端盖复合模设计毕业论文

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1、聊城大学东昌学院本科生毕业论文（设计）题 目： 端盖复合模设计 专业代码： 080251 作者姓名： 学 号： 20080020324 单 位： 聊城大学东昌学院 指导教师： 2012 年 05 月 16日 目 录前 言11. 分析零件的工艺性32. 确定工艺方案52.1 计算毛坯尺寸52.2 确定是否需要压边圈52.3 计算拉深次数62.4 确定工艺方案63. 主要工艺参数的计算73.1 确定排样、裁板方案73.2 计算工艺力、初选设备93.2.1 计算工艺力93.2.2 拉深功的计算123.2.3 初选压力机123.2.4 计算压力中心123.2.5 计算凸、凹模刃口尺寸及公差124. 模

2、具的结构设计154.1 模具结构形式的选择154.1.1 模架的选用154.1.2 模具的闭合高度164.2 模具工作部分尺寸计算164.2.1 落料凹模164.2.2 拉深凸模174.2.3 凸凹模184.2.4 弹压卸料板194.2.5 上垫板214.2.6 压边圈225. 选定冲压设备236. 模具总安装236.1 复合模装配236.2 模具总装图246.3 模具零件25结 论26参考文献27致 谢282 摘 要针对端盖的冲裁工艺性和拉深工艺性，分析比较了成形过程的三种不同冲压工艺（单工序、复合工序和连续工序），确定用一幅复合模完成落料、拉深和冲孔的工序过程。介绍了端盖冷冲压成形过程，经

3、过对端盖的批量生产、零件质量、零件结构以及使用要求的分析、研究，以不降低使用性能为前提，将其确定为冲压件，用冲压方法完成零件的加工，且简要分析了坯料形状、尺寸，排样、裁板方案，拉深次数，冲压工序性质、数目和顺序的确定。进行了工艺力、压力中心、模具工作部分尺寸及公差的计算，并设计出模具。通过充分利用现代模具制造技术对传统机械零件进行结构改进、优化设计、优化工艺方法能大幅度提高生产效率，这种方法对类似产品具有一定的借鉴作用。关键词： 复合模；落料；冲孔；拉深；端盖1AbstractBased on the Cover of the stamping process and the deep dra

4、wing process, Comparative analysis of the process of forming three different stamping process (single processes, complex processes and continuous processes) confirm completion of a composite model blanking, drawing processes and punching process. On the cover of the cold stamping process, right afte

5、r the Cover of the mass production, quality components, and the use of structural components of the analysis, research, in line with lower performance prerequisite to the identification of stampings, Stamping method used to complete the processing components, and a brief analysis of the blank shape,

6、 size, layout, the Conference Board, the number of Drawing, stamping processes in nature, number and sequence determination. For the process, the center of pressure, the die size and the tolerance of the calculation, design mold.Key words: Composite molding ；Blanking; Punching; Drawing; Cover2聊城大学东昌

7、学院本科毕业论文（设计）端盖复合模设计前 言模具是一种技术密集、资金密集型产品，是工业产品生产使用的重要工艺装备，他以其自身的特殊形状通过一定的方式使原材料成型。在现代工业生产中，由于模具的加工效率高，互换性好，节省原材料，生产成本低，所以得到广泛的应用。模具技术已成为衡量一个国家制造水平的重要标志之一。模具技术能促进工业产品的发展和质量的提高，并能获得极大的经济效益。模具是效益放大器，用模具生产的产品所得到价值往往是模具价值的几十倍、上百倍。在美国模具被称为点铁成金的磁力工业；德国则认为它是所有工业中的关键；日本认为模具是促进社会繁荣富裕的动力；在中国模具工业被正式确定为基础产业，并列为重点

8、扶持产业。由于新技术、新材料、新工艺的不断发展，促使模具技术不断进步，对人才的知识、能力、素质的要求也在不断的提高。本套模具设计，我所设计的零件是端盖，主要介绍的是冲压生产中应用最为广泛的落料、冲孔、拉深、翻边工序，设计的模具是它整个生产过程一次成型的复合模。设计过程对于我们来说是一种挑战，一种创新，不仅让我们对冷冲压模具设计有了更深的认识，掌握了冷冲压模具设计的方法和步骤，同时掌握了冷冲压模具设计的基本技能，如计算，绘图，查阅设计资料和手册，熟悉标准和规范等，使理论与生产实际知识相结合，从而培养和提高了我独立工作的能力。国内外研究概况 我国冲压模具现状目前我国冲压模具无论在数量上，还是在质量

