【冲压模具设计】张力盘落料-冲孔-拉深复合模具设计【全套CAD图纸+毕业论文说明书+开题报告等】【优秀毕业设计论文】
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【冲压模具设计】张力盘落料-冲孔-拉深复合模具设计【全套CAD图纸+毕业论文说明书+开题报告等】【优秀毕业设计论文】,冲压,模具设计,张力,盘落料,冲孔,复合,全套,cad,图纸,毕业论文,说明书,仿单,开题,报告,讲演,呈文,优秀,优良,毕业设计,论文
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大学本科生毕业设计 (论文 )开题报告 1、 目的及意义 (含国内外的研究现状分析 ) 背景、目的与意义 随着现代社会生活水平的提高，人们对生活的要求是越来越多，尤其是 生活用品 ，更是疯狂 。 本次设计主要针对 张力盘 做一套 冲压复合模 具设计。 而 随着现代制造技术的迅速发展、计算机技术的应用，模具已经成为生产 工业 体 不可缺少的重要工艺装备。特别是在 机械 产品的生产过程中， 冲压 模具的应用 极其 广泛，在各类模具中的地位也越来越突出，成为各类模具设计、制造与研究中最具有代表意义的模具之一。而模具已经成为制造 产 品的主要手段之一，且发展成为最有前 景的模具之一。 计算机辅助设计 (简称 技术是以计算机数控技术、计算机图形技术、计算机数据分析技术及计算机网络技术为基础发展起来的，是计算机在工程应用中最有影响的技术之一，在机械行业的应用中尤以模具制造业的应用成果最为突出。塑料模具 术的引入，不仅提高了塑料模具以及塑料产品质量，缩短了新产品的开发周期，这是当今世界模具制造业最为先进的生产 模式，也为工厂实现由产品设计 、生产到管理的一 体化，无图纸化奠定了基础 。 国外研究现状 随着计算机辅助制造（ 术水平的提高，模具 术向着一体化方向发展。目前，美国、日本、德国等 术应用普及率已很高，我国不少企业也已经引进 件和 成软件，这部分软件在生产中发挥着积极的作用。但我国在该技术的应用和推广方面与外国相比还存在一定差距，有待进一步改进和提高。 随着工业技术的发展，产品对模具的要求愈来愈高，传统的模具设计与制造方法不能适应工业产品及时更新换代和提 高质量的要求。因此发达国家从 20 世纪 50 年代末就开始了模具 术的研究，如美国通用汽车公司早在 20 世纪 50 年代就将 术应用于汽车覆盖件的设计与制造 ， 到 60 年代末，模具 术已日趋完善， 70 年代已研制出许多模具 专门系统，可应用于各种类型的模具设计与制造，并取得显著的应用效果；到 20 世纪 80年代时，模具 术已广泛用于冷冲模、锻模、挤压模、塑料注射模和压 铸模的设计与制造 。 通过三十多年的努力 ， 术在基础理论方面日趋成熟 ， 同时推出了许多商品化系统 ， 诸如 。 “ 美酒愈陈愈香 ” ， 但软件技术则不同，停止就意味着被淘汰， 统的开发正伴随着计算机软硬件技术的高速发展向着更高、更深层次方向发展 。 统的开发主要可分为三种方式：（ 1）完全自主版权的开发，一切需从底层做起；（ 2）基于某个通用 统的二次开发，如基于 件的二次开发；（ 3）基于件平台的开发，此类开发界于前两种方式之 间，较二次开发可以更深入核心层，具有开发周期短、见效快、系统稳定性好和功能强等特点，当然平台的价格也很昂贵 台很多，主要有 。 国内研究现状 我国模具 0世纪 70年代末，发展也很迅速。中国注塑模 自 20世纪 80年代开展注塑模 过 20多年的努力，已经得到了很大的发展，取得了一些较大成果 ，并 用于实际生产中。