端盖零件的冲压模具设计

精选优质文档-倾情为你奉上毕 业 论 文论文题目 端盖零件的冲压模具设计 系 别 电子信息工程系 专 业 机械设计制造及自动化 班 级 学 号 学生姓名 指导教师（签名） 完成时间 2012 年 月专心-专注-专业摘要随着中国工业不断地发展，模具行业也显得越来越重要。本文针对端盖的冲裁工艺性和拉深工艺性，分析比较了成形过程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。介绍了端盖冷冲压成形过程，经过对端盖的批量生产、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（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：端盖 模具设计 复合模 拉深冲孔 加工工艺ABSTRACTWith Chinas industries continue to develop and die industry is also becoming increasingly important. Based on the Cover of the stamping process and the deep drawing process, Comparative analysis of the process of forming three different stamping process (single processes, complex processes and continuous processes) confirm completion of a composite model blanking, drawing processes and punching process. On the cover of the cold stamping process, right after the Cover of the mass production, quality components, and the use of structural components of the analysis, research, in line with lower performance prerequisite to the identification of stampings, Stamping method used to complete the processing components, and a brief analysis of the blank shape, size, layout, the Conference Board, the number of Drawing, stamping processes in nature, number and sequence determination. For the process, the center of pressure, the die size and the tolerance of the calculation, design mold. Also analyzes the mold of the main components (such as punch and die and dump devices, drawing punch, slates, Punch plate, etc.) design and manufacturing, stamping equipment selection, punch-gap adjustment and establishment of a vital parts machining process. Die requirements set out a detailed list of parts, and gives a reasonable assembly. By fully utilizing modern manufacturing technology to mold traditional mechanical parts for structural improvements, design optimization, Process optimization methods can greatly enhance production efficiency, the method of similar products have some reference.Keywords: Cover Mold design Processing technology Composite molding Drawing Punch目录前言随着现代经济、工业和科学技术的发展，模具的应用越拉越广泛，其适应性也越来越强，已成为工业国家制造工艺水平的标志和对立的基础工业体系。