摘要
该模具用于生产杯形件，完成切边冲孔复合工序，压力机选用J23-10,他的工作原理是：将拉伸后的半成品件放入模具内，用定位销钉定位，在压力机的作用下合模，将工件压入凹模内完成冲孔切边工序。开模后，工件留在下模上通过推杆和弹簧将工件推出。
关键字：复合，定位销钉，推杆
Abstract
The mould parts used in the production of glass, trimming punching machine selection process, composite, they - 10 working principle is: will stretch of semi-finished parts in after the mould, with positioning pin in the press, under the influence of the mould, the workpiece will finish the punching trimming dies. Open mode, workpiece leave next modules by putting out the workpiece and spring
Keywords: Compound, positioning pin, push rod
目录
摘要．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．1 Abstract．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2 第一章冲压件的工艺分析，确定模具的结构型式．．．．．．．．．7第一节零件的工艺分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7 1．零件材料的分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7 2．零件的结构分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7 3．零件的工艺性分析．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7 第二节确定冲压工艺方案．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8 第二章进行必要的工艺计算，选择冲压设备．．．．．．．．．．．．．．．．．．8第一节零件毛坯的尺寸计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8 第二节拟定冲压工艺方案．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9 第三节模具总体结构方案．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．9 第四节主要工艺参数的计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10
1、确定排样与裁板方案．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10
2、计算该工序的冲压力及选择设备．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11
3、弹性卸料装置的选用．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．12
4、定位零件的选择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13
5、出件装置．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．13 第五节模具工作部分尺寸的计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14
1、切边冲孔凸、凹模计算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14
2、凹模轮廓尺寸的确定．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14
3、模架的选择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．15 第六节模具零件的设计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17
1、工作零件．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．17
2 、模架的零件．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．19 4、模具的其它零件．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20 第七节模具装配顺序．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21 第三章绘制模具装配结构图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22 第四章绘制模具工作零件图．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．22
第五章制定模具主要工作零件的机械制造加工工艺．．．23参考文献．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．24
后记．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．25
第一章冲压件的工艺分析，确定模具的结构型式
第一节零件的工艺分析
1、零件材料的分析
08F钢抗拉强度σb=275~383MPa，抗剪强度τ=216~304 MPa，屈服强度σs=177MPa，硬度HRC=61~63，，具有良好的冷变形性和焊接性，正火后切削加工性尚可，退火后导磁率较高，剩磁较少，但淬透性、淬硬性极低。
2、零件的结构分析
该零件结构简单，尺寸没有公差要求，尺寸均为自由公差，外形对称。
3、零件的工艺性分析
该零件是钢料，该零件形状的基本特征是一般的有凹圆的圆筒形件，为圆筒形件底部有一个Φ10孔，内部圆周直径为Φ28,尺寸均为自由公差，因一般情况下，拉深件的尺寸精度应在IT13级以下，不宜高于IT11级。所以将内部直径改为Φ28+00.16。高度10+00.12为IT11-IT12级精度。主要成形方法是冲裁、拉深、切边冲孔和弯曲。零件的dt/d、h/d都不太大，其拉深工艺性较好。该零件为大批量生产，零件外形简单对称。材料为08F钢，采用冲压加工经济性较好。零件如图：
t=1mm
其余R=0.4
图1-1 零件图
第二节确定冲压工艺方案
冲压工艺方案的确定是制定冲压工艺过程的主要内容，需要综合考虑各方面的因素，有的还需要进行必要的工艺计算，因此，实际确定时通常先提出几种可能的方案。再在此基础上进行分析、比较和择优。从零件的结构和形状可知，所需基本工序为落料、拉深、冲孔、弯曲四种。但工序模具生产效率低难以满足大批量生产的要求，为了提高生产效率主要采用复合冲裁或级进冲裁两种方式。若采用级进模虽然生产效率很高，但模具的结构比较复杂，对制造精度要求较高，一般生产周期长，成本高维护也比较困难。采用复合冲裁时，冲出的零件精度和平直度较好，生产效率也较高，模具结构较级进模简单生产成本也比级进模的低。
第二章进行必要的工艺计算，选择冲压设备
