落料拉深冲孔切边模具的设计

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1 绪论

1.1 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，但与国民经济需求和世界先进水平相比，差距仍很大，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，市场竞争激烈。

1.2 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50多吨的模具。为中档轿车配套的覆盖件模具国内也能生产了。精度达到1～2μm，寿命2亿次左右的多工位级进模国内已有多家企业能够生产。表面粗糙度达到Ra≤1.5μm的精冲模，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。 1.2.1 模具CAD/CAM技术状况

我国模具CAD/CAM技术的发展已有20多年历史。由原华中工学院和武汉733厂于1984年共同完成的精冲模CAD/CAM系统是我国第一个自行开发的模具CAD/CAM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CAD/CAM系统是我国自行开发的第一个冲裁模CAD/CAM系统。上海交通大学开发的冷冲模CAD/CAM系统也于同年完成。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CAD/CAM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件模具CAD/CAPP/CAM集成系统于1996年初通过鉴定。在此期间，一汽和成飞汽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

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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/CAM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CAD/CAM系统。如美国EDS的UG，美国Parametric Technology公司的Pro/Engineer，美国CV公司的CADS5，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AutoCAD、CATIA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。

1.2.2 模具设计与制造能力状况

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达到较高水平，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仍有较大差距。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方面，无论在设计还是加工工艺和能力方面，都有较大差距。轿车覆盖件模具，具有设计和制造难度大，质量和精度要求高的特点，可代表覆盖件模具的水平。虽然在设计制造方法和手段方面已基本达到了国际水平，模具结构功能方面也接近国际水平，在轿车模具国产化进程中前进了一大步，但在制造质量、精度、制造周期等方面，与国外相比还存在一定的差距。

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。有代表性的是集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，在制造精度、使用寿命、模具结构和功能上，仍存在一定差距。

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模具制造技术正在不断地提高和完善，高精度、高效益加工设备的使用越来越广泛。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技术的应用越来越成熟，可以进行倾角加工和超精加工。这些都提高了模具型面加工精度，提高了模具的质量，缩短了模具的制造周期。

1.2.3 专业化程度及分布状况

我国模具行业专业化程度还比较低，模具自产自配比例过高。国外模具自产自配比例一般为30%，我国冲压模具自产自配比例为60%。这就对专业化产生了很多不利影响。现在，技术要求高、投入大的模具，其专业化程度较高，例如覆盖件模具、多工位级进模和精冲模等。而一般冲模专业化程度就较低。由于自配比例高，所以冲压模具生产能力的分布基本上跟随冲压件生产能力的分布。但是专业化程度较高的汽车覆盖件模具和多工位、多功能精密冲模的专业生产企业的分布有不少并不跟随冲压件能力分布而分布，而往往取决于主要投资者的决策。例如四川有较大的汽车覆盖件模具的能力，江苏有较强的精密冲模的能力，而模具的用户大都不在本地。

1.3 冲压模具的发展重点与展望

发展重点的选取应根据市场需求、发展趋势和目前状况来确定。可按产品重点、技术重点和其他重点分别叙述。 1.3.1 冲压模具产品发展重点

冲压模具共有7小类，并有一些按其服务对象来称呼的一些种类。目前急需发展的是汽车覆盖件模具，多功能、多工位级进模和精冲模。这些模具现在产需矛盾大，发展前景好。

汽车覆盖件模具中发展重点是技术要求高的中高档轿车大中型覆盖件模具，尤其是外覆盖件模具。高强度板和不等厚板的冲压模具及大型多工位级进模、连续模今后将会有较快的发展。多功能、多工位级进模中发展重点是高精度、高效率和大型、高寿命的级进模。精冲模中发展重点是厚板精冲模大型精冲模，并不断提高其精度。 1.3.2 冲压模具技术发展重点

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模具技术未来发展趋势主要是朝信息化、高速化生产与高精度化发展。因此从设计技术来说，发展重点在于大力推广CAD/CAE/CAM技术的应用，并持续提高效率，特别是板材成型过程的计算机模拟分析技术。模具CAD、CAM技术应向宜人化、集成化、智能化和网络化方向发展，并提高模具CAD、CAM系统专用化程度。

