灯头模具设计1

2010届本科毕业设计（论文）附本题目灯头模具设计外文题目LAMPHOLDERMOLDDESIGN毕业设计（论文）共56页（其中外文文献及译文16页）图纸共10张完成日期2014年6月答辩日期2014年6月摘要本设计为灯头模具设计，根据零件的形状、尺寸、精度、材料等条件，首先对灯头的工艺性进行了分析，并通过综合对比确定了冲压工艺方案及模具结构方案，然后通过工艺设计计算确定排样方案、计算冲压力和压力中心、初选压力机，重点对拉深落料冲孔级进模的各组成零部件的结构、尺寸等进行设计计算，而模架则采用标准模架，再进行孔加工即可。所设计的模具结构简单、操作方便、定位基准一致、能满足产品的质量要求。最终完成一套级进模具之总装图、落料冲孔拉深之各零件图以及本篇论文之撰写。关键词模具设计；凸模；凹模；凸凹模。ABSTRACTTHISDESIGNFORTHELAMPHOLDERMOLDDESIGN，ACCORDINGTOPARTSOFSHAPE，SIZE，PRECISION，MATERIALCONDITIONS，FIRSTOFALL，ANALYSESTHETECHNOLOGYOFLAMPHOLDER，ANDTHROUGHTHECOMPREHENSIVECOMPARISONTODETERMINETHESTAMPINGPROCESSANDDIESTRUCTURESCHEME，ANDTHENTHROUGHCALCULATIONOFTHEPROCESSDESIGNTOCALCULATEANDDETERMINETHELAYOUTSCHEME，BLUNTPRESS，PRESSURECENTER，PRIMARYFOCUSONTHEDEEPDRAWINGOFTHEPROGRESSIVEDIEBLANKINGPUNCHINGPARTSOFSTRUCTURE，SIZEANSOONCARRIESONTHEDESIGNANDCALCULATION，ANDTHEDIESETWITHASTANDARDMOULDFRAME，HOLEPROCESSINGAGAINCAN。THEDESIGNEDMOULDHASSIMPLESTRUCTURE，CONVENIENTOPERATION，POSITIONINGBASEISCONSISTENT，CANSATISFYTHEREQUIREMENTOFTHEQUALITYOFTHEPRODUCT。FINALASSEMBLYDRAWINGOFASETOFPROGRESSIVEDIE，BLANKINGPUNCHINGDEEPDRAWINGOFTHEPARTDRAWINGANDTHEWRITINGOFTHISPAPER。KEYWORDSDIEDESIGN；MALEDIE；FEMALEDIE；PUNCHDIE目录1绪论111冲压的概念、特点及应用112冲压的基本工序及模具213冲压技术的现状及发展方向4131冲压成形理论及冲压工艺4132模具先进制造工艺及设备4133模具CAD/CAM6134模具标准化72零件工艺分析921零件的结构分析1022零件的精度1023冲压方案分析103级进模1231模具类型1232操作与定位方式1233卸料与出件方式1234确定导向方式1235工艺设计计算13351零件展开尺寸计算13352排样设计与计算13353冲裁力和压力中心14354拉深模相关计算1636凸、凹模刃口尺寸计算19361冲裁间隙的确定19362凸、凹模刃口尺寸计算2037级进模零部件设计24371冲孔凸模24372落料凹模26373定位零件设计26374卸料部件的设计27375模架及组成零件设计27376连接与固定零件3038装配技术要求324技术经济分析335结论346致谢357参考文献368附录A379附录B451绪论11冲压的概念、特点及应用冲压是在室温下，利用安装在压力机上的模具对材料施加压力，使其产生分离或者塑性变形，从而获得所需零件的一种压力加工方法。在冲压加工中，将材料（金属或非金属）加工成零件（或半成品）的一种特殊工艺装备，称为冲压模具，简称冲模。冲模在冲压中至关重要，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。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。冲压加工与其它加工方法相比，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。这是因为冲压是依靠冲模和冲压设备来完成加工，普通压力机的行程次数为每分钟可达几十次，高速压力要每分钟可达数百次甚至千次以上，而且每次冲压行程就可能得到一个冲件。2冲压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，如小到钟表的秒表，大到汽车纵梁、覆盖件等，加上冲压时材料的冷变形硬化效应，冲压的强度和刚度均较高。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。由于冲压具有如此优越性，冲压加工在国民经济各个领域应用范围相当广泛。