本科毕业论文摩托车油箱注油口的冲压工艺及模具设计

1、本科毕业设计说明书题 目：摩托车油箱注油口的冲压工艺及模具设计院 （部）： 材料科学与工程学院专 业： 材料成型及控制工程班 级： 成型062班姓 名： 学 号： 指导教师： 完成日期： 2014年6月7日摘 要本论文设计内容是完成摩托车油箱注油口冲压工艺及模具设计。首先根据零件图纸对零件加工工艺过程进行分析，然后根据工艺过程对毛胚直径进行计算及所需设备进行考察，结合参考资料器中的技术及设备进行模具设计。通过对零件图的尺寸和形状分析，确定了零件的冲压工艺：落料、拉深、冲孔复合，然后翻边，最后进行切边。设计中分析了工件的冲压工艺性，对毛坯排样、冲压力、刃口尺寸等进行了计算，并且对模具相对应的凸模

2、和凹模进行了强度校核，以及模具总体结构、主要零部件的选择与设计，绘制了落料、拉深、冲孔复合模和翻边、切边的单工序模具装配图和模具的主要零件图。关键词：摩托车油箱注油口；冲压工艺 ；冲压模具设计；装配图press process and the design of motorcycle tank pouring orificabstractthe main program for this design is to finish press process and the design of motorcycle tank pouring orifice. first carries on th

3、e analysis according to the components blueprint to the components processing technological process, then carries on the computation according to the technological process to the wool embryo diameter and needs the equipment to carry on the inspection, the union reference technology and the equipment

4、 carries on the mold design. passing to size and shape of the spare parts diagram analysis, assurance spare parts of blunt press a craft: falling to anticipate, pulling deep, blunting bore compound, then turning over a side, carrying on slicing a side at the end. the press process of blanking，drawin

5、g, perforating, flaring, trimming are adopted. in this paper, the process suitability of part is analysed. the process parameters, such as blank layout and press force are calculated. the general construction of mold and main parts are designed. the compound die of blanking, drawing, perforating and

6、 the simple press tool of flaring, trimming and detail drawings of main parts are drawn.key words: motorcycle tank pouring orifice; press process; press tool design; assembly diagram1前 言1.1课题的特点及研究意义随着经济的发展，冲压技术应用范围越来越广泛，在国民经济各部门中，几乎都有冲压加工生产，它不仅与整个机械行业密切相关，而且与人们的生活紧密相连。以冲压方法为主制造的零件，比较有代表性且与人们日常生活密切相

7、关的有汽车覆盖件，搪瓷与不锈钢器皿，各种家用电器的外壳等，不仅如此，冲压方法也能制造产品内部的部件，如链轮，轮毂，汽车大梁，支架等。同时在制件尺寸大小和制件复杂程度等方面，冲压方法都有非常大的适应范围。从模具角度看，模具是现代制造业中不可或缺的工艺装备，发达国家的模具总产值早已超过了工作机床的总产值，冲压工艺与冲压设备正在不断地发展，特别是精密冲压。高速冲压、多工位自动冲压以及液压成形、超塑性冲压等各种冲压工艺的迅速发展，把冲压的技术水平提高到了一个新高度。新型模具材料的采用和钢结合金、硬质合金模具的推广，模具各种表面处理技术的发展，冲压设备和模具结构的改善及精度的提高，显著地延长了模具的寿命

8、和扩大了冲压加工的工艺范围。由于冲压工艺具有生产效率高、质量稳定、成本低以及可加工复杂形状工件等一系列优点，在机械、汽车、轻工、国防、电机电器、家用电器，以及日常生活用品等行业应用非常广泛，占有十分重要的地位。随着工业产品的不断发展和生产技术水平的不断提高，冲压模具作为个部门的重要基础工艺装备将起到越来越大的作用。在摩托车制造业中，制造保险杠、仪表板、油箱等的大中型模具中，2005年只能满足规划需要量的50左右。国内摩托车产量1997年已超过1000万辆，居世界第一。据统计，我国摩托车共有14种排量50多个车型、1000多个型号，社会保有量超过1000万辆，2000年，我国摩托车生产能力将达到

