单孔端盖的拉深切边复合模具设计【冲压模具】

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端盖的拉深切边复合模具设计摘 要模具是高新技术产业的一个组成部分，是工业生产的重要基础装备，用模具生产的产品，其价值往往是模具价值的几十倍。模具技术是一门技术综合性强的精密基础工艺装备技术，涉及新技术、新工艺、新材料、新设备的开发与推广应用，是冶金、材料、计量、机电一体化、计算机等多门学科以及铸、锻、热处理、机加工、检测等诸多工种共同打造的系统工程。本文主要讨论冲压模具的设计，以端盖拉深切边为例，通过对端盖的结构和尺寸的分析，提出了几种设计方案，对各方案进行了对比，最终确定了采用拉深切边复合模成形该零件。同时还介绍了该模具的结构和设计要点，完成了所有必要的工艺计算，包括各工位冲压力、总的冲压工艺力、压力中心等；概述了模具的设计方法，系统的阐述了模具主要零件的结构、尺寸设计及标准的选用，并且绘制了该模具的二维图形。关键词： 端盖 拉深 切边 复合模前言冲压是通过模具对板材施加压力或拉力，使板材塑性变形，有时是对板材施加剪切力而使板材分离，从而获得一定尺寸、形状和性能的一种零件加工方法。冲压模具是将板材加工所需冲压件的一种工艺装备。先进的冲压工艺必须依靠相应的模具来实现。本次设计是在模具设计基础理论、制造技术基础和专业课的基础上，将所学课程的理论知识和实际生产相结合，从而培养和提高自我独立工作的能力。其中本次设计重点难点有：确定冲压工艺方案、塑件的工艺分析、成型零部件的设计、设计方案的拟定等。本课题主要研究的内容包括：(1) 分析产品的工艺性，拟定工艺方案；(2) 冲压工艺计算及设计；(3) 模具主要零件的设计；(4) 模具总体设计（结构设计、定位方式、出件方式、模具类型等） ；(5) 对模具形成过程进行运动仿真及分析；(6) 工作零件的加工工艺。目 录第一章 拉深件的工艺分析 .....................................................11.1 零件工艺分析 .........................................................11.2 冲压工艺方案的确定 ...................................................21.3 模具的设计要点 .......................................................2第二章 主要工艺参数的设计与计算 .............................................32.1 毛坯尺寸的计算 .......................................................32.2 判断是否需要压边圈 ...................................................42.3 确定拉深次数 .........................................................42.4 工序压力的计算 .......................................................52.5 拉深力计算 ...........................................................52.6 压边力的计算 .........................................................62.7 模具总冲压力 .........................................................72.8 模具压力中心的确定 ...................................................72.9 压力机的选择 .........................................................8第三章 模具工作部分的尺寸计算 ..............................................103.1 拉深部分尺寸设计的确定 ..............................................103.1.1 