汽车配件轮边防尘罩冲压模具设计【图纸收费】

1、本科毕业设计（论文）题目：汽车配件轮边防尘罩冲压模具设计系另ij:机电信息系专 业：机械设计制造及其自动化班 级：学 生：学 号：指导教师：2013年05月汽车配件轮边防尘罩冲压模具设计摘要本设计是汽车配件轮边防尘罩冲压模具设计，分析工件结构，其主要乜拈落 料；拉深；冲孔；修边。首先确定工艺方案，选择一个比较合理的设计方案。其 次，根据设计方案确定一井需要多少副模具来完成轮边防尘罩的生产。在本次设 计中，采用三副模具来生产该工件。第一副是落料拉深，第二副是冲孔，第三副 是修边。每副模具的设计中都乜拈凸間模刃口尺寸的确定和结构形式，定位零件 的设计，卸料与推件装置的设计，以及其它辅助零件的设计。

2、在模具的设计过程 中首先要考虑零件工作的合理性，然后考虑零件的经济性。关键词：工艺分析；方案确定；落料拉深；修边冲孔-外文翻译文件夹沖孔凸模h autocad 囝形 dwg 67 kba0-裁边模具autocad 囝形 98 kba0-冲孔模具autocad 图形 102 kb工艺卡片microsoft word 文挡 76 kba0-落料拉深复合模autocad 图形 118 kb开题报吿microsoft word 文挡 123 kb毕业设计说明书microsoft word 文挡 2,282 kb中期报吿microsoft word 文挡 121 kb全套图纸，加1360715675bl

3、anking die design of dust cover of the wheel rimabstractthis design is blanking die design of dust cover of the automobile wheel rim, including blank; deep drawing; punch; modification，through the structure analysis of work piece. first，determination of technological arrangement is for choosing the

4、best alternatives in this design. second，according to the proposal of this design, we should decide that how many moulds are used to complete production of dust cover of the automobile wheel rim. in this design, three moulds are applied in this process- the compound for blanking and deep drawing is

5、used in the first process. punch are practiced in second process. similarly, the third mould is used for modification in the last process. one each of these moulds design is consisted of the sizes of punch and die cutting edge, location components, tripping and ejection equipment，and assistant struc

6、ture parts. in the process of mould design，we should consider the reasonableness of working parts, and then take the cost of parts production.key words: technological analysis; determination of arrangements; blank and deep drawing; modification and punch目录1 11.1冲压与冷冲模概念11.2模具工业在当今市场的发展状况和前景11.3模具在现代

7、工业中的地位21.4冲压工艺的种类21.5冲压行业阻力和障碍与突破32冲压件的工艺过程52.1分析零件的冲压工艺性52.1.1分析其冲裁的工艺性52.1.2分析其拉深的工艺性62.1.3材料的性能92.2冲压件的工艺方案的拟定92.3毛坯尺寸的确定103排样和搭边113.1冲裁件的材料利用率113.2排样和搭边124压力机的选择144.1落料拉深144.1.1压力中心144丄2压边力、拉深力的计算154.1.3压力机的选择164.2修边冲孔174.2.1冲裁力174.2.2推件力184.2.3卸料力184.2.4压力机的选择185落料拉深模具设计195.1模具类型195.2模具结构和工作原理1

8、9主耍零件的结构与设计205.3.1工作零件205.3.2定位零件245.3.3压料、卸料及出件零件255.3.4辅助结构零件255.3.5工作零件的设计265.3.6其他零件的设计286冲孔模的设计296.1模具基本结构与工作原理296.2模具的主要零件设计296.2.1工作零件的设计296.2.2 其它零件的设计327裁边模设计347.1模具基本结构和工作原理347.2模具主要零件的设计347.2.1工作零件的设计347.2.2其它零件的设计358模具加工工艺分析378.1模具材料378.2模具加工工艺37总结38参考文献39致谢40毕业设计（论文）知识产权声明错误！未定义书签。毕业设计（

9、论文）独创性声明错误！未定义书签。vi1绪论1.1冲压与冷冲模概念冲压是在室温下，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。在冲压加工中，将材料加工成零件的一种特殊工艺装备，称为冲压模具。冲 模在现实冲压加工中是必不可少的工艺装备，与冲压件“一摸一样”的关系，若 没有符合耍求的冲模，就不能生产出合格的冲压件；没有先进的冲模，先进的冲 压成型工艺就无法实现。在冲压零件的生产中，合理的冲压成形工艺、先进的模 具、高效的冲压设备是必不可少的三要素。冲模在种类繁多的模具中占冇十分重 要的地位，是工业生产中应用最为广泛的模具，从产量上看，它li

10、, 了模具总产量 的30%以上，从产值上看，它占了模具总产值的50%左衣。冲压加工与苒他加工方法相比，无论在技术方面，还是在经济方面，都具冇 许多独特的优点。生产的制件所表现出来的高精度、高复杂程度、高一致性、高 生产率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比拟的。但需要指出的是，由于进 行冲压成形加工必须具备相应的模具，而模具是技术密集型产品，其制造属单件 小批量生产，具有难加工、精度高、技术耍求高、生产成本高（i*产品成木的 10%30%）等特点。所以，只冇在冲压零件生产批量大的情况下，冲压成形加工 的优点冰能充分体现，从而获得好的经济效益。1.2模具工业在当今市场的发展状况和前景模具工业作为

