端盖冲压模具设计

1、洛阳理工学院毕业设计（论文）I端盖冲压模具设计摘 要该工件采用倒装式落料拉深冲孔复合模。冲压工艺的选择是经查阅相关资料和对产品形状仔细分析的基础上确定的。在整个模具的设计中，首先对工件进行工艺分析，完成后开始确定工艺方案，基本的工序性质，对拉深次数进行确定，并确定工序的组合。模具设计中最重要的是模具结构的设计，在模具结构的设计过程中，确定模具的形式，要进行工艺的计算和校核，考需各个工序，对压力机进行初选。并在指导老师提供模具设计有关资料和同学帮助的情况下，完成了模具总装配图和所有零件图的绘制。在设计期间查阅了多种工具书和参阅模具结构图，对模具设计有了基础的认识。关键词：端盖，落料，拉深，冲孔，

2、复合模 洛阳理工学院毕业设计（论文）IICover stamping mould designPick toThe workpiece using inversion type blanking deep drawing punching composite modulus. The choice is stamping process by access relevant information and product shape are determined on the basis of careful analysis. In the design of the mould, firs

3、t of workpiece began after process analysis and complete process scheme, basic determined nature, deep drawing process to determine the number of times, and make sure the combination of processes. Mold design is the most important in the design of the mould structure, in the mold structure design pr

4、ocess, determine the form of mould, want to undertake process, take an examination of to calculate and check for each working procedure, have been primaries. And in guiding the teacher provide mold design relevant data and classmates help, completed the mold assembly and all total component drawing.

5、 During the design a variety of dictionaries and refer to consult for mould design, mould structure, a basic understanding. Key wordS：Cover, blanking, deep drawing, punching, composite modulus 洛阳理工学院毕业设计（论文）III目 录前 言.1第 1 章 冲件的工艺分析21.1 冲压件的结构形状分析.21.2 冲压件尺寸精度和表面质量的分析.21.2.1 尺寸精度. 21.2.2 冲压件断面质量分析. 2

6、1.2.3 冲压件材料的分析. 3第 2 章 确定工艺方案42.1 确定基本的工序性质.42.2 确定拉深次数. .4 2.2.1 计算毛坯直径 D.42.2.2 判断拉深次数.42.3 确定工序组合.5 第 3 章 确定模具总体结构73.1 模具的形式.73.2 定位装置.73.3 卸料装置.73.4 导向零件.73.5 模架.8第 4 章 工艺计算.94.1 板料尺寸.10 4.1.1 搭边.11 4.1.2 材料利用率.124.2 计算冲压力.12 4.2.1 拉深力的计算.12 4.2.2 冲孔力的计算.134.3 初选压力机.134.4 模具刃口尺寸的计算.14洛阳理工学院毕业设计（

7、论文）IV 4.4.1 落料部分.14 4.4.2 拉深部分.15 4.4.3 冲孔部分.16第 5 章 模具主要零件的设计计算.195.1 落料凹模的设计算.19 5.1.1 凹模洞口形状的选择.20 5.1.2 凹模的外形尺寸.205.2 拉深凸模结构设计.215.3 卸料弹簧的结构设计.215.4 冲孔凸模的设计.215.5 冲孔凸模固定板的设计.225.6 垫板的设计.235.7 凸凹模固定板的尺寸.235.8 卸料弹簧的结构设计24 5.8.1 单个卸料弹簧所承受的载荷 FQ24 5.8.2 根据FQ的大小，从标准中初选弹簧规格.245.9 定位销的设计.255.10 弹性卸料装置的

8、设计.255.11 模架的选用.255.11.1 选择标准模架.265.11.2 选择模柄.265.12 冲模闭合高度的确定.275.13 选择压力机型号.28第 6 章 装配图的绘制设.29第第 7 7 章章 模具工作原理.31总结.32谢辞.33参考文献.34洛阳理工学院毕业设计（论文）1前 言本设计说明书，主要对本模具做详细说明。根据工件形状及材料。这里设计了一套落料拉深冲孔复合模。本套模具主要对三个工序的确定，工艺的制定，及零部件的设计和计算做了详细说明。由于工件需要大批量生产，所以对零部件设计有一定的要求。本书就模具的全部设计过程做了详细的说明，主要包括冲件的工艺分析，确定工艺方案

