0012-灯罩冲压成形工艺与模具设计（冲孔落料复合模、拉深模、翻边模3套模具）【全套12张CAD图+设计说明书】
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灯罩
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冲孔
复合
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模具
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12
十二
cad
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接头冲压成形工艺及模具设计
摘要：设计着重介绍了制件的成型工艺，及模具结构设计。通过对制件的工艺分析，确定了工艺方案。并设计了一套倒装复合模具。在设计同时利用参考资料，确定了各工作零件的尺寸。并较多的考虑了模具结构的调整性、易更换性及模具成本。同时在模具设计内容中融汇了冲压模具的不同加工方法、加工工艺及装配工艺，对初学冲压模具模设计者有一定的参考价值。本设计从模具设计到零部件的加工工艺以及装配工艺等进行详细的阐述，并应用CAD进行各重要零件的设计。
关键词： 翻边模 复合模 拉伸模
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接头 冲压成形工艺及模具设计 摘要 ： 设计着重介绍了制件的成型工艺，及模 具结构设计。通过对制件的工艺分析，确定了工艺方案。并设计了一套 倒 装复合模具。在设计同时利用参考资料，确定了各工作零件的尺寸。并较多的考虑了模具结构的调整性、易更换性及模具成本。同时在模具设计内容中融汇了冲压模具的不同加工方法、加工工艺及装配工艺，对初学冲压模具模设计者有一定的参考价值。本设计从模具设计到零部件的加工工艺以及装配工艺等进行详细的阐述，并应用 关键词 ： 翻边模 复合模 拉伸模 to of in to to to as as so on on on AD 机 械 加 工 工 艺 过 程 卡 零件号 零 件 名 称 00料 凹模 工序号 工 序 名 称 设 备 夹 具 刀 具 量 具 工 时 名 称 型 号 名 称 规 格 名 称 规 格 名 称 规 格 01 下料 (170 170 45) 蒸汽锤 直尺 02 粗铣六面 铣床 虎钳 标准 面铣刀 游标卡 尺 03 磨 削 磨床 磁力夹具 、虎钳 砂轮 游标卡 尺 04 钳工 钻床 虎钳 钻 刀 、铰刀、攻丝刀 高度尺、游标卡尺 05 热处理（淬火、回火） 电热炉 火钳 06 磨削 磨床 磁力夹具 、虎钳 砂轮 游标卡 尺 07 线切割 线切割 机床 复式支撑夹具 铜丝 游标卡 尺 08 钳工 研磨工 具 游标卡 尺 编制 唐坤鹏 校对 审核 批准 机 械 加 工 工 艺 过 程 卡 零件号 零 件 名 称 00 凹 模 工序号 工 序 名 称 设 备 夹 具 刀 具 量 具 工 时 名 称 型 号 名 称 规 格 名 称 规 格 名 称 规 格 01 下料 (73 70 61) 蒸汽锤 直尺 02 粗铣六面 铣床 虎钳 标准 面铣刀 游标卡 尺 03 磨削 磨床 磁力夹具 、虎钳 砂轮 游标卡 尺 04 钳工 虎钳 高度尺、游标卡尺 05 热处理（淬火、回火） 电热炉 火钳 06 磨削 磨床 磁力夹具 、虎钳 砂轮 游标卡 尺 07 线切割 线切割 机床 复式支撑夹具 铜丝 游标卡 尺 08 钳工 研磨工 具 游标卡 尺 编制 唐坤鹏 校对 审核 批准 机 械 加 工 工 序 卡 工序名称 粗铣 工序号 02 零件名称 凹模 零件号 00件重量 同时加工零件数 1 材 料 毛 坯 牌 号 硬 度 型 号 重 量 064 设 备 夹 具 名 称 辅 助 工 具 名 称 型 号 铣床 虎钳 游标卡尺 安 装 工 步 安装及工步说明 刀 具 量 具 走 刀 长 度 走 刀 次 数 切 削 深 度 进 给量 主 轴 转 速 切 削 速 度 基 本 工 时 一次 1 铣上平面 75 面 铣刀 游标卡尺 2 200 / 00r/ 一次 1 铣下平面 75 面铣刀 游标卡尺 2 200 / 00r/ 一次 2 铣两端面 25 立 铣刀 游标卡尺 2 60 / 00r/ 一次 2 铣两端面 25 立 铣刀 游标卡尺 2 60 / 00r/ 设 计 者 唐坤鹏 指 导 教 师 刘轶 共 2 页 第 1 页 1601281 2 81 6 02 x ? 10+ 84 x M 1 20 . 80 . 83520D 020配作0+8 1 . 