第一节零件毛坯的尺寸计算
1、弯曲毛坯尺寸的确定
对于r<0.5t的弯曲件毛坯长度的计算公式
Lz=l1+l2+l3+0.6t=5+4+5+0.6t=5+5+4+0.6×1=14.6mm
2拉深次数的确定及尺寸计算
因板料厚度t为1mm故按厚度中线尺寸计算。
2. 1计算坯料尺寸
D=（d22+4d2H-1.72rd2-0.56r2）?
=（29*29+4*29*10.5-1.72*2.5*29-0.56*2.5*2.5）?=43.94mm
L1=Lz+2*2.5=19.6mm
L=L1+D=63.54mm
2. 2确定拉深次数
根据坯料的相对厚度t/D=1/43.94=2.28%
拉伸系数m=d/D=29/43.94=0.66大于极限拉深系数[m]=0.50，所以一次拉深成形。
第二节拟定冲压工艺方案
根据以上的分析计算，该零件的冲压加工需以下基本工序：落料、拉深、冲Φ10mm的孔、切边、弯曲。
根据以上基本工序，拟定一下冲压工艺方案。
方案一：落料与拉深复合→其余按基本工序。
方案二：落料与拉深复合→冲孔与切边复合→弯曲。
方案一工序组合程度较低，生产率较低。不过各工序模具结构简单，制造费用低，对中小批量生产是合适的。
方案二制作出的零件尺寸精度高，需要两个复合模具，可获得高的生产率，而且操作方便。模具的结构复杂，制作周期长，生产成本高。因此，只在大批量生产中才较适宜。此次生产就是大批量生产故决定采用方案二的冲压工艺方案。
冲压工艺方案为：落料与拉深复合→冲孔与切边复合→弯曲
第三节模具总体结构方案
在冲压工艺方案确定以后，根据零件的形状特点、生产批量、模具制造条件、操作与安全要求、以及利用现有设备的可能，确定每道工序所用模具的总体结构方案。
模具总体结构方案的确定包括以下内容：
（1）模具类型
模具类型主要是指单工序模、复合模、和级进模三种，模具类型应根据生产批量、冲件形状与尺寸等因素确定。及根据冲压工艺方案确定采用复合模。
（2）操作与定位方式
根据生产批量确定采用手工操作、半自动操作或自动化操作；根据坯料或工序件的形状、冲件精度要求、材料厚度、模具类型、操作方式等确定采用坯料的送进导向与送料定距方式或工序件的定位方式。虽然此零件的生产批量较大但合理的安排生产可用手工送料方式能够达到批量要求，且能降低模具成本，因此采用手工送料。为了便于操作和保证零件的精度且零件不太小所以采用挡料销作为定位方式。
（3）卸料与出件方式
根据材料的厚度、尺寸与质量要求、冲压工艺性质以及模具类型等，确定卸料选用弹性卸料装置，出件选用弹性顶件装置。
（4）模架类型及精度
根据冲压件尺寸与精度，材料厚度、模具类型、送料与操作等因素确定，由于零件厚度薄，冲裁间隙较小且零件为对称的回转体拉深件，则冲裁时一般不会承受大的偏心载荷又是复合模，因此选用中间导柱圆形模架。考虑到零件的精度要求不高但冲裁间隙较小，所以采用二级模架精度。
第四节主要工艺参数的计算
1、确定排样与裁板方案
板料规格拟选用1×900×1800mm（08F钢板）因为坯料长L=63.54mm、宽b=43.94mm，不算太小考虑到操作方便采用条料单排，取搭边值a=1.8mm a1=1.5mm,则
进距：S=b+a1=43.94+1.5=45.44mm
条料宽度：B=L+2a=63.54+2×1.8=67.14mm
4.1.1 采用纵裁
每板条料数：n1=900÷67.14≈13条余27.18mm
每条零件数：n2=（1800-1.5）/45.44≈39件余26.34mm 每板零件数：n1×n2=13×39=507件
材料利用率：η=（507×1725.5456）/900×1800=54%
4.1.2 采用横裁
每板条料数：n1=1800÷67.14≈26条余54.36mm
每条零件数：n2=（900-1.5）/45.44≈19件余42.10mm 每板零件数：n1×n2=26×19=494件
材料利用率：η=（494×1725.5456）/900×1800=52%
由此可件，纵裁有较高的材料利用率。故决定采用纵裁法。
图4-1 排样图
现对切边冲孔复合模进行设计与加工
2、计算该工序的冲压力及选择设备
4.2.1冲压力计算
切边力：F1=Ltσb=20×1×304×1.3=7904N
顶件力：Fx=KxF1=0.05×7904=395.2N
推件力：F T=K T F1=0.055×7904=434.72N
冲孔力：F3= LtσB=10π×2×395=24806N
F1——冲裁力（N）
L——冲件周边长度（mm）
t ——材料厚度（mm）
σb——材料抗拉强度（MPa）
Kx——卸料力系数
4.2.2压力机标称压力的确定
标称压力是指滑块在工作行程内允许承受的最大负荷，而滑块必须在到达下止点前某一特定距离内允许承受标称压力。标称压力是压力机的主要技术参数。对于冲裁工序，压力机的标称压力应大于或等于冲裁时总冲压力的1.1～1.3倍，即Fg≥（1.1～1.3）×FΣ
冲压工艺总力：FΣ= F1+ Fx + F T + F3=33539.92N
标称压力Fg≥1.3×FΣ= 44KN
因为本工序是切边冲孔复合，因此压力机标称压力时应考虑压力机的
许用压力曲线，本工序可选用开式双柱可倾式压力机J23-6.3压力机。
J23-6.3压力机的主要技术规格为：
公称压力：63 KN
滑块行程：35 mm
滑块行程次数：170次/min
最大封闭高度：150 mm
封闭高度调节量：35 mm
垫块尺寸：30 mm
模柄孔尺寸：直径30 mm深度55mm
3、弹性卸料装置的选用
弹性卸料装置由卸料板、卸料螺钉和弹性元件（弹簧和橡胶）组成。本设计选用弹性元件是橡胶。弹性卸料板的平面外形尺寸等于或稍大于凹模板的尺寸，厚度取凹模厚度的1.5～2倍。卸料板与凸模的双边间隙根据冲件料厚度确定。为了便于可靠卸料，在模具开启状态下卸料板工作表面应高出凸模刃口端面0.3～0.5 mm。卸料螺钉一般采用标准的阶梯形螺钉，取数量按卸料板形状与大小确定。卸料螺钉的直径根据模具大小可选用8～12 mm，各卸料螺钉的长度应一致。
考虑到模具的结构，选用6个圆筒形的聚氨酯橡胶，则每个橡胶所承受的顶件力为Fy= F x/n=395.2/6≈66N
确定橡胶的横截面积A:取h y =10%h0,查表的p=1.1MPa，则
A=Fy/p=66N/1.1N/ mm2≈60 mm2
确定橡胶的截面尺寸：选用直径为10mm的卸料螺钉，取橡胶上螺钉过孔直径d=12 mm，则橡胶外径D根据
π（D2 -d2）/4=A
求得 D=（d2 +4A/π）=（122 +4×44）≈18mm
为了保证足够卸料力，可取D=20mm。
卸料板为圆形的常选用3-4个，但由于卸料力比较大经计算选用6个。卸料螺钉的直径根据模具选用10 mm。
4、定位零件的选择
定位零件的作用是使坯料或工序件在模具上相对凸、凹模有正确的位置。定位零件一般都以标准化，根据定位方式及坯料的形状和尺寸选用相应的标准规格。导料销的作用是保证条料沿正确的方向送料。一般设两个，并位于同一侧条料从右向左送进位于后侧，从前向
后送进位于左侧。挡料销的作用是挡住条料搭边或冲件轮廓以限定条料送进的距离。
该模具不需要导料销。选用挡料销定位的定位方式。挡料销设一个，采用固定挡料销。选用标准A10 JB/T7649.10及直径d=10 mm，材料为45钢，A型固定挡料销。中温回火：硬度43～48HRC。
5、出件装置
出件装置的作用是从把零件从模具内卸出来。把装在上模内的出件装置称为推件装置，装在下模内的称为顶件装置。因本设计的模具装在下模内所以称之为顶件装置。此模具选用的是弹性出件装置利用推杆把零件从模内推出。
图4-5 推出机构
第五节模具工作部分尺寸的计算
1、切边冲孔凸、凹模计算
5.1.1冲孔（Ф100+0.16 mm）
d p=(d min+xΔ) -0δp = (10+0.5×0.16)-00.02=10.08 -00.02
d d=(d p+Z min) +0δd =(10.08+0.100) +00.02=10.18 +00.02
