微型电机机壳冲压模具设计资料

1、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：无凸缘圆筒形件，落料，拉深，冲孔，切边

2、WICRO-M OTOR CHASSIS STAMPING DIE DESIGNABSTRACTThe content of this course design for no of flange cylindrical parts mold design, in clud ing bla nking , The first deep draw ing , sec on darydeep draw ing , punching and trimming five working procedure drawing. Among them the blanking, the first deep

3、 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 bla nking deep draw ing composite modulus a

4、nd deep draw ing pun chi ng trimming compo und die mold type choice, importa nt parts such as con vex con cave die, pun ch, con cave die shape desig n and the size calculati on; The selecti on of mold parts clearancefit; Mold structure preliminary design and final assembly sketch rendering; Mold ass

5、embly drawing and parts drawing mapping; Finally seriously complete the opening report, related the translation of foreign periodicals as well as the writing of the graduati on desig n in structio n.KEY WORDS: Without flange cylindrical parts, Blanking, Deep drawing, Punching,、八、亠丄刖言1第1章冲压件工艺分析 31.1

6、冲压件的工艺分析31.1.1产品结构形状及工艺分析3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 4主要工艺参数的确定 4工艺方案的确定 7第2章冲压工艺计算 82.1棑样8棑样方法的选择 8确定搭边值8计算条料宽度和送料步距 9棑样图9核算利用率92.2复合模相关计算 10拉深凸模、凹模圆角半径的确定 10拉深凸模和拉深凹模间隙的选择 10凸模、凹模、凸凹模的尺寸及公差 10冲裁力计算11压料力计算 12拉深力计算 12卸料力、推件力、顶件力的计算 13压力机的公称压力确定 13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 16拉深凸模16落料凹

7、模17凸凹模173.2其他零件的设计与标准件的选择 18定位零件18卸料、压料装置 19模架的选用 20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22冲孔凸模22拉深凹模23凸凹模244.2其他零件的设计与标准件的选择 26卸料、压料装置 26模架的选用 27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 29落料拉深装配工艺 29落料拉深复合模工作原理 315.2再次拉深冲孔切边复合模 31再次拉深冲孔切边复合模装配工艺 31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 37本次毕业设计题目为微型电机机壳冲压

8、模具设计，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岗位的模具设

9、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、凹模的形状设计

10、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；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，我国模具工业体系已基本完善。特别是为模具制造配套服务 的体系日

11、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）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

12、；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%） 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/CAMfe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

13、/CA集成化、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；第1章冲压件工艺性分析1.1冲压件的工艺分析产品结构形状及材料分析1. 结构形状分析'f? C.?±211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 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

14、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t =216304MPa抗拉强度c b=275383MPa屈服点c s=177MPa伸长率 c 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。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，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 102± 2(IT1

15、5)高度 85± 1(IT14)厚度t=3(IT14以下)圆角半径R=6(IT14以下)孔的尺寸：20+q0'2(IT11)16+0°'2(IT12)1.2冲压工艺方案的确定及模具类型的选择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=(85 1.5)/(102 - 3)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(伽)(P164),取修边余量 =3.8伽。2.毛坯直径确定该制件拉深为不变薄拉深，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= d2 4d2h 6.28rd8r2=,84

16、2 4 99 79.8 6.28 7.5 84 8 752=207.516208 mm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沐00%1.4% <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=（85 - 1.5）/（102 - 3）0.84制件的拉深系数m0=d/D=1O2/2O80.49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m°<m1故不能一次拉深成型。由拉深次数计

17、算公式：拉深次数 n=1+lgd-lg(miD)lg mn=1+ lg102 lg(0.53x208) =+ igo=1.21所以需要两次拉深。4. 拉深系数的确定试取mi=0.6 （用压边圈）则:初次拉深直径 di=Dmi=208X 0.6=124.8125再次拉深系数 m2=d/d1=102/125=0.8165. 拉深高度的确定D2r初次拉深后的高度h1=0.25（ d1）+0.43（d什0.32r”=0.25(2082125d1d1125)+0.43 匹 (125+0.32 X1.5)125心 60.4 mm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 m；即可知制件

18、的拉深示意图如图1-2所示：图1-3制件的拉深示意图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 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

19、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

20、产。第2章冲压工艺计算2.1棑样排样方法的选择在冲压零件的成本中，材料费用约占60沖上，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f确定搭边数值f计算条料宽度和送料步距f画出棑样图f 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伽的圆形毛坯，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。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

21、值（P56）得：料厚为3伽的板料可取最小搭边值为：a1=1.8 mm,a=2.2 mm 或 a=2.2 mm,a=2.5 mm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 m ,a=2.2 m。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 V,D 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表3-10条料宽度偏差（P57）C 导料板与最宽条料之

