锥形油杯冲压模具设计优秀

1、摘要 31. 前言 42. 零件的工艺性分析 53 零件冲压工艺方案的确定 63.1计算毛坯尺寸 63.2计算拉深次数 83.3确定工序的合并与工序顺序 94 主要工艺参数的计算 104.1确定排样、裁板方案 104.2确定各中间工序尺寸 114.3计算各工序压力、选用压力机 125. 编写冲压工艺过程卡片 146. 落料、拉深复合模具的设计 176.1模具结构形式选择 176.2模具工作部分的设计 186.3模具其它零件的设计与计算 217. 再次拉深模具的设计 227.1模具结构形式选择 227.2拉深凸模和凹模工作部分的设计 237.3模架的选用 247.4压力机的校核 258. 冲孔、

2、翻边复合模具的设计 258.1模具结构形式选择 258.2冲孔、翻边复合模具工作部分的设计 268.3模架的选用 278.4压力机的校核 28结论 28总结与体会 29致谢词 29参考文献 30摘要从锥形油杯的冲压工艺分析入手，针对它的结构特点，详细分析了其成形工艺 性，制定出切实可行的工艺方案，采用较简单的模具结构，生产出了合格的产品。 详细介绍了落料、拉深复合模具，再次拉深模具和冲孔、翻边复合模具等的模具结 构的设计过程。 并包括各个工序的顺序及确定工序件尺寸。 冲压模具的设计首先是要从 冲压工艺方面对所要设计的锥形油杯进行分析与计算接，着在分析与计算的基础上，参看相关 的冲压设计资料，从

3、而确定冲压工艺方案，再在此基础上考虑各工序的复合，最后进入冲压模 具具体结构的设计。在此基础上对各副冲压模具的主要零部件的尺寸进行设计与计算期，间要 参考大量与冲压相关的资料和翻阅各种冲压手册，并通过计算以确定各副模具具体的结构 及尺寸，通过不断的计算与修改，冲压工序的选择是经查阅相关资料和对工件形状仔细 分析的基础上进行的；冲压模具的选择是在综合考虑了经济性、零件的冲压工艺性 以及复杂程度等诸多因素的基础上进行的；产品毛坯展开尺寸的计算是在方便计算 但不影响模具成型的前提下简化为所熟悉的模型进行的。文中还对冲压模具成型零 件和其他相关零件的选择原则及选择方法进行了说明。【关键词】油杯、模具设

4、计、拉深、冲压工艺、毛坯展开尺寸AbstractOn the basis of the analysis of the compressor grease cup with taper ' sstructure and regarding the structure characteristics of the grease cup,the processor forming the grease cup is analyzed in detail. A practicaltechnological process has been worked out. Relatively sim

5、ple structuresof the dies have been designed and qualified parts have been manufacturedwith dies. The design and manufacture for the compound tools of blankingand drawing is introduced in detail. The second drawing die and a compoundtools of pierce and trim are also introduced，including determinatio

6、n ofthe operation sequence and operation position parts ' dimensions. The first thing to design the compress dies is the analysis and lots of calculation for the grease cup with taper on basis of stamping technological process.The election of press process is based on consulting correlation datu

7、m and analyzing the form of manufactured product meticulous; The election of press die is based on synthesis considerations on economical efficiency、the processing property of part and complex degree are many factors; Calculating the work blank of manufactured product unfold dimension is lined feed

8、on the premise of calculation convenience but without contribution die confectioning simplified frequent application cast. In the text ,to introduce the election principle and means of press confectioningart and miscellaneous rapport part, otherwise alsointroducing calculation means on the work blan

9、k form of many kinds of product unfold dimension and simplified cast, and the means of looking up on the reference books of designing press die .【 Key words 】grease cup, die design, drawing, stamping technological process,The unfold dimension of the work blank/、八1. 前言改革开放以来，随着国民经济的高速发展，市场对模具的需求量不断增长

10、。 近年来， 模具工业一直以 15%左右的增长速度快速发展， 模具工亚企业的所有制成 分也发生了巨大变化，除了国有专业模具厂外，集体、合资、独资和私营业得到 了快速发展。浙江宁波和黄岩地区的“模具之乡” ；广东一些大集团公司和迅速崛 起的乡镇企业，科龙、美的、康佳等集团纷纷建立了自己的模具制造中心；中外 合资和外商独资的模具企业现也有几千家。近年许多模具企业加大了用于技术进步的投资力度，将技术进步视为企业发 展的重要动力。一些国内模具企业已普及了二维CAD并陆续开始使用 UGPro/Engineer 、I-DEAS、Euclid-IS 等国际通用软件，个别厂家还引进了 Moldflow 、 C

