车轴盖多工序复合模具设计【最大直径60环形工件冲压模】【冲压模具设计稿】
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最大直径60环形工件冲压模
车轴
工序
复合
模具设计
最大
直径
60
环形
工件
冲压
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- 内容简介：
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XXXX学院毕业设计说明书系 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： 2016年 04月 25日本科毕业设计（论文）诚 信 承 诺 书本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文） 车轴盖冲压工艺与复合模具设计 是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果，其内容除了在毕业设计（论文）中特别加以标注引用，表示致谢的内容外，本毕业设计（论文）不包含任何其他个人、集体已发表或撰写的成果作品。 班 级： 学 号： 作者姓名： 2016 年 4 月 25 日目 录摘 要4第一章、绪论51.1.冲压的概念、特点及应用51.2.冲压的基本工序及模具6第二章、冲裁件的工艺性分析82.1.冲压件的结构工艺性82.1.1.冲压件的形状82.1.2.零件的工艺性分析82.1.3.冲裁件的尺寸精度9第三章、制件冲压工艺方案的确定103.1.冲压工序的组合与选择10第四章、制件排样图的设计及材料利用率的计算124.1.展开尺寸的计算124.2.制件排样图的设计144.2.1.搭边与料宽144.3.材料利用率的计算15第五章、确定总冲压力和选用压力机及计算压力中心175.1.落料力计算175.2.拉深力计算175.3.压边力计算175.4.冲孔力的计算185.5.翻孔力的计算185.6.压力中心的计算195.7.压力机的选用21第六章、凸、凹模刃口尺寸计算226.1.拉深模226.2.落料,冲孔凸、凹模刃口尺寸236.2.1.计算原则236.2.2.凸模和凹模配合加工246.3.翻孔模尺寸计算方法25第七章、模具整体结构形式设计267.1.落料拉深冲孔模结构形式：26第八章、模具零件的结构设计288.1.拉深凸凹模的设计288.2.冲翻孔凸凹模的设计288.3.落料凹模的设计28第九章、压力机的校核319.1.压力机的校核31设计小结32致 谢33参考文献34摘 要本设计是对给定的产品图进行冲压模具设计。冲压工艺的选择是经查阅相关资料和和对产品形状仔细分析的基础上进行的；冲压模具的选择是在综合考虑了经济性、零件的冲压工艺性以及复杂程度等诸多因素的基础上进行的；产品毛坯展开尺寸的计算是在方便建设又不影响模具成型的前提下简化为所熟悉的模型进行的。文中还对冲压成型零件和其它相关零件的选择原则及选择方法进行了说明，另外还介绍了几种产品形状的毛坯展开尺寸计算的方法和简化模型，以及冲压模具设计所需要使用的几种参考书籍的查阅方法。【关键词】工艺、工艺性、冲压工序、冲压模具、尺寸AbstractThis project is a press die designation based on the original product. The election of press process is based on consulting correlation datum and analyzing the form of manufactured product meticulous; The election of press die is based on synthesis considerations on economical efficiency、the processing property of part and complex degree iso many factors; Calculating the work blank of manufactured product unfold dimension is lined feed on the premise of calculation convenience but without contribution die confectioning simplified frequent application cast. In the test, to introduce the election principle and means of press confectioning art and miscellaneous rapport part, otherwise also introducing calculation means on the work blank from of many kinds of product unfold dimension and simplified cast, and the means of looking up on the reference books of designing press die.