端盖拉深冲压工艺模具设计说明书

第1章 绪论随着我国改革开放步伐的进一步加快，中国正逐步成为全球制造业的基地，特别是加入WTO后，作为制造业基础的模具行业近年来得到了迅速发展。模具是工业生产的基础工艺装备，在电子、汽车、电机、电器、仪表、家电和通信等产品中，60%80%的零部件都依靠模具成型。国民经济的五大支柱产业，即机械、电子、汽车、石化、建筑，都要求模具工业的发展与之相适应。模具生产水平的高低，己成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。因此，我国要从一个制造业大国发展成为一个制造业强国，必须要振兴和发展我国的模具工业，提高模具工业的整体技术水平。目前，我国冲压技术与工业发达国家相比还相当的落后，主要原因是我国在冲压基础理论及成形工艺、模具标准化、模具设计、模具制造工艺及设备等方面与工业发达的国家尚有相当大的差距，导致我国模具在寿命、效率、加工精度、生产周期等方面与工业发达国家的模具相比差距相当大。1.1 国内模具的现状和发展趋势1.1.1国内模具的现状我国模具近年来发展很快，目前，我国制造业的资源已突破了企业社会国家的界线，制造业的国际化已是一个客观事实。据不完全统计，2003年我国模具生产厂点约有2万多家，从业人员约50多万人，2004年模具行业的发展保持良好势头，模具企业总体上订单充足，任务饱满，2004年模具产值530亿元。进口模具18.13亿美元，出口模具4.91亿美元，分别比2003年增长18%、32.4%和45.9%。进出口之比2004年为3.69:1，进出口相抵后的进净口达13.2亿美元，为净进口量较大的国家。在2万多家生产厂点中，有一半以上是自产自用的。在模具企业中，产值过亿元的模具企业只有20多家，中型企业几十家，其余都是小型企业。近年来，模具行业结构调整和体制改革步伐加快，主要表现为：大型、精密、复杂、长寿命中高档模具及模具标准件发展速度快于一般模具产品；专业模具厂数量增加，能力提高较快；三资及私营企业发展迅速；国企股份制改造步伐加快等。虽然说我国模具业发展迅速，但远远不能适应国民经济发展的需要。我国尚存在以下几方面的不足: 第一，体制不顺，基础薄弱。 “三资”企业虽然已经对中国模具工业的发展起了积极的推动作用，私营企业近年来发展较快，国企改革也在进行之中，但总体来看，体制和机制尚不适应市场经济，再加上国内模具工业基础薄弱，因此，行业发展还不尽如人意，特别是总体水平和高新技术方面。 第二，开发能力较差，经济效益欠佳.我国模具企业技术人员比例低，水平较低，且不重视产品开发，在市场中经常处于被动地位。我国每个模具职工平均年创造产值约合1万美元，国外模具工业发达国家大多是1520万美元，有的高达2530万美元，与之相对的是我国相当一部分模具企业还沿用过去作坊式管理，真正实现现代化企业管理的企业较少。 第三，工艺装备水平低，且配套性不好，利用率低虽然国内许多企业采用了先进的加工设备，但总的来看装备水平仍比国外企业落后许多，特别是设备数控化率和CAD/CAM应用覆盖率要比国外企业低得多。由于体制和资金等原因，引进设备不配套，设备与附配件不配套现象十分普遍，设备利用率低的问题长期得不到较好解决。装备水平低，带来中国模具企业钳工比例过高等问题。 第四，专业化、标准化、商品化的程度低、协作差 由于长期以来受“大而全”“小而全”影响，许多模具企业观念落后，模具企业专业化生产水平低，专业化分工不细，商品化程度也低。目前国内每年生产的模具，商品模具只占45%左右，其馀为自产自用。模具企业之间协作不好，难以完成较大规模的模具成套任务，与国际水平相比要落后许多。模具标准化水平低，标准件使用覆盖率低也对模具质量、成本有较大影响，对模具制造周期影响尤甚。 第五，模具材料及模具相关技术落后模具材料性能、质量和品种往往会影响模具质量、寿命及成本，国产模具钢与国外进口钢相比，无论是质量还是品种规格，都有较大差距。