内翻遍侧冲孔修边模具设计毕业设计论文

1、湖北汽车工业学院科技学院毕业设计（论文）湖北汽车工业学院科技学院毕业设计毕业设计（论文）题 目: 前门门锁加强板翻边侧冲孔侧修边模参数化设计 学生姓名： 系 别： 材 料 工 程 系 专 业： 材料成型及控制工程 学 号： 班 级： 指导教师： 摘 要 本课题的设计内容是为汽车前门门锁加强板设计翻边侧冲孔侧修边模。通过对制件结构的工艺性分析，制定了一套合理的工艺方案。该制件需要拉延、修边、冲孔、翻边、斜楔冲孔与修边等基本工序完成。该设计的重点是完成翻边、侧冲孔侧修边工序，主要是模具结构的设计以及图纸的绘制。整套模具的设计过程应用UG/WAVE技术进行自上而下的参数化三维设计和生成工程图。通过参

2、数化的编辑参数结构，在控制结构中的关键几何模型被相关联的复制到经过详细设计的产品装配中，实现了产品的并行设计，缩短了设计更改时间，提高了设计效率。关键词：汽车覆盖件、模具设计、翻边、侧冲孔侧修边、自顶向下、参数化AbstractThe content of this topic is trimming die for punching side of the car front door lock strengthen the flange side of the board design.Through the process of structural parts for analysis

3、, developing a set of reasonable programmer. The work pieces need for drawing parts, repair side,punching, flanging, ramps up, plastic and other basic processes completed. The design focus is the completion of the flange side of the punching side trimming process, die structure is mainly the design

4、drawings and the drawing.All parts of the die are assembled in three-dimentions with UG wave function, and laid out in the form of engineering drawing. Through editing parameter structure，critical geometrical model in control structure was copied to related assembly of productThus，concurrent product

5、s design was accomplished，time of modification was shortened，and efficiency of designing was improvedKey words: Automobile cover、 Mold design、The flange reshaping mold、 Side of the punching side trimming、parameter， UG/WAVE.目 录第1章 绪 论 1 1.1 前言 1 1.1.1 课题来源及背景 1 1.1.2 课题目标及工作内容 2 1.2 国内外模具技术现状及发展趋势 2

6、1.2.1 冲压模具背景 2 1.2.2 冲压模具水平状况 3 1.3 UG软件及WAVE技术在模具设计中的应用 41.3.1 UG软件提供的模具设计功能应用 41.3.2 WAVE技术研究及应用 51.4 基于自顶向下方式结构参数化设计原理 51.4.1 特征参数化技术5 1.4.2 自顶向下设计6第2章 工艺分析及冲压方案确定72.1 零件结构工艺性分析72.2 冲压工艺方案的制定与选择82.2.1 冲压工艺方案的制定82.2.2 冲压工艺方案的比较与选择82.2.3工艺路程的设计 8第3章 模具工艺参数的确定 11 3.1模具总冲压力确定 11 3.1.1翻边冲压力 11 3.1.1.1

7、翻边力12 3.1.1.2压料力13 3.1.1.3卸料力14 3.1.1.4翻边总压力 14 3.1.2冲裁冲压力 14 3.1.1.1冲裁力15 3.1.1.2卸料力15 3.1.1.3退料力16 3.1.1.4冲裁总压力16 3.1.3模具总冲压力 16 3.2 模具压力中心的确定173.3 压力机的选择与闭合高度的确定183.4模架闭合高度的校核19第4章 模具主要结构设计20 4.1 模具总体结构20 4.1.1模具整体结构 20 4.1.2 工作原理 21 4.2上模结构设计23 4.2.4翻边凸模 23 4.2.2压件器24 4.2.3限位销25 4.2.1上模座25 4.3下模

8、结构设计26 4.3.2翻边凹模27 4.3.3推杆27 4.3.1下模座28 4.4斜楔结构设计 29 4.4.1斜楔标准结构选用 29 4.4.2侧冲孔和侧修边凸模 29 4.5导向装置设计30 4.5.1压件器与上模座的导向 30 4.5.2上模座与下模座的导向 31 4.6氮气弹簧和汽缸选用31 4.7.1氮气弹簧 32 4.7.2汽缸 33结束语34致谢35参考文献3636第一章 绪 论1.1 前言1.1.1 课题背景及意义图1.1 制件图本课题来自东风汽车模具有限公司，其产品为汽车前门门锁加强板，如上图所示。其材料为Q235A，板厚为1.0mm 。课题内容:深入探讨UG软件中自顶向

