毕业论文带料连续拉深多工位级进模

1、摘要本设计为一带料连续拉深多工位级进模，制件为电动机外壳。经过查阅资料，根据设计零件的尺寸、精度、材料、批量生产等要求，首先对冲压件进行了工艺分析与制件毛坯展开计算，经过工艺分析和对比，确定采用先拉深小孔再拉深外形的工序，接着绘制出制件毛坯展开图。以工序安排为依据对零件进行了排样图的设计，再进行拉深力、冲裁力、顶件力、推件力、卸料力、压料力、整形力等相关力的计算，确定总力后选择压力机的型号。接着是模具工作部分的设计计算，和主要零部件的设计与标准件的选择，其中包括上模座、下模座、上模垫板、下模垫板、上模固定板、下模固定板、浮动导料杆、卸料板、导柱、导套、小导柱、小导套、卸料螺钉、导正销、推件装置

2、和顶件装置等，并计算出非标准凸模和凹模尺寸和公差，为装配图各尺寸提供依据。最后对凸模和凹模的强度及长度进行了校核。通过前面的设计方案画出模具各零件图和装配图，以及部分零部件的三维建模与装配。关键词：级进模；连续拉深；电动机外壳；AbstractThis paper designs a deep drawing progressive die for belt materials. The workpiece is motor shell.Through access to information, according to the size of the parts, precision, m

3、aterials, mass production requirements, stamping process analysis and rough calculation are finished first. Then the processing plan through process analysis and comparison are determined, and the blank parts graph is drawn out. At the same time the layout diagram design is finished which is based o

4、n process arrangement. Then the deep drawing force, cutting force, push force, discharge force, pressure force, plastic and other related forces are calculated. The press machine is selected after determine the total force. Then the design calculation for the work parts and selection of the main par

5、ts and standard parts is finished, including mold bases, base plates, the fixed plates, floating guide rod, stripper plate, guide pillar, guide sleeve, discharge screw, guide pin, ejecting devices, etc. After that the standard dimension and tolerances of convex die and concave die are calculated, wh

6、ich provides the basis for various sizes of assembly drawings. The intensity and length of convex die and concave die are checked at last.Through the design above, the part drawings and assembly drawing finished, also some of the 3D modeling.Key words: Progressive die; Deep drawing; Motor shell目录摘要I

7、AbstractII第一章 概述11.1 多工位级进模综述11.1.1 多工位级进模特点11.1.2 多工位级进模发展现状11.1.3 多工位级进模发展趋势21.1.4 预期目标3第二章 制件工艺分析与总体方案设计42.1 制件分析4制件的工艺分析与难点分析4制件毛坯展开计算42.2 工艺方案的确定5第三章 排样图设计与各工序力的计算73.1 排样、计算条料宽度及确定步距7各工序拉深尺寸计算7条料宽度及步距的确定83.2 各工序力的计算9拉深力的计算9冲裁力的计算9压料力的计算10整形力的计算10挤孔精压力的计算11总压力的计算11第四章 模具设计计算124.1 压力机的选取12压力机的选用原

8、则12压力机规格计算124.2 凸、凹模尺寸计算12拉深凸、凹模尺寸计算12冲孔与落料凸、凹模尺寸计算14整形凸、凹模尺寸计算144.3 模具基本尺寸确定15模板尺寸初选15工作行程15模板厚度初选15模具工作区高度154.4 模架的选择154.5 模柄的选择154.6 卸料装置的设计16卸料板的形式16卸料螺钉的选择16卸料弹簧的选择16辅助导向形式的选择164.7推件装置的设计16推件装置形式的确定16推件装置元件的选取164.8 顶件装置的设计17顶件装置形式的确定17顶件装置元件的选取174.9 定位元件的选择174.10送料方式的选择174.11 导料装置的选择17导料元件的确定17

9、导料元件的选取174.12 其他零件的选择184.13 模具零件的公差配合的选择18第五章 凹、凸模的校核205.1凸模的校核20凸模的强度校核20凸模的长度校核215.2 凹模的校核22凹模的强度校核22凹模的长度校核23第六章 部分零件三维建模及装配256.1部分零件三维建模25垫板三维建模25固定板三维建模27导柱、导套三维建模286.2装配图三维建模28致谢30参考文献31第一章 概述模具作为特殊的工艺装备，在现代制造业中扮演的角色越来越重要，它作为冲压生产过程中必须的工艺装备，是一种技术密集型的产品。无论是冲压件的质量，还是生产效率以及生产成本等，都与模具的设计和制造有直接的关系。模