9、，确定模具总体结构，工艺计算，模具主要零件的设计计算，装配图的绘制设计，零件图的设计绘制等七大部分。通过这七大部分的说明，可以使人全面了解本套模具的设计过程和工作原理。同样对本套模具的装配和维修也有很大帮助。本说明书编写简明扼要，对重点部分做了详细阐述，对一些标准件没有做过多阐述。对模具的工作原理和装配也做了详细阐述。 洛阳理工学院毕业设计（论文）2第 1 章 冲件的工艺分析1.1 冲压件的结构形状分析零件图如下： 图 1-1 零件图名称：端盖 材料：08 钢 料厚：1mm 由图 1-1 可知：该冲压件不是简单的带凸缘的筒形件的拉深，而是由筒形件和一部孔组成，其表面无窄缝和尖角且对称，但其尺寸

10、相对稍大一点。1.2 冲压件尺寸精度和表面质量的分析1.2.1 尺寸精度查公差与检测得：100 IT10-IT1120 IT8- IT95 IT8- IT95X25 IT8- IT9由课本知冲压模具的精度可达 IT6-IT8 级，而冲压件的最高精度达 IT8-IT11洛阳理工学院毕业设计（论文）3级，故运用冲压的方法可以保证冲件的尺寸精度。1.2.2 冲压件断面质量分析当使用冲压方法加工 2mm 以下的金属板料时，其断面粗糙度可达Ra12.53.2m。料厚为 1mm 时，在生产时允许的最大毛刺高度为 0.1mm，而该冲件在断面粗糙度和毛刺高度上都没有太严格的要求，所以只要模具精度达到一定要求，

11、冲压件的断面质量就可以保证。1.2.3 冲压件材料的分析对冲压材料的一般要求是：强度低、塑性好、表面质量和厚度公差均符合国家标准。该冲压件的材料为 08 钢，属于碳素结构钢，退火之后其剪切强度t=255333Mpa，抗拉强度 b=294432Mpa，屈服点 s=195Mpa。因此，用冲裁和拉深的加工方法是完全可以成形的。由于该冲件对厚度和表面质量没有严格要求且尺寸相对稍大一点，所以可以使用板料剪裁成小板料进行加工。综上所述：该冲压件的材料性能符合冷冲压加工要求。第 2 章 确定工艺方案洛阳理工学院毕业设计（论文）42.1 确定基本的工序性质该冲压件的名称为端盖，由其形状可知：加工成其形状所选用

12、的最终 工序为冲孔，而拉冲孔用的毛坯形状为筒形，因此首先要进行落料拉深。所以完成该冲压件的加工需要三个基本工序，即落料、拉深和冲孔。2.2 确定拉深次数2.2.1 计算毛坯直径 D修边余量h：由课本表 6-2 查得：h/d=31.5/99=0.318 ，取 h=0，取h=0mm。则实际的凸缘直径 dt=100mm。估算毛坯直径 D：当 t1mm 时，应按拉深件的中线尺寸进行计算。在拉深前后毛坯的面积不变，即拉深件面积=落料毛坯的面积，即 A=pD/4。由于该冲件外形规则，故直接算出：D=d+4dh-1.72rd-0.56r1h=0D=99+4 99 31.5-1.72 2 99-0.56 2

13、D =148.1mm2.2.2 判断拉深次数设计拉深工艺时，必须知道冲压件能否一次拉出，还是需要几道工序才能拉出。拉深次数决定于每次拉深时允许的极限变形程度。拉深系数 m 就是衡量变形程度的一个重要工艺次参数。拉深系数：m-每次拉深后筒形件直径与拉深前毛坯直径得比值总拉深系数；m 总=dn/D1dn-零件所要求的直径，D-首次拉深时毛坯的直径，当 m 总m1 时：洛阳理工学院毕业设计（论文）5则该零件只需一次就可拉出，否则就要进行多次拉深。对于本拉伸件; dn=100 D=148.1m 总= dn/D=100/148.1=0.675据冷冲模设计P168：由于本拉伸件料厚为 1其毛坯相对厚度：t

14、/D=0.67为了防止拉深时起皱及其他问题，并根据冷冲模设计P176 表 6-7由于本拉伸件材料为 08所以查冷冲模设计表 6-6 可知:当毛坯相对厚度为 0.67 时其对应的首次拉深系数：m1为 0.53 到 0.55 之间这里取 0.54 即可由于 m 总= dn/D=100/148.1=0.675显然 m 总m1所以可以得出本拉伸件：拉深次数为一次。2.3 确定工序组合方案一： 先落料、后拉深、再冲孔。单工序模，这样工序三套模具才能完成任务。特点：由于采用单工序模，模具制造简单，维修方便。但需要两套模具，生产效率低，既不满足产量要求也不经济，而且精度低，方案二：落料、拉深复合模。工序简图

