴量较低的硬质合金。对冲击性大的模具，可选用含钴量较高的硬质合金。 钢结硬质合金是以铁粉加入少量的合金元素粉末（如铬、 钼 、钨、钒等）做粘合剂，以碳化 钛或碳化钨为硬质相 ，用粉末冶金方法烧结而成。钢结硬质合金的基体是钢，克服了硬质合金韧性较差、加工困难的缺点，可以切削、焊 接、锻造和热处理。 钢结硬质合金含有大量的碳化物，虽然硬度和耐磨性低于硬质 合金，但仍高于其它钢种，经淬火、回火后硬度可达 68 73 冲压模具使用的材料属于冷作模具钢，是应用量大、使用面广、种类最多的模具钢。主要性能要求为强度、韧性、耐磨性。目前冷作模具钢的发展趋势是在高合金钢 当于我国 能基础上，分为两大分支：一种是降低含碳量和合金元素量，提高钢中碳化物分布均匀度，突出提高模具的韧性。如美国钒合金钢公司的 8本大同特殊钢公司的 。另一种是以提高耐磨性为主要目的，以适应高速、自动化、大批量生产而开发的粉末高速钢。如德国的 320。 2热处理、表处理新工艺 为了提高模具工作表面的耐磨性、硬度和耐蚀性，必须采用热、表处理新技术，尤其是表面处理新技术。除人们熟悉的镀硬铬、氮化等表面硬化处理方法外，近年来模具表面性能强化技术发展很快，实际应用效果很好。其中，化学气相沉积（ 物理气相沉积（ 及盐浴渗金属（ 方法是几种发展较快，应用最广的表面涂覆硬化处理的新技术。它们对提 高模具寿命和减少模具昂贵材料的消耗，有着十分重要的意义。 六、冲压模具材料的选用原则 在冲压模具中，使用了各种金属材料和非金属材料，主要有碳钢、合金钢、铸铁、铸钢、硬质合金、低熔点合金、锌基合金、铝青铜、合成树脂、聚氨脂橡胶、塑料、层压桦木板等。 制造模具的材料，要求具有高硬度、高强度、高耐磨性、适当的韧性、高淬透性和热处理不变形 (或少变形 )及淬火时不易开裂等性能。 合理选取模具材料及实施正确的热处理工艺是保证模具寿命的关键。对用途不同的模具，应根据其工作状态、受力条件及被加工材料的性能、生产批 量及生产率等因素综合考虑，并对上述要求的各项性能有所侧重，然后作出对钢种及热处理工艺的相应选择。 1. 生产批量 当冲压件的生产批量很大时，模具的工作零件凸模和凹模的材料应选取质量高、耐磨性好的模具钢。对于模具的其它工艺结构部分和辅助结构部分的零件材 料，也要相应地提高。在批量不大时，应适当放宽对材料性能的要求，以降低成本。 2. 被冲压材料的，性能、模具零件的使用条件 当被冲压加工的材料较硬或变形抗力较大时，冲模的凸、凹模应选取耐磨性好、强度高的材料。拉深不锈钢时，可采用铝青铜凹模，因为它具 有较好的抗粘着性。而导柱导套则要求耐磨和较好的韧性，故多采用低碳钢表面渗碳淬火。又如，碳素工具钢的主要不足是淬透性差，在冲模零件断面尺寸较大时，淬火后其中心硬度仍然较低，但是，在行程次数很大的压床上工作时，由于它的耐冲击性好反而成为优固定板、卸料板类零件，不但要有足够的强度，而且要求在工作过程中变形小。另外，还可以采用冷处理和深冷处理、真空处理和表面强化的方法提高模具零件的性能。对于凸、凹模工作条件较差的冷挤压模，应选取有足够硬度、强度、韧性、耐磨性等综合机械性能较好的模具钢，同时应具有一定的红硬性和热疲劳 强度等。 3. 材料性能 应考虑材料的冷热加工性能和工厂现有条件。 4. 降低生产成本 注意采用微变形模具钢，以减少机加工费用。 5. 开发专用模具钢 对特殊要求的模具，应开发应用具有专门性能的模具钢。 6. 考虑我国模具的生产和使用情况 选择模具材料要根据模具零件的使用条件来决定，做到在满足主要条件的前提下，选用价格低廉的材料，降低成本。 七、模具 术 计算机技术、机械设计与制造技术的迅速发展和有机结合，形成了计算机辅助设计与计算机辅助制造（ 一新型技术。 改造传统模具生产方式的关键技术，是一项高科技、高效益的系统工程，它以计算机软件的形式为用户提供一种有效的辅助工具，使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。模具 显著缩短模具设计及制造周期、降低生产成本、提高产品质 量已成为人们的共识。 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（ 模具 术正成为发展方向，它能实现面向制造和装配的设计，实现成形过程的模拟和 数控加工过程的仿真，使设计、制造一体化。 快速经济制模技术为了适应工业生产中多品种、小批量生产的需要，加快模具的制造速度，降低模具生产成本，开发和应用快速经济制模技术越来越受到人们的重视。目前，快速经济制模技术主要有低熔点合金制模技术、锌基合金制模技术、环氧树脂制模技术、喷涂成形制模技术、叠层钢板制模技术等。应用快速经济制模技术制造模具，能简化模具制造工艺、缩短制造周期（比普通钢模制造周期缩短 70% 90%）、降低模具生产成本（比普通钢模制造成本降低 60% 80%），在工业生产中取得了显著的经济效益。