微型电机机壳冲压模具设计资料

1、洛阳理工学院毕业设计（论文）微型电机机壳冲压模具设计摘要本次课程设计的内容为无凸缘圆筒形件的模具设计，其中包括落料、一次拉 深、二次拉深、冲孔、切边五道工序。其中把落料、首次拉深用复合模完成，二 次拉深、冲孔、切边也使用复合模完成其成形工艺。因此，此次设计需要完成两 套复合模设计，重点放在复合模设计上，主要包括落料拉深复合模和拉深冲孔切 边复合模的模具类型的选择；重要零部件如凸凹模、凸模、凹模的形状设计和尺 寸计算；模具零件的间隙配合的选取；模具结构初步设计和总装草图绘制；模具 总装图绘制和部分零件图的绘制；最后认真完成开题报告、相关外文期刊的翻译 以及毕业设计说明书的编写。关键词： 无凸缘圆

2、筒形件，落料，拉深，冲孔，切边洛阳理工学院毕业设计（论文）WICRO-MOTOR CHASSIS STAMPING DIE DESIGNABSTRACTThe content of this course design for no of flange cylindrical parts mold design, including blanking ，The first deep drawing ，secondary deep drawing ，punching and trimming five working procedure drawing. Among them the blank

3、ing, the first deep drawing with composite die completed, second deep drawing, punching and trimming also use compound die to complete its forming process. Therefore, the need to design two sets of compound die is designed, emphasis on composite mold design, Mainly solve the blanking deep drawing co

4、mposite modulus and deep drawing punching trimming compound die mold type choice, important parts such as convex concave die, punch, concave die shape design and the size calculation; The selection of mold parts clearance fit; Mold structure preliminary design and final assembly sketch rendering; Mo

5、ld assembly drawing and parts drawing mapping; Finally seriously complete the opening report, related the translation of foreign periodicals as well as the writing of the graduation design instruction.KEY WORDS: Without flange cylindrical parts, Blanking, Deep drawing, Punching,II洛阳理工学院毕业设计（论文）目录前 言

6、 1第 1 章 冲压件工艺分析 31.1 冲压件的工艺分析 31.1.1 产品结构形状及工艺分析 31.1.2 制件尺寸精度分析 41.2 冲压工艺方案的确定及模具类型的选择 41.2.1 主要工艺参数的确定 41.2.1 工艺方案的确定 7第 2 章 冲压工艺计算 82.1 棑样 82.1.1 棑样方法的选择 82.1.2 确定搭边值 82.1.3 计算条料宽度和送料步距 92.1.4 棑样图 92.1.5 核算利用率 92.2 复合模相关计算 102.2.1 拉深凸模、凹模圆角半径的确定 102.2.2 拉深凸模和拉深凹模间隙的选择 102.2.3 凸模、凹模、凸凹模的尺寸及公差 102.

7、2.4 冲裁力计算 112.2.5 压料力计算 122.2.6 拉深力计算 122.2.7 卸料力、推件力、顶件力的计算 132.2.8 压力机的公称压力确定 132.2.9 压力设备的选择 13第 3 章 落料拉深复合模设计 163.1 工作零件的结构设计 163.1.1 拉深凸模 16III洛阳理工学院毕业设计（论文）3.1.2 落料凹模 173.1.2 凸凹模 173.2 其他零件的设计与标准件的选择 183.2.1 定位零件 183.2.2 卸料、压料装置 193.2.3 模架的选用 203.2.4 连接与固定零件 21第 4 章 再次拉深冲孔切边复合模设计 224.1 工作零部件 2

8、24.1.1 冲孔凸模 224.1.2 拉深凹模 234.1.1 凸凹模 244.2 其他零件的设计与标准件的选择 264.2.1 卸料、压料装置 264.2.2 模架的选用 274.1.1 连接与固定零件 27第 5 章 模具总装配图 295.1 落料拉深复合模 295.1.1 落料拉深装配工艺 295.1.2 落料拉深复合模工作原理 315.2 再次拉深冲孔切边复合模 315.2.1 再次拉深冲孔切边复合模装配工艺 315.2.2 再次拉深冲孔切边复合模工作原理 32结 论 34谢 辞 35参考文献 36外文资料翻译 37IV洛阳理工学院毕业设计（论文）本次毕业设计题目为微型电机机壳冲压模

9、具设计，主要完成对机 壳制造的冲压模具设计。冷冲压，是压力加工中的先进方法之一。冷冲压是指在常温下利用冲 模在压力机上对材料施加压力， 使其产生分离或变形， 从而获得一定形状、 尺寸和性能的零件的加工方法，而冷冲模则是冷冲压加工中所用的最重要 的工艺装备。采用模具生产零部件因其生产效率高、质量好、成本低、节 约能源和原材料等一系列的优点而被广泛的使用，成为当代生产工业发展 的重要手段和工艺发展方向。 其生产的制件所具备的高精度、 高复杂程度、 高生产率、高一致性和低能耗是其他加工制造方式所不能相提并论的。模 具制造水平的高低已成为衡量一个国家机械制造水平的重要标志。作为一名即将走出校门进入工作