10、具设计与制造技术的水平是衡量一个国家制造业水平高低的重要标志，在很大程度上决定着制件的质量、效益和新产品的开发能力。大力提高制造模具水平，是提升模具技术档次的关键。1.1 多工位级进模综述1.1.1 多工位级进模特点多工位级进模是在普通级进模的基础上，发展起来的一种高精度、高效率、寿命长的多工序集成模具，是技术密集型模具，是冷冲压模具发展方向之一。这种模具除了能完成冲孔、落料等工序外，还可以根据零件的结构特点和成形性质等完成压筋、弯曲、拉深等成形工序，可以将复杂的制件外形或型孔，经分解变成简单的冲压。冲压时，将带料或条料由模具入口送进后，通过严格控制步距精度，按照工艺安排的顺序，通过各个工位的

11、连续冲压，便可以冲制出符合产品要求的冲压件，并且可以在无人操控的情况下进行高速冲压。为了保证多工位级进模的正常工作，模具必须有高精度的导向装置和准确的定距、定位装置，配备有自动送料装置、自动出件装置、安全检测装置等。所以多工位级进模与普通模具相比要复杂一些，具有如下特点：（1）在一副模具中，并在压力机的一次行程中，就可以完成包括冲裁，弯曲，拉深等多道工序；减少了使用多副模具的复杂过程，提高了劳动生产率和设备的利用率。 （2）由于在级进模中工序可以分散在不同的工位上，故不存在复合模的“最小壁厚”问题，设计时还可以根据模具的强度和模具的装配需要留出空工位，从而保证级进模的强度和零部件装配空间。（3

12、）多工位级进模通常具有高精度的内、外导向（除模架导向精度要求高外，还必须对细小凸模实施内导向保护）和准确的定距定位系统，以保证产品零件的加工精度和模具寿命。 （4）多工位级进模常选用高速冲床或压力机来生产冲压件，模具采用了自动送料、自动出件、安全检测等自动化装置，具有操作安全、生产效率高的优点。目前，世界上最先进的多工位级进模工位数多达50多个，冲压速度达每分钟1000 次以上。当排样采用多排时，一次冲压可以出多件。（5）多工位级进模内部结构复杂，因此对于模具制造的精度有很高的要求，这样模具的制造、调试及维修会有一定的难度，因此在进行模具设计时要考虑的内容比较多，要求模具设计师水平也高。同时要

13、求模具的零部件要具有互换性，在模具零件磨损或损坏后可以快速更换，同时方便，可靠。所以模具的工作零件如凸模、凹模等常选用优质、高强度、高耐磨的材料（常采用高强度的高合金工具钢、模具钢等材料）制造，模具的加工采用先进的CNC制模设备和合理工艺制造，必须应用慢走丝线切割加工、成型磨削、坐标镗、坐标磨等先进加工方法制造。 一般需要经验丰富的理论与实践相结合的模具专业人才和配套较为先进的精密制模设备才能有保障。（6）多工位级进模主要用于冲制厚度较薄（一般不超过2mm）、产量大，形状复杂、精度要求较高的中、小型零件。冲件的尺寸一致性好，均具有很好的互换性。1.1.2 多工位级进模发展现状多工位级进模，是当

14、代先进冲压模具的代表，展示了现代冲压模具水平的一个重要标志，它具有结构复杂、制造难度大、精度高、寿命长和生产效率高等特点，是我国重点发展的精密冲压模具，已成为实现大生产、降低生产成本的最佳选择，被指定为我国“十一五”规划中重点发展的模具之一。从精密多工位级进模的冲制件来看，包括电机铁芯片级进模、空调器翅片级进模、集成电路引线框架级进模、电子连接器级进模、汽车零件级进模、家电零件级进模等。可以说，级进模的冲制件已经覆盖了电子、仪器仪表、汽车、电机电器、通讯、机械和家电等产品范畴。当前，国内制造的多工位级进模的水平在模具的技术含量、制造精度、使用寿命和制造周期等方面均获得了明显进步。其中部分高档优

15、质模具的总体水平已经与国际同类模具水平相当。经过几十年的努力，我国冲压模具的设计与制造的能力取得了长足的进步，个别企业的产品已具有较高水平。虽然如此，我国的冲压模具设计制造能力与与国际前沿相比仍还有较大差距，总量供不应求，进口较多。主要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，无论在设计还是加工工艺方面，都还有较大差距。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。虽然在设计制造方法和手段方面基本达到了国际水平，模具结构周期等方面，与国外相比还存在一定的差距。1.1.3 多工位级进模发展趋势级进模在过去因技术水平的限制，工位数相对较少，35个

16、常见，10个工位的就算多了，10个以上的就罕见了，近年来随着我国与国际接轨的脚步不断加快，市场竞争的日益加剧，人们已经越发的认识到产品质量、成本和新产品的开发能力的重要性。近年来许多企业因此加大了用于技术进步的投资力度，一些国内模具企业已普及了二维CAD如AutoCAD，并陆续开始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Solidworks等国际通用软件，并成功应用于多工位级进模的设计中。专家认为，未来多工位级进模具制造技术有以下几大发展趋势： （1）全面推广CAD/CAM/CAE技术模具的CAD/CAM/CAE技术是模具设计制造的发展方向。随着计算机软件的发展和进步，普及CAD/C