5 78 7 874 x R 5机 械 加 工 工 序 卡 工序名称 粗铣 工序号 02 零件名称 凸 凹 模 零件号 00件重量 同时加工零件数 1 材 料 毛 坯 牌 号 硬 度 型 号 重 量 064 设 备 夹 具 名 称 辅 助 工 具 名 称 型 号 铣床 虎钳 游标卡尺 安 装 工 步 安装及工步说明 刀 具 量 具 走 刀 长 度 走 刀 次 数 切 削 深 度 进给量 主 轴 转 速 切 削 速 度 基 本 工 时 一次 1 铣上平面 35 面铣刀 游标卡尺 2 200 / 00r/ 一次 1 铣下平面 35 面铣 刀 游标卡尺 2 200 / 00r/ 一次 2 铣 外轮廓 25 立 铣刀 游标卡尺 2 60 / 00r/ 设 计 者 唐坤鹏 指 导 教 师 刘轶 共 2 页 第 2 页 . 0 4 3?0 . 0 6 50C - C 1 1 绪 论 目前，我国冲压技术与工业发达国家相比还相当的落后，主要原因是我国在冲压基础理论及成形工艺、模具标准化、模具设计、模具制造工艺及设备等方面与工业发达的国家尚有相当大的差距，导致我国模具在寿命、效率、加工精度、生产周期等方面与工业发达国家的模具相比差距相当大。 内模具的现状和发展趋势 内模具的现状 我国模具近年来发展很快，据不完全统计， 2003年我国模具生产厂点约有2 万多家，从业人员约 50多万人， 2004年模具行业的发展保持良好势 头，模具企业总体上订单充足，任务饱满， 2004年模具产值 530 亿元。进口模具 美元，出口模具 别比 2003年增长 18% 、 和 。进出口之比 2004年为 ，进出口相抵后的进净口达 净进口量较大的国家。 在 2 万多家生产厂点中，有一半以上是自产自用的。在模具企业中，产值过亿元的模具企业只有 20多家，中型企业几十家，其余都是小型企业。 近年来， 模具行业结构调整和体制改革步伐加快，主要表现为：大型、精密、复杂、长寿命中高档模具及模具标准件发展速度 快于一般模具产品；专业模具厂数量增加，能力提高较快； 三资 及私营企业发展迅速；国企股份制改造步伐加快等。 虽然说我国模具业发展迅速，但远远不能适应国民经济发展的需要。我国尚存在以下几方面的不足 : 第一， 体制不顺，基础薄弱 。 “ 三资 ” 企业虽然已经对中国模具工业的发展起了积极的推动作用，私营企业近年来发展较快，国企改革也在进行之中，但总体来看，体制和机制尚不适应市场经济，再加上国内模具工业基础薄弱，因此，行业发展还不尽如人意，特别是总体水平和高新技术方面。 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 2 第二， 开发能力较差，经济效益欠 佳 . 我国模具企业技术人员比例低，水平较低，且不重视产品开发，在市场中经常处于被动地位。我国每个模具职工平均年创造产值约合 1 万美元，国外模具工业发达国家大多是 15 20万美元，有的高达 25 30万 美元，与之相对的是我国相当一部分模具企业还沿用过去作坊式管理，真正实现现代化企业管理的企业较少。 第三，工 艺装备水平低，且配套性不好，利用率低 虽然国内许多企业采用了先进的加工设备，但总的来看装备水平仍比国外企业落后许多，特别是设备数控化率和 用覆盖率要比国外企业低得多。由于体制和 资金等原因，引进设备不配套，设备与附配件不配套现象十分普遍，设备利用率低的问题长期得不到较好解决。装备水平低，带来中国模具企业钳工比例过高等问题。 第四，专 业化、标准化、商品化的程度低、协作差 由于长期以来受“ 大而全 ”“ 小而全 ” 影响，许多模具企业观念落后，模具企业专业化生产水平低，专业化分工不细，商品化程度也低。目前国内每年生产的模具，商品模具只占 45% 左右，其馀为自产自用。模具企业之间协作不好，难以完成较大规模的模具成套任务，与国际水平相比要落后许多。模具标准化水平低，标准件使用覆盖率低也对模 具质量、成本有较大影响，对模具制造周期影响尤甚。 第五，模具 材料及模具相关技术落后 模具材料性能、质量和品种往往会影响模具质量、寿命及成本，国产模具钢与国外进口钢相比，无论是质量还是品种规格，都有较大差距。塑料、板材、设备等性能差，也直接影响模具水平的提高。 国内模具的发展趋势 巨大的市场需求将推动中国模具的工业调整发展。 虽然我国的模具工业和技术在过去的十多年得到了快速发展，但与国外工业发达国家相比仍存在较大差距，尚不能完全满足国民经济高速发展的需求。未来的十年，中国模具工业和技术的 主要发展方向包括 以下几方面 : 1） 模具日趋大型化； 2 ） 在模具设计制造中广泛应用 3 ） 模具扫描及数字化系统； 3 4 ） 在塑料模具中推广应用热流道技术、气辅注射成型和高压注射成型技术； 5） 提高模具标准化水平和模具标准件的使用率； 6 ） 发展优质模具材料和先进的表面处理技术； 7 ） 模具的精度将越来越高； 8 ） 模具研磨抛光将自动化、智能化； 9） 研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程； 10） 开发 新的成形工艺和模具。 