11、-Flow、DYNAFORMDptris和MAGMASO等TCAE软件，并成功应用于冲压模的设 计中。以汽车覆盖件模具为代表的大型冲压模具的制造技术已取得很大进步，东风 汽车公司模具厂、一汽模具中心等模具厂家已能生产部分叫车覆盖件模具。此外， 研究机构和大专院校开展模具技术的研究和开发。经过多年的努力，在模具 CAD/CAE/CA技术方面取得了显著进步；在提高模具质量和缩短模具设计制造周期 等方面做出了贡献。虽然中国模具工业在过去十多年中取得了令人瞩目的发展，但许多方面与工 业发达国家相比仍有较大的差距。例如，精密加工设备在模具加工设备中的比重 比较低；CAD/CAE/CA技术的普及率不高；许

12、多先进的模具技术应用不够广泛等等， 致使相当一部分大型、精密、复杂和长寿命模具依赖进口。本次设计主要是完成年产 6000 件锥形油杯的冲压工艺及模具的设计。从中掌握冲压工艺及模具设计的过程，以及相关资料的查找和计算。2. 零件的工艺性分析制定锥形油杯的工艺方案，并设计模具。零件材料为1Cr18Ni9、厚度1mm年生产 6000 件。W： ICrlBNiS 辱鹿lrim（一）技术方面：该零件形状属旋转体，是无凸缘筒形件，形状较简单且对称。筒形部分由圆 筒部分圆锥部分组成。锥形部分的h/d=20/48=0.41在0.30.7之间，属于中等高度的锥形件。且相对高度100t/d 0=2,圆角半径不小，

13、利于成形，可一次拉深成， 但应采用压边圈。零件上尺寸无标注公差，可按自由公差处理，拉深件精度等级 一般在IT13以下，本设计中采用IT14级。零件材料为1Cr18Ni9,属于奥氏体不锈 钢，具有高的塑性，低的屈服点和大的板厚方向性系数，利于冲压加工。但随着 拉深的进行，材料加工硬化速度快，不适合多次拉深，故中间需要进行退火以改 善材料的塑性。这便增加了加工的周期。由于不锈钢的抗拉强度比一般钢板要大， 冲压力大，增大了对凸、凹模侧壁部分的磨损，使模具寿命也大为降低。冲压不 锈钢零件时，凸、凹模材料一般多选用高鉻工具钢，如：Cr12、Cr12MoV等，以增加模具零件的抗磨损能力。奥氏体不锈钢的有关

14、特性见下表:(T b/MPa>(T s/MPa>S 5/MPa>书（） >HBC5502004550187该零件低部？20区段的形成，可有三种方法：一种可以采用阶梯拉深后冲去 底部；另一种采用阶梯拉深后车去低部；再一种可以采用拉深后先冲底孔，再翻 边。这三种方法中，第一种冲底，要求零件底部的圆角半径压成接近清角，这就 需要增加一道整形工序且质量不易保证；第二种车底的质量高，但生产效率低， 且费料；第三种采用翻边，生产率较高且省料，翻边端部虽不如以上的好，但该 零件高度64为未注公差尺寸，翻边完全可以保证要求，所以采用第三种方法是较 合理的。（二）经济方面：该零件要求年产

15、6000件，对冲压工艺来说属于小批量生产。对于小批量的冲 压生产，生产效率可以不预考虑，而降低成本的着眼点则主要放在不变成本上， 即可以采用钢带冲模、板模橡胶模、组合冲模、低熔点合金模等简易模具以降低 模具制造费用。还可采用单工序分散冲压和简易模，尽可能地采用模具标准件， 扩大模具典型结构，缩短模具制造周期。3. 零件冲压工艺方案的确定3.1计算毛坯尺寸计算毛坯尺寸需要先确定翻边前的半成品尺寸?20处的高度尺寸为 h=64-60+1=5 mm根据翻边公式，翻边的高度h为h=D(1-K)/2+0.43r+0.72t经变换后K=1-2(h-0.43r-0.72t)/D=1-2(5-0.43X1-0

16、.72 X)/2仁0.63即翻边出高度h=5mm寸，翻边系数K=0.63d=D*=21X).63=13mmd/t=13/仁13,查表，当采用圆柱形凸模，用冲孔模冲孔时，K(极限翻边系数)=0.55<K=0.63,即一次能安全翻出h=5mm勺高度。翻边前的半成品形状和尺寸如图所示。计算工件相对高度H/d=59.5/47=1.27 ，查表得修边余量S =3mm毛坯展开尺寸按中心线计算如下：将整体分解成图形1)、2)、3)、4)17.1>'14dh=4X 47X 43=8084图一l=4卞 4（d2 *）2T 032叱图三图四'2 1 2=162（47 41）2 =16.