9、、技术和能力等方面都已有了很大的发展，但与国民经济需求和世界先进水平相比，仍具有很大的差异，一些大型、精密、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，目前主要来源于进口。而一些低档次的简单的冲模，则已供不应求，市场竞争非常激烈。 我国模具CAD/CAM技术的发展情况我国模具CAD/CAM技术的发展已有20多年的历史。由原华中工学院和武汉733厂于1984年共同完成的级进模CADCAM系统是我国第一个自行开发的模具CADCAM系统。由华中工学院和北京模具厂等于1986年共同完成的冷冲模CADCAM系统是我国自行开发的第一个冲裁模CADCAM系统。上海交通大学开发的冷冲模

10、CADCAM系统也是在同一年完成。20世纪90年代以来，国内汽车行业的模具设计制造中开始采用CADCAM技术。国家科委863计划将东风汽车公司作为CIMS应用示范工厂，由华中理工大学作为技术依托单位，开发的汽车车身与覆盖模具CADCAMCAPP集成系统于1996年初通过鉴定。在此期间，一汽和成飞模具中心引进了工作站和CADCAM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CADCAM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CADCAM技术。其中部分骨干重点企业还具备各CAE能力。模具CA

11、DCAM技术能显著缩短模具设计与制造周期，降低生产成本，提高产品质量，已成为人们的共识。在“八五”、“九五”期间，已有一大批模具企业推广普及了计算机绘图技术，数控加工的使用率也越来越高，并陆续引进了相当数量的CADCAM系统。如美国EDS的UG,美国CV公司的CADS5，英国的DELCAM公司的DOCT5以及法国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CADCAM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量模具厂家

12、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，华中科技大学、吉林大学、湖南大学等都以研发了较高水平的具有自主知识产权的软件，并已在实践中得到成功应用，产生了良好的效益。 我国模具设计与制造能力现状在国家产业政策的正确引导下，经过几十年努力，现在我国冲压模具的设计与制造能力已经达到较高的水平，包括信息工程和虚拟技术等许多现代设计制造技术已经在很多模具企业得到应用。虽然如此，我国的冲压模具设计制造能力与市场需要和国际先进水平相比较仍有较大的差距。这些主要表现在高档轿车和大中型汽车覆盖件模具及高精度冲模等方面 ，无论是在设计还是加工工艺和能力方面，都有较大的差距。轿车覆盖件模具，具有设

13、计和制造难度大，质量和精度要求较高的特点，可代表覆盖件模具水平。虽然在设计制造方法和手段方面基本达到国际水平，模具结构周期等方面，与国外相比还有较大的差距。标志冲模技术先进水平的多工位级进模和多功能模具，是我国重点发展的精密模具品种。有代表性的是机电一体化的铁芯精密自动阀片多功能模具，已基本达到国际水平。但总体上和国外多工位级进模相比较，在制造精度、使用寿命、模具结构和功能上，仍存在差距。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TD处理及多涂层技术在冲压模上的应用日益增多。真空处理技术、实型铸造技术、刃口堆焊技术等日益成熟。激光切割和激光焊

14、技术也得到应用。 未来模具的发展趋势模具日趋大型化，精度越来越高，多功能复合模将进一步发展，产品研发设计周期短，质量好，价格低廉等。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。在此我们重点分析零件的结构工艺性。 该零件是端盖，如图1.1，该零件可看成带凸缘的筒形件，料厚t=2mm，拉

15、深后厚度不变；零件底部圆角半径r=1.5mm凸缘处的圆角半径也为R=1.5mm；尺寸公差都为自由公差，满足拉深工艺对精度等级的要求。- 3 -图1 工件图 工艺性对精度的要求一般情况下是，拉深件的尺寸精度应在IT13级以下，不宜高于IT11级；对于精度要求高的拉深件，应在拉深后增加整形工序，以提高其精度，由于材料各向异性的影响，拉深件的口部或凸缘外缘一般是不整齐的，出现“突耳”现象，需要增加切边工序。影响拉深件工艺性的主要因素有拉深件的结构与尺寸、精度和材料。拉深工艺性对结构与尺寸的要求是拉深件尽量简单、对称，并能一次拉深成形；拉深件的壁厚公差或变薄量一般不应超出拉深工艺壁厚变化规律；当零件一