拉深模具的间隙 ..............................................103.2 凸凹模的圆角半径 ....................................................10第四章 模具的总体结构设计 ..................................................134.3 凹模的设计 ..........................................................13第五章 模具的装配 ..........................................................25总结参考文献致谢第 0 页 共 29 页第一章 拉深件的工艺分析1.1 零件工艺分析该工件属于典型的拉深，要求内形尺寸，形状简单对称如 图 2–1 所示。该工件作为端盖，对表面粗糙度没有特殊要求。所有尺寸均为自由公差，按 IT14 级确定工件的公差，拉深内径为 ，内圆角为 的无凸缘圆筒，工件总高度尺寸 。一般冲压m641.5m8m均能满足其尺寸精度要求，对零件的厚度变化也没有要求。其他尺寸标注、生产批量等情况，也均符合冲裁的工艺要求，其中 08AL 是优质碳素结构钢，具有一定的塑性和良好的冲压性能。综上所述，该工件的精度及结构尺寸都能满足冲压工艺要求，工件的拉深工艺性较好。该工件在满足冲压工艺性要求的前提下，采用的冲压基本工序是、拉深、切边。图 0–1 零件图第 1 页 共 29 页1.2 冲压工艺方案的确定冲裁工序的组合方式可分为单工序冲裁、复合冲裁和级进冲裁。对应的模具是单工序模、复合模、级进模（连续模或跳步模） 。单工序模是指压力机在一次行程中完成一道工序的冲裁模。复合模是多工序模中的一种，他是在压力机的一次行程中，在同一个位置上，同时完成几道工序的冲模，因此它不存在连续模冲压时的定位误差问题。级进模（连续模或跳步模）是指压力机在一次行程中，依次在几个不同的位置上同时完成多道工序的冲裁。冲裁件在级进模中是逐步形成的。该工件所需的冲压工序包括拉伸、切边两个个基本工序，可以拟定出以下三种工艺方案：方案一：先拉深，后切边采用单工序模具。方案二：拉深、切边复合模具。方案三：拉深—切边的级进冲压模具。方案一中，模具结构简单，但要做到两副模具才能完成，对于大批量生产的工件，采用单工序模具会降低工作效率。方案二中，只需要一副模具，机构比方案一复杂，但对于结构对称的工件，模具的制造也并不困难，可一次性完成拉深、切边，生产效率高，适于大批量生产。方案三中，采用级进模具，也只需要一副模具，模具结构复杂，而且在送料时较困难，拉 深后工件边缘质量不好，综合考虑采用方案二较好。1.3 模具的设计要点在设计模具时，由于拉深工艺的特殊要求，除了应考虑到与其他模具一样的设计方法与步骤外，还需要考虑到如下特点：1）拉深端盖件时，应考虑到料厚、材料、模具圆角半径 、 等情况，根据合理凸R凹的拉深系数确定拉深工序。拉深工艺的计算要求有较高的准确性，从而拉深凸模长度的确定必须满足工件拉深高度的要求，且在拉深凸模上必须有一定尺寸要求的通气孔。2）要分析成形件的形状，尺寸有没有超过加工极限的部分。拉深凸模长度比较长时，选用凸模材料必须考虑热处理时的弯曲变形，同时需注意凸模在固定板上的定位，紧固的可靠性。第 2 页 共 29 页3）因回弹、扭曲、局部变形等的缺陷所产生的弹性变形难于保证零件形状的精度，此时应采取相应的改进措施。4）对于形状复杂的零件，很难计算出准确的毛坯形状和尺寸。因此，在设计模具时，做拉深模， ，并在拉深模上定形的毛坯安装定位装置，同时要预先考虑到使后面工序定位稳定的措施。第二章 主要工艺参数的设计与计算2.1 毛坯尺寸的计算由于金属板料有平面方向性和受模具几何形状等因素的影响，制成的拉深件的口部一般不整齐，按中性层计算尺寸， ， 工件的相mh5.19.8md5.6.14对高度 。由表 3-1[5]中可知本工件无修边余量，因此零件的相对m297.056/.19h/d高度很小并且高度尺寸要求不高，可以不用切边工序。表 3-1 圆筒形拉深件的切边余量 mh/制件的相对高度 h/d制件高度 h＞0.5～0.8 ＞0.8～1.6 ＞1.6～2.5 ＞2.5～4≤10＞10～20＞20～50＞50～100＞100～150＞150～200＞200～250＞2501.01.22345671.21.62.53.856.27.58.51.523.356.5891022.5468101112无凸缘圆筒形件拉深工件的毛坯尺寸计算公式为 3-1[5]：(3-1)22 r65 0.