17、242（d1+d）：（L卑；X）1+?7） Xx 16.2=4*（28瘀9。）=3.8L = 3.14r= a86to o=3.14 X 4X 79o/180o=5.54dL+8rh=4 X 32 X 5.5+8 X 4X 3.8=830d2=322=1024毛坯直径 D =80842864 830 1024 = 113 mm3.2 计算拉深次数由于该零件不完全是圆筒形状，还包括高 20mm勺锥形部分，所以不能笼统的由圆筒形状来进行计算。先估算一下锥形部分的拉深。锥形部分的相对高度H/D=20/42=0.48,其值在0.30.7之间，查表知，此锥形属于中等深度锥形，相 对厚度(t/d 1)X1

18、00=(1/60) X100=1.6,可以一次拉成。若按整个是圆筒形，则计算如下：由毛坯相对厚度(t/D) X100=(1/113) X100=0.88，查表知，此件拉深需使用压 边圈。再由毛坯相对厚度 0.88 和工件相对高度 h/d=(59.5+3)/48=1.3 ，查表得 n=2 次(所查的表适用于 08、10钢) 。由毛坯相对厚度 0.88 查表，初定 m1=0.53, m2=0.8。贝U: d1 = m1 >d0= 0.52 X113 = 59 mm (按中线直径)d2 = m >1= 0.8 X59 = 47 mm (按中线直径)第二次即可拉出圆筒的内径。考虑到第一次和

19、第二次拉深时所用的都不是极限拉深系数，所查到的表也只 适用于08、10钢，而本工件所用的是1Cr18Ni9，塑性都较前二者的好，并且零件 锥形部分的高度属中等，底部圆角半径也不算小，所以在第二次拉深中将圆筒直 径 ?48 和圆锥部分同时拉成。但在第一次拉深后应将工件进行退火处理以改善 1Cr18Ni9 材料的塑性。3.3 确定工序的合并与工序顺序锥形油杯所需基本冲压工序如下:落料，首次拉深，二次拉深，冲 ?13孔，翻边，切边。根据这些基本工序，可拟出如下四种方案:方案一、落料与首次拉深复合，其余按基本工序。方案二、落料与首次拉深复合，冲 ?13 底孔与翻边复合，其余按基本工序。 方案三、落料、

20、首次拉深与冲 ?13 底孔复合，其余按基本工序。 方案四、采用带料连续拉深或在多工位自动压力机上冲压。分析比较上述四种方案，可以看到：方案三中，落料、首次拉深与冲 ?13 底孔复合，拉深凸模与冲孔凹模做成一体会给修模带来困难。尤其是冲完底孔后再经二次拉深，不能保证孔径大小不会 受到拉深变形区的影响。若孔径一旦变化，将回影响到翻边的高度尺寸和翻边口 缘质量。方案四中，采用带料连续拉深或多工位自动压力机冲压，虽然可获得高的生 产率，而且操作安全，也避免了上述方案所指出的缺点，但这一方案需要专用压 力机或自动送料装置， 而且模具结构复杂， 制造周期长， 生产成本高，不适合 6000 件的小批量生产。

21、方案二中，冲？13底孔与翻边复合，经计算模壁厚度=(20-13)/2=3.5 mm,大 于表2-42所列的凸凹模最小壁厚2.7 mm满足强度要求。所以冲孔与翻边复合是 行得通的。方案一中，虽没有上述的缺点，单工序模具结构也简单且制造费用低，但工 序复合程度低，生产率低，与方案二相比要多一副模具，制造成本也相对多一些。 既然方案二已经可以满足强度的要求，且在中小批量生产中也是合理的，因此决 定采用第二方案。方案二的冲孔、翻边工序中，于冲压行程临近终了时，模具可 对工件产生刚性锤击而起到整形作用，故无需另加整形工序。4主要工艺参数的计算4.1 确定排样、裁板方案工件毛坯直径 ?113 不算小，考虑

22、到操作方便，采用单排。由表 3-20 查得搭边数值为：侧向搭边 a=1 mm, 沿送进方向搭边 a1=0.8 mm条料宽 b=113+2a=113+2X1=115 mm进距 h=113+a 1=113+0.8=113.8 mm选用钢板规格为1 mm>750 mmxiOOO mm裁板方案有横裁和竖裁两种，比较两种方案，选用其中材料利用率高的一种。采用竖裁：裁板条数n 1=750/115=6条 余60 mm每条个数 n 2 =(1OOO-O.8)/113.8=8 个 余 88.8 mm每板个数n 3 = n 1旳2=6>8=48个2 2 2冲件面积 s =ji (113 -13 )/4

23、=9923 mm材料利用率n = (489923/750 X000)X100% =63.5%采用横裁：裁板条数n 1=1000/115=8条 余80 mm每条个数 n 2=(750-0.8)/113.8=6个 余 68mm每板个数n 3= n 1 *2=8X5=48个材料利用率nx =n = 63.5%二者差不多，但考虑裁剪的方便，为使裁剪的次数减少，选择竖裁。计算零件的净重G及材料消耗定额G02 2 -2 -1G = A X X 尸(j 113 /4- j 13 /4-2 j >24 >3 )X10 X X10 >7.85= 74 g3式中丫为密度，取丫 =7.85g/cm

