毕业设计（论文）-防尘罩落料拉深冲孔复合模具设计

毕 业 设 计(论 文)防尘罩落料拉深冲孔复合模具设计学科、专业 ：机械设计制造及其自动化 学 号 ： 作 者 姓 名： 指 导 教 师： 兰 州 交 通 大 学Lanzhou Jiaotong University摘 要本毕业论文主要是对落料拉深冲孔的复合模具做了详细介绍。本套模具在对原来的模具充分分析了解的根底上，现设计出了这套复合模具。这套复合模具不但适用于现代的模具行业，提高了生产效率，同时对冲压件防护罩的成型有很高的精度。这套复合模具不但可以节约冲压的原材料，同时也为生产工厂带来了经济利益和生产效率，更主要的是这套模具把这几个原本不容易合在一起的制造工艺通过特殊装置在一套模具中实现了。在很大的程度的提高了生产效率，而且并把原来两套或以上的模具才能完成的工艺用这套复合模具完成了。本毕业论文主要是阐述了我国模具的现状及开展趋势、并进行了对零件的工艺性分析、冲裁力的计算、压力机的选择、模具总体的设计以及模具的设计计算、标准件的选取、模具装配的设计计算等各方面的分析介绍。其中零件成型工艺分析主要是对零件的特性和使用的材料性能做了简单的介绍，成型工艺的计算主要是为设计模具的标准件选件打下根底，通过大量的计算来确定一些标准件的选择的尺寸和压力机的压力的型号确实定等。最后首先用用三维图对整体的结构进行性了绘画以及运动仿真，通过爆炸图对所有的结构有了详细的了解。于此同时也用二维软件CAD绘制出模具的总装配图和零件图，并详细的说明装配时需要注意的事项。关键词：冲压工艺；模具；设计计算；CADABSTRACTThis thesis is mainly for blanking, deep drawing, punching compound die for graduation design.I designed this set of compound die stamping can not only save raw materials, as well as production factory brings economic benefits and the production efficiency, more important is the mould this several manufacturing process which was not easy together through special device is realized in a mold.To a large degree of increase the production efficiency, and the original one or more set of mold to complete the process with the composite mold finished.This thesis mainly expounds the present situation and development trend of the mold, and the analysis of technology for parts, the calculation of blanking force, the choice of the press and the mold of the overall design and mold design and calculation of the design and calculation, the selection of standard parts, mold assembly and so on various aspects of analysis are introduced. Parts forming process analysis is mainly on the characteristics of the parts and materials used in performance made simple introduction, molding process calculation is mainly lays the foundation for the design of mold standard parts option, by a large number of