弹簧座的冲压成形工艺及模具设计

1、弹簧座的冲压成形工艺及模具设计绪论冲压工艺是塑性加工的基本加工方法之一。它主要用于加工板料零件，所以 有时也叫板料冲压，而且也可以加工非金属板料。冲压加工时，板料要模具的作 用下，于其内部产生使之变形的内力。当内力的的作用达到一定程度时，板料毛 坯或毛坯的某个部位便会产生与内力的作用性质相对应的变形， 从而获得一定的 形状，尺寸和性能的零件。冲压生产靠模具与设备完成加工过程，所以它的生产效率高，而且由于操作 简便，也便于实现机械化和自动化。1.1 冷冲压模具在工业生产中的地位模具是大批生产同行产品的工具，是工业生产的主要工艺装备。模具工业是 国民经济的基础工业。模具可保证冲压产品的尺寸，使产品

2、质量稳定，而且在加工中不破坏产品表 面。用模具生产零件可以采用冶金厂大量生产的廉价的轧制钢板或刚带为坯料， 且在生产中不需加热，具有生产效率高，质量好，质量轻，成本低且节约能源和 原材料等一系列优点，是其他加工方法所不能比拟的。使用模具已成为当代工业 生产的重要手段和工艺发展方向。现代制造工业的发展和技术水平的提高，很大 程度上取决于模具工业的发展。目前， 工业生产中普遍采用模具成型工艺方法， 以提高产品的生产率和质量。 一般压力机加工，一台普通压力机设备每分钟可生产零件几件到几十件，高速压 力机的生产率已达到每分钟数百件甚至上千件。剧不完全统计、飞机、汽车、拖 拉机、电机、电器、仪器、仪表等

3、产品，有60%左右的零件是用模具加工出来的； 至于日用金、餐具等物品的大量生产基本上完全靠模具来进行。显而意见，模具 作为一种专用的工艺装备，在生产中的决定性作用和重要地位逐渐为人们所认 识。1.2 冷冲压模具的历史发展与现状模具的出现可以追溯到几千年前的陶器烧制和青铜器铸造， 但其大规模应用 却是随着现代工业的崛起而发展起来的。19世纪，随着军火工业、钟表工业无、 线电工业、无线电工业的发展，模具开始得到广泛使用。第二次世界大战后，随 着世界经济的飞速发展，它又成了大量生产家用电器、车、电子仪器照、相机钟、 表等零件的最佳方式。从世界范围看，当时美国的冲压技术走在最前列，而瑞士 的精冲，德国

4、的冷挤压技术，苏联对塑性加工的研究也处于世界先进行列。20 世纪 50 年代中期以前，模具设计多凭经验，参加已有图纸和感性认识，根据用 户的要求，制作能满足产品要求的模具，单对所设计模具零件的机械性能缺乏了 解。近年，模具行业结构调整和体制改革步伐加大，主要表现在，大型、精 密、复杂、长寿命、中高档模具及模具标准件发展速度高于一般模具产品；塑料 模和压铸模比例增大；专业模具厂数量及其生产能力增加；“三资”及私营企业 发展迅速；股份制改造步伐加快等。从地区分布来看，以珠江三角洲和长江三角 洲为中心的东南沿海地区发展快于中西部地区，南方的发展快于北方。目前发展 最快、模具生产最为集中的省份是广东和

5、浙江，江苏、上海、安徽和山东等地近 几年也有较大发展。模具的标准化和专业化生产，已得到模具行业的广泛重视。这是由于模具标 准化是组织模具专业生产的前提，而模具的专业化生产是提高模具质量、缩短模 具制造周期、降低成本的的关键。我国已颁布了冷冲压术语、冷冲模领部件的国 家标准。冲模的模架等基础零布件已专业化、商品化。但总的来说，我国冲模的 标准化和专业化水平还是较低的，先进国家标准化已达70%80%。1.3 模具的发展前景从未来的发展机会来看，我国经济仍处于高速发展期，国际上经济全球化 发展趋势日趋明显，这就为我国模具工业的高速发展提供了良好的条件与机遇。 一方面是国内模具市场将继续高速发展， 另

