机械毕业设计论文筒形件的冲压工艺及模具设计全套图纸

1、湖南农业大学东方科技学院全日制普通本科生毕业设计 筒形件的冲压工艺及模具设计the design of stampping process and mold for the cylindrical workpiece 学生姓名：学 号：200941914326年级专业及班级：2009级机械设计制造及其自动化（3）班指导老师及职称： 副教授 学 部：理工学部 湖南·长沙 提交日期：2013年5月 湖南农业大学东方科技学院全日制普通本科生毕业设计诚信声明本人郑重声明：所呈交的本科毕业设计是本人在指导老师的指导下，进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。除文中已经注明引用的内容外

2、，本设计不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体在文中均作了明确的说明并表示了谢意。同时，本设计的著作权由本人与湖南农业大学东方科技学院、指导教师共同拥有。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 毕业设计作者签名： 年 月 日目 录摘要 1关键词 11 前言2 2 零件的工艺性分析2 2.1 计算毛坯尺寸3 2.2 判定拉深次数3 2.3 判定是否需要压边圈3 2.4 确定排样裁板方案3 2.4.1 搭边计算4 2.4.2 送料步距、条料宽度和裁板方法的确定4 2.4.3 材料的利用率 53 确定工艺方案 54 冲裁件的工艺计算6 4.1 压边

3、力6 4.2 拉深力6 4.3 冲裁力6 4.4 卸料力75 模具工作部分尺寸的计算7 5.1 冲裁间隙的计算7 5.2 落料凸、凹模的尺寸计算7 5.3 冲孔凹、凸模的尺寸计算9 5.4 拉深凸、凹模的尺寸计算9 5.4.1 拉深凸、凹模间隙 9 5.4.2 拉深凸、凹模的圆角半径 9 5.4.3 拉深凹、凸模工作部分尺寸和公差的确定 10 5.4.4 拉深凸模通气孔的确定 10 5 .4.5 拉深凸、凹模的结构设计106 设备的初选 127 模具及其他零件的选取和设计12 7.1 模架的选择12 7.2 校核模具闭合高度及压力机有关参数13 7.2.1 模具闭合高度13 7.2.2 设备的

4、最终选定13 7.3 凹模固定板的设计14 7.4 凸模固定板的设计14 7.5 推板形式的选用14 7.6 导柱和导套的选用14 7.7 模柄形式的选用15 7.8 垫板的选用15 7.9 定位零件的选择15 7.9.1 条料方向的控制15 7.9.2 挡料销的设计16 7.10 卸料装置的设计16 7.11 弹性压边装置的选用178 设计并绘制模具总装图179 模具的装配与调试18 9.1 模具的装配18 9.1.1 冲裁间隙的装配19 9.1.2 模架的装配19 9.1.3 凸模和凹凸模的装配19 9.1.4 总装20 9.2 试冲和调试2010 结论20参考文献21致谢22筒形件的冲压

5、工艺及模具设计 学 生： 指导老师： （湖南农业大学东方科技学院，长沙410128）摘 要：本设计为小型的冲压模具，其体积和质量都较小。结合该零件的特点来确定合适的设计理念和设计思路，这样就不会产生设计出的模具无法使用或生产出的零件无法满足其使用性能等问题，结合我国近年来模具的发展历史，虽然在设计制造方法和手段已经基本达到了国际水平，但在精度、制造质量和制作周期等方面，与国外还是有一定的差距。所以，本次设计一定要考虑全面，充分结合实际情况和自己所学知识，这样才能设计出合格的模具产品，更能提高自己的专业水平。关键词：筒形件；冲压工艺；模具 全套图纸，加153893706the design of

6、 stamping process and mold for the cylindrical workpieceauthor: tutor:(oriental science technology college of hunan agricultural university, changsha 410128)abstract：this designed is a small stamping mould with small quality and little volume. combining with the characteristics of these parts to det

7、ermine the appropriate design concept and design ideas, so it wont produce some problems such as the mould cant use after designed or the parts cant satisfy its performance problems. according to the history of our molds in recent years, the methods in designing and manufacturing mould and the struc

8、ture of mould have reached the international level,but there are certain gaps compared with the international level in manufacturing quality,accuracy and manufacturing cycle.so the design i designed need to consider more aspects about combining my actual situation and finding the advantages of my pw

