0073-油封钢圈冲压工艺及落料、拉深、冲孔复合模具设计【全套16张CAD图+说明书】
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钢圈
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复合
模具设计
全套
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摘要: 本设计题目为油封钢圈冲压工艺及模具设计，体现了典型复合模具的设计要求、内容及方向，有一定的设计意义。通过对该零件模具的设计，进一步加强了设计者冲裁模设计的基础知识，为设计更复杂的冲裁模具做好了铺垫和吸取了更深刻的经验。
本设计充分运用冲裁工艺及模具设计的基础知识，首先分析了板材的性能要求，为选取模具的类型做好了准备；然后计算了冲裁件的冲裁力，便于选取压力机吨位及确定压力机型号；最后分析了冲裁件的特征，便于确定模具的设计参数、设计要点及卸件装置。
本设计采用正装复合模，通过落料、拉伸、冲孔、切边工序在一次行程中完成制件的成形。模具采用后侧导柱导向方式，导料采用导料板，送进步距控制采用挡料销，采用固定卸料、刚性打杆、打板卸料方式。如果不考虑经济成本时，采用级进模设计会更好。
关键词：冲裁模 复合模 凸模 凹模 凸凹模 压力机吨位
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油封钢圈冲压工艺及模具设计 摘要 : 本设计题目为 油封钢圈冲压工艺及模具设计 ，体现了 典型复合模具 的设计要求、内容及方向，有一定的设计意义。通过对该零件模具的设计，进一步加强了设计者 冲裁模 设计的基础 知识 ，为设计更复杂的 冲裁 模具做好了铺垫和吸取了更深刻的经验。 本设计 充分 运 用 冲 裁 工 艺 及 模 具 设 计 的 基 础 知 识 ， 首 先 分 析 了 板 材的性能要求，为选取模具的类型做好了准备；然后计算了冲裁件的冲裁力，便于选取压力机吨位及确定压力机型号；最后 分析了 冲裁 件的特征，便于 确定模具的设计参数 、设计要点及 卸件 装置。 本设计采用正装复合模，通过落料、拉伸、冲孔、切边工序在一次行程中完成制件的成形。 模具采用后侧导柱导向方式， 导料采用导料板，送进步距控制采用挡料销 ，采用 固定卸料、刚性打 杆、打板卸料方式。如果不考虑经济成本时，采用级进模设计会更好。 关键词： 冲裁模 复合模 凸模 凹模 凸凹模 压力机吨位 of l of of a of ie to to of of of of of of of o f of is by in a to by . of a a If we do of be 机 械 加 工 工 序 卡 工序名称 工序号 零件名称 凸模 零件号 00件重量 同时加工零件数 材 料 毛 坯 牌 号 硬 度 型 号 重 量 550 设 备 夹 具 名 称 辅 助 工 具 名 称 型 号 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 05 10 15 20 25 粗车外圆 精车外圆 钳工划线 磨外圆 钳修 车刀 车刀 砂轮 游标卡尺 千分尺 千分尺 5 8 00 1200 800 40 80 60 设 计 者 桑倩 指 导 教 师 原红玲 机 械 加 工 工 艺 过 程 卡 零件号 零 件 名 称 00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 02 03 04 05 06 07 08 09 下料 锻造 热处理 粗车外圆 精 车外圆 热处理 磨 外圆 抛光 钳修 锯床 锻床 退火炉 车床 车床 淬火炉 磨床 油石 盘 卡盘 导磁铁 带锯 锻锤 车刀 车刀 砂轮 油石 直尺 直尺 游标卡尺 千分尺 千分尺 千分尺 编制 桑倩 校对 审核 批准 河南机电高等专科学校 毕业设计 说明书 毕业设计 (论文 )题目： 油封钢圈冲压工艺及模具设计 系 部 材 料 工 程 系 专 业 模具 设计与制造 班 级 模具 054 学生姓名 桑 倩 学 号 051304220 指导教师 原红玲 2008年 6月 8日 插图清单 1. 工件图 5 2. 排样图 7 3. 冲孔凸模图 14 4. 落料凹模图 15 5. 凸凹模 16 6. 装配图 19 表格清单 1. 250式压力机参数 11 2. 工件零件刃口尺寸的计算 13 3. 模具材料的选用 19 4. 