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1、轴承端盖冲压复合模具设计摘要当今我国的工业在飞速的发展，模具在工业发展中的地位也越显重要。本篇设计对圆筒件的冲裁工艺性和拉深工艺性,分析比较了形成过程中的三种不同冲压工艺（单工序、复合工序和连续工序），确定用一幅复合模完成落料、拉深和冲孔的工序过程。介绍了圆筒件冷冲压成形过程，经过对圆筒件的批量生产、零件质量、零件结构以及使用要求的分析、研究，按照不降低使用性能为前提，将其确定为冲压件，用冲压方法完成零件的加工，且简要分析了坯料形状、尺寸，排样、裁板方案，拉深次数，冲压工序性质、数目和顺序的确定。进行了工艺力、压力中心、模具工作部分尺寸及公差的计算，并设计出模具。还具体分析了模具的主要零部件（
2、如凸凹模、卸料装置、拉深凸模、垫板、凸模固定板等）的设计与制造，冲压设备的选用，凸凹模间隙调整和编制一个重要零件的加工工艺过程。列出了模具所需零件的详细清单，并给出了合理的装配图。通过充分利用现代模具制造技术对传统机械零件进行结构改进、优化设计、优化工艺方法能大幅度提高生产效率，这种方法对类似产品具有一定的借鉴作用。关键词：圆筒件；模具设计；复合模；拉深冲孔ABSTRACTWithChinasindustriescontinuetodevelopanddieindustryisalsobecomingincreasinglyimportant.BasedontheCoverofthestamp
3、ingprocessandthedeepdrawingprocess,Comparativeanalysisoftheprocessofformingthreedifferentstampingprocess(singleprocesses,complexprocessesandcontinuousprocesses)confirmcompletionofacompositemodelblanking,drawingprocessesandpunchingprocess.Onthecoverofthecoldstampingprocess,rightaftertheCoverofthemass
4、production,qualitycomponents,andtheuseofstructuralcomponentsoftheanalysis,research,inlinewithlowerperformanceprerequisitetotheidentificationofstampings,Stampingmethodusedtocompletetheprocessingcomponents,andabriefanalysisoftheblankshape,size,layout,theConferenceBoard,thenumberofDrawing,stampingproce
5、ssesinnature,numberandsequencedetermination.Fortheprocess,thecenterofpressure,thediesizeandthetoleranceofthecalculation,designmold.Alsoanalyzesthemoldofthemaincomponents(suchaspunchanddieanddumpdevices,drawingpunch,slates,Punchplate,etc.)designandmanufacturing,stampingequipmentselection,punch-gapadj
6、ustmentandestablishmentofavitalpartsmachiningprocess.Dierequirementssetoutadetailedlistofparts,andgivesareasonableassembly.Byfullyutilizingmodernmanufacturingtechnologytomoldtraditionalmechanicalpartsforstructuralimprovements,designoptimization,Processoptimizationmethodscangreatlyenhanceproductionef
