家用温控开关冷冲压模具设计与制造-论文说明书

1、毕 业 论 文论文题目 家用温控开关冷冲压模具 设计与制造 系 别 电子信息工程系 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 09机械3班 学 号 学生姓名 指导教师（签名） 完成时间 2013 年 5 月  摘要冲压又称冷冲压作为现代工业中一种十分重要的加工方法，被广泛应用于汽车、能源、机械、家用电器、航空航天、国防工业和日常生活的生产中。本设计是家用温控开关的设计，并对产品的模具产品图进行冲压模工业分析和模具设计，将冷冲压模具的相关知识作为依据，阐述冷冲压模具的设计过程。本设计对指定工件进行的复合模设计，利用Auto CAD等软件对之间进行设计绘图。综合考虑产品的经济性、

2、零件的冲压工艺性以及复杂程度和精确度等诸多因素，进行冷冲压工艺分析与计算，提出合理的工艺方案和机构形式，介绍模具设计中的排样与送料方式和卸料与导向方式，还具体分析了模具的主要零部件（如凸凹模、卸料装置、拉深凸模、垫板、固定板等）的设计与制造。确定冲压成型工艺过程并对个具体部分进行详细的计算和校核，确保模具工作的可靠性，各配件配合的准确性。列出了模具所需零件的详细清单，并绘制模具的装配图和各零件图。 关键词：冷冲压； 工艺分析； 家用温控开关； 复合模； 冲孔拉深Cold stamping die design and manufacture household temperature cont

3、rol switch AbstractStamping is also called cold stamping as an important modern industrial processing method, is widely used in automotive, energy, machinery, household electrical appliances, aerospace, defense industry and daily life of the production. This design is the design of the temperature c

4、ontrol switch, household and stamping die mold diagram of the product, industrial analysis and mold design, the cold stamping mould related knowledge as the basis, elaborated the cold stamping mould design process.This design for compound die is designed, specified workpiece between to make use of A

5、uto CAD and other software design drawing. Considering the efficiency of products, parts of the stamping manufacturability as well as the complexity and accuracy, and many other factors, cold stamping process analysis and calculation, puts forward reasonable process scheme and organization form, int

6、roduced die design of the layout and feeding and discharging and guide way, also analyzes the mold of the main components (such as intensive, discharging device, drawing punch, fixed plate, plate, etc.) design and manufacturing. Determine the stamping forming process and the specific parts of detail

7、ed calculation and checking, ensure the working reliability of the mold, and various fittings with accuracy. Lists the mould needs a detailed list of spare parts, and draw the mold assembly drawing and part drawing.Key words: Cold stamping Process analysis Household temperature control switch Compos

8、ite mould Punching deep drawing目录第一章 前言11.1我国模具的背景与现状11.2我国模具未来发展的趋势11.3研究意义1第二章 分析零件的工艺性和确定工艺方案32.1家用温控开关的设计32.2冲压件的工艺分析32.3冲裁件断面质量42.4冷冲压工艺方案的确定42.5模具结构形式的确定52.6排样方案的确定62.7搭边方案的确定62.8材料的利用率7第三章 模具结构形式的选用83.1模具类型的选择83.2定位方式的确定83.3导料板的选择83.4 挡料销的选择93.5压料装置103.6卸料板的选择103.7出件方式103.8送料方式的确定103.9导向方式的选择

9、10第四章 模具主要工艺参数的计算124.1冲裁工艺的设计分析124.2间隙对冲裁工作的影响124.3冲裁力计算134.4冲孔力的计算：134.5卸料力及推件力计算134.6拉深力的计算144.7压边力的计算153.8拉深功的计算154.9初选压力机154.10模具压力中心的确定16第五章 拉深工艺的分析与确定175.1拉深加工的工艺性175.2计算拉深次数18第六章 模具工作部分尺寸计算206.1冲裁模刃口尺寸计算206.2落料凸凹模刃口的计算216.3冲孔刃口尺寸计算246.4孔中心尺寸的计算256.5拉深凸、凹模的计算25第七章 模具的结构设计277.1模架的选用277.2模具闭合高度2

10、77.3落料凹模277.4拉深凸模297.5凸凹模的设计317.6弹性卸料板33第八章 模具的总体安装368.1模具的装配368.2模具零件378.3确定冲压设备388.4模具的装配388.5重要零件的制造加工工艺39主要参考文献42致谢43IV第一章 前言1.1我国模具的背景与现状模具广泛应用到工业、农业等行业中，在飞机、家用电器、日用五金等制造业中有着极为重要的地位。对于钣金件、锻件、压铸件等生产，模具都扮演者重要的角色，模具是实现这些生产的重要工艺装备。随着社会的发展、经济的快速增长、科学技术的进步，冲压加工技术的应用越来越广泛。模具成形技术及模具设计与制造已成为当代工业生产的重要手段。