由于中国模具 具标准化程度不高，经验设计较多，与先进工业国家相比注塑模 目前为止，先后通过国家有关部门鉴定的有精冲模、普通冲裁模、塑料注射模等 是直到现在这些系统仍处于试用阶段，尚未在生产中推广使用。据统计，我国 20世纪 80年代进口模具中，均在不同程度上应用 技术。但在模具 们与国外相比还有很大差距，主要表现在以下几个方面： 有商品化； 进过多过宽；国内 计划、有重点地进行，造成低水平的重复劳动，影响了软件开发的进度和水平的提高。所以我们社会各界应共同努力，加强这方面的研究和应用 。 2、 基本内容和技术方案 此次设计主要是围绕 张力盘 冷冲压模具设计展开的，通过常用模具零件中选出一个典型的零件，运用落料、冲孔 、拉深 等冲压工序设计冷冲压成形复合模具。通过近断时间查阅资料和毕业调研， 我对本课题的主要设计意图有了一定的了解，认真分析了要完成的设计任务。本课题要解决的关键问题主要包括以下三点： 行冲压工艺方案及模具结构方案设计； 制复合冲压模具装配图和零件图。 3、我对本设计的观点 本次毕业设计的课题是 张力盘冲压 模具，本设计要求设计者 结合模具的设计和制作，广泛听取各位人士的意见，经过多次修改和验证编制而成。为了达到设计的规范化 ,标准化和合理性 。 同时能够熟练的运用 行模 具设计，掌握模具设计方法和步骤，了解模具的加工工艺过程。 本设计课题为 带拉深，落料，冲孔三工序的冲压模具 ，通过以上分析，对于该产品的设计，需要借助于计算机， 3D 技术等，充分利用现有的技术， 对塑件进行分析，预测塑件在制造过程将出现所有问题，提前避免这些不必要的麻烦。 本次课题，从产品结构看，可以分三种设计方案，结合实际产品形状，选择其中最合理的一套方案： 1、 落料，冲孔，拉深，三道单工序模具，模具数量多，冲次多，产品不稳定，生产效率低； 2、 落料拉深复合模，冲孔模，两副 ， 和方案一相比，模具少了，但 生产效率还是低。人工成本高 ； 3、 采用连续模加工，生产效率提高，但模具成本高，加工周期长； 4、 采用落料拉深冲孔复合模，一副模具，模具成本低，生产效率高； 结合以上 4 个方案的优缺点，做个比较，方案 四 比较适合。 本次设计在设计和编写过程中得到了老师的精心指导和同学们的大力帮助 ,在此表示衷心的感谢。 4、参考文献 1 互换性与测量技术基础，长沙，湖南大学出版社， 2 金属材料及热处理，丁仁亮主编，北京机械工业出版社， 3 模具制造工艺教科书，华 北航天工业学院孙 凤勤主编 ， 机械工业出版社 4 实用塑料注射模设计与制造 陈万林 机械工业出版社 第一版 5 塑料模设计手册 塑料模设计手册编写组 机械工业出版社 第二版 6 注射模典型结构 100 例 蒋继宏 中国轻工业出版社 第一版 7 塑料制品与模具设计提案 刘际泽 中国轻工业出版社 第一版 8 塑料模具设计 刘昌祺 机械工业出版社 第一版 9 塑料橡胶成型模具设计手册 奚永生 中国轻工业出版社 第一版 10 实用模具设计与制造手册 许发樾 机械工业出版社 第一版 11 注射模具 术 王国中 北京理工大学出版社 第一版 12 丁闻 . 实用塑料成型模具设计手册 M. 西安交通大学出版社， 1993. 13 陈万林 . 实用塑料注射模设计与制造 M. 机械工业出版社， 2002. 14 贾润礼， 程志远 . 实用注射模设计手册 M. 中国轻工业出版社， 2000. 15 屈华昌 . 塑料成型工艺与模具设计 M. 机械工业出版社， 1996. 