15、如下图 2-1：特点：采用该方法加工时，虽然需要两套套模具，生产效率不太高，但冲压件的形状精度和尺寸精度易保证。尽管模具比第一种方案复杂，但由于冲压件不规则，模具制造也不算复杂，但模具维修不方便。洛阳理工学院毕业设计（论文）6图 2-1 工序简图方案三：拉深、冲孔复合模。特点：和法案三差不多。方案四：落料、拉深、冲孔复合模工序简图如图 2-2 所示：特点：采用该方法加工时，只需要一套模具，生产效率高，符合大批量生产的要求，且冲压件的形状精度和尺寸精度易保证。模具稍比第一种方案复杂，因冲压件比较规则，所以模具制造也不算复杂，模具维修也比较方便。所以很适合该工件的生产。图 2-2 工序简图通过以上

16、四种方案的比较，该冲压件的生产采用方案四比较合适。所以决定用第四方案。第 3 章 确定模具总体结构洛阳理工学院毕业设计（论文）73.1 模具的形式复合模根据落料凹模是在模具的上模还是下模，可以分为正装复合模和倒装复合模。其中，将落料凹模装在上模的复合模称为倒装复合模，反之，则称为正装复合模。倒装复合模的主要优点是废料能直接从压力机台面落下，而冲裁件从上模推下，比较容易引出去，因此操作比较安全。由于倒装复合模易于安装送料装置，生产效率高，所以倒装复合模应用比较广泛。正装复合模的主要优点是顶件板、卸料板均是弹性的，条料与冲裁件同时受到压平作用，所以对于较软、较薄的冲裁件能达到平整要求，冲裁件的精度

17、也较高。综合比较，由于该工件的料厚为 1mm，材料为 08 钢，且最后一个工序为冲孔，故决定采用倒装式落料拉深冲孔复合模。3.2 定位装置由于拉深件的毛坯直径为 148.1mm，不是太大，故可以采用板料剪裁成条料进行加工。因此在定位时可以直接采用定位板或定位销定位，根据该板料的特点，决定采用定位销定位，其结构如零件图所示。3.3 卸料装置由于采用单个毛坯送料，而且料厚比较薄，且为倒装式复合模，故采用弹性卸料装置，并且卸料板装在上模部分。3.4 导向零件导向零件有许多，如用导板导向，则在模具上安装不方便，而且阻挡操作者视线，所以不采用；若用滚珠式导柱导套进行导向，虽然导向精度高，寿命长，洛阳理工

18、学院毕业设计（论文）8但结构比较复杂，所以也不采用;针对这次产品的加工精度要求不高采用滑动式导柱导套进行导向即可。而且在压力机上的安装比较简单，操作又方便，还可降低成本。3.5 模架模架的形式包括后侧导柱模架、中间导柱模架、对角导柱模架和四导柱模架。后侧导柱模架送料方便，可以横向、纵向送料，冲压时如果有偏心载荷，则导柱导套会有单边磨损。中间导柱模架的两个导柱左、右对称分布，受力均衡，所以导柱导套磨损均匀，但只能一个方向送料。对角导柱模架的导柱的布置对称的。而且纵、横都可以送料，对角导柱模架的两个导柱间距离较远，在导柱、导套间同样间隙的条件下，模架导向精度较高。四角导向模架的导向精度与刚度都较好

19、，主要用于大型冲模。综上分析：该冲压件的生产可以采用后侧导柱模架和对角导柱模架，但由于冲件不是很大，没必要采用对角导柱模架，且制件精度要求不高，故决定采用后侧导柱模架。第 4 章 工艺计算洛阳理工学院毕业设计（论文）94.1 板料尺寸4.1.1 搭边：搭边作用：1.起补偿条料的剪裁误差、送料步距误差以及补偿由于条料与导料板之间有间隙所造成的送料歪斜误差的作用。若没有搭边则可能发生工件缺角、缺边或尺寸超差等废品。2.使凸、凹模刃口双边受力。由于搭边的存在，使凸、凹模刃口沿整个封闭轮廓线冲裁，受力平衡，合理间隙不易破坏，模具寿命与工作断面质量都能提高。3.对于利用搭边拉条料的自动送料模具，搭边使条

20、料有一定的刚度，以保证条料的连续送进。搭边的合理数值就是保证冲裁件质量、保证模具较长寿命、保证自动送料时不被拉弯拉断条件下允许的最小值。搭边的合理数值主要取决于材料厚度、材料种类、冲裁件的大小以及冲裁件的轮廓形状等。一般来说，板料愈厚，材料愈软以及冲裁件尺寸愈大，形状愈复杂，则搭边值 a 与 a1 也就愈大。 图 4-1 排样图根据冷冲模设计表 3-10 查得：当材料厚度 t=1mm 时，a=0.8mm，a1=1.0mm。如图 4-1 所示：洛阳理工学院毕业设计（论文）10若取工件数量为 n=10则条料的尺寸为：L=10D+9a+2a=10 148.1+11 0.8=1489.8mm当条料板之