11、近十几年来，中国模具工业发展十分迅速，高新技术企业的快速发展加大了用于技术进步的投资力度，技术进步已成为企业发展的重要动力。相对于国外工业发达国家，我国的模具工业和技术近几年来虽然得到了十分快速的发展，但仍存在较大差距。未来的中国模具工业和技术的发展空间和潜力是巨大的、无穷的。我国从改革开放以来，模具工业发展非常迅速。特别是这几年来，大量模具企业及模具工业城不断出现，从业人员已超百万，模具专业连年出现人才的奇缺的现象，模具行业呈现出前所未有的发展良机，中国模具工业的技术水平得到极高的提高。目前，中国模具的总量仅次于日本、美国，位居世界第三。巨大的市场需求推动着中国模具工业更快速地向前发展。1.

12、2我国模具未来发展的趋势根据目前国内和国际模具市场的发展状况，我国的模具行业在未来将做出很大的调整，发展趋势将会出现以下一些现象：一是模具日趋大型化；二是塑料模具的比例将不断增大；三是模具的精度将越来越高；四是模具标准化和标准件的应用将日渐广泛；五是多功能复合模具将进一步发展；六是快速经济模具的前景十分广阔；七是压铸模具的比例将不断提高；八是模具技术含量将不断提高，中高档模具比例将不断增大。这就是我国模具行业未来的发展趋势。1.3研究意义模具工业是我国国民经济的基础工业。模具成形工艺方法是工业生产中普遍采用的方法，它能提高产品的质量和生产率。冷冲压技术的发展和模具技术的发展是相互促进，共同发展

13、的。应该说，冷冲模具的研究和创新对于现代工业发展具有积极意义。在空调、饮水机、热水器、消毒柜、电蒸锅等电器中家用温控开关能够起到控温开关的作用。而对于其他家用的电器、电子仪器、电子控制柜等家用温控开关可起到过热保护、限温等作用。模具制造对制造业的作用是重大的，具有深远意义。为此，我选择冷冲模具的设计与制造为我的毕业设计。我希望我自己能够掌握各种模具制造方法的基本原理和特点。在设计、制造模具时，自己能够结合实际情况，学习如何充分考虑它们的特点，然后选用最佳的工艺方案。并且掌握各种制造方法对模具结构的要求，使得自己具备一定的分析模具结构工艺性的能力。自己学以致用，能够设计出工艺性能良好的模具结构。

14、通过了解国内先进的模具制造技术，尽量采用新工艺、新技术。通过本次的毕业设计巩固和加深自己已经学过的理论知识，提高自己的综合分析和解决工程实际问题的能力，为以后的工作奠定良好的基础。第二章 分析零件的工艺性和确定工艺方案2.1家用温控开关的设计设计零件-家用温控开关，零件图如下：图2-1所示为家用温控开关零件图，冲压材料为Q235-A普通碳素钢，厚度为1.5mm，大批量生产。试制定工件冲压工艺规程、设计其模具、编制模具零件的加工工艺规程。零件名称:家用温控开关生产批量:大批材料:Q235-A普通碳素钢厚度：t=1.5mm图2-1 家用温控开关零件图2.2冲压件的工艺分析（1）材料:该冲裁件的材料

15、是Q235-A，是普通碳素钢，它具备良好的冲压性能。（2）零件结构:零件几何结构相对简单，没有尖角。外形有多处圆弧，但几何结构不算很复杂，难度一般。两边有两个圆孔，孔的最小尺寸8mm，满足冲裁最小孔径的要求。该零件可看成带凸缘的筒形件，料厚t=1.5mm，拉深后厚度不变；零件底部圆角半径r=3mm凸缘处的圆角半径也为R=5mm；尺寸公差都为自由公差，满足拉深工艺对精度等级的要求。因此，该制件具有良好的冲压工艺性，比较适合冲裁。（3）尺寸精度:因为零件的精度要求比较低，对于没有标注的公差尺寸按照公差数值IT14精度来处理。零件内外形尺寸按IT12精度确定，查公差表可得各尺寸公差为:零件外形： 零

16、件内形： 对于零件图上其他未标注公差的尺寸，都按国家标准T14级确定工件尺寸的公差。2.3冲裁件断面质量冲裁件在断面质量和毛刺高上相对没有特别严格的要求。只要模具精度达到一定要求，冲裁件的断面质量就可以得到保证。冲裁件所用的材料Q235-A是普通碳素钢，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。本零件需要大批量生产，采用冲压加工的方法，最好就是采用复合模或级进模的方法，这样将能很大地提高生产效率和降低生产成本。2.4冷冲压工艺方案的确定由零件图，如图2-2零件立体图可知，零件包括落料、冲孔、拉伸，三个基本工序，可采用以下三种工艺方案：

