底盖的冲压工艺及模具设计

第一章 前 言随着计算机技术、信息技术、自动化技术在制造业中的广泛应用，他们与传统制造技术结合形成的先进制造技术，发展迅速，在模具制造业中应用广泛。在模具制造业中，精益生产、敏捷制造、只能制造、虚拟技术等新概念相继出现，正在实现以技术为中心向以人为中心转变；从金字塔式的多层次管理结构向扁平的网络结构转变；从传统的顺序工作方式向并行的工作方式转变；从按功能划分部门的固定组织形式向动念的、自主管理的小组工作组织形式转变；从质量第一的竞争策略向快速响应市场的竞争策略转变。因而模具行业的发展必须依靠技术创新。 当前，以提高对市场快速反应能力为目标的模具制造技术得到超速的发展和应用。大力采用模具标准件和发展标准件的生产；并行工程和快速原型制造技术得到广泛推行。模具行业将来优先推广的几项先进制造技术有：CAD/CAM技术、RPM技术、气辅注塑技术等。模具设计工作已成为推动模具发展技术关键。大量统计表明设计费用占成本的5%15%，但设计却决定了产品总成本的70%，可以说设计成为制约产品上市周期和生产成本的根本因素。面对激烈的市场竞争，再用简单的计算工具、常规的设计方法和手工绘图等传统的设计方式已经不再适应，必须采用现代的设计方法。目前适用于模具行业的计算机软件就为CAD/CAM。模具工业在我国发展迅速，模具工业产值不断提高，行业的生产能力约占世界总量的10%，仅次于日本、美国而位于世界第三。以汽车覆盖件模具为代表的大型冲压模具的制造技术已取得很大进步，东风汽车公司模具厂、一汽模具中心等模具厂家已能生产部分轿车覆盖件模具。1953年，长春第一汽车制造厂在中国首次建立了冲模车间，该厂于1958年开始制造汽车覆盖件模具。我国于20世纪60年代开始生产精冲模具。在走过了快速的发展道路之后，目前我国已汽车覆盖件模具为代表的大型冲压模具的制造技术已经取得很大进步，几大汽车模具厂由于采用了国际上先进的模具加工设备、制造技术和软件，实现了CAD/CAE/CAM一体化，提高了冲压模具的设计开发和制造能力，缩短了模具的生产周期。例如捷达、富康、夏利等轿车的大型覆盖件模具均为国内设计制造，再如一汽模具公司和美国福特汽车公司联合设计了红旗轿车发动机罩的内外板和左右前翼板等高档模具。此外，许多研究机构和大专院校开展模具技术的研究和开发。但我国冲压模具无论在数量上，还是在质量、技术和能力等方面都已有了很大发展，但与国发经济需求和世界先进水平相比，差距仍很大，一些大型、精度、复杂、长寿命的高档模具每年仍大量进口，特别是中高档轿车的覆盖件模具，目前仍主要依靠进口。一些低档次的简单冲模，已趋供过于求，市场竟争激烈。自1999 年以来产值呈逐年递增趋势，年增长率均在12%以上；其次，我国模具产品进口金额的增幅有逐年下降的趋势，出口比例逐年加大（尤其是2002以来）进出口比例正逐步趋向合理，2005年达到0.36。然而，与需求相比，中国模具工业明显供不应求，自2002年以来，贸易逆差均在10亿美元以上，致使我国仍为世界上模具年净进口量较大的国家。在信息化带动工业化发展的今天，在经济全球化趋向日渐加速的情况下，我国冲压模具必须尽快提高水平。在国家产业政策的正确引导下，通过改革与发展，把技术创新和管理创新放在首位，采取各种有效措施，在冲压模具行业全体职工的共同努力奋斗之下，我国冲压模具也一定会不断提高水平，逐渐缩小与世界先进水平的差距。“十一五”期间，在科学发展观指导下，不断提高自主开发能力、重视创新、坚持改革开放、走新型工业化道路，转变经济发展方式，将速度效益型的增长模式逐步转变到质量和水平效益型轨道上来，我国的冲压模具的水平也必然会更上一层楼。 第二章 冲压件的工艺方案制冲压件的工艺性分析是指冲压件对冲压工艺的适应性，即冲压件加工的难易程度。