毕业设计（论文）-消声筒冲压工艺及模具设计.doc

全套图纸加扣 3012250582编号： 毕业设计(论文)说明书题 目： 消声筒冲压工艺及模具设计 院 （系）： 机电工程学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 学生姓名： 学 号： 指导教师单位：机械设计制造及其自动化教研室姓 名： 职 称： 教 授 题目类型：理论研究 实验研究 R工程设计 工程技术研究 软件开发2009年3月16日摘 要模具是工业生产中重要的工艺装备，是国民经济各部门发展的重要基础之一。复合模是一种复杂、精密的冲压模具，它具有高效率、高精度和高寿命等优越性，适用于各种冲压行业 的自动化生产。复合模涉及冲压成形理论、冲压工艺、模具设计与制造以及模具材料中的许多 关键技术。本设计是针对汽车消声筒冲压模具的设计，设计先根据板件的结构特点及工艺特性进行工艺分析，再结合现今模具生产厂家的具体经验进行结构设计，切实将设计做到能够应用在实际生产中，使模具更具有实用性。该工件结构特点适宜采用冷冲模进行生产，所以对冷冲压与模具的相关知识进行了简单介绍。拉申模是将经过落料工序的材料通过凸凹模的冲压产生塑性变形从而得到板件形状的工序，是模具中重要的组成部分是其他工序的基础。本设计对拉延模的工艺特点、组成、具体工作过程进行了阐述、并对组成模具的部分部件进行了分析。关键词：消声器; 冲压模具; 拉深成型; 模具设计；Abstract Mould & Die is important technical equipment in industrial production. It is also one of the most important developmental foundations for all departments of country economy. The progressive die is a kind of complex and precise forming die. It possesses many advantages such as high efficiency,accuracy and long life.This vehicle is designed for former Longitudinal Beam stamping die design, according to board first design of the structure and characteristics of a process of analysis, combined with the current mold manufacturer specific experience in structural design, design will be able to effectively applied in practice Production and more practical to die.Parts of the structure of production for use Die, die of cold stamping and the relevant knowledge of the brief. Drawing is to die after blanking the material through the process of stamping die Tuao produce plastic deformation plate shape to receive the process, the mold is an important component of other processes is the foundation. Drawing on the design of the model characteristics, composition, concrete work on the process and formed part of the mold parts were analyzed.Key words：Muffler；Ramming mold；Drawing formation；Mold design; 桂林电子科技大学毕业设计（论文 ）报告用纸 桂林电子科技大学毕业设计（论文 ）报告用纸 目 录引言11 绪论32 工件的工艺分析62.1 分析工件的使用材料种类及工艺特性62.2 工件的结构分析63 模具的基本类型和结构分73.1 模具基本类型的确定73.2拍样方式的确定和材料利用率的计算74 模具各工艺计算及冲裁设备的确定84.1 各工序压力的计算84.2 压力机的选用114.3 