21、间有测压装置时或用手将条料紧贴单边道料板（两个单边导料销）时，条料宽度：B=（d+2 a1）0-=（148.1+2 1+0.5）-0.5 0=150.6-0.5 0mm为条料剪裁时的下偏差：查表 3-11. =0.5即所选用的板料为：255 255.4 14.1.2 材料利用率材料的利用率通常是以一个步距内零件的实际面积与所选用毛坯面积的百分率来表示：=S1/S0 100准确的材料利用率，还应考虑料头、料尾以至裁板时边料消耗情况，此时的材料利用率为：=n S2/（L B） 100n条料（或整个板料）上实际冲裁的零件数；L条料（或板料）长度；B条料（或板料）宽度；S2一个零件的实际面积。L=10

22、D+9a+2a=10D+11a=10 48+11 0.8=1488.8取 L=1489mm所以条料规格为：1489 150.5 1洛阳理工学院毕业设计（论文）11则材料利用率为：=ns2/(B L) 100%=1 (3.14 148/4)/(1489 150)=76.74.2 计算冲压力4.2.1 冲裁力的计算对于普通平刃口的冲裁，其冲裁力可按下式计算：F=KLtt式中 F冲裁力（N） ；L冲裁件周长（mm） ；t板料厚度（mm） ；t材料的剪切强度（Mpa）;K系数。是考虑到刃口钝化、间隙不均匀、材料力学性能与厚度波动等因素而增加的安全系数,常取 K=1.3，查表得： t=255353 Mp

23、a.取 t=300 Mpa。L=p d=3.14 148=464.7mm则落料力为：F=1.3 464.7 1 300 =181233N落料时的卸料力为：F卸=K卸卸F查冷冲模设计表 3-8 得:当 t=1mm 时，K卸=0.0250.06，取 K卸=0.03。F卸=0.03 181.2=5.4 kN由于后落料进入拉深工序，在拉深的最后阶段又同时冲孔，冲完孔后，上模向上运动，最终工件留在拉深的凹模内，被压力机打料机构打出。所以应计算推件力。F 推=K 推 F洛阳理工学院毕业设计（论文）12K推根据冷冲模设计表 3-8 得:K 推取 0.05F 推=K 推 F=0.05 181233 =9061

24、.65NF总 1= F+ F卸+ F 推 =181.2+5.4+9.061 =195.66 kN4.2.2 拉深力的计算由于该冲压件不规则，其拉深力要小于带凸缘筒形件的拉深。故可按带凸缘的筒形件计算拉深力，判断是否采用压边圈：由冷冲模设计表 6-12 得;t/D=0.681.5、m=0.550.6，满足使用压边圈的条件，即在拉深时应采用压边圈。拉深力的计算：对于带凸缘的筒形件的拉深力的计算近似为：F=Kpdtb式中: d圆筒形零件的凸模直径（mm） ； b材料强度极限（Mpa） ； K修正系数，与拉深系数有关，由冷冲模手册表 5-3 得：K=1查表得 b=294432 Mpa，取 b=350

25、Mpa。故拉深力为：F=1 3.14 99 350=108.8kN压边力的计算：在压边圈上施加压边力的大小应适当。过大的压边力会使拉深件在凸缘圆角处断面过分变薄以致拉裂，压边力过小则起不到防止起皱的作用。FQ=Ap式中: A 压边面积（mm） ； p单位面积上的压边力（Mpa） 。洛阳理工学院毕业设计（论文）13由冷冲模设计表 6-13 得：当材料为 08 钢时，p=2.53.0 Mpa，取 p=3.0 MpaA=p (d1/2)- (d2/2) =3.14(148/2)- (98/2)=14194.64- 7539.14=6655.5mm故压边力为:FQ=6655.5 3 =20kN故总的拉

26、深力为：F总 2F拉=F+ FQ =108.8+20 =128.8kN4.2.3 冲孔力的计算根据冲裁力近似计算公式：F=L t tb L=3.14 20 2+3.14 5 2+3.14 10+50 =238.4mmTb在 324441 Mpa这里取 440 MpaF=L t tb =238.4 440=104.896 kN由于工件留在拉深凹模内，其推件力前面已经计算过了。F总 3= F=104.896 kN4.3 初选压力机并确定压力中心初选压力机：浅拉深时：F 总（0.7-0.8）F 压，取 F 总=0.8。F 压为压力洛阳理工学院毕业设计（论文）14机的公称压力. F 总= F总 1 +