它主要包括冲压件的结构与尺寸、精度与断面粗糙度和材料三方面图2-1所示的零件为冲压件底盖，材料为08F,材料厚度t为1mm,大批量生产。图2-1 底盖2.1 冲压件的结构和尺寸 该零件的结构相对简单，为回转体，且尺寸适中。其中零件上的最小圆角半径为R0.5mm，大于0.35t (t为冲压件底盖的厚度)；最小孔径为6.2，大于1.5t。所以该零件适于冲压加工。2.2 冲压件的精度和断面粗糙度 零件的尺寸公差除接近IT11级，接近IT13级，接近IT13级，接近IT13级外，其他尺寸均没有标出尺寸公差，并无其他要求。因此未标注公差的尺寸属于自由尺寸，可按IT14级确定。 对零件的断面粗糙度没有特殊要求，查一般冲压件剪切面的近似表面粗糙度表，可查的冲裁是该零件的表面粗糙度为。因此，可利用普通冲裁的方式就可以满足零件的图样要求。 2.3 冲压件的材料此零件的材料为08F，板料，查黑色金属的机械性能表可查得它的抗剪强度=310MPa ， 抗拉强度Mpa。 性能特点是淬透性、综合力学性能优于普通碳素钢，但对过热比较敏感，具有良好的冲压性能。由以上可以看出，该零件的工艺性较好，可以冲压加工。2.4 拟定冲压工艺方案 根据零件工艺性分析，生产该零件的基本工序有落料、多级拉伸、冲孔。按其先后顺序组合，可得如下加工方案：方案一：采用单工序模，工序为落料多道拉伸冲孔切边分析：每步工序都是用单工序冲压，模具结构简单，制作周期短，价格较低，适合中小批量生产，但是由于工序较多，操作不方便，零件的尺寸不易控制，又增加了模具数量。而此零件是大批量生产，这种方案生产效率较低，操作也不安全，故不宜采用；方案二：采用级进模，工序为底部冲孔及拉伸中间部位拉伸上部拉伸落料分析：该种方案工艺相对简单，模具数量相对减少，可较高的保持产品的加工精度，同时生产效率大幅度提高。但是模具的结构复杂，对板材的选择有一定的限制，同时还需增加自动送料装置，生产成本上升，故不采用该种方案；方案三：采用复合模，工序为落料及阶梯拉伸底部冲孔拉伸切边分析：该种方案需要的模具比单工序模使用的模具数量少，比级进模的模具结构简单，同时也可保持较高的加工精度和加工效率，故采用该种方案。通过以上分析，并结合实际情况，采用方案三：落料及阶梯拉伸底部冲孔拉伸切边 采用复合模加工底盖。工序一：落料、拉伸后形成的零件，如图2-2。图 2-2 落料拉伸后形成的零件工序二：冲孔、拉伸后形成的零件，如图2-3。图2-3 冲孔、拉伸后形成的零件第三章 落料拉伸复合模的设计3.1 模具总体结构方案正装与倒装结构的选择 由于本工序需要落料和拉伸，落料模采用正装便于安装自动挡料定位装置。拉伸模采用倒装便于工序完成后的卸料。 操作与定位方式 为了降低成本采用手动送料方式，由于零件的尺寸适中且厚度适中，采用双侧导料板导向，在送料方向上采用弹性挡料销进行定位。卸料及出件方式 考虑到零件的形状，落料模采用固定卸料板进行卸料，对于拉伸模若零件卡在凹模采用打料杆将零件打出，若卡在凸模上采用弹性卸料板将零件推出。 模架类型及精度 考虑到零件的结构工艺特点，第一套模具采用后导柱模架。由于零件的精度要求不高，可采用I 级模架精度。3.2 冲压工艺计算在冲压工艺与模具结构方案确定后，应进行有关工艺与设计方面的计算，以进一步设计模具零件的具体结构。 毛坯尺寸的计算零件为图3-1.图 3-1 零件图可将零件分割为部分，如图3-2图 3-2 零件分解图计算以上各部分得： 圆筒 4dh=4874=1392 球环 2 环形 圆筒 4dh=46413=3328 环形 截头锥形 2（）= 环形 截头锥形 2（）= 环形 圆筒 4dh=4144=224 环形 圆形 =由于该零件的拉伸部分无凸缘，所以应留有一定的修边余量查得修边余量为2mm。 则 修边 4dh=4872=696则 毛坯 D=127.947即毛坯直径为128mm。 