毕业设计（论文）电炉引线盒冲压模具设计

目 录摘 要31 、前 言42、冲压件的工艺过程42.1 分析零件的冲压工艺性42.1.1 分析其冲裁的工艺性：52.1.2 分析其拉深的工艺性52.1.3 材料的性能：82.2 冲压件的工艺方案的拟定82.3 毛坯尺寸的确定92.3.1首先确定带凸缘的圆筒形件的毛坯直径92.3.2确定毛坯的宽度103 排样和搭边113.1冲裁件的材料利用率113.2 排样和搭边124、压力机的选择144.1 落料拉深144.1.1 压力中心：144.1.2落料时的力的计算：144.1.3 压边力、拉深力的计算：154.1.4 压力机的选择：174.2 再次拉深174.3 修边冲孔184.3.1冲裁力：184.3.2 推件力：194.3.3 卸料力：194.3.4 压力机的选择：195、落料拉深模具设计205.1 模具类型205.2 主要零件的结构与设计205.2.1 工作零件215.2.2 定位零件255.2.3 压料、卸料及出件零件255.2.4 辅助结构零件266、再次拉深模的设计286.1 模具的基本形状以及工作原理：286.2 主要零件的结构和设计286.2.1 工作零件的设计286.2.2 其他零件的设计307、冲孔模的设计327.1 模具基本结构与工作原理：327.2 模具的主要零件设计327.2.1 工作零件的设计：327.2.2 其它零件的设计358、修边模具设计378.1 模具基本结构和工作原理378.2 模具主要零件的设计378.2.1 工作零件的设计378.2.2 其它零件的设计38总结与体会40致谢词42【参考文献】43摘 要本设计是电炉引线盒冲压模具设计，分析工件结构，其主要包括落料、盒形件拉深、冲孔、修边。首先确定工艺方案，选择一个比较合理的设计方案。其次，根据设计方案确定一共需要多少副模具来完成电炉引线盒的生产。在本次设计中，采用四副模具来生产该工件。第一副是落料拉深，第二副是再次拉深，第三副是冲孔，第四副是修边。每副模具的设计中都包括凸凹模刃口尺寸的确定和结构形式，定位零件的设计，卸料与推件装置的设计，以及其它辅助零件的设计。在模具的设计过程中首先要考虑零件工作的合理性，然后考虑零件的经济性。【关键词】工艺分析、方案确定、落料拉深、修边冲孔 Abstract This design is blanking die design of leading wire box of electrical stove, including blank、deep drawing of box parts、punch、modification ,through the structure analysis of work piece. First , determination of technological arrangement is for choosing the best alternatives in this design. Second, according to the proposal of this design, we should decide that how many moulds are used to complete production of leading wire box of electrical stove. In this design ,four moulds are applied in this process. The compound for blanking and deep drawing is used in the first process. The second mould is applied for future deep drawing. Punch are practiced in third process .Similarly , the forth mould is used for modification in the last process. One each of these moulds design is consisted of the sizes of punch and die cutting edge、location components 、tripping and ejection equipment、and assistant structure parts. In the process of mould design, we should consider the reasonableness of working parts, and then take the cost of parts production.