机械加工工艺过程卡 21 1 目 录 1 绪 论 1 内模具的现状和发展趋势 1 内模具的现状 1 国内模具的发展趋势 2 国外模具的现状和发展趋势 3 油封钢圈件模具设计与制造方面 4 封钢圈模具设计的设计思路 4 封钢圈件模具设计的进度 4 2 零件的工艺性分析 5 3 拉深工艺计算 6 修边余量的确定 6 毛坯尺寸计算 6 定拉深件毛坯尺寸计算的依据 7 零件毛坯尺寸的计算 7 排样 7 确定拉深系数及拉深次数 8 凸凹模的最小壁厚 8 4 确定工艺方案及模具结构形式 9 工艺方案的确定 9 模具结构形式的选择与确定 10 5 冲压设备的选择 10 冲裁工序总力的计算 10 初选压力机 11 压力中心的计算 12 6 模具主要零件的设计与标准化 12 工作零部件刃口尺寸的计算 12 工作零部件的设计与标准化 13 孔凸模的设计 14 料凹模的设计 14 凹模的设计 16 2 其它零部件的设计与选用 16 性打件的设计 16 位零件的设计 16 料部件的设计 17 料螺钉的选用 17 标准模架的选用 17 7 模具总装图及其工作过程分析 18 模具工作过程分析 18 模具总装图 18 8 工作零件的加工工艺性 21 9 结束语 23 致谢 24 参考文献 25 河南机电高等专科学校 毕业设计（论文）任务书 系 部： 材料工程系 专 业： 模具设计与制造 学生姓名 : 桑倩 学 号 : 051304220 设计 (论文 )题目 ： 油封钢圈冲压工艺及模具设计 起 迄 日 期 : 2008年 3 月 20日 6 月 8 日 指 导 教 师 : 原红玲 2008年 03 月 20 日 毕 业 设 计（论 文）任 务 书 1本毕业设计（论文）课题来源及应达到的目的： 工件名称： 油封 钢圈 生产批量：大批量 材料： 08钢 厚度 t=件简图：如图所示 2本毕业设计（论文）课题任务的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）： 1、了解目前国内外冲压模具的发展现状 2、分析 油封钢圈 零件 的冲压工艺并确定其工艺方案 3、 油封钢圈 零件 的 落料拉深冲孔复合 模设计 4、绘制模具总装图，并绘制零件图 5、 油封钢圈 零件 的模具安装与调整 6、 得出 设计结论 所在专业审查意见： 负责人： 年 月 日 系部意见： 系领导： 年 月 日 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 /论文 1 第 1 章 绪 论 冲压是一种先进的少无切削加工方法 ,具有节能省材 ,效率高 ,产品质量好 ,重量轻 ,加工成本低等一系列优点 ,在汽车 ,航空航天 ,仪器仪表 ,家电 ,电子 ,通讯 ,军工 ,日用品等产品的生产中得到了广泛的应用。据统计 ,薄板成型后 ,制造了相当于原材料的 12倍的附加值 ,在国民经济生产总值中 ,与其相关的产品占四分之一 ,在现代汽车工业中 ,冲压件的产值占总产值的 59%。随着我国经济的迅速发展，采用模具的生产技术得到愈来愈广泛的应用。 内模具的 现状和 发展趋势 内模具的 现状 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。 我国模具业发展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。 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 虽然国内许多企河南机电高等专科学校毕业设计说明书 /论文 2 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。 内模具的发展趋势 （ 1）工艺分析计算方法的现代化。例如，生产汽车覆盖件的冲压工艺，传统方法是根据已有的设计资料和设计者的经验，进行对比分析，确定工艺方案和有关参数，然后设计模具，进行试冲，经过反复试验和修改，才能 转入批量生产。近几年来，国外有的公司已开始采用有限变形的弹塑性有限元法，对覆盖件成形过程进行计算模拟，分析应力应变关系，从而预测某一工艺方案的可行性和可能会产生的问题，并将结果显示在图形终端上，供设计人员进行选择和修改。这样，不仅可以节省昂贵的模具试制费用，缩短产品试制周期，而且可以建立符合生产实际的先进设计方法；既促进了冷冲压工艺的发展，又可以发挥塑性成形理论对生产实际的知道作用。 （ 2）模具设计及制造技术的现代化。为了加快产品的更新换代，缩河南机电高等专科学校毕业设计说明书 /论文 3 短工装设计、制造周期，正在大力开展模具的计算机辅助设计和制造（ 术的研究和应用。