5、 进度安排 外文翻译、熟悉毕业设计课题及搜集相关资料，提交外文翻译； 毕业实习，提交实习报告 ，提交开题报告； 确定总体设计方案，完成相关设计计算； 完成该注射模总体设计方案；采用 件完成注射模关键零部件计算机辅助设计；按学院规定的统一规范化要求撰写设计说明书； 审查设计，准备答辩； 毕业答辩； 6、 指导教师意见 指导老师签名： 年 月 日 1 毕业设计 说明书 系 部： 指导老师： 专 业：模具设计与制造 班 级： 小 组 号： 组 长： 同 组 人： 日 期： 年 月 日 2 目 录 摘 要 . 3 第一章、引言 . 4 第二章、冲压件的工艺性分析 . 6 . 7 . 7 . 7 第二章、制件冲压工艺方案的确定 . 8 . 8 . 8 第三章、制件排样图的设计及材料利用率的计算 . 9 . 9 . 11 . 11 . 12 第四章、确定总冲压力和选用压力机及计算压力中心 . 13 . 13 . 14 . 15 第五章、凸、凹模刃口尺寸计算 . 17 . 17 孔凸、凹模刃口尺寸 . 18 . 18 . 20 第六章、模具整体结构形式设计 . 21 . 21 第七章、模具零件的结构设计 . 22 . 22 . 22 . 23 计 . 23 . 24 第八章、模具的总装配 . 25 设计小结 . 26 致 谢 . 27 参考文献 . 28 3 摘 要 随着模具制造的技能化逐步向科学化发展，逐渐由以前手动方式发展为利用软件等高科技方式来辅助设计的完成。冷冲模是其中的一种。 毕业设计是在模具专业理论教学之后进行的实践性教学环节 。是对所学知识的一次总检验，是走向工作岗位前的一次实战演习。其目的是，综合运用所学课程的理论和实践知识 ,设计一副完整的模具训练、培养和提高自己的工作能力。巩固和扩充模具专业课程所学内容，掌握模具设计与制造的方法、步骤和相关技术规范。熟练查阅相关技术资料。掌握模具设计与制造的基本技能，如制件工艺性分析、模具工艺方案论证、工艺计算、加工设备选定、制造工艺、收集和查阅设计资料，绘图及编写设计技术文件等。 冲压工艺与模具设计应结合工厂的设备、人员等实际情况，从零件的质量、生产效率、生产成本、劳动强度、环境的保护以及 生产的安全性各个方面综合考虑，选择技术先进、经济合理、使用安全可靠的工艺方案和模具，以使冲压件的生产在保证达到设计图样上的各项技术要求，尽可能降低冲压的工艺成本和保证安全生产。 关键词： 工艺性分析、模具工艺方案论证、工艺计算、加工设备选定、制造工艺、收集和查阅设计资料，绘图及编写设计技术文件等。 4 第一章、 引言 模具行业的发展现状及市场前景 现代模具工业有“不衰亡工业”之称。世界模具市场总体上供不应求，市场需求量维持在 700 亿至 850亿美元，同时，我国的模具产业也迎来了新一轮的发展机遇。近 几年，我国模具产业总产值保持 15%的年增长率（据不完全统计， 2005年国内模具进口总值达到 700 多亿，同时，有近 250 个亿的出口），到 2007 年模具产值预计为 700 亿元，模具及模具标准件出口将从现在的每年 9000 多万美元增长到 2006 年的 2 亿美元左右。单就汽车产业而言，一个型号的汽车所需模具达几千副，价值上亿元，而当汽车更换车型时约有 80%的模具需要更换。 2005年我国汽车产销量均突破 550 万辆，预计 2007 年产销量各突破 700 万辆，轿车产量将达到 300万辆。另外，电子和通讯产品对模具的需求也非常大，在发达 国家往往占到模具市场总量的 20%之多。目前，中国 17000多个模具生产厂点，从业人数约 50多万。 1999年中国模具工业总产值已达 245亿元人民币。工业总产值中企业自产自用的约占三分之二，作为商品销售的约占三分之一。