选择板料、排样及计算材料利用率 查搭边数值表，确定搭边数值。当材料厚度是1mm时，沿边搭边为1.2mm，工件间搭边为1mm。考虑到方便加工条料，及板材的选用，将条料宽度取为133.4mm。 （1）选择钢板规格为8002000mm。 （2）为了选择板材及方便材料加工，沿边搭边为3mm，工件间搭边为3mm。 如下图 3-3.图 3-3 排样图（3）材料利用率 (3-1)式中 A冲裁件的面积 n冲裁件的数目 b板料宽度 h板料宽度所以 K 即板料采用800mm2000mm1mm，每块可剪133.4mm2000mm规格的条料六块，材料利用率为72.3% 。 冲压压力的计算（1） 落料力的计算查表得，采用平刃冲裁时冲裁力计算公式为： P=Lt （3-2）式中 L冲裁周边长度； t板料厚度； 材料的抗剪强度（查表取为310mpa）所以 P=Lt = =3.14 =124.60 (KN) 即 落料力为 124.60 KN。（2） 拉伸力计算查表得，拉伸力计算公式为：P= （3-3） 式中 d拉伸后工件的内径； t板料厚度； 材料的抗剪强度； K拉伸系数 查表得，为390mpa，拉伸系数k为1.10. 所以 小圆筒 P= =3.14 =84.86 (KN) 大圆筒拉伸系数k为0.5 P= =3.14 =53.88 (KN) 即 拉小圆筒的拉伸力为84.86 KN； 拉大圆筒的拉伸力为53.88 KN；（3） 总冲压力计算在落料拉伸复合模工作工程中所需的总冲压力为： （3-4） =124.6+84.86+53.88 =267.34 (KN)3.3压力机初选择选择设备吨位时，考虑刃口磨损和材料厚度及力学性能、波动等因素，实际冲裁力可能增大，所以应取： （3-5）=1.3x267.34 =347.54（ KN）因此，根据表选用开式双柱可倾斜压力机J23-35，公称压力为350KN，最大闭合高度为280mm，最小闭合高度为220mm，垫块厚度为60mm。3.4模具压力中心的计算因为该冲压件为典型回转体零件，所以压力中心必然在模柄中心线的延长线上，冲压过程中不存在偏载的情况，所以不必详细计算压力中心的位置。3.5 模具工作尺寸的计算3.5.1落料工序零件尺寸的计算落料工序未标注公差要求，按IT14级精度计算，根据工序类型，凸凹模加工采用配合加工的方法，先加工凸模，在加工凹模。所落料直径为：= mm ，工件公差=1mm。查冲模设计手册表3-5可得，厚度为1mm的08F钢的落料凸凹模的最大最小双面间隙分别为： mm 查冲压模具设计表2-15得，磨损系数为 x=0.5; 查冲压模具设计表2-16得，模具制造公差： (mm)； （mm） 由 (3-6) 式中 D落料工件基本尺寸； X磨损系数； 工件公差 得凹模 = = （mm） 由 (3-7)式中 凹模工作部分基本尺寸 最双面间隙 得凸模尺寸 = = （mm）即落料凹模工作部分尺寸为 mm ；落料凹模工作部分尺寸为 mm 。3.5.2拉伸工作零件尺寸计算 查表5-8得，拉伸模凸凹模单边间隙为：Z=1.1t (3-8)=1.1x1 =1.1 （mm）(1)工件尺寸为： 查冲模设计计算手册得拉伸工作零件尺寸的计算公式为：凹模尺寸： (3-9)凸模尺寸： (3-10)查表4-19 得： （mm） ； （mm ）。则凹模尺寸： （mm）凸模尺寸： （mm）即拉伸尺寸为 的工件的凸凹模尺寸分别为： （mm）（mm）(2) 工件尺寸为：查冲模设计计算手册得:拉伸工作零件尺寸的计算公式为： 凹模尺寸 (3-11)凸模尺寸 (3-12)查表4-19 得： （mm）； （mm） 。凹模尺寸 （mm）凸模尺寸 （mm）(3) 拉伸凹模圆角半径 由公式 (3-13) 5 （mm） 即拉伸凹模的圆角半径为5mm。