国外模具的现状和发展趋势 模具是工业生产关键的工艺装备，在电子、建材、汽车、电机、电器、仪器仪表、家电和通讯器材等产品中， 60 80的零部件都要依靠模具成型。用模具生产制作表现出的高效率、低成本、高精度、高一致性和清洁环保的特性，是其他加工制造方法所无法替代的。模具生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志，并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。近几年，全球模具市场呈现供不应求的局面，世界模具市场年交易总额为 600 650 亿美元左右。美 国、日本、法国、瑞士等国家年出口模具量约占本国模具年总产值的三分之一。 国外模具总量中 , 大型、精密、复杂、长寿命模具的比例 占到 50% 以上 ；国外模具企业 的组织形式 是 大而专 、 大而精 。 2004年中国模协在德国访问时，从德国工、模具行业组织 模具协会了解到，德国有模具企业约 5000家。 2003年德国模具产值达 48亿欧元。其中（ 员模具企业有 90家，这 90家骨干模具企业的产值就占德国模具产值的 90% ，可见其规模效益。 随着时代的进步和技术的发展， 国外的一些 掌握 和能运用新技术的人才如模具结构设计、模具工艺设计、高级钳工及企业管理人才 ，他们的技术水平比较高故人均产值也较高我 国每个职工平均每年创造模具产值约合 1 万美元左右， 而 国外模具工业发达国家大多 15 20万美元，有的达到 25 30万美元。 国外先进国家模具标准件使用覆盖率达 70% 以上 ，而我国才达到 45 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 4 冲压模具的分类 冷冲压模具主要用于金属及非金属板料的压力加工，其加工方式可分为分离和成形两大类。 分离：按一定轮廓线将工件与板料分开。 成形：在不破坏板料的条件下，通过塑性变形获得所需要求的形状和尺 寸精度。 冷冲压模具是冲压生产的主要工艺装备。冲压件的冲压质量、生产效率以及生产成本等，都与模具类型及其结构设计有直接关系。冲压件的品种、式样很多，所以冲压模具的类型也是多种多样的。为了研究方便，将冲压模具按照不同特征进行分类，一般有以下几种分类方法。 冲压工艺进行分类 冲裁模具 冲裁模具又可分为冲孔模具、落料模具、切口模具、剖切模具等。 弯曲模具 弯曲模具又分为自由弯曲模具、校正弯曲模具、 V 型弯曲模具、 U 型弯曲模具等。 拉深模具 拉深模具又可分为无凸缘筒形件拉深模具、有凸缘筒形件拉深模具、锥形 件拉深模具、阶梯形件拉深模具、球面件拉深模具、抛物面件拉深模具、盒形件拉深模具等。 成形模具 成形模具又可分为胀形模具、翻边模具、缩口模具、校形模具等。 工序组合程度进行分类 单工序模 压力机行程一次，只对板料完成一种冲压工序的模具。例如：落料模具、冲孔模具、切边模具、弯曲模具、拉深模具等。单工序模结构简单，造价低，生产效率低，形位精度低。 复合模 模具上仅有一个工位，安排有两对或两对以上的凸、凹模，压力机行程一次，能对板料完成两种（或两种以上）的冲压的模具。其结构的主要特点是：具有复合 形式的凸凹模，它既是落料的凸模，又是冲孔的凹模。复合模结构复杂，造价高，生产率适中，形位精度高。 级进模 模具上有 n 个（ n 1 ）工位，在一直线上等距离安装 n 对凸、凹模，条料送进一次，压力机行程一次，模具对板料的不同（ n 个）位置完成 n 对冲压，连续送进，连续冲压。级进模结构复杂，生产率高，产品形位精度适中。级进模又称为级连续或跳步模。 5 上下模的导向方式分类 分为无导向的开式模具、有导向的导板模具和导柱模具等。 导料或定位形式分类 分为固定导料销模具、活动导料销模具、导正销模具、侧刃定 距模具等。 此外，可以依据对冲裁件尺寸、精度等质量的不同，把模具分为精密冲裁模具和普通冲裁模具；依据模具体积的大小，把模具分为小型模具、中型模具和大型模具等。有时还可以依据压力机类型、送料方式、出件方式等对模具进行分类。 接头 模具设计与制造方面 头 模具设计的设计思路 冲孔、落料 、拉深 是冲压基本工序之一，它是利用冲裁模在压力机作用下，将平板坯料进行冲孔或落料的加工方法。一般情况下，一般精度的工件 精度的普通冲裁模；较高精度的工件采用 精度的高级冲裁模。 翻边 是将工件的孔边缘在模具的作用下，翻出竖直的或一定角度的边。 只有加强冲裁件基础理论的研究，才能提供更加准确、实用、方便的计算方法，才能正确地确定冲裁工艺参数和模具工作部分的几何形状与尺寸，解决冲裁中出现的各种实际问题，从而，进一步提高制件质量。 制件 冲孔落料件是最典型的冲裁件，其工作过程很简单就冲孔落料，可采用单工序模、复合模具或级进模具，根据计算的结果和选用的标准模架。为了保证制件的顺利加工和顺利取件，模具必须有足够高度。要改变模具的高度，只有从改变导柱和导套的高度。导柱和导套的高度可根据凸模与凹模工作配 合长度决定设计时可能高度出现误差，应当边试冲边修改高度。 