为了提高CAD、CAE、CAM技术的应用水平，建立完整的模具资料库及开发专家系统和提高软件的实用性十分重要。从加工技术来说，发展重点在于高速加工和高精度加工。高速加工目前主要是发展高速铣削、高速研抛和高速电加工及快速制模技术。高精度加工目前主要是发展模具零件精度1μm以下和表面粗糙度Ra≤0.1μm的各种精密加工。提高模具标准化程度，搞好模具标准件生产供应也是冲压模具技术发展重点之一。

为了提高冲压模具的寿命，模具表面的各种强化超硬处理等技术也是发展重点。

对于模具数字化制造、系统集成、逆向工程、快速原型/模具制造及计算机辅助应用技术等方面形成全方位解决方案，提供模具开发与工程服务，全面提高企业水平和模具质量，这更是冲压模具技术发展的重点。 1.3.3其他发展重点及展望

其他发展重点及展望的内涵十分丰富，这里只就管理、专业化与标准化及行业调整三个方面作一些分析。

企业管理是一个系统工程，是一门学问，是科学技术。与工业发达国家模具企业相比，在某种意义上说，我们的管理落后更甚于技术落后。因此改进管理十分重要，且任务繁重，目前模具企业的管理有许多形式，各有其适应对象，但搞好信息化建设，逐步实现信息化管理已成为发展方向，行业也对此有共识。

由于历史和体制上的原因，我国模具专业化和标准化水平一直很低，其中冲压模具的专业化比塑料模和压铸模更低。这在一定程度上妨碍了冲压模具的发展，根据国内外模具专业化情况来看，专业化可以有多层意思：1）模具生产独立于其他产品生产，专业生产模具外供；2）按模具种类划分，专门从事某一类模具（如冲压模具）生产；3）在某一类模

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具中，按其服务对象或模具工艺及尺寸大小，选取该类模具中的某种模具（例如汽车覆盖件模具、多工位级进模具、精冲模具等等）进行专业化生产；4）专业生产模具中的某一些零件（如模架、冲头、弹性元件等）供给模具生产企业；5）按工序开展专业化协作。例如目前社会上专门从事模具设计的公司、专门进行型腔加工或电加工协作的企业、专门接受测量或热处理委托业务的企业及专业从事抛光业务的企业等等，这种多层次的专业化促进了模具行业的发展。但专业化的路途仍旧遥远，必须加快进程才能适应形势。因此，这也是发展重点。

在信息化带动工业化发展的今天，在经济全球化趋向日渐加速的情况下，我国冲压模具必须尽快提高水平。通过改革与发展，采取各种有效措施，在冲压模具行业全体职工的共同努力奋斗之下，我国冲压模具也一定会不断提高水平，逐渐缩小与世界先进水平的差距。“十一五”期间，在科学发展观指导下，不断提高自主开发能力、重视创新、坚持改革开放、走新型工业化道路，将速度效益型的增长模式逐步转变到质量和水平效益型轨道上来，我国的冲压模具的水平也必然会更上一层楼。

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2 成形制品的工艺性分析

成型制品：

2.1冲裁件的结构工艺性

此制品的材料为铝L3。纯铝具有许多优良的物理性能，其中它的密度很小接近2700kg/m3。易加工，铝的塑性好，可轧成薄板和箔，挤压成各种民用的型材，耐腐蚀，铝有良好的耐大气腐蚀和水腐蚀的能力。能抵抗多数酸和有机物的腐蚀，而且它的导电导热性能好，发散性强，有吸音性。

此零件的冲裁工艺主要有落料和冲孔两步，由表18.2-5(1)可知自由凸模冲孔的最小尺寸铝为d≥0.8t。此零件h=20mm,d=50mm，则满足条件，可以一次拉成。此零件成行过程共分为四步，即落料、拉深、冲孔、切边，四个工序需要依次进行，可采用的方案可设计成连续模、单工序模、和复合模。