6、一方面是国际上将模具制造逐渐向我 国转移的趋势和跨国集团到我国进行模具的国际采购趋向也十分明显。因此，展 望未来，国际、国内的模具市场总体发展趋势前景美好，预计中国模具工业将在 良好的市场环境下将继续得到高速发展。 行业结构调整和产业升级过程中机会与 风险并存，如何抓住机会、规避风险是模具企业需特别关注的，在报告中我们将 对这些问题进行深度剖析1.4 冷冲压的基本工序的分类冷冲压加工的零件，由于形状、尺寸、精度要求，生产批量等各方面不相同， 因此生产所采用的冷冲压工艺方法也是多钟多样的，概括起来可分为两大类，即 分离工序和成型工序。分离工序指板料按一定的轮廓线分离而获得一定形状、尺 寸和切断面

7、质量的冲压件（俗称冲裁件）的工序；成型工序是指坯料在不破裂的 条件下产生塑性变形而获得一定形状和尺寸的冲压件的工序。第一部分 第二次拉深1工艺分析及设计方案1.1工艺分析此工件为有凸缘圆筒形件拉深冲孔，形状简单对称，圆角较大，要求精度不 高，便于模具加工，减小了热处理或冲压时尖角处开裂，也防止尖角部分刃口过 快磨损。底孔孔径较小，离边缘距离也较远不需要很大的冲裁力不容易变形。工 件材料为厚 1.5 的 08 钢，具有足够的强度和刚度。该凸缘筒形件，相对凸缘直 径相对高度都较为适宜。拉深工艺性好。1.2 冲压工艺方案的确定1.2.1拉深次数的确定计算毛坯直径D。应按拉深件的中线尺寸计算。凸缘的直

8、径d t =68mm,凸缘的相对直径d t /d=68/41.5=1.641 查表4.3.2P177有拉深件的修边余量 D R = 3 . 0 mm 凸缘直径 d F = 68 + 2 ´ 3 . 0 = 74 mm 因为 R = r 由教材4.3.3P178得 D = d F + 4 dH - 3 . 44

9、 rd 将相应数据代如凸缘筒形毛坯尺寸计算公式得： D = 74 2 + 4 ´ 41 . 5 ´ ( 48 - 1 . 5 ) - 3 . 44 ´ 41 . 5 ´ 3 =1131.2.2判断能否一次拉出工件的相对高度 48 - 1 . 5 = ( = 1 

10、;. 12 40 + 1 . 5 ) 2相对直径 d F = = 1 . 78 1.4 （为宽凸缘筒形件） . 5 . = 1 相对厚度 = 1 33 % . 由表 4.5.1P190 查出带凸缘筒形件首次拉深的极限相对高度为 0.420.53 远小 1 于工作的 = 1 因此一次不能拉出。 . 12 d 41 . 5

11、 制件总的拉深系数： m = = = 0 . 367 D 113 查P192得凸缘筒形拉深系数为： m . 51 , m . 73 , m . 75 1 1 = 0 2 = 0 3 = 0 m1  m . 5 ´ 0 . 73 = 0

12、60;. 372 f 0 . 367 2 = 0 m m . 51 ´ 0 . 73 ´ 0 . 75 = 0 . 279 p 0 . 367 1 2 m 3 = 0 由此可见需要三次拉深才能达到工件尺寸要求。 1.2.3确定工件各次拉深的尺寸首次拉深直径：&

13、#160;d . 51 ´ 113 = 57 mm 1 = m 1 D = 0 查表19.435，有拉深的圆角半径 r1  = 8 mm 2由 r 0 . 6 - 0 . 9 ) r dn = ( d ( n - 1 ) 可得： 1.2.4重新计算毛坯的直径为了保证以后

14、各次拉深时凸缘不参加变形， 宽凸缘拉深首次拉入凹模的材料 面积比零件实际需要的面积多（3%5%）这里取 5%，即首次拉深时拉入凹模的 材料实际面积为p p 2 A = 9906 + ( 73 - 49 2 )  ´ 105 % = 13475 mm 2 4 4 在多拉入凹模5%材料后，修正的坯料直径为 r2  = 5 mm , r mm 3 = 3 

15、; 2 D = + ( 74 2 - 73 ) = 115 . 5 mm 首次拉深的高度 h 1 = 0 . 25 2 2 ( D - d F ) + 0 . 43 ( r 1 + R 1 ) d 1 0 . 25 =( 115&

16、#160;. 5 2 - 74 2 ) + 0 . 43 ´ ( 8 + 8 ) 57 = 41 . 12 mm 检验 m 1 是否合理d t = = 1 . 28 . 63 1t= 1 . = 1 3 % . h 11 

