端盖复合模具

1、攀枝花学院本科毕业设计（论文） 端盖复合模具设计与 三维动态加工 二一五年五月攀枝花学院本科毕业设计（论文） 摘要摘 要冲压模具在实际工业生产中应用广泛。在传统的工业生产中，工人生产的劳动强度大、劳动量大，严重影响生产效率的提高。随着当今科技的发展， 工业生产中模具的使用已经越来越引起人们的重视，而被大量应用到工业生产中来。冲压模具的自动送料技术也投入到实际的生产中，冲压模具可以大大的提高劳动生产效率，减轻工人负担具有重要的技术进步意义和经济价值。本论文对成形模具的分类、特点及发展方向作了简略概述；论述了冲压零件的形成原理、基本模具结构与运动过程及其设计原理；对典型的成形模模具进行了

2、设计：成形翻边模是一种高精度、高效率、长寿命的模具，是技术密集型模具的重要代表，设计的内容主要是零件加工方案的确定、零件的排样图的设计、计算其刃口尺寸及模具工作部分零件的选择。冲压模具的设计充分利用了机械压力机的功用特点，在室温的条件下对坯件进行冲压成形，生产效率提高。本文介绍的成形模模具实例结构简单实用，使用方便可靠，对类似工件的大批量生产具有一定的参考作用。关键词 冲压；成形；翻边；成形模具；模具结构I攀枝花学院本科毕业设计（论文） ABSTRACTABSTRACT Stamping die in the actual industrial production applications.

3、 In the traditional industrial production, workers in labor-intensive production, labor, and seriously affect the production efficiency. With today's technology development, industrial production has been increasing the use of mold caused by people's attention was a large number of applicati

4、ons to the industrial production. Stamping die of automatic feeding technology into actual production, burden of workers has an important significance . In this paper, the classification of the forming mold, characteristics and gave a brief overview of the direction of development; discussed the for

5、mation of the principle of stamping parts, the basic structure and mold design process and its principle of movement; flange forming die is a high precision and high efficiency, long-life mold, mold is an important technology-intensive.This article describes examples of the forming die mold structur

6、e is simple and practical, easy-to-use and reliable for mass production of similar parts with some reference value.Keywords:Stamping forming flanging formingdie diestructure攀枝花学院本科毕业设计（论文） 目录目 录摘 要IABSTRACTII1 绪论- 1 -1.1 模具行业的发展现状- 1 -1.2模具在加工业中的地位- 1 -1.3 模具的发展趋势- 2 -1.4 设计在学习模具制造中的作用- 3 -2 冲裁端盖零件的

7、设计工艺性分析- 4 -3 冲裁零件模具的设计思路分析- 5 -3.1冲裁零件模具设计方案的分析- 5 -3.2冲裁工件3步的尺寸计算- 7 -3.2.1由内、外缘翻边成形工件到腰形孔工件的计算- 7 -3.2.1.1.外圆孔翻边的计算- 7 -3.2.1.2内圆孔翻边的计算- 7 -3.2.1.3内圆孔高度H1的计算- 8 -3.2.2由腰形孔工件到浅拉深工件的计算- 8 -4 落料、冲孔、浅拉深复合模具的设计- 9 -4.1 零件冲压工艺分析- 9 -4.1.1工件的介绍- 9 -4.1.2 工件结构形状分析- 9 -4.1.3 产品尺寸精度、粗糙度、断面质量分析- 9 -4.2 零件冲压

8、工艺方案的确定- 10 - 4.2.1 冲压方案- 10 - 4.2.2 各工艺方案特点分析- 10 - 4.2.3 工艺方案的确定- 11 -4.3 冲模结构的确定- 11 - 4.3.1 模具的结构形式- 11 -4.3.2 模具结构的选择- 11 -4.4 零件冲压工艺计算- 11 -4.4.1零件毛坯尺寸计算- 11 -4.4.2排样- 12 -4.4.3 拉深工序的拉深次数和拉深系数的确定- 12 -4.4.4冲裁力、拉深力的计算- 13 -4.4.5计算完成零件冲压所需的力，并选择压力机- 14 -4.4.6 拉深间隙的计算- 14 -4.4.7 拉深凸、凹模圆角半径的计算- 15

9、 -4.4.8 计算模具刃口尺寸- 15 -4.5模具主要零件的设计- 17 -4.5.1冲孔凸模- 17 -4.5.2上凸凹模- 18 -4.5.3落料凹模- 19 -4.5.4下凸凹模- 20 -4.5.5校核凸、凹模强度、刚度- 21 -4.6选用标准的模架- 22 - 4.6.1 模架的类型- 22 -4.6.2 模架的尺寸- 22 -4.7选用辅助结构零件- 26 -4.7.1 导向零件的选用- 26 -4.7.2 模柄的选用- 26 -4.7.3 卸料板、垫板、固定板- 27 -4.7.4 推件、顶件装置- 28 -4.7.5压料装置及卸料装置中弹性元件橡胶的计算- 29 -4.7