9、n,as it can not only designed the qualified mould product,but also can improve my professional level.keyword：cylindrical workpieces;stamping process; mold1 前言目前，我国的模具工业与发达国家相比还是相当的落后的。主要的原因是我国在模具制造工艺及设备、模具标准化等方面与工业发达国家相比差距很大。近年来，随着模具技术的迅猛发展，模具设计与制造这一行业引来了越来越多的人们的重视。【1】随着工业产品质量的不断提高，模具设计与制作已经成为一个行业，越

10、来越引起人们的重视，模具产品的生成呈现出品种多、小批量、大型精密更新换代速度快的特点。【2】模具设计与技术由手工设备，依靠人工经验、常规机械加工，向以计算机辅助设计、数控编程切削加工、数控电加工核心的计算机辅助设计（cad/cam）技术转变。【3】模具制造技术迅速发展，已成为现代制造技术的重要组成部分。【4】如模具的cad/cam技术，模具的激光快速成型技术，模具的精密成形技术，模具的超精密加工技术，模具在设计中采用有限元法、边界元法进行流动、冷却、传热过程的动态模拟技术，模具的ci ms技术，已在开发的模具dnm技术以及数控技术等，几乎覆盖了所有现代制造技术。【5】模具设计水平的高低、加工设

11、备的好坏、制造力量的强弱、模具质量的优劣直接影响着许多新产品的开发和老产品的更新换代，影响着产品质量和经济效益的提高。【6】本次毕业设计是针对无凸缘圆筒形件端盖落料、拉深和冲孔进行工艺及模具设计。在设计过程中综合运用了本专业所学课程的理论和生产实际知识，对冷冲压模具设计工作进行了一次实际训练，培养和提高了独立工作的能力，巩固与扩充了冷冲压模具设计等所学的知识，掌握了冷冲压模具设计的方法和步骤。掌握了冷冲压模具设计的基本技能，如计算、绘图、查阅设计资料和手册，熟悉标准和规范等。其中由于种种关系有不足之处，请批评和指正。2 零件的冲压工艺分析拉深件的工艺性是指拉深件对拉深工艺的适应性。在一般情况下

12、，对拉深件工艺性影响最大的是几何形状尺寸和精度要求。良好的拉深工艺性能满足工序较少、材料俭省、寿命较高、模具加工容易、操作方便及产品质量稳定等要求。该零件为无凸缘筒形件，材料为10钢，10钢是优质碳素结构钢，易于拉伸成型，具有良好的冲压性能。工件底部圆角半径rt=8 mm,大于拉深凸模圆角半径rp =4-6mm(查冷冲压模具设计与制造表4.3可知，首次拉深凹模圆角半径rd=6t=6 mm，而rp=（0.6-1）rd=4-6 mm，r>rp),满足首次拉深对圆角半径的要求。尺寸730+0.7 mm，查冷冲压模具设计与制造表7.14可知，属于it14级，满足拉深工序对工件公差等级的要求。图1

13、 零件图fig.1 parts drawing2.1 计算毛坯直径d如图1所示，h=(29.5-0.5)mm=29mm，d=(73+1) mm=74mm。工件的相对高度h/d=29mm/74mm=0.39。根据相对高度查冷冲压模具设计与制造表4.3可知，修边余量h=2 mm。查冷冲压模具设计与制造表4.2序号1可知，无凸缘圆筒形件拉深工件的毛坯尺寸计算公式为 d=(d2+4dh-1.72rd-0.56r2 ) (1) 将d=74 mm，h=h+h=(29+2)mm=31 mm,r=(8+0.5)mm=8.5 mm,代入上式中，即得毛坯的直径 d=（742+4×74×31-1

14、.72×8.5×74-0.56×8.52）mm=116 mm。2.2 判断拉深次数工件总的拉深系数m总=d/d=74 mm/116 mm=0.64。毛坯的相对厚度t/d=1 mm/116 mm=0.0086。2.3 判定是否需要压边圈查冷冲压模具设计与制造式（4.27）判断拉深时是否需要压边。因0.045（1-m）=0.045（1-0.64）=0.0162，而t/d=0.0086<0.045(1-m)=0.0162,故需要加压边圈。由相对厚度从冷冲压模具设计与制造表4.8中查得首次拉深的极限拉m1=0.54。因m总=0.64 > m1=0.54 ,故该