对 提高新产品的开发速度，促进生产的发展有着非常重要的作用。 八、冲压模具行业发展现状及技术趋势 1 改革开放以来，随着国民经济的高速发展，市场对模具的需求量不断增长。近年来，模具工业一直以 15%左右的增长速度快速发展，模具工业企业的所有制成分也发生了巨大变化，除了国有专业模具厂外，集体、合资、独资和私营也得到了快速发展。浙江宁波和黄岩地区的“模具之乡”；广东一些大集团公司和迅速崛起的乡镇企业，科龙、美的、康佳等集团纷纷建立了自己的模具制造中心；中外合资和外商独资的模具企业现已有几千家。 随着与 国际接轨的脚步不断加快，市场竞争的日益加剧，人们已经越来越认识到产品质量、成本和新产品的开发能力的重要性。而模具制造是整个链条中最基础的要素之一。近年许多模具企业加大了用于技术进步的投资力度，将技术进步视为企业发展的重要动力 点。对于 。一些国内模具企业已普及了二维 陆续开始使用 国际通用软件，个别厂家还引进了、 件，并成功应用于冲压模的设计中。 以汽车覆盖件模具为代表的大型 冲压模具的制造技术已取得很大进步，东风汽车公司模具厂、一汽模具中心等模具厂家已能生产部分轿车覆盖件模具。此外，许多研究机构和大专院校开展模具技术的研究和开发。经过多年的努力，在模具 术方面取得了显著进步；在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面做出了贡献。 2 模具技术的发展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。 达到这一要求急需发展如下几项： (1)全面推广 模具 术是模具设计制造的发展方向。随着微机软件的发展和进步，普及 术的条件已基本成熟，各企业将加大 术培训和技术服务的力度；进一步扩大 术的应用范围。计算机和网络的发展正使 术跨地区、跨企业、跨院所地在整个行业中推广成为可能，实现技术资源的重新整合，使虚拟制造成为可能。 (2)高速铣削加工 国外近年来发展的高速铣削加工，大幅度提高了加工效率，并可获得极高的表面光洁度。另外，还可加工高硬度模块，还具有温升低、热变形小等 优点。高速铣削加工技术的发展，对汽车、家电行业中大型型腔模具制造注入了新的活力。目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向发展。 (3) 高速扫描机和模具扫描系统提供了从模型或实物扫描到加工出期望的模型所需的诸多功能，大大缩短了模具的在研制制造周期。有些快速扫描系统，可快速安装在已有的数控铣床及加工中心上，实现快速数据采集、自动生成各种不同数控系统的加工程序、不同格式的 据，用于模具制造业的“逆向工程”。模具扫描系统已在汽车、摩托车、家电等行业得到成功应用，相信在“十五” 期间将发挥更大的作用。 (4) 电火花铣削加工技术也称为电火花创成加工技术，这是一种替代传统的用成型电极加工型腔的新技术，它是有高速旋转的简单的管状电极作三维或二 维轮廓加工 (像数控铣一样 )，因此不再需要制造复杂的成型电极，这显然是电火花成形加工领域的重大发展。国外已有使用这种技术的机床在模具加工中应用。 (5) 我国模具标准化程度正在不断提高，估计目前我国模具标准件使用覆盖率已达到 30%左右。国外发达国家一般为 80%左右。 (6) 选用优质钢材和应用相应的表面处理技术来提高模具的寿命就显得十分必要。模具热处理和表面处理是否能充分发挥模具钢材料性能的关键环节。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应发展工艺先进的气相沉积 ( )、等离子喷涂等技术。 (7) 模具表面的质量对模具使用寿命、制件外观质量等方面均有较大的影响，研究自动化、智能化的研磨与抛光方法替代现有手工操作，以提高模具表面质量是(8)模具自动加 这是我国长远发展的目标。模具自动加工系统应有多台机床合理组合；配有随行定位夹具或定位盘；有完整的机具、刀具数控库；有完整的数控柔性同步系统；有质量监测控制系统。 1 引言 我国模具工业从起步到飞跃发展，历经了半个多世纪，近几年来，我国模具技术有了很大发展，模具水平有了较大提高。大型、精密、复杂、高效和长寿命模具又上了新台阶。体现高水平制造技术的多工位级进模、覆盖面大增，已从电机、电铁芯片模具，扩大到接插件、电子零件、汽车零件、空调器散热片等家电零件模具上。塑料模已能生产 34、 48大屏幕彩电塑壳模具，大容量洗衣机全套塑料模具及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具。塑料模热流道技术更臻成熟，气体铺助注射技术已开始采用。压铸模方面已能生产自动扶梯整体梯级压铸模及汽车后轿齿轮箱 压铸模等。模具质量、模具寿命明显提高；模具交货期较前缩短。