10、.6 定位连接装置- 32 -4.8各零部件的配合要求- 32 -4.9 落料、冲孔、浅拉深复合模具装配图- 33 -5 冲腰形孔模具的设计- 35 -5.1零件工艺性分析- 35 -5.1.1材料分析- 35 -5.1.2结构分析- 35 -5.1.3精度分析- 36 -5.2冲裁工艺方案确定- 36 -5.3零件工艺计算- 36 -5.3.1刃口尺寸计算- 36 -5.3.2冲压力计算- 37 -5.3.3压力中心计算- 37 -5.3.4冲压设备的选用- 38 -5.4模具主要零件的设计- 38 -5.4.1凸模的设计- 38 -5.4.2凸模垫板的采用和厚度- 39 -5.4.3凹模的

11、设计- 39 -5.4.4凹模固定板- 41 -5.5模具模架的选择- 41 -5.5.1模具选择- 41 - 5.5.2 模架的尺寸- 41 -5.6选用辅助结构零件- 42 -5.6.1 导向零件的选用- 42 -5.6.2 模柄的选用- 43 -5.6.3 垫板- 44 -5.6.4 顶件装置- 44 -5.6.5压料装置及卸料装置中弹性元件橡胶的计算- 45 -5.6.6 定位、连接装置- 46 -5.7各零部件的配合要求- 47 -5.8冲腰形孔模具总装配图- 48 -6 内、外缘翻边模具的设计- 50 - 6.1 内、外缘翻边工件说明- 50 -6.2 内、外缘翻边工件工艺性分析-

12、 50 -6.2.1零件的说明- 50 -6.2.2工艺方案确定- 51 -6.3零件工艺计算- 51 -6.3.1计算翻边系数- 51 -6.3.2极限翻边高度- 51 -6.3.3计算翻边力- 51 -6.3.5公称压力的校核- 52 -6.3.6闭合高度- 52 -6.3.7计算凸凹模工作尺寸及公差- 52 -6.4模具主要零件的计算- 53 -6.4.1内圆孔翻边凸模的计算- 53 -6.4.2外圆翻边的计算- 54 -6.4.3弯曲凹模设计- 55 -6.4.4凸模设计- 56 -6.4.5下面凹模设计- 56 -6.5模具模架的选择- 58 -6.6模具辅助零件的选择- 59 -6

13、.6.1 导向零件的选用- 59 -6.6.2 模柄的选用- 59 -6.6.3 垫板、凸模固定板- 60 -6.6.4 顶件装置- 61 -6.6.5卸料装置中弹性元件弹簧的计算- 61 -6.6.6 定位、连接装置- 62 -6.7各零部件的配合要求- 63 - 6.8内、外边缘翻边模具总装配图- 63 -7 冲裁零件的冲压工艺卡- 65 -参 考 文 献- 67 -总 结- 68 -致 谢- 69 - 攀枝花学院本科毕业设计（论文） 1 绪论1 绪论1.1 模具行业的发展现状 随着我国当前的经济形势的日趋好转，在“实现中华民族的伟大复兴”口号的倡引下，中国的制造业也日趋蓬勃发展；而模具技

14、术已成为衡量一个国家制造业水平的重要标志之一，模具工业能促进工业产品生产的发展和质量提高，并能获得极大的经济效益，因而引起了各国的高度重视和赞赏。在日本，模具被誉为“进入富裕的原动力”，德国则冠之为“金属加工业的帝王”，在罗马尼亚则更为直接：“模具就是黄金”。可见模具工业在国民经济中重要地位。我国对模具工业的发展也十分重视，早在1989年3月颁布的关于当前国家产业政策要点的决定中，就把模具技术的发展作为机械行业的首要任务。 近年来，塑料模具的产量和水平发展十分迅速，高效率、自动化、大型、长寿命、精密模具在模具产量中所战比例越来越大。近几年，我国模具产业总产值保持13%的年增长率，截至2008年