24、。)内第一项为毛坯面积， 第二项为底孔废料面积， 第三项为切边废料面积GO = (L >BX X0/351-1 -1 -1=(750 >0 X1000»0 > »0 >.85)/351=17 g = 0.017kg4.2 确定各中间工序尺寸(1 )首次拉深首次拉深直径 d1 = m1? D = 0.52 »113 = 59 mm ( 中线直径)各次半成品底部圆角半径可以用理论公式计算，计算后仍需圆整，这就使得 计算既不精确又较繁琐。因此，生产中常常是凭经验直接确定。这里主要是根据 最后一工序凸模圆角半径等于工件底部圆角半径，前一工序的圆角半

25、径应大于后 一工序的圆角半径的原则确定。根据这一原则，筒壁和底部交接处取圆角半径为 r1 = 5 mm (=5t) 。将各数代入首次拉深高度公式得：2h1 = 0.25(d 02/d 1-d 1)+0.43r 1(d 1+0.32r 1)/d 12= 0.25»(113 /59-59)+0.43 »5»(59+0.32»5)/59 = 40 mm(2) 二次拉深口部直径 d2 = m2? d1 = 0.8 »59=47 mm (中线直径)底部圆角半径取 r2 = 4 mm ，达工件要求。拉深高度也按工件要求 h 2 = 63 mm 。4.3 计

26、算各工序压力、选用压力机1 )落料、拉深工序(公式中系数查有关表得)落料力：Pl = 1.3 ?T? L? t =1.3 ?T?JI ? d? t=1.3>300X133 j X1 = 162872 N2式中t -材料抗剪强度(N/mm) ,L-材料轮廓长度(mrh, t-材料厚度(mrh拉深力：P2 = K1? J ? d1? t?C b= 1.1>60J>1>550 = 113982 N落料的卸料力： P3 = K? P1 = 0.04 >162872 = 8144 N22压料力： P4 = J d 0 -(d 1+2r) q/422= J 133 -(60+

27、2>5) >2.5/4 = 25098 N这一工序的最大总压力，在离下死点 40 mm稍后些就需达到：P 总=P1+F2+P3+F4 = 310098 N 311 kN当拉深行程较大，特别是采用落料拉深复合模时，不能简单地将落料力和拉 深力等迭加去选择压力机，因为压力机的公称压力是指在接近下死点时的压力机 压力。因此，压力机的压力曲线，如果不注意压力曲线，很可能由于过早地出现 最大冲压力使压床超载损坏。一般可按下式作概略计算：对深拉深件 P 总w (0.50.6 ) P压式中 P 总拉深力和压边力的总和。在复合模冲压时，还包括其他变形力。P压压力机的公称压力。在这里取 P总w 0.

28、6 P压，即P压(P总/0.6 = 518 KN )由于此零件的拉深高度较深，因此在选择压力机时还需考虑滑块行程的大小。滑块行程大小的选择依据是，应保证方便的放入毛坯和取出零件。对于上出件的 拉深等工序，滑块行程应大于零件高度的两倍。即：滑块行程 > (2 X零件高度+ 5 mm = 2 >40+5 = 85 mm)根据上述要求，查表选取公称压力为 630K N的开式压力机。 (2)二次拉深工序拉深力：P = K2? JI ? d2? t ? b= 0.8 >3.14>48>1>550 = 66317 N22压边力： P2 = J d1-(d 2+2r2)

29、q/422= 3.14>60 -(48+2>4) >2.5 = 911 N取 P总(P1+F2) /0.6114 kN滑块行程 > (2 >零件高度+ 5 mm = 2 >60+5 = 125 mm)选用 800 KN 开式压力机。(本可以选择小吨位的液压机即可满足高行程的要 求，但由于资料有限，无法查到相关液压机，所以暂且先选用 800KN 的开式压力 机。( 3)冲孔、翻边工序冲孔力：P = 1.3 j ? d? t ? t= 1.3>3.14>13>1>300 = 15920 N翻边力：P2 = 1.1 J ?t?C s? (d

30、-D。)= 1.1>3.14>1>200>(19-13) = 4145 N顶件力取翻边力的10%贝U P3 = 0.1 >145415 N22整形力：F4 = A? p = J (48 -20 ) X150/4 = 224196 N 225 KN滑块行程 > (2 X零件高度+ 5 mm = 2 >4+5 = 133mm)整形力最大，故按整形力选用压力机，这里选用公称压力为500kN,型号为Y32-50 的四柱万能液压机。(4)切边工序F = 1.3 ji ? D? t?T = 1.3 >3.14 >48X1X300 = 58781 N废料