-d7 1.4H +dD式中 — 坯料直径；D第 3 页 共 29 页— 拉深件的直径；d— 拉深件的高度；H— 拉深件的圆角半径；r计算时，拉伸件尺寸均按厚度中线尺寸计算，由公式(3-1) [5]可知，坯料直径为：22 r65 0.-d7 1.4H +dD22 5.1 .-596. 5. m2.2 判断是否需要压边圈由毛胚相对厚度为 ，查《冲压成形工艺与模具设计》56.10)9/5.1(0/ Dt表 3-2 可知，需要采用压边圈。表 3-2 采用或不采用压边圈的条件第一次拉深 后续各次拉深拉深方法(t/D)x100 m1 (t/D)x100 m2用压边圈 2.0 >0.6 >1.5 >0.8可用可不用 1.5~2.0 0.6 1.0~1.5 0.82.3 确定拉深次数工件需要用压边圈，采用压边圈后，首次拉深可以选择较小的拉深系数，有利于减少拉深次数。毛胚相对厚度 由《冲压成形工艺与模具设计》查的表 3-3 可56.10/Dt知表 3-3 圆筒形件带压边圈时的拉深系数毛坯相对厚度 t/Dx100拉深系数 2.0～1.5 1.5～1.0 1.0～0.6 0.6～0.3 0.3～0.15 0.15～0.08第 4 页 共 29 页m1m2m3m4m50.48～0.500.73～0.750.76～0.780.78～0.800.80～0.820.50～0.530.75～0.760.78～0.790.80～0.810.82～0.840.53～0.550.76～0.780.79～0.800.81～0.820.84～0.850.55～0.580.78～0.790.80～0.810.82～0.830.85～0.860.58～0.600.79～0.800.81～0.820.83～0.850.86～0.870.60～0.630.80～0.820.82～0.840.85～0.860.87～0.88所以零件所需的拉深系数为： ， 。则各次拉深直径50.~48.1m75.0~3.2m为： )(6)(96.01Dd即该零件能一次拉深成形。将上述极限拉深系数作调整，现在为： 68.01m)(57.1m2.4 工序压力的计算复合模设计时，为了合理地设计模具及选用设备，必须计算各工序压力。压力机的吨位必须大于所计算的总压力。2.5 拉深力计算由于材料的弹性回复及摩擦的存在，使冲落部分的材料卡在凹模内，而余下的材料则金箍在凸模上，为使冲裁工作能继续进行，必须将这些材料卸下。从凸模上卸下板料的里称为卸料力。（3-2）b1tdKFL式中 — 拉深力 ；LF)(KN—修正系数，与拉深系数有关；1— 各次拉深工序件直径(mm)；d— 料厚(mm) ；t—材料强度极限 (Map)。b查表 3-40 可知：取 。6.01K第 5 页 共 29 页表 0–4 修正系数 K 的数值m1 0.55 0.57 0.60 0.62 0.65 0.67 0.70 0.72 0.75 0.77 0.80K1 1.00 0.93 0.86 0.79 0.72 0.66 0.60 0.55 0.50 0.45 0.40由公式(3-2) 0 可知，拉深力为： KNtdKFL 48.205.16.0b1 2.6 压边力的计算在模具设计时，压料力可按下列经验公式计算。（3-3）P2412凹RdDFQ查表 3-50 可知：取 。MpaP5.2表 0–5 单位压边力 P 值材料 单位压边力 P/Map 材料 单位压边力 P/Map铝 0.8～1.2 软钢 t＜0.5mm 2.5～3.0紫铜、杜拉铝（退火的或淬好火的）1.2～1.8 20 钢、08 钢、镀锡钢板2.5～3.0黄铜 1.5～2.0 软化状态的耐热钢 2.8～3.5软钢 t＞0.5mm2.0～2.5 高合金钢、高锰钢、不锈钢3.0～4.5由公式(3-3) 0 可计算压料力为： 9KN2.5 .165942QF第 6 页 共 29 页2.7 模具总冲压力采用弹压卸料装置和下出件模具时：（3-4）QF1总由公式(3-4) 0 可计算模具总冲压力为： KNF5.089.总2.8 模具压力中心的确定冲压力合力的作用点称为冲模压力中心。冲模压力中心应尽可能和模柄的轴线以及和压力机滑块的中心线重合，以使冲模平稳地工作，减少导向机构滑动件之间的磨损，提高运动精度以及模具和压力机的寿命。