27、F总 2 +F总 3=429.356 kN则 F 压F 总/0.8=572.47KN初选压力机：开式双柱可倾式压力机. CJ23-63标称 压力：630KN 滑块 行程：120mm行程 次数：50 连该调节长度：80mm最大装模高度：360mm 工作 台 尺寸：480 710mm模柄孔尺寸：50 70 mm 电动机功率：5.5KW由于该冲压件为圆形，故其压力中心在其圆心上。4.4 模具刃口尺寸的计算4.4.1 落料部分由冷冲模设计表 3-3 查得：当 t=1mm、材料为 08 钢时，Zmin=0.100mm，Zmax=0.140mmZmax-Zmin=0.140-0.100=0.040mm由冷

28、冲模设计表 3-6 查得：当 d=98mm 时，d凸=-0.030mm，d凹=+0.040mm则 |d凸|+|d凹|=0.030+0.045 =0.070Zmax-Zmin=0.040不满足 |d凸|+|d凹|Zmax-Zmin，即凸、凹模的加工不宜采用分别加工法，而应采用单配加工法。在落料时落料件的尺寸是由凹模决定的，即以落料凹模为设计基准。凹模的形状如图 4-1 所示：洛阳理工学院毕业设计（论文）15 图 4-1 落料凹模其直径尺寸在磨损后将会增大，即属于第一类尺寸。由于 148.1 未标注公差，按一般等级查公差与检测表 3-8 得： 148.15 . 05 . 0第一类尺寸=（冲裁件上该

29、尺寸的最大极限尺寸-x）)4/1(0由冷冲模设计表 3-5 查得：x=0.5则 D凹=（148.6-0.5 1.0）4/10=148.125. 00落料凸模的基本尺寸与凹模相同，为 148.1。但不必注明公差，注明以0.100.14mm 间隙与落料凹模配合即可。4.4.2 拉深部分凹模圆角半径 R凹：一般来说，R凹尽可能大些，大的 R凹可以降低极限拉深系数，而且可以提高拉深件的质量，但是太大会削弱压边圈的作用，可能引起起皱现象。R2凹=0.82（D-d）t =0.82（148-98） 1 =32mm洛阳理工学院毕业设计（论文）16则 R=5.65mm凸模圆角半径 R凸：R凸对拉深工作的影响不像

30、 R凹那样显著，但是过小的 R凸会降低筒壁传力区危险断面的有效抗拉强度。由于一次拉深成形，故凸模圆角半径应与零件圆角半径相等。拉深模的间隙 Z:由于采用压边圈，其间隙值根据冷冲模设计表 6-15 查得：Z=（11.1）t =11.1mm凸凹模工作部分的尺寸：对于一次成形的拉深模，其凸模和凹模尺寸及公差应按工件的要求确定。对于该零件，其内形尺寸为要求尺寸，因此应以凹模尺寸为基准进行计算。即：凹模尺寸：D凹=（D-0.75）+d 凹0 凸模尺寸：D凸=（D-0.75-2Z）0-d 凸由冷冲模设计表 6-16 查得：d凸=0.03mm，d凹=0.05mm取 Z=1mm则： D凹=（100-0.75

31、0.6）+0.050 =99.55+0.050 D凸=（100-0.75 0.6-2 1）0-0.03 =97.550-0.034.4.3 冲孔部分对于直径为 20mm 的孔：由于 20 是未注公差，查公差与检测表 3-8：按中等等级得 20+0.5-0.5查冷冲模设计表 3-6：d凸=-0.020mm，d凹=+0.025mm|d凸|+|d凹|=0.020+0.025=0.045|d凸|+|d凹|=0.045Zmax-Zmin=0.04故不满足|d凸|+|d凹|Zmax-Zmin，所以用单配加工法。其直径尺寸在磨损后将会增大，即属于第一类尺寸。由于 20 未标注公差，按一般等级查公差与检测表

32、3-8 得：20+0.2-0.2。第一类尺寸=（冲裁件上该尺寸的最大极限尺寸-x）洛阳理工学院毕业设计（论文）17)4/1(0d凸=（20.2-0.5 0.4）0+0.1由冷冲模设计表 3-5 查得：x=0.5d凸=（20.2-0.5 0.4）0+0.1=200+0.1冲孔凹模的基本尺寸与凸模相同，为 20。但不必注明公差，注明以0.100.14mm 间隙与落料凹模配合即可。对于 R5 的长通孔：由于 5 是未注公差，查公差与检测表 3-8:按中等等级得 R5+0.2-0.2 查冷冲模设计表 3-6得 d凸=-0.020mm，d凹=+0.020mm|d凸|+|d凹|=0.020+0.020=0

