冷冲拉模具设计

1、冷冲拉模具设计毕业论文题目轴承架的冷冲压拉深工艺及模具设计学生姓名XXX学号 XXXXXXXXXXXXX入学时刻2012 年春专业机械设计及其自动化方向指导教师XXX试点单位重庆广播电视大学2015 年 3 月 28 日毕业设计（论文）指导任务书毕业论文题目学生姓名及其自动化方向指导教师轴承架的冷冲压拉深工艺及模具设计XXX专业机械设计XXX职称毕业论文研究的内容及要求：内容：依据所拟题目和提纲进行写作，按照提出咨询题一一分析咨询题一一解 决咨询题的思路来写，重点突出，注意理论联系实际。要求：独立写作，不得抄袭。论文结构合理，条理清晰，论证充分，理论联系 实际，格式规范。字数在 7000100

2、00字。毕业论文写作进度打算：1、 期限：自年月日起至年月日2、具体进度安排：时间完成内容广泛收集资料，并写作题目、提纲按老师审核的题目提纲写作初稿初稿被初审后按照指导教师意见进行修改完成二稿二稿被指导教师再次审查进行内容或结构的修改完成二稿论文最后修改完成后审查文本是否规范并作最后修订与装订工作毕业设计（论文）教师指导记录表重庆广播电视大学试点单位开放教育学院指导教师 XXX学生姓名学号专业第一次指导指导时刻；指导内容：第次 指 导指导时刻：指导内容：第次 指 导指导时刻：第 四 次 指 导指导时刻：指导内容：毕业设计（论文）指导教师情形及评语指导教师基本信息姓名学历专业职称年龄毕业院校职业

3、工作单位指导教师评语论文成绩指导教师（签名）：毕业设计（论文）答辩记录表答辩学生：XXX学号： XXXXXXXXXXXXX专业：机械设计及其自动化方向序号主答辩教师提咨询学生回答情况1234参答辩教师提咨询学生回答情况567记录人（签名）： 年 月 日论文题目:轴承架的冷冲压拉深工艺及模具设计毕业设计（论文）审查意见答辩委员会组成情形姓名职称工作单位备注主持人成员成员答辩委员会评审结果答辩委员会评语答辩成绩综合成绩答辩委员会 签名i:1答辩日期年 月曰试点单位意见签章：年 月日重庆电大终审部门意见签章：年 月日轴承架的冷冲压拉深工艺及模具设计摘要在现在飞速进展的社会中，模具差不多成为专门多国家

4、用于衡量经济 情形标准之一。专门多行业产品的制造，都需要利用模具进行加工，它差 不多成了一个炙手可热的行业。随着经济的持续进展，模具在各个方面的 应用越来越广泛，此次设计要紧是在以往对模具的了解基础上，更进一步 的去设计轴承架冷冲压拉深这一比较简单的模具，去更清晰的认识模具在 实际设计中的各种要求。为能让冷冲压习惯各工业部门的需要，冲压技术 需要持续的革新和进展，这要求设计者对模具的各项内容都有专门清晰的 认识。设计中，上模座、下模座、导柱、导套都采纳国家标准形式，也使 设计过程得到了专门大程度的简化。关键字：轴承架； 拉深工艺； 模具设计目录摘要 1引言 1第一章 模具 1一、模具的分类 1

5、二、模具的差不多结构 2三、模具在工业时代的重要地位 2（一）模具工业是高新技术产业的一个组成部分 3（二）模具工业是装备工业的一个组成部分 3（三）国民经济的五大支柱产业都要求模具工业的进展与之相习惯 3四、我国当前的模具水平现状 3（一）模具 CAD/CAM 技术状况 4（二）模具设计与制造能力状况 5（三）我国模具与世界先进水平的差距 6五、中国模具的进展 6（一）全面推广 CAD/CAM/CAE 技术 6（二）模具扫描及数字化系统 7（三）提升模具标准化程度 7（四）模具自动加工系统的进展 7六、结语 7第二章 零件分析 8一、零件的生产纲领及生产类型 8二、零件分析 8第三章 冲裁

6、10一、冲裁过程中的变形 10二、冲裁工作件排样 11三、阻碍冲裁件质量的因素 1318四、冲裁力、推件力、卸料力的运算 14五、冲模压力中心的确定 15六、凸、凹模间隙的确定 16七、凸、凹模刃口尺寸运算 17八、冲模具闭合高度的确定及落料压力机选择 第四章 拉深 21一、零件拉深分析 21二、拉深变形的特点 21（一）拉深变形的起皱现象 21（二）拉深件的壁厚变化 21三、圆筒形零件拉深工艺运算 22（一）体积不变原理 22（二）相似原理 22四、拉深次数和半成品尺寸运算 22五、压边力和拉深力的运算 23一）压边力的运算23二）拉深力的运算23三）拉深功的运算25六、拉深模工作部分尺寸的

7、确定 26（一）凹模圆角半径 26（二）凸模圆角半径 27（三）凸凹模的间隙运算 28（四）凸凹模尺寸及公差 29 第五章 模具总体设计 30一、模具设计 30（一）凹模设计 30（二）凸模设计 30（三）凸凹模设计 30二、模架结构设计 31（一）选取模架 31（二）选取上下模座 31（三）导柱导套的选取 32三、定位元件挡料销设计运算 32四、卸料板设计 3232五、运算模具闭合高度和开启高度 第六章 拉深液压机的选择 33 结 论 34 参考文献 35致 谢 36引言毕业设计是我们大学期间的最后一个教学环节，是一个综合性的教学 实践环节，是培养我们工程技术人员的要紧教学环节，是对几年学习