d d、dp——落料凸、凹模刃口尺寸
x——磨损系数，查表冲件精度为IT14时，x=0.5
d max——落料件的最小极限尺寸
Δ——冲件的制造公差（mm）
δp、δd——凸、凹模制造公差（mm）
Z min——最小合理间隙（mm）
查表的Zmin=0.100,Zmax=0.140。因为为自由尺寸可按IT14级精度处理查得Δ=0.36 mm Z max - Z min =0.040 mm 系数x=0.5
5.1.2切边凸模（50-00.12）
切边相当于落料，应以凹模为基准
凹模尺寸Ad=（A-xΔ）+00.25Δ=（50-0.5×0.12）+00.03=49.94+00.03 mm 凸模尺寸按凹模尺寸配置，其双边间隙为0.100-0.140mm
Ap=（49.800-49.840）+00.03 mm取49.800 +00.07 mm
x=0.5 δp =0.02 δd =0.02
校核间隙:因为δp+δd=0.02+0.02=0.04 mm < Z min-Z max=0.114 mm 所以符合δp+δd≤Z min-Z max
2、凹模轮廓尺寸的确定
凹模轮廓尺寸包括凹模板的平面尺寸及厚度尺寸。从凹模刃口至凹模外边缘的最短距离为凹模的壁厚c。对于简单的对称形状刃口的凹模，压力中心及为刃口对称中心。由于该零件为圆形拉深件为对称件，所以压力中心即为刃口对称中心，所以凹模的平面尺寸即可沿刃口型孔向四周扩大一个凹模壁厚来确定。
因切边凹模的刃口尺寸为50mm*30mm，查表的凹模壁厚c=30 mm，所以选凹模轮廓为方形，根据工件尺寸即可估计凹模的外形尺寸：L=50+60=110mm，B=30+60=90mm。故取125*100mm。
3、模架的选择
模架包括上模座、下模座、导柱和导套。冲压模具的全部零件都安装在模架上。为了缩短模具制造周期，降低成本所以选用标准模架。选择模架结构时要根据工件的受力变形特点，坯件定位、出件方式、送料方向，导柱受力状态操作是否方便等方面进行综合考虑。选择模架尺寸时要根据凹模的轮廓尺寸考虑，一般在长度上及宽度上都应比凹模大30-40mm。模架厚度一般等于凹模厚度的1-1.5倍。冲压模具的闭合高度应大于压力机的最小装模高度，小于压力机的最大装模高度。
模具的闭合高度是指模具在最低工作位置时，上模座上表面与下模座下表面之间的距离。为使模具正常工作，模具闭合高度H必须与压力机的装模高度相适应，使之介于压力机最大装模高度Hmax与最小装模高度Hmin之间，一般可按下式确定：
（Hmax-T）-5mm≥H≥(Hmin-T)+10mm
根据所选压力机可知Hmax=150mm, Hmin=115mm,T=30mm。
Hmax——压力机最大封闭高度；
Hmin——压力机最小封闭高度；
T——压力机工作垫板厚度；
H——模具的闭合高度。
所以确定模具的闭合高度为H=115～80mm。该模具的闭合高度为136mm，不符合要求。故改用压力机J23-10
J23-10压力机的主要技术规格为：
公称压力：100 KN
滑块行程：45mm
滑块行程次数：145次/min
最大封闭高度：180 mm
封闭高度调节量：35 mm
垫块尺寸：35mm
模柄孔尺寸：直径30 mm深度55mm
采用后侧导柱模架查表得标准模架的尺寸为：见表5-1
冲裁模具设计步骤 第一步工作:对所设计模具之产品进行可行性分析 , 以电脑机箱为例, 首先将各组件产品图纸利用设计软件进行组合分析 (套图 , 确保各产品图纸的正确性,另一方面可以熟悉各组件在整个机箱中的重要性,以确定重点尺寸,这样在模具设计中很有好处。 第二步:对产品进行分析采用什么样的模具结构 , 并对产品进行排工序, 确定各工序冲工内容, 并利用设计软件进行产品展开, 在产品展开时一般从后向前展开, 例如一产品需要量五个工序, 则从加工成品开始展开,一直向前四工序、三工序、二工序、一工序,并展开一个图形后复制一份再进行前一工序的展开。注意, 这一步很重要, 同时要细心。 第三步:依产品展开图进行备料, 在图纸中确定模板尺寸, 包括各固定板、卸料板、凸凹模、镶件等。注意:如果直接在产品展开图中进行备料并加入定位销钉、导柱、螺丝孔的位置。可以大大的提高设计效益。如果进行手工计算效率太低。 第四步:模具图的绘制 , 在备料图纸中再制一份出来, 进行各组件的绘制,并且加入线切割的穿丝孔,在成型模中,上下模的成型间隙, 一定不能忘记。尺寸的标注也是一个非常重要的工作。 第五步:校对 设计实例 1 冲裁、弯曲、拉深及成形是冷冲压的基本工 序,下面以常见的冲裁件、弯曲件及拉深件为例介绍冲裁、弯曲及拉深的冲压工艺分析、工艺方案拟订、工艺计算及模具设计。零件简图:如图 3-1所示. 名称:垫圈
生产批量:大批量 材料:Q235钢 材料厚度:2mm 要求设计此工件的冲裁模。 图 3-1 一 . 冲压件工艺分析 该零件形状简单、对称, 是由圆弧和直线组成的。根据冲模手册表 2-10、 2-11查得,冲裁件内外所能达到的经济精度为 IT14,孔中心与边缘距离尺寸公差为 ±0.1mm .将以上精度与零件简图中所标注的尺寸公差相比较, 可认为该零件的精度要求能够在冲裁加工中得到保证. 其它尺寸标注、生产批量等情况, 也均符合冲裁的工艺要求, 故决定采用利用导正销进行定位、刚性卸料装置、自然漏料方式的冲孔落料模进行加工。 方案一:采用复合模加工。复合模的特点是生产率高, 冲裁件的内孔与外缘的相对位置精度高, 冲模的轮廓尺寸较小。但复合模结构复杂, 制造精度要求高, 成本高。复合模主要用于生产批量大、精度要求高的冲裁件。方案二:采用级进模加工。级进模比单工序模生产率高,
落料冲孔复合模设计说明书 院系：机电工程学院 专业：材料成型及控制工程班级：09及材控二班 学号：20091185 姓名：李明红 指导老师：周健老师
目录 1、概论______________________________________2 2、工艺分析方案及确定________________________2 3、模具结构的确定____________________________4 4、工艺计算__________________________________5 5、主要工作零件的设计________________________9 6、总装配图__________________________________15 7、参考文献__________________________________16
1、概论 模具是工业生产的基础工艺装备。振兴和发展我国的模具工业，日益受到人们的重视和关注。在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电和通讯等产品中，60～80%的零部件，都要依靠模具成形。用模具生产制件所表现出来的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比拟的。模具又是“效益放大器”，用模具生产的最终产品的价值，往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。模具生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。 设计出正确合理的模具不仅能够提高产品质量、生产率、模具使用寿命，还可以提高产品的经济效益。本次设计的是一套落料冲孔模，经过查阅资料，对零件进行结构和工艺分析，通过冲裁力、顶件力卸料力等力计算并确定压力机的型号。对模具各部分进行强度校核，确认其是否满足使用要求。总而言之，要通过合理的设计，能够制造出既节省原材料，又能加工出符合要求的零件的落料冲孔模。 2、工艺方案分析及确定