例如在宇航、航空、军工、机械、农机、电子、信息、铁道、邮电、交通、化工、医疗器具、日用电器及轻工等部门里都有冲压加工。不但整个产业界都用到它，而且每个人都直接与冲压产品发生联系。像飞机、火车、汽车、拖拉机上就有许多大、中、小型冲压件。小轿车的车身，车架及车圈等零部件都是冲压加工出来的。据有关调查统计自行车、缝纫机、手表里有80是冲压件；电视机、收录机、摄像机里有90是冲压件；还有食品金属罐壳、钢精锅炉、搪瓷盆碗及不锈钢餐具，全都是使用模具的冲压加工产品；就连电脑的硬件中也缺少不了冲压件。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的。由于冲压加工具有上述突出优点，因此在批量生产中得到广泛应用，在现代工业生产中占有十分重要的地位，是国防工业及民用工业生产中必不可少的加工方法。12冲压的基本工序及模具冲压加工因制件的形状、尺寸和精度各异，所采用的工序也各有不同。根据材料变性特点可将冲压工序分为两大类分离工序和成形工序。坯料在冲压力作用下，变形部分的应力达到强度极限发生断裂而产生分离的工序称为B分离工序，主要包括剪裁和冲裁。坯料在冲压力作用下，变形部分的应力达到屈服极限，但未达到强度极限，发生塑性变形而形成具有一定形状和尺SB寸精度的零件或半成品的加工工序即称为成形工序，主要包括弯曲、拉深、翻边、旋压等。冲压模具的形式很多，冲模可以按照以下主要特征来分类根据工艺性质分类冲裁模沿封闭或敞开的轮廓线使材料产生分离的模具。如落料模、冲孔模、切断模、切口模、切边模、剖切模等。弯曲模使板料毛坯或其他坯料沿着直线（弯曲线）产生弯曲变形，从而获得一定角度和形状的工件的模具。拉深模是把板料毛坯制成开口空心件，或使空心件进一步改变形状和尺寸的模具。成形模是将毛坯或半成品工件按图凸、凹模的形状直接复制成形，而材料本身仅产生局部塑性变形的模具。如胀形模、缩口模、扩口模、起伏成形模、翻边模、整形模等。根据工序组合程度分类单工序模在压力机的一次行程中，只完成一道冲压工序的模具。复合模只有一个工位，在压力机的一次行程中，在同一工位上同时完成两道或两道以上冲压工序的模具。级进模（也称连续模）在毛坯的送进方向上，具有两个或更多的工位，在压力机的一次行程中，在不同的工位上逐次完成两道或两道以上冲压工序的模具。但不论何种类型的冲压模具，都可以看成是由上模和下模所组成，上模被固定在压力机工作台或垫板上，是冲模的固定部分。工作时，坯料在下模面上通过定位零件定位，压力机滑块带动上模下压，在模具工作零件（即凸模、凹模）的作用下，坯料便产生分离或塑性变形，从而获得所需形状与尺寸的冲件。上模回升时，模具的卸料与出件装置将冲件或废料从凸、凹模上卸下或推、顶出来，以便进行下一次冲压循环。13冲压技术的现状及发展方向目前，我国冲压技术与工业发达国家相比还有相当的差距，主要原因在于我国的冲压基础理论及成形工艺、模具标准化、模具设计、模具制造工艺及设备等方面还有很大的不足，导致我国模具在寿命、效率、加工精度、生产周期等方面与工业发达国家的模具差距较大。随着工业产品质量不断提高，冲压产品生产正呈现多品种、少批量、复杂、大型、精密，更新换代速度快等特点变化，冲压模具正向着高效、精密、长寿命、大型化方向发展。其主要表现和发展方向如下131冲压成形理论及冲压工艺加强冲压变形基础理论的研究，以提供更加准确、实用、方便的计算方法，正确地确定冲压工艺参数和模具工作部分的几何形状与尺寸，解决冲压变形中出现的各种实际问题，进一步提高冲压件的质量。研究和推广采用新工艺，如精冲工艺、软模成形工艺、高能高速成形工艺、超塑性成形工艺以及其他高效率、经济成形工艺等，进一步提高冲压技术水平。特别值得指出的是，随着计算机技术的飞跃发展和塑性变形理论的进一步完善，近年来，国内外已经开始应用塑性成形过程的计算机模拟技术，即利用有限元等数值分析方法模拟金属的塑性成形过程，通过分析数值，帮助设计人员实现优化设计。132模具先进制造工艺及设备模具制造技术现代化是模具工业发展的基础。随着科学技术的发展，计算机技术、信息技术、自动化技术等先进技术正不断向传统制造技术渗透、交叉、融合，对其实施改造，形成先进制造技术。目前又出现了在冲压模内攻牙技术，引导了不少冲压厂家为了降低成本,引起了一股抢购热潮。模具先进制造技术的发展主要体现在1高速铣削加工普通铣削加工采用低的进给速度和大的切削参数，而高速铣削加工则采用高的进给速度和小的切削参数，高速铣削加工相对于普通铣削加工具有如下特点高效高速铣削的主轴转速一般为15000R/MIN40000R/MIN，最高可达100000R/MIN。在切削钢时，其切削速度约为400M/MIN，比传统的铣削加工高510倍；在加工模具型腔时与传统的加工方法传统铣削、电火花成形加工等相比其效率提高45倍。高精度高速铣削加工精度一般为10M，有的精度还要高。高的表面质量由于高速铣削时工件温升小（约为3C），故表面没有变质层及微裂纹，热变形也小。最好的表面粗糙度RA小于1M，减少了后续磨削及抛光工作量。可加工高硬材料可铣削5054HRC的钢材，铣削的最高硬度可达60HRC。鉴于高速加工具备上述优点，所以高速加工在模具制造中正得到广泛应用，并逐步替代部分磨削加工和电加工。