9、下的设计思路。利用其中的汽车覆盖件模具专用模块进行前门门锁加强板侧冲孔侧修边模的参数化三维结构设计，并生成LOM表及工程图。按照给定的产品图，以大批量生产为前提，对汽车前门门锁加强板进行冲压工艺分析，通过几种可能方案比较分析，选择合理工艺技术方案；进行相关工艺计算，选择冲压设备；依照压力机结构和性能参数，利用设计软件进行修冲模设计，设计全部模具零件，完成装配；校核有关设备、结构参数。课题目的：根据产品数模图、大批量生产条件下确定合理的冲压工艺方案和进行拉延模设计,培养我们综合运用所学专业理论知识，用技术、经济统一的观点来分析解决实际问题的能力，培养我们创新精神和实践能力，深化、巩固和系统化所专

10、业知识。加强计算机在现代设计制造中的运用，采用二维/三维软件完成模具设计，并确定合理的工艺工序和正确的工艺参数，对相关整个设计过程熟悉。查阅相关参考文献，特别是利用学校提供的数据库对国内外的相关先进技术的查询。课题意义：通过对这套模具的设计，综合整理运用大学所学的专业理论知识，锻炼自己将理论知识运用于实践的能力，做到学以致用、融会贯通；并将设计内容、客户资料和工厂现有设备的生产能力等情况相结合，培养独立设计和整体把握的能力，另外该工件为尺寸较大复杂的覆盖件，通过对它的研究，可以加深对汽车覆盖件的了解；增强我们的实践生产能力。利用UG进行模具设计及相关结构设计,对翻边整形、斜楔翻边模设计有更深的

11、体会和认识，全面整体的了解冲裁模设计的过程，以及在设计中提高自己对二维、三维软件的掌握程度。 1.1.2 课题任务要求1、全面分析制件前门门锁加强板的冲压工艺性，并初步制定的冲压工艺方案。2、前门门锁加强板翻边侧冲孔侧修边模侧冲孔侧修边模的三维参数化结构设计3、全套模具的工程图（至少6张0号图纸）4、设计说明书一份1.2 国内外模具技术现状及发展趋势1.2.1冲压模具市场情况我国冲压模具无论在数量上，还是在质量、技术和能力等方面都已有了很大发展，但与国发经济需求和世界先进水平相比，差距仍很大，一些大型、精度、复杂、长寿命的高档模具每年仍大量进口，特别是中高档轿车的覆盖件模具，目前仍主要依靠进口

12、。一些低档次的简单冲模，已趋供过于求，市场竟争激烈。现将2004年我国冲压模具市场情况简介如下： 据中国模具工业协会发布的统计材料，2004年我国冲压模具总产出约为220亿元，其中出口0.75亿美元,约合6.2亿元. 根据我国海关统计资料,2004年我国共进口冲压模具5.61亿美联社元,约合46.6亿元.从上述数字可以得出2004年我国冲压模具市场总规模约为266.6亿元.其中国内市场需求为260.4亿元,总供应约为213.8亿元,市场满足率为82%.在上述供求总体情况中,有几个具体情况必须说明:一是进口模具大部分是技术含量高的大型精密模具,而出口模具大部分是技术含量较低中的中低档模具,因此技

13、术含量高的中高档模具市场满足率低于冲压模具总体满足率,这些模具的发展已滞后于冲压件生产,而技术含量低的中低档模具市场满足率要高于冲压模具市场总体满足率;二是由于我国的模具价格要比国际市场低格低许多,具有一定的竟争力,因此其在国际市场前景看好,2005年冲压模具出口达到1.46亿美元,比2004年增长94.7%就可说明这一点;三是近年来港资、台资、外资企业在我国发展迅速，这些企业中大量的自产自用的冲压模具无确切的统计资料，因此未能计入上述数字之中。1.2.2冲压模具水平状况近年来，我国冲压模具水平已有很大提高。大型冲压模具已能生产单套重量达50多吨的模具。为中档轿车配套的覆盖件模具内也能生产了。

14、精度达到12m，寿命2亿次左右的多工位级进模国内已有多家企业能够生产。表面粗糙度达到Ra1.5m的精冲模，大尺寸（300mm）精冲模及中厚板精冲模国内也已达到相当高的水平。1） 模具CAD/CAM技术状况我国模具CAD/CAM技术的发展已有20多年历史。由原华中工学院和武汉733厂于1984年共同完成的精冲模CAD/CAM系统是我国第一个自行开发的模具CAD/CAM系统。由华中工学院和北京模具厂等于1986年共同完成的冷冲模CAD/CAM系统是我国自行开发的第一个冲裁模CAD/CAM系统。上海交通大学开发的冷冲模CAD/CAM系统也于同年完成。20世纪90年代以来，国内汽车行业的模具设计制造中

