消音器后朴碗冲压模具设计

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1、1湘潭大学毕业设计湘潭大学毕业设计题题 目目：消音器后朴碗复合模设计消音器后朴碗复合模设计 学学 院：院：机械工程学院机械工程学院 专专 业：业：材料成型及控制工程材料成型及控制工程 学学 号：号：20075004022007500402 姓姓 名：名：温国琳温国琳 指导教师指导教师：王振球王振球 完成日期：完成日期： 20112011 年年 6 6 月月 3 3 号号 2目录目录消音器后朴碗复合模设计消音器后朴碗复合模设计.2 2PARKPARK BOWL,BOWL, AFTERAFTER MUFFLERMUFFLER COMPOUNDCOMPOUND DIEDIE.2 2引言引言.3 3第

2、一章第一章 设计任务书设计任务书.5 51.1 设计题目. 5 51.2 设计要求.5 5第二章第二章 制件工艺性分析制件工艺性分析 .6 62.1 制件的结构及尺寸分析.7 72.2 制件的尺寸精度分析.7 72.3 制件材料分析.7 7第三章第三章 冲压工艺方案的确定冲压工艺方案的确定 .7 7第四章第四章 模具总体结构设计模具总体结构设计 .8 84.1 模具类型的选择.8 84.2 送料方式的选择.8 84.3 卸料装置的选择.8 84.4 导向方式的选择.8 8第五章第五章 模具工艺与设计计算模具工艺与设计计算 .8 851 落料拉深复合模.9 95.1.1 工艺设计.9 95.1.

3、2 各工序冲压力的计算.111152 冲孔翻边切边复合模：.1313521 工艺设计.14143522 各工序冲压力的计算.1515第六章第六章 压力机公称压力的确定及压力机的初选压力机公称压力的确定及压力机的初选.17176.1 压力机公称压力的确定.17176.2 压力设备的确定.17176.3 压力机的选用.1818第七章第七章 模具压力中心的确定模具压力中心的确定.1919第八章第八章 模具的闭合高度（模具与压力机的关系）模具的闭合高度（模具与压力机的关系） .1919第九章第九章 成型零件刃口部分尺寸及公差计算成型零件刃口部分尺寸及公差计算.20209.1 凸、凹模刃口尺寸计算原则.

4、20209.2 凸、凹模刃口尺寸计算方法.2121第十章第十章 主要成型零件的结构设计主要成型零件的结构设计.313110.1 第一副落料拉深压窝复合模结构设计.313110.2 第二副冲孔落料切边复合模结构设计.333310.2.1 预冲孔凸模的结构设计.333310.2.2 翻边冲孔凸凹模的结构设计.343410.2.3 切边翻孔凸凹模的结构设计.363610.2.4 切边凹模的结构设计.393910.2.5 卸料装置的结构设计.404010.2.6 模架及其零件（上、下模座，模柄及导向装置）的结构设计. .4646第十一章第十一章 模具的总装配图模具的总装配图.5656参考文献参考文献.

5、5757外文资料外文资料.58584消音器后朴碗复合模设计消音器后朴碗复合模设计摘摘要要: 通过对后朴碗工艺的综合分析,设计出一副复合模,能满足其精度要求,同时极大地提高了生产力。关键词关键词: 后朴碗;工艺分析;复合模;生产力PARKPARK BOWL,BOWL, AFTERAFTER MUFFLERMUFFLER COMPOUNDCOMPOUND DIEDIEAbstract : Through analyzing the technologies of back simple bowl , a set of compound die was designed.It could satis

6、fy accuracy requirement and make productivity improved greatly.Key words : back simple bowl ; technology analysis ; compound die ; productivity5引言引言模具是一种技术密集、资金密集型的产品，在我国国民经济的地位非常重要。近几年来，模具技术的迅速发展，模具设计制造已成为一个行业越来越引起人们的重视。为此，金属板料冷冲压是一种在工业中应用广泛的加工方法。随着市场竞争日趋加剧，产品质量不断提高，对生产的安全性、操作的方便性等要求也日益提高。模具作为冲压生产的

7、基本要素，其设计制造技术受到普遍重视，模具工业被认为是国民经济的基础工业，国际模具协会认为：模具是进入富裕社会的原动力。级进模作为现代冲压生产的先进模具，能够在一副模具内完成复杂零件的冲裁、翻边、弯曲、拉深、立体成形以及装配等复杂工序，具有生产效率高、操作安全可靠、可以加工复杂零件等特点而受到普遍重视，应用也日益广泛。随着科学技术的不断进步和生产的迅速发展，许多新技术、新工艺、新设备、新材料的不断涌现，因而促进了冲压技术的不断革新和发展。其主要表面和发展的方向如下：1、冲压成形理论及冲压工艺方面。在材料冲压性研究、冲压成形过程应力应变分析，板材料变形规律及坯料与模具之间的相互作用研究方面均取得

8、较大的发展。特别是随着计算机的发展和塑性成形变形理论的进一步完善，值分析方法模拟金属的塑性成形过程，并通过在计算机上选择修改相关参数，可实现工艺及模具的优化设计。这样既省了昂贵的试模费用，也在、缩短了制模周期。2、冲压设计与制造方面。在模具的设计及与制造方面上，一方面，为了适应高速、自动、高密、安全等大批量现代生产的需要，冲压正向高效率、高寿命及多工位方形发展，与此相适应的新型模具材料及其热处理技术，各种模具加工机床和检验设备及模具及技术的发展。发展了一些热处理和表面处理工艺，都能够提高模具工作表面的耐磨性、硬度和耐腐蚀性，使模具的寿命大大的延长。3、模具计算机辅助设计、制造与分析（CAD/C