2电火花铣削加工电火花铣削加工（又称为电火花创成加工）是电火花加工技术的重大发展，这是一种替代传统用成型电极加工模具型腔的新技术。像数控铣削加工一样，电火花铣削加工采用高速旋转的杆状电极对工件进行二维或三维轮廓加工，无需制造复杂、昂贵的成型电极。日本三菱公司最近推出的EDSCAN8E电火花创成加工机床，配置有电极损耗自动补偿系统、CAD/CAM集成系统、在线自动测量系统和动态仿真系统，体现了当今电火花创成加工机床的水平。3慢走丝线切割技术目前，数控慢走丝线切割技术发展水平已相当高，功能相当完善，自动化程度已达到无人看管运行的程度。最大切割速度已达300MM2/MIN，加工精度可达到15M，加工表面粗糙度RA0102M。直径00301MM细丝线切割技术的开发，可实现凹凸模的一次切割完成，并可进行004MM的窄槽及半径002MM内圆角的切割加工。锥度切割技术已能进行30以上锥度的精密加工。4磨削及抛光加工技术磨削及抛光加工由于精度高、表面质量好、表面粗糙度值低等特点，在精密模具加工中广泛应用。目前，精密模具制造广泛使用数控成形磨床、数控光学曲线磨床、数控连续轨迹坐标磨床及自动抛光机等先进设备和技术。5数控测量产品结构的复杂，必然导致模具零件形状的复杂。传统的几何检测手段已无法适应模具的生产。现代模具制造已广泛使用三坐标数控测量机进行模具零件的几何量的测量，模具加工过程的检测手段也取得了很大进展。三坐标数控测量机除了能高精度地测量复杂曲面的数据外，其良好的温度补偿装置、可靠的抗振保护能力、严密的除尘措施以及简便的操作步骤，使得现场自动化检测成为可能。133模具CAD/CAM计算机技术、机械设计与制造技术的迅速发展和有机结合，形成了计算机辅助设计与计算机辅助制造这一新技术。CAD/CAM是改造传统模具生产方式的关键技术，它以计算机软件的形式为用户提供一种有效的辅助工具，使工程技术人员能借助计算机对产品、模具结构、成型工艺、数控加工及成本等进行设计和优化。模具CAD/CAM能显著缩短模具设计及制造周期，降低生产成本，提高产品质量，已成为人们的共识。以汽车覆盖件模具为代表的大型冲压模具制造技术已取得很大进步，东风汽车公司模具厂、一汽模具中心等模具厂家已能生产部分轿车覆盖件模具。此外，许多研究机构和高校开展模具研究与开发。经过努力，在模具CAD/CAE/CAM技术方面取得显著进步，在提高模具质量和缩短模具设计制造周期方面作出了贡献。例如，华中科技大学模具技术国家重点实验室开发的注塑模、汽车覆盖件模具和级进模CAD/CAE/CAM软件，上海交通大学模具CAD国家工程研究中心开发的冷冲模和精冲研究中心开发的冷冲模和精冲模CAD软件都具有自主知识产权，并已在生产实践中得到应用，产生良好效益。模具先进制造技术的应用改变了传统制模技术模具质量依赖于人为因素，不易控制的状况，使得模具质量依赖于物化因素，整体水平容易控制，模具再现能力强。134模具标准化模具标准化是缩短制造周期、降低模具生产成本、提高模具质量的有效方法，模具标准化程度的高低是体现一个国家模具整体技术的重要标志之一。我国模具标准件技术水平低、模具标准化程度低，与先进工业国家相比有较大差距。国外工业发达国家的经验证明，模具标准件的专业化生产和商品化供应，极大地促进了模具工业的发展。广泛应用标准件可缩短设计制造周期达2540；可节约由于使用者自制标准件所造成的社会工时，减少原材料及能源的浪费；可为模具CADCAM等现代技术的应用奠定基础；可显着提高模具的制造精度和使用性能。通常采用专业化生产的标准件比自制标准件其配合精度和位置精度将至少提高一个数量级，并可保证互换性，提高模具的使用寿命，进而促进行业内部经济体制、经营机制以及产业结构和生产管理方面的改革，实现专业化和规模化生产，并带动模具标准件商品市场的形成与发展。可以说没有模具标准件的专业化和商品化，就没有模具工业的现代化。学习借鉴国外先进模具标准，开发我国模具新标准，提高模具标准件精度和互换性以及模具标准化程度，是我国模具标准化努力地方向。2零件工艺分析灯头零件图如下图21灯头FIGURE21LAMPHOLDER21零件的结构分析灯头规格一般都有国际标准，因此灯头是一种大批量生产的通用冲压件，灯头壳筒形坯的形状尺寸如图所示，材料为08F钢，料厚026MM。由灯头壳图可知，上端面和中心轴线为设计基础。为提高冲件精度，遵循基准重合原则，应先进行多次拉深，便于后续工作定位。22零件的精度图中所有尺寸均为标注公差，按照线性尺寸的未注公差选取中等级，相当于IT14级，并按照“入体原则”标注各尺寸公差。普通冲裁完全可以满足要求。根据以上分析该零件冲裁工艺性较好，综合评比适宜冲裁加工。23冲压方案分析制成该零件的基本工序为落料、冲孔和拉深。根据前述分析可知，大致分为以下三步落料、冲中心孔，拉深。拉深，冲孔，落料可采用以下方案A多次单工序拉深，冲孔，再落料，采用单工序模生产；B拉深冲孔落料复合冲压，采用复合模生产；C采用拉深，冲孔，落料连续冲压，采用级进模生产。方案A模具结构简单，但需要6道工序、6套模具才能完成，生产效率低，生产成本大，操作比较简单但是比较繁琐；方案B和方案C的生产效率都能满足大批量生产的要求；采用B复合模生产不仅需要2套复合模具，模具复杂；采用方案C，生产效率高，操作方便，冲出的零件能满足精度要求。