机械类毕业设计- 空气滤清器壳正、反拉深、冲孔复合模设计、通管零件注塑模设计

1、M由，孽瑰2011届毕业设计材料系、部： 机械工程系学生姓名： 李 政指导教师： 刘春林职称：讲 师专 业：材料成型及控制工程班级：成型0702评语：（包括以下方面，学习态度、工作量完成情况、材料的完整性和规范性；检索和利用文献能力、 计算机应用能力；学术水平或设计水平、综合运用知识能力和创新能力；）是否同意参加辩论：是口否口指导教师评定成绩分值：指导教师签字：年 月日湖南工学院毕业设计（论文）评阅评语表题 目空气滤清器壳正、反拉深、冲孔复合模设计学生姓名李政班级学号212070219专业材料成型及控制工程评阅 教师姓名职称工作单位评分内容具体要求总分评分开题情况 调研论证能独立查阅文献资料及

2、从事其他形式的调研，能较好地理解课题任务 并提出实施方案，有分析整理各类信息并从中获取新知识的能力。10外文翻译摘要及外文资料翻译准确，文字流畅，符合规定内容及字数要求。10设计质量论证、分析，设计、计算、结构、建模、实验正确合理。35创新工作中有创新意识，有重大改进或独特见解，有一定实用价值。10撰写质量结构严谨，文字通顺，用语符合技术规范，图表清楚，书写格式规范， 符合规定字数要求。15综合能力能综合运用所学知识和技能发现与解决实际问题。20总评分评阅教师 评阅意见评阅成绩总评分X 20%评阅教师签名日期湖南工学院毕业设计（论文）辩论资格审查表题 H空气滤清器壳正、反拉深、冲孔复合模设计学

3、生姓名李政学号212070219专 业材料成型及控制工程指导教师刘春林内容综述（对毕业设计或论文的研究步骤和方法、主要内容及创新之处进行综述，提出辩论申请）：申请人签名:日期：资格审查项 目是否01工作量是否到达所规定要求02文档资料是否齐全（任务书、开题报告、外文资料翻译、定稿 论文及其相关附件资料等）03是否完成任务书规定的任务04完成的成果是否到达验收要求05是否剽窃他人成果或者直接照抄他人设计（论文）指导教师签名：毕业设计（论文）辩论资格审查小组意见：符合辩论资格，同意辩论口不符合辩论资格，不同意辩论口审查小组成员签名：年月日湖南工学院2011届毕业设计（论文）辩论及最终成绩评定表系：

4、机械工程系专业：材料成型及控制工程学生姓名李政学号212070219班级0702辩论 日期课题名称空气滤清器壳正、反拉深、冲孔复合模设计指导 教师成绩评定分值评定小计教师1教师2教师3教师4教师5课 题 介 绍思路清晰，语言表 达准确，概念清楚，论 点正确，实验方法科 学，分析归纳合理，结 论严谨，设计（论文） 有应用价值。30答 辩 表 现思维敏捷， 回答以下问题有理 论根据，基本概 念清楚，主要问 题回答准确大、 深入，知识面 宽。必 答 题40自 由 提 问30合计100辩论评分分值：辩论小组长签名：辩论成绩a：X40% =指导教师评分分值：指导教师评定成绩b：X40% =评阅教师评分分

5、值：评阅教师评定成绩c：X20% =最终评定成绩：分数：等级：辩论委员会主任签名：年 月 日空气滤清器壳正、反拉深、冲孔复合模设计模具是制造业的重要工艺基础，在我国模具制造属于专用设备制造业。本设计是空气滤清器壳反拉深、冲孔复合模设计，冲模的结构性能直接反映了冲压技术水平的 高低。选用材料时应考虑模具的工作特性，受力情况，冲压件材料性能，冲压件的精 度，生产批量以及模具材料的加工工艺性能和工厂现有条件等因素。冲床的选用主要 是确定冲床的类型和吨位。板料冷冲压加工是机械加工的一个重要组成局部。它应用 十分广泛。但由于传统的加工存在着冲压工艺方案选择不合理、冲压间隙选择过大， 压力机不相匹配等问题

6、。本文就以空气滤清器壳反拉深、冲孔复合模设计主要介绍了 冲压模具设计的全过程：.经工艺分析工艺计算，间隙值的选择,确定了该设计工艺流程及冲模结构形式。.同时对所设计的模具分别进行了分析说明，.对压力机做出了合理的选择，.整个过程采用AutoCAD软件绘制模具的二维装配图和个别零件图。关键字：冲压模；冲裁间隙；冲压工艺右键另存CAD图纸：A1反拉深凹模固定板.dwgAl上模座.dwgAl凸凹模固定板.dwgAl下模座.dwgA3凸凹模.dwgA3拉深凹模.dwgA3上垫板.dwgA3压入式模柄.dwgA4冲孑1凸模.dwgA4顶板.dwgB型导套.dwgB型导柱.dwg上垫板A2. dwg总装配

7、图.dwgAbstractBoard material cold to press , it processes to be machined one important component. It is very extensive that it employs . But because the choice with unreasonable choice and pressing the interval that traditional processing is pressing the craft scheme is too big, question of matching

8、of the press, etc. This text presses The automobile rim falls the materal drawing compound mold with the main introduction of mold design to the clutch housing:Calculate by analysis , craft by craft, interval choice of value, confirm this design technological process and structural form of trimming

9、die.Analyzed separately to moulds designed that explain at the same time ,Having made the rational choice to the press,The whole course adopts AutoCAD software to draw the two-dimentional installation diagrams and specific part pictures of the mould .Key word: press the mould； the interval of blanki