8、成果 的综合性检验。通过这一环节培养我们综合运用所学知识解决咨询题的能 力，提升我们开拓创新的能力。此次毕业设计选择在大批大量生产条件下，完成轴承架的冲压加工。 详细讨论了轴承架从毛坯到成品的冲压加工工艺过程，制定了合理的加工 工艺方案，并设计绘制模具，其中包括模具凸、凹模、等零部件的设计， 模架的选用等等，通过这一过程，培养自己进行初步模具设计能力。模具模具是用来成型物品的工具，这种工具有各种零件构成，不同的模具 由不同的零件构成。它要紧通过所成型材料物理状态的改变来实现物品外 形的加工。模具确实是一个模型 ,按照那个模型做出产品来 ,然而模具是如何 样生产出来的呢 ,可能除了模具专业人士大

9、多数回答不出来。模具差不多在 我们生活当中起了不可替代的作用 ,我们的生活用品大部分离不开模具 ,如： 电脑、电话机、传真机、键盘、杯子等等这些塑胶制品就不用讲了,另外像汽车和摩托发动机的外罩也是用模具做出来的 ,光一个汽车各种各样的模具 就要用到 2 万多个。因此讲现代生活模具的作用不可替代。只要批量生产 就离不开模具，至少在最近 50 年内离不开。一、模具的分类 按所成型的材料的不同，模具可分为金属模具和非金属模具。金属模 具又分为：铸造模具（有色金属压铸，钢铁铸造） 、和锻造模具等；非金属 模具也分为：塑料模具和无机非金属模具。而按照模具本身材料的不同， 模具可分为：砂型模具，金属模具，

10、真空模具，石蜡模具等等。其中，随 着高分子塑料的快速进展，塑料模具与人们的生活紧密有关。塑料模具一 样可分为：注射成型模具，挤塑成型模具，气辅成型模具等等。在实际的 生产过程中也形成了一些比较专业的名字，如下：大规模生产的非钣金钢件冷镦、模锻、金属模等。 钣金出料热轧、冷轧、热卷、冷卷。钣金加工拉深、涨型、折弯，冲孔，落料。 有色金属压铸，粉末冶金。 塑料件注塑、吹塑（塑料瓶） ，挤塑（管件）。 模具其他分类：合金模具 钣金模具塑料模具 冲压模具铸造模具 挤出模具压铸模具其他模具二、模具的差不多结构要紧介绍生产中应用广泛的冷冲模的差不多结构。 冲模的类型尽管专门多，但任何一副冲模差不多上由上模

11、和下模两部 分组成。上模通过模柄或上模座安装在压机的滑块上，可随滑块上下运动， 是冲模的活动部分；下模通过下模座固定在压机工作台或垫板上，是冲模 的固定部分。1、上模的组成 上模由模柄、上模座、垫板、凸模固定板、冲孔凸模、落料凹模、推 件装置（由打杆、推板、连接推杆和推块构成） 、导套及联接用螺钉和销钉 等零部件组成。2、下模的组成下模由凸凹模、 卸料装置（由卸料板、 卸料螺钉、弹簧构成）、导料销、 挡料销、凸凹模固定板、垫板、下模座、导柱及联接用螺钉和销钉等零部 件组成。3、工作原理 工作时，条料沿导料销送至挡料销处定位，开动压力机，上模随滑块 向下运动，具有锐利刃口的冲孔凸模、落料凹模与凸

12、凹模一起穿过条料使 制件和冲孔废料与条料分离而完成冲裁工作。滑决带动上模回升时，卸料 装置将箍在凸凹模上的条料卸下，推件装置将卡在落料凹模与冲孔凸模之 间（即箍在冲孔凸模上）的制件推落在下模面上，而卡在凸凹模内的冲孔 废料是在一次次冲裁过程中由冲孔凸模逐次从凸凹模内向下推出的。将推 落在下模上面的制件取走后又可进行下一次冲压循环。按照各零部件在模具中所起的作用不同，一样又可将冲模分成以下几 个部分：1、工作零件：直截了当使坯料产生分离或塑性成形的零件，如上图 所示中的凸模、凹模、凸凹模。工作零件是冲模中最重要的零件。2、定位零件：确定坯料或工序件在冲模中正确位置的零件，如上图所示 中的挡料销、

13、导料销与。3、压料、卸料零件：这类零件起压住坯料的作用，并保证把箍在凸模上 或卡在凹模内的废料或制件卸下，以保证冲压工作能连续进行，如上图所 示中的卸料板、卸料螺钉、弹簧、打杆、推板、连接推杆、推件块。4、导向零件：确定上、下模的相对位置并保证运动导向精度的零件，如 上图所示中导柱、导套。5、固定零件：将上述各类零件固定在上、下模上以及将上、下模固 定在压机上的零件，如上图所示中固定板、垫板、上模座、下模座、模柄。 这些零件是冲模的基础零件。6、其他零件：除上述零件以外的零件，如紧固件（要紧有螺钉、销 钉）。 所以，不是所有的冲模都具备上述各类零件，但工作零件和必要的 固定零件是不可缺少的。三