冲压技术应用，在国民经济各部门中，几乎都有冲压加工生产，它不仅与整个机械行业密切相关，而且与人们的生活紧密相连。模具属于精密机械产品，因为它主要由机械零件和机构组成，如成形工作零件（凸模，凹模），导向零件有（导柱和导套），支承零件（模座），定位零件等，送料机构，抽芯机构，推料机构，检测与安全机构等。为提高模具的质量，部件组成。所以，模具应属于标注化程度较高的产品。过去中国工业中，模具较长期未受到重视，改个开放依赖，塑料成形，家用电器，仪表，摩托车等行业进入大批量生成，模具工艺有一定发展，但仍落后与需要，每年进口模具数量很大，除模具本身外，使用模具的设备如高效多工位冲压设备，现代化的锻压设备，压铸设备大型塑料成形设备以及供应高效冲压用的卷料设备的等落后。由于模具的多用途广泛，模具的种类繁多，科学在进行模具分类，对有计划在发展模具工艺，系统的研究，开发模具生成技术，促进模具设计，制造技术的现代化，充分发挥模具的功能和作用；对研究，制定模具技术表征，提高模具标准化技术iphe专业化协助生产水平，提高模具生产效率，缩短模具的制造周期都有十分重要的意义金属板料冲压是模具在工艺生产中应用广泛的价格形式之一，随着市场竞争日趋加剧，产品质量不断提高，对生产安全，操作的方便性等要求也日益提高。模具作为冲压生产的基本要素，起设计制造技术受到普遍重视。因此学习模具课程，进行模具设计也是适应现代化工业要求的。设计一套完整的模具，要求设计者应具有动手能力和理论知识。如金属材料与热处理，机械设计制造基础，制图，机械工艺制造等等。冲压工艺与冲压设备正在不断地发展，特别是精密冲压。高速冲压、多工位自动冲压以及液压成形、超塑性冲压等各种冲压工艺的迅速发展，把冲压的技术水平提高到了一个新高度。新型模具材料的采用和钢结合金、硬质合金模具的推广，模具各种表面处理技术的发展，冲压设备和模具结构的改善及精度的提高，显著地延长了模具的寿命和扩大了冲压加工的工艺范围。由于冲压工艺具有生产效率高、质量稳定、成本低以及可加工复杂形状工件等一系列优点，在机械、汽车、轻工、国防、电机电器、家用电器，以及日常生活用品等行业应用非常广泛，占有十分重要的地位。随着工业产品的不断发展和生产技术水平的不断提高，冲压模具作为个部门的重要基础工艺装备将起到越来越大的作用。可以说，模具技术水平已成为衡量一个国家制造业水平的重要指标。目前国内模具技术人员短缺，要解决这样的问题，关键在于职业培训。我们做为踏入社会的当代学生，就应该掌握扎实的专业基础，现在学好理论基础。毕业设计是专业课程的理论学习和实践之后的最后一个教学环节。希望能通过这次设计，能掌握模具设计的基本方法和基本理论。1.1 设计目的 本次毕业设计的任务是端盖型零件复合模模具设计，通过本次设计不仅使我了解冲压件的结构工艺性和模具结构设计之间的关系，还可以掌握模具设计的步骤与方法。同时，还有助于我巩固书本上所学到的理论知识，加深对专业知识的理解，将理论知识与实际生产紧密联系起来，大大提高了学生的综合能力，为将来的工作打下良好基础。12 模具设计主要内容 设计题目：端盖零件复合模模具设计设计内容：给出完成的设计计算过程，画出模具装配图及所有零件图。主要的内容有：（1）冲压零件的工艺性分析 根据设计题目的要求，分析冲压成型零件的结构工艺性，分析工艺件的形状特点。尺寸大小，精度要求及所用材料是否符合工艺要求。（2）制定冲压工艺方案 在分析了冲压件的工艺型后，列出几种不同的冲压工艺方案，从产品质量，生产效率，设备占用情况，模具制造的难易程度和模具寿命高低，工艺成本，操作方便和安全程度等方面，进行综艺分析，比较，然后确定适合于具体生产条件的最经济合理的工艺方案。（3）确定毛坯形状及计算尺寸 在最经济的原则下，确定毛坯的形状，尺寸和下料方式，并确定材料的消耗量。