冲压模具毕业设计说明书修改版.doc

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1、1 引言 冲压工艺与模具设计是材料成型及控制工程专业模具方向的主干专业课。本课程论述冷冲压的机理，各种板材成型中出现的一般问题，初步具有解决冲压件质量，分析经济效益，从事冲压新工艺，新技术的开发，制定冲压工艺规程和设计冲模的能力。 . 冷冲压的基本概念冷冲压是一种先进的金属加工方法，它是建立在金属塑性变形的基础上，利用模具和冲压设备对板料金属进行加工，以获得所需要的零件形状和尺寸。冲压通常是在常温下对材料进行冷变形加工，且主要采用板料来加工成所需零件，所以也叫冷冲压或板料冲压1。冲压所使用的模具称为冲压模具，简称冲模。冲模是将材料（金属或非金属）批量加工成所需冲件的专用工具。冲模在冲压中至关重

2、要，没有符合要求的冲模，批量冲压生产就难以进行；没有先进的冲模，先进的冲压工艺就无法实现2。冲压工艺与模具、冲压设备和冲压材料构成冲压加工的三要素，只有它们相互结合才能得出冲压件3。. 冲压技术的历史及现状冲压技术的真正发展，始于汽车的工业化生产。20世纪初，美国福特汽车的工业化生产大大推动了冲压技术的研究和发展。研究工作基本上在板料成形技术和成形性两方面同时展开，关键问题是破裂、起皱与回弹，涉及可成形性预估、成形方法的创新，以及成形过程的分析与控制4。但在20世纪的大部分时间里，对冲压技术的掌握基本上是经验型的。分析工具是经典的成形力学理论，能求解的问题十分有限。研究的重点是板材冲压性能及成

3、形力学，远不能满足汽车工业的需求。60年代是冲压技术发展的重要时期，各种新的成形技术相继出现。尤其是成形极限图（FLD）的提出，推动了板材性能、成形理论、成形工艺和质量控制的协调发展，成为冲压技术发展史上的一个里程碑。由于80年代有限元方法及CAD技术的先期发展，使90年代以数值模拟仿真为中心的和计算机应用技术在冲压领域得以迅速发展并走向实用化，成为材料变形行为研究和工艺过程设计的有力工具5。. 冷冲压工艺的优缺点 与机械加工及塑性加工的其它方法相比，冲压加工无论在技术方面还是经济方面都具有许多独特的优点。主要表现如下。（1）冲压加工的生产效率高，且操作方便，易于实现机械化与自动化。（2）冲压

4、时由于模具保证了冲压件的尺寸与形状精度，且一般不破坏冲压件的表面质量,而模具的寿命一般较长,所以冲压的质量稳定,互换性好,具有“一模一样”的特征。（3）冲压可加工出尺寸范围较大、形状较复杂的零件。（4）冲压一般没有切屑碎料生成，材料的消耗较少，且不需其它加热设备，因而是一种省料，节能的加工方法，冲压件的成本较低6。但是，冲压加工所使用的模具一般具有专用性，有时一个复杂零件需要数套模具才能加工成形，且模具制造的精度高，技术要求高，是技术密集形产品。所以，只有在冲压件生产批量较大的情况下，冲压加工的优点才能充分体现，从而获得较好的经济效益7。. 冲压技术的发展趋势随着科学技术的不断进步和工业生产的

5、迅速发展，许多新技术、新工艺、新设备、新材料不断涌现，因而促进了冲压技术的不断革新和发展8。其主要表现在：（1）工艺分析计算方法的现代化。近年来已广泛采用弹塑性有限元法对覆盖件成形过程进行应力、应变分析及模拟，预测某一工艺对零件成型的可能性和讲出新的问题，供设计人员进行修改和选择，这样不仅节省了模具实验的费用，缩短试验周期，而且建立一套结合实际生产的先进设计方法，使冲压成型理论逐步达到指导生产实际的作用9。 （2）模具设计制造技术现代化。模具设计制造从初试设计到最后装配检测，实质上是将产品的设计信息在生产环节进行不断传送、处理并反馈的过程。正确的模具设计制造方法应当是采用并行工程的方法，要实现