17、AM/CAE技术的条件已日趋成熟，各企业都加大了CAD/CAM技术培训和技术服务的力度，进一步扩大CAE技术的应用范围。计算机和网络的发展正在使CAD/CAM/CAE技术跨地区、跨企业、跨院所，在整个行业中的广泛推广成为了可能，实现技术资源的重新整合。（2）提高模具标准化程度我国模具的标准化程度正在不断的提高，估计目前我国模具的标准件使用覆盖率已达到30%左右。国外发达国家一般为80%左右。（3）模具扫描及数字化系统高速扫描仪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

18、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”。（4）高速铣削加工 国内外近几年来发展的高速铣削加工技术，不仅大幅提高了加工效率和精度，并可获得极高的表面粗糙度。另外，还可加工高硬度模块，还具有温升低、热变形小等优点。目前它已向更高的智能化、集成化、灵活化的方向发展。（5）模具研磨抛光将自动化、智能化 模具表面的质量对模具的使用寿命、制件外观、精度等方面均具有较大的影响，研究自动化、智能化的研磨与抛光方法替代现有手工操作，以提高模具表面质量和精密电火花线切割、精密成型磨、坐标磨、光学曲线磨等工艺的成熟运用是多工位级进模重要的发展趋势。 （6）优质

19、材料及先进表面处理技术选用优质钢材和应用相应的表面处理技术来提高模具的寿命十分必要。模具的热处理和表面处理是否能充分发挥模具材料性能的关键环节。模具热处理的发展方向是采用真空热处理。模具表面处理除完善应发展工艺先进的气相沉积(TiN、TiC等)、等离子喷涂等技术。 （7）模具自动加工系统的发展这是我国的长远发展目标。模具自动加工系统应由多台机床合理组合；配有随行定位夹具，有完整的机具、刀具数控库，有完整的数控柔性同步系统，有质量监测控制系统。1.1.4 预期目标（1）预计达到的目标：充分理解掌握大学四年所学的专业知识，通过本次毕业设计，达到理论知识与处理实际问题相结合的目的。通过该级进模的设计

20、，能够比较深刻的了解连续模的设计原则及指导思想。培养调查研究相关文献检索和阅读能力；培养冲压模具设计、计算与绘图的能力；培养使用ProE等绘图软件进行三维造型和辅助AutoCAD进行二维成型的能力。通过工艺分析，能够了解多工位级进模与单工序模、复合模之间的优缺点。第二章 制件工艺分析与总体方案设计2.1 制件分析图2.1 制件图电动机外壳零件图如图1所示，零件材料为10F，该零件材料适宜冲压加工，零件厚度为0.6mm。要求：根据产品图、制件的产量，进行工艺分析，设计排样并绘制排样图，确定该模具所使用的模架形式（包括导向系统），卸料结构，导料装置，送料和定距方式，凸、凹模的结构形式及固定方法等，

21、绘制模具总装图，模具相关零件图。2.1.1制件的工艺分析与难点分析零件精度要求较高，整个零件需拉伸与挤孔成形，2.95 0+0.015孔精度等级为IT8，要求精度很高，内孔尺寸为10.80+0.03+0.08 mm，公差等级IT9，精度要求也很高，拉伸后需要多次整形，考虑以上零件要求，只有用级进模才能保证精度要求。2.95 0+0.015的内孔精度要求很高，需多步工艺成形才能保证精度要求，应先设计多个工位来挤高精度内孔：先打凸包，再冲孔，然后孔成形完毕。再进行外形拉伸：先拉伸外形，再整形完成。由于工件孔的要求较高，在级进模的结构设计和加工制造上都有一定的困难，且级进模是单件生产，试模失败后很难

22、修改，因此要精心设计，各种问题都应该考虑周全。2.1.2制件毛坯展开计算根据多工位级进模设计与制造表4-5：f1=dh=15.080mm其中d=4mm，h=2-0.8mm=1.2mmf2=dl-2rh=8.294mm其中h=r1-cos=0.5mm，l=r180°=0.785mm，r=0.5mm，d=4.15mm，=90°f3=4d2-d1 2=100.531mm其中d=12mm，d1=4.15mmf4=dl+2rh=28.205mm其中h=r1-cos=0.5mm，l=r180°=0.785mm，r=0.5mm，d=10.8mm，=90°f5=dh=1

