油封内外夹圈冲压工艺与模具设计

太原工业学院毕业设计（论文）太原工业学院毕业设计（论文）摘 要本论文应用本专业所学课程的理论和生产实际知识进行一次冷冲压模具设计工作拉深、翻边的复合模，该模具设计合理，结构紧凑,可靠性好，装、拆、修磨方便,模具如：凸模、凹模、凸模固定板等。模架采用标准模架，选用了合适的冲压设备。关键词：复合模，夹圈，落料，复合下料，冲孔，复合模，冷冲压，绘图能力ABSTRACTThusthepresentpaperappliesthisspecialtytostudythecurriculumthetheoryandtheproductionknow-howcarriesonatimecoldstampingmolddesignworktheactualtrainingtoraiseandtosharpenthestudentindependentworkingability,consolidatedandexpandedthecontentwhichcurriculaandsooncoldstampingmolddesignstudied,themethodandthestepwhichthegraspingcoldstampingmolddesigned,thebasicmoldskillwhichthegraspingcoldstampingmolddesignedhadunderstoodhowanalyzedthecomponentsthetechnologycapability,howdefinitecraftplan,hadunderstoodthemoldbasicstructure,sharpenedthecomputationability,cartographyability,hasbeenfamiliarwiththestandardandthestandard,simultaneouslyvariousbranchescorrelationcurriculumallhadcomprehensivereview,independentthinkingabilityalsohadtheenhancement.canenhancetheproductionefficiencyenormously,butfallsthematerialtostretchtheconcavemolddesigntobeimportant,inthedesignshouldconsiderfullyitfallsthematerialstretchmoldmouth shape, otherwise easy to affect falls the material stretches theshape. Thisprojectanalysethetechnologyfeaturesofpunchformingandintroducetheationalprincipleandthestructuredesignofthecompoundmouldsofblank-and-cuppiercingdrawingandflanging.Idesignedasuitofcompoundmouldswhichcontainblank-and-cuppiercingdrawingandflanging.Thissuitofcompoundmouldsarereasonabledesignedandhascompactstructures,highreliabilityandwidelyused.Thissuitofcompoundmouldscancompleteblank-and-cuppiercingdrawingandflanginginaposition,sotheproductionefficiencyandeconomicbenefitarehigherthentheoldtechnologyfeatures.Determinethetypeofthemouldsbythetechnologyanalyesofthepart.Thencalculateanddesignthepartsaccordingtothenormalway,suchas:malemould,femalemouldandmouldholder.Keywords: compound moulds,blank-and-cup,fallsmaterial,strechpunchhole,superposebledie,coldstamping,artographyability目录前言 错误!未定义书签。