摘要 本次设计了一套冲孔，落料的模具。经过查阅资料，首先要对零件进行工艺分析，经过工艺分析和对比，采用冲孔落料工序，通过冲裁力，顶件力，卸料力等的计算，确定压力机的型号。在分析对冲压件加工的模具适用类型选择所需的模具。得出将设计的模具类型后将模具的各个工作零件部件的设计过程表达出来。在文档中第一部分，主要叙述了冲压模具的发展状况，说明了冲压模具的重要性与本次设计的意义，接着是对冲压件的工业分析，完成了材料利用率的计算。在进行冲裁工艺力的计算和冲裁模工作部分的设计计算，对选择冲压设备提供依据。最后是对主要零部件的选择。 本次设计阐述了冲压落料复合模的结构设计及工作过程。本模具性能可靠，运行平稳，提高了产品质量和生产效率，降低劳动强度和生产成本。 关键字：冲压：落料冲孔：复合模：模具结构
ABSTRACT The design of a punching, blanking die. Through access to information, we must first process the parts analysis, technology analysis and comparison by using the punch blanking process, through the blanking force, the top pieces of force, discharge force of the calculations to determine the type presses. In the analysis of the stamping process to select the desired type of mold for the mold. Types obtained after the design of the mold die parts of the various working parts of the design process of expression. In the first part of the document, the main account of the development of stamping die, stamping die shows the importance and significance of this design, then is the stamping industry analysis, completed the material utilization rate calculation. Calculation of force during the blanking process and the work of some of blanking die design calculation, provide the basis for the selection of stamping equipment. Finally, the choice of the main components. The design described blanking compound die stamping design and working process.Reliable performance of the mold, smooth operation, improved product quality and production efficiency, reduce labor intensity and production costs. Keywords: Stamping: Blanking punch: Compound Die: die structure
理工学院毕业设计（论文） 落料、拉深、冲孔复合模设计 学生： 学号： 专业： 班级： 指导教师： 理工学院机械工程学院 二零一五年六月
四川理工学院 毕业设计（论文）任务书 设计（论文）题目：落料、拉深、冲孔复合模设计 学院：机械学院专业：材控班级：2011级1班学号：11011023174 学生：指导教师： 接受任务时间 2015.3.9 教研室主任（签名）院长（签名） 一.毕业设计（论文）的主要容及基本要求 容：落料、拉深、冲孔复合模设计；产品工件图见附图；生产批量：大批量要求：要求有摘要（中、英文）、目录、设计任务书、产品图及设计说明书。。 1.工件工艺性分析 （1）根据工件图，分析其形状、尺寸、精度、断面质量、装配关系等要求。 （2）根据生产批量，决定模具的结构形式、选用材料。 （3）分析工件所用材料是否符合冲压工艺要求。 2.确定合理的工艺方案：应有两个以上的工艺方案比较分析。 （1）根据工艺分析，确定基本的工序性质。如：落料—拉深 （2）根据工艺计算，确定工序数目。 （3）根据生产批量和条件（材料、设备、工件精度）确定工序组合。如：复合冲压工序或连续冲压工序 3.工艺计算 （1）计算毛坯尺寸，合理排样，绘排样图，计算材料利用率。 （2）计算冲压力，如：冲裁力、弯曲力、拉伸力、卸料力、推件力、压边力等以便确定压力机。 （3）计算压力中心，防止模具受偏心负荷，受损。 （4）计算并确定模具主要零件（凸模、凹模、凸模固定板、垫板等）外形尺寸及弹性元件的自由高度。 （5）确定凸、凹模间隙，计算凸、凹模工作部分尺寸。 4.模具总体结构设计 （1）进行模具结构设计，确定结构件形式和标准。 （2）绘制模具总体结构草图，初步计算并确定模具闭合高度，概算模具外形尺寸。 5.选择冲压设备 根据工厂现有设备及要完成的冲压工序性质、冲压加工所需的变形力、变形功
第二章冲压件工艺过程设计的内容及步骤 不论冲压件的几何形状和尺寸大小如何,其生产过程一般都是从原材料剪切下料开始，经过各种冲压工序和其他必要的辅助工序（如退火，酸洗，表面处理等）加工出图纸所要求的零件。对于某些组合冲压件或精度要求较高的冲压件，还需要经过切削，焊接或铆接等加工，才能完成。冲压件工艺过程的制定和模具设计是冷冲压课程设计的主要内容。进行冲压设计就是根据已有的生产条件，综合考虑影响生产过程顺利进行的各方面因素，合理安排零件的生产工序，最优地选用，确定各工艺参数的大小和变化范围，设计模具，选用设备等，以使零件的整个生产过程达到优质，高产，低耗，安全的目的。 2.1 工艺过程设计的基本内容 冲压工艺规程是模具设计的依据，而良好的模具结构设计，又是实现工艺过程的可靠保证，若冲压工艺有改动，往往会造成模具的返工，甚至报废。冲制同样的零件，通常可以采用几种不同方法。工艺过程设计的中心就是依据技术上先进，经济上合理，生产上高效，使用上安全可靠的原则，使零件的生产在保证符合零件的各项技术要求的前提下，达到最佳的技术效果和经济效益。 冲压件工艺过程设计的主要内容和步骤是： 一. 分析零件图(冲压件图) 产品零件图是分析和制定冲压工艺方案的重要依据，设计冲压工艺过程要从分析产品的零件图人手。分析零件图包括技术和经济两个方面： 1. 冲压加工的经济性分析 冲压加工方法是一种先进的工艺方法，因其生产率高，材料利用率高，操作简单等一系列优点而广泛使用。由于模具费用高，生产批量的大小对冲压加工的经济性起着决定性作用，批量越大，冲压加工的单件成本就越低，批量小时，冲压加工的优越性就不明显，这时采用其他方法制作该零件可能有更好的经济效果。例如在零件上加工孔，批量小时采用钻孔比冲孔要经济；有些旋转体零件，采用旋压比拉深会有更好的经济效果。所以，要根据冲压件的生产纲领，分析产品成本，阐明采用冲压生产可以取得的经济效益。 2. 冲压件的工艺性分析 冲压件的工艺性是指该零件在冲压加工中的难易程度。在技术方面，主要分析该零件的形状特点，尺寸大小，精度要求和材料性能等因素是否符合冲压工艺的要求。良好的工艺性应保证材料消