33、.040 |d凸|+|d凹|=0.040Zmax-Zmin=0.040故可以采用分别加工法d 凸=（dmin+x ）0-d 凸d 凹=（d凸+Zmin) +d 凹0d 凸=（dmin+x ）0-d 凸 = (9.8+0.5 0.4) 0-0。02=10 0-0。02d 凹=（d 凸+Zmin) +d 凹0 =（10+0.1) +0。0200=10.1 +0。0200对于 5 的孔：由于 5 是未注公差,查公差与检测表 3-8,按中等等级得 5+0.1-0.1 查冷冲模设计表 3-6:得 d凸=-0.020mm，d凹=+0.020mm|d凸|+|d凹|=0.020+0.020=0.040|d凸|

34、+|d凹|=0.040Zmax-Zmin=0.040故可以采用分别加工法d 凸=（dmin+x ）0-d 凸d 凹=(d凸+Zmin) +d 凹0d 凸=（dmin+x ）0-d 凸洛阳理工学院毕业设计（论文）18 = (4.9+0.5 0.2) 0-0。02=5 0-0。02d 凹 = （d 凸+Zmin) +d 凹0 =（5+0.1) +0。0200=5.1 +0。0200洛阳理工学院毕业设计（论文）19第 5 章 模具主要零件的设计5.1 落料凹模的设计计算5.1.1 凹模洞口形状的选择凹模洞口的形状包括直壁式、斜壁式和凸台式。直壁式刃口的尺寸不随修模刃口增大，故冲件精度较高，刃口强度也

35、较好；斜壁式刃口的特点与直壁式刃口相同，在一般的工件或废料向下落的模具中应用广泛。凸台式刃口主要用于冲裁板料厚度 0.3mm 以下的小间隙、无间隙模具。综上所述：可以采用直壁式和斜壁式刃口，但是由于采用上出件，应采用直壁式刃口。其形状如图 5-1 所示：该形状的凹模刃口适用于冲件形状简单、材料较薄的复合模。图 5-1 落料凹模5.1.2 凹模的外形尺寸凹模的外形尺寸应保证凹模有足够的强度和刚度。凹模的厚度还应考虑修模量。凹模的外形尺寸一般是根据被冲材料的厚度和冲裁件的最大外形尺寸来确定的。凹模厚度 H=Kb（15mm）凹模壁厚 c=（1.21.5） （3040mm）式中：b冲裁件的最大外形尺寸

36、； K系数，考虑板料厚度的影响。由冷冲模设计表 4-3 查得：K=0.18H=0.18 148=26.64mm洛阳理工学院毕业设计（论文）20取 H=40mmc=（1.52） 26.64=39.9653.28mm凹模外形尺寸的长和宽分别为：L=d+2 c=148+2 39.96=227.9mmB=d+2 c=148+2 39.96=227.9mm根据算出的凹模外形尺寸的长与宽，然后在冷冲模标准中选取标准值。故选取 B*L=250*250mm。凹模模具简图如零件图所示。凹模的固定方法:凹模一般采用螺钉和销钉固定在下模座上。螺钉与销钉的数量、规格和它们的位置尺寸均可在标准中查得。也可根据结构需要作

37、适当调整。凹模的主要技术:要求凹模的型孔轴线与顶面应保持垂直，凹模的底面与顶面应保持平行。为了提高模具寿命与冲裁件精度，凹模的顶面和型孔的孔壁应光滑， ，表面粗糙度为 Ra=0.80.4m。底面与销孔的 Ra=1.60.8m。凹模的材料与凸模一样，其热处理硬度应略高于凸模，达到 6062HRC。5.2 拉深冲孔凸凹模结构设计图 5-2 拉深冲孔凸凹模拉深冲孔凸凹模形式。凸模有两种形式：直通式凸模和台阶式凸模。直通式凸模的工作部分和固定部分的形状与尺寸做成一样，其加工可以采用成型磨削、线切割等方法进行加工，加工容易；台阶式凸模对圆形凸模用用最广泛。但由于洛阳理工学院毕业设计（论文）21拉深凸模的

38、直径有不大，可以采用台阶式凸模压进固定板里。又涉及到冲孔的凹模部分。故其结构形状如图 5-2 所示：凸凹模长度:由于拉深凸凹模是固定在下模部分的，所以其长度是根据落料凹模来确定的，而且其刃口要低于落料凹模刃口 1mm，主要是为了保证先落料后拉深。其结构形式如零件图所示。图 5-3 落料拉深凸凹模模具刃口要有高的耐磨性，并能承受冲裁时的冲击力，因此应有高的硬度与适当的韧性。因此凸模材料应采用 T8A，其热处理硬度为 5860HRC。凸模工作部分的表面粗糙度 Ra=0.80.4m，固定部分为 Ra=1.60.8m.洛阳理工学院毕业设计（论文）22凸模一般不进行强度校核，只有当板料很厚、厚度很大、凸