16、次拉深的变形程度过大时，为避免拉裂，需采用多次拉深，这时在保证必要的表面质量前提下，应允许内、外表面存在拉深过程中可能产生的痕迹；在保证装配要求下，应允许拉深件侧壁有一定的斜度；拉深件的径向尺寸应只标注外形尺寸或内形尺寸，而不能同时标注内、外形尺寸。工艺性要求材料具有良好的塑性，屈服强度强比值越小，一次拉深允许的极限变形程度越大，拉深的性能越好；板厚方向性系数r和板平面方向性系数反映了材料的各向异性性能，当r较大或较小时，材料宽度的变形比厚度方向的变形容易，板平面方向性能差异较小，拉深过程中材料不易变薄或拉裂，因而有利于拉深成形。该零件结构较简单、形状对称，完全由圆弧和直线组成，没有长的悬臂和

17、狭槽。零件尺寸除中心孔和两中心孔的距离尺寸接近IT11级外，其余尺寸均为自由尺寸且无其他特殊要求，利用普通冲裁方法可以达到零件图样要求。零件材料为20号钢，退火抗拉强度为400Mpa，屈服强度为206Mpa.此材料具有良好的结构强度和塑性，其冲裁加工性较好。该零件的冲裁性较好，可以冲裁加工，适于大批大量。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，因此就必需在拉深后的零件口部和外

18、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3.6mm。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，在计算拉深件的毛坯展开尺寸时，可以认为在变形前后的毛坯和拉深前的表面积相等。 对于该零件，可看成带凸缘拉深件。其相对凸缘最大直径，3.6mm，故切边前的凸缘直径为：=116+23.6=123mm (2-1)因毛坯直径: = (2-2)=160mm毛坯形状如图2.12.2 确定

19、是否需要压边圈 坯料相对厚度tt= (2-3)- 5 -所以需要压边圈。图2 毛坯图2.3 计算拉深次数在考虑拉深的变形程度时，必需保证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。零件的总拉深系数为，其相对凸缘直径，属于带大凸

20、缘拉深的拉深件。根据，由教材上表4-16、4-18查得一次允许的拉深系数，第一次拉深的最大相对高度。因材料为20号钢,具有良好的强度和塑性,其加工工艺性较好,可减小带凸缘筒形件的首次拉深系数及增大最大相对高度。使得，所以零件只需要一次拉深。2.4 确定工艺方案 根据以上分析和计算，可以进一步明确该零件的冲压加工需要包括以下基本工序:落料、拉深、冲孔和修边。根据这些基本工序，可以拟出如下几种工艺方案：方案一先进行落料，再拉深，修边，最后冲孔，以上工序过程都采用单工序模加工。用此方案，模具的结构都比较简单，制造很容易，成本低廉，但由于结构简单定位误差很大，而且单工序模一般无导向装置，安装和调整不方

21、便，费时间，生产效率低。 方案二落料与拉深、修边在复合模中加工成半成品，再在单工序模上进行冲孔。采用了落料与拉深、修边的复合模，提高了生产率。对落料以及拉深的精度也有很大的提高。由于最后一道冲孔工序是在单工序模中完成，使得最后一步冲孔工序的精度降低，影响了整个零件的精度，而且中间过程需要取件，生产效率不高。 方案三采用带料级进多工位自动压力机冲压，可以获得较高的生产效率，而且操作安全，但这一方案需要专用的压力机或自动的送料装置。模具的结构比较复杂，制造周期长，生产成本高。方案四落料、拉深、冲孔和修边全都在同一个复合模中一次加工成型。此方案把三个工序集中在一副复合模中完成，使得生产率有了很大的提