在模具工业的总产值中，冲压模具约占 50%，塑料模具约占 33%，压铸模具约占 6%，其它各类模具约占 11%。 模具的发展是体现一个国家现代化水平高低的一个重要标志，就我国而言，经过了这几十年曲折的发展，模具行业也初具规模，从当初只能靠进口到现在部分进口已经跨了一大步，但还有一些精密的冲模自己还不能生产 只能通过进口来满足生产需要。随着各种加工工艺和多种设计软件的应用使的模具的应用和设计更为方便。随着信息产业的不断发展，模具的设计和制造也越来越趋近于国际化。现在模具的计算机辅助设计和制造（ 术的研究和应用。大大提搞了模具设计和制造的效率。减短了生产周期。采用模具 可提高模具质量，大大减少设计和制造人员的重复劳动，使设计者有可能把精力用在创新和开发上。尤其是 和 数控技术的发展使模具工作零件的加工趋进于自动化。电火花和线 切割技术的广泛应用也对模具行业起到了飞越发展。模具的标准化程度在国内外现在也比较明显。特别是对一些通用件的使用应用的越来越多。其大大的提高了它们的互换性。加强了各个地区的合作。对整个模具的行业水平的提高也起到了重要的作用。 5 冲压工艺是塑性加工的基本加工方法之一。它主要用于加工板料零件，所以有时也叫板料冲压。冲压不仅可以加工金属板料，而且也可以加工非金属板料。冲压加工时，板料在模具的作用下，于其内部产生使之变形的内力。当内力的作用达到一定程度时，板料毛坯或毛坯的某个部位便会产生与内力的作用性质相对应的变形，从 而获得一定的形状、尺寸和性能的零件。 冲压生产靠模具与设备完成加工过程，所以它的生产率高，而且由于操作简便，也便于实现机械化和自动化。 利用模具加工，可以获得其它加工方法所不能或难以制造的、形状复杂的零件。 冲压产品的尺寸精度是由模具保证的，所以质量稳定，一般不需要再经过机械加工便可以使用。 冲压加工一般不需要加热毛坯，也不像切削加工那样大量的切削材料，所以它不但节能，而且节约材料。冲压产品的表面质量较好，使用的原材料是冶金工厂大量生产的轧制板料或带料，在冲压过程中材料表面不受破坏。 因此，冲压工 艺是一种产品质量好而且成本低的加工工艺。用它生产的产品一般还具有重量轻且刚性好的特点。 冲压加工在汽车、拖拉机、电机、电器、仪器、仪表、各种民用轻工产品以及航空、航天和兵工等的生产方面占据十分重要的地位。现代各种先进工业化国家的冲压生产都是十分发达的。在我国的现代化建设进程中，冲压生产占有重要的地位。 当今，随着科学技术的发展，冲压工艺技术也在不断革新和发展，这些革新和发展主要表现在以下几个方面： （ 1）工艺分析计算方法的现代化 （ 2）模具设计及制造技术的现代化 （ 3）冲压生产的机械化和自动化 （ 4）新的 成型工艺以及技术的出现 （ 5）不断改进板料的性能，以提高其成型能力和使用效果。 6 第二章、 冲压 件的工艺性分析 冲压主要是按工艺分类，可分为分离工序和成形工序两大类。分离工序也称冲压 ，其目的是使冲压件沿一定轮廓线从板料上分离，同时保证分离断面的质量要求。成形工序的目的是使板料在不破坯的条件下发生塑性变形，制成所需形状和尺寸的工件。在实际生产中，常常是多种工序综合应用于一个工件。 冲压 、弯曲、剪切、拉深、胀形、旋压、矫正是几种主要的冲压工艺。 冲压用板料的表面和内在性能对冲压成品的质量影响很大，要求冲压材料厚度 精确、均匀；表面光洁，无斑、无疤、无擦伤、无表面裂纹等；屈服强度均匀，无明显方向性；均匀延伸率高；屈强比低；加工硬化性低。 在实际生产中，常用与冲压过程近似的工艺性试验，如拉深性能试验、胀形性能试验等检验材料的冲压性能，以保证成品质量和高的合格率。 模具的精度和结构直接影响冲压件的成形和精度。模具制造成本和寿命则是影响冲压件成本和质量的重要因素。