17、;. = 41 = 0 . 707 . 63 = 0 . 56 - 0 . 72 1 1查表4.5.1可知许可的相对的高度 h 1 明显在首次拉深的变形程度内，故所选的 m 1 满足要求1.2.5计算以后各次拉深件的尺寸：重新调整各次拉深系数： m . 83 , m . 86 2 = 0 

18、3 = 0 这时各拉深工序的直径： d 2 =m 2 ×d 1 =0.83×57.6mm=47.8mm d 3 = m . 86 ´ 47 . 83 mm = 41 . 5 mm 3 d 2 = 0 1.2.6拉深件的圆角半径查模具设计大典（3）表19。435拉深凹模的圆角半径r 1 =8

19、mm 3 由r dn =(0.60.9)r d ( n -1  ) 可得 r 2 =5mm r3  = 3 mm (根据零件要求) 则r 2 =R 2 =5mm r3  = R mm 3 = 3 1.2.7拉深工序中的高度h 2 设第二次拉深时多拉入凹模材料面积为2%（其余3%的

20、材料返回到凸缘）第二次拉深的假想的坯料直径 13475 2 ) ´ 102 % + ( 74 2 - 73 =1167mm 105 % DH 2 =0.25/d 2 ×(D ' 2 D F 2 )+0.43×(r 2 +R 2 ) =0.25/47.8(116.7 2&#

21、160;74 2 )+0.43× (5+5) =45.2mm H 3 = 0 . 25 ' 2 ( D - d . 43 ´ 2 r 凸 ) + 0 3 d 3 2 0 . 25 ( 113 . 42 2 - 74 2 )

22、 + 0 . 43 ´ 2 ´ 3 41 . 15 =47465 » 48 mm （调整到工件所要需尺寸） 1 (dF见冲压模具设计与制造p189宽凸缘筒形件为74mm) 1.3 工艺方案的确定冲压该零件所需的基本工序为拉深，冲孔，可能的工艺方案有：方案一：拉深为基本工序，再次拉深冲孔复合。方案二：正反拉深，冲孔为基本工序。方案三：拉深，再次拉深，冲孔全部为基本工序的单工序模。方案三模具结构简单，但需要三副模具。生产效率低，难

23、以满足该工件大 批量生产的要求。方案二需要的模具少生产效率高但是模具结构复杂不易生产。 方案一也需要两副模具生产效率也较高而且模具结构制造较方案二简单， 综合比 较选择方案一好。2 主要设计计算2.1 压料力的计算此拉深是二次拉深则 F Y =p /4（d 1 2 (d 2 +2r A 2 ) 2 ）×P 式中：p单位面积压料力，p值可查表4。4。5 d 1 ,d 2 各次拉深工序件直径

24、； r A 2 拉深凹模的圆角半径； P值查表得p=3.0Mpa 且有r A 2 =5mm        d 1 =57.6mm          d 2 =47.8mm 查冲压模具设计与制造p187 表 4.4.4 由于 m 2

25、 =0.830.8 所以可以不用压料 装置。但是考虑到拉深时毛坯的定位我们可以选用一个弹性压边圈。1  2.2 拉深力的计算在生产中常用以下经验公式进行计算采用压料圈拉深时 F=p d i t s 2 k 2 F拉深力 t板料厚度 d i d n 各次拉深后的工序件直径 (以后各次拉深) s b 拉深件材料的抗拉强度（324441Mpa）取()=400Mpa K 2&

26、#160;修正系数查模具设计与制造表446取k=0.8 F=3.14×47.83×1.5×400×0.8 =72089.376N 2.3 压力机公称压力单动压力机其公称压力机应大于工艺总压力 Fz=F+Fy=70289.376N 在实际生产中：浅拉深：Fg(1.61.8)Fz 深拉深：Fg(1.82.0)Fz 该拉深为浅拉深Fg(1.61.8)×72089.376»122KN 故选用 250KN 的压力机，该模具采用再次拉深模，固定卸料

27、与推件，根据冲压 工艺总力计算结果并结合工件高度，初选开式双柱可倾压力机J2325 2.4 工作部分尺寸计算2.4.1拉深模的间隙有压料圈拉深时的单边间隙（第二次拉深） Z= 1 1 t = 1 . 65 mm  . 2.4.2拉深模的圆角半径以后各次拉深凹模圆角半径应渐减小，一般按下式确定： r 0 . 6  0 . 8 ) r Ai = ( Ai -1 

28、 （i=2,3n）首次（包括只有一次）拉深凹模圆角半径可按下式计算： r . D - d ) t A1  = 0 r c A1  = c 1 2 t 式中： r A 1 N模圆角半径 D坯料直径 d 地模圆内径 c ，纯铜，铝 c1  = 0 . 8 1 考虑