11、现代社会的一种新兴工业，它能够节约能源、节约原材料以及 较高的生产效率，它能够保证比较高的加工精度等特点。模具市场在世界上人部 分都是供不应求的，它的市场需求量大致580亿至660亿美元之间，与此同吋， 模具工、ik在我国也迎來了一轮新的发展前景。模具工业在我国最近几年总产值保 持12.5%的年增长率，截止至2006年底模具产值预计超过550亿元。1.3模具在现代工业中的地位在现代工业生产中，模具是重要的工艺装备之一，它在铸造、锻造、冲压、 塑料、橡胶、玻璃、粉末冶金、陶瓷制品等生产行、ik中得到了广泛应用。由于采 用模再进行生产能提高生产效率、节约原材料、降低成本，并保证一定的加工质 量要求

12、，所以，汽车、飞机、拖拉机、电器、仪表、玩具和口常品等产品的零部 件很多都采用模具进行加工。据国际技术协会统计，2011年产品零件粗加工的 80%,精加工的60%都由模具加工完成。1.4冲压工艺的种类冲压主要是按工艺分类，可分为分离工序和成形工序两大类。分离工序也称 冲裁，其目的是使冲压件沿一定轮廓线从板料上分离，同时保证分离断面的质量 耍求。成形工序的a的是使板料在不破坯的条件卜发生塑性变形，制成所需形状 和尺寸的工件。在实际生产中，常常是多种工序综合应用于一个工件。冲裁、弯 曲、剪切、拉深、胀形、旋压、矫正是几种主耍的冲压工艺。冲压用板料的表面和内在性能对冲压成品的质量影响很大，要求冲压材

13、料厚 度精确、均匀；表血光洁，无斑、无疤、无擦伤、无表血裂纹等；屈服强度均匀, 无明显方向性；均匀延伸率高；屈强比低；加工硬化性低。在实际生产中，常用 与冲压过程近似的工艺性试验，如拉深性能试验、胀形性能试验等检验材料的冲 压性能，以保证成品质量和高的合格率。模具的精度和结构直接影响冲压件的成形和精度。模其制造成本和寿命则是 影响冲压件成木和质量的重耍因素。模具设计和制造需耍较多的时间，这就延长 了新冲压件的生产准备时间。模座、模架、导向件的标准化和发展简易模具（供小批量生产）、复合模、多 工位级进模（供大量生产），以及研制快速换模装置，可减少冲压生产准备工作量 和缩短准备时间，能使适用于减少

14、冲压生产准备工作量和缩短准备时问，能使适 用于大批量生产的先进冲压技术合理地应用于小批量多品种生产。冲压设备除了厚板用水压机成形外，一般都采用机械压力机。以现代高速多 工位机械压力机为中心，配置开卷、矫平、成品收集、输送等机械以及模具库和 快速换模装置，并利用计算机程序控制，可组成高生产率的u动冲压生产线。在 每分钟生产数十、数百件冲压件的情况k，在短暂时间内完成送料、冲压、出件、 排废料等工序，常常发生人身、设备和质量事故。w此，冲压中的安全生产是一个非常重耍的问题。1.5冲压行业阻力和障碍与突破阻力一：生产集中度低许多汽车集团大而全，形成封闭内部配套，导致各企业的冲压件种类多，生 产集中度

15、低，规模小，易造成低水平的重复建设，难以满足专业化分工生产，市 场竞争力弱；摩托车冲压行业血临激烈的市场竞争，处于“优而不胜，劣而不汰” 的状态；封头制造企业小而散，集中度仅39. 2%。突破点：走专业化道路迅速改变目前“大而全”、“散乱差”的格局，尽快从汽车集团中把冲压零 部件分离出来，按冲压件的大、中、小分门别类，成立几个大型的冲压零部件制 造供应中心及几十个小而专的零部件工厂。通过专业化道路，才能把冲压零部什 做大做强，成为国际上有竞争实力的冲压零部件供应商。阻力二：机械化、q动化程度低美岡680条冲压线中宥70%为多工位压力机，日本同内250条生产线有32% 为多工位压力机，而这种代表

16、当今国际水平的人型多工位压力机在我国的应用却 为数不多；中小企业设备普遍较落后，耗能耗材高，环境污染严重；封义成形设 备简陋，手工操作比重大；精冲机价格昂贵，是普通压力机的5-10倍，多数企 业无力投资阻碍了精冲技术在我国的推广应用；液压成形，尤其是内高压成形， 设备投资大，岡内难以起步。突破点：加速技术改造要改变当前大部分还是手工上下料的落后局血，结合具体情况，采取新工艺, 提高机械化、cj动化程度。汽车车身覆盖件冲压应向单机连线u动化、机器人冲 压生产线，特别是大型多工位压力机方向发展。争取加大投资力度，加速冲压生 产线的技术改造，使尽早达到当今国际水平。而随着微电子技术和通讯技术的发 展

