毕业设计论文空心碗

1、1绪论1.1模具行业发展前景分析国际模具市场的广阔前景为我国模具行业提供了较大的发展空间模具应用领域的不断扩大、已应用领域对模具提出的更多和更高要求，使模具工业发展速度快于其他制造业的发展速度已成为普遍规律，目前世界模具市场供不应求，近几年，市场总量一直在600650亿美元之间，而我国模具出口尚不到8，“十一五”期间完全可以扩大这个份额，同时随着经济全球化发展趋势日趋明显，模具制造业逐渐向我国转移以及跨国集团到我国进行模具采购趋向日趋明显，外资和民营资本继续看好我国模具行业，因此加入WTO后，我国模具行业机遇大于挑战，“十一五”期间，国际模具市场前景广阔，我国模具仍有较大发展空间。1.1.2

2、我国经济的高速增长为模具行业的发展提供了宏观支持我国国民经济在“十一五”期间将继续保持较快的发展速度，给模具行业的发展提供了可靠的宏观支持。汽车、电子信息、家电、办公设备、机械和建材行业、航天航空、电动工具都是模具需求大户，仅以家电和电子信息行业为例一台电冰箱需用模具生产的零件约150个，共需模具约350套；一台全自动洗衣机需要模具150多套；一台空调器，仅塑料模就需20套；每个型号计算机约需模具30多套，加上与其配套的打印机，单台需模具20多副；还有笔记本电脑、网络机顶盒将有几千万台的市场。目前由于机型多为国外开发，模具进口较多，随着我国自行开发能力的提高，这方面的模具需求量也将大幅度增加。

3、可以预见“十一五”期间中国模具行业将在良好的宏观环境下得到快速发展。1.2发展趋势分析1.2.1 模具市场全球化，模具生产周期进一步缩短模具市场全球化是当今模具工业最主要的特征之一，模具的购买者和生产商遍布全世界，模具工业的全球化发展使生产工艺简单、精度低的模具加工企业向技术相对落后、生产率较低的国家迁移，发达国家的模具生产企业则定位在生产高水准的模具上，模具生产企业必须面对全球化的市场竞争，同时模具生产厂家不得不千方百计地加快生产进度，努力简化和废除不必要的生产工序，模具的生产周期将进一步缩短。模具CAD/CAM向集成化、智能化和网络化发展软件的功能模块越来越齐全，同时各功能模块采用同一数据

4、模型，实现信息的综合管理与共享，支持模具设计、制造、装配、检验、测试及生产管理的全过程。有的系列化软件包括了曲面/实体几何造型、复杂形体工程制图、工业设计高级渲染、模具设计专家系统、复杂形体CAM、艺术造型及雕刻自动编程系统、逆向工程系统及复杂形体在线测量系统等；模具设计、分析、制造的三维化、无纸化使新一代模具软件以立体的、直观的感觉来设计模具，所采用的三维数字化模型能方便地用于产品结构的CAE分析、模具可制造性评价和数控加工、成形过程模拟及信息的管理与共享；同时，随着竞争、合作、生产和管理等方面的全球化、国际化，以及计算机软硬件技术的迅速发展，网络使得在模具行业应用虚拟设计、敏捷制造技术既有

5、必要，也有可能。我国的模具产品将向大型、精密、标准化方向发展一方面模具成型零件日渐大型化和为提高生产效率开发的“一模多腔”造成了模具日趋大型化，另一方面电子信息产业、医学的迅猛发展带来了零件微型化及精密化，有些模具的加工精度公差就要求在以下。另外多功能复合模具将得到进一步发展，新型多功能复合模具除了冲压成型零件外，还担负叠压、攻丝、铆接和锁紧等组装任务，生产效率进一步提高。国外发达国家模具标准件使用覆盖率一般为80左右，随着我国模具工业的发展，模具标准化工作必将加强，模具标准化程度将进一步提高，模具标准件的应用和生产在“十一五”期间必将得到较大的发展。快速经济模具的前景十分广阔多品种小批量生产