9、AM/CAE）的研究和应用，将极大地提高模具设计。制造的效率，提高模具的质量，使模具设计与制造技术实现CAD/CAM/CAE一体化。此外，为了满足大量生产的需要，冲压生产已向自动化，无人化方向发展。现已利用高速冲床和多工位精密级进模实现了单机自动，冲6压的速度可达每分钟几百至上千次。大型零件的生产已实现了多机联合生产线，从板料的送给、冲压加工到最后检验全由计算机控制，极大地减轻工人动冷冲模有多种形式，按照冲压加工工序的性质可分为冲裁模、弯曲模、拉深模等；从冲压工序的组合来看，可分为简单模、复合模和级进模，其中后一种分类方法更为普遍。简单模是在模具上只有一个加工工位，而且在冲床的一次行程中只完成

10、一类冲压加工工艺。复合模也只有一个工位，但在冲床的一次行程中要完成两类以上的加工工艺。级进模由多个工位组成，各工位完成不同的加工，各工位顺序关联，在冲床的一次形成中完成一系列不同的冲压加工。1.1.本课题目的意义本课题目的意义 目的：a) 针对题目使学生得到机械原理、机械设计、模具设计、CAD 等课程的综合训练。b) 针对题目使学生在冲压模具工艺分析、模具总体结构方案论证与设计，模具零件结构设计与计算、编写技术文件、查阅文献和三维设计软件应用能力方面受到一次综合训练。c) 培养学生独立调查研究、科技检索、方案论证、规范化科技写作等方面的能力意义：模具在汽车、飞机、工程机械、动力机械、冶金、机床

11、、轻工、日用五金等制造业中起着极为重要的作用。采用模具生产毛坯或成品零件，是材料成型的一种重要方法，与切削加工相比，具有材料利用率高、能耗低、产品性能好、生产效率高和成本低等显著特点。72.2.国内外发展方向国内外发展方向国内：目前，国内市场对中高档模具的需求量很大，但要求国产模具必须在质量、交货期等方面满足用户的需求。另外，随着近年来工业发达国家的人工费用增加，其模具生产正向发展中国家特别是东南亚国家转移。因此，只要国产模具的质量能够有提高，交货期能够保证，模具出口的前景是十分乐观的。有专家认为，伴随着世界经济的一体化浪潮，全球制造业加速向中国大陆地区转移已是大势所趋，中国也将逐步发展成为世

12、界级的制造业基地。广东珠江三角地区将在十年之内发展成为世界模具生产中心。国外：当今世界正进行着新一轮的产业调整一些模具制造逐渐向发展中国家转移，中国正成为世界模具大国。近年来，外资对我国模具行业投入量增大，工业发达国家将模具向我国转移的趋势进一步明朗化。制造高精度模具是未来模具发展的必然走势之一。高精度模具使用稳定、寿命长，生产出的产品尺寸一致性好，而且是模具的装配维修、零部件的更换更加的得心应手。第一章第一章 设计任务书设计任务书1.11.1 设计题目设计题目：摩托车消音器后朴碗复合模设计1.21.2 设计要求设计要求：零件的尺寸要求如下图8图图 1 1 消音器后朴碗消音器后朴碗原材料：08

13、F厚度：1.2mm生产批量：大批量第二章第二章 制件工艺性分析制件工艺性分析制件工艺性是指该零件采用冲压加工的难易程度和经济性。分析时，要根据制件零件图或者实物，分析其几何形状、尺寸、料厚、结构工艺性。精度及表面粗糙度要求、制件材料、生产数量等是否符合冲压要求。如果冲压工艺性不良，则需要提出修改意见，并与产品设计人员进行协商，经设计人员同意后才可以进行修改，并进行工艺方案的制订。在摩托车消音器上,后朴碗的结构形状、加工精度不仅是影响外观的配件,同时它还决定消音效果,其尾气的回流,对发动机的功率亦有相当重要的9作用。2.12.1 制件的结构制件的结构及尺寸分析及尺寸分析该零件形状简单而规则，是由

14、圆弧和直线组成的，无悬臂、窄槽，属于中小型制件，适合冲裁成形。2.2 制件制件的尺寸精度分的尺寸精度分析析 由零件简图中所标注的尺寸公差分析，可确认零件的精度要求能够在冲裁加工中得到保证，用一般精度的模具即可满足制件的精度要求。2.3 制件材料分析制件材料分析 该零件材料采用 08F，查冲压技术实用数据速查手册表 1-1 得08F 的抗拉强度为，抗剪强度为，伸长率为MPab380MPab304=32，屈服点为，弹性模量为，该材料MPas200MPaE190000具有较高的弹性和良好的塑性，冲裁结构性较好。 综合以上分析，得到最终结论：该制件可以用冲压生产的方式进行生产。第三章第三章 冲压工艺方

15、案的确定冲压工艺方案的确定确定方案就是确定冲压件的工艺路线，主要包括冲压工序数 ，工序的组合和顺序等。确定合理的冲裁工艺方案应在不同的工艺分析进行全面的分析与研究，比较其综合的经济技术效果，选择一个合理的冲压工艺方案。通过制件零件图可以知道，要加工该制件，需要落料、拉深、反拉深、冲孔翻边、切边等六个工序。10具体方案有以下方案一：六道工序全部采用单工序模具，则需要六副模具。该方案的特点是：有利于降低冲裁力和提高模具寿命，同时模具结构比较简单，操作也较方便。但是，生产率低、冲压件累计误差较大。用于批量不大、精度要求不高的工件。方案二：使用一副落料拉深反拉深复合模和一副冲孔翻边切边模，该方案只需两