10、ng； press the craft TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark16 o Current Document 1前言18 HYPERLINK l bookmark18 o Current Document 1冲压技术概述18 HYPERLINK l bookmark20 o Current Document 2冲压技术的开展趋势20 HYPERLINK l bookmark22 o Current Document 2冲压工艺分析21 HYPERLINK l bookmark24 o Current Document 1零件材料的分析21 HYPERL

11、INK l bookmark26 o Current Document 2零件工艺性的分析21 HYPERLINK l bookmark28 o Current Document 3确定工艺方案和模具形式22 HYPERLINK l bookmark30 o Current Document 4冲压工序数确定24 HYPERLINK l bookmark32 o Current Document 5模具类型确实定24 HYPERLINK l bookmark34 o Current Document 6工艺方案分析25 HYPERLINK l bookmark36 o Current Docu

12、ment 3模具结构型式确实定25 HYPERLINK l bookmark38 o Current Document 4局部工艺参数计算26 HYPERLINK l bookmark40 o Current Document 1毛坯尺寸计算：26 HYPERLINK l bookmark42 o Current Document 2计算反拉深次数26 HYPERLINK l bookmark44 o Current Document 5各局部工艺力计算26 HYPERLINK l bookmark46 o Current Document 1落料、正拉深力过程27 HYPERLINK l b

13、ookmark48 o Current Document 2反拉深过程28 HYPERLINK l bookmark50 o Current Document 3 拉深功的计算29 HYPERLINK l bookmark52 o Current Document 6凸、凹模结构及工作局部主要尺寸计算29 HYPERLINK l bookmark54 o Current Document 1反拉深凸、凹模刃口尺寸及公差的计算29 HYPERLINK l bookmark56 o Current Document 2冲孔凸、凹模刃口尺寸及公差的计算30 HYPERLINK l bookmark5

14、8 o Current Document 3冲孔凸模的设计30 HYPERLINK l bookmark60 o Current Document 4拉深凹模的设计33 HYPERLINK l bookmark62 o Current Document 5凸凹模（拉深凸模和冲孔凹模）设计35 HYPERLINK l bookmark66 o Current Document 8.模具设计38 HYPERLINK l bookmark68 o Current Document 模具结构的设计38 HYPERLINK l bookmark70 o Current Document 2模具的闭合高度

15、39 HYPERLINK l bookmark72 o Current Document 9模具其它零件设计及计算 39 HYPERLINK l bookmark74 o Current Document 9.1冲模的导向装置40 HYPERLINK l bookmark76 o Current Document 2模架的类型及应用41 HYPERLINK l bookmark78 o Current Document 3定位装置43 HYPERLINK l bookmark80 o Current Document 4卸料装置43 HYPERLINK l bookmark82 o Curre

16、nt Document 5推件装置的设计44 HYPERLINK l bookmark84 o Current Document 6模柄的类型及选择45 HYPERLINK l bookmark86 o Current Document 9.7凸模固定板46 HYPERLINK l bookmark88 o Current Document 8垫板47 HYPERLINK l bookmark90 o Current Document 9紧固件47 HYPERLINK l bookmark92 o Current Document 10定位销47 HYPERLINK l bookmark94

17、o Current Document 10.模具的装配47 HYPERLINK l bookmark96 o Current Document 1复合模的装配47 HYPERLINK l bookmark98 o Current Document 2凸 凹模间隙的调整48 HYPERLINK l bookmark100 o Current Document 模具零件48 HYPERLINK l bookmark104 o Current Document 凸凹模制造的工艺过程49 HYPERLINK l bookmark106 o Current Document 设计总结 52 HYPERL

18、INK l bookmark108 o Current Document .参考文献37.致谢381 前言1 . 1冲压技术概述冲压是靠压力机和模具对板材、带材、管材和型材等施加外力，使之产生塑性变 形或别离，从而获得所需形状和尺寸的工件（冲压件）的成形加工方法。冲压和锻造同 属塑性加工（或称压力加工），合称锻压。冲压的坯料主要是热轧和冷轧的钢板和钢带。湖南工学院2011届毕业设计（论文）课题任务书系： 机械工程系专业：材料成型及控制工程指导教师刘春林学生姓名李政课题名称空气滤清器壳正、反拉深、冲孔复合模设计内容及任务根据所给定的冲压零件产品，设计出冲压模具。主要内容如下：1、绘制产品零件图。

19、2、绘制模具装配图。3、绘制整套模具零件图，标准件除外。4、编写设计说明书。5、自选一个重要模具零件编制加工工艺路线，进行相关的计算，并编制加工工 艺卡和工序卡。全世界的钢材中，有6070%是板材，其中大局部是经过冲压制成成品。汽车的 车身、底盘、油箱、散热器片，锅炉的汽包、容器的壳体、电机、电器的铁芯硅钢片 等都是冲压加工的。仪器仪表、家用电器、自行车、办公机械、生活器皿等产品中， 也有大量冲压件。冲压件与铸件、锻件相比，具有薄、匀、轻、强的特点。冲压可制出其他方法难 于制造的带有加强筋、肋、起伏或翻边的工件，以提高其刚性。由于采用精密模具， 工件精度可达微米级，且重复精度高、规格一致，可以

