压盖设计说明书

南 京 工 程 学 院

毕业设计说明书(论文)

作 者： 冯诗棋 学 号：018806400005 学 院： 材料工程学院 专 业： 数控加工与模具设计 题 目： 压盖冲压工艺与模具设计

指导者：

评阅者：

2010 年 4 月 南 京

毕业设计说明书（论文）中文摘要

分析了压盖的结构、尺寸、精度及原材料性能，详细介绍了压盖毛坯展开尺寸的计算方法及工序计算，确定了落料拉深复合—切边冲孔复合的冲压工艺方案。完成了落料-拉深、冲孔-切边两套复合模具的设计计算及图形的绘制，介绍了各工序模具的结构特点以及工作过程，并对模具主要零件的设计、模具关键参数的选取作了阐述。 关键词 冲压模具 工艺方案 复合模 第I 页

毕业设计说明书（论文）外文摘要

Title Stamping Process and Molding Design of a Gland Abstract This article based on design features and technical requirements of a gland,by analyzing process plans,design the blanking-drawing gang dies and trimming-piercing gang dies, and carries on the three dimensional analysis using the UG software to it．Launched the process computation,determine the size and structure of all parts.In which in detail introduced the designs and the manufacture of convex die,concave die,fixed plante,pad,stripper plate ,as well as the press choice and the pould frame choice. Keywords Punching die process plans compound dies 第II页

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目 录

前 言 ................................................................ 1 第一章 绪论 ......................................................... 2

1.1 产品介绍 ....................................................... 2 1.2 课题介绍 ....................................................... 3

第二章 工艺设计 ..................................................... 4

2.1产品工艺性分析 ................................................. 4 2.2工艺方案确定 ................................................... 4

第三章 工艺计算 ..................................................... 6

3.1 拉深件毛坯尺寸的计算 ........................................... 6

3.1.1确定修边余量 .............................................. 6 3.1.2计算毛坯直径 .............................................. 6 3.1.3确定拉深次数 .............................................. 6 3.2 排样设计 ....................................................... 7

3.2.1排样的意义和材料利用率 .................................... 7 3.2.2排样图确定 ................................................ 8 3.3 工艺力计算 ..................................................... 8

3.3.1计算总压力 ................................................ 8 3.3.2确定压力中心 .............................................. 9 3.3.3压力机的选择 ............................................. 10 3.4 刃口尺寸计算 .................................................. 10

第四章 模具设计 .................................................... 12

4.1落料拉深模复合模设计 .......................................... 12

4.1.1落料拉深模工作零件的设计 ................................. 12 4.1.2落料拉深模定位装置的设计 ................................. 15 4.1.3落料拉深模压料、卸料及推件装置的设计 ..................... 15 4.1.4落料拉深模导向零件的设计 ................................. 17 4.1.5落料拉深模固定零件的设计 ................................. 18 4.2 切边冲孔复合模设计 ............................................ 21

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4.2.1切边冲孔模工作零件的设计 ................................. 21 4.2.2切边冲孔模推件装置的设计 ................................. 24 4.2.3切边冲孔模导向零件的设计 ................................. 24 4.2.4切边冲孔模固定零件的设计 ................................. 25 4.3 模具总装图绘制与模具零件材料的选用 ............................ 28

4.3.1落料拉深复合模总装图绘制 ................................. 28 4.3.2切边冲孔复合模总装图绘制 ................................. 29 4.3.3模具零件材料的选择 ....................................... 30

第五章 设备校核 ................................................... 31

5.1 高度方向尺寸校核 ............................................. 31 5.2 平面尺寸校核 ................................................. 32

第六章 结 论 ....................................................... 33 致 谢 ............................................................... 34 参考文献 ............................................................ 35

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前 言

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技术发展重点之一。

为了提高冲压模的寿命，模具表面的各种强化超硬处理等技术也是发展点。 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，这更是冲压模技术发展的重点。

本论文的研究对象是压盖，首先通过分析零件材料及结构分析，确定了工艺方案，设计了落料拉伸复合模与切边冲孔复合模两副模具，其中涉及到多个零件结构尺寸的设计。本论文从工艺设计、工艺计算和模具设计三个方面对设计过程做了详细表述，采取图例与文字表述相结合，设计与创新相结合，理论与实践相结合，使模具设计和加工更加紧密的结合在一起。

本论文在设计时广泛采纳了国内外各个领域成熟的经验和最新的参考资料，并在模具的成型零部件等关键部位采用了国内外的优质模具钢。在技术上也有一定的创新，使用了UG、AutoCAD等软件绘图，以达到优化设计的目的。

