盖板落料、冲孔、弯曲复合模设计

毕业设计（论文）盖 板 落 料 、 冲 孔 、 弯 曲 复 合 模 设 计毕 业 设 计 （ 论 文 ） 任 务 书姓名： 学院：班级：07-3 专业：机械设计制造及其自动化毕业设计（论文）题目：盖板落 料 、 冲 孔 、 弯 曲 复 合 模 设 计立题目的和意义：盖板落料、冲孔、弯曲复合模，主要用于冷冲压件的生产，结构具有一定的普遍性和典型性，属于工程设计类型题目。满足培养目标要求，学生通过该模具的设计，可使所学机械学、力学、材料学、成型学等知识得到综合应用。结构设计及模具设计能力能受到训练，可有力地提高学生分析问题，解决问题及独立工作的能力。技术要求与工作计划：技术要求：1.工件名称 盖板2.生产批量 大批量3.材料 Q235-A 钢， 厚度 3mm4.工件简图 见附图 工作计划：1.工艺分析2.排样设计3.设计装配图4.设计部分主要零件工作图5.撰写设计说明书时间安排：13 周 毕业实习，收集毕业课题资料，完成译文、论文综述45 周 总体方案设计，完成开题报告、实习报告（第一阶段检查）611 周 结构设计、完成装配图设计（第二阶段检查）12 周 控制系统设计13 周 整理说明书14 周 零件工作图设计（第三阶段检查）15 周 评阅16 周 答辩指导教师要求：（签字） 年 月 日教研室主任意见：（签字） 年 月 日院长意见：（签字） 年 月 日毕 业 设 计 （ 论 文 ） 审 阅 评 语一、指导教师评语：指导教师签字：年 月 日毕 业 设 计 （ 论 文 ） 审 阅 评 语二、评阅人评语：评阅人签字：年 月 日毕 业 设 计 （ 论 文 ） 答 辩 评 语三、答辩委员会评语：四、毕业设计（论文）成绩：专业答辩组负责人签字年 月 日 五、答辩委员会主任单位： （签章） 答辩委员会主任职称： 答辩委员会主任签字： 年 月 日摘 要本文主要介绍了模具在现代工业中应用情况以及它的发展现状，发展方向。本设计以给定的零件来选择合理的模具，通过几种不同的模具比较最终定位采用复合模，工艺过程分为落料、冲孔、 弯曲成形，根据工艺要求确定了排样图，从而设计了凸凹模，确定各种力，确定模架查找标准件。最后一生产厂家和用户的角度对产品进行了技术经济分析。关键词：落料；冲孔；弯曲成形AbstractThis paper mainly introduces the application of mould in modern industry and its development present situation, development direction. This design with a given part to choose reasonable mold, through several different mould compared with composite modulus, ultimately positioning process is divided into blanking, punching, flanging process, according to the technical requirement, determined to design the strip layout diagram module, and determine the concavo-convex forces, sure formwork search standard parts. Finally a manufacturer and users perspective on product technical economy analysis.Keywords: blanking; Punching; Flanging forming目 录摘 要 .IAbstract 21 绪 论 41.1 课题的提出 .41.2 我国模具发展现状及前景 .41.2.1 我国模具技术的现状 41.2.2 我国模具技术的发展前景 52 总体方案设计 112.1 冲压件的工艺分析 .112.2 主要工艺参数计算 .112.3 主要工作部分尺寸计算 .152.4 模具主要零件及结构设计 .162.5 模具的动作过程 .183 冲压模具主要零、部件的结构和设计 203.1 工作零件 .203.2 定位零件 .203.3 导向及支撑固定零件 .223.4 模柄 .233.5 模具的闭合高度 .244 成本经济分析 254.1 成本核算 .25结 论 26参考文献 27致 谢 2831 绪 论1.1 课题的提出模具是工业产品生产使用的重要工艺装备，它以其自身的特殊形状通过一定的方式使原材料成型。