6、模具CAD/CAE/CAM等各个模具间信息的提取、交换和处理的集成化，必须建立模具集成化的产品信息模形。采用基于特征变量化设计、工程数据库管理系统等技术已成为目前研究的热门。反求工程技术是先进制造技术的重要组成内容，采用反求技术，可迅速将实物模形CAD模形化，利用已有的模具CAD/CAM系统进行模具设计制造，具有速度快的优点10。 （3）冲压加工自动化、精密化与柔性化为了适应大批量、高效生产的需要，在冲模具和设备上广泛应用了各种自动化的进出料机构。在中小形冲压件的大批量生产方面，现已广泛应用多工位级进模、多工位压力机或高速压力机。在小批量多品种生产方面，正在发展快速柔性制造系统（FMS），为了

7、适应多品种生产时不断更换模具的需要，已成功地发展了快速换模系统（CIMS）也正在被引入冲压加工系统，出现了冲压加工中心，并且使设计、冲压生产、零件运输、仓储、品质检验以及生产管理等全面实现自动化11。（4）冲压生产的机械化和自动化。冲压设备已有单工位低速压力机发展到多工位高速自动压力机，一般中小型冲压件即可在多工位压力机上生产，也可在高速压力机上采用多工位级进模加工，大型冲压件可在多工位压力机上自动送料、取件，进行机械化生产12。 （5）为了满足产品的更新换代和生产小批量的发展趋势，开发一些新的成型工艺、简易模具、通用组合模具、数控冲压设备和冲压柔性制造系统13。 （6）不断改进板料性能，以提

8、高成形性和使用效果。为了减少城市CO的排放量，汽车力求轻量化，最突出的发展方向是提高所用材料的比强度和比刚度及发展高效的轻量化结构。现代车身结构中，高强度钢约占25%。目前在继续开发超高强度钢的同时，结合发展新的“高效结构”和制造技术，争取使车身重量减少20%以上。但更引人关注的努力方向是扩大铝、镁等低密度合金材料在汽车上的应用14。我国生产的模具使用寿命与国外模具的使用寿命仍存在着较大的差距。究其原因，很大程度上取决于模具材料和热处理、表面处理技术。因此，必须努力提高国产模具材料的质量，研究和推广先进的热处理、表面处理技术、充分发挥模具材料的潜力15。 （7）提高冲模标准化水平缩短模具制造周

9、期是降低模具成本行之有效的途径，同时也会为计算机辅助设计与制造创造有利条件。因此，必须加快模具制造的产业调整以满足市场的需要，走出一条低成本、高效益发展之路16。2 冲压件的工艺分析及工艺方案的确定. 材料分析2.1.1 材料的基本要求冲压对所用板料的要求：1）具有良好的塑性；2）应具有光洁平整且无缺陷损伤的表面状态：3）材料原子度公差应符合国家标准。2.1.2 板材材料分析本零件所提供的材料为08AL钢， 08AL是优质碳素结构钢的一种，一般用作冷冲压薄板钢中的Al脱氧镇静钢冷轧板,其命名规则类同碳素结构钢，其两位数字表示钢中平均碳质量分数的万倍，即“08”表示钢中平均碳质量分数为0.08%

10、，“A”表示质量等级，“L”为“拉”字的汉语拼音首字母，表示其拉伸性能好。主要力学性能(试件尺寸25mm)：正火930、s=185 MPa、b=325Mpa、硬度(未热处理)131HB。08Al钢其他的一些性能参数:屈服强度:270-410MPa,密度7800，伸长率，弹性模量:207GPa，一般没有用抗强度这一指标18。 . 零件的冲压工艺性分析(1) 冲压件的形状和尺寸（如图2.1）（如图2.2）（如图2.3）图2.1 上盖主俯视图 材料：08AL 厚度：1.5mm 图 2.2 工件局部放大图 图 2.3 工件左视图(2) 冲压件的尺寸精度材料：该冲裁件的材料08AL钢板，是优质碳素结构钢