在这次的毕业设计中，柯旭贵老师给予了我很大的帮助，在此表示衷心的感谢。由于设计者水平有限，说明书（论文）中可能出现疏漏或不足之处，殷切希望得到各位老师的批评指正。

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第一章 绪论

1.1 产品介绍

本课题零件为压盖，材料为08钢，料厚为2mm，中批量生产。零件图结构与尺寸如图1.1、图1.2所示：

图1.1 零件二维图

图1.2 零件三维图

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1.2 课题介绍

本次课题主要是分析压盖的冲压工艺性，绘制产品的二维和三维图，确定最优工艺方案，完成排样设计、冲压工艺力计算、模具刃口尺寸计算等必要的工艺计算，设计模具并绘制模具的工程图，同时完成设备的选用和校核。

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第二章 工艺设计

2.1 产品工艺性分析

冲压工艺设计主要包括冲压件的工艺性分析和冲压工艺方案的确定两个方面的内容。良好的工艺性和合理的工艺方案，可以用最小的材料消耗，最少的工序数量和工时，稳定地获得符合要求的优质产品，并使模具结构简单，模具寿命高，因而可以减少劳动量和冲裁成本。

冲裁件的工艺性是指冲裁件对冲裁工艺的适应性，一般情况下，对冲裁件工艺性影响较大的是制件的结构形状、精度要求、形位公差及技术要求等。冲压件的工艺性合理与否，影响到冲压件的质量、模具寿命、材料消耗、生产效率等，设计中应尽可能提高其工艺性。

从材料方面：此零件使用的材料是08钢，塑性和韧性较高，具有好的冲压性能。从零件精度方面：此零件未标注公差按IT14来处理，冲压生产出的零件精度能够符合零件精度要求。从工艺方面：此零件的工艺大致可以分为：落料，冲孔，弯曲。从压盖的结构上分析来看，此零件比较适合冲压成形。

工件弯曲半径为0.5mm，由文献[1]中表3.1（垂直于纤维）查得：rmin=0.1t=0.2mm，即能一次弯曲成功。

工件的弯曲直边高度为：12－2－0.2=9.8（mm），远大于2t，因此可以弯曲成功。 该工件是一个弯曲角度为90°的弯曲件，所有尺寸精度均为未注公差，而当r/t＜5时，可以不考虑圆角半径的回弹，所以该工件符合普通弯曲的经济精度要求。

工件所用材料08，是常用的冲压材料，塑性和韧性较好，适合进行冲压加工。 综上所述，该工件的冲压工艺性良好，适合进行冲压加工。

2.2工艺方案确定

1）方案对比

该工件包括拉深、冲孔、修边、弯曲、整形五个基本工序可以采用以下三种工艺方案：

方案一：落料拉深复合---整形---切边冲底孔复合---弯曲---侧冲孔---弯曲整

形；

方案二：落料拉深复合---切边冲底孔复合---弯曲---侧冲孔；

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方案三：落料拉深复合---切边冲底孔复合---整形---弯曲---侧冲孔---弯曲整

形。

2）方案分析

方案一：该方案工序合理，步骤符合工件形状要求，生产效率高，适用于中批量生产；

方案二：该方案缺少整形工序，会导致零件形状不符、尺寸达不到要求。整形工 序在大多数方案里都是不可或缺的，目的不仅是为达到形状要求，更为达到一定的尺寸精度要求；

方案三：该方案在首次落料拉深复合后就切边冲底孔复合，在后来的拉深工序中， 将会导致孔、边变形，因此冲孔切边应放在最后。 3）方案确定

比较上述三种工艺方案，方案一最佳。方案二、三均不能达到零件要求，。

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第三章 工艺计算

工艺计算是模具设计的基础，只有正确的确定排样图和计算出各道工序的凸凹模尺寸、冲压力等，才能设计出正确的模具。本设计中的工艺计算比较多，具体计算如下：

3.1 拉深件毛坯尺寸的计算

3.1.2确定修边余量

拉深件大径dp=84mm，内径d=44mm 则凸缘相对直径dp/d=84/44=1.9 查文献[1]表19.4-2:?=3.0mm 3.1.1计算毛坯直径 查文献[1]表19.4-4：

2D0?d2?4d1h?3.44Rd1=64mm （1）

加上零件弯曲部分长度得总毛坯尺寸。 查文献[1]表19.3-9： L?l1?l2?0.5t=14mm （2） 毛坯尺寸D?D0?2L??=98mm 3.1.3确定拉深次数n

零件相对高度h/d =6/44=0.14

凸缘相对直径dp/d=1.9 根据毛坯相对厚度：

t/D×100=2/98×100=2.04 查文献[1]表19.4-13：h1/d1 =0.51 h/d =0.14﹤h1/d1 =0.51 则该零件可一次拉深成功。