7、ficiency,themethodofsimilarproductshavesomereference.Keywords:Cover;Molddesign;Compositemolding;DrawingPunch摘要IABSTRACTII.1绪论11.1、 冲压工艺与模具的发展方向11.1.1、 成形工艺与理论的研究11. 1.2、为了满足制件更新换代快和生产批量小的发展趋势11.2、 我国模具技术的发展趋势11.2.1、 模具产品将日趋高精度化、大型化、复杂化11.2.2、 多功能复合模具将进一步发展21.2.3、 热流道模具在塑料模具中的比重将逐步提高21.2.4、 模具标准件的应用将
8、日渐广泛21.2.5、 2.5、模具使用优质材料及应用先进的表面处理技术将进一步受重视21.2.6、 2.6、在模具设计制造中将全面推广CAD/CAM/CAE技术31.2.7、 2.7、快速原型制造(RPM)技术得到更好的发展32分析零件的工艺性53确定工艺方案73.1 计算毛坯尺寸73.2 确定工艺方案84主要工艺参数的计算104.1 确定排样、裁板方案104.2 计算工艺力、初选设备124.2.1计算工艺力124.2.2初选压力机144.2.3计算凸、凹模刃口尺寸及公差155模具的结构设计185.1模具结构形式的选择185.1.1模架的选用185.1.2模具的闭合高度205.2模具工作部分
9、尺寸计算205.2.111205.22215.2.3凸凹模225.2.4上垫板235.2.5卸料板的设计246选定冲压设备267模具的装配277.1 复合模的装配277.2 凸、凹模间隙的调整27结论29致谢30参考文献311.1、 冲压工艺与模具的发展方向1.1.1 成形工艺与理论的研究这几年来，冲压成形工艺有很多新的发展方向，特别是精密冲裁、精密成形、精密剪切、复合材料成形、超塑性成形、软模成形以及电磁成形等新工艺日新月异，冲压件的精度越来越精确，生产效率也有很大的提高，已经把冲压加工提高到高品质的、全新的发展水平。前几年的精密冲压主要是指对平板零件进行精密冲裁，而现在，除了精密冲裁外还可
10、兼有精密弯曲、拉深、压印等，可以进行复杂零件的立体精密成形。过去的精密冲裁只能对厚度为58mm以下的中板或薄板进行加工，而现在可以对厚度达25mm的厚板实现精密冲裁，并可对b900MPa的高强度合金材料进行精冲。由于引入了CAE,目前冲压成形已从原来的对应力应变进行有限元等分析而逐步发展到采用计算机进行工艺过程的模拟与分析，以实现冲压过程的优化设计。在冲压毛坯设计方面也开展了计算机辅助设计，可以对排样或拉深毛坯进行优化设计。此外，对冲压成形性能和成形极限的研究，冲压件成形难度的判定以及成形预报等技术的发展，均标志着冲压成形以从原来的经验、实验分析阶段开始走上由冲压理论指导的科学阶段，使冲压成形
11、走向计算机辅助工程化和智能化的发展道路。LL2、为了满足制件更新换代快和生产批量小的发展趋势发展了一些新的成形工艺（如高能成形和旋压等）、简易模具（如软模和低熔点合金模等）、通用组合模具和数控冲压设备等。这样，就使冲压生产既适合大量生产，也同样适用于小批生产。不断改进板料性能，以提高其成形能力和使用效果，例如研制高强度钢板，用来生产汽车覆盖件，以减轻零件重量和提高其结构强度。1.2、 我国模具技术的发展趋势当前，我国工业生产的特点是产品品种多、更新快和市场竞争激烈。在这种情况下，用户对模具制造的要求是交货期短、精度高、质理好、价格低。因此，模具工业的发展的趋势是非常明显的。121、模具产品将日
12、趋高精度化、大型化、复杂化模具产品成形零件的日渐大型化，以及由于高效率生产要求的一模多腔（塑封模已达到一模几百腔）使模具日趋大型化。随着零件微型化，以及模具结构发展的要求（如多工位复合模工位数的增加，其步距精度的提高）精密模具精度已由原来的5m提高到23m,今后有些模具加工精度公差要求在lm以下，这就要求发展超精加工。122、多功能复合模具将进一步发展新型多功能复合具是在多工位复合模基础上开发出来的。一套多功能模具除了冲压成形零件外，还可担负转位、叠压、攻丝、钾接、锁紧等组装任务。通过这种多劝能模具生产出来的不再是单个零件，而是成批的组件。如触头与支座的组件，各种小型电机、电器及仪表的铁芯组件