31、刀切断废料所需压力：F / = 1.3 >3X1 >300 = 1170 N总压力：F 总=F + F / = 58781+1170 = 59951 N 60 kN滑块行程 > (2 X零件高度+ 5 mm = 2 >4+5 = 133mm)选用公称压力为500kN,型号为Y32-50的四柱万能液压机。在实际选用设备时，尚需考虑模具空间大小、工艺流程、设备负荷情况等因 素，再作合理安排。5.编写冲压工艺过程卡冲压工艺卡标记产品名称冲压工艺制件名称年产量第页产品图号规程卡制件图号共页材料牌号及技1Cr18Ni9毛坯形状?113mrW1mm下料板材 1 mmX750 mmX

32、OOO mm术要求及尺寸纵裁成 1mnX15mnX000mm工序工序工序草图工设检验备注序号 名称具/、名 称 及 图 号要求落料、1 拉深落料 拉 深 复 合 模630kN开 式 压 力 机按草图检验工序序号工序名称工序草图工具/、名称及图检验要求备注根据确定的工艺方案和零件的形状特点、精度要求、所选设备的主要技术参 数、模具制造条件以及安全生产等选定其冲模的类型及结构形式。6.1模具结构形式选择本模具可以完成落料、拉深两个工序。该模具的工作原理：条料送进时，由 带导尺的固定卸料板导向，冲首件时以目测定位，待冲第二个工件时，则用档料销定位。模具工作时，用压力机的气垫压边，可获得较大的压边力，

33、压力和行程 的大小也容易调节，另外，可使模具结构简单。气垫压力是通过托杆传到压边圈 上进行压边的。工件制出后，上模上行，打杆和推件块起作用，把工件从凸凹模 中推出。只有当拉深件高度较高时，才有可能采用落料、拉深复合模，因为浅拉深件 若采用复合模，落料凸模(兼拉深凹模)的壁厚过薄，强度不足。本设计中的凸 凹模壁厚 b=(113-58)/2=27.5mm, 能保证足够强度，故采用复合模是合理的。落料、拉深复合模常采用图所示的典型结构，即落料采用正装式，拉深采用 倒装式。模座下的气垫兼作压边和顶件装置，另外还设有刚性推件和刚性卸料装 置。该结构可使操作方便，出件畅通无阻，生产效率高。由于该工件的拉深

34、深度 较大，所需的卸料力也大，若采用弹性卸料装置，则需要较多、较长的弹簧或是 橡胶，这样会使得模具结构过分地庞大且固定也较麻烦。而采用刚性卸料装置的 话恰好就可以克服了以上的问题。刚性卸料装置特别适用于拉深深度较大、料厚 不是太薄的情况。对于本设计恰好适用。考虑到装模方便，模具采用后侧布置的导柱导套模架。以下是落料、拉深的装配简图：6.2模具工作部分的设计模具凸、凹模刃口尺寸精度是影响冲压件尺寸精度的重要因素。凸、凹模的 合理间隙值也是靠刃口尺寸及其公差保证。因此，在模具设计过程中。正确确定 与计算凸、凹模刃口尺寸及其公差是极为重要的（一）落料模：拉深前毛坯取未注公差尺寸的极限偏差，按IT14

35、级取，故落料件的尺寸公差为？113°0.87。从冲模设计手册表 3-4可查出间隙为：Zmax = 0.46, Z min = 0.16,则Zmax -Zmin=0.3。?113为IT14级精度，根据模具刃口的制造公差（S） 般要高于工件精度（） 的2-4级，取落料凸、凹模的制造公差为IT11级，则S凸=3凹=0.23mm由于（S凸+ S凹=0.46）（Z max - Zmin=0.3）,所以为了保证凸、凹模间一定的合理 间隙，采用凸模和凹模配合加工。这是因为对于Zmax与Zmin差值很小时，将使凸、凹模刃口尺寸公差值更小，给凸、凹模的制造带来困难。这种情况必须采用配合 加工。配合加工

36、就是先按设计尺寸制造一个基准件，然后再根据基准件的实际尺 寸，按要求的间隙值配制另一件。显然，落料时应以凹模为基准件，根据凹模的实际尺寸按最小合理间隙配制凸模。这种加工方法容易保证很小的间隙值。制造 时可以放大基准件的公差，3凸和S凹不再受间隙值的限制，工艺比较简单，制造 容易，目前在工厂中得到广泛应用。凹模刃口尺寸按磨损后尺寸增大计算，根据课本公式（ 2-4 ）进行计算：3凹 0.23 0.23D凹=（D-K）。=（113-0.5 >0.87） ° mm = 112.565° mmD凸=D凹-Zmin = 112.565-0.16 =112.405mm （ 配制凸模