10、岗位的模具设计专业的毕业生，此次 “微型电机机壳冲压模具设计工艺”作为无凸缘圆筒形冷冲压加工件的模具设 计，包括落料、拉深、冲孔、切边几个工序的综合工艺模具设计，综合了大部 分冷冲压成形模具设计工艺知识点的考查，能很好的了解、检查和提高自身的 专业知识掌握水平。本次课程设计的内容为无凸缘圆筒形件的模具设计，其中包括落料、 一次拉深、二次拉深、冲孔、切边五道工序。其中把落料、首次拉深用复 合模完成，二次拉深、冲孔、切边也使用复合模完成其成形工艺。因此， 此次设计需要完成两套复合模设计，重点放在复合模设计上，主要解决落 料拉深复合模和拉深冲孔切边复合模的模具类型的选择、重要零部件如凸 凹模、凸模、

11、凹模的形状设计和尺寸计算；模具零件的间隙配合的选取主 要以；查阅相关资料理论归纳为主，对模具行业发展现况及未来趋势的分 析，对制件进行结构、工艺、精度要求及用途分析，对所需专业知识进行 复习总结和进一步深入的学习，查阅相关文献资料确定工艺方案及模具类 型，计算模具尺寸、压力机压力大小选择、压力中心等相关参数的计算。 最后运用 CAD 进行模具装配图和主要零件图的绘制以及设计说明书的完 成。包括： 1. 工艺工序及模具类型的设计安排、计算；洛阳理工学院毕业设计（论文）2. 模具结构初步设计和总装草图绘制；3. 模具总装图绘制；4. 零件图绘制；5. 书写设计计算说明书。另外，目前，我国模具工业体

12、系已基本完善。特别是为模具制造配套服务 的体系日趋完善，但是，从总体来看，我国模具行业与国外发达国家比还存在 比较大的差距，主要体现在模具的开发和生产方面。发达国家普遍采用并行工 程和项目管理等先进技术和高效管理方法，加强了对工作流程的严格控制，缩 短了模具开发制造周期。在专业化生产方面，发达国家更为普遍。尤其是在新 技术研发创新方面，包括成形方法创新、成形品质改善创新、新材料成形技术 的创新上，我们还没有掌握主动权，基本上是跟在发达国家技术发展的后面。另一方面，近年来我国模具行业遇到一些困难和问题，主要包括以下几个方 面：（ 1）国际经济低迷，国内制造业增速放缓，模具市场总体需求不高。 （2

13、）生 产成本持续提高。主要是材料价格上涨和劳务成本的提高；行业税负较重：模具 行业平均税负达到 8%10%，高于机械制造业平均税负（ 4.5%）一倍；增值税返还 政策停止后，新的扶持政策至今还未落实。 （3）中低档模具产能过剩，企业同质 化现象严重，不正当竞争的加剧导致模具价格和经营利润率不断下降，企业亏损 和亏损企业增多。 （4）高水平人才严重匮乏，创新能力薄弱。 （ 5）精密超精密加 工设备在模具加工设备中的比重比较低； （ 6）CAD/CAE/CAM技术的普及率还不高；（7）许多先进的模具技术不能广泛应用推广等等，致使相当一部分大型、精密、 复杂和长寿命模具还是依赖进口。总之，模具行业向

14、着：1）市场全球化，生产周期进一步缩短方向发展；2）模具 CAD/CAM/CA集E 成化、智能化、网络化方向发展；3）模具技术向高速加工、硬铣削和复合加工方向发展；4）模具向大型、精密、标准化方向发展；洛阳理工学院毕业设计（论文）第 1 章 冲压件工艺性分析1.1 冲压件的工艺分析1.1.1 产品结构形状及材料分析1. 结构形状分析图 1-1 微型电机机壳示意图如图 1-1 所示，该制件为无凸缘圆筒形件，轴对称回转体，形状简单，在圆洛阳理工学院毕业设计（论文）周方向上的变形均匀，主要由圆形坯料经过落料、拉深、冲孔、切边几道工序完 成，模加工也容易，工艺性好；由于拉深件各部位厚度有较大变化，筒形

15、件圆角 部分变薄，故在设计时该制件必须保证外形尺寸 ；2. 材料分析该制件材料为 08F 钢，08F 钢表示为含碳量为万分之八的沸腾钢。该钢是优质 碳素结构钢，性能与08钢相似，但是时效，敏感性比 08钢更好。08F钢的塑性很好， 抗剪强度 =216304MPa,抗拉强度 b=275383MPa,屈服点 s=177MPa,伸长率 10=32。主要用来制造冷冲压件，易于轧成薄板、薄带、冷变形材，冷拉钢丝。 板料易于生产冲压拉深件、各类不承受载荷的覆盖件。本次制件为无凸缘圆筒形 拉深件，因此， 08F 作为坯料易于生产制造。1.1.2 制件尺寸精度分析由图 1-1可知，零件图上所有未注公差的尺寸，