14、、模具在工业时代的重要地位 模具是工业生产的基础工艺装备，在电子、汽车、电机、电器、仪器、 外表、家电和通讯等产品中， 60%80%的零部件都要依靠模具成形。用模 具生产制件所表现出来的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低 消耗，是其他加工制造方法所不能比拟的。模具又是“效益放大器” ，用模 具生产的最终产品的价值，往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。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， 在专门大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。（一）模具工业是高新技术产业的一个组成部分 属于高新技术领域的集成电路的设计与制造，不能没有做引线框架的 周密

15、级进冲模和周密的集成电路塑封模；运算机的机壳、接插件和许多元 器件的制造，也必须有周密塑料模具和周密冲压模具；数字化电子产品（包括通讯产品 ）的进展，没有周密模具也不行，因此能够讲，许多高精度模具 本身确实是高新技术产业的一部分。有些生产高精度模具的企业，差不多 被命名为高新技术企业。（二）模具工业是装备工业的一个组成部分1998年 11月召开的中央经济工作会议， 首次明确提出了加大装备工业 的开发力度，推进关键设备的国产化。将机械工业作为装备工业，把它同 一样的加工工业区别开来，是对机械工业在国民经济中的地位与作用的重 新定位。（三）国民经济的五大支柱产业都要求模具工业的进展与之相习惯机械、

16、电子、汽车工业需要大量的模具，专门是轿车大型覆盖件模具、 电子产品的周密塑料模具和冲压模具，目前在质与量上都远不能满足这些 支柱产业进展的需要。我国石化工业一年生产 500 多万吨聚乙烯、聚丙烯 和其他合成树脂，专门大一部分需要塑料模具成形，做成制品，才能用于 生产和生活的消费。生产建筑业用的地砖、墙砖和卫生洁具，需要大量的 陶瓷模具；生产塑料管件和塑钢门窗，也需要大量的塑料模具成形。四、我国当前的模具水平现状随着与国际接轨的脚步持续加快，市场竞争的日益加剧，人们差 不多越来越认识到产品质量、成本和新产品的开发能力的重要性。而模具 制造是整个链条中最基础的要素之一，模具制造技术现已成为衡量一个

17、国 家生产水平指标之一。改革开放以来，随着国民经济的高速进展，市场对模具的需求量持续 增长。近年来，模具工业一直以 15%左右的增长速度快速进展，模具工业 企业的所有制成分也发生了庞大变化，除了国有专业模具厂外，集体、合 资、独资和私营也得到了快速进展。浙江宁波和黄岩地区的“模具之乡” ； 广东一些大集团公司和迅速崛起的乡镇企业，科龙、美的、康佳等集团纷 纷建立了自己的模具制造中心；中外合资和外商独资的模具企业现已有几 千家。近年许多模具企业加大了用于技术进步的投资力度，将技术进步视为 企业进展的重要动力。一些国内模具企业已普及了二维CAD ，并连续开始使用 UG、Pro/Engineer、

18、I-DEAS 、Euclid-IS 等国际通用软件，个别厂家还 引进了 Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris 和 MAGMASOFT 等 CA E 软件，并成功应用于冲压模的设计中。以汽车覆盖件模具为代表的大型冲压模具的制造技术已取得专门大进 步，东风汽车公司模具厂、一汽模具中心等模具厂家已能生产部分轿车覆 盖件模具。此外，许多研究机构和大专院校开展模具技术的研究和开发。 通过多年的努力，在模具 CAD/CAE/CAM 技术方面取得了明显进步；在提 升模具质量和缩短模具设计制造周期等方面做出了奉献。尽管中国模具工业在过去十多年中取得了令人瞩目的进展，但许多方 面与工业

19、发达国家相比仍有较大的差距。例如，周密加工设备在模具加工 设备中的比重比较低； CAD/CAE/CAM 技术的普及率不高；许多先进的模 具技术应用不够广泛等等，致使相当一部分大型、周密、复杂和长寿命模 具依靠进口。（一）模具 CAD/CAM 技术状况模具 CAD/CAM/CAE 技术是模具设计制造的进展方向。随着微机软件 的进展和进步，普及 CAD/CAM/CAE 技术的条件已差不多成熟，各企业将 加大 CAD/CAM 技术培训和技术服务的力度； 进一步扩大 CAE 技术的应用 范畴。运算机和网络的进展正使 CAD/CAM/CAE 技术跨地区、跨企业、跨 院所地在整个行业中推广成为可能，实现技

20、术资源的重新整合，使虚拟制 造成为可能。 1997年一汽引进了板料成型过程运算机模拟 CAE 软件并开始 用于生 21 世纪开始 CAD/CAM 技术逐步普及，现在具有一定生产能力的冲 压模具企业差不多都有了 CAD/CAM 技术。其中部分骨干重点企业还具备 各 CAE 能力。模具 CAD/CAM 技术能明显缩短模具设计与制造周期，降低生产 成本，提升产品质量，已成为人们的共识。在“八五” 、九五“期间，已有 一大批模具企业推广普及了运算机绘图技术，数控加工的使用率也越来越 高，并连续引进了相当数量 CAD/CAM系统。如美国EDS的UG,美国Pa rametric Tech no logy