模具 术相当广泛地得到应用，并开发出了自主版权的模具 加工、数控加工在模具制造技术发展上发挥了重要作用。模具加工机床品种增多，水平明显提高。快速经济制模技术得到了进一步发展，尤其这一领域的高新技术快速原型制造技术 (展很快，国内有多家已自行开发出达到国际水平的相关设备。模具标准件应用更加广泛，品种有所扩展。模具材料方面，由于对模具寿命的重视，优质模具钢的应用有较大进展。塑料模热流道技术更臻成熟，气体铺 助注射技术已开始采用。压铸模方面已能生产自动扶梯整体梯级压铸模及汽车后轿齿轮箱压铸模等。模具质量、模具寿命明显提高；模具交货期较前缩短。模具术相当广泛地得到应用，并开发出了自主版权的模具 件。电加工、数控加工在模具制造技术发展上发挥了重要作用。模具加工机床品种增多，水平明显提高。模具标准件应用更加广泛，品种有所扩展。模具材料方面，由于对模具寿命的重视，优质模具钢的应用有较大进展。正由于模具行业的技术进步，模具水平得以提高，模具国产化取得了可喜的成就。历年来进口模具不断增 长的势头有所控制，模具出口稳步增长。 现代产品生产中，模具由于其加工效率高，互换性好，节约原材料，所以得到很广泛的应用。 消声器是安装在空气动力设备气流通道上或进、排气系统中的降低噪音的装置。消音器能够阻挡声波传播，允许气流通过，是控制噪音的有效工具。气动回路产生噪音的主要原因有压缩机吸入侧和排气侧的配管和气管的共鸣，换向阀，气马达，气动工具的排气噪音等。消音器就是安装在压缩机的吸气侧、排气侧、换向阀的排气口等处，对噪 2 音进行衰减的元件。这是噪音问题的简单而有效的方法，由于消声器在保护社会生活环境方面有着重要 的作用，故必须予以足够重视。消声器翻边模是为快速生产而设计的制造工具。汽车产生的噪音分贝过高，对周围的环境产生了很坏的影响，于是这种情况下，我们利用消声器导对噪音进行处理。 模具是工业产品生产用的工艺装备，主要应于制造业和加工业。它是和冲压、锻造、铸造成型机械，同时和塑料、橡胶、陶瓷等非金属材料制品成型加工用的成形机械相配套，作为成形工具来使用的。 模具属于精密机械产品，因为它主要由机械零件和机构组成，如成形工作零件 (凸模、凹模 )，导向零件 (导柱、导套等 )，支承零件 (模座等 )，定位零件等；送料机构，抽芯机 构， 推 (顶 )料（ 件）机构，检测与安全机构等。为提高模具的质量、性能、精度和生产效率。 缩短制造周期，其零、部件 (又称模具组合 )，多 由标准零、部件组成。所以，模具应属于标准化程度较高的产品。一副中小型冲模或塑料注射模，其构成的标准零、部件可达 90%，其工时节约率可达 25% 45%。 现代工业产品的零件，广泛采用冲压、成形锻造、压铸成形、挤压成形、塑料注射或其它成形加工方法，和成型模具相配套，经单工序或多道成形工序，使材料或坯料成形加工成符合产品要求的零件，或成为精加工前的半成品件。如汽车覆盖件，须采用多副模具 ，进行冲孔、翻边、弯曲、切边、修边、整形等多道工序，成形加工为合格零件；电视机外壳、洗衣机内桶是采用塑料注射方法，经一次注射成型为合格零件的；发动机的曲轴、连杆是采用锻造成形模具，经滚锻和模锻成形加工为精密机械加工前的半成品坯件的。 高精度、高效率、长寿命的冲模、塑料注射成行模具，可成形加工几十万件，甚至几千万件产品零件，如一副硬质合金模具，可冲压硅钢片零件上亿件，成这类模具为大批量生产用模具。 适用于多品种、少批量，或产品试制的模具有：组合冲模，快换冲模，叠层冲模或成型模具，低熔点合金成型模具等，在现代加 工业中，具有重要的经济价值，称这类模具为通用、经济模具。 总体上说模具可分为三大类：金属板材成型模具，如 翻边 模等；金属体积成型模具，如锻 (镦、压 )模，挤压铸模等：非金属材料制品用成型模具，如塑料注射模和压缩模，橡胶制品、玻璃制品、陶瓷制品用成型模具等。 3 模具的具体分类方法很多，常用的有：按模具结构形式可分为冲模中的单工序模、复合模 、级 进模等。塑料成型模具中的压缩模、注射模、挤出模等。按模具使用对象可分为电工模具，汽车模具，电视机模具等。按模具材料可分为硬质合金模具和钢模等。按工艺性质可分为冲孔模、落料模、翻 边模、弯曲模，塑料成型模具中的吸塑模、吹塑模等。这些分类方法具有直观、方便等优点，但不尽合理，易将模具类别与品种混用，使种类繁多无序。因此，采用综合归纳法，将模具分为十大类，各大类模具又可根据其使用对象、材料、功能和模具制造方法，以及工艺性质等，再分成若干小类和品种较为合理。每一种类模具都有其特定的用途和使用方法及与其相配套的成形加工机床和设备。 模具的功能和应用与模具类别、品种有着密切的关系。因为，模具和产品零件的形状、尺寸大小、精度、材料、材料形式、表面状态、质量和生产批量等，都需相符合，要满足零件要求 的技术条件，即每一个产品零件相对应的生产用模具，只能是一副或一套特定的模具。