9、2000万辆，市场需求约为1100万辆。单辆摩托车约有零件2000种，共有5000多个，其中一半以上必须用模具生产。一个型号的摩托车、共需模具近1000副，价值1000多万元，因此，模具总需求量很大。由于所需模具大部分为中、小型模具（冲裁模、塑料模较多），因此，国内基本能满足需求，进口比例不大。虽然如此，模具企业在面向摩托车行业的模具国产化方面仍有许多工作可做。在摩托车制造业中，摩托车车身的大部分零件都是通过冲压完成的，因此，相关的模具设计制造就需要创新改善，以提高生产效益。对于摩托车油箱注油口零件来说，生产批量大，并且零件的精度等级要求较高，对于中小型企业，还是将其进行单工序加工，劳动强度大

10、，生产效率低，并且工人的劳动安全系数低，生产成本大，因此对相关的模具提出更高要求，本次毕业设计中对相关的模具进行了创新改善，以降低生产成本，为企业带来更高的生产效益。1.2 模具发展行业的研究现状模具生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，因为模具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。中国经济的高速发展对模具工业提出了越来越高的要求，也为其发展提供了巨大的动力。近10年来，中国模具工业一直以每年15%左右的增长速度快速发展。但与发达国家相比，中国模具工业无论在技术上，还是在管理上，都存在较大差距。特别在大型、精密、复杂、长寿命模具技术上，差距尤为明显。

11、中国每年需要大量进口此类模具，在模具产品结构上，中低档模具相对过剩，市场竞争加剧价格偏低，降低了许多模具企业的效益。而中高档模具能力不足，模具的开发能力较弱，技术人才严重不足，科研开发和技术攻关投入少等一系列问题，严重制约了中国模具行业的发展。 由于近年市场需求的强大拉动，中国模具工业高速发展，市场广阔，产销两旺。2003年我国模具产值达到450亿元人民币以上，约折合50多亿美元，按模具总量排名，中国紧随日本、美国其后，位居世界第三。中国模具已涵盖了各种用于金属和非金属成形的特殊装备，被分为10大类、46小类。1996年至2002年间，中国模具制造业的产值年平均增长14%左右，2003年增长2

12、5%左右，广东、江苏、浙江、山东等模具发达地区的增长在25%以上。近两年，我国的模具技术有了很大的提高，生产的模具有些已接近或达到国际水平。2003年模具出口3.368亿美元，比上年增长在33.5%，形势喜人。 总的来看，我国技术含量低的模具已供过于求，市场利润空间狭小，而技术含量较高的中、高档模具还远不能适应国民经济发展的需要，精密、复杂的冲压模具和塑料模具、轿车覆盖件模具、电子接插件等电子产品模具等高档模具仍有很大一部分依靠进口。 近五年来，我国平均每年进口模具约11.2亿美元，2003年就进口了近13.7亿美元的模具，这还未包括随设备和生产线作为附件带进来的模具。中国现有模具企业超过2万

13、家，从业人数50多万人。中国的模具生产目前主要集中在华南和华东，大约占了全国模具制造业产值和销售额的三分之二，每年平均增长在20%左右。 1.3 课题设计思路及研究内容由制件零件图可以看出该零件是典型的带凸缘圆筒型零件，根据对零件的分析，在冲裁过程中要保证筒壁与工件底面的垂直度，并且要求零件外缘筒壁有很好的对称度，通过对零件的结构分析，可采用在拉深工序后先冲预知孔然后翻边的冲压工序则可保证以上要求。综合上述分析，可判定该制件可用冲裁、拉深、翻边加工成型。通过对摩托车油箱注油口的分析当中可以看出，它需要经过落料，拉深，冲预制孔，翻边，修边等冲压工序，但它需要几次拉深，冲预制孔、翻边尺寸如何计算以

14、及相对应的模具该怎么样设计等成为本次设计的重点和难点。本次设计的模具精度并不需要很高，达到均可满足要求。首先我们需要知道模具在加工中的作用和设计的基本要求。模具的作用是将压力机的作用力通过模具传递给金属板料，在其内部产生使之变形的内力，使板料毛坯发生变形，从而获得满足一定性能要求的及符合所需尺寸及形状的制品。在生产实际中,模具的作用在于保证冲件的质量、提高生产率和降低成本等。为此除了采用行之有效的工艺手段、进行正确的模具设计及选择合理的模具结构之外，还必须满足以下几个要求：制造精度高 操作性能良好 使用寿命长 制造周期短 模具成本低。2 工艺方案的分析及制定2.1 引言本次毕业设计是对摩托车油