概论 2引言 2冲压模相关介绍 2冲模在现代工业生产中的地位 2我国冲压模具市场情况 3冲压模具水平状况 4我国冲模今后发展趋势 6工件工艺性分析 6冲裁工艺性 6翻边工艺性 7判断能否一次性翻边成形 7工艺方案确定 8油封内夹圈工艺方案 9油封外夹圈工艺方案 9排样及计算材料利用率 10计算预冲孔大小 10内夹圈预冲孔计算 103.3.2外夹圈预冲孔计算 11确定排样方式 11计算材料利用率 12油封内夹圈材料利用率计算 12油封外夹圈材料利用率计算 14冲裁力及压力中心计算 15油封内夹圈计算 15落料力计算 15翻边力计算 16切边力计算 16推件力计算 164.4.5总压力计算 16油封外夹圈计算 16拉深力的计算 16压边力的计算 16拉深总工艺力计算 17翻边力计算 17卸料力的计算 17冲裁力计算 17落料力计算 17总冲压力的计算 17压力中心的计算 18主要工作部分尺寸计算 18油封内夹圈尺寸计算 18落料刃口尺寸计算 18冲孔切边刃口尺寸计算 19翻边工作刃口尺寸计算 19油封内夹圈尺寸计算 20落料刃口尺寸计算 20冲孔切边刃口尺寸计算 21翻边工作刃口尺寸计算 21凸模、凹模及凸凹模的结构设计及校核 22油封内夹圈模具外形尺寸 22落料凹模结构设计 22确定落料、翻边凸凹模外形尺寸 24冲孔翻边凸模外形设计 25油封内夹圈模具外形尺寸 25冲孔凸模外形尺寸 25落料凹模形状设计 26拉深翻边凸凹模外形设计 26主要零部件设计 27模柄的设计 27油封内夹圈模柄的设计 27油封外夹圈模柄的设计 28固定板和垫板的设计 28凸凹模固定板的设计 28垫板的设计 29定位零件的设计 30固定挡料销的设计 30圆柱销的设计 30出件机构的设计 31推出件机构的设计 31下出件机构的设计 33模架的选择 35模架的选择 36模具的闭合高度计算 37模具闭合高度计算的意义 37计算模具的闭合高度 37选择冲压设备 37模具总装图及装配工艺性 39模具总配图 39装配工艺性 41工作零件的固定装配 41其他零件的装配 42参考文献 43总结 44致谢 45第0第0页共45页太原工业学院毕业设计（论文）前 言冲压加工技术是工业的一项基础技术,在机械、电子、航空、航天、汽车、轻工等212060CAD/CAE/CAMCAD/CAE/CAMCAD/CAE/CAMUGS软件平台上开发出基于三维几何模型的级CAD/CAMNX-PDW。该软件包括工程初始化、工艺预定义、毛坯展开、毛坯排样、废料设计、条料排样、压力计算和模具结构设计等模块。具有特征识别与重构、全2003太原工业学院毕业设计（论文）太原工业学院毕业设计（论文）第第10页共45页1、概论引言模等非塑胶模具，以及塑胶模具。随着科学技术的进步和工业生产的迅速发展，冲压加工技术的应用愈来愈广泛，模具成形已成为当代工业生产的重要手段。冲压模地位及我国冲压技术冲压模相关介绍冷冲压:是在常温下利用冲模在压力机上对材料施加压力，使其产生分离或变形，从而获得一定形状、尺寸和性能的零件的加工方法。冲压可分为五个基本工序：冲裁、弯曲、拉深、成形和立体压制。冲压模具:在冷冲压加工中，将材料（金属或非金属）加工成零件（或半成品）一种特殊工艺装备，称为冷冲压模具（俗称冷冲模。冲压模按照工序组合分为三类：单工序模、复合模和级进模。复合模与单工序模相比减少了冲压工艺，其结构紧凑，面积较小；冲出的制件精度高，工件表面较平直，特别是孔与制件的外形同步精度容易保证；适于冲薄料，可充分利用短料和边角余料；适合大批量生产，生产率高，所以得到广泛应用，但模具结构复杂，制造困难。量、效益和新产品的开发能力。冲模在现代工业生产中的地位50车、航空航天、仪器仪表、机械制造、家用电器、石油化工、轻工日用品等工业部门得到极其广泛的应用。据统计，利用冲模制造的零件，在飞机、汽车、电机电器、仪器仪表等机电产品中占60%～70%，在电视机、录音机、计算机等电子产品中占80%以上，在自行车、手表、洗衣机、电冰箱、电风扇等轻工产品中占85%以上。在各种类型的汽车中，平均一个车型需要冲压模具2000套，其中大中型覆盖件模具300套。我国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。一些低档次的简单冲模，已趋供过于求，市场竟争激烈。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,20045.6146.62004266.6260.4213.882%.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,因此技术含量高的中高档模具市场满1.46200494.7%就可说明这一点;三是近年来港资、台资、因此未能计入上述数字之中。我国冲模工业不能满足国内经济需要的原因主要有：⑴专业化和标准化程度低。⑵模具品种少，效率低，经济效益也差。⑶制造周期长，模具精度不高，制造技术较落后。⑷模具寿命短，新材料使用量不到10%。⑷力量分散，管理落后。但改革开放以来，在国家产业政策和与之配套的一系列国家经济政策的支持和引导模具工业的迅速发展，在CAD/CAM/CAE方面，均已达到或接近国际水平。