采用这一技术，一般可以提高模具设计和制造效率 2 3 倍，模具生产周期可缩短 1/2 1/3。发展这一技术的最终目标，是要达到模具 体化，而模具图纸将只作为检验模具之用。采用模具 术，还可提高模具质量，大大减少设计与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。 （ 3）冲压生产的机械化和自动华。为了满足大量生产的需要，冲压设备已由单工位低速压力机发展到多工位高速自动压力机。一般中小型冲压件，既可在多工位压力机上生产，也可以在高速压力机上采用多 工位连续模加工，使冲压生产达到高度自动化。大型冲压件（如汽车覆盖件）可在多工位压力机上利用自动送料和取件装置，进行机械化流水线生产，从而减轻劳动强度和提高生产率。 （ 4）为了满足产品更新换代加快和生产批量减小的发展趋势，发展了一些新的成形工艺、简易模具、通用组合模具以及数控冲压设备和冲压柔性制造系统（ 。这样，就使冲压生产既可适合大量生产，又可适用于小批量生产。 （ 5）不断改进板料性能，以提高其成形能力和使用效果。例如，研制高强度钢板，用来生产汽车覆盖件；研制新型材料板，用来生产航空构件等。 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。 在冲模方面 :国外多工位级进模多达 50 个工位。多次拉伸成形工件河南机电高等专科学校毕业设计说明书 /论文 4 发展了多工位传递模。多次冷挤压工件也发展了多工位传递模。多次弯曲工件发展了前几个冲裁工位用级进模接着用多向自动弯曲模。在级进模的基础上发展了多功能模具。它可包含玫丝、焊接、铆合、叠装、组装等工序的连续复合功能 ,加速了产品的生产、装配周期 ,这种多功能模具生产出来的不是单个工件 ,而是成批的组件 。 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 机 械 制 造 商 联 合 会（ 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 封钢圈件模具设计与制造方面 封钢圈模具设计的设计思路 它是利用拉深模在压力机作用下，将平板坯料或空心工序件制成开口空心零件的加工方法 ，然后再由冲孔方法得到底部的孔， 它不仅可以加工旋转体零件，还可以加工盒形零件及其他形状复杂的薄壁零件，但是，加工出来的制件的精度都很底。一般情况下，拉深件的尺寸精度应在 以下，不宜高于 。 该零件在满足冲压工艺性要求 的前提下，采用的冲压工序是落料、拉深和冲孔 和切边 。 封钢圈件 模具设计 的进度 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 /论文 5 用时间 5 天； 用时间 5 天； 用时间 30 天； 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 /论文 6 第 2 章 油封钢圈 工艺 分析 工件名称： 油封钢圈 生产批量：大批量 材料： 08 钢 厚度 t=件简图：如图 1示 拉深件的工艺性好坏，直接影响到该零件的能否用拉深方法生产出来，影响到零件的质量、成本和生产周期等。一个工艺性好的拉深件，不仅 能满足产品的使用要求，同时用最简单的、最经济的和最快的方法生产出来。 1、 此工件为无凸缘圆筒形工件，要求外形尺寸，没有厚度不变的要求。 在满足工艺性要求时，如进行大批量生产，一般是采用拉深成型的，圆筒形件的毛料为圆板料，可以通过落料获得。零件底部的孔如满足工艺性要求，可通过冲孔得到，因此，该零件在满足冲压工艺性要求的前提下，采用的冲压工序是落料、拉深和冲孔。 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 /论文 7 2、该零件外径 25，厚度 精度大致为 ，拉深工艺可以保证。 3、该零件低部孔为 9，其精度为 精度 ，普通的冲裁工 艺均可以保证。 4、该零件的圆角半径 5、该零件低部孔 9 远远大于冲裁工艺对最小孔径 要求（ 10） 1。 综上所述，该零件的精度及结构尺寸都能满足冲压工艺性的要求，在大批量生产时可以用冲压加工，冲压的零件工序为落料、拉深和冲孔。 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 /论文 8 第 3 章 拉深工艺 计算 边余量的确定 在拉深过程中，常用材料机械性能的方向性，模具间隙不均，板 厚变化，摩擦阻力不等及定位不准等影响；而 使拉深件口部或凸缘周边不齐，必须 进行修边，故在计算毛坯尺寸时应按加上修边余量后的零件尺寸进行展开计算。 