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3.2 排样设计

3.2.1排样的意义和材料利用率

冲裁件在条料、带料或板料上的布置方法叫排样。排样合理就能用同样的材料冲出更多的零件来，降低材料消耗。大批量生产时，材料费用一般占冲裁件的成本的60%以上。因此，材料的经济利用是一个重要问题，特别对贵重的有色金属。排样的合理与否将影响到材料的经济利用、冲裁质量、生产效率、模具结构与寿命、生产操作方便与安全等。

排样的意义就在于保证用最小的材料消耗和最高的劳动生产率得到合格的零件。

排样是否合理，经济性是否好，可用材料利用率来衡量。材料利用率是指零件的实际面积与所用材料面积的百分比，一个进距内的材料利用率η为： η= (nAbh)100% （3） 式中 A---冲裁件面积（包括冲出的小孔在内）（mm2）； n---一个进距内冲件数量； b---条料宽度（mm）； h---进距（mm）。

材料面积包括零件实际面积与废料面积。提高材料利用率的途径是减少废料面积。废料分为两类，

1．结构废料 由零件的形状特点产生的废料。一般不能改变，但可以利用大尺寸的机构废料冲制出小尺寸的零件。

2. 工艺废料 由零件之间和零件与条料侧边之间的废料，以及料头、料尾所产生的废料。

要提高材料利用率，主要应从减少工艺废料着手，即设计合理排样方案，选择合适的板料规格及合理的裁料法（料头、料尾），利用废料冲制小件。在不影响设计要求的情况下，改善零件结构。

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3.2.2排样图确定

1. 排样设计

排样设计主要确定排样形式、条料进距、条料宽度、材料利用率和绘制排样图。 1）排样方式的确定。考虑到操作方便，根据冲裁件的结构特点，排样方式可选 择为：单排。

2）送料进距的确定。查文献[1]表19.1-18，工件间工艺搭边值a1=2mm。工艺边距搭边值为a=2mm。

送料进距h=D+a1=92+1.5=93.5mm。

3）条料宽度的确定。条料宽度B=D+2a=92+2×2=96mm 4）材料利用率的确定。

A6644.24????100%?74% （4）

Bh96?93.54）绘制排样图。冲裁件排样图见图。

图3.1 排样图

3.3 工艺力的计算

3.3.1计算总压力 1.落料拉深复合模

该模具采用固定卸料和后方出料方式。总冲压力F1由冲裁力F、卸料力F卸和推件力F推组成。

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1）冲裁力。08钢的抗拉强度可按?b?400MPa

F落料?Lt?b??Dt?b?3.14?92?2?400?231104N （5） F拉深?Lt?b??Dt?b?3.14?42?2?400?105504N F＝F落料＋F拉深＝231104＋105504＝336608N

2）推件力。查文献[1]表19.1-12，推件力系数K推?0.055，凹模中的卡件数

n=h/t=6/2=3

F推＝nK推F＝3×0.055×336608＝55540.32N （6） 3）卸料力。查文献[1]表19.1-12，卸料力系数K卸=0.05。

F卸＝K卸F＝0.05×336608＝16830.4N （7） 4）总冲压力F1的确定。

F1＝F+ F推+ F卸＝336608+55540.32+16830.4＝408978.72N≈409KN 2.切边冲孔复合模

总冲压力F2由冲裁力F、卸料力F卸和推件力F推组成。 1）冲裁力。08钢的抗拉强度可按?b＝400MPa

F切边?Lt?b??Dt?b?3.14?60?2?400?150720N F冲孔?Lt?b??Dt?b?3.14?13?2?400?32656N F＝F切边＋F冲孔＝150720＋32656＝183376N