（4）确定冲压模具的类型及其结构形式 根据所确定的工艺方案和冲压零件的形状特点，精度要求，生产批量，模具制造条件等选定冲模类型及结构形式，绘制模具结构草图。（5）进行必要的工艺计算 计算毛坯尺寸，冲压力（包括冲裁力，弯曲力，拉深力，卸料力，推件力，压边力等），模具压力中心，凹凸模的间隙，卸料橡胶或弹簧的自由高度等。（6）选择压力机 压力机型号的确定主要是取决于冲压工艺的要求和冲模结构情况。（7）绘制模具总装图和模具零件图 根据上述分析，计算及方案确定后，绘制模具总装图及零件图。（8）设计总结及答辩第一章 分析零件的工艺性1.1 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冲压加工工序必要的辅助工序质量检验组合、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工艺性。 该零件是端盖，如图1.1，该零件可看成带凸缘的筒形件，材料为Q235A,料厚t=2mm，拉深后厚度不变；零件底部圆角半径r=3.5mm凸缘处的圆角半径也为R=4.5mm；尺寸公差都为自由公差，满足拉深工艺对精度等级的要求。 图1.1 零件图工艺性对精度的要求是一般情况下，拉深件的尺寸精度应在IT13级以下，不宜高于IT11级；对于精度要求高的拉深件，应在拉深后增加整形工序，以提高其精度，由于材料各向异性的影响，拉深件的口部或凸缘外缘一般是不整齐的，出现“突耳”现象，需要增加切边工序。影响拉深件工艺性的因素主要有拉深件的结构与尺寸、精度和材料。拉深工艺性对结构与尺寸的要求是拉深件因尽量简单、对称，并能一次拉深成形；拉深件的壁厚公差或变薄量一般不应超出拉深工艺壁厚变化规律；当零件一次拉深的变形程度过大时，为避免拉裂，需采用多次拉深，这时在保证必要的表面质量前提下，应允许内、外表面存在拉深过程中可能产生的痕迹；在保证装配要求下，应允许拉深件侧壁有一定的斜度；拉深件的径向尺寸应只标注外形尺寸或内形尺寸，而不能同时标注内、外形尺寸。工艺性要求材料具有良好的塑性，屈强比值越小，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，因而有利于拉深成形。该零件结构较简单、形状对称，完全由圆弧和直线组成，没有长的悬臂和狭槽。零件尺寸除中心孔和两中心孔的距离尺寸接近IT11级外，其余尺寸均为自由尺寸且无其他特殊要求，利用普通冲裁方法可以达到零件图样要求。零件材料为20号钢，退火抗拉强度为400Mpa，屈服强度为206Mpa.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，适于大批大量。 第二章 确定工艺方案2.1 计算毛坯尺寸由于板料在扎压或退火时所产生的聚合组织而使材料引起残存的方向性，反映到拉深过程中，就使桶形拉深件的口部形成明显的突耳。此外，如果板料本身的金属结构组织不均匀、模具间隙不均匀、润滑的不均匀等等，也都会引起冲件口高低不齐的现象，因此就必需在拉深厚的零件口部和外缘进行修边处理。这样在计算毛坯尺寸的时候就必需加上修边余量然后再进行毛坯的展开尺寸计算。 根据零件的尺寸取修边余量的值为3.6mm。 在拉深时，虽然拉深件的各部分厚度要求发生一些变化，但如果采用适当的工艺措施，则其厚度的变化量还是并不太大。在设计工艺过程时，可以不考虑毛坯厚度的变化。同时由于金属在塑性变形过程中保持体积不变，因而，在计算拉深件的的毛坯展开尺寸时，可以认为在变形前后的毛坯和拉深间的表面积相等。 对于该零件，可看成带凸缘拉深件。其相对凸缘最大直径，3.6mm，故切边前的凸缘直径为：=116+23.6=123mm2.1因毛坯直径: =2.2=160mm毛坯形状如图2.1 图2.1 毛坯图2.2 确定是否需要压边圈 坯料相对厚度 2.3所以需要压边圈。2.3 计算拉深次数在考虑拉深的变形程度时，必需保证使毛坯在变形过程中的应力既不超过材料的变形极限，同时还能充分利用材料的塑性。也就是说，对于每道拉深工序，应在毛坯侧壁强度允许的条件下，采用最大的变形程度，即极限变形程度。极限拉深系数值可以用理论计算的方法确定。即使得在传力区的最大拉应力与在危险断面上的抗拉强度相等，便可求出最小拉深系数的理论值，此值即为极限拉深系数。但在实际生产过程中，极限拉深系数值一般是在一定的拉深条件下用实验的方法得出的，我们可以通过查表来取值。零件的总拉深系数为，其相对凸缘直径，属于带大凸缘拉深的拉深件。