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多吨的模具。为中档轿车配套的覆盖件模具内也能生产了。精度达到1～2μm，寿命Ra≤1.5μm冲模，大尺寸（φ≥300mm）精冲模及中厚板精冲模国内也已达到相当高的水平。⑴模具CAD/CAM技术状况我国模具CAD/CAM技术的发展已有20733厂于年共同完成的精神模CAD/CAM系统是我国第一个自行开发的模具CAD/CAM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/CAMCAD/CAM20世纪CAD/CAM863东风汽车公司作为CIMS车身与覆盖模具CAD/CAPP/CAM集成系统于1996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/CAMCAD/CAM系统。如美国EDS的UG，ParametricTechnology公司Pro/Engineer，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AutoCADCATIA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遍采用了CAD/CAM技术/DL图的设计和模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。在冲压成型CAE软件方面，除了引进的软件外，华中科技术大学、吉林大学、湖南大学等都已研发了较高水平的具有自主知识产权的软件，并已在生实践中得到成功应用，产生了良好的效益。快速原型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，解决实现了以三维CADRPM应用于汽车身大型覆盖件试制模具已取得了成功。成型方法，例如目前已开始在生产中应用的无模多点成型及激光冲击和电磁成型等技术。它们都表现出了降低成本、提高效率等优点。⑵模具设计与制造能力状况企业得到应用。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。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。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。我国冲模今后发展趋势根据我国冲模技术的发展现状及存在的问题，今后应朝着如下几个方面发展：⑴开发、发展精密、复杂、大型、长寿命模具。⑵加速模具标准化和商品化，以提高模具质量，缩短模具制造周期。⑶大力开发和推广应用模具CAD/CAM技术，提高模具制造过程的自动化程度。⑷积极开发模具新品种、新工艺、新技术和新材料。⑸发展模具加工成套设备,以满足高速发展的模具工业需要。总结包括设计、制造、管理等领域发挥着越来越重要的作用。2、工件工艺性分析及方案确定工件工艺性分析冲裁工艺性油封内夹圈 油封外夹圈图2-1零件图工件名称：油封内外夹圈生产批量：大批量材料：08钢料厚：0.8mm08硬度低，而韧性和塑性极高，有良好的深冲、拉延、弯曲和镦粗等冷加工性能、焊接2-1Φ90mm,属于小制件，形状简单且对称，适于冲裁加工。查《冷冲压工艺手册》得：孔中心与边缘距离尺寸公差为±0.5mm，一般剪切断面表面3.2µm.08具有足够的强度。能够进行一般的冲压加工，市场上也容易得到这种材料，价格适中。料厚为0.8mm,年产量为大批量生产，不允许表面划痕，孔不许有变形，精度要求为IT11，由于零件用于密封，精度要求较高，但零件完全可以用普通的冲压加工方法加工成型。两零件的直径相同，均为117，而内直径不同，冲压工艺方法有可能不同。两工件均为轴对称零件，形状简单，都是翻孔件，材料厚度较薄，冲裁性能较好。翻边工艺性⑴翻边工件边缘与平面的圆角半径r=(2～3)t。⑵翻边的高度内夹圈h=8.5≥1.5r=3.6，外夹圈h=13.5≥1.5r=3.6。⑶翻边的相对厚度d/t>(1.7～2),所以翻边后有良好的圆筒壁。⑷冲孔毛刺面与翻边方向相反，翻边后工件质量没大影响。总体看来：该制件均满足冲裁工艺性和翻边工艺性，适于冲裁加工。判断能否一次性翻边成形⑴内夹圈翻边分析：2-9，确定凸凹模制造精度为d=D-2(H-0.34r-0.72t)，由工件可知，r=3t=2.4mm,d=79.016mm。查《冲压工艺手0.74k=d/D=79/92.8=0.85>0.74，尺寸关系满足成形⑵外夹圈翻边分析：2-9，确定凸凹模制造精度为d=D-2(H-0.34r-0.72tmt=0.8mmr=3t=2.4mm,d=66.2mm。k=d/D=66.2/90.8=0.73<0.74，上述三道工序不可行。考虑多采用拉深一道中间工序，再进行翻边。工艺方案确定根据工件结构的分析，冲压这两个零件所需的最基本工序为冲孔，落料，拉深，翻边。