2）推件力。查文献[1]表19.1-12，推件力系数K推?0.055，凹模中的卡件数

n=h/t=6/2=3

F推＝nK推F＝3×0.055×183376＝30257.04N

3）卸料力。查文献[1]表19.1-12，卸料力系数K卸＝0.05。

F卸＝K卸F＝0.05×183376＝9168.8N 4）总冲压力F2的确定。

F2＝F+ F推+ F卸＝183376+30257.04+9168.8＝222801.84N≈223KN 3.3.2确定压力中心

因为该零件是旋转件，所以压力中心在中点。

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3.3.3压力机的选择

压力机型号的确定主要取决于冲压工艺的要求和冲模结构情况，选用压力机时，必须满足以下要求：

1）压力机的公称压力必须大于冲压计算的总压力。 2）压力机的装模高度必须符合模具闭合高度的要求。

3）即Hmax - 5mm ? Hm ? Hmin + 10mm，式中Hmax、Hmin分别为压力机的最大、最小装模高度，Hm 为模具的闭合高度（mm）。

4）压力机的滑块行程必须满足冲压件的成形要求。对于拉深工艺，为了便于放料和取料，其行程必须大于拉深件高度的2—2.5倍。

5）为了便于安装模具，压力机的工作台面尺寸应大于模具尺寸，工作台面上的孔应保证冲压件或废料能落下。 6）模柄孔和模柄尺寸应匹配。

考虑上述选择压力机的要求，结合已求得的两幅模具的总压力

F1=409KN,F2=223KN，查文献[1]表22.6-19，选择公称压力F=630KN的开式压力机JB23—63和公称压力F=250KN的开式压力机JB23—25。

3.4 刃口尺寸计算

查文献[1]表19.1-7得模具冲裁间隙值，ZMIN=0.246mm，ZMAM=0.360mm 由文献[1]式19.1-3与式19.1-4计算落料拉深部分的尺寸，查文献[1]表19.1-10取x=0.5。

落料凹模刃口尺寸（查文献[1]表7.2-4得?=0.87，表19.1-9得上、下偏差： ?p??0.025,?d??0.035）

??d?0.035?0.035Dd?(D?x?)0?(98?0.5?0.87)0?97.5650mm （8） 00Dp?(Dd??min)0?(97.565?0.246)?97.319??p?0.025?0.025mm （9）

拉深凸模刃口尺寸（查文献[1]表7.2-4得?=0.62，表19.1-9得上、下偏差： ?p??0.02,?d??0.03）

??d?0.03d?0.03Dd?(D?x?)0?(42?0.5?0.62)0?41.690mm

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0Dp?(Dd?2?)0??p?(41.69?2?2)?0.02?37.69?0.02mm （10）

0凸凹模刃口尺寸（查文献[1]表7.2-4得?=0.62，表19.1-9得上、下偏差： ?p??0.02,?d??0.03）

??d?0.03d?0.03Dd?(D?x?)0?(46?0.5?0.62)0?45.690mm 0Dp?(Dd?2?)0?(45.69?2?2)?41.69??p?0.02?0.02mm

0冲?13mm孔的凸、凹模刃口尺寸（查文献[1]表7.2-4得?=0.43，表19.1-9得上、下偏差?p??0.02,?d??0.02）：

00dp?(d?x?)0?(13?0.5?0.43)?13.215?0.02?0.02mm (11) ??p??d?0.02?0.02dd?(dp??min)0?(13.215?0.246)0?13.4610mm (12)

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第四章 模具设计

4.1落料拉深复合模设计

模具的优劣很大程度上体现在模具结构上，因此模具的结构对模具的工

作性能、加工性、成本、周期、寿命等起着决定性作用。在此次模具的结构设计大体可以分为两步：第一步根据工序排样的结果确定模具的基本结构框架，确定组成模具的主要结构单元及形式，对模具制造和使用提出要求；第二步确定各结构单元的组成零件及零件间的连接关系。结构设计的结果是模具装配图和零件明细表。在复合模结构设计中概要设计是模具结构设计的开始，它以工序排样图为基础，根据产品零件要求，确定复合模的基本结构框架。

由前面工艺方案可知，该零件是用两副复合模来完成的。复合模又分为正装式和倒装式。

①正装式特点：每冲裁一次，废料就被推下一次，凸凹模孔内不积存废料，胀力小，不易破裂。而且板料实在压紧的状态下分离，冲出的工件平直度较高，但冲孔废料落在下模工作面上，清除废料麻烦。

②倒装式特点：冲孔废料由冲孔凸模冲入凹模洞口中，积聚到一定数量，由下模漏料孔排出，不必清除废料。工件表面平直度较差，凸凹模承受张力较大。但模具结构简单，操作方便。

经分析，此工件按IT14级加工制造，平直度要求较高，工件精度要求也较高，所以从工件的加工精度考虑，采用正装复合模。 4.1.1落料拉深模工作零件的设计 1.凹模

1）凹摸结构尺寸的确定。凹模的刃口形式，考虑到零件形状，所以采用圆形刃口凹模。凹模外形尺寸主要包括凹模厚度H，凹模壁厚c，凹模周径D0。

2）凹模厚度的确定。由模具结构得凹模厚度尺寸H=8+23+5=34mm。 3）凹模壁厚的确定。可取c=（1.5～2）H=46.5mm。 4）凹模周径的确定。孔口尺寸b=98+2×5=108mm，