【key words】The craft； the technology capability； press process; punch die; the size.第一章、绪论模具主要类型有：冲模，锻摸，塑料模，压铸模，粉末冶金模，玻璃模，橡胶模，陶瓷模等。除部分冲模以外的的上述各种模具都属于腔型模，因为他们一般都是依靠三维的模具形腔是材料成型。模具所涉及的工艺繁多，包括机械设计制造，塑料，橡胶加工，金属材料，铸造（凝固理论），塑性加工，玻璃等诸多学科和行业，是一个多学科的综合，其复杂程度显而易见。目前国内模具技术人员短缺，要解决这样的问题，关键在于职业培训。我们做为踏入社会的当代学生，就应该掌握扎实的专业基础，现在学好理论基础。毕业设计是专业课程的理论学习和实践之后的最后一个教学环节。希望能通过这次设计，能掌握模具设计的基本方法和基本理论。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（CAD/CAM）技术的研究和应用。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CAD/CAM技术，还可提高模具质量，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pro/E和UG等软件的应用更进一步推动了模具产业的发展。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。1.1.冲压的概念、特点及应用冲压是利用安装在冲压设备（主要是压力机）上的模具对材料施加压力，使板料产生分离，或塑性变形，从而获得某个形状的零件的一种冷加工方法。冲压通常是在常温下对材料进行冷变形加工，主要是采用板料或者片料来加工成所需零件，所以也叫冷冲压或板料冲压。冲压是材料压力加工或塑性加工的主要方法之一，隶属于材料成型工程术。冲压模是将板材批量加工成所需的专用工具。冲模在冲压中至关重要，没有符合要求的冲模，批量冲压生产就难以进行。冲压工艺，冲压模具、冲压设备和冲压材料构成冲压加工的四大要素，只有它们相互结合才能加工出合格的产品。冲压件，在现代工业生产中，尤其是大批量生产中应用十分广泛。相当多的工业部门越来越多地采用冲压法加工产品零部件，如汽车、农机、仪器、仪表、电子、航空、航天、家电及轻工等行业。在这些工业部门中，冲压件所占的比重都相当的大，少则60%以上，多则90%以上。不少过去用锻造=铸造和切削加工方法制造的零件，现在大多数也被质量轻、刚度好的冲压件所代替。因此可以说，如果生产中不谅采用冲压工艺，许多工业部门要提高生产效率和产品质量、降低生产成本、快速进行产品更新换代等都是难以实现的。1.2.冲压的基本工序及模具在实际生产中，当冲压件的生产批量较大、尺寸较少而公差要求较小时，若用分散的单一工序来冲压是不经济甚至难于达到要求。这时在工艺上多采用集中的方案，即把两种或两种以上的单一工序集中在一副模具内完成，称为组合的方法不同，又可将其分为复合-级进和复合-级进三种组合方式。复合冲压在压力机的一次工作行程中，在模具的同一工位上同时完成两种或两种以上不同单一工序的一种组合方法式。级进冲压在压力机上的一次工作行程中，按照一定的顺序在同一模具的不同工位上完面两种或两种以上不同单一工序的一种组合方式。复合-级进在一副冲模上包含复合和级进两种方式的组合工序。冲模的结构类型，按工序性质可分为冲裁模、弯曲模、拉延和胀形模，成形模等；按多个工序工序的组合方式可分为单工序模、复合模和级进模等。所有模具都是由上半模和下半模两部分组成，下模被固定在压力机工作台或垫板上，是冲模的固定部分。工作时，坯料在下模面上通过定位零件定位，压力机滑块带动上模下压，在模具工作零件（即凸模、凹模，压料板等）的作用下坯料便产生分离或产生一定的塑形形状，从而获得所需形状与尺寸的冲件。上模回升时，模具的卸料与出件装置将冲件或废料从凸、凹模上卸下或推、顶出来，以便进行下一次冲压循环。