3.6 模具主要零部件的设计和选用3.6.1落料凹模的设计(1) 查冲模工艺与模具设计表2-13可得:对于厚度为1mm的08F钢板落料凹模的最小壁厚为2.7mm。从冲件条料宽度（133.4120150）及条料厚度（10.81.5），取壁厚为30mm。考虑到将落料凹模固定在下模座上时需要在凹模上钻削安装孔、定位孔，这将降低落料凹模强度，故应将落料凹模的尺寸加大4mm，以保证落料凹模的强度。故落料凹模的外缘尺寸取为 200mm200mm (2)落料凹模的厚度：由于该工序拉伸的深度为26.98mm，且还要设计推料装置，所以将凹模的厚度设计为58mm。(3)落料凹模的刃壁形式因为此复合模机构简单，同时材料较薄，结合冲模凹模的刃壁形式表选择直壁形式。查表得，当材料08F钢，厚度为1mm的条料进行冲压时，刃壁的高度取5mm。(4)落料凹模的固定形式落料凹模采用长方体状结构，尺寸较大，通过螺钉、元直销与下模座固定。(5)落料凹模的材料 落料凹模的材料选用T10A，热处理硬度为56HRC60HRC。3.6.2落料拉伸凸凹模的设计(1)落料拉伸凸凹模的外形尺寸落料拉伸凸凹模的外缘直径等于落料工序的凸模的工作部分尺寸，即 mm。(2)落料拉伸凸凹模的厚度考虑到该模具的固定形式及防止在闭合后模具零件之间的干涉，取落料拉伸凸凹模的厚度为83mm。(3)落料拉伸凸凹模的固定形式 落料拉伸凸凹模采用固定板固定。为了将落料拉伸凸凹模牢固的固定在上模座上，模具固定部分的直径应大于落料凸模的直径，取固定部位的直径为147mm，凸缘高度取15mm，取固定板的厚度为30mm，(4)落料拉伸凸凹模的材料落料拉伸凸凹模的材料选用Cr12MoV,工作部分热处理淬硬60HRC64HRC。3.6.3拉伸凸模的设计(1)拉伸凸模的外形尺寸拉伸凸模的外缘尺寸等于上部拉伸拉伸工序的凸模尺寸，即mm，其圆角半径为4mm，下部尺寸为 mm，圆角半径为0.5mm(2)拉伸凸模的厚度拉伸凸模的厚度参照落料凹模的尺寸。由于本套模具为先落料后拉伸，所以应将拉伸凸模的厚度设计的比落料凹模的厚度小一个板料的厚度，即设计凸模的厚度为57mm。(3)拉伸凸模的固定形式拉伸凸模采用与落料凹模的相配合，采用落料凹模进行固定的形式。凸模的凸缘的直径为147mm，凸缘厚度为10mm。(4)拉伸凸模的材料拉伸凸模的材料选用Cr12MoV,工作部分热处理淬硬60HRC64HRC。3.6.4 压料卸料弹簧的设计和选用压料力计算公式 =FP (3-14)式中 F压料面积 P单位面积的压料力查冲压模具设计手册图5-9可知单位面积压料力为P=0.65mpa则 =FP =采用圆柱螺旋压缩弹簧。根据的大小，从圆柱螺旋压缩弹簧的尺寸参数表中初步选择弹簧的规格。初选弹簧的参数为：弹簧材料直径d=6mm；弹簧外径40mm；圈数n=8 圈,自由高度为51mm，压缩量为23mm。3.6.5 挡料和倒料装置的设计当量装置在单工序落料或复合模中，主要作用是保持冲件轮廓的完整和适当的搭边。根据此落料拉伸复合模的设计，选用双侧导料板经行导料。采用弹性挡料销进行送料方向的定位。3.6.6 落料拉伸凸凹模的固定板的设计 考虑到在落料拉伸凸凹模固定板上钻削安装孔以固定上模应将其厚度适当的增加。 落料拉伸凸凹模固定板的尺寸： 200mm200mm30mm落料拉伸凸凹模固定板的材料：45钢，热处理淬硬4348HRC。3.6.7 卸料板的设计 落料模采用固定式卸料板。根据落料凹模尺寸，选择卸料板尺寸为200mm200mm12mm。 卸料板的材料均选择40钢，不用热处理淬硬。3.6.8 模座、导柱、导套的设计和选用考虑到零件的工艺特点，选用后侧导柱式模座。因落料凹模的尺寸为200200mm，根据冲压模具设计指导手册表10-36，可以去顶下模座的尺寸为20020045mm，下模座尺寸为20020050mm。