11、，具有较好的可冲压性能和拉伸性能。零件结构：该冲裁件的结构简单，主体是轴对称件，有七个直径为9mm孔和一个带翻边的直径为116的大孔，其中底面上的三个小孔是非对称孔，而其他的四个小孔是轴对称的；零件的断面积相差20mm，比较适合冲裁。尺寸精度：零件图上大部分尺寸未注公差，属自由尺寸，按IT13级确定工件尺寸的公差。有几个尺寸标注了公差，上下偏差为1.5，或上下偏差为1，经查冲模图册可知为IT13IT15级。结论： 适合冲裁和拉深(3) 冲压件的生产批量批量为十万件，该零件为单件中批量生产。(4) 冲压件的工艺分析 零件采用1.5mm厚的08AL钢板制成，保证了足够的刚度和强度，内腔的主要配合尺

12、寸，为IT1314级，要保证上盖高度为，7个小孔9与116的相互位置要准确，小孔中心圆直径90.5为IT11IT12级。根据零件的技术要求，进行工艺性分析，可认为该零件属于盒形件，几个尺寸精度为普通精度，采用一般的模具制造精度和模具间隙。由于116的小孔为翻边之后的大小，之前冲孔时，孔中心距要求较高精度。同时冲出3个小孔，且冲孔时应以拉深内腔定位。(5)冲压件的经济性分析 大中批量生产时，生产效率（即工时费用）、材料利用率等可变成本以及模具使用寿命是决定冲压成本的关键因素。可以选用高生产率的复合模，及多工位的级进模以及高寿命的硬质合金模具等。为降低可变资本，不得不提高模具制造的费用，但由于批量

13、大，冲压件单件的成本还是降低了，可以获得很好的技术经济效益。. 分析、比较和确定合理的工艺方案该零件采用的工序较多，不易一下确定工艺方案，先确定出零件的基本工序，然后将各基本工序作各种可能的组合并排出顺序，以得出不同的工艺方案，再根据各种因素进行分析比较，找出合适于具体生产条件的最佳方案。该上盖零件包括以下基本工序：落料、拉深、冲小孔、冲翻边的预制孔、翻边、整形、切边等。根据这些基本工序，可拟出以下几种方案：方案一：落料与拉深复合，其余按基本工序；方案二：落料与拉深复合，冲底孔与冲小孔复合，翻边与整形复合，其余按基本工序；方案三：落料与拉深复合，冲底孔与切边复合，翻边与整形复合，其余按基本工序

14、；方案四：落料、拉深与冲底孔复合，翻边与切边复合，其余那基本工序；方案五：落料和拉深复合，切边和外缘翻边复合，冲底孔和翻边复合，其余按基本工序；方案六：落料、拉深、冲小孔、冲底孔与翻边复合，切边与外缘翻边复合，其余按基本工序；方案七：落料、拉深复合，整形、冲四个对称小孔复合，冲底面的三个小孔、底孔与切边复合，内圆孔翻边与外缘翻边复合；方案八：全部按基本工序方案九：落料与拉深复合，冲小孔与冲底孔复合，其余按基本工序；方案十：采用带料连续拉深，冲孔等或者在多工位自动压力机上冲压；分析比较上述十种工艺方案，可以看到：对于方案一和方案八，所用模具太多，复合程度低，生产率较低，定位不准确，容易产生多次冲

15、压的定位误差，只适合小批量生产；对于方案二，冲四个对称小孔与冲底孔的凸模不在一个平面上，而且凸模高度相差较大，这样对模具的磨损太大；对于方案三，切边不能放在整形之前，因为切边完之后再整形的话可能导致还有切边余量没切完，导致工件尺寸不满足设计要求；对于方案四，翻边与切边复合时，它们的刃口都不在同一平面上，而且磨损快慢也不同，这会给修磨带来不便，修磨后要保持相对位置也有困难；对于方案五和方案六，冲底孔和内圆孔翻边复合，这样的话凸模的制造难度较大且复杂，也给修磨造成困难；对于方案九，生产率较低，定位不准确，容易产生多次冲压的定位误差，虽然各个工序的模具制作简单，但是占用设备过多，还有可能由于在不同单