h=d= 根据相对高度 h/d=边余量的数值 查表 知 所以修边余量 =1.0 坯尺寸计算 定拉深件毛坯尺寸计算的依据 由于板料在拉深过程中，材料没有增减，只是发生塑性变形。在变形过程中，材料是以一定的规律转移的，所以应满足以下情况。 1、毛坯的形状应符合金属在塑性变形时的流动规律。其形状一 般与拉深件周边的形状相似。毛坯的周边应该是光滑的曲线而无急剧的转折，所以，对于旋转体来说，毛坯的形状无疑是一块圆板，只要求出它的直径。 2、拉深前后，拉深件与其毛坯的质量不变、体积不变，对于不变薄拉深，其面积基本不变。 3、由于板料具有方向性以及毛坯在拉深过程中的摩擦条件不均匀等因素的影响，拉深后的工件顶端一般都不平齐，需要修边，所以在毛坯尺寸中，应包括修边余量。 零件毛坯尺寸的计算 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 /论文 9 该零件为形状简单的旋转体拉深件的毛坯直径 在不变薄的拉深中，材料厚度虽有变化，但其平均值与毛坯原始厚度十分接近 ，因此，毛坯能展开尺寸可根据毛坯面积与拉深件面积（加上修边余量）相等的原则求出。 将 d=h=7.6 入公式： 毛坯直径按下式确定 : D = 2 = =样 该工件排样根据拉深工序设计。考虑到操作方便及模具结构简单，故采用单排排样设计，查表得搭边值 a= ， 则 条料宽： b=a= 8.3 料的进距为 h=6.8 裁单件工件材料的利用率按公式可得： 2100% = 70% 排样图如图 4示 图 4样图 定拉深系数及拉深次数 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 /论文 10 毛坯相对厚度 t/D= 2% ,查表 可不用压料圈装置，但为了保险起见，首次拉深仍采用压料装置。采用压料装置后，首次拉深可采用较小的拉深系数，有利于减少拉深次数。根据 t/D=查得极限拉深系数 而工件总的拉伸系数 m 总 =d/D= m 总 工件可一次拉深成形， 即可采用落料 凹模的最小壁厚 凸凹模是复合模中的一个特殊零件。其内形刃口拉深凹模作用，外形刃口起落料凸模作用，外形按一般凸模设计，内形按一般凹模设计。设计的关键是要保证内形和外 形之间的壁厚强度，壁太薄，易发生开裂。加强凸凹模的方法有以下几种 3： 1、增加有效刃口以外的壁厚。 2、采用正装式结构复合模，减少凸凹模模孔废料的积存数目，减少推件力。 3、凸凹模设计的关键在于保证内形和外形之间有一定的壁厚，使凸凹模有一定的深度。 4、对于不积聚废料的凸凹模。其最小壁厚 m 为：落料为硬材料时m 不能小于 0.7 裁软材料时 m t，但不能小于 0.5 本零 件为硬材料成形，其最小壁厚为 m 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 /论文 11 第 4 章 确定工艺方案及模具结构形式 艺方案的确定 该工件包括落料、拉深 、冲孔三 个基本工序，可以有以下几种工艺方案： 方案一：先落料、后拉深 、再冲孔 ，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 级进冲压，采用级进模生产。 除此之外，还有其它方案，这里不再一一列举。 以上几种方案：对于方案一，模具要求简单，但是需要两道或者更多道工序，每道工序都需一套模具，模具套数过多，生产效率将会降低，难以满足大批量生产的要求；方案二采用复合模生产，生产效率较高，复合模结构虽然较方案一复杂，但是由于零件的几何形状简单对称，模具制造并不困难；方案三只须一套模具即可，生产效率最高，但是相比之下，模具结构比较复杂，送进操作也不太方便 2。 通过对上述三种方案的分析比较，若该工件拉深次数较少，采用方案二较好 ，即采用 落料拉深冲孔复合模 。 具结构形式的选择与确定 1）正倒装结构 及卸料方 式 ： 只有 当拉深件高度较高时，才有可能采用落料拉深复合模，因为浅拉深件若采用复合模，落料凸模（兼拉深凹模）的壁厚过薄，强度不足。本例中凸凹模壁厚 b=(2=于材料允许的最小壁厚 保证足够强度，故采用复合模是合理的。即 落料采用正装式，拉深采用倒装式。模座下的缓冲器兼作压边与顶件河南机电高等专科学校毕业设计说明书 /论文 12 装置，另设有 钢 性 卸料与推件装置。该结构的优点是操作方便，出件畅 通无阻，生产效率高。 