盖冒垫片设计说明书.pdf

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1、 1 盖冒垫片设计说明书盖冒垫片设计说明书 一、工件工艺性分析 如右图 1 所示：工件为有凸缘圆筒形零件，且在凸缘上均匀分布 4 个 相同的孔。故可得知此工件为：落料拉深冲孔所得，其加工工艺过程 为：落料拉深冲孔,各尺寸关系如图 1 所示 一、 拉深工艺及拉深模有设计 1、 设计要点 设计确定拉深模结构时为充分保证制件的质量及尺寸的精度， 应注意 以下几点 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 2 1） 拉深高度应计算准确，且在模具结构上要留有安全余量，以便 工件稍高时仍能适应。 2） 拉深凸模上必须设有出气孔， 并注意出气孔不能被工件包住而 失去作用。 3） 有

2、凸缘拉深件的高度取决胜于上模行程， 模具中要设计有限程 器，以便于模具调整。 4） 对称工件的模架要明显不对称，以防止上、下模位置装错，非 旋转工件的凸、凹模装配位置必须准确可行，发防松动后发生旋 转，偏移而影响工件质量，甚至损坏模具。 5） 对于形状复杂，需经过多次拉深的零件，需先做拉深模，经试 压确定合适的毛坯形状和尺寸后再做落料模，并在拉深模上按已 定形的毛坯，设计安装定位装置。 6） 弹性压料设备必须有限位器，防止压料力过大。 7） 模具结构及材料要和制件批量相适应。 8） 模架和模具零件，要尽是使用标准化。 9） 放入和取出工件，必须方便安全。 2、 有凸缘圆筒形件的拉深方法及工艺计

3、算 有凸缘筒形件的拉深原理与一般圆筒形件是相同的， 但由于带有凸 缘，其拉深方法及计算方法与一般圆筒形件有一定差别。 1） 在凸缘拉深件可以看成是一般圆筒形件在拉深未结束时的半 成品，即只将毛坯外径拉深到等于法兰边（即凸缘）直径 df时的 拉深过程就结束。因此其变形区的压力状态和变形特点应与圆筒 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 3 形件相同。 根据凸缘的相对直径 df/d 比值同有凸缘筒形件可分为：窄凸缘筒 形件（df/d=1.11.4）和宽凸缘筒形件（df/d1.4） 。显然此工件 df/d=50/21=2.381.4 为宽凸缘筒形件。下面着重对宽凸缘件的

4、拉深 进行分析，主要介绍其与直壁筒形件的不同点。 当 rp=rd=r 时（图 2）,宽凸缘件毛坯直径的计算公式为： rf ddhd44 . 7 4D 2 += （1） 根据拉深系数的定义宽凸缘件总拉深系数仍可表示为： d r dhdd D d m f 44 . 3 /4)/( 1 2 + = （2） 3、 宽凸缘圆筒形件的工艺计算要点 1)毛坯尺寸的计算，毛坯尺寸的计算仍按等面积原理进行，参考无 凸缘筒形件毛坯的计算方法计算，毛坯直径的计算公式见式（1） ，其 中 df要考虑修边余量，其值可从冲压工艺与模具设计表 4.22 中查得1.6mm 即 df=50+1.6=51.6mm 则 D=5 .

5、 3*21*44 . 7 7*21*46 .51 2 +=54.75mm PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 4 根据拉深系数的定义，宽凸缘件总拉深系数仍可表示为： M=38 . 0 475 . 5 21 = D d 2)判断工件是否一次拉成， 这只须比较工件实际所需的总拉深系数 和 h/d 与凸缘件第一次拉深系数和极限拉深系数的相对高度即可。m 总m1，当1，h/dh1/d1时可以一次拉成，工序计算到此结束，否则应 进行多次拉深。m总=0.38 h/d=21 7 =0.33。由冲压工艺与模具设计 表 4.2.6 查得此凸缘件的第一次拉深系数 m1=0.37。由