现代工业生产中，由于模具的加工效率高，互换性好，节省原材料，生产成本低，所以得到广泛的应用。模具技术已成为衡量一个国家制造水平的重要标志之一。模具技术能促进工业产品的发展和质量的提高，并能获得极大的经济效益。模具是效益放大器，用模具生产的产品的价值往往是模具价值的几十倍、上百倍。在美国模具被称为点铁成金的磁力工业，德国则认为其是所有工业中的关键工业；日本认为模具是促进社会繁荣富裕的动力。本套模具设计，我所设计的是生活中极为常见的是与其它零件配合使用的顶罩，主要介绍的是冲压生产中应用最广泛的落料、冲孔、拉深、翻边工序，设计的模具是它整个生产过程一次成型的复合模。我首先对冲压工艺性件进行了分析，比较和确定工艺方案，然后进行主要工艺参数的计算，再进行模具的总体设计，选择合理的冲压设备，最后选择工作零件的加工工艺及模具的装配和试冲等十个步骤，完成了对整套模具的设计与制造。通过本次的毕业设计，我不仅巩固了所学中有关冷冲模具设计课程的内容，掌握冷冲压模具设计的方法和步骤，而且掌握了冷冲压模具设计的基本技能，如计算、绘图、查阅设计资料和手册，熟悉标准和规范等，使理论和生产实际知识综合运用，从而培养和提高了我独立工作的能力。1.2 我国模具发展现状及前景模具工业是国民经济的重要基础工业之一。模具是工业生产中的基础工艺装备，是一种高附加值的高精密集型产品，也是高新技术产业化的重要领域，其技术水平的高低已经成为衡量一个国家制造业水平的重要标志。1.2.1 我国模具技术的现状20 世纪 80 年代以来，国民经济的高速发展对模具工业提出了越来越高的要求，同时为模具的发展提供了巨大的动力。这些年来，中国模具发展十分迅速，模具工业一直以 15%左右的增长速度快速发展。振兴和发展中国的模具工业，日益受到人4们的重视和关注。 “模具是工业生产的基础工艺装备”已经取得了共识。目前，中国有 17000 多个模具生产厂点，从业人数约 50 多万。在模具工业的总产值中，冲压模具约占 50%，塑料模具约占 33%，压铸模具约占 6%，其他各类模具约占 11%。近年来，中国模具工业企业的所有制成分也发生了变化。除了国有专业厂家外，还有集体企业、合资企业、独资企业和私营企业，他们都得到了迅速的发展。许多模具企业十分重视技术发展。加大了用于技术进步的投入力度，将技术进步作为企业发展的重要动力。此外，许多研究机构和大专院校也开展了模具技术的研究与开发。中国塑料模工业从起步到现在，历经半个多世纪，有了很大发展，模具水平有了较大提高。在大型模具方面已能生产 48in（约 122cm）大屏幕彩电塑壳注射模具、6.5kg 大容量洗衣机全套塑料模具以及汽车保险杠和整体仪表板等塑料模具，精密塑料模具方面，已能生产照相机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具。经过多年的努力，在模具 CAD/CAE/CAM 技术、模具的电加工和数控加工技术、快速成型与快速制模技术、新型模具材料 1等方面取得了显著进步；在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面作出了贡献。进入 21 世纪，在经济全球化的新形势下，随着资本、技术和劳动力市场的重新整合，中国装备制造业在加入 WTO 以后，将成为世界装备制造业的基地。而在现代制造业中，无论哪一行业的工程装备，都越来越多地采用由模具工业提供的产品。为了适应用户对模具制造的高精度、短交货期、低成本的迫切要求，模具工业正广泛应用现代先进制造技术来加速模具工业的技术进步，这是各行各业对模具这一基础工艺装备的迫切需求。