【Key words】Technological analysis、Determination of arrangements、Blank and deep drawing、Modification and punch.1 、前 言冲压是一种先进的少无切削加工方法，具有节能省材、效率高、产品质量好、重量轻、加工成本底等一系列优点，在汽车、航空航天、家电、电子、通讯、军工等产品的生产中得到了广泛的应用，模具工业是国民经济的基础工业，是工业生产的重要工艺装备。冲压是借助冲压设备的动力，通过模具的作用，使板料分离或经塑性成形而获得一定形状、尺寸和性能制件的加工技术。冲压加工是金属塑性加工的主要方法之一。与塑性加工的其它方法及机械制造中其它冷、热加工方法相比具有以下优点：1、生产效率高；2、易于实现机械化及其自动化；3、节约材料，节省能源；4、尺寸精度稳定，表面质量好；5、强度高、刚性大、重量轻等优点。2、冲压件的工艺过程2.1 分析零件的冲压工艺性零件的名称为电炉引线盒，其材料为08钢，料厚0.8mm，分析其形状，主要由4个小孔以及24mm深的形腔组成，完成此零件的生产，其主要有拉深和冲孔组成。如下图21所示：零件图。图21、零件图2.1.1 分析其冲裁的工艺性：（1）、冲孔时，由于受到凸模强度的限制，孔的尺寸不宜过小，其数值与孔的形状、材料的机械性能、材料的厚度有关。由零件图知，其最小孔的直径为4mm，大于孔的最小要求尺寸（1.3t=1.3x0.8=1.04mm），所以满足冲孔要求。（2）、在拉深件上冲孔时，其孔壁与工件直壁之间的距离不能小于图12所示。图22、拉深件孔边距的最小值其中R2=2mm=R12.1.2 分析其拉深的工艺性 此工件的拉深属于盒形件拉深，盒形件是由圆角和直边两部分组成，毛坯的拉深变形性质虽然与圆筒形件相似，但由于有直边部分参与变形，对圆角部分在拉深过程中产生的切向压应力起分散减弱作用，因此与几何参数相同的圆筒形件相比，拉深时，圆角部分受到的径向平均拉应力和切向压应力都要小得多。所以在拉深过程中，圆角部分危险断面的拉裂可能性和凸缘起皱的趋势都较相应的圆筒形件小。因此，拉深盒形件时，选用的拉深系数可以相对小一些。（1）、拉深件侧壁与底面或凸缘连接处的圆角R1、R2(图2-3)，应取R1t,R22t,而因为实际R1=R2=2mm，t=0.8mm, 所以R1t, R22t图23、有凸缘的拉深件（2）、由拉深的高度为24mm，分析计算其拉深次数以及尺寸，则拉深时尺寸的计算如下： 分析零件图知，其拉深主要包括两个半径为10mm的半圆筒形件以及中部的槽形件。其拉深属于盒形件的拉深，在这里的拉深的尺寸计算主要以圆筒形件为计算依据，首先去掉中间的槽形区域，则简化后的图形如下24所示：图24、有凸缘的筒形件（简化）a、简化图形的毛坯直径为：d0=(df2+4dh-3.44dR)1/2式中 h-工件高度，单位mm；df-包括修边余量在内的凸缘直径，代入相应数值得d0=66mm则拉深系数公式，整理后得： mf=d/d0=1/（df/d）2+4h/d-3.44r/d1/2b、确定能否一次拉深成形 由相对凸缘直径和相对毛坯厚度查表 df/d=47/20=2.35 查表21得(t/ d0)100=（0.8/66）100=1.21h1/d1max=0.250.32而实际零件h/d=24/20=1.2h1/d1max故此件不能一次拉深成形表21、凸缘筒形件首次拉深极限相对高度h1/d1凸缘的相对直径df/d毛坯相对厚度(t/ d0)1000.060.20.20.50.51.01.01.51.51.11.11.31.31.51.51.81.82.02.02.22.22.52.52.80.450.520.400.470.350.420.290.350.250.300.220.260.170.210.130.160.500.620.450.530.400.480.340.390.290.340.250.290.200.230.150.180.570.700.500.600.450.530.370.440.320.380.270.330.220.270.170.210.600.800.560.720.500.630.420.530.360.460.310.400.250.320.190.240.750.900.650.800.580.700.480.580.420.510.350.450.280.350.220.27c、选取m1,并计算d1，若能一次拉深成形，由df/d和 (t/ d0)100查表得m1=0.38,现已经证明不能一次拉深成形，故m1应增大，则取m1=0.45,则 d1=m1d0=0.45x66=30mmd、选定各工序的圆角半径R 定R1=4mme、重新计算毛坯直径d0 设第一次多拉入材料5%，则d0=59.96mm60mm,第一次的拉深高度h1hi=0.25(d02-df2)/di+0.86Ri通式h1=15.78mmf、校核h1/d1能够满足要求 h1/d1=15.78/30=0.53而df/d1=46/30=1.53，查表1-1h1/d1max=0.480.58，所以h1/d1h1/d1max,故可以拉深了现选定：m1=0.45,m2=0.30 R1=4 ,R2=2则d1=m1d0=0.45x66=30mm h1=14mm d2=m2xd1=0.30x30=9mm1.5222.52.5252550501001001501502002002502501.82.53.54.35.05.561.62.03.03.64.24.651.41.82.53.03.53.841.21.62.22.52.72.83因为d1=41mm,d2=20mm,所以得出最小修边余量=2.0mm，这里取=3.0mm则毛坯的长度Lz= d0+19+2=59.96+19+2385mm2.3.2 确定毛坯的宽度Bz Bz=b+2式中：b-拉深带凸缘的方形件的毛坯直径b=2Rz=2（L2+2rh-2x0.86r2+2x0.14r2）1/2式中：L=25mm r=2mm H=24mm代入得b=53.37mm,则Bz=b+2=60mm,所以毛坯的长度为85mm，宽度为60mm，形状为长方形。3 排样和搭边3.1冲裁件的材料利用率在大批量生产中，原材料费用占生产成本的60%80%。节省材料对降低成本有着重要的作用。生产中，通常利用材料的利用率作为衡量材料经济利用程度的指标。根据原材料供应情况生产实际的不同需求，材料利用率有着不同含义和计算方法。单个零件的利用率、条料的利用率和板料的利用率的含义和计算公式见式31、式32和式33。单个零件的材料利用率1：1=(n1A/Bh)100% (31)条料的材料利用率2：2=(n2A/LB)100% （32）板料的材料利用率3：3=(n3A/L0B0) 100% (33)式中：A-冲裁件面积（mm2）; B-条料宽度（mm） h-送料进距（mm）; n1-一个进距内冲件数； n2-一个条料上的冲件总数；L-条料宽度（mm）； n3-一张板料上的冲件总数；L0-板料宽度(mm)； B0-板料宽度（mm）;由式可见，若原材料以板料的形式供货，则板料的材料利用率就是总的材料利用率。为了提高材料利用率，需选择板料裁成条料的合理裁板方法。根据毛坯形状，选择的板料规格为0.8mm900mm1800mm其裁板方法采用横排，其形式如下图3-1所示；图3-1、裁板方法 材料的利用率还与条料宽度、送料进距、一个进距内的冲件个数、一条条料上的冲件总数和条料长度等多个参数有关。而这些参数取决于制件在条料上的布置方法和搭边。因此，选择合理的排样方法和搭边值是提高材料利用率的重要措施。3.2 排样和搭边冲裁件在板料上的布置叫排样。排样的合理与否不仅影响材料的经济利用，还影响模具结构与寿命，生产效率，工件精度，生产操作方便与安全等。根据毛坯形状，使用的排样图如下图3-2所示：图3-2、排样图排样中相邻两制件之间或制件与条料边缘间的余料称为搭边。搭边的作用之一是补偿定位误差，防止由于条料的宽度误差、送料误差而冲出残缺的废品；搭边的作用之二是保持条料在冲裁过程中的强度和刚度，保证条料的顺利送进。此外，选取合理的搭边值还可以调整模具沿周边的受力状况，提高模具寿命和工件断面质量。普通钢板冲裁件的搭边值（a）和沿边搭边值（b）见表3-1。表3-1、普通钢板冲裁件的搭边值（a）和沿边搭边值（b）材料厚度t（mm）矩形件边长L50mm0.8ab2.02.5这里我取a=3mm,b=3mm则条料宽度B=60+2b=60+6=66mm送料进距h=85+a=88mm因为选用的板料规格为0.8mm900mm1800mm,而且裁板方式为横裁，所以每块板料可以裁成27个条料，余18mm宽的板料，每块条料的长度为900mm，宽度为66mm。