13、等。L2.3、热流道模具在塑料模具中的比重将逐步提高由于采用热流道技术的模具可提高制作的生产率和质量，并能大幅度节省制作的原材料和节约能源，所以广泛应用这项技术是塑料模具的一大变革。国外热流道模具已有一半用上了热流道技术，有的厂甚至已达80%以上，效果十分明显。国内近几年已开始推广应用，但总体还达不到10%,个别企业已达到20%-30%.制订热流道元器件的国家标准，积极生产价廉高质量的元器件，是发展热流道模具的关键。124、模具标准件的应用将日渐广泛使用模具标准件不但能缩短模具制造周期，而且能提高模具质量和降低模具制造成本。因此，模具标准件的应用必将日渐广泛。为此，首先要制订统一的国家标准，并
14、严格按标准生产；其次要逐步形成规模生产，提高标准件质量、降低成本；再次是要进一步增加标准件规格品种，发展和完善联销网，保证供货迅速。125、模具使用优质材料及应用先进的表面处理技术将进一步受重视在整个模具价格构成中，材料所占比重不大，一般在20%30%之间，因此选用优质钢材和应用的表面处理技术来提高模具的寿命就显得十分必要。对于模具钢来说,要采用电渣重熔工艺，努力提高钢的纯净度、等向性、致密度和均匀性及研制更高性能或有特殊性能的模具钢。如采用粉末冶金工艺制作的粉末高速钢等。粉末高速钢解决了原来高速钢冶炼过程中产生的一次碳化物粗大和偏析，从而影响材质的问题。其碳化物微细，组织均匀，没有材料方向性
15、，因此它具有韧性高、磨削工艺性好、耐磨性高、长年使用尺寸稳定等特点，是一种很有发展前途的钢材。特别对形状复杂的冲件及高速冲压的模具，其优越性更加突出。这种钢材还适用于注射成型漆加玻璃纤维或金属粉末的增强塑料的模具，如型腔、形芯、浇口等主要部件。另外，模具钢品种规格多样化、产品精料化、制品化，尽量缩短供货时间亦是重要方向。模具热处理和表面处理是能否充分发挥模具钢材性能的关键环节。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普及常用表面处理方法，即扩渗如：渗碳、渗氮、渗硼、渗铭、渗锐外，应发展设备昴贵、工艺先进的气相沉积(TiN、TiC等)、等离子喷涂等技术。126、在模具设计制造中将
16、全面推广CAD/CAM/CAE技术模具CAD/CAM/CAE技术是模具技术发展的一个重要里程碑。实践证明，模具CAD/CAM/CAE技术是模具设计制造的发展方向。现在，全面普及CAD/CAM/CAE技术已基本成熟。由于模具CAD/CAM技术已发展成为一项比较成熟的共性技术，近年来模具CAD/CAM技术的硬件与软件价格已降低到中小企业普遍可以接受的程度，特别是微机的普及应用，更为广大模具企业普及模具CAD/CAM技术创造了良好的条伯。随着微机软件的发展和进步，技术培训工作也日趋简化。在普及推广模具CAD/CAM技术的过程中，应抓住机遇，重点扶持国产模具软件的开发和应用。加大技术培训和技术服务的力
17、度。应时一步扩大CAE技术的应用范围。对于已普及了模具CAD/CAM技术的一批以家电行业代表的企业来说，应积极做好模具CAD/CAM技术的深化应用工作，即开展企业信息化工程，可从CAPP,PDM.CIMS,VR,逐步深化和提高。1.2.1 快速原型制造(RPM)技术得到更好的发展快速原型制造(RPM)技术是美国首先推出的。它是伴随着计算机技术、激光成形技术和新材料技术的发展而产生的，是一种全新的制造技术，是基于新颖的离散/堆积(即材料累力口)成形思想，根据零件CAD模型、快速自动完成复杂的三维实体(原型)制造。RPM技术是集精密机械制造、计算机、NC技术、激光成形技术和材料科学最新发展的高科技