22、升。没有中间的取放件过程，一次冲压成型，而且精度也比较高，能保证加工要求，在冲裁时材料处于受压状态，零件表面平整。模具的结构也非常的紧凑，外廓尺寸比较小，但模具的结构和装配复杂。根据设计需要和生产批量，综合考虑以上方案，方案四最适合。即落料、拉深、冲孔和修边在同一复合模中完成，这样既能保证大批量生产的高效率又能保证加工精度，而且成本不高，经济合理。3. 主要工艺参数的计算3.1 确定排样、裁板方案 加工的零件为大批大量生产，冲压件的材料费用约占总成本的60%80%之多。因此，材料利用率每提高1%，则可以使冲件的成本降低0.4%0.5%。在冲压工作中，节约金属和减少废料具有非常重要的意义，特别是

23、在大批量的生产中，较好的确定冲件的形状尺寸和合理的排样是降低成本的有效措施之一。 由于材料的经济利用直接决定于冲压件的制造方法和排样方式，所以在冲压生产中，可以按工件在板料上排样的合理程度即冲制某一工件的有用面积与所用板料的总面积的百分比来作为衡量排样合理性的指标。 同时属于工艺废料的搭边对冲压工艺也有很大的作用。通常，搭边的作用是为了补充送料时的定位误差，防止由于条料的宽度误差、送料时的步距误差以及送料歪斜误差等原因而冲出残缺的废品，从而确保冲件的切口表面质量，冲制出合格的工件。同时，搭边还使条料保持有一定的刚度，保证条料的顺利行进，提高了生产率。搭边值得大小要合理选取。根据此零件的尺寸通过

24、查表取:搭边值为 进距方向 从视测方面来讲，该零件的排样应该采用斜排最合理。从图2.1可知： 进 距 S=128+1.5=129.5mm (3-1)条料宽度 b=110.3+2*2=114.3mm (3-2)板料规格拟用2mm1400mm4000mm热轧钢板。查冲压模具设计 GB708-88，为了操作方便采用横裁。裁板条数 35条 (3-3)每条个数 11个 (3-4)每板总个数 材料利用率 (3-5)3.2 计算工艺力、初选设备3.2.1 计算工艺力（1）落料力平刃凸模落料力的计算公式为 (3-6)式中 P 冲裁力（N） L 冲件的周边长度（mm） t 板料厚度（mm） 材料的抗冲剪强度（M

25、Pa）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，抗冲剪强度的值一般取材料抗拉强度的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 (3-7)因此，该冲件的落料力的计算公式为 (3-8)=1.3=321984N（2）冲孔力冲孔力可按下式计算： (3-9)式中 冲孔力（N）L冲件的内轮廓长度（mm）t板料厚度（mm）材料的抗拉强度（MPa）因此，该零件的冲孔力为：=0.8=15675N（3）卸料力一般情况下，冲裁件从板料切下以后受弹性变

26、形及收缩影响。会使落料件梗塞在凹模内，而冲裁后剩下的板料则箍紧在凸模上。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，一般用下列经验公式计算： (3-10)式中 F 冲裁力(N)顶件力及卸料力系数，其值可查教材表1-7。这里取为0.04。因此（4）推件力将卡在凹模中的材料逆着冲裁力方向顶出所需要的力称为推件力。根据书上公式1-8，则推件力为： (3-11)式中 推件力系数，其值可查表1-7，取为0.05。（5）拉深力一般情况下拉深力随凸模行程变化而改变，其变化曲线如图3.1。

27、从图中可以看出，在拉深开始时，由于凸缘变形区材料的变形不大，冷作硬化也小，所以虽然变形区面积较大，但材料变形抗力与变形区面积相乘所得的拉深力并不大；从初期到中期，材料冷作硬化的增长速度超过了变形区面积减少速度，拉深力逐渐增大，于前中期拉深力达到最高点位置；拉深到中期以后，变形区面积减少的速度超过了冷作硬化增加的速度，于是拉深力逐渐下降。零件拉深完以后，由于还要从凹模中推出，曲线出现延缓下降，这是摩擦力作用的结果，不是拉深变形力。图3.1 拉深力变化曲线由于影响拉深力的因素比较复杂，按实际受力和变形情况来准确计算拉深力是比较困难的。所以，实际生产中通常是以危险断面的拉应力不超过其材料抗拉强度为依

28、据，采用经验公式进行计算。对于带凸缘圆筒形零件的拉深力近似计算公式为： (3-12)式中 圆筒形零件的凸模直径（mm） 系数，这里取1 材料的抗拉强度（MPa） 材料厚度因此 （6）压边力压边力的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则。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。 (3-13)式中 A初始有效压边面积(mm); 单位压边力(MPa),这里经查得F=2.