模具主要工作部分刃口尺寸的计算114.4 冲孔凸模的刃口尺寸计算124.5 落料凹模刃口尺寸计算124.6 拉伸质量和拉伸系数及拉伸工序尺寸的计算124.7 正拉伸凸、凹模尺寸计算144.8 反拉伸凸、凹模尺寸计算155 模具零件材料选择和结构设计165.1 模具零件的选材要求165.2 模架的选择175.3 模柄的选用175.4 其他固定零件175.5 卸料与推件装置185.6 模具总装图和明细表196 模具零件加工工艺206.1工艺编制的基本原则与注意事项206.2 模具主要零件加工工艺过程227 结论26谢 辞27参考文献28 全套图纸加扣 3012250582 第29页 共28页引言研究和发展模具技术，提高模具技术水平，对于促进国民经济的发展有着特别重要的意义。模具被日本誉为“进入富裕社会的原动力”，在德国则冠之为“金属加工业中的帝王”，在罗马尼亚视为“模具就是黄金”，在欧美其他一些发达国家被称为“磁力工业”。可以断言，随着工业生产的迅速发展，模具工业在国民经济发展过程中将发挥越来越重要的作用。模具工业发展的关键是模具技术的进步，模具技术是一门涉及到多学科的交叉学科。模具作为一种高附加值和技术密集型产品，其技术水平的高低已成为衡量一个国家制造水平的重要标志之一。工业生产中普遍采用模具成型工艺方法，有效地保证了产品的生产率和质量，使操作技术简化，还能省料、节能，获得显著的经济效益。由于产品的材料和工艺特性不同，生产用的设备也各异，模具种类繁多，但用的最为广泛的大约有以下几种：冷冲压模、塑料成型模、锻造模、精密铸造模、粉末冶金模、橡胶成型模、玻璃成型模、窑业制品模、食品糖果模、建材用模等。其中以冷冲压模、塑料模的技术要求和复杂程度较高。据不完全统计，飞机、汽车、拖拉机、电机电器、仪器仪表等产品的零件，有60%左右是用模具加工完成的；自行车、手表、洗衣机、电冰箱、电风扇等轻工业产品，有80%的零件需由模具来制造。至于标准件中的紧固件、轴承、日用五金、餐具、塑料制品、玻璃制品、玻璃器皿、皮胶鞋等的大批量生产，完全靠模具来保证。例如生产海鸥牌照相机，其占总数的92%的零件就需500套模具，又如解放牌汽车改型后约需400套模具，其总重量达2500t。即使一个自动玩具的生产也需要近90套模具。显而易见，模具作为一种专用的工艺装备，在生产中的决定性作用和重要地位越来越被人们所共认。实践证明，只有依靠先进的科学技术，广泛地采用新技术、新工艺、新材料和新设备，加强科学管理，才能促进生产的持续发展。而要完成上述新课题和新项目就离不开精密、复杂、大型、长寿命模具的及时工艺。 在工业产品的生产中，应用模具的目的在于保证产品的质量，提高生产率和降低成本。因此，除了正确进行模具设计，采用合理的模具结构外，还必须有高质量的模具制造技术作为保证。 模具是制造业的重要工艺基础，在我国，模具制造属于专用设备制造业。中国虽然很早就开始制造模具和使用模具，但长期未形成产业。直到20世纪80年代后期，中国模具工业才驶入发展的快车道。近年，不仅国有模具企业有了很大发展，三资企业、乡镇（个体）模具企业的发展也相当迅速。虽然中国模具工业发展迅速，但与需求相比，显然供不应求，其主要缺口集中于精密、大型、复杂、长寿命模具领域。由于在模具精度、寿命、制造周期及生产能力等方面，中国与国际平均水平和发达国家仍有较大差距，因此，每年需要大量进口模具。中国模具产业除了要继续提高生产能力，今后更要着重于行业内部结构的调整和技术发展水平的提高。结构调整方面，主要是企业结构向专业化调整，产品结构向着中高档模具发展，向进出口结构的改进，中高档汽车覆盖件模具成形分析及结构改进、多功能复合模具和复合加工及激光技术在模具设计制造上的应用、高速切削、超精加工及抛光技术、信息化方向发展。近年，模具行业结构调整和体制改革步伐加大，主要表现在，大型、精密、复杂、长寿命、中高档模具及模具标准件发展速度高于一般模具产品；塑料模和压铸模比例增大；专业模具厂数量及其生产能力增加；“三资”及私营企业发展迅速；股份制改造步伐加快等。从地区分布来看，以珠江三角洲和长江三角洲为中心的东南沿海地区发展快于中西部地区，南方的发展快于北方。目前发展最快、模具生产最为集中的省份是广东和浙江，江苏、上海、安徽和山东等地近几年也有较大发展。汽车消声器简体主要有单层纵缝焊接简体，单层纵缝咬边筒体和癌绕式点焊筒体等三种类型。其中单层纵缝焊接简体由于消声效果差、焊缝易腐蚀、 常形成裂缝、外形不美观，在国外汽车消声器上已很 少应用正逐步淘数，在我国也只在部分农用车辆上 偶尔见到。在工业发达国家，以单层纵缝咬边简体和 缠绕式点焊筒体这两种汽车消声器简体及其制造设 备的应用最为广泛，代表着当今国外先进汽车消声 器制造的最高水平我国汽车配件翻造厂汽车消声 器的生产太多采用手工方法，生产率低，产品质量差，为适应现代汽车工业技术飞速发展的需要，采用冲压拉伸模具制造消声筒其加工范固可以覆盖目前国内外主要型号的汽车消声器和类似产品，具有通用性强、生产率高、可靠性好、使用安全的特点，能够用来替代进口产品，经济效益特别显著。