按以下表比较单工序模、连续模和复合模，初步确定选复合模。项目单工序模连续模复合模尺寸精度精度较高可达IT13～10级可达IT9～8级工件形状易加工简单件可加工复杂零件，如宽形状与尺寸要受模具工作情况度极小的异形件、特殊形件结构与强度的限制孔与外形的较高较差较高位置精度工件平整性推板上落料，平整较差，易弯曲推板上落料，平整工件尺寸一般不受限制宜较小零件可加工较大零件工件料厚一般不受限制0.6～6mm0.05～3mm操作性能方便方便料工艺性能安全性比较安全比较安全不太安全生产率低，压力机一次行程高，压力机一次行程内只能完成一道工序，可完成多道工序内能完成两道以上工但在多工位压力机使序用多副模具时，生产率高条料宽度要求不严格要求严格要求不严格模具制造模具制造结构简单，制造周期 结构复杂制造和调整 结构复杂制造难度大短难度大油封内夹圈工艺方案：主要有这几种方案：⑴采用落料和冲孔的复合，再进行零件的翻孔工艺。⑵冲孔，落料，翻孔依次按顺序复合加工。优缺点分析：按第一方法加工，需要两套模具，工作的累积误差大，操作不方便，但精度相对高，可是成本比较大，而且该零件大批量生产。第二种方法加工，需要一套模具，但精度稍差，可是能通过改进制造系统和设计方法使精度增大，复合模模具的形位精度和尺寸精度可以保证，且生产率也高。尽管模具结构比较复杂，但由于零件的几何形状简单对称，模具制造并不困难。用一套模具降低了成本，缩短了生产周期，提高了生产效率，避免了传统方法生产使用多套模具及送料的麻烦，操作方便而且快捷，冲出制件的质量也较好。综合考虑，采用三个工艺的复合加工，选用一套复合模具。油封外夹圈工艺方案：工艺方案为落料，拉深，冲孔，翻边，四个工艺方案的依次顺序只能采用落料，拉深，冲孔，翻边。工艺方案为：⑴采用落料和拉深的复合，再采用冲孔和翻边。⑵落料，拉深，冲孔，翻边依次按顺序复合加工。正装复合模和倒装复合模的比较见下表序号序号正装倒装1对于薄冲件能达到平整要求不能达到平整要求2操作不方便不安全孔的废料由打棒 操作方便，能装自动拔料装置，能提高生产打出效率又能保证安全生产，孔的废料通过凸凹模的孔往下漏掉模的孔往下漏掉3废料不会在凸凹模孔内积聚每次由打 废料在凸凹模孔内积聚，凸凹模要求有较大棒打出可减少孔内废料的胀力有利 的壁厚以增加强于凸凹模减少最小壁厚4装凹模的面积较大有利于复杂制件拼 如凸凹模较大，可直接将凸凹模固定在底座快结构上省去固定板大的壁厚以增加强度。从保证冲裁件质量、经济性和安全性前提下，综合考虑采用正装复合模，即模具结构为落料、拉深、冲孔、翻边正装复合模。3、排样及计算材料利用率计算预冲孔大小图3-1零件图内夹圈预冲孔计算：著，预制孔直径可以用弯曲展开的方法近似计算：预冲孔直径公式d=D1-2[著，预制孔直径可以用弯曲展开的方法近似计算：预冲孔直径公式d=D1-2[(3-1)因D1=D+t+2r h=H-r-t 代入上式，并简化得d=D-2(H-0.43r-0.72t)式中D—翻边后的中经(mm)H—翻边高度r—翻边圆角半径(mm)t—材料厚度(mm)这里D=92.8mm，H=8.5mm，r=2.4mm，t=0.8mm预制孔直径d=D-2(H-0.34r-0.72t)=92.82(8.50.432.40.720.8)=79mmD0=Ø117mmd/t=79/0.8=98.75d/D=79/92.8=0.853.3.2外夹圈预冲孔计算：⑴毛坯展开尺寸计算：d24dhd24dh3.44dr11724490.82.4==125mm⑵冲低孔后翻边高度h的确定：查《冷冲压工艺手册》得 极限翻边系数k=0.74h=D/2(1-k)+0.57r=90.8/2x(1-0.74)+0.57x3.2=13mm所以初选h为10mm。⑶计算预制孔直径d：由d=D+1.14r-2h=90.8+1.14x2.4-2x10=73.5mm取整选用d为73mm同可得：相对厚度d/t=73/0.8=91.25翻边系数d/D=73/90=0.81确定排样方式采用有废料和少废料排样，排样图分别如图3-2和图3-3图3-2有废料排样图3-3无废料排样用有废料排样法图3-4油封内夹圈排样图 图3-5油封外夹圈排样图计算材料利用率油封内夹圈材料利用率计算：⑴确定搭边a与a1的值：2-12得：1 a=0.8mm，a=1.0mm，D=117mm1 条料宽度：B=D+2a+∆1式中a—搭边值D—工件外径∆1计算得：B=D+2a+∆1=119.5mm1送料步距：h=D+a1=117.8mmA=B+Z式中Z—条料与导料销的间隙A=B+Z=122mm⑵材料利用率计算：318.3-24（GB/T708-1988）板料规格选用1.0mm×750mm×1500mm(tmm×Bmm×Lmm)①若采用纵裁：裁板条数n1=B/b=750/119.5=6条余33mm每条个数n2= =12个余85.6mm裁板条数n1=B/b=750/119.5=6条余33mm