15、模具产值已超过600亿元，模具及模具标准件出口将从现在的每年9000多万美元增长到2008年的5亿美元左右。单就汽车产业而言，一个型号的汽车所需模具达几千副，价值上亿元，而当汽车更换车型时约有80%的模具需要更换。另外，电子和通讯产品对模具的需求也非常大，在发达国家往往占到模具市场总量的20%之多。目前，中国17000多个模具生产厂点。2003年中国模具工业总产值已达450亿元人民币。工业总产值中企业自产自用的约占三分之二，作为商品销售的约占三分之一。在模具工业的总产值中，冲压模具约占50%，塑料模具约占33%，压铸模具约占6%，其它各类模具约占11%。1.2模具在加工业中的地位模具是利用其特

16、定形状去成型具有一定的形状和尺寸制品的工具。在各种材料加工工业中广泛的使用着各种模具。例如金属铸造成型使用的砂型或压铸模具、金属压力加工使用的锻压模具、冷压模具等各种模具。- 74 -攀枝花学院本科毕业设计（论文） 1 绪论对模具的全面要求是：能生产出在尺寸精度、外观、物理性能等各方面都满足使用要求的公有制制品。以模具使用的角度，要求高效率、自动化操作简便；从模具制造的角度，要求结构合理、制造容易、成本低廉。现代生产中，合理的加工工艺、高效的设备、先进的模具是必不可少是三项重要因素，尤其是模具对实现材料加工工艺要求、塑料制件的使用要求和造型设计起着重要的作用。高效的全自动设备也只有装上能自动化

17、生产的模具才有可能发挥其作用，产品的生产和更新都是以模具的制造和更新为前提的。由于制件品种和产量需求很大，对模具也提出了越来越高的要求。因此促进模具的不断向前发展1.3 模具的发展趋势我国模具行业将向大型、精密、复杂、高效、长寿命和多功能方向发展。模具在很大程度上决定着产品的质量、效益和开发能力。在现代机械制造业中，模具工业已成为国民经济中的基础工业，许多新产品的开发和生产，在很大程度上依赖于模具制造技术，特别是在汽车、轻工、电子和航天等行业中尤显重要。模具制造能力的强弱和模具制造水平的高低，已经成为衡量一个国家机械制造技术水平的重要标志之一，直接影响着国民经济中许多部门的发展。随着科学技术的

18、不断进步和工业生产的迅速发展，冲压工艺和冲模技术也在不断地革新和发展。冲压加工技术在今后的发展方向和动向，主要有以下几个方面：（1）工艺系统的现代化。冲压技术与现代数学、计算机技术联姻，对复杂曲面零件进行计算机模拟和有限元分析，达到预测某一工艺方案对零件成形的可能性与成形过程中将会发生的问题，供设计人员进行修改和选择。这种设计方法是将传统的经验设计升华为优化设计，缩短了模具的设计与制造周期，节省了昂贵的模具试模费用等。（2）模具计算机辅助设计、制造与分析（CAD/CAM/CAE）的研究和应用，将提高模具制造效率，提高模具的质量，使模具设计与制造实现CAD/CAM/CAE一体化。（3）冲压生产的

19、自动化。为了满足大批量生产的需要，冲压生产已向自动化、攀枝花学院本科毕业设计（论文） 1 绪论无人化方向发展。现已实现了利用高速冲床和多工位级进模实现单机自动冲压，其每分钟可冲压几百乃至上千次。大型零件的生产已实现了多机联合生产线，从板料的送进到冲压加工、最后检查可完全由计算机控制，极大地减轻了工人的劳动强度并提高了生产效率。目前冲压生产已逐步向无人化生产成形的柔性冲压加工中心发展。（4）为适应市场经济需求，大批量与多品种小批；量共存。发展适宜于小批量生产的各种简易模具、经济模具和标准化且容易交换的模具系统。1.4 设计在学习模具制造中的作用毕业设计，是我对所学知识进行的一个总结，也是对自我能

20、力的一次检验。这次设计可以让我更好的认识机械这个行业的现状，更好的把自己的知识与实践结合起来，把所学的知识到实践中去应用。  这是考验，是挑战，通过这次设计相信我以后在现实生活工作中可以更好的运用知识，发挥所长。毕业设计，可以培养学生综合运用所学理论知识和专业技能，分析解决一般机械工程设计和加工制造等实际问题的能力，熟悉工程设计工作的一般程序、方法。也可以培养学生懂得工程技术工作中所必须的全局观念和经济观点，掌握、了解机械设计的各项技术、经济指标的来源及功用，设计中应树立理论联系实际的、踏实正确的的设计思想，保持严格认真的科学工作作风。以及培养学生调查研究、综合分析思考能力