这也是本设计的目的和意义所在。 1 绪论随着汽车工业的迅速发展，人们对于汽车的舒适性和振动噪声控制的要求越来越严格。据国外有关资料表明，城市噪声的70%来源于交通噪声，而交通噪声主要是汽车噪声。它严重地污染着城市环境，影响着人们的生活、工作和健康。所以噪声的控制，不仅关系到乘坐舒适性，而且还关系到环境保护。然而一切噪声又源于振动，振动能够引起某些部件的早期疲劳损坏，从而降低汽车的使用寿命；过高的噪声既能损害驾驶员的听力，还会使驾驶员迅速疲劳，从而对汽车行驶安全性构成了极大的威胁。所以噪声控制，也关系到汽车的耐久性和安全性。因此振动、噪声和舒适性这三者是密切相关的，既要减小振动，降低噪声，又要提高乘坐舒适性，保证产品的经济性，使汽车噪声控制在标准范围之内。噪声不仅能引起人体的生理改变和损伤，而且能对人心理、生活和工作产生不利的影响。噪声会使人的听力减弱、视觉动（功）能下降、神经衰弱、血压变化和胃肠道出现消化功能障碍，甚至影响人的睡眠、谈话、学习、工作和情绪等。就噪声对人的生理危害和心理影响而言，大致有以下几个方面。听觉疲劳或听力损伤，噪声影响人体健康，噪声干扰谈话和通话，噪声影响人们的工作和正常生活，汽车噪声一方面对环境产生噪声污染，使人心情不安、烦躁、疲倦、工作效率下降；干扰语言交流和通信联络，影响人们的工作和生活；会降低人的听力，严重时可致人耳聋。另一方面使驾驶员反应时间加长，从而影响行车安全。产生汽车噪声的主要因素是空气动力、机械传动、电磁三部分。从结构上可分为发动机(即燃烧噪声)，底盘噪声(即传动系噪声、各部件的连接配合引起的噪声)，电器设备噪声(冷却风扇噪声、汽车发电机噪声)，车身噪声(如车身结构、造型及附件的安装不合理引起的噪声)。其中发动机噪声占汽车噪声的二分之一以上，包括进气噪声和本体噪声(如发动机振动，配气轴的转动，进、排气门开关等引起的噪声)。因此发动机的减振、降噪成为汽车噪声控制的关键。此外，汽车轮胎在高速行驶时，也会引起较大的噪声。这是由于轮胎在地面流动时，位于花纹槽中的空气被地面挤出与重新吸入过程所引起的泵气声，以及轮胎花纹与路面的撞击声。欧洲的法规规定，从1996年10月起，客车的外部噪声必须从77dBA降到74dBA，减少了一半噪声能量，到本世纪末进一步降低到71dBA。日本的法规规定，小型汽车在今后十年内噪声标准控制在76dBA以下。国内的一些大城市也计划在2010年交通干线的噪声平均值控制在70dBA以内。而据国内目前有关资料表明，国内的大客车的噪声许可值则不得超过82dBA，轻型载货车为83.5dBA。由此可见，我国在车辆噪声控制方面还得狠下工夫。根据噪声产生和传播的机理，可以把噪声控制技术分为以下三类：一是对噪声源的控制，二是对噪声传播途径的控制，三是对噪声接受者的保护。其中对噪声源的控制是最根本、最直接的措施，包括降低噪声的激振力及降低发动机部位对激振力的响应等，即改造振源和声源。但是对噪声源难以进行控制时，就需要在噪声的传播途径中采取措施，例如吸声、隔声、消声、减振及隔振等措施。汽车的减振降噪水平与整车的动力性、经济性、可靠性及强度、刚度、质量、制造成本和使用密切相关。进气噪声是发动机的主要噪声源之一，系发动机的空气动力噪声，随发动机转速的提高而增强。非增压式发动机的进气噪声主要成分包括周期性压力脉动噪声、涡流噪声、汽缸的亥姆霍兹共振噪声等。增压式柴油机的进气噪声主要来自增压器的压气机。二冲程发动机的噪声源于罗茨泵。对此，最有效的方法是采用进气消声器。类型有阻性消声器(吸声型)、抗性消声器(膨胀型、共振型、干涉型和多孔分散型)和复合型消声器。将其与空气滤清器结合起来(即在空滤器上增设共振腔和吸声材料，例R3238型)就成为最有效的进气消声器，消声量可超过20dBA。排气系噪声是底盘的主要噪声源，主要由排气压力的脉动噪声，气流通过气门座时所发出的涡流噪声，由于边界层气流的扰动而产生的噪声以及排气口处的喷流噪声所组成。优化设计性能良好的消声器，是降低汽车噪声的重要手段之一。优化设计的方法有声学有限元法和声学边界元法，但目前还处于起步阶段。避免消声器的传递特性与振动特性耦合是消声器设计中要重点解决的一个问题。其次，降低排气噪声与提高动力性也是一对矛盾，因为降低排气噪声与降低排气背压对排气管直径的设计有着相矛盾的要求，前者要求有较小的直径，而后者却相反。对此，采用并联流路的双功能消声器，在减小背压和降低气流噪声方面颇为有效。另外，对于发动机排气歧管到消声器入口的一段管路，采用柔性管的减振、降噪效果明显，可降低7dBA左右。