15、箱注油口冲压件的冲压工艺及模具设计。该工件是一个带凸缘的筒形件，在的内孔中用来注油，要求有较高的光洁度和相对的位置精度。除了要保证它的公差外还要保证它的高度及其孔内的圆角半径。零件图如下所示： 图2.1 摩托车油箱注油口工件图2.2 冲压件工艺分析件的尺寸和精度较高，在设计模具时，整个工序采用复合模很难保证，根据以往加工经验应该将翻遍模具和切边模具独立设计制造，以保证零件的尺寸精度。圆角在设计凸凹模的尺寸计算中不难保证，但由于要保证制件高度，在编制加工工艺时可采用落料、拉深、冲孔、翻遍、切边工序，这样零件的尺寸精度在模具设计过程中就不难保证。2.3 冲压件的工艺方案的确定此件虽然是一般带凸缘拉

16、深件，但加工底部孔可以有多种方案：方案一：拉深后再车去底部方案二：拉深后再冲去底部方案三：拉深后冲预制孔再翻边 落料、拉深复合，再冲孔、翻边复合 落料、拉深、冲孔复合，再翻边 落料、拉深、冲孔、翻边复合在上述三种加工方案中，采用第一种方案，工件的加工质量较高，但生产率低，而且费料。在工件底部要求不高的情况下，不适宜采用。第二种方案需要增加整形工序，而且质量不易保证。采用第三种方案中，方案冲孔、翻边复合将使翻边凸模的厚度太薄，加工较麻烦，而且可能造成强度不够等缺点。可以避免中的缺点且生产率高，而且省料。可以减少零件的加工工序，并且减少成本，但是经过对所给零件的尺寸分析，复合翻边时很难保证零件的厚

17、度，并且可能导致零件拉伤、拉薄，不能保证零件厚度，因此不宜采用。根据工件使用情况翻边工序完全可以保证工件技术要求。所以采用第三种方案中的较合理。2.4 制件结构工艺性分析 由制件零件图可以看出该零件是典型的带凸缘圆筒型零件，根据对零件的分析，在冲裁过程中要保证筒壁与工件底面的垂直度，并且要求零件外缘筒壁有很好的对称度，通过对零件的结构分析，可采用在拉深工序后先冲预知孔然后翻边的冲压工序则可保证以上要求。综合上述分析，可判定该制件可用冲裁、拉深、翻边加工成型。通过对摩托车油箱注油口的形状分析当中不难看出，它需要经过落料，拉深，冲预制孔，翻边，修边等冲压工序，但它需要几次拉深，冲预制孔、翻边尺寸如

18、何计算以及相对应的模具该怎么样设计等成为本次设计的重点和难点。本次设计的模具精度并不需要很高，达到均可满足要求。3 毛坯尺寸的计算3.1 计算毛坯尺寸在计算毛坯尺寸前，需要先确定翻边前的半成品的形状和尺寸。孔的高度太大，不能用翻边的办法全部都制造出来，而是一部分要靠拉深形成的。具体计算如下：直径，翻边圆角半径，板料厚度，高度。按平板毛坯计算预知孔直径： 3-1式3-1中： 预知孔直径； 翻边后中性层直径； 工件圆角半径； 板料厚度；翻边系数： 3-2 因为计算的值小于，所以不能一次翻边成形。 取极限翻边系数 最大翻边高度： ： 3-3 式3-3中： 最大翻边高度； 翻边后中性层直径； 极限翻边

19、系数； 工件圆角半径；取翻边高度为，则预知孔直径。根据以上计算尺寸可得冲孔、翻边前半成品如图3-1所示。图3.1 计算毛坯尺寸用图3.2 按凸缘筒形件的拉深3.2.1 确定修边余量值 3-4得式3-4中： 毛坯尺寸最大直径； 拉伸工件中性层直径；所以拉深件实际凸缘直径： 3-53.2.2 计算毛坯直径查（4-17）当时毛坯直径 ： 3-6式3-6中： 毛坯直径； 拉深件实际凸缘直径； 翻边后中性层直径； 冲孔，翻边前零件高度； 工件圆角半径；3.2.3 确定能否一次拉深成形由相对凸缘直径和相对毛坯厚度查表 ： 3-7 3-8而实际零件而且，故此件能一次拉深。3.3 冲裁排样方式的设计及计算工件