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2.2模具结构选择 方案对比 1.单工序模：

单工序模冲裁模是指在压力机一次行程内只完成一个冲压工序的冲裁模。

这种模具的制造成本较低，但是制品的误差较大生产效率较低。若采用此种模具则至少需要3套模具，分别为落料模，拉深模。和冲孔模。 2.复合模：

复合模是一种多工序的冲模，是在压力机的一次工作行程中在模具同一部位同时完成数道分离工序的模具。复合模的设计难点是如何在同一工作位置上合理布置几队凸凹模，在结构上的主要特征是有一个既是落料凸模又是冲孔凹模的凸凹模。它的制造成本较高。但是制品的误差较小，生产效率较高能在一套模具上同时进行多道工序，如此零件采用复合模则可大大缩短制件的成形周期，而且制品的质量可以保证。 3.连续模：

连续模是一种工位多，效率高的冲模，整个冲件的成形是在连续过程中逐步完成的，连续成形是工序集中的工艺方法，可使切边，切口，切槽，冲孔，落料等多种工序在一副模具上完成，它不但可以完成冲裁工序还可以完成成形工序。甚至装配工序。许多需要多工序冲压的复杂冲压件可以在一副模具上完成成形。为高速自动冲压提供了有利条件。

就此零件来看需设计成多工位级进模才能完成拉深成形工艺，但是这种模具设计难度较大需要很好的定位 和导向装置，就目前水平来看很难实现，而且制品精度也难以保证。

综上所述，对于此零件用复合模来制造比较好。

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2.3确定工艺方案

此零件毛坯为平板类毛坯，应此就工艺上来说需完成三道工序即落料、拉深和冲孔。 工艺方案一

先用压力机落料----冲孔-----拉深

此方法在拉深过程中容易产生起皱和拉裂等问题，因为第二步的冲孔工序将陪料的中间去掉，则在拉深过程中材料的抵抗失稳的能力就大大降低了。 工艺方案二

冲孔-----落料-----拉深

此方法进行到落料工序是与前一种形成相同的问题，制品容易产生缺陷。 工艺方案三

落料-----拉深-----冲孔

此方法能大大提高材料的抗失稳能力，从而提高产品质量，达到产品精度要求。

综上所述应采用第三中工艺方案。

因为此零件的工序涉及到拉深与冲裁两道重要的工序，而拉深件坯料形状和尺寸是以冲件形状和尺寸为基础按体积不变原则和相似原则确定，对于形状复杂的拉深件，利用相似原则仅能初步确定坯料形状，必须通过多次试压反复修改才能最终确定出坯料形状，因此拉深见的模具设计一般是先设计拉深模，坯料尺寸确定后再设计冲裁模。

3 加工工艺的设计

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3.1拉深工艺的设计 制件图：

3.1.1外形毛坯尺寸的确定

根据表4.3.3可查得外形毛坯尺寸

2 D =d1?4d2h1?6.28rd1?8r

=322?4?48?13.2?6.28?4?32?8?42 =1024?2534.4?803.84?128 =4490.24 =67mm

查表19.4-10可知铝的第一次拉深系数M1为0.52-0.55。以后各次拉深系数MN为0.70-0.75。最大相对高度h/d=17.2/45=0.38，由表19.4-11可得此零件由一次拉深而得。 3.1.2拉深模工作部分参数

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1.圆角半径

1）拉深凹模的圆角半径可按经验公式确定 Rd=0.8(D?d)T

式中Rd---凹模圆角半径（mm）

D---毛坯直径(mm) d---凹模内径(mm) t---材料厚度(mm) 则 Rd=0.8(67?46)?2=5.04mm 2)拉深凹模的圆角半径，选用规则

1.除最末一次拉深工序外，其他所有各次拉深工序中，凹模圆角半径相等或取略小的数值。

2.在最后一次拉深工序中，凸模圆角半径与工件的圆角半径相等，但对于厚度小于6mm的材料，其数值不得小于（2—3）t。对于厚度大于6mm的材料，其值不得小于（1.5—2）t。

3.如果制件要求的圆角半径很小，则在最后一次拉深工序以后，须进行整形。

根据上述要求凸模圆角半径rp=5mm 2间隙

拉深模的凸模及凹模的单边间隙C=dd-dp/2

间隙值应合理选择，否则C过小会增加摩擦力，使拉深件容易破裂，且易擦伤表面和降低模具寿命，C过大，又易使拉深件起皱，且影响制件精度，在确定间隙时须考虑到毛坯在拉深中外缘变厚现象，材料厚度偏差几拉深件的精度要求，由以前的 分析可知该制件不用压边圈。

