冲压设计说明书

1、科技大学课程分配信071403班，专业课。设计师斌和联合创始人龙宇设计名称:盖垫落料拉伸复合模设计参数:1。技术依据相关标准和规定2.批量生产设计要求:1。进行工艺计算，确定工艺方案；2.编制工艺卡；3.通过计算确定成型设备；4.绘制模具装配图和主要零件图；5.撰写设计和计算说明(不少于1万字)。设计:2010年3月8日至2010年3月26日设计者(签名)讲师(签名)教研室主任(签名)摘要本发明的落料拉伸复合模具能够较好地实现落料和落料零件的拉伸，模具设计制造简单易行。下料拉伸效果好，可以大大提高生产效率。但落料拉伸模具的设计更为重要，设计时要充分考虑落料拉伸模具的形状，否则容易影响落料拉伸零

2、件的形状。本次设计主要包括产品工艺分析、冲压方案确定、工艺计算、模板及零件设计、模具装配等问题。本次设计的内容是确定与工艺性相匹配的复合模型和结构形式，并绘制模具装配图和非标准件图。目录1.设计任务书和产品图纸12.工艺方案3的分析和确定2.1零件的工艺分析32.2工艺方案4的确定2.3布局图的确定4工艺设计和计算.63.1冲裁工艺及冲裁模设计63.2拉伸工艺和拉伸模具设计94.模具的其他部分5.主要部件的装配6.模具的动作描述结论参考文献241.设计任务书工件名称:盖垫工件草图:如下图1.1所示生产批次:小批量和中批量材料:08钢材料厚度:1毫米图1.12.工艺方案的分析和确定2.1零件的可

3、制造性分析根据工件的图纸，工件是带法兰的筒形件，法兰上分布有两个孔，所以要求形状和尺寸，不要求厚度不变。这种工件的形状符合拉深工艺的要求，可以通过拉深工艺进行加工，然后通过冲压成型。对于带法兰的圆柱形拉伸零件的可制造性，还应考虑以下方面:1)凸缘部分的圆柱形部分的直径D与坯料D的比值d/D优选不小于0.4，以便可以一次拉伸；2)每个圆角r=33t，满足圆角半径拉伸要求；3)受拉部分的凸缘宽度不能太宽。解决工作中起皱问题的主要方法是使用防皱包边圈。该零件材质为08钢，属于优质碳素钢，拉丝工艺较好。计算毛坯尺寸如图所示，。由凸缘的相对直径/d=50/21=2.38,查“有凸缘拉伸件修边余量表”得修

4、边余量。有凸缘圆筒形件的毛坯直径为将带入上式，得毛坯的直径为：（2.）判断能否一次拉成 工件总的拉伸系数 工件总的拉伸相对高度 h/d=7/21=0.33 由凸缘相对直径，毛坯相对厚度t/D100=1/56.6100=1.77,查“凸缘件的第一次拉伸系数表”得，有凸缘圆筒形件第一次拉的最小拉伸系数；由“有凸缘件的第一次拉伸最大相对高度”表查得。由于则可一次拉成。2.2确定工艺计划第一步是落料，然后拉伸，最后冲孔。考虑到工件的生产批量和模具的制造成本及可操作性，选择了落料拉伸复合模，即确定了工艺方案为:落料，先拉伸-冲孔。2.3布局工件的排样是根据冲裁工艺设计的。考虑到操作方便和模具结构简单，采

5、用单排排样设计。本材料用到08钢，属低碳钢，由“普通低碳钢板料搭边值”表查得搭边值条料宽b=56.6+2=58.6mm条料的进据为h=56.6+a=57.4mm.冲裁单件材料的利用率按式 %计算。 则%75%3.工艺计算和设计3.1冲裁工艺和冲裁模的设计(1)冲裁力的计算根据公式F=KLt其中为材料的剪切强度，L为冲裁周边的总长度(mm)，t为材料的厚度，系数KP为凸模和凹模间隙的波动(数值变化或分布不均匀)，考虑了冲裁模刃口的磨损。由润滑、材料机械性能、厚度公差等因素设定的安全系数一般为1.3。当找不到强度时，可用强度 b代替，可采用KP=1的近似计算方法。现行公式F=Ltb，b为380M。

6、则f = 178 1 380 = 67.64kn。(2)卸载力和推力的计算影响卸料力、推料力和顶料力的因素很多，很难准确计算。在实际生产中，经验公式用于计算:卸料力： =KF 推料力： =nK1F顶件力：=K2F式中： K-卸料力系数，其值为 0.020.06 （薄料取大值，厚料取小值）-推件力系数，其值为0.030.07 （薄料取大值，厚料取小值）-顶件力系数，其值为0.040.08 （薄料取大值，厚料取小值） n为梗塞在凹模的制件或废料数量，n=h/t，h为直刃口部分的高，t为材料的厚度，h取410mm , 现取h=6mm 本模具中只有卸料力和推件力即可，则：，（3）落料凹凸模刃口尺寸的计

