参考论文-模具设计.docx

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1、目录目录一、冲压模具设计任务（工件示意图）一、冲压模具设计任务（工件示意图）.5 5二、拉伸件工艺性分析二、拉伸件工艺性分析.5 51、拉伸件工艺性分析.52、确定工艺方案及模具结构形式.6三、模具工艺计算三、模具工艺计算.6 61 1、毛胚落料模的工艺计算、毛胚落料模的工艺计算.6 61、预定毛坯尺寸.62、排样与搭边.73、冲裁力计算.84、确定压力中心.85、凸、凹模刃口尺寸计算.86、模具轮廓尺寸计算.97、模具总装图.98、冲压设备的选择.102 2、拉伸模的工艺计算、拉伸模的工艺计算.10101、拉伸力计算.102、拉伸模工作部分尺寸计算.103、冲压设备的选择.123 3、整形模

2、的工艺计算、整形模的工艺计算.121224 4、修边及冲孔复合模的工艺计算、修边及冲孔复合模的工艺计算.13131、总冲裁力计算.132、压力中心计算.133、冲模刃口尺寸计算.144、冲压设备的选择.155、模具三维立体爆炸图.155 5、剖切模的工艺计算、剖切模的工艺计算.16161、总冲裁力计算.162、压力中心计算.163、凸、凹模刃口尺寸计算.174、剖切模主要零件轮廓尺寸及剖切过程.175、冲压设备的选择.19四、模具工作零件加工工艺规程四、模具工作零件加工工艺规程.19191、落料凹模加工工艺规程.19192、凸凹模加工工艺规程.20203、冲孔凸模加工工艺规程.2121附附 1

3、 1、专业英文翻译（、专业英文翻译（ISO9000ISO9000）参考文献参考文献3防尘罩拉伸模设计防尘罩拉伸模设计摘要摘要：本文详细介绍了汽车启动电机上的防尘罩的落料、拉伸、整型、修边冲孔、剖切，5 副模具的设计过程及其工艺分析。零件所用材料为 08F，板厚 1mm。零件尺寸精度要求不高，但形状较复杂，工序较多。本文附零件图、各模具总装图、复合模具三维模型爆炸图，另附专业中英文翻译一篇。关键词：关键词：防尘罩，拉伸模Design of Drawing Dies for Dust GuardsAbstract:This text introduces the designing process

4、 and theprocessing technology of 5 sets of dies during producing the dustguards of starting electric motor of automobiles in details,whichinclude blanking、drawing、forming、trimming and piercing、slittingthe materials.The material for the parts is 08F and 1mm thick.There is no high request put on the s

5、ize accuracy of the part,but forits complicated shape,more steps are needed.In the text,there are picture of parts、assembled dies and 3-Dexplosion pictures of the die model together with a translation ofthe professional English.Key words:dust guards,drawing dies4一、冲压模具设计任务（工件示意图）一、冲压模具设计任务（工件示意图）工件名

6、称：防尘罩拉伸模设计材料：08F,t=1mm零件如图 1：图图 1二、拉伸件工艺性分析二、拉伸件工艺性分析、拉伸件工艺分析拉伸件工艺分析材料为 08F，为优质碳素结构钢（已退火），其抗剪强度=220310MPa，抗拉强度b=280390MPa，伸长率10为 32%，屈服强度s=180MPa，具有较好的拉伸性能。拉伸件形状较复杂，既不属于圆筒形或矩形件的拉伸，也不属于球形件的拉伸。从工艺分析考虑（考虑到其拉伸过程中金属的流动性与可靠定位）决定将两个冲件合起来拉伸比较合理；拉伸件有 R0.3 的小圆角，不能一次拉伸时成型，5需添加整形工序。、确定工艺方案及模具结构形式确定工艺方案及模具结构形式经过