根据表10-22导套规格为32mm，导柱规格为32mm 。模座材料为HT200，无需热处理要求。导柱、导套材料为20渗碳，热处理淬硬6266HRC。3.6.9 推件装置的设计 根据模具的结构形式，若零件卡在上模时，采用打杆将零件打出。若卡在下模上采用弹簧推动推板，推板推动推杆，推杆推动推件板将零件推出。3.6.10 冲模闭合高度的确定冲模的闭合高度，是指冲模处于闭合状态时，上模板的上平面至下模板的下平面的高度。根据模具图上各零件的外形尺寸的确定，可以得出模具闭模高度为:H=208（mm）压力机的闭合高度是指滑块在下止点时工作台面（不含垫板高度）至滑块下平面间的距离。冲模设计时，必须使冲模的闭合高度与压力机的闭合高度相适应，使模具的闭合高度介于压力机的最大装模高度和最小装模高度之间，即应满足下面是式子： （HmaxH1）5H（HminH1）+10 (3-15) 式中 Hmax压力机的最大闭合高度； Hmin压力机的最小闭合高度； H1压力机工作垫板的厚度； 所选压力机的最大闭合高度Hmax=280mm，最小闭合高度Hmin=220mm，工作垫板厚度H1=60mm。即冲模的闭合高度满足： （280-60）-5（220-60）+10 215 由于模具闭合高度H满足上述不等式，所以该复合模的闭合高度即为208mm。3.6.11 模柄的设计和选用 根据零件的冲压工艺特点，选择凸缘模柄。模柄的结构尺寸根据所选压力机及零件冲压工艺特点确定。3.7 落料拉深模装配图如下图3-4落料拉深复合模图3-4落料拉伸复合模1 上模座 2 内六角圆柱头螺钉 3圆柱销 4 模柄 5 打杆 6 内六角圆柱头螺钉 7 凸凹模 8 凸凹模固定板 9 导套 10 内六角圆柱体螺钉 11 卸料板 12 导料板 13 落料凹模 14 导柱 15 推料板16下模座17内六角圆柱头螺钉 18 推杆 19 推杆固定板 20 双头螺柱 21压缩弹簧 22弹簧固定板 23螺母 24圆柱销 25拉伸凸模第四章 冲孔拉伸复合模的设计在冲孔、拉伸后此零件如下图4-1。.图4-1冲孔、拉伸后的零件 4.1 模具总体结构方案模具的结构特点考虑到零件成型部位结构尺寸较小的特点以及节省贵重模具材料，减小模具加工的制造成本，模具采用了镶块结构，即冲孔的凸模和拉伸的凹模采用镶块形式。操作与定位方式此套模具的毛坯即是落料拉伸复合模的工件，考虑到毛坯的结构简单仍然采用手工送料。利用毛坯拉伸的筒进行定位。4.1.3出件方式考虑到零件的结构形状和尺寸，采用上模推块推料方式，下模采用弹性顶料板顶件。模架类型选择考虑到工件的工艺特点，采用中间导柱模架。4.2 冲压工艺的计算 冲压力的计算 （1）冲裁力的计算查表得，采用平刃冲裁时冲裁力的计算公式为： P=Lt （4-1）式中 L冲裁周边长度； t板料厚度； 材料的抗剪强度查表取材料的抗剪强度为310mpa。所以 P=Lt = = =6.035 （KN）冲孔所需冲裁力为6.035KN。(2)拉伸力的计算 查表得，拉伸力计算公式为：P= （4-2） 式中 d拉伸后工件的内径； t板料厚度； 材料的抗剪强度； K拉伸系数 查表得，为390mpa，拉伸系数k为1.10. 所以 小圆筒 P= =3.14 =20.205（KN） 拉伸小圆筒所需的拉伸力为20.205KN锥形环的拉伸 P= （4-3） =3.14 =119.888（KN）拉伸锥形环所需拉伸力为119.888KN总的拉伸力为： =140.093 (KN)(3)卸料力的计算 (4-5)式中 卸料力；卸料系数，查表3-15知=0.010.05，因为该零件形状简单，间隙适当，故应取小值，取=0.03。