16、幅模具。特点是：模具结构复杂、生产率较高，冲压件精度高。用于批量大、精度要求较高的工件。通过以上的方案分析，可以看出，在一定的生产批量条件下，选用方案二更好。第四章第四章 模具总体结构设计模具总体结构设计4 4. .1 1 模模具具类类型型的的选选择择由方案的可行性可知，采用 复合模冲压，所以模具类型为 复合模。4 4. .2 2 送送料料方方式式的的选选择择选择手动送料操作方式，模具相对于模架采用从前往后的纵向送料方式还是采用从左向右的送料方式，这主要取决于凹模的周界尺寸 。该模具采用从左向右的横向送料方式。4 4. .3 3 卸卸料料装装置置的的选选择择此零件冲压工序应有卸料机构，又由于工

17、件料厚为1.2mm，相对较薄，卸料力较小，所以选用弹性卸料板，弹性卸料板具有卸料和压料的双重作用，弹性卸料下出件比较便于操作与提高生产率。4 4. .4 4 导导向向方方式式的的选选择择11因为工件精度要求 一般，所以采用后侧滑动导柱的导向方式第五章第五章 模具工艺与设计计算模具工艺与设计计算5 51 1 落料拉深复合模落料拉深复合模5.1.15.1.1 工艺设计工艺设计排样在冲压生产中，节约金属和减少废料具有非常重要的意义，特别是在大批量生产中，较好得确定冲件尺寸和合理排样是降低成本的有效措施之一。（1） 、冲裁件的排样排样是指冲件在条料、带料或板料上布置的方法。冲件的合理布置（即材料的经济

18、利用） ，与冲件的外形有很大关系。根据不同几何形状的冲件，可得出与其相适应的排样类型，而根据排样的类型，又可分为少或无工艺余料的排样与有工艺余料的排样两种。（2） 、材料利用率排样的经济程度用材料利用率来表示。一个进距内的材料利用率为 （3.1）式中A冲裁件面积（包括冲出小孔在内） （mm2） ；n一个进距内的冲件数目；B条料宽度（mm） ；12h进距（mm）.一张板料上总的材料利用率 为：式中N一张板料上的冲件总数目； L板料长度（mm） ；A冲裁剪的面积（mm2） ；B板料或带料宽度（mm） ；总是要小于 ，这是因为整版上的利用率还是要考虑冲裁时料头、料尾及剪板机下料时余料的浪费。（3）

19、、搭边排样时，冲裁件之间以及冲裁件与条料侧边之间留下的工艺废料叫搭边。搭边有两个作用：一是补偿定位误差和剪板下料误差，确保冲出合格的工件；二是可以增加条料刚度，便于条料送进，提高劳动生产率。搭边值需合理确定。搭边值过大，材料利用率低；搭边值过小时，搭边的强度和刚度不够，在冲裁中将被拉断，工件产生毛刺，有时甚至单边拉入模具间隙，损坏模具刃口。搭边值目前由经验确定，其大小与以下几种因素有关。1）一般来说，硬材料的搭边值可以小些，软材料、脆材料的搭边值要大一些。2）冲裁件尺寸大或是有尖突的复杂形状时，搭边值取大一些。3）厚材料的搭边值取大一些。134）用于手工送料、有侧压装置的搭边值可以小些。由此可

20、得a=2.0mm, a1=1.5mm （冷冲模具设计指导 ）通过以上分析和计算得出以图二的排样形式为最佳方案。5.1.25.1.2 各工序冲压力的计算各工序冲压力的计算冲裁力的计算计算冲裁力是为合理选择冲压设备提供依据。计算公式如下：式中冲裁力（N） ； L冲裁件周边长度（mm） ； T材料厚度（mm） ； 材料抗剪强度 取 300（MPa）考虑到模具刃口的磨损，凸、凹模间隙的波动，材料机械性能的变化，材料厚度偏差等因素，实际所需冲裁力还须增加 30，即所以冲裁力 14 （1） 拉深力及压边力的计算1） ，拉深力的计算采用压边圈的圆筒件的拉深力式中 F拉深力（N） d拉深凸模直径（mm） t材

21、料厚度（mm） 材料抗拉强度（MPa） K拉深系数故 2） ，压边力的计算式中 Q压边力（N）F在压边圈下毛坯料的投影面积（）q单位压边力（MPa）15故（2） 卸料力及推件力的计算 一般情况下，冲裁件从板料切下以后，径向因弹性变形而扩张，板料上的孔则沿径向发生弹性收缩。这两种弹性恢复的结果，会使落料梗塞在凹模内，而冲裁后剩下的板料则箍紧在凸模上。从凸模上将零件或废料卸下来所需要的力称卸料力。从凹模内侧顺着冲裁方向把零件或废料从凹模腔顶出的力称推件力。影响这些力的因素较多，主要有材料的机械性能、材料厚度、模具间隙、零件形状尺寸及润滑情况等。大间隙冲裁时，因板料所受拉伸变形大，故冲裁后的弹性恢复