则：板料面积A0=9001800=1620000 mm2每个条料裁的零件数为：n2=（900-a）/8810个。余17mm 每个板料裁的零件数为：n3=27n2=2710=270个 每个零件的面积为A=8560=5100mm2所以总的材料利用率K=（n3A/A0）100%=85%4、压力机的选择4.1 落料拉深4.1.1 压力中心： 因为工件为矩形件，所以其压力中心与工件的几何中心重合。即，工件的几何中心就是压力中心。4.1.2 落料时的力的计算：1、冲裁力： 冲裁力是指冲裁过程中的最大抗力，也就是力行程曲线的峰值。它是合理选用冲压设备和校核模具强度的重要依据。影响冲裁力的因素很多，主要有材料的力学性能、厚度、冲裁件的周边长度、模具间隙以及刃口锋利程度等。 平刃口的模具冲裁力可按4-1式计算。 F=L tk (4-1) 式中：F-冲裁力，N； L-冲裁件周长，mm t- 材料厚度，mm；k- 抗剪强度，MPa 考虑到冲裁与剪切、拉深的不同及速度的影响，以及刃口的磨损，凸凹模间隙的不均匀，材料的性能波动和厚度偏差等因素，实际所需的冲裁力还需要增加30%，如下式3-2： F=1.3 L tkLtb (4-2) 式中：b-材料的抗拉强度，由表1-2知道，取400n/mm2 L-工件的周长，等于2（85+60）=290mm t-材料厚度为0.8mm 所以F=2900.8400=92800N=92.8KN2、 卸料力、推件力和顶件力 当冲裁件工作完成后，冲下的制件（或废料）沿径向发生弹性变形而扩张，废料（或制件）上的孔则沿径向发生弹性收缩。同时，制件与废料还要力图恢复弹性穹弯。这两种弹性恢复的结果，导致制件（或废料）梗塞在凹模内或抱紧在凸模上。所以从凸模上将制件（或废料）卸下来的力叫卸料力；从凹模内顺着冲裁力方向将制件（或废料）推出的力叫推件力；逆冲裁方向将制件（或废料）从凹模洞口顶出的力叫顶件力。这些力在选择压力机或设计模具时都必须加以考虑。生产中常用式（4-3）、（4-4）和（4-5）来计算卸料力、推件力和顶件力。Fx=KxF (4-3)Ft=nKtF （4-4）Fd=Kd F （4-5）式中：Kx、Kt、Kd-分别是卸料力、推件力和顶件力的系数，其值可以查表4-1。n-梗塞在凹模内的工件数。在此副模具设计中，采用刚性卸料板，总冲裁力按下式计算： Fz=F+Ft Ft=0.05592800=5104N=5.104KN 所以：Fz=92.8+5.104=97.904KN表4-1、卸料力、推件力和顶件力系数材料及料厚（mm）KxKtKd钢0.10.10.50.52.52.56.56.50.0650.0750.0450.0550.040.050.030.040.020.030.10.0630.0550.0450.0250.0140.080.060.050.034.1.3 压边力、拉深力的计算： 落料拉深后的工件图如下图4-1所示：图4-1、落料拉深后的工件图1、 压边力：（1）、采用压边圈的条件：除破裂外，拉深中常出现的问题还有压缩失稳起皱。为了防止起皱，有效措施是设置压边圈。分析可见，起皱取决于两个因素，一个是法兰处压应力的大小，另一个是板料的相对厚度。 分析电炉引线盒的板料相对厚度和拉深系数，查表5-70（现代冲压技术手册）可知，要用压边圈。（2）、压边力的计算： 压边圈的压力必须适当，压边力过大会增加拉深变形阻力使制件拉裂，压边力过小会使工件的边壁或法兰失稳起皱。压边力的计算公式如下： F压=A p （4-6) 式中：A-压边圈的面积； p-单位压边力；查表5-72现代冲压技术手册知p=2.53.0MPa所以F压=12.75KN2、 拉深力： 在选用压力机时，必须先求得拉深力。拉深力的计算公式如下： F拉=Ltbk （4-7） 式中：L-凸模周边长度，mm t-材料厚度，mm b-材料抗拉强度，N/mm2由表2-2查得 k-系数，由表4-2查得表4-2、任意形状拉深件的系数k值制件复杂程度难加工件普通加工件易加工件k值0.90.80.7因为，电炉引线盒的加工属于普通件的加工，取k=0.8。L的值由模具设计知：L=20+D=20+3.1440=145.6mm则F拉=145.60.83500.8=32.614KN4.1.4 压力机的选择：冷冲压设备的选择是冲压工艺及其模具设计中的一项重要内容，它直接影响到设备的安全和合理利用，也关系到冲压生产中产品质量、生产效率及成本，已经模具寿命等一系列问题。