设计一套级进模具即可。经过多方面比较，方案C比较好。因为需要经过多次拉伸完成零件制作，为了不影响拉深效果，冲孔在拉深之后完成。最后落料。3级进模31模具类型根据零件冲裁工艺方案，采用级进模方式冲压，所以模具类型为级进模。32操作与定位方式虽然零件的生产批量较大，但通过合理安排生产，采用手工送料方式即能达到批量要求，并能降低模具成本，因此采用手动送料方式。33卸料与出件方式采用弹压卸料装置卸料，既起卸料作用又起压料作用，所得冲裁零件质量较好，平直度高。落料件采用推件块从落料凹模中推出，而冲孔废料则从凹模中推出。34确定导向方式方案一采用对角导柱模式。由于导柱安装在模具压力中心对称的对角线上所以上模座在导柱上滑动平稳。特点是可以承受一定偏心载荷，上下滑动平稳常用于横向送料级进模或纵向送料的落料模、复合模。方案二采用后侧导柱模架。由于前面和左、右不受限制，送料和操作比较方便。因为导柱安装在后侧，工作时，偏心距会造成导套导柱单边磨损，严重影响模具使用寿命，且不能使用浮动模柄。方案三四导柱模架。具有导向平稳、导向准确可靠、刚性好等优点。常用于尺寸较大或精度要求较高的冲压零件，以及大量成产用的自动冲压模架。方案四中间导柱模架。导柱安装在模具的对称线上，导向平稳、准确。但只能一个方向送料。根据以上方案比较并结合模具结构形式和送料方式，为提高模具寿命和工件质量，该级进模采用对角导柱的导向方式，即方案一最佳。35工艺设计计算351零件展开尺寸计算查冷冲模具设计与应用实例，首先将拉深件划成若干简单的几何形状，分别求出各部分的面积并相加，可求得拉深件毛坯尺寸D。根据以下求面积公式31RHF32233/4RDF2/1LHF2R21078M2379F2350MF4865M53F65F218894F290F2102122107MFF所以求得毛坯直径为63MM。精度等级为IT14级，故其尺寸公差074MM352排样设计与计算零件展开后几何轮廓为规则的圆形，轮廓尺寸为直径63MM。考虑方便操作并保证零件精度，采用直排有废料排样。如图31所示。查冷冲模具设计与应用实例表319，最小搭边值，侧MA021面。送料步距34MA52M651ADS成型切槽宽度352KC带料宽度确定36B图31排样图FIGURE31LAYOUTDIAGRAM拉深属于带料切口拉深，符合冷冲模具设计与应用实例图321中E型零件。所以得成型切槽宽度MDKC3692带料宽度确定74AB采用纵向裁剪时，一块板料的材料利用率为3710/F总则有8536974/0365总353冲裁力冲裁力查冷冲模具设计与应用实例，冲裁力计算公式为38BKLTF式中冲裁力；F冲裁周边长度；L材料厚度；TM260T材料抗剪强度；B系数，一般取13。K由零件图易求得冲裁周边长度MM534816213837L查冷冲模具设计与应用实例冲压常用金属材料力学性能取MPAB30代入各参数即可求得冲裁力NF935702653481卸料力与推件力查冷冲模具设计与应用实例，卸料力与推件力的计算公式分别为39KX310FNT式中冲裁力；F、卸料力、推件力系数；XKT同时卡在凹模内的冲裁件（或废料）数。NTHN式中凹模洞口的直刃壁高度；H板料厚度。T查冷冲模具设计与应用实例表126，有，045XK065T代入各参数即可求得卸料力NKX2159037045推件力T1354拉深模拉伸次数的计算运用推算法；直到得到的不大于拉DM1D12D1NNDMND深件所需要求的直径为止，此时的N即为所求的拉伸次数，这样不仅可以求出拉伸次数，还可以知道中间工序获得的半成品的直径。根据公式相对高度311T10DD1查书冷冲模具设计与应用实例表35得到各拉深部位的拉深系数。根据公式求得拉深件的高度；DRDH/3204250第一部分100T/D100026/63041D058633654MM1DM378所以一次拉深即可1711H第二部分相对高度求得072117MM356MM所以一次拉深即可2D206MMH第三部分相对高度求得085168326MM所以一次拉深即可3D29H第四部分相对高度求得1143205MM4D34所以一次拉伸即可H拉深模工作部分尺寸确认凹模圆角半径对拉深过程有很大的影响。凹模圆角半径越大，材料拉入凹模洞口时的阻力越小，拉深时所需拉深力就会变小，就可以减小拉深件壁部变薄，降低拉深系数，提高冲模使用寿命和拉深件质量。首次拉伸凹模圆角半径可以按下列公式计算312TDRDD801根据公式312依次求得凹模圆角半径0421DR82D73D9504D凸模圆角半径计算公式为313160R根据公式313依次求得凸模圆角半径241PR5302P52P5703P拉深力与压料力的计算拉深力在模具设计中常用以下经验公式计算314BDTKF式中D拉深件直径（MM）T材料厚度（MM）抗拉强度（MM）BK修正系数。见书冷冲模具设计与应用实例表331求得NF928601NF85106F92637NF86504压料力的计算公式为315PRDFDY2412）（式中P单位面积压料力（MPA）,P值见冷冲模具设计与应用实例表333D毛坯直径（MM）拉深凹模的圆角半径1DR拉深工序件直径根据公式求得歌部分压料力NFY826901NFY08532NFY9432NFY34103压力机的公称压力压力机的公称压力必须大于或等于各种冲压工艺力的总和。