21、公司 Pro/E ngi neer,美国 CV 公司的 CADSS，英国 DE LCAM 公司的DOCT5，日本HZS公司的CRADE及space-E,以色列公司 的 Cimatron 还引进了 AutoCAD CATIA 等软件及法国 Marta-Daravision 公 司用于汽车及覆盖件模具的 Euclid-IS 等专用软件。国内汽车覆盖件模具生 产企业普遍采纳了 CAD/CAM技术/DL图的设计和模具结构图的设计均已 实现二维CAD，多数企业差不多向三维过渡，总图生产逐步代替零件图生 产。且模具的参数化设计也开始走向少数模具厂家技术开发的领域。在冲压成型 CAE 软件方面,除了引进的软

22、件外,华中科技术大学、吉 林大学、湖南大学等都已研发了较高水平的具有自主知识产权的软件,并 已在生实践中得到成功应用,产生了良好的效益。快速原型（RP）传统的快速经济模具相结合，快速制造大型汽车覆盖 件模具,解决了原先低熔点合金模具靠样件浇铸模具,模具精度低、制件 精度低,样样制作难等咨询题,实现了以三维 CAD 模型作为制模依据的快 速模具制造, 它标志着 RPM 应用于汽车身大型覆盖件试制模具已取得了成 功。围绕着汽车车身试制、大型覆盖件模具的快速制造,近年来也涌现出 一些新的快速成型方法,例如目前已开始在生产中应用的无模多点成型及 激光冲击和电磁成型等技术。它们都表现出了降低成本、提升效

23、率等优点。（二）模具设计与制造能力状况 在国家产业政策的正确引导下,通过几十年努力,现在我国冲压模具 的设计与制造能力已达到较高水平,包括信息工程和虚拟技术等许多现代 设计制造技术已在专门多模具企业得到应用。尽管如此,我国的冲压模具设计制造能力与市场需要和国际先进水平 相比仍有较大差距。这一些要紧表现在高档轿车和大中型汽车覆盖件模具 及高精度冲模方面,不管在设计依旧加工工艺和能力方面,都有较大差距。轿车覆盖件模具，具有设计和制造难度大，质量和精度要求高的特点，可 代表覆盖件模具的水平。尽管在设计制造方法和手段方面差不多达到了国 际水平，模具结构周期等方面，与国外相比还存在一定的差距。但总体上和

24、国外多工位级进模相比，在制造精度、使用寿命、模具结 构和功能上，仍存在一定差距。 汽车覆盖件模具制造技术正在持续地提升和完美，高精度、高效益加 工设备的使用越来越广泛。高性能的五轴高速铣床和三轴的高速铣床的应 用已越来越多。 NC、DNC 技术的应用越来越成熟，能够进行倾角加工超精 加工。这些都提升了模具面加工精度，提升了模具的质量，缩短了模具的 制造周期。（三）我国模具与世界先进水平的差距 中国模具生产总量尽管已位居世界第三，但设计制造水平在总体上要 比德、美、日、法、意等工业发达国家落后许多，也比英国、加拿大、西 班牙、葡萄牙、 韩国、新加坡等国落后。 其差距要紧表现在下列六方面。国内自配

25、率不足 80%，其中中低档模具供过于求，中高档模具自配率 不足 60%。模具是制造业的重要工艺基础，在我国，模具制造属于专用设 备制造业。中国尽管专门早就开始制造模具和使用模具，但长期未形成产 业。直到 20世纪 80年代后期，中国模具工业才驶入进展的快车道。近年， 不仅国有模具企业有了专门大进展，三资企业、乡镇（个体）模具企业的 进展也相当迅速。开发能力弱，经济效益欠佳。中国模具企业技术人员比例较低，水平 也较低，不重视产品开发，在市场中常处于被动地位。国内每个职工平均 每年制造模具产值约合1万美元左右，而模具工业发达国家大多是 1520 万美元，有的甚至达到2530万美元。由此而来的是中国

26、模具企业经济效 益差，大都微利，国有企业总体亏损，缺乏后劲。五、中国模具的进展 近年来，模具工业一直以 15%左右的增长速度快速进展，模具工业企 业的所有制成分也发生了庞大变化，除了国有专业模具厂外，集体、合资、 独资和私营也得到了快速进展。浙江宁波和黄岩地区的“模具之乡” ；广东 一些大集团公司和迅速崛起的乡镇企业，科龙、美的、康佳等集团纷纷建 立了自己的模具制造中心；中外合资和外商独资的模具企业现已有几千家。以后冲压模具制造技术进展：（一）全面推广 CAD/CAM/CAE 技术模具 CAD/CAM/CAE 技术是模具设计制造的进展方向。随着微机软件 的进展和进步，普及 CAD/CAM/CA

27、E 技术的条件已差不多成熟，各企业将 加大 CAD/CAM 技术培训和技术服务的力度； 进一步扩大 CAE 技术的应用 范畴。运算机和网络的进展正使 CAD/CAM/CAE 技术跨地区、跨企业、跨 院所地在整个行业中推广成为可能，实现技术资源的重新整合，使虚拟制造成为可能。（二）模具扫描及数字化系统 高速扫描机和模具扫描系统提供了从模型或实物扫描到加工出期望的 模型所需的诸多功能，大大缩短了模具的在研制制造周期。有些快速扫描 系统，可快速安装在已有的数控铣床及加工中心上，实现快速数据采集、 自动生成各种不同数控系统的加工程序、不同格式的 CAD 数据，用于模具 制造业的“逆向工程” 。模具扫描