冲模压力中心的求法，采用求平衡力系合力作用点的方法。由于绝大部分冲 裁件沿冲裁轮廓的断面厚度不变，轮廓各部分的冲裁力与轮廓长度成正比，所以，求合力作用点可转化为求轮廓线的重心。具体的方法如下：1）按比例画出冲压轮廓线，选定直角坐标 x-y；2）把图形分成几部分，计算各部分长度 L1、L2、…Ln，并求出各部分重心位置的坐标值；3）按下列公式求出冲模压力中心的坐标值（X0， Y0）该零件形状对称，如图 3-2 所示。第 7 页 共 29 页图 0–2 零件图压力中心工件沿着 x 轴方向对称，故压力中心到 x 轴的距离：。所以： m0工件的 y 轴方向对称，故压力中心到 y 轴的距离为：其中： 0该工件的冲裁力不大，压力中心在坐标原点。2.9 压力机的选择中小型冲压件主要选用开式单柱（或双柱）的机械压力机；大、中型冲压件多选用双柱闭式的机械压力机。根据冲压工序可分别选用通用压力机、专用压力机（挤压压力机、精压力、双动拉伸压力机等） ；大批量生产时，可选用高速压力机或多工位自动压力机；小批量生产，尤其大型零件的成行时，可采用液压机。压力机技术参数选择主要依据是冲压件尺寸、变形力大小及模具尺寸，并进行必要第 8 页 共 29 页效核。压力机的行程，必须保证成型备料能够放入、成型零件能够取出。压力机的装模高度应与模具的闭合（封闭）高度相适应。冲模的封闭高度必须在压力机的最大装模高度和最小装模高度之间。冲模的封闭高度必须在压力机的最大装模高度和最小装模高度之间 [2]。一般取：105minmaxH式中 — 压力机最大封闭高度 ；maxH)(— 压力机最小封闭高度 ；in— 冲模的封闭高度 。)(根据冲压工艺力的计算结果并结合工件高度，初选开式双柱固定台式压力机 JA21-35其参数如表 3-6 所示。表 0–6 开式双柱固定台式压力机技术规格产品名称 开式双柱固定台式压力机型号 JA21-35公称压力 350KN滑块行程 130mm行程次数 50 次最大装模高度 280 mm连杆的调节长度 60 mm工作台前后×左右 380×610 mm电动机的功率 3 千瓦外形尺寸长度（长×宽×高） 1110×820×2115 mm第 9 页 共 29 页第三章 模具工作部分的尺寸计算3.1 拉深部分尺寸设计的确定3.1.1 拉深模具的间隙拉深模的凸、凹模之间间隙对拉深力、零件质量、模具寿命等都有影响。间隙小，拉深力大、模具磨损大，过小的间隙会使零件严重变薄甚至拉裂；但间隙小，冲件回弹小，精度高。间隙过大，坯料容易起皱，冲件锥度大，精度差。因此，生产者中应根据板料厚度及公差、拉深过程板料的增厚情况、拉深次数、零件的形状及精度要求等到，正确确定拉深模间隙。查表 4-3[7]可得拉深模的单边间隙为：表 0–3 有压边圈拉深时单边间隙值总拉深次数拉深工序单边间隙Z/2总拉深次数拉深工序单边间隙Z/21 第一次拉深 （1～1.1 ）t2第一次拉深第二次拉深1.1t（1～1.05 ）t4第一、二次拉深第三次拉深第四次拉深1.2t1.1t（1～1.05 ）t3第一次拉深第二次拉深第三次拉深1.2t1.1t（1～1.05 ）t5第一、二、三次拉深第四次拉深第五次拉深1.2t1.1t（1～1.05 ）t则拉深模的间隙: mtZ6.5.3.2 凸凹模的圆角半径一般说来， 应尽可能大些，大的 可以降低极限拉深系数，而且还可以提高拉深凹r凹r件的质量。但 太大会削弱压边圈的作用，可能引起起皱现象，因此 的大小要适当。凹 凹r(1) 凹模圆角半径凹模圆角半径的大小对拉深工作影响很大，影响到拉深件的质量、拉深力的大小和第 10 页 共 29 页拉深模的寿命，因此，合理选择凹模圆角半径是极为重要。可按下次确定（4-1）1-dn.80~6rr）（凹 由公式 4-1[7]得， mrr )2.~90(5.).(.80~61-dn）（凹取：1mm(2) 凸模圆角半径凸模圆角半径的大小对拉深影响没有凹模圆角半径的影响大，但其值也必须合适，过小的 会降低筒壁传力区危险断面的有效抗拉强度。如果 过大，会使在拉深初始阶凸r 凸r段不与模具表面接触的毛坯宽度加大。在实际设计工作中，拉深凸模的圆角半径可以选取和 相等或略小一些的数值 [9]。凹r凸模的圆角半径 m5.10.~7凹凸 ）（ rr3.3 凸凹模工作尺寸和公差由于工件要求外形尺寸，则以凹模为设计基准。