18、技术，被公认为是继NC技术之后的一次技术革命。RPM技术可直接或间接用于模具制造。首先是通过立体光固化(SLA)叠层实体制造(LOM)激光选区烧结(SLS)、三维打印(3D-P)熔融沉积成形(FDM)等不同方法得到制件原型。然后通过一些传统的快速制模方法，获得长寿命的金属模具或非金属的低寿命模具。主要有精密铸造、粉末冶金、电铸和熔射（热喷涂）等方法。这种方法制模，具有技术先进、成本较低、设计制造周期短、精度适中等特点。从模具的概念设计到制造完成仅为传统加工方法所需时间的1/3和成本的1/4左右。因此，快速制模技术与快速原型制造技术的结合，将是传统快速制模技术，进一步深入发展的方向。RPM技术还
19、可以解决石墨电极压力振动（研磨）成形法中母模（电极研具）制造困难问题，使该法获得新生。青岛海尔模具有限公司还构建了基于RE（逆向工程技术）RPM的模具并行开发系统，具有开发质量高、开发成本低及开发周期短等优点。2分析零件的工艺性冲压件工艺性是指冲压零件在冲压加工过程中加工的难易程度。虽然冲压加工工艺过程包括备料一冲压加工工序一必要的辅助工序一质量检验一组合、包装的全过程,但分析工艺性的重点要在冲压加工工序这一过程里。而冲压加工工序很多，各种工序中的工艺性又不尽相同。即使同一个零件，由于生产单位的生产条件、工艺装备情况及生产的传统习惯等不同，其工艺性的涵义也不完全一样。这里我们重点分析零件的结构
20、工艺性。该零件是圆筒件，如图2.1,该零件为有凸缘的筒形件，料厚t=3mm,拉深后厚度不变；零件底部圆角半径r=3mm;尺寸公差都为IT14,满足拉深工艺对精度等级的要求，底部需要冲孔工序。图2.1工件图由图可知，工件为自由公差，精度为IT14,工件是一个圆柱形，并有圆筒直壁，还带有凸缘，工件需要批量生产。该工件形状虽然简单，但是尺寸较比较大，厚度为3毫米，模具设计过程中需要注意一下几点：一：有图1-1轴承座的结构简图可知，该工件为圆筒的底面圆形结构，属于拉伸，底部一般需要考虑整形，后续需要通过其他工具进行整形。二：零件的底部和凸缘圆形上有孔，所以必须考虑如何成形这些孔，确定合适的成形方案。三
21、：轴承座直径130毫米，高度40mm,相对较低，设计中我们不需要考虑多次拉伸，能够一次拉伸成形即可。需要设置合适的工艺角。四：由于工件厚度挺大，对磨具的冲击也比较大，选用耐磨的材料，可以有效的提高模具的寿命。五：工件尺寸大小一般，设计过程中要分析多种取件结构。设计过程中，我们要着重分析模具的推料以及取件的方式，注重安全第一。工艺性要求材料具有良好的塑性，屈强比巴,C值越小，一次拉深允许的极限变形程度越大，拉深的性能越好；板厚方向性系数r和板平面方向性系数反映了材料的各向异性性能，当r较大或小较小时，材料宽度的变形比厚度方向的变形容易，板平面方向性能差异较小，拉深过程中材料不易变薄或拉裂，因而有
22、利于拉深成形。该零件结构较简单、形状对称，属于圆筒形拉深件。零件尺寸公差为ITI2,利用普通冲裁方法可以达到零件图样要求。零件材料为08F钢，抗剪强度260-340,抗拉强度为330-440Mpa,屈服强度为,20Mpa,此材料具有良好的结构强度和塑性，其冲裁加工性较好。该零件的冲裁性较好，可以冲裁加工，适于批量生产。3确定工艺方案3.1 计算毛坯尺寸一、确定拉深次数选定修边余量选取2.0毫米计算工件表面积工件的尺寸如图2-1所示:图3T轴承座尺寸坯料尺寸计算：根据拉深件尺寸，轴承座高度为h=38.5毫米，通过冲压设计手册可知切边余量=2.0毫米，则H=38.5毫米，d凸=134毫米d=69毫
23、米q=彳=3+O.5x3=4.5?加(3.1)根据公式:D=Jdj+4dh-1.72d(/+4)-0.56(片广)如下图代入数据=Vl342+46938.5-1.7224.538.5wn168/wn取D=16Snm3.2 确定工艺方案根据以上分析和计算，可以进一步明确该零件的冲压加工需要包括以下基本工序:落料、拉深、冲孔。根据这些基本工序，可以拟出如下几种工艺方案：底部通孔可有多种成型方案：第一种方案：拉深成型后再在底部冲孔；第二种方案：第一步就进行冲孔，然后，落料拉深通过复合模进行生产。若采用第一种设计方案将冲孔放到最后，先落料拉深，在拉深将要结束的时候冲孔，这时候空不会变形，比较适合。第二