塑料、板材、设备等性能差，也直接影响模具水平的提高。1.1.2国内模具的发展趋势 巨大的市场需求将推动中国模具的工业调整发展。虽然我国的模具工业和技术在过去的十多年得到了快速发展，但与国外工业发达国家相比仍存在较大差距，尚不能完全满足国民经济高速发展的需求。未来的十年，中国模具工业和技术的主要发展方向包括以下几方面: 1） 模具日趋大型化； 2）在模具设计制造中广泛应用CAD/CAE/CAM技术； 3）模具扫描及数字化系统； 4）在塑料模具中推广应用热流道技术、气辅注射成型和高压注射成型技术； 5）提高模具标准化水平和模具标准件的使用率；6）发展优质模具材料和先进的表面处理技术；7）模具的精度将越来越高； 8）模具研磨抛光将自动化、智能化； 9）研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程；10）开发新的成形工艺和模具。 1.2国外模具的现状和发展趋势用模具生产制作表现出的高效率、低成本、高精度、高一致性和清洁环保的特性，是其他加工制造方法所无法替代的。近几年，全球模具市场呈现供不应求的局面，世界模具市场年交易总额为600650亿美元左右。美国、日本、法国、瑞士等国家年出口模具量约占本国模具年总产值的三分之一。国外模具总量中,大型、精密、复杂、长寿命模具的比例占到50%以上；国外模具企业的组织形式是大而专、大而精。2004年中国模协在德国访问时，从德国工、模具行业组织-德国机械制造商联合会（VDMA）工模具协会了解到，德国有模具企业约5000家。2003年德国模具产值达48亿欧元。其中（VDMA）会员模具企业有90家，这90家骨干模具企业的产值就占德国模具产值的90%，可见其规模效益。 随着时代的进步和技术的发展，国外的一些掌握和能运用新技术的人才如模具结构设计、模具工艺设计、高级钳工及企业管理人才，他们的技术水平比较高故人均产值也较高我国每个职工平均每年创造模具产值约合1万美元左右，而国外模具工业发达国家大多1520万美元，有的达到 2530万美元。国外先进国家模具标准件使用覆盖率达70%以上，而我国才达到451.3 拉深件模具设计与制造方面拉深是冲压基本工序之一，它是利用拉深模在压力机作用下，将平板坯料或空心工序件制成开口空心零件的加工方法。拉深不仅可以加工旋转体零件，还可以加工盒形零件及其他形状复杂的薄壁零件，但是，加工出来的制件的精度都很底。一般情况下，拉深件的尺寸精度应在IT13级以下，不宜高于IT11级。本设计为简单的拉深件，形状比较规则，但底部圆角存在较高的工艺性问题，直边区的变形不是简单的弯曲, 应力分布不均,可以利用塑性加工理论进行定性分析。因此，只有加强拉深变形基础理论的研究，才能提供更加准确、实用、方便的计算方法，才能正确地确定拉深工艺参数和模具工作部分的几何形状与尺寸，解决拉深变形中出现的各种实际问题，从而，进一步提高制件质量。其工作过程很简单就一个低方形拉深，根据工艺分析及计算确定它能一次拉深成功。根据计算的结果和选用的标准模架。为了保证制件的尺寸精度，设计时可能高度出现误差，应当边试冲边修改高度。方行件是最典型的盒形拉深件，根据盒形件能否一次拉深成形将其分两类：低盒形件与高盒形件。盒形件在拉深时由于其几何形状的非回转特性，变形沿变形区周边的分布是不均的，直边区变形小，圆角区变形大，而且变形是非常的复杂的。通过网格实验的分析得出拉深方形的一些变形特点：1.直边区的变形不是简单的弯曲，横向受压缩，纵向受拉深，越靠近圆角区变形越大，另外横向压缩变形要比相应圆筒形件小。2.应力分布不均，特别是径向拉应力的分布很不均匀，中间最大，向两侧直边区减小。方形件拉深时同样存在起皱和裂问题，且发生在圆角区。在直边区还有一个特殊的工艺问题，即所谓“直边缓松”现象，这是由于拉深过程中圆角区材料从横向挤向径向直边，使直边区材料沿横向显得偏多，造成工件的刚性不好，严重时可造成工件的形状不规则，出现扭曲现象。这是方形件拉深的特殊质量问题，应该引起注意的。