（4-2）凹凹 04.ZdD（4-3）凸凸 式中 — 零件内径的最小极限尺寸 ；d)m(— 零件的公差 ；)(—拉深模具的双面间隙 ；Z、 — 凸凹模的制造公差 ；凸凹 )(第 11 页 共 29 页表 0–4 凸模制造公差 与凹模制造公差凸凹拉深件直径≤20 20～100 ＞100材料厚度tδ 凹 δ 凸 δ 凹 δ 凸 δ 凹 δ 凸≤0.5＞0.5～1.5＞1.50.020.040.060.010.020.040.030.050.080.020.030.05-0.080.10-0.050.06查表 4-2[7]得： ，由公式 4-5[7]得04.凹 04.)6512.046(凹Dm.735查表 4-3[7]得： ，由公式 4-6[7]得02.凸02.14.6凸 0.3.4 凸模通气孔的设计当拉深后的冲件从凸模上脱下来，由于受空气的压力而紧紧包在凸模上，致使不易脱下。对于材料厚度较薄的拉深件，甚至会使零件拉瘪。因此，通常需要在凸模上留有通气孔，通气孔的开口高度 应大于冲件的高度 H，一般取1h )10~5(1h通气孔的直径不宜过小，否则容易被润滑剂堵塞气孔，或因通气量不够而使气孔不起作用 [10]。圆形凸模通气孔尺寸由表 4-5[10]选用直径为 6.5mm。表 0–5 拉深凸模通气孔尺寸凸模直径 D ＜50 50～100 100～200 200出气孔直径 d 5 6.5 8 9.5通气孔的开口高度 。mHh2108)~(1 第 12 页 共 29 页第四章 模具的总体结构设计4.1 模具类型选择由冲压工艺分析可知，为提高生产率，降低模具的制造难度，减少制造成本，常用拉深切边复合模，但要求凸模（兼拉深凹模）的壁厚不能过薄，否则强度不够，此设计中凸凹模的壁厚为： mdDb16249由板料厚度 t=1.5mm，可查表 5-1[7]得：表 5-1 凸凹模最小壁厚 α （mm）料厚 t 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 1.2 1.3 1.75最小壁厚 α 1.4 1.6 1.8 2.0 2.3 2.5 2.7 3.2 3.8 4.0料厚 t 2.0 2.1 2.5 2.75 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5最小壁厚 α 4.9 5.0 5.8 6.3 6.7 7.8 8.5 9.3 10.0 12.0凹模的最小壁厚 a=3.8 mm。因此能保证其足够的强度，采用复合模是合理的。⑴ 卸料、出件方式的选择模具采用弹性卸料，刚性打件，并利用装在压力机工作台下的标准缓冲器提供压边力。⑵ 导向方式的选择为了提高模具寿命和工件质量，方便安装调整，该复合模采用中间导柱的导向方式。4.2 主要零部件的结构设计每一副模具按其在模具中起的作用都可分为工艺零件和结构零件两大类。4.3 凹模的设计凹模类型很多，凹模的外形有圆形和板形；结构有整体式和镶拼式；刃口也有平刃和斜刃。凹模的外形尺寸应保证凹模有足够的强度和刚度。凹模的厚度还应该考虑修磨量。凹模的外形尺寸一般是根据被冲压材料的厚度和冲裁件的最大外形尺寸来确定。第 13 页 共 29 页根据以上分析应采用整体式，各种凹模的凹模孔均采用线切割机床加工，安排凹模在模架上的位置时，要依据计算压力中心的数据，将压力中心与模柄中心重合。使用外形为矩形的板状凹模。凹模采用螺钉和销钉定位固定时，要保证螺钉（或者沉孔）间、螺孔与销孔间及螺孔、销钉与凹模刃壁间的距离不能太近，否则会影响模具的寿命。(1) 凹模的厚度 H：（5-1）KbH式中 — 系数，考虑板料厚度的影响；K— 凹模刃口的最大外形尺寸。b查表 5-2[4]系数可得取 2.0K表 0–2 系数 值K料 厚 m/tm/b0.5 1 2 3 >3≥50>50~100>100~200>2000.30.20.150.10.350.220.180.120.420.280.20.150.50.350.240.180.60.420.30.22由公式(5-1) [4]可计算得： m08.1462.0KbH由于 故取：m15Hm28(2) 凹模的壁厚 C：（5-2）HC)2~1(由公式(5-2) [4]可计算得： m)568()()2~1(由于 故取：m56~28Cm30(3) 凹模的宽度 B：（5-3）CbB2由公式(5-3) [4]可计算得：第 14 页 共 29 页m12430642CbB取标准值： m125B(4) 凹模的长度 L：（5-4）lL2由公式(5-4) [4]可计算得： m143064Cl取标准值： m160L查 后，取凹模轮廓尺寸为 。