16、属于自由尺寸，可按 IT14级确 定工件尺寸的公差。图中标注要求的精度要求达到以下精度要求：外形尺寸：直径 1022 （IT15）高度 851 （IT14）厚度 t=3（IT14 以下）圆角半径 R=6 （IT14 以下）孔的尺寸： 20+00.2（IT11）16+00.2（IT12）1.2 冲压工艺方案的确定及模具类型的选择1.2.1 主要工艺参数的确定1. 修边余量的确定制件的相对高度： h/d=（851.5）/（1023） 0.84查冲压成型工艺与模具设计 表 51 无凸缘圆筒形拉深件的修边余量 （）P164），取修边余量 =3.8 。洛阳理工学院毕业设计（论文）2. 毛坯直径确定该制件

17、拉深为不变薄拉深，查冷冲模设计应知应会表 4 5 常用旋转体的 毛坯直径计算公式（ P79）得 :毛坯直径：D= d12 4d2h 6.28rd1 8r 2= 842 4 99 79.8 6.28 7.5 84 8 752= 207.516 208 其中式中各尺寸如图 1-2 所示：图 1-2 相关表示量的示意图3. 拉深次数的确定坯料相对厚度 t /d=3/208 100 1.45 1.5 ，查冷作成作技术手册表 9-3 采用或不用压边圈的条件（ P616）得：冲压过程中使用压边圈 .相对高度 h/d=（851.5）/（1023） 0.8；4制件的拉深系数 m0=d/D=102/208 0.

18、4；9 根据坯料相对厚度查设计资料冷作成形技术手册表 9-11 低碳钢的极限拉 深系数（ P527）可知 m1=0.53，由 m0m1 故不能一次拉深成型。由拉深次数计算公式：洛阳理工学院毕业设计（论文）拉深次数 n=1+ lgdn lg(m1D)lgmn=1+ lg102 lg(0.53 208)=1+ lg0.7=1.21 所以需要两次拉深。4. 拉深系数的确定试取 m1=0.6（用压边圈）则：初次拉深直径 d1=Dm1=208 0.6=124.8 125 再次拉深系数 m2=d/d1=102/125=0.8165. 拉深高度的确定D2r=0.25(2082125初次拉深后的高度 h1=0

19、.25（ d1）+0.43 1 （d1+0.32r1） d1d1125)+0.43 11.5 ( 125+0.3211.5)125 60.4 再次拉深经过切边工序后即达到制件要求的形状和尺寸，即h2=85 ；即可知制件的拉深示意图如图 1-2 所示：图 1-3 制件的拉深示意图洛阳理工学院毕业设计（论文）1.2.2 工艺方案的确定由相关参数的计算可知，该制件由落料、初次拉深、二次拉深、冲孔、切边 五道工序组成，下面具体分析以下几个方案的优缺点来确定最终的工艺方案。方案一：单工序模：落料，初次拉深，二次拉深，冲孔，切边；方案二：单工序模 +复合模：落料 - 拉深复合模，二次拉深，冲孔，切边单工

20、序模；方案三：单工序模 +复合模：落料 - 拉深复合模，拉深 - 冲孔复合模，切边单工 序模；方案四：复合模：落料 - 拉深复合模，拉深 - 冲孔- 切边复合模；方案五：单工序模 +级进模：落料 -初次拉深 -二次拉深 -冲孔级进模，切边单 工序模；方案一：模具结构简单，但须要五道工序五套模具，生产率较低， 一般来 说，适合小批量生产， 与大批量生产不符； 同时由于制造多副单工序模具的费用 比复合模还要昂贵，则不易采用单工序冲裁；方案二： 因为该制件结构简单， 制件的形位精度和尺寸精度容易保证， 模具 制造不困难，但须四套模具，成本较高且生产效率不高。方案三：采用两套复合模和一套单工序模， 模

21、具设计不复杂， 精度也以保证， 但须三套模具。方案四：只需要两套模具，且制造不复杂，生产成本较低且生产率高。 方案五：只需两套模具，但级进模结构较复杂，模具零部件加工困难，并且 级进冲裁受压力机工作台尺寸与工序数的限制， 冲裁件尺寸不宜太大。 制件平整 度不好需校平处理，生产成本高。综上分析，选用方案四，用两套复合模生产。洛阳理工学院毕业设计（论文）第 2 章 冲压工艺计算2.1 棑样2.1.1 排样方法的选择在冲压零件的成本中， 材料费用约占 60%以上，因此合理的棑样是提高材料利 用率，降低成本，保证冲件质量及模具寿命的有效措施。棑样的安排按以下步骤 进行：选择排样方法确定搭边数值计算条料

22、宽度和送料步距画出棑样图 核算利用率。根据制件在条料上的布置形式，棑样可分为直排、斜排、直对排、混合排、 多排等多种形式。本次设计毛坯为直径为 208 的圆形毛坯，考虑条料在落料 -拉 深复合模上的运动路径及模具设计的尺寸及送料方式，本次采用用于简单几何形 状的冲件的直排方式。2.1.2 确定搭边数值 合理的搭边值有利于提高冲裁剪的质量，查冲压成型工艺与模具设计表3-9 最小搭边值 （P56）得：料厚为 3 的板料可取最小搭边值为： a1=1.8 ,a=2.2 或 a=2.2 ,a=2.5 考虑材料为 08F，考虑制件外形简单，手工送料等综合因素，搭边值可取小 些，因此选择 a1=1.8 ,a