模具设计和制造需要较多的时间，这就延长了新冲压件的生产准备时间。 模座、模架、导向件的标准化和发展简易模具 (供小批量生产 )、复合模、多工位级进模 (供大量生产 )，以 及研制快速换模装置，可减少冲压生产准备工作量和缩短准备时间，能使适用于减少冲压生产准备工作量和缩短准备时间，能使适用于大批量生产的先进冲压技术合理地应用于小批量多品种生产。 冲压设备除了厚板用水压机成形外，一般都采用机械压力机。以现代高速多工位机械压力机为中心，配置开卷、矫平、成品收集、输送等机械以及模具库和快速换模装置，并利用计算机程序控制，可组成高生产率的自动冲压生产线。 在每分钟生产数十、数百件冲压件的情况下，在短暂时间内完成送料、冲压、出件、排废料等工序，常常发生人身、设备和质量事故。因此，冲压中 的安全生产是一个非常重要的问题。 冲压 件的工艺性是指 冲压 件在 冲压 加工中的难易程度。所谓 冲压 工艺性好是指能用普通的 冲压 方法，在模具寿命和生产率较高、成本较低的条件下得到质量合格的 冲压 件。因此， 冲压 件的结构形状、尺寸大小、精度等级、材料及厚度等是否符合 冲压 的工艺要求，对 冲压 件质量、模具寿命和生产效率有很大的影响。 7 的结构工艺性 的形状 图 本次设计的课题为 张力盘 ，从产品的形状来看， 该工件需要内外缘同时翻边，且从变形的程度来看， 属于拉深 的起伏 件，由于工序比较多， 可以考虑工序的复合，即可以考虑设计复合模。 产品在起伏过程中能否一次成型，保证工件平整而且无裂纹是该工件模具设计的关键。整体形状 对称，有圆角过渡，便于模具的加工和减少冲压时在尖角处开裂的现象，同时也可以防止尖角部位刃口的过快磨损。 产品的材料为 于 普通 碳素钢，其抗剪强度为 310拉强度 440 的尺寸精度 冲压 件的精度主要以其尺寸精度、 冲压 断面粗糙度、毛刺高度三个方面的指标来衡量，根据零件图上的尺寸标注及公差，可以判断属于尺寸精度为 济级普通冲 压 。 8 第二章、 制件冲压工艺方案的确定 冲压 工序可以分为单工序 冲压 、复合工序 冲压 和连续 冲压 。 冲压 方式根据下列因素确定： 1. 根据生产批量来确定 对于年产量需求 100万件的 该产品来说， 采用复合模或连续模较合适。 压 件尺寸和精度等级来确定 复合 冲压 所得到的 冲压 件尺寸精度等级高，而连续 冲压 比复合 冲压 的 冲压 件尺寸精度等级低。 压 件尺寸形状的适应性来确定 该产品 的尺寸较小，考虑到单工序送料不方便和生产效率低，因此常采用复合 冲压 或连续 冲压 。连续 冲压又可以加工 形状复杂、宽度很小的异形 冲压 件。 对复杂形状的 冲压 件来说，采用复合 冲压 比采用连续 冲压 较为适宜，因为模具制造安装调整较容易，且成本较低。 复合 冲压 其出件或清除废料较困难，工作安全性较差，连续 冲压 较安全。 综上所述分析，在满足 冲压 件质量与生产率的要求下，选择 复合 冲压 方式，其模具寿命较长，生产率高，操作较方便和工作安全性高。 根据下章工艺的计算，本次产品共有， 落料 、 拉伸 、 冲孔 、 翻孔 等工序，结合计算和工序 的合理安排，本次设计，可以将落料拉深反拉深 冲孔 一起合并成落料 拉深 冲孔复合 模， 翻孔一副模 ，所以本产品 共 两 道工序 ，具体工艺计算见下章。 本设计中只需要针对落料拉深冲孔模进行设计和计算。 9 第三章、 制件排样图的设计及材料利用率的计算 拉伸件毛坯展开尺寸，通常按毛坯面积等于制件面积的原则确定。 拉伸件的毛坯尺寸，很难预先精确地计算，这是因为拉伸件壁部在拉伸过程中厚薄程序，随毛坯退火与否、压边力的大小、凸凹模间隙以及变形程度等因素有关。