22、使落料件比凹模孔小，而冲下的孔比凸模大，故使卸料力与推件力都有所降低。所以要准确地计算这些力是困难的，一般用下列经验公式计算：推件力：顶件力：卸料力：式中 F冲裁力（N） n同时梗塞在凹模内的零件（或废料）数，nht t材料厚度， （mm） h圆柱形凹模腔口高度（mm） 、推件力、顶件力及卸料力系数由于采用弹性卸料装置和下出料的方式，故总的冲裁力为：16 5 52 2 冲孔翻边切边复合模：冲孔翻边切边复合模：5 52 21 1 工艺设计工艺设计根据翻边工件图样计算所需预冲孔直径，并依据工件材料、料厚及其d0t0翻边系数、，计算出一次翻边可能达到的翻边高度 H，看能否满K0Kmin足工件图样要求

23、，是否要采取其他措施加长值或调整值，、H 可HK0d0按下式计算： =D-2（H-0.43r-0.72）d0t0 H=tKrD0min72. 043. 0)1 (2式中 r翻边凸缘孔外侧与平面间的圆角半径（mm） 。将各个值代入得=D-2（H-0.43r-0.72）d0t0=19.2-2（6-0.432-0.721.2）=10.64mm判断是否可以一次翻孔成形：因6mm,故翻边凸模选用圆柱形平底凸模。d017预翻孔相对直径，87. 82 . 164.100td于是，查冲压技术实用数据速查手册表 6-1，得翻孔的极限变形系数为，50. 0minK由公式 H=tKrD0min72. 043. 0)

24、1 (2=9.6（1-0.5）+0.432+0.721.2=6.52mm因零件的翻孔高度 H=6mm6.52mm，故可一次翻边成形。查冲压技术实用数据速查手册表 6-2，得翻孔时，凸模、凹模的单边间隙为 1.0mm。5 52 22 2 各工序冲压力的计算各工序冲压力的计算冲裁力一般按下式计算bKLtF式中：冲裁力；F 冲裁周边长度；L 料厚；t 材料抗剪强度；b修正系数，一般 取。K3 . 1K预冲孔时的冲孔力和切边力计算如下：NKLtbF8.4158443042 . 14.6103 . 1冲NKLtbF8.41852483042 . 1.41243 . 1切有预冲孔的平底凸模的翻边力一般按下

25、式计算b01dd-1 . 1）（翻tF18式中 预冲孔直径（mm）d0 ）边凸缘内径（翻边凸模直径，即翻mm1d ）材料抗拉强度（asMP将各个数值代入得翻边力b01dd-1 . 1）（翻tF=1.11.2（19.2-10.64）177=6279.86N总的冲裁力为：NNFFF96.201092)48.18524848.15844(切冲总 卸料力就是将条料或制件从凸模上卸下来所需的力；推件力就是将制件或废料从凹模推出的力。卸料力、推件力按下式计算： 卸料力 总卸卸FKF 推件力 总推推FnKF式中： 冲裁力；总F 卸料力、推件力系数；推卸KK 同时卡在凹模内的冲裁件或废料的数目nt0hn 式中

26、： 凹模洞口的直壁高度；h 板料厚度；t0查冲压技术实用数据速查手册表2-27得卸料力系数：=0.04-0.05；卸K推件力系数：=0.055；推K19顶件力系数：=0.06；顶K于是，制件的卸料力、推件力分别为： 卸料力 =0.04201092.96=8043.72N总卸卸FKF由于该模具完成一次行程后就将冲孔废料推出，故n=1, 推件力 =1 0.055 201092.96=11060.11N总推推FnKF选择冲床的总压力力为： F =推卸翻总FFFF =201096.92+6279.86+8043.72+11060.11 =226480.61N注:计算总的压力时，卸料力、顶出力、推出力并

27、不是与冲裁力同时出现，所以计算时只加与冲裁力同一瞬间出现的力即可。第六章第六章 压力机公称压力的确定及压力机的初选压力机公称压力的确定及压力机的初选6.16.1 压力机公称压力的确定压力机公称压力的确定压力机的公称压力必须大于或等于冲裁时的的总力。考虑到所选用的卸料装置方式是弹性卸料装置，因此压力机的公称压力为 =(1.21.3) 201096.92=261425.996N261.43kNZFP)3 . 12 . 1 (06 6. .2 2 压压力力设设备备的的确确定定冲压设备的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合理，同时也关系到冲压工艺过程的顺利完成及产品质量

28、、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的问题。20设备类型的选择要依据冲压件的生产批量、零件尺寸的大小、工艺方法与性质，以及冲压件的尺寸、形状与精度等要求来进行。压力机的选择原则：（1）根据模具结构选择压力机类型和形成次数；（2）选择压力机的闭合高度与模具匹配；（3）模柄的直径、长度尺寸是否与压力机的滑块柄孔直径、深度尺寸相当；（4）根据压力机模具的尺寸大小、安装和进出料防人等情况选定；（5）压力机应该使用方便安全。6.36.3 压力机的选用压力机的选用查新编实用冲压模具设计手册表1-39，第一副落料拉深压窝复合模第一副落料拉深压窝复合模选用J23-63。其规

29、格参数如下公称压力 630KN滑块行程 130mm滑块行程次数 50最大闭合高度 360mm最大装模高度 280mm连杆调节长度 80mm滑块中心至床身距离 260mm立柱间距离 （左右前后）350480mm工作台尺寸（左右厚度）71080mm垫板尺寸（孔径直径）2505021模丙尺寸（深度）80mm最大倾斜角度 30电动机功率 30KW第二副冲孔翻边修边复合模第二副冲孔翻边修边复合模选用开式双柱可倾式压力机JC23-63。其技术规格及其参数如下：公称压力 630kN滑块行程 100mm滑块行程次数 40次/分钟最大闭合高度 400mm闭合高度的调节量 80mm工作台尺寸（前后左右） 5708