23、=2.2 。2.1.3 计算条料宽度和送料步距 导料板之间无侧压装置时，应考虑在送料过程中因条料的摆动而使侧面搭边 减少。为了补偿侧面搭边的减少，条料宽度应增加一个条料可能的摆动量，故按 下式计算。条料宽度 B= D 2a C 0D 条料宽度方向冲裁件的最大尺寸a 侧搭边值条料宽度的单向（负向）偏差，可查冲压成型工艺与模具设计洛阳理工学院毕业设计（论文）表 3-10 条料宽度偏差（ P57）C 导料板与最宽条料之间的间隙， 其值可查冲压成型工艺与模具设计 表 3-12 导料板与条料之间的最小间隙（ P58 ）则：条料宽度 B= D 2a C 0=208 2 2.2 8 01.0=22001.0

24、 送料步距 A=D+a1=208+1.8=209.8 导料板间的距离 B0=B+C=228-01.0 2.1.4 棑样图根据搭边值、条料宽度、送料步距、导料板间的距离绘制如图 2-1 所示的棑样图：图 2-1 棑样图2.1.5 核算利用率根据计算公式可知：材料利用率 1=S1 100%1 S0100%1 100% AB洛阳理工学院毕业设计（论文）2.2 复合模相关参数计算复合模相关计算主要包括拉深凸模，凹模圆角半径、拉深凸模和拉深凹模的 间隙、凸模、凹模、凸凹模的尺寸及公差、冲裁力、压料力、拉深力、卸料力、 推件力及顶件力、压力机的公称压力确定等 。2.2.1 拉深凸模，凹模圆角半径的确定拉深

25、凹模的圆角半径在生产上一般在保证工件质量的前提下尽量取最大值， 通常可按如下经验公式计算： 初次拉深凹模圆角半径：rd1=0.8 （ D d1）t=0.8 （208-125） 3=12.62 13 易得：初次拉深凸模圆角半径 rp1 =13-3=10 再次拉深凸模圆角半径为制件的要求圆角半径，即 rp2=6 凹模圆角半径 rd2 =9 2.2.2 拉深凸模和拉深凹模的间隙选择拉深间隙 Z 是指单面间隙，确定 Z 时要考虑压边情况、拉深次数和工件精度 等，采用压边圈拉深时其值可按下式计算：Z=t max+t其中， 为增大间隙的系数，可查冲压成形工艺与模具设计表 5-18 增大 间隙的系数 （P1

26、98）。则：拉深间隙 Z=t max+ t=3+0.13=3.3 2.2.3 凸模、凹模、凸凹模的尺寸及公差制件的尺寸精度由末次拉深的凸、凹模尺寸及公差决定。因此初次拉深的模10洛阳理工学院毕业设计（论文）具尺寸公差没有必要的严格限制， 凸、凹模的制造公差 p、 d可按 IT10 级选取 以凹模为基准时，拉深凹模尺寸 Dd=D d =125+0.18 拉深凸模尺寸为 Dp = D 2Z=（125-23.3） -0.12=118.4 -0.12 落料时以凹模为设计基准，首先确定凹模基本尺寸，使凹模的基本尺寸接近 或等于毛坯的最小尺寸，将凹模的尺寸减小到合理间隙值即得到凸模尺寸，即 落料凹模刃口尺

27、寸 Dd= Dmax -x 0d = 20800.032 落料凸模刃口尺寸 Dp= Dmax x Zmin - p=208-0.460 -00.052=207.54-00.052 2.2.4 冲裁力的计算普通平刃口模具冲裁时，其冲裁力 F 一般按下式计算F=KLt；式中，F冲裁力， N；L冲裁周边长度，；t 材料厚度，；材料抗剪强度， MPa；K系数，考虑冲裁模刃口的磨损、凸模与凹模间隙之波动（数值的变化或分 布不均）、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 。即：落料时的冲裁力 F 冲 1=KLt=1.32083300=243360 N冲孔时冲裁力 F

28、 冲 2=KLt=1.3 20.15 3300=23575.5 N11洛阳理工学院毕业设计(论文)2.2.5 压料力计算采用压边圈的目的是为了防止变形区板料在拉深过程中的起皱，拉深时压边 力必须适当，压边力过大会引起拉深力的增加，甚至造成制件拉裂，压边力过小 则会造成制件直壁或凸缘部分起皱，所以是否采用压边装置主要取决于毛坯或拉 深系数 m和相对厚度 t/D 100，初次拉深使用压边圈时的压边力。即：圆筒形件首次拉深压料力FY1= D2 (d1 2rA1)2 p/43.14 2082 (- 125 2 13)2= 34=48190.4 N再次拉深时压料力FY2 = D (d2 2rA2) p

29、/43.14 1252 (- 102 2 9)2= 34=2884.875 N2.2.6 拉深力计算 采用压边圈时： 初次拉深力 F 1=d1t bK1=3.1412533000.65 =229612.5 N再次拉深力 F 2= d2t bK2=3.1410233000.52 =121065.84 N其中， K1、K2查冷冲模设计应知应会表 4-22 筒形件第一次拉深的系数 K1， 表 4-23 筒形件第二次拉深的系数 K2( P103)可得。13)3最大拉深力 F 1max=3( b+ s)(D-d-r d)t =3(300+177)(208-125-12洛阳理工学院毕业设计（论文）=300