28、系统已在汽车、摩托车、家电等行业得到 成功应用，相信在“十五”期间将发挥更大的作用。（三）提升模具标准化程度 我国模具标准化程度正在持续提升，估量目前我国模具标准件使用覆 盖率已达到 30%左右。国外发达国家一样为 80%左右。以汽车覆盖件模具 为代表的大型冲压模具的制造技术已取得专门大进步，东风汽车公司模具 厂、一汽模具中心等模具厂家已能生产部分轿车覆盖件模具。此外，许多 研究机构和大专院校开展模具技术的研究和开发。通过多年的努力，在模 具 CAD/CAE/CAM 技术方面取得了明显进步；在提升模具质量和缩短模具 设计制造周期等方面做出了奉献。（四）模具自动加工系统的进展 这是我国长远进展的

29、目标。模具自动加工系统应有多台机床合理组合； 配有随行定位夹具或定位盘；有完整的机具、刀具数控库；有完整的数控 柔性同步系统；有质量监测操纵系统。以及像优质材料及先进表面处理技术，模具研磨抛光将自动化、智能 化。六、结语 冲压成形技术的关键是冲压工艺与模具技术。冲压工艺和模具技 术是阻碍机电产品开发周期和成本的关键因素，是制造业的核心竞争技术 之一。冲压工艺的合理与否决定了模具调试的难易程度及制造治理过程， 因而直截了当阻碍模具制造成本和周期。模具的制造技术对模具的制造成 本和周期也有直截了当的阻碍。为了使冷冲压能习惯各工业部门的需要， 冷冲压技术要持续的革新和进展。第二章 零件分析一、零件的

30、生产纲领及生产类型轴承架的生产纲领为 10000 件/年，生产类型为大批量生产，因此在制 定工艺方案是应充分考虑大批量生产的特点，制定合适的冲压工序。选择 合适的冲压设备，设计合理的模具结构，以便提升生产率，降低成本。二、 零件分析如图 1 所示的是加工零件轴承架，该零件形状的差不多特点是一圆柱 形工件，且由于冲压的方法制成圆柱形薄壁零件，可加工从轮廓尺寸几毫 米、厚度仅0.2mm的小零件到厚度200300mm的大型零件，因此该零件要 紧成形方法是冲裁和拉深。该件采纳 08钢及2.9mm厚度保证了足够的强度 和刚度。该零件要紧配合尺寸 Gl.lmm、55.300.17 mm。按照零件的技术要

31、求，进行冲压工艺分析，能够认为该零件形状对称，是一样带凸缘锥形件， d凸/d、h/d都比较合适，拉深工艺性较好，圆角 R 1.5mm。综上所述，该零件的年产量属于大批大量生产，零件外形简单对称， 材料为一样用钢，且该零件的形状、尺寸、精度、均符合冲压工艺性要求， 故能够采纳冲压方法加工。先将板料按运算要求冲裁，之后一次拉深即可得到所设计的零件。 零件的差不多参数：材料： t:08F2.9mm（优质碳素结构钢）；t零件厚度；D :61.1mmD零件的外直径；d：55.3mmd零件内图2-1加工零件图直径。第三章 冲裁冲裁是冲压生产中的要紧工序之一。它既可直截了当冲制成品零件， 又可为弯曲、拉深和

32、成形等其它成形工序制备半成品。它使板料沿封闭曲 线相互分离，它由上、下模组成，上模部分由模柄、凸模等组成，下模部 分由凹模、下模等组成。上模部分通过模柄安装在压力机的滑块上，随滑 块作上下运动。下模部分通过下模座固定在压力机工作台的垫板上。凸、 凹模工作部分的外形轮廓为封闭曲线。凹模孔口直径比凸模直径略大，即 凸、凹模间存在间隙，Z= Dd - dd叫双向间隙，Z/2叫单向间隙。将板料 置于凹模上，当凸模随滑块向下运动时，凸磨便冲穿板料进入凹模，使板 料互相分离而完成冲裁工序。冲裁包括落料、冲孔、切口、剖切、修边等。 但一样讲来，冲裁要紧是指落料和冲孔工序。冲裁后若封闭曲线以内的部 分为零件的

33、称为落料，若封闭曲线以外的部分为零件时称为冲孔。一、冲裁过程中的变形 冲裁过程：从凸模接触材料到材料被一分为二的过程即板料的冲裁变 形过程，是在瞬时完成的，那个过程能够分为三个时期。1. 弹性变形时期 冲裁开始，在凸模压力和弯矩的作用下，材料开始产生弹性剪切、弯 曲、拉深和挤压变形，材料稍有穹弯，与凸、凹模接触处形成专门小的圆 角，并微微挤入凹模洞口。随着凸、凹模刃口压入材料，刃口处的材料所 受的应力逐步增大，直至达到弹性极限。若使凸回升，材料就复原原状。2. 塑性变形时期 凸模连续下压，刃口处由于应力集中，材料应力第一达到屈服极 限，塑性变形便从刃口邻近开始。随着凸、凹模切刃的挤入，纺锤形变

34、形 区向板料的深度方向进展、扩大，直到在板料的整个厚度方向上产生塑性 变形，变形区的一部分有关于另一部分移动，随着凸模下降，塑性变形进 一步产生，同时硬化加剧，冲裁力持续增大，直至刃口邻近的材料显现裂 纹时，冲裁力达到最大值，塑性变形时期告终。在该时期中，除了产生大 的剪切变形外，弯曲、拉深和挤压变形也专门严峻。间隙越大弯曲和拉深 越大，而挤压则小。反之间隙越小，弯曲、拉深小，挤压变形大。3. 断裂分离时期 当刃口邻近材料达到极限应变与应力时，材料裂纹便产生，裂纹的起 点是在刃口侧面距刃尖专门近的板料处，裂纹先从凹模一侧开始，然后才 在凸模刃口侧面产生。已产生的上、下微小裂纹随凸模连续下压，在