D0=b+2c=108+2×46.5=201mm

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查文献[1]表22.5-18，凹模尺寸规格为：?200×36。材料选用T10A，热处理：淬火58～62HRC。其结构与尺寸如图4.1所示：

图4.1 凹模

2.凸模

凸模长度尺寸与凹模和凸模固定板的厚度有关。已知凹模厚度H=36mm，查文献[1]表22.5-19取凸模固定板厚度取H1=16mm，零件料厚为t=2mm。凸模长度L=H－t＋H1=50mm，凸模尺寸规格为：?54×50,材料选用T10A，热处理：淬火58～62HRC。 其结构与尺寸如图4.2所示。

图4.2 凸模

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3.凸凹模

凸凹模尺寸规格为: ?116×66,材料选用T10A，热处理：58～62HRC。其结构与尺寸如图4.3所示：

图4.3 凸凹模

4.1.2落料拉深模定位装置的设计

为了限定被进料的进给步距和正确地将工件安放在冲模上完成下一步的冲压工序，必须采用各种形式的定位装置。用于冲模的定位零件有导料销、导料板、挡料销、定位销、导向销、定距侧刃和侧压装置等。定位装置应可靠并具有一定的强度，以保证工作精度、质量的稳定；定位装置应可以调整并设置在操作者容易观察和便于操作的地方；定位装置应避开油污的干扰并且不与运动机构干涉。定位精度要求较高，要考虑粗定位和精定位两套装置，分别进行；坯件需要两个以上工序的定位时，它们的定位基准应该一致。

本设计中采用挡料销来定位，挡料销主要用于定位，保证条料有准确的送料距，本设计中采用初始挡料销定位，其结构形式可以参考标准件。挡料销一般用45钢制造，热处理硬度为43～48HRC。

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4.1.3落料拉深模压料、卸料及推件装置的设计

1.压边圈

压边圈的尺寸规格为: ?106×23,材料选用45，热处理：淬火48～52HRC。其结构与尺寸如图4.4所示：

图4.4 压边圈

2.卸料板

卸料板的主要作用是把材料从凸模上卸下，有时也可以做压板用以防止材料变形，并能帮助送料导向和保护凸模等。设计时应该注意以下几个方面。 （1） 卸料力一般取5%～20%冲裁力。

（2） 卸料板应有足够的刚度，查文献[1]表20.1-33，最小厚度H=14mm。 （3）卸料板要求耐磨，材料一般选择45钢，淬火，粗糙度为0.4～0.8mm。 （4）卸料板的安装尺寸，计算要考虑凸模有4～6mm的刃磨量。

（5）卸料板可根据工件形状制作成圆形或矩形，型孔与凸模的配合量为H7/h6或者H8/f7。

本设计中的卸料板根据工件的形状做成圆形，本设计中使用的是固定卸料方式，卸料板与固定板之间通过卸料螺钉来连接。根据板的厚度和标准选择不同的标准的卸料螺钉。

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查文献[1]表20.1-33，卸料板最小厚度H=14mm，卸料板规格：?200×14，材料选用45。其结构与尺寸如图4.5所示：

图4.5 卸料板

3.推件块

推件块尺寸规格: ?52×37,材料选用T8，热处理:淬火56～58HRC。其结构与尺寸如图4.6所示：

图4.6 推件块

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4.1.4落料拉深模导向零件的设计

导向装置可以提高模具精度、寿命以及工件的质量，而且还能节省调试模具的时间。大批量生产的冲压模具中广泛采用了导向装置。导向装置设计的注意事项：

1）导柱与导套应在凸模工作前或压料板接触到工件前充分闭合。而且此时应保证导柱上端距上模座上平面留有10～15mm的间隙。

2）导柱、导套与上下板装配后，应保证导柱与下模座的下平面、导套上端与上模座的上平面均留2～3mm的间隙。

3）对于形状对称的工件，为了避免合模安装时引起的方向错误，两侧导柱直径或位置应有所不同。

4）当冲模有较大的侧向压力时，模座上应装设止推垫，避免导套、导柱承受侧向力。

5）导套应开排气孔以排除空气。

本设计中的导向装置的结构采用滑动式导柱导套结构，这种方式是最常用的方式，这种结构加工装配方便，易于标准化，但承受侧压能力差。导柱导套的间隙值应小于冲模中凸模、凹模间隙。