=n1×n2总=72(个)材料利用率η=×100%材料利用率η=×100%=68.77%②若采用横裁：裁板条数n1=L/b=1500/117.5=12条余66mm每条个数n2= =6个余42.4mm裁板条数n1=L/b=1500/117.5=12条余66mm

=n1×n2总=12×6=72(个)材料利用率=72(个)材料利用率η= ×100%=68.77%两者材料利用率相等，但一般选横裁。油封外夹圈材料利用率计算：⑴确定搭边a与a1的值2-12得：1 a=0.8mm，a=1.0mm，D=125mm1 条料宽度：B=D+2a+∆1式中a—搭边值D—工件外径∆1计算得：B=D+2a+∆1=126.5mm1送料步距：h=D+a1=125.8mm导料板间距：A=B+Z式中Z—条料与导料销的间隙A=B+Z=127mm⑵材料利用率计算：318.3-24（GB/T708-1988）板料规格选用1.0mm×750mm×1500mm(tmm×Bmm×Lmm)①若采用纵裁：裁板条数n1=B/b=750/126.5=5条余117.5mm每条个数n2= =11个余115.4mm裁板条数n1=B/b=750/126.5=5条余117.5mm

=n1×n2总=55(个)材料利用率η=×100%材料利用率η=×100%=60%②若采用横裁：裁板条数n1=L/b=1500/126.5=11条余每条个数n2= =5个余120.2mm

=n1×n2总=11×5=55(个)材料利用率η==55(个)材料利用率η=×100%=60%两者材料利用率相等，但一般选横裁。4、冲裁力及压力中心计算油封内夹圈计算落料力计算：查《冷冲压工艺手册》表21-12，得τ=350MPF=ktlτ落式中 F—落料力；L—冲裁件剪切周边长度mmt—冲裁件材料厚度tK—系数，一般取1.3F=1.3tLτ落=1.3×117×3.14×1×382=182KM2-7.2

=0.04卸F=K×F" 卸

=7.82N落翻边力计算：查表知=196MPF=1.1Пts(D-d)翻=50.3KN切边力计算：F=1.3Ltτ=105KN切

‘=0.02F卸

=2.1KN切推件力计算：n为工件在凹模内个数n=2 查表得

=0.05推K=nK 推 推

=10.5KN切总压力计算：F=F总 落

+F+F+F+F" 翻 切

+K=357.3KN" 推油封外夹圈计算拉深力的计算：查《冲压模具简明设计手册》表4.36得：第一次拉深系数K1=0.55则拉深力P=лdtσbK1式中σb—抗拉强度d—零件中径K1—拉深系数查《冲压模具简明设计手册》表21.12得：08钢σb=382MPP=лdtσbK1=48KN压边力的计算：查《冲压模具简明设计手册》表4.47：08钢单位压边压力为2.5N即 F=[D2-（d+2r)]Л/4*q压 1式中D—毛坯直径d—零件孔中径1q—单位压力则 F=[D2-（d+2r)]Л/4*q压 1=12.73KN拉深总工艺力计算：F总

+F=60.65KN拉 压翻边力计算：查表知=196MPF(D-d)翻=9.64KN卸料力的计算：×查《冲压模具简明设计手册》表2.32得：卸料系数则 F=F K=7KN×" 落冲裁力计算：查表得知：08钢的抗剪强度为382MPF=KLt冲 b=1.3×3.14×73×0.8×382=91KN落料力计算：F=KLt落 b=1.3×3.14×125×0.8×382=155.9KN总冲压力的计算：F总