calculation to determine the choice of some standard parts of the determination of the model size and the pressure of the press, etc.The first use of 3 d figure for the overall structure of the progressive painting and motion simulation, through explosion figure have detailed understanding about the structure of all.At the same time also use 2 d CAD software to map the mold of the general assembly drawing and part drawing, and detailed clarify assembly when the matters needing attention.KEY WORDS: Stamping process；The mold；Design calculation；CAD目 录摘要IAbstractII第1章 绪论11.1国内外模具的现状11.2 国内外模具的开展趋势11.3 课题研究的目的及论文主要内容11.4本章小结2第2章 零件的工艺性分析32.1 零件的特性3 2.1.1 零件的工艺分析32.1.2 零件的材料分析42.2 冲压工艺方案确实定42.2.1 工艺方案的拟定52.2.2 工序顺序和组合52.3 本章小结5第3章 工艺参数的计算63.1 排样图确实定63.1.1 毛坯尺寸确实定63.1.2 搭边值确实定73.1.3 条料宽度与导料板间距83.1.4 排样及材料利用率93.2 冲裁力的计算103.2.1 落料工艺计算103.2.2 拉深工艺计算113.2.3 冲孔工艺计算113.3 冲压设备的选择12 3.3冲压设备确实定133.4 模具压力中心确实定133.5 防护罩冲压工艺卡143.6 本章小结14第4章 模具设计15 4.1 模具结构15 4.2 模具的闭合高度16 4.3 导向方式的选择16 4.4 冲模设计的平安措施 16 4.5 本章小结16第5章 冲模零件的设计17 刃口尺寸计算原那么17 5.2.凸、凹模具刃口尺寸计算17 模具结构设计21 5.3.1模具的结构图21 5.3.2凸凹模具的设计基准23 5.3.3落料拉深凸凹模23 5.3.4拉深冲孔凸凹模24 5.3.5冲孔凸模25 5.3.6落料凹模26 5.3.7卸料装置28 5.4冲孔凸模具的校核29 5.5螺钉的强度校核30 5.6模具的工作过程31 5.7本章小结32第6章 其他冲模零件的设计34 6.1定位零件的设计34 6.2卸料、推件零件的设计34 6.3模柄的设计34 6.4凸模固定板的设计34 6.5紧固零部件的设计35 6.6模架的设计36 6.7导料板设计36 6.8打杆长度计算34 6.9本章小结37第7章 模具装配38 7.1模具装配的内容和目的38 7.2模具装配的精度要求387.3模架的装配387.4模具的整体装配387.5本章小结38结论39致谢40参考文献41附录42第一章 绪论1.1 国内外模具的现状 在当前德国工业4.0带动下，中国制造2025的趋势中，在此同时，毫不例外，模具行业也迎来了它的春天。在当今社会，在市场经济的驱动下，全球化的开展模式下，对工业行业的开展起到了很大的推动作用。我国的差距主要表现在以下几个方面： 1.国内自配率只有80%左右。2.我国的制造周期太长，满足不了工业上的要求。3.我国整个工业的气氛比拟低迷，工厂的生产效率低。 4.我国工厂采用的管理水品相当的落后，大多数还采用的是古老的传统方法。在兴旺国家，尤其是在德国和日本制造业水平很高，制造的精度也在全球范围内处于领先的地位。1.2 国内外模具的开展趋势未来在模具制造和模具材料上有科技革新后，模具行业会向超短制造时间1-3天完成一套模具，需要CAD以及智能化和电子信息化的相结合，模具本钱更低材料以及加工方式的改良，模具精度更高工艺的革新，朝着这几个方面的开展。根据模具行业实际情况，我们以后应该在以下几个方面做出重点的准备： 1.我国的法令法规应给做出明确的规定，对整个模具行业有很大的推动，在现在的工业4.0的根底上能对工业行业有很大的助推作用。