1.2.2 我国模具技术的发展前景当前，我国工业生产的特点是产品品种多、更新快和市场竞争激烈。在这种情况下， 用户对模具制造的要求是交货期短、精度高、质理好、价格低。因此，模具工业的发展的趋势是非常明显的。模具产品发展将大型化精密化模具产品成形零件的日渐大型化，以及由于高效率生产要求的一模多腔(如塑封模已达到一模几百腔） ，使模具日趋大型化。随着零件微型化，以及模具结构发展的要求(如多工位级进模工位数的增加，其步距精度的提高)精密模具精度已由原来的5m 提高到 23m，今后有些模具加工精度公差要求在 1m 以下，这就要求发展超精加工。多功能复合模将进一步发展新型多功能复合具是在多工位级进模基础上开发出来的。一套多功能模具除了5冲压成 形零件外，还可担负转位、叠压、攻丝、铆接、锁紧等组装任务。通过这种多劝能模具生产 出来的不再是单个零件，而是成批的组件。如触头与支座的组件，各种小型电机、电器及仪表的铁芯组件等。热流道模具在塑料模具中的比重将逐步提高由于采用热流道技术的模具可提高制作的生产率和质量，并能大幅度节省制作的原材料和节 约能源，所以广泛应用这项技术是塑料模具的一大变革。国外热流道模具已有一半用上了热流道技术，有的厂甚至已达 80%以上，效果十分明显。国内近几年已开始推广应用，但总体还达不到 10%，个别企业已达到 20%-30%。制订热流道元器件的国家标准，积极生产价廉高质量的元器件，是发展热流道模具的关键。气体辅助注射模具和适应高压注射成形等工艺的模具将积极发展气体辅助注射成形是一种塑料成形的新工艺，它具有注射压力低、制品翘曲变形少、表面好以及易于成形壁厚差异较大的制品等优点，可在保证产品质量的前提下，大幅度降低成本。国外，已经较成熟。国内目前在汽车和家电行业中正逐步推广使用。气体辅助注射成 形包括塑料熔体注射和气体(一般均采用氮气)注射成形两面部份，比传统的普通注射工艺有 更多的工艺参数需要确定和控制，而且气体辅助注射常用于较复杂的大型制品，模具设计和控制的难度较大，因此，开发气体辅助成型流动分析软件，显得十分重要。为了确保塑料件精度，将继续研究发展高压注射成型工艺与模具以及注射压缩成型工 艺与模具。在注射成形中，影响成型件精度的最大因素是成型收缩，高压注射成型可强制树 脂收缩率，增加塑件尺寸的稳定性。模具要求刚性好、耐高压。特别是精密模具的型腔应淬 火，浇口密封性好，模具能准确控制。注射压缩成型技术，是在模具预先半开模状态或者在 锁模力保持中压或低压，模具在设定的打开量下，注射溶融树脂，然后以最大的锁模力进行 压缩成型，其效果是：a 成型件局部内应力小；b 可得到缩孔少的厚壁成型件；c 对于塑件狭窄的部件也可注入树脂；d 用小注射力能得到优良制品。该类模具的理想结构是：a 注射时树脂以低的流动阻力迅速充填型腔；b 充填完后能立即遮断浇口部；c 压缩作用应仅限于型腔部。气体辅助注射模具和适应高压注射成形等工艺的模具将积极发展气体辅助注射成形是一种塑料成形的新工艺，它具有注射压力低、制品翘曲变形少、 表面好以及易于成形壁厚差异较大的制品等优点，可在保证产品质量的前提下，大幅度降低 成本。国外，已经较成熟。国内目前在汽车和家电行业中正逐步推广使用。气体辅助注射成 形包括塑料熔体注射和气体(一般均采用氮气)注射成形两面部份，比传统的普通注射工艺有 更多的工艺参数需要确定和控制，而且气体辅助注射常用于较复杂的大型制品，模具设计和 控制的难度较大，因此，开发气体辅助6成型流动分析软件，显得十分重要。为了确保塑料件精度，将继续研究发展高压注射成型工艺与模具以及注射压缩成型工 艺与模具。在注射成形中，影响成型件精度的最大因素是成型收缩，高压注射成型可强制树 脂收缩率，增加塑件尺寸的稳定性。模具要求刚性好、耐高压。特别是精密模具的型腔应淬火，浇口密封性好，模具能准确控制。注射压缩成型技术，是在模具预先半开模状态或者在 锁模力保持中压或低压，模具在设定的打开量下，注射溶融树脂，然后以最大的锁模力进行 压缩成型，其效果是：a 成型件局部内应力小；可得到缩孔少的厚 b壁成型件；c 对于 塑件狭窄的部件也可注入树脂；d 用小注射力能得到优良制品。该类模具的理想结构是：a 注射时树脂以低的流动阻力迅速充填型腔；b 充填完后能立即遮断浇口部；c 压缩作用应 仅限于气体型腔部。