则C=（1—1.1）tmax

tmax----材料厚度的最大极限尺寸（mm） 则C=2mm

3.1.3.工作部分尺寸的确定

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确定凸模和凹模工作部分尺寸，应考虑模具的磨损和拉深件的弹复，其尺寸公差只在最后一道工序考虑。

1）最后一道工序凸凹模工作部分尺寸应按拉深件尺寸标注方式不同，由公式进行计算。在此选择下列公式。

Dd=（d+0.4Δ+2C）0+δd dp=（d+0.4Δ）-δ

0p

Dd-----凹模尺寸 dp-----凸模尺寸

d-----拉深件外形的基本尺寸、 C-----凸凹模的单边间隙 δd----凹模制造公差 δp----凸模的制造公差

Δ----拉深件的基本尺寸的公差 Dd =（d+0.4Δ+2C）0+δd

=（46+0.4×0.25+2×2）+00.05

=50.1+00.05

Dp =（d+0.4Δ）-δ

0p

=（46+0.4×0.25）-00.035

=46.1-00.035

由表19.4-40可得圆形拉深模凸、凹模的制造公差

δd=0.05 δp=0.035

2) 拉深凸模的出气孔尺寸

出气孔的尺寸可查表19.4-41 得 d=5mm.

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3.1.4 压边力和拉深力

为了防止在拉深过程中制件的边臂或凸缘起周皱，应使毛坯（或半成品）被拉入凹模圆角以前保持稳定状态，其稳定程度主要取决于毛坯的相对厚度t/d×100，由表19.4-42(1)可知该零件不用压边圈。

拉深力的计算

在确定拉深件所需的压力机吨位时必须先求出拉深力，由表19.4-46(1)可得拉深力公式。

F=3.14 d1tσF---拉深力 t---材料厚度 σ

b-----

b

k1

材料的抗拉强度

k1-----系数

则F=3.14×50×2×70×0.65=14287

压力机吨位的选择 对于单动压力机F>F对于双动压力机F1>F

拉

+F

压

拉

，F2>F

压

式中F----压力机的公称压力

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F1-----内滑快的公称压力

F2-----外滑快的公称压力 F F

拉

-----拉深力 -----压边力

压

3.2 冲压工艺设计

冲裁是利用模具使板料产生分离的冲压工序，包括落料，冲孔，切边，剖切，修边等，用它可以制作零件或为弯曲，拉深，成行等工序准备毛坯，从板料冲下所需形状的零件叫落料，在工件上冲出所需形状的孔（冲去的为废料），叫冲孔。本零件所用到的冲压工艺主要有落料和冲孔两步。

3.2.1模具间隙的设计

模具间隙是指凸、凹模刃口间缝隙的距离。若用符号C表示，俗称单面间隙。

而双面间隙用Z表示，间隙对冲裁件质量、冲裁力、模具寿命的影响很大，是冲裁工艺与模具设计中的一个及其重要的问题。

由表

19.1-6(1)可查得软铝

3的冲裁模初始双面间隙

Z为

Zmin=0.100mm，Zmax=0.140mm 3.2.2凸凹模刃口尺寸计算

模具刃口尺寸精度是影响冲裁件尺寸精度的首要因素，模具的合理间隙值也要靠模具刃口尺寸及其公差来保证，在生产实践中可以发现：

(1)由于凸凹模之间存在间隙，使落下的料或冲出的孔都是带有堆度的，且落料件的大端尺寸等于凹模尺寸，冲孔件的小端尺寸等于凸模尺寸。

(2)在测量与使用中，落料件是以大端尺寸为基准，冲件孔径是以小端尺寸为基准的。

(3)冲裁时凸、凹模要与冲裁零件或废料发生摩擦，凸模越磨越小，

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凹模越磨越大。结果使间隙越用越大。

所以在决定模具刃口尺寸及其制造公差是需考虑下述原则

1) 落料件尺寸由凹模尺寸决定，冲孔时孔的尺寸有凸模决定，故设计落料模时以凹模为基准，间隙取在凸模上，设计冲孔磨时，以凸模为基准，间隙取在凹模上。

2) 考虑到冲裁中凸凹模的磨损，设计落料模是凹模基本尺寸应取在工件尺寸公差范围内的较小尺寸；设计冲孔模时，凸模基本尺寸则应取工件的尺寸公差范围内的较大尺寸，这样凸、凹模磨损到一定程度仍能冲出合格的零件。