所以 0.03140.093=4.20(kN)(4)总冲压力计算冲孔拉伸模工作过程中所需的总冲压力为： (4-6) =6.305+140.093+4.20 =150.598 (KN)压力机初选择 选择设备吨位，考虑刃口磨损和材料厚度及力学性能、波动等因素，实际冲压力可能增大，所以应取： (4-7)=195.778 (KN)因此，根据表选用开式双柱可倾斜压力机J23-25，公称压力为250KN，最大闭合高度为270mm，最小闭合高度为205mm，垫块厚度为30mm。4.3 模具压力中心的计算因为该冲压件为典型回转体零件，所以压力中心必然在模柄中心线的延长线上，冲压过程中不存在偏载的情况，所以不必详细计算压力中心的位置。4.4模具工作尺寸的计算冲孔模工作部分尺寸计算 所落料直径为： (mm) ，工件公差=0.1(mm)。查冲模设计手册表3-5可得，厚度为1mm的08F钢的落料凸凹模的最大最小双面间隙分别为： (mm） ， (mm) 查冲压模具设计表2-15得，磨损系数为 x=0.5; 查冲压模具设计表2-16得，模具制造公差： （mm）； (mm) 由 (4-8) 式中 D落料工件基本尺寸； X磨损系数； 工件公差 得凸模 = = （mm） 由 (4-9)式中 凸模工作部分基本尺寸 最双面间隙 得凹模尺寸 = = （mm）即落料凸模工作部分尺寸为 (mm)；落料凹模工作部分尺寸为 (mm)。拉伸模工作部分尺寸计算 查表5-8得，拉伸模凸凹模单边间隙为： Z=1.1t (4-10)=1.11 =1.1 （mm）(1)工件尺寸为： 查冲模设计计算手册得 拉伸工作零件尺寸的计算公式为： 凹模尺寸： (4-11)凸模尺寸： (4-12)查表4-19 得： （mm） ； （mm） 。则凹模尺寸： （mm）凸模尺寸： （mm）即拉伸尺寸为 的工件的凸凹模尺寸分别为： (mm) (mm)(2)工件尺寸为：查表4-19 得： (mm) ； (mm) 。则凹模尺寸： (mm)凸模尺寸： (mm)即拉伸尺寸为 的工件的凸凹模尺寸分别为：（mm）(3) 工件尺寸为：查冲模设计计算手册得 拉伸工作零件尺寸的计算公式为： 凹模尺寸 (4-13)凸模尺寸 (4-14)查表4-19 得： （mm） ； （mm） 。凹模尺寸 （mm）凸模尺寸 （mm）即拉伸尺寸为 的工件的凸凹模尺寸分别为： （mm） （mm）4.5模具主要零件的设计和计算4.5.1 拉伸凸模的设计 （1）拉伸凸模的外形尺寸 拉伸凸模的外缘直径等于第一套模具中的拉伸凸模的尺寸，即为拉伸凸模的外缘尺寸等于上部拉伸拉伸工序的凸模尺寸，即mm，其圆角半径为4mm，下部尺寸为mm，圆角半径为0.5mm。具体设计尺寸如下图（2）拉伸凸模的厚度凸凹模的闭合深度是25mm，考虑到要在凸模外部加装推出机构。因此应留有一定啊高度来进行安装。所以将拉伸凸模的高度定位54mm。(3)拉伸凸模的固定形式拉伸凸模通过下模座上的圆形凹槽来定位，通过内六角圆柱头螺钉来固定。(4)拉伸凸模的材料拉伸凸模的材料选用材料选用Cr12MoV,工作部分热处理淬硬60HRC64HRC。4.5.2拉伸凹模的设计拉伸凹模采用镶块结构，所以凹模有两部分构成，外部部分和内部部分拉伸凹模的外部部分的设计（1）拉伸凹模的外部部分外形尺寸根据选择的模架，和模具工作部分的大小以及凹模的固定等因素，将凹模的外形尺寸设计为直径是125mm。考虑到凹模内部部分的推件行程以及凸凹模闭合的深度，将凹模的厚度设计为61mm。（2）拉伸凹模的固定形式 拉伸凹模的固定是通过圆柱销的定位，通过内六角圆柱头螺钉来进行固定。（3）拉伸凹模的材料拉伸凹模的材料选用Cr12MoV,工作部分热处理淬硬60HRC64HRC。拉伸凹模内部部分的设计(1)拉伸凹模的内部部分外形尺寸凹模的外缘直径是通过工作部分的尺寸来确定的，即为65.3mm。在模具的上部有小凸缘来进行固定。小凸缘的直径是70mm。凹模的厚度设计为40mm。