2. 加快体制改革，努力调整产业结构。3.我国的工业行业应给和其他的行业相结合，另外，我们应给走出去与国外的高端行业相结合来带动我们的开展。 4.我们应给把这种学术精神带到高等学校中，实现产学研相结合的模式，这样可使的学校企业相结合的模式。 5.在现在的人工智能的根底上，我们应给和电子信息化相结合。 6.在工业上面，我们也应给开展自己的标准，制造标准化。 7.要求人才强行业的精神。 电子信息化，机械化，计算机，3D打印等等新型行业对目前的模具行业起到了牵引带动的作用。 1.3 课题研究的目的及论文内容本论文对防尘罩进行了冲压的工艺分析与模具设计，详细阐述了模具的设计过程，本论文的主要研究内容如下：1首先进行的是防护罩零件的工艺确定。 2冲压模具的选择，压力机的选定。3模具的整体装配过程分析，标准件的选取。1.4 本章小结 本章简要介绍了模具行业目前的状况以及开展确实，提对国内外的现状进行了详细的介绍，并对当前的国内外情况进行了比照分析。简明扼要的介绍了课题的研究主题。第二章 零件的工艺性分析在确定冲压工艺之前，我们首先在老师给定的任务书的条件下，查阅大量的相关性的操作，我们可以借阅以前做过的内容，站在巨人的肩膀上，认真仔细的分析可靠性强的资料。工艺设计主要包括如下内容：任务要求，零件的特性，冲压工艺方案，整体的过程的拟定这几块内容。2.1 零件的特性2.1.1 零件的工艺分析技术要求：1.材料：08F； 2.板厚：2mm；3.批量：大批量生产。图2-1 防尘罩零件图图2-2 防尘罩三维图采用冲压工艺时考虑以下几个方面：1冲裁件的精确度等级：IT10,模具精度IT8。2冲裁件的结构形状最好对称简单。在模具加工的过程中可以有效地防止因为热处理一家冲压过程产生的尖角处的开裂现象。同与此同时，还可以有效地减少在尖角处有效地磨损加工模具。2.1.2 零件的材料分析材料：08F 查阅?现代机械设计手册? 第1卷 秦大同，谢里阳主编，第4篇机械工程材料，1.9.4优质碳素结构钢厚钢板的钢带。表4-1-123 质碳素结构钢厚钢板的钢带。GB/T711-2021抗拉强度。 尺寸规格及允许偏差应符合GB/T709-2006。材料的物理性质和应用特性：深冲钢，易于成型同时材料的均匀性较强，是一种碳含量非常低，并且参加了其他相关金属元素的合金钢。这种钢没有时效性，方便加工利用储存。2.2 冲压工艺方案确实定依据冲压件防护罩的结构尺寸以及其他的相关要求所确定。同时也应给考虑材料的物理性质。但在我们平时的加工中考虑以下几方面： 1.首先我先对零件图进行了详细的分析，认真了解了它的尺寸结构，然后确定冲压的型材。当防护罩工件的加工精度高时，我们相应的选取精度较高的模具，确定一套准确的加工工艺。2.紧接着我确定了整个冲压过程中所采用的工序。3.最后我们可以采取额外的工序来完善加工所产生的缺陷。2.2.1 工艺方案的拟定在冲压工艺性分析的根底上，我们应给首先发现工艺与模具设计的特点以及难点，通常比照每种方案各的优缺点。 通过对零件图的分析可知，该冲压工艺需要三道加工工序:落料、冲孔、拉深，为了提高生产的效率，我们采用的是复合工序的复合模具。但是符合模具制造的要求精度很高，整个模具的配合要求也高，这就要求模具的制造应有较高的精度,从而使得目前的工业加工模具出现的困难，使得整个的生产周期大大的延长了，对于整个模具行业的生产效率严重的滞后作用。2.2.2 工序顺序和组合 根据零件图的要求及大批量生产的要求采用落料，拉深，冲孔的工序。 依据这种加工条件，可以先确定三种工艺方案。第一种是单一工序的生产方案，第二种是落料拉深冲孔的复合模具，第三种是落料拉深冲孔的连续冲压。 第一种方案结构简单，需要多个模具，生产工序增多；第二种方案使用了一套模具实现了零件的加工，且尺寸与精度可以保证；方案三成品的防护罩精度低。故采用第二种方案。所以此模具类型定为复合式冲裁模具。2.3 本章小结本文对零件的工艺、材料进行了详细的分析，确定了工艺方案，对模具类型，操作与定位方式，卸料与出件方式，模具架类型及精度做了简要的介绍说明。对整个的冲压工艺有了比拟全面的认识。第三章 工艺参数的计算3.1 排样图确实定该防滑罩工件为无凸缘圆筒形工件，根据数学方法可求得毛坯直径。如图3-1所示。其中相关的数据时：h=10mm,d=40mm,r=2mm。图3-1防尘罩3.1.1 毛坯尺寸确实定坯料在加工后，边缘出来毛刺，外表粗糙高，因此考虑是否增加修边余量。