1.3.1 端盖拉深模具设计的设计思路1、明确设计任务书，收集有关资料在指导老师的指导下，拟定设计任务方形件拉深以及设计进度计划，并仔细阅读冷冲模设计指导教材，了解本设计的目的、内容、要求和步骤，以及查阅有关模具图册、设计手册等资料；了解本设计零件的用途、结构、性能，在整个产品中的装配关系、技术要求、生产批量，采用的冲压设备型号和规格，模具零件的制造加工工艺及标准化等情况。2、工艺分析及工艺方案的制定经分析制件的技术要求，结构工艺性及经济性都符合工艺要求，确定总体工艺方案，填写工艺卡。3、工艺计算及设计（1）、排样及材料利用率计算 （2）、刃口尺寸的计算（3）、冲压的计算，压力中心的确定，冲压设备的初选，根据排样图和所选的模具结构形式，可以方便计算出所需总压力。待模具总设计好后，校核设备装模尺寸，最终确定设备型号及工艺参数。4、模具结构设计 (1)、确定凹模尺寸 先计算出凹模的厚度，再根据厚度确定凹模周界尺寸，在此需要考虑的三个问题：第一，要考虑凹模上的螺孔、销孔的布置；第二，压力中心一般与凹模的几何中心重合；第三，凹模外形尺寸尽量按国家标准选取。（2）、选择模架并确定其他冲模零件的主要参数 根据凹模周界尺寸大小，从冷冲模国家标准中确定模架规格及主要冲模零件的规格参数。（3）、画冲模装配图 装配图上零件较多、结构复杂，为准确、迅速地完成画图工作，必须掌握正确的画法。（4）、画冲模零件图（5）、编写技术文件 技术文件包括：说明书、冲压工艺卡和机械加工工艺过程卡。1.3.2 低方形件拉深模具设计的进度1.了解目前国内外冲压模具的发展现状，所用时间15天；2.确定加工方案，所用时间5天；3.模具的设计，所用时间30天；4模具的调试所用时间5天第2章 盒形冲压件的工艺分析2.1 引言设计的目的是在于巩固所学的理论知识，熟悉了解有关资料，树立正确的设计思想，掌握设计方法，培养实际工作能力，通过冲模结构设计，在冲压工艺性分析，冲压工艺方案论证，冲压工艺计算，冲模零件结构设计，编写技术文件和查阅技术文献等方面受到依次综合训练。本设计题目为低盒形件拉深模,但对做毕业设计的毕业生有一定的设计意义，它概括了拉深零件的设计要求、内容及方向。通过对该零件模具的设计，进一步加强了设计者冲压模设计的基础，为设计更复杂的冲压模具做好了铺垫和吸取了更深刻的经验。拉深件的工艺性是指从冲压工艺方面来衡量其设计是否合理，一般地讲，在满足工件的使用要求条件下，能以最简单的最经济的方法将工件冲制出来。2.2拉深件工艺分析原始资料：如图1所示材 料：YL12厚 度： 0.6mm 图1 制件图根据零件结构可知：此工件为无凸缘方形工件，要求内形尺寸，没有厚度不变的要求。此工件的形状满足拉深的工艺要求，可采用拉深工序加工。工件底部圆角半径r=2mm,大于两倍的壁厚尺寸，也满足首次拉深工艺要求，因此在拉深工序（拉深工序底部圆角半径r=2mm）后须增加一道挤边工序以满足制件高度上质量要求。内形尺寸为32mm的公差等级为IT13级，满足拉深工序对工件公差等级的要求。工件的总体高度到最后可由切边达到要求。用于拉深的材料的一般具有较好的塑性、低的屈强比、大的板厚方向性系数和小的板平面方向性。YL12是较普遍的材料，价格便宜，资源丰富，其退火后并且满足拉深件对材料的要求，厚度为0.6mm。第3章 确定工艺方案 根据制件的工艺分析,知道制件是个简单的方形拉深件。经制件的工艺性分析，由冲裁工艺可知，该制件可能包括落料、拉深或拉深、切边基本工序，可以有以下三种工艺方案： 方案一：先落料，再拉深。采用单工序模生产。 方案二：拉深和切边复合冲压。采用复合模生产。方案一、模具结构简单，但需两道工序两副模具，冲件多次定位，加工尺寸积累误差较大，模具制造成本高而生产率低，难以满足批量生产要求。方案二、只需一副模具，工件的精度及生产效率都较高，工件平整,同轴度高,对称度及位置误差小,由于该冲裁件为方形并且需切边,落料和拉深几道工序才可完成,所以对于该工件尺寸较小,同轴度要求较高。