第二章、冲裁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。分离工序也称冲裁，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和产品尺寸要求。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。 2.1.冲压件的结构工艺性2.1.1.冲压件的形状图1.零件及尺寸此制件的形状较简单，且对称，有圆角过渡，便于模具的加工，产品材料为10#钢，属于优质碳素结构钢，厚度1.2mm。10号钢塑性、韧性很好，易冷热加工成形，正火或冷加工后切削加工性能好，焊接性优良，无回火脆性，淬透性和淬硬性均差。制造要求受力不大、韧性高的零件，如汽车车身、贮器、深冲压器皿、管子、垫片等，可用作冷轧、冷冲、冷镦、冷弯、热轧等工艺成形，也可用作心部强度不高的渗碳件、碳氮共渗件等。2.1.2.零件的工艺性分析产品所用的材料为10#钢，其力学性能如下：=260-340Mpa,b=300-440Mpa,s=210Mpa。（冷冲压工艺与模具设计P322），零件图上未注公差等级，属自由尺寸，按IT10级确定工件尺寸的公差。该制件形状简单，尺寸较小，厚度一般，属于普通冲压件。本零件采用的是1.2mm的钢板料带冲压而成,由图而知该图的零件外形尺寸不大且外形简单，要求的精度也不高。从材料来说，该零件比较薄，便于成型，故该零件有利于冲压成型。2.1.3.冲裁件的尺寸精度冲裁件的精度主要以其尺寸精度、冲裁断面粗糙度、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IT10IT11的经济级普通冲压。第三章、制件冲压工艺方案的确定3.1.冲压工序的组合与选择冲裁工序可以分为单工序冲裁、复合工序冲裁和连续冲裁。冲裁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。（2） 根据冲裁件尺寸和精度等级来确定 复合冲裁所得到的冲裁件尺寸精度等级高，而连续冲裁比复合冲裁的冲裁件尺寸精度等级低。（3） 根据对冲裁件尺寸形状的适应性来确定 产品的尺寸较小，考虑到单工序送料不方便和生产效率低，因此常采用复合冲裁或连续冲裁。连续冲裁又可以加工形状复杂、宽度很小的异形冲裁件。（4） 根据模具制造安装调整的难易和成本的高低来确定, 对复杂形状的冲裁件来说，采用复合冲裁比采用连续冲裁较为适宜，因为模具制造简单，安装方便，调整较容易，且成本较低。（5） 根据操作方便程度，安全系数来确定 复合模冲裁脱模困难，操作不方便，排除废料也比较困难，很多都要人工操作，安全系数比较差，连续冲裁较相反，安全系数高，很多都实现全自动。对工序的安排，拟有以下几种方案：产品外形为筒形拉伸件，内孔为翻孔，所以有落料，拉深，冲孔，翻孔，共4种工序。落料拉深冲孔翻孔，单工序模生产。落料拉深冲孔翻孔，或者4工序复合，复合冲压生产。落料拉深冲孔翻孔切边级进模，采用级进模生产。方案模具结构简单，容易制造。但成形制件需要4道工序、4套模具才能完成零件的加工，工序分散，搬运半成品要浪费大量时间。生产效率较低；工件的精度也难以保证。方案复合模结构一般，比较容易制造。制件也需两道或者一道工序；节约了半成品搬运的时间提高了生产效率且易于保证孔的质量和制件精度。方案级进模结构复杂；难以制造。有较高的生产效率且能保证制件的精度。综上所述，根据生产效率、精度、所使用的机床、卸料方式、废料出料、板料的定位方式、制造成本等方面分析最终确定方案二。在一副模具中，可以完成包括落料，拉深等多道冲压工序；减少了使用多副模具的周转和重复定位过程，显著提高了劳动生产率和设备利用率。综上所述分析，在满足冲裁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。所以选用落料拉深冲孔翻孔复合模。第四章、制件排样图的设计及材料利用率的计算4.1.展开尺寸的计算拉深件毛坯展开尺寸，通常按毛坯面积等于制件面积的原则确定。拉深件的毛坯尺寸，很难预先精确地计算，这是因为拉深件壁部在拉深过程中厚薄程序，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。因此难以保持拉深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，要在拉深件上增加切边余量。根据工件相对高度H/d=19.4/58.8=0.3299，查表的修边余量为1.0。由于拉伸后的产品高度没有公差，所以无需增加修边余量。