为适应模具不同的功能和用途，都需进行创造性设计，造成模具结构形式多变，从而产生了模具类别和品种繁多，并具有单件生产的特征。 模具是现代工业生产中广泛应用的优质、高效、低耗、适应性很强的生产技术，或称成型工具、成型工装产品。模具是技术含量高、附加值高、使用广泛的新技术产品，是价值很高的社会财富。在现代冲压加工中，对于大批量薄壁管件的成形，采用专用管端成行机床，具有生产效率高、制件尺寸精度、产品质量好等优点，但设备投资较大。因此，在普通 压力加工设备上，采用专用模具完成薄壁管件的成形，是种好的工艺方法。 根据以上模具的特点与结构，我们对消音器翻边模进行了设计，了解模具的设计步骤与工序，进一步熟悉了模具的结构与设计，同时在设计中也针对一些细节问题进行了研究和处理，并做了进一步的改动与完善，锻炼自己的动手能力和思维方法，用自己的动手来认识自己的不足和弱点，进而改正它。 该设计针对消声器翻边模的模具设计。在为满足工厂汽车消声器、摩托车消声器生产需要 ,在引进美国设备基础上进行的一次国产化改造设计 ,并在此基础上进一步完善。 本机利用成行装置，配置不同 的规格的模具使可完成管端扩口、缩口成型。通过这次设计，我们充分运用了所学的理论知识，建立了较正确的设计思路，掌握了工程设计的一般方法、程序、增强了自己分析和解决问题的能力。同时，在老师的指导下，进行 了 声器隔板翻边模模具设计。 4 1 技术任务书（ 计任务书 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，模具工业的发展的趋势是非常明显的。 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。 我们根据模具的结构特点，对消音器翻边模进行了设计，了解模具的设计步骤与工序，进一步熟悉了模具的结构与设计，同时在设计中也针对一些细节问题进行了研究和处理，并做了进一步的改动与完善，锻炼自己的动手能力和思维方法。 本次加工的零件是直径 170圆片型零件，材料为 在本 次设计中，将对以下零件进行设计： 上模板，下模板，凸模，凹模，凸模固定板，凹模固定板，导柱，导套，凸模垫板，凹模垫板，模柄，卸料板，橡皮，卸料导杆等。 品的用途及使用范围 产品主要用于汽车消声器隔板 消声器的批量生产成为可能。并且，本次设计的模具经过改造，同样可以对圆片型零件进行翻边。 要工作原理 在压力机的作用下，上下模闭合，凸模压入凹模，把凸模和凹模之间的工件进行翻边。然后凹模升起，卸料板在橡皮的作用下把卡在凹模上面的余料卸下，送料方式为手工送料。 内外同类产 品水平对比分析 调查表明，在工业发达国家，汽车、摩托车模具市场占整个模具市场的 50%左右，然而，就目前的模具产量来看，远远不能适应汽车和摩托车高速发展的需要。由于模具工业化和专业化概念薄弱，企业与市场联系较少，经营机制不灵活，专业化、商品化、市场化、标准化程度低，企业之间的生产协作比较差，模具制造周期比较长，无法发挥 5 自身应有的生产潜能。 目前，国内冲压模约占 50%，塑料模 34%，压铸模 8%。国外发达国家很重视发展塑料模，比例占到了 40%， 大型、精密、复杂、长寿命模具比例，国外为 50%以上，国内约 25%。汽车 工业是典型的集各种高新技术于一体和大规模生产为特征的现代制造业。汽车、摩托车 80%以上的零部件必须依靠模具成型。没有高效、高水准的模具研发能力，新产品的开发将难以得到保证。不少专家分析认为，模具工业发展滞后的深层次原因是产业界对模具商品化认识严重不足，导致模具市场化程度低。由于市场化程度低，模具在现代制造技术中的重要地位没有得到应有的认识和重视，行业先进技术得不到交流，生产力被束缚，设备资源闲置，人才流失。 模具按国家标准分为十大类，其中冲压模、塑料模占模具用量的主要部分，按产值统计，我国目前冲压占 50%塑料模占 25外先进国家对发展塑料模很重视，塑料模比例一般占 30%国内模具中，大型、精密、复杂、长寿命模具比较低，约占 20%左右，国外为 50%以上。我国模具生产企业结构不合理，主要生产模具能力集中在各主机厂的模具分厂 (或车间 )内，模具商品化率低，模具自产自用比例高达 70%以上，国外， 70%以上是商品化的。 现在是多品种、少批量生产的时代，以后，这种生产方式占工业生产的比例将达 75%以上。一方面是制品使用周期短，品种更新快，另一方面制品的花样变化频繁，均要求模具的生产周期越快越好，因 此，开发快速经济具越来越引起人们的重视。采用计算机控制和机械手操作的快速换模装置、快速试模技术也会得到发展和提高。 近年来，我国模具行业快速发展，继在“九五”期间取得好成绩后，今后几年将拥有更为广阔的市场前景。“九五”期间，我国模具行业产值的年均增幅约为 13%，模具行业产业结构也有了较大的改善，模具商业化程度提高了近 10%，并且中高档模具和塑料模具占总量比例明显提高。