16、工序模上定位所积累的误差过大而导致生产出废品；对于方案十，采用多工位自动压力机冲压，可获得较高的生产率，而且操作安全，也避免了上述方案中所指出的缺点，但这一方案需专用压力机或自动送料装置，而且模具结构复杂，制造周期长，生产成本高，但适合大批量生产；对于方案七，没有以上缺点，工序的复合程度较高，精度相对较高；制造周期短、生产成本相对多工位自动压力机冲压稍低，生产率高，虽然模具制作比其他方案复杂，但是占用设备少，生产率提高了许多，并且复合模的特点就是减少误差，只要结构符合成型工艺特点就不容易差生废品，适合于大中批量生产。因此最后选用方案七。. 模具具体结构形式的确定(1)操作方式的选择 选择手工送

17、料操作方式。零件中批量生产,安排生产可采用手工送料方式能够达到批量生产,且能降低模具成本,因此采用手工送料方式。(2)定位方式的选择 工件在模具中的定位主要考虑定位基准、上料方式、操作安全可靠等因素。为使定位可靠，应选择精度高、冲压时不发生变形和移动的表面作为定位表面。(3)卸料方式的选择 由于采用人工操作送进和定位，并且材料比较硬，各个工序的力也大，同时考虑零件尺寸较大，厚度较高，所以选择刚性卸料方式比较方便、合理以上制作粗略的选择，待工艺计算后和模具装配设计时做具体的、最后的确定。. 毛坯尺寸的计算 外缘翻边工序前的毛坯尺寸：查表4-519，带凸缘盒形拉深件的修边余量=3mm，外凸缘属于外

18、缘翻边中的压缩类翻边，在翻边的凸缘内产生压应力，容易起皱。为了防止起皱须在模具结构中设置压边机构。为保证工件翻边尺寸在公差范围内，还需要在制作翻边模时考虑零件的弹复大小。组成翻边轮廓曲线的两段直线部分的翻边，可简化为弯曲工序考虑，因而计算这部分的翻边模工作部分时按照弯曲模计算；过渡弧部分的翻边，可简化为浅拉深工序考虑，因而在计算这部分的翻边模工作部分时，按照浅拉深模计算。 对于四个圆弧部分的毛坯尺寸计算，根据浅拉深毛坯直径的计算公式 其中h=11.5mm,则有 .最终D=119.8mm 按浅拉深来算，则R=D/2=59.9mm 。则凸缘半径=59.9-41.5=18.4mm通过所给的图形可得：

19、四条直边可按弯曲公式计算，查表3-1020得，按工件弯曲角为90时，得毛坯直径的计算公式：由查表3-10可得，当mm ,t=1.5mm时，mm其中a,b为直边尺寸：a=8mm, b=4.5mm则宽度和长度方向上每一条直边展开后毛坯的尺寸为L=a+b+3.94=12.5+3.94=16.44mm然而实际上直边部分毛坯展开后需要加上一个圆角半径r=2mm，则mm为了使毛坯形状与盒形件拉深相似，可取圆角的展开与直边的展开宽度一样，则有, 由于盒形件是一次拉深完成的，则有修边余量，查表可得 ,其中取则有, 因此 总的修边余量所以外缘翻边前坯料的大体尺寸为 ，其图形如图2.4 。 图2.4 落料拉深工件

20、 拉深时：由上面带法兰的矩形零件图，拉深件尺寸标注在内测，则其拉深件的展开图的计算如下： （1）直边部分按弯曲件来求展开长度： ，其中则有 （2）圆角部分按拉深件求展开半径，其公式如下则有=80mm （3）按求得的L和,作出待修正的展开图 毛坯的宽度K为： 毛坯的长度L为： （其中L大于50的零件属于大零件则有） （4）展开修正图，使圆角部分与直边部分的展开图形圆滑过渡，因为工件高度较小而相对圆角半径0.6时,用半径R=0.5K的圆角修正,用半径 R=0.5K的圆角修正,则有 R=154mm。 （5）进行盒形件的拉深 对于锥形件的拉深部分，其俩端按个圆锥旋转体毛坯计算其直径 毛坯直径：， ，L