15、开始采用CAD/CAM技术。国家科委863计划将东风汽车公司作为CIMS应用示范工厂，由华中理工大学作为技术依托单位，开发的汽车车身与覆盖模具CAD/CAPP/CAM集成系统于1996年初通过鉴定。在此期间，一汽和成飞汽车模具中心引进了工作站和CAD/CAM软件系统，并在模具设计制造中实际应用，取得了显著效益。1997年一汽引进了板料成型过程计算机模拟CAE软件并开始用于生产。21世纪开始CAD/CAM技术逐渐普及，现在具有一定生产能力的冲压模具企业基本都有了CAD/CAM技术。其中部分骨干重点企业还具备各CAE能力。模具CAD/CAM技术能显著缩短模具设计与制造周期，降低生产成本，提高产品质

16、量，已成为人们的共识。在“八五”、九五“期间，已有一大批模具企业推广普及了计算机绘图技术，数控加工的使用率也越来越高，并陆续引进了相当数量CAD/CAM系统。如美国EDS的UG，美国Parametric Technology公司 Pro/Engineer，美国CV公司的CADSS，英国DELCAM公司的DOCT5，日本HZS公司的CRADE及space-E, 以色列公司的Cimatron 还引进了AutoCAD CATIA 等软件及法国Marta-Daravision公司用于汽车及覆盖件模具的Euclid-IS等专用软件。国内汽车覆盖件模具生产企业普边采用了CAD/CAM技术/DL图的设计和模

17、具结构图的设计均已实现二维CAD，多数企业已经向三维过渡，总图生产逐步代替零件图生产。且模具的参数化设计也开始走向少数模具厂家技术开发的领域。快速原型（RP）传统的快速经济模具相结合，快速制造大型汽车覆盖件模具，解决了原来低熔点合金模具靠样件浇铸模具，模具精度低、制件精度低，样样制作难等问题，实现了以三维CAD模型作为制模依据的快速模具制造，它标志着RPM应用于汽车身大型覆盖件试制模具已取得了成功。2）模具设计与制造能力状况在国家产业政策的正确引导下，经过几十年努力，现在我国冲压模具的设计与制造能力已达到较高水平，包括信息工程和虚拟技术等许多现代设计制造技术已在很多模具企业得到应用。虽然如此，

18、我国的冲压模具设计制造能力与市场需要和国际先进水平相比仍有较大差距。这一些主要表现在高档轿车和大中型汽车覆盖件模具及高精度冲模方面，无论在设计还是加工工艺和能力方面，都有较大差距。轿车覆盖件模具，具有设计和制造难度大，质量和精度要求高的特点，可代表覆盖件模具的水平。虽然在设计制造方法和手段方面基本达到了国际水平，模具结构周期等方面，与国外相比还存在一定的差距。标志冲模技术先进水平的多工位级进模和多功能模具，是我国重点发展的精密模具品种。有代表性的是集机电一体化的铁芯精密自动阀片多功能模具，已基本达到国际水平。但总体上和国外多工位级进模相比，在制造精度、使用寿命、模具结构和功能上，仍存在一定差距

19、。汽车覆盖件模具制造技术正在不断地提高和完美，高精度、高效益加工设备的使用越来越广泛。高性能的五轴高速铣床和三轴的高速铣床的应用已越来越多。NC、DNC技术的应用越来越成熟，可以进行倾角加工超精加工。这些都提高了模具面加工精度，提高了模具的质量，缩短了模具的制造周期。模具表面强化技术也得到广泛应用。工艺成熟、无污染、成本适中的离子渗氮技术越来越被认可，碳化物被覆处理（TD处理）及许多镀（涂）层技术在冲压模具上的应用日益增多。真空处理技术、实型铸造技术、刃口堆焊技术等日趋成熟。激光切割和激光焊技术也得到了应用。1.3 UG软件及WAVE技术在模具设计中的应用 1.3.1 UG软件提供的模具设计功

20、能应用UG软件提供了基于系统的钣金零件冲压模、级进模、注射模等模具设计功能，模具专家设计系统融人了模具设计师的经验和系统开发师的智慧，使用它们可以加速模具设计速度，提高产品的设计质量。UG冲压模具工程(UGDie engineering)是UG面向汽车钣金件冲压模具设计而推出的一个模块，其功能包括冲压工艺过程定义、冲压工序件的设计，如压力中心的调整、工艺补充面的设计、拉延压料面的设计、分配成形工序等内容，以帮助用户完成冲压模具的设计。为冲压模具设计提供了更多的方便。 1.3.2 WAVE技术研究及应用UG/WAVE 技术是 UnigraphicsCAD/CAM 平台提供的一种新方法来优化产品设