6、时代的到来，人们要求模具的生产周期越短越好，因此快速经济模具将有广阔的发展前景。预计21世纪，用各种超塑性材料来制作模具、用环氧、聚酯或在其中填充金属、玻璃等增强物制作简易模具等生产方式占工业生产的比例将达到75%以上。快速经济模具主要包括快速原型制造技术、表面成形制模技术、浇铸成形制模技术、冷挤压及超塑成形制模技术、无模多点成形技术、KEVRON钢带冲裁落料制模技术、模具毛坯快速制造技术等。2.分析冲压零件的工艺性及确定冲压工艺方案图2-1空心碗零件图2.1制件的材料1Cr18Ni9Ti作为不锈刚耐热钢使用最广泛，用于食品用设备，一般化工设备，原子能用工业设备。具有良好的耐蚀性、耐热性、低温

7、强度和机械性能，冲压弯曲等热加工性极好，适于制造深冲成型的部件，无热处理硬化现象，无磁性。2.2制件的结构与尺寸分析该零件是由内球和外形叠加在一起的一个空心碗，内球需落料、浅拉深、等工序。外形需落料、浅拉深、胀形等工序。2.2.2 冲裁：该零件形状结构较为简单而有规则，内外形无尖角，适合冲裁加工。尺寸均未标注公差，属自由公差按IT14级计算，可见零件的形状和尺寸精度均满足冲裁要求。结论：该零件冲裁工艺性良好，可以冲裁加工。2.2.3 拉深：该零件属于球形拉伸，应遵循球形拉伸的设计要求。属于变薄伸长类成形，尺寸均未标注公差，属自由公差按IT14级计算，而普通零件的精度一般在IT13级以下， ，

8、，拉深件的圆角半径满足 ， 的要求。可见零件的形状和尺寸精度均满足冲裁拉深要求。结论：该零件适合冲压加工。胀形：由零件外形的形状可知，其侧壁是由空心毛坯胀形而成，底部凸包是由平板毛坯胀形而成，即由两种胀形同时成形。零件的尺寸精度为IT14级公差，其侧壁是局部胀形，变形程度较小，所需胀形力不大，可以采用橡胶胀形模成形。结论：该零件适合冲压加工。2.3制件的精度与断面粗糙度冲裁件的经济公差等级不高于IT11级，一般落料公差等级最好低于IT10级。冲裁可达到的冲裁件公差列于冲压课本表1-12,1-13。选用一般冲裁件可达到零件图样要求。冲裁件的断面粗糙度及毛刺高度与材料塑性，材料厚度冲裁间隙，刃口锋

9、利程度，冲模结构及凸，凹模工作部分表面粗糙度等因素有关。用普通冲裁方式冲裁厚度为2mm以下的金属板料时，其断面粗糙度Ra一般可达到3.212.5m。2.4确定冲压工艺方案该不锈钢空心碗包括落料、拉深和胀形三个工序，可采用的冲裁工艺方案有单工序冲裁，复合冲裁和级进模冲裁三种，采用单工序冲裁，该零件属于大批量生产。一次行程内只完成一种冲裁工序，生产效率低，且不便于操作。若采用级进模冲裁，它方便操作，效率高，定位准确，但材料消耗较多，冲裁力增大，模具也比较复杂，又不能保证零件的平直度要求。采用正装式复合模，一次行程中能完成两道或两道以上不同冲裁工序的冲模，它操作简便，有保证平直度要求。如表 2-1

10、三种冲裁模的比较关系： 表2-1模具种类比较表模具种类/比较项目单工序模复合模级进模无导向的有导向的冲件精度低一般可达IT8IT10级IT10IT13级冲件平整度差一般因压料较好，冲件平整不平整，要求质量较高时需校平冲件最大尺寸和材料厚度尺寸和厚度无受限制中小型尺寸，厚度较大尺寸在300mm以下，厚度在0.05 - 3mm之间尺寸在250mm以下，厚度在0.10.6mm之间生产率低较低冲件或废料落到或被顶到模具工作面上，必须用手工或机械清理，生产率稍低工序间可自动送料，冲件和废料一般从下模漏出，生产效率高续表使用高速压力机的可能性不能使用可以使用操作时出件比较困难，速度不宜太高可以使用多排冲压