21、，以及查阅技术文献、资料和手册、拟定设计方案、计算、绘图和编写设计说明书的能力。  课程设计的题目是阳极焊片的模具设计。通过参观、调研等实习手段，掌握设计的各种方案及适用要求、收集图纸资料及技术文献、分析计算、选择方案、绘制零件、装配图、说明书，并能参加毕业答辩。也就是完成教学计划达到本科生及专科生培养目标的重要环节，是教学计划中综合性最强的实践教学环节，将提高学生的思想、工作作风及实际能力、提高我们毕业生全面素质.。 通过对模具专业的学习，掌握了常用材料在各种成型过程中对模具的工艺要求，各种模具的结构特点及设计计算的方法，以达到能够独立设计一般模具的要求。在模具制造方面，

22、掌握一般机械加工的知识，金属材料的选择和热处理，了解模具结构的特点，根据不同情况选用模具加工新工艺。攀枝花学院本科毕业设计（论文） 2 冲裁端盖零件的工艺分析 2 冲裁端盖零件的设计工艺性分析 如图1所示为导向板的零件图。该冲件材料为Q235钢，厚度为t=0.8mm，大批量生产，由图1可知，该工件需要内、外缘同时翻边，且从变形程度来看，属局部浅拉深的起伏件。因此，在起伏过程中能否一次成形，保证工件平整而且无裂纹是该工件模具设计的关键。 图1 导向板零件简图攀枝花学院本科毕业设计（论文） 3 冲裁零件的设计思路 3 冲裁零件模具的设计思路分析3.1冲裁零件模具设计方案的分析由于该产品为大批量生产

23、，不宜采用单一工序生产，而使用级进模具太复杂，经多方面的论证，决定采用三副模具来完成工件的加工。 第一副模具：落料、冲孔浅拉深复合模，加工后工件尺寸和形状如图2所示。第二副模具：腰形孔的冲裁模，加工后工件尺寸和形状如图3所示。第三副模具：内、外缘翻边成形模，加工后工件尺寸和形状如图4所示。图2落料、冲孔、浅拉深工件图攀枝花学院本科毕业设计（论文） 3 冲裁零件的设计思路 图3腰形孔工件图 图4内、外缘翻边成形工件3.2冲裁工件3步的尺寸计算 3.2.1由内、外缘翻边成形工件到腰形孔工件的计算 由图4分析可知：由内、外缘翻边成形工件到腰形孔工件图的计算，主要是外缘的翻边计算及内孔的翻边计算。 3

24、.2.1.1.外圆孔翻边的计算 由冷冲压工艺与模具设计书P256有，该工件的外边缘属于压缩内翻边，且， 其中， k为翻边系数，b为翻边的变形长度，R为翻边半径，R=3.35mm，查表5-1取b=3.5.所以： 取L=5mm因为：L=5mm为外圆翻边的长度。则在外圆翻边之前，整个落料圆的直径D直=2xL+34=44mm工件图相关尺寸如图6内缘孔翻边后工件图所示3.2.1.2内圆孔翻边的计算 由分析可知，该工件的内圆孔属于内圆孔翻边圆的直径d0，由冷冲压工艺与模具设计书P251圆孔翻边工艺计算，与预制孔的直径计算公式为将D1=D+2r+t，及h=H-r-t 带人整理得： 取d0=7.4mm.工件图

25、相关尺寸如图5、7内缘孔翻边后工件图所示 图5内缘孔翻边后工件图 图6外缘翻边后工件图图7 内、外圆孔翻边前工件图3.2.1.3内圆孔高度H1的计算由冷冲压工艺与模具设计书P251圆孔翻边工艺计算中， 其中， k为翻边系数，b为翻边的变形长度，R为翻边半径，R=3.35mm，查表5-1取b=3.5.取HI=3.5mm图8工件翻边后高度 3.2.2由腰形孔工件到浅拉深工件的计算 因为冲腰形孔工件只涉及到冲孔部分，不设计其他关于圆形件直径的分析计算，故其尺寸在这里不需要计算。攀枝花学院本科毕业设计（论文） 4 落料冲孔浅拉深复合模具设计 4 落料、冲孔、浅拉深复合模具的设计4.1 零件冲压工艺分析

26、 4.1.1工件的介绍 材料：Q235A钢，料厚：0.8mm，批量：大批量，零件图：如图9所示图9落料、冲孔、浅拉深工件图 4.1.2 工件结构形状分析 由图4可知，该部分的零件为圆片落料、有凸缘的筒形件拉深、冲中间的圆孔，产品结构简单对称，孔壁与制件直壁之间的距离满足LR+0.5t （查参考书1第75页）的要求（L（26-6）÷210，R+0.5t2+0.5×13）。 4.1.3 产品尺寸精度、粗糙度、断面质量分析 （1）尺寸精度 中间的小孔 ，为IT12；落料孔，查7第17页表18，尺寸精度为IT13。 （2）冲裁件断面质量 板料厚度为0.8mm，查1第49页表2.2，