35、拉深力的作用下，沿最大剪应力方向 持续向板料的内部扩展，当间隙合理时，上、下裂纹相遇重合，板料便被 剪断分离。二、冲裁工作件排样 冲裁件在条料、带料或板料上的布置方法叫做排样。按照材料的利用 情形分为： 1）有废料排样； 2）少废料排样； 3）无废料排样。按照零件的 形状分析，采纳有搭边直排的方式在条料上排列零件。搭边和条料宽度的确定，搭边是指排样时零件之间以及零件与条料侧 边之间留下的剩料。起作用是使条料定位，保证零件的质量和精度，补偿 定位误差，确保冲出合格的零件，并使条料有一定的刚度，不弯曲，便于 送进，并能使冲模寿命提升。搭边值的大小与材料的性能、零件形状及厚度、送料方式、卸料方式 有

36、关。硬材料的搭边值可小一些，软材料、脆材料的搭边值应大一些。零 件尺寸大或有尖突的额复杂形状时，搭边值应大一些，厚材料的搭边值去 大一些。用手工送料、有侧压板 导向时搭边值可小一些，弹性卸料比刚性 卸料的搭边值要小一些。综合零件分析能够得出零件在条料上的和搭边值： a=2.2 a1=1.8 其中a为侧搭边的最小值al为两零件间的间隔距离确定条料宽度的原则是：最大条料宽度能在导料板间送进，并与导料 板间有 一定的间隙。最小条料宽度要保证冲裁时零件周围有足够的搭边 值。条料宽度的大小还与模具是否采纳侧压装置或侧刃有关。分析零件和 便于加工等因素，选择有侧压方式的冲压方法。条料始终靠导尺的左边送 进

37、，条料宽度为：B =（D+2a+ ）0（ 3-1 ）导尺间距： S=B +C=D+2a+ +C（3-2）式中D零件垂直于送料方向的尺寸（mm）;a侧搭边最小值;条料宽度公差。J / F 十 d一图3-1有侧压冲裁零件材料给08钢，厚度为2.9mm,查表53,拉深件坯料展开直径2 aD d14按照已知条件可得d12=94m nm冷冲压B0(D 2as=b+c其排样如图:Qi34d2=97 6dzh 6.28rd1 8r2(0.8 +02.6mm6.28rd8r97.60.8)248.2 24 6.25、1.5 52.3 8 1.52?及模具设计表(94 22.2 0.9 得、3-10、3-11、

38、13-12 得到:图3-2排样图三、阻碍冲裁件质量的因素冲裁件质量是指断面质量、尺寸精度及形状误差。剪切断面形应垂直 光滑，尺寸及制件外形应满足图纸要求，表面尽可能平坦。断面的光亮带 越宽、断裂带越窄、圆角及毛刺越小，冲裁件质量就越好。阻碍断面质量的因素：1、材料性能的阻碍塑性好的材料，冲裁时裂纹显现得较迟，板料被剪切的深度较大，光 亮带所占比例大，圆角、毛刺和穹弯也较大，而断裂带则窄一些。塑性差 的材料与上述现象相反。2、模具间隙的阻碍 在阻碍冲裁件质量的诸多因素中，间隙是要紧因素。因断面质量 与裂纹的走向有关，而裂纹走向与间隙有关。间隙大小关系剪切时附加变 化的大小，也决定着在凸、凹模刃口

39、邻近板料产生的上、下裂纹是否重合。 只有凸、凹模间隙适当时，裂纹才重合，现在零件断面斜度专门小，同时 比较平直光滑、毛刺小，无裂纹分层，稍不平坦，断面质量比较中意。当间隙过小时，凸模刃口邻近的裂纹比正常的间隙时向外错开了一段 距离，上、下裂纹产生后，各自进入凸、凹模端面的压应力区而停止进展， 不重合。同时上、下裂纹之间的材料随凸模连续下压将产生第二次剪切， 显现第二次光亮带。在两个光亮带之间产生断裂带，或者出现断续的小光 斑，在冲裁件端面显现挤长的毛刺，但容易去除，由于间隙小，弯曲、拉 深小，裂纹产生晚，光亮带变宽，而且零件穹弯小，断面斜度和圆角小， 只要中间撕裂不是专门深，仍可应用。当间隙过

40、大时，凸模刃口处的裂纹较正常间隙向里错开一段距离，上、 下裂纹也不重合，而裂纹之间的材料产生第二次拉裂，零件断面显现两个 斜度，这时材料的弯曲与拉深大，拉应力大，材料的塑性变形时期终止较 早，致使光亮带较窄，圆角与斜度较大，穹弯厉害，毛刺大。这时如果料 厚，则形成的圆角较大。料薄，将形成专门大的拉长毛刺。当模具间隙不平均时，在间隙不合理处将显现毛刺，断面质量差。因 此模具设计制造与安装时必须保证间隙平均。3、模具刃口钝利情形的阻碍当模具刃口磨损成圆角变钝时，刃口与材料接触的面积增加，应力集 中效应减轻，挤压作用大，光亮带宽，但裂纹发生点要由刃口侧面想上移 动，毛刺高度加大，即使间隙合理，也会产