11、发的应用不采用很少采用很少采用冲件尺寸小时应用较多模具制造的工作量和成本低比无导向的稍高冲裁复杂形状时比级进模低冲裁简单形状时比复合模低适应冲裁批量小批量中小批量大批量大批量安全性不安全，需采用安全措施不安全，需采取安全措施比较安全根据以上分析，该零件采用落料拉深正装式复合模工艺方案。2.5确定冲裁、拉深模具的结构方案模具类型根据零件的冲裁工艺方案，采用正装式复合模。操作与定位方式虽然零件的生产批量较大，但合理安排生产可用手工送料方式能达到大批量要求，且能降低模具成本，因此采用手工送料方式。考虑零件的尺寸厚度较薄，为了方便操作和保证零件的精度，宜采用导料销导料，定位销定位方式。卸料与出件方式考

12、虑零件厚度较薄，采用弹性卸料方式。为了便于操作，提高生产率，零件由推件块从落料凹模板推出。模架类型及精度 由于零件厚度较薄，条料又宽，为了送料方便，所以采用导向平稳的后侧导柱模架，考虑模具精度要求不是很高，因此采用II模架精度。2.6小结本小结主要是对不锈钢空心碗进行了工艺性分析，分别从不锈钢空心碗制件的材料、结构与尺寸以及冲裁件的精度与断面粗糙度进行了系统详细的分析与畅叙。其不锈钢制件材料的使用的广泛性、设备性、力学性能。最终采用了落料拉深正装式复合模工艺方案。3冲裁与拉深工艺的计算3.1空心碗内球的冲裁与拉深工艺计算确定修边余量该零件是有凸缘的拉深件，凸缘直径，。由冲压课本表3-2有凸缘拉

13、深件的修边余量查得：。由于拉深件的形状复杂，所以采用解析法求拉深件的坯料尺寸，毛坯料厚 0.5mm 。先计算直线的各段长度、圆弧的各段长度和各段重心的旋转半径：图3-1内球零件内球毛坯直径为：内球毛坯的展开尺寸图：图3-2内球毛坯的展开尺寸3.2排样设计与计算排样1：直排排样图由冲压课本查表1-3、1-4得搭边值，。则：条料宽：条料的送进步距为一个近距内冲裁的实际面积图3-3直排排样2：直对排排样图由冲压课本查表1-3、1-4得搭边值，。则：条料宽：条料的送进步距为一个近距内冲裁的面积图3-4直对排3.3利用率的计算：直排：直对排:计算得直排的利用率最高，考虑采用直对排模具结构复杂，所以采用直

14、排方式排样。3.4内球拉深次数的判定半球形零件展开毛坯直径：。式中d 为半球直径，拉深系数，由此可见，半球形拉深系数为一常数，与球体直径大小无关，且可一次拉深成形。拉深系数不是半球形件工艺设计的依据，而材料的相对厚度成为决定半球形件成形的难易和选定拉深方法的主要依据。本设计采用压边圈的模具，并且在成形时又带有压刨形式，所以可以一次拉深成形。3.5空心碗外形的冲裁、拉深及胀形的工艺计算空心碗外形要经过落料拉深、二次拉深成锥形、胀形等工序。工序1：落料拉深成半球，见图3-5。工序2：二次拉深成锥形，见图3-6。工序3：胀形，见图3-7。图3-5落料拉深成半球 图3-6二次拉深成锥形图3-7胀形 空

15、心碗外形的毛坯展开尺寸计算确定修边余量：该零件是圆筒件拉深件，圆筒件高度，。由冲压课本表3-1圆筒件拉深件的修边余量查得：。图3-8外形分解由于拉深件的形状复杂，所以采用分解法求拉深件的坯料尺寸。由于修边工序安排在胀形之后，故修边余量部分为圆筒形，其尺寸，圆筒：按表49中序号6公式：截锥：按表49中序号7公式：球带：按表49中序号5公式：截锥：按表49中序号7公式：圆环：按表49中序号2公式：截锥：按表49中序号7公式：圆形：按表49中序号1公式：总毛坯直径D：内球毛坯的展开尺寸图：图3-9内球毛坯的展开尺寸确定工序1的拉深次数工序1预拉深件为圆筒件拉深，根基毛坯相对厚度查表确定各次拉伸的拉伸

