前灯反光碗冲压模具设计【全套含CAD图纸】

前灯反光碗冲压模具设计【全套含CAD图纸】,全套含CAD图纸,前灯,反光,冲压,模具设计,全套,CAD,图纸 XXXX技术学院 毕业设计 设计题目 前灯身反光碗拉伸模设计 专 业 模具设计与制造 班 级 13061091 学 号 姓 名 指导教师 葛志宏 起止日期 2015.10.25-2016.3.10 机电工程系 毕业设计（论文）的主要内容及基本要求 内容：如图所示的零件， （1）生产批量：大批量； （2）材 料：紫铜（软态）； （3）材料厚度：t=0.5mm。 目 录 摘 要 4 第一章、引言 5 1.1.冷冲压术的发展趋势 5 1.2.模具技术发展的几个特点 6 1.3.毕业设计的意义 7 第二章、冲压件的工艺性分析 9 2.1.冲压件的结构工艺性 10 2.1.1.冲压件的形状 10 2.1.2.冲压件的尺寸精度 10 第三章、制件冲压工艺方案的确定 11 3.1.冲压工序的组合 11 3.2.冲压顺序的安排 11 第四章、制件排样图的设计及材料利用率的计算 12 4.1.展开尺寸的计算 12 4.2.制件排样图的设计 17 4.2.1.搭边与料宽 17 4.2.2.送料步距和条料宽度的确定 17 4.3.材料利用率的计算 18 第五章、确定总冲压力和选用压力机及计算压力中心 20 5.1.落料力的计算 20 5.2.拉深力的计算 20 5.3.卸料力、推件力的计算 20 5.4.压力中心的计算 21 5.4.压力机的选用 21 第六章、凸、凹模刃口尺寸计算 23 6.1.落料、冲孔凸、凹模刃口尺寸 23 6.1.1.计算原则 23 6.1.2.凸模和凹模配合加工 24 6.2.拉伸模 25 第七章、模具整体结构形式设计 27 7.1.凹模周界 27 第八章、模具零件的结构设计 29 8.1.落料凹模的设计 29 8.2.凸凹模的设计 29 8.3.拉深凸模的设计 30 8.4.退料板的设计 30 8.5.顶料块的设计 30 第九章、模具的总装配 32 设计小结 33 致 谢 34 参考文献 35 摘 要 随着模具制造的技能化逐步向科学化发展，逐渐由以前手动方式发展为利用软件等高科技方式来辅助设计的完成。冷冲模是其中的一种。 毕业设计是在模具专业理论教学之后进行的实践性教学环节。是对所学知识的一次总检验，是走向工作岗位前的一次实战演习。其目的是，综合运用所学课程的理论和实践知识,设计一副完整的模具训练、培养和提高自己的工作能力。巩固和扩充模具专业课程所学内容，掌握模具设计与制造的方法、步骤和相关技术规范。熟练查阅相关技术资料。掌握模具设计与制造的基本技能，如制件工艺性分析、模具工艺方案论证、工艺计算、加工设备选定、制造工艺、收集和查阅设计资料，绘图及编写设计技术文件等。 冲压工艺与模具设计应结合工厂的设备、人员等实际情况，从零件的质量、生产效率、生产成本、劳动强度、环境的保护以及生产的安全性各个方面综合考虑，选择技术先进、经济合理、使用安全可靠的工艺方案和模具，以使冲压件的生产在保证达到设计图样上的各项技术要求，尽可能降低冲压的工艺成本和保证安全生产。 本文阐述了冲压复合模的结构设计及工作过程，通过工艺分析，采用落料冲孔工序，通过冲压力、顶件力、卸料力等计算，确定模具类型。该模具采用中间导柱圆形模架，左右两边的导柱和导套采用同一型号。落料凹模采用整体结构，废料从凸凹模的开槽中卸出。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。 关键词： 工艺性分析、模具工艺方案论证、工艺计算、加工设备选定、制造工艺、收集和查阅设计资料，绘图及编写设计技术文件等。 第一章、引言 21世纪的制造业，正从以机器为特征的传统技术时代，向着以信息为特征的技术时代迈进，即用信息技术改造和提升传统产业。经济全球化和世界市场一体化加速发展，不断加剧了制造商之间的竞争，提出了快速反应市场的要求，与之相适应，制造业对柔性自动化技术及装备的要求更加迫切而强烈。同时，微电子技术和信息通信技术的快速发展，为柔性自动化提供了重要的技术支撑，工业装备的数控化、自动化、柔性化呈现蓬勃发展的态势。 1.1.冷冲压术的发展趋势 美国、德国、日本的汽车工业如此发达，得益于其冷冲压技术及装备的领先地位。