20、毛坯直径尺寸较大，考虑到操作方便，采用有搭边直排样中的单排。得搭边值： 进距：条料宽度：板料规格拟选用：采用纵裁: 裁板条数 每条个数 每板总个数采用横裁: 裁板条数 每条个数 每板总个数 综上比较第二种排样方式的利用率高，故采用横裁排样。排样图见图3.图3.3冲裁排样图4 落料、拉深、冲孔复合模的设计与计算4.1 各工序压力的计算落料力 ： 4-1 式4-1中：； 计算冲裁力；毛坯直径； 冲件材料厚度；卸料力： 4-2 式4-2中：，； 落料力；拉深力： 4-3 式4-3中： 冲件中性层直径； 材料厚度； ； ；压边力： 4-4式4-4中： 压边力，； 毛坯直径； 中性层直径； 圆角半径；

21、单位压边力，；冲预制孔的力： 4-5 式4-5中： 查得； 预制孔直径； 材料厚度； 推件力： 4-6 式4-6中：，得；,同时卡在凹模里的废料片数；设凹模直筒口径高度4.2 压力机的初步选用综上计算所知，因为选用的是弹性卸料结构,所以总压力为各力的总和，其中包括卸料力.故: 4-7在考虑各因素后，选用的公称压力机.则根据所需总压力初选公称压力为的开式压力机。压力机的主要技术参数如下:表4.1压力机的主要技术参数公称压力滑块行程/mm行程次数/最大闭合高度/mm25080 100250封高度调节量/mm工作台模柄孔尺寸前后/mm左右/mm直径/mm深 度/mm7036056050704.3 模

22、具类型及结构形式选择本次设计第一副模具采用落料、拉深、冲孔的复合模结构。本次设计的冲压件可一次拉深到所要求的高度，原则上属于浅拉深凸缘形件，查落料、拉深、 冲孔复合模采用典型结构，即落料、冲孔采用正装式，拉深采用倒装式。下模座的压边圈兼作压边和顶件装置，另设刚性推件装置。该结构的优点是操作方便，出件畅通无阻，生产率高。适合于拉深深度不太大，材料较薄的情况。在上模部分，为了不让工件底部变形，使其不让刚性接触，采用了连接推杆装置来推动推件块来推出工件。对于此工序，由于拉深深度为11mm，不算太大，材料厚度为1mm较薄，因此采用弹性卸料较合适。另外在下模座下部设有气垫装置，它驱动托杆向上运动，使压边

23、圈兼做顶件和压边的作用，且在上模上设有刚性推件装置，并在下模上设有刚性卸料板装置，采用这些结构的特点主要是结构紧凑，布局合理且制造使用都简单方便，唯一的不足是，拉深件有可能留在刚性卸料板内不易出件，有时还需要工人用手工去把它拿出，带来了操作的不便，但是只要托杆长度设计合理，气垫压力足够，就能克服这点不足。另外考虑到装模和操作方便，模具采用后侧布置导柱的模架。4.4 模具工作部分刃口尺寸和公差的计算4.4.1 落料凸、凹模的刃口尺寸圆形凸模和凹模可采用分开加工。落料前的毛坯未注公差尺寸的极限偏差，查取落料件的尺寸公差为。凹模尺寸： 4-8 式4-8中： 毛坯直径； ； 尺寸公差；凸模尺寸： 4-

24、9 式4-9中： 毛坯直径；,查得； 尺寸公差； ； 4-10 故上述计算是合理的。落料凹模最小模壁，得为，实际取为。4.4.2 拉深凸、凹模的刃口尺寸拉深件按未注公差尺寸的极限偏差考虑，并标注内形尺寸，故拉深件的尺寸为。拉深凸模刃口尺寸计算： 4-11 式4-11中： 凸模刃口尺寸； 工件内形尺寸； 工件尺寸公差； ；拉深凹模刃口尺寸计算: 4-12 式4-12中：凹模刃口尺寸； ； 工件尺寸公差； 工件内形尺寸；拉深凹模最小模壁，。4.4.3 冲孔凸、凹模刃口尺寸的计算冲孔件按未注公差尺寸的极限偏差考虑，并标注内形尺寸，故冲孔件的尺寸为mm。冲孔凸、凹模刃口尺寸计算： 4-13 4-14

25、式4-13和4-14中： 冲孔凸模刃口直径； 冲孔凹模刃口直径； 冲预制孔直径； ； 尺寸公差； 查表2-28得 ； 4.5 落料、拉深凸凹模高度的确定凸模长度得： 4-15式4-15中： 凸模长度； 凸模固定板厚度，一般为凸模高度的左右,约为； 卸料板的厚度，查一般为，取为； 导料板厚度； 附加长度，包括修模余量和安全长度，取；综上，则： 故：即凸凹模的长度为，具体长度根据实际情况调整后再确定。4.6 落料凹模外形尺寸的设计计算 查可知： 凹模厚度凹模壁厚其中： b冲裁件最大外形尺寸 系数，形状简单取较小值，形状复杂取较大值。故根据取；则： 但是本次模具不是落料单工序模，因此，落料凹模的对应