22、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）贝条料宽度B= D 2a C I=（208+2x2.2+8 I.。=2200JO 伽送料步距A=D+a=208+1.8=209.8mm导料板间的距离B0=B+C=22801.0 m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棑样图核算利用率根据计算公式可知:材料利用率计也X 100%S。-X 100% AB3.14 20824 209.8 220X 100%73.6%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、

23、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。拉深凸模，凹模圆角半径的确定拉深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：如=0.8 / D dj t=0.8 X、（208-125） 3=12.6213 mm易得：初次拉深凸模圆角半径rp1 =13-3=10伽再次拉深凸模圆角半径为制件的要求圆角半径，即rp2 =6伽凹模圆角半径rd2=9 m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

24、计算：Z=t max+ 卩 t其中，卩为增大间隙的系数，可查冲压成形工艺与模具设计表 5-18增大 间隙的系数卩（P198）。则：拉深间隙Z=t max+卩t=3+0.1 X3=3.3m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。因此初次拉深的模具尺寸公差没有必要的严格限制，凸、凹模的制造公差S p、S 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伽拉深凸模尺寸为Dp= D_2Z=（125-2X 3.3） -0.12=118.4 -0.12 mm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

25、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，即落料凹模刃口尺寸 Dd= Dmax-X.l 0d = 2080'032 m洛料凸模刃口尺寸Dp= Dmax - X八:.Zmin 一门=（208-0.460 爲52=2O7.5400.052 m冲裁力的计算普通平刃口模具冲裁时，其冲裁力 F 般按下式计算F=KLt t ;式中，F冲裁力，N;L冲裁周边长度，mm；t 材料厚度，伽；t材料抗剪强度，MPaK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

26、1=KLt t=1.3 x 208X 3X 300=243360 N冲孔时冲裁力F冲2=KLt t=1.3 X 20.15 X 3X 300=23575.5 N225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Fy"2-©2g)2p n /43.14汽 2082 -(125十2"3)21 ?=X34=

27、48190.4 N再次拉深时压料力Fy2 = D -(d2 2rA2)2 D n /43.14 汉 1252 -(102 + 2 汇 9)2 2=X34=2884.875 N拉深力计算采用压边圈时：初次拉深力 F 1=n d1t S bK=3.14 X 125X 3X 300X 0.65=229612.5 N再次拉深力 F 2= n d2t S bK2=3.14 X 102X 3X 300X 0.52=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) X3最大拉深力 F 1ma=3

28、( (T b+ (T S)(D-d-d)t=3(300+177)(208-125-=300510 N227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、K一卸料力、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 Fxi=KF 冲 1=

29、0.04 X 243360=9734.4 NFx2=KXF 冲 2=0.04 X 23575.5=943.02 N推件力 Fii=n KtF 冲 i=1 X 0.045 X 243360=10951.2 N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+ Fy2 +F =23575.5+943.02+1060.8975+2884.

30、875+121065.84 =149530.1325 N压力设备的选择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i>8669

31、57.6N975327.3NF 压 2> 239248.212N 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伽，拉深冲孔切边复合模的闭合高度为 400伽，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160mm滑块行程次数40次 /min最大闭合咼度450闭合咼度调节量130滑块中心线至床身距离380立柱距离530工作台尺寸：前后710m，左右1120 m垫板尺寸厚度130模柄孔尺寸直径70m，深度80m滑块底面尺寸前后460m，左右650 m再次拉深冲

32、孔切边时，模具闭合高度为 427伽，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130m滑块行程次数38次 /min最大闭合咼度480mm最大装模咼度380mm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710m,左右1080 m垫板尺寸厚度100m,孔径250 m模柄孔尺寸直径60m,深度75 m最大倾斜角度30o电动机功率10kW。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工作零件的结构设计工作零件主要包括落料凸模、

33、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。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，拉深凸模长度的计算可根据公式 L=hi+h2+h3+h 计算得出，其中：

34、hi 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 伽参考中国模具设计大典标准件，选取凸模的高度（厚度）为 130伽。查中国模具设计大典拉深凸模排气孔直径选为8伽。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5660HRC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：图3-1拉深凸模结构示意图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，

35、确定落料凹模基本尺寸为 355X 355X 105, 落料刃口直径Dd= Dmax-x，0，208：032伽，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伽。有计算知：拉深凹模尺寸Dd=D d=125+0.18伽落料凸模刃口尺寸Dp

36、=(Dmax -X也-Zmin b(208-0.460 00.052207.54°0.。52 mm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伽作为拉深凹模尺寸，外形尺寸207.54 m作为落料凸模尺寸；材料为 9CrSi,标准号为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其他零件的设计与标准件的选择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

37、进距离。它可分为固定挡料销、 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伽。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P94&其优点是结构简单，制造方便。图3-3凸凹模结构示意图卸料、压料装置顶杆采用标准件，其规格为 M8X 40X 150,见中国模具设计大典冲压模 具标准件顶杆P94Q打杆采用标准件，其规格为 M12X 35X 190,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