30、510 N2.2.7 卸料力、推件力及顶件力的计算 卸料力、推件力及顶件力是由压力机和模具卸料装置或顶件装置传递的，所 以在选择设备的公称压力或设计冲模时，应分别予以考虑。影响这些力的因素很 多，而且影响规律也很复杂，精确计算这些力的大小比较困难，实际中参照冲裁 力经验公式计算：卸料力 FX=KXF推件力 FT=nKTFF冲裁力， N；KX、 KT卸料力、推件力系数，见冲压成形工艺与模具设计表3-14 卸料力、推件力、顶件力系数（ P61）；n同时卡在凹模内的冲裁件（或废料）数， n=h ；t 卸料力 FX1=KXF冲1=0.04 243360=9734.4 N F X2=KXF冲2=0.04

31、 23575.5=943.02 N 推件力 FT1=n KT F冲 1=10.045243360=10951.2 N2.2.8 压力机的公称压力确定 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 FZ 落料拉深复合模冲压时，FZ1=F 冲 1+FX1+FT1+ FY +F1 =243360+9734.4+10951.2+48190.4+229612.5 =541848.5 N拉深冲孔切边复合模冲压时，FZ2=F 冲 2+FX2+FT2+ FY 2 +F2 =23575.5+943.02+1060.8975+2884.875+121065.84 =149530.1325 N2.2.9 压力

32、设备的选择13洛阳理工学院毕业设计（论文）根据所要完成的冲压工艺的性质，生产批量的大小，冲压件的几何尺寸和精 度要求等来选择设备的类型。对于中小型冲裁件、弯曲件或拉深件，主要采用开 式机械压力机。虽然其刚度差，在冲压力的作用下床身变形破坏冲裁模的间隙分 布，降低冲裁件表面质量或模具使用寿命，但它提供了极为方便的操作条件，非 常容易安装机械化附属装置是其最大特点，因此是目前中、小型冲压设备的主要 形式。对于大中型冲压件的生产，多采用闭式结构形式的机械压力机。在实际生产中，为防止设备的超载，可按 F 压（1.61.8 ）FZ来估算压力机 的公称压力。即F 压 1866957.6N 975327.3

33、NF 压 2239248.212N 269154.2385N模具闭合高度是指模具在最低工作位置时，上、下模之间的距离，落料拉深 模的闭合高度为 335 ，拉深冲孔切边复合模的闭合高度为 400 ，参照相关资料选用落料拉深冲压时选用JA21-160 开式双柱固定台压力机。其参数如下：公称压力1600kN滑块行程160滑块行程次数40次/min最大闭合高度450闭合高度调节量130滑块中心线至床身距离 380立柱距离530工作台尺寸：前后 710 ，左右 1120 垫板尺寸厚度130模柄孔尺寸直径 70 ，深度 80 滑块底面尺寸前后 460 ，左右 650 再次拉深冲孔切边时，模具闭合高度为 4

34、27 ，选用 J23-100 开式双柱可倾 压力机（主要依据闭合高度） ，其主要参数如下：公称压力1000kN滑块行程130滑块行程次数38次/min14洛阳理工学院毕业设计（论文）最大闭合高度480最大装模高度380连杆调节长度100滑块中心线至床身距离380床身两立柱距离450工作台尺寸前后 710 ，左右 1080 垫板尺寸厚度 100 ，孔径 250 模柄孔尺寸直径 60 ，深度 75 最大倾斜角度30o电动机功率10kW。15洛阳理工学院毕业设计（论文）第 3 章 落料拉深复合模设计 本次设计的落料拉深复合模主要包括工作零件，定位零件，压料、卸料零件， 导向零件和固定连接零件。3.1

35、 工作零件的结构设计工作零件主要包括落料凸模、落料凹模、拉深凸模和拉深凹模，本次设计将 落料凸模与拉深凹模复合设计为凸凹模，因此需设计落料凹模、拉深凸模和凸凹 模三个主要工作零件。3.1.1 拉深凸模 由于制件的形状和尺寸不同，冲模的加工及装配工艺条件也不同，所以实际 生产中使用的凸模结构形式很多，其截面形状有圆形和非圆形，刃口形状有平刃 和斜刃，结构有整体式、镶拼式、直通式、带护套式等，本次设计的制件为圆筒 形件，所以拉深凸模选用圆形凸模，查中国模具设计大典标准件圆形凸模部 分，确定拉深凸模的结构形式及固定方式 ，分析制件尺寸较大，选用强度刚性较 好并且装配修磨方便的台阶式圆形凸模，拉深凸模

36、长度的计算可根据公式 L=h1+h2+h3+h 计算得出，其中：h1 凸模固定板厚度； h2压边圈（卸料板）厚度； h3凸模进入凹模深度，即拉深件高度； t料厚；即：凸模长度 L=25+40+60.4+3=128.4 参考中国模具设计大典标准件，选取凸模的高度（厚度）为 130 。 查中国模具设计大典拉深凸模排气孔直径选为 8 。拉深凸模由于工作过程中受力较大，因此凸模的材料要求有较好的强度和刚度，因此，凸模的材料选用 T10A，标准号为 GB/T1298,热处理硬度为 56 60HRC。 由计算及标准件参照，拉深凸模的结构及尺寸如图 3-1 所示：16洛阳理工学院毕业设计（论文）图 3-1