因此，根据工件的外形及尺寸关系选择方案二,为拉深切边复合模。第4章 主要工艺参数的计算4. 1 拉深毛坯尺寸拉深件的工艺计算是拉深工艺设计中的一个环节，本制件的工艺计算属于最简单的。其主要的内容包括计算毛坯直径、决定拉深次数及确定压边装置等。根据表面积相等原则，用解析法求该零件的毛坯直径D。可按下面的程序计算：1.确定修边余量在拉深的过程中，由于材料的各向异性，模具间隙不均，摩擦力不均及定位不准等因素的影响，使拉深的口部不齐。为保证制件高度方向的尺寸精度，须进行修边，在计算毛坯尺寸也须计入修边余量。2.计算拉深毛坯尺寸由于板厚t小于1mm，故可直接用工件图所注尺寸计算，不必用中线尺寸计算。（1）、求出弯曲部分的展开长度L由r角/B=3/32=0.094，工件的相对高度H/r=5.2/3=1.73，按表4.13 可知，制件可一次拉深出。且由式3.2 计算展开长度为L=H+0.57R底 式中， H拉深件高度（mm）， R底底部圆角半径（mm），r角转角圆角半径（mm）.即 L=5.2+0.572=6.3mm（2）、圆角部分展开的圆弧半径R由式 R= = =5.87mm（3）、作出圆角部分到直边部分阶梯过度的平面毛坯ABCDEF（4）、过BC、DE中点分别向半径为R的圆弧作切线，并用圆弧圆滑过渡，使f1=f2，最后得角部毛坯轮廓线见下图：图 2 毛坯轮廓图4. 2 确定拉深次数利用极限相对高度进行判断,根据角部的相对圆角半径r/B=2/32=0.06和相对厚度t/D100=0.6/43.35100=1.38。由表1-36 矩(方)形盒首次拉深的极限相对高度H/B1=0.5，可知：工作的相对高度H/B=5.2/32=0.16H/B1,故可一次拉成4.3确定是否用压边圈及类型在拉深过程中工件易发生起皱现象，制件在成形过程中，凸缘的起皱现象主要取决于毛坯的相对厚度、变形程度和凹模的几何形状等。为了解决这个问题，生产实际中主要方法是在模具结构上采用压料装置。常用的压料装置有刚性压料装置和弹性压料装置两种。是否采用压料装置主要看拉深过程中是否可能发生起皱现象，可根据坯料相对厚度来确定，相对厚度t/D100=0.6/43.35100=1.38，查表得，当t/D1001.5起皱的可能性很大，需要采用压边圈。首次拉深时一般采用平面压边装置,其结构如下图所示: 图3 压边圈采用形式4.4排样方式的确定 设计复合模，首先要设计条料排样图。该工件的毛坯是近圆形，应采用有废料直排的排样方式。第5章 冲裁压力、压力中心计算及压力机的选用5.1切边冲裁力的计算5.1.1 切边力的计算考虑到模具的刃口部被磨损,凸模与凹模间隙不均匀和波动,材料的力学性能波动及材料的厚度偏差等各种因素的影响,于是实际计算剪切力的计算公式应按以下经验公式进行： F切=L1tb计算式中各含义见5 F切-切边力（KN）， L1-切边周边长度（mm）， t-制件的材料厚度（mm）， b-被拉深材料的抗拉强度（N/mm），查手册得YL12的b =200N/mm即 F切=433.20.6200 =15.9KN5.2拉深力的计算本制件拉深时需要采用压边圈。考虑到模具的刃口部被磨损,凸模与凹模间隙不均匀和波动,材料的力学性能波动及材料的厚度偏差等各种因素的影响,实际计算拉深力的计算公式应该以生产中常用的经验公式进行计算：本次拉深 F=LtbK式中各含义见5 F-拉深力（KN）， L-拉深件周边长度（mm）， K-系数,一般取0.8即拉深力 F=4320.62000.8 =12.3KN5.3卸料力的计算影响卸料力的因素很多，其中以冲裁间隙、冲裁件的形状及尺寸影响较大，其次是材料的力学性能、板料厚度、搭边料的宽度、润滑与粘度情况等。在生产均采用经验公式计算： F卸=K1 FK-卸料力系数,查表1-7取0.05，则F卸=0.0512.3KN=0.62KN5.4 压料力的计算 压边圈产生的压边力F压大小应适当，F压太小，防皱效果不好；F压太大，则会增大传力区危险断面上的拉应力，从而引起材料严重变薄甚至拉裂。