23、80.956mm其中d=12mm，h=6.4-1.6mm=4.8mm所以F=f1+f2+f3+f4+f5=15.080+8.294+100.531+28.205+180.956mm2=333.066mm2D1=4F=19.8mm由多工位级进模设计与制造表4-4，修边余量=1.8mm所以D=D1+=21.6mm图2.2 制件毛坯展开图2.2 工艺方案的确定根据工件的情况，结合工件的外形尺寸和形状，确定工件包括落料、冲孔、拉深等工序，可以有以下三种工艺方案：方案一：采用单工序模生产。若采用方案一，由于孔的精度要求较高，加工所需工序也较多，因此单算孔的加工部分就需十副模具才能完成。单工序模结构简单，

24、制作周期短，制作成本低廉；但生产效率低，冲出的制件精度不高，且工人劳动强度大，不适合大批量的生产。因此，不采用该方案。方案二：采用复合模生产。复合模结构紧凑，冲出的制件精度较高，适合大批量生产，特别是孔与制件外形的同心度容易保证。若采用方案二，根据复合模的特点，制件的精度和批量都能满足，但要用三副以上模具，模具结构复杂，模具制造较困难，制造周期长，使生产效率大大下降，且提高了生产成本。因此，不采用该方案。方案三：采用级进模生产。在一副级进模上可对形状十分复杂的冲压件进行冲裁、弯曲、拉深成形等工序，故生产率高，便于实现机械化和自动化，适于大批量生产。由于采用条料（或带料）进行连续冲压，所以操作方

25、便安全。若采用方案三，只需一副模具即可成型，能满足生产所需的精度和批量，操作安全方便，且生产效率高。适合所加工零件精度高、大批量生产的要求。因此，采用该方案。图2.2 排样图第三章 排样图设计与各工序力的计算3.1 排样、计算条料宽度及确定步距各工序拉深尺寸计算1、2.95孔加工工序计算：根据多工位级进模设计与制造第四章：（1）总拉深系数计算：由表4-22，m总=0.2m总=dD=0.22>m总（2）切口的确定及尺寸计算：tD×100=0.621.6×100=2.78dd=10.83.5=3.09hd=6.43.5=1.83由表4-11，选取序号为2的切口形式（3）各

26、次拉深系数及拉深直径的确定：由多工位级进模设计与制造表4-17，取首次拉深系数m1=0.53d1=m1D=21.4×0.53=11.34mm，取d1=11.2mm由多工位级进模设计与制造表4-18，取之后各次拉深系数分别为：m2=0.75，m3=0.79，m4=0.80，m5=0.81，m6=0.82所以d2=m2d1=11.34×0.75=8.51mm，取d2=8.6mmd3=m3d2=8.51×0.79=6.63mm，取d3=6.7mmd4=m4d3=6.63×0.80=5.33mm，取d4=5.4mmd5=m5d4=5.33×0.81=4

27、.32mm，取d5=4.4mmd6=m6d5=4.32×0.82=3.55mm，取d5=3.55mm（4）各次拉深高度计算：H1=0.25d1D12-d2+0.43r1+R1+0.14d1r12-R12=3.0mm其中D1=1.06D2，d=21.6mm，d1=11.4mm，r1=3mm，R1=2.7mmH2=0.25d2D22-d2+0.43r2+R2+0.14d2r22-R22=2.6mm其中D2=1.05D2，d=21.6mm，d2=8.6mm，r2=2.4mm，R2=2.1mmH3=0.25d3D32-d2+0.43r3+R3+0.14d3r32-R32=2.4mm其中D3=

28、1.05D2，d=21.6mm，d3=6.7mm，r3=1.9mm，R3=1.6mmH4=0.25d4D42-d2+0.43r4+R4+0.14d4r42-R42=2.1mm其中D4=1.04D2，d=21.6mm，d4=5.4mm，r4=1.5mm，R4=1.3mmH5=0.25d5D52-d2+0.43r5+R5+0.14d5r52-R52=2.0mm其中D4=1.04D2，d=21.6mm，d5=4.4mm，r5=1.2mm，R5=1.0mmH6=0.25d6D62-d2+0.43r6+R6+0.14d6r62-R62=1.9mm其中D6=1.04D2，d=21.6mm，d6=3.55m

29、m，r6=1.0mm，R6=0.8mm还需挤孔才可达到零件图要求尺寸。校核第一次拉深的相对高度：由表4-20，h1d1=0.48，h1d1=3.611.4=0.32<0.48所以上述计算合理。2、10.8孔加工工序计算：根据多工位级进模设计与制造第四章：（1）总拉深系数计算：由表4-22，m总=0.2m总=dD=0.52>m总（2）各次拉深系数及拉深直径的确定：tD×100=0.621.6×100=2.78dd=13.811.4=1.21由多工位级进模设计与制造表4-17，取首次拉深系数m1=0.67d1=m1D=21.4×0.67=14.41mm，取