7、算由于加工模具的方法不同，凸模与凹模刃口部分尺寸的计算公式与制造公差的标注也不同，刃口尺寸的计算方法可分为以下两种情况：凹模与凸模分开加工，凸模和凹模配合加工，从此工件的结构上分析，选择凸模与凹模分开加工的制造方法：采用这种方法，凸模和凹模分别按图纸加工至尺寸，要分别标注凸模和凹模的刃口尺寸与制造公差（凸模p、凹模d），适用于圆形或简单形状的制件。为了保证初始间隙值小于最大合理间隙2Cmax，必须满足下列条件：零件外径尺寸为，根据上述原则，首先确定基准键凹模刃口尺寸，再减去便是凸模刃口尺寸。由此得查表得 尺寸精度为IT12IT13，选x=0.75代入上式，得 =mm则校核：（不能满足间隙公差条

8、件）因此，只有缩小，提高制造精度，才能保证间隙在合理围，由此可取：(4)凹模的形状。常用凹模孔的类形状如下图所示:图A、B、C为直圆柱边的凹模，其特点是制造方便，边缘强度高，磨削后工作零件尺寸不变。广泛用于冲裁公差要求小、形状复杂的精密零件。但由于废料(或零件)的堆积，增加了凹模的推力和胀裂力，对凸模和凹模的强度都带来不利影响。一般复合模上半部分的落料模如图A、C所示，下半部分的落料模如图B或图A所示，图D、E为锥形刃口，在凹模内不积料，侧壁磨损小，但刃口强度差。磨削后刃口直径略有增大(如 = 300时，磨削0.1mm尺寸增大0.0017mm)。凹模的锥角、背角和孔高H都随着工件材料的厚度而增

9、加，一般取= 15 30= 20 30H = 4-10mm，综上所述，基于对工件孔的分析，选择B型凹模孔，H = 6mm= 20(5)阴模的总体尺寸阴模的形状通常是矩形或圆形。模具的外形尺寸应保证模具有足够的强度、刚度和磨削量。冲模的外部尺寸通常根据冲压材料的厚度和冲压件的最大外部尺寸由经验公式确定:模具的厚度为:H= kb (15)模壁厚度为c = (1.5 2) h ( 30 40 mm)其中b是冲裁件的最大总尺寸；k是系数，它考虑了板材厚度的影响。根据表格，h = 15，调整为H=30mm，c为40mm。3.2拉伸工艺和拉伸模具设计(1)设计要点在设计和确定拉伸模结构时，为了充分保证零件

10、的质量和尺寸精度，应注意以下几点拉延高度要计算准确，模具结构上要留有安全余量，使工件在略高时仍能适应。拉延冲头必须有出气口，要注意出气口不能被工件包裹而失去作用。凸缘拉伸件的高度由上模的行程决定，模具中应设计限位器，以方便模具的调整。对称工件的模架应明显不对称，以防上下模位置不对。非旋转工件的凸凹模装配位置必须准确可行，这样会防止工件松动后旋转移位，影响工件质量，甚至损坏模具。对于形状复杂，需要多次拉伸的零件，应先制作拉伸模具，经压力试验确定合适的毛坯形状和尺寸后，再制作落料模具，并根据成形毛坯设计定位装置安装在拉伸模具上。必须限制弹性压制设备，以防止压制力过大。模具结构和材料应与该批产品相适

11、应。模架和模具零件应该标准化。放入和取出工件必须方便和安全。(2)带法兰筒形件的绘制方法和工艺计算。带凸缘筒形件的拉伸原理与普通筒形件相同，但由于带凸缘，其拉伸方法和计算方法与普通筒形件不同。1)法兰拉深件可以看作是一般圆柱件在拉深结束时的半成品，也就是只有毛料当毛坯的外径被拉伸到等于凸缘边缘(即凸缘)的直径df时，拉伸过程完成。因此，其变形区的压力状态和变形特征应与圆柱形零件相同。2)拉伸冲头和模具之间的间隙拉伸模间隙是指单侧间隙。间隙的大小影响拉深力、拉深件的质量和拉深模的寿命。如果C值较大，当凸缘区增厚的材料通过间隙时，矫正和变形的阻力增大，材料与模具表面的摩擦磨损严重，使拉深力增大，零