此零件为大R角拉深件，所以计算产品展开尺寸 公式是D=d-1.72dr-0.56r+4dH其中 D展开尺寸 d拉深直径，58.8 r拉深R角，2+0.6=2.6H拉深高度，19.4经过实际计算D=58.8-1.7258.82.6-0.562.6+458.819.4=7753.5808D=88.0544，此尺寸目前是待定，在实际生产时需调节。这里先取88设计模具。展开图纸如下图所示：拉深次数的确定判断能否一次拉深H/d=19.4/58.8=0.3299(t/D)100=1.36m=d/D=0.6681根据以上数据查表得首次拉深系数m1=0.50-0.53，由于m10.6681（实际拉深系数），故能一次拉深成型。翻孔预孔尺寸的计算可根据公式 d=D-2(H-0.43r-0.72t)式中 d预孔直径（mm）；D翻孔直径（mm）；25+1.2=26.2H翻孔高度（mm）；6t材料厚度；(mm)；1.2r翻孔圆角；1.5 经计算 d=26.2-2（6-0.431.5-0.721.2）=17.218,取整17.2。4.2.制件排样图的设计排样时需考虑如下原则：1） 提高材料利用率（不影响冲件使用性能前提下，还可适当改变冲件的形状）2） 合理排样方法使操作方便，劳动强度低且安全。3） 模具结构简单、寿命长。4） 保证冲件的质量和冲件对板料纤维方向的要求。4.2.1.搭边与料宽 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，冲裁时容易翘曲或被拉断，不仅会增大冲裁件毛刺，有时甚至单边拉入模具间隙，造成冲裁力不均，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=1.2mm，确定搭边工作间a1为1.0mm, a为1.2mm。2. 送料步距和条料宽度的确定（1） 送料步距 条料在模具上每次往前送一步的距离叫送料步距，且每次只冲一个零件，这个距离的计算公式为 S=D+a1 S=88+1.0=89mm式中 D冲裁件宽度；a1冲裁之间的搭边值。（2） 条料宽度 条料宽度的确定原则：最小条料宽度要保证冲裁时零件周边有足够的搭边值，最大条料宽度要能在冲裁时顺利地在导料板之间送进，并与导料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 B-=(Dmax+2a)- =(88+21.2)-0.5=90.4-0.5mm式中 B条料的宽度（mm）；Dmax冲裁件垂直于送料方向的最大尺寸（mm）；a侧搭边值；条料宽度的单向（负向）公差；剪切条料宽度偏差=0.5, 因此B=90.4-0.5。具体可见排样图2。4.3.材料利用率的计算由于冲裁件的产量很大，冲压的生产率高，故材料费常会占冲裁的60%以上。材料利用率是很重要的经济因素.要提高利用率必须减少废料的产生。产生废料的原因可分为结构废料和工艺废料。结构废料是由工件的结构确定的，所以不可避免。而工艺废料是由冲压方式和排样方式所决定的。因此，要减少工艺废料来实现利用率，有时可以在不影响使用性能的情况下，可以适当的改变冲裁件的形状。一个步距内的材料利用率为=nF/Bs100% =13.144444/8990.4100%=75.557%式中 F一个步距内冲裁件面积（包括冲出的小孔在内）；n一个步距内冲裁件数目；B条料宽度（mm）；s步距；第五章、确定总冲压力和选用压力机及计算压力中心5.1.落料力计算F=KL F=1.33.14881.2340=146560.128N=146.56KN式中 F冲裁力（N）；L冲裁件周边长度（mm）；直径88材料抗剪强度（MPa）；260-340MPa材料厚度(mm)；1.2mmK系数，通常K=1.3；F卸=K卸F =0.05146.56=7.328KN 式中 F冲裁力； F卸卸料系数5.2.拉深力计算拉深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，拉深力的数值略小于拉深件危险断面的断裂力；断裂与拉深力的比值用系数K表示；K值的大小取决于拉深件的形状及变形方式。其数值由实验确定。拉深力可按下式计算P=3.14Kd1t P=3.140.72601.2440=71622.144N=71.622KN式中 F拉深力（N）；d1拉深直径（mm）；60mm材料抗拉强度（MPa）；300-440MPat材料厚度(mm)；1.2mm5.3.压边力计算在拉深过程中压边力起防皱的作用，压边力要适当，在保证变形区不起皱的前提下，尽量选用较小的压边力。压边力如下公式计算:筒形件首次拉伸的压边力的计算公式F=D-(d+2r) P/4其中F单位压边力N；P单位压边力N； D平毛坯直径（mm）；88mm d拉深件直径（mm）；60mm r凹模圆角半径（mm）；3mm其中P=2.53.0，取F=3.0，代入公式3-4得 F3.14/4882-（60+23）23N 7978.74N 7.98KN5.4.