39、模很小、细长比大时才进行核算。由于该凸模直径有点大，所以可以不用垫板，但用垫板可以提高模具的耐用度。5.3 落料拉深凸凹模长度的确定以及壁厚校核凸凹模结构简图如图 5-3 所示：H= H卸+H冲件 =40+32 =72mmH卸 卸料板的厚度;H冲件 冲压件的高度；5.3.1 凸凹模壁厚的校核凸凹模的内外缘均为刃口，内外缘之间的壁厚决定于冲裁件的尺寸。从强度考虑，壁厚受最小限制。凸凹模的最小壁厚与冲模结构有关，对于正装复合模，由于凸凹模装在上模，孔内不会积存废料，胀力小，最小壁厚可以小些，而凸凹模的壁厚为 c=148-100=48mm，壁厚远远满足要求。5.4 冲孔凸模的设计共三种类型的凸模参照

40、国家标准圆形凸模得设计凸模型式如零件图所示5.5 冲孔凸模固定板的设计 参照国家标准选择凸模固定板的厚度为 10 mm，材料为 45 钢其结构如零件图所示。5.6 垫板的设计洛阳理工学院毕业设计（论文）23上下垫板没什么特殊要求，主要用来减少工作时上模座的压力这里参照国家标准选择上垫板的厚度为 10mm，材料为 45 钢，结构简图如 5-4 所示图 5-4 垫板5.7 凸凹模固定板的尺寸凸凹模固定板包括拉深冲孔凸凹模和落料拉深凸凹。根据经验公式得：凸凹模固定板的厚度，取 H凸凹模=10。其结构如零件图所示5.8 卸料弹簧的结构设计洛阳理工学院毕业设计（论文）245.8.1 单个卸料弹簧所承受的

41、载荷 FQ已知总的卸料力为：F卸=5.4 kN设卸料弹簧的个数为 n=4 个所以 FQ= F卸/n=5.4 kN/4=1350N5.8.2 根据 FQ的大小，从标准中初选弹簧规格初选弹簧规格：弹簧中经 D2=13mm，弹簧钢丝直径 d=2mm，节距 t=9.93mm，最大许用工作载荷 Fj=167N，弹簧自由高度 h0=65mm，弹簧有效圈数 n=5.5，弹簧最大压缩量 hj=20.7mm，弹簧的展开长度 L=1045mm。最大负荷下的单圈变形量:f=hj/n=20.7/7.5=2.76mm弹簧压缩量 hxhx=hjFQ/Fj =900 19.3/1390 =12.5mm校核弹簧最大压缩量hj

42、hx+F+FF卸料板工作行程，mm，取 F=料厚+1=2mm；F凸凹模修模余量，mm，F=410mm，取 F=4mm则：hx+F+F=12.5+2+6=18.5mmhj=19.3mm结论：因为所选弹簧满足公式 hjhx+F+F，所以所选弹簧规格符合要求，4 个弹簧的分布情况如图 5-5 所示：5.9 定位销的设计定位销主要用于复合模和单工序模。如图 5 所示：是以毛坯外缘定位的。其尺寸是根据毛坯的尺寸来确定的。洛阳理工学院毕业设计（论文）255.10 弹性卸料装置的设计卸料板的设计:弹性卸料板具有卸料和压料的双重作用，多用于冲制薄料，使工件的平面度提高。借助弹簧、橡胶或气垫等弹性卸料装置，常兼

43、作压边、压料装置或凸模导向。弹簧卸料为常用结构；带小导柱的卸料装置主要用于要求运动精度高的卸料，如小孔冲裁模、连续模；带橡皮的卸料装置主要用于小批量生产薄料冲裁卸料。综上分析：弹性卸料装置选择弹簧卸料装置。弹性卸料板的周界尺寸与凸凹模固定板的周界尺寸相同，其厚度可根据冲模设计手册查得：即当料厚 t=1mm、卸料板宽度200mm 时，卸料板厚度H=10mm。其结构尺寸零件图所示：卸料弹簧的安装:当卸料螺钉的数目与弹簧数目相同时，常用的结构为,如零件图所示：其中螺钉为标准卸料螺钉结构，凸模刃磨后需在卸料螺钉头下加垫圈调节。重载荷时螺纹根部有折断的危险。s 的最小值为 0.3mm。s螺钉圆柱部分缩入