4.1.5 落料拉深模固定零件的设计 1.凸模固定板

凸模固定板尺寸规格为：?200×16，材料选用Q235。其结构与尺寸如图4.7所示：

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图4.7 凸模固定板

2.凸凹模固定板

凸凹模固定板尺寸规格为：?200×16，材料选用Q235。其结构与尺寸如图4.8所示：

图4.8 凸凹模固定板

3.凸模垫板

凸模垫板尺寸规格为: ?200×8,材料选用45，热处理：淬火43～48HRC。其结构与尺寸如图4.9所示：

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图4.9 凸模垫板

4.凸凹模垫板

凸凹模垫板尺寸规格为：?200×8，材料选用45，热处理：淬火43～48HRC。其结构与尺寸如图4.10所示：

图4.10 凸凹模垫板

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5．模架

冲模模架的技术要求（摘自GB/T2850-90）

1）装入模架的每对导柱和导套的配合间隙值应符合要求。

2）装配后的模架，其上模座沿导柱上、下移动应平稳和无滞住现象。 3）装配后的导柱，其固定端面与下模座下平面应保留1～2mm距离，选用B4）型导套时，装配后其固定端面应底于上模座上平面1～2mm。

4）模架的个零件工作表面不允许有裂纹和影响使用的沙眼、缩孔、机械损伤等缺陷。

5）在保证本标准规定质量的情况下，允许用其他工艺方法固定导柱、导套，其零件结构尺寸允许作相应改动。

本设计中选用中间导柱模架。

上模座：200mm×45mm GB/T2588.11，材料为HT200，其结构与尺寸如图4.11所示；

下模座：200mm×50mm GB/T2588.12，材料为HT200，其结构与尺寸如图4.12所示；

导柱：32×190 GB/T2861.1，材料为20； 导套：35×110 GB/T2861.6，材料为20。

图4.11上模座

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图4.12下模座

冲模模架零件技术要求（摘自GB/T12446-90）

1）零件的尺寸、精度、表面粗糙度和热处理等符合有关零件标准的技术要求和本技术条件的规定。

2）零件的材料除按有关零件标准的规定使用材料外，允许代料，但代料的力学性能不得底于原定材料。

3）零件图上未标注公差尺寸的极限偏差按GB/1804规定的IT14级精度。 4）零件图上未注明倒角尺寸，所以锐边锐角均应倒角或倒圆，示零件大小，倒角尺寸为0.5×45°～2×45°，倒圆角尺寸为R 0.5～1mm。 5）零件图上未标注的铸造圆角为R 3～5mm。 6）铸件的尺寸公差按JB2854的规定。

4.2切边冲孔复合模设计

4.2.1切边冲孔模工作零件的设计 1.凹模

1）凹摸结构尺寸的确定。凹模的刃口形式，考虑到零件形状，所以采用

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圆形刃口凹模。凹模外形尺寸主要包括凹模厚度H，凹模壁厚c，凹模周径D0。

凹模厚度的确定。由模具结构得凹模厚度尺寸H=38mm。 凹模壁厚的确定。可取c=（1.5～2）H=57mm。 凹模周径的确定。孔口尺寸b=D=92mm

D0=b+2c=92+2×57=206mm

查文献[1]表22.5-18，凹模标准尺寸：?200×38，材料选用T10A，热处理：淬火58～62HRC。其结构与尺寸如图4.13所示：

图4.13 凹模

2.凸模

2）凸模长度尺寸的确定。查文献[1]表22.5-1，根据孔口直径?13选取D1=22mm，L=90mm的凸模，为方便模具工作，将凸模长度磨为L=76mm。凸模尺寸规格为：?22×76,材料选用T10A，热处理：淬火58～62HRC。其结构与尺寸如图4.14所示：

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图4.13 凸模

3.凸凹模

凸凹模尺寸规格为: ?84×43,材料选用T10A，热处理：构与尺寸如图4.14所示：

图4.14 凸凹模

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58～62HRC。其结南京工程学院毕业设计说明书（论文）

4.2.2 切边冲孔模推件装置的设计 1.推件块

推件块尺寸规格: ?90×16,材料选用T8，热处理:淬火56～58HRC。其结构与尺寸如图4.15所示：

图4.15 推件块

4.2.3切边冲孔模导向零件的设计

导向装置可以提高模具精度、寿命以及工件的质量，而且还能节省调试模具的时间。大批量生产的冲压模具中广泛采用了导向装置。导向装置设计的注意事项：

1） 导柱与导套应在凸模工作前或压料板接触到工件前充分闭合。而且此时应 保证导柱上端距上模座上平面留有10～15mm的间隙。

2）导柱、导套与上下板装配后，应保证导柱与下模座的下平面、导套上端与上模座的上平面均留2～3mm的间隙。

3）对于形状对称的工件，为了避免合模安装时引起的方向错误，两侧导柱直径或位置应有所不同。

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4）当冲模有较大的侧向压力时，模座上应装设止推垫，避免导套、导柱承受侧向力。