15、工件只需要一次拉深。2.4 确定排样裁板方案冲裁件在板料、带料或条料上的布置方法称为排样。合理的排样是降低成本和保证冲件质量及模具寿命的有效措施。应当考虑一下原则：(1) 提高材料利用率（在不影响冲件的使用性能的前提下可适当改变冲件形状）；(2) 合理排样可使操作更简单，劳动强度降低。2.4.1 搭边计算排样中相邻两个零件之间的余量或零件与条料边缘件的余量称为搭边。其作用是用来补偿定位误差，保持条料有一定的刚度，从而保证零件质量和送料方便。搭边值的大小与下列因素有关：(1）材料的力学性能（硬材料的搭边值可小一些，软材料的搭边值要大一些）；(2）工件形状和尺寸（工件尺寸大或圆角半径较小的凸起时，

16、搭边值应取大一些）；(3）材料的厚度（材料厚度达则搭边值取大一些）； (4）手工送料和有侧压装置的模具，搭边值要小一些。搭边实质上是废料，从节省材料的角度出发，搭边值应越小越好，但过小的搭边容易挤进凹模，增加刃口磨损，降低模具寿命，并且也影响冲裁件的剪切表面质量。图2 排样和搭边fig.2 strip layout and take egde查冷冲压模具设计与制造表2.8可得a=1.5 mm，a1=1.5 mm。其中：a-侧面搭边值;a1-冲件之间的搭边值。2.4.2 送料步距、条料宽度和裁板方法的确定（1）送料步距。条料在模具上每次送进的距离称为送料步距（简称步距或进距），其大小应为条料上两

17、个对应冲裁件的对应点之间的距离。 s=d+ a1=116 mm +1.5 mm =117.5 mm,其中 d-毛坯直径； a1-冲件之间的搭边值（2）条料宽度。条料宽度的确定原则为：最小的条料宽度要保证冲裁件零件周边有足够的搭边值；最大的条料宽度要能在冲裁时顺利在导料板之间送进并与导料板之间有一定的间隙。而根据零件图的要求，得知导料板之间无测压装置。从而条料宽度为 b=d+2a+z10-, （2） 式中：b-条料宽度； d-垂直送料方向的零件尺寸；a-侧面搭边值；-条料宽度公差；z1-条料与导料板间的间隙。查冷冲压模具设计与制造表2.9可知，=0.6 mm，z1=0.2 mm。将a=1.5 m

18、m代入上式，则该零件的条料宽度 b=116+2×1.5+0.20-0.6=119.20-0.6 mm。（3） 裁板方法。根据零件要求和以上计算，板料规格选用1 mm ×1000 mm × 2000 mm，为了操作方便，采用横裁，即n1=2000/119.2=17 条。 n1-每张钢板裁板的条数。 n2=（b1-a1）/s=(1000-1.5)/117.5=8 个。式中：n2-每条裁板上的工件个数； b1-钢板宽度；每张钢板上的工件总数：n总=n1×n2=17× 8=136 个2.4.3 材料的利用率 衡量材料的经济利用率指标是材料的利用率，因此

19、排样时，在保证工件质量的前提下，要尽量提高材料的利用率,一张板料上总的材料利用率总= n总a/lb2×100 (3)式中： n总-一张板料上冲裁件的总数目；a- 冲裁件面积（包括内形结构废料）l-板料长度；b2-板料宽度。则材料利用率总=（136×3.14×1162）/（4×2000×1000）×100=71.83 确定工艺方案本工件首先需要落料，制成直径d=116 mm的圆片，然后以d=116 mm 的圆板料为毛坯进行拉深，拉深成内径为730+0.7 mm、内圆角半径r为8 mm 的无凸缘圆筒，再冲孔成内径为150+0.018mm，

20、最后按h=29.5 mm 进行修边。具体分析如下：分析零件的特点可得出三套工艺方案。方案一：采用单工序模，结构简单，一道工序需要一副模具才能完成，生产效率低难以满足该工件大量生产的要求。方案二：采用复合模，可在一副模具中完成几道工序，因此模具结构相对于单工序模较为复杂，而且要求各零部件的动作准确可靠，不相互干涉。这要求模具要达到较高的制造精度。模具的制造成本较高，制造周期延长。方案三：采用级进模，只需要一副模具，生产效率高，到模具的结构复杂，送进料不方便。因此，综合三个方案，方案二最好。4 冲裁件的工艺计算在设计冲裁模时，为了合理地设计模具及选用设备，必须计算出冲裁工艺力。冲裁工艺力包括冲裁力