30、60mm垫板尺寸（厚度） 80mm模柄孔尺寸（直径深度） 5070mm滑块底面尺寸（前后左右） 360400mm床身最大可倾角 25mm第七章第七章 模具模具压力中心的确定压力中心的确定冲压力合力的作用点称为模具的压力中心。模具的压力中心必须通过模柄轴线，并且和压力机滑块的中心重合，否则滑块就会受到偏心载荷，从而导致滑块导轨和模具的不正常磨损，降低模具寿命，有时会损坏模具。由于该制件形状对称，其压力中心位于冲件轮廓图形的几何中心。第八章第八章 模具的闭合高度（模具与压力机的关系）模具的闭合高度（模具与压力机的关系）模具的闭合高度是指模具在最低工作位置时上模座的上平面与下模座22的上平面之间的高

31、度。模具的闭合高度必须与压力机的装模高度相适应。压力机的装模是指滑块在下止点位置时，滑块底平面与压力机工作台上的垫板上平面之间的高度。模具的闭合高度应介于压力机的最大装模高度与最小装模高度之间，否则不能保证模具的正常与冲压。它们的关系为：mm5-10maxminHHHmm模具式中：压力机的最大闭合高度（ mm） ，maxH 压力机的最小闭合高度（ mm） ，minH模具的闭合高度（mm） 。模具H第第九九章章 成成型型零零件件刃刃口口部部分分尺尺寸寸及及公公差差计计算算 9 9. .1 1 凸凸、凹凹模模刃刃口口尺尺寸寸计计算算原原则则1、考虑落料和冲孔的区别，落料的尺寸取决于凹模，因此落料模

32、应先决定凹模的尺寸，用减小凸模的尺寸来保证合理的间隙；冲孔件的尺寸取决于凸模，因此冲孔模应决定于凸模尺寸，用用增大凹模的尺寸来保证合理的间隙。2、考虑刃口的磨损对冲件尺寸的影响：刃口磨损后尺寸变大，其刃口的基本尺寸应接近或等于冲件的最小尺寸；刃口的磨损尺寸减小，应接近或等于冲件的最大极限尺寸。3、考虑冲件与模具精度间的关系，在选择模具制造公差时，既要保证冲件的精度要求，又要保证合理的间隙值。一般冲模精度较冲件精度高2-3级。4、件尺寸公差与冲模刃口尺寸的制造偏差原则上都应按 “入体”原则标注为单向公差。5、对于如弯曲、成形、拉深等变形工序的凹模，主要是控制金属材23料、有利于塑性变形，其凹模

33、洞口不是锋利的刃口，而是根 据各种变形特点加工出一定大小的 光滑圆角或特殊形面。6、冲裁凹模在各类模具中最具代表性，其刃口形式多样，常用的凹模刃口形式有7、在自动化大批量冲压生产中，不仅要求模具功能全、效率高，而且要求模具零件，主要是凹、凸模有磨损或损坏时，能做到快捷、可靠地得到修复或更换，保证正常生产，这就要求模具的凹模和凸模应具有互换性。为了达到模具零件的互换，必然使其制造公差被限制得很小，甚至为零，即通常称之为零工差。9 9. .2 2 凸凸、凹凹模模刃刃口口尺尺寸寸计计算算第第一一副副落落料料拉拉深深压压窝窝复复合合模模尺尺寸寸计计算算（1） 落料凹凸模尺寸计算： 1） ，凸、凹模间隙

34、值的确定：凸、凹模间隙对冲裁件质量、冲裁力、模具寿命都有很大的影响。因此，设计模具时一定要选择一个合理的间隙，使冲裁件的断面质量较好、所需冲裁力较小、模具寿命较高。但分别从质量、精度、冲裁力等方面的要求各自确定的合理间隙值并不相同，考虑到模具制造中的偏差及使用中的磨损，生产中通常是选择一个适当的范围作为合理间隙，只要间隙在这个范围内，就可以冲出良好的零件。在这个范围的最小值称为最小合理间隙，最大值称为最大合理间隙。查表可得：242)尺寸计算：工件尺寸为，落料时首先确定凹模尺寸，使凹模公称尺寸接近或等于工件轮廓的最小极限尺寸，再减小凹模尺寸以保证最小合理间隙值。计算公式如下：式中 、落料凸、凹模

35、尺寸（mm）x磨损量，其中系数 x 是为了使冲裁件的实际尺寸尽量接近冲裁件公差带的中间尺寸。x 取值在 0.5-1 之间，与工件制造精度有关。x取 0.5 0.30所以落料凹模尺寸mm落料凸模尺寸mm（2） 拉深尺寸的计算1） ，凸、凹模圆角半径的大小对拉深影响很大，尤其是凹模圆角半径。若25凹模圆角半径较小，则板料被拉入凹模时阻力就大，结果将引起总的拉深力增大，零件容易产生划痕，变薄甚至拉裂，模具寿命也低；若凹模圆角半径过大，则压边圈的下板料受压的面积减小，尤其在拉深后期，会使毛坯外边缘过早地脱离压边圈的作用呈自由状态面起皱。在不产生起皱的前提下，凹模圆角半径取值越大越好。凸模圆角半径对拉深