6、表 4.2.7 查得 此凸缘件的第一次拉深最大相对高度 h1/d1=0.280.35 之间，可知 m 总m1，h/dh1/d1可一次拉成。 4、拉深凸模和凹模的间隙 拉深模间隙是指单面间隙，间隙的大小对拉深力，拉深件的质量， 拉深模的寿命都有影响， 若 c 值大小， 凸缘区变厚的材料通过间隙时， 校正和变形的阻力增加，与模具表面间的摩擦，磨损严重，使拉深力 增加，需件变薄严重，甚至拉破，模具寿命降低。间隙小时得到的零 件侧壁平直而光滑，质量较好，精度较高。 间隙过大时，对毛坯的校直和挤压作用减小，拉深力降低，模具的寿 命提高，但零件的质量变差，冲出的零件侧壁不直。 因此拉深模的间隙值也应合适，

7、确定 c 时要考虑压边状况，拉深 次数和工件精度高。其原则是：即要考虑材料本身的公差，又要考虑 板料的增厚现象，间隙一般都比毛坯厚度略大一些。不用压边圈时， 考虑到起皱的可能性取间隙值为： PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 5 C=（11.1）tmax 有压边圈时，间隙数值也可按表 4.6.3 取值（ 冲压工艺与模具设 计 ） ，此工件的拉深间隙可取， C=1.1t=1.1mm 4、拉深凸模，凹模的尺寸及公差 工件的尺寸精度由末次拉深的凸、凹模的尺寸及公差决定，因此除 最后一道拉深模的尺寸公差需要考虑外， 首次及中间各道次的模具尺 寸公差和拉深半成品的尺寸公差

8、没有必要做严格限制。 这是模具的尺 寸只取等于毛坯的过渡尺寸即可。此工件内形尺寸公差有要求，故以 凸模为基准，先定凸模尺寸考虑到凸模基本不磨损， （其尺寸关系如 图 3 所示）以及工件的回弹情况，凸模开始尺寸不要取得过大。其值 为： Dp=（d+0.4）-p 凸模尺寸为：Dd=（d+0.4+2C）+ d PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 6 凸、凹模的制造公差p和d可根据工件的公差来选定。工件公差为 TT13级以上时p和d可按 TT68级取， 工件公差在IT14级以下时， 则p和d可按 IT10 级取： Dp=（20+0.40.2） 0 -0.021=20.0

9、8 0 -0.021mm Dd=（d+0.4+2c）0+d =（20+0.40.2+21.1）0+d=22.280 +0.021mm 5、凹模圆角半径 rd 拉深时，材料在经过凹模圆角时不仅因为发生弯曲变形需要克服 弯曲阻力， 还要克服因相对流动引起的磨檫阻力， 所以 rd大小对拉伸 工件的影响非常大。主要有以下影响： 1）拉伸力的大小；2）拉伸件的质量；3）拉伸模的寿命。rd小时材 料对凹模的压力增加，磨檫力增大，磨损加剧，使磨具的寿命降低。 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 7 所以 rd的值即不能太大， 也不能太小。 在生产上一般应尽量避免采用 过小圆角

10、半径，在保证工件质量的前提下尽量取大值，以满足模具寿 命要求。通常可按经验公式计算： rd=tdD）（8 . 0 式中 D 为毛坯直径或上道工序拉深件直径；d 为本道拉深后的直径 rd 应大于或等于 2t，若其值小于 2t，一般很难拉出，只能靠拉深后整 形得到所需零件，故可取 rd=2.5mm 6、凸模圆角半径 rp 凸模圆角半径对拉深工序的影响没有凹模圆角半径大，但其值也 必须合格，一般首次拉深时凸模圆角半径为 rp=（0.71.0）rd 这里取 rp =1.0rd=2.5mm 三、冲裁工艺及冲裁模具的设计 1、凸模与凹模刃口尺寸的计算 冲裁件的尺寸精度主要决定于模具刃口的尺寸精度。模具的合