根据，由教材上表4-16、4-18查得一次允许的拉深系数，第一次拉深的最大相对高度。因材料为20号钢,具有良好的强度和塑性,其加工工艺性较好,可减小带凸缘筒形件的首次拉深系数及增大最大相对高度。使得，所以零件只需要一次拉深。2.4 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：方案一先进行落料，再拉深，最后冲孔，以上工序过程都采用单工序模加工。用此方案，模具的结构都比较简单，制造很容易，成本低廉，但由于结构简单定位误差很大，而且单工序模一般无导向装置，安装和调整不方便，费时间，生产效率低。 方案二落料与拉深在复合模中加工成半成品，再在单工序模上进行冲孔。采用了落料与拉深的复合模，提高了生产率。对落料以及拉深的精度也有很大的提高。由于最后一道冲孔工序是在单工序模中完成，使得最后一步冲孔工序的精度降低，影响了整个零件的精度，而且中间过程序要取件，生产效率不高。 方案三落料、拉深、冲孔全都在同一个复合模中一次加工成型。此方案把三个工序集中在一副复合模中完成，使得生产率有了很大的提升。没有中间的取放件过程，一次冲压成型，而且精度也比较高，能保证加工要求，在冲裁时材料处于受压状态，零件表面平整。模具的结构也非常的紧凑，外廓尺寸比较小，但模具的结构和装配复杂。方案四采用带料级进多工位自动压力机冲压，可以获得较高的生产效率，而且操作安全，但这一方案需要专用的压力机或自动的送料装置。模具的结构比较复杂，制造周期长，生产成本高。 根据设计需要和生产批量，综合考虑以上方案，方案三最适合。即落料、拉深、冲孔在同一复合模中完成，这样既能保证大批量生产的高效率又能保证加工精度，而且成本不高，经济合理。 第三章 主要工艺参数的计算3.1 确定排样、裁板方案加工此零件为大批大量生产，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 进距方向 从视测方面来讲，该零件的排样应该采用斜排最合理。排样图如图3.1： 3.1排样图从上可知：进 距 S=128+1.5=129.5mm3.1 条料宽度 b=110.3+2*2=114.3mm3.2板料规格拟用2mm1400mm4000mm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 35条3.3每条个数 11个3.4每板总个数 材料利用率3.5 3.2 计算工艺力、初选设备3.2.1 计算工艺力1落料力平刃凸模落料力的计算公式为 3.6 式中 P 冲裁力（N） L 冲件的周边长度（mm） t 板料厚度（mm） 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1.251.3。在实际应用中，抗冲剪强度的值一般取材料抗拉强度的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的80%。即 3.7因此，该冲件的落料力的计算公式为 3.8 =1.3 =N2冲孔力冲孔力可按下式计算： 3.9 式中 冲孔力（N） L冲件的内轮廓长度（mm） t板料厚度（mm） 材料的抗拉强度（MPa）因此，该零件的冲孔力为： =0.8 =15675N3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 310式中 F 冲裁力(N) 顶件力及卸料力系数，其值可查教材表1-7。 这里取为0.04。因此 4推件力将卡在凹模中的材料逆着冲裁力方向顶出所需要的力称为推件力。根据书上公式1-8，则推件力为： 3.11 推件力系数，其值可查表1-7，取为0.05。5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3.2 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： 3.12 式中 圆筒形零件的凸模直径（mm） 系数，这里取1 材料的抗拉强度（MPa） 材料厚度因此 6压边力 压边力的大小对拉深件的质量是有一定影响的，如果过大，就要增加拉深力，因而会使制件拉裂，而压边圈的压力过小就会使工件的边壁或凸缘起皱，所以压边圈的压力必须适当。合适的压边力范围一般应以冲件既不起皱、又使得冲件的侧壁和口部不致产生显著的变薄为原则。压边力的大小和很多因素有关，所以在实际生产中，可以根据近似的经验公式进行计算。 (N)3.13 式中 A初始有效压边面积(mm); 单位压边力(MPa),这里经查得F=2.5 所以有 3.2.2 拉深功的计算拉深所需的功可按下式计算 3.14式中 最大拉深力（N） h 拉深深度（mm） W拉深功（Nm） C修正系数，一般取为C=0.60.8。所以 Nm3.153.2.3 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，故总冲压力3.16 = =应选的压力机公称压力取为1.5，则公称压力为： 3.17因此初选闭式单点压力机J31630B.3.2.4 计算压力中心本设计中的零件为对称几何体,其压力中心就在它的圆心处，所以不需要再次计算它的压力中心，即，压力中心为圆心。3.2.5 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。 3.18 3.19 式中 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=0.5。对于未标注公差可按IT14级计算，根据教材上表1-3查得，冲裁模刃口双面间隙：、凹、凸模制造偏差，这里可以按IT7来选取:落料刃口最大尺寸计算凸模制造公差按IT8级精度选取，得落料尺寸，查表得 校核间隙：+条件，但相差不大，可作如下调整： = 则 = =159.5 = =159.88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=1.1t=2.2mm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，。 因拉深件注内形尺寸，按凸模进行配作： 3.19 式中 d拉深件内形尺寸： d凸模尺寸： 拉深件公差，这里按IT14级精度选取，查表附录4，可以 得=1：即有 =68.5 拉深凹模则注凸模的基本尺寸,并要求按单面拉深间隙配作： 冲孔时，对于冲孔孔，按IT14级精度选取，查附表4得：校核间隙：+=，满足条件，故可以采用凸模与凹模配合加工方法，因数由表2-21查得，则为： 3.2.6 拉深凸、凹模圆角半径的计算 （1）凹模圆角半径的计算一般来说，大的可以降低极限拉深系数，而且可以提高拉深件的质量，所以尽可能大些但太大会削弱压边圈的作用，所以由下式确定： 10.73取10.7。式中： D坯料直径，mm； 凹模直径，由于拉深件外径为72 mm,此处取值为70 mm。 （2）凸模圆角半径的计算 对拉深件的变形影响，不像那样显著，但过大或过小同样对防止起皱和拉裂及降低极限拉深系数不利。的取值应比略小，可按下式进行计算： 0.810.78.56（mm）对于制件可一次拉深成形的拉深模，、应取与零件图上标注的制件圆角半径相等的数值，但如果零件图上所标注的圆角半径小于、的合理值，则、仍需取合理值，待拉深后再用整形的方法使圆角半径达到图样要求。第四章 模具的结构设计4.1 模具结构形式的选择4.1.1 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，满足钢材最小壁厚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，选择后则导柱模架，由凹模外形尺寸，（GB/T2851.51990）在按其标准选择具体结构尺寸如下上模板 HT250下模板 ZG450导 柱 20钢 导 套 20钢凸缘模柄 Q235 模具闭合高度 MAX 245mm MIN 200mm4.1.2 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：4.1该副模具使用上垫板厚度为10mm，凹模固定板厚度为12mm。如果冲头（凸凹模）的长度设计为110mm，凹模（落料凹模）设计为70mm，则闭合高度为： 4.1.3 导向零件的选用导向装置可提高模具精度、寿命以及工件的质量，而且还能节省调试模具的时间，导向装置设计的主意事项： （1）导柱与导套应在凸模工作前或压料板接触到工件前充分闭合，且此时应保证导柱上端距上模座上平面有1015 mm的间隙；（2）导柱、导套与上、下模板装配后，应保持导柱与下模座的下平面、导套上端与上模座的上平面均留23 mm的间隙；（3）对于形状对称的工件，为避免合模安装时引起的方向错误，两侧导柱直径或位置应有所不同；（4）当冲模有较大的侧向压力时，模座上应装设止推垫，避免导套、导柱承受侧向压力；4.1.4 模柄的选用 压力机模柄孔的尺寸如表5-2得。