对汽车噪声的控制，除了在设计上使用优化方法和零件的优化选用以外，还可以对噪声进行主动控制。这就是以声消声技术，原理是：利用电子消声系统产生与噪声相位相反的声波，使两者的振动相互抵消，以降低噪声。这种消声装置采用极其先进的电子元件，具有优异的消声效果，可用于降低车内噪声、发动机噪声，还可以用于主动发动机支撑系统，以抵消发动机振动噪声。汽车的排气消声器是行车噪声的主要组成部分。世界各国对各种车辆的噪声的极限值都有严格的规定，排气消声器就是这样一个为减小排气噪声而生的装置。排气消声器的作用就是通过降低、衰减排气压力的脉动来消除噪声。根据干涉原理，排气消声器有吸收、反射两种基本的消声方式。吸收式消声器，通过废气在玻璃纤维、钢纤维和石棉等吸音材料上的摩擦而减小其能量；反射式消声器则有多个串联的谐调腔与不同长度的多孔反射管相互连接在一起，废气在其中经过多次的反射、碰撞、膨胀、冷却而降低其压力，减轻振动及能量。实际情况下，汽车上多是综合利用不同的消声原理组合来设计排气消声器，同时在舒适型要求较高的小型乘用车上还会采用多个消声器单元进行多级的消声降噪控制。消声器是控制空气动力性噪声往外传播的有效设备，在内部作声学处理后，可以大大降低噪音的产生和传播，且不影响气流通过。安装消声器后，设备消声量应达到20-40dB(A)，主观感觉响度相应降低50-90%的效果。 阻性消声器具有吸收中高频声，加工制造简单等特点，一般用于空调风机、压缩机、燃气轮机、鼓风机等风机类消声。 抗性消声器具备针对性强，对中低频吸声效果显著，且不用吸声材料等特点。一般只能用于小管道排气消声，如汽车、轮船、柴油机等排气消声。 评价消声器的性能有两个方面：一是气动性能，二是消声性能。即消声器压力损失须在许可的极限范围内，其次要满足噪声标准的要求。所以选购消声器时要考虑气动性能和消声性能，两者缺一不可。 2 工件的工艺分析2.1 分析工件的使用材料种类及工艺特性该工件材料选用301L（17Cr-7Ni-0.1N-低碳体）。用途：301L作为一种用途广泛的钢，具有良好的耐蚀性、耐热性，低温强度和机械特性；冲压、弯曲等热加工性好，无热处理硬化现象（无磁性，使用温度-196800）。 家庭用品（1、2类餐具、橱柜、室内管线、热水器、锅炉、浴缸），汽车配件（风挡雨刷、消声器、模制品），医疗器具，建材，化学，食品工业，农业，船舶部件。特点： 高硬度、高耐磨性。KKM材料具有硬度高（HRC35-45）,耐磨性能超过模具钢的水平。 不拉伤工件表面，与钢制品相比最大的有点就是拉伸系数大，显著提高制品的质量。 经济适用，价格适中。综合性能好。2.2 工件的结构分析工件的结构如图1图1工件的长度和尺寸都比较大，结构简单，尺寸精度要求不高，但是表面粗糙度要求较高，再结合其材料性能，故选一般精度等级：9级。3 模具的基本类型和结构分3.1 模具基本类型的确定 模具设计的基本原则是： 要根据制件的尺寸精度及生产批量，综合考虑经济效益，确定采用单工序模、复合模、级进模。 模具结构和模具材料应与制件批量相适应。 尽量选用标准模架和模具零件。 模架的平面尺寸，不仅要与凹模尺寸相适应，还应与压力机台面尺寸及开孔大小相适应。 落料模的送料方向与所选的压力机相适应。 为了便于较模和存放，模具应安装闭合高度限位块。模具工作时限位块不应受压。 冲裁对称件的模架应明显不对称，以防止上模和下模装错位置。 弯曲件的落料模，拍样时应考虑材料的轧制方向。 刃口尖角处宜用拼块，既便于加工，也可防止应力集中导致开裂。 单面冲裁的模具，应在结构上采取措施使凸模和凹模的侧方向相互平衡，不宜让模架的导柱导套受侧向力。 安装于模架内的弹簧，在结构上影能保证弹簧断裂时不致蹦出伤人。 冲孔模应考虑放入和取出制件的方便、安全。 冲孔模的定位，应防止落料板坯正反面都能放入。 多凸模冲孔是，邻近大凸模的细小凸模比大凸模在长度上段一冲件厚，防止凸模折断。 对于大型落料与修边模或冲孔内有窄小凸出与凹槽时，应采用鑲拼与嵌拼结构。 根据零件的结构，尺寸精度要求和表面粗糙度要求都是中等，而且是大批量生产，考虑到经济效益等各个方面的综合因素，采用复合模。3.2拍样方式的确定和材料利用率的计算 拍样是指冲裁件在条料或板料上的布置方法，合理的拍样和选择适当的搭边值，是降低成本的和保证制件的质量及模具的寿命的有效措施。 根据材料的利用情况，拍样可以分为有废料拍样，少废料拍样和无废料拍样三种。根据冲件在条料上的不同排列方式，又可分为直拍、斜排、直对排、斜对排、混合排、多排及冲裁搭边等多种。 零件材料厚度较薄，尺寸大，但都是圆形，采用单排方式，如图 图2工件毛坯直径 198.5mm尺寸较大，考虑到操作方便，采用单排。