因此，实际应用中，在保证变形区不起皱的前提下，尽量选小的压边力。其计算公式可按下式计算：压边力 FQ=Ap=/4D2-B2p 式中各含义见4 A压边圈的面积（mm）; p单位压边力（Mpa）;查表1-56压床上拉深时单位压边力的数值可知YL12的单位压边力p=1.6 Mpa，即压边力 FQ/443.352-3221.6 1.07KN5.5 拉深功的计算总拉深力 F总F+FQ+ F切+F卸12.3+1.07+15.9+0.62=29.89KN 式中 拉深功（J）；最大拉深力（N）；拉深深度（mm）；系数（查表4-61拉深系数的关系，取=0.8）。 =0.829890 5.20.001=124.34 J 5.6 拉深功率的计算功率：N=507.92kw式中N-压力机电动机功率（KW）K-不平衡系数，K =1.2A-拉深功（J）1-压力机效率，1=0.62-电机效率，2=0.9n-压力机每分钟行程次数1.36-转换系数5.7 压力机的选用 压力机额定压力的选择，必须使压力机额定压力大于拉深力与压边力的总和，为了使拉深的工艺力的曲线处于压力机压力曲线之内，在选用压力机的额定压力时，可按下列浅拉深件经验公式选用： P=1.8（F+ FQ + F切+F卸） =1.8（12.3+1.07+15.9+0.62） =53.80 KN 压力机的工作行程需要考虑工件的成形和方便取件，因此，工作行程根据拉深力的计算结果和工件的高度，由文献表1-8开式双柱可倾压力机部分参数初步可选J23-10A： 型号：J23-10A 公称压力/KN：100 滑块行程/mm：75 滑块行程次数/min：135 最大闭合高度/mm：180闭合高度调节量/mm：50滑块中心线至车身距离/mm：130工作台尺寸/mm，前后： 240左右：360垫块厚度/mm：50模柄孔尺寸/mm，直径：30 深度：50第6章 模具的结构设计6.1 模具工作部分的工艺计算6.1.1 拉深部分的计算1、凸凹模间隙拉深模的凸凹模之间的间隙对拉深过程有较大的影响。它不仅影响拉深件的质量与尺寸精度，而且影响拉深模的寿命以及拉深是否能够顺利进行。间隙过大，制件有锥度，易起皱，精度差；间隙过小，则直壁变薄严重，甚至拉裂，同时降低模具寿命。因此，应该综合考虑各种影响因素，选取适当的拉深间隙值，既可保证工件的要求，又能使拉深顺利进行。直边部分的单边间隙按式，由表3-5-29选取为 Z/2=1.05t=0.63mm故直边部分间隙为1.26mm。圆角部分的单边间隙比直边部分大0.1t，即圆角部分间隙为1.38mm。2、拉深模的圆角半径 凸模、凹模的选用在制件拉深过程中有着很大的作用。凸模圆角半径的选用可以大些，这样会减低板料绕凸模的弯曲拉应力，工件不易被拉裂，极限拉深因数会变小些；凹模的圆角半径也可以选大些，这样沿凹模圆角部分的流动阻力就会小些，拉深力也会减小，极限拉深因数也会相应减小。但是凸、凹模的圆角半径也不易过大，过大的圆角半径，就会减少板料与凸模和凹模端面的接触面积及压边圈的压料面积，板料悬空面积增大，容易产生失稳起皱。 拉深凹模的圆角半径由表3-5-30选取r凹=5t，既r凹=50.6=3mm，拉深凹模的圆角半径等于工件的圆角半径，即r凸=r=2mm.3、拉深凸凹模工作部分的尺寸和公差制件的尺寸要求内形尺寸，拉深以凸模为基准，考虑到凸模越磨越小，按式凸模尺寸：dp =（dmin +0.4）凹模尺寸：dd =（dmin +0.4+Z）式中 dmin工件的内形公称尺寸 工件的公差d凸、d凸、凹模的制造公差工件的公差为IT13级，凸凹模的制造公差取IT8级。查表3-5-32 d凸=0.020mm, d=0.020mm, 核对Zmax-Zmin=0.04将=0.34mm，Z=1.26mm代入上式，则凸、凹模的尺寸分别为dp =（32+0.340.4）=32.15mmdd =（32+0.40.34+1.26）=33.40mm4、拉深凸模通气孔在拉深的过程中，由于拉深力的作用或润滑油等因素，使得制件很容易被粘附在凸模上制件与凸模间形成真空，会增加卸件的困难，造成制件底部不平，为此，凸模应设计有通气孔。