16、系数相对厚度为： ，查表3-7可知需要采用压边圈。由冲压课本表3-4查得： ，由于工序1预拉深件，（见图3-5），则，因为，所以工序1可以一次拉深成形。确定工序2的拉深次数在实际生产过程中是用锥形件的相对高度h/d 的不同，来选用拉深方法及确定拉深次数，其中h 为锥形部分的高度，d 为锥形大端直径。，工序2的锥形拉深件属于中等锥度的锥形件，但通过了工序1的预拉深，工序2的锥形拉深可一次拉深成形。确定工序3的胀形次数底部平板毛坯胀形计算：查冲压课本表4-2得该零件底部凸包胀形的许用成形高度为：此值大于零件底部凸包的实际高度2mm，所以可以一次胀形。侧壁胀形计算：零件的 取截锥锥面的中线尺寸，为外

17、形局部胀形圆的直径，则，由式4-4算得零件侧壁的胀形系数为：由冲压课本表4-3查得极限胀形系数，该零件的胀形系数小于极限胀形系数，故侧壁可以一次胀形。3.6外形排样设计与计算排样1：直排排样图由冲压课本查表1-3、1-4得搭边值，。则：条料宽：条料的送进步距为一个近距内冲裁的实际面积图3-10直排排样2：直对排排样图由冲压课本查表1-3、1-4得搭边值，。则：条料宽：条料的送进步距为一个近距内冲裁的面积图3-11直对排3.7外形排样利用率的计算：直排：直对排:计算得直排的利用率和直对排的利用率相差不多，考虑采用直对排模具结构复杂，所以采用直排方式排样。3.8小结本小结首先针对冲压零件进行工艺性

18、分析，从而进一步确定冲裁、拉伸、拉锥形、胀形模具的结构方案。再对冲裁与拉深工艺的进行计算，分别对空心碗内球的毛坯展开尺寸进行计算及排样图的设计进行分析，分别对内球零件和外形零件计算出了直排、直对排的利用率进行比较，最终确定为直排。4内球冲压工艺总压力的确定及压力机的选择4.1拉深力的计算其中， ， ， 4.2压边力其中 查表得：4.3拉深工艺总压力的确定4.4冲裁力卸料力推件力4.5冲压工艺总压力的计算采用落料与拉深复合的模具结构：根据条件，同时还满足：（拉深高度x 2） 2 x 56 = 112 (mm)4.6冲压设备的选择根据总冲压力选择压力机的标称压力，因为301446N = 301.4

19、KN 56mm，拉深件的拉深高度为56.5mm，即为压边圈工作行程 ，查表3-15，根据凸模直径大小，取通气孔为，由于拉深件是先落料后拉深，所以凹模高度H = 56.5+60+6.5 =123mm 。将计算出的尺寸套国家标准GB2873.3-81，最终确定其外形尺.5.2拉深凸模尺寸计算由于空心碗零件图标注的是内形尺寸，故以凸模为基准件，凸模尺寸：.圆球半径 SR = 56mm 。凸模长度的计算。查GB2873.3-81得固定板,则凸模高度 = 落料凹模高度 + 固定板高度 1 mm , 所以凸模通气孔查冲压课本3-15，根据凸模直径大小，取通气孔为。5.3凸凹模尺寸计算5.3.1凸凹模冲裁部

20、分刃口尺寸与落料凹模配作，保证最小双边间隙为0.03mm 。凸凹模的圆角半径R = 1mm ,半球SR = 56 + 0.5 = 56.5mm 。5.3.3凸凹模高度计算： 查GB2873.3-81得，卸料板厚度：h3=22mm.由于冲裁力，卸料力：查冲压课本1-8的，则计算弹簧的预压力按标准选弹簧个数，则每个弹簧的预压力为初选弹簧规格估算弹簧的极限负荷查标准GB/T 208994。按实验负荷大于极限负荷查表。初选弹簧规格,实验负荷PS=9962N，实验负荷下变形量FS=102mm，最大允许工作负荷下变形量F2=81.6mm。计算所选弹簧的预压量校核弹簧的压缩量 压边圈的工作行程hx= H+t