模具行业的进出口比例逐步趋向合理，进口量现在是市场总量的 20%，金额近 10 亿美元，而出口额已提前一年达到 1亿美元的规划指标。 现代产品生产中 ，模具由于其加工效率高，互换性好，节约原材料，所以得到很广泛的应用。 现代工业产品的零件，广泛采用冲压、成形锻造、压铸成形、挤压成形、塑料注射或其它成形加工方法，和成型模具相配套，经单工序或多道成形工序，使材料或坯料成形加工成符合产品要求的零件，或成为精加工前的半成品件。如汽车覆盖件，须采用多副模具，进行冲孔、拉深、翻边、弯曲、切边、修边、整形等多道工序，成形加工为合格零件；电视机外壳、洗衣机内桶是采用塑料注射方法，经一次注射成型为合格零件的； 6 发动机的曲轴、连杆是采用锻造成形模具，经滚锻和模锻成形加工为精密 机械加工前的半成品坯件的。 高精度、高效率、长寿命的冲模、塑料注射成行模具，可成形加工几十万件，甚至几千万件产品零件，如一副硬质合金模具，可冲压硅钢片零件上亿件，成这类模具为大批量生产用模具。 适用于多品种、少批量，或产品试制的模具有：组合翻边模，快换翻边模，叠层翻边模或成型模具，低熔点合金成型模具等，在现代加工业中，具有重要的经济价值，称这类模具为通用、经济模具。 模具的用途广泛，模具的种类繁多，科学地进行模具分类，对有计划地发展模具工业，系统地研究、开发模具生产技术，促进模具设计、制造技术的现代化，充分 发挥模具的功能和作用；对研究、制订模具技术标准，提高模具标准化水平和专业化协作生产水平，提高模具生产效率，缩短模具的制造周期，都具有十分重要的意义。 根据不同产品零件的结构、性质、精度和批量，以及零件材料和材料性质、供货形式，可采用不同类别和种类的模具与之相适应。如锻件则需采用锻模，翻边件则需采用翻边模，塑件则需采用塑料成型模具，薄壳塑件则需采用吸塑或吹塑模具等。 键问题及解决办法 模具在生产中最重要的问题就是保证加工零件的精度，所以在本次设计中，在上模和下模之间采用了导柱导套的定位方法，上下模的 平行度有一定的要求，以保证加工精度。 声器翻边模加工的经济性 所谓经济性，就是以最小的耗费取得最大的经济效果。也就是生产中的“最小最大”原则。在 翻边 生产中，保证产品质量，完成产品产量、品种计划的前提下，产品成本越低，说明企业经济效果越大。 边 件的成本分析 冲压件的制造成本 模工材 (1式中： 材C 材料费。包括原材料费、外购件费； 7 工C 加工费。包括工人工资、设备折旧费、车间经费等； 模C 模具费。 产品的制造成本，受产量的影响较大，特别是翻边生产尤为突出。产量的增减，将会引起制造成本中某些费用的变化，其结果使得制造成本发生波动。 低制造成本的措施 降低产品成本，包括增产、节约两个方面。增产可降低产品成本中的固定费用，相对地减少消耗，节约便能直接降低消耗，他们都是降 低成本的重要途径。 翻边 件的成本包括材料费、加工费、模具费用等项。因此，降低成本，就是要降低以上各项费用。 本产品结构简单，所以采用工序分散、制造快速而价格低廉的简易模具。 在模具生产中，尽量选用标准化的零件，这样能使维修变得方便，制造成本也可以降下来。 在 翻边 生产中，工件的原材料费占制造成本的 60%左右，所以节约原材料，利用废料具有非常重要的意义。提高材料利用率是降低冲压制件制造成本的重要措施之一。特别是材料单价高的工件。 2 设计计算说明书（ 声器隔板 V 翻边模模具分析 翻边模属于翻边工艺 的范畴，所以模具的构造与组成，离不开对翻边工艺的了解和分析，为此在对消声器隔板翻边模进行设计的时候，应该先对其在翻边方面的要求进行分析讨论。 边件工艺设计 （ 1） 隔板翻边模制件与制件材料 模具成行加工的对象是产 品零件或工业产品，制件材料对成行加工工艺和模具的设计影响很大，是模具设计主要条件之一。 模具的作用对象，实际上是运用各种模具的组合形式，利用材料的变形性能，对各种不同厚度和性能的材料，在一定成行工 艺条件下，进行成行加工，使材料进行分离或 8 变形，成为符合产品要求的产品、零件或坯件。 （ 2）翻 边模加工机床与模具分析 高速、自动冲压机床（包括通用精机床、机械压力机、摩擦压力机、液压机等）；塑料注射机，压注机，挤出机，薄膜拉制机械，吸塑机械，滚塑机等；锻造机械，压铸机，橡胶成行机械，玻璃、陶瓷制品压制机械等。都是与模具配套使用的机床与设备。 成行加工机床与设备使用的必备条件，其压力（含冲击力、锁模力、落锤重等），行程与闭和高度（或厚度），可控温度范围，生产效率与成行时间安装模具的形式、方式、尺寸 范围等，都是进行模具构件和组合设计、计算的依据和条件。 制件材料和成行加工机床与设备不仅是模具设计的两个基 本条件，也是模具设计与构造的两个要素。 （ 3） 翻边件工艺性分析 翻边件的工艺性系指翻边件对翻边工艺的适应性。