修边余量确实定过程： 确定修边余量h：该件h=10mm,d=59mm所以h=h/d=10/59=0.169 3-1 因为h料厚=2mm故该件不需要增加修边余量。毛坯直径的计算 毛坯直径为： 3-2 经计算 =40mm =10mm =2mm 解 54mm 3.1.2 搭边值确实定搭边是指在坯料加工后排样图中条料所留下的工艺废料。搭边具有以下的作用是 保证了相邻坯料之间的塑形变形和弯曲变形。从而提高了防护罩的加工精度，在另一方面，节省了材料。 表3-1 搭边值确实定 单位：mm材料厚度圆形冲裁非圆形冲裁往复送料冲裁自动送料冲裁l100200l200300大于至abababababab普通钢板冲裁件05112233.53445566887.0搭边值的选取需要合理，不然可以引起上述的加工缺陷。搭边值过大，材料的有效利用率将降低；搭边值过小在加工中表达不出其价值。我们在确定搭边值时，必须考虑材料的性能以及冲件的形状与尺寸和相关的精度、厚度、送料及挡料方式，卸料方式等。 搭边值可以根据表3-1确定。 由模具铸造的工件可以看出来，材料的厚度为2mm，为圆形冲裁，所以 取=1.5 =2.0搭边值的数据详细见3-2排样图。3.1.3 条料宽度与导料板间距 条料宽度与导料板间距和冲模具的送料定位方式息息相关，应根据结构的不同分别进行相应的计算。该防护罩采用的是导料板导向。 为了补偿侧面搭边值，条料宽度应增加1个条料可能的摆动量值为条料和导料之间的间隙可按以下公式计算条料宽度为 (3-3) mm导料板间距离为： (3-4) mm式中 条料宽度方向冲件的最大尺寸，取=49mm 侧搭边值，取 条料宽度的单向偏差，mm，见表3-2,取0.6，由条料宽度B取50100，材料厚度取12可知。 导料板和最宽条料之间见隙，mm，见表3-3。取0.5，由无侧压装置，条料宽度B100,材料厚度t为15可知。表3-2 条料宽度偏差条料宽度材料厚度0.51122335约2020303050约5050100100150150200200300 表3-3 导料板与条料的最小间隙 单位：mm材料厚度无侧压装置有侧压装置条料宽度条料宽度100100200200300100100约11581511583.1.4 排样及材料利用率合理的排样是将考虑工件的加工质量，模具的加工质量，以及生产的本钱。所以需要考虑提高材料的有效利用率，排样使得生产加工方便，便于操作，尽量使得模具的使用寿命延长，要确保冲件的加工质量和精度的要求，根据零件的机构加工特点采用的是直排排样。 图3-2 排样图钢板的规格选用的是2 mm800 mm3000 mm横裁时的工件数量 n1 =3000/59=50条每个裁板上的工件数量 n2=(Ba)/s=(800-1.5)/55.5=14个 B钢板宽度为800mm每张钢板上的工件总数： n总=n1n2=5014=700个，算出了每张钢板上的成型用料。 通过计算实际用于成型的材料即可得出材料的利用率。 = = 66.76%3.2 冲裁力的计算3.2.1 落料工艺计算根据防护罩零件的结构以及相应的加工特点，我们选用的是复合模具。加工时，把零件从凸模具上取下来的力叫作卸料力，从凹模具内将零件顺着冲裁的方向推出的力叫推件力，逆冲裁的方向顶出的力叫顶件力。计算公式如下：落料力F0=Lt 3-5 查阅?冲模设计手册软件版VR1.0? 目录之常用冲压模的设计计算-冲裁模具设计计算-设计计算向导-冲裁模具设计计算-力的计算可知。 上式中， L冲裁件的长度 t材料厚度 材料的抗剪性强度MPa考虑到冲裁的过程中压力等等的不同，总的冲裁力在此根底上还的加30%。故0=1.3 Lt。为了便于估算，可取抗剪等于该材料强度极限b 的80%，即为 。方便计算，落料力的计算还可以按照下式计算： (3-6) 3.2.2 拉深工艺计算 此模具为无压料装置的拉深模具，其凸凹模具间隙按下式确定Z=1.65 (3-7) 1t/D=2/540.10.3，且无凸缘，查表知：r凹=1.0t=2.02凸模具的圆角半径等于零件的内圆角半径。 3.确定拉深次数 1防护罩零件的拉深系数为 m总=d/D=40/54=0.741 3-8 在此计算中d，为防尘罩的外径，D为落料毛坯直径,具体见3.1.1毛坯尺寸确实定。2坯料的相对厚度为 t/D=3.7% 3-9由?冲压成形工艺?由李体彬2021年编著第三章可知，拉伸的极限系数 m1因为 m总=0.7410.65=m1所以零件可以一次拉深成型。 