24、种先冲孔，首先孔在之后的拉伸过程会变形,这个过程中孔的直径变化会难易控制，不均匀，甚至会发生孔周围有些裂痕。所以说我们采用冲压拉伸完成后再进行冲孔。通过以上的详细分析，我们可以将冲孔放到最后一步进行。二：整体方案的制定方案一：第一步采用落料模进行完成落料工序，然后用单工序拉深模，最后我们使用冲孔模进行底部孔的成型。方案二：通过一个复合模来完成所有的工序，设计结构紧凑的落料拉伸复合模。方案三：采用级进模方案对比：方案一采用模具较多，一个工件生产下来需要进过三个模具，不停的更换模具导致工件精度降低。方案三可以满足大批量生产的要求，但是由于采用级进模需要比较复杂的结构，而且没有凸缘的圆通件，必须使用
25、自动送料装置，不够经济。方案二采用复合模，模具设计简单，能够采用最简单的设计，结构上也比较紧凑，能够满足我们生产的需要。所以选择方案二，通过一个复合模来完成所有的工序，包含落料拉伸冲孔。4主要工艺参数的计算4.1确定排样、裁板方案加工此零件为大批量生产，冲压件的材料费用约占总成本的60%80%之多。因此，材料利用率每提高1%,则可以使冲件的成本降低0.4%0.5%。在冲压工作中，节约金属和减少废料具有非常重要的意义，特别是在大批量的生产中，较好的确定冲件的形状尺寸和合理的排样的降低成本的有效措施之一。由于材料的经济利用直接决定于冲压件的制造方法和排样方式，所以在冲压生产中，可以按工件在板料上排
26、样的合理程度即冲制某一工件的有用面积与所用板料的总面积的百分比来作为衡量排样合理性的指标。同时属于工艺废料的搭边对冲压工艺也有很大的作用。通常，搭边的作用是为了补充送料是的定位误差，防止由于条料的宽度误差、送料时的步距误差以及送料歪斜误差等原因而冲出残缺的废品，从而确保冲件的切口表面质量，冲制出合格的工件。同时，搭边还使条料保持有一定的刚度，保证条料的顺利行进，提高了生产率。搭边值得大小要合理选取。根据此零件的尺寸通过查表取：搭边值为a=25mm进距方向ai=2.2mm从视测方面来讲，该零件的排样应该采用直排最合理。排样图如图4-1所示。图47排样图从图4-1上可知：进距S= 168+2.2=
27、 170.2mm条料宽度b=l68+22.5=l73mm板料规格拟用3mm1400mm4000mm热轧钢板。查冲压模具设计GB708-88,为了操作方便采用横裁。裁板条数A4000g%n.=23条1 b173每条个数B-a.1400-2.5C人%=L=8个空S170.2每板总个数n=nln2=23x8=184材料利用率/1Sifil=虹XlO0%(4-1)AB18422167=100%140040007=72.84%4.2计算工艺力、初选设备4.2.1 计算工艺力（1）落料力平刃凸模落料力的计算公式为P=kLt（4-2）式中P冲裁力（N）；L-冲件的周边长度（mm）,可通过Cad测量。t板料厚
28、度（mm）；一材料的抗冲剪强度（MPa）；K-修正系数。它与冲裁间隙、冲件形状、冲裁速度、板料厚度、润滑情况等多种因素有关。其影响范围的最小值和最大值在（1.01.3）P的范围内，一般k取为1.25-1.3o在实际应用中，抗冲剪强度Z的值一般取材料抗拉强度4的0.70.85为便于估算，通常取抗冲剪强度等于该材料抗拉强度力的80%。查表取4=440。落料的周长通过Cad测量得：471.24mmo因此，该冲件的落料力的计算公式为F落=.30.SLth=1.3x0.8x471.24x3x440=431279N（2）冲孔力冲孔力可按下式计算：扁=（）.8KZ%（4-3）式中F冲一冲孔力（N）L冲件的内
29、轮廓长度（mm）t板料厚度（mm）b一材料的抗拉强度（MPa）因此，冲孔力为：F=0.8Kg=0.81.31033440=94266N(2)卸料力一般情况下，冲裁件从板料切下以后受弹性变形及收缩影响。会使落料件梗塞在凹模内，而冲裁后剩下的板料则箍紧在凸模上。从凸模上将冲件或废料卸下来所需的力称卸料力。影响这个力的因素较多，主要有材料力学性能、模具间隙、材料厚度、零件形状尺寸以及润滑情况等。所以要精确地计算这些力是困难的，一般用下列经验公式计算：卸料力F卸=KIF(4-3)式中：F冲裁力(N)Kl顶件力及卸料力系数，其值可查教材表1-7。这里取M为0.04。因此，=0.04431279=1725