冲孔力的计算冲孔力计算F=KL F=1.33.1417.21.2340=28645.84N =28.646KN 式中 F冲裁力（N）；L冲孔件周边长度（mm）；直径17.2的圆材料抗剪强度（MPa）；260-340MPa材料厚度；(mm)；1.2K系数，通常K=1.3； F推=K推F =0.0528.646=1.4323KN式中 F冲裁力； F顶和推件系数5.5.翻孔力的计算 翻孔力一般不大，可按以下公式近似计算 P=1.13.14（D-d）t 其中P翻孔力（N）；D翻孔后的孔径（mm）；25+1.2=26.2d翻孔预孔的孔径（mm）；17.2t材料厚度（mm）；1.52材料屈服极限；(MPa)，210MPa计算P=1.13.14（26.2-17.2）1.2210=7833.672N=7.834KN 这一工序的最大总压力为：P=F+P2+F=146.56+71.622+7.98+28.646+1.4323+7.834=264.0743KN5.6.压力中心的计算模具压力中心是指冲压时诸冲压力合力的作用点位置。为了确保压力机和模具正常工作，应使冲模的压力中心与压力机滑块的中心相重合。否则，会使冲模和压力机滑块产生偏心载荷，使滑块和导轨间产生过大的磨损，模具导向零件加速磨损，降低模具和压力机的使用寿命。 冲模的压力中心，可按下述原则来确定： （）对称形状的单个冲压件，冲模的压力中心就是冲压件的几何中心。（）工件形状相同且分布位置对称时，冲模的压力中心与零件的对称中心相重合。 （）形状复杂的零件、多孔冲模、 级进模的 压力中心可用解析计算法求出诸力的 合力对该轴的力矩。求出合力作用点的 座标 位置 O0(x0,y)，即为所求模具的压力中心。计算公式为：因冲压力与冲压周边长度成正比， 所以式中的各冲压力 P、Pn，可分别用各冲压周边长度 L、Ln代替，即：F1落料力 F1=KL，得F1=146.56KNF2拉深力 F2=3.14Kd1t，得F2=71.622KNF3压边力 F3=D-(d+2r) P/4，得F3=7.98KNF4冲孔力 F5=3.14Kd1t，得F4=28.464KNF5翻孔力 F3=1.13.14（D-d）t，得F5=7.834Y1F1到X轴的力臂 Y1=0X1F1到Y轴的力臂 X1=0Y2F2到X轴的力臂 Y2=0X2F2到Y轴的力臂 X2=0Y3F3到X轴的力臂 Y3=0X3F3到Y轴的力臂 X3=0Y4F4到X轴的力臂 Y4=0X4F4到Y轴的力臂 X4=0Y5F5到X轴的力臂 Y5=0X5F3到Y轴的力臂 X5=0根据合力距定理：YG=（Y1F1+ Y2F2+ Y3F3）/（F1+ F2+ F3）XG=（X1F1+ X2F2+ X3F3）/（F1+ F2+ F3）YGF冲压力到X轴的力臂；YG=0XGF冲压力到Y轴的力臂；XG=0由于该零件形状对称，受力平衡，所以压力中心在工件中心，即模具中心。5.7.压力机的选用根据F公称F总，及模具外形大小，初步确定压力机的型号：J2340 型号为J2340压力机的基本参数如：（表一）公称压力/KN400垫板尺寸/mm孔径200滑块行程/mm100厚度80滑块行程次数/（次/min）80模柄孔尺寸/mm直径50深度70最大封闭高度/mm300滑块底面积尺寸/mm封闭高度调节量80滑块中心线至床身距离/mm床身最大可倾角20立柱距离/mm300工作台尺寸/mm前后450左右630第六章、凸、凹模刃口尺寸计算6.1.拉深模凸凹模圆角半径对拉深工作影响很大。毛坯经凹模圆角进入凹模时，受拉深和摩擦作用，若凹模圆角半径过小，因径向拉力增大，易使拉深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。拉深的凸凹模之间的间隙对拉深力、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。拉深模间隙是单面间隙，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，拉深一次成型，所以查表可知间隙为(1-1.2t)，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深件的回弹。尺寸公差在最后一道工序考虑，本次设计只有一道拉深，所以要考虑，结合实际经验和产品的公差，如果模具间隙大，虽然容易拉伸，不过，拉伸直径无法保证精度，所以拉伸间隙不能太大本次模具间隙选择1.1t。