26、尺寸应该比拉深凸模原则上高一个料厚才可满足强度要求.但是在此模具设计，凹模里面还有卸料结构，根据作图。凹模壁厚 ：。4.7 模具总体设计及主要零部件设计模具的种类、结构形式和复杂结构各不相同，组成模具的零件又多种多样，但模具的主要零件都可以分为工艺构件和辅助构件两部分。工艺构件包括工作零件如凸模、凹模、凸凹模等,定位零件如定位板、定位销、挡位销、导正销等，卸料及出件零部件如卸料板、推件装置等；辅助构件包括导向零件如导柱、导板等，固定零件如上下模座、凸凹模固定板等，紧固及其他零件如螺钉、销钉、键等。4.7.1 凸模、凹模和凸凹模的结构设计凸模和凹模的结构形式主要取决于工件的形状和尺寸、冲模结构、

27、加工以及装配工艺等实际条件。在实际生产中，应根据不同的工艺要求设计合理的模具结构，模具设计主要有以下要求：a. 分析产品的工艺性，拟定模具结构，在充分保证工件质量的前提下，应以数量少，质量轻，制造和装配方便的零件来组成模具。b. 模具的各零部件应尽可能利用本单位现有的设备能力来制造。c. 所设计的模具的结构应尽量与现有的冲压设备相适应。d. 模具结构应适合工件的批量生产。e. 模具结构应使安装调试与维修尽量方便，模架及零部件应尽量选通用件。具体凸模凹模和凸凹模的结构尺寸参见零件图。4.7.2 落料凹模结构设计冲裁件的形状和尺寸多种多样，生产中常常在外形为圆形或矩形的凹模固定板上加工出所需凹模刃

28、口，凹模板直接用螺钉和销钉固定在模座上。由于落料凹模直接固定于下模座上，所以其外形尺寸设计时应于上模座相配和，要求落料凹模工作时无相对运动，但需经常修整，即要经常装卸，因此与底座采用过渡配合，一般采取或。凹模外形结构采用圆形外形，用螺钉和销钉固定，凹模的刃口结构形式采用与凹模面垂直的直刃壁形式。凹模的刃口形式，考虑到本零件的生产批量大，所以采用刃口强度较高的凹模，按 4-16 4-17取凹模最小模壁为（具体参见零件图）。 4.7.3 冲孔凸模结构设计由于该零件是典型的带凸缘筒形件，凸模都做成圆形凸模，由于模具需要在凸模外面装推件块，因此设计成直柱的形状，台肩都固定在凸模固定板上。冲孔凸模的高度

29、取（具体参见零件图）。4.7.4 凸凹模结构设计在复合冲裁模中，由于内外缘之间的壁厚决定于冲裁件的孔边距，所以当冲裁件孔边距较小时必须考虑凸凹模强度。为保证凸凹模强度，其壁厚不应小于允许的最小值。倒装复合模的冲孔废料容易积存在凸凹模型孔内，所受胀力大，凸凹模最小壁厚要大些。目前复合模的凸凹模最小壁厚值按经验数据确定，倒装式复合模的最小壁厚可得最小壁厚值为。高度初取（具体参见零件图）。4.7.5 固定零件、卸料零件、定位零件及辅助零件（1）上、下模座模座分带导柱和不带导柱两种，可根据生产规模和产品要求确定带导柱的模座。按标准选择模座时，应根据凹模（或凸模）、卸料和定位位置的平面布置来选择模座的尺

30、寸。一般应取模座的尺寸l大于凹模尺寸。模座厚度为凹模厚度的倍。下模座的外形尺寸每边应超出压力机上孔边。上、下模座已有国家标准，除特殊类型外，尽可能按标准选取。导柱、导套和上、下模座装配后组成模架，我国已有部分标准化模架。外形及工艺尺寸基本相同，只要根据落料凸模与上模座配合安装，落料凹模与下模座配合安装的上下模座均为标准件，均为过渡配合。模座材料的选用，冲模一般零件材料的选用：上下模座可用材料为，选择上下模座用材料。由此，可由选择上、下模座尺寸如下： 上模座： 下模座： （2）导柱和导套对生产批量大，要求模具寿命高，工件精度较高的冲模，一般采用导柱、导套来保证上、下模的精度导向。导柱、导套的结构