21、=14mm则毛坯对于俩条直边部分按照弯曲来计算：由于圆角半径r=10mm,板料厚度t=1.5mm 可得（为中性层系数，由表3-120可得），其中，则有，把上述数据代入得L=161mm这里涉及到直壁形盒形与锥形盒形俩个形状的坯料叠加问题则俩条直边部分坯料加宽则圆弧对应部分坯料加宽预制孔直径d=105mmMPa因此需要加凸凹模垫板。(4)凸凹模圆角半径拉深件的底与壁，凸缘与壁，矩形件的四壁间的圆角半径应满足，否则应增加整形工序，已经t=1.5mm,则有2t=3mm,3t=4.5mm因此从零件图可知外缘翻边与深度较高的那个盒形的那个圆角，则需要增加整形工序，同时整形工序应在冲压件基本成形之后进行的。

22、拉深凹模圆角半径，则可取。凸模圆角半径应于工件的圆角半径相等，即(5)压边力计算压边力为表4-8121所推荐的公式计算压边力：，其中3.1.3 落料、拉深复合模压力机选择(1)总的冲裁力：因为落料拉深这俩道工序虽然是复合在一起，但是不是同时进行的，所以压力机所需的总冲压力取决于这俩道工序中的力最大的那道工序，前面已经计算了，拉深力大于落料力，即总的冲裁力为：。 (2)压力机类型的选择 压力机类型的选择主要依据所要完成的冲压性质、生产批量、冲压件的尺寸及精度要求等。该冲裁件属于结构简单的大型冲裁件中批量生产，冲裁件的尺寸级精度要求不高，故采用开式压力机。 (3)压力机规格的选择 压力机规格的选择

23、主要依据冲裁件尺寸，变形力大小及模具尺寸等，初选压力机规格时主要选择压力机的公称压力、行程次数等参数，闭合高度要在零件模具设计完成后，进行必要的校核后再确定尺寸。 公称压力的选择。 冲裁时，压力机的施力行程较小（小于公称压力行程），因此所选压力机的公称压力只要大于冲压力的总和即可。 F0F总因为 F总=950 KN,由此可查表9-321可知可选1600KN或者2000KN的压力机，同时由表可知这俩种压力机的重要参数基本相同。所以，压力机的公称压力可以初选为F0=1600 KN的开式固定台压力机,其型号为。 行程次数。 行程次数是指滑块每分钟冲击的次数，即滑块每分钟往复运动的次数。主要考虑以下因

24、素23： a、为了提高生产率，就要增加行程次数。b、考虑操作方式（进、出料时间的快慢）。c、不能忽略金属变形速度这一因素（金属流动速度）。d、行程次数太高，将缩短设备寿命。压力机的行程次数为40r/min,远远满足该冲裁件的生产效率要求。 滑块行程。 滑块行程是指滑块的最大运动距离。主要考虑以下因素：a、 要保证毛坯放进和工件取出，应使滑块行程大于工件高度的两倍以上。b、 与行程次数密切相关，行程长，则次数少，所以限制行程，可提高生产率。所选压力机的滑块行程为160mm，远远满足冲裁件的冲压行程。 闭合高度。 压力机的闭合高度是指滑块在下死点时，滑块底面到工作台上平面之间的距离。a. 压力机的

25、闭合高度可以通过调节连杆长度来改变其大小，将连杆调至最短时，闭合高度最大，称最大闭合高度。将连杆调至最长时，闭合高度最小。所选压力机的最大闭合高度为480mm，连杆的调节量为160mm，故最小闭合高度为320mm。b. 当压力机工作台面上有垫板时，用压力机的闭合高度减去垫板厚度，就是压力机的装模高度；没有垫板的压力机，其装模高度与闭合高度相等。c. 模具的闭合高度：是指模具在最低工作位置时，上模座上平面至下模座下平面之间的距离。它与压力机的配合应遵守下列关系 式中 压力机的最大闭合高度，mm ；压力机的最小闭合高度，mm 模具的闭合高度，mm ； 压力机垫板的厚度，mm ；如果压力机上不设垫板