30、d1=14.4mm由多工位级进模设计与制造表4-18，取第二次拉深系数为：m2=0.79所以d2=m2d1=14.41×0.79=11.38mm，取d2=11.4mm（3）各次拉深高度计算：H1=0.25d1D12-d2+0.43r1+R1+0.14d1r12-R12=6.0mm其中D1=1.06D2，d=13.8mm，d1=14.4mm，r1=1.8mm，R1=1.5mmH2=0.25d2D22-d2+0.43r2+R2+0.14d2r22-R22=5.8mm其中D2=1.04D2，d=13.8mm，d2=11.4mm，r2=1.3mm，R2=1.1mm校核第一次拉深的相对高度：由

31、表4-20，h1d1=0.48，h1d1=6.614.4=0.46<0.48所以上述计算合理。3.1.2条料宽度及步距的确定由多工位级进模设计与制造表4-13，b1=1.75，b2=2，n=1.82.2，r=1K0.250.35D=7.5mmC(1.021.05)d=22.5mm料宽B=C+2b2=26.5mm步距A=D+n=21.4+2.1=23.5mm步距公差=±23nK=0.006其中：为沿送料方向毛坯轮廓尺寸的精度提高3级后的公差值，n为级进模工位数，K为修正系数 查表，K=1.03.2 各工序力的计算拉深力的计算1、2.95孔计算：根据冲模设计与制造实用计算手册第2.

32、3节：首次拉深：P=K1d1tb=4813.42N其中，由表2-53，K1=0.8，d1=11.4mm，t=0.6mm，b=280Mpa第二次拉深：P=K2d2tb=3404.23N其中，由表2-54，K2=0.75，d2=8.6mm，t=0.6mm，b=280Mpa第三次拉深：P=K3d3tb=1980.26N其中，由表2-54，K3=0.56，d3=6.7mm，t=0.6mm，b=280Mpa第四次拉深：P=K4d4tb=1482.03N其中，由表2-54，K4=0.52，d4=5.4mm，t=0.6mm，b=280Mpa第五次拉深：P=K5d5tb=576.61N其中，由表2-54，K5

33、=0.23，d5=4.4mm，t=0.6mm，b=280Mpa第六次拉深：P=K6d6tb=430.94N其中，由表2-54，K6=0.23，d6=3.55mm，t=0.6mm，b=280Mpa2、10.8孔计算：根据冲模设计与制造实用计算手册第二章第七节：首次拉深：P=K1d1tb=6080.11N其中，由表2-53，K1=0.8，d1=14.4mm，t=0.6mm，b=280Mpa第二次拉深：P=K2d2tb=4813.42N其中，由表2-54，K2=0.75，d2=11.4mm，t=0.6mm，b=280Mpa3.2.2冲裁力的计算1、2.95孔计算：P1=1.3L1t=1.3×

34、;×2.95×0.6×441=3187.9N2、落料计算P2=1.3L2t=1.3××13.8×0.6×441=14912.9N3、工艺切口计算：P3=1.3L3t=1.3×86.65×0.6×441=29805.87NP4=1.3L4t=1.3×57.88×0.6×441=19909.56N3.2.3压料力的计算1、2.95孔计算：根据冲模设计与制造实用计算手册第2.3节：由表2-56，不需使用压边圈。首次拉深：Q=4D2-d1+2rd2q=347.44N其中，D

35、=21.6mm，d1=11.4mm，rd=2.7mm，由表2-58，q=2.4Mpa第二次拉深：Q=4d12-d2+2rd2q=63.86N其中，d1=11.4mm，d2=8.6mm，rd=2.1mm，由表2-58，q=2.4Mpa第三次拉深：Q=4d22-d3+2rd2q=45.33N其中，d2=8.6mm，d3=6.7mm，rd=1.6mm，由表2-58，q=2.4Mpa第四次拉深：Q=4d32-d4+2rd2q=36.02N其中，d3=6.7mm，d4=5.4mm，rd=1.3mm，由表2-58，q=2.4Mpa第五次拉深：Q=4d42-d5+2rd2q=30.92N其中，d4=5.4m

36、m，d5=4.4mm，rd=1.0mm，由表2-58，q=2.4Mpa第六次拉深：Q=4d52-d6+2rd2q=21.57N其中，d5=4.4mm，d6=3.55mm，rd=1.0mm，由表2-58，q=2.4Mpa2、10.8孔计算：根据冲模设计与制造实用计算手册第2.3节：由表2-56，不需使用压边圈。首次拉深：Q=4D2-d1+2rd2q=308.76N其中，D=21.6mm，d1=14.4mm，rd=1.5mm，由表2-58，q=2.4Mpa第二次拉深：Q=4d12-d2+2rd2q=42.22N其中，d1=14.4mm，d2=11.4mm，rd=1.1mm，由表2-58，q=2.4