12、件变薄甚至断裂，降低模具寿命。间隙得到的零件侧壁平整光滑，质量好，精度高。间隙过大时，对坯料的矫直挤压效果会降低，拉伸力降低，模具寿命延长，但零件质量变差，冲压出的零件侧壁不直。所以拉伸模的间隙值也要合适，确定C时要考虑压边条件，拉伸次数和工件精度要高。原则是:既要考虑材料本身的公差，又要考虑板料的增厚。一般间隙略大于毛坯厚度。当不使用压边圈时，考虑到起皱的可能性，间隙值为:c = 1t = 1毫米3)拉伸凸模和凹模的尺寸和公差工件的尺寸精度由最后一张图纸中凸模和凹模的尺寸和公差决定。因此，除了最后一个拉延模的尺寸公差外，不需要严格限制第一道次和中间道次的尺寸公差以及半成品拉延产品的尺寸公差。

13、这是模具的尺寸，只能等于毛坯的过渡尺寸。工件形状的尺寸公差是有要求的，所以以凸模为基准，先设定凸模的尺寸，考虑凸模基本不磨损，与工件的回弹保持同步，凸模的初始尺寸不能太大。这些值是:凹模尺寸为 凸、凹模的制造公差p和d可根据工件的公差来选定。工件公差为TT13级以上时p和d可按TT68级取，工件公差在IT14级以下时，则p和d可按IT10级取4）凹模圆角半径rd拉深时，材料在经过凹模圆角时不仅因为发生弯曲变形需要克服弯曲阻力，还要克服因相对流动引起的磨檫阻力，所以rd大小对拉伸工件的影响非常大。主要有以下影响：1）拉伸力的大小；2）拉伸件的质量；3）拉伸模的寿命。rd小时材料对凹模的压力增加，

14、磨檫力增大，磨损加剧，使磨具的寿命降低。所以rd的值即不能太大，也不能太小。在生产上一般应尽量避免采用过小圆角半径，在保证工件质量的前提下尽量取大值，以满足模具寿命要求。通常可按经验公式计算：rd=式中D为毛坯直径或上道工序拉深件直径；d为本道拉深后的直径rd应大于或等于2t，若其值小于2t，一般很难拉出，只能靠拉深后整形得到所需零件，故可取 rd=4.7mm5）凸模圆角半径rp凸模圆角半径对拉深工序的影响没有凹模圆角半径大，但其值也必须合格，一般首次拉深时凸模圆角半径为rp=（0.71.0）rd取拉伸件的圆角半径，即3.5mm6）拉伸力计算 按式 式中b为材料的抗拉强度，K为系数 代入数据可

15、得 7）压边力计算 按式 式中A-压边圈面积P-单位压边力，由“在单动压边床上拉伸时单位压边力的数据”表查得p=0.3M故总冲压力：代入数据，压力中心的选择：冲裁形状对称的冲压件时，其压力中心位于冲裁件的几何中心。压力机的选择：在实际生产中，为了防止设备的超载，可按来估算压力机的公称压力，参照有关资料选用J23-25.其主要技术参数为： 公称压力250KN 封闭高度调节量55mm 滑块行程65mm 工作台尺寸370560mm 最大闭合高度270mm 模柄孔尺寸40mm60mm3.3冲孔 冲孔尺寸为，冲孔时以凸模设计为基准，首先确定凸模刃口，使凸模尺寸接近或等于工件孔的最大极限尺寸，再增大凹模尺

16、寸，凸模制造偏差为负偏差，凹模取正偏差 凸模刃口尺寸 凹模刃口尺寸 在同一工步制件上冲出两个以上孔时，凹模型孔中心距按下式确定代入数据 校核：（满足间隙条件）孔距尺寸： = =4.模具的其他部分1)除了简单的冲压模具，一般的冲压模具大多采用模架的结构。模架有很多种，应根据模具的精度要求、类型和尺寸选择合适的模架。模架可从实用模具技术手册第P192页的标准框架中选择。根据咨询产能和分析，此复合模可与后导柱模架的导柱和导柱安装在背面。偏载切削时容易歪斜，滑动不够平稳。方便从左右前三个方向合料。常用于一般要求的小型工件的冲孔和拉伸模。L = 250mm毫米，B = 160mm毫米上模座:250160

17、50下模座:25016060导柱:32210导套:3211548(2)模具手柄模柄的形式有很多种，应根据模具的结构特点选择模柄的形式。模柄的直径应根据所选压机的模柄直径来确定，模柄可根据实用模具技术手册第P201页，参考各种根据模柄的特性选择压入式模柄。这种模柄广泛用于压入式模柄的结构和尺寸。制造请参考表11-10。在表中，B型模柄中间有一个孔，可以用压力机的冲压杆进行冲压。模柄的结构和尺寸之间的关系如下图所示。D=400.050mm L=120mm (3)卸料板卸料板的主要作用是把冲压出来的材料从冲头或冲头和冲模上推下来。此外，卸料板还可以保护复杂模具中的小凸模。卸料板的常用结构和应用见第8