当前的世界冷冲压技术及装备向以下几个方面发展： 冷冲压设备自动化 根据不同种类的加工环境和条件，国外逐步发展了两大类汽车车身自动化冲压生产线。 1）单机联线自动化  配置为5-6台压力机，配备拆垛、上下料机械手，穿梭翻转装备和码垛装置，全线总长约60米，安全性高，冲压质量好。由于工件传送距离长，工件的上下料换向和双动拉伸必须用工件翻转装备。这种单机联线自动化冲压技术的生产节拍最高为6-9次/分，设备维修工件量大。  2）大型多工位压力机 八十年代中期，国外冲压技术发展到大型三坐标多工位压力机自动化连续冲压，由拆垛机，大型压力机，三坐标工件传送系统和码垛工位组成，生产节拍可达16-25次/分。其主要特点是：生产效率高，是手工送料流水线的4-5倍，是单机联线自动生产线的2-3倍；全自动化、智能化，整个多工位压力机系统只需2-3人进行监控，当模具更换时，只需输入要换模具的编号，其余工作自动完成，整个换模时间只需5分钟，换模的同时对多工位压力机运行特征作智能化调整；特别是配有电子三坐标送料多工位的压力机，可以根据模具随意调节运动路径和时间，不仅能冲压大型覆盖件，而且能冲压小型零件。当冲压小型零件时，送料距减短，节拍提高，通过合理的模具布置，可一次冲压2-3零件，具有充分的自由度，柔性极强。电子多工位送料压力机的优点是生产率高，工件处理最优化，工件转换迅速，维修量低，诊断性能好，成本低，与现有压力机的适应性强，售后服务远程通讯好。美国的多工位压力机基本都采用了电子伺服三坐标送料。 高速化复合化相结合，提高加工效率 ，提高生产率是永恒的追求目标，各锻压厂家均致力于锻压机械的高速化研究，各锻压厂家均致力于锻压机械的高速化研究，在数控回转头压力机上，主要采用伺服控制的液压主驱动系统来提高压机的行程次数。在追求高速化加工的同时，还必须尽可能缩短生产辅助时间，以取得良好的技术经济效益。在数控压机上配备伺服电机驱动的三坐标上下料装置，可使冲压中心实现高效板材加工。  将几种工艺或几个工序复合在一台机床上完成，是当前各类机床大幅压缩生产辅助时间，提高生产率的重要技术途径，在锻压机械上也得到了成功应用，效果十分显著。如：德国、美国、日本已相继开发出激光一步冲复合机，将模具冲切与激光切割有机地结合起来，工件一次上料即可完成冲孔、冲切、翻边、浅拉伸、切割等多道工序，最大限度地节省了辅助时间，特别适合孔型多而复杂的面板类工件的加工及多品种小批量板料加工。 1.2.模具技术发展的几个特点 模具与压力机是决定冲压质量、精度和生产效率的两个关键因素。先进的压力机只有配备先进的模具，才能充分发挥作用，取得良好效益。模具的发展方向为： 充分运用IT技术发展 模具设计、制造用户对压力机速度、精度、换模效率等方面不断提高的要求，促进了模具的发展。外形车身和发动机是汽车两个关键部件，汽车车身模具特别是大中型覆盖件模具，技术密集，体现当代模具技术水平，是车身制造技术的重要组成部分。车身模具设计和制造约占汽车开发周期三分之二的时间，成为汽车换型的主要制约因素。目前世界上汽车的改型换代一般约需48个月，而美国仅需30个月，主要得益于在模具业中应用了CAD/CAE/CAM技术和三维实体汽车覆盖件模具结构设计软件。另外，网络技术的广泛应用提供了可靠的信息载体，实现异地设计和异地制造。虚拟制造等IT技术的应用，将推动模具工业的发展。 缩短金属成型模具的试模时间 主要发展液压高速试验压力机和拉伸机械压力机，特别是在生产型机械压力机上的模具试验时间可减少80%，具有巨大的节省潜力。这种试模机械压力机的发展趋势是采用多连杆拉伸压力机，它配备数控液压拉伸垫，具有参数设置和状态记忆功能。 车身制造中的级进冲模发展迅速 在自动冲床上用级进冲压模或组合冲模加工转子、定子板，或者应用于插接件作业，都是众所周知的冲压技术。近些年来，级进组合冲压模在车身制造中开始得到越来越广泛的应用，用级进模直接把卷材加工为成型零件和拉伸件，加工的零件也越来越大，省去了用多工位压力机和成套模具生产所必需串接的板材剪切、涂油、板坯运输等后续工序。级进组合冲模已在美国汽车工业中普遍应用，其优点是生产率高，模具成本低，不需要板料剪切，与多工位压力机上使用的阶梯模相比，节约30%。