36、工作的影响不像凹模圆角半径那样显著。如果凸模圆角半径过小，则毛坯在角部受到过大的弯曲变形，结果降低了毛坯危险断面的强度，使毛坯在危险断面被拉裂，或引起危险断面的严重变薄，影响零件的质量；如果凸模圆角半径过大，在拉深初始阶段，凸模下毛坯悬空的面积增大，与模具表面接触的面积减小，也容易使这部分毛坯起皱。在设计模具时，凸、凹模圆角半径一般可以按经验值选取。式中 D毛坯或上道工序的拉深直径（mm） d本道工序的拉深直径（mm） t材料厚度（mm）所以mm故mm2）凸、凹模间隙拉深模凸、凹模间隙是指凸、26凹模横向尺寸的差值，双边间隙用 Z 来表示。凸、凹模间隙过小，工件质量较好，但拉深力大，工件易拉断

37、，模具磨损严重，寿命低。凸、凹模间隙过大，拉深力小，模具寿命虽提高了，但工件易起皱、变厚。侧壁不直，出现锥度，口部边线不齐，口部的变厚得不到消除。 mm3）尺寸计算1） ）拉深件的成形尺寸标注在外形时凹模尺寸：凸模尺寸：2） ）拉深件的成形尺寸标注在内形上时凸模尺寸：凹模尺寸：27第二副冲孔翻边修边复合模尺寸计算第二副冲孔翻边修边复合模尺寸计算凸、凹模间隙对冲裁件断面质量、尺寸精度、模距寿命以及冲裁力、卸料力、推件力等有较大的影响，所以必须选择合适的间隙。根据材料及材料厚度查冲压技术实用数据速查手册表2-17，得冲裁模初始双面间隙，。mmZ126. 0minmmZ180. 0max 预冲孔mm

38、，采用凸、凹模分开的加工方法。64.102 . 02 . 0查冲压技术实用数据速查手册表2-40，得预冲孔凸模、凹模的极限偏差为：，mmp020. 0mmd020. 028 校核：，满足分开加工的要minmax040. 0020. 0020. 0ZZdp求。查冲压技术实用数据速查手册表2-44，得磨损系数x=0.5。.故可得其凸、凹模刃口部分尺寸为：mmxddpp64.10)26. 05 . 051.10()(0020, 00020. 00min)(min0zddpddmm11)36. 064.10(020. 00020. 00 翻孔，采用凸、凹模分开的加工方法。18.201 . 0查冲压技术

39、实用数据速查手册表2-40，得翻孔凸模、凹模的极限偏差为：，mmp020. 0mmd020. 0校核：，满足分开加工的minmax040. 0020. 0020. 0ZZdp要求。查冲压技术实用数据速查手册表2-44，得磨损系数x=0.75。 mmxddpp095.18) 1 . 075. 002.18()(0020, 00020. 00min)22(min00ctddpddmm495.22)24 . 2095.18(020. 00020. 00 切边，采用凸、凹模配合加工方法。查冲压技术实用数据速查手册表2-40，得切边凸模、凹模的极限偏差为：，mmp030. 0mmd040. 029 校核

40、：，不满足分开加工的要minmax070. 0020. 0020. 0ZZdp求，故采用配合加工。查冲压技术实用数据速查手册表2-44，得磨损系数x=0.5。.以凹模为设计基准，切边凹模的刃口尺寸计算如下： mmxdddd2 .124) 4 . 05 . 06 .124()(040. 00040. 000max 制造凸模时，凸模实际刃口尺寸与切边凹模配制，保证双面间隙在0.1260.180mm之间。第十章第十章 主要成型零件的结构设计主要成型零件的结构设计10.110.1 第一副落料拉深压窝复合模结构设计第一副落料拉深压窝复合模结构设计（1）凸凹模一在此副模具中，落料与正拉深工作是先后进行的，

41、为简洁模具结构，故可将落料凸模与正拉深凹模做成一凸凹模形式，形状如图 2 所示30 图图 2 2 凸凹模一凸凹模一(2)凸凹模二因正拉深完成后，压窝块在限位块的作用下进行压窝动作，故将正拉深的凸模和压窝的凹模一起设计成凸凹模形式，整体结构如下图 3 所示 图图 3 3 凸凹模二凸凹模二31（3） 压窝凸模压窝凸模结构如下图 4 所示 图图 4 4 压窝凸模压窝凸模10.210.2 第二副冲孔落料切边复合模结构设计第二副冲孔落料切边复合模结构设计10.2.110.2.1 预冲孔预冲孔凸模的结构设计凸模的结构设计.凸模的结构型式及固定在主要零部件的设计中，由于冲裁件的形状和尺寸的不同，冲裁模的结构

42、、加工以及装配工艺等亦不同，所以在实际生产加工中使用的凸模结构形式很多。 按照凸模的截面形状可分为圆形和非圆形， 按照凸模刃口形状可分为平刃和斜刃等；根据凸模结构可分为整体式、镶拼式、阶梯式、直通式、和带护套式等。凸模的固定方法有台阶固定、铆接、螺钉和销钉固定等。该制件的冲孔凸模设计成圆柱头直杆圆凸模结构，用台阶与固定板固定.凸模的长度计算凸模的长度的确定主要根据模具结构、修模、 应根据冲模的具体结构确定。应留有修磨的余量，查阅手册，由凸模的磨损曲线可知，一般凸32模的磨损量取0.3-0.5mm凸模的长度) 15 . 0(21hhL式中： 固定板的厚度；1h 切边翻孔凸凹模的高度 2h 0.5