快速经济模具的前景十分广阔现在是多品种、少批量生产的时代，到下一个世纪，这种生产方式占工业生产的比例 将达 75%以上。一方面是制品使用周期短，品种更新快，另一方面制品的花样变化频繁，均要求模具的生产周期越快越好。因此，开发快速经济具越来越引起人们的重视。例如，研制 各种超塑性材料(环氧、聚脂等)制作或其中填充金属粉末、玻璃纤维等的简易模具：中、低熔点合金模具、喷涂成型模具、快速电铸模、陶瓷型精铸模、陶瓷型吸塑模、叠层模及快速原型制造模具等快速经济模具将进一步发展。快换模架、快换冲头等也将日益发展。另外， 采用计算机控制和机械手操作的快速换模装置、快速试模技术也会得到发展和提高。模具标准件的应用将日渐广泛使用模具标准件不但能缩短模具制造周期，而且能提高模具质量和降低模具制造成本。 因此，模具标准件的应用必将日渐广泛。为此，首先要制订统一的国家标准，并严格按标准生产；其次要逐步形成规模生产，提高标准件质量、降低成本；再次是要进一步增加标准件 规格品种，发展和完善联销网，保证供货迅速。模具使用优质材料及应用先进的表面处理技术将进一步受重视在整个模具价格构成中，材料所占比重不大，一般在 20%30%之间，因此选用优质钢 材和应用的表面处理技术来提高模具的寿命就显得十分必要。对于模具钢来说，要采用电渣重熔工艺，努力提高钢的纯净度、等向性、致密度和均匀性及研制更高性能或有特殊性能的 模具钢。如采用粉末冶金工艺制作的粉末高速钢等。粉末高速钢解决了原来高速钢冶炼过程 中产生的一次碳化物粗大和偏析，从而影响材质的问题。其碳化物微细，组织均匀，没有材料方向性，因此它具有韧性高、磨削工艺性好、耐磨性高、长年使用尺寸稳定等特点，是一 种很有发展前途的钢材。特别对形状复杂的冲件及高速冲压的模具，其优越性更加突出。这 种钢材还适用于注射7成型漆加玻璃纤维或金属粉末的增强塑料的模具，如型腔、形芯、浇口等主要部件。另外，模具钢品种规格多样化、产品精料化、制品化，尽量缩短供货时间亦是 重要方向。模具热处理和表面处理是能否充分发挥模具钢材性能的关键环节。模具热处理的发展 方向是采用真空热处理。模具表面处理除完善普及常用表面处理方法，即扩渗如：渗碳、渗 氮、渗硼、渗铬、渗钒外，应发展设备昴贵、工艺先进的气相沉积(TiN、TiC 等)、等离子喷涂等技术。在模具设计制造中将全面推广 CAD/CAM/CAE技术模具 CAD/CAM/CAE技术是模具技术发展的一个重要里程碑。实践证明，模具CAD/CAM/CAE 技术是模具设计制造的发展方向。现在，全面普及 CAD/CAM/CAE技术已基本成熟。由于模具 CAD/CAM技术已发展成为一项比较成熟的共性技术，近年来模具 CAD/CAM技术的硬件与软件价格已降低到中小企业普遍可以接受的程度，特别是微机的普及应用，更为广大模具企业普及模具 CAD/CAM技术创造了良好的条伯。随着微机软件的发展和进步，技术培训工作也日趋简化。在普及推广模具 CAD/CAM技术的过程中，应抓住机遇，重点扶持国产模具软件的开发和应用。加大技术培训和技术服务的力度，应时一步扩大 CAE技术的应用范围。对于已普及了模具 CAD/CAM技术的一批以家电行业代表的企业来说，应积极做好模具CAD/CAM技术的深化应用工作，即开展企业信息化工程，可从 CAPP，PDM，CIMS，VR逐步深化和提高。快速原型制造(RPM)技术得到更好的发展快速原型制造(RPM)技术是美国首先推出的。它是伴随着计算机技术、激光成形技术和 新材料技术的发展而产生的，是一种全新的制造技术，是基于新颖的离散/堆积(即材料累加) 成形思想，根据零件 CAD模型、快速自动完成复杂的三维实体(原型)制造。RPM 技术是集精 密机械制造、计算机、NC 技术、激光成形技术和材料科学最新发展的高科技技术，被公认 为是继 NC技术之后的一次技术革命。RPM技术可直接或间接用于模具制造。首先是通过立体光固化(SLA)叠层实体制造(LOM) 激光选区烧结(SLS)、三维打印(3D-P)熔融沉积成形(FDM)等不同方法得到制件原型。然后通 过一些传统的快速制模方法，获得长寿命的金属模具或非金属的低寿命模具。