7、分析，拉伸件成型的工艺方案有落料拉伸整形修边和冲孔剖切，六个工序。可能的方案有以下几种：方案方案 1 1：六道工序均采用单工序模制作，其特点是模具结构简单、寿命长、制造周期短、投产快，但工序分散，需用模具、压力机和操作人员较多，劳动量较大。方案方案 2 2：落料、拉伸、整形、剖切采用单工序模，修边和冲孔采用复合模，操作比较安全，可以避免这两道工序中冲孔可能产生的定位不准的情况，且减少了一副模具，保留了方案 1 的优点，又提高了生产效率。方案方案 3 3：使用连续模将所有工序集中在一副模具上制造，其特点是连续模工序高度集中，生产效率高，适用于大量生产，但模具结构复杂，安装、调试、维修比较困难，制

8、造周期长。综上所述：考虑到工件要求不高、批量不大以及模具寿命、成本等多种因素，所以选择方案 1。虽然生产效率较低但是模具结构较简单，模具制造工作量小，成本低，寿命长。三、模具工艺计算三、模具工艺计算、毛胚落料模的工艺计算毛胚落料模的工艺计算1.预定毛坯尺寸：预定毛坯尺寸：采用长圆形毛坯形状计算公式，查表得：修边余量=6mm。长轴两端处毛坯直径 D=2（凸缘宽度+）+（B2+4BH0-1.72Brp-0.57rp2）1/296mm；毛坯长度 L=D+（A-B）=196mm；6毛坯宽度 K=2（凸缘宽度+）+（2H0+B-0.86rp）122mm；上式中 H0=（1.051.10）H=39.941

9、.8，取 H0=41mm；连接的圆弧半径 Rc=（5D+3K）/8106mm。毛坯如下图：图图 22.2.排样与搭边：排样与搭边：为使生产效率高，简化冲裁模结构，便于定位，采用单排排样方案。查表得：最小搭边值 a=1.2mm，b=2.0mm；送料进距 h=122+1.2=123.2mm；条料宽度：B=196+22.0=200mm；如图 3：73.3.总冲裁力计算：总冲裁力计算：由于模具采用刚性卸料装置和下出件方式，总冲裁力为 F0=F+F1，式中 F 为冲裁力，F1为推件力。F=Ltb式中 L冲裁件的周长（mm）；t板料厚度（mm）；b材料的抗拉强度（N/mm2）。F1=nK1F式中 K1推件

10、力系数。查表得：K1=0.055，L=256.8069257mm。得：F=Ltb=2571390=100230NF1=nK1F=10.055100230=5512.65NF0=F+F1=105742.65N4.4.确定压力中心：确定压力中心：本零件外形为完全对称图形，且板厚均匀，所以其压力中心在零件表面的几何中心上。5.凸、凹模刃口尺寸计算：凸、凹模刃口尺寸计算：采用凸、凹模分开加工的方法：凹模：Dd=（D-x）+d凸模：Dp=（Dd-Zmin）-p=（D-x-Zmin）-p查表得：磨损系数 x=0.75，工件的制造公差按自由公差取 IT14,=0.3mm，最小合理间隙（双边）Zmin=0.1

11、4mm，最大合理间隙（双边）Zmax=0.20mm，p=-0.020mm，d=+0.020mm。经计算得：Dd=195.775+0.020mm；Dp=195.635-0.020mm。8满足|p|+|d|Zmax-Zmin条件。6.6.模具轮廓尺寸计算：模具轮廓尺寸计算：根据落料尺寸查凹模周界 L=315mm，B=200mm。根据典型组合中固定卸料纵向送料典型组合尺寸选取：凸模长度为 75mm；配用模架闭合高度 H 最大 255mm，最小 210 mm；孔距 s=279 mm，s1=175mm，s2=164mm，s3=90mm；垫板厚度为 10 mm，上模固定板厚度为 25 mm，2 件导料板长