4.1.5 卸料装置弹压卸料版的主要作用是把材料从凸模上卸下，有时也可作压料板用以防止材料变形，并能帮助送料导向和保护凸模。设计时应保证卸料板有足够的刚度，其厚度H=（0.50.8）落料凹模的厚度。前面已对弹压卸料板进行选择，其厚度为20 mm，宽度为250 mm。4.1.6 推件、顶件装置 推件装置装在上模内，通过冲床滑块内的打料机构完成推件的动作。利用弹性元件定出。刚性推件装置的典型结构应考虑推力均衡分布和尽可能减少对模柄和模座强度的削弱的原则来设计。顶件装置的作用是将工件从凹模中定出，利用弹簧和气垫驱动顶杆订出工件。上模座的3个顶杆查10第463页表15.44，选取的规格 JB/T7650.3。4.1.7 定位装置为限定被冲材料的进给步距和正确地将工件安放在冲模上完成下一步的冲压工序，必须采用各种形式的定位装置。用于冲模的定位零件有导料销、导料板、挡料销、定位板、导向销。定位装置应可靠并具有一定的强度，以保证工作精度、质量的稳定；定位装置应可以调整并设置在操作者容易观察和便于操作的地方；定位精度要求高时，要考虑粗定位和精定位两套装置。 固定挡料销的选用：落料凹模上部设置固定挡料销，采用固定挡料销进行定距。挡料装置在复合模中,主要作用是保持冲件轮廓的完整和适量的搭边。在此选钩形挡料销,因其固定孔离刃口较远,因凹模强度要求,结构上带有防转定向销。查10第468页表15.49，选取的固定挡料销的具体参数，固定挡料销 JB/T 7649-1994。4.2 模具工作部分尺寸计算4.2.1 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，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）。凹模轮廓尺寸计算如下： 凹模厚度 凹模壁厚 沿送料方向的凹模长度为 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。 凹模的材料选用，工作部分热处理淬硬。 图4.1 落料凹模4.2.2 拉深凸模拉深凸模刃口部分为非圆形，为便于凸模和固定板的加工，可设计成阶梯形结构，并将安装部分设计成便于加工的长圆形，通过螺钉紧固在固定板上，用销钉定位。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T8A，工作部分热处理淬硬。 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为了防止拉深件被凹模内压缩空气顶瘪及拉深件与凸模之间发生真空现象而紧箍在凸模上，故在凸模上设计通气孔，以使拉深后容易从凸模上取下。根据凸模尺寸取出气孔直径，数量为2个。如图4.2图4.2 拉深凸模4.2.3 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，并且内、外形刃口部分都为非圆形，为便于凸凹模与凸模固定板的配合，凸凹模的安装部分设计成便于加工的长圆形，通过螺钉紧固在凸模固定板上，并用销钉定位。如图4.3凸凹模的自由长度为：L=凸模固定板厚度+橡胶安装高度+卸料板厚度+材料厚度+凸凹模工作高度=22+26+20+2+（42-2）=110mm。4.2 图4.3 凸凹模4.2.4 弹压御料板弹性卸料板的尺寸可以根据弹性元件的数目以及外径来计算。如图4.4。由于受到橡胶允许承受的载荷较大,安装,调整,灵活,方便,因而是冲裁模中常用的弹性元件,冲裁模中用于卸料的橡胶有合成橡胶和聚氨脂橡胶,其中聚氨脂的性能比合成橡胶优异,是常用的卸料弹性元件。为了保证卸料正常工作,应该使橡胶的预紧的预压力： 4.3 橡胶的压力与压缩量之间不是线形关系,橡胶的压缩时产生的压力按下式计算: 4.4 式中 A橡胶的横截面积 P橡胶与单位压边力,其值与橡胶的压缩量,形状及尺寸有关计算橡胶的自由高度,由下式 4) 4.5 计算橡胶的装配高度,由下式 4.6 4.7 按公式计算得: 图4.4 弹性卸料板4.2.5 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10mm。在上垫板上设计了一个推杆孔，以便安装推杆，还有四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。