27、生产时毛刺允许高度为0.15mm，本产品在断面质量和毛刺高度上没有严格的要求，所以只要模具精度达到一定要求，冲裁件的断面质量可以保证。 （3）产品材料分析对于冲裁件材料一般要求的力学性能是强度低，塑性高，表面质量和厚度公差符合国家标准。本设计产品所用的材料是Q235A钢，为优质碳素结构钢，其力学性能是强度、硬度和塑性指标适中，经热处理后，用冲裁的加工方法是完全可以成形的。另外产品对于厚度和表面质量没有严格要求，所以采用国家标准的板材，其冲裁出的产品的表面质量和厚度公差就可以保证。 4.2 零件冲压工艺方案的确定 4.2.1 冲压方案 完成此工件需要落料、拉深、冲孔、切边四道工序。其加工方案分为

28、以下8种：（1）方案一：落料拉深冲孔切边。（2）方案二：落料、拉深复合冲孔切边。（3）方案三：落料、拉深复合冲孔切边复合。 （4）方案四：落料、拉深、冲孔复合切边。（5）方案五：落料、拉深、冲孔、切边复合。（6）方案六：落料、拉深级进冲孔切边。（7）方案七：落料、拉深、冲孔级进切边。（8）方案八：落料、拉深、冲孔、切边级进。 4.2.2 各工艺方案特点分析方案一的单工序模，模具制造简单，维修方便，但生产成本较低，工件精度低，不适合大批量生产；方案五的四工序复合模，生产效率高，工件精度高，但模具制造复杂，调整和维修难度大；方案八的四工序级进模，生产效率高，但模具制造复杂，调整维修麻烦，工件精度较

29、低；其余方案的特点介于上面已分析的三个方案之间。4.2.3 工艺方案的确定 结合本零件的设计要求，决定采用方案四，其生产效率高，制件精度高，模具制造和调整维修比较麻烦。在本设计中，将设计落料、拉深、冲孔复合模。4.3 冲模结构的确定 4.3.1 模具的结构形式 复合模可分为正装式和倒装式两种形式。（1）正装式的特点：工件和冲孔废料都将落在凹模表面，必须清除后才能进行下一次冲裁，造成操作不方便、不安全，但冲出的工件表面比较平直。（2）倒装式的特点：冲孔废料由冲孔凸模落入凹模洞口中，积聚到一定的数量，由下模漏料孔排出，不必清除废料，但工件表面平直度较差，凸凹模承受的张力较大。 4.3.2 模具结构

30、的选择经分析，若工件表面平直度较差，影响零件的使用，而工件和冲孔废料在有气源车间可以方便地清除。综合比较两种方式，决定采用正装式复合模。4.4 零件冲压工艺计算4.4.1零件毛坯尺寸计算（1）确定修边余量制件要有拉深工序，且属于有凸缘的筒形浅拉深件，小凸缘直径为d小=24mm，大凸缘直径为d大=27mm料厚0.8mm，查1第143页表4.14，选取修边余量为3.0mm，故修边前凸缘直径为dt24+3.0×230mm。确定坯料直径（参考1第143页） D45.6mm，取D46mm。4.4.2排样 （1）单排（如图10）图10排样图 a. 搭边查6第67页表320，选取a13 mm,a4

31、 mm。b. 送料步距和条料宽度送料步距A48.6 mm，条料宽度B53.6 mm。c. 板料利用率查1第29页表1.13,选用600mmX400mmX0.8mm的板料。采用横裁可裁条料数为n1400÷53.67（条），余0.46mm，每条板料可冲制件数n2（6003）÷48.612（件），则每张板料可冲制件为n12×784（件）。板料利用率为 84×3.14×24.3×24.3/（600×400）×100%64.894.4.3 拉深工序的拉深次数和拉深系数的确定（1）判断能否一次拉出参考1第142、143页，按h

32、/d3.5/240.145，dt/d=66/241.76，t/D0.8/441.8，查表可得h1/d10.57，h1/d1>h/d，故制件能一次拉出。（2）拉深系数的确定由坯料直径D45.6和筒形件的中线尺寸d24，可得拉深系数为md/D0.53。4.4.4冲裁力、拉深力的计算 （1）落料工序 P235.5×2.5×400235.5 kN； 235.5×0.0255.89 kN； 235.5×0.0614.13 kN； 235.5+5.89+4.13255.5 kN。式中： P冲裁力，N； L冲裁件受剪切周边长度，； t冲裁件的料厚； 材料抗拉强度