17、（1） 冲孔、拉深、落料，采用单工序模生产。（2） 落料、冲孔、拉深，采用复合模生产。（3） 冲孔、拉深、落料，采用级进模生产。方案（1）模具结构简单，但需要三道工序和三套模具才能完成零件的加工，生产率较低，难以满足零件的大批量生产需求，所以本次设计不建议采用。方案（2）只需要一套模具就可以得到形位精度和尺寸精度同时得到保证的冲压件，并且生产率较高。尽管模具结构比较复杂，但零件几何结构相对比较简单，所以模具的制造并不困难。方案（3）也只需一套模具，生产率也较高，但零件的冲压精度较复合模低。从冲裁件的形位精度和尺寸精度为标准，通过上述三种方案比较，对该零件冲压生产以采用方案（2）为最佳。图2-2

18、家用温控开关立体图2.5模具结构形式的确定正装式复合模和倒装式复合模结构的比较见下表2-1。表2-1正装式复合模和倒装式复合模的比较序号正装倒装1对于薄冲件能达到平整要求不能达到平整要求2操作不方便，不安全，孔的废料由打棒打出操作方便，能装自动拔料装置，能提高生产效率又能保证安全生产，孔的废料通过凸凹模的孔往下漏掉3废料不会在凸凹模孔内积聚，每次由打棒打出，可减少孔内废料的胀力，有利于凸凹模减少最小壁厚废料在凸凹模孔内积聚，凸凹模要求有较大的壁厚以增加强度4装凹模的面积较大，有利于复杂制件拼快结构如凸凹模较大，可直接将凸凹模固定在底座上省去固定板结合表2-1可知，由于制件的平直度要求比较高，工

19、件最小厚度为1.5mm，而倒装不能达到平整要求，并且凸凹模要求有较大的壁厚以增加强度。故从冲裁件质量、经济性和安全性前提下，综合考虑采用正装复合模。2.6排样方案的确定排样就是冲裁件在条料、带料或板料上合理的布置方法。正确的排样方法可以提高材料利用率、降低成本、保证冲裁件质量和模具寿命。所以正确地选择排样方法对于冲裁模具设计是非常重要的。根据合理地利用材料原则，条料进行时可考虑如下三种方法进行：（1） 有废料排样：该方法精度高，模具寿命高，但材料利用率低。（2） 少废料排样：该方法冲件质量差，模具寿命较方法（1）低。但是材料利用率高，冲裁结构简单。（3） 无废料排样：该方法冲件的质量和模具寿命

20、最低，但材料利用率却最高。通过上述三种方法的综合分析比较，结合模具寿命和冲裁质量的对比，该冲裁件的排样方式选择为废料排样最佳。考虑模具结构和制造成本有废料排样的具体形式选择斜排最佳。2.7搭边方案的确定排样时毛坯外形与条料侧边及相邻毛坯外形之间设置的工艺废料称为搭边。搭边值要合理地确定，搭边值过大，材料浪费，降低材料利用率；而搭边值过小，冲裁时条料容易被拉断，并且送料困难，凸凹模寿命也会降低，同时产生毛刺等。搭边宽度的选取需要考虑的因素：1. 材料利用率；2.凸模强度；3.条料的刚性；4.产品的品质。查【6】第195页表2.1-18确定搭边值：表2.1-18 冲裁金属材料的搭边值（mm）材料厚

21、度t手工送料自动送料圆形非圆形往复送料aa1aa1aa1aa1>1221.52.523.52.532条料边缘的搭边值为3mm和工件之间的搭边值为2mm；步距L=73.5mm。模具有侧压装置时，条料在侧压装置的顶压下始终沿某一侧的导料板送进。条料宽度的计算导板之间的距离计算式中B-条料宽度的基本尺寸（mm）；D-垂直于送料方向的工件最大尺寸（mm）；A-导板之间距离尺寸（mm）；a-侧搭边值（mm）；z-条料与导尺间的最小间隙（mm）；-条料宽度的单向极限偏差（mm）。z，查【6】第196页表2.1-19和2.1-20确定送料最小间隙值和条料宽度的极限下偏差值。表2.1-19 送料最小间隙

22、z1（mm）材料厚度条料宽度条料导向方式无侧压装置侧压装置100以下100200200300100以下100以上>120.51158表2.1-20 条料宽度的极限下偏差（-）（mm）条料宽度材料厚度t1250100-0.6确定后排样图如图2-3所示图2-3排样图2.8材料的利用率材料的利用率是衡量合理利用材料的经济性指标，也是购买原材料多少的重要依据。材料的利用率是指冲裁件的实际面积与所用板料面积的百分比。经过计算制件的实际面积故，材料利用率的计算式中：-材料利用率（mm）；S-冲裁件的实际面积（mm）；B-条料宽度（mm）；L-冲裁步距（mm）。 越大，废料所占面积越小，利用率越大。第