17、使板材成形装备0动化、柔性化宥了技术基础。应加速发展数字化柔性成形技 术、液压成形技术、高精度复合化成形技术以及适应新一代轻量化车身结构的型 材弯曲成形技术及相关设备。同时改造国内旧设备，使其发挥新的生产能力。阻力三：科技成來转化慢先进工艺推广慢在我同，许多冲压新技术起步并不晚，宥些还达到了同际先进水平，但常常 很难形成生产力。先进冲压工艺应用不多，有的仅处于试用阶段，吸收、转化、 推广速度慢。技术开发费用投入少，导致企业对先进技术的掌握应用慢，开发创 新能力不足，中小企业在这方面的差距更甚。目前，w内企业大部分仍采用传统冲压技术，对卜*一代轻量化汽车结构和用材所需的成形技术缺少研究与技术储

18、备。突破点：走产、学、研联合之路我同与欧、美、日等相比，存在的最大的差距就是还没宥一个产、学研联合 体，科研难以做大，成果不能尽快转化为生产力。所以应围绕大型开发和产业化 项目，以高校和科研单位为技术支持，企业为应用基地，形成产品、设备、材料、 技术的企业联合实体，形成既能开发创新，又能迅速产业化的&性循环。阻力四：冲压板材q给率不足，品种规格不配套目前，我国汽车薄板只能满足60%左右，而高档轿车用钢板，如高强度板、 合金化镀锌板、超宽板（1650mm以上）等都依赖进i丨。突破点：所用的材料应与行业协调发展汽车用钢板的品种应更趋句合理，朝着高强、高耐蚀和各种规格的薄钢板方 向发展，并改

19、善冲压性能。铝、镁合金已成为汽车轻量化的理性材料，扩大应用 已势在必行。阻力五：大、精模具依赖进门当前，冲压模其的材料、设计、制作均满足不了岡内汽车发展的需要，而且标准 化程度尚低，大约为40%45%,而岡际.卜.一般在70%左右。突破点：提升信息化、标准化水平必须用信息化技术改造模具企业，发展重点在于大力推广cad/cam/cae 一体化技 术，特别是成形过程的计算机模拟分析和优化技术（cae）。加速我岡模具标准化 进程，提高精度和互换率。力争2005年模具标准件使用覆盖率达到60%，2010 年达到70%以上基本满足市场需求。2冲压件的工艺过程2.1分析零件的冲压工艺性零件的名称轮边防尘罩

20、，其材料为q235,料厚t=2nmb分析其形状，主要由 等六边形包含6个小孔以及200mm深的形腔组成，完成此零件的生产，其主要有 拉深和冲孔组成。如下图2. 1所示图2. 1零件图2.1.1分析其冲裁的工艺性冲孔时，由于受到凸模强度的限制，孔的尺寸不宜过小，其数值与孔的形状、 材料的机械性能、材料的厚度省关。由零件图知，其孔的直径为20mm,大于孔 的最小要求尺寸(1. 2t=l. 2x2=2. 4mm)，所以显然满足冲孔要求。工件冲孔边缘离外形的最小距离不应小于1. 5t=2mm，孔壁与拉伸直壁满足 距离彡r+0. 5t=9mm,均显然满足。如下图2. 2所示图2. 2孔边距该零件端部六角

21、为尖角，若采用落料工艺，则工艺性较差，根据该零件的装 配使用情况，为了改善落料的工艺性，故将四角修改为圆角，取圆角半径为20mm。 如下图2. 3所示图2. 3修边角2.1.2分析其拉深的工艺性此工件的拉深属于筒形件拉深，筒形形件是由圆角和筒形柱而两部分组成拉深件侧壁与底而或凸緣连接处的圆角r，如阁2. 4,应取为使拉仲顺利 进行，实际取r=4t=&nm,显然满足。图2.4有0缘的筒形拉深件由拉深的高度为200mm，分析计算其拉深次数以及尺寸，如图2. 5所示，则 拉深时尺寸的计算如下图2. 5冇a缘的筒形件a. 修边余量的考虑拉伸过程中，由于材料的各向异性，模具间隙不均，摩擦力不均及

22、定位不准 确等因素影响，使拉伸口不齐，为保证制件的高度方向的尺t精度，须进行修边, 在计算毛坯尺、?£；需要计入修边余量。b. 毛坯直径计算毛坯直径0= (d02+4dh-3.44rd) 1/2式中 d=458, d0=577.35，h=200,单位 mm,代入相应数值得d=829c. 确定能否一次拉深成形相对凸缘直径：d0/d=577. 35/458=1. 26相对毛坯厚度：(t/ d) x100= (2/829) x 100=0. 24由相对凸缘直径和相对毛坯厚度杳表2. 1得： h/d=o. 450. 53而实际零件11/1=200/458=0.436 h/d max,故此件能

23、一次拉深成形，由 于相对厚度太小，为保证不起皱，选择使用压边圈。表2.1凸缘筒形件首次拉深极限相对高度h/d凸缘的相 对直径do/d>0. 060. 2毛坯相对厚度(t/ 0)x1000.2 0.50.5 1.01.0 1.5>1.51.1 1.30.400.470.450.560. 500. 600. 56-0. 720. 65-0. 80d. 计算与选取选取ml,并计算dl，若一次拉深成形，由d0/d=1.26和（t/ 1）x100=0.24 査表2. 2得ml=0. 55,符合使用压边圈ml取0. 50. 6规律，贝u:dl=mld=0. 55x829=456mm表2. 2相