但是，级进组合冲模技术的应用受拉伸深度、导向和传输的带材边缘材料表面硬化的限制主要用于拉伸深度比较浅的简单零件，因此不能完全替代多工位压力机，绝大多数零件应优先考虑在多工位压力机上加工。 因此，冲压工艺是一种产品质量好而且成本低的加工工艺。用它生产的产品一般还具有重量轻且刚性好的特点。 冲压加工在汽车、拖拉机、电机、电器、仪器、仪表、各种民用轻工产品以及航空、航天和兵工等的生产方面占据十分重要的地位。现代各种先进工业化国家的冲压生产都是十分发达的。在我国的现代化建设进程中，冲压生产占有重要的地位。 1.3.毕业设计的意义 毕业设计是一种综合性的训练，也是一个重要的专业实训环节，它综合性强，应用知识面宽。随着社会主义市场经济的不断发展，工业产品增多，产品更新换代加快，市场竞争激烈。模具作为一种工具已广泛地应用在各行各业之中。模具是现代化工业生产的重要工艺装备。在国民经济的各个工业部门都越来越多地依靠模具来进行生产加工。模具已成为国民经济的基础工业。模具已成为当代工业的重要手段和工艺发展方向之一。现代工业产品的品种和生产效益的提高，在很大程度上取决于模具的发展和技术经济水平。 为了更进一步加强我们的设计能力，巩固所学的专业知识，在毕业之际，特安排了此次的毕业设计。毕业计也是我们专业在学完基础理论课，技术基础课和专业课的基础上，所设置的一个重要的实践性教学环节。 本次设计的目的： 一、 综合运用本专业所学的理论与生产实际知识，进行一次冲压模设计的实际训练，从而提高我们独立工作能力。 二、 巩固复习三年以来所学的各门学科的知识，以致能融贯通，进一步了解从模具设计到模具制造整个工艺流程。 三、 掌握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。 由于本人设计水平有限，经验不足，错误难免，敬请老师批评、指导，不胜感激。 第二章、冲压件的工艺性分析 冲压主要是按工艺分类，可分为分离工序和成形工序两大类。分离工序也称冲压，其目的是使冲压件沿一定轮廓线从板料上分离，同时保证分离断面的质量要求。成形工序的目的是使板料在不破坯的条件下发生塑性变形，制成所需形状和尺寸的工件。在实际生产中，常常是多种工序综合应用于一个工件。冲压、弯曲、剪切、拉深、胀形、旋压、矫正是几种主要的冲压工艺。 冲压用板料的表面和内在性能对冲压成品的质量影响很大，要求冲压材料厚度精确、均匀；表面光洁，无斑、无疤、无擦伤、无表面裂纹等；屈服强度均匀，无明显方向性；均匀延伸率高；屈强比低；加工硬化性低。 在实际生产中，常用与冲压过程近似的工艺性试验，如拉深性能试验、胀形性能试验等检验材料的冲压性能，以保证成品质量和高的合格率。 模具的精度和结构直接影响冲压件的成形和精度。模具制造成本和寿命则是影响冲压件成本和质量的重要因素。模具设计和制造需要较多的时间，这就延长了新冲压件的生产准备时间。 模座、模架、导向件的标准化和发展简易模具(供小批量生产)、复合模、多工位级进模(供大量生产)，以及研制快速换模装置，可减少冲压生产准备工作量和缩短准备时间，能使适用于减少冲压生产准备工作量和缩短准备时间，能使适用于大批量生产的先进冲压技术合理地应用于小批量多品种生产。 冲压设备除了厚板用水压机成形外，一般都采用机械压力机。以现代高速多工位机械压力机为中心，配置开卷、矫平、成品收集、输送等机械以及模具库和快速换模装置，并利用计算机程序控制，可组成高生产率的自动冲压生产线。 在每分钟生产数十、数百件冲压件的情况下，在短暂时间内完成送料、冲压、出件、排废料等工序，常常发生人身、设备和质量事故。因此，冲压中的安全生产是一个非常重要的问题。 冲压件的工艺性是指冲压件在冲压加工中的难易程度。所谓冲压工艺性好是指能用普通的冲压方法，在模具寿命和生产率较高、成本较低的条件下得到质量合格的冲压件。因此，冲压件的结构形状、尺寸大小、精度等级、材料及厚度等是否符合冲压的工艺要求，对冲压件质量、模具寿命和生产效率有很大的影响。 2.1.冲压件的结构工艺性 2.1.1.冲压件的形状 此制件的形状为圆形，其中工序有拉伸，冲孔，翻孔等，且对称，有圆角过渡，便于模具的加工和减少冲压时在尖角处开裂的现象，同时也可以防止尖角部位刃口的过快磨损。 2.1.2.