3) 由于磨损间隙会越用越大，则设计时凸、凹模间隙应取最小合理间隙。

由于冲孔和落料外形都比较简单，则采用凸、凹模分别制造法来进行设计。

1. 落料

设工件尺寸为 Dd=（D-x△）0

+δ

0p

Dp=(Dd-Zmin) -δ

2．冲孔

=( D-x△- Zmin) -δ

0p

dp=(d+x△) -δ dd=(dp+Zmin) 0

0 p

+δ

=( d+x△+Z

min

) 0

+δ

d

式中 Dp Dd——落料凹模和凸模的刃口尺寸，（mm） dp dd——冲孔凹模和凸模的刃口尺寸，（mm）

d--------冲孔工件孔径的基本尺寸，（mm）

D--------落料工件外径的基本尺寸，（mm）

△--------工件制造公差（mm） X-----系数

Z

δp

min-----

最小合理间隙

------制造公差

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由表19.1-6查得Zmin=0.100mm，ZMAX=0.140mm . 则双面间隙ZMAX -Zmin=0.140-0.100=0.040mm

由表19.1-9查出，凸，凹模的极限偏差落料部分基本尺寸为67mm则

δd=+0.03mm, δp=-0.02mm δd+δp=0.05>ZMAX -Zmin 冲孔部分基本尺寸为32mm,则 δd=+0.03mm, δp=-0.02mm δd+δp=0.05>ZMAX -Zmin

由上式计算落料部分尺寸由表19.1-10取x=0.5,则

落料凹模：Dd=（D-x△）0+δd=（67-0.5×0.25）0-0.03=66.880-0.03 凸模基本尺寸为67mm。间隙配做保证Zmin=0.100mm

冲孔凸模：dp=(d+x△) -δp0=（32+0.5×0.21）0.020=32.110.020 凸模基本尺寸为32mm。间隙配做保证Zmin=0.100mm. 3.2.3冲裁力的计算及压力中心的确定

由于该零件为轴对称零件，故不必进行压力中心的计算。 1.冲裁力的计算

计算冲裁力的目的是为了合理地选定压力机和设计模具。压力机的吨位必须大于所计算的冲裁力。 2.计算冲裁力F0=LtΤb

式中 F0-----冲裁力（N） t-----材料厚度（mm） Τb-----材料抗剪强度(N) L------冲裁周长（mm） 而实际冲裁力为F=1.3 F0=1.3 LtΤb= Ltσ

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b

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冲孔F=2×3.14×32×70=14067N 2．卸料力及推件力的计算

依据经验公式有。 推件力 F1=nK1F 顶件力 F2=K2F 卸料力 F3=K3F

式中 F-----冲裁力。（N）

n-----同时梗塞在凹模内的零件数。

F1、F2、F3--------推件力、顶件力、卸料力系数，可查表19.1-12 F1=0.03---0.07 F2=0.03—0.07 F3=0.05—0.08

3.2.4排样的设计

这里毛坯直径为67不算太小，考虑到操做方便，排样采用单排，取其搭边数值：由表19.1-17可得：条料两边a=2.1mm,进距方向a1=1.56mm，于是有

进距 h=D+a1=67+1.56=68.56mm 条料宽度 b=D+2a=67+2×2.1=71.2mm 板料规格拟用2mm×900mm×1800mm(铝板) 若用纵裁：裁板条数n1=