冲压设备的选择包括两个方面：类型和规格。选择的压力机的类型为开式单动压力机，由以上计算得：总的压力F=Fz+F压+F拉=97.904+12.75+32.614=143.268KN则压力机的的压力应该大于F，所以可选160KN的压力机，其基本参数由下表4-3所示。4.2 再次拉深再次拉深后的工件形状如下图4-2所示：图4-2、再次拉深后的工件形状4.2.1 压边力和拉深力的计算：1、 压边力：按第一次拉深时的计算方法，压边力的计算公式由4-6得 F压=Ap=（r2+1040）2.5=4.14KN2、 拉深力：由式3-7知： F拉=Ltbk=3.14200.83500.8=14.067KN 4.2.2 压力机的选择： 由计算知：总的压力F=4.14+14.067=18.067KN 则选择的压力机的压力应该大于F，在这里选取压力机的压力为40KN，其主要参数如表4-3所示。4.3 修边冲孔修边冲孔后的工件图如下图4-3所示：图4-3、修边冲孔后的工件图4.3.1 冲裁力：1、 修边的冲裁力：由式3-2知，F=1.3 L tkLtb 所以F1=138.840.8400=44.43KN 2、冲孔时的冲裁力： F2=2(f1+f2) 式中：f1-冲小孔的冲裁力，f1=3.1440.8400=4.02KN f2-冲大孔的冲裁力, f2=3.14100.8400=10.05KN 则：F2=14.07KN4.3.2 推件力： 由式4-4知，Ft=nKtF 由模具的设计知道：最多梗塞在凹模内的冲孔废料为7个，所以n=7 Ft=70.05514.07=5.42KN所以总的压力为F=F1+F2+Ft=44.43+14.07+5.42=63.92KN4.3.3 卸料力： 因为采用的是弹性卸料。卸料力由式3-5知Fd=Kd F Fd=0.0663.92=3.84KN4.3.4 压力机的选择： 压力机的最小压力为63.92+3.84=67.76KN，所以选择公称压力为100KN的压力机。其主要参数如表4-3所示。表4-3、三种开式压力机的基本参数名 称量 值名 称量 值公称压力40100160公称压力40100160发生公称压力时滑块离下极点距离/mm345闭合高度调节量355060滑块行程/mm固定行程406070滑块中心到机身距离100130160调节行程688工作台尺寸左右280360450标准行程次数200135115前后180240300最大闭合高度/mm固定台和可倾160180220立柱间距离（不小于）130180220活动台 最底位置 最高300工作台板厚度355060160倾斜角（不小于）303030模柄孔尺寸（直径深度）/mm30505、落料拉深模具设计5.1 模具类型 本模具完成的工序是落料拉深，分析后决定采用顺装复合模。 凸凹模装在上模，落料凹模以及拉深凸模装在下模，顺装复合模具向上出件，其基本结构如下图所示：图5-1、落料拉深顺装复合模 图中1凸凹模具、2-拉深凸模、3固定卸料板其特点是压力机滑块一次行程，在同一工位，同时完成落料及一次拉深，模具的结构比较复杂，生产率较高。5.2 主要零件的结构与设计冲模的设计程序与工艺方案的选择密切相关，同时，冲裁工艺方案的确定也受到模具结构形式的限制。所以应该根据冲裁件的结构特点、精度等级、尺寸和形状、材料种类和厚度、生产批量和经济性等因素综合考虑，来确定模具的结构形式。冲模的结构形式和复杂程度虽然各不相同，但组成模具的零件是有共性的，其可分为工艺结构零件和辅助结构零件。其详细分类见表4-1所示。表5-1、冲模零件详细分类工艺结构部分辅助结构部分工作零件定位零件压料卸料及出件零件导向零件固定零件紧固及其他零件凸 模凹 模凸凹模挡料销导正销导料板定位销定位板侧压板侧 刃卸料板压边圈顶件器推件器导柱导套导板导筒上、下模座模柄凸、凹模固定板垫板限制器螺钉销钉键其它5.2.1 工作零件一、凸凹模： 凸凹模是指在落料的时候外刃口作为落料凸模，在拉深的时候内刃口作为凹模。 1、凸凹模的固定形式：图4-2、台阶式固定方式2、 刃口尺寸的计算：1 、外刃口作为落料凸模时的刃口尺寸：、 落料时应该首先确定凹模的刃口尺寸，使得凹模的刃口尺寸接近或者等于落料件的最小极限尺寸。