冲压件的尺寸精度 冲压件的精度主要以其尺寸精度、冲压断面粗糙度、毛刺高度三个方面的指标来衡量，根据零件图上的尺寸标注及公差，可以判断属于尺寸精度为IT12—IT14的经济级普通冲压。 所选材料为紫铜，软态材料屈服极限是70MPa，抗拉强度200 MPa，抗剪强度160MPa，具有很好的可冲压性，工件结构形状简单，外形均无尖锐清角，对模具寿命不影响。 第三章、制件冲压工艺方案的确定 3.1.冲压工序的组合 冲压工序可以分为单工序冲压、复合工序冲压和连续冲压。 冲压方式根据下列因素确定： （1） 根据生产批量来确定 对于年产量需求100万件的该产品来说采用复合模或连续模较合适。 （2） 根据冲压件尺寸和精度等级来确定 复合冲压所得到的冲压件尺寸精度等级高，而连续冲压比复合冲压的冲压件尺寸精度等级低。 （3） 根据对冲压件尺寸形状的适应性来确定 产品的尺寸比较大，考虑到连续模送料不方便和生产效率低，因此常采用复合冲压。复合冲压又可以加工形状复杂、宽度比较大的异形冲压件。 （4） 根据模具制造安装调整的难易和成本的高低来确定, 对复杂形状的冲压件来说，采用复合冲压比采用连续冲压较为适宜，因为模具制造安装调整较容易，且成本较低。 （5） 根据操作是否方便与安全来确定 复合冲压其出件或清除废料较困难，工作安全性较差，连续冲压较安全。 综上所述分析，在满足冲压件质量与生产率的要求下，选择复合冲压方式，其模具寿命较长，生产率高，操作较方便和工作安全性高。 3.2.冲压顺序的安排 落料，拉伸，切边，冲孔，翻孔等多道工序，考虑到模具成本，多次定位，尺寸不稳定等因素，这里考虑多次工序复合的方法来实现，根据实际情况，本课题产品使用落料拉深，冲孔翻孔复合模，两道工序，两套模具。本次设计的模具只设计其中一套落料冲孔复合模，所以一下计算和模具结构设计都是针对这副模具的。 第四章、制件排样图的设计及材料利用率的计算 4.1.展开尺寸的计算 拉伸件毛坯展开尺寸，通常按毛坯面积等于制件面积的原则确定。 拉伸件的毛坯尺寸，很难预先精确地计算，这是因为拉伸件壁部在拉伸过程中厚薄程序，随毛坯退火与否、压边力的大小、凸凹模间隙以及变形程度等因素有关。因此难以保持拉伸件完全均匀一致的高度，通常需要修边，将不平齐的部分切去。所以在计算毛坯之前，要在拉伸件上增加切边余量。 计算展开尺寸是将制件按工序反过来推算，本工件按工序，最后一道工序是冲孔，翻孔，也就是说翻孔之前的工序是拉伸，可以设计出冲孔翻孔之前的工序图。 根据相对凸缘直径H/d=21/64=0.328，查表的修边余量为1.0，所以切边之前的拉伸高度应该是7mm，如下图： 由于拉伸件是带台阶的零件，形状规则，材料流动均匀，所以查找资料，根据经验公式计算展开尺寸，或者可以采用数学计算法计算展开尺寸。 数学计算法是将制件分解成若干简单几何形状，然后叠加起来，求出制件表面积，再根据面积相等原则，求出毛坯直径。 根据以上产品形状，可以将整个产品分5个形状，具体计算如下： 第一部分： 面积计算公式F1=Πdh =3.14×64.5×6=1215.18 第二部分： 面积计算公式F2=Π×（2ΠRd+8R²）/4 =3.14×(2×3.14×1.25×62+8×1.25×1.25) ÷4=391.872 第三部分： 面积计算公式F3=Π×（R²-r²） =3.14×(31×31-30×30)=191.54 第四部分： 面积计算公式F4=2Π×L（d+d1）/4 =2×3.14×25.93×(17+60) ÷4=3618.2377 第五部分： 面积计算公式F5=ΠR²=3.14×8.5×8.5=226.865 所以五部分总面积为∑=F1+F2+F3+F4+F5 =1215.18+391.872+191.54+3618.2377+226.865 =5643.6947 即展开毛坯的面积为5643.6947，那么反过来计算毛坯直径 5643.6947=ΠD²/4 D=84.79, 本次设计取整数84.8。 展开图纸如下图所示： 拉伸次数的确定 判断能否一次拉伸 H/d=22/64=0.34375 (t/D) ×100=0.5896 m=d1/D=64.5/84.8=0.7606 根据以上数据查表得首次最小拉伸系数m1=0.52-0.58，由于m1＜0.7606（实际拉伸系数），故能一次拉伸成型，另外根据数据查表，首次拉伸的最大相对高度H1/d1=0.64，由于0.64＞0.34375，也能说明该产品能一次拉深成型。 