33、，查1第27页表1.10，取值为400 MPa； 卸料力，N； 顶件力,N； 卸料力系数，查1第52页表2.3，取值为0.025； 顶件力系数，查1第52页表2.3，取值为0.06； 冲裁工序所需力之和。 （2）拉深工序 （752-352）/4×2.57.9 kN； kN； kN。 式中： 压边力，N； 在压边圈下坯料的投影面积，mm2； 单位压边力，查表取值为2.5 MPa； 拉深工序所需力之和。 （3）冲孔工序 59.66×0.8×40059.66 kN； 59.66×0.052.98 kN； 59.66×0.063.58 kN； 59.6

34、6+2.98+3.5866.22 kN。 式中： 推件力，N； 推件力系数，查表取值为0.05； 冲孔工序所需力之和。4.4.5计算完成零件冲压所需的力，并选择压力机 255.5+126.4+66.22448.36 kN查2第389页表13.10，初选公称压力为600 kN的JH21系列开式固定台压力机（型号为JH21-60）。其最大装模高度为300mm，装模高度调节量为70mm，工作台孔尺寸为150mm，主电机功率为5.5 kW。4.4.6 拉深间隙的计算拉深间隙指单边间隙，即。拉深工序采用压边装置，并且可一次成形，查1第137页表4.11，可得拉深间隙为Z1.05t1.05×1.

35、461.54 mm，取Z1.5 mm。4.4.7 拉深凸、凹模圆角半径的计算（1）凹模圆角半径的计算一般来说，大的可以降低极限拉深系数，而且可以提高拉深件的质量，所以尽可能大些但太大会削弱压边圈的作用，所以由下式确定： 1.253取1.25。式中： D坯料直径，mm； 凹模直径，由于拉深件外径为40 mm,此处取值为40 mm。（2）凸模圆角半径的计算 对拉深件的变形影响，不像那样显著，但过大或过小同样对防止起皱和拉裂及降低极限拉深系数不利。的取值应比略小，可按下式进行计算： 0.8×1.251（mm） 对于制件可一次拉深成形的拉深模，、应取与零件图上标注的制件圆角半径相等的数值，但

36、如果零件图上所标注的圆角半径小于、的合理值，则、仍需取合理值，待拉深后再用整形的方法使圆角半径达到图样要求。4.4.8 计算模具刃口尺寸 （1）落料模刃口尺寸查表可得 0.36 mm,=0.50 mm -0.50-0.360.14 mm +0.03 mm，-0.02 mm由此可得 故能满足分别加工的要求。查表可得磨损系数X0.5，落料件基本尺寸为D=44 mm，取精度为IT13，则其公差，上偏差和下偏差分别为0.23mm和-0.23mm。由此可得 (mm) (mm)（2）拉深模工作部分尺寸计算对于制件一次拉深成形的拉深模，其凸模和凹模的尺寸公差应按制件的要求确定。此工件要求的是外形尺寸，设计凸

37、、凹模时，应以凹模尺寸为基准进行计算。由此可得 式中： D拉深件的基本尺寸，mm； 拉深件的尺寸公差，从零件图可知其值为0.05mm。（3）冲中间圆孔孔模刃口尺寸计算 查由冷冲压工艺与模具设计书p31表3-1可得 0.36 mm,=0.50 mm -0.50-0.360.14 mm +0.025 mm,-0.02 mm 由此可得 。故能满足分别加工的要求。查1第60页表2.6，可得磨损系数X0.5，孔的基本尺寸为7.4mm，取精度为IT13，则公差为，上偏差和下偏差分别取值为+0.17 mm和-0.17 mm。由此可得（mm），（mm）。4.5模具主要零件的设计 4.5.1冲孔凸模凸模即为冲孔

38、凸模，根据零件的材料，选择 Cr12MoV为其制造的材料，淬火的硬度为 5862HRC，其长度应根据模具的结构确定。从模具结构可以看出，其长度可由凸模固定板厚度、上凸凹模长度确定。可有下式进行计算 式中： 凸模固定板厚度，取为35mm； 上凸凹模长度，mm； Y附加长度，由拉深件深度、料厚和凸模进入下凸凹模的深度确定。凸模进入下凸凹模的深度取为1.5mm，则Y14-1.5-1.511mm。由此可得凸模的长度为为增加凸模的强度，可设计成阶梯式圆柱头缩杆圆冲孔凸模，直径为，此段的长度为38 mm；第二段直径为16 mm，长度为4mm；第三段圆弧其拉深用，有拉深的内孔翻边分析，去圆弧半径为13，第四