44、卸料板中的深度，mm。卸料板孔与凸模的单边间隙 Z/2 的值查冲模设计手册得：Z/2=0.1mm，5.11 模架的选用模架由上、下模座、模柄及导向装置组成。根据此要求选择模架。对模架的基本要求为：1.要有足够的强度和刚度；2.要有足够的精度;3.上、下模之间的导向要精确。5.11.1 选择标准模架由于落料凹模的周界尺寸为：B*L=250*250mm，前面所选的模架为后侧导柱模架，则根据冲模设计手册选择模架为：A 型 GB/T2851.390。洛阳理工学院毕业设计（论文）26 图 5-6 模柄结构简图其结构形式如零件图所示,选用标准模架：上模座的尺寸为： 250 250 60下模座的尺寸为： 2

45、50 250 555.11.2 选择模柄中小型模具都是通过模柄固定在压力机滑块上的。模柄有刚性与浮动两大类。所谓刚性模柄是指模柄与上模座是刚性连接，不能发生相对运动。所谓浮动模柄是指模柄相对上模座能作微小的摆动。常用的模柄结构如图 5-6 所示,本模具选用凸缘模柄型式，且是 B 型为 GB2862.3-81。导柱与导套:导柱与导套的结构与尺寸都可直接由标准中选取。在选用时应注意导柱的长度应保证冲模在最低位置时，导柱上端面与上模座顶面的距离不小于 1010mm（考虑到模具修模后其闭合高度将减小） ，而下模座底面与导柱底面的距离应为 0.51mm。如图 5-7 所示：根据标准模架，选择 A 型导柱

46、和 A 型导套。但由于选择的不是非标准模架，因此，导柱导套也是标准模架。导柱：35 180mm 35 180mm导套：50 140 53mm 50 140 53mm洛阳理工学院毕业设计（论文）27 图 5-7 导柱和导套配合示意图导柱与导套之间的配合根据冲裁模的间隙大小选用。当冲裁板厚为 0.84mm时，选用 H7/h6 配合的级精度模架。5.12 冲模闭合高度的确定模具的闭合高度（H模具）是指模具在最低工作位置时上模座的上平面与下模座的下平面之间的高度，如图 5-9 所示： 图 5-9 模架结构简图压力机的装模高度是指滑块在下止点时，滑块底平面到工作台上的垫板上平面之间的高度。调节压力机连杆

47、的长度，可以调节装模高度的大小。模具的闭合高度 H模具应介于压力机的最大装模高度 Hmax 与最小装模高度Hmin 之间，否则就不能保证正常的安装与工作。其关系为：Hmin+10mmH模具Hmax-5mm若模具的闭合高度 H模具Hmax，则该压力机不能用；若 H模具Hmin，则可以再加垫板。5.13 选择压力机型号洛阳理工学院毕业设计（论文）28初选的压力机的型号为 JB23-63。但由于下模座的周界尺寸为 343*350，而JB23-63 压力机的工作台尺寸为（前后*左右）480mm*710mm，压力机工作台面的尺寸符合要求，模具在压力机的工作台面上装得下，选择压力机的型号为 J23-63，

48、其部分参数为：标称压力：630kN，滑块行程：120mm，行程次数：50/（次/min） ，连杆调节长度：80mm，最大装模高度：360mm，工作台尺寸（前后*左右）： 480mm*710mm，模柄孔尺寸（直径*深度）： 50*70mm，电动机功率：5.5kW。洛阳理工学院毕业设计（论文）29第 6 章 装配图的设计绘制该套模具为端盖落料拉深模，装配图绘制时应注意的一些问题,在计算机上绘制时，应注意图层的设置。线形的宽度等。还应注意一些配合的标注，如导柱导套之间的配合,导柱与下模座之间，导套与上模座之间的配合等。其装配简图如图 6-1 所示：图 6-1 装配图1.下模座 2.螺钉 3.下垫板

49、4.定位销 5.落料凹模 6.挡料销 7.卸料板 8.定位销 9.冲孔凸模（上）固定板 10.上垫板 11.冲孔凸模 12 冲孔凸模 13.顶杆 14.上模座 15.螺钉 16.推杆 17.模柄 18.推板 19.螺钉 20.冲孔凸模 21.导套 22.弹簧 23.推件板 24.落料拉深凸凹模 25 导柱 26.拉深冲孔凸凹模 27.压边圈 28.拉深凸模（下）固定板 29.顶杆上模结构：冲孔凸模 11.12.20 通过凸模固定板固定在一起。推件板 23 在落料拉深凸凹模 24 内，通过其与落料拉深凸凹模 24 的间隙，在顶杆 13 和推板 18作用下完成推件工作。垫板 10，凸模固定的板 9，落料拉深凸凹模 24。上模座洛阳理工学院毕业设计（论文）3014 通过定位销 8 定位后，有螺钉 19 固定在一起。模柄 17 通过螺钉 15 与上模座14 固定在一起。 下模结构：下模结构和上模结