在一般情况下，影响翻边工艺性的因素有几何形状、尺寸、精度、表面粗糙度及毛刺。翻边件工艺性对翻边件质量、材料利用率、生产率、模具制造难易、模具寿命、操作方式及设备选用等都有很大的影响。良好的翻边件工艺性可显著降低翻边件的制造成本。翻边件的形状应尽可能符合材料合理排样，减少废料。 Y 消声器隔板 模 模具的驱动、驱动压力和运动 模具是机械零件和机构的组合，其运动和压力是由成行加工机床和设备的动力 和传动机构来驱动和提供的。 模具的驱动和运动 : （ 1） 模具的运动和运动形式。模具的运动形式，取决于塑件、冲件、锻件等制件的材料形式与状态以及成行工艺方法。实践说明模具的运动形式有：模具运动部分的单向平移运动；模具运动部分的单向和多向冲击运动；单向和多向直线运动；旋转运动，以及制件材料相对于模具进行的运动。通过这五种定向的运动形式和作用于模具的驱动力，使材料在模具中加工成合格的制件。 （ 2） 模具的驱动。模具运动的驱动和驱动力（冲击力、锁模力、落锤重、挤压力等）是由成行加工机床和设备的动力经传动机构提供的。 模 具的驱动力与安装。驱动模具运动的基本条件为作用于模具运动部分上的驱动力（公称力）。这些驱动力是制件成行加工的主要成行条件，是模具结构设计的主要依据。 9 板翻边 模 模具型面构造和设计要求 1、模具型面构造和设计 模具型面构造和设计与尺寸计算，是模具设计中的关键技术。其凸模与凹模的形状、结构、尺寸与尺寸精度，型面的表面状态与力学、物理性能，所用材料和抛光工艺性等都必须与合格制件（含 翻边 件、塑件和压铸件）及其生产要求一致。 模具型面主要指模具构造中的工作零件（凸模、凹模）上，与制件形体相吻合、相似或相同的 型面。它是由直线与曲线、平面与曲面，经光顺平滑地联接而成的型面。 模具型面可分为凸模型面和凹模型面；或二维型面和三维型面；通常又称型腔、型孔和型芯等。 成行凸模 指 翻边 、弯曲成行模用成行零件。 凹模型面 指翻边、弯曲成行模具用凹模型面。 2、翻边模设计要求 设计确定翻边模结构时为充分保证制件的质量及尺寸的精度，应注意以下几点： (1)翻边高度应计算准确，且在模具结构上要求理由安全余量，以便工件稍高时任能适应。 (2)翻边凸模上必须设计有出气孔，并注意出气孔不能被工件包住而失去作用。 (3)有凸缘翻边 件的高度取决于上模行程，模具中要求设计有限程器，以便于模具调整。 (4)对称工件的模架要有明显不对称，以防止上、下模位置装错。非旋转工件的凸、凹装配位置必须准确可靠，以防松动后发生旋转、偏移而影响工件质量甚至损坏模具。 (5)对于形状复杂、需经多次翻边的零件，需先做翻边模，经试压确定合适的毛坯形状后再做落料模，并在翻边模上按已定形的毛坯设计定位装置。 (6)弹性压料装置必须有限位器，防止压料力过大。 (7) 放入获取出工件，必须方便安全。 (8)模架和模具零件，应尽量使用标准件。 (9) 模具结构及材料要与 制件的批量相适应。 Y 消声器隔板翻边模模具整体构造及技术要求 通常，模具是由机械零部件、通用机构和功能元件构成。因此，其整体构造设计方法和原理，与通用机械设计的方法和原理基本上是相同的。但是，由于其使用功能和对象即使金属和非金属材料，加工成行为合格的制件（塑件、翻边件、锻件等），而且，每副模具只能用于加工成行一种特定的制件，专用性强，是一种专用成行工具。因此， 10 模具设计具有以下特点和要求。 板翻边模模具基本构造 隔板翻边模 模具主要由上模部分（主要由模柄、上模座垫板、凸模固垫板、凸模、卸 料板、导套等组成，靠模柄与压力机的滑块紧固在一起，随滑块作上下往复运动。）下模部分（主要由模座、导柱、凹模导料板等零件组成）。 主要由以下 8 种基本构件组成： （ 1） 支撑零件 上模板、下模板、模柄、上模座垫板、凸模固垫板、垫板等 （ 2） 导向零件 导柱、导套、导板等。 （ 3） 工作零件 凸模、凹模等。 （ 4） 卸料与压料零件 卸料板、推杆、打杆顶件块、顶件、和压边环等。 （ 5） 紧固零件 螺栓、销钉、键等。 （ 6） 定位零件 定位销、定位板、挡料销、导料板等。 板翻边模模具的技术要求 （ 1）模 具零件的材料应符 合现行国家标准、冶标和华工等标准技术条件的规定。 （ 2）锻件不应过热、过烧的内部组织和机械加工后不能去除的裂纹、夹层等。 （ 3）完工零件表面，不允许有影响使用的砂眼、缩孔、裂纹、和机械损伤等缺陷。 （ 4）模座、凹模板、垫板、及凸模固定板等上下表面的平行度因符合要求。 （ 5）上、下模座的导柱、导套安装孔的轴心线，应与基准面垂直，其垂直度公差规定为：安装滑动的导柱或导套的模座为 00装滚动导向的导柱或导套的模座为 00 （ 6）导套的导入端空允许有扩大的锥度。 （ 7）模具运动方向的导向装置对模具间隙的均匀性，精确合模运动还起定位的作用。导向装置常用的有：导柱与导套组成的导向装置（含滑动和滚动配合）；导板导向装置（含一般导板副和自润滑导板副）。