主要有精密铸 造、粉末冶金、电铸和熔射(热喷涂)等方法。这种方法制模，具有技术先进、成本较低、设计制造周期短、精度适中等特点。从模具的概念设计到制造完成仅为传统加工方法所需时间的 1/3和成本的 1/4左右。因此，快速制模技术与快速原型制造技术的结合，将是传统快速 制模技术，进一步深入发展的方向。8RPM技术还可以解决石墨电极压力振动(研磨)成形法中母模(电极研具)制造困难问题， 使该法获得新生。青岛海尔模具有限公司还构建了基于 RE(逆向工程技术)/RPM的模具并行 开发系统，具有开发质量高、开发成本低及开发周期短等优点。高速铣削加工将得到更广泛的应用国外近年来发展的高速铣削加工 ，主轴转速可达到 40000100000r/min,快速进给速 度可达到 3040m/min，换刀时间可提高到 13S。这样就大幅度提高了加工效率，如在加 工压铸模时，可提高 78 倍，并可获得 Ra10um 的加工表面粗糙度。形状精度可达 10um。另外，还可加工硬度达 60HRC的模块，形成了对电火花成形加工的挑战。因此，高速铣削加 工技术的发展，促进了模具加工的发展，特别是对汽车、家电行业中大型腔模具制造方面注入了新的活力。模具高速扫描及数字化系统将发挥更大的作用英国雷尼绍公司的模具扫描系统，已在我国 200多家模具厂点得到应用，取得良好效 果。该系统提供了从模型或实物扫描到加工出期望的的模型所需的诸多功能，大大缩短的研 制制造周期。如 RENSCAN200快速扫描系统，可快速安装在已有的数控铣床及加工中心上， 用雷尼绍的 SP2-1扫描测头实现快速数据采集，控制核心是雷尼绍 TRACECUT软件，可自动 生成各种不同数控系统的加工等程序及不同格式的CAD数据。用于模具制造业的“逆向工 程” 。该公司又推出了 CYCLON高速扫描机，这是一台独立工作的专门用来扫描的设备，不占 用加工机床的工作时间。其扫描速度最高可达 3m/min，大大缩短了模具制造周期，另外， 其数据采集速度比RENSCAN200快，定时探针接触力小 ，因此可以用非常细的探针，用来扫 描细小的模具和细微的特征表面 ，扩大模具生产的品种范围。由于模具扫描系统已在汽车、摩托车、定电等行业得到成功应用，相信在“十五”期 间将发挥更大作用。模具自动加工系统的研制和发展随着各种新技术的迅速发展，国外已出现了模具自动加工系统。这也是我国长远发展 的目标。模具自动加工系统应有如下特征：多台机床合理组合；配有随行定位夹具或定位盘； 有完整的机具、刀具数控库；有完整的数控柔性同步系统；有质量监测控制系。复合膜的特点如下：生产效率成倍提高例如原来由两副模具分别完成的落料、冲孔工序，若使用落料、冲孔复合膜时。则可由一副模具在一次冲压行程中完成，生产效率提高一倍。若原来由四副单工序模完成的落料、冲孔、弯曲、胀形的冲压工序，在采用了四合一复合模后，生产效率可提高四倍。而且还节省了人力、电力和工序间的搬运工作。9提高冲压件的质量在复合模具中几道冲压工序是在同一工位上完成的，无需重新定位，因此在完成几道冲压工序过程中冲压件的定位基准不动，从而使冲压工件的位置精度得到提高。例如当冲压件的外缘与内孔的同心度要求较高时，采用复合模就较容易满足要求。另外，对于那些尺寸较小的冲压工件或形状比较复杂而重新定位又比较困难的冲压工件，采用复合模就可避免重新定位的困难及在重新定位时产生的误差。复合模的同心度误差在+0.02+0.04mm 以内。对模具制造精度要求较高由于复合模要在一副模具中完成几道冲压工序，因此模具结构一般要比单工序模复杂，而且各零部件在运动时要求相互之间不干涉、准确可靠。这就要求模具的制造应有较高的精度。因此模具额制造成本也就提高了，制造周期相对延长，维修业不如但工序模简便。复合模种类如下：按复合工序的性质分类，复合模可分为以下几种：a冲裁类复合模：如落料、冲孔复合模、切断、冲孔复合模等。 、b成形类复合模：如弯曲复合模、复合挤压模等。c冲裁与成形复合模：如落料、拉伸复合模、冲孔、翻边复合模、拉深、切边复合模、落料、拉深、冲孔、翻边复合模等。102 总体方案设计2.1 冲压件的工艺分析一般对于这样的工件，通常采用先落料、冲孔，再弯曲的加工方法。