翻孔预孔尺寸的计算 可根据公式 d=D-2(H-0.43r-0.72t) 式中 d——预孔直径（mm）； D——翻孔直径（mm）；17.5 H——翻孔高度（mm）；2.5 t——材料厚度(mm)；0.5 r——翻孔圆角(mm)；1.0 经计算 d=17.5-2×（2.5-0.43×1-0.72×0.5）=14.08,调整至14。 4.2.制件排样图的设计 排样时需考虑如下原则： 1） 提高材料利用率（不影响冲件使用性能前提下，还可适当改变冲件的形状） 2） 合理排样方法使操作方便，劳动强度低且安全。 3） 模具结构简单、寿命长。 4） 保证冲件的质量和冲件对板料纤维方向的要求。 4.2.1.搭边与料宽 1．搭边 排样中相邻两个零件之间的余料或零件与条料边缘间的余料称为搭边。搭边的作用是补偿补偿定位误差，保持条料有一定的刚度，以保证零件质量和送料方便。 搭边值要合理确定，值过大，材料利用率低；值过小，搭边的强度与刚度不够，冲压时容易翘曲或被拉断，不仅会增大冲压件毛刺，有时甚至单边拉入模具间隙，造成冲压力不均，损坏模具刃口。因此，搭边的最小宽度大于塑性变形区的宽度，一般可取等于材料的厚度。 搭边值的大小还与材料的力学性能、厚度、零件的形状与尺寸、排样的形式、送料及挡料方式、卸料方式等因素有关。搭边值一般由经验确定，根据所给材料厚度δ=0.5mm，确定搭边工作间a1为0.8mm, a为1.0mm。 4.2.2.送料步距和条料宽度的确定 （1） 送料步距 条料在模具上每次送进的距离成为送料步距。每次只冲一个零件的步距S的计算公式为 S=D+a1 S=84.8+0.8=85.6mm 式中 D——平行于送料方向的冲压宽度； a1——冲压之间的搭边值。 （2） 条料宽度 条料宽度的确定原则：最小条料宽度要保证冲压时零件周边有足够的搭边值，最大条料宽度要能在冲压时顺利地在导料板之间送进，并与导料板之间有一定的间隙。 当用孔定距时，可按下式计算 条料宽度 B-Δ=(Dmax+2a)-Δ =(84.8+2×1)-0.5=86.8-0.5mm 式中 B——条料的宽度（mm）； Dmax——冲压件垂直于送料方向的最大尺寸（mm）； a——侧搭边值； Δ——条料宽度的单向（负向）公差； 剪切条料宽度偏差Δ=0.5, 因此B=86.8-0.5 。 导料板间距离：B0=B+Cmin=86.8+0.5=87.3mm 具体可见排样图2 4.3.材料利用率的计算 一个步距内的材料利用率η为 η=nF/Bs×100% η=1×3.14×42.4×42.4/85.6×86.8×100%=75.97% 式中 F——一个步距内冲压件面积（包括冲出的小孔在内）； n——一个步距内冲压件数目； B——条料宽度（mm）； s——步距； 第五章、确定总冲压力和选用压力机及计算压力中心 5.1.落料力的计算 F=KLδτ F1=1.3×3.14×84.8×0.5×160=27692.288N =27.692KN 式中 F——冲压力（N）； L——冲压件周边长度（mm）； τ——材料抗剪强度（MPa）；软态紫铜的是160Mpa， δ——材料厚度(mm)；1.0mm K——系数，通常K=1.3； 5.2.拉深力的计算 拉伸力用理论计算很复杂，一般采用经验计算方法，经验公式建立的基点是，拉伸力的数值略小于拉伸件危险断面的断裂力；断裂与拉伸力的比值用系数K表示；K值的大小取决于拉伸件的形状及变形方式。其数值由实验确定。 拉伸力可按下式计算 P=3.14Kd1tδ F=3.14×0.72×65×0.5×200=14695.2N =14.7KN 式中 F——拉伸力（N）； d1——拉伸直径（mm）；100mm τ——材料抗拉强度（MPa）；200MPa t——材料厚度(mm)；1mm K——修正系数（查表可得），K=0.72； 5.3.卸料力、推件力的计算 生产中常用下列公式计算 F卸=K卸F =0.045×（27.7+14.7） =0.045×42.4=1.908KN 式中 F——冲压力； F卸——卸料系数 F推=K推F =0.05×（27.7+14.7） =0.05×42.4=2.12KN 式中 F——冲压力； F推——推料系数 综上所述，总的冲压力为, F总=F+F卸+F推=42.4+1.908+2.12=46.428KN 5.4.