26、，该模具的闭合高度H在330mm475mm之间。加上垫板，模具闭合高度H将减小。 工作台面尺寸。压力机的工作台面尺寸（前后x左右）为900mmx1400mm 模柄孔的尺寸（直径x深度）为70mm x 80mm，那么，设计时模具的模柄孔尺寸要与模柄尺寸匹配24。3.1.4 落料、拉深复合模压力中心选择 模具压力中心是指冲压时诸冲压力合力的作用点位置。为了确保压力机和模具正常工作，应使冲模压力中心与压力机滑块的中心重合。否则，会使冲模和压力机滑块产生偏心载荷，使滑块和导轨间产生过大的磨损，模具导向零件加速磨损，降低模具和压力机的使用寿命。在设计时，必须使冲模的压力中心与冲床滑块轴线重合，否则冲模在

27、工作中就会产生偏心负荷弯矩，模具发生弯曲歪斜，导向机构不均匀磨损，刃口迅速变钝，直接影响模具寿命和冲裁件的质量25。该冲裁件是简单形状，长圆形刃口的压力中心在对称中心。. 落料、拉深复合模主要零部件设计模具的工作零件、定位零件、压料和卸料零件、导向零件、连接和紧固零件、弹簧、橡胶等要首先按冷冲模国家标准选用，若无标准，可先选用再进行设计。对于小而长的冲头，壁厚较薄的凹模等还需要进行强度校核。模具的闭合高度、轮廓大小、压力中心应于选用设备相适应。3.2.1 模具总体设计（1） 模具类型的选择由冲压工艺分析可知，采用落料拉深冲压。所以模具类型为复合模。（2） 定位方式的选择复合模：因为该模具采用的

28、是长板块，控制板块的送进方向采用导料板，无侧压装置。控制条料的送进步距采用固定挡料销定距。（3） 卸料、出件方式的选择因为工件料厚为1.5mm，相对较厚，卸料力也比较大，故可采用刚性卸料。对于复合模生产，应采用上出件比较便于操作与提高生产效率。（4） 导向方式的选择为了提高模具寿命和工件质量，方便安装调整，模具采用四导柱的导向方式。四导柱的模架冲压时受力较均匀平衡，稳定性和导向精度较高，适用于尺寸较大，精度较高的模具26。3.2.2 工艺零件设计 (1)工作零件的设计凸凹模 结合工件外形并考虑加工，将凸凹模设计成带肩台阶式凸凹模，一方面加工简单，另一方面又便于装配与更换，采用车床加工，与凸凹模

29、固定板的配合按H7/m6。凸凹模长度L=132mm。材料选用T10A钢，淬硬HRC6062。其结构。如图3.2所示。拉深凸模 拉深凸模采用台阶式，也是采用车床加工,与凸模固定板的配合按H7/m6的配合,材料选用T10A钢，淬硬HRC5860。其结构如图3.3所示。落料凹模凹模采用整体凹模，冲裁的凹模孔可采用线切割机床和铣床加工，安排凹模在模架上的位置时，要依据计算压力中心的数据，将压力中心与模柄中心重合。凹模的轮廓尺寸应要保证凹模有足够的强度与刚度，凹模板的厚度还应考虑修磨量，根据冲裁件的厚度和冲裁件的最大外形尺寸在标准中选取凹模板的各尺寸为：，因考虑到整套模具的整体布置要求，选其厚度为80m