20、冲压出孔窝、凸台等。冷冲压件一般不再经切削加工，或仅需要少量的切削加工。热冲压件精度和外表 状态低于冷冲压件，但仍优于铸件、锻件，切削加工量少。冲压是高效的生产方法，采用复合模，尤其是多工位级进模，可在一台压力机上 完成多道冲压工序，实现由带料开卷、矫平、冲裁到成形、精整的全自动生产。生产 效率高，劳动条件好，生产本钱低，一般每分钟可生产数百件。冲压主要是按工艺分类，可分为别离工序和成形工序两大类。别离工序也称冲裁, 其目的是使冲压件沿一定轮廓线从板料上别离，同时保证别离断面的质量要求。成形 工序的目的是使板料在不破坯的条件下发生塑性变形，制成所需形状和尺寸的工件。 在实际生产中，常常是多种工

21、序综合应用于一个工件。冲裁、弯曲、剪切、拉深、胀 形、旋压、矫正是几种主要的冲压工艺。冲压用板料的外表和内在性能对冲压成品的质量影响很大，要求冲压材料厚度精 确、均匀；外表光洁，无斑、无疤、无擦伤、无外表裂纹等；屈服强度均匀，无明显 方向性；均匀延伸率高；屈强比低；加工硬化性低。在实际生产中，常用与冲压过程近似的工艺性试验，如拉深性能试验、胀形性能 试验等检验材料的冲压性能，以保证成品质量和高的合格率。模具的精度和结构直接影响冲压件的成形和精度。模具制造本钱和寿命那么是影响 冲压件本钱和质量的重要因素。模具设计和制造需要较多的时间，这就延长了新冲压 件的生产准备时间。模座、模架、导向件的标准化

22、和开展简易模具（供小批量生产）、复合模、多工位 级进模（供大量生产），以及研制快速换模装置，可减少冲压生产准备工作量和缩短准 备时间，能使适用于减少冲压生产准备工作量和缩短准备时间，能使适用于大批量生 产的先进冲压技术合理地应用于小批量多品种生产。冲压设备除了厚板用水压机成形外，一般都采用机械压力机。以现代高速多工位 机械压力机为中心，配置开卷、矫平、成品收集、输送等机械以及模具库和快速换模 装置，并利用计算机程序控制，可组成高生产率的自动冲压生产线。在每分钟生产数十、数百件冲压件的情况下，在短暂时间内完成送料、冲压、出 件、排废料等工序，常常发生人身、设备和质量事故。因此，冲压中的平安生产是

23、一 个非常重要的问题。2冲压技术的开展趋势进入90年代以来，高新技术全面促进了传统成形技术的改造及先进成形技术的形 成和开展。21世纪的冲压技术将以更快的速度持续开展，开展的方向将更加突出“精、 省、净”的需求。冲压成形技术将更加科学化、数字化、可控化。科学化主要表达在对成形过程、 产品质量、本钱、效益的预测和可控程度。成形过程的数值模拟技术将在实用化方面 取得很大开展，并与数字化制造系统很好地集成。人工智能技术、智能化控制将从简 单形状零件成形开展到覆盖件等复杂形状零件成形，从而真正进入实用阶段。注重产品制造全过程，最大程度地实现多目标全局综合优化。优化将从传统的单 一成形环节向产品制造全过

24、程及全生命期的系统整体开展。对产品可制造性和成形工艺的快速分析与评估能力将有大的开展。以便从产品初 步设计甚至构思时起，就能针对零件的可成形性及所需性能的保证度，作出快速分析 评估。冲压技术将具有更大的灵活性或柔性，以适应未来小指量多品种混流生产模式及 市场多样化、个性化需求的开展趋势，加强企业对市场变化的快速响应能力。重视复合化成形技术的开展。以复合工艺为基础的先进成形技术不仅正在从制造 毛坯向直接制造零件方向开展，也正在从制造单个零件向直接制造结构整体的方向发 展。深入研究冲压变形的基本规律、各种冲压工艺的变形理论、失稳理论与极限变形 程度等；应用有限元、边界元等技术，对冲压过程进行数字模

25、拟分析，以预测某一工 艺过程中坯料对冲压的适应性及可能出现的质量问题，从而优化冲压工艺方案，使塑 性变形理论逐步起到对生产过程的直接指导作用。制造冲压件用的传统金属材料，正逐步被高强钢板、涂敷镀层钢板、塑料夹层钢 板和其他复合材料或高分子材料替代。随着材料科学的开展，加强研究各种新材料的 冲压成形性能，不断开展和改善冲压成形技术。在模具设计与制造中，开发并应用计算机辅助设计和制造系统（CAD/CAM）,发 展高精度、高寿命模具和简易模具（软模、低熔点金模具等）制造技术以及通用组合 模具、成组模具、快速换模装置等，以适应冲压产品的更新换代和各种生产批量的要 求。推广应用数控冲压设备、冲压柔性加工

26、系统（FMS）、多工位高速自动冲压机以及 智能机器人送料取件，进行机械化与自动化的流水线冲压生产。精冲与半精冲、液压成形、旋压成形、爆炸成形、电水成形、电磁成形、超塑成 形等技术得到不断开展和应用，某些传统的冲压加工方法将被它们所取代，产品的冲 压加工趋于更合理、更经济。2冲压工艺分析1零件材料的分析冷冲压模具包括冲裁、弯曲、拉深、成形等各种单工序模和由这些基本工序组 成的复合模、级进模等各种模具。设计这些模具时，首先要了解被加工材料的力学性 能。材料的力学性能是进行模具设计时各种计算的主要依据。故在分析零件冲压成形 工艺，设计冲压模具前，必须要了解和掌握材料的一些力学性能，以便设计。现将空