上垫板的零件图如图4.5所示。 图4.5上垫板4.2.6 压边圈 在这个设计中,压边圈借助顶杆所施的顶件力,既起到压边的效果,又起来把拉深件顶出拉深凸模,设计高度为15mm,如图4.6 图4.6压边圈 4.2.7 导套及其加工工艺 本模具选用导套来编制其加工工艺过程。导套在模具中起定位和导向作用，保证凸、凹模工作时具有正确的相对位置。为了保证良好的导向，导套在装配后应保证模架的活动部分移动平稳。所以，在加工过程中除了保证导套配合表面的尺寸和形状精度外，还应保证导套各配合面之间的同轴度要求。为了提高导套的耐磨性并保持较好的韧性，导套一般选用低碳钢（20钢）进行渗碳、淬火处理，导套的基本表面是旋转体圆柱体，因此导套的主要加工方法是车削和磨削，对于配合精度要求高的部位，配合表面还要进行研磨。为了保证导套的形状和位置精度，加工时，粗加工一般采用一次装夹同时加工外圆和内孔，精加工采用互为基准的方法来保证内孔和外圆的同轴要求。导套的加工工艺过程见表8。导套加工应达到的要求见图8。图8导套表8 加工工艺过程表工序号工序名称工序内容设备工序简图（示意图）1下料按尺寸切断锯床2车外圆及内孔车端面保持长度103mm钻的孔至车的外圆至倒角切的槽至尺寸镗的孔至镗油槽镗的孔至尺寸倒角车床3车外圆倒角车的外圆至尺寸车端面保持长度100mm倒内外圆角车床4检验 5热处理按热处理工艺进行，保证渗碳层深度，硬度6磨内外圆磨外圆达图样要求磨内孔，留研磨量万能外圆磨床7研磨内孔研磨的孔达图样要求研磨R2mm的内圆孔车床8检验第五章 模具的整体安装5.1 模具的总装配由以上的设计计算，并经绘图设计，该端盖落料、拉深、冲孔复合模装配图如图5.1所示。 图5.1总体装配图5.2 模具零件该复合模的主要零部件在模具的结构设计中已经进行了仔细的设计，其余的非标准的零件可以根据需要按国标选取使用。所有零件的明细表见表5.2。表5.2 落料、拉深、冲孔复合模零件表件号名 称数量材 料规 格（）标 准热 处 理1圆柱销212x60GB/T119.1-20002上垫板145250x200x104348HRC3推 板140厚度10mm4045HRC4凸缘模柄1Q23570x100JB/T7646.3-19945打 杆14015x1354348HRC6推 杆3406x854348HRC7卸料螺钉4M12x105GB2867.6-818压边圈145厚度15mm4852HRC9螺 钉4M10x20GB/T70.1-200010导套12028x100x42渗碳5862HRC11导柱12028x195渗碳5862HRC12落料凹模1CrWMn高70mm5862HRC13凹模固定板145250 x200x12 4348HRC14圆柱销212x100GB/T119.1-200015推件块14510x694852HRC16顶 杆26x100JB/T7650.3-19944348HRC16冲孔凸模2Cr1213x305862HRC17螺 钉5M12x70GB/T70.1-200018凸凹模固定板145250x200x224348HRC19挡料销34516x13JB/T7649.10-19944348HRC第六章 选定冲压设备6.1 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、模具寿命、板料的性能与规格、成本的高低等一系列重要问题。压力机型号的确定主要取决于冲压工艺的要求和冲模的结构情况，主要考虑以下几个方面：（1） 对于浅拉深可按，估算公称压力来选取压力机；（2） 根据冲压工序的性质，生产批量的大小，模具结构来选择压力机类型和规格，此复合模工件需从模具中间出件，最好选用可倾式压力机。（3） 根据模具尺寸大小，安装和进出料等情况选择压力机台面尺寸。（4） 选择压力机的闭合高度应与模具的闭合高度相匹配。（5） 压力机滑块模柄孔的直径与模柄的直径相符合，模柄孔的深度应大于模柄的长度。（6） 压力机滑块行程长度应保证毛坯的顺利放入，冲件能顺利取出，成型拉深件应大于制件高度的2.5-3倍。（7） 压力机的行程次数应保证有最高的生产效率。（8） 压力机应使用方便和安全。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，确定选用闭式单点压力机J31-630B,其主要具体参数如下: 公称压力 1000KN滑块行程 120mm封闭高度调节量