29、5所以有 3.2.2 拉深功的计算拉深所需的功可按下式计算 (3-14)式中 最大拉深力（N）h 拉深深度（mm）W拉深功（Nm）C修正系数，一般取为C=0.60.8。所以 Nm (3-15)3.2.3 初选压力机压力机吨位的大小的选择，首先要以冲压工艺所需的变形力为前提。要求设备的名义压力要大于所需的变形力，而且还要有一定的力量储备，以防万一。从提高设备的工作刚度、冲压零件的精度及延长设备的寿命的观点出发，要求设备容量有较大的剩余。因，故总冲压力 (3-16) = =应选的压力机公称压力取为1.5，则公称压力为： (3-17)因此初选闭式单点压力机J31630B。3.2.4 计算压力中心本零

30、件为对称几何体,其压力中心就在它的圆心处，不必计算它的压力中心。3.2.5 计算凸、凹模刃口尺寸及公差冲裁件的尺寸精度取决于凸、凹模刃口部分的尺寸。冲裁间隙的合理也要靠凸、凹模刃口部分的尺寸来实现和保证。所以正确确定刃口部分的尺寸是相当重要的。在决定模具刃口尺寸及制造公差时，需考虑以下原则：落料件的尺寸取决于凹模的磨损，冲裁件的尺寸取决于凸模尺寸。考虑到冲裁时凸、凹模的磨损，在设计凸、凹模刃口尺寸时，对基准件刃口尺寸在磨损后变大的，其刃口公称尺寸应取工件尺寸范围内较小的数值。对基准件刃口尺寸在磨损后减少的，其刃口公称尺寸应取工件尺寸范围内较大的数值。这样，在凸模磨损到一定程度的情况下，仍能冲出

31、合格的零件。在确定模具刃口制造公差时，要既能保证工件的精度要求，又要保证合理的间隙数值。 采用凸凹模分别加工，凸凹模分别加工是指在凸模与凹模分别按各自图样上标注的尺寸及公差进行加工，冲裁间隙由凸凹模刃口尺寸及公差保证，这样就需要分别计算出凸模和凹模的刃口尺寸及公差，并标注在凸凹模设计图样上，这样加工方法具有互换性，便于成批制造，主要用于简单，规范形状（图形，方法或矩形）的冲件。落料时，因为落料件表面尺寸与凹模刃口尺寸相等或基本一致，应该先确定凹模刃口尺寸，即以凹模刃口尺寸为基准，又因为落料件尺寸会随凹模刃口的磨损而增大，为了保证凹模磨损到一定程度仍能冲出合格零件，故凹模基本尺寸应该取落料件尺寸

32、公差范围内的较小尺寸，落料凸模的基本尺寸则是凹模基本尺寸上减去最小合理间隙。 (3-18) (3-19)式中 落料凸模最大直径（mm）D 工件允许最大尺寸（mm） 冲裁工件要求的公差X 系数，为避免多数冲裁件尺寸都偏向于极限尺寸，此处可取X=0.5。对于未标注公差可按IT14级计算，根据教材上表1-3查得，冲裁模刃口双面间隙：、凹、凸模制造偏差，这里可以按IT7来选取:落料刃口最大尺寸计算凸模制造公差按IT8级精度选取，得落料尺寸，查表得 校核间隙：+条件，但相差不大，可作如下调整： = 则 = =159.5 = =159.88拉深时，拉深模直径尺寸的确定的原则，与冲裁模刃口尺寸的确定基本相同

33、，只是具体内容不同，这里不在复述。拉深凸模和凹模的单边间隙Z=1.1t=2.2mm计算凸凹模制造公差，按IT8级精度选取，由附录表4查得，对于拉深尺寸，。 因拉深件注内形尺寸，按凸模进行配作： (3-20)式中 d拉深件内形尺寸： d凸模尺寸： 拉深件公差，这里按IT14级精度选取，查表附录4，可以得=1：即有 =68.5 拉深凹模则注凸模的基本尺寸,并要求按单面拉深间隙配作： 冲孔时，对于冲孔孔，按IT14级精度选取，查附表4得：校核间隙：+=，满足条件，故可以采用凸模与凹模配合加工方法，因数由表2-21查得，则为： 4. 模具的结构设计4.1 模具结构形式的选择4.1.1 模架的选用采用落