21、计，并可用来定义、控制和评估产品模板。它将参数化造型技术和系统工程融为一体，采用自上而下的全相关的技术，以总体方案设计参数及全局变量（零部件之间的相关变量或参数）为纽带，融合了产品的设计准则及专业规范，将总体方案与零部件的设计贯穿成一个有机的整体。UG/WAVE 技术使设计者将驱动设计结构中最重要的总体设计参数建立在具有相关性的控制结构中，仅用几个设计变量表达式就可以控制设计的总体结构、尺寸，修改关键设计参数及表达式，可使整个零部件自动更新，由其所生成的二维工程图也将随之自动更新。因此，在这一设计过程中，设计员只需对关键部件的关键参数进行修改就可以得到正确的设计结构和数据。WAVE技术是把概念

22、设计与详细设计的变化自始自终地贯穿到整个产品的设计过程中。实际上WAVE的技术原理同样也适用于工程分析、模具设计和制造中。可以说，WAVE是对CAD领域的一场全新的革命。1.4 基于自顶向下方式结构参数化设计原理使用自顶向下、并行的模具设计方法，可避免传统“串行”、自底向上设计方法各环节孤立，难以实现动态信息交互，无法及时发现设计缺陷，延长设计周期等缺陷。运用UG/WAVE功能可实现上述优秀设计方法。 1.4.1 特征参数化技术特征参数化可方便实现产品模型修改和变形，是目前主流CAD软件普边采用的关键技术。特征描述、特征属性和特征之间的约束条件是特征建模的核心。每个零件都是由一个或多个特征组建

23、，不同特征信息集合为整体，组建相关联的拓扑结构，实现对几何实体的表达。特征的参数化建模为各个零件的基本尺寸建立相应的参变量，在实际的几何和拓扑的基础上建立各零件要素之间的相互关系。当由于模具结构不同而导致模具零件尺寸发生变化时，改变参数文件中有关变量的值，则与之相关的零件模型中的相应尺寸标注值亦发生正确变化，通过尺寸驱动模块处理后即生成大小符合实际尺寸标注的零件。强有力的尺寸驱动功能，通过参数化的尺寸驱动对设计结果作相应的修改，使数据的改变在不同子装配和不同零件之间进行传递，以满足设计具有相同或相近几何拓扑结构的工程系列产品，实现自顶向下、并行的设计方式。 1.4.2 自顶向下设计自顶向下的产

24、品设计思想是90年代初期由Mantyla提出的，同时他将此设计过程分成3个设计阶段：功能设计、概念设计和详细设计。从粗到细、从简单到复杂、从模糊到精确，从而实现先装配后零件详细设计的顺序，最大限度地满足了产品功能和结构要求，减少设计错误，并有效提高设计效率和质量，而且便于在各个子装配体之间及时准确地传递设计信息，从而达到信息共享的目的，是一种高效率的设计方法。首先按照该产品的最基本功能和要求，在设计顶层构筑1个“基本骨架”，设计出初步方案及其结构草图，建立约束驱动的产品模型，并通过设计计算，确定每个设计参数；然后进行零件的详细设计，通过几个约束求解，将零件装配成产品，同时对设计方案分析之后，返

25、回修改不满意之处，直到得到满足功能要求的产品。第2章 工艺分析及冲压方案确定2.1 制件结构工艺性分析本制件一共有11个圆孔、1个异性孔、1个修边槽。其中4个圆孔、1个异性孔、1个修边槽分布在制件的外侧，则需要用到斜楔来完成侧冲孔侧修边的工艺。其余的圆孔和异性孔的部分在制件的平面，则需要用到冲孔修边工艺。由于制件两侧都需要完成折弯翻边，则需要用到内、外翻边工艺。 由于本产品结构相对简单，可做成左右对称件，提高生产效率。制件名称：前门门锁加强板材 料：Q235A板料厚度：1.0mm 11个圆形孔 1个异性孔 1个修边槽图2.1 制件用户对模具设计的总体要求：1.模具的设计在无特殊的要求的下按照汽