本套模具Z采弹性卸料压料装置，压料力是同时产生的，所以计算拉深工艺总压力时，ZF应将拉深力加上压料力加上冲裁力，即316冲裁力FFYTXZ可求得NFZ174836压力中心计算模具的压力中心即是冲压力合力的作用点。为了保证压力机和模具的正常工作，应使模具的压力中心和压力机滑块的中心线相重合。否则，冲压时滑块就会承受偏心载荷，导致滑块导轨和模具导向部分不正常的磨损，还会使合理间隙得不到保证，从而影响制件质量和降低模具寿命，甚至损坏模具。本零件几何轮廓为规则的对称图形，其压力中心即位于几何轮廓的中心。根据以上计算结果，初选压力机JC2180，公称压力800KN。公称压力800KN滑块行程130MM滑块行程次数50次/分最大封闭高度350MM封闭高度调节100MM工作台尺寸前后580MM左右860MM垫板厚度100MM模孔柄尺寸6080MM36凸、凹模刃口尺寸计算361冲裁间隙的确定冲裁间隙是指凹模刃口横向尺寸与凸模刃口横向尺寸的差值，如ZDDPD图32所示。表示双面间隙，单面间隙用表示，2/Z图32FIGURE32如无特殊说明，冲裁间隙就是指双面间隙。值可为正，亦可为负，但Z在普通冲裁中均为正值。冲裁间隙对冲裁件质量、冲裁力和模具寿命均有很大影响，是冲裁工艺与冲模设计中的一个非常重要的工艺参数。但很难找到一个固定的间隙值能同时满足冲件质量最佳、冲模寿命最长。冲裁力最小等各方面的要求。因此，实际冲压中给冲裁间隙规定一个范围值，即为合理间隙，其最小值称为最小合理间隙（），最大值称为最大合理间隙（）。MINZMAXZ查冷冲模具设计与应用实例表112，节选如下表31冲裁模初始双面间隙值（）TABLE31THEINITIALSTAGETODOUBLEGAPVALUEMM08、10、35Q295、Q235AQ34540、5065MN材料厚度TMMMINZAXMINZAXMINZAXMINZAX0260030004500400055取，Z03MINZ045MAX362凸、凹模刃口尺寸计算凸模和凹模的刃口尺寸和公差直接影响冲裁件的尺寸精度。模具的合理间隙也靠凸、凹模刃口尺寸及公差来保证。因此，正确制定凸、凹模刃口尺寸和公差，是冲模设计的一项重要工作。落料凸、凹模设计落料模先确定凹模刃口尺寸，然后以凹模为基准，合理间隙取在凸模上。根据冲模在使用中的磨损规律，落料凹模基本尺寸应取接近或等于工件的最小极限尺寸。根据冲压成形工艺与模具设计，落料凸、凹模刃口计算公式如下凸模317AXD0D凹模3180MINTZXDAP式中、落料凹、凸模刃口尺寸；DDP落料件最大极限尺寸；工件制造公差；磨损系数，在051之间选取，与制造精度有关，X可查表或按下列关系选取制件精度在IT10以上，1X制件精度IT11至IT13,750制件精度IT14，最小合理间隙；MINZ、凹、凸模的制造公差。AT为保证初始间隙不超过，和的选取必须满足以下条件MAXAT319MINAXZT查机械几何量精度设计与检测表35取凸模刃口公差为062MM；取凹模刃口制造偏差062MM根据落料件外形尺寸公差（IT14级），取。则50X凹模刃口尺寸为0606D493752837MD凸模刃口尺寸为MP0404校核MINAXZTA0006MM0004MM0010MM0015MM能够满足间隙公差要求。冲孔凸、凹模设计冲孔模是先确定凸模刃口尺寸，然后以凸模为基准，间隙取在凹模上。根据冲孔模的磨损规律，凸模基本尺寸取接近或等于工件孔的最大极限尺寸。根据冲压成形工艺与模具设计，冲孔凸、凹模刃口尺寸计算公式如下3200PTXD321AZ0MIN式中、冲孔凹、凸模刃口尺寸；PD冲孔件孔的尺寸；工件制造公差；最小合理间隙；MINZ磨损系数；X、凹、凸模制造公差，同样要满足一下要求ATMINAXZTA中心孔尺寸由俩部分组成，即矩形和圆形。查机械几何量精度设计与检测表35取凸模矩形刃口长度公差为043MM宽度公差025MM圆公差为025；取凹模矩形刃口长度公差043宽度公差025圆公差025制造偏差062MM则冲孔凸模刃口尺寸为MD0404P9275291矩形长001343矩形宽MD0404P9225791圆冲孔凹模刃口尺寸为01506D3矩形长004P254013矩形宽M15729圆校核MINAXZTA5010406能满足间隙公差要求。拉深凹凸模设计拉深模是先确定凸模刃口尺寸，然后以凸模为基准，间隙取在凹模上。根据冲孔模的磨损规律，凸模基本尺寸取接近或等于工件孔的最大极限尺寸。根据查得凹凸模刃口尺寸计算如下3220P4DP）（323DC02式中、拉深凹、凸模刃口尺寸；PD冲孔件孔的尺寸；工件制造公差；最小合理间隙；MINZ、凹、凸模制造公差，同样要满足一下要求ATMINAXZ其中C为凸凹模的单边间隙C026026009028查机械几何量精度设计与检测表35取得工序一拉深公差为062MM，第二工序拉深公差为062MM，第三工序拉深公差为052MM，第四次工序拉深公差为052MM所以依次求得M05381PDMD61381292P63D73MD7104M14324）（INAX2CTATA06MINAX）（C能满足间隙公差要求37级进模零部件设计371冲孔凸模凸模的结构形式冲孔凸模刃口尺寸为圆形与矩形混合型状，为便于凸模的固定和加工，将凸模设计成台阶式，台阶式凸模强度刚性好，装配修磨方便，其工作部分尺寸由计算而得；与凸模固定板配合部分按过渡配合制造；最大直径的作用是形成台阶，6/7MH以便固定，保证工作时凸模不被拉出。