查表知，落料凸凹模的双面间隙Zmin=0.072,Zmax=0.104、 刃口尺寸计算公式：凹模刃口尺寸：Dd=(D-K) +Td (5-1) 凸模刃口尺寸：Dp=(Dd-Zmin)-Tp (5-2) 式中：-冲裁件公差 Tp - 凸模刃口制造公差 Td-凹模刃口制造公差 K-系数，由工件确定，如下表4-2：表4-2、系数K板料厚度非圆形10.750.5工件公差/mm1120.160.200.170.350.210.410.360.42 其中Tp=0.4(Zmax-Zmin)=0.0128 Td=0.6(Zmax-Zmin)=0.0192 因为工件的形状为矩形 则、凹模的刃口尺寸：Dd长=（85-0.5x0.36）+0.0192=84.82+0.0192 Dd宽=（60-0.5x0.36）+0.0192=59.82+0.0192 凸模的刃口尺寸：Dp长=（84.82-0.072）-0.0128=84.748-0.0128 Dp宽=（59.82-0.072）-0.0128=59.748-0.0128 、内刃口作为拉深凹模时的尺寸计算：、 拉深凸凹模间隙值的确定：拉深盒行件时，凸模与凹模的间隙，在直边部分可参考U形件的压弯模的间隙来确定，圆角部分的间隙应该比直边部分大0.1t。直边部分的间隙C=t+Kt 查表得K=0.05所以C=0.8+0.05x0.8=0.84mm则，圆角部分的间隙C=C+0.1t=0.84+0.1x0.8=0.928mm、 拉深凸凹模工作部分尺寸的确定：首次拉深凹模圆角半径查表取rd1=5mm,凸模的圆角半径rp1=4mm圆筒部分凸模的直径为：Dp=(d+0.4)-凸=（20+0.4x0.36）=20.144-0.0128 圆筒部分凹模的直径为： Dd=(Dp+2C)+凹=22+0.01923.凸凹的形式和尺寸如下：图5-3、凸凹模的尺寸及形状二、 落料凹模1、 固定形式：落料凹模的固定采用螺钉销钉固定方式。图5-4、落料凹模的固定形式2、 尺寸计算：刃口尺寸由上计算得 Dd长=（85-0.5x0.36）+0.0192=84.82+0.0192 Dd宽=（60-0.5x0.36）+0.0192=59.82+0.01923、 落料凹模的尺寸和形状如下图所示：图5-5、落料凹模的尺寸和形状三、 拉深凸模1、 固定形式采用螺钉固定，其形式和凹模的固定方法类似；2、尺寸计算：由上知圆筒部分凸模的直径为：Dp=(d+0.4)-凸=（20+0.4x0.36）=20.144-0.0128 有工件图知道：直边部分的长度为10mm3. 拉深凸模的形状和尺寸如下图所示：图5-6、拉深凸模的形状和尺寸5.2.2 定位零件 1.固定挡料销：固定挡料销的结构如下图所示其原理是：完成第一次落料后，将条料前端稍微抬起，使落料后的空心部分穿过挡料销，然后放下条料，将条料后退，使得空心部分的前端卡在挡料销上完成定位，以后每次都按照前一次操作。2、 导料板：冲裁时，条料紧靠导料板或者导料销的一侧导向送进，以限定条料的正确送进方向。导料板可与卸料板分开制造，也可以制造成整体式，此次采用分开制造的方案，其形状和尺寸如下所示，图5-7、导尺的基本尺寸5.2.3 压料、卸料及出件零件 1、卸料板：卸料板外行尺寸一般与凹模一致，厚度与卸件尺寸及卸料力有关，一般为H=（0.81.0）H凹。其平面形状如下所示：图5-8、卸料板形状及尺寸其厚度为15mm,2、推件块：推件块采用刚性推件装置，靠压力机中滑块内横梁作用，推件力大且可靠。这副模具中，推件块的作用是推出拉深后卡在拉深凹模内的工件，其形状外行与拉深凸模基本一致。3、压边圈：压边圈的作用是防止拉深件凸缘部分起皱，在这副模具的设计中，压边圈的作用是既有压边作用，还有卸料的作用。其作用力靠下边的气垫提供（模具总装图中，气垫未画出），压边圈的结构形式如下：图5-9、压边圈形状及尺寸5.2.4 辅助结构零件 1、模架：选用对角导柱模架（GB28521-81）其基本数据见下表：凹模周界最大行程最大闭合高度零件名称及标准编号LBSha上模座GB2856.1-81下模座GB2856.2-81导柱GB2856.1-81导套GB2856.1-811251008016515125x100x35125x100x4525x16025x100x332、模柄：模柄是将上模安装在压力机上的零件。模柄装在上的垂直度影响导向装置的配合精度和使用寿命，因此，设计模具时应该根据需要选择合适的结构形式。分析工件和模具总体形状，模柄有多种选择形式，这里选择凸缘模柄（GB2862.3-81）其基本形状和尺寸如下图：3、凸、凹模固定板 固定板就是用以来固定凸、凹、凸凹模的零件，在这副模具中，凸凹模用固定板固定，落料凹模和拉深凸模用螺钉和销钉直接固定。