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、轻工等制造行业中应用广泛。同时也对模具制造业提出了应用信息技术将先进的设计理论、方法与制造技术加以系统的集成创新的要求，促进了冲压模具设计、制造的信息化与智能化的快速发展。 进入21世纪，制造技术在中国发展更加迅速，作为制造业大国，培养数以万计的应用性、技能型人才必须采用现代教育技术手段，以实现国家的人才培养战略的需求。 概论 1.1引言 日常生产、生活中所使用到的各种工具和产品，大到机床的底座、机身外壳，小到 一个胚头螺丝、纽扣以及各种家用电器的外壳，无不与模具有着密切的关系。模具的形 状决定着这些产品的外形，模具的加工质量与精度也就决定着这些产品的质量。因为各 种产品的材质、外观、规格及用途的不同，模具分为了铸造模、锻造模、压铸模、冲压 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。 1.2冲压模地位及我国冲压技术 1.2.1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）的 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。 冲压模具是冲压生产必不可少的工艺装备，是技术密集型产品。冲压件的质量、生 产效率以及生产成本等，与模具设计和制造有直接关系。模具设计与制造技术水平的高 低，是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志之一，在很大程度上决定着产品的质
目录 一．冲压件工艺分析 (2) （一）材料： (2) （二）零件结构： (2) （三）尺寸精度： (2) 二．工艺方案及模具结构类型 (2) 三．排样设计 (3) （一）少废料排样 (3) （二）无废料排样 (3) 四．冲压力与压力中心计算 (4) （一）计算冲压力的目的是为了合理地选择冲压设备和设计模具。 (4) （二）压力中心 (5) 五．压力机的选择 (6) （一）压力机的选择原则 (6) （二）冲压设备规格的选择 (6) （三）压力机的其它参数 (7) 六．工作零件刃口尺寸计算 (7) 七．工作零件结构尺寸 (9) （一）落料凹模板尺寸： (9) （二）落料凹模板的固定方式： (10) （三）凸凹模尺寸计算： (10) （四）凸凹模内外刃口间壁厚校核： (10) （五）冲孔凹模洞口的类型 (11) （六）凸凹模的固定方法和主要技术要求 (12) （七）冲孔凸模尺寸计算： (12) （八）凸模的固定方式 (13) （九）标准模架和导向零件 (13) 八．有关模具设计计算: (15) （一）卸料橡胶元件的选择： (15) （二）设计和选用卸料与出件零件 (15) （三）选择上、下模板及模柄 (16) （四）垫板的结构设计： (17) （五）闭合高度： (18) 双孔垫片冲压模具设计与制造
一．冲压件工艺分析 材料：紫铜板 材料厚度：2mm 图1.双孔垫片零件图 （一）材料： 该冲裁件的材料是紫铜板，具有良好的冲压性能，适合冲裁。 （二）零件结构： 该零件结构简单，在对称中心线上有两个直径为8mm的圆孔。孔与孔，孔与边缘之间的距离也满足要求，最小壁厚为5mm（直径为10mm的孔与最边缘的之间的尺寸）。由此可以看出该零件具有良好的冲压性能。（三）尺寸精度： 零件上所有未标公差的尺我寸，属于自由尺寸，可按IT14级确定工件尺寸的公差。 零件外形尺寸：长度：；宽度：； 零件内形尺寸：； 孔心距尺寸：； 结论：适合冲裁 二．工艺方案及模具结构类型 该零件包括落料、冲孔两个基本工序，可以采用以下三种工艺方案： 1.先落料，再冲孔，采用单工序模生产。 2.落料-冲孔复合冲压，采用复合模生产。 3.冲孔-落料连续冲压，采用级进模生产。
本文主要介绍的是角尺的冲压模具的设计方法。首先工艺分析，包括模具材料的选择。接着介绍了模具结构形式的确定，然后是模具结构的设计与基本工作原理。 关键词：落料冲孔倒装复合模
摘要.............................................................................................................................................................. I 目录.............................................................................................................................................................. I 1、工艺分析 (1) 1.1 冲压材料 (1) 1.2 工艺方案的分析和确定 (1) 2、模具结构形式的确定 (2) 2.1 卸料装置的确定 (2) 2.2 排样设计方案 (2) 2.3 计算冲压力 (3) 2.4 模具各工作部分刃口尺寸计算 (4) 3、模具的结构设计 (5) 3.1 凹模结构设计 (5) 3.2 凸、凹模设计 (6) 3.3 模具总装图 (6) 4、模具的基本工作过程 (7) 5、模具设计完成后的注意事项 (8) 6、结论 (8) 致谢 (9) 参考文献 (10)
1、工艺分析 1.1 冲压材料 冲压材料为普通碳素结构钢，其牌号为Q235，材料选择2mm厚度，冲压件的尺寸精度为IT13级，为普通小型冲压件。因为制件的尖角比较多。在结构上，要保证凸凹模刃口尺寸，所以模具设计时应对此加以考虑。 图1制件图 1.2 工艺方案的分析和确定 从制件图上看，此工件只有落料和冲孔两道工序。根据对加工要求和工序先后顺序的合理性分析，我制定出的加工顺序是先落料后冲孔,采用倒装式复合模，结构简单，也可保证零件的尺寸精度和形状精度。 该零件包括落料、冲孔两个基本工序，可用三种工艺方案 方案一、先落料、后冲孔，采用单工序模生产。需要两幅模具，要进行两次定位，带来定位的积累误差且生产效率低，不适合采用。 方案二、落料到冲孔的复合冲压，用复合模生产。只需要一副模具，冷冲件的尺寸精度和形状精度能保证，且生产效率快。不过模具结构复杂，造价成本高。 方案三、冲孔到落料连续冲压，用级进模生产。也只需要一副模具，生产效率高，可实现自动化。但制件冲裁精度稍差。 制件一般精度要求稍高且为大批量生产，所以选用复合模具。 复合模有分正装与倒装两种，正装与倒装优缺点比较如图表1。 图表1 复合模正装与倒装比较 正装倒装 序 号
如图所示为一批量生产的冲压件，该零件材料为30号钢，材料厚度为6mm。冲件数量为批量生产，可选择复合模或者连续模结构形式。但材料的厚度远远大于2mm，故选择倒装复合模，其典型组合模具设计基础及模具CAD图2-20。下面将简述该零件落料模的设计过程。 1、零件分析及工艺性确定 零件有落料、冲孔两种工序，形状简单，精度一般。可采用配合加工方法制造。 2、毛坯排样 从该冲压件形状特点可以看出，该冲压件宜采用直排方式进行生产，其排样如图所示。查表可得最小搭边值分别为6mm和5mm，则可计算出调料的宽度和步距分别为： B=62mm+6mm+6mm=74mm H=30mm+5mm=35mm 材料的利用率η=A/BS×100％=64.3％
3、冲裁力及压力中心计算 （1） 冲裁力 F=Lt σb=62×6×500=186000N=19KN （2） 压力中心 该零件为左右对称、上下对称图形，则压力中心在零件的中心点上。 4、模具总体结构设计 1) 确定冲裁间隙值 材料厚度t=6，查表取Z ｍｉｎ=0.075mm ，Z ｍａｘ=0.08mm 。 2) 刃口尺寸计算 外形尺寸由落料而得，以凹模为基准件，冲孔尺寸由冲孔凸模决定，以冲孔凸模为基准件。分析凸、凹模刃口的磨损情况，经分析落料磨损后凹模增大，没有缩小和尺寸不变的情况；冲孔磨损后冲孔凸模缩小，没有增大和尺寸不变的情况。 由题意可得，取其公差尺寸为mm 050.032-，mm 050.030-，,mm R 040.015-均取 x=0.5。孔径尺寸mm 15 .010.012++φ，取x=0.75。 ①落料凹模按公式1-31，() ?+?-=41 max x A A M 计算刃口尺寸：