查有关表得搭边值： a=1.5，a1=1.5,进距：s=D+ a1=198.5+1.5=200条料宽度：b=D+2a=198.5+21.5=201.5mm由零件图形为圆环，零件的面积为：一个步距内坯料的面积材料的利用率，4 模具各工艺计算及冲裁设备的确定4.1 各工序压力的计算 冲裁力的计算 在冲裁高强度材料或厚度大，周边长的工件时，需要很大的冲裁力，当工厂的设备的吨位不能适应的时候，为不影响生产，可采取一定的措施降低冲裁力，常用的方法有阶梯冲裁、斜刃冲裁和加热冲裁等。在冲裁过程中，冲裁力的大小是不断变化的，冲裁力是指板料作用在凸模上的最大抗力，对于普通的平刃口的冲裁，其冲裁力F计算公式为 F=KLr式中：F冲裁力，N； L冲裁件的周长，mm； t材料的厚度，mm； 材料的抗剪强度，mm； K系数，考虑到凸模、凹模刃口磨损，模具间隙波动，材料力学性能变化及材料厚度偏差等因素而增加的安全系数，常取K=1.3。根据零件图可算得一个零件内外周边之和,又b=255MP，t=1mm，取k=1.3，则 = =231603N拉伸力的计算 生活中经常用经验公式计算拉伸力，对于圆筒形件，拉伸力计算公式为第一次拉伸 第二次拉伸 为材料的抗拉强度极限、修正系数，与拉伸系数有关，m越小，、越大。、各次拉伸后工件的直径，mmt材料厚度，mm查表得=1.0，=1.0，=410MPa,总的拉伸力 推件力和卸料力的计算由于冲裁时材料的弹性变形及摩擦，在一般的冲刺条件下，冲裁后材料将发生弹性恢复，使落料件或冲孔废料梗塞在凹模内，而板料则紧箍在凸模上，为了使冲裁工作继续进行，必须将箍在凸模上的板料卸下，将卡在凹模内的工件或废料向下推出或向上顶出。将紧箍在凸模中的料卸下所需的力称为卸料力，将卡在凹模中的料推出所需的力称为推件力，将卡在凹模中的料逆着冲裁力方向顶出所需的力称为顶件力。卸料力、推件力和顶件力合材料的力学性能、材料厚度、冲件轮廓的形状、冲裁间隙、润滑情况、凹模洞口形状等因素有关。在生产中，都采用简单的经验公式来计算： 式中：F卸、F推、F顶分别为卸料力，推件力、顶件力，N； K卸、K推、K顶分别为卸料力的系数、推件力的系数、顶件力的系数， F冲冲裁力，N； n同时卡在凹模洞口的件数，n=h/t,h为凹模刃口的直壁高度，mm；t为材料厚度，mm。查表取，则根据材料厚度凹模刃口直壁的高度h=20mm，故。查表取 总压力 压力中心的确定 冲压合力的作用点称为压力中心，为了保证压力机和冲模正常平稳的工作，必须使冲模的压力中心通过模柄轴线与压力机滑块中心重合，否则，冲裁过程中压力机滑块和冲模将会承受偏心载荷，使滑块导轨和冲模导向部分产生不正常磨损，合理间隙得不到保证，刃口会迅速变钝，从而降低冲件质量和模具寿命甚至损坏模具发生冲压事故，因此，设计冲模时，应正确计算出冲裁时的压力中心，并使压力中心与模柄轴线重合。零件形状简单，其压力中心即在冲件轮廓图形的几何中心，即在冲件的圆心。4.2 压力机的选用冲压设备规格的确定: 选择的压力设备的类型：根据要完成的冲压工艺的性质，生产批量的大小，冲压件的几何尺寸和精度要求。 中小型部裁件变曲件拉涤件生产,采用开式机械压力机。 在中型冲压件生产采用闭式结构形式的机械压力机。 小批量生产，大型厚板冲压件的生产采用液压机。 大批量生产或开头复杂零件的大量生产中，选用高速压力机械多工位自动压力机。 规格的确定、根据冲压设备部压件的尺寸模具的尺寸和冲压力来确定。 所选压力机的公称压力必须大于冲压所需的总冲压力P压机P总 压力机的行程要适当：行程直接影响模具的主要高度引程过大，凸模与导板分离导板模或导柱导套分离。 压力机闭合高度应与冲模的闭合高度相适应,即冲模的闭合高度介于压力机的最大闭合高度和最小闭合高度之间. 压力机工作台面的尺寸必须大于模具下模座的外形尺寸,并留有安装固定的余地,但工作台也不应太大,以免工作台受力不好.由于该制件是一件大型制件，且精度要求不高，因此选用开式可倾压力机。它具有工作台三面敞开，操作方便，成本低廉的优点，由于冲裁，拉深复合模的压力行程的特点，是在开始阶段即需要很大的压力，而在拉深阶段所需要的倒要小的多，因此若按照总冲裁开始阶段冲裁时已经超载，但是在一般条件下，可以根据生产车间的实际条件，在现有的压力机中选取，根据所需压力,应选取公称压力。查机械设计手册，可选用的压力机型号为ZS-JG21-1004.3 模具主要工作部分刃口尺寸的计算 冲裁件的尺寸精度主要取决于凹、凸模刃口尺寸及公差、模具的合理间隙值也是靠凸、凹模刃口尺寸及其公差来保证的，因此，正确的确定凸、凹模刃口尺寸及其公差，是冲裁设计中的一项重要工作。 凸、凹模刃口尺寸计算原则：落料时，先确定凹模刃口尺寸，凹模刃口的基本尺寸取接近或等于制件的最小极限尺寸，以保证凹模磨损在一定范围内，仍能冲出合格制件。凸模刃口的基本尺寸按凹模的刃口基本尺寸减小一个最小合理间隙来确定。 冲孔时，先确定凸模刃口尺寸。凸模刃口尺寸的基本尺寸接近或等于孔的最大极限尺寸，以保证凸模磨损在一定范围内，仍能冲出合格制件。