31、形式有滑动和滚动两种。滑动导柱、导套都是圆柱形，其加工方便，容易装配，是模具行业应用最广泛的导向装置。由此，选用滑动导柱、导套，且其尺寸得：导柱： 导套： （3）模柄模柄的作用是将模具的上模座固定在压力机的滑块上。常用的模柄形式由整体式、带台阶的压入式、带螺纹的旋入式、有凸缘的和浮动式的模柄。设计模柄时要注意，模柄的长度不得大于压力机滑块里模柄孔的深度，模柄直径应与柄孔一致。由此原则，可选择模柄为有凸缘的模柄，选择模柄为：模柄： （4）固定板将凸模或镶块按一定相对位置压入固定后，作为一个整体安装在上模座或下模座上的板件分别成为凸模固定板或凹模固定板。固定板的外形通常为矩形或圆形，平面尺寸应与相

32、应的整体凹模尺寸一致。凸模固定板的厚度应取其凸模设计长度的。凹模的固定板的厚度一般取凹模镶块厚度的。凸模和一般钢质凹模镶块与固定板选6配合。压入固定后应将底面与固定板一起磨平。细小凸模与固定板应取配合。固定板通常选用制造，压装配合面的表面粗糙度应达到，选取凸模固定板厚度为即为,实际取（具体参见零件图）。（5）垫板垫板的作用是分散凸模传递的压力。当凸模尾端传递的压强大于模座材料的许用压应力时（一般铸铁取;铸钢取）,为防止凸模尾端压损模座（或选用压入式模柄的上模座，为避免模柄受到直接冲击作用），在上模座和凸模固定板之间必须安装淬硬磨平的垫板。（注：计算凸模传递的单位压力时，应取凸模承受的总压力，不

33、能仅取冲裁力。）一般冲裁模使用的垫板，厚度可在内按标准选用，外形尺寸应与凸模固定板相同。为便于模具装配，销钉通孔直径可以比销钉直径增大。垫板材料可选用钢，淬火硬度；或选用，淬火硬度为。故可选垫板的厚度为（具体参见零件图）。（6）卸料板冲裁模上使用的卸料板分固定卸料板和弹压卸料板两种。由于该零件为薄零件，故选用固定卸料板。厚度选取（具体参见零件图）。 （7）导料销在复合冲裁模上，通常用导料销进行导料。导料销由固定式和弹压式两种基本类型，后者多用于倒装式复合模。在弹压卸料倒装式落料模上，也可采用导料销进行导料。本副模具采用导料销导向送料，为使条料顺利通过导料销的间隙，在计算排样尺寸图时一并算出，此

34、处不在叙述。结构和规格与挡料销相同。同时在本副模具中采用固定挡料销来限制条料的送近步距，使用圆形挡料销，规格为。该结构的挡料结构简单，制造容易，使用方便，适用于固定卸料板及手工送料的冷冲模结构。（8）紧固件螺钉、销钉在冲模中起紧固定位作用，设计时主要是确定它的规格和紧定位置。螺钉拧入的深度不能太浅，否则紧固不牢靠；也不能太深，否则拆装工作量大。圆柱销钉配合深度一般不小于其直径的两倍，也不宜太深。4.7.6 拉深时的润滑选择拉伸时使用润滑剂可以减少材料与模具之间的摩擦，降低变形阻力，冷却工作表面，并能保护工件表面不被拉毛或者少被拉毛，提高工件表面质量，浅拉深时润滑要求较低，一般采用锭子油即可。4

35、.7.7 模具主要零件材料的选择表4.2 模具主要零件材料的选择模具零件名称材料的选择固定卸料板q235固定板q235凸凹模cr12mov推件块45垫板45冲孔凸模t10a落料凹模t10a4.8 模具的闭合高度模具的闭合高度模是指滑块在下止点即模具在最低工作位置时，上模座上平面与下模座下平面之间的距离，如图4所示。模具的闭合高度必须与压力机的封闭高度相适应。压力机的封闭高度是指滑块在下止点位置时，滑块下断面至压力机工作台上平面之间的距离。压力机的调节螺杆可以上下调节（调节量为m），当连杆调至最短时，此距离为压力机的最大封闭高度；当连杆调至最长时，当连杆调至最短时，此距离为压力机的最小封闭高度。