29、材料力学性能系数，对于软钢硬铝 c 1 = 1 c 2 考虑板料厚度与拉深系数的系数查冲压模具设计与制造表484 r ´ 5 ´ 1 . 5 = 7 . 5 mm » 8 mm A1  = 1 r 0 . 6 0.8） r . 8 6.4 A 2 = 

30、;( A 1 = 4 取 r mm A 2 =5 1 c 2 取5 2.4.3凸凹模工作部分的尺寸和公差拉深凸凹模的工作尺寸计算如下：拉深：f47.83 0 + 0 . 74 对于多次拉深工序件尺寸无需严格要求中间各工序的凸凹尺寸可按下式计算： D  + dA =D0 D ） 0T =（D­Z- d查冲压模具设计与制造P210表4.8.3

31、可得 d A = 0 . 08 查冲压模具设计与制造P207表4.8.2得单边间隙1  Z/2= 1 . 1 t= 1 . 65 mm 所以 DA= 47 . 83 DT=（ 47 . 83 - 1 . 65 ） = 46. 5  T = 0 .&#

32、160;05 d3 模具的总体设计3.1 模具类型的选择由工艺分析可知，采用再次拉深模。3.2 定位方式的选择因为该次拉深的毛坏是上一工序落料拉深的半成品， 我们可以使用一个压边 圈来定位，将毛坯套在压边圈上，压边圈做成与毛坯的形状相似。3.3 卸料，出件方式的选择模具采用弹压卸料，刚性打件，并利用装在压力机工作台下的标准缓冲器提 供压力，再通过顶件装置顶杆顶住弹性压料圈将拉深件脱出。3.4 卸料橡胶的设计计算3.5 导向方式的选择该副模具可以选用的导柱有后侧的导柱和中间导柱，后侧导柱一般应用于 公差等级要求不高的情况下。但是由于导柱在一侧，冲压时容易产生偏心力矩， 使模具偏斜，影响

33、模具寿命和工件的质量。而中间导柱应用于公差等级要求高的 场合。因为工件的公差等级要求一般，但工件尺寸较大，对工件的质量无特殊要 求。为了提高生产效率和模具的使用寿命， 本副模具选用中间导柱的导向方式。4 主要零部件的结构设计4.1 工作零件的结构设计4.1.1拉深凹模 H 凹 =45.13mm»46mm 凹模壁厚：C=（1.52）H=69mm92mm 凹模的宽度：B=b+2c 47.83+2×70=187.83»188mm 所以凹模的轮廓尺寸为f188×46 mm 

34、4.1.2拉深凸模毛坯在压边圈上定位，凹模在压力机作用下卡紧凸模，工作比较简单，如 图（4.1.2）所示拉深凸模其长度可按下式计算： L=H 固 +H 凹 =33 mm+46mm =79 mm 式中： H 固 凸模固定板厚度，H 固 =20 mm H 凹 凹模厚度，H 凹 =45.13 mm 取46 mm 取C=70 mm 4.2 其它零部件的设计与选用4.

35、2.1弹性元件的设计顶件块在成形过程中一方面起压边作用，另一方面还可将成形后包在拉深 凸模上的工件卸下。其压力由标准缓冲器提供。4.2.2模架及其它零部件的选用模具选用中间导柱标准模架，可承受较大的冲压力，为了防止装模时，上模0 误转 180 装配，将模架中两对导柱与导套作成粗细不等，以凹模周界尺寸为依 据选择模架规格：4  上模座： 200×45 GB 28551181 HT200 下模座： 200×50 GB28551281 HT200

36、60;导柱：d/mm×L/mm分别为 f 32 ´ 160  f 35 ´ 160 导套：d/mm×L/mm×D/mm分别为 f 32 ´ 105 ´ 45  f 35 ´ 105 ´ 50 上模座厚度取45 mm，即H 上模 =45 mm 上模座垫板厚度取20 mm，即H 垫 =20 mm

37、0;下固定板厚度取20 mm，即H 下固定 =20 mm 下模座厚度取50 mm，即H 下模 =50 mm 模具的闭合高度：H=H 上模 +H 垫 +H 凸 +H 凹 +H 下模 H 入 =45+20+79+46+503 =237 mm 式中： H 凸 凸模的厚度， L 凸 =79mm H 