37、拉深凸模结构示意图3.1.2 落料凹模 落料时以凹模为设计基准，刃口尺寸的计算第二章已给出，参考中国模具 设计大典模具用板类零件标准尺寸，确定落料凹模基本尺寸为355355 105，落料刃口直径 Dd= Dmax-x 0d = 20800.032 ，落料凹模尺寸及结构形式如图 3-2 所示， 其由螺钉与垫板、下模座固定连接。凹模的材料为 9CrSi, 标准号为 GB/T1299，热 处理硬度为 6064HRC。3.1.3 凸凹模 凸凹模是复合模中同时具有落料凸模和拉深凹模作用的工作零件，它的内外缘均是刃口，内外缘之间的壁厚取决于冲裁件的尺寸，从强度方面考虑，其壁厚 有最小值限制，查中国模具设计

38、大典表 20.1-16 凸凹模最小壁厚 a（P406）， 可知凸凹模最小壁厚 a=6.7 。有计算知：拉深凹模尺寸 Dd=D d =125+0.18 落料凸模刃口尺寸 Dp= Dmax xZmin -0 p208 - 0.460 -00.052207.54-00.052 因此，将凸凹模设计为台阶式圆形凸模形式内部加工成孔 125 作为拉深 凹模尺寸，外形尺寸 207.54 作为落料凸模尺寸；材料为 9CrSi, 标准号为17洛阳理工学院毕业设计（论文）GB/T1299，热处理硬度为 5862HRC。其外形尺寸及结构形式如图 3-3 凸凹模结构 示意图所示：图 3-2 落料凹模结构示意图3.2

39、其他零件的设计与标准件的选择3.2.1 定位零件 导料销是送料时对条料的侧向进行导向，以免送偏的定位零件。为节省成本 采用标准件。材料为 T8A,标准号为 GB/T1298，热处理硬度为 5054HRC。挡料销是用来挡住冲裁轮廓，来限定条料送进距离。它可分为固定挡料销、18洛阳理工学院毕业设计（论文）活动挡料销和始用挡料销， 本次使用圆形固定挡料销标准件， A 型固定挡料销基本 尺寸 d=20 。材料为 45钢, 标准号为 GB/T699。参考中国模具设计大典冲压 模具标准件 P948。其优点是结构简单，制造方便。图 3-3 凸凹模结构示意图3.2.2 卸料、压料装置顶杆采用标准件，其规格为

40、M840150，, 见中国模具设计大典冲压模 具标准件顶杆 P949。打杆采用标准件，其规格为 M1235190，见中国模具设计大典冲压模 具标准件 P949。压边圈是采用压边圈的目的是为了防止变形区板料在拉深过程中起皱，拉深 时压边力必须适当，如果压边力过大，会引起拉深力的增加，甚至造成制件拉裂； 如果压边力过小则会造成制件直壁或凸缘部分起皱，所以是否采用压边装置主要 取决于拉深系数 m和相对厚度 t/D 100：根据坯料相对厚度 t/D 1.45 1.5 ，因此必须使用压边圈进行压料操作。 其尺寸查冲压手册得到，压边圈的长宽高 LBH为 25025020 。19洛阳理工学院毕业设计（论文）

41、3.2.3 模架的选用模架是上模座、下模座、导柱和导套的组合体，它是模具的基础，模具的工 艺性结构件通过紧固件（销钉螺钉等）安装到模架上形成完整的冲模，模架及其 组成零件已经标准化，可查取选用。本次设计的落料拉深复合模选用滑动导向装置中的中间导柱模架，其简图如图 3-4 所示，因为其导向装置安装在模具的对角线上，滑动平稳，导向准确可靠。 其尺寸根据凹模周界（ 400400）查中国模具设计大典 P818P822 冲模标准 模架及其标准件得其尺寸及材料选用如下：上模座605 490 60HT200下模座605 490 75HT200导柱45 16020钢导套65 14520钢模柄70 110Q23

42、5图 3-4 中间导柱模架示意图导向零件即导柱、导套，有标准模架的确定，导柱导套的直径分别为45 、65 ，其均为标准件，查中国模具设计大典冲模标准模架及其标准件 A 型导20洛阳理工学院毕业设计（论文）柱和 A 型导套3.2.4 连接与固定零件 本次设计使用的连接与固定零件包括模柄、固定板、垫板、螺钉与销钉。其均使用标准件，模柄根据压力机型号选择直径为 70 ，固定板、垫板尺寸及结构 查中国模具设计大典冲压模具标准板料尺寸得。螺钉销钉查机械制图附 录标准件可得。21洛阳理工学院毕业设计（论文）第 4 章 再次拉深冲孔切边复合模设计4.1 工作零部件该套模具主要完成再次拉深、冲孔和切边三道工序