一般固定板的厚度为：H=0.4H凸，或者H=(0.6-0.8)H凹，这里固定板的厚度取15mm.4、销钉和螺钉 销钉与螺钉用于对模具板件定位与固定，通常两者选用相同的直径。螺钉的直径与布置间距可以通过查表获得，在这里就不一一举出。6、再次拉深模的设计6.1 模具的基本形状以及工作原理：图6-1、再次拉深模的基本结构工作原理：这是单动模具，滑块在一次行程中只完成拉深工序，首先通过11（压边圈）定位上一次拉深后的工件，所以在这里11号工件的作用包括了压边、定位零件和卸料。在上模向下运动过程中拉深凸模9将工件压入凹模4中，滑块继续运动，完成拉深。以后滑块向上运动，工件通过推件器8和压边圈11完成工件的脱落。6.2 主要零件的结构和设计6.2.1 工作零件的设计 一、拉深后工件的形状：图6-2、工件图二、凸凹模的尺寸计算：1、拉深凸凹模的刃口间隙 单边间隙C=tmax+kt 式中：tmax -板料厚度的最大极限尺寸 t-板料厚度的基本尺寸 k-系数，查表取0.1 所以C=0.88mm2、由工件的尺寸标注可以知道凸模的刃口尺寸与工件尺寸一致，其制造公差为0.040，凹模的刃口尺寸D凹=（D凸+2C）+凹则圆筒部分直径D=（20+2C）+凹=21.76+0.06，长度L=D+19=40.76+0.06， 3、拉深凸、凹模的圆角半径：因为工件的圆角半径为2mm，有凸缘，所以凸凹模的圆角半径都为2mm。4、拉深凸模出气孔尺寸：见下表6-1表6-1、拉深凸模出气孔尺寸凸模直径5050-100100-200200出气孔直径56.589.5取出气孔直径为5mm三、凸模的形状： 凸模的固定形式采用台阶式固定形式，凸模形状如下图6-3所示：图6-3、凸模的尺寸和形状四 、凹模的形状： 凹模的固定形式也采用台阶式固定，凹模的形状如下图6-4所示：图6-4、凹模的尺寸和形状6.2.2 其他零件的设计1、压边圈的设计：因为压边圈在这里的作用不光是压边作用，还有卸料和定位零件的作用。所以压边圈的尺寸要求较高，定位的时候，其外部形状应该和第一次拉深时的工件一样，在完成定位后，随着模具的闭合，它又充当压边圈的作用。其形状和尺寸如下图6-5所示。2、推件器8：推件器采用刚性推件装置，靠压力机中滑块内横梁作用，推件力大且可靠。这副模具中，推件块的作用是推出拉深后卡在拉深凹模内的工件，其形状外行与拉深凸模基本一致。图6-5、压边圈的结构和尺寸 3、模架：模架属于标准件，在这里选取后侧导柱模架（GB2851.3-81） 凹模周界最大闭合高度零件名称及标准编号LB最小最大上模座GB2855.5-81下模座GB2855.6-81导柱GB2861.1-81导套GB2861.6-81200160160200200x160x40200x160x4528x15028x100x38 4、模柄：选择与上副模具相同的模柄。 5、固定板：这副模具的凸模、凹模都采用固定板固定，凸模固定板的厚度使用15mm,凹模固定板的厚度采用20mm。 6、螺钉和销钉的选取： 销钉和螺钉的选取按照标准件进行选择，压边圈上的卸料螺钉的样式如下图6-6、卸料螺钉样式和尺寸7、冲孔模的设计7.1 模具基本结构与工作原理：图7-1、冲孔模具总装图模具的工作原理：滑块在一次运动过程中，完成冲4个孔的工序，首先凸模向下运动完成冲孔，冲孔凹模也起到定位零件的作用，冲孔后的工件会卡在凸模上，通过卸料扳7卸料，工件冲孔结束后通过卸料板6卸料。卸料板7通过弹簧产生力的作用，6通过下端的橡胶垫产生力，完成脱料。7.2 模具的主要零件设计7.2.1 工作零件的设计： 一、冲孔后的工件图： 二、凸、凹模刃口尺寸的计算： 1、凸凹模刃口间隙值Z的确定：合理的间隙值使得冲裁面平直，光洁；圆角带毛刺小。模具摩擦合理，受力均匀。查表知道Zmin=0.072, Zmax=0.104。 2、刃口尺寸的确定：冲孔时应该首先确定凸模的刃口尺寸，使得凸模基本尺寸接近或者等于工件孔的最大极限尺寸，在按合理间隙值Zmin增大凹模尺寸。凸模的制造偏差取负值，凹模的制造偏差取正值。