防护罩采用的是一次拉深成型，那么有拉=pdtb5923000.75=83367N 3-103.2.3 冲孔工艺计算冲孔力可按照前面公式3-5计算：F冲= Ltb102F卸、F推、F顶是表示卸料、推件、顶件的力。主要有材料性能、物理性能、材料厚度、模具的间隙、模具的精度、凸凹模具外表粗糙度、压力机、人工操作过程、送料方式、导柱导套对这几个因素产生影响。在工业中常用以下公式来计算： F卸=K卸F冲 3-11 F推=K推F冲 3-12 =F冲 3-13 查表3-4可知，材料为08AI-ZF，材料的厚度为2mm，选取0.52.5的区间,所以卸料力的系数分别为K卸=0.05，推件力的系数为K推=0.06，顶尖力的系数为 K顶=0.055。因而可得 F卸 F推 表3-4 卸料力、推件力、顶件力系数材料及厚度mm)钢铝、铝合金紫铜、黄铜综上可得，复合模具总的冲压力为F= F落+ + F冲+F卸+ F推 =208369N208369=270879N 系数1.3是考虑到实际工业生产中的一个修正系数。根据工业中的经验一般可取K为1.3。3.3 冲压设备确实定冲压机的作用就是给整个冲压模提供动力，来实现整个工艺流程。冲压机的主要参数主要有由给定的工件的大小尺寸，以及精度所确定。查阅?冲模设计手册软件版VR1.0?目录下-压力机-压力机的选择-压力机规格的选择可知，选择压力机 JD21-100可倾式压力机。压力机主要技术参数与规格如下：公称压力1000 KN ，滑块行程130 mm，滑块行程次数45 次/min-1 ， 最大封闭高度360mm，封闭高度调节量90 mm ， 立柱距离460 mm，工作台板厚度 85mm，床身最大倾角 ，最小封闭高度220mm。3.4 模具压力中心确实定模具压力中心确实定的目的是保证整个冲压模机构的正常工作运行。压力机力的作用点必须要在模具的中心线上，这样就会减少因为因为坯料的不平整所引起的加工缺陷，从而减少模具的损耗，以及保证了防护罩的加工精度，防止导柱导套的损坏，从而反过来影响压力机的精度。由于该圆形防护罩，就是冲裁时压力中心与零件的几何中心重合。冲模压力中心的求法，可以采用数学上的几何求法。该压力中心就在圆心上。即为X0=0，Y0=0。3.5 防护罩冲压工艺卡防护罩冲压工艺卡工厂冲件工艺卡名产品型号零件名称防护罩共一页产品名称零件型号第一页材料牌号及规格材料技术要求毛坯尺寸/mm毛坯制件数毛坯质量辅助材料08F深冲钢，易于成型均匀性强，合金钢条料2803000700序号工序名称工序内容加工工序简图设备工艺装备备注1下料剪床裁板剪板机Q11-10002落料拉深落料拉深冲孔复合模压力机JD21-100落料拉深冲孔复合模3冲孔落料拉深冲孔复合模压力机JD21-100落料拉深冲孔复合模标记处数更改文件号签字日期编制日期审核日期3.6 本章小结本文主要首先对工件的排样图进行了确定，接着对零件所受的各种力进行了计算，主要包括落料力、卸料力、推件力、顶件力、冲孔力进行了详细的计算，最后选取了压力机和压力中心确实定，最后确定了防护罩的冲压工艺卡。第四章 模具总体的设计4.1 模具结构模具的结构形式的合理确定，一定要考虑到冲压件的结构特点、尺寸、工件精度要求、模具的磨损情况、生产批量、冲压设备、条料大小、加工难易程度等。在满足冲压件质量以及精度要求的前提下，尽量减少工序和本钱，从而给模具行业带来了经济效益。 复合模具与级进模的区别是复合模所加工的零件的精度高，级进模的精度低。复合模在制造时，就可以做到产品的同心度、位置精度、孔距都控制在图纸规定的范围内。而级进模那么在冲压时，由于操作者的操作误差，使得冲压出来的产品的同心度、位置精度、孔径出现误差。复合模在冲压时，所冲压的产品需要从模具的上面取活，所以在操作时，操作者就要多了几个动作，就不能连续冲压；而级进模在冲压时，那么可以连续冲压，冲压下来的产品、废料，都从模具的下面漏下去，没有停顿下来清理产品的动作。 所以，复合模还是级进模的选择，要根据产品的精度、批量的大小等其他的具体情况而定。复合模对坯料的要求不太严格，也不需要持续的供料边料角料等其他碎料都是可以利用的。模具结构如下图：落料拉深冲孔凸凹模1-下 模 座 2-圆柱销钉 3-拉伸4-冲孔凸凹模 5-螺钉 6-挡料销 7-导套 8-导柱 9-螺钉 10-推件块 11-垫板 12-推板 13-螺钉 14-模柄 15-打杆 16-推板 17-冲孔凸模 18-定位销 19-凸模固定板 20-落料拉深凸凹模 21-刚性卸料板 22-导料板 23-卸件块 24-落料凹模 25-螺钉 26-螺钉 4.2 模具的闭合高度根据落料拉深冲孔图凹模的结构图可知，模具的闭合高度h是下模板厚度、上模板厚度、垫板厚度、凸凹模长度、凹模高度、凸模固定板的和。