（2）拉伸凹模的固定形式拉伸凹模内部部分的是通过与外部部分相配合来定位固定。（3）拉伸凹模的材料拉伸凹模的材料选用Cr12MoV,工作部分热处理淬硬60HRC64HRC。4.5.3 冲孔凸模的设计（1）冲孔凸模的外形设计 冲孔凸模的工作部分的直径为 mm 由于冲头的直径太小，强度会太小，因此可适当增大冲头的直径为mm，端部增大为mm。 冲孔凸模的高度冲头部分设计为15mm，端部固定部分设计为10mm，总高度设计为55mm。(2)冲孔凸模的固定冲孔凸模采用固定板定位，垫板来固定。(3)冲孔凸模的材料冲孔凸模的材料选用T10A，热处理硬度为56HRC60HRC。4.5.4卸料橡胶的设计和选用 因为卸料力P卸料=4.20kN，初步预计在卸料板上使用四个卸料螺钉，所以每个卸料橡胶承受的卸料力为4.20/4=1.05KN。卸料螺钉部杆直径为6mm，所以选取卸料橡胶内孔直径d=8mm,根据计算公式：表1-35 (4-15)式中 d橡皮的内径； F单个橡皮需提供的卸料力； p与橡皮压缩量有关的单位压力，MPa，查表的p=2.10MPa。所以（mm）取橡皮的外径D为30mm.4.5.5冲孔凸模固定板的设计固定板的外形尺寸一般与凹模的尺寸相同。固定板的直径等于拉伸凹模外部直径的尺寸，即为D=125mm，厚度取15mm。 冲孔凸模固定板的材料取为45钢，热处理淬硬4348HRC。4.5.6垫板的设计本套模具需要使用垫板，选择垫板的直径为D=125mm，厚度为10mm。垫板的材料取为45钢，热处理淬硬43-48HRC。4.5.7推件装置的设计 根据模具的机构形式，零件卡在上模时，采用打杆推动推板，推板推动推杆，推杆推动拉伸凹模的内部部分，最终将零件推出。当零件卡在凸模上时，采用弹压推料板将零件推出。4.5.8模座、导柱、导套的设计选用考虑到零件的工艺特点，选用中间导柱式模座。因拉伸凹模的尺寸为：mm，根据冲压模具设计指导手册表10-36，可确定下模座的尺寸为mm，上模座的尺寸为mm。导套规格根据表10-32，选用25mm，导柱规格选用25mm。模座材料为HT200，无热处理要求。导柱导套材料为20渗碳，热处理硬度6266HRC。4.5.9 冲模闭合高度的确定冲模的闭合高度，是指冲模处于闭合状态时，上模板的上平面至下模板的下平面的高度。根据模具图上各零件的外形尺寸的确定，可以得出模具闭模高度为H=192 （mm） 压力机的闭合高度是指滑块在下止点时工作台面（不含垫板高度）至滑块下平面间的距离。冲模设计时，必须使冲模的闭合高度与压力机的闭合高度相适应，使模具的闭合高度介于压力机的最大装模高度和最小装模高度之间，即应满足下面是式子： （HmaxH1）5H（HminH1）+10 (4-16) 式中 Hmax压力机的最大闭合高度； Hmin压力机的最小闭合高度； H1压力机工作垫板的厚度； 所选压力机的最大闭合高度Hmax=280mm，最小闭合高度Hmin=220mm，工作垫板厚度H1=60mm。即冲模的闭合高度满足：（270-30）-5（205-30）+10235185 由于模具闭合高度H满足上述不等式，所以该复合模的闭合高度即为192mm。4.5.10模柄的设计和选用 根据零件的冲压工艺特点，选择凸缘模柄。模柄的结构尺寸根据所选压力机及零件冲压工艺特点确定。4.6冲孔拉伸复合模装配图如图4-2冲孔拉深复合模图4-2冲孔拉伸复合模1上模座2导套3圆柱销4内六角圆柱头螺钉5模柄6打杆7推料8推杆9内六角圆柱头螺钉10垫板11冲孔凸模固定板12导柱13冲孔凸模14、15拉伸凹模16拉伸凸模17内六角圆柱头螺钉18下模座19推板20橡胶21内六角圆柱头螺钉结 论毕业设计是我们每个即将毕业的学生必须顺利完成的任务，同时也是大学四年的机械基础和专业知识的总结和贯通，它体现了我们每个人的初步设计能力，也为我们以后在工作中迈出了重要的一步，更是给自己四年大学生涯交上的一份完整的答卷！