其结构85.2GB m2856HBL如图 5-1 所示。图 5–1 拉深凹模图4.4 凸模的设计本设计由于工件形状简单对称，所以模具的工作零件均采用整体结构，拉深凸模，其长度可按下式计算 [11]所以拉深凸模的长度 L 为： HHL定压凹固第 15 页 共 29 页式中： —凸模固定板的厚度；固H—拉深凹模的厚度；凹—压边圈的厚度；压—定位板的厚度；定H—弹簧压缩高度；由公式(5-4) [4]可计算得： m1071028m3025HL定压凹固为了防止凸凹模淬火变形，除了采用工作部分局部淬火（硬度 58~62HRC）外，材料也用淬火变形小的 Q275 模具钢。其结构如图 5-2 所示。图 5–2 拉深凸模图4.5 压边圈的设计为防止毛坯凸缘在拉深过程中起皱，通常使用的拉深模应带有压边装置。该设计计第 16 页 共 29 页算得到 ，决定采用压边装置。压边装置一般采用压边圈。56.109/5.10/ Dta压边圈的形式根据拉深次数、凹模结构形式，材料厚度的不同而不同，首次拉深一般采用平面压边装置。压边圈主要是压边防皱，与凸模的间隙不能过大。根据材料厚度不同，一般压边圈与凸模的单边间隙在 0.2～0.5mm 范围内。工件料厚 t﹦1.5mm，间隙取值0.3mm。压边圈的外形尺寸与内形轮廓尺寸之间的关系可采用 H10/c10 间隙配合。压边圈的工作表面不允许开螺孔，应具有足够的刚度。在工作过程中能平稳的移动。压边圈与毛坯接触的一面，要保证毛坯顺利流入筒壁。除进行车、铣之外，还要在热处理后进行磨削加工。应保证粗糙度达到 Ra0.8um。其余工作表面达到 Ra0.6～3.2um 即可 [12]。首次拉深压边圈的内孔 ，比凸模直径 大千分之一，即压D凸 凸压 D3.02将 代入上式中，可得：mD10.64凸 m7.64压第 17 页 共 29 页压边圈的厚度 H 压取 30mm。得到压边圈的结构示意图图 5-3 所示：图 5–3 压边圈图第 18 页 共 29 页4.6 定位零件的设计⑴ 定位环的设计直径 d﹦96mm，高度 h﹦10mm 的定位环。其结构示意图 5-4 所示：图 5–4 定位环图⑵ 弹性元件的设计顶件板在成形过程中一方面起压边作用，另一方面还可以将成形后在拉深凸模上的工件卸下，其压力由标准缓冲器提供。即采用弹簧。4.7 导向零件的设计查《冲压模具课程设计指导与范例》 [4]可选得：导柱的标准号为 A 型（GB2861.1—81） ，其尺寸为 。m205导套的标准号为 A 型（GB2861.6—81） ，其尺寸为 。8第 19 页 共 29 页导柱的标准号为 A 型（GB2861.1—81） ，其尺寸为 。m208导套的标准号为 A 型（GB2861.6—81） ，其尺寸为 。8两者的材料均选用：20 钢。4.8 固定零件的设计⑴ 上模垫板的设计长度 L=160mm，宽度 B=125mm 厚度 H=5mm，材料为 45 钢的板，如图 5-5 所示：图 5–5 上垫板图⑵ 下模垫板的设计长度 L=160mm，宽度 B=125mm 厚度 H=5mm，材料为 45 钢的板，如图 5-6 所示：第 20 页 共 29 页图 5–6 下垫板图⑶ 模柄的设计选用直径 d=35mm，高度 H=85 mm，材料为 Q275 的 A 型压入式模柄。模柄 A35×85 GB/T2862.1-81⑷ 上模固定板的设计长度 L=160mm，宽度 B=125mm 厚度 H=5mm，材料为 45 钢的板，如图 5-7 所示：第 21 页 共 29 页图 5–7 上固定板图4.9 紧固及其他零件的设计⑴ 内六角圆柱头螺钉的设计用于固定凸模、上模垫板、上模固定板在模架上保持其固定的位置，选取数量为 4个螺栓规格公称长度 L=45mm，性能等级为 8.8 级螺栓 GB/T 70.1 M8用于固定凹模、下模垫板和凹模与定位环在模架上保持其固定的位置螺栓规格公称长度 L=55mm，性能等级为 8.8 级螺栓规格公称长度 L=12mm，性能等级为 8.8 级螺栓 GB/T 70.1 M8⑵ 圆柱销的设计用于凹模、凹模垫板、定位环、下模座准确定位，圆柱销孔装配时配作。初选用数量为 2 个。公称直径 d=8mm，公差为 m6，材料为 45 钢第 22 页 共 29 页销 GB/T 119.1 10 Φ8×60用于凸模、凸模固定板、凸模垫板、上模座准确定位，圆柱销孔装配时配作。初选数量为 2 个。