凸模的长度凸模长度尺寸应根据模具的具体结构，并考虑修磨、固定板与卸料板之间的安全距离、装配等的需要来确定。当采用弹压卸料装置时，凸模长度按下式计算325HTL21式中凸模长度；L凸模固定板厚度；1H卸料板厚度；2材料厚度；T增加长度，包括凸模的修磨量、凸模进入凹模的深度H（051MM）、凸模固定板与卸料板间的安全距离，一般取1020MM。因此ML726320832凸模的强度校核一般情况下，凸模的强度足够，无需校核；但对于细长凸模，则需进行刚度校核。根据冷冲模具设计与应用实例113有校核公式如下326FDL290式中凸模允许的最大自由长度；L凸模的最小直径；D冲裁力。F代入数据即可求得ML07129351902图33冲孔凸模FIGURE33PUNCHINGPUNCH凸模的材料和技术要求凸模材料采用碳素工具钢T10A，凸模工作端（即刃口）淬硬至5660HRC，凸模尾端淬火后硬度为4348为宜。372落料凹模凹模的结构形式凹模采用整体式板行结构，通过螺钉直接固定。因冲件批量大，考虑到凹模的磨损和保证冲件质量，凹模刃口形式采用直刃壁结构，刃壁高度取9MM，漏料部分沿刃口轮廓单边扩大05MM。凹模轮廓尺寸的确定根据冷冲模具设计与应用实例公式117和118、1920有凹模高度327KBH15M凹模壁厚328C2403式中凹模刃口最大尺寸；B系数，考虑板料厚度的影响。K由前述计算知M4937查冷冲模具设计与应用实例表122，取系数。则40K凹模高度H150凹模壁厚。C302取凹模高度20MM，凹模壁厚40MM。故凹模长度为，取为110MMMA974837凹模宽度为,取为110MM。B20综上，凹模轮廓尺寸为。201373定位零件设计冲模的定位零件是来保证条料的正确送进及在模具中的正确位置的。条料在模具送料平面中必须有两个方向的限位一是在与条料防线垂直的方向上的限位，保证条料沿正确方向送进，称为送进导向，本套模具的送进导向装置为导料板；二是在送料方向上的限位，控制条料一次送进的距离，称为送料定距，本套模具采用侧刃定距。导料板条料靠着导料板导向送进，以免送偏。本套模具采用与卸料板相连接的整体式结构的导料板，导料板的宽度前面已经算出，其高度H视板料厚度T取导料板的高度H2MM。材料选用45钢，调质处理，2832HRC。侧刃挡板承受条料对定距侧刃的侧压力，并起挡料定距作用的板件称为侧刃挡板。材料选用T10A，硬度5660HRC。374卸料部件的设计卸料装置分为固定卸料装置、弹压卸料装置和废料切刀装置。卸料板用于卸掉卡箍在凸模上或凸、凹模上的冲裁件或废料。卸料板本套模具采用的弹压卸料装置，卸料板的周界尺寸与条料的周界尺寸相同，厚度为5MM。材料采用45钢，淬火硬度4045HRC。卸料弹簧卸料板上设置卸料弹簧。375模架及组成零件设计模架是上模座、下模座、导柱和导套的组合体。根据模架导向用的导柱和导套间的配合性质，模架可分为滚动导向模架和滑动导向模架两大类。每类模架中，由于导柱安装位置和数量不同，各自又具有多种模架类型。选择影响模具寿命。因此一般用于较小的冲模。选择A型对角导柱模架（GB2851。781）500315275如图所示，其特点是可以承受一定偏心载荷，上下滑动平稳，常用于横向送料的级进模或纵向送料的各种模具，适合大小件冲裁。上模座厚度为60MM下模座厚度74MM凸模固定板厚度32MM卸料板厚度8MM导料板厚度2MM凹模厚度25MM垫板厚度16MM模具闭合高度是上模板、下模板、凸凹模、凹模、固定板、垫板等厚度的总和即M27560825137460）（H所选压力机的闭合高度MHMAX350M250INH满足要求15IN0MAX图34标准下模座FIGURE34UNDERTHESTANDARDMOLDBASE导向装置导向零件是用来保证上模相对于下模的正确运动。对生产批量较大、零件公差要求较高、寿命要求较长的模具，一般都采用导向装置。其中，应用最广泛的是导柱和导套。一般导柱安装在下模座，导套安装在上模座，分别采用过盈配合。6/7RH导柱与导套按或配合，其配合间隙必须小于冲裁间隙。6/7HH5/图35标准A型导柱FIGURE35STANDARDTYPEAGUIDEPIN最常用的导柱是标准A型导柱（见图35），其结构简单，制造方便，但与模座为过盈配合，装拆麻烦是其不足之处。根据冲压工艺与冲模设计手册所选模架，确定导柱规格为20816/2705TGBA型导柱一般与A型或B型导套配套用于滑动导向。标准A型导套见图36。图36标准A型导套FIGURE36STANDARDTYPEAGUIDEPIN根据冲压工艺与冲模设计手册所选模架，确定导套规格为208361/481256TGBA376连接与固定零件模具的连接与固定零件有模柄、固定板、垫板、螺钉、销钉等。这些零件大多有标准，设计时可按标准选用。模柄中小型模具一般通过模柄将上模固定在压力机滑块上。