30、1V(3)拉深力一般情况下拉深力随凸模行程变化而改变,其变化曲线如图3.1。从图中可以看出，在拉深开始时，由于凸缘变形区材料的变形不大，冷作硬化也小，所以虽然变形区面积较大，但材料变形抗力与变形区面积相乘所得的拉深力并不大；从初期到中期，材料冷作硬化的增长速度超过了变形区面积减少速度，拉深力逐渐增大，于前中期拉深力达到最高点位置；拉深到中期以后，变形区面积减少的速度超过了冷作硬化增加的速度，于是拉深力逐渐下降。零件拉深完以后，由于还要从凹模中推出，曲线出现延缓下降，这是摩擦力作用的结果，不是拉深变形力。图4.2拉深力变化曲线由于影响拉深力的因素比较复杂，按实际受力和变形情况来准确计算拉深力是笔
31、尖困难的。所以，实际生产中通常是以危险断面的拉应力不超过其材料抗拉强度为依据，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为：%=Klth（4.4）式中/拉深零件的凸模周边长度（mm）；K系数，这里取1；h材料的抗拉强度（MPa）；t材料厚度。通过CAD测量，l=239mm0因止匕%=1x239x3x440=210320N4.2.2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。要求设备的名义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。因与%，故总冲
32、压力心=。+号+。+七+品（4-5）=(431279+94266+17251+210320)N7531167因此初选压力机JA21J60。423计算凸、凹模刃口尺寸及公差冲裁件的尺寸精度取决于凸、凹模刃口部分的尺寸。冲裁间隙的合理也要靠凸、凹模刃口部分的尺寸来实现和保证。所以正确确定刃口部分的尺寸是相当重要的。在决定模具刃口尺寸及制造公差时，需考虑以下原则：落料件的尺寸取决于凹模的磨损，冲裁件的尺寸取决于凸模尺寸。考虑到冲裁时凸、凹模的磨损，在设计凸、凹模刃口尺寸时，对基准件刃口尺寸在磨损后变大的，其刃口公称尺寸应取工件尺寸范围内较小的数值。对基准件刃口尺寸在磨损后减少的，其刃口公称尺寸应取工
33、件尺寸范围内较大的数值。这样，在凸模磨损到一定程度的情况下，任能冲出合格的零件。在确定模具刃口制造公差时，要既能保证工件的精度要求，又要保证合理的间隙数值。采用凸凹模分别加工，凸凹模分别加工是指在凸模与凹模分别按各自图样上标注的尺寸及公差进行加工，冲裁间隙由凸凹模刃口尺寸及公差保证，这样就需要分别计算出凸模和凹模的刃口尺寸及公差，并标注在凸凹模设计图样上，这样加工方法具有互换性，便于成批制造，主要用于简单，规范形状（图形，方法或矩形）的冲件。落料时，因为落料件表面尺寸与凹模刃口尺寸相等或基本一致，应该先确定凹模刃口尺寸，即以凹模刃口尺寸为基准，又因为落料件尺寸会随凹模刃口的磨损而增大，为了保证
34、凹模磨损到一定程度仍能冲出合格零件，故凹模基本尺寸应该取落料件尺寸公差范围内的较小尺寸，落料凸模的基本尺寸则是凹模基本尺寸上减去最小合理间隙。力=（O-XA）和（4-6）Dp=（Dd-2Cmj（4-7）式中DP一落料凸模最大直径（mm）落料凹模最大直径（mm）D工件允许最大尺寸（mm）-冲裁工件要求的公差X系数，为避免多数冲裁件尺寸都偏向于极限尺寸，此处可取X=0.50对于未标注公差可按IT14级计算，根据教材上表查得，冲裁模刃口双面间隙：Zmin=0.246w11,Znm=0.36mm%凹、凸模制造偏差，这里可以按ITlO来选取：落料刃口尺寸：168mm工件尺寸公差按IT14级精度选取，得工
35、件尺寸偏差168匕0加八，查表得匹=0.03Omm商=0.040?Z校核间隙：满足III1IZmax-Zmin条件则Dd=(D-X0/=(I68-O.5LO)04=167.5产Dp=(Dd-Zmj=(167.5-0.246)3=167.254拉深时，拉深模直径尺寸的确定的原则，与冲裁模刃口尺寸的确定基本相同，只是具体内容不同，这里不在复述。拉深凸模和凹模的单边间隙Z=Llt=3.3mm计算凸凹模制造公差，按IT8级精度选取，由附录表4查得，对于拉深尺寸72%;z三z,=().()05三o因拉深件注外形尺寸，按凹模进行配作：dd=(J-0.5)+(4-8)式中d拉深件外形尺寸：明凸模尺寸：A拉深