21、 =56+0.5=56.5mm，取凸模刃口修模量hm=6mm，则弹簧工作时的总压缩量为h=hy+hx+hm=16.7+56.5+6=79.2mm，因为h 56mm，图中带“*”号尺寸要求与拉深凸模实际截面尺寸配作，保证最小双边间隙为0.2 mm 。如图6-10所示6.11模柄设计图6-11模柄本设计选用压入式模柄，它与上模座为H7/m6配合，并且装配后与上模座配钻打入销钉防止模柄转动。如图6-11所示6.12上模座图6-12上模座本设计采用后侧导柱的上模座，上模座结构已经国标化，结构可参照国标（GB-T2855.5-90） 。如图6-12所示8.13下模座图6-13下模座本设计采用后侧导柱的下

22、模座，下模座结构已经国标化，结构可参照国标（GB-T2855.5-90） 。如图6-13所示6.14内球模具总装图图6-14内球模具总装图1-下模座 2-下垫板 3-下固定板 4-螺钉 5-落料凹模 6-弹性卸料板 7导料销 8-导套 9-上模座 10-螺钉 11-销钉 12-模柄 13-弹簧 14-卸料螺钉15-上垫板 16-上固定板 17-推件块 18-拉深凸模 19-压料圈 20-销钉 21-导柱 22-顶杆 23-橡胶 24螺杆6.15模具的工作过程该模具的拉深凸模的高度比落料凹模高度低1mm，模具的工作过程是先落料后拉深的一个过程。模具工作时，上模与压力机滑块一起下行，卸料板首先将板

23、料压紧在凹模的端面上，凸凹模继续下行，凸凹模与落料凹模冲裁得到内球零件的毛坯，凸凹模继续下行进入落料凹模，由压料圈将坯料压在凸凹模的端面上，拉深凸模与凸凹模对坯料进行拉深，压力机的滑块下滑到最低点时，内球零件就拉深成形了。之后上模随滑块上行，卸料板在弹簧的作用下将条料从凸凹模上卸下，打杆作用推件块将制件从凸凹模中推出，从而完成模具的工作过程。6.16小结本小结是设计选用模具部件、绘制模具总装图。从凹模、拉深凸模、凹凸模、弹性卸料、上固定板、垫板以及模柄分别进行了设计与分析，对模具总装图进行了绘制，并清晰的标注了各个零件在模具中的代号及名称。7外形拉深工艺总压力的确定及压力机的选择（工序1）7.

24、1拉深力的计算其中， ， ， 7.2压边力的计算其中 查表得：7.3拉深工艺总压力的计算7.4冲裁力的计算卸料力推件力7.5冲压工艺总压力的计算7.6采用落料与拉深复合的模具结构：根据条件，同时还满足：（拉深高度x 2） 2 x 81.3 = 162.6(mm)7.7冲压设备的选择根据总冲压力选择压力机的标称压力，因为324271N =324.2KN 60mm，拉深件的拉深高度为81.3mm，压料圈的工作行程，查冲压课本表3-15，根据凸模直径大小，取通气孔为，由于拉深件是先落料后拉深，所以凹模高度H = 83.3+62+6.5 =151.8 mm ，将计算出的尺寸套国家标准GB2873.3-

25、81，最终确定其外形尺。8.2拉深凸模尺寸计算由于空心碗零件图标注的是内形尺寸，故以凸模为基准件，凸模尺寸：.圆球半径 SR = 60mm 。凸模长度的计算。查GB2873.3-81得固定板,则凸模高度 = 落料凹模高度 + 固定板高度 1 mm , 所以凸模通气孔查冲压课本3-15，根据凸模直径大小，取通气孔为。8.3凸凹模尺寸计算凸凹模冲裁部分刃口尺寸与落料凹模配作，保证最小双边间隙为0.03mm 。凸凹模的圆角半径,半球SR = 60 + 0.5 = 60.5mm 。8.3.3凸凹模高度计算： 查GB2873.3-81得，卸料板厚度：h3=22mm.由于冲裁力，卸料力：查冲压课本1-8的