34、料、拉深、冲孔复合模，首先要考虑落料凸模（兼拉深凹模）的壁厚是否过薄。本次设计中凸凹模的最小壁厚为，满足钢材最小壁厚的要求能够保证足够的强度，故采用复合模。模具采用倒装式。模座下的缓冲器兼作压边与顶件，另外还设有弹性卸料装置的弹性顶件装置。这种结构的优点是操作方便，出件畅通无阻，生产效率高，缺点是弹性卸料板使模具的结构变复杂,要简化可以采用刚性卸料板，其缺点是拉深件留在刚性卸料板中不易取出，带来操作上的不便，结合本次设计综合考虑，采用弹性卸料板。从生产量和方便操作以及具体规格方面考虑，选择后则导柱模架，由凹模外形尺寸，（GB/T2851.51990）在按其标准选择具体结构尺寸如下上模板 HT2

35、50下模板 ZG450导 柱 20钢导 套 20钢凸缘模柄 Q235 模具闭合高度 MAX 245mm MIN 200mm4.1.2 模具的闭合高度所谓的模具的闭合高度H是指模具在最低工作位置时，上下模座之间的距离，它应与压力机的装模高度相适应。模具的实际闭合高度，一般为： (4-1)该副模具使用上垫板厚度为10mm，凹模固定板厚度为12mm。如果冲头（凸凹模）的长度设计为110mm，凹模（落料凹模）设计为70mm，则闭合高度为： 4.2 模具工作部分尺寸计算4.2.1 落料凹模落料凹模采用矩形板结构和直接通过螺钉、销钉与下模座固定的固定方式。因生产的批量大，考虑凹模的磨损和保证零件的质量，凹

36、模刃口采用直刃壁结构，刃壁高度，漏料部分沿刃口轮廓适当扩大（为便于加工，落料凹模漏料孔可设计成近似于刃口轮廓的形状，如图4.1和图4.2）。凹模轮廓尺寸计算如下： 凹模厚度 凹模壁厚 沿送料方向的凹模长度为 根据算得的凹模轮廓尺寸，选取与计算值相近的凹模板，其尺寸为。凹模的材料选用，工作部分热处理淬硬。图4.1 落料凹模实图- 16 -图4.2 落料凹模4.2.2 拉深凸模拉深凸模刃口部分为非圆形，为便于凸模和固定板的加工，可设计成阶梯形结构，并将安装部分设计成便于加工的长圆形，通过螺钉紧固在固定板上，用销钉定位。凸模的尺寸根据刃口尺寸、卸料装置和安装固定要求确定。凸模的材料选用T8A，工作部

37、分热处理淬硬。对于拉深凸模的工作深度，必须从几何形状上计算正确。为了使零件容易在拉深后被脱下，在凸模的工作深度可以作成一定锥度。为了防止拉深件被凹模内压缩空气顶瘪及拉深件与凸模之间发生真空现象而紧箍在凸模上，故在凸模上设计通气孔，以使拉深后容易从凸模上取下。根据凸模尺寸取出气孔直径，数量为2个。如图4.3图4.3 拉深凸模4.2.3 凸凹模该复合模中的凸凹模是主要工作零件，其外形作为落料凸模内形又作为拉深凹模，并且内、外形刃口部分都为非圆形，为便于凸凹模与凸模固定板的配合，凸凹模的安装部分设计成便于加工的长圆形，通过螺钉紧固在凸模固定板上，并用销钉定位。如图4.4和图4.5所示。凸凹模的自由长