27、气滤清器壳零件材料为10号钢的力学性能主要参数及其概念表达如下：(1)应力：材料单位面积上所受的内力，单位是N/mm2 ,用Pa表示。IO。pa=iMPa；,2 QIMPa = lN/mmz ； 10y Pa = lGPao(2)屈服强度。s：材料开始产生塑性变形时的应力值，单位是N/mm2 。弯曲、拉 深、成形等工序中，材料都是在到达屈服强度时进行塑性变形而完成该工序的成形的。 经查表取。s = 210 MPao(3)抗拉强度。b。材料受到拉深作用，开始产生断裂时的应力值，单位是MPa。ob =340MPao(4)抗剪强度Tb。材料受到剪切作用，开始产生断裂时的应力值，单位是MPa。取 t

28、b = 255333MPa。(5)弹性模量E。材料在弹性范围内，表示受力与变形的指标，弹性模量大，表示材 料受力后变形较小，或者说，产生一定的变形需要较大的力。E = 194 x 103 MPao(6)屈服比os/ob。是材料的屈服强度与抗拉强度之比，其值越小，表示材料允许 的塑性变形区越大，在拉深工序中，材料的屈服比拟小时，所需的压边力和所需克服 的摩擦力相应的减小，有利于提高成形极限。(7)伸长率3。在材料性能实验时，试件由拉伸试验机拉断后，对接起来测量长度, 其伸长量与原长度之比称为伸长率，其数值用“”表示，其数值越大表示材料的塑 性越好。经查表可得，材料为10号钢的伸长率5 =31%。

29、综上所述，对空气滤清器壳零件材料10号钢的力学性能分析，主要是为了便于模 具设计中各参数的计算，故在后序的模具设计中各参数的计算均以上面所取的数值进 行计算。2. 2零件工艺性的分析冲压件工艺性是指冲压零件在冲压加工过程中加工的难易程度。虽然冲压加工工 艺过程包括备料一冲压加工工序一必要的辅助工序一质量检验一组合、包装的全过程, 但分析工艺性的重点要在冲压加工工序这一过程里。而冲压加工工序很多，各种工序 中的工艺性又不尽相同。即使同一个零件，由于生产单位的生产条件、工艺装备情况 及生产的传统习惯等不同，其工艺性的涵义也不完全一样。这里我们重点分析零件的 结构工艺性。该零件为空气滤清器壳，结构简

30、单，对称，是典型的冲压件。在冲压过程中要注 意控制冲载程度，加工时，根据零件的结构，形状等一些技术要求，应考虑以下几点: (1)凸、凹模间隙确实定：对于断面垂直度、尺寸精度要求不高的零件，在保证零件 要求的前提下，应以降低冲载力，提高模具寿命为主，采用大间隙；对于断面垂直度、 尺寸精度要求较高的零件，应选用较小的间隙值。间隙Z=2t(l-h/t)tanB。(2)考虑模具刃口钝利情况：当模具刃口磨损成圆角变钝时，刃口与材料接触面积增 加，应力集中效应减轻，挤压作用大，延缓了裂纹的产生，制件圆角大，光亮带宽， 但裂纹发生点要由刃口侧面向上移动，毛刺高度加大，即使间隙合理，也仍会产生毛 刺。根据零件

31、图，初步分析可以知道空气滤清器壳零件的冲压成形需要多道工序才能 完成，进行反拉深，形成外形尺寸形状，其次冲孔。综上所述，空气滤清器壳由原始毛坯冲压成形应包括的基本工序有：反拉深，冲 孔复合模等。3确定工艺方案和模具形式在冲压分析的基础上，找出工艺与模具设计的特点与难点，根据实际情况提出各 种可能的冲压工艺方案，内容包括工序性质，工序数目，工序顺序及组合方式等，有 时同一种冲压零件也可能存在多个可行的方案，通常每种方案各有优缺点，应从产品 质量生产效率，设备占用情况，模具制造的难易程度和模具的使用寿命的高低，生产 本钱，操作方便与平安程度等方面进行综合分析、比拟，确定出适合于现有生产条件 的最正

32、确方案，故在一定的条件下，以最简单的方法，最快的速度，最少的劳动量，最 少的费用，可靠的加工出符合图样各项要求的零件，在保证加工质量的前提下，选择 经济合理的工艺方案。确定工艺方案及模具形式：1、根据对冲压零件的形状、尺寸、精度及外表质量要求的分析结果，确定冲压所 需的基本的工序，反拉深，冲孔复合。2、根据初步工艺计算，确定工艺数目，如冲压次数等。3、根据个别工序的变形特点、质量要求等确定工序顺序。一般可按照以下原那么进行：1)、对冲带孔的或有缺口的冲裁件，如选用简单模，一般先落料，再冲孔或切口, 使用级进模，那么先冲空孔或切口后落料2）、对于到孔的拉深件，一般先拉深，后冲孔，但孔的位置在零件

33、底部且孔径尺 寸要求不高时，也可先冲孔后拉深。3）、对于形状复杂的拉深件，为便于材料变形和流动，应先形成内部形状，再拉 深外部形状。4）、整形或校平工序，应在冲压件基本成型以后进行。4、根据生产批量和条件（冲压加工条件和模具制造条件）确定工序组合。生产 批量大时，冲压工序应尽可能组合在一起，用复合模具；小批量生产用单工序简单 模。由于离合器冲压成形需要的多道工序完成，因此选择合理的成形工艺方案十分重 要，考虑到生产批量大，应在生产合格零件的基础上尽量提高生产效率，降低生产成 本。要提高生产本钱，应该尽量选择合理的工艺方案，选择复合能复合的工序，但复 合程度太高，模具的结构复杂，安装调试困难，模