21、f、卸料力f卸、推荐力f推和顶件力f顶。4.1 压边力查冷冲压模具设计与制造表4.24确定压边力的计算公式为fq=/4d2-（d1+2rd）2p （4）再查表4.25查得p=2.7 mpa .将rd =rp=8 mm,d=116 mm,d1=74mm,代入上式。则拉深模的压边力为： fq=/41162-(74+2×8)2 ×2.7mpa=11 358 n 4.2 拉深力查冷冲压模具设计与制造表4.17计算拉深力 f=k1d1tb （5）由m=0.64,查表4.18，可得k1=0.75，10号钢的强度极限得b=440 mpa。将k1=0.75，d=74 mm,t=1 mm,

22、b=440 mpa代入上式，即可得 f拉=0.75 × 3.14×74 mm × 1 ×440 mpa =76 717 n4.3 冲裁力平刃口模具冲裁时，其理论冲裁力公式为f冲=lt, （6）式中： f冲-冲裁力；l-冲裁周边长度；t-材料厚度；-材料抗剪强度。10钢的值查冲压成型工艺与模具设计附表2，10钢的抗剪强度为220340 mpa,在此取=300 mpa,由于在选择吨位设备时，考虑刃口磨损和材料厚度计力学性能波动等因素，实际冲裁力可能增大，所以 f落=1.3lt=1.3×3.14×116×300×1=14

23、2 053 n f冲=1.3lt=1.3×3.14×15×300×1=18 369 n4.4 卸料力查冷冲压模具设计与制造公式计算卸料力：f卸=k卸 f落 （7）查冷冲压模具设计与制造表2.10可知，k卸=0.2，则 f卸=0.2×142 053=28.41 kn按式（4.31），压力机的公称压力为 f压>=1.4(f+ f落+ f冲+fq)=1.4×(76 717+142 053+18 369+11 358)n =347895.8 n故f总= f+ f落+ f冲+fq =76 717+142 053+18 369+11 358

24、=248.497 kn故压力机的公称压力至少要大于350 kn 。5 模具工作部分尺寸的计算5.1 冲裁间隙的计算冲裁模的凹、凸模刃口部分尺寸之差称为冲裁间隙。冲裁间隙对冲裁件断面质量、冲裁力、推件力、模具寿命、卸料力、顶件力和冲裁件的尺寸精度都有很大的影响，是一个非常重要的工艺参数。因此，在设计模具时，一定要选择合理的间隙，才能保证冲裁件断面质量较好，冲裁力较小，模具寿命较长。冲裁间隙的合理数值应使冲裁时板料中的上、下两剪面裂纹重合，正好相交于一条连线上。根据冷冲压模具设计与制造表2.12，得知： zmin=0.13 mm， zmax=0.16 mm5.2 落料凸、凹模的尺寸计算落料件的尺寸

25、取决于凹模的尺寸，因此落料模决定凹模的尺寸，用减小凸模尺寸来保证合理间隙。刃口的尺寸磨损，导致冲件尺寸的减小，因此要取接近或等于冲件的最大极限尺寸。在选择模具制造公差时，既要保证冲件的精度要求，又要保证有合理的间隙，一般冲模精度较冲件精度高2-3级。复合模中落料模的刃口尺寸计算，由于冲件为圆形，形状结构简单，故落料凹模、凸、凹模中的凸模部分采用分开加工，拉深前的坯料直接取自由公差，可定为it14级精度。落料凹凸模的制造公差查冷冲压模具设计与制造表2.14，则： p=0.025 mm， d=0.035 mm校核间隙： p +d=0.025+0.035=0.06 mm，zmax - zmin =0