37、Mpa3.2.4整形力的计算P1=Fq=3995.1N其中q=50Mpa，f1=dl+2rh=79.902mm其中h=r1-cos=1.3mm，l=r180°=2.042mmr=1.3mm，d=10.8mm，=90°P2=Fq=2333.5N其中q=50Mpa，f2=dl+2rh=46.670mm其中h=r1-cos=0.8mm，l=r180°=1.257mmr=0.8mm，d=10.8mm，=90°挤孔精压力的计算P=qf=42307.5N其中q=1500Mpa，f1=dl+2rh=28.205mm其中h=r1-cos=0.5mm，l=r180

38、6;=0.785mmr=0.5mm，d=10.8mm，=90°3.2.6总压力的计算P总=140033.35N卸料力F卸=K卸P总;推件力F推=K推P总;顶件力F顶=K顶P总;K卸-卸料力系数；根据冲模设计与制造实用计算手册表3-8，取K卸=0.045；K推-推件力系数；根据冲模设计与制造实用计算手册表3-8，取K推=0.05；K顶-顶件力系数；根冲模设计与制造实用计算手册表3-8，取K顶=0.06；计算得F卸=6301.5N;F推=7001.7N;F顶=8402.0N;压力机所需的总冲压力F总=P总+F卸+F推=153336.55N153.4kN第四章 模具设计计算4.1 压力机的

39、选取4.1.1压力机的选用原则压力机的选择分为类型选择和规格两个方面：（1） 类型选择冲压设备的类型较多，其刚度、精度、用途各不相同，应根据生产批量、冲压工艺的性质、制件精度、模具大小等正确选用。一般生产批量较大的中小型制件多选用操作方便、生产效率高的开式曲柄压力机。（2） 规格选择确定压力机的规格时要遵循如下原则：压力机的公称压力必须大于总冲压工艺力。但对工作行程较长的工序，不仅需要满足工艺力的大小，还必须同时考虑满足其工作负荷曲线才行。压力机滑块行程应满足制件在高度上能获得所需的尺寸，并在冲压工序完成之后顺利地从模具上取下来。对于拉深件，则行程应在制件高度的两倍以上。压力机的行程次数应符合

40、生产率的要求。压力机的闭合高度、工作台面尺寸、滑块尺寸、模柄孔尺寸等都要能满足模具的正确安装要求，对于曲柄压力机，模具的闭合高度应在压力机的最大装模高度与最小装模高度之间。工作台尺寸单边一般应大于模具下模座50-70mm，以便于安装，垫板孔径应大于制件或废料投影尺寸，以便于漏料模柄尺寸应与模柄孔尺寸相符。4.1.2压力机规格计算P压>F总=P总+F卸+F推=153336.55N153.4kN压力机电动机功率N=KAn1.36×60×750×1×2=0.31kW其中，K=1.3，A=26.27J，n=300，1=0.6，2=0.9根据以上原则，由多工

41、位级进模设计与制造附录E，选取JK21-80开式快速压力机。4.2 凸、凹模尺寸计算4.2.1拉深凸、凹模尺寸计算1、2.95孔计算：根据冲模设计与制造实用计算手册第3.5节：（1）第一次拉深：凹模直径Dd=(d1+0.4+2Z) 0+d=10.836 0+0.006mm凸模直径dp=(d1+0.4)-p 0=10.806-0.006 0mm其中，d1=10.8mm，=0.015mm，Z=0.015mm，d=0.006mm，p=0.006mm选取AI10.7×38 GB2863.1-81选取A10.7×6×18 GB2863.5-81（2）第二次拉深：凹模直径Dd

42、=(d2+0.4+2Z) 0+d=8.036 0+0.006mm凸模直径dp=(d2+0.4)-p 0=8.006-0.006 0mm其中，d2=8.0mm，=0.015mm，Z=0.015mm，d=0.006mm，p=0.006mm选取AI8.15×38 GB2863.1-81选取A8.15×6×18 GB2863.5-81（3）第三次拉深：凹模直径Dd=(d3+0.4+2Z) 0+d=5.536 0+0.006mm凸模直径dp=(d3+0.4)-p 0=5.506-0.006 0mm其中，d3=5.5mm，=0.015mm，Z=0.015mm，d=0.006m

43、m，p=0.006mm选取AI5.6×38 GB2863.1-81选取A5.6×5×14 GB2863.5-81（4）第四次拉深：凹模直径Dd=(d4+0.4+2Z) 0+d=4.836 0+0.006mm凸模直径dp=(d4+0.4)-p 0=4.806-0.006 0mm其中，d4=4.8mm，=0.015mm，Z=0.015mm，d=0.006mm，p=0.006mm选取AI4.9×36 GB2863.1-81选取A4.9×5×14 GB2863.5-81（5）第五次拉深：凹模直径Dd=(d5+0.4+2Z) 0+d=3.836