34、具本钱高，同时可能降低模具的强 度，缩短模具寿命。根据零件形状确定冲压工序类型和选择工序顺序，为了提高生产率，保证模具结 构简单，冲压件尺寸稳定、精度高，冲压该零件的基本工序为反拉深，冲孔复合模。图L1所示为空气滤清器壳零件，材料为10号钢，厚度为t=2mm,大批量 生产。而冷冲压是一种先进的金属加工方法，这是建立在金属塑性变形的基础 上，利用模具与冲压设备对板料金属进行加工，以获得所需要的零件形状和尺 寸。冷冲压和切削加工相比拟，具有生产率高，加工本钱低，材料利用率高， 产品尺寸精度稳定，操作简单，容易实现机械化和自动化等一系列优点，特别 适合大批量生产，因此，此零件的生产选用冲压加工较为经

35、济合理。图1空气滤清器壳4冲压工序数确定由零件图(1.1),冲压开始，毛坯材料应先进行落料工序，通过计算初步 确定毛坯的外形尺寸，落料件为圆形，压力中心在圆心上，为典型的落料；落 料之后包括了正拉深、反拉深、冲孔、等工序；进行拉深时，须用经验公式计 算拉深系数m,判断是否可以一次拉深成形，通过验算可知此零件可以一次拉 深成形；然后在冲中心孔，综上可知，冲压此零件主要有以下几个基本工序：落料；正拉深；反拉深；冲中间孔；2. 5模具类型确实定冲压生产的模具制造费用比拟高，占冲压件总本钱的10%30%,甚至更高, 所以采用冲压加工的生产方式，必须视生产批量决定采用何种模具形式，由表 2-8 2：生产

36、批量与模具形式之间的关系，参考知，此工件为大批量生产，如 果采用单工序模，虽然单工序模具有结构简单，操作平安方便，模具使用寿命 高，本钱低等优点，但最主要是工序数较大，生产批量大，形状较为复杂，采 用单工序模很难到达精度要求，且生产率低，位置误差较大，故不采用单工序 模；所以模具形式采用级进模与复合模较为合理，显然此工件满足冲压工艺的 要求，成形时包括了落料、反拉深、冲孔、压筋等工序，整形与车边采用专用 模具与车床进行，且工件体积较大，拉深与压筋都比拟容易实现，但由此工件 的形状分析知不适合采用级进模。通过表2-92单工序模、级进模与复合模的 比拟，综合考虑各种生产本钱和经济性，确定此工件的冲

37、压成形模具采用复合 模具。2. 6工艺方案分析采用落料拉深冲孔复合模，把三个工序集中在一副复合模中完成，没有中间 取放件过程，一次冲压成形，能保证加工要求，且精度较高。3模具结构型式确实定通过以上工艺分析与工艺方案确实定，选定模具种类：落料模，拉深模， 冲孔模等，而落料与正拉深复合，反拉深与冲孔复合，整形为一套模具，总共 为二套模具，综合上面的分析，画出模具的结构草图：图2总装配图4局部工艺参数计算1毛坯尺寸计算：由于拉深时材料厚度不均匀，机械性能有方向性，模具的间隙不均匀以及 毛坯定位不准确等原因，拉深后工件的口部是不平齐的。为使工件整齐，应切 去不平的局部。因而计算毛坯时应在工件高度方向上

38、加一修边量3。根据零件 的尺寸取修边余量的值为2mm。查表57,冲压工艺与模具设计实用技术在拉深时，虽然拉深件的各局部厚度会发生一些变化，但如果采用适当的 工艺措施，那么其厚度的变化量还是并不太大。在设计工艺过程时，可以不考虑 毛坯厚度的变化，为了便于计算把零件和毛坯分解成假设干个简单几何体，分别 求出其面积后相加。毛坯的外径与零件的外径相等，都为225,根据面积相等法可以算出平板材 料第一次正拉深之后毛坯的高度h为54. 27,宽度为102.2计算反拉深次数在考虑拉深的变形程度时，必需保证使毛坯在变形过程中的应力既不超过 材料的变形极限，同时还能充分利用材料的塑性。也就是说，对于每道拉深工

39、序，应在毛坯侧壁强度允许的条件下，采用最大的变形程度，即极限变形程度。极限拉深系数值可以用理论计算的方法确定。即使得在传力区的最大拉应 力与在危险断面上的抗拉强度相等，便可求出最小拉深系数的理论值，此值即 为极限拉深系数。但在实际生产过程中，极限拉深系数值一般是在一定的拉深 条件下用实验的方法得出的，我们可以通过查表来取值。该工件反拉深为工件第2次拉伸，因此可以计算其拉深系数来确定拉深次 数。其反拉深系数为：根=。=83/100 = 0.83查表4-1, 012 =0.720.74之间，而m吃，所以反拉深过程可以一次拉深成功。5各局部工艺力计算1落料、正拉深力过程落料力平刃凸模落料力的计算公式

40、为P = kLtr (1)式中 P冲裁力(N)L冲件的周边长度(mm)t一板料厚度(mm)一材料的抗冲剪强度(MPa)K-修正系数。它与冲裁间隙、冲件形状、冲裁速度、板料厚 度、润滑情况等多种因素有关。其影响范围的最小值和最 大值在(1.01.3) P的范围内，一般k取为1.251.3。在实际应用中，抗冲剪强度7的值一般取材料抗拉强度外的0.70.85。为 便于估算，通常取抗冲剪强度等于该材料抗拉强度的80%。即t = 0.8。 因此，该冲件的落料力的计算公式为F落= = 1.3x0.8x3.14xl94xl.5x390A=370613N1.2卸料力一般情况下，冲裁件从板料切下以后受弹性变形及