43、，因此需完成拉深凸模、 拉深凹模、冲孔凸模、冲孔凹模、切边凸模和切边凹模。此次将设计冲孔凸模、 拉深凹模（同时有切边凹模的作用） 、凸凹模（同时充当冲孔凹模、拉深凸模）和 切边凸模四个工作零部件。4.1.1 冲孔凸模 冲孔凸模与凸凹模相互配合，在压力机上完成对制件底部孔的成形工序，由 于制件的形状和尺寸不同，冲模的加工及装配工艺条件也不同，所以实际生产中 使用的凸模结构形式很多，其截面形状有圆形和非圆形，刃口形状有平刃和斜刃 两种形式，结构有整体式、镶拼式、直通式、带护套式等，本次设计的制件底部 孔为异形圆孔，因此将凸模的刃口尺寸设计成孔的形状，为增加凸模的强度和刚 度，冲孔凸模的结构形式选用

44、 a 型标准台阶式圆形凸模，用固定板固定，台阶圆 滑过渡，避免应力集中。该凸模强度刚性好，装配修磨方便。其工作尺寸计算如下：孔冲尺寸为 20+00.2（IT11）16+00.2（IT12）则凸、凹模按 IT6 、IT7 级加工制造。根据计算原则，冲孔时以凸模为设计基 准。首先确定凸模的尺寸，使凸模的基本尺寸接近或等于工件孔的最大极限尺寸； 将凸模尺寸增大最小合理间隙值即得：根据料厚 t=3 查冲压成形工艺与模具设计表 3-5 冲裁模初始间隙值可知 Zmin =0.460 、 Zmax =0.640 。则：凸模刃口尺寸： d p1= dmin x 0 p20 0.75 0.2 -00.008-0

45、.00822洛阳理工学院毕业设计（论文）d p2 = dminx16 0.75 0.2 -00.00816.15-0.008 冲孔凹模刃口尺寸： dd1 = dp Zmin20.15 0.46 00.012=20.6100.012 dd2 = dp Zmin 0 d16.15 0.46 00.012冲孔凸模的结构及主要尺寸如图=16.6100.012查中国模具设计大典圆形凸模标准件，4-1 所示：图 4-1 冲孔凸模结构示意图4.1.2 拉深凹模本套模具拉深凹模主要完成圆筒件外形尺寸，制件要求外形尺寸 1022和 851；因此，拉深模具尺寸以凹模为设计基准， 单面间隙 Z=（11.1 ）t m

46、ax ，对于末次拉深用最小值， Z=3 。由于制件公差在 IT14 级以下， d、 p按IT10 级选取。查机械制图 表 9-323洛阳理工学院毕业设计（论文）标准公差数值（ P303）得 d =0.090 ， p =0.060；则：拉深凹模刃口直径拉深凸模刃口直径Dd= D-0.75d0.090102 - 0.75 4 0.0900.09099 Dp= D-0.75 -2Z - p102 - 0.75 4-2 3 -0.06093-0.060有 2.2.1 知拉深凸模圆角半径为 R6，拉深凹模圆角半径为 R9；查中国模具设计大典模具用板类零件标准尺寸，确定拉深凹模厚度为 35 ；由于尺寸不大

47、，拉深凹模采用整体式凹模，用螺钉或销钉直接固定在模板上，制 造简单，但局部损坏要整体更换。拉深凹模其结构示意图如图 4-2 所示：图 4-2 拉深凹模结构示意图4.1.3 凸凹模凸凹模是复合模中同时具有落料凸模和拉深凹模作用的工作零件，它的内外 缘均是刃口，内外缘之间的壁厚取决于冲裁件的尺寸，考虑到此套模具要同时完 成再次拉深、冲孔、切边三道工序，易发生局部损坏或个别零部件的局部磨损， 而局部损坏或磨损时会造成整个凸凹模的报废，影响模具寿命。因此该凸凹模设 计为镶拼结构的凸凹模，方便局部损坏时零件的替换，从而延长模具使用寿命。 镶拼结构的凸凹模固定方法采用销钉固定和压入式固定。从强度方面考虑，

48、其壁24洛阳理工学院毕业设计（论文）厚有最小值限制，根据坯料厚度，查中国模具设计大典 表 20.1-16 凸凹模最 小壁厚 a（ P406）可查得 t=3 时凸凹模最小壁厚 a=6.7 。凸凹模结构及尺寸如图 4-3 所示，其中尺寸 20.6 、16 为冲孔凹模与冲孔凸 模配合, 用于成形制件底部的异形圆孔， 93作为拉深凸模用于成形制件的内部尺 寸， 103作为切边凸模的刃口尺寸与切边凹模（拉深凹模同时作为切边凹模）配 合用于完成切边工序。为降低成产成本，同时分担冲孔凹模的受力，中间设计垫柱以减少贵重材料 的使用量同时起支撑作用。图 4-3 凸凹模结构示意图25洛阳理工学院毕业设计（论文）切

49、边的工作原理如图 4-4 所示：在拉深凸模下面，固定有带锋利刃口的切边 凸模，而拉深凸模则同时起切边凹模的作用。在拉深过程结束时对筒形件进行切边。这种方法对筒形件切边由于其结构简单，使用方便，并可采用复合模的结构与拉深同时进行，所以应用广泛。拉深间隙与切边时的冲裁间隙的尺寸关系如图4-4 所示。图 4-4 筒形件的切边原理4.2 其他零件的设计与标准件的选择:4.2.1 卸料、压料装置 推杆选用标准件，见中国模具设计大典冲压模具标准件顶杆P949。打杆选用标准件，见中国模具设计大典冲压模具标准件P949。采用压边圈的目的是为了防止变形区板料在拉深过程中的起皱，拉深时压边 力必须适当，如果压边力