38、;凹 凹模的厚度， H 凹 =46 mm H 入 凸模进入凹模的深度， H 入 =3 mm 可见该模具闭合高度小于所选压力机 J2325 的最大装模高度（220 mm）可以 使用。5 5 模具总装图由以上设计可得如图（5）所示的模具总装图。模具工作过程：将毛坯套在压力圈上，压边圈的形状与首次拉深出的半成品 也就是该次工序的毛坯相适应。工作时拉深凹模下行，与坯料接触，继续不行进 行拉深，当拉深完后，上模回程，顶杆碰到压力机上的打料横杆推动推件板把卡

39、 在凹模洞口的制件推出， 制件再次掉在压料圈上， 给下模部分的弹性元件一个力， 弹簧的弹力推动顶杆将制件从压料圈上顶出。图5 有压边装置的以后各次拉深模1模柄；2上模座；3连接螺钉；4上垫板；5凹模；6凸模；7压 边圈；8下模座；9顶杆；10弹性顶件装置；11导套；12导柱；13螺 钉；14打杆；15推件板；16铆钉6 冲压设备的选定通过校核选择开式双柱可倾压力机J2325能满足使用要求。 公称压力：250KN滑块行程：65最大闭和高度：270最大装模高度：270连杆调节长度：55工作台尺寸（前后×左右）：370×560垫板尺寸（厚度×孔径）：50×20

40、0模柄孔尺寸尺寸：40×60最大倾斜角度：30°7 工作零件的加工工艺 机械加工工艺过程卡 8 模具的装配本模具的装配选凹模为基准件，先装上模，再装下模。现将具体装配方法叙 述如下：8.1 装配前的准备：8.1.1 通读设计图样，了解带凸缘的以后各次拉深模的特点。本模具的装配 工艺要点是：同时保证拉深用凸凹模间隙的均匀；打料机构工作可靠，能及时推 出工件。8.1.2 查对各零件已完成装配前的加工工序，并经检验合格。对于本副模具， 由于是以后各次拉深单工序模具， 需要检查凸模拉深凹模洞口的圆角是否达到规 定的数值R3。8.1.3 确定装配方法和装配顺序。经查对认定模

41、具零件已加工完成，可采用直 接装配方法。结合模具结构特点，对凹模、凸模先进行分组装配，再进行总装配。 选用以凹模为基准件，先装配上模，再装配下模及辅助零件。8.1.4 领用标准件8.2 装配模柄。将模柄压入上模座后，钻、铰销孔，打入止转销。8.3 装配凹模。装配前，对经检查需研修凸模拉深凹模洞口圆角的，需要认真对其研修， 认定合格后，再进入装配。按照压入法操作要求，将凹模压入固定板中，检查凹模相对固定板基准面的 垂直度，并刃入9.4装配凸模。将凹模压入固定板中，按压入法装配要领，检查 其相对固定板基准面的垂直度，认定合格后，磨平固定板支撑面和刃口面。 凹模，用工艺定位器法检查配合间隙的均匀性。

42、待凸模全部压入，认定间隙分布 均匀后，磨平固定板支撑面和凹模刃口面。8.4 装配凸模。将凸模压入固定板中，按压入法装配要领，检查其相对固定板基准面的垂直度，认定合格后，磨平固定板支撑面和刃口面。8.5 装配下模将组装好的凸模固定板和下垫板，按照设计要求位置，安装在下模座上， 紧固螺钉，钻、铰销孔，装入圆柱销8.6 装配上模将组装好的凸凹模固定板和上垫板，安装在上模座上，紧上螺钉，用工艺 定位器法控制上下模的配合间隙，使其均匀。认定均匀后，在上模相应部位钻、 铰销孔，打入圆销。8.7 试切用纸试冲，观察冲切纸边的状况，经调整并认定均匀后， 钻、铰另一组销 孔，打入圆销。8.8 装配其他零件上模安

43、装顶杆，顶件块，检查打料机构工作的可靠性。安装卸料板，卸料螺 钉.9 试模在设计指定的压力机上，装配好的模具进行试冲。试模时重点检查打料机构和顶出机构的动作是否及时、 可靠。 每一次冲压后， 上模随压力机上行到上死点时， 条料和顶出的工件都应该出现在下模凹模工作面 上，以便及时清除，配后应保证间隙均匀。第二部分 再次拉深，冲底孔1 基本计算由前面第一工序落料拉深的设计可知，该零件需要进行三次拉深。 第三次拉深：1.1 拉深直径：重新调整拉深系数取 m 3 =0.86 由上一工序可知d 2 =47.83mm 则此次拉深后工序的