43、1 凸模进入凹模型孔的深度尺寸 ；由上式得：) 15 . 0(21hhL 5 . 024.6625 mm74.90一般情况，凸模长度尽量取整数，并且按标准，取短不取长，通常在3565mm内。在此，选取，刃口长度由上表查得：mmL60。mmB13.凸模材料及其他要求磨具刃口要有较高的耐磨性，并能承受冲裁时的冲击力，所以应有较高的硬度与适当的韧性。该预冲孔凸模选用 Cr12MoV，硬度为5862HRC，尾部回火4050HRC。凸模工作部分的表面粗糙度 Ra=0.4，固定部分为Ra=0.8。mm凸模一般不必进行强度校验，但对于特别细长的凸模或凹模断面尺寸小而板料厚大时，则应进行强度的校验。该预冲孔凸

44、模的结构及相关尺寸如下图 5所示。33图图 5 冲孔凸模冲孔凸模10.2.210.2.2 翻边冲孔凸凹模翻边冲孔凸凹模的结构设计的结构设计凸凹模是复合冲模中的一个特殊零件。其内形刀口起冲孔凹模作用，其外形刃口其翻边凸模作用。外形按凸模设计，内形按凹模设计。设计的关键是要保证内形与外形之间的壁厚强度。 、凸凹模的结构及固定形式：其截面形状为圆环，用台阶与固定板固定。、凸凹模的长度) 15 . 0(321hhhL34式中： 固定板的厚度；1h 橡胶板的装模高度； 2h 卸料板的高度；h3 0.51 凸模进入凹模型孔的深度尺寸。由上式得：) 15 . 0(321hhhL 56. 056.214025

45、 mm86.凸凹模材料及其他要求该凸凹模选用Cr12MoV，硬度为5862HRC，尾部回火4050HRC。凸凹模工作部分的表面粗糙度 Ra=0.4，固定部分为Ra=0.8。mm该凸凹模的结构及相关尺寸如下图所示，35图图 6 翻边冲孔凸凹模翻边冲孔凸凹模10.2.310.2.3 切边翻孔凸凹模的结构设计切边翻孔凸凹模的结构设计、凸凹模固定形式：用螺钉、销钉与固定板固定。、凸凹模的长度hthhL30215式中： 制件内高；1h 工作行程； 2h36 废料切刀的高度；h3 料厚t0 由上式得：hthhL30215 18.2158.845 m.877.凸凹模材料及其他要求该凸凹模选用Cr12MoV，

46、硬度为5862HRC，尾部回火4050HRC。凸凹模工作部分的表面粗糙度 Ra=0.4，固定部分为Ra=0.8。mm该凸凹模的结构及相关尺寸如下图所示37图图 7 切边翻边凸凹模切边翻边凸凹模3810.2.410.2.4 切边凹模的结构设计切边凹模的结构设计、凹模固定形式：用螺钉、销钉与固定板固定。、凹模的长度hhhL321式中： 橡胶板的高度；1h 卸料板的高度； 2h 制件的内高；h3由上式得：hhhL321 8 .451004 =95.8mm.凹模材料及其他要求该凹模选用Cr12MoV，硬度为5862HRC，尾部回火4050HRC。凹模工作部分的表面粗糙度 Ra=0.4，固定部分为Ra=

47、0.8。mm该凹模的结构及相关尺寸如下图所示，39图图 7 7 切切边边凹凹模模4010.2.510.2.5 卸料卸料装置的装置的结构设计结构设计卸料装置按卸料方式可分成固定卸料装置、弹性卸料装置和废料切刀三种。根据制件的要求，卸料力比较小，在压制的过程中需要对工件进行平整，采用弹性卸料装置。弹性卸料装置由卸料板、卸料螺钉和弹性元件（弹簧或橡胶）组成。1、 卸料板的结构及尺寸如下图所示， 4243图图 8 卸料板卸料板2、卸料板在装置中关系的计算：卸料板可用卸料螺钉固定在 凸凹模固定板上，卸料板在凸模中要由充分的活动量，由于橡胶板的收缩量为 8mm，故取15mm的活动量。其尺寸关系如图 所示，

48、图中从上到下的名称为：凸模固定板、卸料板。 图图 9 9 固定结构固定结构3、卸料螺钉的选用螺钉的尺寸可参考国家标准进行选择。其尺寸如图所示44图图 10 卸卸料料螺螺钉钉4、橡胶板的选用选用聚氯酯橡胶，其尺寸如图所示45图图 11 橡橡胶胶板板冲孔废料有压力机的横杆通过打杆直接退出。打杆的结构及尺寸如图所示，图图 12 打杆打杆切边废料由两个废料切刀卸料。其结构及尺寸如图所示，46图图 13 废料切刀废料切刀10.2.610.2.6 模架及其零件（上、下模座，模柄及导向装置）的结构模架及其零件（上、下模座，模柄及导向装置）的结构设计设计选择模架结构要根据工作的受力变形特点、坯件定位和出件方式

49、、导柱的受力状态，以及操作是否方便等方面进行综合考虑。选则适用于中等精度、中小尺寸冲压件的后侧导柱模架。查新编实用冲压模具设计手册表 10-29，选用模架 200200。上、下模座的选用查新编实用冲压模具设计手册表 10-29，根据所选模架得上模座20020050，下模座 20020060.47分别查新编实用冲压模具设计手册表 10-35，10-36，得上模座和下模座的结构与尺寸如下图所示图图 14 上模座上模座48图图 1515 下模座下模座导柱、导套的选用49查新编实用冲压模具设计手册表 10-29，根据所选模架得导柱32210，导套 3211548.分别查新编实用冲压模具设计手册表 10