此设计分成两部分，第一部分 落料 、 拉深、冲孔 复合模，第二部分 翻边 模。 架模具设计的进度 用时间 5 天； 用时间 15天； 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 6 用时间 30天； 4 模具的调试所用时间 5 天。 在设计的过程中，将有一定的困难，但有指导老师的悉心指导和自己的努力，相信会完满的完成毕业设计任务。由于学生水平有限，而且缺乏经验，设计中难免有不妥之处，肯请各位老师指正。 设计者： 唐坤鹏 7 2. 落 料 、 冲 孔 复合模 压工件的工艺分析 ? 6 8? 4 0? 4 3? 6 58150 . 100+ 0 . 1 2图 2工件名称：接头 生产批量：中批量 材料：冷轧 08钢 厚度： 对固定套翻边件进行分析可知， 43 处有内孔翻边成形，翻边前应预冲孔， 68 是圆筒件拉深件直径， 经计算 可一次拉深成形。工序安排为落料，冲孔，拉深 , 翻边 。 该零件形状简单 、 对称，是有圆弧组成 的。冲裁件内外形所能达到的经济精度为 孔中心与边缘距离尺寸公差为 1 将以上精度与零件的精度要求相比较，可认为该零件的精度要求能够 在 冲裁加工中得到保证，其他河南机电高等专科学校毕业设计说明书 8 尺寸标注、生产批量等情况，也均符合冲裁的要求，故决定采用冲压方式 可以得到落料、冲孔、拉深件，然后进行翻边得到制件。 件的总体分析 图示零件材料为 冷轧 08号钢板，能够进行一般的冲压加工，市场上也容易得到这种材料，价格适中。 由工件图可知：该工件既有落料 、冲孔、拉深 又有 翻边 ，但 工件是 圆形的对称零件 ，总的来说加工起来是容易的。 由以上分析可知，图示零件具有比较好的冲压工艺性，适合冲压生产。 件的外形分析 该零件有 冷轧 08号钢板组成，具有良好的塑性、韧性、冷冲压性能，能够进行一般的冲压加工。多处用圆角过度，以便于模具加工，减少热处理开裂，减少冲裁时尖角处的崩刃和过快磨损，尺寸精度要求一般。 该零件对称，只需要冲孔落料 、拉深、冲孔 工序就可以得到半成品，然后再 翻边 。 裁件的尺寸精度和表面粗糙度 冲裁件上的未注公差等级定为 表确定工件尺寸如下： 尺寸 43的工件制造公差为 寸 68的工件制造公差为 寸 8工件制造公差为 寸 15工件制造公差为 裁件的断面粗糙度值与材料塑性、厚度，冲裁间隙，刃口锐钝及冲模结构相关，工件厚度为 其断面粗糙度值为 . 艺 方案确定 9 该零件所需的基本冲压工序为落料、冲孔、拉深、翻边。 可拟订出以下三种工艺方案。 方案一：用简单模分四次加工，即落料 拉深 冲孔 翻边。 方案二：落料、冲孔复合模，拉深模、翻边模。 方案三：落料冲孔级进模，再拉深，再翻边。 采用方案一，生产率低，工件的累计误差大，操作不方便，由于该工件为中批量生产，方案二和方案三更具有优越性。但复合模模具的行位精度和尺寸精度容易保证 ，且生产率也高。尽管模具结构比较复杂但由于零件的几何形状简单对称，模具制造并不困难。级进模虽生产率也高，但零件的冲裁精度稍差。欲保证冲压件的行位精度，需要在模具上设置导正销导正，故模具制造、安装较复合模复杂。 通过对上述三种方按的分析比较，该零件采用方案二最佳。 故应采用三副模具来完成。 第一副模具为落料冲孔复合模 。 第 二 副模具为单工序 拉深 模。 第 三 副模具为单工序翻边模。 要的工艺计算 坯尺寸计算 由最终制件从翻边算起， 毛坯的预冲孔直径计算。 43处由内孔翻边成形，翻边前应预冲孔； 68是圆筒形拉深件可 一次拉深成形。工序安排为落料、拉深、预冲孔、翻边等。翻边前为68、髙为 无凸缘圆筒形件，如图 2示。 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 10 图 2边前毛坯图 计算预冲孔 D= H=7H=由式（ 计算翻边前预冲孔直径0d 0 2 0 . 4 3 0 . 7 2 4 1 . 5 2 7 0 . 4 3 2 . 7 5 0 . 7 2 1 . 5 3 2 . 0 3d D H r t m m 计算翻边系数 由表 算翻边系数为 0 3 2 . 0 3 0 . 7 7 14 1 . 5 由 0 3 2 . 0 3 2 1 . 3 51 . 5d t 查表 知低碳钢极限翻边系数为 m,所以该零件能一次翻边成形，预冲孔直径0 3 2 d 计算翻边力 1 . 11961 . 1 4 1 . 5 3 2 . 0 3 1 . 5 1 9 6 9 6 1 6 . 5 6 d tM p ap m m m m M p a N 落料毛坯直径计算 拉深件毛坯尺寸确定原则的依据： 体积不变原则 相似原则 毛坯尺寸应包括修边余量 因 =1所以应按中线尺寸计算。 11 （ 1 ）确定修边余量 根据拉深件尺寸，其相对高度为 h/d=(表 4得修边余量 h=1 则拉深件总的高度 h 为： h=算毛坯展开直径 先判断能否一次拉深出来，将图 4r=h=入式（ 4可求出毛坯的直径 D 224 1 . 