41、生毛刺。凸模磨钝，落料件产 生毛刺；凹模磨钝，则落料见和孔都显现毛刺。四、冲裁力、推件力、卸料力的运算冲裁力是冲裁过程中凸模对才料的压力。它是随凸模行程而变化的。 通常讲的冲裁力是指冲裁力的最大值，他是选用压力机、模具设计以及强 度校核的重要依据。为了充分发挥压力机的潜力，幸免因超载而损坏压力 机，冲裁力的运确实是专门必要的。平刃冲模冲裁力，08钢的T取250MPa,冲裁力是冲裁过程中凸模对材料的压力。冲裁是一个剪切过程，平刃冲模的冲裁力可按下式运算：F KLt（ 3-3）为了简便实际生产中，也可用材料的强度极限b（MPa），按下式估量冲裁力：F=Lt b（ 3-4）注：L 零件周长； t材料

42、厚度；材料抗剪强度；由已知：t=2.9mmb=400 MPaD . d12 4d2h 6.28rd1 8r2 . 52.32 4 58.2 24 6.25 1.5 52.3 8 1.52=93.97 取 D=94L= n D=295.31mmF=Lt b=295.31 X 2.9X 400= 342.56kN,冲裁复原时，通常因弹性复原，落下的料在径向会胀大，板料上的孔 在径向会产生弹性收缩，同时板料力图复原成原先的平直状态，导致板料 上的孔紧卡在凸模上，而板料的落下板料紧卡在凹模内为使冲裁连续惊进 行，应将卡在凸模上的部分卸下，将卡在凹模内的部分顺着冲裁方向推出。 将材料从凸模上脱下所需之力

43、称为卸料力；将材料从凹模内推出的力称为 推件力。反向顶件所需力称为顶件力。这三种力是从压力机、卸料机构、 推出机构、顶出机构获得的。故选择压力机的吨位或设计以上机构时，都 虚对三种力运算，阻碍这些力的因素较多，不可能准确的运算的出来，一 样用下列公式运算。查冷冲压工艺及模具设计由表 2-4查得：K1=0.030.04, K2=0.045。卸料力F1= K1 X FF1 =0.03X 342.56=10.28kN推件力F2=nK2FF2=1 X 0.045 X 342.56= 15.42kN式中：F冲裁力；n同时卡在凹模内的零件或废料数目；K1 、 K2 分别为卸料力、推件力系数。压力机吨位必须

44、大于或者等于总冲裁力。采纳刚性卸料装置和下出料 的方式的总冲裁力为：F0=F+F2能够得出力）F=342.56+15.42=357.98kN( F冲裁力，F2推件按照设计的冲孔落料复合模可得出总公称压力F0,为保证压力足够,压力机压力必须大于 357.98kN500 kN10 90mm 90 次/min270mm400 mm200 mm75 mm 50 X 80 mm80 mm差不多参数如下： 公称压力 Fg 滑块调剂行程 S 标准行程次数 n 最大封闭高度 活动台最低时 H2 活动台最高时 H1 封闭高度调剂量 S 模柄孔尺寸（直径X深度） 工作台板厚度 t五、冲模压力中心的确定冲裁力合力的

45、作用点称为冲模的压力中心。冲模设计时,冲模压力的中心应与冲床滑块中心一致,否则将降低模具寿命甚至损坏模具,因此, 落料模、多凸模冲孔模和多工位连续模的设计,第一应该按照冲件图样确 定模具的压力中心。利用解析法确定压力中心。x0、 y0 ，假设将图样件分成四个差不多段，设压力中心的位置坐标为各周边上作用的冲裁力分别为 F1、 F2、 F3、F4。压力中心坐标XoF1 yi 卩2丫2F3y3 F3( y3)F4y41F1 XiF2X2F3X3 F3( x3 )F4X43F2 一F3 F4yoFi F2 F3 F4关于规则的圆形图样而言：F1 X1 F2X2 F 3X3 F3( X3) F 4X4F

46、 3 F 4、， _ 3丫3 F3( y3) F4y4yoF1 F2 F3 F4由所设计零件为规则的圆形，因而，模具压力中心就在原点，即是在级进模第二工位零件的中心点。XoFi yi F2 y!F20其中心坐标即为圆心所在位置。六、凸、凹模间隙的确定凸、凹模之间的间隙对零件质量、冲裁力和模具寿命都有专门大的阻 碍，它是冲裁工作与模具设计中的一个要紧工艺参数。凸、凹模刃口尺寸的运算，凸、凹模刃口尺寸精度决定得合理与否， 直截了当阻碍冲裁件的精度及合理间隙值能否保证，也关系模具的加工成 本和寿命。运算冲裁凸、凹模刃口尺寸运算原则：1、冲裁变形规律，即落料件尺寸与凹模尺寸相等，冲孔尺寸与凸模尺 寸相

47、同。2、零件的尺寸精度。3、合理的间隙值。4、磨损规律。即凹模尺寸磨损后变大，凸模尺寸磨损后变小，间隙磨 损后变大。5、冲模的加工制造方法。因而在运算刃口尺寸时应按上述原则进行保证冲出合格的零件。冲模的加工制造方法：1、按照冲裁变形规律，冲孔尺寸等于凸模尺寸，落料尺寸等于凹模尺 寸，因而冲孔时，应以凸模为基准件。落料时应以凹模为基准件。基准件 的尺寸应在零件的公差范畴内。2、保证模具有一定的寿命，新模具的寿命间隙应是最小的合理间隙， 磨损后到最大合理间隙。落料时凹模尺寸 Dd 应等于或接近零件的最小尺 寸，而落料凸模尺寸，则为凹模刃口尺寸减去最小合理间隙。冲孔时凸模的尺寸Dd应等于或接近于孔的