所以它适合 与拉深深度不太大，材料较薄的情况 。为了使拉深件更容易从上模里推出而不影响生产效率，采用打料杆装置。 2）送料方式：采用手动送料方式。 3）导向方式：为确保零件的质量及稳定性，选用导柱、导套导向。由于已经采用了手工送料方式，为了提高 模具精度 ，采用 中间 导柱模架。 4）定位装置：由于该模具采用的是条料，控制条料的送料方向采用挡料销，与送料垂直的方向上用导料板对料进行导正。 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 /论文 13 第 5 章 冲压设备的选择 裁工序总力的计算 (1)落料力的计算： 考虑到模具刃部被磨损、凸凹模间隙不均匀和 波动、材料力学性能及材料厚度偏差等因素的影响，实际计算冲裁力时按下面公式： F 落 =式中 F 落 冲裁力（ N） ； 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 (查手册 表 8 7 得 20 钢的 =300 K 系数，一般取 F 落 =300= 2）冲孔力的计算： F 冲 = 9 300=3)拉深力的计算： 可按有压边圈的圆筒形件近似计算，按式得： F=b 式中： F 拉 拉深力（ N） ； d 拉深件直径 ( t 材料厚度 ( b 材料的强度极限 (查得 b=350 k 修正系数； m=表查得修正系数 k= F 拉 = 350=(4)压边力的计算： 压边力 F 压 可用下式计算： F 压 = 221 2 4 D d r P A（ ）式中： P 单位面积压料力，值可查表 P= D 坯料直径； d 工序件直径； 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 /论文 14 拉深凹模的圆角半径，凹模圆角半径可按下式计算： )D d t = 0 . 8 ( 3 5 . 3 2 3 . 2 ) 1 . 8 F 压 = /4( （ 5） 推件力 F 推 = F 冲 K 推 推件力系数 ,由手册查得 K 推 = n 同时卡在凹模的工件 (或废料 )数 ,其中 n=h/t，而 h 6，则 n 4，取 n=4. h 凹模刃部直壁洞口高度（ t 料厚 ( F 推 =4 6） 卸料力 F 卸 =K 卸 F 落 由表 2 15 查得 K 卸 = 卸 = 工序总力 为： F 总 = F 落 +F 冲 +F 拉 +F 压 +F 推 +F 卸 =选压力机 由于复合模的特点，为防止设备超载， 对于浅拉深 可按公称压力 F 压（ F 总 选择压力机，查手册，初选公称压力为 250开式压力机，型号 有关技术参数为： 表一 250式压力机参数 发生工程压力时滑快 距上死点距离 / 固定台和可倾式 /大封闭高度 250 行程次数 /次 1 100 滑快行程 80 封闭高度调节量 / 0 滑快中心到床身距离 / 90 工作台尺寸 左右 / 60 工作台孔尺寸 左右 / 60 前后 / 60 前后 / 30 立柱间距离 / 60 直径 / 80 倾斜角 30 模柄孔尺寸（直径 深度 ） / 0 70 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 /论文 15 垫板厚度 / 0 工作台垫板厚 / 0 力中心的计算 模具的压力中心就是冲压力合力的作用点。为了保证压力机和模具的正常工作，应使模具的压力中心与压力机的中心滑块中心线重合。否则，冲压时滑块就会承受偏心载荷， 导致滑块导轨与模具的导向部分不正常的磨损，还会使合理的间隙得不到 保证，从而影响制件的质量和降低模具的寿命，甚至损坏模具。 由工件图可知，为简单的对称冲裁件，其压力中心位于冲裁件轮廓图形的几何中心上。 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 /论文 16 第 6 章：模具主要零件的设计与标准化 作零部件 刃口尺寸 的计算 落料和拉深的凸、凹模的工作尺寸见表 2， 于过渡尺寸，要求不 高，为简单方便，实际生产中直接按 为拉深凹模该处的尺寸。 表 2 工作部分尺寸计算 2 尺寸及 分类 凸、凹模间 双面间隙 尺寸偏差与磨损系数 计算公式 结果 备注 落 料 表 mm = =D =( 模具制造公差是查表 得，能满足 m a x T )( m 拉 深 表 Z=2 = 0 模具制造公差是查表 得 )+ 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 /论文 17 冲 孔 9 查表 mm = =0.5 (0 0 模具制造公差是查表 得 m a x ( 注：在实际设计工作中，拉深凸、凹模圆角半径应选取比计算值略小的数值，这样便于在试模调整时逐渐加大，直到拉出合格的制件为止。 