凹模刃口的基本尺寸按凸模的刃口基本尺寸减小一个最小合理间隙来确定。凸模和凹模刃口的制造公差，主要取决于冲裁件的精度和形状，一般模具的制造精度比冲裁件的精度至少高1-2级，若制件没有标注公差，则对于非圆形件按国家非配合尺寸的IT14级精度来处理，圆形件一般可按IT10级精度来处理。4.4 冲孔凸模的刃口尺寸计算冲孔凸模：冲裁制造精度为IT9，冲模的制造精度为IT7，冲模的制造公差为=0.020mm，照公差，查表得=0.020mm，=0.013，由公式mm查表得mm，mm冲孔凹模采用配做加工，保持双边实际尺寸间隙4.5 落料凹模刃口尺寸计算 料凹模尺寸：按照IT7进行计算，凹模的制造公差=0.045mm按照公差，查表得mm，=0.046mm，由公式=mm查表得mm，mm落料凸模采用配做加工，凹模与凸模保持双边间隙，即4.6 拉伸质量和拉伸系数及拉伸工序尺寸的计算 拉伸过程中产生的主要破坏形式是：凸缘起皱和筒壁与底部外圆角相接处的板料破裂。因此，掌握凸缘起皱的形式、机理和影响起皱的主要因素和防止起皱的工艺措施，对控制制件的拉伸质量和指导模具设计有着重要的意义。起皱是冲压成形过程中一种有害现象，轻微的起皱影响冲压件的形状精度和表面光滑程度，而严重的起皱将使板料无法正常流入凸、凹模的间隙，导致破裂而成为废品。 起皱是一种塑性变形失稳现象，起皱的原因有三点： 压应力所带来压杆失稳 变形区的应力不均匀 剪应力的作用起皱的有两种形式：一是压边圈下凸缘的切向压应起皱，一般为外皱；另外是其他位置的起皱，一般称为内皱。拉伸过程中影响起皱的主要原因：板料的相对厚度，板料相对厚度越小，稳定性越差，越容易起皱。拉伸系数m，表示拉伸时的变形程度，拉伸系数越小，变形程度越大，凸缘部分的板料硬化强度越高，切向压应力所带来的压杆失稳也就越大，同时，拉伸系数越小，凸缘部分的宽度越大，抗失稳起皱能力越差，所以拉伸系数越小，起皱趋向越大。模具的工作部分几何形状。凹模圆角半径减小，凸缘板料流入凹模洞口阻力增大，起皱趋向减小。防止起皱的有效措施就是采用调节压边力的压边装置，拉伸系数，拉伸系数m不小于，故采用2次拉伸，每次拉伸系数为，t为板料的厚度=1mm，D为板料的直径=198.5mm用普通平端凹模拉伸时，板料不起皱的条件为，不成立，拉伸时会产生起皱现象，故必须使用压边圈，查机械手册带压边圈板料的极限拉伸系数为。拉裂在拉伸过程某一时刻，凸缘上拉应力在凹模入口处达到最大值，在整个拉伸过程中，当减小到时，出现最大值。此时筒壁承受的最大压力，危险截面的抗拉强度为式中：Q压边力; f板料与凹模和压边圈之间的摩擦系数； 板料的拉伸强度极限； m拉伸系数； t板料厚度； Rd凹模的圆角半径； A、B与板料性质有关的系数查表计算得材料不会产生拉裂现象。拉伸工序尺寸计算根据制件的高度h及制件的相对高度，确定修边余量，查表得计算板料直径D: =mm计算各次拉伸半成品的高度，有公式得mmmm4.7 正拉伸凸、凹模尺寸计算凸凹模的圆角半径。材料为钢的拉深件，取r凹=10t，而r凸=0.8r凹。这两个圆角半径过小，产品容易拉裂。凸凹模间隙。一般取Z=1.2t。正拉伸凸模：，凸=8t=8mm，按照公差等级IT7制造， mm正拉伸凹模的尺寸：，凹=10t=10mm，为了使拉伸件的制造精度得到提高，而且凹模难于加工，故拉伸凹模的制造等级应比拉伸凸模高一个，按照IT6制造，查表得 mm4.8 反拉伸凸、凹模尺寸计算 反拉伸凸模：，凸=8t=8mm按照公差等级IT7制造，查表得 mm。反拉伸凹模：，凸=10t=10mm。为了使拉伸件的制造精度得到提高，而且凹模难于加工，故拉伸凹模的制造等级应比拉伸凸模高一个，按照IT6制造，查表得mm5 模具零件材料选择和结构设计5.1 模具零件的选材要求模具材料选择的基本要求综合性能良好。模具材料应具有一定得硬度和耐磨性，使模具在特定的条件下能够保持其形状和尺寸的稳定，应具有强度和韧度，既能承受一定的高压又能承受一定得冲击载荷的作用，应具有一定的抗热性能。包括一定得热强性，热硬性、热稳定性、热疲劳抗性和热粘着性等，以承受模具工作时可能因强烈摩擦而产生的局部高温。工艺性能良好。所选用的模具材料应具有良好的冷、热加工性能及热处理工艺性能，制造简单，加工方便，能够保证供应且经济性合理。选择模具材料应考虑的因素模具的工作条件，包括承载能力的大小，速度（冲击状况）、工作稳定及腐蚀情况等。模具的失效。模具的失效形式主要是有塑性变形失效、磨损失效及断裂失效。模具所加工的产品，包括所加工的产品批量的大小、产品的质量的高低、产品的材质等。 模具的结构，包括模具的大小、模具的形状、模具零件的工作性质等。模具工作零件所用的材料应该比其他零件好。模具的制造工艺。工厂现有的设备及技术水平。当然，具体选材时，对于以上各因素的考虑应有所侧重，应该按照模具工作要求有针对性的选择。 