44、直径为d 3 =m 3 d 2 =0.86×47.83 =41.13mm » 41 . 15 1.2 第三次拉深工序件的圆角半径：查中国模具设计大典（3）表19435拉深凹模的圆角半径r 1 =8mm 由r dn =(0.60.9)r d ( n -1 得：3  ) r 3 =3mm 则 （根据零件要求） r 

45、;3 =R 3 =3mm 1.3 计算三次拉深工序件的高度 H 3 设第三次拉深时多拉入凹模材料面积为1% （其余05% 的材料返回到凸缘） 第三次拉深的假想的坯料直径： 2 A 环 = p/ 4 d - （ d + 2 r ) 3 3 凸 2  = p / 4 74 2 - ( 41 . 5 +

46、2 ´ 3 )= p / 4 ´ 3252 . 875 mm 2  2  A 凹 = A工件 - A p / 4 D 2 - A 环 = 环 2 = p / 4 ´ 113 - p / 4 ´ 3252 . 87 = p

47、 / 4 ´ 9516 . 125 mm 2 如图，零件图所示： d mm 凸 = 68 d = 40 + 1 . 5 = 41 . 5 mm 由凸缘的相对直径 d mm / 41 . 5 mm = 1 . 638 凸 / d = 68 查模具设计与与制造&#

48、160;p 177 表4.3.2得 D h = 3mm  1 有凸缘筒形件的毛坯直径： D = d 1 . 72 ( r d - 0 . 56 ( r dH 凸 - 1 + r 2 ) 2 - r 1 ) + 4 2 2 2将 d 凸 =68+2&#

49、160;D h =68+6 =74 mm  r1  = r . 7   2 = 3 + t /2 = 3 d = 40 + 1 . 5 = 41 . 5 mm 代入上式中得： 毛坯的直径为： D = 74 2 - 1 . 72 ´ 2 ´

50、3 . 75 ´ 41 . 5 ´ 46 . 5 = 112 . 515 »113 p A凹  = 1 . 01 ´ A = 9611 . 286 mm 2 凹 4 p 2 A环  = A + A = 12864.  16 mm 

51、凹 环 4 D ' = 4 A环  p = 113 . 42 mm 则第三次拉深时半成品的高度为： H 3 = 0 . 25 ' 2 ( D - d . 43 ´ 2 r 凸 ) + 0 3 d 3 2 0 . 25 ( 113 .&

52、#160;42 2 - 74 2 ) + 0 . 43 ´ 2 ´ 3 41 . 15 = 47 . 465  »48 mm 2 主要设计计算2.1 压料力的计算该拉深是第三次拉深，则p 2 2 d  2 - ( d 3 + 2 r F = P Y 3 )&#

53、160;4 式中：P单位面积压料力，P值可查表4.4.5 d 2 , d 3 _ 各次拉深工序件直径 r 3 _ 拉深凹模的圆角半径P值查表得P=3.0MP已知； r mmd = 47 . 883 mmd . 15 mm A3  = 3 3 = 41 p 2 2  ´ 3 . 0 

54、;F =47 . 83 - （41  . 15 + 2 ´ 3 ） 压 4 =152.28N 查冲压模具设计与制造P187 表4.4.4由于 m . 86 f 0 . 8 所以可以不用压料 3 = 0 装置，不过拉深时毛坯需要定位，为了更方便的定位这里我们选用一个弹性压边 圈进行定位。1  2.2 拉深力的计算在生产中常用以下经验公式进行计算：采用压料圈拉深时：F= 

55、p d i t s b k 2 F拉深力t板料厚度d i d n 各次拉深后的工序件直径 s b 拉深件材料的抗拉强度（324441MP）取 sb = 400 MP K 2 修正系数查冲压模设计与制造表4.4.6 1 得K=0.7F 拉 = 3 . 14 ´ 41 . 5 ´ 1 . 5 ´ 400 ´ 0&

56、#160;. 7 =542686.2N2.3 冲底孔工序如工件图所示知翻边孔的直径，进行翻边之前，需在坯料上加工出待翻边的 孔，其孔径按弯曲展开和原则求出，即 d = D - 2 ( H - 0 . 43 r - 0 . 72 t ) = 13 . 5 - 2 ´ ( 5 . 5 - 0 . 43 ´ 3&#