模具运动方向的导向装置，由于起着精密导向和精密定位作用，所以要求精密高，导向刚度好等，常采用过定位导向。 （ 8）翻边模的送料及安全机构设计，也是进行模具整体设计的关键技术。其中采用的一些零件和元件，均已形成标准产品，以便用户在设计时选用。 （ 9）翻边模的卸料结构与机构设计，也是模具整体设计的关键技术。 Y 消声器翻 边模模具整体构造及设计 通常，模具是由机械零部件，通用机构和功能元件构成。因此，其整体构造设计方 11 法和原理，与通用机械设计的方法和原理基本上是相同的。但是，由于其使用功能和对象即使金属和非金属材料，加工成行为合格的制件（塑件、冲件、锻件等），而且，每副模具只能用于加工成行一种特定的制件，专用性强，是一种专用成行工具。因此，模具设计具有以下特点和要求： （ 1）翻边模模具精度与定位 精度概念和意识，是模具设计人员须建立的基本概念和意识。模具精度包括模具整体组合和零部件的位置与形状尺寸精度、配合精度与定位精度。如冲 模的冲裁间隙值及其均匀性，塑料注射模，压铸模的合模定位与导向精度，均需由凸模与凹模的形状、位置精度、导向装置的位置与配合精度保证。 因此，在模具设计时需要进行严格的尺寸精度设计与计算。同时，还需考虑零部件的制造工艺性和工艺精度，以保证模具的紧密性和可靠性。 （ 2）翻边模模具的导向装置 模具运动方向的导向，是由导向装置来保证的。同时，导向装置对模具间隙的均匀性，精确合模运动还起定位的作用。导向装置常用的有：导柱与导套组成的导向装置（含滑动和滚动配合）；导板导向装置（含一般导板副和自润滑导板副），主要用于大型冲 模；滑块与导轨组成的写抽芯导向；冲模送料的导料板导向等四种。 模具运动方向的导向装置，由于起着精密导向和精密定位作用，所以要求精密高，导向刚度好等，常采用过定位导向。 （ 3） 翻边模模具支承与紧固 模架是模具的主要部件。模架分上模座（或动模）和下模座（或定模）两部分，在模座上固定有凸模及其配件和凹模及其配件，在压铸模和塑料注射模的定模部分还设置有顶料机构。模座也是送料机构、抽芯机构的支承部件。另外，冲模中的凸模垫板、固定板及卸料板的支承配件，塑料注射模中的垫板，支承板，以及顶杆的固定板等均是具有一定功能的标 准支承零件。 模具的固定与连接，分刚性与弹性两种。通常采用螺栓、定位销进行刚性固定和连接方式。其中压料与卸料板则采用弹性连接，上模板（或动模）和下模座（或定模）之间连接方式是由导柱和导套等导向装置，使在进行合模运动时相连接，以完成制件的加工成行。 Y 消声器翻边模模具设计 12 隔板 是摩托车、汽车消声器的紧固件。所用材料为低碳钢 计与之相配合的模具，采用专用管端成行机床，具有生产效率高的特点，产品质量，制件尺寸精度好等优点。成品如图 3 件的工艺分析 (1)翻边件的工艺要求：翻边件的形状应尽可能设计成简单、对称。 (2)翻边件的外形或内孔应避免尖锐的角。 (3)翻边件的凸出悬臂和凹槽宽度不宜过小。 (4)翻边尺寸不宜过小否则凸模强度不够，易折断。在一般情况下翻边时，低碳钢许可的最小翻边尺寸约等预料厚。 (5)翻边件的孔与孔之间，孔与边缘之间的距离不能过小，否则凹模强度不够，易破裂，且工件边缘容易产生膨胀或歪扭变形。 (6)在翻边凸模下行翻边坯件，下端定位于凹模上，为使好卸料凸模不完全和坯件等高，这样有助于卸料和放入坯件，但是为了防止拉深时产生过大的拉深力，凹模 不应与坯件高度相差过大。工人劳动强度小，便于实现自动化控制，且可以克服直接采用油压机扩口，使管件涨裂等现象，且管端造型好。弯曲时坯料会与模具产生相对滑动，可能会损坏工件的表面。且模具制造较难，不同产品需要更换相应配套模，不宜单件生产。 该消声器模具设计为一成行工艺的模具设计。成型件为一结构简单的对称件。符合以上的基本工艺要求。 由于此零件操作简便，生产效率高，适合于批量生产，且操作安全可靠且属专用设备，较油压机成本低。 板翻边模的计算 图 3品 13 （ 1）翻孔与翻边 利用模具把板料上的孔缘或外缘翻成竖边边的 冲压方法叫做翻边。用翻边方法可加工形状较为复杂且有良好的立体制件，还能在冲压件上制取与其他零件装配的部位（如铆钉孔、螺纹底孔和轴承孔等）。翻边可代替某些复杂零件的拉深工序，改善材料塑性流动以免发生破裂或起皱。用翻边代替先拉深后彻底的方法制取无底零件，可减少加工次数，并节省材料。 1） 圆孔翻边的特点 如图 3边时，带有圆孔的环形毛胚被压边圈压紧，变形区限制在凹模圆角以内，并在凸模轮廓的约束下收拉应力作用，随着凸模下降，毛坯中心的圆孔不断扩大，凸模下面的材料向侧面转移，直到完全贴 靠凹模侧壁，形成直立的竖边。 若忽略板厚方向的应力，则由 30 （ 3 通常，圆孔翻边时的应力为1 2 3, , 0t ，则屈服准则可写成如下 （ 3 联解式（ 3式（ 3得径向拉应力 1 . 