由于该工件的生产批量较大，如果把三道工序放到一起，可以大大提高工作效率，并减轻工作量，节约能源，降低成本，并且避免原有的加工方法中必须将手伸入模具的问题，对保护操作者安全也很有利。将三道工序复合在一起，可以有以下两个不同工艺方案：一，先落料，然后冲孔和弯曲在同一工步；二，落料、冲孔为同一工步首先完成，然后进行弯曲。采用第一种方案加工工件，不易保证长度尺寸的精度，而且容易磨损内孔冲头，降低模具寿命。经分析、比较最后确认方案二。对弯曲的回弹，可以用减小间隙的方法来避免或减小回弹。2.2 主要工艺参数计算毛批的尺寸计算毛坯翻边预制孔直径计算d0=D2(H0.43r0.72t) 式（21）式中 D冲孔直径（按中线计） （mm)；H弯曲长度（mm)，H=3.5mm；r竖边与凸缘的圆角半径（mm） ；r=0.5mm；t料厚（mm), t=3mmD=83.4mm+0.3mm=83.7mm则 d0=83.7mm2(3.50.430.50.720.3)mm=76.56mm11图 21 防尘盖简图毛坯的直径 D0 按等面积原则，用解析法求该工件的毛坯直径 D0 。由表 46 可将该工件分成圆柱、圆锥台、圆环和圆锥台四个简单几何体。它们的面积分别计算如下： f1= 87.73.5mm240.96mm 24f2= 2287.-3() .4807.33mm 2f3= （95.487.7） 2mm2=1106.75mm24f4= (98.9-95.4)/2sin60(98.995.4)/2 mm2=616.42mm2则毛坯的直径D0=2 212340()(.9680731.564)81.0.9ffdm取毛坯直径 D0=101mm排样 被冲压的工件在板料、条料或与带料的布置方式成为排样。排样时工件与工件以及工件与条料侧边之间留下的工艺余料，称为搭边。搭边的作用是：补偿送料误差，使条料对凹模孔有可靠的定位，以保证工件外形完整，获得较好的加工质量；保持条料有一定的刚度，以保证零件质量和送料方便。搭边太大，浪费材料；太小，会降低工件断面质量，影响工件的平整度，有时还会出现毛刺或搭边被拉进凸模的间隙里的情况，造成冲模刃口严重磨损，影响模具寿命。考虑到操作方便及12模具结构简单，故采用单排排样设计。材料利用率= 工 件 的 实 际 面 积工 件 面 积 废 料 面 积100=工件的实际面积（送料进距条料宽度）100 由表 2-16查得搭边值 a=1.5mm,a1=1.5mm.条料宽度 b=101mm+21.5mm=104mm条料送进步距 h=101mm+1.5mm=102.5mm各部分工艺计算冲孔力计算 F 冲 =1.3Lt 式（22）式中 F 冲 冲孔力（ N） ；L工件内轮廓周长（mm） ；T材料厚度（mm)，t=0.3mm；T材料的抗剪强度（MPa） 。由书末附录 A1 查得 =260MPa.L= d0=3.1476.56mm=243.54mm则 F 冲 =1.30.3243.54=24.69推件力 ； F 推 =nK 推 F 冲 式（2-3）式中 K 推- 推件力因数，其值由表 2-15 查得 K 推 =0.063；n 工件卡在凹模内的个数，取 n=3。则 F 推 =30.06324.69kN4.67翻边力计算 按式（5-23） 计算翻边力。F 翻 =1.1t s(D-d0)式中 s 材料的屈服强度查书末附录 A1 得 s = 210MPa；D 翻边直径（mm）D=88mm；d0毛坯预制孔直径（mm)d0 =76.56则 F 翻 =1.13.140.321083.7-76.56）=1.1KN浅拉深成形力 计算拉伸力式（2-4）btk拉拉深力拉d 拉深件的直径，d=78mmt 材料厚度13材料的强度极限（MPa）由附录 （见冲压模具设计实例一书）b1A查得 =330Mpabk修正系数 由表 418（见冲压模具设计实例一书）查得 k=1.25则 =1.253.140.395.4=33.7KN拉F落料力的计算：式（2-5）Lt3.1落落料力（ N） ；落L 工件外轮廓周长（mm）由于落料是在工件冲孔翻边并初步成形后进行，因此确定该落料尺寸为98.9mm，则 L=3.1498.9=310.55mm；t材料厚度 t=0.3mm；材料抗剪强度（MPa） 由书（见冲模具设计应用实例一书）附录 查得 =260Mpa;1A落料力则为： =1.3310.550.3mm260Mpa31.49KN 卸料力的落F计算： 式（2-6）落卸卸 K卸料力因数，由表 2-15查得 =0.05 卸 卸K则 F 卸 =0.0531.49kN1.57kN因此，总的冲裁力为：=24.69+4.671.133.731.491.57=97.22kN推卸冲落总 F冲压设备的选择由于复合模的特点，为防止设备超载，可按公称压力 F 压 (1.61.8)F 总 选择压力机。