7 2 0 . 5 66 6 . 5 4 6 6 . 5 9 . 7 5 1 . 7 2 2 . 7 5 6 6 . 5 0 . 5 6 2 . 7 582D d d H r d rD m mD m m 样设计与计算 设计复合模时，首先要设计条料排样图。根据工件的形状选择有废料排样，且为直排的形式，虽然材料的利用率低于少废料和无废料排样，但工件的精度高，且易于保证工件外形的圆角。 确定搭边与搭肩值 搭边和搭肩值一般是由经验确定的，查表 知搭边值工件间1 侧面 。 确定零件的排样方案 设计模具时，条料的排样很重要。分析零件形状可知，确定排样方案：条料从右至左送进，落料凸模的冲压力比较均匀，零件形状精度容易保证。条料的排样如图 2示。 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 12 图 2样图 计算送料步距和条料的宽度 按如上排样方式，并根据工件的尺寸确定送料步距为搭肩值与工件宽度之和。即 8 2 1 . 2 8 3 . 2S m m 查表 知条料宽度单向偏差为 由公式计 算如下： 8 2 2 1 0 . 5 0 0 . 5 0 8 4B m m 8 2 1 . 2 0 . 5 0 0 . 5 0 8 3 . 2A m m 计算材料的利用率： 根据一般的市场供应情况，原材料选用 6 0 0 1 2 0 0 1 . 5m m m m m m的冷轧薄钢板 2 （）。 每块可剪 8 4 1 2 0 0m m m m 规格条料 7 条，材料剪切利用率达 98% 。 13 计算冲压件的面积 : 221 3 . 1 4 4 1 4 1 5 2 7 8 . 3 4S R m m m m m m 由文献 2 一个步距的材料利用率通用计算公式： 10100% 式中 1S 一个步距内零件实际面积 2 0S 一张步距内所需毛坯面积 2 B 条料宽度 A 送料步距 得 5 2 7 8 . 3 4 1 0 0 % 7 5 . 5 3 %8 4 8 3 . 2 算冲压力和初选压力机 (1) 落料力的计算 bF 落式中 落F 落料力； L 冲裁件剪切周边长度 t 冲裁件材料 厚度 被冲材料的抗剪强度 K 系数，一般取 落料力为： 3 . 1 4 8 2 1 . 5 3 5 0 1 3 5 . 1 8 t m m m m M p a K N 落 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 14 (2) 冲孔力的计算 t冲式中 L 工件内轮廓周长（ 3 . 1 4 3 2 . 0 3 1 0 0 . 5 7L m m 则 3 . 1 4 3 2 . 0 3 1 . 5 3 5 0 5 2 . 8 t m m M p a K N 冲(3) 卸料力的计算 F K F卸 卸 落式中 卸K 卸料力系数 ； 查手册知 0 . 0 3 1 3 5 . 1 8 4 . 0 6F K N K N 卸(4)推件力的计算： 按式冲推推 计算 式中 推K 推件力因数，查表得 推； n 卡在凹模内的工件数， 查 7 得 n=3 ； 则推件力为 2 0 . 0 5 5 2 . 8 5 . 2 8F K N K N 推故工序总力： 1 3 5 . 1 8 5 2 . 8 4 . 0 6 5 . 2 8 1 9 7 . 2 9F F F F F K N K N 总 落 卸 冲 推 为保证冲压力足够，一般冲裁时压力机 吨位应比计算的冲压力大 30% 左右，即 1 1 . 3 1 . 3 1 9 7 . 2 9 2 5 6 . 4 7 7F F K N K N 总 总 15 (5) 初选压力机 查文献 4 开式可倾压力机参数初选压力机型号为 4023 23 35 ，见表一 表一 所选择压力机的相关参数 型号 公称压力 滑块行程 最大封闭高度 工作台尺寸 可倾斜角/ 。 封闭高度调节量 23 35 35080380 610mm 0o 604023 80 300 460700 30 65 力中心的确定 由于该零件是中心对称图形 , 故压力中心位于零件轮廓图形的几何中心上。 具总体结构设计 具类型设计 由冲压工艺分析可知，零件材料为冷轧 08号钢板，能够进行一般的冲压加工，市场上也容易得到这种材料，价格适中。 该零件属于中型尺寸零件，料厚 外形简单，尺寸精度要求一般，因此可采用落料工艺获得。 该零件有冷轧 08号钢组成，具有良好的塑性、韧性、冷冲压性能，能够进行一般 的冲压加工。多处用圆角过度，以便于模具加工，减少热处理开裂，减 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 16 少冲裁时尖角处的崩刃和过快磨损，尺寸精度要求一般。 该零件左右对称 . 所以模具类型为倒装复合模模。 具具体结构设计 (1) 正倒装结构的确定 根据上述分析，采用倒装复合模具可直接利用压力机的打杆装置进行推件，卸料可靠，便于操作。 (2) 送料方式的确定 因是中批量生产，采用手动送料方式。 (3) 定位装置的确定 因该制件采用的是倒装复合模，所以直接用挡料销和导料销即可。 (4) 导向方式的选择 为确保零件的质量及稳定性，选用导柱、导套导向。 由于该零件导尺寸不大，且精度要求不是太高，所以宜采用后侧导柱模架。 (5) 卸料、 压料方式 本模具采用倒装结构 , 卡于凸凹模上的废料可由卸料板推出 , 而冲孔废料则可以在下模座中开设通槽，使废料从孔洞中落下。 顶件压边装置安装在下模妨碍了冲孔废料的排出。 (6) 出件方式 本模具采用倒装结构，工件留在落料凹模孔洞中，应在凹模孔设置推件块推出。 要工作 零部件设计 因为材料为 08钢 ，厚度为 , 查表 间隙值m i n 0 2Z m m， m a x 0 0Z m m由手册表查得： 17 尺寸 43的工件制造公差为 寸 68的工件制造公差为 寸 8工件制造公差为 寸 15工件制造公差为 知尺寸公差如下： 尺寸 40的工件制造公差为 尺寸 65的工件制造公差为 冲孔凸、凹模刃口尺寸的计算 由于制件结构简单，精度要求不高，所以采用凸模和凹模分开加工的方法制作凸、凹模。 以孔为基准加工凸模，计算公式如下： 设孔尺寸为 0d 0m i n Td d x 凸 0 Ad d x 凹 凸 对于 孔查表 1 凸、凹模 制造误差由经验公式： m a x m i 6 0 . 0 6 5Z Z m m 凹 m a x m i 4 0 . 0 4 3Z Z m m 凸 00 0m i n 0 . 0 4 30 . 0 4 33 2 . 0 3 0 . 5 0 . 6 2 3 2 . 3 4Td d x m m 凸 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 18 0 . 0 6 500 3 2 . 4 7Ad d x m m 凹 凸 校核： 凹 + 凸 形落料凸、凹模刃口尺寸的计算 对于外轮廓的落料，结构简单，精度要求不高，所以采用凸模和凹模分开加工的方法制作凸、凹模。以孔为基准加工凸模，计算公式如下： 以 凹模 为基准加工凸模，计算公式如下： 设 工件 尺寸为 0D m a x 0 x 凹 0m i n Z 凸 凹 对于 孔查表 1 凸、凹模制造误差由经验公式： m a x m i 6 0 . 0 6 5Z Z m m 凹 m a x m i 4 0 . 0 4 3Z Z m m 凸 0 . 0 6 5 0 . 0 6 5m a x 0008 2 0 . 5 0 . 8 7 8 1 . 5 7 x 凹 0 0 0m i n 0 . 0 4 30 . 0 4 38 1 . 5 7 0 . 1 3 2 8 1 . 4 4 Z 凸 凹 19 校核： 凹 + 凸 料凹模的设计 在落料凹模内部，由于要设置推 件块，所以凹模刃口应采用直筒形刃口。该凹模简单，宜采用整体式凹模，各冲裁的凹模孔均采用线切割加工。安排凹模在模架上的位置时，要依据计算的压力中心的数据，使压力中心与模柄中心重合。整体式凹模装于下模座上 , 凹模高度可按经验公式计算，即 凹模高度 H 凹模壁厚 1 2 式中 b 凹模孔的最大宽度（ 15B ） C 凹模壁厚 （ 刃口至凹模外形边缘的距离 ） k 厚度 系数（查表 ） 凹模高度 0 . 2 2 6 3 1 3 . 8 6H k b m m m m 按表取标准值 18H 凹模壁厚 1 . 5 2 2 7 3 6C H m m（ 3 0 4 0C m m ） 凹模壁厚取 35C 凹模长度 8 2 3 0 3 0 1 4 2L m m m m 凹模宽度 8 2 3 0 3 0 1 4 2B m m m m 凹模上螺孔到凹模外缘的距离一般取 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 20 图 2模上的螺孔设计与选用 d 为螺孔的直径，由于凹模厚度为 18所以根据表 查得螺孔选用 4螺钉固定在下模座。故选用如图 2 螺孔到凹模外缘的最小距离： 2 2 2 8 1 6a d m m 3 2 2 8 1 6a d m m 凹模上螺孔到销孔的距离一般淬火材料为 5 不淬火材料为 3 根据上述方法确定凹模外形尺寸须选用矩形凹模板 1 6 0 1 6 0 3 5m m m m m m 凹模的长度选取要考虑以下因素： a)保证有足够的安装刚性卸料板的位置。 b)便于导尺发挥作用，保证送料粗定位精度。 选取凹模边界为 2 2 0 1 6 0 3 5m m m m m m，材 料用 12造，热处理硬度为 58 62 凹模板 2 2 0 1 6 0 3 5m m m m m m 材料 ： 12孔凸模的设计 为了加强凸模的强度与刚度，凸模非工作 部分直径应制成逐级增大的多级形式，且它的外形尺寸较大，所以落料凸模采用台阶式， A 型圆凸模。一方面加工简单，另一方面便于装配与更换。