41、收缩影响。会使落料件梗 塞在凹模内，而冲裁后剩下的板料那么箍紧在凸模上。从凸模上将冲件或废料卸下 来所需的力称卸料力。影响这个力的因素较多，主要有材料力学性能、模具间隙、 材料厚度、零件形状尺寸以及润滑情况等。所以要精确地计算这些力是困难的， 一般用以下经验公式计算：卸料力五卸=K/式中F冲裁力(N)6顶件力及卸料力系数，其值可查表。这里取扁为0. 04o因此因此%=14825 N5. 1.3拉深力带凸缘圆筒形零件的拉深力近似计算公式为F拉=7rdpahKFt 式中呢一圆筒形零件的凸模直径(mm)K一系数，这里取1.0。%一材料的抗拉强度(MPa)因此F拉=184608 N1.4压边力压边力的

42、大小对拉深件的质量是有一定影响的，如果过大，就要增加拉深 力，因而会使制件拉裂，而压边圈的压力过小就会使工件的边壁或凸缘起皱， 所以压边圈的压力必须适当。合适的压边力范围一般应以冲件既不起皱、又使 得冲件的侧壁和口部不致产生显著的变薄为原那么。压边力的大小和很多因素有 关，所以在实际生产中，可以根据近似的经验公式进行计算。式中D一毛坯直径(mm)d一冲件的外径(mm)q一单位压边力(MPa)这里q的值取2. 5。2 1942 -(102-1.5)2所以X 2.5 = 54039N2反拉深过程2. 1反拉深力通常反拉深力要比正常拉深力大20%o即F反=1.2F拉按照“湖南工学院毕业设计（论文）工

43、作管理规定”，本课题设计要求及技术指 标如下：（一）模具1、保证规定的生产率和高质量产品的同时，力求本钱低、寿命长。2、模具结构设计合理，工艺性好，具有一定的创新性。3、操作平安、方便，易于维修，便于管理。4、在保证模具强度前提下，注意外形美观，各局部比例协调。（二）设计图纸1、模具绘图布局合理，视图完整、清晰，各项内容符合标准要求。2、设计图纸应符合学校的要求，不少于3张零号图纸的结构设计图、装配图和 零件图，其中应包含一张以上用计算机绘制的具有中等难度的1号图纸，同时至少有 折合1号图幅以上的图纸用手工绘制。（三）设计说明书1、资料数据充分，并标明数据出处。2、计算过程详细、完全。3、公式

44、的字母含义应标明，有时还应标注公式的出处。4、内容条理清楚，按步骤书写。5、说明书按照学校的有关规定，编写不少于12000字的设计说明书，同时上交 电子文档。（四）其他要求1、查阅到10篇以上与题目相关的文献2、翻译一篇本专业外文文献（10000个以上印刷符号），并附译文。备注进起止日期工作内容(8)所以有(9)F反=1.27id2tahK2=87620N2. 2顶料力逆着冲裁方向顶出卡在凹模里的料所需要的力叫顶料力，顶料力的经验计算 公式为：%=K5 (10)式中冲裁力(N)K。一顶料力系数，这里查表取0.04。所以有产顶=14824 N5.3拉深功的计算拉深所需的功可按下式计算w =100

45、0(11)式中Pmax最大拉深力(N)h 拉深深度(mm)拉深功(N m)C修正系数，一般取为C=0.60. 8o所以0.8x184608x46 r vW = 6794nr1000(12)6凸、凹模结构及工作局部主要尺寸计算6. 1反拉深凸、凹模刃口尺寸及公差的计算:由式Q =(D 0.75铲(13) TOC o 1-5 h z dn =(D-0.75A-2C)% (14)p p依据(P54,冲压工艺模具学)以上各式中，查表可知/、内分别为+25、-0. 035。间隙C查表(表2-10),冲压工艺模具学)有C - 1.0(/) = 2mm (15)Dd =(85-O.75xO)；012=85；

46、2 mm(87-0.75x0-6)82冲孔凸、凹模刃口尺寸及公差的计算对于圆行或-简单规那么形状的冲裁件,采用凸凹模分别加工的方法,冲孔时, 由于零件孔尺寸为16,根据冲孔时间隙取在凹模上,那么首先确定基准件凸模刃口 尺寸以，再加上Zmm便是凹模刃口尺寸。 TOC o 1-5 h z dn =(d + XA)0e (16)p p4=3+Z.)俨(17)r min d式中 dp dd一一冲孔凸、凹模刃口尺寸d 一零件孔径公称尺寸(mm)A零件制造公差(mm) A = - 3p =0Zmin最小合理间隙(mm) Zmin=0. 120mm Zmax=0. 016mm山、一凹、凸模制造偏差，查冲压工

47、艺学表2-6其值分别 为+0.020、0. 020带入数值可以算出dr16?oo2 hm Hmin+10 (12)即：355 250 190故满足设计要求。9模具其它零件设计及计算冲模的导向装置冲模工作时，除了由压力机滑块对上模与下模进行导向以外，还可单独设置 导向装置进行导向，其主要作用如下：.模具在压力机上安装调整比拟的方便。.冲制的工件质量稳定，冲裁间隙始终保持一致而不易发生变化，因此工 件有较好的互换性。.冲模不易损坏，故模具的寿命比无导向冲模高。9. 1. 1无导向冲裁(1)无导向冲裁的条件无导向冲裁是指冲裁模本身无导向装置。冲裁时，压力机滑块的导向精度, 即滑块横向偏摆的最大距离将