57、160;- 0 . 72 ´ 1 . 5 ) = 7 . 24 mm 2.3.1冲孔力p1  = 1 . 3 pdt t= 1. 3 ´ 3 . 14 ´ 7 . 24 ´ 1 . 5 ´ t= 13299 . 156 

58、N d 所冲孔的直径T料厚t 材料的抗剪强度（查冷冲压模具设计与制造表 7 . 1 得 t = 255 353MP t 取300M2.3.2卸料力 p 2 = k 1 p 1 2.3.3 推料力： p 3 = nk 2 p 1 （n为同时卡在凹模里废件个数）由 冲压模设计与制造表2.6.1查得k 11 =0.04 k 2 =0.55所以 p 2 =

59、 0 . 04 p 1 = 531 . 97 N p 3 = 1 ´ 0 . 55 p 1 = 7314 . 5358 N2.3.4总压力 5p = F 压 + F 拉 + p 1 + p 2 + p 3 = 683 . 984 KN 该模具拟采用倒

60、装复合模，固定卸料与推件，具体冲压力计算如上所示，根据冲 压工艺总力计算结果并结合工件高度，初选开式双柱可倾压力机J23802.4 工作部分尺寸计算2.4.1拉深模的间隙1 有压料圈拉深的单边间隙值（查冲压模具设计与制造表482 第三次拉深 Z/2=（1105）t=1.5mm 2.4.2拉深模圆角半径以后各次拉深凹模圆角半径应渐减小，一般按下式确定： r 0 . 6  0 . 8 ) r Ai = ( Ai -1 &

61、#160;（i=2,3n）首次（包括只有一次）拉深凹模圆角半径可按下式计算： r . ( D - d ) t A1  = 0 r c A1  = c 1 2 t 式中： r A 1 N模圆角半径D坯料直径 d 地模圆内径 c ，纯铜，铝 c1  = 0 . 8 1 考虑

62、材料力学性能系数，对于软钢硬铝 c 1 = 1 c 2 考虑板料厚度与拉深系数的系数查冲压模具设计与制造表484 r ´ 5 ´ 1 . 5 = 7 . 5 mm » 8 mm A1  = 1 r 0 . 6 0.8） r . 8 6.4 A 2 = (

63、60;A 1 = 4 r 0 . 6 0.8） r 4 A 3 = ( A 2 = 3 2.4.3凸凹模工作部分的尺寸和公差拉深：我们选取制造公差为 IT14 级，查公差配合与技术测量表 24 得取 r mm A 2 = 5 取 r mm A3  = 3 1 c 2 取5D = 0 . 62

64、0;mm 尺寸标注有外形标注与内形标注两种，这里我们采用外形标注：+ d D A = ( D . 75 D ) 0 max - 0 a 6D D A - Z ) 0 T = ( - d T 查冲压模具设计与制造表483可知 d A = 0 . 05 则 0 . 05 D A = 

65、41 . 3 0 mm 0 D . 3 T = 38 - 0 . 03 d T = 0 . 03 1 冲孔+ 0 . 36 设冲孔尺寸为 F 7 . 24 0 ，根据计算原则冲孔时以凸模为设计基准。首先确凸模尺寸，使凸模的基本尺寸接近或等于工件的最大极限尺寸，将凸模尺寸增大 最小合理间隙值。即，得到凹模尺寸。 d d min +

66、 x D ) 0 T = ( - d T + d A d A = ( d T + Z min ) 0 由于工件制造精度取IT14级上述式中： 所以 x = 0 . 5 d d A 冲孔凸凹模尺寸 T , d min 冲孔件孔的最小极限尺寸D工件的制造工差 Z min 最

67、小合理间隙x磨损系数 d T , d A _ 凸凹模制造公差6 查公差技术与测量表2.4得 D = 0 . 36 查冲压模具设计与制造得 Z min = 0 . 132 所以 d . 42 0 T = 7 - 0 . 020 + 0. 020 dA = 7 . 55 0 d T =

68、0;0 . 020 d A = 0 . 020 13 模具的总体设计3.1 模具类型的选择由冲压工艺分析可知，该道工序采用复合冲压，所以模具类型为拉深冲孔 复合模。3.2 定位方式的选择该模使用的是上一工序中生产制造的半成品作为毛坯， 是一个带凸缘的筒形 件，所以可以把压料圈的形状做成与毛坯相似的形状，既可以进行压料又可以起 到定位作用。3.3 卸料，出件方式的选择模具采用固定卸料，刚性打件，并利用装在压力机工作台下的标准缓冲器提 供压力。3.4 导向方式的选择为了提高模具寿命和工件质量，方便安装调整，该复合模采用中间导柱的导向 方式。4 主要