23、三章 模具结构形式的选用3.1模具类型的选择冲裁模结构类型有单工序模、复合模、级进模等。单工序模，压力机的一次行程中，一个工位只完成一个冲压工序的模具。只适用于冲裁精度要求不高，形状也简单和生产批量很小的冲件，本次设计不建议采用。复合模，相对于单工序模它能同时完成两道或两道以上冲压工序的模具。复合模对于凸凹模在模具的装配位置不同可以分为正装式复合模和倒装式复合模。复合模压料较好，冲件平整精度高，并且大批量生产，生产效率也较高。所以本次设计可以采用。级进模（也称连续模），对于上述两种模具，它具有两个或更多的工位，在不同的工位上逐次完成不同的冲压工序，并在最后一个工序上冲出工件的模具。对比复合模，

24、级进模也能大批量生产，冲裁件平整度和生产率也较高。但是级进模一般冲裁零件结构相对复杂的制品。根据零件的冲裁工艺方案，确定采用复合模。并且因为冲裁件的几何结构较为简单，它降低了模具的加工难度。采用复合模生产能够降低生产成本，提高生产效益。3.2定位方式的确定定位零件能保证冲出合格的制品，它确保条料或者毛坯准确地送进模具中。条料或者毛坯的定位有两种方法：一是送料方向上的定位，即通常所说的挡料；二是在与送料方向垂直方向上的定位，通常称为导料。3.3导料板的选择属于送料导向的定位零件有导料销，导料板、侧压板等。引导条料正确地向前送进，采用有侧压装置的导料板可以确保条料顺利通过两导料板间，确保制件质量。

25、根据上面的计算，采用国家标准，查【6】第1130页表5.2-45导料板长度，宽度，厚度。如图3-1导料板的立体图所示。图3-1导料板的立体图表5.2-45 导料板（JB/T7648.5-1994)(mm)LBH468101220032*注：*为可选用尺寸。3.4 挡料销的选择挡料销则多用于复合模和单工序模中。因为圆柱挡料销制造简单，使用方便，适应于弹性卸料板的冲模中。其挡料销的高度h查【6】第565页表3.1-23得。采用标准，圆柱挡料销见【6】第1140页表5.2-58标准。如图3-2挡料销的立体图所示。图3-2挡料销的立体图表5.2-58 固定挡料销（JB/T7649.10-1994）(m

26、m)d(h11)d(m6)hL基本尺寸极限偏差基本尺寸极限偏差60-0.0753+0.008+0.002383.5压料装置常见的带限位压料装置的结构型式见表【6】第571页表3.1-30，因为制件首次拉深故采用左边第一个图，压边圈形状采用平面形，形状图见【6】第571页图3.1-6。其内孔直径，且满足。3.6卸料板的选择刚性卸料是采用固定卸料板结构。固定卸料力大，卸料可靠。因此，当冲裁板料较厚（大于0.5mm）、卸料力较大、平面度要求不很高的冲裁件时，一般采用固定卸料装置。弹性卸料装置既有卸料作用又有压料作用。采用弹性卸料装置得到的冲裁零件质量较好，平面度也较高。因此，质量要求较高的冲裁件或薄

27、板冲裁适宜用弹性卸料装置。因为冲裁件平直度要求较高，料厚为1.5mm相对较薄，而卸料力并不是不大，由于弹压卸料模具比刚性卸料模具方便，综合考虑选取弹性卸料装置。弹性卸料板的最小厚度值查【6】第574页表3.1-33得，卸料板与凸模的单边间隙值查【6】第574页表3.1-34得。表3.1-33卸料板的最小厚度（mm）制件厚度t卸料板厚度>125200H固H弹>0.81.51216表3.1-34弹性卸料板的结构尺寸（mm）材料厚度t<0.5>1单面间隙c0.050.153.7出件方式因采用正装式复合模生产，落料凹模在下模，故采用上出件为佳。拉深凹模安装在上模，制件或废料是向

28、下顶出，相应的部件称为推件器。3.8送料方式的确定因为采用自动化送料装置，并采用钩式送料装置，它是条料、卷料送料装置中结构最简单的一种，它主要由送料钩、止回销和驱动机组成。钩式送料装置是钩住条料（卷料）搭边沿送料方向送进。3.9导向方式的选择方案一：采用对角导柱模架。导柱安装在模具压力中心对称的对角线上，上模座在导柱上滑动平稳，常用于横向送料级进模或者纵向送料的单工序冲载模、复合模。方案二：采用后侧导柱模架。前面和左、右不受限制，送料和操作比较方便。但是导套导柱单边容易磨损，模具使用寿命受到严重影响，且不能使用浮动模柄。方案三：四导柱模架。对于冲压件尺寸较大或精度要求较高的冲压零件，以及大批量