作零部件的设计与标准化 孔凸模的设计 由于工件形状简单对称，所 以模具的工作零件均采用整体结构， 冲孔 凸模、落料凹模和凸、凹模的结构如下图 6 1、 6 2、 6 3 所示。凸、凹模因为型孔较多，为防止淬火变形，除采用工作部分局部淬火（硬度58 62，材料也选用淬火变形小的 具钢。 为了实现先落料后拉深，模具装配后，应使 冲孔 凸模的端面比落料凹模端面低至少一个料厚的距离，所以拉深凸模的长度 L 可按照下式计算 9： L=低凹固 H 007中：固h 凸模固 定板厚度，固h=20 凹模的厚度， 0 低H 装配后， 冲孔 凸模的端面低于落料凹模端面的高据板厚的大小，决定低H=3 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 /论文 18 图 6 1 冲孔 凸模 材料： 热处理： 58 62 落料凹模 的设计 落料凹模采用整体式，用普通机械加工制造，选用凸台式凹模，安装凹模在模架上的 位置时，要依据压力中心的数据，将压力中心与模柄中心重合。凹模装与下模座上时，由于下模座孔口较大因而使凹模工作时承受弯曲力矩，若凹模高度 H 及模壁高度 C 不足时，会使凹模产生较大变形，甚至破坏。但由于凹模受力复杂，很难按理论方法精确计算，对于非标准尺寸的凹模一般不作强度核算，可用经验公式确定其尺寸。 凹模高度 H=模壁厚 C=（ H 式中 B 凹模孔的最大宽度 不小于 15 凹模壁厚， 刃口至凹模外形 边缘的距离 K 系数，查表知 K=模高度按表取标准值 40 凹模长度 L=25+2 40=105； 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 /论文 19 图 6 2 落料凹模 材料： 热处理：工作部分局部淬火，硬度 58 62 凸凹模 的设计 结合工件外形并考虑加工，凸凹模采用整体凸凹模，将落料凸凸模设计成直通式，冲裁的凸凹模外形及孔均采用线切割机床加工， 1 个 螺钉固定在下垫板上，该副模具中共有 两 个凸凹模，与凸模固定板配合按 H6/其结构简图分别如下所示 ： 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 /论文 20 图 6 3 凸凹模 材料： 热处理：工作部分局部淬火，硬度 58 62它零部件的设计与选用 1、 刚性打件的设计 起到把工件从凸凹模里推出的作用，并利用装在压力机工作台下的标准缓冲器提供压边力 2。 2、 定位零件的设计 冲压的定位装置零件用以保证材料的正确送进及在冲模中的正确位置。使用条料时，保证条料送进导向的零件有导料板、导料销等，保证条料进距的有挡料销、定距侧刃等零件。 落料凹模上部设置两个导料销和一个挡料销，尺寸分别为 65落料凹模上安装孔的配合采用 H7/用导料销时，为使条料顺利通过导料板间的距离应等于条料的最大宽度加上一个间隙值（一般大于 导尺的高度 H 视导板厚 h 与挡料销的高度而定。使用固定河南机电高等专科学校毕业设计说明书 /论文 21 挡料销时，导料板高度较大，挡料销之上要有适当的空间，使条料易于通过，送料不受阻碍时，导料板高度可小些。 挡料销用于定位条料送进距离，抵住条料的搭边和工具轮廓，起定位作用 2。 3、 卸料部件的设计 卸料部件有刚性卸料和弹性卸料等形式，本设计采用刚性卸料装置。卸料板和凸模之间的单边间隙：对于固定卸料板（一般仅起卸料作用），取（ 卸料 板的周界尺寸与凹模的周界尺寸相同，厚度为 10料板采用 45 钢制造，淬火硬度为 40。 4、 卸料螺钉的选用 卸料板上设置 4 个卸料螺钉，公称直径为 8纹部分为 10料螺钉尾部应留有足够的行程空间。卸料螺钉拧紧后，应使卸料板超出凸凹模端面 误差时通过在螺钉与卸料板之间安装垫片来调整2。 准模架的选用 模具选用中间导柱标准模架，可承受交大的冲压力，以凹模周界尺寸为依据，选择模架规格。 