即为35+40+35+67+95+20=292mm.查所选设备的参数；压力机的最大的闭合高度为360mm，最小闭合高度为270mm，那么模具的装模高度应该满足下式要求：360mm171mm220mm,故满足设计要求。 4.3 导向方式的选择该复合模采用导柱导套的导向方式。可以提高防护罩的加工精度。4.4 冲模设计的平安措施 模具在设计时就应该把保证人身平安的问题放在首要位置，它优先于其他的一切。但是同时也应给模具满足工序要求即可，不需要添加多余的功能；模具应当可以生产出合格成品，或半成品；模具应当以加工最简单为设计原那么；尽量采用标准模架；尽量采用标准件。4.5 本章小结 本章主要介绍了模具总体的设计，首先写了模具结构形式确实定，导向方式的选择，冲模设计中应采取的平安措施。对模具的总体设计有了比拟详细的了解。第五章 模具的设计计算 5.1. 刃口尺寸计算原那么对于冲裁来说，根据你是冲孔还是落料，如果是冲孔基准选在凸模上，凹模按照间隙配做，间隙值根据你的材料种类及料厚有经验取得。落料基准选在凹模上，凸模按照间隙配做。 为了使以凹模为基准的尺寸保持原有的精度，凹模的制造公差仍应控制在工件公差的1/4内。此时 那么各凸模刃口尺寸计算如下。 5.2 凸、凹模具刃口尺寸计算图5-1刃口尺寸计算关系 查阅?冲模设计手册软件版VR1.0?目录下-常用冲压模的设计计算-冲裁模具设计计算-设计计算向导可得，表5-1 凸、凹模加工时的尺寸计算公式工序性质冲件尺寸凸模尺寸凹模尺寸 落料 冲孔 表格中符号的意义为： Dp，Dd落料凸，凹模刃口尺寸 dp，dd 冲孔凸，凹模刃口尺寸 D， d 落料件外径和冲孔件的根本尺寸 p，d凸凹模的制造公差，凸模按IT6，凹模按IT7详见表5-2 Z最小最小冲裁间隙，详见表5-3 x磨损系数，与冲件精度有关，详见表5-42.按表中公式计算的刃口尺寸，可在图纸上分别标注，零件精度IT10以上，X=1，工件精度IT14，X=0.5。为了保证冲模的间隙小于最大合理间隙Zmax，凸模和凹模制造公差必须 p+dZmax - Zmin即在计算中须验证上式中选用参数关系表5-2 凸模具与凹模具制造公差公称尺寸凸模具制造公差(-凸)凹模具制造公差(凹)181830308080120120180180260260360360500500 表5-3冲模具初始双面间隙 mm材料厚度08、10、35、09Mn、Q23516Mn40、5065MnZ最小Z最大Z最小Z最大Z最小Z最大Z最小Z最大表5-4 磨损系数部件精度IT10IT11IT13IT14X11落料刃口计算其中 D54, 0.120, Z最小0.22, X=1, g凸-0.02，g凹 D凹D-x)+g凹 (5-1) 54-1x0.120 D凸D凹-Z最小g凸 (5-2) 53.88-0.14验证 g凸+g凹0.01Z最大-Z最小所以，符合要求。2. 拉深刃口计算其中 D40, 0.120, Z最小0.22, X=1, g凸-0.02，g凹 D凹D-x)+g凹 (5-1) 40-1x0.120 D凸D凹-Z最小g凸 (5-2) 39.88-0.14验证 g凸+g凹0.01Z最大-Z最小所以，符合要求。3冲孔尺寸计算其中d=10，=0.070，Z最小0.22，X=1，-g凸-0.032，g凹 d凸d+x)-g凸 10+0.07 d凹=(d凸+Z最小g凹 10.07+0.14验证 g凸+g凹0Z最大-Z最小 4.冲裁模具刃口高度 取h=10mm表5-5 冲裁刃口形式及尺寸图例特点适用场合直刃口强度好，孔口尺寸不随刃口磨损增大尺寸h见表15形状复杂或精度较高的零件，用于复合模具上出料洞口可采用线切割加工方法 表5-6 冲裁件刃口高度 mm料厚t0.5212244刃口高度h66-88-1010-1214 5.3 模具结构设计5.3.1 模具的结构图图5-2 装配图5.3.2 凸凹模具的设计基准落料模具设计时，以落料凹模具刃口尺寸与冲件尺寸根本一致，作为设计基准尺寸，凸凹模具间隙靠减小凹模具刃口尺寸得到。冲孔模具设计时，以冲孔凸模具刃口尺寸和冲件尺寸根本一致，作为设计基准尺寸，凸凹模具间隙靠增大凹模具刃口尺寸得到。冲裁模具的凸、凹模具在冲制中均有磨损。