48、直接影响冲裁间隙的均匀程度。无导向冲裁不啃模的条件是：在凸模与凹模单面间隙调整均匀的条件下， 其值应不小于压力机滑块的导向精度。如果从保证冲裁件断面质量考虑，那么单 面冲裁间隙允许的波动值，应不小于压力机滑块的导向精度。(2)无导向冲裁的应用无导向冲裁模的优点是模具结构简单，装配容易，本钱降低。其缺点是冲 裁过程中冲裁间隙的波动将造成工件的质量不稳定，精度较低，并加速模具刃 口的磨损，调模间隙不好控制，会造成啃模事故。因此，无导向冲裁模的平安 性较差。综上所述，在板料厚度大于0.81mm。精度要求不高、生产批量较小 的落料、冲孔等单工序生产中，可以采用无导向装置。9. 1.2导板导向(1)导板

49、导向的特点将固定卸料板式模具的固定卸料板与凸模制成小间隙配合，一般为H7/h6, 称为导板。导板的型孔按凸模刃口尺寸配作。导板的功用有两个：一是在冲裁 时起上模与下模之间的导向作用；二是在回程时起卸料作用。导板导向式冲裁模突出的优点是使用时非常平安，可以说是所有冲裁中最 平安的。因为在使用过程中，始终不允许凸模与导板脱离。(2)导板导向的应用导板式导向的应用仍有很大的局限性。首先，由于凸模要兼作导向件，其 截面尺寸不能太小，以免受侧向力而折断，其截面也不应太复杂。其次，由于 使用中不允许凸模与导板脱离，选用压力机也受到了限制，只能使用行程可调 冲床。而且导板导向式冲裁模仍属于固定卸料方式，也不

50、适宜冲裁薄料。但对 于板料厚度大于0.8mm、形状较简单的落料加工，采用导板导向式冲裁模，还 是很适合的。1.3模架的导向(1)模架导向的特点普通模架由导柱、导套、上模座和下模座组成。从平安考虑，通常导柱安 装在下模座，导套安装在上模座。导柱与导套的配合面取圆柱面，以便容易加 工成小间隙配合，使模架的导向精度高于压力机滑块的导向精度。采用模架进行导向，不仅能保证上、下模的导向精度，而且能提高模具的 刚性、延长模具的使用寿命、使冲裁件的质量比拟稳定、使模具的安装调整比 较容易。因此在中小型冲模上广泛采用模架作为上、下模的导向装置。模架可视为模具的一个部件，并且早已高度标准化与商品化。在冲模设计

51、时，特别是中小型冲模设计时，应尽量选择专业生产的标准模架，对提高模具 质量、缩短制模周期有着十分重要的意义。2模架的类型及应用按导柱不同的位置，分为如下四种模架：中间导柱模架导柱分布在矩形凹模的对称中心线上，两个导柱的直径不 同，可防止上模与下模装错而发生啃模事故。适用于单工序模和工位少的级进 模。后侧导柱模架后侧导柱模架导柱分布在模座的一侧且直径相同，只适用 横向送料。其优点是工作面开敞，是适于在大件边缘冲裁。其缺点是刚性与安 全性最差，工作不够平稳、，应尽量少用。对角导柱模架导柱分布在矩形凹模的对角线方向上，既可以横向送料， 又可以纵向送料。由于导柱间的误差方向与送料方向倾斜，因此一般认为

52、导向 精度高于前两种模架。适于各种冲裁模使用，特别适于级进冲裁模的使用。为 防止上、下模的方向装错，两导柱直径制成一大一小。四导柱模架4个导柱分布在矩形凹模的两对角线方向上。模架的刚性很 好，导向非常平稳，但价格较高，一般的冲压加工不需要四导柱模架。只要要 求模具刚性与精度都很高的精密冲裁模，以及同时要求模具寿命很高的多工位 自动级进模才采用。弹压导板式模架弹压导板除具有弹压卸料板压料及卸料功能外，还能对 凸模进行导向。按导柱导套配合性质的不同，有如下两种形式：导柱导套滑动导向模架 将导柱与导套制成小间隙配合，为H6/h5时称为 一级模架，为H7/h6时称为二级模架。在加工时，导柱导套与模座均

53、为H7/r6 过盈配合。为防止导套压入模座因变形而影响与导柱的配合，将导套压入段的 内孔直径加大1mm,不与导柱相配合。装配良好的模架，应能用两手轻轻抬起上模座而下模座不动，但这样的效 果很难到达，因为导柱与模座为过盈配合，压入导柱导套时难以保证垂直度。 所以在装配时，导柱、导套与模座可以较松的过渡配合H7/m6代替过盈配合， 容易保证导柱和导套的轴线垂直于模座平面，使模架的导向精度只决定于加工 精度，而容易制成精密模架。对于冲裁模，导柱导套的配合间隙应小于单面间隙。当双面冲裁间隙不超 过0.03时，相当于板料厚度小于0.5mni,可选用一级模架。双面冲裁间隙超过 0.03mm时，可选用二级模