26、.16-0.13=0.03 mm由p +d=0.06 mm > zmax - zmin =0.03 mm,为了保证新冲模的间隙小于最大合理间隙zmax，凸模和凹模的制造公差必须保证：p +dzmax - zmin但是相差不大，此时可做如下调整：取p=0.4（zmax - zmin）=0.4×0.03=0.012 mm d=0.6（zmax - zmin）=0.6×0.03=0.018 m由于凸、凹模是分别加工的，故落料凹模刃口尺寸和落料凸模刃口尺寸计算公式为： dd=（dmax-x）0+d （8） dp=（dmax-x- zmin）-p0 （9） 式中：dmax 落料

27、工件的最大极限尺寸； x-磨损系数； -工件的制造公差；取=5p=5×0.012=0.06 mm，查冷冲压模具设计与制造表2.17，可得磨损系数x=0.75故 dd=（116-0.75×0.06）0+0.018=115.960+0.018 mm dp=（116-0.75×0.06-0.13）-0.0120=115.83-0.0120 mm凹模则采用整体凹模，安排凹模在模架上的位置时，要依据计算压力中心的数据，将压力中心与模柄中心重合。其轮廓尺寸如下：凹模厚度尺寸的计算： h=kb1 （10）式中： b1-垂直于送料方向凹模型孔壁间的最大距离；k-由b1和材料厚度t

28、决定的凹模厚度系数； 查冷冲压模具设计与制造表2.20,可得k=0.17，则 h=0.17×116=19.72 mm凹模壁厚 c=1.5h=1.5×19.72 =29.58 mm垂直于送料方向的凹模宽度b= b1+3h=116+3×19.72=175.16 mm送料方向的凹模长度a=b=175.16 mm5.3 冲孔凹、凸模的尺寸计算冲孔凸、凹模的制造公差根据冷冲压模具设计与制造表2.14可得 p=0.020 mm， d=0.020 mm校核间隙： p +d=0.020+0.020=0.040 mm，zmax - zmin =0.16-0.13=0.03 mm由p

29、 +d=0.04 mm > zmax - zmin =0.03 mm,为了保证新冲模的间隙小于最大合理间隙zmax，凸模和凹模的制造公差必须保证：p +dzmax - zmin但是相差不大，此时可做如下调整：取p=0.4（zmax - zmin）=0.4×0.03=0.012 mm d=0.6（zmax - zmin）=0.6×0.03=0.018 mm 由于凸、凹模是分别加工的，故冲孔凹模刃口尺寸和落料凸模刃口尺寸计算公式为： dd=（dmin+x+zmin）0+d （11） dp=（dmin+x）-p0 （12）式中： dmin 冲孔工件的最小极限尺寸； x-磨损

30、系数； -工件的制造公差。取=5p=5×0.012=0.06 mm，查冷冲压模具设计与制造表2.17，可得磨损系数x=0.75。故dd=（14.78+0.75×0.06+0.13）0+0.018=15.010+0.018 mm dp=（14.78+0.75×0.06）-0.0120=14.88-0.0120 mm5.4 拉深凸、凹模的尺寸计算5.4.1 拉深模的间距由冷冲压模具设计与制造表4.28查得拉深模的单边间隙为 z/2=1.1t=1.1×1=1.1 mm。则拉深模的双边间隙值z=2.2 mm。5.4.2 拉深模的圆角半径凹模圆角半径rd对拉深件工

31、件的影响很大。当圆角半径rd 过小时，则毛坯被拉入凹模的阻力就越大，拉深力就增大，容易使工件产生划痕、变薄甚至拉裂，从而降低模具的使用寿命；当圆角半径rd过大时，则会使压边圈下的毛坯悬空，从而使有效压边面积减小，易使工件起皱。在不产生起皱的前提下，凹模圆角半径rd则是越大越好。因此，凹模的圆角半径rd按冷冲压模具设计与制造表4.31选取，rd=8t=8 mm。凸模的圆角半径rp对拉深工作同样有很大的影响。当凸模的圆角半径rp过小时，则工件弯曲变形大，危险断面容易拉断；当凸模的圆角半径rp过大时，则毛坯底部的承压面积减小，悬空部分加大，容易产生底部的局部变薄和内皱。因此，按冷冲压模具设计与制造表