36、件尺寸公差。即有TId=(72+0.001-0.50.04)产=71.999产拉深凹模则注凸模的基本尺寸,并要求按单面（或双面）拉深间隙配作:72p=(71.999-233)=65.399(双面间隙)5模具的结构设计5.1 模具结构形式的选择5.1.1 模架的选用采用落料、拉深、冲孔复合模，首先要考虑落料凸模(兼拉深凹模)的壁厚是否过薄。本次设计中凸凹模的最小壁厚为165w,满足钢材最小壁厚012=3.6的要求能够保证足够的强度，故采用复合模。模具采用倒装式。模座下的缓冲器兼作压边与顶件，另外还设有弹性卸料装置的弹性顶件装置。这种结构的优点是操作方便，出件畅通无阻，生产效率高，缺点是弹性卸料板
37、使模具的结构变复杂,要简化可以采用刚性卸料板，其缺点是拉深件留在刚性卸料板中不易取出，带来操作上的不便，结合本次设计综合考虑，采用弹性卸料板。从生产量和方便操作以及具体规格方面考虑，选择后侧导柱模架，由凹模外形尺寸290x300,(GB/T28551990)在按其标准选择具体结构尺寸如下上模板31531550HT200下模板31531560HT200导柱4023020钢导套401255520钢凸缘式模柄(p60X90Q235图5-2下模座5.1.2 模具的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：”模=
38、上模板厚度+上垫板厚度+冲头长度+凹模厚度+下固定板的厚度+该副模下垫板厚度+下模板厚度-冲头进入凹模深度“出大具使用垫板厚度为15mm,冲头（上凸凹模）的长度设计为102mm,凹模（落料凹模）设计为70mm,下固定板厚度取20mm,冲头进入凹模的深度为37mm,则闭合高度为:H模=280mm5.2 模具工作部分尺寸计算5.2.1 落料凹模落料凹模采用矩形板结构和直接通过螺钉、销钉与下模座固定的固定方式。因生产的批量大，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h=6mm,漏料部分沿刃口轮廓适当扩大（为便于加工，落料凹模漏料孔可设计成近似于刃口轮廓的形状，如凹模图）。凹模
39、轮廓尺寸计算如下：凹模厚度=妨=0.2xl68=33.6三z凹模壁厚C=1.5=1.5X33.6=50.4帆帆选取时应根据实际情况选取尺寸，只要保证大于计算值即可，由于模具有拉深工序，最终选取H=70,c=55根据算得的凹模轮廓尺寸，选取与计算值相近的凹模板，其尺寸为ABH=29030070w。凹模的材料选用。12,工作部分热处理淬硬6064RC.5.2.2 拉深凸模拉深凸模刃口部分为圆柱形，为便于凸模和固定板的加工，可设计成阶梯形结构,通过凹模固定板和下模连接在一起，凹模固定板用螺钉和销紧固定位。凸模的尺寸根据刃口尺寸、卸料装置和安装固定要求确定。凸模的材料选用C/42,工作部分热处理淬硬5
40、660/7RC。对于拉深凸模的工作深度，必须从几何形状上做的正确。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a=25，070图5-4拉深凸模5.2.3 凸凹模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又作为拉深凹模,内、外形刃口部分都为圆形，为便于凸凹模与上模的固定，凸凹模的安装部分设计成便于加工的圆柱形，通过螺钉紧固在凸模固定板上，并用销钉定位。图5-5凸凹模5.2.4 上垫板垫板的作用是直接承受和扩散凸模传递的压力，以降低模座所受的单位压力，防止模座被压出陷痕而损坏。在设计中我们把垫板的外形尺寸与凸凹模的外形尺寸相匹配，其厚度我们设计为15mm。在上垫板上
41、设计了四个推杆孔，以便安装推杆，还有六个螺钉孔以及两个销孔，这些都是为了与凸凹模和拉深凸模上的各种固定零件的安装相匹配的。在图中标注尺寸精度、形位公差及粗糙度。图5-6垫板5.2.5 卸料板的设计在冲压工艺分析中已经选择了弹性卸料装置，采用卸料板进行卸料。卸料板不仅有卸料作用，还具有用凸凹模导向，对凸凹模起保护作用，卸料板的边界尺寸与凹模的边界尺寸相等。卸料板与凸凹模的间隙值取0.15mm。卸料板与凹模的外形尺寸相同，厚度选择为20mmo根据凹模的尺寸，从而可以确定卸料板的尺寸29OmmX30OmmX20mm。卸料板主要是起卸料的作用，对它的强度和硬度要求较高，所以材料选择是45钢。45钢是优