26、，则计算弹簧的预压力按标准选弹簧个数，则每个弹簧的预压力为初选弹簧规格估算弹簧的极限负荷查标准GB/T 208994。按实验负荷大于极限负荷查表。初选弹簧规格,实验负荷PS=9962N，实验负荷下变形量FS=143mm，最大允许工作负荷下变形量F2=114mm。计算所选弹簧的预压量校核弹簧的压缩量 压边圈的工作行程hx= H+t =83.3+0.5 = 83.8mm，取凸模刃口修模量hm=6mm，则弹簧工作时的总压缩量为h=hy+hx+hm=25.3+83.8+6=113.1mm，因为hF2=114mm，故所选弹簧合适。弹簧标记为： GB/T2089-94弹簧的安装高度Ha=H0-hy=320

27、-25.3=294.7mm，取295mm 。8.4凹模设计凹模的外形尺寸184.1+ 2C = 274.1，C= 45 ，取。厚度，其中为压料圈工作行程，为压料圈的高度。图8-1凹模根据算得的凹模轮廓尺寸，选取与设计值相接近的凹模板轮廓尺寸为。材料为CrWMn，工作硬度6062HRC（材料及热处理选用参考国标GB-T14662-93）。如图8-1所示8.5拉深凸模拉深凸模高度，H为落料凹模的厚度，为下固定板厚度。图8-2拉深凸模它与下固定板的按H7/m6配合，凸模的材料为T8A, 热处理硬度（HRC） 5860。如图8-2所示8.6凸凹模凸凹模高度=弹簧安装高度+ 卸料板厚度 - 1mm =2

28、95 + 22 - 1 = 316mm。弹簧安装高度为295mm、卸料板厚度为22mm。图8-3凸凹模根据前面凸凹模的的计算结果和结构图，拉深工作要求，设计如下。材料为CrWMn，如图8-3所示8.7模具总装图图8-4总装图1-下模座 2-下垫板 3-下固定板 4-螺钉 5-落料凹模 6-弹性卸料板 7导料销 8-导套 9-上模座 10-螺钉 11-销钉 12-模柄 13-弹簧 15-卸料螺钉 16-弹簧 17-推件块 18-拉深凸模 19-压料圈 20-销钉 21-导柱 22-顶杆 23-橡胶 24螺杆8.8模具的工作过程该模具的拉深凸模的高度比落料凹模高度低1mm，模具的工作过程是先落料后

29、拉深的一个过程。模具工作时，上模与压力机滑块一起下行，卸料板首先将板料压紧在凹模的端面上，凸凹模继续下行，凸凹模与落料凹模冲裁得到内球零件的毛坯，凸凹模继续下行进入落料凹模，由压料圈将坯料压在凸凹模的端面上，拉深凸模与凸凹模对坯料进行拉深，压力机的滑块下滑到最低点时，外形零件就拉深成形了。之后上模随滑块上行，卸料板在弹簧的作用下将条料从凸凹模上卸下，打杆作用推件块将制件从凸凹模中推出，从而完成模具的工作过程。8.9小结本小结分别对空心碗内球的落料、拉深复合模的相关尺寸进行了计算。其一，落料凹模刃口尺寸的计算首先确定了凸凹模的冲裁间隙及凸凹模的制造公差，采用配作法制作。其二，凹模的外形尺寸的确定

30、是根据不锈钢的空心碗坯料尺寸加上凹模的最小壁厚（2C）之和，其三，拉深凸模的尺寸是根据空心碗内球图标注的内形尺寸，以凸模为基准计算公式得出，凸模通气孔的确定查冲压课本书的表而得。其四，凹凸模高度的确定首先要计算出弹簧的预压力，由弹簧的预压力初选弹簧的规格及预压量，最终校核弹簧的总压缩量，得出弹簧的安装高度，弹簧的安装高度与卸料板厚度之和就是凹凸模的高度。其次是设计选用模具部件、绘制模具总装图。从凹模、拉深凸模、凹凸模、弹性卸料、上固定板、垫板以及模柄分别进行了设计与分析，对模具总装图进行了绘制，并清晰的标注了各个零件在模具中的代号及名称。9锥形拉深模具的设计（工序2）9.1拉深力的计算其中，