1 1 5 (1 ) （ 3 比较式（ 3式（ 3显然，切向拉应力大于径向拉应力，所以切向拉伸变形大于径向压缩变形，导致材料厚度减薄。在孔缘处， ，故 图 3孔翻边示意图 14 0 上式说明翻边过程中，孔缘处只受切向拉应力作用 ，厚度减薄最为严重，因此，主要危险在孔缘拉裂处。圆孔翻边属伸长类变形。 如图 3图可知，变形区应变分布是不均匀的。 在圆孔翻边的中间阶段，如果停止变形，就会得到如图 3种成形方法叫做扩孔，是伸长类翻边的特例。 2） 圆孔翻边时的成形极限 圆孔翻边的变形程度用翻边系数 0 （ 3 式中： 0d 毛坯上圆孔的初始直径； 翻边后竖边的中径（见图 3 图 3孔翻边的应变分布和应变状态 3 3孔翻边时的成形极限 图 3孔 15 圆孔翻边的成型极限是根据孔缘是否发生破裂来确定。由于孔缘只受切向拉应力作用故厚度应变。 01 （ 3 所以 02 2044 22224000011 t （ 3 若相对厚度0 很小，则 0t t K （ 3 由上式看出， K 越小竖边孔缘减薄越大，容易发生，故圆孔翻边成型极限受 K 值限制。由于材料性质不均匀，孔缘各处允许的切向延伸率不同， 一旦孔缘某处的伸长变形超过了该处材料允许的延伸率，该处就会因厚度减薄过大而破裂（见图 3 表 3别列出保证低碳钢和其他一些金属材料，翻边不发生破裂时允许的极限翻边系数 常可用她们反映圆孔翻边成型的极限， 型极限越大。 （ 2）改善圆孔翻边成形性的措施： 1 1） 提高材料的塑性。材料延伸率和应变硬化指数 利翻边。 2） 翻边圆孔孔缘无毛刺和硬化层时。 形极限较大。为此可在冲孔后进行休整，消除毛刺、撕裂带和硬化层或在冲孔 后退火。为消除孔缘表面的硬化，也可以用钻削代替冲孔。为了避免毛刺的一面朝向凸模放置。有时孔缘毛刺一侧成为翻边外侧时，而去除毛刺又费时，可将毛刺侧孔口压出 900的坡口。 3）用球形、锥形和抛物线形凸模翻边时，孔缘会被圆滑地涨开，变形条件比平底凸模优越。 4）板料相对厚度越大，在断裂前可能产生的绝对伸长越大， 小，成形极限越大。 5）若翻边过程中毛坯外径发生收缩，翻边就无法进行，这时就要增加一些附加工序，如增大毛坯外径，防止外径收缩，增加翻边以后在修正外径的工序，或落料后先进行拉深， 然后再冲孔、翻边。 16 表 3碳钢极限圆孔翻边系数 模形式 孔的加工方法 比值 00100 50 35 20 15 10 8 3 1 球形凸模 钻孔 冲孔 圆柱形凸模 钻孔 冲孔 表 3他金属材料的翻边系数 ）翻边高度要满足 ，否则将得不到垂直的竖边，为 此要增加翻边高度，翻边后再对高度进行修整。 （ 3）圆孔翻边的毛坯计算 由于圆孔翻边时板料主要是切向拉伸变形，厚度减薄，而径向变形不大。因此，圆孔翻边的毛坯计算可按弯曲件中性层长度不变的原则，用翻边高度计算翻边圆孔的初始直径 用 用先拉伸再翻边的方法时，还要计算出翻边前的拉伸高度 经退火的毛坯材料 极限翻边系数 经退火的毛坯材料 极限翻边系数 白铁皮 合金 态） 0300 400 C ） 态） 300 400 C ） 铜 t= 铝 t= 铝合金 锈钢、高温合金 17 1）一次翻边成形 翻边高度不大时，可将平板毛坯一次翻边成形。按图 5次翻边成形时，翻边圆孔的初始直径 边高度 （ 3 因为 102 r t ，10h h r t ，将它们代入式（ 3化后得 002 ( 0 . 4 3 0 . 7 2 ) h r t （ 3 由式（ 3得 : 001 ( ) 0 . 4 3 0 . 7 22 d r t =001 ( ) 0 . 4 3 0 . 7 22 d r t （ 3 需指出，按式（ 5 19）计算翻边高度时，必须满足 K 则不能一次翻边成形。 2）拉深后再翻边 弱制件要求的翻边高度较大，可采用先拉伸、冲底孔再翻边的方法。这时，先确定翻边高度 确定翻边的初始直径 图 3 按图 3深后翻边高度为 0 0 01 ( ) ( )2 2 2 2mD d t th r r (1 ) 0 . 5 72r （ 3 所以 011 . 1 4 2 r h （ 3 若取极限翻边系数 有 1 m a x (1 ) 0 . 5 72 m r （ 3 0 D（ 3 于是，翻边前的拉深高度 h2=r+ (3或 h2=r+ (300 1 1 1 0 1 0 0 00 0 0 0 11 m a x 02 2 2 ( 0 . 4 3 0 . 7 2 )21(1 ) 0 . 5 7 0 . 7 2 ( ) 0 . 4 3 0 . 7 2 1 . 1 4 222(1 ) 0 . 5 72t r h D D r t h h r t d D h r r t h D d r t d D r hD r d K D E cR b R b 18 若取极限翻边系数 有 1 m a x (1 ) 0 . 5 72 m r （ 3 0 D（ 3 于是，翻边前的拉深高度 h2=r+ (3