26、车模具标准手册选用标准件，应符合相应的技术要求。2.生产纲领：大批量生产;3.模具使用寿命为: 30万冲次/（在正常使用、定期保养的前提条件下 ）。2.2 冲压工艺方案的制定与选择2.2.1 工艺方案的确定根据产品的形状和结构分析可得：该产品需要进行拉延、冲孔、翻边、侧冲孔、侧修边等几种操作，初步确定以下三种方案：可采用的工艺方案如下：1、落料拉延修边冲孔内翻边外翻边侧冲孔侧修边2、落料拉延修边冲孔外翻边冲孔侧冲孔侧修边修边内翻边3、落料 拉延修边冲孔外翻边修边冲孔内翻边侧冲孔侧修边侧冲孔侧修边2.2.2 冲压工艺方案的比较与选择应将拉延工序排到最前，修边冲孔、整形都应该排在其后。如

27、果把冲孔排在拉延的前面，先冲的孔将会由于拉延而变形，从而影响整个工件的准确度和精确度。方案一：由于工件工艺孔很多，仅仅一步修边冲孔是无法完成所有孔的。方案二：此产品的特点是孔较多，分两次冲孔可以简化模具的结构，降低成本;但是此方案设计的工序太多增加了成本。方案三：此方案中将工艺孔与外翻边、内翻边和侧修边工序结合起来同时完成，不仅能更好的完成冲孔要求，而且还减少了模具工序，大大降低成本；在翻边的同时进行修边冲孔还可对模具起到整形的作用，能保证产品的精度。此方案既保证了制件的工艺要求，还最大化减少了工序数量，由此可见，此方案与前两种方案相比更加合理。2.2.3工艺路程的设计工艺流程图:第一道工序：

28、拉延 板料边界线 工艺补充面 拉延筋 分模线图2.2 拉伸第二道工序：修边冲孔 废料刀 修边线 冲裁孔图2.3 修边冲孔第三道工序：外翻边修边冲孔 外翻边 冲裁孔 修边线图2.3 外翻边修边冲孔第四道工序：内翻边侧冲孔侧修边 内翻边 侧冲孔线 侧修边线图2.4 内翻边侧冲孔侧修边第五道工序：侧冲孔侧修边 侧冲孔 侧修边 冲异性孔图2.5 侧冲孔侧修边第3章 模具工艺参数的确定 模具的工艺参数主要包括了：模具总冲压力、模具压力中心、压力机的选择与闭合高度的确定、模架闭合高度的校核。只有计算出这些参数，才能保证模具在选定的机床上能正常的工作。3.1模具总冲压力确定 模具总冲压力的计算值，是选定冲压

29、机的一个必要参数。在本套模具中，它包括了翻边冲压力和冲裁冲压力两大部分。 3.1.1翻边冲压力 内翻边工艺 3.1.1.1翻边力 翻边力是翻边时凸模弯曲板料所需的压力。在翻边过程中，翻边力是随凸模进入板料的深度而变化的。通常，翻边力是指翻边过程中的最大值（Fmax）。 由于弯曲力受到材料性能、零件形状、弯曲方法、模具结构等多种因素的影响，很难用理论分析的方法进行准确计算，所以在生产中常采用经验公式来计算。翻边力： PB =KLt2/ 3 （3.2）式中 PB翻边力（N）；加工长度（mm）；料厚（mm）；材料抗剪强度（Map）；考虑模具间隙的不均匀、刃口的磨损、材料力学性能与厚度的波动等因素，引

30、入的修边系数一般取K=1.3。对于同一种材料，其抗拉强度与抗剪强度的关系为，故翻边力也可按下式计算：PB=2/3*b*L*t （3.3）由表2.1可知，材料SPCE的抗拉强度b=270Mpa。 翻边长度是由上下两个边地周长组成，经过在UG里面对翻边周长的测量，需要翻边的两个边的长度大概为L=716*2=1432mm.材料厚度t=1.0mm,代入公式（3.3）计算得： 翻边线的长度（红绿交界的线长）PB=2/3*270*1432*1.0=257760 N表2.1 SPCE主要性能参数如下所示：牌号屈服强度aMpa不大于抗拉强度Mpa不小于断后伸长率b（L0=50mm，b=25mm） % 不小于公

31、称长度 mm0.600.601.01.01.61.6SPCE21027038404142a 当屈服现象不明显时采取RP0.2，否则采取ReL。b 试样为GB/T 288 中的P14 试样。 3.1.1.2压料力 若弯曲模设有顶件装置或压料装置，其顶件力（或压料力）FD（或FY）可近似取翻边力的15%-30%。即：压料力一般为压弯力的15%-30%，P为冲压开始点的压料力（如图3.2所示） FD=（0.15-0.3）PB （3.4）这里取20%,则得到 FD=0.2*257760=51552 N 在设计中，弹簧等压力源尽量设在成形部位附近，同时压料板兼负平衡作用，因此存在平衡力的因素，压料力应大