冲压模材料 目前使用的冲压模材料很多，有冷作模具钢、硬质合金钢、陶瓷材料、铸铁、低熔点合金、高分子材料、木材等，等使用最多的是冷作模具钢和硬质合金。用硬质合金制作冲压模，其模具成本比一般的合金钢模具高3-4倍，但同时寿命也要提高20-30倍，所以，硬质合金在冲压模中应用越来越多。 对于冲压模材料的选择，有一定得原则。一般来说，对于形状简单的，冲压件尺寸不大的模具工作零件，常常选用碳素工具钢，对于形状复杂，冲压件尺寸较大的模具工作模具工作零件，常选用合金工具钢或高速工具钢，对于冲压件精度或模具寿命要求较高的模具工作零件，常用硬质合金钢或钢结硬质合金，对于诸如汽车覆盖件冲模这样大型模具工作零件，常选用合金铸铁。5.2 模架的选择 模座分上模座和下模座，它们是冲模全部零件安装的基体，又承受和传递冲裁力，因此它要具有足够的强度、刚度和足够大的外形尺寸。上模座通过模柄安装在冲床的滑块上，下模座用压板和螺栓固定在工作台上。上、下模座通过导柱、导套的连接而形成模架，模座要有足够的的厚度，一般取凹模厚度的11.5倍。矩形模板的长度比矩形凹模长度大40mm70mm，其宽度应稍大于凹模宽度。模座的外形尺寸必须大于冲床工作台落料孔尺寸，通常每边大40mm。模板常用灰铸铁制造，该材料有良好的吸振性。模座、导柱、导套及模柄等零件组成模架，模架已经纳入冷冲模国家标准。根据凹模的周界尺寸，查冲压手册相关资料，该冲模属于大型冲模，为保证模具的承载力、滑动平稳、导向准确，确保冲裁件的尺寸精度，故采用四导柱导套模架。本模具凹模周界长度为1040mm，查资料选用上模座60060070mm，下模座为60060070mm的规格，其他结构尺寸值不变。工作台尺寸：左右为1030mm，前后为860mm。工作台的闭合高度为800mm，显然可以放下该模座，最大的闭合高度也满足要求，因此所选的模架型号为SJ513.5.3 模柄的选用中小型模具一般均通过模柄固定在压力机的滑块上，对于大型的模具可用螺钉、压板直接将上模座固定在滑块上。根据压力机的规格，及滑块模柄尺寸。模柄直径可取与模柄孔相等，采用间隙配合，模柄长度应小于模孔深度5mm10mm，模柄支撑面垂直于模柄的轴线，垂直度不应超过0.02：100，模柄的规格为直径80mm，高150mm。5.4 其他固定零件其他固定零件主要指凹模、凸模固定板、垫板、螺钉和销钉等。固定板主要是用于小型凸、凹模等工作零件的固定，凹模固定板的外形与凹模轮廓尺寸基本一致的，厚度可以按经验公式取为（0.60.8）Hd，Hd为凹模厚度，在必须进行凸模固定板的设计时，其平面尺寸除保证凸模的安装外，应有足够大的尺寸来安放螺钉和销钉。垫板装在固定板与上模座之间，它的作用是承受凸模和凹模的压力，防止过大的冲裁力在上、下模板上压出凹坑，而影响模具的正常工作。垫板已纳入国家标准，其外形与凹模周界一致，厚度一般取3mm10mm。螺钉与销钉都是标准件，设计模具时按标准选用即可，螺钉是用于固定模具的零件，而销钉则起定位作用。模具广泛应用的是内六角螺钉和圆柱销钉，其中的螺钉和的销钉最为常用。5.5 卸料与推件装置卸料装置 卸料结构就是用于将条料、废料从凹模上卸下的装置，刚性卸料装置结构简单，仅由固定卸料板构成，一般安装在下模的凹模上，固定卸料板的平面外形尺寸一般与凹模板相同，其厚度可取凹模板的0.8倍1被，当卸料板仅起卸料作用时，卸料孔与凸模之间的单边间隙可取板料厚度0.10.5倍，当固定兼起导板作用时，凸模与导板之间一般按H7/h6配合，但应保证导板与凸模之间的间隙小于凸、凹模之间的冲裁间隙，以保证凸、凹模的正确配合。本模具采用悬臂固定卸料装置，该装置卸料力大，卸料可靠，冲裁时坯料得到压紧，适用与较硬、较厚且冲裁精度中等的冲裁件。推件装置推顶装置是用于将制件或废料从凹模型腔中推（顶）出，分刚性和弹性两种。由于板料1mm故采用刚性推件装置，其结构简单，卸载力大，卸料力前面已算出 F卸=25886N.推件装置后装于上模，它在冲压结束后上模回程时，利用压力机滑块上的横梁，撞击上模内的打杆，装在模柄内的打杆在横梁的阻挡下下落，并通过打料板、打料杆，推下推件器将制件从凹模中推出。因此推件力大，而且工作可靠，打杆、推板连接推杆等都已标准化，设计时可根据冲件结构形状、尺寸及推件装置的结构从标准中选取。打杆长度：H（模柄总长+凸凹模高度-推件高度），但是由于使用了三爪推板推出机构，因此打杆长度应在（模柄总长-推板厚度）具体情况根据装配图确定。托杆长度：L（l+h3）其中：l气垫长度 h3气垫上平面与下平面之间隙综上，取L=95在推件装置中，推件块工作时与凹模孔配合并相对运动，它们的要求是：为满足修模和调整的需要，模具处于闭合状态时，其背后应有一定得空间，为保证可靠推件，模具处于开启的时候，必须顺利复位，工作面应高出凹模平面h=0.2mm0.5mm，与凹模和凸模的配合保证顺利滑动，一般与凹模的配合为间隙配合，推件块的外形配合面可按h8制造与凸模的配合可呈较松的间隙配合。