压力中心的计算 采用解析法求压力中心， 该副模具中，尺寸都是沿X轴Y轴对称，所以力到X轴和到Y轴的力臂都是0 根据合力距定理： YG=（Y1F1+Y2F2+Y3F3）/（F1+F2+F3） XG=（X1F1+X2F2+X3F3）/（F1+F2+F3） 所以冲压力到X轴的力臂；YG=0，到Y轴的力臂；XG=0,即模具的压力中心为（0，0）。 5.4.压力机的选用 初步确定压力机的型号：F公称≥F总 因此选择压力机的型号为：JH23-16开式双柱可傾式压力机 型号为JH23-16压力机的基本参数如：（表一） 公称压力/KN 160 垫板尺寸/mm 孔直径210 滑块行程/mm 50 厚度40 滑块行程次数/（次/min） 150 模柄孔尺寸/mm 直径40 深度60 最大封闭高度/mm 220 滑块底面积尺寸/mm 封闭高度调节量 45 立柱之间距离/mm 220 床身最大可倾角 工作台尺寸/mm 前后300 左右450 第六章、凸、凹模刃口尺寸计算 6.1.落料、冲孔凸、凹模刃口尺寸 6.1.1.计算原则 设计落料，切边模先确定凹模刃口尺寸，以凹模为基准，间隙取在凸模上；设计冲孔模先确定凸模刃口尺寸，以凸模为基准，间隙取在凹模上。 间隙是影响模具寿命的各种因素中占最主要的一个。冲压过程中，凸模与被冲的孔之间，凹模与落料件之间的均有磨檫，而且间隙越小，磨檫越严重。在实际生产中受到制造误差和装配精度的限制，凸模不可能绝对垂直于凹模平面，而且间隙也不会绝对均匀分布，合理的间隙均可使凸模、凹模侧面与材料间的磨檫减小，并缓减间隙不均匀的不利影响，从而提高模具的使用寿命。 冲压间隙对冲压力的影响： 虽然冲压力随冲压间隙的增大有一定程度的降低，但是当单边间隙介于材料厚度 5%~20%范围时，冲压力的降低并不明显（仅降低5%~10%左右）。因此，在正常情况下，间隙对冲压力的影响不大。 冲压间隙对斜料力、推件力、顶件力的影响： 间隙对斜料力、推件力、顶件力的影响较为显著。间隙增大后，从凸模上斜、从凸模孔口中推出或顶出零件都将省力。一般当单边间隙增大到材料厚度的15%~25%左右时斜料力几乎减到零。 冲压间隙对尺寸精度的影响： 间隙对冲压件尺寸精度的影响的规律，对于冲孔和切边是不同的，并且与材料轧制的纤维方向有关。 通过以上分析可以看出，冲压间隙对断面质量、模具寿命、冲压力、斜料力、推件力、顶件力以及冲压件尺寸精度的 影响规律均不相同。因此，并不存在一个绝对合理的间隙数值，能同时满足断面质量最佳，尺寸精度最佳，冲压模具寿命最长，冲压力、斜料力、推件力、顶件力最小等各个方面的要求。在冲压的实际生产过程中，间隙的选用主要考虑冲压件断面质量和模具寿命这两个方面的主要因素。但许多研究结果表明，能够保证良好的冲压件断面质量的间隙数值和可以获得较高的冲模寿命的间隙数值也是不一致的。一般说来，当对冲压件断面质量要求较高时，应选取较小的间隙值，而当对冲压件的质量要求不是很高时，则应适当地加大间隙值以利于提高冲模的使用寿命。 根据冲模在使用过程中的磨损规律，设计落料模时，凹模基本尺寸应取接近或等于零件的最小极限尺寸；设计冲孔模时，凸模基本尺寸则取接近或等于冲孔件的最大极限尺寸。按冲件精度和模具可能磨损程度，凸、凹模磨损留量在公差范围内的0.5-1.0之间。磨损量用xΔ表示，其中Δ为冲件的公差值，x为磨损系数，其值在0.5-1.0之间，与冲件制造精度有关，可按下列关系选取：零件精度IT10以上 X=1; 零件精度IT11- IT13 X=0.75; 零件精度IT14 X=0.5 。 不管落料还是冲孔，冲压间隙一律采用最小合理间隙值（Zmin）。选择模具制造公差时，一般冲模精度较零件高3-4级。对于形状简单的圆形、方形刃口，其制造偏差值可按IT6- IT7级选取；对于形状复杂的刃口尺寸制造偏差可按零件相应部位公差值的1/4来选取；对于刃口尺寸磨损后无变化的制造偏差值可取冲件相应部位公差值的1/8并冠以（±）；若零件没有标注公差，则可按IT14级取值。 零件尺寸公差与冲模刃口尺寸的制造偏差应按“入体”原则标注单向公差，即：落料件上偏差为零，只标注下偏差；冲孔件下偏差为零，只标注上偏差。