11、理 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 8 间隙也要靠模具刃口尺寸制造精度来保证。 正确确定模具刃口尺寸及 其制造公差，是设计冲裁模的主要任务之一。从生产实践可发现：由 于凸凹模之间存在间隙，使落下的料或伸出的孔却带有锥度，且落料 件的大端尺寸等于凹模尺寸，冲孔件的小端尺寸等于凸模尺寸；在测 量于使用中，落料件以大端尺寸为基准，冲孔件以小端尺寸为基准。 2、凸、凹模刃口尺寸的计算方法 由于加工模具的方法不同，凸模与凹模刃口部分尺寸的计算公式 与制造公差的标注也不同，刃口尺寸的计算方法可分为以下两种情 况：凹模与凸模分开加工，凸模和凹模配合加工，从此工件的结构上

12、分析，选择凸模与凹模分开加工的制造方法：采用这种方法，凸模和 凹模分别按图纸加工至尺寸， 要分别标注凸模和凹模的刃口尺寸及制 造公差（凸模p、凹模d） ，适用于圆形或简单形状的制件。为了 保证初始间隙值小于最大合理间隙 2Cmax，必须满足下列条件： minmax 22CC dp + 或取： )22(4 . 0 minmax CC p = min)2max2(6 . 0cc d = 也就是说，新制造模具应该是 max 22CCmia dp + ，否则制造的模具 部隙已超过允许变动范围 2Cmin2Cmax,影响模具的使作寿命。 下面对落料和冲孔两咱情况分别进行讨论。 1） 落料 高工件的尺寸为

13、 D- 0 ，根据计算原则，落料时以凹模为设计基准。首 先确定凹模尺寸， 凹模的基本尺寸接近或等于制件轮廓的最小极限尺 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 9 寸，再减小凸模尺寸以保证最小合理间隙值 2Cmin。 名部分分配位置如图 5（a）所示。其计算公式如下 dDDd + = 0max )( （3） pCnD pCDDp d 0 minmax 0 min )2( )2( = = (4) 代入数据得 mm mmDd 03. 0 0 03. 0 0 96.54 )46 . 0 75 . 0 46 . 0 75.54( + + = += mmdpCDDp d 0

14、019. 0 0 min 76.541 . 086.54)2( = 校核04 . 0 1 . 014 . 0 049 . 0 =+ pd ；由此可知，只有缩小 p 、 d ， 提 高 制 造 精 度 ， 才 保 证 间 隙 在 合 理 范 围 内 ， 此 时 可 取 mm p 016 . 0 04 . 0 4 . 0=、mm d 024 . 0 04 . 0 6 . 0=， 放得：mmDd 024. 0 0 86.54 + = mmDp 0 016. 0 76.54 = 2）冲孔 设冲孔尺寸为 + 0 d，根居以上原则，冲孔时以凸模设计为基准，首 PDF 文件使用 “pdfFactory Pr

15、o“ 试用版本创建 10 先确定凸模刃口尺寸， 使凸模基本尺寸接近或等于工件孔的最大极限 尺寸，再增大凹模尺寸，凸模制造偏差为负偏差，凹模取正偏差，名 部分分配位置如图 5.b 所示，其计算公式如下： dd pd p cdcdd nddp + +=+= += 0minminmin 0 min )2()2( )( 在同一工步制件上冲出两个以上孔时，凹模型孔中心距 Ld按下式确 定： p125 . 0 p)5 . 0(LL mind += 代入数据mm11 . 5 )15 . 0 75 . 0 (5dp 0 009. 0 0 009. 0 =+= mm21 . 5 1 . 011 . 5 d 0

16、15. 0 0d + =+= 校核满足间隙条件）(09 . 0 1 . 014 . 0 024 . 0 dp =+ 孔距尺寸： )mm0375 . 0 36( 3 . 05 . 015 . 0 36( 125 . 0 )5 . 0(LL mind = += += 3)凹模洞的类形 常用凹模洞口的类形如图 6 所示： PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 11 图 6 其中图 a、 b、 c 为直筒式刃的凹模， 其特点是制造方便， 刃口强度高， 刃磨后工作部分尺寸不变，广泛用于冲裁公差要求较小，形状复杂的 精密制件。 但因废料 （或制件的聚集而增大了推件力和凹模的胀