54、架。为了保证使用中的平安和可靠性，设计与装配模具时，还应注意以下事项:当模具处于闭合位置时，导柱的上端面与上模座的上平面应留1015mm的 距离；导柱下端面与下模座下平面应留25mm的距离。导套与上模座上平面应 留不小于3mm的距离，同时上模座开横槽，以便排气。导柱导套滚动导向模架在导柱与导套之间加多排钢球，组成滚动导向装 置滚动导向的突出特点是：钢球与导柱、导套之间不但没有间隙，而且有0. 01 0. 02mm的过盈量，成为无间隙导向。因此其导向精度非常高。为了减少磨损，钢球沿导柱与导套工作面的滚动轨迹应不重合。为此，钢 球在保持圈内的排列；横向应当错开，纵向连线与导柱轴线成8度角。为了防止

55、保持圈在工作时下沉、脱离导套而减少配合长度，可在导柱上另 加一个支承弹簧。滚动导向装置属于无间隙导向，精度高，寿命长。使用于高速冲模、薄料 （t小于0.5mm）无间隙冲裁、精密冲裁、硬质合金模及其它精密冲裁，标准模架标准模架是指列入模具国家标准的模架。标准模架有如下特点：（1）标准模架是模具标准件中商品化程度最高的，有各种型号与规格可供 选购。（2）出售的标准模架均由专业厂成批制造，质量有保障，价格廉价。（3）虽然每个模具都是单件生产的，但是模架却可以批量生产。为适应批 量生产的需要，降低生产本钱，提高模架质量，模座采用铸铁制造，普通模架 的导柱与导套选用20号钢制造并经渗碳淬火，硬度为586

56、2HRC；而滚动导向 模架的导柱与导套那么采用轴承钢GCrl5制造，淬火硬度为6268HRC。（4）标准模架严格按冷冲模模架技术条件GB2854-81制造与验收。可见，标准模架的质量是很高的，设计模具时应尽量选用。根据以上对各种模架的比拟，为了提高生产率，降低模具的本钱，故在选 择模架时，根据以上模架的使用和装配要求，在此设计中选用中间导柱标准模 架。9. 3定位装置冲压加工时，条料或坯料在冲模内处于正确的位置，称为定位。定位的基本形式有如下三种类型：(1)导向定位(2)接触定位(3)形状定位在此设计模具中选用接触定位。9. 4卸料装置卸料装置的功用是在一次冲裁结束之后，将条料或工件与落料凸模

57、或冲孔 凸模脱离，以便进行下一次冲裁。在这里只介绍固定卸料装置。9. 4.1固定卸料装置的形式(1)整体式卸料板(2)分体式卸料板(3)悬臂式卸料板(4)拱桥十卸料板(1)整体式卸料板(2)分体式卸料板(3)悬臂式卸料板(4)拱桥十卸料板结构简单，但装配调整不便。导料板装配方便，应用较多。用于窄长件的冲孔或切口后的卸料。用于空心件或弯曲件冲底孔后的卸料。9. 4. 2固定卸料板的固定方式(1)卸料板和凹模用同一螺钉和销钉紧固到下模座上，螺钉数量为4个。 其结构简单，但为了刃磨凹模，在拆下卸料板同时、也使凹模脱离了下模座。 如模具是用导柱导向的，刃磨后再重新装配模具，很可能使冲裁间隙不如初装 时

58、均匀而损害模具的精度。(2)卸料板只连接到凹模上，凹模再单独连接到下模座上，螺钉一般要增 加46个，销钉要增加2个。其结构复杂些，但拆下卸料板时，凹模不脱离下 模座，也就克服了前者的缺点。应注意，在下模座与卸料板定位销对应处，应 钻直径稍大于销直径的通孔，以便拆卸料板时顶出销钉。如果板料较薄，采用固定卸料方式，会引起板料严重翘曲，使工件质量不 好，在间隙过大时,还容易出现卡死现象，严重时可能损坏模具。因此，采用 固定卸料方式，按生产经验，板料厚度不宜大于0. 8mm,而且不适于冲软铝板。固定卸料板的平面外形尺寸一般与凹模板相同，其厚度可取凹模厚度的0. 8 倍，板料厚度超过3mm时，可与凹模厚

59、度一致。固定卸料板形孔与凸模的单面 间隙可以取0. 20. 5mm,厚料与硬料可取大值。9. 5推件装置的设计复合模出件均为逆出件，冲入凹模内的工件需由出件装置反向推出或顶出。 倒装复合模的出件装置在上模，也称为推件装置，顺装复合模的出件装置在下 模，也称为顶件装置。推件装置一般由推件板、推杆、打板、打杆组成。在回程，当滑块内的打 杆横梁撞击到床身两侧的限为螺钉时，便产生推件力，并通过打杆、打板、推 杆传至推件板。类似的装置如果用于顺装复合模就是排除冲孔废料的打料装置。9. 5.1 .推件板的结构形式为了防止推件板从凹模内脱出，其结构形式一般采用凸缘式的。这种结构 是普遍采用的结构。对于圆截面

60、的推件板，这种整体凸缘结构具有结构简单、 容易加工的优点。对于非圆截面的，特别是不规那么截面的推件板，工艺性就很 差。那么采用分体式的结构。故在此采用圆截面推件板。9. 5. 2.推件板的尺寸与公差推件板是出件装置中最重要的零件。其截面形状与凹凸模很相似，其外形 与凹模有配合关系，其内形又与凸模有配合关系，因此加工难度较大。工作时, 推件板应平稳，防止卡死。为此，推件板与凹模和凸模应取小间隙的配合。间 隙取得过大反而容易卡死。推件板与凹模和凸模的配合有如下三种方式：(1)推件板的外形与凹模、内形与凸模均按H8/h7小间隙配作。(2)推件板的外形按凹模配作成H8/h7小间隙配合，而内形按凸模配作