销 GB/T 119.1 10 Φ8×604.10 模架的选用上、下模座的作用是直接或间接地安装冲模的所有零件，并分别与压力机的滑块和工作台连接，以传递压力。因此，上、下模座的强度和刚度是主要考虑的问题。模座因强度不足会产生破坏，如果刚度不足，工作时会产生较大的弹性变形，导致模具工作零件和导向零件迅速磨损。在选用和设计时应该注意如下几点：(1) 尽量选用标准模架，对于圆形的模座，其直径比凹模板的直径大 对于m70~3矩形模座，其长度应比凹模长度大 ，而宽度可以等于或大于凹模板的宽度，但m40~3应考虑有足够的安装导柱、导套的位置。模座的厚度取凹模的 倍，考虑受力情况，5.10上模座厚度可以比下模座的厚度小 。15(2) 所选用或者设计的模座必须与所选压力机的工作台和滑块的有关尺寸相适应，并进行必要的校核，下模座的最小轮廓尺寸应比压力机工作台上漏料孔的尺寸每边至少要大 。m10~5(3) 模座材料一般选用 HT200、HT250，也可以选用 Q235、Q255 结构钢，对于大型精密模具的模座选用铸钢 ZG35、ZG45。(4) 模座的上、下表面的平行度应达到要求，平行度公差一般为 4 级。(5) 上、下模座的导套、导柱安装孔中心距必须一致，精度一般要求在 以下；m02.模座的导柱、导套安装孔的轴线应与模座的上、下平面垂直，安装滑动式导柱和导套时，垂直度公差一般为 4 级。(6) 模座的上、下模表面粗糙度 Ra 值为 ，在保证平行度的前提下，可允m8.0~6许 Ra 值降低为 。孔距公差要求在 模座的材料选用 HT200。所以选m6.1~231择：上模座： 。35120.85/ TGB下模座： 。m4062第 23 页 共 29 页4.11 模具的总装配图由于此拉深模为非标准形式，需计算模具闭合高度。其中各模板的尺寸需取标准值（国标）图 5-8 所示。1.下模座 2.导柱 3.下垫板 4.销钉 5.凹模 6.定位环 7.压料圈 8 导套 8 螺栓 M80 80. 9.导套 10.弹簧 11.上固定板 12.上垫板 13.上模座 14.凸模 15.压入模柄图 5–8 总装配图所以模具的闭合高度：表 0–1 模具各板厚度名称 高度 名称 高度上模座厚度 m35上 模H下模座厚度 m40下 模H上垫板厚度 上 垫 下垫板厚度 5下 垫上固定板厚度 2上 固 定位板厚度 1下 定凹模板厚度 8凹 模H弹簧压缩度 27弹 簧H板料厚度 m5.1t 压边圈厚度 m30压第 24 页 共 29 页m5.2065.140273083 t 下 模下 垫下 定弹 簧压凹 模上 固 定上 垫上 模闭 HHHH由此可知模具的闭合高度小于所选的开式双柱固定压力机 JA21-35 的最大装模高度280 mm，故可以使用。第五章 模具的装配5.1 主要组件的装配模具装配属于单件生产。组成模具实体的零件，有些在制造过程中是按照图纸飘流的尺寸和公差独立地进行加工的， （如拉深凹模、拉深凸模、拉深凸凹模等） ，这类零件一般都是直接进入装配；有些在制造过程中只有部分尺寸可以按照图纸标尺寸进行加工，需协调相关尺寸；有的在进入装配前需采用配制或合体加工，有的需在装配过程中通过配制取得协调，图纸上的标注的部分尺寸只作为参考。⑴ 模柄的装配因为这副模具的模柄是从上模座的下面向上压入的，所以在安装凸模固定板和垫板之前，应先把模柄安装好。模柄与上模座的配合是 H7/m6，先在压力机上将模柄压入，再加工定位销孔与螺钉孔，然后把模柄端面突出部分锉平或磨平。安装好模柄后，用角尺检查模柄与上模座上平面的垂直度。⑵ 凸模的安装凸模与固定板的配合要求是 H7/m6。装配时，先在压力机上将凸模压入固定板内，检查凸模与固定板的垂直度，然后将固定板的下平面与凸模尾部一齐磨平。5.2 总装配注意事项模具的主要组件装配完毕后开始进行总装配。为了使凸模和凹模易于对中，总装配必须考虑上、下模的装配次序，否则可能出现无法装配的情况。装配后，应达到下述主要求：⑴ 模架精度应符合标准的规定。模具的闭合高度应符合图纸的规定要求。第 25 页 共 29 页⑵ 装配好的冲模，上模沿滑块上下滑动应平稳可靠。拉深凸凹模的间隙应符合图纸规定的要求，分布均匀。凸模或凹模的工作行程符合技术条件的规定。⑶ 定位环的相对位置应符合图纸要求。⑷ 坚固件装配应可靠，螺纹旋入长度在钢件连接时应不小于螺栓的直径，铸件连接时应不小于 1.5 倍螺栓直径；螺栓的端面不应露出上模座的表面。