32、4.31选取，凸模的圆角半径rp等于工件的内圆角半径，即rp=r=8 mm。5.4.3 凹、凸模工作部分的尺寸和公差由于工件要求内形尺寸，故以凸模为设计基准按表（4.29），求得凸模尺寸dp=（dmin+0.4）-p 0 （13）将模具公差按it10级选取，则p=0.12mm;将dmin=73mm,=0.7mm, p=0.12mm代入上式，则凸模尺寸为 dp=（73+0.4×0.7）0-0.12 =73.280-0.12 mm。间隙取在凹模上，则凹模的尺寸按表（4.29）计算，即dp=（dmin+0.4+z）0+d （14）查表4.30可得，d=0.12 mm,将dmin=73 mm

33、,=0.7 mm, d=0.08mm，z=2.2 mm代入上式，则凹模的尺寸为 dp=（73+0.4×0.7+2.2）0+0.12 =75.480+0.12 mm5.4.4 确定凸模的通气孔工件在拉深时，由于空气压力的作用或者润滑油的粘性等因素，使工件很容易粘附在凸模上。为使工件不至于紧贴凸模，设计凸模时，应有通气孔。对于一般中小型件的拉深，可直接在凸模上钻出通气孔，孔的大小根据凸模尺寸大小而定，用表4.32查得，凸模的通气孔直径为6.5 mm。5.4.5 拉深模径向尺寸的计算根据冷冲压模具设计与制造表4.28，查得拉深凸模和凹模的单边间隙按z/2=1.1t，即得z=2×1

34、.1t=2.2 mm。查冷冲压模具设计与制造表4.30，得 p=0.050 mm， d=0.080 mm， 从而求得拉深凸模和凹模的刃口尺寸。凹模径向尺寸： dd=dmax 0+d =730+0.12 mm（15）凸模径向尺寸： dp=（dmax-z） -p0 =70.8-0.080 mm（16）综上所述，各个模的结构设计图如下：图3 落料拉深凸凹模fig.3 blanking deep drawing punch-die图4 冲孔凸模figuer4 punching punch图5 拉深冲孔凸凹模fig.5 deep drawing punch-die6 设备的初选设备工作行程需要考虑工件成

35、形个方便取件，工作行程h>=2.5h工作=2.5×31.5=78mm。根据冷冲压模具设计与制造表7.13的压力机型号，综合考虑，初步确定为单柱固定台式j11-50压力机。7 模具及其他零件的选取和设计7.1 模架的选择模架的选择一部是根据凹模定位和卸料装置的平面而定的，选择模座的形状和尺寸，模座的外形尺寸应比凹模相应的尺寸大40-70 mm。而模座的厚度一般取凹模厚度的1-1.5倍。下模座外形尺寸至少超过压力机大约50 mm，同时选择的模架与闭合后的模具设计的高度适应。通常所说的模架是由上模座、下模座、导柱、导套四部分组成，一般标准模架不包括模柄，模架是整个模具的骨架，它是连接

36、冲模主要零件的载体，模具的全部零件都固定在它上面，并承受冲压过程的全部载荷。分析冲裁件可知，该零件是一个简单的对称的圆形的冲件，而且最大直径为73mm，可直接通过落料得到。所以总体上应将落料凹模固定在下模上，先完成落料，再随着模具的继续动作完成拉深。由于料板的厚度只有1 mm ，较薄，冲裁件较小，质量要求一般，可用弹性卸料装置进行卸料，同时可实现冲裁前压料动作，保证工件的平整度。又由于毛坯以条料的形式送进模具，大批量生产，所以可用两个导料销和一个挡料销完成条料送进时的正确定位和送料步距，同时由于冲裁件结果较为简单，尺寸较小，故手动送料即可，在上下模的导向方式上，考虑到冲裁件的结构简单，尺寸精度

37、要求一般，且是大批量生产，应尽可能提高使用寿命，可用导柱、导套完成上下模的冲裁定位。此拉深模具是在单动压力机上拉深。压边圈采用平面式的，坯料用压边圈的凹槽定位，凹槽深度小于1 mm，以便压料，压边力用弹性元件，模具采用倒装结构，出件采用卸料板推出。总体而言，模架的选择应从三方面入手：(1)依据产品零件精度，模具工作零件配合精度的高低确定模架精度；(2)根据产品零件的精度要求、形状和板料送料方向选择模架类型；(3)根据凹模周界尺寸确定模架的大小规格。由于此拉深模为非标准形式，故需要计算模具的闭合高度。其中各模座的尺寸需按国标取值。则模具的闭合高度为:h模具=h上模座+h压边圈+h固定板+ h下模