50、过大则会引起拉深力的增加，甚至造成制件拉裂，如果 压边力过小则会造成制件直壁或凸缘部分起皱，本套模具由于拉深系数为0.816 ，不必使用压边圈，但考虑到二次拉深，设计了与初次拉深后尺寸吻合的压边圈， 送料时将毛坯套在压边圈上，起到稳定送料和防止变形同时压边的作用。推件块是把制件或废料从凹模（上模）推出的块状零件，本次将推件块的结 构设计为与制件底部形状尺寸完全吻合的圆形推件块，在冲压过程中起部分拉深 凹模的作用。推件块的结构及尺寸如图 4-5 所示：26洛阳理工学院毕业设计（论文）图 4-5 推件块结构示意图4.2.2 模架的选用 模架是上模座、下模座、导柱和导套的组合体，它是模具设计工艺的基

51、础， 模具的工艺性结构件通过紧固件（螺钉，圆柱销等）安装到模架上形成完整的冲 模，模架及其组成零件已经标准化，可查取选用，其尺寸如下：上模座520 400 50HT200下模座520 400 60HT200导柱50 20020钢导套65 40020钢模柄60 110Q235本次设计的拉深冲孔切边复合模选用滑动导向装置中的中间导柱模架，其结 构简图如图 3-4 所示，因为其导向装置安装在模具的对角线上，滑动平稳，导向 准确可靠。其上下模座的尺寸、结构形状及公差根据凹模周界（ 315315）查中 国模具设计大典冲模标准模架 P818P822 可得，导柱导套等导向零件有标准模 架的尺寸确定，导柱导套

52、的直径分别为 50 、 65 ，其均为标准件，查中国模 具设计大典冲模标准模架及其标准件 A 型导柱和 A 型导套。4.2.3 连接与固定零件 本次设计使用的连接与固定零件包括模柄、固定板、垫板、螺钉与销钉。其均使用模具标准件，模柄根据压力机型号 J23-100 开式双柱可倾压力机选择直径27洛阳理工学院毕业设计(论文)为 60 ，固定板、垫板尺寸及结构查中国模具设计大典冲压模具标准板料尺 寸得。螺钉销钉查机械制图附录标准件可得，选用内六角圆柱头螺钉 (GB/T70.1-2008)，M1660,M16110,M16140,M16200。28洛阳理工学院毕业设计（论文）第 5章 模具总装配图5.

53、1 落料拉深复合模5.1.1 落料拉深复合模装配工艺冲模的使用寿命，工作安全和冲件质量等与冲模的正确安装有着极密切的关 系。根据复合模装配要点，本副模具的装配选凸、凹模为基准件，先装下模，再 装上模，装配后，应保证间隙均匀。具体装配如下：1、组件装配（1）模柄的装配：装配前要检查模柄和上模座配合部位的尺寸精度和表面粗 糙度，并检验模座安装表面与平面的垂直度精度。装配时将上模座放在等高垫铁 上放平，在压力机上将模柄慢慢压入（或用铜棒慢慢打入）模座，要边压边检查 模柄的垂直度，直至模柄的台阶面与安装孔的台阶面相接触为止。然后检查模柄 相对上模座上平面的垂直精度。合格后钻出止转销孔，将销钉装入后磨平

54、断面（2）凸模、凸凹模与固定板的装配：装配前检查固定板表面的粗糙度已经配 合表面的尺寸精度，然后将凸模、凸凹模分别压入凸模固定板和凸凹模固定板的 型孔中，并压紧，装配好之后再磨床上将组件的上下面磨平，并检验凸凹模型孔 中心线与表面的垂直度。2、装配下模（1）在下模座上划中心线，按中心预装拉深凸模；（2）在下模座上，用已加工好的拉深凸模为参照，分别确定其螺孔、销钉孔 位置，并分别钻孔，攻丝；（3）按顺序依次将下模座、拉深凸模固定板组件、顶杆、压边圈、落料凹模 装在一起，并用销钉定位、螺钉紧固；（4）安装导料销和挡料销。3、装配上模（1）在已装好的下模上放等高垫铁，再在凹模中放入 0.06mm 的纸片，然后 将凸凹模固定板组件装入凹模；（2）预装上模座， 划出与凸模固定板相应螺孔、 销孔位置并钻铰螺孔、 销孔；29洛阳理工学院毕业设计（论文）（3）将推件块用与螺母装入凸凹模中，之后和打杆一起固定。（4）用螺钉将垫板、固定板组件、上模座连接在一起，但不要拧紧。4、调整间隙 用平行夹板将凸凹模组件和上模座轻轻夹紧，然后调整凸凹模组件及凹模制 件的间隙，以及调整拉深凸模与凸凹模制件的间隙，间隙调整合适之后，将螺钉 紧固。5. 试冲与调整 将模具的其他零件安装好之后，用纸作为工件