B900==12条 b71.2A?a11800?1.56==26个 h68.56总

每条个数：n2= 每板总个数：n

= n1 ×n2=12×26=312个

材料利用率：η总=

n总3.142（D?d2)4×100 A?B=52.4％

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若用横裁：裁板条数n1=

A1800==25条 b71.2B?a1900?1.56==13个 h68.56总

每条个数：n2= 每板总个数：n

= n1 ×n2=25×12=300个

材料利用率：η总=

n总3.142（D?d2)4×100 A?B =50.4％

由此可见，纵板有较高的材料利用率，且该零件没有纤维方向性的考虑。故决定采用纵裁。

排样图如下图所示：

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4 模具结构形式选择

4.1模具结构设计

此零件成形需用复合模，复合模具有许多优点；内外形相对位置及零件尺寸的一致性非常好，制件精度高；制件表面平直；适宜冲制薄料。也适宜冲制脆性软质材料；可充分利用短料或边角余料；模具结构紧凑，要求压力机工作台面积较小。但复合模也存在一定的缺点。凸凹模壁厚（制件内形与外形之间，内形与内形之间的尺寸）受到限制，尺寸不能太小，否则影响模具强度，制件不能从压力机工作台孔中漏出，必须解决出件问题，复合模复合的工序内容多时，特别是既有冲裁工序又有成形工序时，会对模具刃口的刃磨带来不便。

因此在设计是必须解决上述问题。 4.1.1落料，拉深工序的结构设计

首先要考虑落料凸模（兼拉深凹模）的壁厚是否过薄。本例凸凹模壁厚b=

67?50=8.5mm。能保证足够强度，故可采用复合模。 2落料拉深复合模常采用如图所示的典型结构即落料采用正装式，拉深采用倒装式，在模座下面设有弹性卸料装置。这种结构的优点是操作方便，出件畅通无阻，生产率高，缺点是弹性卸料装置使模具结构较复杂特别是拉深深度大，料较厚，卸料力大的情况，需要较多，较长的弹簧，使模具结构复杂。

为了简化上模部分，可采用刚性卸料板，其缺点是拉深件留在刚性卸料板内，不易出件，带来操作上的不便，对于本例，由于拉深深度不算大，材料也不厚，因此采用弹性卸料较合适。

考虑到装模方便，模具采用后侧布置的导柱、导套模架。 4.1.2冲孔、切边工序的结构设计

冲孔工序需要冲出一个直径为32的孔，孔径较大，凸模的强度，刚

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度能够满足要求。采用正装式，切边工序需要切掉宽度为1.2 mm的修边余量，用凸凹模的内侧就可完成冲裁，冲孔完成后制件由刚性卸料板向下顶出，冲孔完成后制件由刚性卸料板向下顶出，冲孔废料由弹性橡皮向上顶出。切边废料由压边圈向上顶出。 模具工作部分尺寸计算

落料凸凹模

1.落料凹模的外形尺寸确定；

取凹模壁厚为30—40mm（1.5—2倍的凹模厚度）。调整到符合标准即凹模外径设计为Ф130mm。

2.选择标准模架，确定闭合高度及总体尺寸

由凹模外形尺寸Ф140 mm，选后侧滑动导柱导套模架，再按其标准选择具体结构尺寸如下表。

名称 上模板 尺寸 300mm×260mm×40mm 下模板 300mm×250mm×50mm 导柱 导套 Ф25mm×75mm Ф25mm×50mm×30mm 压入式模柄 Ф50mm×70mm Q235 15 15 HT250 材料 HT250 技术要求 渗58-62HRC 渗58-62HRC 碳碳模柄闭合高度最大250mm，最小200mm，模具的实际闭合高度一般为： H

模

=上模板厚度+垫板厚度+冲头长度+凹模厚度+下模板厚度-冲头进

入凹模深度

=40+40+65+48+50-1-（1+16-2）mm=228mm

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查开式压力机技术参数可知，250KN压力机最大闭合高度为;固定台和可倾式最大闭合高度为250mm；活动台式最大为 360mm。最小为180mm，故实际设计的 模具闭合高度H模=228mm .符合要求

4.2模具工作过程

模具打开，将条料沿导料螺钉送进，当条料遇到定位销时，启动压力机，上模下行。外凸凹模12与凹模24完成落料，上模继续下降，外凸凹模12与内凸凹模20进行正拉深，在拉深的同时凸模15与推料板2上行，当拉深完成时凸模15将冲出一个小孔，而且凸凹模将制件外缘切下，加工完成后上模回程，模具打杆碰到压力机打杆，打杆8下行通过顶杆推料板16将制件向下推，则制件脱离外凸凹模时，冲下孔的废料通过橡皮17顶出，通过橡皮向上的顶出压边圈将制件顶出。