38、座+25 mm式中25mm是模具闭合时，压边圈与固定板之间的距离。取h上模座=（30+8+14+30）mm=82mm,取h压边圈=20mm,h固定板=20mm, h下模座=40mm， 则模具的闭合高度为： h模具=82mm+20mm+20mm+40mm+25mm=187 mm7.2 校核模具闭合高度及压力机有关参数7.2.1 模具闭合高度 式中: hmax压力机最大闭合高度； hmin压力机最小闭合高度； h垫板垫板厚度。根据前面初选压力机j11-50，查冷冲压模具设计与制造表7.10得： hmax=270 mm hmin=235 mm h垫板=70 mm将以上数据带入公式，得175 mm&l

39、t; h模具<195 mm经计算该模具闭合高度h模具=187 mm，在175 mm195 mm内，所以压力机j11-50可以使用。7.2.2 设备的最终选定通过较核，选择开式可倾式压力机j11-50能满足使用要求。其技术参数如下：公称压力： 500 kn滑块行程： 10-90 mm滑块行程次数： 65/（次/min）最大闭合高度： 2700 mm封闭高速调节量: 75 mm滑块中心线至床身距离： 235 mm工作台尺寸（前后×左右）： 440 mm×650 mm 垫板尺寸： 70 mm模柄孔尺寸：（直径×深度）： 50 mm×80 mm7.3 凹模

40、固定板的设计（1）凹模固定板的厚度:其厚度与凹模的厚度尺寸一致，取20mm；（2）凹模固定板的外形尺寸：与卸料板的外形尺寸一致，根据核准选取板的规格为。（3）材料：选用q235钢（4）配合及连接件：凹模与凹模固定板的配合为h7/m6,装配可通过2个销钉定位,6个螺钉与下模座连接固定,各形孔的位置尺寸与凹模的保持一致,顶部与模铆接,因此必须倒角。 7.4 凸模固定板的设计（1)凸模固定板的厚度：其厚度取20mm；（2)凸模固定板的外形尺寸：与卸料板的外形尺寸一致，根据核准选取板的规格为。（3)材料：选用q235钢；（4)配合及连接件：凸模与凸模固定板的配合为h7/m6,装配可通过2个销钉定位,6

41、个螺钉与上模座连接固定,各形孔的位置尺寸与凸模的保持一致,顶部与凸模铆接,因此必须倒角。7.5 推板形式的选择推板的形式选用教材图2.71a型，它的形状及推杆的布置使得推件力分布对称、平衡，能平稳地将工件推出。7.6 导柱和导套的选择在选用时应注意导柱的长度，要能保证冲模在最低工作位置时，导柱上端与上模座顶面的距离不小于10-15 mm，而下模座底面与导柱底面的距离应为0.5-1 mm。考虑到加工和装配方面，导柱和导套均选用滑动的。导柱的下部与下模座导柱孔采用过盈配合，导套的外径与上模座导套孔采过盈配合。7.7 模柄形式的选择中小型模具都是通过固定在压力机滑块上的，直接将上模座固定在滑块上。根

42、据模具特点，该模柄选用带套阶的压入式模柄。它与模座安装孔采用h7/n6过度配合，这样可以保证较高的同轴度和垂直度。图6 模柄fig.6 handle mould7.8 垫板的选用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，为防止凸模尾端压损模座，在上模座和凸模固定板之间必须安装淬硬磨平的垫板。在此选用了一个垫板和中垫板。垫板的材料选用45钢，淬火硬度hrc40-45。图7 垫板fig.7 plate7.9 定位零件的选择7.9.1 条料方向的控制条料的送料方向一般都是靠导料板或导料销一侧导向送料，以免导致送偏。用导料销控制送料方向时，一般要用两个。由于本次是

43、设计的冲压模具采用的是手工送料，因此可以省去测压装置，手工直接送料进入凸模刃口。7.9.2 挡料销的设计挡料销分为圆形与钩形两种，一般装在凹模上，活动挡料销常常用在倒装复合模中，装于卸料板上可以伸缩。由于本次设计的模具要求简单，所以，可以采用圆形挡料销。7.10 卸料装置的设计为了得到较平整的工件，先模拟采用弹压式卸料结构，弹簧和橡胶是模具中广泛采用的弹性元件，在此选用弹簧作为此模具的弹性元件。根据模具的安装位置，拟选用10个弹簧，每个弹簧的预压力为：f预f卸/n （17） 式中： f预 -为冲裁卸料力； n-为弹簧的个数。又已知 f卸=28.41 kn,故f预f卸/n=28.41/10=2.