31、， ， 9.2压边力的计算其中 查表得：9.3拉深工艺总压力的确定9.4初选压力机根据总压力选择压力机的公称压力，因为，所以初选J23-16型开式可倾曲柄压力机。压力机的主要参数公称力：160kN滑块行程：90mm行程次数：115min最大闭合高度：220mm封闭高度调节量：60mm滑块中心至机身距离：160mm工作台尺寸(前后x左右)：300x450工作台孔尺寸(直径x前后x左右)：160x110x200工作台板厚度：60mm模柄孔尺寸：9.5计算弹簧的预压力按标准选弹簧个数，弹簧的预压力为初选弹簧规格估算弹簧的极限负荷查GB/T2089-94.按实验负荷大于极限负荷查表。初选弹簧规格，实验

32、负荷,实验负荷下变形量最大允许工作负荷下变形量计算所选弹簧的预压量工作行程hx= H+t =65+0.5=65.5mm，则弹簧工作时的总压缩量为h = hy + hx = 35.4 + 65.5 = 100.4mm，因为hF2=101mm，故所选弹簧合适。弹簧标记为： GB/T2089-94弹簧安装高度:，取整得 H = 245mm 。凸模模高度计算弹簧安装高度为245mm、压料圈为50mm。凸凹模高度=弹簧安装高度 + 卸料板厚度 - 1mm =245 + 50 - 1 = 294mm。9.6上模的设计上模的外形尺寸120 + 2C = 200，C= 40 ，取。厚度 取H = 100 mm

33、其中为空心碗在下模的深度，为顶件块的高度。将计算出的尺寸取。如图9-1所示图9-1成型模上模9.7拉深凸模凸凹模高度H = 弹簧安装高度 + 压料圈高度 - 1mm =245 + 50 - 1 = 294mm。弹簧安装高度为245mm、压料圈为50mm。 图9-2拉深凸模拉深凸模与下固定板按H7/m6配合，凸模的材料为T8A, 热处理硬度（HRC） 5860。如图9-2所示9.8压料圈的设计图9-3压料圈压料圈的外尺寸 “120*” 应与预拉伸件（ 图3-5）配合，保证最小双边间隙为0.5 mm 。内尺寸“ 100* ”应与拉深凸模配合，保证最小双边间隙为0.2 mm。压料圈的材料为T8A,

34、热处理硬度（HRC） 5458。如图9-3所示9.9锥形拉深模总装图图9-4锥形拉深模总装图1-下模座 2-螺钉 3-销钉 4-弹簧 5-压料圈 6-凹模 7-螺钉 8-上模座 9-打料杆 10-模柄11-销钉 12-上垫板 13-推件块 14-拉深凸模 15螺钉 16-固定板 17-下垫板 9.10模具的工作过程该模具的工作过程是成形压料圈将预拉深件压在锥形凹模上，由锥形凹模和锥形凸模将零件拉深成形。模具工作时，上模与压力机滑块一起下行，将倒扣在成形压料圈上得预拉深件压紧，上模继续下行，拉深凸模与凸凹模对零件进行拉深，压力机的滑块下滑到最低点时，外形零件就拉深成形了。之后上模随滑块上行，打杆

35、作用推件块将制件从上模中推出，从而完成模具的工作过程。9.11小结本小结分别对空心碗外形拉深模的相关尺寸进行了计算。其一，凹模的外形尺寸的确定是根据不锈钢空心碗坯料尺寸加上凹模的最小壁厚（2C）之和，其二，拉深凸模的尺寸是根据空心碗内球图标注的内形尺寸，以凸模为基准计算公式得出，凸模通气孔的确定查冲压课本书的表而得。其三，凸模高度的确定首先要计算出弹簧的预压力，由弹簧的预压度之力初选弹簧的规格及预压量，最终校核弹簧的总压缩量，得出弹簧的安装高度，弹簧的安装高度与卸料板厚和就是凸模的高度。设计选用模具部件、绘制模具总装图。从凹模、拉深凸模、成形压料圈、分别进行了设计与分析，对模具总装图进行了绘制