32、于计算压力。上弹簧压料和下凸模压料同时使用，要考虑向下整形时的上压料力。内板件在成形时，若有向外拉料的可能时，应加大压料力，计算方法与外板相同。 3.1.1.3卸料力退料力据板厚，形状的不同而变化。一般为翻边力力的420%。t2mm，（形状简单）；退料力（形状复杂）； t=24.5mm，（形状简单）；退料力（形状复杂）；t4.6mm，。翻边力F=257760N因为制件形状复杂，因此卸料力为：0.06F=0.06*257760N=15465.6N 3.1.1.4翻边总压力F合 = 257760+ 51552+15465.6=324777.6N3.1.2冲裁冲压力 侧冲异性孔工艺 侧修边工艺 3.

33、1.1.1冲裁力冲裁力是冲裁时凸模冲穿板料所需的压力。在冲裁过程中，冲裁力是随凸模进入板料的深度而变化的。通常，冲裁力是指冲裁过程中的最大值（Fmax）。影响冲裁力的主要因素是材料的力学性能、厚度、冲件轮廓周长及冲裁间隙、刃口锋利程度与表面粗糙度等。综合考虑上述影响因素，平刃口模具的冲裁力可按下式计算：冲裁力： （3.2）式中 冲裁力（N）；冲裁周长（mm）；材料厚度（mm）；材料抗剪强度（Map）；考虑模具间隙的不均匀、刃口的磨损、材料力学性能与厚度的波动等因素，引入的修边系数一般取K=1.3。 对于同一种材料，其抗拉强度与抗剪强度的关系为，故冲裁力也可按下式计算： （3.3）由表2.1可知

34、，材料Q235A的抗拉强度。冲裁周长是由修边线长度和冲孔周长组成(利用UG计算出修边线的长度)，其中:修边线长度：87mm异性孔线长度：137mm材料厚度t=1.0mmm由式（3.3）可得修边冲裁力：由于侧冲孔的与水平线成的角度为45°，则斜楔应该采用倾斜方向运动的斜楔，为了进一步合理利用模具的空间结构，采用将斜楔传动器装在下模上，滑块及滑块座装在上摸，即吊楔,如图3.1所示。斜楔侧冲孔冲裁力计算：侧冲孔的冲裁线总长为：左右两边侧冲孔的所需冲裁为：由于斜楔选用的是平动45°，使得驱动块与滑块之间的力为一样总冲裁力 :F合=+=61650+39150=100800N 3.1.

35、1.2卸料力卸料力：卸下包在凸模上材料所需要的力一般叫做卸料力。图3.3 卸料力 （3.6）式中 ,Fx卸料力（N）；Kx卸料力系数，见表3.2； Fk冲孔冲裁力（N）。表3.2 卸料力系数Kx单面间隙比值Z/2t正常搭边 多孔或孔边距大3-5%0.02-0.040.04-0.066-9%0.015-0.030.025-0.0410-12%0.01-0.020.015-0.03冲裁力：由式（3.4）可得，卸料力 3.1.1.3退料力退料力据板厚、形状的不同而变化，一般为冲裁力的4-20% ，如间隙为板厚的10%以下时，退料力将增大。P 为冲裁力：t2mm： 退料力 Ft=0.05F（形状简单）

36、；Ft=0.06F（形状复杂）t=24.5mm： 退料力 Ft=0.07F（形状简单）；Ft=0.08F（形状复杂）t4.6mm： 退料力 Ft=（0.10-0.20）F；则：退料力 3.1.1.4冲裁总压力由于本套模具用到了两个斜谢，为对称放置则：总的冲裁压力 3.1.3模具总冲压力根据以上计算可知：总的冲裁压力为324777.6N, 翻边总压力为223776N 则可知：总冲压力=总的冲裁压力+翻边总压力=324777.6+223776=548553N3.2模具压力中心的确定冲压力合力的作用点成为模具的压力中心。模具的压力中心应该通过压力机滑块的中心线，否则，冲压时滑块就会承受偏心的载荷，导

37、致滑块导轨和模具的导向部分不正常的磨损，还会使间隙得不到保证，从而影响制件的质量和降低模具的寿命甚至损坏模具。对于形状规则的图形，其压力中心就是其几何中心；对于那些不规则的就要利用理论力学的公式进行计算，确定其压力中心（X0，Y0）。根据公式： X0= （3.8）Y0= （3.9） 由于制件是左右对称的，所以冲压中心一定在左右对称中心线上，通过找理论力学计算以及结合软件分析得到冲压中心。 模具冲压中心3.3 压力机的选择与闭合高度的确定压力机型号的确定主要取决于冲压工艺的要求和冲模结构情况。选用曲柄压力机时，必须满足以下要求：1、 压力机的公称压力Fg必须大于或等于冲压计算的总压力 P=324