29、生产的才采用此模架。方案四：中间导柱模架。因为导柱安装在模具的对称线上，所以只能纵向送料，一般用于单工序模或复合模。根据以上方案比较，结合本设计的模具结构形式和送料方式，还有模具寿命和工件质量等因素。该复合模采用对角导柱的导向方式最合理，即方案一最佳。对角导柱的立体图如图3-3所示。图3-3对角导柱的立体图第四章 模具主要工艺参数的计算4.1冲裁工艺的设计分析冲裁工艺性主要指的是冲裁件各方面如何才能满足制件质量要求，主要包括模具刃口因素、冲裁件的材质、尺寸与形状、对冲裁件的质量要求以及对制件的设计等。冲裁的凸模和凹模刃口之间的尺寸之差称为冲裁间隙。单边间隙用C表示，双边间隙Z。如图4-1间隙图

30、所示。圆形冲裁模双边间隙为。 (4-1)式中：冲裁模凹模直径尺寸(mm)； 冲裁模凸模直径尺寸(mm)。冲裁间隙值的大小影响着模具寿命、冲裁件质量、卸料力和冲裁力，它是模具设计中的一个重要内容。由于模具在使用过程中会逐步磨损，所以在设计和制造新模具时应采用最小合理间隙。图4-1间隙图4.2间隙对冲裁工作的影响（1）间隙对制件质量的影响；（2）间隙对冲裁力的影响；（3）间隙对卸料力、推件力或顶件力的影响；（4）间隙对模具寿命的影响；（5）间隙增大使冲裁工艺力减小。4.3冲裁力计算冲裁力是如何合理地选择压力机和设计模具重要考虑因素，它是指冲裁过程中的最大剪切抵抗力。用普通平刃口模具冲裁时，冲裁力F

31、一般按下面(4-2)公式计算： (4-2)式中：冲裁力（N）；L冲裁件周长，经计算L=147.2mm；t材料的厚度，t=1.5mm；材料剪切强度（取=330MPa）；K系数，一般K取1.3。故落料力4.4冲孔力的计算：孔的冲裁力 （4-3）式中：冲孔力（N）；t材料的厚度，t=1.5mm；冲裁件周长，经计算；材料剪切强度（取=330MPa）；K系数，一般K取1.3。故孔的冲裁力两个孔的总冲裁力4.5卸料力及推件力计算卸料力：凸模上将零件或废料卸下来所需的力。推件力：从凹模内顺着冲裁力方向把零件或废料凹模腔顶出的力。顶件力：将卡在凹模中的料逆着冲裁力方向顶出所需的力。以上这些力一般用下列经验公式

32、计算：推件力： （4-4）顶件力： （4-5）卸料力： （4-6）式中：F冲裁力（N）；n同时梗塞在凹模内的零件数（或废料）数，；t材料厚度（mm）；h圆柱形凹模腔口高度（mm）；推件力、顶件力及卸料力系数，其值见表4-1。表4-1 推件力系数、顶件力系数和卸料力系数料厚/mm钢0.10.10.50.52.52.56.56.50.10.0630.0550.0450.0250.140.080.060.050.030.0650.0750.0450.0550.040.050.030.040.020.03铝、铝合金纯铜、黄铜0.030.070.030.090.0250.080.020.06注：卸料力系

33、数在冲孔、大搭边和轮廓复杂制件时取上限。采用弹性卸料装置和下出料方式的冲裁工艺，冲裁力、卸料力和推件力同时产生。故，卸料力： （取）顶件力： （取）推件力： （取，n=2）4.6拉深力的计算拉深力的计算通常采用经验公式进行计算。对于带凸缘圆筒形零件的拉深力近似计算公式(4-7)： （4-7）式中：拉深力；为材料的抗拉强度极限（取）；d拉深后制件的直径（）；t材料厚度（）；k系数（取k=1）。故4.7压边力的计算压边圈的压力过大会使制件拉裂并且要增大拉深力，而压边圈的压力过低就会使工件的边壁或凸缘起皱。压边力的大小可采用以下公式计算： （4-8）式中：压边力（N）；A在压边圈上毛坯的投影面积（）

34、；q单位压边力（MPa），（取q=2.5）。故3.8拉深功的计算不变薄拉伸得公式： （4-9）式中：W拉深功（J）；最大拉伸力（N）；h拉深深度（mm）；c系数。（取c=0.8）。故4.9初选压力机压力机吨位的大小的选择，首先要以冲压工艺所需的变形力为前提，并且要求设备的压力要大于所需的变形力，而且还要有一定的力量储备，以防万一。从提高设备的工作刚度、冲压零件的精度及延长设备的寿命的观点出发，要求设备容量有较大的剩余。因，故模具的总冲压力为：应选的压力机公称压力取为1.5，则公称压力为：因此查【3】第232页附录4附表5初选闭式单点压力机JB23/40。4.10模具压力中心的确定一副冲模的压力