38、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/D1.45 % <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LX BX H为250X 250X 20伽。323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

39、动平稳，导向准确可靠。 其尺寸根据凹模周界（400X 400）查中国模具设计大典P818 P822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 110Q235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伽、65伽，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324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伽，

40、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。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，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。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

41、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 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+o0'2（IT11）16+o0'2（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伽查冲压成形工艺与模具设

42、计表 3-5冲裁模初始间隙值可 知 Zmin =0.460 mm、Zmax =0.640 mm。则:凸模刃口尺寸：dp1= dmin ' x(20+0.75汇0.20。.008*-0.008d p2 = d min x '一16 0.75 0.2 °0.0081615-0.008冲孔凹模刃口尺寸：dd1=dp - Zmin20.15 0.46 00012=20.6100.012mdd2= dp Zmin 0 'mm16.15 0.46 0'0'012=16.610°.012冲孔凸模的结构及主要尺寸如图查中国模具设计大典圆形凸模标准件,

43、4-1所示：图4-1冲孔凸模结构示意图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102±2 mm和85±1 mm；因此，拉深模具尺寸以凹模为设计基准，单面间隙Z= （11.1 ） tmax , 对于末次拉深用最小值，Z=3 m。由于制件公差在IT14级以下，,、：p按IT10级选取。查机械制图表9-3标准公差数值(P303)得-d =0.090 , :T =0.060 ;则:拉深凹模刃口直径拉深凸模刃口直径Dd= D-0.75.0.090(102-0.75x4 ).09099mmDp= D -0.75匚-2Z _ p102-0.75 4-2 3-0.0

44、6。93_0.06om有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 m；由于尺寸不大，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

45、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，其壁厚有最小值限制，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伽时凸凹模最小壁厚a=6.7伽。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

46、时起支撑作用。图4-3凸凹模结构示意图切边的工作原理如图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42.1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

47、 力必须适当，如果压边力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：图4-5推件块结构示意图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础， 模具的工艺性结构件通过紧

48、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（315X 315）查中国模具设计大典冲模标准模架 P818 P822可得，导柱导套等导向零件有标准模 架的尺寸确定，导柱导套的直径分别为 50伽、65伽

49、，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。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为60伽，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)，M16X 60,M16X 110,M16X 140,M16X 200。第5章模具总装配图5.1落料拉深复合模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

50、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

51、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;（3）将推件块用与

52、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，用纸作为工件材料进行试冲并根据试冲结果 作相应调整。如图5-1所示：为该无凸缘圆筒形制件的落料初次拉深工序所使用的落料拉 深复合模装配图：图5-1落料拉深复合模拉深凸模螺母17.1.紧固螺栓2.橡胶3.固定板4.顶杆5.紧固螺钉6.压边圈7.下模座8.导柱9 固定板10.落料凹模11.导套12.导

53、料销13.上模座14.拉深凸模15.推件块16. 模柄18.打杆19.垫板20.凸凹模21.螺钉22.凸凹模固定板落料拉深复合模工作原理首先，落料拉深复合模固定在JA21-160开式双柱固定台压力机上，模具在起 始状态时，落料凹模略高于拉深凸模。条料在左侧导料销的作用下从前向后送料， 工作时，压力机下行，在凸凹模与落料凹模作用下完成落料工序，在凸凹模与拉 深凸模作用下完成初次拉深，在拉深过程中，压边圈起压料作用以防止拉深过程 中的变形和起皱。冲压结束，打杆推动推件块将制件推出凹模或由弹压卸料装置 通过压边圈将制件从拉深凸模顶出完成卸料。每次在挡料销作用下送进一个步距， 完成一次冲压。如此循环往

54、复。5.2再次拉深冲孔切边复合模再次拉深冲孔切边复合模装配工艺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。然后磨平断面。（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，然后分别将冲孔凸模压入冲孔凸模固定板并在磨床上磨平、 拉深（切边）凹模压入拉深（切边）凹模固定板并磨平，将冲孔

55、凹模、垫柱和拉 深凸模、切边凸模与固定板过盈配合装配为一组件行程凸凹模并压紧用销钉固定， 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，按中心预装凸凹模；（2）在下模座上，用已加工好的凸凹模为参照，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、凸凹模组件、固定板、顶杆、定位圈装在一起， 并用销钉定位、螺钉紧固；3、装配上模(1) 划中心线，将推件块用与螺钉与打杆和垫板一起固定。(2) 依次装入垫板、固定板组件、凹模组件，并分别用紧固螺钉固定，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，然后调整凸模及凹模之间的间 隙，间隙调整合适之后，将螺钉紧固。5、安装弹压卸料部分将卸料板套装在已装入固定板的凸模上，保证弹压卸料版端面与凸模下平面的装 配位置尺寸，用平行夹板将弹压卸料