38、777.6+223776=548553 N，总，即 Fg > 1.2P总； （3.6）2、压力机的装模高度必须符合模具闭合高度的要求，即： Hmax - 5mm Hm Hmin + 10mm ； （3.7）3、压力机的滑块行程必须满足冲压件的成形要求。4、为了便于安装模具，压力机的工作台面尺寸应大于模具尺寸，一般每边大5070mm。台面上的孔应保证冲压件或废料能漏下。 综上所述，结合计算冲压力的大小和模具外形尺寸，根据冲裁力和模架的周界以及压力P=1.2 P=658263.6 N模具外形尺寸：闭和高度750mm 长1450mm 宽1250mm模具所用的设备为闭式双点压力机JA36-800

39、。其工作参数如下：公称压力(吨) 800公称压力行程（毫米）13滑块行程(毫米) 630滑块行程次数 (次/分) 10最大装模高度 (毫米) 1250装模高度调节量（毫米）600工作台板尺寸 (左右×前后) (毫米) 4000×1800工作台垫板厚度(毫米) 210滑块底面尺寸 (前后×左右) (毫米) 1700 本模具所需的总压力为658263.6 N，小于压力机的公称压力；模具的长宽高等各项指数也符合压力机的要求。 压力机最终选定为闭式双点压力机JA36-800。3.4 模架闭合高度的校核模架整体闭合高度Hm=725mm；压力机的最大闭合高度为1250mm；封

40、闭高度调节量为200mm。压力机的装模高度必须符合模具闭合高度的要求，即Hmax-5mmHmHmin+10mm10式中: Hmax压力机的最大装模高度（ mm）; Hmin压力机的最小装模高度（ mm）； Hm模具闭合高度（mm）考虑到上下模座的高度有：1100-5Hm625+10，故模具的闭合高度满足要求。第4章 模具主要结构设计4.1 模具总体结构 模具总体结构包括了：8个吊耳，1个上模座，1个翻边凸模，1个压件器，8个限位螺钉，14个导板，4个导套，4个导柱，1个下模座，14个固定螺钉，4个销钉1个翻边凹模，1个推杆，2个斜楔，4个连接板。 4.1.1模具整体结构吊耳 上模座 翻边凸模

41、压件器 限位螺钉 导板 导套 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 导柱 下模座 固定螺钉 销钉 翻边凹模 推杆 斜楔 连接板爆炸图 上模本体 斜楔 下模本体装配图4.1.2 工作原理： 翻边过程： 工作时，将上一序完成的工序件放置于翻边凹模上，工件先前已经过外翻边，制件可根据自身的轮廓初定位在翻边凹模上。当开启压力机，上模座下行，带动压件器和凹模一起向下运动，由于压件器在模具未闭合时在氮气弹簧作用下高出翻边凸模刃口，因此在上模下行时压件器首先与工件接触并压紧板料，压件器通过弹簧的弹力将工序件紧压在翻边凹模上。上模继续下行，翻边凸模与板料接触，开始完成制件内翻

42、边。随后上模上行，压件器在弹簧作用下开始复位，同时推件器在弹簧作用下也开始复位，并将卡在翻边凹模内的制件推出，上模继续上行，凸凹模逐渐分离。待压力机运行到上止点时，上模停止运动，模具的一个工作过程结束。 翻边凸模 翻边凹模 制件 翻边侧冲孔侧修边过程： 工作时，将上一序完成的工序件放置于翻边凹模上，工件先前已经过外翻边，制件可根据自身的轮廓初定位在翻边凹模上。当开启压力机，上模座下行，带动斜楔驱动块向下运动，上模继续下行，驱动块与滑块接触，开始推动滑块向前，促使冲孔凸模和修边凸模完成冲孔和修边过程。随后上模上行，滑块在复位板的作用下开始复位，废料将自行从落料孔中落下。上模继续上行，滑块复位完成