而使冲裁间隙增大，故设计模具时，一般应依照磨损的规那么选择最小合理间隙值。 5.3.3 落料拉深凸凹模本模具为落料拉深凸凹模，所以落料模具实际上既是落料的凸模也是拉深的凹模。不能按单一模具来设计。其长度应根据落料凸模的要求计算，壁厚根据落料凸模和刃口尺寸和拉深凹模直径计算。此处落料凸模采用有固定卸料板的凸模，长度可按效果那个是计算：式中：L-上凸凹模的长度，mm； -固定板的厚度，mm -卸料板的厚度，mm。 Y-附加长度，包括凸模人口的修磨量、凸模进入凹模的深度、凸模固定板与卸料板的平安距离。在此固定板的厚度取值为=35mm。对与卸料板冲模设计手册，根据其料厚度t=2mm，卸料板宽度的凹模外径相当。取其宽度为B=200，那么卸料板厚度取为=18mm。附加长度取值为Y=42.那么落料拉深凸凹模的总长度为：。落料拉深凸凹模的局部壁厚为这局部的高度取值为37mm。保证拉深件所需的深度10mm，再附加一定的长度。其余局部的壁厚取10.13mm。经过计算落料拉深凸凹模的结构如下图：图5-3 落料拉深凸凹模5.3.4 拉深冲孔凸凹模因为本模具为复合模具，所以落料模具实际上也是拉深的凸模、冲孔的凹模。不能按单一模具来设计。拉伸冲孔凸凹模的长度根据拉深凸模的要求进行计算。根据模具结构，拉伸冲孔凸凹模的长度可由落料拉深凸凹模的拉深凹模、卸件块长度，附加长度，底座长度相加取得。落落料拉深凸凹模的拉深凹模、卸件块长度考虑到零件的壁厚那么为16mm。附加长度查阅?冲模设计手册软件版VR1.0?目录下-常用冲压模的设计计算-冲裁模具设计计算-设计计算可知附加长度为35mm，底座高度为16mm。由此可得拉伸冲孔凸凹模的长度为 。拉深冲孔凸凹模做冲孔凹模的局部壁厚为 。 所以刃壁局部的厚度取值为14.45mm，其余局部壁厚64-12.2/2=25.9mm.经过计算拉伸冲孔凸凹模具的结构如下图：图5-4 拉伸冲孔凸凹模5.3.5 冲孔凸模我们查阅?最新模具标准应用手册?杨占尧主编，第六章冲模工作零部件的标准与应用。由机械标准JB/T5826-2021，圆柱头缩杆圆柱凸模。冲孔凸模就是在拉深冲孔凸凹模上进行冲孔。凸模即为冲孔凸模，其长度应根据模具的结构确定。当采用固定卸料板时，其凸模长度的计算公式为： 式中： 凸模长度，mm 凸模固定板的厚度，mm； 卸料板厚度 导料板厚度 增加长度，包括凸模的修磨量等，凸模进入凹模的深度0.51mm 查阅?冲模设计手册软件版VR1.0?目录下-常用冲压模的设计计算-冲裁模具设计计算-设计计算知，冲孔凸模进入下拉伸冲孔凸凹模的深度取为1mm，那么h14-2-111 mm。由此可得凸模的长度为 。为增加凸模的强度，可设计成阶梯式冲头段的直径为，此段的长度为61 mm；第二段直径为25 mm，长度为36 mm；第三段的直径为22mm，长度为2mm，第四段与凸模固定板配合，直径取为32 mm，长度为6 mm。模具结构如下图：图5-5 冲孔凸模具5.3.6 落料凹模落料凹模具同时也是拉深冲孔凸凹模和卸件块的固定座。 查阅?冲模设计手册软件版VR1.0?目录下-常用冲压模的设计计算-冲裁模具设计计算-设计计算知，凹模壁厚由落料件的直径为40mm，冲件料宽为54mm，料厚为t2mm，可取凹模壁厚为33mm。 凹模厚度h可根据冲裁力选取。由冲裁力为83367N，考虑到此模具为落料拉伸冲孔凸凹复合模，落料凹模的内腔必须与拉伸冲孔凸凹模的高度相匹配。可得凹模厚度为h70mm。凹模的外形尺寸，一般有矩形和圆形，本设计落料凹模为矩形。凹模的外形尺寸一般是根据材料的厚度和冲裁件的最大外形尺寸确定。落料凹模的外形尺寸为凹模壁厚和凹模刃口尺寸的总和，考虑到本模具为复合模，凹模的内腔后期会根据拉深凸凹模的尺寸进行修改。图5-6凹模厚度刃壁高度的计算方法，垂直于凹模平面的刃壁，其高度可按以下规那么计算： 冲件料厚t3 mm，3 mm； 冲件料厚t3 mm,=t。由零件料厚为t2 mm,可得刃壁高度3 mm。其结构形式如下图。图5-7落料凹模具5.3.7 卸件装置卸件装置的作用：该卸件装置的作用是由卸件块的推动实现防护罩零件的向上卸料。工作原理是：螺栓一端通过下模座，在另一端固定在卸件块上，在中间的螺柱上套有弹簧，在压力机的驱动下，带动上模座向下运动，从而推动落料拉深凹模向下运动。在完成拉伸冲孔时，卸件块对弹簧是压缩的，当上模座向上移动时，弹簧释放弹力，从而将防护罩零件向上卸下。卸件块的结构设计如下，主要考虑到了它与拉伸冲孔凸凹模的配合以及方便卸下防滑罩零件。