5）导套应开排气孔以排除空气。

本设计中的导向装置的结构采用滑动式导柱导套结构，这种方式是最常用的方式，这种结构加工装配方便，易于标准化，但承受侧压能力差。导柱导套的间隙值应小于冲模中凸模、凹模间隙。 4.2.4 切边冲孔模固定零件的设计 1.凸模固定板

凸模固定板尺寸规格为：?200×32，材料选用Q235。其结构与尺寸如图4.16所示：

图4.16 凸模固定板

2.凸模垫板

凸模垫板尺寸规格为: ?200×8,材料选用45，热处理：淬火43～48HRC。其结构与尺寸如图4.17所示：

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图4.17 凸模垫板

3．模架

冲模模架的技术要求（摘自GB/T2850-90）

1）装入模架的每对导柱和导套的配合间隙值应符合要求。

2）装配后的模架，其上模座沿导柱上、下移动应平稳和无滞住现象。 3）装配后的导柱，其固定端面与下模座下平面应保留1～2mm距离，选用B4）型导套时，装配后其固定端面应底于上模座上平面1～2mm。

4）模架的个零件工作表面不允许有裂纹和影响使用的沙眼、缩孔、机械损伤等缺陷。

5）在保证本标准规定质量的情况下，允许用其他工艺方法固定导柱、导套，其零件结构尺寸允许作相应改动。

本设计中选用中间导柱模架。

上模座：200mm×45mm GB/T2588.11，材料为HT200，其结构与尺寸如图4.18所示；

下模座：200mm×50mm GB/T2588.12，材料为HT200，其结构与尺寸如图4.19所示；

导柱导套的尺寸可以查标准获得。 导柱：32×190 GB/T2861.1，材料为20； 导套：35×110 GB/T2861.6，材料为20。

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图4.18上模座

图4.19下模座

冲模模架零件技术要求（摘自GB/T12446-90）

1）零件的尺寸、精度、表面粗糙度和热处理等符合有关零件标准的技术要求

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和本技术条件的规定。

2)零件的材料除按有关零件标准的规定使用材料外，允许代料，但代料的力学性能不得底于原定材料。

3)零件图上未标注公差尺寸的极限偏差按GB/1804规定的IT14级精度。 4)零件图上未注明倒角尺寸，所以锐边锐角均应倒角或倒圆，示零件大小，倒角尺寸为0.5×45°～2×45°，倒圆角尺寸为R 0.5～1mm。 5)零件图上未标注的铸造圆角为R 3～5mm。 6)铸件的尺寸公差按JB2854的规定。

4.3 模具总装图绘制与模具零件材料的选用

4.3.1落料拉深复合模总装图绘制 落料拉深复合模结构与尺寸如图4.13所示：

图4.13 落料拉深复合模

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1——下模座 2——销钉 3——凸模垫板4——凸模固定板 5——压边圈 6——卸料板7——凸凹模 8——凸凹模固定板 9——上模座 10——销钉11——模柄 12——打杆13——销钉14——内六角螺钉 15——推件块 16——凸凹模垫板17——导套 18——凸模 19——内六角螺钉 20——凹模 21——推杆 22——导柱 23——挡料销 4.3.2切边冲孔复合模总装图绘制

切边冲孔复合模结构与尺寸如图4.14所示：

图4.14 切边冲孔复合模

1——下模座 2——内六角螺钉3——销钉4——废料切刀 5——凹模 6——凸模固定板7——凸模垫板 8——上模座 9——销钉 10——凸模11——推杆 12——推板13——模柄14——打杆 15——内六角螺钉16——内六角螺钉17——顶板 18——凸凹模 19——导套 20——导柱

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4.3.3 模具零件材料的选择

1.工作零件（凸模、凹模、凸凹模）选用材料牌号：T10A，热处理硬度为：58～62HRC。

2.定位零件（挡料销）选用材料牌号：45，热处理硬度为：52～56HRC。 3.压料装置（压边圈）选用材料牌号：45，热处理硬度为：48～52HRC。 4.卸料装置（卸料板）选用材料牌号：45。 5.推件装置

推件块选用材料牌号：T8，热处理硬度为：56～58HRC。 推杆、打杆选用材料牌号：45，热处理硬度为：43～48HRC。

6.导向零件（导柱、导套）选用材料牌号：20，热处理硬度为：48～52HRC。 7.固定零件

上、下模座选用材料牌号：HT200。 模柄选用材料牌号：Q235。

凸、凹模固定板选用材料牌号：Q235。

垫板选用材料牌号：45，热处理硬度为：43～48HRC。 螺钉、销钉选用材料牌号：Q235。

本设计中零件选择的具体的材料见总图的明细栏。

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第五章 设备校核

设备校核主要校核高度方向的尺寸和平面尺寸。根据前面的计算，落料拉深复合工序选用JB23—63压力机，切边冲孔复合工序选用JB23—25压力机，这两台设备的有关技术参数分别如下：