43、，驱动块和滑块逐渐分离。待压力机运行到上止点时，上模停止运动，模具的一个工作过程结束。 斜楔与侧冲孔侧修边凸模 冲裁凹模 侧冲孔侧修边线4.2上模结构设计 上模结构包括了：4个吊耳，1个下模座，1个翻边凸模，1个压件器，8个限位螺钉，10个导板，4个导套，8个固定螺钉，2个销钉，如下图所示： 吊耳 导板 上模座 翻边凸模 压件器 限位销 导套 上模本体结构（图） 4.2.5翻边凸模 加工面 固定螺钉 销钉 避让 翻边凸模的作用：完成钣金件内翻边的工序。翻边凸模的固定及定位方式：翻边凸模在工作中需要在上模座固定，所以需要设计固定螺钉来连接。翻边凸模避让：一方面用来减少凸模的材料，另一方面用来方便

44、添加放置螺钉的位置。 翻边凸模材料选用：7CrSiMnMoV（火焰淬火冷作模具钢），特点：可用火焰加热淬火，具有操作简便，成本低，节约能源的优点。该钢淬透性良好，空冷即可淬硬，其硬度可达HRC6264且空冷淬火后变形小，该钢不但强度高而且韧性优良。4.2.2压件器 拉深工序中的压料主要是为了改善毛坯的变形条件，而翻边工序的压料主要是为了是修边件在进行翻边过程中不产生位置的移动。拉深时是在毛坯的外部压料，压边圈的下表面型面要和凹模上表面压料面的形状一致；而翻边时是修边件的内部型面上压料，压料板的型面要和修边件相应部位的型面一致。 考虑压料的稳定性和降低制造成本，压料板的压料部分一般是靠近翻边轮廓

45、部位和中间的几条压料带，而不是在整个修边件压料。所以压料板的压料部位要按工艺模型研配，而不压料的部位可以不加上，甚至挖空。 为保证冲压件质量的稳定，在确保定位可靠的情况下，利用压件器将制件压服在凸模上，防止工序件窜动。在翻边模中，压件器不仅起到压料的作用，同时起定位和整形的作用，如图下图所示。 限位螺钉避让 安装导板凹槽 斜楔避让 凸台 氮气弹簧顶出凸台压件器的结构：1、考虑压件器与零件表面完全接触，设计分模时要做好钣金件工艺补充和分模线。2、压件器在工作中需要和限位销，氮气弹簧和斜楔配合，所以需要设计限位销避让、氮气弹簧凸台和斜楔避让。压件器的行程：45mm压件器材料选用：HT300（灰铸铁

46、），优点：强度高，耐磨性好；缺点：白口倾向大，铸造性能差，需进行人工时效处理。4.2.3限位螺钉限位销限位螺钉的作用：控制压件器的行程距离。限位螺钉的设计：1、考虑压件器的形状和受力，来确定限位销的位置分布。2、考虑模具闭合时压件器的行程距离为s=a+b+t （a：在凹模接触到冲压件前，压件器预压行程，a=10mm以上；t：垂直方向的最大工作行程； b：考虑入模量因制造时的误差对行程的影响）。限位螺钉选用：标准件 4.2.1上模座安全台 U型槽 压件器避让 加强筋 加工基准 加工凸台 减重孔 上模座的作用：连接冲压机，安装固定凸模、压件器、导套等零件，满足导向定位要求，使附件能按照设定的要求工

47、作。 上模座的设计：1、以满足压力机的闭合高度的要求，设计上模座高度。2、考虑压件器和凸模的形状和工作要求，设计放压件器的避让、导向、连接限位销的凸台、放置氮气弹簧的凹槽和放置凸模的凸台。3、考虑与上模座的导向要求，设计端头的样式和行程高度。4、考虑上下模的放置要求，设计安全凸台和选定限位块大小。5、考虑安装斜楔要求，设计放置和固定的凸台。6、考虑模具的轻量化和强度要求，合理设计减重孔和加强筋。7、考虑模具的加工，移动、与冲压机的连接，设计加工基准凸台、吊耳和U型槽。 上模座材料选用：HT300（灰铸铁），优点：强度高，耐磨性好；缺点：白口倾向大，铸造性能差，需进行人工时效处理。4.3下模结构设计 模具总体结构包括了：4个吊耳，1个下模座，4个导板，4个导柱，8个固定螺钉，2个销钉，1个翻边凹模，1个推杆，2个斜楔，4个连接板，如下图所示：吊耳 限位块 导板 推杆 翻边凹模 螺钉 下模座 连接板 导柱4.3.2翻边凹模 安装基准凸台 推杆孔 侧冲孔刃口 侧修边刃口 固定螺钉翻边凹模的作用：完成钣金件内翻边侧冲孔侧修边工艺。翻边凹模的设计：1、考虑翻边凹模与翻边凸模翻边配合，设计分模时要做好钣金件工艺补充和分模线。2.考虑翻边凹模要完成侧冲孔