17、裂力， 给凸、凹模的强度都带来了不利的影响。一般复合模上出件的冲裁模 用图 a、c 型，下出件的冲裁模用图 b 或图 a 型，图 d、e 型是锥筒式 刃口，在凹模内不聚集材料，侧壁磨损小，但刃口强度差，刃磨后刃 口径向尺寸略有增大（如30 0 时，刃磨 0.1mm 时，其尺寸增大 0.0017mm 凹模锥角，后角和洞高度 h，均随制件材料厚度增加而增大，一 般取1530 2030 h=4-10mm 综上所述及其对工 件孔分析，选择 B 型凹模洞口，取 h=6mm 20 4）凹模的外形尺寸 凹模的外形一般有矩形与圆形两种。凹模的外形尺寸应保证凹模 有足够的强度，刚度和修磨量，凹模的外形尺寸一般是

18、根据被冲材料 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 12 的厚度和冲裁件的最大外形尺寸来确定的如图 7 所示 凹模的厚度为: 1+ kb (15) 凹模壁厚度为 c=(1.52)H (3040mm) 式中 b 为冲裁件的最大外形尺寸；K 为系数,是考虑板料厚度影响的 系数可以冲压工艺与模具设计表 282 中查得代入数据可得冲 孔凹模 H=15mm c=30mm 落料凹模 H=0.3554.75=20mm c=40mm 四、模具的其它零件 1、模具除简单冲模外，一般冲模多利用模架的结构。模架的和 种类很多，要根据模具的精度要求，模具的类别，模具的大小选择合 适的模架

19、. PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 13 模架的选择可从实用模具技术手册P192 页选择标准架。根 据查阅的内容及分析，此复合模可选用后侧导柱模架导、导柱安装在 后侧，有偏心裁荷时容易歪斜，滑动不够平稳，可从左右前三个方向 关料操作比较方便。常用于一般要求的小型工件的冲裁和拉深模。所 选模架的结构及尺寸关系如图 8 所示： L =250mm B=160mm 上模座： 25016045 下模座 250160 50 导柱，32190 导套 3210543 Hmax=210 Hmin=170mm 其余尺寸见上下模座零件图，可以冲压手册冲压模具常用标准件 选择。 2

20、模柄 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 14 模柄有多种形式，要根据模具的结构特点，选用模柄的形式模柄 的直径根据所选压力机的模柄孔径确定，模柄可根据实用模具技术 手册P201 页选择，经查阅各种 模柄的特点，选用压入式模柄，这种模柄应用比较广泛压入模柄的结 构和尺寸， 可参表 11-10 制造， 表中 B 型模柄中间有孔可按装打料杆， 用压力机的打料模杆进行打料，模柄的结构及尺寸关系如图 9 所示。 图 9 d=30mm 065.0 1950.0 D=32mm 025. 0 009. 0 + + D1=42mm PDF 文件使用 “pdfFactory Pr

21、o“ 试用版本创建 15 h=78mm h2=30mm h1=5mm b=2mm a=0.5mm d1(H7)=6 +0.012 0 d2=11mm 3、卸料板 卸料板的主要作用是将冲压的料从凸模或凸、凹模上推下来，此 外在进模比较复杂的模具中，卸料板还具有保护小凸模作用，常用的 卸料板结构形式及适用范围见表 11-24 和第八章级进模表 8-10实 用模具技术手册 卸料板的尺寸可根据 实用模具技术手册 表 11-25 查得，本模具选用弹压式卸料板。卸料板的结构与尺寸关系如图 10 所示， PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 16 ho=16mm B=150m

22、m C=(0.10.2)t=0.2mm) 4弹顶和推出装置 弹顶装置由弹簧元件组成装于模具的下面通过顶杆起到推料的作 用，弹顶装置通常在压力机的工作台孔中，弹顶装置结构形式见表 11-26 实用模具技术手册 ， 具体结构及尺寸见装配图及零件图所示， 见图表（10）设计模具时选用标准的弹簧。已知冲裁时卸料为 FQ=3.8 可选圆钢丝螺压缩弹簧，由表 11-28 查得 d=8.0mm D2=50mm F=1990N. Dmax=38mm Dmin=62mm; 节距 P=14.9mm 5、导向装置（导柱 导套） 导向装置指得是模架上的导柱、导套。模具在开模，闭模过程中， 导柱和导套起导向的作用，使得