36、为使模具正常工作，模具的闭合高度h模应介于压力机最大闭合高度h和最小闭合高度h之间。正常条件下模具与压力机闭合高度间的关系应满足如下条件： 式中和为装配时的安全余量（得）。落料拉伸冲孔复合模的闭合高度计算： 4-17其中：上模厚度；固定板厚度； 垫板厚度；下模厚度； 固定板与下模座之间距离；初选压力机最大闭合高度为250mm，因此压力机符合要求。4.9 模具压力中心的设计与计算压力中心即工件内外周边上冲裁力的合力中心。应尽可能使冲裁力的压力中心和压力机滑块的压力中心一致，否则会产生一个附加力矩，使模具产生偏斜、间隙不均匀，并使压力机和模具的导向机构产生不均匀磨损，使刃口迅速变钝。内外周边形状对

37、称的工件，其几何中心就是压力中心。 由于落料，拉深和冲预制孔的凸、凹模形状均为对称性形状，因此其压力中心均为其各自的几何形心，故以模座中心为原点，建立直角坐标系，则落料和拉深的压力中心均在原点上。4.10 冲裁凸模的强度计算及稳定性校核由于此模具采用复合模具，因此在凸模强度计算时，冲裁力按整体总压力校核凸模强度，计算总压力有前面相关章节计算可知。实际冲裁力； 4-18 4.10.1 凸模固定端面抗压强度校核凸模固定端面抗压强度计算公式由查得： 4-19 其中： 凸模固定端面压力； 实际冲裁力； 凸模固定端面的面积，根据前面计算直径约为； 材料的需用压应力，查工程材料取；由上可知：凸模固定端面抗

38、压强度符合条件。4.10.2 凸模最小剖面抗压强度的校核凸模最小剖面抗压强度计算公式由查得： 4-20其中： 实际冲裁力； 凸模最小剖面抗压强度； 凸模最小剖面的面积； 由上计算可知：凸模最小剖面抗压强度符合条件。4.10.3 凸模纵向弯曲稳定性的校核对于细而长的凸模，当模具材料为软钢，时，或当材料为硬钢，时，就需要对凸模的稳定性进行校核，为凸模长度，为最小惯性矩半径， （为最小惯性矩，为凸模最小剖面积），根据估算,所以凸模弯曲稳定性符合条件。4.11 整体凹模强度校核假设压力均布，直径的圆凹模装在内径的圆环形模上时， 4-21其中： 凹模厚度； 冲裁力； 许用弯曲应力，由表查得为。 由于设计

39、时，较大的多，因此复合凹模强度要求。5 翻边模的设计与计算5.1 计算冲裁力翻边力： 5-1 其中：翻边力； 材料厚度； 零件中性层直径； 预知孔直径； 查得；顶件力：顶件力取翻边力的，则5.2 压力机的初步选用综上计算所知，因为选用的是弹性卸料结构,所以总压力为各力的总和，其中包括卸料力.故 在考虑各因素后，选用大于的公称压力机.则根据所需总压力初选公称压力为的开式压力机。压力机的主要技术参数如下：表5.1 压力机的主要技术参数公称压力滑块行程/mm行程次数/min-1最大闭合高度/mm16070 115220封高度调节量/mm工作台模柄孔尺寸前后mm左右mm直径mm深 度mm5030045

40、030505.3 翻边凸、凹模刃口尺寸的计算从模具装配图的设计中知道，翻边凸模基本尺寸为。翻边件按未注公差尺寸的极限偏差考虑，并标注内形尺寸，故翻边件的尺寸为mm。翻边凸、凹模刃口尺寸： 5-2 5-3 其中： 翻边凸模刃口尺寸； 翻边凹模刃口尺寸； 翻边内尺寸； 尺寸公差；查 ；查得；查取为 ；翻边凹模最小模壁，查查得为5.4 模具结构形式的选择计算本副模具主要目的是为了翻边工序，翻边高度为.翻边所需求的精度比较高,故在本次翻边模具的设计中,翻边模的精度为中等精度要求。在本副翻边模的设计中,翻边凹模设计在上模座上。预先拉深后的带凸缘筒形件也放在上模座上,然后利用固定板固定,而固定板利用内六角