对于一般小型制件可直接在凸模上钻出通气孔，其大小根据凸模尺寸而定，具体数据由表4.32,查得直径d1=3mm6.1.2 挤切部分的计算1、切边冲裁模间隙切边间隙是否合理将直接影响到冲裁件的质量,尺寸,精度,模具的寿命,设备的能耗等.当切边冲裁间隙适当时,上下裂纹重合,冲件的断面质量较好,间隙过小时,凸模刃口部的裂纹向外裂开错开,冲件断面上有二次剪切的光亮带和夹层,此时的毛刺是被挤出来的,间隙过大时,材料在变形过程中被拉伸较大,冲裁件断面上光亮带较小,而圆角带及毛刺都比较大。在挤切修边是，工件的内侧边缘部分的变形阻力要比中间部分的大，而使得模具弹性变形的分布不均，且模具刃口的单位压力都非常大。确定合理的间隙值是十分重要的,在实际应用中通常选择一个适当的范围作为合理间隙,其下限为Cmin最小合理间隙值,Cmax最大合理间隙值。2、挤切凸模工作部分的尺寸和公差(1)、挤切凸模刃口尺寸与制件的内侧尺寸基本一致,以拉深凹模作为设计基准尺寸,凸、凹模间隙靠改变挤切凸模刃口尺寸得到。 (2)、挤切凸模刃口在冲制中也会因逐渐被磨损,而减小尺寸,故设计时,应选用接近或等于,工作的最大极限,尺寸作为凸模刃口尺寸。 (3)、凸、凹模在冲制中均会磨损,从而使冲裁间隙增大,设计模具时,一般应依照磨损的规律,选择最小合理间隙。(4)、选择凸凹模刃口尺寸公差应依照冲件的精度要求以经济合理为原则。查表得间隙值Zmin=0.12,Zmax=0.20对切边采用凸凹模配作制造法,其凸凹模部分尺寸计算如下:查表得凸,凹模制造法,d=0.020mm, d=0.020mm,核对Zmax-Zmin=0.04,d+d=0.04,满足Zmax-Zmind+d的条件,查表得因数X=0.5，d=( d -Zmin) =33.28 mm, d= 33.40 mm6.1.3压料橡胶的设计与计算1.压料板工作行程h工 h工=h1+h2+t =1mm+0.6mm+5.2mm =6.8mm h1凸模凹进压料板的高度 h2凸模冲裁后进入凹模的深度 取5.2mm2.橡胶工作行程H工H工=h工+h修 =6.8mm+2mm =8.8mm h修凸模修模量 取2mm 3.橡胶自由高度H自由 取H工为橡胶自由高度的25 H自由=48.8mm =35.2mm 4.橡胶的预压缩量H预 一般H预为（0.10.15）H自由 取： H预=0.15 H自由 =0.1535.2mm =5.28mm5.每个橡胶承受的载荷F1 选用两个圆筒形橡胶；F1=F压/2 =10702N =535N6.橡胶的外径D D= = =38mm7.校核橡胶自由高度H自由 0.5H自由/D=0.901.5满足要求 8.橡胶的安装高度H安 H安=H自由-H预 =35.2mm-5.28mm =29.2mm 取安装高度30mm6.1.4弹簧的选用 冲模常用圆柱螺旋压缩弹簧，强力弹簧和碟形弹簧。根据实际工艺力选择圆柱螺旋压缩弹簧，由文献3表3-27查得，圆柱螺旋压缩弹簧的有关参数：弹簧外径D=6mm钢丝直径d=0.8mm节距t=1.8mm最大工作负荷F2=28N最大工作负荷F的总变形量f2=15.5mm弹簧自由长度H0=30mm有效圈数n=16最大工作负荷下的单圈变形量f=0.97mm6.1.5选用模架、确定闭合高度及总体尺寸由于拉深凹模外形尺寸较小，为了工作过程稳定，选用中间导柱模架。再按其标准选择具体结构尺寸见表6-1。