+F+F落 翻

+F=305KN拉 冲压力中心的计算：位，即无须再来计算了。5、主要工作部分尺寸计算油封内夹圈尺寸计算落料刃口尺寸计算：由手册知道，对于零件图中未注公差的尺寸，冲压件一般保证精度IT14，因制件形状简单且对称，在这里保证精度IT13。由 0.06>Zmax-Zmin=0.03，不符合间隙的计算要求，因此在这里采用单配法加工。从新选由 0.06>Zmax-Zmin=0.03，不符合间隙的计算要求，因此在这里采用单配法加工。从新选择和d的值p=0.4×（Zmax-Zmin）=0.4×0.03=0.012mmd=0.6×（Zmax-Zmin）=0.6×0.03=0.018mm查表得x=0.75，得d凹模尺寸：Dd=(D-x)0+=1170+0.018凸模尺寸：D=(D-x-Zmin)0pq -对于落料，先做凹模，并以它作为基准配做凸模，落料凸模的尺寸按凹模尺寸配制，其双面间隙为0.10～0.14mm=116.9850-0.012对于落料，先做凹模，并以它作为基准配做凸模，落料凸模的尺寸按凹模尺寸配制，其双面间隙为0.10～0.14mm冲孔切边刃口尺寸计算：Ø920+0.14IT11级。切边间隙对切边质量和模具寿命影响较大，双边间隙ZZZ=0.02~0.03mm为宜。由上查得：Zmax=0.045mm Zmin=0.015mm凹模制造公差d=0.035 凸模制造公差=0.025 x=1则0.06>Zmax-Zmin=0.03不满足计算要求，从新选择和d的值p=0.4×（Zmax-Zmin）=0.4×0.03=0.012mmd=0.6×（Zmax-Zmin）=0.6×0.03=0.018mmd0即 凹模尺寸：Dd=(D-x)+0=92.130+0.035凸模尺寸：D=(D-x-Zmin)0pq -但对于形状复杂或料薄的工件，为了保证凸、凹模间一定的隙值，必须采用配合加工。因此在这里采用还是采用单配方法加工，对于冲孔，先做凸模，并以它作为基准配做凹模，冲孔凹模的尺寸按凸模尺寸配制，其双面间隙为0.10～0.14mm5.1.3但对于形状复杂或料薄的工件，为了保证凸、凹模间一定的隙值，必须采用配合加工。因此在这里采用还是采用单配方法加工，对于冲孔，先做凸模，并以它作为基准配做凹模，冲孔凹模的尺寸按凸模尺寸配制，其双面间隙为0.10～0.14mm5.1.3⑴翻边间隙：5-1，根据材料的统一变形情况，翻边凹模与翻边凸模之间的间隙应小于原来的材料厚度。图5-1-1翻边间隙5-5Z/2=0.85mm⑵翻边刃口尺寸：900，则其导致模具高度太大。由于材料为08钢，厚度为0.8mm图5-1-1翻边间隙5-5Z/2=0.85mm⑵翻边刃口尺寸：从生产工艺分析，翻边凸凹模与切边模具是同一个模具，只是充当不同的作用，所以尺寸完全一样。油封内夹圈尺寸计算落料刃口尺寸计算对零件图中未注公差的尺寸，冲压件一般保证精度IT14，因制件形状简单且对称，在这里保证精度IT13。查《冷冲压工艺手册》表 2.10，得d=0.045mm，=0.025mm，Zmax=0.045mm，由于 0.07>Zmax-Zmin=0.03mm不满足计算要求因此在这里采用单配方法加工，从新选择p=0.4×（Zmax-Zmin）=0.4×0.03=0.012mmd=0.6×（Zmax-Zmin）=0.6×0.03=0.018mmdD=(ma-0+=1250+0.018pD=(D-Zmin)0凸 凹 -=124.90-0.0120.10～0.14mm冲孔切边刃口尺寸计算：查《冷冲压工艺手册》表2.10，得d=0.045mm，p=0.025mm，Zmax=0.045mm，由于 0.07>Zmax-Zmin=0.03mm不满足计算要求从新选择p=0.4×（Zmax-Zmin）=0.4×0.03=0.012mmd=0.6×（Zmax-Zmin）=0.6×0.03=0.018mm即D=（Dmin+X△)0p凸 -=730-0.012dD=（D+Zmin）+凹 凸 0=73.0150+0.018但对于形状复杂或料薄的工件，为了保证凸、凹模间一定的隙值，必须采用配合加工。因此在这里采用还是采用单配方法加工，对于冲孔，先做凸模，并以它作为基准配做凹模，冲孔凹模的尺寸按凸模尺寸配制，其双面间隙为0.10～0.14mm翻边工作刃口尺寸计算：⑴翻边间隙：5-1，根据材料的统一变形情况，翻边凹模与翻边凸模之间的间隙应小于原来的材料厚度。图5-2-1翻边间隙5-5Z/2=0.85mm⑵翻边刃口尺寸：拉深与翻孔在复合模具当中是同一模具的两种作用，所以翻边凸凹模尺寸与拉深凸凹模尺寸相同。查《冲压模具简明设计手册》表4.56得：p=0.04mm， d=0.06mm查表4.52得：模具间隙Z=0.6mm，公差△=0d凹模尺寸：Dd=(d+0.4△+2Z)0+=91.20+0.06q凸模尺寸：D=(d+0.4△)0pq-=92.1050-0.0256、凸模、凹模及凸凹模的结构设计及校核油封内夹圈 模具外形尺寸落料凹模结构设计⑴最小壁厚小壁厚”问题。冲孔落料复合模许用最小壁厚可按表6-16-1值为经验数据。表6-1凸凹模最小壁厚a数值（单位：mm）部分如下材料厚度材料厚度1.2最小壁厚最小壁厚3.2最小直径1518图6-1-1图6-1-1 最小壁厚6—19Mn2V低合金工具钢，它具有较高的硬度和耐磨性，淬火时变形较小，淬透性很好。由于钢中含有一定量的钒，细化了晶粒，减小了钢的过热敏感性，同时碳化物较细小和分布较均匀。