36、，并清晰的标注了各个零件在模具中的代号及名称。10胀形模的设计（工序3）10.1底部平板毛坯胀形计算查冲压课本表4-2得该零件底部凸包胀形的许用成形高度为：此值大于零件底部凸包的实际高度，所以可以一次胀形。胀形力由式4-3计算（取K = 250 ），即10.2侧壁胀形计算零件的 取截锥锥面的中线尺寸，为外形局部胀形圆的直径，则，由式4-4算得零件侧壁的胀形系数为：由冲压课本表4-3查得极限胀形系数，该零件的胀形系数小于极限胀形系数，故侧壁可以一次胀形。局部胀形L的母线长度：侧壁胀形力由表4-11的单面压力P为：故胀形力为：总胀形力为：10.3冲压设备的选择根据总冲压力选择压力机的标称压力，因为

37、214228N = 214.2KN 450KN x 80%，由于模具的闭合高度较大，所以初选J23-45A型开式可倾曲柄压力机。压力机的主要参数公称力：450kN滑块行程：130mm行程次数：55min最大闭合高度：290mm封闭高度调节量：100mm滑块中心至机身距离：260mm工作台尺寸(前后x左右)：480x710工作台孔尺寸(直径x前后x左右)：200x150x300工作台板厚度：80mm模柄孔尺寸：10.4 胀形上模图10-1胀形下模下模的材料为Cr12, 热处理硬度（HRC）6062。如图10-1所示10.5胀形下模图10-2胀形下模下模的材料为Cr12, 热处理硬度（HRC）60

38、62。如图10-2所示下模厚度，10.6胀形压刨凸模图10-3压刨凸模它与下模按H7/m6配合，凸模的材料为Cr12 , 热处理硬度（HRC） 6062。如图10-3所示10.7胀形压刨凹模图10-4压刨凹模凹模的材料为Cr12, 热处理硬度（HRC） 5860。如图10-4所示10.8胀形模总装图图10-5胀形模总装图1-下模座 2-螺钉 3-下模 4-胀形上凹模 5-导套 6-垫板 7-上模座 8-螺钉 9-销钉 10-螺杆11-模柄 12-螺母 13-弹簧 14-橡胶 15-导柱 16-压刨凹模 17-压刨凸模 18销钉 10.9模具的工作过程该模具的工作过程是首先将零件放在胀形上模上固

39、定好，胀形上模与压力机滑块一起下行，胀形上模压紧在胀形下模端面上与胀形下模配合，橡胶继续下行作用压刨凹模对零件的底部平板胀形，橡胶继续作用侧壁进行挤压，在压力机滑块下行到最低点时，外形零件就拉深成形了。之后上模随滑块上行，打杆作用推件块将制件从上模中推出，从而完成模具的工作过程。10.10小结本小结分别对空心碗外形胀形模的相关尺寸进行了计算。凹模的外形尺寸的确定是根据不锈钢空心碗坯料尺寸加凹模的最小壁厚（2C）之和，设计选用模具部件、绘制模具总装图。从胀形下模、压刨凸模、压刨凹模、分别进行了设计与分析，对模具总装图进行了绘制，并清晰的标注了各个零件在模具中的代号及名称。总结本课题设计是对制件采

40、用四套模具制造：第一套是内球落料拉深复合模、第二套是外形落料拉深复合模、第三套是锥形拉深模、第四套是胀形模。第一套冲裁、拉深复合模的冲裁是利用弹性卸料装置对坯料进行压料，以卸料方式得出制件的基本模型。上模的模柄根据国家标准选用压入式模柄，模柄的大小根据冲裁、拉深的计算数据，查冲压模设计手册，选用了合适的开式压力机，冲裁时模柄依靠压力机的滑块进行.上模的凸凹模根据制件的特征、形状结构采用的是：冲裁时，是冲裁凸模，拉深时，是拉深凹模的复合设计的构造理念。凸凹模采用固定板固定，用螺钉、销钉紧固，以防止在冲裁、拉深时的松动不牢固，而影响制件的质量。模具的设计，首先要确定冲裁的落料凹模外形尺寸，计算出落料凹模的刃口尺寸，再确定落料凹模的外轮廓尺