凸模固定板的厚度取 18模长度根据结构上的需求来确定。 凸模用线切割机床加工成直通式凸模，用垫板固定，由于采用固定卸料 21 板，凸模按下式计算： 冲孔凸模的长度1L 1 1 2 5 2L L L m m 凸 模 固 定 板 凹 模 圆凸模 B 52 12凸模材料 : 12 热处理：硬度 58 62 尾部回火 40 50凸模固定板的材料为 45钢，结构形式和尺寸规格见手册 3 表 得 1 6 0 1 2 5 1 8m m m m m m 凹模的结构设计 本模具为复合冲裁模，除了冲孔凸模和落料凹模外，还有一个凸凹模。根据整体模具的结构设计 需要，凸凹模的结构简图应如图 8示。确定凸凹模安排在模架上的位置时要依据计算的压力中心的数据，使压力中心与模柄中心重合。 校核凸凹模的强度：查表 而实际最小壁厚为 5故符合强度要求。凸凹模的刃口尺寸按落料凹模尺寸配作，并保证双面间隙为 0 . 2 4 6 0 . 3 6 0凸凹模上孔中心与边缘距离尺寸10公差，应比零件所标注的精度高 3 4 级，即定为 ( 10 ) 凸凹模长度计算： 1 2 3L h h h h 其中 :1（ 18 2（ 16 厚 （ 2 h 为附加长度，主要考虑凸模进入凹模的深度及模具闭合状下卸料板到凸模固定板间的安全距离（ 1 5 2 0m m m m ）等因素。 所以： 1 8 1 6 2 1 5 5 1L m m m m 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 22 凸凹模材料 : 12 热处理：硬度 58 62 尾部回火 40 50位装置的设 计与标准化 料销及导料销的设计与标准化 由设计结构可得该套模具所用挡料销与导料销的规格尺寸一样，根据手册4 选用。 型号 : 8 10 3A 料： 45 钢； 热处理：硬度 43 48料销与导料销位置的确定 由模具整体结构设计，导料销及导料销都应通过卸料板固定于模具的凸凹模上。且在模具闭合状态下，应高出卸料板 3 根据分析选用废料孔后端定位时挡料销位置如图 2图 2料销的位置 导料销位于条料的同一侧，采用从右向左的送料方式，送料的方向导料销应装在后方。 料装置的设计及标准化 23 性卸料板的结构形式 模具采用倒装结构，选用手册图 2 的卸料板形式。由表查得弹性卸料板厚度为 16装模具时卸料板孔与凸模得单边间隙为 在模具开 启状态，卸料板应 高出模具凸模工作刃口 0 0 .5 以便顺利卸料，卸料板的工作行程为 材料： 45钢 热处理硬度： 43 48 料螺钉的选用 采用圆柱头卸料螺钉 45钢，热处理：硬度 35 40规格 1280 81 料橡皮的设计和选用 橡皮允许承受的 负载较大，占据空间尺寸较小，安装调整较方便灵活，而且成本较低，是中小型冲模中弹性卸料、顶料与压边装置中常用的弹性元件。 选择橡皮时应主要确定其自由高度预压缩量及截面积。其计算公式与步骤如下： 1、 确定自由高度 170 . 2 5 0 . 3 0h m m 自 修 模 冲模工作行程（ 对冲裁模而言， 1 预留的修模量。根据模具设计寿命一般取 4 6 2 、确定 装 0 . 1 0 0 . 1 5 2L H m m预 自 1 7 2 1 5H H L m m m m m m 预装 自 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 24 橡皮的预压缩量 冲模装配好以后橡皮的高度 3 、确定橡皮横截面积 2A 26 . 4 5 5 2 1 . 5 1 70 . 3F m p a 预 所需的弹压力（ q 橡皮在预压缩状态下的单位压力 : 约为 0 . 2 6 0 . 5 0M p a 件装置的设计与标准化 5 性推件装置的设计与标准化 本套模具的推件装置所需推件力大，且为了推件平稳可 靠，应采用刚性推件装置。其结构形式见手册 5 件块的设计 本推件块的端面外形应跟落料凹模的刃口形状一致，整体外形应设计成台阶式以便与凹模配合完成推件，而在冲裁时不致与把推件块推出滑到模外。推件块在自由状态下应高出凹模面 0 . 2 0 . 5m m m m。 推件块和凹模的配合：由于外形件的相对尺寸较大，外形形状相对复杂，所以推件内形与凹模为间隙配合 H8/推荐外形与凹模为非配合关系，属内导向。 材料： 45钢 热处理：硬度 43 48 杆的设计 打杆选用带肩 A 型打杆与推板配合以起到平稳推件作用。 材料 :45 钢 热处理 : 硬度 43 48 规格： 16 160A 25 柄的设计 采用压入式模柄 模柄 50 95A 材料： 撑固定零件的设计与标准化 由凹模周 160L , 160B ，及卸料板的外形尺寸，材料选为2000I 级精度的后侧导柱模架。技术要求按 8070 1995 的规定。 架的选用 上模座标记 : 2 2 0 1 6 0 4 0m m m m m m 模座标记 ： 2 2 0 1 6 0 4 5m m m m m m 柄标记： 50 95B 5 模固定板的设计 因凸凹模的尺寸较大所以直接用螺钉紧固在下模座上。 