30、m。凹模的材料选用T10A钢，淬硬HRC5862。其结构如图3.4所示。凸凹模固定板凸凹模固定板与凹模外形一致，选用的材料为45钢。其结构如图3.5所示：凸凹模垫板 凸凹模垫板与凸凹模固定板的外形一致，选用45钢，其结构如图3.6所示：图3.2 凸凹模图3.3 拉深凸模(2)定位零件的设计固定挡料销 落料凹模上部设置固定挡料销，采用固定挡料销的进行定距.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,如图3.7所示。挡料销采用H7/r6安装在落料凹模端面。卸料部件设计 卸料装置用刚性卸料板的卸料装置，如图3.8所示，卸料板内孔每侧与凸模保持间隙C=0.1t=0.15mm，卸料板周

31、界尺寸与凹模周界尺寸一样，厚度根据冲裁件料厚t查模具手册中表14-1021得其厚度为14mm。卸料板采用45钢制造。压边圈设计 为了防止拉深过程中起皱，生产中主要采用压边圈，压边圈采用45钢，热处理硬度为淬硬HRC5052.其结构如图3.9所示。3.2.3 结构零件设计 （1）模架及其他零件设计采用滑动导向四导柱式模架的导向方式，带有导柱的冲裁模适合于精度要求较高，生产批量较大且尺寸较大的冲裁件，且导柱模结构比较完善。同时四导柱模架冲压时，受力比较均匀平衡，稳定性和导向精度较高。故相应选四导柱模架。导柱的长度应保证冲模在最低工作位置时，导柱上端面与上模座顶面的距离不小于10-15mm，而下模座

32、底面与导柱底面的距离应为0.5-1mm。导柱与导套之间的配合为H7/h6,导套与上模座之间的配合为H7/r6，导柱与下模座之间的配合为R7/h5。导柱与导套材料采用20钢，热处理硬度为（渗碳）58-62HRC。上下模座材料采用HT25-47硬度为调质28-32HRC。模架的选取：查各种资料可知，没有符合自己零件的标准上下模座，因此只有自己设计，其具体参数可参考对应零件图。型导柱：查表10-3921，标准编号： GB/T2861.181 20x120其基本参数： 型导套：查表10-4221，标准编号： GB/T2861.6-81 20x65x23其基本参数： a = 1mm; b = 3mm;

33、; ; 油槽数为4. （2）模柄的选择压力机需d=70的模柄，查表10-4721，选用A型压入式模柄，模柄与上模座采用过渡配合。其结构如图3.10所示。图3.4 落料凹模 图3.5 凸凹模固定板 图3.6 凸凹模垫板3.2.4 落料拉深设备的校核 （1） 模具的闭合高度为 H模=H1+H2+H3+ H4+L-h=338.8mm， 可知满足要求。 （2）压力机台面尺寸 由于上下模座的最大外形长宽尺寸为1042mmx860mm,而压力机的台面尺寸为1400mmx900mm,所以满足要求。 （3）压力机工作台孔尺寸 由于四根托杆左右的间距为450mm,前后的间距为260mm,而压力机工作台尺寸为70

34、0mmx400mm,因此这四根杆能放进工作台孔里面，满足要求。图3.7 挡料销 图3.8 卸料板 图3.9 压边圈3.2.5 落料、拉深复合模的模具装配结构本模具可完成落料、拉深两个工序。板块送进时，左右由起导向作用的导尺作为导向零件。前后用挡料销定位。模具工作时，用托杆由下向上压住压边圈，可获得较大的压边力。落料工件制出后，上模继续下行，完成拉深工序，刚性卸料板将料从凸凹模中推出。若留在了拉深凸模，则可以用压边圈向上推出工件。如图3.11 图3.10 模柄 图3.11 落料拉深复合模1下模座； 2导柱；3导套 ；4导尺 ；5卸料板；6沉头螺钉；7上模座；8凸凹模固定板 ；9内六角螺钉 ；10

35、凸凹模垫板 ； 11推件块 ；12模柄；13推杆；14销钉；15凸凹模；16销钉；17落料凹模；18销钉；19压边圈；20拉深凸模；21内六角螺钉；22托杆；23内六角螺钉；4 切边冲孔模的工艺计算及模具设计41 切边冲孔模的工艺计算4.1.1 凸凹模间隙设计时间隙一律采用最小合理间隙值Zmin。由分别加工的互换性要求采用较小的制造公差来满足下式 （1） 对于冲孔：查表2-2421得，zmax=0.240mm, zmin=0.132mm；查表2-3021得，x取0.5，取0.6；查表2-2921凸凹模偏差p=-0.020，d=+0.020。将已知的数据代入（1）式，得出间隙值满足条件。 对于切