摘要 模具属于精密机械的产品，它主要机械零件和机构组成。如成形工作零件、导向零件、定位零件、支撑零件及送料机构、抽芯机构、推出机构等。模具与相应的成形设备（如冲床、塑料注射机、压铸机等）配套使用时，可直接改变金属或非金属材料的形状、尺寸、相对位置和性能，使之成形为合格的制件。 模具设计是模具制造的基础，合理正确的设计是正确制造模具的保证：模具制造技术的发展对提高模具质量、使用寿命、精度以及缩短制造模具周期具有重要的意义：模具的质量、使用寿命、制造精度及合格率在很大程度上取决于制造模具的材料及热处理工艺：模具成本直接关系到制件的成本以及模具生产企业的经济效益；模具工作零件的精度决定制件的精度；模具的寿命又与模具材料及热处理、模具结构以及所加工制作材料等诸多因素有关；模具的安装与使用直接关系到模具的使用性能及安全；而模具的标准化是模具设计与制造的基础，对大规模、专业化生产模具具有极重要的作用，模具标准化程度的高低是模具工业发展水平的标志。 本次设计绘图采用CAXA进行，CAXA为计算机辅助制图工具，是一款专业机械平面制图软件，具有很强的图像处理功能。 关键词：模具设计；排样；复合模
Abstract Mold products are precision machinery, it mainly consists of mechanical parts and bodies，such as forming working parts, parts orientation, positioning parts, supporting parts, positioning components and feed mechanism, core-pulling mechanism, introduced institutions. Mold and the corresponding forming equipment (such as punching, plastic injection machine, die-casting machine, etc. ) supporting the use of, may directly alter the shape of metal or non-metallic materials, size, relative position and performance, shaping the work piece for qualified. Mold manufacturing mold design is the basis for rational design of the right mold to ensure correct; mold manufacturing technology to improve the mold quality, service life, accuracy and shorten the manufacturing cycle is of great significance mold; mold quality, service life, manufacturing precision and the passing rate depends largely on the manufacture of mold materials and heat treatment; mold costs directly related to the work piece, the cost and economic efficiency of enterprises mold; determine the accuracy of the die components parts precision; dies life expectancy and the mold materials and heat treatment, mold structure and the production of materials processing, and many other factors; and mold die design and manufacturing and use of mold performance and safety; and mold die design and manufacturing standards are the basis of the same, large scale, specialized production mold is a very important role in standardization of the level of mold is a sign of mold level of industrial development. The use of caxa for design and drawing, caxa tool for computer aided drawing, is a professional mechanical surface mapping software, has a strong image processing functions. Keywords: mold design; layout; Die
在目前激烈的市场竞争中，产品投入市场的迟早往往是成败的关键。模具是高质量、高效率的产品生产工具，模具开发周期占整个产品开发周期的主要部分。因此客户对模具开发周期要求越来越短，不少客户把模具的交货期放在第一位置，然后才是质量和价格。因此，如何在保证质量、控制成本的前提下加工模具是值得认真考虑的问题。模具加工工艺是一项先进的制造工艺，已成为重要发展方向，在航空航天、汽车、机械等各行业得到越来越广泛的应用。模具加工技术，可以提高制造业的综合效益和竞争力。研究和建立模具工艺数据库，为生产企业提供迫切需要的高速切削加工数据，对推广高速切削加工技术具有非常重要的意义。本文的主要目标就是构建一个冲压模具工艺过程，将模具制造企业在实际生产中结合刀具、工件、机床与企业自身的实际情况积累得高速切削加工实例、工艺参数和经验等数据有选择地存储到高速切削数据库中，不但可以节省大量的人力、物力、财力，而且可以指导高速加工生产实践，达到提高加工效率，降低刀具费用，获得更高的经济效益。 关键词 : 冲压冲模分离工序复合切边悬臂冲孔冲裁件精度
1.绪论 (1) 1.1 冲压的概念、特点及应用 (1) 1.2 冲压的基本工序及模具 (3) 1.3 冲压技术的现状及发展方向 (3) 2 . 零件的工艺性分析 (7) 2.1 零件的工艺性分析 (7) 2.2 冲裁件的精度与粗糙度 (8) 2.3 冲裁件的材料 (9) 2.4 确定工艺方案 (9) 3. 冲压模具总体结构设计 (9) 3.1 磨具类型 (9) 3.2 操作与定径方式 (9) 3.3 卸料与出件方式 (9) 3.4 模架类型及精度 (9) 4. 冲压磨具工艺与设计计算 (9) 4.1 排样设计与计算 (9) 4.2 设计冲压力与压力中心 (11) 5. 磨具的总张图与零件图 (14) 5.1 总张图 (14) 5.2 冲压磨具的零件图 (14) 5.3 压力机的校核 (21) 6. 冲压磨具零件加工工艺的编制 (22) 6.1 凹模加工工艺过程 (22) 6.2 凸模加工工艺过程 (22) 6.3 卸料板加工工艺过程 (24) 6.4 凸核固定板加工工艺过程 (24) 6.5 模座加工工艺过程 (25) 6.6 导料板加工工艺过程 (25) 1. 绪论