表6-1 模架规格选用名称尺寸材料热处理上模座1008025HT200下模座1008030HT200导柱20100、2210020渗碳5862导套206523、22652320渗碳5862Hmin=130mm,Hmax=150mm 模具的闭合高度H=上模座厚+垫板厚+凹模厚+凸模高+下模座厚-（工件高+料厚）=25+10+45+5.3+40+10+30-（5.2+0.6）=145mm因为模具的封闭高度H应该介于压力机的最大封闭高度Hmax和最小封闭高度Hmin之间，一般取：Hmax-5mmHHmin+10mm由此可以看出，要想让制件顺利加工和从模具上取出，只有使模具有足够的封闭高度： HmaxH+5mm=145+5=150mm HminH-10mm=145-10=135mm6.2 模具零件的结构设计6.2.1 拉深凸模拉深凸模的外形尺寸，即工作尺寸由前面的计算确定。拉深凸模上一般开有出气孔，这样会使卸件容易些，否则凸模与工件由于真空状态而无法卸件，其结构见下图： 图 4 拉深凸模结构 拉深凸模用压入法与挤切凸模固定，挤切凸模用螺钉与下模座固定，还需要一个销钉孔。6.2.2 拉深凹模 内、外形尺寸已由前面的计算确定，经查阅有关资料并根据模具结构要求，初步确定落料凹模壁厚C=30mm，厚度h=40mm，它需要两个销钉定位和两个以上的螺纹孔，以便与上模座固定，实际确定凹模尺寸如图：6.2.3 推件块 一般与打料杆联合使用，属于刚性卸件装置，靠两者的自重把工件打出来。打料块与拉深凹模间隙配合。 图5 推件块6.2.4 压边圈在拉深工序中，为保证拉深件的表面质量，防止拉深过程中材料的起皱，常采用压边圈用合适的压边力使毛坯的变形区部分被压在凹模平面上，并使毛坯从压边圈与凹模平面之间的缝隙中通过，从而制止毛坯的起皱现象。在此由于料厚少于1mm，采用弹压装置，压边圈的内形与拉深凸模间隙配合。 图 6 压边圈6.2.5 导柱、导套对于生产批量大、要求模具寿命高的模具，一般采用导柱、导套来保证上、下模的导向精度。导柱、导套在模具中主要起导向作用。导柱与导套之间采用间隙配合。根据冲压工序性质、冲压的精度及材料厚度等的不同，其配合间隙也稍微不同。因为本制件的厚度为0.6mm，所以采用H7/h6。6.2.6 其他零件模具其他零件的选用见表6-2表6-2 模具其他零件的选用序号名称数量材料规格/ mm标准热处理1上模座1HT2001008025GB/T28559-902模柄1Q235GB/T2862.1-813连接推杆145870GB/T7650-944045HRC4抑制螺钉145M612GB/T7653-945螺钉245860GB/T7653-944045HRC6上垫板1Q235100808GB/T7643.3-944043HRC7推件块145GB/T7653-948拉深凹模模1Cr1210080456062HRC9拉深凸模1T10A6062HRC10压料板1454348HRC11橡胶聚胺脂12卸料螺钉245M865GB/T2867.6-923035HRC13挤切凸模2Cr126062HRC14固定销2456354045HRC15下模座1HT2001008030GB/T2855.10-9416螺钉245640GB/T7653-944045HRC17弹簧260SiMn63018活动挡料销245610JB/T7649.1-944045HRC19导柱22020（22）100GB/T2862.1-94渗碳5862HRC20导套22020（22）63100GB/T2862.6-94渗碳5862HRC21固定销220860GB/T2855.1-904045HRC6.3 模具总装图由以上设计，可得到模具的总装图，见下图： 图 7 模具总体结构1上模座 2模柄 拉伸挤切凹模 3连接推杆 4抑制螺钉块 5紧固螺钉 6上垫板 7块件块 挤切凸 8拉伸凹模 9 拉伸凸模10压边料 11橡胶 12卸料螺钉 13挤切凸模 14固定销 15下模座 16紧固螺钉 17弹簧 18活动挡料销 19导柱 20导套 21固定销 其工作过程是：根据上述各工序安排，整个零件加工分别设计了一副专用模具，为拉伸挤切复合模，其结构如图示，该模具工作过程为：凹模装在上模，凸模装在下模，冲床滑块上行，模具开启，将条料放于压边圈10上，在活动挡料销的导向与定位作用下，当冲床滑块下行，待凹模随上模下降时，首先将坯件压住，然后坯件和压边圈同时向下推，凸模逐渐露出压边圈，而将坯料上端一部分材料压入凹模内，使坯件在凸、凹模作用下，产生塑性变形将工件拉深成形。