37、的图样上注明：凸模尺寸按凹模实际尺寸配制，保证双面间隙值 0.160.46mm ）（二）首次拉深模 ：1 、凸、凹模圆角半径一般说来，大的凹模圆角半径可以降低极限拉深系数，而且还可以提高拉深 件的质量。但凹模圆角半径太大又会削弱压边圈的作用，可能引起起皱现象。因 此凹模圆角半径大小要适当。凸模圆角圆角半径对拉深工作的影响不象凹模圆角 半径那样显著。但过小的凸模圆角半径会降低筒壁传力区危险断面的有效抗拉强 度。如果凸模圆角半径过大，会使在拉深初始阶段不与模具表面接触的毛坯宽度 加大，因而这部分毛坯容易起皱（称此为内皱） 。由以上可以看出，凸、凹模的圆角半径对拉深成型影响很大，确定其值要特 别注意

38、。首次拉深凹模圆角半径可按课本表 5-9 取得：r d1=（ 6 8）t, 取 rd1=6mm。首次拉深的凸模圆角半径按下式确定：以上的分析和计算也恰好与已经叙述的计算各工序的中间尺寸相同。表明所 选圆角半径是合理的。2、凸、凹模间隙拉深模的间隙，是指凸、凹模间横向尺寸之差值。它影响拉深件质量、拉深 力的大小以及模具的寿命。因此，应确定一个合理的间隙。确定间隙大小的一般原则是：既要考虑板料公差的影响，又要考虑拉深件口 部增厚现象。因此，间隙值一般比毛坯厚度略大一些。本设计是在使用压边圈的情况下确定合理的间隙值。根据课本表 5-10 查得： 拉深次数为两次的第一道拉深工序的单边间隙Z/2为1.1

39、t,第二道为(11.05)t。一般圆筒形拉深件的最后一道工序的间隙，尺寸标注在外径上的圆筒形拉深件上， 应当以凹模为基准，间隙取在凸模上，即减小凸模尺寸取得间隙。尺寸标注在内径 的圆筒形拉深件，应以凸模为基准，增大凹模尺寸得到间隙。3、拉深凸、凹模工作部分尺寸的确定确定凸模和凹模工作部分尺寸时， 应考虑模具的磨损和拉深件的回弹， 其尺寸 公差只在最后一道工序考虑。首次拉深件按未注公差尺寸的极限偏差考虑， 并标注外形尺寸， 本设计的尺寸 标注在外径上，故拉深件的尺寸公差按 IT14 级精度计算为 ?6000.74 ,以凹模为基准， 按下式计算：A + 8 d0 050 05D凹=(D-0.75

40、)0 = (60-0.75 >0.74) 0 mm = 59.4450 mm式中8 d为凹模的制造公差，由课本表 5-11查得为8 d=0.05mmD凸=(D凹-Z) 0-8 p=( 59.445-2.2) bamm = 57.245°0.03mm式中S p为凹模的制造公差，由课本表 5-11查得为S P=0.03mm式中Z=2.2mm,由上可知。4、凸凹模工作表面的技术要求为了提高成形质量和成形极限， 尽量降低筒壁传力区的最大拉力， 或是提高危 险断面的承受能力， 在模具设计和制造中， 除了对凸、凹模的尺寸公差严格要求外， 对其表面质量还应有以下要求：凸、凹模加工后的表面，不

41、允许有影响使用的砂眼、缩孔、裂纹和机械损伤等 缺陷；凹模工作表面和型腔表面的粗糙度应达到Ra0.8卩m而凹模圆角处的表面粗糙度值一般要求为Ra0.4卩m目的是降低径向拉应力，保证拉深顺利进行；在拉深过程中， 凸模的工作表面特别是凸模圆角处对材料的摩擦阻力有利于抵制材料的变薄。因此，在不影响工件表面质量的条件下，凸模圆角区的表面粗糙度 值达至U Ra1.6卩 叶Ra0.8卩m即可。6.3模具其它零件的设计与计算（一）模架的选用：根据落料凹模的周界尺寸，查 冲压手册P592595页相关资料，同时为了安装方便，故采用后侧导柱式模架，由于本次落料凹模的周界尺寸长度为200伽，按资料中的LXB选用，则上

42、模座为 200200>50伽，下模座为20020050伽的规 格，其他结构的尺寸值不变。此时，再反过来校核原先初步选用的压力为 630KN 的公称压力的开式压力机。工作台尺寸：左右为 970 mm，前后650伽。所设计的模具的闭合高度为248显然可以放下该模座，并且最大闭合高度也满足要求, 因此所选压力机符合要求。根据所确定的压力机，可查出模柄孔尺寸（直径X深度）为 ？50>70伽，其它结构的尺寸参见冲压简明手册 P436 页，与此同时，在模座确定以后，导柱，导 套的规格和结构尺寸也随之确定下来由冲压简明手册相关章节查得。（二）定位零件：冲模定位零件（装置）的作用是保证坯料的正确送