48、最大尺寸。而冲孔凹模尺寸则为凸模刃口尺寸加上最小合理间隙。3、考虑冲模制造修理方便、将低成本，为使新模具的间隙值不小于最 小合理间隙，一样凹模公差标注成+ 8 d,凸模公差标注成-3 d。模具的制 造公差大，可米纳经济加工法，则制造方便，加工成本低，在零件的精度 及合理间隙能保证的条件下不要把制造公差订得太紧若冲裁件没有标注公 差，关于非圆形件按国家标准“非配合尺寸的公差数值”IT14精度处理，冲裁则按IT11精度制造。关于圆形件，一样按IT67精度制造模具。制造冲模的关键是操纵凸、凹模刃口尺寸及其间隙合理。本设计才用 凸、凹模分别加工方法，按照冲裁变形规律，具体运算如下：冲孔尺寸等于凸模尺寸

49、，因此冲孔时以凸模为基准件，落料尺寸等于 凹模尺寸，因此落料时以凹模为基准件(注：基准件的尺寸应在零件的公 差范畴内)由于该为复杂的零件，因此采纳凸模与凹模配合的加工方法。落料 以凹模为基准件，模具间隙由培植保证，模具制造公差不受间隙限制，还 可放大基准件的制造工差，使加工容易，模具制造公差不必查表，直截了 当由零件偏差求得。七、凸、凹模刃口尺寸运算查表5-3,常用旋转体拉深零件坯料直径运算公式，得D . d12 4d2h 6.28rd1 8r2按照已知条件得D . d12 4d2h 6.28rd1 8r2 .52.32 4 58.2 24 6.25 1.5 52.3 8 1.52 关 于圆形

50、类的简单且规则性冲裁件，采纳凸模和凹模分别加工的方法。落料：零件外径尺寸为D0 ,先确定基准件凹模刃口尺寸Dd ,再减去Zmin , 便是凸模刃口尺寸。落料模：Dd (D x )od(3-5)Dp (Dd Zmin )0 p (D xZmin )0 p(3-6)mm）；式中Dd ， Dp 落料凸、凹模刃口尺寸（D 落料件外径公称尺寸（ mm ）；零件公差(mm);Zmin最小合理间隙(mm);p凸模制造公差，可按IT6选用，(mm);d 凹模制造公差，可按IT7选用，(mm);x系数，与工件精度有关工件精度为IT10级以上 x=1工件精度为IT11 13级 x=0.75 工件精度为IT14级x

51、=0.5由以上公式，查冲压成形工艺与模具设计 表3-5, 3-7,得Zmin = 0.460mm, Zmax = 0.640mm, x = 0.5。查冲压工艺及冲模设计表7 2,得p =0.025 mm, d =0.035 mm,校核间隙：Zmax Zmin =(0.640-0.460) mm = 0.180mm,p |+| d=(0.022+ 0.035) mm = 0.057 mm,由于| p |+| d | 90 次/min270mm400 mm活动台最高时 H1 封闭高度调剂量 S 模柄孔尺寸（直径X深度） 工作台板厚度 t按公式： H 最大 H1 5 运算得： 36070 5 H 模

52、270105 H 模 1951010因此算得模具总高度应满足200 mm75 mm 50 X 80 mm80 mmH 模 H 最小 H 1 10180 70 10255 H 模 195（单位为 mm）第四章 拉深拉深是把剪裁或着冲裁成一定形状的平板毛坯利用冲模变成开口空心 工件的冲压工序。一、零件拉深分析 拉深时凸模和凹模与冲裁时不同，工作部分没有锐利的刃口，而是具 有一定的圆角，利用拉深能够制得筒形、阶梯形、锥形、球形、方盒 以及 其他形状的复杂零件，零件尺寸小的只有几毫米，大的能够达到 2 到 3 毫 米， 精度能够达到 8到 10级，表面光洁，因而在汽车、飞机、电器、外 表、电子等工业以

53、及日常生活 用品的生产中，拉深工艺占有专门重要的地 位。它是冷冲压的的差不多工序之一 。各类型的拉深件由于几何形状的不 同，拉深中材料的应力状态和变形状态相差就专门大，生产中显现的质量 咨询题就不同， 因而工艺设计和模具设计的原则和方法都不一样，圆筒形 零件的拉深是最近简单和典型的 ，本课程设计确实是典型的拉深件 。零件的差不多参数为：材料： 08Fdcp： 58.2mmt：2.9mmd0： 52.3mmrcp： 2.95mm 半径r： 55.3mm h： 24mm二、拉深变形的特点 （一）拉深变形的起皱现象优质碳素结构钢）dcp圆圈部分中径t零件厚度d0底部平面部分直径rcp工件中线在圆角处的圆角r零件口内部直径零件内部高度拉深过程中，变形区部分材料的小单元面积由扇形变为矩形，其过程能够想象为扇形毛坯被拉着通过一个楔形槽，小单元在径向受拉应力1的作用，在切向受