35、中心就是指这幅冲模各个部分冲压力的合力作用点。冲模的压力中心，理应尽可能通过模具中心并与压力机滑块中心重合，以免偏心载荷使模具歪斜，间隙不均，从而加速压力机和模具的导向部分及凸、凹模刃口的磨损。因为冲裁件几何形状不是很复杂，并且对称，其压力中心位于冲裁件轮廓图形的几何中心。确定压力中心，建立如下图4-2坐标系：图4-2压力中心图由图可知，该形状关于X轴左右对称，关于Y轴上下对称，则压力中心为该图形的几何中心。即坐标原点O。该点坐标为（0，0）。第五章 拉深工艺的分析与确定5.1拉深加工的工艺性（1）确定拉深圆角半径圆筒件底与壁部的圆角半径，凸缘与壁之间的圆角半径，从有利于变形的条件来看，最好取

36、，。若，须增加整形。故，综合考虑取，。（2）计算毛坯尺寸为了保证零件的尺寸必须考虑材料的各向异性和拉深时金属流动条件的差异等因素，就必须留出修边余量。修边余量的数值可查【6】第309页表2.4-2确定，根据零件的尺寸取修编余量。这样在计算毛坯尺寸的时候就必需加上修边余量然后再进行毛坯的展开尺寸计算。虽然在拉深的时候拉深件的各部分厚度要求发生一些变化，但是工艺措采如果采取适当，则其厚度的变化量还是并不太大。所有在设计工艺过程时，可以不考虑毛坯厚度的变化，并且考虑金属在塑性变形过程中保持体积不变，因而，在计算拉深件的的毛坯展开尺寸时，可以认为在变形前后的毛坯和拉深间的表面积相等。对于该零件，可看成

37、带凸缘拉深件。计算。查【6】第309页表2.4-2确定修边余量，则实际外径为表2.4-2 有凸缘圆筒形拉深件的修边余量（mm)凸缘直径dp凸缘的相对直径dp/d1.5以下>1.52>22.5>2.5>501003.53.02.52.2则，可知制件板料直径D为： 式中：，。毛坯形状图如下5-1：图5-1毛坯图5.2计算拉深次数极限拉深系数值用理论计算的方法确定。但在实际生产过程中，拉深条件一般用实验的方法得出的，我们可以通过查表来取值。零件总拉深系数为：；相对凸缘直径为：，属于带大凸缘拉深件；相对拉深高度为：；坯料相对厚度：第一次拉深的最大相对高度；故零件能一次拉出来。第

38、一次拉深系数为，故拉深系数。普通平端面凹模拉深时，毛坯不起皱的条件是：，所以毛坯会起皱。查【4】第155页表7-1得拉伸方法为：可用可不用压边圈。为了使拉伸件不起皱，所以采用压边圈的方法。表7-1 采用压边圈的条件（平面凹模）（mm）拉深方法第一次拉深(t/D)×100%m1用压边圈<1.5<0.60可用可不用压边圈1.52.00.60不用压边圈>2.0>0.60第六章 模具工作部分尺寸计算6.1冲裁模刃口尺寸计算凸、凹模口尺寸及公差确影响着冲裁件的尺寸精度和模具的合理间隙值。所以，正确确定凸、凹模刃口尺寸及其公差，是冲裁模设计中的一项重要工作。故，这里公差等

39、级都取IT6级。计算刃口尺寸及其制造公差时必须考虑下述原则。（1） 凹模尺寸决定着落料件的尺寸和公差，凸模尺寸决定着冲孔的孔尺寸和公差。因此，所以设计落料模时凹模为基准，间隙取在凸模上。设计冲孔模时以凸模为基准，间隙取在凹模上。（2） 考虑到冲裁中凸、凹的磨损，设计落料模时凹模的尺寸应取落料件尺寸公差范围的接近最小的尺寸。（3） 设计冲孔模时，同时考虑到冲裁中凸、凹模的磨损，凸模基准尺寸则应取工件孔尺寸公差范围内的接近最大的尺寸。故，在凸、凹模磨损到一定程度的情况下仍然冲出合格制件并且可以使模具的寿命达到最大化。见图6-1刃口尺寸与冲件尺寸的关系。磨损系数x是为了使冲裁件的实际尺寸尽量接近冲裁