38、度为：L=凸模固定板厚度+橡胶安装高度+卸料板厚度+材料厚度+凸凹模工作高度 (4-2) =22+26+20+2+（42-2）=110mm 图4.4 凸凹模实图 图4.5 凸凹模4.2.4 弹压卸料板弹性卸料板的尺寸可以根据弹性元件的数目以及外径来计算。如图4.6和图4.7所示。由于受到橡胶允许承受的载荷较大,安装,调整,灵活,方便,因而是冲裁模中常用的弹性元件,冲裁模中用于卸料的橡胶有合成橡胶和聚氨脂橡胶,其中聚氨脂的性能比合成橡胶优异,是常用的卸料弹性元件。为了保证卸料正常工作,应该使橡胶的预紧的预压力： (4-3)橡胶的压力与压缩量之间不是线形关系,橡胶的压缩时产生的压力按下式计算: (

39、4-4)式中 A橡胶的横截面积 P橡胶与单位压边力,其值与橡胶的压缩量,形状及尺寸有关计算橡胶的自由高度,由下式 4) (4-5) 计算橡胶的装配高度,由下式 (4-6) (4-7)按公式计算得: 图 4.6 弹性卸料板图 4.7 弹性卸料板实图4.2.5 上垫板垫板的作用是直接承受和扩散凸模传递的压力，以降低模座所受的单位压力，防止模座被压出陷痕而损坏。在设计中我们把垫板的外形尺寸与凸凹模的外形尺寸相匹配，其厚度我们设计为10mm。在上垫板上设计了一个推杆孔，以便安装推杆，还有四个螺钉孔以及两个销孔，这些都是为了与凸凹模和拉深凸模上的各种固定零件的安装相匹配的。在图中标注尺寸精度、形位公差及

40、粗糙度。上垫板的零件图如图4.8和图4.9所示。图4.8 上垫板实图图4.9 上垫板4.2.6 压边圈 在这个设计中,压边圈借助顶杆所施的顶件力,既起到压边的效果,又把拉深件顶出拉深凸模,设计高度为15mm,如图4.10。图4.10 压边圈- 22 -5. 选定冲压设备冲压设备选择是冲压工艺过程设计的一项重要内容，它直接关系到设备的安全和使用的合理，同时也关系到冲压工艺过程的顺利完成及产品质量、零件精度、生产效率、模具寿命、板料的性能与规格、成本的高低等一系列重要问题。在前面的设计中，我们已经对冲压设备的吨位以及闭合高度等参数进行了确定。这里根据前面所算出来的各项数据。查表选择压力机，确定选用

41、闭式单点压力机J31-630B,其主要具体参数如下: 公称压力 1000KN滑块行程 120mm封闭高度调节量 110mm 工作台尺寸 600460mm 柄孔尺寸 6075mm立柱间距离 420mm工作台板厚 110mm调整合适后，在将上模用螺钉紧固，并配装销钉孔，打入定位销。6. 模具总安装6.1 复合模装配复合模一般以凸凹模作为装配基件。其装配顺序为：装配模架，导套与上模座采用配合，导柱与下模座采用基轴制配合；装配凸凹模组件（凸凹模及其固定板）和凸模组件（凸模及其固定板）；将凸凹模组件用螺钉和销钉安装固定在指定模座（正装式复合模为上模座，倒装式复合模为下模座）的相应位置上；以凸凹模为基准，

42、将凸模组件及凹模初步固定在另一模座上，调整凸模组件及凹模的位置，使凸模刃口和凹模刃口分别与凸凹模的内、外刃口配合，并保证配合间隙均匀后固紧凸模组件与凹模；试冲检查合格后，将凸模组件、凹模和相应模座一起钻铰销孔；卸开上、下模，安装相应的定位、卸料、推件或顶出零件，再重新组装上、下模，并用螺钉和定位销紧固。6.2 模具总装图由以上的设计计算，并经绘图设计，该端盖落料、拉深、冲孔复合模装配图如图6.1和图6.2所示。图6.1三维装配图图6.2 二维装配图- 24 -6.3 模具零件该复合模的主要零部件在模具的结构设计中已经进行了仔细的设计，其余非标准的零件可以根据需要按国标选取使用。所有零件的明细见

43、表6.1.。表6.1 端盖复合模零件表序号代 号名 称数量材 料规格(mm)热处理1GB6175-86上模板1HT250340x283x452832HRC2GB2867.6-81卸料螺钉4M12x1053垫 板145250x200x104348HRC4打 杆14015x1454348HRC5JB/T7646.3-1994凸缘模柄1Q23560x856GB/T70.1-2000螺 钉4M10x207GB/T119.1-2000圆柱销212x608凸凹模固定板145250x200x224348HRC9导 套22028x100x42渗碳5862HRC10橡 胶4高26mm11弹性卸料板145250x