按照书末附录选取公称压力机。14表 21 公称压力机选取表2.3 主要工作部分尺寸计算冲孔刃口尺寸计算根据表 210 查得冲裁刃口双面间隙 Zmin=0.02mm，Zmax=0.04mm。未注公差的零件尺寸按 IT14 级精度计算，查书末附录 D1 可得 81.55mm 的极限偏差=0.87mm。磨损因数由表 213 查得 x=0.5。冲孔凸、凹模的制造公差由表 53 查得： 凸 =0.025mm， 凹 =0.035mm。 校核： 凸 + 凹 =0.06mmZmaxZmin=0.02因此，凸、凹模采用配作加工方法。则凸模刃口尺寸d 凸 =（d+x ） 0 凸 =81.9900.025mm凹模刃口尺寸按凸模尺寸配制，保证其双间隙为 0.020.04mm。浅拉深成形工作部分尺寸计算拉深起伏件未注公差按 IT14 级计算，其极限偏差值查书末附录 D1。则凸、凹模的制造公差按 IT10 级计算，其值可由书末附录 E3 查得。拉深成形模的单边间隙 Z/2=1t=0.3mm。则浅拉深成形凸、凹模尺寸见下表：型号 开式压力机 送料长度/mm 6-80公称压力/KN 250kN 厚度/mm 0.1-2滑块的行程次数/ 1min150-750 宽度/mm 5-80滑块行程/mm 10-40 主电动机功率/KV 7.5最大封闭高度/mm 270 模柄孔尺寸 40mm60mm封闭高度的调节量/mm55 工作台孔径 370mm560mm15表 22 浅拉深成形凸、凹模尺寸 （mm） 工件尺寸凹模尺寸D 凹 =（D 0.75） 0+ 凹凸模尺寸D 凸=（D0.75Z） 0 凸 87.700.87 87.050+0.14 86.4500.14 95.400.87 94.750+0.14 94.1500.14落料刃口尺寸计算由于工件有 60角度的要求，属于倾斜面冲裁。根据有关资料推荐，取落料模间隙为零间隙，于是落料凸、凹模采用配合加工方法。落料件尺寸 98.9mm 的极限偏差由书末附录 D1 查得=0.87mm 。磨损因数由表 213 查得 x=0.5.凹模的制造公差 凹 =/4=0.218mm 。则凹模尺寸 D 凹 =（Dx） 0+ 凹=（98.9 0.50.87） 0+0.218mm=98.470+0.218mm凸模尺寸按照凹模尺寸配作，保证其最小间隙值为零。复合模中的主要零件弯曲、成形、落料凸凹模的工作部分如图 22 所示。图 2-22.4 模具主要零件及结构设计 模具的结构如图 23 所示。主要是由上模座、下模座、冲孔凸模、冲孔翻边图凹模、翻边成形落料凸凹模、成形凹模、落料凹模、定位拉料板、卸料环等主要零件组成。16图 23 落料、冲孔、弯曲复合模图171.卸料零件计算上卸料采用刚性卸料装置。压力机滑块上的打料横梁通过打料棒、顶板、顶杆、卸料环将制件从上模中打出。下卸料是采用橡胶作为弹性元件的弹性装置。由式（14）计算橡胶的自由高度。H 自由 =（3.54 ）s 工作式中，s 工作 工作行程与模具修模量或调整量（ 46mm）之和。s 工作 =（3.5+1+4 ）mm=8.5mm则 H 自由 =（3.54 ）8.5mm=29.7534 慢慢。取 H 自由 =30mm。橡胶的装配高度 H2=（0.850.9 ）H 自由 =25.527mm取 H2=26mm。橡胶的断面面积，在模具装配时，据目击空间大小确定。2.