9Mn2V钢的化学成分和物理性能分别如表6-2和表6-3所示表6-29Mn2V钢化学成分（GB/T1299—2000）W%CSiMnVPS0.85～0.95≤0.401.70～2.000.10～0.25≤0.030≤0.0306-3临界温度临界点Ac1AcmAr1Ar3温度（近似值）7307606556906-49Mn2V这里的落料凹模的热处理硬度为60～62HRC耐磨性耐冲击性淬火不变形性淬硬深度中等中等好浅红硬性脱碳敏感性切削加工性差较大较好⑶确定凹模外形尺寸确定凹模外形尺寸的方法有多种，通常都是根据零件的材料厚度和排样图所确定的凹模型孔壁间最大距离为依据，来求凹模的外形尺寸。101凹模厚度 H=Kb(≥15mm) (6-1)式中 K—系数，考虑板料厚度的影b—冲裁件的最大外形尺寸凹模壁厚 C=(1.5～2)H(≥30～40mm) (6-2)查《冷冲模设计，表4-3系数K因b=117mm ,取K=0.22故H=0.22×117=25.74mmC=1.5×25.74=38.61mmH≥15mm，6-2图6-2 落料凹模确定落料、翻边凸凹模外形尺寸85mm落料、翻边凸凹模简图如图6-3图6-3 落料、翻边凸凹模冲孔翻边凸模外形设计：其材料选用9Mn2V钢，热处理硬度为60～62HRC，冲孔凸凹模的高度通过计算设计为108mm图6-4 冲孔翻孔凸模油封外夹圈 模具外形尺寸冲孔凸模外形尺寸和凸模孔的影响，避免出现最小壁厚。⑵由于外夹圈模具整体结构框架的特殊性，冲孔凸模的长度在这里设计为64mm冲孔凸模简图如图6-5图6-5 冲孔凸模落料凹模形状设计：查《冷冲模设计，表4-3系数K值因b=125mm 取故H=0.22×125=27.5mmC=1.5×27.5=41.25mmH≥15mm，6-6图6-6 落料凹模拉深翻边凸凹模外形设计：9Mn2V96mm第第26页共45页太原工业学院毕业设计（论文）图6-7拉深翻边凸凹模太原工业学院毕业设计（论文）7、主要零部件设计模柄的设计15.18：B15.18：B型号：JB/T7646.1-1994材料：Q235热处理硬度：43～48HRC模柄简图如图7-1太原工业学院毕业设计（论文）太原工业学院毕业设计（论文）第第37页共45页图图7-1 模柄油封外夹圈模柄的设计这里的模柄采用自行设计，带有螺纹的，作为上模座和模柄同时使用，热处理后强硬度要求较高材料：Q235热处理硬度：65～74HRC模柄简图如图7-2图7-2 模柄固定板和垫板的设计凸凹模固定板的设计⑴油封内夹圈凸凹模固定板的设计：19.59H=16mm材料：45热处理硬度：43～48HRC凸凹模固定板的简图如图7-3图7-3凸凹模固定板⑵油封外夹圈凸凹模固定板的设计：19.59H=16mm材料：45热处理硬度：43～48HRC凸凹模固定板的简图如图7-4图7—4凸凹模固定板垫板的设计⑴油封内夹圈垫板的设计：15-60D=185mm，H=9mm材料：45 热处理硬度垫板的结构简图如图7-5图7-5垫板⑵油封外夹圈垫板的设计：查《冲压模具简明设计手册》表15-60圆形垫板直径D=185mm，厚度H=9mm材料：45 热处理硬度垫板的结构简图如图7-6图7-6垫板定位零件的设计固定挡料销的设计挡料销结构简单，制造容易，我们这里就选用圆形了。322.5-58（JB/T7649.10-1994）d=6mm,A材料：45热处理硬度：43～48HRC内外圈固定挡料销简图如图7-7图7-7固定挡料销圆柱销的设计内外夹圈圆柱销的设计查《中国模具设计大典》第3卷，表22.6-12淬硬钢和奥氏体不锈钢圆柱销⑴推件块⑴推件块3097.287.56材料：45热处理：43～48HRC7-9,7-107-9（GB/T199.2-2000）d=8mm，m6，l=90材料：45，普通淬火，表面氧化处理圆柱销简图如图7-87-8圆柱销图7-10油封外夹圈推件块⑵推杆查《冷冲压模具设计与制造》表7.54带肩推杆尺寸材料：45 热处理：43～48HRC推杆简图如图7-11图7-11推杆⑶顶杆查《中国模具设计大典》第3卷，表22.5-61顶杆（JB/T7650.3-1994）材料：45 热处理硬度：43～48HRC顶杆的结构简图如图7-127-12顶杆7-12顶杆7.4.2因卸料力F卸=2.1KN,这里只用一根弹簧，所以该弹簧受卸料力为2.1KNC17883807-1表7-1 圆钢丝螺旋弹簧规格（序号78至83）序号弹簧外径材料直径节距t/mm自由高度受负荷F1时的高最大工作负D/mmd/mmH0/mm度H1/mm荷F1/N788060.27912088.48055914.5160116.5275081200144.58224017383280201.5图7-13 弹簧负荷（F）与行程（S）曲线根据表7-1和图7-13，得到如下数据表7-2表7-2 圆钢丝螺旋弹簧有关数据（序号78至83）序号H0H1S1=H0-H1S预S（SS）788060.219.816277912088.431.6272880160116.543.5324381200144.555.54354822401736754.565.583280201.578.56677其中：S工作=10mm+1mm=11mm检验是否满足S1>S总,如果满足，则可以选用。80号至83号弹簧均满足要求，因此这里选用80号弹规格为9×46×80 GB/T2089-80弹簧装配高度H2=H0-S预=160-327-14弹簧7-14弹簧⑵橡胶的选用：①查《冲压模具简明设计》表15.39，L=10mm,H=0.250.30=33.3～40