43、进及使工作零件处于正确 的位置。本副模具采用固定卸料板下面带的导尺进行导向送料，为使条料顺利通过导 尺的间隙，在计算排样尺寸图时已算出，此处不在叙述。同时在本副模具中采用 固定挡料销来限制条料的送料步距，使用圆形挡料销。该结构的挡料结构简单， 制造容易，使用方便，适用于固定卸料板及手工送料的冷冲模结构。（三）卸料与推（顶）件装置： 卸料与推（顶）件装置用来将冲裁后因弹性变形恢复而卡在凸模上或凹模型腔孔内的工件或废料脱卸下来。考虑到该油杯的拉伸深度较深，所需的卸料力也较大，若使用弹簧或橡皮， 则会使结构更为复杂，所以本设计采用的是固定卸料板，固定卸料板虽然卸料力 较大，但对条料无压料作用，但是相

44、对于该工件的要求来说是可以满足的。卸料板只起卸料的作用，卸料板的型孔与凸模的单面间隙在0.20.6伽间选取，其厚度为10伽。打杆长度：H> （模柄深度+凸凹模高度+上模座厚度-推件块厚度）=70+115+50-25=205mm 取 H=210m。（四）固定与联接零件：固定与联接零件用来将凸、凹模固定在上、下模座上，以及将上、下模座固 定在压力机上。主要的固定与联接零件有模柄、模座和固定板，以及垫板、螺钉 和销钉等。该设计采用的凸缘式模柄与上模座的安装窝孔采用 H9/h8的间隙配合，再用4个螺钉固定。采用固定板将凸凹模固定在上模座上，固定板与凸凹模之间采用阶梯固定的 形式。固定板与上模座之

45、间采用 4 个内六角螺钉与 2 个圆柱销来连接和定位，螺 钉尺寸与圆柱销尺寸根据被连接的两部分零件厚度来确定。7再次拉深模具的设计此副模具主要需要考虑并解决的问题是，再次拉深过程中，毛坯初始位置的定位以及所选压力机是否满足开模的高度（因为此工件的拉深高度相对要深些） 。7.1 模具结构形式选择这是一套倒装式带压边的拉深模。其结构较正装式的紧凑，因为可以利用下 模的弹顶器进行压边，且压力和行程都较大。但是为了在拉深过程中控制压边间 隙，防止压边力过大，在固定板上装有三根可以调节的特种螺栓与压边圈接触。 压边圈在此模具中既起压边作用又起初始工件的定位作用。推件采用刚性推件装 置，由于推件块又是拉深

46、件底部的成形凹模，因此拉深终了，推件上顶面必须与 模座下底面刚性接触。凹模采用硬质合金以提高其寿命。以下是再次拉深模具简图：7.2拉深凸模和凹模工作部分的设计1、拉深凸模和凹模的尺寸和公差的计算再次拉深件按最后一次拉深工件的未注公差尺寸的极限偏差考虑，并标注外形尺寸(本设计外形尺寸有要求)，故再次拉深件的尺寸公差按IT14级精度计算为 ?48°0.62，以凹模尺寸为基准进行计算，即D凹=(D-0.75 )+S d0=(48-0.75 >0.62)。0.05 mm = 47.535 00.05mm式中S d为凹模的制造公差，由课本表 5-11查得为S d=0.05mmD凸=(D凹

47、-Z) 0- s p=( 47.535-2.1) 00.03mm = 45.435 00.03mm式中S p为凸模的制造公差，由课本表 5-11查得为S p=0.03mm式中 Z=2>.05t=2.1mm,由 5.1.2 可知。2、拉深凸模和凹模的圆角半径再次拉深的凹模圆角半径一般取：r凹2= （0.60.8 ） r凹1,考虑到如果凹模圆角半径过大将会削弱压边圈的作用，现取 r凹2 = 0.6r凹1= 0.6 >6 = 3.6mm,取r 凹 2=3.5mm。凸模圆角半径应等于最后一次拉深的工件圆角的半径。即取 r 凸2 =5mm。3、拉深凸模的出气孔尺寸拉深凸模上必须钻一出气孔,

48、以使拉深过程中型腔内的气体得以排出, 以及拉 深后工件容易从凸模上取下,否则,工件与凸模间形成真空,增加卸件困难,造成 工件底部不平。拉深凸模的出气孔尺寸可查冲压模具设计表 3-44 。查得出气 孔直径d为5mm但考虑到制造的方便，将气孔直径 d取为7mm7.3 模架的选用：本副模具模座的设计是根据下模凸模固定板的外围尺寸 ?200来选用的，并采 用后侧导柱式模架，所选用模座的规格如下：上模座 200 >200 >50 mm下模座 200 >200 >60 m下模座之所以要选60mm的厚度，是因为考虑到拉深件的深度较深，卸料螺钉所需的行程也就长，为了保证卸料螺钉的行程及