41、螺钉和圆柱销钉将其连接与紧固在上模座上。卸料时,上模采推件块推件的方式将坯料从翻边凹模中推出。翻边凸模安放在下模座上,采用式嵌入式固定在下模座上.卸料时采用压边圈与限位螺钉的方式进行卸料，压边圈同时还可以起压边得作用，他是气垫压力通过托杆把力传到压边圈上进行压边的。5.5 压力中心的计算冲裁力合力作用点称为冲模压力中心，为保证冲模平衡地工作，冲模的压力中心必须通过模柄轴线，且和压力机滑块的中心线重合，以防模具工作时发生歪斜，间隙不均匀，导致磨损等。由于本副模具的翻边位置对称，因此它的压力中心就在工件的几何中心上。5.6 冲模闭合高度的计算翻遍模闭合高度计算： 5-4 其中：上模厚度； 压边圈厚

42、度； 固定板厚度； 下模厚度； 固定板与压边圈之间距离；而根据总压力所选的压力机闭合高度为，因此初选压力机符合要求。5.7 模座的选用在本副模具设计中根据来选用后侧导柱式模架选用模座的规格如下：上模座：下模座：导柱规格： 导套规格：翻边模具装配图参见图纸5.8翻边模具主要零件材料选表5.2模具主要零件材料选择模具零件名称模具材料凸模t10a压边圈q235固定板q235凹模t10a推件块455.9 翻边模具凸模、凹模的强度校核5.9.1 冲裁凸模的强度计算及稳定性校核由于此模具单工序模具，因此在凸模强度计算时，冲裁力按整体总压力校核凸模强度，计算总压力有前面相关章节计算可知。实际冲裁力： 5.9

43、.2 凸模固定端面抗压强度校核凸模固定端面抗压强度计算公式由查得： 5-5 其中： 凸模固定端面压力； 实际冲裁力； 凸模固定端面的面积，根据前面计算直径约为mm； 材料的需用压应力，查工程材料取；由上可知：凸模固定端面抗压强度符合条件。5.9.3 凸模最小剖面抗压强度的校核凸模最小剖面抗压强度计算公式由查得： 5-6其中： 实际冲裁力； 凸模最小剖面抗压强度； 凸模最小剖面的面积； 由上计算可知：凸模最小剖面抗压强度符合条件。6 垂直切边模的设计与计算6.1 各工序压力的计算与压力机的初步选用切边力： 6-1 其中： 切边力；冲件最大边缘直径； 查得： (抗剪强度)； 冲件材料厚度；废料刀切

44、断废料所需力（设两把废料刀）： 6-2 综上所计算得： 则根据总压力初步选用开式压力机公称压力为。压力机的主要技术参数如下：表6.1 压力机的主要技术参数公称压力滑块行程/mm行程次数/min-1最大闭合高度/mm16070 115220封高度调节量/mm工作台模柄孔尺寸前后mm左右mm直径mm深 度mm5030045030506.2 切边凸凹模刃口尺寸和公差取落料件的尺寸公差为76mm。查表2-31的公式进行计算： 6-3 mm其中： 切边凹模刃口尺寸； 冲件最大边缘直径； 查表得； 尺寸公差； 得； 6-4 mm其中：，得）；尺寸公差； 得； 切边凸模刃口尺寸； 6-5 故上述计算是合理的

45、。落料凹模模壁，由查得为。6.3 模具结构类型及形式的选择与设计本次毕业设计第三副模具设计的主要目的是为了得到外形尺的尺寸精度而进行切边。，由于切下的废料是环状的，则采用废料切刀分段切断废料，使环绕在凸模上的废料脱落卸下，减少了卸料板的使用。这样使模具结构简单，操作易行，生产效率高等优点。6.4 压力中心的计算冲裁力合力作用点称为冲模压力中心，为保证冲模平衡地工作，冲模的压力中心必须通过模柄轴线，且和压力机滑块的中心线重合，以防模具工作时发生歪斜，间隙不均匀，导致磨损等。由于本副模具的翻边位置对称，因此它的压力中心就在工件的几何中心上。6.5 冲模闭合高度的计算垂直切边模闭合高度计算： 6-6 其中：上模座厚度； 固定板厚度； 下模座厚度；固定板与上模座之间距离；而根据总压力所选的压力机闭合高度为，因此初选压力机符合要求。6.6 模座的选用在本副模具设计中根据凹模支架的尺寸来选用后侧导柱式模架选用模座的规格如下：上模座：下模座：导柱规格： 导套规格：闭合高度：模具装配图参见图纸6.7 模具主要零件材料的选择表6.2切边模具主要零件材料选择模具零件名称模具材料