-L=30mm自橡胶简图如图7-15图7-15橡胶②油封外夹圈橡胶计算：查《冲压模具简明设计》表15.39，L=15mm,H=0.250.30=50～60mm

-L=45mm自橡胶简图如图7-16图7-16 橡胶8、模架的选择模架的选择标准模架中，应用最广的是用导柱、导套作为导向装置的模架。根据导柱、导套配置的不同有以下四种基本型式：对角导柱模架、后侧导柱模架、中间导柱模架、四导柱模架。表8-1列举了它们之间的功能及用途表8-1各模架功能及用途模架型式（标准号）对角导柱模架GB/T2851.1-1990

功能及用途料，使用面宽，常用于级金模或复合模。其凹模周界范围为63mm×50mm～500mm×500mm后侧导柱模架GB/T2851.3-1990

63mm×50mm～400mm×250mm中间导柱模架GB/T2851.5-1990

63mm×50mm～500mm×500mm四导柱模架GB/T2851.7-1990

大批量生产的自动冲压生产线上的冲模。其凹模周界范围为160mm×250mm～630mm×400mm后侧导柱模架适用于一般精度要求的冲模，且可用边角料，送料及操作方便，可纵向、横向送料，这里就选用后侧导柱模架了。对于外夹圈无需选择，对于内夹圈：查《冲压模具简明设计手册》表15.2，这里选用后侧导柱模架的规格如下：上模座：250mm×250mm×55mmGB/T2855.5下模座：250mm×250mm×60mmGB/T2855.6导柱：40mm×260mmGB/T2861.1导套：40mm×140mm×53mm GB/T2861.6模具的闭合高度计算模具闭合高度计算的意义模具的闭合高度H模H模是高度之间，否则就不能保证正常的安装与工作。计算模具的闭合高度H模厚度+橡胶装配高度+冲孔、翻边凸凹模固定板厚度+下模座厚度+上、下模安全距离则油封内夹圈模具装配闭合高度为H模=55mm+8mm+108mm+14mm+30mm +16mm+60mm+2mm=293mm同理，油封外夹圈模具闭合高度为H模=485mm下面表9-1和表9-2，分别列举了按冲压件大小和按生产批量选择设备下面表9-1和表9-2，分别列举了按冲压件大小和按生产批量选择设备表9-1按冲压件大小选择设备零件大小选用类型特点适用工序小型或中小型开式机械压力机有一定的精度和刚度，操作方便，价格低廉分离及成形（深度浅的成形件）大中型闭式机械压力机精度与刚度更高，结构紧凑，工作平稳分离、成形（深度大的成形件及复合工序）表9-2按生产批量选择设备冲压件批量设备类型特点适用工序小批量 薄

通用机械压力机

速度快生产效率高质量较稳定 各种工序厚板 液压

备

拉深、胀形、弯曲等大批量 高速压力机 高效率 冲裁多工位自动压力机 高效率消除了半成品堆储等问题 各种工序为安全起见，防止设备超载，应注意以下几点：①所选冲压机的公称压力必须大于冲压所需的总冲压力，即：F压机>F总②所选压力机的闭合高度应与冲模的闭合高度相适应，即满足：冲模的闭合高度在压力机的最大闭合高度和最小闭合高度之间。③压力机的工作台面的必须大于模具下模座的外形尺寸，并还要留有安装固定的余地，但过大的工作台面上安装过小尺寸的冲模时，对工作台的受力条件也是不利的。④压力机的行程大小应适应，由于压力机的行程影响到模具的张开高度，因此对于冲模、弯曲等模具，其行程不宜过大，以免发生凸模与导板分离或滚珠导向装置脱开的不良后果。由于制件属于小型制件，又是薄板，要求是大批量生产，考虑到经济性和制件质量，综合考虑选用开式双柱可倾式压力机。⑴对于油封内夹圈：

≧(1.6~1.8)F压 总13-9630KN技术参数为：型号：J23C—63公称压力：630KN滑块行程：120mm最大封闭高度：420mm最大装模高度：360mm滑块行程次数：50次模柄孔尺寸：50×70垫板尺寸：80×250工作台尺寸：480×710床身两立柱间距离前后左右：480×710电动机功率：5.5KW⑵对于油封外夹圈：查《冲压模具简明设计手册》表13-9，考虑到生产安全和设备超载等问题，公