从模具结构可以看出，其长度可由拉深凸凹模拉伸段长度与防滑罩零件长度、固定在螺栓上的长度、附加长度确定。可有下式进行计算 式中： 其长度可由拉深凸凹模拉伸段长度与防滑罩零件长度、固定在螺栓上的长度取为21mm；,其中由防滑罩零件的拉深长度为10mm，固落在拉伸冲孔凸凹模上的长度为8mm，由拉伸冲孔凸凹模此段拉深长度16mm可知，=8mm,为了减轻卸件块的重量把段设计成阶梯状，方便加工。所以=13mm。 其中，该段的外口尺寸应与落料拉深凸凹模相等，所起直径为60mm。 固定在螺栓上的长度，mm；考虑到弹簧的单利以及螺栓的紧固性，该段的长度查阅?冲模设计手册软件版VR1.0?目录下-常用冲压模的设计计算-冲裁模具设计计算-设计计算可知为10mm； 附加长度，查阅?冲模设计手册软件版VR1.0?目录下-常用冲压模的设计计算-冲裁模具设计计算-设计计算知，那么=10mm。由此可得凸模的长度为 。 图5-8卸件块5.4 冲孔凸模具的校核在冲压的过程中，凸模具承受了全部压力，但是在卸料的时候，又承受有拉应力。这种拉深和压应力的反复交替进行。因为凸模具的截面比拟小，所以必须进行强度的校核。为了提高凸模具的强度。我应用了?冲模具设计手册软件版R1.0?对凸模具进行强度和长度的校核。由于凸模具的材料为T10A，它具有很好的硬度、强度，又对它进行热处理，运用?冲模具设计手册软件版R1.0?进行校核计算，其结果是符合条件的。如下图： 冲模设计手册软件版工作界面，凸模校核界面 图5-9 凸模强度校核由冲件材料的厚度为2mm，冲孔的直径为10mm，抗拉强度为800Mpa，许用压应力为500Mpa，校核的凸模的平均压应力为640Mpa，所以校核合格。 图5-10 凸模长度校核由材料的厚度为最大的厚度为32mm，材料的厚度为2mm，材料的抗剪切强度为150Mpa，系数c的取值为0.4，其中c=0.4，其中应用到的公式为：，校核过程如下图。5.5 螺钉的强度校核螺钉在使用的过程中既承受横向载荷，又承受轴向载荷，但在此中主要是轴向载荷。我们用?冲模设计手册软件版VR1.0?目录下-冲压模具常用零件设计计算-设计计算向导-螺钉，可得到其计算公式为 式中 P一个螺钉的许用负荷(KN); 螺钉的最小直径(); 许用应力(MPa).紧固螺钉,其材料为35#,取=100MPa,那么许用负荷列于下表.表5-7 紧固螺钉的许用负荷单位：kNM6 M8 M10 M12 M1625固定螺钉，P=,所以满足强度要求。 对于卸料螺钉,取=80MPa,那么许用负荷列于下表. 表5-8 卸料螺钉的许用负荷单位：kNM6 M8 M10 M12 M1611 对于卸料螺钉， 经过以上的校核,固定螺钉及卸料螺钉的强度是都会满足要求的。 5.6 模具的工作过程图5-11 装配图1.冲压时条料在导尺中通过，通过落料拉深凸凹模具20和落料凹模具24进行落料。2.上模具座下降时，由落料拉深凸凹模具20和拉深凸模具3完成拉深。3.当落料拉深凸凹模具20将零件拉伸到一定高度时，冲孔凸模具17对零件进行冲孔。4.冲制完成后，冲孔废料直接落下，而零件那么有推件块9进行推出。5.7 本章小结本章着重讲述了模具的设计计算，分别介绍了冲裁间隙确实定，设计计算了凸凹模具刃口尺寸的计算，接着模具结构的设计，分别对落料拉深凸凹模、拉伸冲孔凸凹模、冲孔凸模、落料凹模进行了设计计算。接着对凸凹模的固定以及冲孔凸模为例进行了强度和长度的校核，还对螺钉进行了强度的校核。最后对整套模具的工作过程进行了简单明了的介绍。第六章 其他冲模零件的设计6.1 定位零件的设计零件在使用、工作时，是有安装基准、工作基准的，零件的其它要素圆、平面，等对基准是有精度要求的，只有满足要求才能正常运转、工作。因此零件在加工时，必须要定位，必须要选择合理的定位，才能到达图纸尺寸公差、形位公差的精度要求，从而满足使用。在冲压模中用到的定位零件有挡料销、导柱导套、紧定螺钉等。在该模具中使用的是挡料销，挡料销是作用是用来保证条料在运送的过程中前后定位的，保证毛坯的良好生成。6.2 卸料、推件零件的设计考虑到加工出来的防护罩零件的精度以及卸料板的平行度，使得卸料更加的流畅。在这个模具中同一型号的卸料螺钉必须保持相同的参数。还的保证螺钉孔的深度也是相同的。该卸料螺钉所选取的是圆柱头卸料螺钉。国家标准GB/T70.2-2000可得，其公称尺寸为尺寸为1270M10。卸料装置有刚性卸料板和弹性卸料板两种类型。另外冲孔所产生