44、841 kn。为了保证能得到较平整的工件，应使弹簧极限压力大于预压力，而且一般取预压力的1.5-2.0倍作为极限压力的大小。故 fj=1.5f预=1.5 × 2.841 =4.26 kn根据冷冲压模具设计与制造表7.57的圆柱旋压缩弹簧尺寸，选择的弹簧型号为：弹簧：10×45×130校核弹簧：选择弹簧时，一般有三个要求：（1） 压力要足够；（2）压缩量要足够；（3）要符合模具结构空间的要求。三个条件中，关键是看第三个。模具闭合高度的大小限定了所选弹簧在预压状态下的长度；上下模座的尺寸限定了卸料板的面积，也就限定了允许弹簧占用的面积，所以选取弹簧的根数、直径和长度，

45、必须符合面积结构空间的要求。下面就计算用所选的弹簧的安装长度是否符合模具结构空间的要求。预选弹簧10×45×130，工作行程h=31.5 mm,卸料力f卸为28.41kn，选定十根弹簧，单根的卸料力f卸为2.841 kn。工作极限负荷fj=4.26 kn > 单根的卸料力f卸=2.841 kn工作极限负荷下变形量hj=35.5 mm弹簧每圈最大压缩量： hj/n=35.3/7.5=4.71 mm弹簧每圈预压缩量： h预/n=2.841/4.26×4.71=3.14 mm弹簧每圈剩余压缩量： h余/n=4.71-3.14=1.57 mm弹簧的预压缩量： （h预

46、/n）×n=3.14×7.5=23.55 mm弹簧的剩余压缩量： （h余/n）×n=1.57 ×7.5=11.78 mm < h工作=31.5mm，由于弹簧的剩余压缩量小于工作行程，故预选的弹簧不可用。改改刚性卸料装置。刚性卸料板可用于材料厚度大于0.5 mm、平面度要求不高的工件，特别适用于卸料力较大的情况。刚性卸料板分为固定式、悬臂式和钩形，考虑工件的特点本次设计选用固定式刚性卸料板。刚性卸料板用螺钉和销钉固定在下模座上。7.11 弹性压边装置的选用弹性压边装置包括气垫、橡胶和弹簧垫三种。气垫虽然效果好，但结构复杂，不易制造，必须采用压缩空气。

47、橡皮垫结构简单，价格低廉，且能很好的满足使用要求，故本次模具设计选用橡皮垫。8 设计并绘制模具总装图为了实现先落料，后拉深，在保证模具装配后，应使拉深凸模的端面比落料凹模低3mm。冲裁模的工作原理：上模部分通过模柄安装在压力机滑块上面，而下模部分则通过螺栓和压板装置安装在压力机的工作台面上。刚性卸料板用销钉和螺栓固定在下模上，卸料板的槽可用于导料，下模部分设有导料销等。条料沿着刚性卸料板槽送进，由挡料销控制其送料步距。压力机行程一次，冲裁模完成冲压一次。压力机滑块回程时，带动上模部分上行，卡在凹、凸模内的工件由推件块卸下，卡在凹、凸模外的条料则由卸料板卸下，从而完成一次完整的冲压行程工序。图8

48、 模具总装图fig.8 the mold assembly diagram1.推杆 2.模柄 3.螺钉 4.圆柱销 5.上模座 6.推板 7.垫板 8.上模固定板 9.落料拉深凸凹模 10.固定卸料板 11.挡料销 12.落料凹模 13.顶件块 14.顶杆 15.下模座 16.托板 17.橡胶 18.托板 19.螺母 20.螺栓 21.导柱 22.导套 23.冲孔凸模 24.拉深冲孔凸9 模具的装配与调试按照本次设计的方案装配的模具，在装配时应要符合如下的基本要求。9.1 模具的装配（1）保证相关零件的位置精度。例如动定模之间、上下模之间的位置精度；型腔、型孔与型芯之间的位置精度；定位和挡料装置的相对位置精度；卸料和顶料装置的相对位置精