44、200x2012凸凹模1CrWMn高110mm6062HRC13落料凹模1CrWMn高70mm5862HRC14GB6175-86下模板1ZG450340x283x502832HRC15GB/T119.1-2000圆柱销212x10016JB/T7649.10-1994挡料销34516x134348HRC17拉深凸模1T868x675660HRC18GB/T70.1-2000螺 钉7M12x8019冲孔凸模2Cr1213x305862HRC20JB/T7650.3-1994顶出杆2456x1004348HRC21导 柱22028x195渗碳5862HRC22凹模垫板145250x200x124

45、348HRC23压边圈1445厚15mm4852HRC24推件块14569x104852HRC25推 杆3406x894348HRC26GB/T6170.1螺 母1M1027推 板140厚10mm4045HRC结 论本次成功地设计出一副落料、拉深、冲孔复合模，在设计过程中对很多工艺力进行了详细的计算，在压力机的选择上参照了现行选择压力机的通用法则。这次设计解决了采用双动压力机进行冲孔、拉深、落料的传统模式，将落料、拉深及冲孔同时在一副装在闭式单动压力机上的模具中完成，很大程度的提高了生产效率和制造精度。很适合中国现在模具高速自动化发展的趋势。在这次设计中，我受益匪浅！首先它让我知道了什么叫一丝

46、不苟，为什么要一丝不苟。在一次次的计算中，绘图的修改中，我认识到了认真的力量，多次的绘图改图让我明白了没有踏踏实实的工作，不会有最后的成功。同时让我对UG绘图软件有了更深刻的了解，并能更熟练的操作。- 28 - 参考文献1刘心冶. 冷冲压工艺及模具设计M. 重庆：重庆大学出版社，19982卢险峰. 冲压工艺模具学M. 北京：机械工业出版社，2000 3梁柄文. 实用板金冲压工艺图集M. 北京：机械工业出版社，19994模具实用技术丛书编委会. 冲模设计应用实例M. 北京：机械工业出版社，20025杜东福. 冷冲压工艺及模具设计M. 长沙：湖南科学技术出版社，19906成虹. 冲压工艺与模具设计

47、M. 成都：电子科技大学出版社，20007冯柄尧. 模具设计与制造简明手册M. 上海：上海科学技术出版社，19988王树勋,高广升. 冷冲压模具结构图册大全M. 广州：华南理工大学出版社，19889郑家贤. 冲压工艺模具设计实用技术M. 北京：机械工业出版社，199910邓文英. 金属工艺学. 北京：高等教育出版社， 200011林承全. 冲压模具课程设计指导与范例. 北京：化学工业出版社，200812廖念钊. 互换性与技术测量. 北京：中国讲师出版社，200113刘建超，张宝忠. 冲压模具设计与制造. 北京：高等教育出版社，200414李奇涵. 冲压成形工艺与模具设计. 北京：科学出版社，2

48、00715王芳. 冷冲压模具设计指导. 北京：机械工业出版社，200516傅建军. 模具制造工艺学. 北京：机械工业出版社，2007致 谢本设计是在李玉娟老师的精心指导和大力支持下完成，她严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。从选题到设计绘图等都给了我很大的帮助，由于没有相关内容的参考，设计时遇到很多困难，在李老师的耐心指导、监督和帮助下我圆满完成毕业设计，在此谨向李玉娟老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。同时，我还要感谢在一起愉快的度过四年生活的各位同学，正是由于你们的帮助和支持，我才能克服一个一个的困难和疑惑，直至本设计的顺利完成。特别感谢舍友们的帮助；从头到尾，我们一起努力、并肩作战才使得我能顺利的完成本课题，还给了我不少的帮助。在这里我要感谢可敬的老师，可爱同学、朋友给了我无私的帮助，在这里请接受我诚挚的谢意!感谢聊城大学东昌学院对我的培养！最后我还要感谢养育我长大含辛茹苦的父母，谢谢你们！