模架的选择根据主要零件的结构、外形尺寸及卸料装置的尺寸，参照有关资料选中间华东导柱圆形模架 170mm160220mm（GB/T2851.690）上模座：170mm40mm HT200下模座：170mm45mm HT200导 柱：28mm155mm GCr15导 套：28mm100mm38mm GCr15保持圈：28mm64mm LY3 铝合金钢球直径：4mm导柱、导套经过热处理后，达到淬火硬度 6266HRC。冲孔凸模、冲孔翻边凸凹模、翻边成形落料凸凹模、成形凹模、落料凹模等材料采用 Cr12，热处理后淬火硬度为 6064HRC。定位拉料板、卸料环、接板可选用 45 号钢。2.5 模具的动作过程工作时，将毛坯条料放入定位抖料板 6 中定位，上模下行，冲孔凸模 9 首先进行冲孔，上模继续下行时，翻边成形落料凸凹模 11 冲孔翻边凸凹模 14 进行翻边，同时在下模橡皮 2 作用下，成形凹模 15 与翻边成形落料凸凹模 11 对工件进行初步成形。当滑块下行到一定距离时，兼起落料凸模作用的件 11 与落料凹模 13 对工件落料。滑块运行到下死点，对工件进行整形。18上模装配好后，为了保证先冲孔后翻边，冲孔凸模 9 应露出翻边成形落料凸凹模 11，露出量为 t+0.5=0.3+0.5=0.8mm。装配时还要严格控制各零件的平行度。193 冲压模具主要零、部件的结构和设计落料 用模具沿封闭线冲切板料，冲下的部分为工件冲孔 用模具沿封闭线冲切板料，冲下的部分为废料翻边 用模具将板料上的孔或外缘翻成直壁成形 将工件不平的表面压平；将原先弯曲或拉深件压成正确形状冲压工艺对材料的要求：选择冲压用材料时，首先应满足冲压件的使用要求。一般来说，对于机器上的主要冲压件，要求材料具有较高的强度和刚度；电机电器上的某些冲压件，要求有较高的导电性和导磁性；汽车、飞机上的冲压件，要求有足够的强度，并尽可能减轻质量；化工容器要求耐腐蚀等，同时，还应满足冲压工艺对材料的要求，以保证冲压过程顺利完成。即：应具有良好的塑性和表面质量，以及板料厚度公差应符合标准规定等构成冲模的零、部件可分为工艺构件和辅助构件两部分。3.1 工作零件冲裁、弯曲、拉深等各种工序中所用模具的凸模、凹模及凸凹模等均为工作零件。3.2 定位零件模具上定位零件的作用是使毛坯在模具上能够正确定位。毛坯在模具中定位又两个内容：一是送料方向上的定位，用来控制送料的进距，通常称为挡料，二是在与送料方向垂直方向上的定位，通常称为送进导向如下图所示：20图 31 毛坯的定位卸料板的选择：选用刚性卸料板如下图所示：图 32 刚性卸料板213.3 导向及支撑固定零件导柱和导套的选择： 对生产批量大，要求模具寿命高，工件精度较高的冲模，一般采用导柱、导套来保证上、下模的精确导向。导柱、导套的结构形式有滑动和滚动的两种。经过计较选用了滚珠导柱、导套.滚珠导柱、导套是一种无间隙、精度高、寿命长的导向装置，适合于高速冲模、精密冲裁模以及硬质合金模具的冲压工作。如图所示为滚珠导柱、导套的结构形式，导套 1 与上模座导套孔采用过盈配合，导柱 5 与下模座导柱孔位过盈配合，滚珠 3 置于滚珠夹持圈 4 内，与导柱和导套接触，并有微量过盈。设计时，滚珠与导柱、导套之间应保持 0.01-0.02mm 的过盈量。为保证均匀接触，滚珠尺寸必须严格控制。滚珠直径一般取-5mm。对于高精度模具滚珠精度去IT5，一般精度的模具，取 IT6.滚珠排列对称，分布均匀，与中心线倾角一般取 510，是每个滚珠在上下运动时都有其各自的滚道而减少磨损。滚珠夹持圈的长度L，应保证上模回程至上止点时，仍有 2-3 圈滚珠与导柱、导套配合，起导向作用。导套长度约为 L1=L+（5-10)mm。22图 33 滚珠导柱、导套1导套 2上摸座 3滚珠 4滚珠夹持圈 5导柱 6下模座3.4 模柄 模柄的作用是将模具的上模座固定在冲床的滑块上。常用的模柄形式分为整体式模柄、带台阶的压入式模柄、带螺纹的旋入式模柄、有凸缘的模柄、浮动式模柄选用浮动式模柄如图它由模柄、球面垫圈和接板组成。这种结构可通过球面垫快消除冲床导轨误差对冲模导向精度的影响。适用于有滚珠导柱、导套导向的精度冲模。在设计模柄时要注意，模柄的长度不得大于冲床滑块里模柄孔德深度，模柄直径应与模柄孔一致。23图 34 浮动式模柄3.5 模具的闭合高度模具的闭合高度 H 模 是指模具在最低工作位置时，上下模之间的距离，如下图图所示：