如果零件公差是依双向偏差标注的，则应换算成单向标注。磨损后无变化的尺寸除外。 6.1.2.凸模和凹模配合加工 配合加工方法，就是先按尺寸和公差制造出凹模或凸模其中一个，然后依此为基准再按最小合理间隙配做另一件。采用这种方法不仅容易保证冲压间隙，而且还可以放大基准件的公差，不必检验δd+δp≤Zmax-Zmin 。同时还能大大简化设计模具的绘图工作。目前，工厂对单件生产的模具或冲制复杂形状的模具，广泛采用配合加工的方法来设计制造。 冲孔凸模和落料凹模尺寸按下列公式计算： 冲孔时 dp=(dmin+XΔ)-δp 落料时 Dp=(Dmax-XΔ-Zmin)-δp 式中 Dp dp——分别为落料和冲孔凸模的刃口尺寸（mm）； Dmax ——为落料件的最大极限尺寸（mm）； dmin——为冲孔件的最小极限尺寸（mm）； Δ——工件公差； Δp——凸模制造公差，通常取δp=Δ/4； Lp——凸模中心距尺寸（mm）； Zmin——最小冲压间隙（mm）； 落料凹模尺寸：Aj1=(Amax-XΔ)- Δ =87.9-0.5×0.2=84.8-0.02 0; 落料凸模尺寸：Ah1=(Amax-2Z)+ Δ =84.8-2×0.035=84.730 +0.02; 6.2.拉伸模 凸凹模圆角半径对拉伸工作影响很大。毛坯经凹模圆角进入凹模时，受弯曲和摩擦作用，若凹模圆角半径过小，因径向拉力增大，易使拉伸件表面划伤或产生断裂；若过大，则压边面积小，由于悬空增大，易起内皱。因此，合理的选择凹模圆角半径很重要。具体数值查表可得。 拉伸的凸凹模之间的间隙对拉伸力、制件质量、模具寿命等都有影响。间隙过大，容易起皱，制件有锥度，精度差；间隙过小，增加摩擦，导致之间边薄严重，甚至拉裂。因此，正确地确定凸模和凹模之间的间隙是很重要的。 拉伸模间隙是单面间隙，即凹模和凸模直径之差的一半。 本次设计的模具结构为有压边圈的，在选择间隙时可以直接查表，拉伸一次成型，所以查表可知间隙为(1-1.1t)，t为材料厚度。 凸、凹模工作部分尺寸的确定，主要考虑模具的磨损和拉伸模具的间隙。尺寸公差在最后一道工序考虑，本次设计只有一道拉伸，所以本次设计模具间隙选择1.1t。 1）、制件标注外形尺寸 凹模尺寸为 Ld=（Lmax–0.5Δ） 凸模尺寸为 Lp=（Ld–0.5Δ–Z） 2）、制件标注内尺寸 凸模尺寸为 Lp=（Lmin +0.5Δ） 凹模尺寸为 Ld=（Lp+0.5Δ+Z） 其中 L—拉伸件的外形或内尺寸 Δ—拉伸件的尺寸偏差 Ld—拉伸凹模的基本尺寸 Lp—拉伸凸模的基本尺寸 Z—凸凹模双面间隙 具体计算如下，制件标注内尺寸，按此公式计算 凸模尺寸为 Lp=（Lmin +0.5Δ） =64+0.5×0.4=64.2 凹模尺寸为 Ld=（Lp+0.5Δ+Z） =64+0.5×0.4+0.5×0.2×2=65.5 凸、凹模工作表面粗造度要求：凹模工作表面和型腔表面粗造度应达到0.8；圆角处的表面粗造度一般要求0.4；凸模工作部分表面粗造度一般要求0.8-1.6。 第七章、模具整体结构形式设计 工作时，将条料送入定位销10内，压力机滑块下行，卸料板11首先压住条料，凸凹模12与凹模9落下圆片。滑块再下行，凸凹模12与拉深凸模7开始进行拉深，冲床滑块压到底。 冲床滑块上行，上模顶料板8通过小型氮气缸产品顶出，上模退料块13通过上模的打料杆将产品顶下，顶出产品，同时完成落料和拉伸工序。 为了保证冲孔翻边等工序的正常进行，拉深凸模应低于落料凹模上平面1.5~2mm。本模具生产效率虽高。但刃口部分进入凹模较长，容易磨钝，模具制造和修理也较复杂。 凸模，冲头，凹模材料，因制件形状简单，总体尺寸不大，选用整体式圆形凹模较为合理，选用Cr12MoV为凸模，凹模材料。在设计模具时，考虑到模具结构，凹模内腔空间比较小，只能采用打料结构，刚性卸料。 7.1.凹模周界 由《冷冲压工艺与模具设计》得出凹模周界的计算公式（3.46）、 厚度H=Kd（≥15mm） 式中：d——冲压件的最大外形尺寸，d1=84.8, K——系数，查表得K=0.45 则 H1=0.45×84.8=38.16mm 凹模壁厚c=（1.0~1.5）H（≥30~40mm）=38.16-57.24 最小D=161.12mm，最大D=199.28mm，由《模具设计指导》表，凹模标准可查到较为靠近的凹模周界尺寸为φ180。 