模柄是作为上模与压力机滑块连接的零件。对它的基本要求是一要与压力机滑块上的模柄孔正确配合，安装可靠；二要与上模正确而可靠连接。选择模柄时，应先根据模具大小、上模结构、模架类型及精度等确定模柄的结构类型，再根据压力机滑块上模柄孔的尺寸确定模柄的尺寸规格。一般来说，模柄直径应与模柄孔直径相同，模柄长度应比模柄孔深度小510MM。模柄的结构有很多结构形式，常用的有带凸缘的模柄、压入式模柄、旋入式模柄等。其中带凸缘的模柄用3至4个螺钉孔和附加的销钉与上模座固定连接，主要用于大型模具或上模中开设推板孔的中小型模具；压入式模柄是采用过渡配合（H7/M6）并加销钉以防转动，使之与上模座固定连接，主要用于上模座较厚而又没开设推板孔或上模比较重的场合；旋入式模柄则通过螺纹与上模座固定连接，并加放松螺钉，以防转动，主要用于中小型有导柱的模具。本套模具选用带凸缘的模具，其结构图见图37。图37常用模柄FIGURE37COMMONLYUSEDMOLDHANDLE查冲压工艺与冲模设计手册表1120选模柄规格为2081764/13560TJBA固定板将凸模或凹模按一定相对位置压入固定后，作为一个整体安装在上模座或下模座上。模具中最常用见的是凸模固定板，固定板分为圆形固定板和矩形固定板两种，主要用于固定小型的凸模和凹模。凸模固定板的厚度一般取凹模厚度的0608倍，其平面尺寸可与凹模、卸料板外形尺寸相同，但还应考虑紧固螺钉及销钉的位置。固定板的凸模安装孔与凸模采用过渡配合H7/M6、H7/N6，压装后将凸模端面与固定板一起磨平。本套模具中，冲孔凸模及凸凹模均需要固定板，厚度取为32MM，外形尺寸与卸料板相同。并分别根据上下模座的连接特点来考虑紧固螺钉和销钉的布置。垫板垫板的作用是直接承受凸模的压力，以降低模座所承受的单位压力，防止模座被局部压陷，从而影响凸模正常工作。根据冲压工艺与冲模设计手册差得H16MM螺钉与销钉螺钉和销钉都是标准件，设计时按标准选取即可。螺钉用于固定模具零件，一般选用圆柱头螺钉；销钉起定位作用，常用圆柱销钉。A连接凸模固定板与下模座的圆柱头螺钉八颗，规格为四颗M1212GB6512002，四颗M612GB6512002；定位圆柱销6个，规格为销12N650GB/T11912000。B连接凹模、垫板与上模座的圆柱头螺钉四颗，M1212GB6512002；定位圆柱销6个，规格规格为销12N650GB/T11912000。C连接模柄与上模座的内圆柱头螺钉螺钉3颗，规格为M412GB651200238装配技术要求1装配时应保证凸、凹模间隙均匀一致，配合间隙符合设计要求，不允许采用使凸凹模变形的方式来修正间隙；2退料、卸料机构必须灵活，卸料板在冲模开启时应高出凸凹模1MM；3各结合面保证密合；4落料、冲孔的凹模刃口高度按照设计要求制造，漏料孔保持畅通；5冲模所有移动部分应平稳灵活，无滞止现象；6各紧固用的螺钉不得松动，并保证螺钉和销钉的端面不突出上下模座；7各卸料螺钉沉孔深度保持一致；8凸模的垂直度必须在凸凹模间隙值的允许范围内；9冲模的装配必须符合模具装配图、明细表及技术条件的规定；10凸模、凸凹模等与固定板的配合一般按照H7/N6或H7/M6。4技术经济分析本文介绍的这套模具为多工位级进模具，可以完成冲孔、拉深、落料等工序。压力机每次冲程可以冲制一个工件。由于灯头零件为小零件，以往灯头壳筒形坯的多道冲裁与成形是通过单工位的多模具来冲压完成的，生产效率低，成本高，而灯头需求量越来越大，这种生产工艺已不能满足现代大规模工业化生产的需要。采用多工位拉深模来完成灯头壳筒形坯的制作，可大大提高生产效率，降低生产成本。零件属于大批量生产，工艺性较好，冲压件尺寸精度不高，形状简单,零件尺寸较小,故采用级进模。使用级进模冲压可以减少设备、模具数量和车间面积，省去了半成品的运转和存储。综合来看，根据工件的生产要求为大批量生产、精度要求不高，该模具制造简单，便于维护，所以多工位级进模使用价值高，值得推广和使用。结论对于学机械的同学来说，毕业设计是一次很难得的理论与实际相结合的机会。在这次比较完整的冲压件拉深冲孔落料级进模的设计中，首先应查阅资料对级进模的整体结构有个初步的了解，然后对零件进行工艺分析，画出排样图，计算各冲压工序中的力、零件的展开长度，确定工艺方案，接着进行模具主要零部件设计，包括凹模和凸模，最后绘制总装配图和主要零件图。在设计过程中，首先确定零件各部分的尺寸，然后对冲裁力和弯曲力进行详细计算，选择冲压设备类型，计算压力中心，然后开始对模具主要零部件进行设计，例如通过绘制的排样图，对凹模、凸模、固定板、垫板等进行合理的选择、设计冲裁过程中，凸、凹模的间隙是冲裁能否成功和冲裁件质量的关键所在，在计算过程中，此间隙不能太大也不能太小。卸料装置、用来定位的螺钉和销钉的放置和连接固定零件在装配图上也做了标注。主要零部件被确定后，将这些零件按着一定的装配关系、合理的结构进行装配。此套级进模的设计包括了工艺性分析、排样图的确定、压力机型号的选择及压力中心的计算、模具总体结构的确定、卸料方式的确定、模架的确定、标准零件的选择、模具的装配方法及调试等步骤，并通过CAXA绘图把我设计的内容变为图纸。