39、与下孔配合。段为与凹模配合，实现冲孔功能，直径取为7.395 mm，长度为33 mm。图11冲孔凸模工件图4.5.2上凸凹模上凸凹模的结构是落料凸模和拉深凹模，根据零件的材料，选择 Cr12MoV为其制造的材料，淬火的硬度为 5862HRC，其长度应根据落料块的要求计算，壁厚根据落料凸模和刃口尺寸和拉深凹模直径计算。 此处落料凸模采用有固定卸料块的凸模，长度可按下公式计算： 式中： L上凸凹模的长度，mm； H1上凸模卸料板版的厚度，mm； H2在橡胶里面的厚度，mm。 Y附加长度，包括凸模刃口的修磨量、凸模进入凹模的深度、凸模固定版与卸料板的安全距离。外圆直径尺寸有前面的落凸模刃口尺寸可得D

40、=43.64mm内圆直径尺寸有前面的拉深刃口尺寸可得D=23.96mm两者之间的高度h0=T1-t-yT1为计算出来工件的高度为3.5mm，t为工件的厚度为0.8mm，y为拉深时的间隙取0.2mmh0=T1-t-y=3.5-0.8-0.2=2.5mm 图12上凸凹模4.5.3落料凹模（1）凹模壁厚查6第630页表145，由落料件的直径为44，上偏差为0.03，下偏差为0，料厚为t0.8mm，可取凹模壁厚为40。（2）凹模厚度查6第631页图1415，凹模厚度h可根据冲裁力选取。由冲裁力为255.5kN，可得凹模厚度为h20mm。c. 刃壁高度查6第630页刃壁高度的计算方法，垂直于凹模平面的刃

41、壁，其高度可按下列规则计算：冲件料厚t3 mm，3 mm；冲件料厚t>3 mm,=t。由零件料厚为t0.8 mm,可得刃壁高度3 mm。图13落料凹模4.5.4下凸凹模下凸凹模的结构是浅拉深凸模和冲孔凹模，根据零件的材料，选择 Cr12MoV为其制造的材料，淬火的硬度为 5862HRC，其长度根据落料凹模的高度20mm确定，两者之间有0.5-1mm的间隙， 取其高度为19.5mm外圆直径尺寸有前面的落凸模刃口尺寸可得D=27mm凸圆直径尺寸有前面的拉深刃口尺寸可得D=23.96mm中间的圆孔为冲中间的落料凹模有前面的落凸模刃口尺寸可得D=7.4mm考虑工件的厚度t=0.8mm，取其直径D

42、孔=9mm 图14下凸凹模4.5.5校核凸、凹模强度、刚度（1）凸模的强度校核公式为P/Fmin式中： P冲孔冲裁力，N； Fmin凸模最小断面面积，； 凸模材料的许用压应力，MPa。此处材料选用Cr12，查表可得（10001600），MPa，取1200 MPa。由前可知凸模的冲裁力P59.66 kN59660 N，Fmin273.8 mm2。由此可得P/Fmin59660÷273.8217.9 MPa<，所以符合要求。凸模刚度的校核公式为/式中： 凸模最大自由长度，mm； E凸模材料弹性系数，MPa,取E2.1×105MPa； Jmin凸模最小断面惯性矩，mm4,圆

43、形断面Jmin； 支承系数，取值为2； n安全系数，钢取n23。代入公式可得131.4 mm。实际凸模长度L379.5，即L3<,所以凸模刚度符合要求。同理，可得凹模，凸凹模强度、刚度也符合要求。4.6选用标准的模架 4.6.1 模架的类型模架包括上模座、下模座、导柱和导套。冲压模具的全部零件都安装在模架上，为缩短模架制造周期，降低成本，我国已制定出模架标准。根据模架导向用的导柱和导套间的配合性质，模架分为滑动导向模架和滚动导向模架两大类。每类模架中，由于导柱安装位置和数量的不同，由有多种模架类型，如：后侧导柱式、中间导柱式、对角导柱式和四角导柱式。选择模架结构时，要根据工件的受力变形特

44、点、坯料定位和出件方式、板料送进方向、导柱受力状态和操作是否方便等方面进行综合考虑。在此选用滑动导向型的1级精度后侧导柱式模架。4.6.2 模架的尺寸选择模架尺寸时要根据凹模的轮廓尺寸考虑，一般在长度及宽度上都应比凹模大3040mm，模版厚度一般等于凹模厚度的11.5倍。选择模架时，还要考虑模架与压力机的安装关系，例如模架与压力机工作台孔的关系，模座的宽度应比压力机工作台的孔径每边约大4050mm。 在本设计中，凹模采用圆形的结构，其工作部分基本尺寸为mm，壁厚为40mm，所以其外径基本尺寸为155 mm，厚度为h28 mm。模具的闭合高度H应介于压力机的最大装模高度与最小装模高度之间，其关系