凸模刃口尺寸：Dp=(D+K) -Tp (7-1) 凸模刃口尺寸：Dd=(Dp+Zmin)+Td (7-2) 式中：-冲裁件公差 Tp - 凸模刃口制造公差 Td-凹模刃口制造公差其中 Tp=0.4(Zmax-Zmin)=0.0128 Td=0.6(Zmax-Zmin)=0.0192 系数K=0.5（查表得）则，冲小孔时的凸凹模尺寸为Dp=(D+K) Tp=4-0.0128，Dd=(Dp+Zmin)+Td=（4+0.072）+0.0192=4.072+0.0192冲大孔时的凸凹模尺寸为：Dp=(D+K) Tp=10-0.0128，Dd=(Dp+Zmin)+Td=（10+0.072）+0.0192=10.072+0.01923、孔心距的计算：当工件上需要冲制多个孔时，孔心距的尺寸精度由凹模孔心距保证，由于凸、凹模的刃口尺寸磨损不影响孔心距的变化，固凹模孔心距的基本尺寸取在工件孔心距公差带的中点上，按双向对称偏差标注，可用下式计算： Ld=(Lmin+1/2)(1/2)Td （7-3）则：两个小孔的孔心距为Ld=48（1/2）x0.0192=480.0096两个打孔的孔心距为Ld=19（1/2）x0.0192=190.0096三、凸模的强度校核： 冲裁时凸模所受的应力，有平均压应力和刃口的接触应力k两种。因为孔径大于冲件材料厚度时，接触应力k大于平均压应力，因而强度校核的条件是接触应力小于或等于凸模材料的许用应力凸模的强度按下式计算：k=2/1-0.5(t/d) （7-4）式中：t-冲件材料厚度（mm） d-冲孔直径（mm） =冲件材料抗剪强度（N/mm2） -凸模材料许用压应力，对于常用的合金模具钢，可取1800-2200 N/mm2当d=4时，代入式（7-4）中，得： k=2/1-0.5(t/d)=23001-0.5（0.84）=666.7 N/mm2当d=10时,代入式(7-4)中,得: k=2/1-0.5(t/d)=23001-0.5（0.810）=625 N/mm2综上: k都小于所以强度符合要求;凸模的最大允许长度按下式计算(卸料板导向凸模)Lmax=（/8）Ed3（/t）1/2 (7-5)式中Lmax -凸模最大允许长度(mm) E-凸模材料弹性模数,对于刚才可取210 N/mm2当d=4时,代入式(7-5)得,Lmax=（/8）Ed3/(t）1/2=（3.14/8）210x43/（300x0.8）1/2 =21.98mm当d=10时,代入式(7-5)得,Lmax=343mm四、凸、凹模的结构和尺寸1、凸模的结构和尺寸：图7-2、凸模的形状和尺寸2、凹模的结构和形状：图7-3、凹模的形状（尺寸见零件图）7.2.2 其它零件的设计 1、弹性卸料板7和6：7作用是将冲孔后的工件从凸模上脱落，弹性力有弹簧提供。6的作用是将冲孔后的工件从凹模里面脱落出来。其形状见工件图 2、模架：模架属于标准件，在这里选取后侧导柱模架（GB2851.3-81） 凹模周界最大闭合高度零件名称及标准编号LB最小最大上模座GB2855.5-81下模座GB2855.6-81导柱GB2861.1-81导套GB2861.6-81200160160200200x160x40200x160x4528x15028x100x38 3、模柄：选用凸缘模柄，其形状如下图7-4、模柄的结构和形状3、 凸、凹模固定板：凸模固定板的结构如下图所示：图7-5、凸模固定板结构 4、弹簧：选用螺旋压缩弹簧，弹簧外径采用18mm.8、修边模具设计 8.1 模具基本结构和工作原理图8-1、修边模基本结构 工作原理：滑块在一次行程过程中只完成修边工序，首先通过定位板11定位工件，完成冲裁后通过刚性顶件器9脱落工件和通过弹性卸料板13脱落废料。8.2 模具主要零件的设计8.2.1 工作零件的设计 一、修边后零件的基本形状： 二、凸、凹模刃口尺寸的计算： 这里的凸凹模刃口尺寸的计算方法和前面落料的时候的刃口计算方法相同。1、修边时应该首先确定凹模的刃口尺寸，使得凹模的刃口尺寸接近或者等于修边时的最小极限尺寸。查表知，落料凸凹模的双面间隙Zmin=0.072,Zmax=0.1042、刃口尺寸计算公式：凹模刃口尺寸：Dd=(D-K) +Td 凸模刃口尺寸：Dp=(Dd-Zmin)-Tp 式中：-冲裁件公差 Tp - 凸模刃口制造公差 Td-凹模刃口制造公差 K-系数，由工件确定其中Tp=0.4(Zmax-Zmin)=0.0128 Td=0.6(Zmax-Zmin)=0.01923、凹模刃口基本尺寸与修边工件的尺寸一样，凹模刃口的形状和尺寸如下：4、 凸模刃口尺寸及形状为：（其结构和形状见零件图）8.2.2 其它零件的设计1、弹性卸料板：模具中弹性卸料板采用弹簧产生力的作用，弹簧套在四个卸料螺钉上面，卸料板内部形状与凸模刃口形状大体一样，与凸模间的间隙是0.16mm（即0.2t），外部形状是一个长方形。2、定位板：这里定位板的零件号是11，其具体的形状和尺寸如下图所示：图8-2、定位板的设计3、模架和模柄：模架和模柄与冲孔模具相同。4、凸模固定板的设计：图8-3、凸模固定板设计