切边凸模与凹模成无间隙配合冲裁，随着冲床滑块的逐渐下移。当拉伸完成，拉伸挤切凸模13上的挤切刃口部位开始与拉伸挤切凹模2作用将挤切口部挤切出来，完成修边。当凹模随上模回升时，零件由推件块7从拉伸挤切凹模8内推出，工件与切边料自行分离。零件制品在打料块及连接推杆的作用下，将其从凹模内推出。而压边圈在缓冲器系统作用下又回到原位，准备下一次拉深。第7 章 结束语低盒形件属于简单拉深件，但拉深工艺相对复杂。由于在零件制造前进行了预测，分析了制件在生产过程中可能出现的缺陷，采取了相应的工艺措施。因此，模具在生产零件的时候才可以减少废品的产生。 低盒形件的形状结构较为简单，但是高度不大，不适合将拉深毛坯的加工工序与拉深工序在一副模具上生产。要保证零件的顺利加工和取件及生产的经济性，本模具采用采用拉伸挤切复合模，能较好地实现拉伸及拉伸件口的修边，模具设计制造简便易行挤切效果好，能极大地提高生产效率，但拉伸挤切凹模设计较为重要，设计中应充分考虑其挤切模口形状，否则易影响挤切口的挤切面形状。在拉伸最终进行挤切修边时，拉伸挤切凹模四角不可过大，同时，最好保证挤切修边口的平宵，从而避免出现尖锐刃口状挤切口。本次的毕业设计，是理论知识与实践有机的结合，更加系统地对理论知识做了更深切贴实的阐述。通过设计的这一环节使我更深刻地认识到，设计的好坏直接影响到制件质量和劳动强度以及生产成本。所以设计者应该具备渊博的知识和大量的实践经验作为基础，应该懂得生产的环节。这样才能设计出好的实用的模具来。同时也使我意识到要想做为一名合理的模具设计人员，必须要有扎实的专业基础，并不断学习新知识新技术，树立终身学习的观念，把理论知识应用到实践中去，并坚持科学、严谨、求实的精神。虽然我倾注了大量的劳动和汗水在这个设计，由于缺乏经验与实践。设计的十分艰辛，虽然借鉴了许多，还是有好多不明白之处。希望在老师的指导和今后自己的工作中不断充实自我的能力。 致 谢首先感谢本人的导师，她仔细审阅了本文的全部内容并对我的毕业设计内容提出了许多建设性建议。于老师渊博的知识，诚恳的为人，使我受益匪浅，在毕业设计的过程中，特别是遇到困难时，她给了我鼓励和帮助，在这里我向她表示真诚的感谢！感谢和我在一起进行课题研究的同窗同学，和他们在一起讨论、研究使我受益非浅。最后，我非常庆幸在三年的的学习、生活中认识了很多可敬的老师和可亲的同学，并感激师友的教诲和帮助！参 考 文 献1 陈锡栋、周小玉主编.实用模具技术手册M.北京：机械工业出版社，20012 李绍林、马长福主编.实用模具技术手册M.上海科学技术出版社，19983 许发樾主编.实用模具设计与制造手册M.北京：机械工业出版社，20004 杨玉英主编.实用冲压工艺及模具设计手册M. 北京：机械工业出版社，20045 模具实用技术丛书编委会.冲压设计应用实例M.北京：机械工业出版社.19996 翟德梅主编.模具制造技术M.河南机电高等专科学校7 王芳主编.冷冲压模具设计指导M. 北京：机械工业出版社，19988 任嘉卉主编.公差与配合手册M. 北京：机械工业出版社，20009 李易、于成功、闻小芝主编.现代模具设计、制造、调试与维修实用手册M.北京：金版电子出版公司，200310 彭建声、秦晓刚编著.模具技术问答M. 北京：机械工业出版社，199611 Williams. D.J. : Advanced tool materials in the drawing of metals. Shceet Metal.Ind. ,Nov. 1983 12 Kondo K.Parametric and Interactive Geometric Modeler Formechanical.Computer-Aeded Design.1990(10)28