45、为： 10H5由上面压力机的选择可知道=300 mm，= 70=230 mm。所以H应介于225mm310mm之间。查2第416419页表15.2，选用的模架为、上模座、下模座分别为： 模架： 140×140×（130165） GB/T2851.3 上模座：120×100×40 GB/T2855.5 下模座：120×100×50 GB/T2855.6由此可知其最大装模高度为130mm，最小装模高度为165mm，符合H的要求。下模座周界尺寸为140×140，而凹模的外径为155mm，所以周界尺寸符合要求。下模座厚度为50mm，

46、而凹模的厚度为28mm，也符合要求。工作台孔尺寸为120mm，模座的宽度也比工作台孔尺寸大，也符合要求。根据模具的结构，可知其闭合高对为 式中： 模具的闭合高度，mm； 上模座厚度，mm，由前可知50 mm； 上垫板厚度，mm，此处选5 mm； 凸模固定板厚度，mm，由前可知25 mm； 上凸凹模长度，mm，由前可知65 mm； 制件厚度，mm，此处2.5 mm； 下推板厚度，mm，由前可知21 mm； 下凸凹模固定板厚度，mm，由前可知25 mm； 下垫板厚度，mm，选取5 mm； 下模座厚度，mm，由前可知=65 mm。综上可得 50+5+25+65+2.5+21+25+5+60263.5

47、 mm，所以介于225mm和310mm之间，符合设计要求。图13上模座图14下模座图15模架4.7选用辅助结构零件4.7.1 导向零件的选用导向装置可提高模具精度、寿命以及工件的质量，而且还能节省调试模具的时间，导向装置设计的主意事项：（1）导柱与导套应在凸模工作前或压料板接触到工件前充分闭合，且此时应保证导柱上端距上模座上平面有1015 mm的间隙；（2）导柱、导套与上、下模板装配后，应保持导柱与下模座的下平面、导套上端与上模座的上平面均留23 mm的间隙；（3）对于形状对称的工件，为避免合模安装时引起的方向错误，两侧导柱直径或位置应有所不同；（4）当冲模有较大的侧向压力时，模座上应装设止推

48、垫，避免导套、导柱承受侧向压力；（5）导套应开排气孔以排除空气。根据所选择的模架，选用导柱的规格为：35×230（GB/T 2861.1），选用导套的规格为35×125×48（GB/T 2861.6）。4.7.2 模柄的选用根据压力机模柄孔的尺寸：直径: 50 mm，深度: 60 mm，选择凸缘式模柄，查2第437页表15.20，可知其参数如下：d=50，极限偏差±0.05 mm，d1=132 mm,总高度L=91 mm，凸缘高L1=23 mm，模柄倒角高度L2=5 mm，打杆孔d2=15 mm，凸缘螺钉环绕直径d3=91 mm，凸缘固定螺钉沉孔的直径d

49、4=11 mm，沉孔台阶直径d5=18 mm，台阶高度h=11 mm，材料为Q235。 图16模柄4.7.3 卸料板、垫板、固定板固定卸料板的主要作用是把材料从凸模上卸下，有时也可作压料板用以防止材料变形，并能帮助送料导向和保护凸模。设计时应保证卸料板有足够的刚度，其厚度H=（0.50.8）落料凹模的厚度。前面已对固定卸料板进行选择，其厚度为14 mm，尺寸为120x155 mm。 表1弹性卸料板的厚度H 单位：mm冲件料厚t卸料板厚度B8101214161012141618表2弹性卸料板与凸模之间的间隙 单位：mm板料厚度单面间隙0.050.100.15通过参考表1和表2得出弹性卸料板的厚度H=16mm,卸料板与凸模的单边间隙是Z=0.1mm。所以设计如下弹性卸料板。图17卸料板 图18垫板 图19固定板4.7.4 推件、顶件装置 推件装置打杆装在上模内，通过冲床滑块内的打料机构完成推件的动作。刚性推件装置的典型结构应考虑推力均衡分布和尽可能减少对模柄和模座强度的削弱的原则来设计。 顶件装置的作用是将工件从凹模中定出，利用橡胶压缩、反弹顶杆顶出工件。上模座的4个顶杆查2第463页表15.44，选取的规格为：直径d12 mm，长度L=80 mm，材料45钢，顶杆12×80 JB/T7650.3。 图20顶杆 图21打杆图22顶