导柱 d/L/ 25 170 ，导套 d/L/D/ 25 90 41 ； 上模座厚度取 35 5 上模垫板厚度取 8垫H=8 定卸料板厚度取 15 5 下固定伴厚度取 20 0 下模垫板厚度取 10 板=10 下模座厚度取 45 5 模具闭合高度 闭H= +垫H+凸凹模H+ + 板+ 35+20+52+40+20+10+45 =200 中：凸凹模H 凸凹模高度，凸凹模H=52 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 /论文 22 凹模的厚度， 0 入H 凸凹模进入落料凹模的深度， 入H=10 可见该模 具闭合 高 度小于所 选开式 压 力机 250最 大装模高 度（ 250），所以，所选的开式压力机可以使用。 由于凹模周界 L=250.1 B=200 合高度 H=200250， 的中间导柱模架，模架 250 200 200， 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 /论文 23 第 7 章 模具总装图及其工作过程分析 具工作过程分析 将条料沿导料销平放在凹模面上，并沿导料销向前送进，接触到挡料销时停止送进，压力机滑块带着上模下行，首先由 凸 凹模 13 和凹模 3完成落料，紧接着由凸模 5 和凸凹模 1 进行拉深，之 后， 由 1， 14 完成冲孔。然后 上模回程，落料后的条料 由卸料板 卸下，成形的工件在回程中由 顶出器 将工件打下，用手将工件取走。 具总装图 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 /论文 24 123 45模； 6789板； 1011121314 块； 15161718192021222324模具材料的选用 24 导料销 2 35 钢 23 挡料销 1 22 上固定板 1 35 钢 21 上垫板 1 40 20 模柄 1 19 打杆 1 40 18 圆柱销 2 85 17 螺钉 4 16 上模座 1 85 15 导套 1 20 钢 14 推件块 1 45 钢 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 /论文 25 13 凸凹模 1 12 导柱 1 20 钢 11 圆柱销 1 40 10 顶杆 1 45 钢 9 下垫板 1 40 8 螺钉 8 90 7 下模座 1 85 6 下固定板 1 40 5 冲孔 凸模 1 B/90 4 压边圈 1 20 90 3 落料凹模 1 B/90 2 螺母 1 40 1 凸凹模 1 90 序号 名称 件数 材料 备注 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 /论文 26 第 8 章 工作零件的加工工艺性 本副模具的工作零件都是旋转体，形状比较简单，加工主要采用车削。下表所示冲孔凸模的加工工艺过程见加工工艺卡。 机械加工工艺过程卡 机械加工工艺过程卡片 产品型号 零（部）件图号 12 产品名称 凸模 零（部 ）件名称 冲孔凸模 共（ 1）第（ 1）页 材料牌号 毛坯 种类 圆棒料 毛坯外型尺寸 10 每个毛坯可制件数 每台 件数 4 备注 工序号 工序名称 工序内容 车间 工段 设备 工 艺 装 备 工时 准终 单件 01 下料 锯割下料 12 60 下料车间 锯床 2 锻 锻成 10 58 锻造车间 空气锤 2 03 热处理 退火 热处理车间 热处理炉 10 04 车削 车外圆 9 达尺 模具车 车 5 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 /论文 27 寸要求；车退刀槽 2 1； 车外圆 8 ， ； 掉头车左端，留磨量 间 床 05 铣 铣右端面达图纸要求 06 热处理 淬 火 并 回 火 达58 62处理车间 12 07 磨外圆和右端面 磨外圆 9 和8 达到要求 模具车间 2 08 钳 研磨 9 达图样要求 模具车间 2 标记 记数 更改文 件号 签字 日期 标记 处数 更该文件号 设计日期 审核日期 标准化日期 会签 日期 河南机电高等专科学校毕业设计说明书 /论文 28 总 结 本课程设计是我们进行完了三年的模具设计与制造专业课程后进行的，它是对我们三年来所学课程的又一次深入、系统的综合性的复习，也是一次理论联系实践的训练。它在我们的学习中占有重要的地位。 通过这次毕业设计使我从新系统的复习了所学专业知识同时也巩固了先前学到了的知识，同时感触最深刻的是：所学知识只有在应用中才能在更深刻理解和长时间记忆。对一些原来一知半解的理论也有了进一步的的认识。特别是原来所学的一些专业基础课：如机械制图、模具材料、公差配合与技术测量、冷冲模具设计与制造等有了更深刻的理解，使我进 一
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