JB23—63压力机技术参数： 公称压力： 630KN 滑块行程： 130mm 行程次数： 50spm 最大装模高度： 360mm 装模高度调节量：80mm

工作台尺寸： 前后480mm、左右710mm JB23—25力机技术参数： 公称压力： 250KN 滑块行程： 65mm 行程次数： 105spm 最大装模高度： 270mm 装模高度调节量：55mm

工作台尺寸： 前后370mm、左右560mm 5.1 高度方向尺寸校核

落料拉深复合模的闭合高度H约为223mm,由上文可知设备的最大闭合高度

Hmax=360mm，最小闭合高度Hmin=260mm。则可知闭合高度H小于压力机最小闭合高度，所以在模具安装时需要增加垫板。

切边冲孔复合模的闭合高度H约为213mm,由上文可知设备的最大闭合高度

Hmax=270mm，最小闭合高度Hmin=215mm。则可知闭合高度H小于压力机最小闭合高度，所以在模具安装时需要增加垫板。

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5.2 平面尺寸校核

落料拉深复合模的平面最大外形尺寸为：前后280mm，左右430mm，而JB23—63压力机工作台面尺寸：前后480mm、左右710mm，即满足条件。

切边冲孔复合模的平面最大外形尺寸为：前后280mm，左右430mm，而JB23—25压力机工作台面尺寸：前后故所选压力机与模具匹配。

370mm、左右560mm，即满足条件。

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第六章 结论

本毕业设计说明书（论文）是将书本上的理论与实际相结合,基于压盖零件图，对其进行工艺分析、工艺计算、设计模具结构，通过查阅大量的书籍，设计出落料拉深复合模与切边冲孔复合模。

主要工作和结论如下：

1）对压盖的零件进行二维、三维造型，掌握了冲压产品结构设计的基本方法，特别UG的高级造型功能。

2)从零件材料、零件结构、零件精度等方面分析其冲压工艺性。比较多种冲压工艺，确定冲压工艺方案。

3）基于零件进行工艺计算，主要计算凸、凹模刃口尺寸、拉深次数和拉深坯料的尺寸等。

4）根据计算出的冲裁力，选择压力机型号。

5）根据计算出的凸、凹刃口尺寸，通过查阅有关标准，设计出各道工序的凸、凹模形式。查阅有关书籍，设计出其它零件，如模座、固定板、垫板、卸料板、定位元件等。

6）在以上计算的基础上，利用Auto CAD软件完成了模具装配图的绘制，并绘制其零件图。查阅有关标准，为模具零件选择合适的材料和热处理方法。

本次毕业设计是对以往所学的一切专业知识的汇总，产品一个创新、完善的过程；每一个设计都是对自己知识一个巩固、加深的过程。在设计过程中运用所掌握的知识，发挥自己的想象力，改进、完善原有的结构。这个过程是一个学习的过程。

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致 谢

本次毕业设计虽然只经过了短暂的两个月，但让我对专业知识有了更深入的学习和了解，作为大学时代的最后一次作业，我希望也要求自己以积极、认真、严谨的态度去完成，为自己的大学生涯画上一个完满的句号。本次毕业设计是在柯旭贵老师的精心指导下完成的，在这个过程中得到了柯老师的悉心教导和帮助，不仅填补了知识漏洞，更使我对专业知识的掌握有了一个层次的提高。从最开始工艺方案的确定，柯老师就为我们一个个的审阅与改正，在绘制装配图时，柯老师更是不厌其烦地为我们讲解模具结构、怎样计算、甚至怎样查表，这样细心的教导使我们快速地完成了各阶段的任务，使我在这个过程中受益匪浅。我们小组的所有成员向柯旭贵老师表示衷心的感谢！也向带领我们06级的所有指导老师致谢！

回首四年的大学生活，教育培养我的老师、辅导我生活学习的班主任、朝夕相处的同学……四年里所有快乐或悲伤的事情都从脑海中浮现出来，军训仿佛还是昨天的事，挥手间就面临毕业。即将面对社会的我既不担心，也不害怕，不管以后的路是一帆风顺还是困难重重，我都会坦然面对，经历了磨练我们才会真正成长，也正是那些好与不好才构成了充实而精彩的生活。希望同学们都加油进取，也祝愿各位老师身体健康，工作顺利！

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参考文献

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