24、对厚度凸缘相 对直径do/d毛坯相对厚度（t/d） xloo2 1. 5<1.5 11.0 0.6<0. 60. 30. 30. 151.30.490. 510. 530. 540. 55选定各工序的圆角半径 暂定r=8mm r.校核计算拉伸高度，设第一次多拉入材料5%,则需耍对配料放大若干，由面积 公式计算得d=836. 35取d=836,第一次的拉深高度hl= 200. 29mm hi=0. 25 （d2-d02）/di+0. 86ri 通式，满足要求。综上：此拉深件的拉深次数为1,第一次的拉深高度为200. 29mm2.1.3材料的性能表2. 3 q235的机械性能材料名称牌

25、号材料状态抗剪t (n/mm2)延伸率5（%）服点o s (n/mm2)弹性模ae/103mpa普通碳素结构钢q235己退火30437021 252352002.2冲压件的工艺方案的拟定分析该冲压件的结构，其基本的冲压工序为落料、一次拉深、冲孔、修边。 口j拟出以下几种工艺方案：方案（一）、落料一一次拉伸一冲孔一修边 方案（二）、落料一次拉深一冲孔修边 方案（三）、落料一次拉深一冲孔一修边 分析以上各种方案：采用方案（一）、生产率底，工件尺寸的积累误差大 采用方案（二）、生产率相对最高，但是模具相对比较复杂，设计困难用方案（三）、土产率相对较高，减少了土产步骤，提高了工件的尺、j精 度，落料拉

26、深复合模的结构相对不会太复杂，设计模具时也相对较简单，其总体 需要三副模具。故综上所述，决定采用方案三。（后记：在设计过程中发现，当 冲孔和修边一副模具完成吋，在卸料上有麻烦，不好安装卸料板，故决定分开设 计）2.3毛坯尺寸的确定分析零件形状，决定采用圆形毛坯，其形状如下图2. 6所示图2. 6毛坏的形状与尺寸表示带凸缘的拉伸件d0=577.35, d=458, do/d=l. 26,经査表2. 4得出修边余量8表2. 4凸缘简形件的修边余呈s凸缘直径do1.5以下乃缘的相对直径d0/ d>1.5222. 5>2.5>2506543修边余量s =6则毛坯的直径d0=d+2 5

27、 =841mm 所以毛坯为直径为841mm的阅。3排样和搭边3.1冲裁件的材料利用率在大批量生产中，原材料费用占生产成木的60%80%。节省材料对降低成 本冇着重要的作用。生产中，通常利用材料的利用率作为衡量材料经济利用程度 的指标。根据原材料供应情况生产实际的不同需求，材料利用率冇着不同含义和 计算方法。单个零件的利用率、条料的利用率和板料的利用率的含义和计算公式 见式3. 1、式3. 2和式3. 3单个零件的材料利用率nl: ql = (nla/bh)x100%条料的材料利用率n 2:q2=(n2a/lb) x100%板料的材料利用率n 3: q3=(n3a/l0b0) x100%式中：a

28、冲裁件面积(mm2) ；b条料宽度(mm)；h一送料进距(mm) ；nl个进距内冲件数；n2一一个条料上的冲件总数；l一条料长度(mm)； n3一一张板料上的冲件总数；l0板料长度(mm);b0板料宽度(mm)；由式可见，若原材料以板料的形式供货，则板料的材料利用率就是总的材料 利用率。为了提高材料利用率，需选择板料裁成条料的合理裁板方法。根据毛述形状，选择的板料规格为2mmx3400mmx 1700mm其裁板方法采用横排，其形式如下图3. 1所示图3. 1裁板力*法材料的利用率还与条料宽度、送料进距、一个进距内的冲件个数、一条条料 上的冲件总数和条料长度等多个参数宥关。而这些参数取决于制件在

29、条料上的介 置方法和搭边。w此，选择合理的排样方法和搭边值是提高材料利用率的重要措 施。3.2排样和搭边冲裁件在板料上的布置叫排样。排样的合理与否不仅影响材料的经济利用， 还影响模具结构与寿命，生产效率，工件精度，生产操作方便与安全等。根据毛坯形状，使用的排样图如不图3. 2所示排样屮相邻两制件之间或制件与条料边缘间的余料称为搭边。搭边的作用之 一是补偿定位误差，防止由于条料的宽度误差、送料误差而冲出残缺的废品；搭 边的作用之二是保持条料在冲裁过程巾的强度和刚度，保证条料的顺利送进。此 外，选取合理的搭边值还可以调整模具沿周边的受力状况，提高模具寿命和工件 断面质量。普通钢板冲裁件的搭边值（a