落料冲孔复合模设计实例 （一）零件工艺性分析 工件为图1所示的落料冲孔件，材料为Q235钢，材料厚度2mm ，生产批量为大批量。工艺性分析内容如下： 1.材料分析 Q235为普通碳素结构钢，具有较好的冲裁成形性能。 2. 结构分析 零件结构简单对称，无尖角，对冲裁加工较为有利。零件中部有一异形孔，孔的最小尺寸为6mm ，满足冲裁最小孔径min d ≥mm 20.1=t 的要求。另外，经计算异形孔距零件外形之间的最小孔边距为5.5mm ，满足冲裁件最小孔边距min l ≥ mm 35.1=t 的要求。所以，该零件的结构满足冲裁的要求。 3. 精度分析： 零件上有4个尺寸标注了公差要求，由公差表查得其公差要求都属IT13，所以普通冲裁可以达到零件的精度要求。对于未注公差尺寸按IT14精度等级查补。 由以上分析可知，该零件可以用普通冲裁的加工方法制得。 （二）冲裁工艺方案的确定 零件为一落料冲孔件，可提出的加工方案如下： 方案一：先落料，后冲孔。采用两套单工序模生产。 方案二：落料—冲孔复合冲压，采用复合模生产。 方案三：冲孔—落料连续冲压，采用级进模生产。 方案一模具结构简单，但需两道工序、两副模具，生产效率低，零件精度较差，在生产批量较大的情况下不适用。方案二只需一副模具，冲压件的形位精度和尺寸精度易保证，且生产效率高。尽管模具结构较方案一复杂，但由于零件的几何形状较简单，模具制造并不困难。方案三也只需一副模具， 生产效率也很高， 图1 工件图
但与方案二比生产的零件精度稍差。欲保证冲压件的形位精度，需在模具上设置导正销导正，模具制造、装配较复合模略复杂。 所以，比较三个方案欲采用方案二生产。现对复合模中凸凹模壁厚进行校核，当材料厚度为2mm 时，可查得凸凹模最小壁厚为4.9mm ，现零件上的最小孔边距为5.5mm ，所以可以采用复合模生产，即采用方案二。 （三）零件工艺计算 1.刃口尺寸计算 根据零件形状特点，刃口尺寸计算采用分开制造法。 （1）落料件尺寸的基本计算公式为 A 0max A )(δ+-=X ΔD D min max 0min A T T T )()(δδ----=-=Z X ΔD Z D D 尺寸mm 10022.0-R ，可查得凸、凹模最小间隙Z min =0.246mm ，最大间隙Z max =0.360mm ，凸模制造公差m m 02.0T =δ，凹模制造公差m m 03.0A =δ。将以上各值代入A T δδ+≤min max Z Z -校验是否成立，经校验，不等式成立，所以可按上式计算工作零件刃口尺寸。 即 mm 835.9mm 22.075.010030 .0003.00 A1++=?-=）（D mm 712.9mm 246.0835.90 020.0002.0T1--=-=）（D （2）冲孔基本公式为 0min T T )(δ-+=X Δd d A 0min min A )(δ+++=Z X Δd d 尺寸mm 5.418 .00 +R ，查得其凸模制造公差m m 02.0T =δ，凹模制造公差m m 02.0A =δ。经验算，满足不等式A T δδ+≤min max Z Z -，因该尺寸为单边磨损尺寸，所以计算时冲裁间隙减半，得 mm 65.4mm )18.075.05.4(0 02.0002.0T1--=?+=d mm 76.4mm )2/246.065.4(02 .0002.00A1++=+=d 尺寸mm 318 .00 +R ，查得其凸模制造公差m m 02.0T =δ，凹模制造公差m m 02.0A =δ。经验算，满足不等式A T δδ+≤min max Z Z -，因该尺寸为单边磨损尺寸，所以计算时冲裁间隙减半，得
轴盖复合模的设计与制造 [ 摘要 ] 本设计分析了轴盖零件的结构工艺性，提出了合理的成型工艺。确定合理的冲压工艺方案，零件冲压成形的方向和模具结构，并进行了工艺参数的计算，且对模具的设计、工作过程、装配、调试工艺作了阐述。 [ 关键词 ]翻边模模具结构工艺成形 the design and manufacture of the shaftcup gang dies Abstract： The structural technique of shaftcup accessory is analyzed，and the proper forming technique is proposed．The stamping process scheme was determined , have carried on the calculation of the craft parameter ，ascertain its punching forming direction and die structure，die design, working process，and technique for assembly and adjustment are discussed． Keywords：flanging die mold structure technological process shaping
前 言 在冲压生产中，常常将几个单工序冲压过程集中在一副模具中完成，这种在压力机的一次工作行程中，在一副模具的同一工位同时完成两种或两种以上基本工序的模具就称为复合模具。 冷冲压是一种先进的金属加工方法，与其它加工方法(切削)比较，它有以下特点： 1)它是无屑加工 被加工的金属在再结晶温度以下产生塑性变形．不产生切屑，变形中金属产生加工硬化。 2)所用设备是冲床 冲床供给变形所需的力。 3)所用的工具是各种形式的冲模 冲模对材料塑性变形加以约束，并直接使材料变成所需的零件。 4)所用的原材料多为金属和非金属的板料。 冷冲压与其它加工方法比较，在技术上、经济上有许多优点： 1）在压床简单冲压下．能得到形状复杂的零件．而这些零件用其它的方法是不可能或者很难得到的。如汽车驾驶室的车门、顶盖和翼子板这些具有流线型零件。 2)制得的零件一般不进一步加工，可直接用来装配，而且有—定精度，具有互换性。 3)在耗料不大的情况下。能得到强度高、足够刚性而重量轻、外表光滑美观的零件。 4)材料利用率高，一般为70一85％。 5)生产率高，冲床冲一次一般可得一个零件．而冲床一分钟的行程少则几次，多则几百次。同时，毛坯相零件形状规则，便于实现机械化和自动化。 6)冲压零件的质量主要靠冲模保证．所以操作方便，要求的工人技术等级不高，便于组织生产。 7)在大量生产的条件下，产品的成本低。 冷冲压的缺点是模具要求高、制造复杂、周期长、制造费昂贵．因而在小批量生产中受到限制。另外．冲压件的精度决定于模具精度．如零件的精度要求过高、用冷冲压生产就难以达到。 一、 冲压件的工艺分析 有工件图看，该工件需要内外缘同时翻边，翻边高度为4mm ，由计算可知最大翻边高度为H max =5.93mm,由此可知设计翻边时可一次翻边完成，无需拉深。由于产品批量较大，不宜采用单一工序生产，且不易保证内外缘的同心度。而用级进模结构复杂。采用复合模可一次完成落料、冲孔、内外缘翻边。 因为该工件是轴对称件，材料厚度仅为1.0mm ，冲裁性能较好。为了减少工序数经对该工件进行详细分析，并查阅有关资料后，可采用复合模一次压制成形。该工艺特点是首先进行落料，再冲孔，最后翻边成形 。采用这种方法加工的工件外观乎整、毛刺小、产品质量较高，而且大大提高了生产效率。所以经分析，决定设计复合摸来完成此工件的加工。 二、 工艺方案的确定 计算翻边前是否需要进行拉深，这要核算翻边的变形程度，由模具设计手册查的极限翻边系数：Kmin=0.62,则可只允许的最大翻边高度Hmax 为： ()t r K D H 72.043.012 min max ++-= 式中 Hmax —最大翻边高度 D —翻边直径 零件图 名称：轴盖 材料： 数量：大批量
题目: 落料拉伸冲孔复合膜设计 分院：机械与电子学院 姓名：沈星星 学号： 20093729 专业：模具设计与制造 指导老师：焦锡岩 毕业论文答辩时间： 2012-6-14 前言 随着工业发展，冲压模具的应用越来越广泛。同时由于产品更新换代速度