18、章“实用模具技术手册”表11-24和表8-10。卸料板的尺寸可根据实用模具技术手册的表11-25进行检查。这个骰子(4)弹射和弹射装置顶出装置由弹簧元件组成，安装在模具下方，通过顶杆推动材料。顶出装置通常位于压力机的工作台孔中。其结构形式见表11-26实用模具技术手册，具体结构尺寸见装配图和零件图及图(10)。设计模具时选择标准弹簧。已知下料时，卸载材料为FQ=2.71KN，可选圆钢丝螺旋压缩弹簧由表11-28可查得D = 6.0mm2 = 30mm。节距p=8mm(5)导向装置(导柱导套)导向装置是指模架上的导柱和导套。在开模和合模过程中，导柱和导套起到导向作用，使凸凹模正确合模。所以导柱和

19、导套需要有严格的匹配精度和尺寸要求，导柱和导套可以从冲压手册中选择(H7/h6匹配)。(6)固定部件(固定板、垫板)1)垫板的作用是承受凸模和凹模的压力，防止冲压过度，在上、下模座上压出凹坑，影响模具正常工作。垫板的厚度根据压机的大小一般为5-12mm，外观与固定板相同。材料为45钢，热处理后硬度为45-48HRC，如图12a所示。乙:模具中垫板的应力2)固定板固定板的作用是固定凸模和凹模，防止它们在冲压过程中松动，造成模具损坏。固定板的形状应根据凸模和凹模来确定，其外形尺寸与垫板相似。(7)连接部件这些零件包括螺钉和销钉等。，主要用于连接其他零件，共同完成工件的制造。螺钉和销钉可从冲压手册的

20、第10章、第7章和第8章中选择。有关形状和尺寸，请参见第7节和第8章中所示的当前所选螺钉M12圆柱销的d=8，并参见冲压手册的表10-28，D = 27d。M12被选为卸载螺钉。具体尺寸见表10-29冲压手册。5.主要部件的装配1.板牙手柄的装配。因为图示模具的模柄是从上述模座的底部压到顶部的，所以在安装凸模固定板和垫板之前，应该先安装模柄。模柄和上模座之间的配合应为H7/m6。装配时，先将模柄压入压力机，再加工销孔或螺纹孔。然后锉平或打磨模柄端面的凸出部分。模柄安装后，用角尺检查模柄与上模座的垂直度。2.冲压和装配。冲头与固定板的匹配要求为H7/m6。装配时，先将冲头固定在压机上，检查冲头的

21、垂直度，然后用冲头尾部磨平固定板的上平面。为了保持冲头的刃口锋利，冲头的端面也要磨平。3.装配弹性卸荷板，起到压紧和卸荷的作用。该组件确保在它和冲头之间有适当的间隙。装配方法是:将弹性卸荷板放入固定板的冲头中，在固定板和卸荷板之间放一个平行垫，用等分夹板夹住它们，然后按压卸荷板上的螺孔，在固定板上画出插座。拆卸后，在固定板上钻螺丝孔。4.模板的技术要求和组装模架各部分应符合相应的技术条件，特别是每对导柱和导套的配合间隙应符合要求。组装模座的多项技术指标(上模座上平面与下模座下平面的平行度、导柱轴线与下模座下平面的垂直度、导套孔轴线与上模座下表面的垂直度)应满足相应的精度等级要求。组装好模座后，

22、上模座沿导柱平稳上下移动，不会卡死。压入上下模座的导柱应与其它安装面保持1-2mm的距离，压入后应牢固。对于成套的模具，各部分的工作表不应擦伤或破裂，以造成其他机械损伤。模架的装配主要指导立柱导套的装配。目前大多数导柱、导套和模架采用过盈配合，少数采用粘接技术，即加大上下模架的孔以降低加工要求。同时，粘合剂被冷插在导柱和导套之间，使得导柱和导套能够被固定。滑动导向模架常见的装配工艺和检验方法有压导套、压导套和安装导套。6.模具的动作描述该模具是一套反向冲裁、拉深的复合模。左右进给，止动销限位，导销导向。上冲模和下冲模与拉伸模接触以进行拉伸。工件成型后，上模向上移动，冲头推动冲头板将工件冲出冲头模具。冲裁废料被弹簧推出，推动卸料板。结