44、 0+0.008mm凸模直径dp=(d5+0.4)-p 0=3.806-0.006 0mm其中，d5=3.8mm，=0.015mm，Z=0.015mm，d=0.008mm，p=0.006mm选取A3.8×5×14 GB2863.5-81（6）第六次拉深：凹模直径Dd=(d6+0.4+2Z) 0+d=2.986 0+0.006mm凸模直径dp=(d6+0.4)-p 0=2.956-0.006 0mm其中，d6=2.95mm，=0.015mm，Z=0.015mm，d=0.006mm，p=0.006mm凸、凹模圆角半径的确定：r凸1=35t=3mm，r凹1=0.60.9r凸1=2

45、.7mmr凸2=0.70.8r凸1=2.4mm，r凹2=0.70.8r凹1=2.1mmr凸3=0.70.8r凸2=1.9mm，r凹3=0.70.8r凹2=1.6mmr凸4=0.70.8r凸3=1.5mm，r凹4=0.70.8r凹3=1.3mmr凸5=0.70.8r凸4=1.2mm，r凹5=0.70.8r凹4=1.0mmr凸6=0.70.8r凸5=1.0mm，r凹6=0.70.8r凹5=0.8mm2、10.8孔计算：根据冲模设计与制造实用计算手册第3.5节：（1）第一次拉深：凹模直径Dd=(d1+0.4+2Z) 0+d=13.836 0+0.011mm凸模直径dp=(d1+0.4)-p 0=13

46、.806-0.006 0mm其中，d1=13.8mm，=0.015mm，Z=0.015mm，d=0.011mm，p=0.006mm（2）第二次拉深：凹模直径Dd=(d2+0.4+2Z) 0+d=10.836 0+0.011mm凸模直径dp=(d2+0.4)-p 0=10.806-0.006 0mm其中，d2=10.8mm，=0.015mm，Z=0.015mm，d=0.011mm，p=0.006mm凸、凹模圆角半径的确定：r凸1=35t=1.8mm，r凹1=0.60.9r凸1=1.5mmr凸2=0.70.8r凸1=1.3mm，r凹2=0.70.8r凹1=1.1mm4.2.2冲孔与落料凸、凹模尺寸

47、计算（1）冲2.95孔凸、凹模尺寸计算冲孔时应先确定凸模刃口尺寸，其大小应取等于或接近制件孔的最大极限尺寸。制造公差可按IT6IT7级公差值选用。凸模直径dt=d+X-t=2.94-0.006 0mm其中，由表2-7，X=0.75，取t=0.006mm凹模直径da=d+X+Zmin+a=2.96 0+0.006mm其中，由表2-7，X=0.75，取a=0.006mm，由表2-3，Zmin=0.030mm（2）冲10.8孔凸、凹模尺寸计算落料时应先确定凹模刃口尺寸，其大小应取等于或接近制件的最小极限尺寸。制造公差可按IT6IT7级公差值选用。=0.27凸模直径Dt=d+X-Zmin-t=13.9

48、0-0.018 0mm其中，由表2-7，X=0.5，取t=0.018mm，由表2-3，Zmin=0.030mm凹模直径da=d-X+a=13.93 0+0.011mm其中，由表2-7，X=0.5，取a=0.011mm4.2.3整形凸、凹模尺寸计算10.8孔拉深后还需通过整形才可达到制件图尺寸要求，且每次整形圆角不应超过50%，所以：凹模直径Dd=(d2+0.4+2Z) 0+d=10.836 0+0.006mm凸模直径dp=(d2+0.4)-p 0=10.806-0.006 0mm其中，d2=10.8mm，=0.015mm，Z=0.015mm，d=0.006mm，p=0.006mm第一次整形：取

49、r凸1=0.8mm，r凹1=0.8mm第二次整形：取r凸2=0.5mm，r凹2=0.5mm经整形后圆角达到制件图尺寸要求。4.3 模具基本尺寸确定4.3.1模板尺寸初选由工序排样图，凹模的工作区尺寸基本在300mm×30mm左右。查模具标准应用手册P72表圆整得凹模板长度L=315mm,B=200mm。由于采用拼装式，需选用两块模板4.3.2工作行程本零件冲压时最大行程是第一次外形拉深工序，拉深行程为6mm。考虑到模具设有浮顶装置，故模具开启后，凸模下表面至凹模上表面的最小距离取10mm。4.3.3模板厚度初选查模具标准应用手册得：凹模模板厚度(p122 5-11(b) 315