的加快，除了要保证模具设计质量以外，对模具设计效率的要求也越来越高。为了促进我国冲压模具技术的发展，从计算机技术、先进加工技术及装备、其它新技术与冲压模具等方面分析了我国冲压模具的技术现状。结果表明：经过几十年的发展，我国的冲压模具总量位居世界第三位，加工技术装备基本已与世界先进水平同步。 本文首先分析了复合模具的工艺结构，介绍了复合模具的设计，重点介绍了模具的结构、凹凸模的设计、冲裁力的计算以及冲压机的选型。其次详细阐述了落料拉深冲孔复合模的工艺设计与结构设计过程、对拉深凸模、落料凹模、落料拉深凹凸等模具主要的成型零件以及各种标准零件进行设计计算和选择，基本上确定了落料拉深冲孔复合模的整体结构框架。本文设计的复合模具适用于加工几何尺寸较大、形状复杂、精度要求较高的冲压类零件，通过理论分析和大量的工程实践探索，在模具上采用了一些特殊机构，可使操作简单，提高生产效率,对提高企业的市场竞争力有着现实的意义。通过了复合模具的设计，可以将传统的分模加工合二为一，使落料、拉深、冲孔一次成形，避免了分模加工中定位误差的生产，从而保证了质量，降低了成本，提高了生产效率。 -Ⅰ-
目录 \ 前言 (Ⅰ) 目录 (Ⅱ) 第1章绪论 (1) 1.1冲压模具简介 (2) 1.1.1 冲压成形与冲压模具的概念 (2) 1.1.2 冲压模具的分类 (2) 1.2 本课题主要研究的内容及意义 (3) 第2章复合模具总体方案的分析与确定 (5) 2.1 工艺方案分析 (5) 2.1.1 工件的分析 (5) 2.1.2 落料拉深工艺分析 (5) 2.2工艺方案的确定 (6) 第3章主要的工艺参数计算 (7) 3.1 毛坯尺寸的计算 (7) 3.2 排样 (7) 3.3 工序压力计算 (8) 3.4 冲压设备的选择 (9) 第4章主要工作部分尺寸计算 (11) 4.1 落料刃口尺寸计算 (11) 4.2 冲孔刃口尺寸计算 (11) 4.3 复合模具主要零件的设计 (12) 第5章落料拉深冲孔复合模装配 (18) 5.1 冲压模具装配的技术要求 (18) 5.2 落料拉深冲孔复合模装配的特点 (19) 5.3复合模具的总体设计 (19) 5.4复合模具总装配 (19) 总结与展望 (24) 参考文献 (25) 致谢 (26) - Ⅱ-
设计题目：垫片的冲孔落料复合模设计 一、 原始数据 如图所示的垫片，外形直径D=80mm ，内孔直径d=40mm ，厚度3mm δ=，材料为A3(Q235)，生产批量：大批量。 二、 冲压件工艺分析 1、 材料性能 A3（即Q235）是普通碳素结构钢，具有良好的冲裁成形性能，其抗拉强度为432~461Mpa ，抗剪强度为304~373MPa 。 2、 零件结构 该零件结构简单且中心对称，无尖角，对冲裁成形加工较为有利。零件中间有一圆 孔，孔的最小尺寸为d=40mm ，满足冲裁最小直径min d ≤1.0t=3mm 的要求。同时，经过计算，孔的边缘距离零件外形的最小尺寸()11 8040202 b mm = ?-=,满足冲裁最小孔边距min b ≥1.0t=3mm 的要求。所以，该零件的结构满足冲裁件的结构要求。 3、 尺寸精度 查表得，该工件内外形所能达到的经济精度为IT12~IT14级。而零件图上标注了零件的尺寸公差，由公差表查得其公差要求为IT14级，未注公差由IT14级查取。由此，通过普通冲裁可以达到零件的精度要求。 综合以上材料性能、零件结构、尺寸精度的分析，该零件可以采用普通冲裁的方法获得。
三、 冲裁方案及模具类型的选择 该零件包括冲孔和落料两个基本工序，可提出的加工方案如下： 方案一：先落料，后冲孔。采用两套单工序模生产。 方案二：落料—冲孔复合冲压。采用复合模生产。 方案三：冲孔—落料连续冲压。采用级进模生产。 方案一模具结构简单，模具制造容易，但需两道工序、两副模具，生产效率低，零件精度较差，在生产批量较大的情况下不适用。 方案二只需一副模具，冲压件的形位精度和尺寸精度易保证，且生产效率高。尽 模具结构较方案一复杂，但由于零件的几何形状较简单，模具制造并不困难。 方案三也只需一副模具，生产效率也很高，但与方案二比生产的零件精度稍差 欲保证冲压件的形位精度，需在模具上设置导正销导正，模具制造、装配较复合模略复杂。 所以，综合尚需三个方案，宜采用方案二生产。现对复合模中凸凹模壁厚进行 核，当材料厚度为3mm δ=时，可查得凸凹模最小壁厚为3C mm =，现零件上的最小孔边距为min 20b mm =，有min b C >，满足该凸凹模结构要求，所以可以采用复合模生产，即采用方案二。 因材料厚度较大，也为了方便卸料和排出冲孔废料，进而提高生产率，宜采用倒装式复合模生产。 综上得，该零件采用冲孔落料倒装式复合模生产。 四、 零件的工艺计算 1、 刃口尺寸计算 冲孔模刃口尺寸计算公式： 凸模：()00.0240 0.02479.42079.6300.210p mm D --==- 凹模：() min d p d d d z δ+=+ 落料模刃口尺寸计算公式 凹模：() 2max d d D D x δ+=-? 凸模：()min 0 p p d D D z δ-=- 由0.620 40d +=?得max 40.620mm d =，min 40.000mm d =，10.620mm =?
1 分析零件的工艺性 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—冲压加工工序—必要的辅助工序—质量检验—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。 该零件是空气滤清器壳，从图1.1中我们可以看出该零件的精度要求不是很高，但要 求有较高的钢度和强度。在零件图中，尺寸0 1102-φ为IT14级，其余尺寸未标注公差，可 以按自由公差计算和处理。零件的外形尺寸为102φ，属于中小型零件，料厚为1.5mm 。 图1-1空气滤清器壳 下面分析结构工艺性。因为该零件为轴对称旋转体，故落料片肯定是圆形，其冲裁的 工艺性很好。零件为带法兰边圆筒形件，且d D F 、d h 都不太大，拉深工艺性较好，圆 角半径R3、R6都大于等于2倍料厚，对于拉深都很适合。 因此，该壳体零件的冲压生产要用到的冲压加工基本工序有：落料、拉深（拉深的次 数可能为多次）。用这些工序的组合可以提出多种不同的工艺方案。
2 确定工艺方案 2.1 计算毛坯尺寸 由于板料在扎压或退火时所产生的聚合组织而使材料引起残存的方向性，反映到拉深 过程中，就使桶形拉深件的口部形成明显的突耳。此外，如果板料本身的金属结构组织不 均匀、模具间隙不均匀、润滑的不均匀等等，也都会引起冲件口高低不齐的现象，因此就 必需在拉深厚的零件口部和外缘进行修边处理。这样在计算毛坯尺寸的时候就必需加上修 边余量然后再进行毛坯的展开尺寸计算。 根据零件的尺寸取修边余量的值为4mm 。 在拉深时，虽然拉深件的各部分厚度要求发生一些变化，但如果采用适当的工艺措施， 则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。同时 由于金属在塑性变形过程中保持体积不变，因而，在计算拉深件的的毛坯展开尺寸时，可 以认为在变形前后的毛坯和拉深间的表面积相等。 因为此旋转体零件不是简单结构，我们可以用“形心法”来求得。根据久里金法则， 对于任何形状的母线AB 绕轴线Y —Y 旋转所得到的旋转体面积等于母线长度L 与其重心轴 线旋转所得周长2πx 的乘积。即 旋转体面积 F=2 πlx 因为表面积拉深不变薄，所以面积相等，则 204D F π = 即 π0 4F D = 因为 76543210F F F F F F F F ++++++= 2121)2 (r d F -=π )22(11122d r r F +=π π [])(21113r r h d F +-=π、)2 2(12 2224d r r r F +-=ππ ?? ????+--=2212325)2()2(r d r d F π、)22(332326ππr r d r F +-= )(3227r h d F -=π 由零件给出的尺寸可知：