1）、制件标注外形尺寸凹模尺寸为Ld=（Lmax0.5）凸模尺寸为Lp=（Ld0.5Z）（2）、制件标注内尺寸凸模尺寸为Lp=（Lmin+0.4） 凹模尺寸为Ld=（Lp+0.4+Z） 其中 L拉深件的外形或内尺寸拉深件的尺寸偏差Ld拉深凹模的基本尺寸Lp拉深凸模的基本尺寸Z凸凹模双面间隙具体计算如下，制件标注外形尺寸，按此公式计算拉深凹模尺寸为Ld=（Lmax0.5）=60.15-0.50.3=60凸模尺寸为Lp=（Ld0.75Z）=60-2.01.11.2=57.36凸、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0.8；圆角处的表面粗造度一般要求0.4；凸模工作部分表面粗造度一般要求0.8-1.6。6.2.落料,冲孔凸、凹模刃口尺寸6.2.1.计算原则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。间隙是影响模具寿命的各种因素中占最主要的一个。冲裁过程中，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摩擦减小，并缓减间隙不均匀的不利影响，从而提高模具的使用寿命。冲裁间隙对冲裁力的影响：虽然冲裁力随冲裁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，冲裁力的降低并不明显（仅降低5%10%左右）。因此，在正常情况下，间隙对冲裁力的影响不大。冲裁间隙对斜料力、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。冲裁间隙对尺寸精度的影响：间隙对冲裁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，冲裁间隙对断面质量、模具寿命、冲裁力、斜料力、推件力、顶件力以及冲裁件尺寸精度的 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，冲裁模具寿命最长，冲裁力、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裁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，能够保证良好的冲裁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，当对冲裁件断面质量要求较高时，应选取较小的间隙值，而当对冲裁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。6.2.2.凸模和凹模配合加工配合加工方法，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裁间隙，而且还可以放大基准件的公差，不必检验d+pZmax-Zmin 。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。落料凹模尺寸按下列公式计算：冲孔时 dp=(dmin+X)- p 落料时 Dp=(Dmax-X-Zmin)- p 式中 Dp dp分别为落料凸模的刃口尺寸（mm）；Dmax 为落料件的最大极限尺寸（mm）；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；Lp凸模中心距尺寸（mm）；L冲件中心距基本尺寸（mm）；Zmin最小冲裁间隙（mm）；落料凹模尺寸：Aj1=(Amax-X)- =88.2-0.50.4=; 落料凸模尺寸：Ah1=(Aj1-2Z)+ =88-20.05=;冲孔凸模尺寸：Bj=(Amin+X)+/4 =17.1+0.50.2=17.2；冲孔凹模尺寸：Nj=(Bj+2Z)- /4 =17.2+20.05=17.3；6.3.翻孔模尺寸计算方法利用模具把板料上的孔缘或者是外缘翻成竖边的冲压加工方法叫做翻孔和翻边，这是冲压加工常用的加工方法。使用比较广泛。本次设计为内孔翻边设计，也叫翻孔，主要的变形是坯料受切向和径向拉伸，越接近预孔边缘变形越大。因此，圆孔翻边的失败往往是边缘拉裂，拉裂与否取决于拉伸变形的大小，圆孔拉伸的变形程度用翻孔前预孔直径d与翻孔后的平均直径D的比值K表示。K=d /DK为翻边系数，显然，K值越小，变形程度越大，圆孔翻边时孔边濒临破坏的翻边系数，称为最小翻边系数。（也叫极限翻边系数）最小翻边系数的大小，主要取决于材料的塑性，预孔的表面质量和硬化程度，材料的相对厚度、凸模工作部分的形状等因素。本次设计的材料是10#，厚度为1.2，属于软钢，查表得极限翻边系数为0.65，而实际计算K=17.2/26.2=0.65648，由于0.656480.65，所以能一次翻孔。