40、件公差的中间尺寸，如下表6-1所示。表6-1磨损系数材料厚度t /mm非 圆 形圆 形10.750.50.750.5工 件 公 差 120.200.210.410.420.200.20或者按下列关系取值：当制件公差为IT10以上，取x=1；当制件公差为IT11之IT13以上，取x=0.75；当制件公差为IT14，取x=0.5。为了保证冲模的间隙小于最大合理间隙值（），凸模和凹模制造公差必须满足下列条件：或取：所制造的家用温控开关，材料为Q235-A钢，料厚为1.5mm。查【3】第35页表2-5得图6-1刃口尺寸与冲件尺寸的关系6.2落料凸凹模刃口的计算落料部分以落料凹模为基准计算（如图6-2所

41、示），一般计算公式如下： （6-1） （6-2）式中：D落料工件外径的基本尺寸（mm）；、落料凸、凹模刃口尺寸（mm）； 制件制造公差(mm)；、凸、凹模制造公差（mm），这里可按IT7来选取；双面冲裁最小间隙（mm）； x磨损系数，取x=0.75。对落料尺寸的圆弧的凸、凹模偏差查【6】第185页表2.1-9得：则：表2.1-9 规则形状（圆形、方形）冲裁凸模、凹模的极限偏差（mm）基本尺寸凸模极限下偏差凹模极限上偏差18-0.020+0.020>1830+0.025>3080+0.030>80120-0.025+0.035对落料尺寸的圆弧的凸、凹模偏差查【6】第185页表2

42、.1-9得：则：对落料尺寸的凸、凹模偏差查【6】第185页表2.1-9得：则：对于形状不是很简单不能用分开的方法计算的，一般采用配合加工法的尺寸计算。可以分别按不同的计算公式计算。第一类：凸模或者凹模在磨损后可会增大的尺寸；第二类：凸模或者凹模在磨损后可会减小的尺寸；第三类：凸模或者凹模在磨损后基本上不变的尺寸。三类制件尺寸的计算公式如下：第一类： （6-3）第二类： （6-4）第三类： （6-5）式中：、基准件尺寸（mm）；、相应的工件极限尺寸(mm)；工件公差（mm）； x磨损系数，取x=0.75。当以凹模为基准件时，凹模磨损后刃口部分尺寸都增大，因此均属于A类尺寸第一类尺寸。故落料凹模基

43、本尺寸为：尺寸：尺寸：尺寸：图6-2落料凹模刃口故落料凸模基本尺寸为：尺寸： 尺寸：尺寸：6.3冲孔刃口尺寸计算冲孔时，凸模外形为圆孔，故模具采用凸、凹模分开加工的方法制造，以冲孔凸模为基准计算，其凸、凹模刃口部分尺寸计算公式如下（如图6-3所示）： （6-7） （6-8）式中：、；冲孔凸、凹模刃口尺寸（mm）；d冲孔工件孔径的基本尺寸（mm）； 制件制造公差；、凸、凹模制造公差（mm）； 双面冲裁最小间隙（mm）；x磨损系数，取x=0.75。对冲孔尺寸的孔的凸、凹模偏差查【6】第185页表2.1-9得：冲孔凸模：冲孔凹模：图6-3冲孔凹模刃口6.4孔中心尺寸的计算公式： （6-9）式中：冲孔

44、距离模刃口尺寸（mm）； L冲孔工件孔径的基本尺寸（mm）；制件制造公差（mm）。则6.5拉深凸、凹模的计算确定拉深凸模和凹模工作部分尺寸，应考虑模具的磨损和拉深件的弹复，凸、凹模工作部分尺寸的计算公式见如下：按拉深件标注内形尺寸如图6-4表示，则凹模尺寸： （6-10）凸模尺寸： （6-11）式中：凹模尺寸（mm）； 凸模尺寸（mm）；d拉伸件内形的基本尺寸（mm）； 凹模的制造公差（mm）；凸模的制造公差（mm）； 制件制造公差（mm）；c拉伸单边间隙（mm）。间隙值应该合理地选取，不然C过小会增加摩擦力，使拉深件容易拉裂，并且易擦伤表面和降低模具寿命；C过大，有易使拉深件起皱，且影响制件

45、精度。用压边圈进行拉深时的单边间隙得，故拉伸单边间隙。对拉伸内形尺寸的圆筒的凸、凹模偏差查【6】第185页表2.1-9得：所以，拉伸凹模的计算：拉伸凸模的计算：图6-4标注内形尺寸图第七章 模具的结构设计7.1模架的选用从生产量和方便操作以及具体规格方面考虑，选择国家标准的冲模模架，模架类型为铸铁滑动导向模架，模架形式为对角导柱模架。对角模架按照国家标准（GB/T2851.1-1990）选取，则，凹模周界，闭合高度，级精度的对角导柱。模架。其标准选择具体结构尺寸如下：上模板尺寸：，材料为：；下模板尺寸：，材料为：；导柱尺寸：，材料为：20；导套尺寸：，材料为：20。模柄的选用采用压入式模柄，它