因此难以保持拉伸件完全均匀一致的高度，通常需要修边，将不平齐 的部分切去。所以在计算毛坯之前，要在拉伸件上增加切边余量。 根据工件相对高度 H/d=8=表的修边余量为 于产品拉深的高度要求不是很高，属于 自由 公差，所以，拉深完后不需要单独切边，成自然状态。 这里不需要增加拉深的修边余量。 计算产品展开尺寸 公式是 D*D=d*d r+4中 D 展开尺寸 d 拉伸直径 38.2 r 拉伸圆角 拉伸高度 过实际计算 =此尺寸目前是待定， 取整数 41， 在实际生产时需调节。 展开图纸如下图所示： 10 拉伸次数的确定 判断能否一次拉伸 H/d=8=t/D)*100=d/m=d/D=据以上数据查表得首次拉伸系数 于 际拉伸系数），故能一次拉伸成型，另外根据数据查表，首次拉伸的最大相对高度H1/于 能说明能一次拉身成型。 翻孔预孔尺寸的计算 可根据公式 d=式中 d 预孔直径（ D 翻孔直径（ 翻孔高度（ 3 t 材料厚度； ( 0.8 r 翻孔圆角 ； 计算 d= =取 整 6。 11 排样时需考虑如下原则： 率（不影响冲件使用性能前提下，还可适当改变冲件的形状） 动强度低且安全。 命长。 1搭边 排样中相邻两个零件之间的余料或零件与条料边缘间的余料称为搭边。搭边的作用是补偿补偿定位误差，保持条料有一定的刚度，以保证零件质量和送料方便。 搭边值要合理确定，值过大，材料利用率低；值过小，搭边的强度与刚度不够， 冲压 时容易翘曲或被拉断，不仅会增大 冲压 件毛刺，有时甚至单边拉入模具间隙，造成 冲压 力 不均，损坏模具刃口。因此，搭边的最小宽度大于塑性变形区的宽度，一般可取等于材料的厚度。 搭边值的大小还与材料的力学性能、厚度、零件的形状与尺寸、排样的形式、送料及挡料方式、卸料方式等因素有关。搭边值一般由经验确定，根据所给材料厚度 =定搭边工作间 2送料步距和条料宽度的确定 送料步距 条料在模具上每次送进的距离成为送料步距。每次只冲一个零件的步距 S=D+ (3 S=41+2=43中 D 平行于送料方向的 冲压 宽度； 冲压 之间的搭边值。 采用导正销进行定距，步距精度经经验估算得到步距公差为正负 条料宽度的确定原则：最小条料宽度要保证 冲压 时零件周边有足够的搭边值，最大条料宽度要能在 冲压 时顺利地在导料板之间送进，并与导料 12 板之间有一定的间隙。 当用孔定距时，可按下式计算 条料宽度 (a) (3 =(41+2 45 式中 B 条料的宽度（ 冲压 件垂直于送料方向的最大尺寸（ a 侧搭边值； 条料宽度的单向（负向）公差； 剪切条料宽度偏差 =因此 张力盘 B= 张力盘 一个步距内的材料利用率 为 =s 100% （ 3 =1 3 45 100%=式中 F 一个步距内 冲压 件面积（包括冲出的小孔在内）； n 一个步距内 冲压 件数目； B 条料宽度（ s 步距； 13 第四章、 确定总冲压力和选用压力机及计算压力中心 料 拉伸 冲孔 模 落料力计算 F= (4F=41 380=中 F 冲压 力（ N）； L 冲压 件周边长度（ 直径 41的圆 材料抗剪强度（ 300 材料厚度； ( 系数，通常 K= 拉伸 力 用理论计算很复杂，一般采用经验计算方法，经验公式建立的基点是，拉伸力的数值略小于拉伸件危险断面的断裂力；断裂与拉伸力的比值用系数数值由实验确定。 