第七章、模具整体结构形式设计根据确定的工艺方案和零件的形状特点，精度要求，预选设备的主要技术参数，模具的制造条件及安全生产等，选定模具类型及结构形式。7.1.落料拉深冲孔模结构形式：本次设计的复合模，在压力机的一次行程中，经一次送料定位，在模具的同一部位同时完成四道工序,其冲裁件的相互位置精度高,对条料的定位精度也比较高，因为需要用导料板对条料宽度进行导向。冲压件精度高, 可以很好的保证工件的形状和尺寸精度,模具结构较一般,制造精度要求比较高,制造周期短,价格相对较低，节约了成本。工序较集中排除了半成品搬运时间，提高了生产效率。这种模具适用于生产批量大,精度要求高,内外形尺寸差较大的冲裁件。这样操作方便，生产效率提高很多。所选的模架螺钉等零件都是从标准件中选取,这样可有效的降低成本。第八章、模具零件的结构设计8.1.拉深凸凹模的设计拉伸凸模，同时也是翻孔的凹模，（如图），凸模材料选用Cr12MoV，淬火硬度达到58-62HRC。外形与固定板过盈配合：8.2.冲翻孔凸凹模的设计凸凹模材料选用Cr12MoV，淬火硬度达到58-62HRC。采用台阶式，与固定板采用过盈配合的方式，与下模板连接。8.3.落料凹模的设计形状结构：（如图）凹模材料选用Cr12MoV，淬火硬度达到58-62HRC。凹模采用螺钉固定结构，与下模板配合，这样简化了模具的结构，节省了材料的成本。外形尺寸如图。卸料零件压料用弹性元件常用的主要由弹簧、橡胶及气垫三种，但查有关资料了解到，目前国内中小型压力机中安装气垫的较少，所以常用的弹性元件是弹簧和橡胶。本设计中下模采用树脂卸料，上模采用弹簧卸料。上、下模座螺钉选取由凹模周界20050选用M10的内六角圆柱头螺钉参照模具各零件的具体情况，上模座选用3颗M10X60的内六角圆柱头螺钉固定。下模座选用3颗M10X60的内六角圆柱头螺钉固定。 ( 螺钉) 根据模具的实际情况 上模座选用两颗1060的圆柱销钉定位 下模座选用两颗1060的圆柱销钉定位 (圆柱销钉)参照模具各零件的具体情况，合理布置螺钉、圆柱销的位置，从GB7076和GB11976中选适当的规格与尺寸。导向装置本模具采用圆形导柱、导套式的导向装置。导柱与导套之间采用间隙配合，配合精度为H7/R6。导柱与导套相对滑动，要求配合表面有足够的强度，又要有足够的韧性。所以材料选用20钢，表面经渗碳淬火处理，表面硬度为4548HRC。导柱、导套的配合精度、上模座上平面对下模座下平面的平行度、导柱轴心线对下模座下平面的垂直度等都要规定一定的公差等级。这些技术条件可保证整个模架具有一定的精度，也是保证冲裁间隙均匀性的前提。有了这一前提，加上工作零件的制造精度和装配精度达到一定的要求，整个模具达到一定的精度就有了基本的保证。导柱选用GB2861.281中的B型导柱，直径d=35mm、d=32mm、极限偏差为R7、长度L=150mm。导套选用GB2861.681中的A型导套，直径d=35mm、D=50mm；直径d=32mm、D=45mm；极限偏差为H7、长度L=100mm。由于为减少模具成本，选择的是中间导柱圆形标准模架，由于此模架的导柱在后侧，模具表示很平稳。第九章、压力机的校核9.1.压力机的校核1、闭合高度的校核所选压力机的最大装模高度为300mm，闭合高度的调节量为80mmHmin=300-80=220mm本次设计模具的的闭合高度H=H上模座+H垫板+H固定板+H凹模+H卸料板+H树脂+H下固定板+H下固定板+H下垫板+H下模座=234.2Hmax-5=295 Hmin+5=235能满足 Hmax-5Hmin-5。2、工作台面尺寸的校核所选压力机的工作台尺寸为：左右：630 前后：450而模具的外形尺寸为：380270根据工作台面尺寸一般应大于模具水杯盖4070mm，工作台面尺寸满足。 3、滑块行程的校核滑块行程应保证方便地放入毛坯和取出零件，所选压力机滑块行程为100mm,满足。综上，所选压力机J23-40满足需要。设计小结毕业设计是一种综合性较强的专业实践环节，它具知识面宽、学科广、综合性强，通过这次毕业设计，我巩固了以前学过的知识，提高了查阅资料的能力，使我更加认识到毕业设计的重要性，从而提高了我理论联系实际的设计能力和动手能力。为我今后走向工作岗位打下了一定的基础。在本次设计中，我学到了许多的东西。首先对于AUTOCAD的应用更加熟练；其次，通过模具设计我对于模具设计的流程基本上熟悉。了解到冲裁间隙，拉深系数，拉深间隙的计算，复合模的设计过程，这次设计是对以前所学的专业知
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