30、）和沿边搭边值（b）见表3.1矩形件边长l>50mm表3.1普通钢板冲裁件的搭边位（a）和沿边搭边位（b）材料厚度t （mm）aal2.01.51.9这里我取a=1.5 al=1.9则条料宽度 b=d0+2xal=841+2xl. 9845mm 送料进距 h=841+l. 5=842. 5mm 因为选用的板料规格为2minx3400minx 1700mm，而且裁板方式为横裁，所以每诀板料可以裁成4个条料，每块条料的长度为3400mm,宽度为850mm。则：板料面积 a0=3400x 1700=5780000 mm2 每个条料裁的零件数为：n2=4 每个板料裁的零件数为：n3=4x2=8个

31、 每个零件的面积为a= ji do2 /4=555215. 6mm2 所以总的材料利用率k= （n3a/a0） x 100%=76. 8%4压力机的选择4.1落料拉深4.1.1压力中心因为工件为圆形，所以其压力屮心与工件的几何屮心重合即其圆心。即，工 件的几何中心就是压力中心。落料吋的力的计算：冲裁力：冲裁力是指冲裁过程中的最大抗力，也就是力一行程曲线的峰值。它是合理 选用冲压设备和校核模具强度的重要依据。影响冲裁力的因素很多，主耍有材料 的力学性能、厚度、冲裁件的周边长度、模具间隙以及刃口锋利程度等。平刃口的模具冲裁力可按4. 1式计算f=lt t k（4. 1）式屮：e一冲裁力；nl一冲裁

32、件周长；mm t一材料厚度；mm tk一抗剪强度；mpa考虑到冲裁与剪切、拉深的不同及速度的影响，以及刃口的磨损，凸門模间 隙的不均匀，材料的性能波动和厚度偏差等因素，实际所需的冲裁力还需要增加 30%,如下式4. 2:f=1.3 l t t klt o b（4. 2）式中：ob材料的抗拉强度，由表1-2知道，取370n/mm2l工件的周长，等于ji d0=2642. 1mm t一材料厚度为2mm所以 f=2642. 1x2x37o=1823434n=1823. 44kn卸料力、推件力和顶件力当冲裁件工作完成后，冲下的制件（或废料）沿径向发生弹性变形ifij扩张， 废料（或制件）上的孔则沿径向

33、发生弹性收缩。同吋，制件与废料还要力图恢复 弹性穹弯。这两种弹性恢复的结果，异致制件（或废料）梗塞在門模内或抱紧在 凸模上。所以从凸模上将制件（或废料）卸i来的力叫卸料力；从門模内顺着冲裁力方向将制件（或废料）推出的力叫推件力；逆冲裁方向将制件（或废料）从 凹模洞u顶出的力叫顶件力。这些力在选择压力机或设计模再时都必须加以考 虑。(4.3)(4.4)(4.5)生产中常用式（4.3）、（4.4）和（4.5）來计算卸料力、推件力和顶件力fx=kxfft=nktffd=kdf式中：kx、kt、kd分别是卸料力、推件力和顶件力的系数,其值可以査表 4-1。n梗塞在門模内的工件数。在此副模具设计中，采用

34、刚性卸料板，总冲裁力按卜*式计算：fz=f+ftft=o. 05x1823440=91172n=91. 17kn 所以:fz=1823. 44+91. 17=1914. 61kn表4.1卸料力、推件力和顶件力系数材料及料停（mni）kxktkd>0. 52. 50. 040. 050. 0550.064.1.2压边力、拉深力的计算落料拉深后的工件图如下图4. 1所示图4.1落料拉深后的工件图压边力:采用压边圈的条件：除破裂外，拉深中常出现的问题还育压缩失稳起皱。为 了防止起皱，宥效措施是设置压边圈。分析可见，起皱取决于两个因素，一个是 法兰处压应力的大小，另一个是板料的相对厚度。分析电炉

35、引线盒的板料相对厚度和拉深系数，杳表5. 70 (现代冲压技术手 册)可知，要用压边圈。压边力的计算：压边圈的压力必须适当，压边力过大会增加拉深变形阻力使制件拉裂，压边 力过小会使工件的边壁或法兰失稳起皱。压边力的计算公式如不：f=ap(4.6)式中：a一压边圈的面积；p单位压边力；杳表5-72现代冲压技术手册知p=2. 53. ompa 所以 f 压=269. 88kn 拉深力：在选用压力机时，必须先求得拉深力。拉深力的计算公式如不：f=lt o bk(4. 7)式中：l一凸模周边长度；mm t一材料厚度；mm o b材料抗拉强度；n/mm2k一系数，由表4. 2杳得表4. 2任意形状拉深件

36、的系数k值制件复杂程度难加工件普通加工件易加工件k值0.90.80.7因为,电炉引线盒的加工属于普通件的加工,0=0.8 l的值由模具设计知：l= h d=3. 14x456=1431. 9mm 则 f fe=lxtx obxk=1431. 9x2x450x0. 8=1031. 04kn4.1.3压力机的选择冷冲压设备的选择是冲压工艺及其模具设 计中的一项重耍内容，它直接影响到设备的安全和合理利用，也关系到冲压生产 屮产品质量、生产效率及成本，已经模具寿命等一系列问题。冲压设备的选择包 括两个方而：类型和规格。选择的压力机的类型为闭式单点压力机，由以上计算得:总的压力 f=fz+f 压+f=1