50、15;200×20 GB 2858.1-81卸料板厚度（p124 5-17） 315×200×15凸模固定板厚度(P124 5-6) 315×200×30 GB 2858.2-81垫板厚度（P126 5-8） 315×200×35 GB 2858.3-814.3.4模具工作区高度模具工作区开启高度大于280mm模具工作区闭合高度约为260mm4.4 模架的选择由于该零件需要大批量生产，所以采用自动上料装置。采用对角导柱模架。选择四导柱模架630×315×260300 GB/T 2851.7-90 上模座（

51、GB/T2855.13-90）：630×315×55下模座（GB/T2855.14-90）：630×315×65导柱（GB/T2861.1）：50×240导套（GB/T2861.6）：50×150×53模具的开启高度为300mm，模具的闭合高度为260mm。4.5 模柄的选择可采用上模用模柄固定，下模用压板固定于压力机下台面的方法。 在这里选择压入式模柄。由压力机冲头把孔尺寸为50mm,深度为60mm。选择模柄A50×115 GB 2862.1-81H=115mm,h=55mm 因为上模座厚度为55mm，所以选择h

52、=55mm.4.6 卸料装置的设计4.6.1卸料板的形式由于弹压卸料装置不仅能冲压完成后起卸料作用，冲压开始前还能起压料作用，防止冲压过程中材料的滑移或扭曲，同时对小凸模还有导向保护的作用等，因此选用弹压卸料板。将弹压卸料板安装在凸模一侧，用卸料螺钉连接于上模座上，固定板和卸料板中间安装弹簧，弹簧的预压缩量提供卸料力。取普通弹簧32×4×354.6.2卸料螺钉的选择将卸料螺钉安装在弹压卸料板与上模座之间，保证卸料板能平稳运动和保证卸料板与上模座的连接关系。卸料螺钉与弹簧组合使用。卸料螺钉选择圆柱头卸料螺钉。经过计算，从垫板上表面到卸料板上表面的距离为58mm。所以根据国家标

53、准，选择M10×35 JB/T 7650.54.6.3卸料弹簧的选择由3.2.6得F卸=6301.5N单只弹簧的卸料力Fe1=F卸n=393.9N选取弹簧32×4×35 GB/T2089-19944.6.4辅助导向形式的选择当级进模中小凸模较多时，为了保护好小凸模，并保证卸料板与凸模固定板、凹模之间型孔与凸模相对位置的一致性，也为了提高模具的精度，再卸料板与凸模固定板、凹模制件附加辅助导向装置，即采用小导柱、小导套导向，组成一个功能完善的弹压卸料装置。小导柱装在凸模固定板上，卸料板、凹模上均装有小导套，小导柱将凸模固定板、卸料板、凹模三者联系起来成为一体，使三者的

54、对应孔位置始终一致。该结构能够增强小凸模的刚性，同时导向效果最好，对于凸、凹模的刃磨和上下模的分离十分方便。所以选取小导柱：A型小导柱20×80 JB/T 7645.1 小导套由于长度受卸料板与凹模固定板限制，故采用非标件。4.7推件装置的设计4.7.1推件装置形式的确定推件装置的功能主要是当凸模位于下模、凹模位于上模时，对料或件起弹出的作用。由于制件孔的精度较高，所以采用刚性推件装置，该装置由弹簧提供弹压力，弹压力由推板再经由推杆传递给凹模中的顶件块，继而将制件弹出。其优点是推件动作灵活、可提供较大的推件力，并且平稳可靠。可以由螺塞预紧弹簧，调节推件力4.7.2推件装置元件的选取由

55、3.2.6得F推=7001.7N单只弹簧推件力Fe=F推n=1167.0N选取重型强力弹簧19.5×4.5×50 GB/T2089-1994螺塞：开槽柱形螺塞M22 ZB T32 001.2-87推板 A20 GB2867.4-81中间推杆6×40 GB2867.3-814.8 顶件装置的设计4.8.1顶件装置形式的确定顶件装置的功能主要对料或件起顶出的作用，当拉深工位工作结束后必须依靠顶出装置将各工位中带料的成型部分从工作型孔中顶出才能保持被冲坯料能够沿一定方向连续送进。由于制件平整度有一定要求，会影响孔的成型与精度，所以采用刚性顶件装置，该装置采用弹顶结构，弹压力主要靠弹簧获得，由螺塞预紧弹簧，调节推件力，其具有动作灵活、平稳、可靠的优点，并且可以提供较大的顶件力。4.8.2顶件装置元件的选取由3.2.6得F顶=8402.0N单只弹簧的卸料力Fe=F顶n=2100.5N选取重型强力弹簧31.5×7.5×50 GB/T2089-1994螺塞：开槽柱形螺塞M36 ZB T32 001.2-87推板 A32 GB2867.4-81中间推杆6×40 GB2867