46、的尺寸：，材料为：。7.2模具闭合高度所谓的模具的闭合高度H是指模具在最低工作位置时，上下模座之间的距离，它应与压力机的装模高度相适应。模具的实际闭合高度，一般为：该副模具使用上下垫板厚度都为10mm，凹模固定板厚度为20mm。如果冲头（凸凹模）的长度设计为67mm，凹模（落料凹模）设计为35mm，则闭合高度为：7.3落料凹模落料凹模采用矩形板结构和机械法固定，由螺钉将其固在下模座上，并用两个圆柱销定位。由于生产的批量较大，考虑凹模的磨损和保证零件的质量，凹模刃口采用直刃壁结构，刃壁高度取，漏料部分沿刃口轮廓适当扩大（如凹模图）。凹模轮廓尺寸在生产中大都采用经验公式概略地计算：凹模厚度： （7

47、-1）凹模壁厚： （7-2）式中：K系数，取K=0.22；b冲裁件最大外形尺寸（mm）。故，凹模厚度：凹模壁厚：凹模长度为：根据算得的凹模轮廓尺寸，选取与计算值相近的凹模板，其尺寸按照标准（JB/T7643.3-1994）选取，得：长度，宽度，厚度，则选用凹模壁厚，凹模的材料选用，工作部分热处理淬硬。国家标准凹模板落料凹模结构简图如下图7-1所示，立体图如图7-2所示：图7-1落料凹模图7-2落料凹模的立体图7.4拉深凸模拉深凸模刃口部为圆形，为便于凸模和固定板的加工，可设计成阶梯形结构，并将安装部分设计成便于加工的长圆形，通过压入式紧固在固定板上。凸模的尺寸根据刃口尺寸、卸料装置和安装固定要

48、求确定。凸模的材料选用T10A，工作部分热处理淬硬。为了使零件容易在拉深后被脱下，在凸模的工作深度可以作成一定锥度。为了防止拉深件被凹模内压缩空气顶瘪及拉深件与凸模之间发生真空现象而紧箍在凸模上，故在凸模上设计通气孔，以使拉深后容易从凸模上取下。根据凸模尺寸查【6】第366页表2.4-45得出气孔直径。拉深凸模简图如图7-3所示，立体图如图7-4所示：表2.4-45 拉深凸模的出气孔尺寸凸模直径dp50>50100>100200>200出气孔直径d56.589.5图7-3拉深凸模图7-4拉深凸模的立体图7.5凸凹模的设计该复合模中的凸凹模是主要工作零件，其外形作为落料凸模内形

49、又作为拉深凹模，并且外形刃口部分为非圆形，内形拉深刃口部分为圆形。凸、凹模的结构大都分为整体式和镶拼式的两种，镶拼式结构适合于大，中型和形状复杂，局部容易损坏的整体凸模式或凹模，而此处所需的凸凹模形状较为简单，所以选用整体式来加工凸凹模。为便于凸凹模与凸模固定板的配合，凸凹模的安装部分设计成便于加工的长圆形，通过压入式紧固在凸模固定板上。凸凹模的简图如图7-5所示，立体图如图7-6所示：图7-5凸凹模图7-6凸凹模的立体图7.6弹性卸料板弹性卸料板既起到卸料作用又起到压料作用，所得冲裁零件质量好，平面度较高。卸料板外形尺寸与凹模外形尺寸可以一致或者基本一致，厚度必须小于凹模的厚度，但是必须大于

50、。故，其尺寸长度，宽度，厚度选取。弹簧的选取与计算：弹簧是标准件，在模具中应用最多的是圆柱螺旋压缩弹簧，钢丝有圆形、方形、矩形等，材料是60SiMnA、60Si2Mn或碳素钢，经热处理达，两端并紧磨平。确定单个弹簧所受的负荷：式中：总卸料力（N）；n弹簧的个数。确定弹簧的预压量：式中：工作极限负荷量（N）。检查弹簧最大允许的压缩量：（一般取料厚+1mm）+凸、凹模的修磨量（一般取料厚）。因为冲裁件的厚度为1.5mm，总卸料力为4.74KN，根据冲模结构安放6个圆柱压缩弹簧。则：每根弹簧所承担卸料力即为该弹簧的预压力：该模具卸料板的工作行程和凸、凹模的修磨量之和为：查【3】第48页表2-10选取工作极限负荷950N，弹簧外径，中径，自由长度，有效圈数为7.2，序号为33的弹簧。则：最大允许压缩量：预压缩量：总压缩量：总压力：检验：最大允许压缩量总压缩量41.