37、914. 61+269. 88+031. 53=3215. 53kn 公称压力：公称压力定义为在下死点附近压力机所能承受的最大变形抗力。机架、滑块、连杆等的强度都是基于工程压力而设计的。为了使压力机的精度高、 保持&好工作状态，最好在工程压力的80%以卜*使用。公称压力发生的位置：表示公称压力在死点上的某一点可以发生的位置。离 合器、齿轮、曲轴的主要尺十都是以此位置计算其转矩而决定的。公称压力是加工中能量大小的一种表示和度量。在加工中消耗的功和能是由 电动机提供，飞轮的大小决定使用能量的多少。经以上论述，应选择公称压力为4000kn的闭式单点压力机。其基本参数由卜表 4. 3所示4.2

38、修边冲孔修边冲孔后的工件图如下图4. 2所示图4. 2修边冲孔后的工件图4.2.1冲裁力修边的冲裁力：由式3-2知，f=1.3 l t ikltob 所以 fl=578. 6x6x2x370=2568. 98kn 冲孔时的冲裁力：f2=6fl+f2式中：n冲小孔的冲裁力；所以 fl=3. 14x20x2x370=46. 47knf2冲人孔的冲裁力；所以 f2=3. 14x456x2x370=1059. 56kn 则：f2=1338. 38kn4.2.2推件力由式 4. 4 知,ft=nktf由模具的设计知道：最多梗塞在門模内的冲孔废料为7个，所以n=7由表 4.1 知:kt=0. 055ft=

39、7 x 0. 055x1338. 38=515. 28kn所以总的压力为 f=f1+f2+ft=2568. 98+1338. 38+515. 28=4422. 64kn4.2.3卸料力因为采用的是弹性卸料。卸料力由式3.5知fd=kd f fd二0. 06x4422. 64=265. 36kn4.2.4压力机的选择压力机的最小压力为4422. 64+265. 36=4688kn,所以选择公称力为6300kn 的压力机。5落料拉深模具设计5.1模具类型本模具完成的工序是落料拉深，分析后决定采用顺装复合模。5.2模具结构和工作原理凸凹模装在上模，落料凹模以及拉深凸模装在下模，顺装复合模具向上出件，

40、 其基本结构如下图5. 1所示阁5.1落料拉深顺装复合模其特点是压力机滑诀一次行程，在同一工位，同时完成落料及一次拉深，模 具的结构比较复杂，生产率较高。工作原理：送料完成并通过定位销定位后开始冲压过程。上模板在压力机的作用 下下行，凸門模先与落料門模接触进行落料，落料后紧接着进行凸模与凸門模之 间的拉伸。拉伸完成c冲压过程结束。上模板通过模柄在压力机的作用下向上运 动，打杆相对凸凹模向卜'运动，将冲压好的工件从凸凹模中推出。手工送料，将 沿着定位销的限制盾的方向送料，并将上一次落料的孔卡在定位销上完成定位。主要零件的结构与设计冲模的设计程序与工艺方案的选择密切相关，同时，冲裁工艺方案

41、的确定也 受到模再结构形式的限制。所以应该根据冲裁件的结构特点、精度等级、尺、上和 形状、材料种类和厚度、生产批量和经济性等w素综合考虑，来确定模具的结构 形式。冲模的结构形式和复杂程度虽然各不相同，但组成模具的零件是宥共性的, 其可分为工艺结构零件和辅助结构零件。5.3.1工作零件凸門模：凸門模是指在落料的时候外刃口作为落料凸模，在拉深的时候内刃 口作为門模。模具间隙：模具间隙是指凸模門模刃口间隙的距离。用z表示双面间隙。间 隙对冲裁件质量、冲裁力、模具寿命的影响很大，是冲裁工艺和模具设计中一个 极其重要的问题。间隙对冲裁件质量的影响冲裁件质量是指切断面质量、尺寸精度及形状误差。切断面应该平

42、直、光洁, 即无裂纹、撕裂、夹层、毛刺等缺陷。零件表面应尽可能平整。影响冲裁件质量 的因素有：凸門模间隙的大小及分布的均匀性，模具刃口状态、模具结构及制造 精度，材料性质等，其中问隙值大小及均匀度是主要因素。凸門模的固定形式图5. 2台阶式固定方式刃口尺寸的计算落料时应该首先确定凹模的刃li尺、？，使得凹模的刃u尺、r接近或者等于落 料件的最小极限尺寸。材料q235,厚度2mm,经查表知，落料凸卩1模的双而间隙 zmin=o. 246, zmax=o. 360模具刃11尺4精度是影响冲裁件尺4精度的首耍因素，模具的合理间隙值也 要靠模具刃口尺寸及其公差來保证。由于凸凹模存在间隙，使得落k得料或

43、冲出的孔都带宥锥度，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。在测量和使用中，落料件是以大端尺寸为基准，冲孔件是以小端尺寸为基准。冲裁时，凸凹模要与冲裁零件或废料发生摩擦，凸模愈磨愈小，凹模愈磨愈 大。结果使得间隙愈用愈大。由此在决定模兵刃口尺、?及制造公差时，考虑以卜 原则：落料制件尺寸由凹模尺寸决定，冲孔时孔的尺寸由凸模尺寸决定。故设计落 料模时以凹模为基准，间隙去在凸模上；设计冲孔模时，以凸模为基准，间隙取 在f1模上。考虑到冲裁中凸凹模的磨损，设计落料模时，凹模基本尺应该取工件尺 公差范围内的较小尺、b设计冲孔模时，凸模基本尺则应取工件孔的尺公差 范围内的较大尺寸