拉伸 力可按下式计算 P= (4F=39 470= 拉伸力可按下式计算 P= (4F=27 470=中 F 拉伸 力（ N）； 拉伸直径 （ 39，反拉深直径 27 材料抗 拉 强度（ 440t 材料厚度； ( 修正系数（查表可得） ， K= 冲孔力计算 14 F= (4F=6 380= 式中 F 冲压 力（ N）； L 冲孔 件周边长度（ 直径 23的圆 材料抗剪强度（ 220 材料厚度； ( 系数，通常 K= (4 =（ = 式中 F 冲压 力； 分别为卸料系数和顶件系数 综上所述，总的 落料拉伸 力为 力中心的计算 采用解析法求压力中心，求 立坐标系如下图： 落料 力 得 2 拉伸力 得 15 冲孔 力 得 2 反拉深 力 1 轴的力臂 轴的力臂 轴的力臂 轴的力臂 轴的力臂 轴的力臂 轴的力臂 轴的力臂 根据合力距定理： 2（ 2） 2（ 2） 轴的力臂； 轴的力臂； 初步确定压力机的型号： 因此选择压力机的型号为： 63压力机 型号为 63压力机的基本参数如：（表一） 公称压力 /30 垫板尺寸 /滑块行程 /70 直径 80 滑块行程次数 /（次/ 22 模柄孔尺寸 /径 60 深度 80 最小封闭高度 /90 滑块底面积尺寸 /封闭高度调节量 滑块中心线至床身距离 /身最大可倾角 20 立柱距离 / 工作台尺寸 /后 450 16 左右 400 工作台孔尺寸 17 第五章、 凸、凹模刃口尺寸计算 凸凹模圆角半径对拉伸工作影响很大。毛坯经凹模圆角进入凹模时，受弯曲和摩擦作用，若 凹模圆角半径过小，因径向拉力增大，易使拉伸件表面划伤或产生断裂；若过大，则压 边面积小，由于悬空增大，易起内皱。因此，合理的选择凹模圆角半径很重要。具体数值查表可得。 拉伸的凸凹模之间的间隙对拉伸力、制件质量、模具寿命等都有影响。间隙过大，容易起皱，制件有锥度，精度差；间隙过小，增加摩擦，导致之间边薄严重，甚至拉裂。因此，正确地确定凸模和凹模之间的间隙是很重要的。 拉伸模间隙是单面间隙，即凹模和凸模直径之差的一半。 本次设计的模具结构为有压边圈的，在选择间隙时可以直接查表，拉伸一次成型，所以查表可知间隙为 ( t 为材料厚度。 凸、凹模工作部分尺寸的确定，主要考虑模具的磨损 和拉伸件的回弹。尺寸公差在最后一道工序考虑，本次设计只有一道拉伸，所以要考虑。 （ 1）、制件标注外形尺寸 凹模尺寸为 L d=（ 凸模尺寸为 L p=（ Z） （ 2）、制件标注内尺寸 凸模尺寸为 L p=（ 凹模尺寸为 L d=（ Z） 其中 L 拉伸件的外形或内尺寸 拉伸件的尺寸偏差 L d 拉伸凹模的基本尺寸 L p 拉伸凸模的基本尺寸 18 Z 凸凹模双面间隙 具体计算如下，制件标注 外 尺寸，按此公式计算 凹模 尺寸为 L d=（ =39 凸模尺寸为 L p=（ Z） =、凹模工作表面粗造度要求：凹模工作表面和型腔表面粗造度应达到 角处的表面粗造度一般要求 模工作部分表面粗造度一般要求 冲孔 凸、凹模刃口尺寸 设计 落料 模先确定凹模刃口尺寸，以凹模为基准，间隙取在凸模上；设计冲孔模先确定凸模刃口尺寸，以凸模为基准，间隙取在凹模上。 间隙是影响模具寿命的各种因素中占最主要的一个。 冲压 过程中，凸 模与被冲的孔之间，凹模与落料件之间的均有磨檫，而且间隙越小，磨檫越严重。在实际生产中受到制造误差和装配精度的限制，凸模不可能绝对垂直于凹模平面，而且间隙也不会绝对均匀分布，合理的间隙均可使凸模、凹模侧面与材料间的磨檫减小，并缓减间隙不均匀的不利影响，从而提高模具的使用寿命。 冲压 间隙对 冲压 力的影响： 虽然 冲压 力随 冲压 间隙的增大有一定程度的降低，但是当单边间隙介于材料厚度 5%20%范围时， 冲压 力的降低并不明显（仅降低 5%10%左右）。因此，在正常情况下，间隙对 冲压 力的影响不大。 冲压 间隙对斜料力、推件力 、顶件力的影响： 间隙对斜料力、推件力、顶件力的影响较为显著。