⑸ 模具应在生产的条件下进行试验， 冲出的制件应符合设计要求。本模具的装配选凸凹模为基准件，先装下模，再装上模。装配后应保证间隙均匀本模具的凹模是装在下模的，为了便于操作，先装下模。其装配过程如下 [13]：⑴ 把下模垫板放在下模座上，然后把装有凸模的下固定板放在下模垫板上，找正其位置后，先在下模座上投窝，加工螺纹孔，然后加工销钉孔。⑵ 在凸模上安装压边圈。⑶ 把凹模放在凸模固定板上，找正与下模座对中的螺栓销钉过孔，然后投窝，加工螺栓销钉孔，装入螺栓销钉，拧紧螺栓。⑷ 调整安装间隙，用手锤轻轻敲击上模垫板的侧面，使凸凹模的位置改变，以得到均匀的间隙。⑸ 调好间隙后加工销钉孔，装入销钉。⑹ 安装其他零件。⑺ 试冲与调整。⑻ 打标记交付生产使用第 26 页 共 29 页总结就我而论，通过本次毕业设计，我深深感觉到基础知识的不健全和不牢固，因此尚不能很灵活的解决所遇到的全部问题。在本次毕业设计中表现出了这样或那样的不足和漏洞，说明了基本功的不扎实。所幸我得到了老师和同学们的热情帮助，使这些问题得到了解决，这将对我以后的工作和学习有极大的帮助；再者，本次毕业设计全面锻炼了我驾御知识的能力，使我对这 2 年来所学的理论知识进行了系统化、条理化、全面化的回顾和复习，让我懂得了如何运用自己所学的知识，同时又学到了猎取其他知识的方法。这些都将作为课本知识的有益补充，为我们以后所要从事的工作打下坚实的基础；最后，这次设计使我得到一次大规模检索相关资料的机会，提高了运用网络和专业计算机软件辅助设计的能力。由于此次毕业设计的角度限制和知识的不够系统和不够完善，难免有错误和不足之处敬请老师批评指正以完善此次毕业设计。另外，真诚祝愿各位老师在今后的工作中取得更大的成绩，为国家培养出越来越多的优秀人才。希望在以后的工作学习过程中能够得到老师们热忱的指导和帮助。本次毕业设计已经结束，我不仅收获了知识而且也锻炼了品质，通过这次认真而又细致的毕业设计，我对待事情的态度更加严谨更加有耐心，并且我更希望把所做的事情做好做完美，我想这将是一种很重要的财富。感谢本次设计，感谢遇见了麻烦和难题，感谢老师们的指导以及同学们的帮助，毕业设计的结束也是另一种开始，相信本次毕业设计会令我走得更远也能取得更大的成就。毕业设计的完成代表着专业学习阶段的最终结束，也为我们在校理论知识的学习画上了句号。不由感慨颇多，宝贵的大学学习生活转瞬即逝，无论如何我们的毕业设计已经结束了，我们要好好利用已经学到的知识并且要继续学习掌握新的知识，以便更新我们的知识系统。重要的是，我们要将所获取的各种知识运用于实践，并用实践来休整我们的不足和缺陷，使我们真正成为一名理论扎实而又具有很强的实践能力的机械工作者。第 27 页 共 29 页参考文献[1] 曾霞文.冲压工艺及模具设计[M].北京：北京理工大学出版社,2011.2-101[2] 丁松聚.冷冲模设计[M].北京：机械工业出版社,2001.40—118[3] 曾霞文.冲压工艺及模具设计[M].北京：北京理工大学出版社,2011.14—73[4] 林承全,胡绍平.冲压模具课程设计指导与范例[M].北京：化学工业出版社,2008.10—57[5] 徐政坤.冲压模具设计与制造[M].北京：化学工业出版社,2003.9—177第 28 页 共 29 页致谢经历了两个月的时间，从收集资料到学习资料、计算、着手设计；从视频的学习到软件的应用，我的毕业设计终于完成了。这不但是毕业前对所学知识的回顾，更重要的是给自己即将走上工作岗位的一次大练兵，能有这样的一次设计，我丛中受益匪浅。虽然在设计中不是很熟练，但已经包含所需要的设计内容。在这里很感谢指导老师的默默付出和同学们的帮助。通过此次的毕业设计，本人对冲压模具的设计总体框架有了明确的了解，对冲压模具设计内容有了较为系统的复习和全面的认识，并且巩固了之前学习的基础课程和专业知识。在学习所收集的资料时，指导老师很有针对性的对本设计的难点、易错点等进行了全面的讲解和剖析，这无疑是设计盲点和工程精华的传授，让我也明白了设计中的实际与理论之间存在的必然关系。在做毕业设计的过程中，指导老师还让我翻阅了大量的书籍，查阅很多设计资料和手册，熟悉了很多待业的标准和规范。在原有的学习基础上，使我的专业知识更进了一个层次，为走出校门、踏进社会打下良好的更为夯实的基础。同时我还要感谢我的同学，在设计中，他们给我提出了宝贵的建议，帮助我把设计做得更加的完善和系统，并提出了建设性意见。最后，在这里请允许我向所有帮助我的老师和同学表示最真诚的谢意！签名：