44、。这样，凸f1模里然磨损到一定程度，仍能冲hi合格零件。由于凸凹模均耍与冲裁件或废料发生摩擦，从而导致模具磨损，凸模愈磨愈 小，凹模愈磨愈大，结果使得模具间隙愈用愈大。因此在设计新模兵时，凸凹模 间隙应取最小合理间隙值。确定凸凹模公差时应考虑制件的精度耍求。如采凸凹模精度要求过高会使模 其制造困难，增加成本，延长生产周期；如果精度要求过低生产出来的零仲会不 合格，或使得模具寿命低。经查表，对于材料厚度为2mm的零件冲裁件精度为 it12时，模具精度为it7-it8,取it18o刃口尺寸计算公式:模刃口尺寸：dd=(d-ka)+td(5. 1)凸模刃口尺寸:dp=(dd-zmin)-tp(5.2

45、)式中：一冲裁件公差tp凸模刃口制造公差 tdf1模刃口制造公差k一系数，由工件确定其中 tp=0.4(zmax-zmin)=0. 456 td二0. 6 (zmax-zmin) =0. 684 因为工件的形状为圆形 贝|j、凹模的刃口尺、hdd= (841-0. 5x0. 20) +0. 060=840. 90+0. 684 凸模的刃口尺寸：dp= (840. 90-0. 246) -0. 050=840. 654-0. 456 内刃口作为拉深凹模时的尺、r计算：拉深凸f1模间隙值的确定：间隙c=t+kt杳表得k=0. 09所以 c=2+0. 09x2=2. 18mm2. 2mm 拉深凸凹模

46、工作部分尺、r的确定：拉深凹模圆角半径杳表取rdl=8mm,凸模的圆角半径rpl=8醐 凸模的直径为：dp= (d+0. 4a)-5p= (458+0. 4x0.20) -0. 050=458. 08-0. 050 凸模的尺寸和形式如下图5. 3所示i图5. 3凸模拉深凸模出气孔尺、h见不表表5.1拉深凸模出气孔尺寸a模直径<50>50-100>100-200>200出气孔直径56. 589. 5門模的直径为：dd= (dp+2c) + 8 d=466. 08+0. 060 凸pq的形式和尺寸如下：图5. 4凸m模的尺寸及形状落料凹模固定形式：落料凹模的固定采用螺钉销钉

47、固定方式。阁5. 5落料lul模的固定形式尺寸计算:刃口尺寸由上计算得dd 松=(841-0.5x0.42) +0. 684=840. 79+0. 684拉深凸模固定形式采用螺钉固定，其形式和凹模的固定方法类似；尺寸计算：由上知圆简部分凸模的直径为：dp=(d+0.4a)-s 凸=(456+0. 4x0. 42)-0. 456=456. 168-0. 4565.3.2定位零件固定挡料销:固定挡料销的结构如下图5. 6所示其原理是：完成第一次落料盾，将条料前端稍微抬起，使落料后的空心部分 穿过挡料销，然后放下条料，将条料后退，使得空心部分的前端卡在挡料销上完 成定位，以厄每次都按照前一次操作。导

48、料板：冲裁时，条料紧靠导料板或者导料销的一侧导向送进，以限定条料的正确送 进方向。导料板可与卸料板分幵制造，也吋以制造成整体式，此次采用分开制造的方 案5.3.3压料、卸料及出件零件卸料板：卸料板外行尺寸一般与m模一致，厚度与卸件尺寸及卸料力有关， 一般为 h= (0. 8-1.0) h 門推件块：推件块采用刚性推件装置，靠压力机中滑块内横梁作用，推件力大 且可靠。这副模具中，推件块的作用是推出拉深后卡在拉深門模内的工件，其形 状外行与拉深凸模基本一致。压边圈：压边圈的作用是防止拉深件凸缘部分起皱，在这副模具的设计中， 压边圈的作用是既有压边作用，还冇卸料的作用。.其作用力靠下边的气垫提供(模

49、 具总装图中，气垫未画出)，压边圈的结构形式如下图5. 7所示zzz<zz图5. 7压边圈5.3.4辅助结构零件模架：选用后侧导柱模架(gb2851. 4-1990)模柄：模柄是将上模安装在压力机上的零件。模柄装在上的垂直度影响导向 装置的配合精度。因此，设计模具时应该根据需要选择合适的结构形式。分析工件和模具总体形状，模柄宥多种选择形式，这里选择凸缘模柄(gb2862. 1) 如卜*图5. 8所示：7dj§ t1 :11 200阁5. 8模柄凸、凹模固定板固定板就是用以来固定凸、凹、凸凹模的零件，在这副模兵中，凸凹模用固 定板固定，落料凹模和拉深門模用螺钉和销钉直接固定。一般