间隙增大后，从凸模上斜、从凸模孔口中推出或顶出零件都将省力。一般当单边间隙增大到材料厚度的15%25%左右时斜料力几乎减到零。 19 冲压 间隙对尺寸精度的影响： 间隙对 冲压 件尺寸精度的影响的规律，对于冲孔和 切边 是不同的，并且与材料轧制的纤维方向有关。 通过以上分析可以看出， 冲压 间隙对断面质量、模具寿命、 冲压 力、斜料力、推件力、顶件力以及 冲压 件尺寸精度的 影响规律均不相同。因此，并不存在一个绝对合理的间隙数值，能同时满足断面质量最佳，尺寸精度最佳， 冲压 模具寿命最长， 冲压 力、斜料力、推件力、顶件力最小等各个方面的要求。在冲压的实际生产过程中，间隙的选用主要考虑 冲压 件断面质量和模具寿命这两个方面的主要因素。但许多研究结果表明，能够保证良好的 冲压 件断面质量的间隙数值和可以获得较高的冲模寿命的间隙数值也是不一致的。一般说来，当对 冲压 件断面质量要求较高时，应选取较小的间隙值，而当对 冲压 件的质量要求不是很高时，则应适当地加大间隙值以利于提高冲模的使用寿命。 根据冲模在使用过程中的磨损规律，设计落料模时，凹模基本尺寸应取接近或等于零件的最小极限尺寸；设计冲孔模时，凸模 基本尺寸则取接近或等于冲孔件的最大极限尺寸。按冲件精度和模具可能磨损程度，凸、凹模磨损留量在公差范围内的 间。磨损量用 示，其中 为冲件的公差值， x 为磨损系数，其值在 冲件制造精度有关，可按下列关系选取：零件精度 上 X=1; 零件精度 X=零件精度 X= 不管落料还是冲孔， 冲压 间隙一律采用最小合理间隙值（ 。选择模具制造公差时，一般冲模精度较零件高 3。对于形状简单的圆形、方形刃口，其制造偏差 值可按 选取；对于形状复杂的刃口尺寸制造偏差可按零件相应部位公差值的 1/4来选取；对于刃口尺寸磨损后无变化的制造偏差值可取冲件相应部位公差值的 1/8 并冠以（）；若零件没有标注公差，则可按 零件尺寸公差与冲模刃口尺寸的制造偏差应按“入体”原则标注单向公差，即：落料件上偏差为零，只标注下偏差；冲孔件下偏差为零，只标注上偏差。如果零件公差是依双向偏差标注的，则应换算成单向标注。磨损后无变化的尺寸除外。 20 配合加工方法，就是先按尺寸和公差制造出凹模或 凸模其中一个，然后依此为基准再按最小合理间隙配做另一件。采用这种方法不仅容易保证 冲压 间隙，而且还可以放大基准件的公差，不必检验 d+ p 同时还能大大简化设计模具的绘图工作。目前，工厂对单件生产的模具或冲制复杂形状的模具，广泛采用配合加工的方法来设计制造。 冲孔凸模和落料凹模尺寸按下列公式计算： 冲孔时 )- p (5落料时 p (5式中 Dp 分别为落料和冲孔凸模的刃口尺寸（ 为落料件的最大极限尺寸（ 为冲孔件的最小极限尺寸（ 工件公差； p 凸模制造公差，通常取 p= /4； p 刃口中心距对称偏差，通常取 p = /8； 凸模中心距尺寸（ L 冲件中心距基本尺寸（ 最小 冲压 间隙（ 落料凹模尺寸： =落料 凸 模尺寸： =41 冲孔凸模尺寸： )- /4 =6+2 冲孔 凹 模尺寸： Z)- /4 =6+2 2 21 第六章、 模具整体结构形式设计 料 拉伸 冲孔 模 结构形式 ： 下模采用弹簧顶料装置，上模采用打料结构 。 根据凹模大小及模具结构闭合高度，选用 14#圆形导柱标准模架。 22 第七章 、模具零件的结构设计 伸 凸 凹 模的设计 材料： 度： 58 62状结构： （如图） ，与固定板过盈配合，过盈量 与下模板螺钉连接。 拉伸 凸 的设计 材料： 度： 55 58状结构：
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