其零件参数如下表所示： 凹模周界 配用模架闭合高度H 孔距尺寸 最小 最大 φ180×50 220 260 零件名称及标准编号 上垫板 凹模 固定板 φ180×10 φ180×50 φ180×18 圆柱销 卸料螺钉 螺钉 螺钉 圆柱销 φ10×80 M8×60 M10×80 M10×50 φ8×40 由凹模周界尺寸及模架闭合高度在220~260mm之间，查《模具设计指导》，选择12#中间导柱圆形模架，上模座380×270×40，下模座380×270×45，导柱32×140，35×140，导套45×80×60，导套50×80×60。 第八章、模具零件的结构设计 8.1.落料凹模的设计 材料Cr12MoV，硬度：58～62HRC，（如图），与下模板螺钉和销钉固定 8.2.凸凹模的设计 材料Cr12MoV，硬度：58～62HRC（如图），外圆与固定板过盈配合 8.3.拉深凸模的设计 材料：Cr12Mov,硬度：55～58HRC，外圆与固定板过盈配合 8.4.退料板的设计 材料：Cr12Mov,硬度：55～58HRC,形状结构：（如图） 8.5.顶料块的设计 材料：Cr12Mov,硬度：55～58HRC,形状结构：（如图） 第九章、模具的总装配 1、确定装配基准件 应以凸凹模为装配基准件。首先要确定凸凹模在上模板上的位置，安装凸凹模组件， 确定凸凹模组件在上模板上的位置， 然后用平行板将凸凹模组件和上模板夹紧，在上模板上划出弯曲孔线，进而安装好上模板上的其他组件。 2、安装上模部分 检查下模部分各个零件尺寸是不是满足装配技术条件要求。 安装下模，同时调整冲压间隙和拉深间隙， 将下模系统各零件分别装于下模座内。 3、安装模具的树脂压缩部分 4、自检 按冲模技术条件进行总装配检查。 5、检验 6、试冲 设计小结 此次毕业设计是在学完冲压工艺与模具设计，模具制造工艺和大部分专业课并进行了生产实习的基础上进行的，这次设计使我能够综合运用冲压工艺与模具设计中的基本理论，结合生产中所学的新知识、独立分析和解决工艺问题，初步具备了设计一个中等复杂程度的冷冲压模具的能力。通过分析，拟定设计方案，完成模具结构设计等一系列复杂工作，最终完成此次的设计任务。 通过这次设计使我初步具备了设计一个中等复杂程度的冲压模具的工艺规程和掌握运用模具设计的基本原理和方法，同时也学会了熟练运用有关参考资料，图表等基本技能，增强了自我的读图和绘图能力，从而使我在能力方面又提高了一个台阶，为今后从事的工作打下了良好的基础。 致 谢 对三年来辛勤教导我的老师和学校致以最崇高的敬意！ 对本次毕业设计指导我和给予我最多的老师表示我最衷心的感谢!毕业设计开始以来，有幸多次聆听老师的教诲。老师以他宽广的知识、高瞻远瞩的学识、在实际生产中所积累的经验。拓宽了我的视野和思维，更为重要的是老师以他对事业孜孜不倦的追求和待人接物谦逊的态度和豁达的胸襟，时刻都在潜移默化地影响着我，这将使我终生受益。 参考文献 [1]朱光力主编. 模具设计与制造实训.第1版. 北京：高等教育出版社. 2002. 134~156 [2]吴诗 主编. 冲压工艺及模具设计 . 第1版. 西安：西北工业大学出版社. 2001. 40~45 [3]温松明主编. 互换性与测量技术基础. 第2版. 长沙：湖南大学出版社. 1998. 4~5 [4]冯炳尧 韩泰荣 殷振海 蒋文森编. 模具设计与制造简明手册. 第1版.上海：上海科学技术出版社. 1985. 1~ 80 [5]刘朝儒 彭福荫 高政一主编. 机械制图. 第3版. 北京：高等教育出版社.2001 [6]张代东主编. 机械工程材料应用基础. 第1版.北京：机械工业出版社.2001.85~103 [7]王卫卫主编. 材料成型设备. 第1版.北京：机械工业出版.2004. 47~48 [8]傅建军主编. 模具制造工艺. 第1版.北京：机械工业出版社.2005. 24~25 [9]王新华主编. 冲模设计与制造实用计算手册. 北京：机械工业出版社.2004年8月第1版. 2~ 15 [10]王新华 袁联富主编.冲模结构图册. 第1版. 北京：机械工业出版社. 2003. 36