49、其可靠性，所以采用厚的模座。模座图及具体的标注尺寸见零件图和冲压手册 。 导柱的选择也是此次设计的一个关键。说到底也还是因为拉深件较深，致使 最终的模具闭合高度也较高，所以一般长度的导柱是无法满足要求的，从冲压 手册上所能选到的最长的导柱也就是 250mm实在无法满足320多mm的模厚。考虑到以上的这些，本人就设计了两个高 60mm， ?90 的垫块，分别固定在原来下模座的导柱孔上，以增加模座的相对厚度来满足导柱的要求。导柱导套尺寸具体参数参考冲压手册P606-612页相关的章节7.4压力机的校核由装配图可看出冲模的闭合高度为320多伽，而根据总压力所选的是 800KN的开式压力机，其闭合高度

50、为240伽480伽间。压力机工作台尺寸：左右为800mm,前后540伽，显然可以放下该模座，因此所选压力机符合要求。8.冲孔、翻边复合模具的设计8.1模具结构形式选择冲？13底孔与翻边复合，经计算模壁厚度cf（20-13）/2=3.5 mm,大于表2-42所列的凸凹模最小壁厚2.7 mm,满足强度要求。但其长度仍需经过计算以校核是否满足刚度和稳定性的要求。可由以下公式计算出凸凹模合理的长度:16210 103 2.73V 1 520 17.5mm式中d凸凹模壁厚（mmt 冲件材料厚度（mm2E 凸模材料弹性模数，对于钢材可取 E = 210,000N/mm2T 冲件材料抗剪强度（N/ mm）所

51、选的公式是根据冲模设计手册中（14-3 ）的式子，该式子本是用来计算凸模所允许的最大长度的。凸模为长圆柱形，而凸凹模为中间带孔的圆筒形，在这里可以将凸凹模看成是许多长圆柱所围成的。按道理同样长度的凸凹模和凸 模，凸凹模的刚度及强度要较凸模好得多。由于一时找不到有关校核凸凹模的公 式，暂且以上式代替。这样便可将凸凹模作成镶块压入凹模凹孔内，同时也使得 凸凹更换起来比较方便，再者也可以节省贵重金属的使用。这副模具与上副再次拉深模一样，同样需要考虑毛坯冲孔翻边前的初始定位 问题。冲孔前，模具中的压边圈先上行一段距离，并于凸凹模处于同一水平线上, 这时便可将毛坯放在压边圈上。这副模具也再次沿用了再次拉

52、深模中特种螺栓的 设计，此设计中用了两个，为的是控制凸模固定板与压边圈的间隙，以防止因压 边力过大而将工件顶端压皱。压边圈与上模固定板为刚性接触，为的是于冲压行 程临近终了时，模具可对工件产生刚性锤击而起到整形作用，故无需另加整形工 序。特种螺栓的加入恰好也起到限制整形力过大的作用。以下是冲孔、翻边复合模具的设计简图：8.2冲孔、翻边复合模具工作部分的设计（一）冲孔模冲孔时应首先确定凸模的刃口尺寸，使凸模基本尺寸接近或等于工件孔的最 大极限尺寸，在按最小合理间隙值 Zmin 增大凹模尺寸。凸模制造偏差取负值，凹 模制造偏差取正值。所冲预制孔？13mn按IT14级精度等级计算为？13o0.43m

53、m从冲模设计手册表 3-4可查出间隙为：Zmax = 0.46, Z min = 0.16,则Zmax-Zmin=0.3 o尺寸？13mm为IT14级精度，公差值 =0.43mm冲孔凸、凹模的制造公差按的 1/4 选取，贝凸=3 凹=0.11mm (S 凸+S 凹=0.22) <( Zmax Zmin=0.3 )。则冲孔凸、凹模刃口尺寸的计算公式如下：0 0 0D凸=(D+K) - 3 凸=(13+0.5 >0.43 ) 0.n mm =13.215 0.n mm+3凹0.11 0.11D凹=(D 凹 +Zmin) 0= (13.215+0.16 ) ° mm =13.375° mm( 二 ) 翻边模翻边模具结构与拉深模十分相似， 不同之处是翻边模的凸模圆角半径一般比较大，甚至有的翻边模工作部分做成球形或抛物线形，以利于翻边工作的进行。翻边凹模的圆角半径对材料变形影响不大，一般可取等于工件的圆角半径。这里取r凹=1mm翻边凸模为凸凹模，既是冲孔的凸模，又是翻边的凹模。所以凸凹模内径位冲裁的刃口，外径做成圆角面，r凸=1mm如果翻边后对工件形状及尺寸无特殊要求， 此时翻边模凸、 凹模间的间隙可等 于或稍大于毛坯厚度，间隙大，则所需翻边力小。若对翻边后孔壁