在整个毕业设计过程中，我完整并系统的回顾了大学四年所学的基础知识，同时，经过老师的指导和查阅相关的资料，我对模具设计有了一个较为详细的了解：我国模具工业的现状，模具的应用范围，模具的大体结构，模具的工作原理以及模具的设计、制造工艺要求等。具体到这次毕业设计，我所做的是冲压模具设计，冲压模具只是模具设计中的一种，也算是模具设计中比较基础的，对它的详细学习和了解可以使我能更扎实的掌握模具设计基础部分。在设计的过程中，我感受最深的是基础知识的重要性，其中可以小到一个公式的应用，甚至包括计算结果的准确性，任何一个小的细节都有可能影响整个设计过程的顺利与否。另外，这个过程中更需要细心，细节决定成败！在做设计的过程中，我查看了很多的相关的资料形成自己的设计思路，通过严密的计算以及参考资料，应用这些完成应有的设计过程，并形成最终的设计图纸。特别是在绘制图纸的过程中，我系统的复习了一遍CAD，把以前没用过或用的比较少的功能认真的操作。这也让我更加深刻的了解了之徒软件的更多的功能。通过这次毕业设计，对机械制图、冲压工艺及冲模设计等一系列的专业基础课程的应用，让我认识到了老师们教我们理论知识的重要性，也让我知道了理论结合实践的重要性。虽然能够顺利完成这次毕业设计，但我深知整套设计还有很多不足的地方，由于查资料不全以及个人知识水平有限，还有很多问题都没有得到最好的解决，请各位老师批评、指正。参 考 文 献1周小玉，晨曦东.实用模具技术手册M.北京；机械工业出版社.2001.2张俊，卢军，基于模具的绿色设计与绿色制造技术M，工艺与装备，2006:80-82.3冲裁模具降低成本和提高寿命的几条途径J，柳州职业技术学校学报，2006，6，(2):69-72.4谢青云.冲压模具装配图设计的实际应用J，北京:中国科技信息，2005.5周卫东，钟振龙，粟亮，模具CAD/CAM的发展现状及技术展望J，综述与展望，2006:4-6.6石其年，冷冲模具的失效形式及其对策分析J，北京:中国科技信息,2006:70-72.7郝滨海.冲压模具简明设计手册M.北京: 化学工业出版社,2005.8高峻，李熹平等.冲压模具标准件选用与设计指南M.北京:化学工业出版社,2007. 9廉红珍，韩雪桃，冲压件的结构工艺性对经济性的影响M，机械管理开发，2006:58-59.9曹力文，王冬，丁海娟等.新编实用冲压模具设计手册M.北京:人民邮电出版社,2007.10顾天培，王钟晋，重型汽车双联桥壳冲压工艺与模具设计J，模具工业，1999:24-27.11薛启翔.冲压模具设计和加工计算速查手册M.北京:化学工业出版社.2007.12中国机械工程学会锻压学会.锻压手册M.北京:机械工业出版社,2002.13温文炯，周述璋，冲模刃口尺寸的自动计算J，工程图学学报，2005，(1):12-13.14郭侠， 葛焕忠.模具细节结构的设计与模具寿命J，中州大学学报，2006，23(3):127-128.15Chi Yong-bin，Zhou Li-feng， Modeling and Controlling of CAD System for Planetary Gear TransmissioJ， Journal of South China University of Technology Natural Science Edition，2003，31，(9):1-6.16CHENMin， ZHUZhi-li， ZHUDa-ming， Performance Analysis Tool for Turbine Based Combined Cycle Engine ConcepJ， Journal of Astoronautics，2006，27，(5):854-859.