凸模固定板的设计 : 为了保证安装、固定牢靠，凸模固定板必须有一定的厚度，由经验公式计算凸模固定板厚度。 查手册本模具取 18H ，其外形尺寸应与凹模的外形尺寸一致规格为1 6 0 1 2 5 1 8m m m m m m 板的设计 在本模具采用的弹性卸料装置中，上模座中设有推板等零件的装置和让位空间，会使的其厚度变薄，影响其抗 压强度，所以应设一块垫板。其规格根据凹模外形尺寸选取 1 6 0 1 2 5 6m m m m m m。 本组模具采用的是后侧导柱模座只需两对相同型号的导柱导套。本模具冲河南机电高等专科学校毕业设计说明书 26 裁间隙小应按 H6/合，材料选用 20钢热处理要求渗碳深度 0 1 m m m，硬度 58 62 导柱标记 : 2 8 5 1 6 0A h m m 导套标记 : 2 8 6 8 3 8A H m m m m 本模具采用螺钉固定，销钉定位。其具体数据如下： 内六角圆柱头螺钉标记 ： 70 85 12 70M 螺钉标记： 70 85 12 35M 销钉标记： 119 85 10 74 销钉标记： 119 85 1047 材料为 标分别为 70 85 119 86 压设备的的选用 通过前面的设计知道，上模座厚度 40H 模，垫板厚度 6H ，凸模 固定板厚度 18H ， 卸料板厚度 16H ， 落料 凹模厚度35H ，下模座厚度 45H 模 ，凸 凹 模 固定板厚度 18H 凹 ，橡胶厚度 17H 胶，料厚 2t 。 该模具的闭合高度： H H H H H H H H H t 凹 凸 凹固垫 卸上 模 下 模 橡 皮 = （ 40+6+18+16+45+35+17+18+2 ） = 197模具闭合高度 193 根据前面初选的压力机，选择 23 35 型压力机，其工作台尺寸为 3 8 0 6 1 0m m m m , 最大闭合高度为 280连杆调节长度为 27 60 最终经过校核，选择 23 35 型压力机能满足使用要求。 公 称压力： 350滑块行程： 80最大闭合高度 : 280最大装模高度： 220连杆调节长度： 60工作台尺寸（前后 左右 ）： 3 8 0 6 1 0m m m m 垫板尺寸（厚度 孔径 ）： 6 0 1 5 0m m m m 模柄孔尺寸 : 50 70 最大倾斜角度： 20o 配图 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 28 2423222120191817A - 311 14 15 424025图 21 、 19 橡胶 2 、限位钉 3、下模座 4、 15 顶杆 5、凸凹模 6、下顶块 7、 29 镶拼凸模 8、镶拼凹模 9、凸凹模 10 、上固定板 11 、上垫板 12 、上模座 13、模柄 14 、打杆 16 、冲孔凸模 17 、盖板 18 、导套 20 、上顶块 21 、导柱 22 、卸料板 23 、凹模 24 、下固定板 25 、下垫板 该工件的模具结构如图，主要由上 下模座，落料凹模、凸凹模、冲孔凸模、冲孔凹模、镶拼凸模、镶拼凹 模、上、下顶块，卸料板等零件组成。 该模具将成形部分作成镶拼凹模 8 和镶拼凸模 7 ，这样当冲裁刃口变钝后，只要将刃口部分按常规重新修磨一下，然后将镶拼件旋转一个角度后，将反面磨去刃磨量即可装入在使用。下顶块 6 除了起到压边的作用，另外当工件拉深到下顶块触到下固定板 24时，下顶块就起了限位的作用，当上模回程时，拉深有了一个校正的过程。 由于受 式压力机工作台孔的限制，该模具的顶件压边装置安装在下模妨碍了冲孔废料的排出 。 为了保证冲孔凹模与落料凹模的同心度 要求，将冲孔凸模与落料凹模用螺栓连接在一起，并与固定板成 6/7 过度配合，这样给拆卸、装配带来了方便。 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 30 3 拉深 模 孔前毛坯图 品工艺分析 此工件为无凸缘筒形件，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伸工艺要求，可用拉伸工序加工。 各圆角 r=2 t ，满足拉深对圆角半径的要求。工件要求不高，可取 足拉深工序对工件的公差等级要求。 08 钢拉深性能良好，此零件的拉深次数可由下列工序计算来确定。 深件毛坯尺寸确定原则的依据： 体积不变原则 相似原则 毛坯尺寸应包括修边余量 算毛坯尺寸 因 =1所以应按中线尺寸计算。 （ 1 ）确定修边余量 根据拉深件尺寸，其相对高度为 h/d=( 查表 4得修边余量 h=2 则拉深件总的高度 h 为： 31 h=3) 确定是否用压边圈 根据坯料相对厚度 /D 100=2 100= 2 查表 4
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