50、固定板的厚度为：h=0.4h凸,或者h=(0.6-0.8)h凹,这里固定板的厚度取150mm.销钉和螺钉销钉与螺钉用于对模具板件定位与固定，通常两者选用相同的直径。螺钉的 直径与布置间距可以通过查表获得，在这里就不一一举出。5.3.5工作零件的设计拉深后工件的形状如下图5. 9所示凸凹模的尺t计算：拉深凸凹模的刃口间隙 单边间隙c=tmax+kt式中：tmax一板料厚度的最大极限尺、j* t 一板料厚度的基本尺、j* k一系数，查表取0.4所以 c=3. 6mm由工件的尺、r标注可以知道凸模的刃口尺与工件尺、r 一致，其制造公差为 0.024，凹模的刃口尺寸卩凹=（d凸+2c） + s凹 则圆

51、筒部分直径dm= （458+20 + 6 凹=465. 2+0. 024拉深凸、凹模的岡角半径：因为工件的岡角半径为8ob宥凸缘，所以凸凹 模的圆角半径都为8m。拉深凸模出气孔尺寸：见下表5. 5所示表5. 5拉深凸模出气孔尺寸凸模直径<50>50-100>100-200>200出气孔直径56.589.5取出气孔直径为9. 5mm凸模的形状：凸模的固定形式采用台阶式固定形式，凸模形状如下图5. 10所示凹模的固定凹模的固定形式也采用台阶式固定。5.3.6其他零件的设计压边圈的设计：因为压边圈在这里的作用不光是压边作用，还有卸料和定位 零件的作用。所以压边圈的尺寸要求较高

52、，定位的时候，其外部形状应该和第一 次拉深时的工件一样，在完成定位后，随着模具的闭合，它乂充当压边圈的作用。推件器：推件器采用刚性推件装置，靠压力机中滑块内横梁作用，推件力大 且可靠。这副模具中，推件块的作用是推出拉深后卡在拉深問模内的工件，其形 状外行与拉深凸模基本一致。模架：模架属于标准件，在这里选取后侧导柱模架(gb2851. 3-1990)模柄：选择与上副模具和同的模柄。固定板：这副模具的凸模、門模都采用固定板固定，凸模固定板的厚度使用 110mm,門模固定板的厚度采用130mmo螺钉和销钉的选取：销钉和螺钉的选取按照标准件进行选择。6冲孔模的设计6.1模具基本结构与工作原理工作原理如

53、下图6. 1所示阁6. 1冲孔模模具的工作原理：滑块在一次运动过程中，完成冲六个孔的工序，首先凸模 向下运动完成冲孔，冲孔废料通过冲孔m模和下模架的孔排出。冲孔門模也起到 定位零件的作用，同时卸料板也起到压料的作用，冲孔u的工件可能卡在凸模上， 通过卸料板进行卸料。在橡皮垫弹力的作用不工通过卸料板卸料，冲孔过程结束。6.2模具的主要零件设计6.2.1工作零件的设计图6. 2冲孔工件图凸、門模刃口尺寸的计算：凸門模刃口问隙值z的确定：合理的问隙值使得冲裁面平直，光洁；圆角带 毛刺小。模具摩擦合理，受力均匀。查表知道zmin=o. 072, zmax=0. 104。刃口尺寸的确定：冲孔时应该首先确

54、定凸模的刃口尺寸，使得凸模基本尺寸 接近或者等于工件孔的最大极限尺寸，在按合理问隙值zmin增大問模尺寸。凸 模的制造偏若取负值，卩n模的制造偏若取正值。凸模刃口尺寸：dp=(d+ka)-tp(6. 1)凸模刃口尺寸：dd=(dp+zmin)+td(6.2)式中：一冲裁件公差tp凸模刃口制造公差td門模刃口制造公差 其中 tp=0. 4(zmax-zmin) =0. 0128td=0. 6(zmax-zmin) =0.0192 系数k=0. 5 (查表得)则，冲孔时的凸門模尺寸为 dp=(d+ka) - tp=20-0.0128,dd= (dp+zrain)+td=(20+0.072) +0.

55、0192 =20. 072+0. 0192孔心距的计算：当工件上需要冲制多个孔时，孔心距的尺、1精度由凹模孔心 距保证，由于凸、門模的刃口尺寸磨损不影响孔心距的变化，固卩1模孔心距的基 木尺、r取在工件孔心距公差带的中点上，按双向对称偏差标注，可用卜*式计算：ld=(lmin+l/2 ) ± (1/2)td(6.3)贝ij:两个小孔的孔心距为 ld=257 土(1/2) x0. 0192=257 ±0.0096 凸模的强度校核：冲裁时凸模所受的应力，有平均压应力o和刃口的接触应力ok两种。因 为孔径大于冲件材料厚度时，接触应力ok大于平均压应力o,因而强度校核 的条件是接触应力小于或等于凸模材料的许用应力(o )凸模的强度按下式计算：o k=2 t / 1-0. 5(t/d)彡o(6.4)式中：t冲件材料厚度(mm)d一冲孔直径.(mm) t=冲件材料抗剪强度(n/mm2)(o) 凸模材料许用压应力，对于常用的合金模具钢，可取 1800-2200 n/mm2当d=20时，代入式(6.4)中