5 模具零件的结构设计

5.1落料凹模

此落料凹模的尺寸和厚度已定下图所示，需要有3个螺纹孔；以便和下模板固定；需要有两个与下模板同时加工的销钉孔；有一个挡料销用的销孔；

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5.2拉深凸模

设计的外形尺寸如下图所示。有两个固定用的螺钉孔，板固定；在底部加工两个顶杆贯穿用的孔。

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便和下模以河南机电高等专科学校毕业设计说明书

5.3凸凹模

凸凹模设计的外形尺寸要与其他零件相配合。在凸凹模上加工出四个螺钉孔以便和其他零件固定；加工出一个销钉孔，做为定位用。

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5.4弹性卸料板

内行与凸凹模间隙配合，外形根据橡皮的数量和其他零件尺寸来定。在模板上加工出四个螺钉孔和一个挡料销孔，以便和螺钉与挡料销配合。该零件用挡料销来定位所以不用再加工出定位用的销孔。在模板上加工出深度为5mm直径为30mm的凹槽。用来安装橡皮。

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5.5冲孔凸模

冲孔凸模的加工与设计需要严格要求并严格执行。应为此零件直接参与零件的冲压工序。零件硬度58—62HRC，需要进行热处理来提高硬度。凸模的工作尺寸一定要严格保证，以保证加工出合格的制件。

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5.6垫板

此垫板的加工较为简单，加工出四个螺钉孔用来与上模板固定。

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5.7其它零件

其它零件按照需要和国标来选择。

落料拉深复合模零件表

序号 01 02 名称 螺栓销 卸料板 数量 2 1 材料 35 Q235 规格 M6×96 177×130×12 热处理 26

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03 上模板 1 HT250 260×300×40 04 05 06 07 08 09 10 11 12 挡料销 弹簧 销 模柄 打料杆 垫板 螺钉 垫板 凸凹模 1 4 1 1 1 1 1 1 1 T8 65Mn T8 Q235 45 Q235 45 45 Cr12 Φ6×60 M4×110 热处理58-62HRC 13 14 卸料螺钉 导套 4 2 45 15 Φ25×50×30 15 凸模 1 Cr12 热处理58-62HRC 16 17 18 19 20 推料板 橡皮 卸料螺钉 螺钉 凸凹模 1 1 1 4 1 45 45 45 Cr12 M6×80 热处理58-62HRC 21 22 23 24 螺钉 顶杆 压边圈 凹模 2 3 1 1 45 45 45 Cr12 M6×60 热处理58-62HRC 27

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25 26 27 螺母 下模板 导柱 2 1 2 45 HT250 15 M6 Φ25×75

6 零件的加工

落料凹模的加工工艺

此落料凹模为圆柱形，属回转型零件，故可用车床加工外形，对于中间的凹模落料孔，则可用铣销加工成形，销孔和螺钉孔可用摇臂钻床加工。

则此零件的加工工艺路线为：

备料---铣平面---车外形---铣Φ66.88的孔---铣Φ70的孔---铣床加工各孔---热处理---钳工

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7结束语

本论文的设计很好的利用了冲压模具制造技术和模具制造技术中所学到的知识，在具体设计的过程中，我遇到了更大的困难。我不断地给自己提出新的问题，然后去论证、推翻，再接着提出新的问题。在这个循环往复的过程中，我这篇稚嫩的设计日益完善。每一次改进我都收获良多，每一次修改后的成功我都能兴奋好长一段时间。虽然我的设计作品不是很成熟，即使借鉴前人的很多资料仍然还有很多不足之处，但我仍然心里有一种莫大的幸福感，因为我实实在在地走过了一个完整的设计所应该走的每一个过程，并且享受了每一个过程，更重要的是这个设计中我加入了自己鲜活的思想。

“只有经过长时间完成其发展的艰苦工作，并长期埋头沉浸于其中的任务，方可望有所成就。”

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