23、凸凹模正确的闭合，故此，导柱、导 套需要有严格的配合精度及尺寸要求，导柱、导套的选择可以冲压 手册中选取， （取 H7/h6 配合） 如图 11 a 导柱的具体尺寸为： d=32mm 0 016. 0 L=190mm 导套的具体尺寸为(图 11 .b) PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 17 图 11 D=32 025. 0 0 + D(r6)=45 0050. 0 034. 0 + + L=105mm h=43mm L=25mm 油槽数为 2 b=3；a=1 6、固定零件（固定板、垫板） 1）垫板的作用是承受凸模和凹模的压力，防止过大的冲压，在上 下模座上压

24、出凹坑，影响模具的正常工作，垫板厚度根据压力机的大 小选择，一般取 5-12mm，外形与固定板相同，材料 45 钢，热处理后 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 18 硬度为 45-48HRC，如图 12a .b 所示： 垫板在模具中的受力情况 2）固定板 固定板的作用起固定凸、凹模，防止其在冲压过程 中松动，造成模具的损坏，固定板的形状要根据凸、凹模而定，而外 形尺寸与垫板相似。固定板和具体形状尺寸见零件图所示。 7、连接零件 此类零件包括螺钉、销钉等，主要作用是联接其它零部伯，使之 共同完成工件的制造，螺钉和销钉可由冲压手册第十章、第七、 八章查选， 形状及

25、尺寸见七、 八节图所示现选螺钉 M12 圆柱销 d=8， 则冲压模上有关螺钉孔的尺寸见表 10-28冲压手册D=27 d=17.5 卸料螺钉选 M16，具体尺寸见表 10-29冲压手册 五、压力机的选择 压力机的选择要考虑， 冲裁力、 拉深力以及卸料力、 推件力、 顶件力， 压力机的总吨位应大于等以上所有力之和 1.3 倍，普通刃冲裁模，其 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 19 冲裁力 FP一般可按下式计算。 FP= KPtL 式中为材料的抗剪强度，L 为冲裁周边总长（mm）,t 为材料厚度， 系数 KP是考虑到冲裁模刃口的磨损， 凸模与凹模间隙的波动 （数

26、值的 变化或分布不均匀） 润滑情况，材料力学性能与厚度公差的变化等因素而设置的安全系 数，一般取 1.3，当查不到强度时，可用强度，b 代替，而取 KP=1 的近似计算法计算，材料钢的强度可以冲压工艺与模具设计表 1.4.1 查得=260MPa360MPa。 现取=340MPa FP1=1.313.1454.75340=76KN FP2=1.313.145340=7KN 影响卸料力、推料力和顶件力的因素很多，要精确的计算出很困难， 在实际生产采用经验公式计算： 卸料力：FQ=KFp 推料力：FQ1=nK1Fp 顶件力：FQ2=K2Fp 式中：本人工作于模具企业从事模具设计工作，本人工作于模具企

27、业从事模具设计工作，现兼职代做、现兼职代做、 辅导模具毕业设计辅导模具毕业设计！帮助同学们安心工作，顺利毕业！ ！ ！帮助同学们安心工作，顺利毕业！ ！ ！ 联系联系 QQ 120126437 邮箱邮箱 YOUHENGJIN126.COM 卸料力系数，其值为 0.020.06 （薄料取大值，厚料取小值） PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 20 推件力系数，其值为 0.030.07 （薄料取大值，厚料取小值） 顶件力系数，其值为 0.040.08 （薄料取大值，厚料取小值） n 为梗塞在凹模内的制件或废料数量，n=h/t，h 为直刃口部分的 高，t 为材料的厚度