42、质碳素结构钢，它的质量较好，含碳量（0.45%）波动小，性能较稳定。经过热处理（调质）后具有良好的综合力学性能，即具有较高的强度、硬度，又具有较好的塑性、韧性。卸料板外轮廓的精度要求不高，所以选取Fn4级，粗糙度为Ra3.2;而内轮廓的精度要求比外轮廓的要求稍高，所以选取ITIl级，粗糙度为Ral.6；两个螺纹孔和挡料销、导料销有定位的作用，所以精度要求要高一些为IT7级，粗糙度为Ra3.20卸料板如下图5-7所示。图5-7卸料板6选定冲压设备冲压设备选择是冲压工艺过程设计的一项重要内容，它直接关系到设备的安全和使用的合理，同时也关系到冲压工艺过程的顺利完成及产品质量、零件精度、生产效率、模具
43、寿命、板料的性能与规格、成本的高低等一系列重要问题。在前面的设计中，我们已经对冲压设备的吨位以及闭合高度等参数进行了确定。这里根据前面所算出来的各项数据。查表选择压力机，确定选用开式双柱可倾压力机JA21-160淇主要具体参数如下：公称压力1600KN滑块行程160mm最大闭合高度450mm封闭高度调节量工作台尺寸130mm7101120mm模柄孔尺寸7080mm7模具的装配7.1 复合模的装配复合模一般以凸凹模作为装配基件。其装配顺序为：装配模架，导套与上模座采用“7/66配合，导柱与下模座采用”8/人7基轴制配合；装配凸凹模组件（凸凹模及其固定板）和凸模组件（凸模及其固定板）；将凸凹模组件
44、用螺钉和销钉安装固定在指定模座（正装式复合模为上模座，倒装式复合模为下模座）的相应位置上；以凸凹模为基准，将凸模组件及凹模初步固定在另一模座上，调整凸模组件及凹模的位置，使凸模刃口和凹模刃口分别与凸凹模的内、外刃口配合，并保证配合间隙均匀后固紧凸模组件与凹模；试冲检查合格后，将凸模组件、凹模和相应模座一起钻钱销孔；卸开上、下模，安装相应的定位、卸料、推件或顶出零件，再重新组装上、下模，并用螺钉和定位销紧固。7.2 凸、凹模间隙的调整冲模中凸、凹模之间的间隙大小及其均匀程度是直接影响冲件质量和模具使用寿命的主要因素之一，因此，在制造冲模时，必须要保证凸、凹模间隙的大小及均匀一致性。通常，凸、凹模
45、间隙的大小是根据设计要求在凸、凹模加工时保证，而凸、凹模之间间隙的均匀性则是在模具装配时保证的。冲模装配时调整凸、凹模间隙的方法很多，需根据冲模的结构特点、间隙值的大小和装配条件来确定。这里用垫片法来调整。垫片法是利用厚度与凸、凹模单面间隙相等的垫片来调整间隙，是简便而常用的一种方法。其方法如下：按图样要求组装上模与下模，其中一般上模只用螺钉稍微拧紧，下模用螺钉和销钉紧固。在凹模刃口四周垫入厚薄均匀、厚度等于凸、凹模单面间隙的垫片（金属片或纸片），再将上、下模合模，使凸模进入响应的凹模孔内，并用等高垫铁垫起。观察凸模能否顺利进入凹模，并与垫片能否有良好的接触。若在某方向上与垫片接触的松紧程度相
46、差较大，表明间隙不均匀，这时可用手锤轻轻敲打凸模固定板，使之调整到凸模在各方向与凹模孔内碘片的松紧程度一致为止。调整合适后，在将上模用螺钉紧固，并配装销钉孔，打入定位销。结论本次设计成功地设计出一副落料、拉深、冲孔复合模，在设计过程中对很多工艺力进行了详细的计算，在压力机的选择上参照了现行选择压力机的通用法则。这次设计解决了采用双动压力机进行冲孔、拉深、落料的传统模式，将落料、拉深及冲孔同时在一副装在闭式单动压力机上的模具中完成，很大程度的提高了生产效率和制造精度。很适合中国现在模具高速自动化发展的趋势。致谢经过一段时间的忙碌和查阅，本次毕业设计已经接近完成，这是一个本科生的毕业设计，由于经验的不足，难免有许多考虑不全面的地方，如果没有张冬冬导师的督促指导，以及一起工作的同学们的支持，想要完成这个设计是很难的。通过此次毕业设计我也学到了许多了关于模具制造方面的知识，尤其是对冲压模具有了全面的了解，对模具整个设计过程有了全新的认识。独立设计能力有了很大的提高。在设计过程中我查阅了许多设计相关的资料，尤其是国家标准，使我熟悉了查阅国家标准的方法，这将对我以后从事设计工作带来很大的帮助。设计中我还使用过AUToCAD和UG等电脑软件，使用这些软件的能力