5.6 模具总装图和明细表 图31下模座；2导柱；3凹模固定板；4螺栓；5落料凹模；6固定卸料板；7导套；8上模座；9螺栓；10中心打料杆；11模柄；12打料杆；13打料块；14打料销；15螺栓16落料拉伸凸凹模；17拉伸冲孔凸凹模；18冲孔凸模19拉伸凸凹模；20销钉；21销钉；22压边顶料圈；23顶料杆；24螺栓；25销钉；26螺栓；27拉伸凸凹模固定板如图所示模具复合了落料、正拉伸、反拉伸、冲孔等多道工序，其工作过程为：条形板料沿固定卸料板下面的定位槽送进定位，上模下行，落料拉伸凸凹模与落料凹模完成落料工序，压边顶件圈在压力机的作用下，通过顶料杆获得压力，实现压边，上模继续下行，落料拉伸凸凹模与拉伸凸凹模进行正拉伸，随后拉伸冲孔凸凹模与拉伸凸凹模进行反拉伸，反拉伸到要求高度时，冲孔凸模与拉伸冲孔凸凹模完成冲孔。上模继续下行，反拉伸全部完成。冲孔废料由拉伸冲孔凸凹模的空中落下。上模回程时，固定卸料板卸下落料拉伸凸凹模上的条形废料，中心打料杆卸下卡在拉伸冲孔凸凹模洞口中的冲孔废料，压边顶料圈顶出拉伸凸凹模上的制件，若制件卡在落料拉伸凸凹模和拉伸冲孔凸凹模之间，可由打料杆、打料块和打料销推出。6 模具零件加工工艺 在模具制造中，每个零件都具有复杂性与特殊性，相互之间具有整体配合性，这给编制模具加工工艺带来了不同的要求，一份好的工艺编制文件，能影响生产成本与产品质量。现就模具加工工艺的编制作如下规则：6.1工艺编制的基本原则与注意事项编制工艺的基本原则。根据自己的人力、物力基础和客户提供的数据或图纸的要求，尽快地编制切实可行的工艺文件，制造出高品质的产品，具有使用性。在这个基本原则构筑的框架中，快、好、省是核心内容，贯穿于编制的始终。“快”：它要求在最短的时间内编制出耗时最短的工艺文件，工作中要注意以下四点：工艺员要能够做到熟知本单位的机床设备，技术水平，最好是操作过每一台机床，对加工十分了解，以适应模具零件复杂性与特殊性的要求，做到拿到一份图纸，能够很快地确定最佳加工流程，提高速度。 确定合理的最小加工余量。在上下工序，粗精工序之间，留出必要的加工余量，减少各工序的加工时间。 由于模具零件多为单件、小批、工艺卡片不能像批量产品一般仔细详尽，但要力求一目了解，无有遗漏，关键工序要交待清楚加工注意事项，写出操作指导，以减少操作者的适应时间，减少加工失误。 对于加工过程中需要的夹具、量具、辅助工具应当先行设计，提前做好准备。 “好”：它要求工艺员能够编写出最合理、最佳的工艺文件，预防处理加工过程中出现的问题，它也是衡量一个工艺员是否优秀的标准之一。主要应注意以下几点： 合理的编排热处理工艺。模具产品的一个特点就是材料的机械性能，热处理要求十分严格，凸凹模、固定板等关键零件，在开始阶段要安排退火、改善加工性能，在进行淬火后，要进行时效，消除应力变形。 严格区分粗精加工艺。一般地，粗、精工艺的划分由热处理工艺来决定，在最终热处理后的加工多为精加工。余量要尽量安排在粗加工阶段完成，以减少刀具的损耗和采用电加工的电极、电极丝损耗。 要运用预处理工艺措施。对于一些中间去除材料较多的凹模，凸模固定板等零件，在精加工之前应采用单边留量0.5左右，先加工出大致形腔，然后淬火时效，再精加工的方法，以消除加工内应力变形。对于一些薄壁零件，如卸料套，要预加工出一个加强工艺台，以防止加工夹持变形。 适当地留出加工基准。在生产中常会遇见加工基准无法与设计基准重合的问题，这时候，就要预加工一个工艺基准，以便于各工序加工。对于级进模之类的高精度产品，还需要进行尺寸精度换算。 要采用专业术语。在工艺文件中要充分运用大家熟知的专业术语和加工表达方法，清楚地传达加工意图，要避免彩和“加工到图纸”，“形状尺寸公差到要求”之类的模糊语言，要做到工艺与图纸有机结合，使当事人明白该干什么，该怎样干，这样也便于检验人员进行检测。 热点模具网 “省”：就是要充分节约人力、物力、财力、提高单位生产效率。主要应注意以下几点： 运用机械加工工艺学和统筹学的观点，对于模具之类的单件，小批产品，要采用集中工序加工的原则，尽量安排在一台机床上加工，缩短工艺流程，这样可减少装夹、识图、计算等重复劳动时间，减少转序、交检的时间，提高生产效率。 对每台机床加工的工时定额有充分的估计，能快的尽量不采用慢的，能粗加工解决的，决不上精加工机床，这样也有利于保护机床的精度和使用期限，节约成本。 板类、轴类、异形类零件的加工在模具零件中，板类零件较多，主要有固定板、上下模板、卸料板、垫板等，此类零件的加工具有一些共性，以级进模的固定板为例，其工艺流程可概括为：下料锻造退火（正火）铣削粗磨加工中心淬火半精磨时效（去应力退火）精磨线切割、电火花。轴类模具零