50、-35，10-36，得导柱和导套的尺寸如下图所示50图图 1616 导柱导柱图图 1717 导套导套模柄的选用选择模柄时，应先根据模具大小、上模结构、模架类型及精度等确定模柄的结构类型。51模柄长度应比模柄孔深度小 510mm,模柄直径应与模柄孔直径相等。选择适用于各种中小型模具的带台阶的压入式 B 型模柄，查新编实用冲压模具设计手册表 10-43，选用模柄 B50105.其结构及尺寸如下图所图图 18 模柄模柄 凸模固定板的作用是将凸模或凸凹模固定在上模座或下模座的正确位置上。其结构与尺寸如 图所示52图图 19 上上模模固固定定板板53图图20 下下模模固固定定板板垫板要淬硬磨平，起作用是

51、承受并扩散凸模或凹模传递的压力，以防止模座被挤压损伤。图图21 上上模模垫垫板板54图图 22 下下模模垫垫板板55第十一章第十一章 模具的总装配图模具的总装配图图图 2323 冲孔翻边切边复合模冲孔翻边切边复合模56参考文献参考文献1 肖景容、姜奎华主编， 冲压工艺学 ，机械工业出版社2 刘华刚主编， 冲压工艺及模具 ，化学工业出版社3 曹立文主编， 新编实用冲压模具设计手册 ，人民邮电出版社4 张正修主编， 冲压技术实用数据速查手册 ，机械工业出版社5 孙京杰主编， 冲压模具设计与制造实训教程 ，化学工业出版社6 廖念钊主编， 互换性与技术测量 ，中国计量出版社7 周良德主编， 现代工程图

52、学 ，湖南科技出版社 8 周本凯主编， 冷冲压模具设计精要 ，化学工业出版社 9 洪慎章主编， 实用冲模设计与制造 ，机械工业出版社10 王孝培主编， 冲压设计资料 ，机械工业出版社11 刘伟主编， AutoCAD2007 中文版自学手册-机械绘图篇 ，人民邮电出版社 57外文资料外文资料Research on Flexible Die Designing System Using ProE Abstract：Die designing is a demanding and hard workTo design a separate die for each product is time c

53、onsuming and expensive taskThis paper presents an idea of sets of standard reference diesit gives a concept of flexible die designing using a reference standard die designed in a popular commercial CADCAM softwareProEngineerRather than designing a separate die for each part，just update the die desig

54、n by selecting the die dimensions as requiredThe use of this concept will prove to reduce time and cost of product in manufacturing industry Key words：die；flexible die designing system ；standardization；ProZE；secondary developmentAt present, the industrial developed countries and regions in the mold

55、industry has been gradually standardize and serialization. In China, although the majority die within the enterprises have business standards, but generally not high degree of standardization, standardization of stamping die in the die-limited parts of the parts. To achieve real savings stamping die

56、 design time and shorten the processing cycle, cost savings, reduce design and manufacturing staff workload purposes, it needs to develop a flexible stamping die design system. At the same time, stamping die serialization of the scope of standardization and can not be confined to die-part of the fix

57、ed panels, boards, the top plate unloading device commonly used components such as stamping or even die structure, we should achieve serialization and standardization.As CAD / CAM technology in the design and manufacture die in the course of extensive application, it should first be standardized sta

58、mping die from the CAD system began. Some large-scale commercialization of the CAD / CAM software, such as Pro / E, UG, and so on. Have developed a specialized injection mold design package. And stamping die design for the special software, users need to be developed.l The application tools Pro / E

59、in stamping die design flexibility in the system development Pro / Engineer by the United States has developed a set of PTC CAD / cAM / CAE software. Pro / E using a single database And feature-based, the design parameters of the model, provides users with 1 The development is very convenient for st

60、amping die flexible system of tools juice581.1 Family Table Fanaily Fable known as the Family Table, the structure used to create the same or similar parts of the size and characteristics of the standardized database tables, is devoted to the establishment of a standard parts library tool. The use o

61、f the former first family table to create a generic representation of the components (the generic), according to the need to target and then added to the family table a series of management.Family sheet management can be the object of a size (dimension), features (feature), parameters (parameter) an

62、d assembly parts (component), and so on.A family table can have multiple levels, that is a generic parts can contain multiple sub-components (instance, also known as examples), and each Instance can contain their own Sub Instance. Discharge screw (stripper-bolt) the family table structure as shown i

63、n Figure 1.Figure 1 Family Table hierarchy1.2 RelationsRelations (relations) between mathematics and procedures, including grammar, and its main role is to be part or assembly of the relevance of the data by size symbols, and other parameters of grammar (syntax) to establish mathematical formula to

64、meet the design requirements. Pro / E system of relations can be found in Sketch, Feature, Part and in the Assembly. Simple sentence, judgement and sentence is to establish relations of common format. 59Simple sentence that a simple mathematical relationship between the size of direct response assoc

65、iated situation. The use of simple format, such as d6 = L. BP 1 2 * d3. Judgement on the sentence for certain occasions, by specifying conditions to express design intent, grammar structure: IF ENDIF or IF ELSE ENDIF in the ELSE ENDIF between conditional statements can be multi-nested. Relations in

66、the standardization and flexible stamping die design system in the building process plays a very important role, it has decided to parts of the geometric shape and characteristics of relations between the digital Xiao, parts relations between the assembly and parts assembly in the presence of middle - A number of features.1.3 ProProgramPro / Program (program) is the Pro / E of a procedural tool, similar to its grammar VBA and Office software in the Macro (Acer). When users use of Pro / engineer