36、边：查表2-2621得，；查表2-3021得，x取0.5，取0.6；凸凹模偏差 ，将已知的数据代入（1）式，得出间隙值满足条件。4.1.2 凸凹模工作部分的尺寸及公差冲孔凸模 冲孔凹模 冲底孔时的凸凹模工作部分尺寸：冲三个的小孔时的凸凹模工作部分尺寸：对于切边工序的凸凹模尺寸的计算：切边凸模切边凹模切俩条长直边的距离 D=259.8mm,则有切俩条短直边的距离D=739.8mm,则有 切四个圆角，其直径D=119.8mm,则有4.1.3 冲裁时的压力 F=KLt式中：F冲裁力，N ；L冲裁周边长度，mm ；K系数，通常取1.3 ；t冲裁件材料的厚度，mm ；材料的抗剪强度，MPa 。为了便于计

37、算，可取材料的，故冲裁力又可以简化为切边力的计算： 查表8-521可得，同时周长L=1856mm则 切边力 卸料力 ，其中查表2-3721可得=0.04。冲孔力的计算：（1）冲三个小孔的力（2）冲底孔的力F总= F孔1+ F孔2=38151+148365=186516N=186.5KN卸料力 F1=k1F=0.04x186.5=7.46KN推件力 F2=nk2F=4x0.05x186.5=37.3KN式中 n卡在下模洞口内的工件数，h凹模孔口高度 ；k1卸料系数，K卸查表2-37得0.040.05，取0.04k2推件系数，K推查表2-37得0.030.07，取0.05（3）压边力：，其中因为冲

38、孔、切边这俩道工序虽然是复合在一起，但是不是同时进行的，所以压力机所需的总冲压力取决于这俩道工序中的力最大的那道工序，前面已经计算了，切边力大于冲孔力，即总的冲裁力为：也可以选用1600KN的压力机,其型号为。该压力机的具体参数可参考落料拉深的压力机的参数。4.1.4 冲孔、切边复合模压力中心选择 模具压力中心是指冲压时诸冲压力合力的作用点位置。为了确保压力机和模具正常工作，应使冲模压力中心与压力机滑块的中心重合。否则，会使冲模和压力机滑块产生偏心载荷，使滑块和导轨间产生过大的磨损，模具导向零件加速磨损，降低模具和压力机的使用寿命。在设计时，必须使冲模的压力中心与冲床滑块轴线重合，否则冲模在工

39、作中就会产生偏心负荷弯矩，模具发生弯曲歪斜，导向机构不均匀磨损，刃口迅速变钝，直接影响模具寿命和冲裁件的质量27。虽然冲孔工序的压力中心不在中心轴上，当是切边和冲孔不是同时进行的，上述计算可得切边力明显大于冲孔力，所以复合模压力中心的中心取决于切边的中心，切边的零件形状是中心对称零件，所以复合模压力中心在中心轴上。42 冲孔模模具设计4.2.1 模具总体设计（1）模具类型的选择 由冲压工艺分析可知，采用切边和冲孔冲压。所以模具类型为复合模。 （2）定位方式的选择 复合模：采用这样凸凹模定位，因为通过推件块和冲孔凹模的配合部分可以对零件进行定位。（3）卸料、出件方式的选择 因为工件料厚为1.5mm，相对较薄，卸料力也不大，故可采用弹性卸料。采用上出件方式。 （4）导向方式的选择为了提高模具寿命和工件质量，方便安装调整，模具采用后侧导柱导向方式。4.2.2 工艺零件设计（1）工作零件冲底孔凸模结合工件外形并考虑加工，将凸凹模设计成带肩台阶式凸模，一方面加工简单，另一方面又便于装配与更换，采用车床加工，与凸模固定板