69、零部件设计4.1 工作零件的结构设计由于工件形状简单对称，所以模具的工作零件均采用整体结构，拉深凹模，冲 孔凸模，凸凹模的结构如图（）4.1.1拉深凹模 H 凹 = 47 . 5 mm » 48 mm 凹模壁厚： B = b+2c=41.35+2×80=202mm所以 凹模轮廓尺寸为： j 202´ 48 mm 4.1.2凸凹模为了实现拉深结束时完成冲孔，冲孔凸模应深入凹模里面一段距离，还有为 了防止压边圈将毛坯压得过紧，应使压边圈与拉深凹模之间

70、保持一定距离S，所 以图（）所示凸凹模其长度L可按下式公式计算：L= H 固 + H 凹 - S 式中： H 固 凸模固定板的厚度， H 固 =20mmH 凹 凹模的厚度S=4mm L = 20 + 48 - 4 = 64 mm H 凹 =48mm S装配后拉深凸模的端面低于拉深凹模的高度根据板厚大小决定4.1.3 冲孔凸模采用固定卸料但无需导料方式时:L= h1  + h 2 

71、;+ h + t 式中: L凸模厚度 h 1 凸模固定板厚度 h 2 卸料板厚度t材料厚度h增加长度,(它包括凸模的修模量,凸模进入凹模的深度0.51,凸模固定板与卸料板之间的安全距离,一般取1020L=20+14+1.5+14.5=504.2 其它零部件的设计与选用4.2.1弹性元件的设计顶件块在成型过程中一方面起压边作用,另一方面还可将成型后包在拉深凸 模上的工件卸下.其压力由标准缓冲器提供.推件力由上模座打料横杆提供力.4.2.2模架及其它零部件的选择模具选用中间导柱标准模架,可承受较大的冲压力,为可防止装模

72、时,上模误 转180°装配将模架中两个导柱导套做成粗细不等. 以凹模周界尺寸为依据选择模架规格: 5 查 冷冲压模具设计与制造表7.32 上模座 250×45 GB28855.1181 HT200下模座 250×50GB2855.1281 HT200导柱 d/mm×L/mm分别为;A35h5×180GB2861.181A40h5×180GB2861.181导套 d/mm×L/mm×H/mm 分别为;A35×115×43GB2861.781A40×

73、115×43GB2861.781上模座厚度 H 上模 取45 mm上模垫板厚度 H 垫 取10 mm,固定卸料板厚度取15 mm,下固定板厚度取20 mm,下模座垫板厚度10 mm,下模座厚度取50 mm 模具的闭合高度 H 闭 = H 上模 + H 凸凹模 + H 凹 + H 下固定 + H 下垫板 + H 下模 - H 入=45+10+63.5+48+20+10+50-47.5=199 mm可见该模具闭合高度小于所选压力机 J2380 的最大装模高度(380)可

74、以使 用.5 模具总装图模具的动作过程：模具在开启状态是压边圈一拉深凸模在同一水平位置。 冲前，将毛坯套在压边圈上，随着上模的下行，先进行再次拉深，为了防止压边 圈将毛坯压的过紧，该模具采用了带限位螺栓的结构，使压边圈与拉深凹模之间 保持一定的距离。到了行程快终了时，其上部对冲件底部完成压凹与冲孔，拉深 与冲孔结束。6 冲压设备的选定通过校核选择开式双柱可倾压力机J2380能满足使用要求压力机的主要参数7 工作零件的加工工艺 机械加工工艺过程卡 8 模具的装配本模具的装配选凸凹模为基准件，先装上模，再装下模。现将具体装配方法 叙述如下：8.1 装配前的准备1、通读设计图样，了解正装式复合模的结构特点。本模具的装配工艺要点 是：同时保证落料和拉深用凸凹模间隙的均匀；打料机构工作可靠，能及时推出 工件。2、查对各零件已完成装配前的加工工序，并经检验合格。对于本副模具， 由于是正装式落料拉深复合模具， 需要检查凸凹模拉深凹模洞口的圆角是否达到 规定的数值R2mm。3、确定装配方法和装配顺序。经查对认定模具零件已加工完成， 可采用 直接装配方法。结合模具结构特点，对凸凹模、凸模先进行分组装配，再进行总装配。选 用以凸凹模为基准件，先装配上模，再装配下模及辅助零件。4、领用标准件。8.2 装入模柄将模柄压入上模