28、，h 取 410mm , 现取 h=6mm 本模具中只有卸料力和推件力即可则： FQ=0.0576=3.8KN FQ1=6/10.067=2.52KN 2）拉深力 理论计算拉深力可以推导，但它使用不便，生产中常利用经验公 式计算拉深力，第次拉深（一次拉深成形时） F1=d1tbk1 式中b 为材料的抗拉强度，K1为系数，查表 4.5.4（ 冲压工艺与模 具设计 ）代入数据可得 F1=3.142113901=25.7KN 压边力: FQ=0.2525.7=6.4KM 卸料力: FQ=KF=0.0425.7=1.02KN 综上所述：F总=76+7+3.8+2.25+25.7+6.4+1.02=12

29、3KN F压力=1.3 F总=1.3123=160 KN 由实用模具技术手册P22 页，应用压力机的选择查表 2-3 可选择 J2316 型压力机，其参数可参考表 23 六、 主要组件的装配 1模柄的装配，因为所示模具的模柄是从以上模座的下而向上压 入的，所以在安装凸模固定板和垫板之前，应先把模柄装好。 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 21 模柄与上模座的配合要求是 H7/m6.装配时，先在压力机上将模 柄压入，再加工定俭销孔或螺纹孔。然后把模柄端面突出部分锉平或 磨平，安装好模柄后，用角尺检查模柄与上模座上平面的垂有度。 2、凸模和装配，凸模与固定板的配合

30、要求为 H7/m6.。装配时，先在 压力机上将凸模固定板内，检查凸模的垂直度，然后将固定板的上平 面与凸模尾部一起磨平， 为了保持凸模刀口锋利还应将凸模的端面磨 平。本人工作于模具企业从事模具设计工作，本人工作于模具企业从事模具设计工作，现兼职代做、现兼职代做、 辅导模具毕业设计辅导模具毕业设计！帮助同学们安心工作，顺利毕业！ ！ ！帮助同学们安心工作，顺利毕业！ ！ ！ 联系联系 QQ 120126437 邮箱邮箱 YOUHENGJIN126.COM 3、弹压卸料板的装配，弹压卸料板起压料和卸料的作用。装配的 保证它与凸模之间具有适当的间隙，其装配方法是，将弹压卸料板 装入固定板的凸模内，在

31、固定板与卸料板之间垫上平行垫块，并用平 等夹板将它们夹紧，然后按卸料板上的螺孔在固定板上抽窝，拆开后 钻固定板上的螺钉穿过孔。 4、模架的技术要求及装配 组成模架的各零件均应符合相应的技术条件， 其中特别重要的是每对 导柱，导套的配合间隙应符合要求。 装配成套的模架，多项技术指标（上模座上平面对下模座下平面的平 行度） 导柱轴心线对下模座下平面的垂直度和导套孔轴心线对上模座 下面垂直度）应符合相应精度等级要求。 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 22 装配后的模架，上模座沿导柱上、下移动平稳无阻滞现象， 压入上、下模座的导柱导柱离其它装表面应有 12mm 距离

32、，压入后 就牢固。装配成套的模架，各零件的工作表不应有碰伤，裂 以及 其它机械损伤 模架的装配主要指导柱导套的装配，目前大多数导柱，导套与模座之 间采用过盈配合，但也有少数采用粘 工艺的，即将上下模座孔扩 大，降低其加工要求，同时将导柱、导套之间冷入粘结剂，即可使用 导柱，导套固定，滑动导向模架常用的装配工艺和检验方法有压入导 套、压入导套安、装导套。 七、模具的工作过程 本模具是一套倒装的落料拉深冲孔的复合模。前后送料，挡料销 19 限位，导向销 20 导正。上模下行凸凹模 11 与拉深凹模 18 接触进 行拉深，工件成型后，上模上行，打杆 1 推动打板 12 把工件从凸凹 模 11 中打出。落料废料有弹簧 8 推动卸料板 10 推出。 八、参考文献 冲压手册 ， 实用模具技术手册 ， 冲压工艺与模具设计 ，公差 配合与测量技术 ， 模具制造技术等。 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 !