通过这次设计，提高我查阅文献资料、设计说明书以及电脑制图等能力，而且通过对整体的掌控，对局部的取舍，以及对细节的斟酌处理，都使我的能力得到了锻炼。该模具结钩合理，产品质量稳定，生产效率高，满足大批量生产的需要致谢课程设计是对我们综合运用所学知识的一次全面考核，也是对我们进行科学研究基本功的训练，培养我们综合运用所学知识分析问题、解决问题的能力，为以后的学习和工作打下良好基础。本次设计能够顺利完成，首先要感谢机械的老师们他们不仅教会我专业知识，而且也用自身的行动教会我为人处事；尤其要感谢本次设计的指导老师刘老师，感谢刘老师的关心与支持，课程设计中所遇到的问题刘老师都为我耐心细致地解答，是我能够顺利完成设计的关键我还要感谢我的同学们，四年来的朝夕相处使我们亲如一家最后我要感谢相关书籍资料的编者，他们为知识的传播和传承做出很大的努力和贡献，为社会的文明发展贡献了力量参考文献1赵丽娟等机械几何量精度设计与检测M北京清华大学出版社，20112郑展等冲压工艺与模具设计手册M北京化学工业出版社，20133史铁梁模具设计指导M北京机械工业出版社，20044郑展等冷冲模具设计与应用实例北京机械工业出版社，20125匡和碧，孙卫和冲压模具设计北京电子工业出版社,20116钟翔山，等冲压模具设计技巧、经验及实例北京化学工业出版社,20117王孝培等冲压手册M北京机械工业出版社，19908薛启翔冲压模具设计和加工速查手册M北京化学工业出版社，20089翁其金等冲压工艺与冲模设计M北京机械工业出版社，200610万战胜等冲压模具设计M北京中国铁道出版社，1983附录A冷冲模具使用寿命的影响及对策冲压模具概述冲压模具在冷冲压加工中，将材料（金属或非金属）加工成零件（或半成品）的一种特殊工艺装备，称为冷冲压模具（俗称冷冲模）。冲压是在室温下，利用安装在压力机上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件的一种压力加工方法。冲压模具的形式很多，一般可按以下几个主要特征分类根据工艺性质分类（1）冲裁模沿封闭或敞开的轮廓线使材料产生分离的模具。如落料模、冲孔模、切断模、切口模、切边模、剖切模等。（2）弯曲模使板料毛坯或其他坯料沿着直线（弯曲线）产生弯曲变形，从而获得一定角度和形状的工件的模具。（3）拉深模是把板料毛坯制成开口空心件，或使空心件进一步改变形状和尺寸的模具。（4）成形模是将毛坯或半成品工件按图凸、凹模的形状直接复制成形，而材料本身仅产生局部塑性变形的模具。如胀形模、缩口模、扩口模、起伏成形模、翻边模、整形模等。根据工序组合程度分类（1）单工序模在压力机的一次行程中，只完成一道冲压工序的模具。（2）复合模只有一个工位，在压力机的一次行程中，在同一工位上同时完成两道或两道以上冲压工序的模具。（3）级进模（也称连续模）在毛坯的送进方向上，具有两个或更多的工位，在压力机的一次行程中，在不同的工位上逐次完成两道或两道以上冲压工序的模具。冲冷冲模全称为冷冲压模具。冷冲压模具是一种应用于模具行业冷冲压模具及其配件所需高性能结构陶瓷材料的制备方法，高性能陶瓷模具及其配件材料由氧化锆、氧化钇粉中加铝、镨元素构成，制备工艺是将氧化锆溶液、氧化钇溶液、氧化镨溶液、氧化铝溶液按一定比例混合配成母液，滴入碳酸氢铵，采用共沉淀方法合成模具及其配件陶瓷材料所需的原材料，反应生成的沉淀经滤水、干燥，煅烧得到高性能陶瓷模具及其配件材料超微粉，再经过成型、烧结、精加工，便得到高性能陶瓷模具及其配件材料。本发明的优点是本发明制成的冷冲压模具及其配件使用寿命长，在冲压过程中未出现模具及其配件与冲压件产生粘结现象，冲压件表面光滑、无毛刺，完全可以替代传统高速钢、钨钢材料。冷冲模具主要零件冷冲模具是冲压加工的主要工艺装备，冲压制件就是靠上、下模具的相对运动来完成的。加工时由于上、下模具之间不断地分合，如果操作工人的手指不断进入或停留在模具闭合区，便会对其人身安全带来严重威胁。（一）模具的主要零件、作用及安全要求1工作零件凸凹模是直接使坯料成形的工作零件，因此，它是模具上的关键零件。凸凹模不但精密而且复杂，它应满足如下要求（1）应有足够的强度，不能在冲压过程中断裂或破坏（2）对其材料及热处理应有适当要求，防止硬度太高而脆裂。2定位零件定位零件是确定坯件安装位置的零件，有定位销（板）、挡料销（板）、导正销、导料板、定距侧刀、侧压器等。设计定位零件时应考虑操作方便，不应有过定位，位置要便于观察，最好采用前推定位、外廓定位和导正销定位等。3压料、卸料及出料零件压料零件有压边圈、压料板等。压边圈可对拉延坯料加压边力，从而防止坯料在切向压力的作用下拱起而形成皱褶。压料板的作用是防止坯料移动和弹跳。顶出器、卸料板的作用是便于出件和清理废料。它们由弹簧、橡胶和设备上的气垫推杆支撑，可上下运动，顶出件设计时应具有足够的顶出力，运动要有限位。卸料板应尽量缩小闭合区域或在操作位置上铣出空手槽。暴露的卸料板的四周应设有防护板，防止手指伸入或异物进入，外露表面棱角应倒钝。4导向零件导柱和导套是应用最广泛的一种导向零件。其作用是保证凸凹模在冲压工作时有精确的配合间隙。因此，导柱、导套的间隙应小于冲裁间隙。导柱设在下模座，要保证在冲程下死点时，导柱的上端面在上模板顶面以上最少5至