12、度厚度为 26010，凹模厚度为 35 mm，卸料板厚度为 20mm，承料板 315604mm，螺钉4M612，6M1270，圆柱销 21270，41050，螺钉 6M1230，螺钉 6M1265，圆柱销 21270。查表得：采用Cr12MoV，HRC5860，凸、凹模采用CrWMn，落料HRC5860，其他非标准零件用 45 钢。7.7.模具总装图：模具总装图：序 号名 称数 量材 料上 模 架导 套导 柱圆 柱 销下 模 架螺 钉螺 钉圆 柱 销凹 模导 料 板卸 料 板固 定 板垫 板凸 模模 柄螺 钉螺 钉圆 柱 销98.8.冲压设备的选择：冲压设备的选择：根据最大闭合高度和冲压力选取

13、 J23-25 开式双柱可倾压力机，最大闭合高度为 270mm，选中间导柱模架（GB/T 2851.5-90）。、拉伸模的工艺计算拉伸模的工艺计算通过工艺方案的计算，一次拉伸成形有一定的困难，但考虑到 08F 材料的拉伸性能较好,如果下料尺寸掌握准确,是有可能一次拉伸成形的。为此进行了一次拉伸成形的试验，图 2 为落料毛坯尺寸，图 3 为带料的排样图。1.拉伸力计算：拉伸力计算：P拉=kltb=0.63161390=73944N式中 k=0.50.8,取 0.6。2.2.拉伸模工作部分尺寸计算：拉伸模工作部分尺寸计算：拉伸凹模圆角半径：拉伸凹模圆角半径：D-d=57-（18.52）=20mm，

14、t=1mm。查表得：拉伸凹模圆角半径为 4mm。拉伸模工作部分尺寸计算：拉伸模工作部分尺寸计算：凸、凹模基本尺寸：查表得凸模与凹模单面间隙 Z/2 为 11.1t，即 11.1mm，取 1.05mm；查表得凸模与凹模制造公差d=0.08，p=0.05；凹模基本尺寸：dd=（dmin+0.4）0+d=136.160+0.08mm；凸模基本尺寸：dp=（dmin+0.4+Z）0-p=138.260-0.05mm；凸、凹模轮廓尺寸：根据拉伸件尺寸查凹模周界 L=160mm，B=100mm。10根据典型组合中弹压卸料纵向送料典型组合尺寸选取：凸模长度为 56 mm；配用模架闭合高度 H 最大 170

15、mm，最小 140 mm；孔距 s=136 mm，s1=70 mm，s2=76 mm，s3=40 mm；垫板厚度为 6 mm，上模固定板厚度为 16 mm，2 件导料板长度厚度为 1406，凹模厚度为 18 mm，卸料板厚度为 16 mm，承料板 160403mm，螺钉2M610，6M845，圆柱销 2845，4620，螺钉 4M820，卸料螺钉 6848，螺钉 6M845，圆柱销 2845。查表得：该模具采用 SiMnMo，HRC6062，凹模采用 Cr12MoV，HRC6264，凸模采用 Cr12MoV，HRC5862，压边圈采用 CrWMn，HRC5458，其他非标准零件用 45 钢。压

16、边力的计算压边力的计算：为防止凸缘部分材料起皱，采用压边方法。查表得：p压=Fq=52626.75NF压边面积（mm2），经计算约为 19137 mm2；q单位压边力（N/mm2）,查表得 2.53,取 2.75 N/mm2。图图 411图 4 为拉伸模结构，凹凸模单面间隙为 11.10mm，拉伸凹模圆角半径取为R4mm，采用弹性卸料，所用橡皮为拉伸件高度的 4 倍。经过试模，成功地拉出了制件，且表面光滑，无起皱、拉毛等现象。如果落料毛坯尺寸偏小，则会起皱，料大会拉裂。3.3.冲压设备的选择：冲压设备的选择：根据最大闭合高度和冲压力选取 J23-16 开式双柱可倾压力机，最大闭合高度为 270

17、mm。、整形模的工艺计算整形模的工艺计算同拉伸模工艺计算，将凹模的圆角改小至 R0.3mm。如下图：该模具采用材料同拉伸模。12、修边及冲孔复合模的工艺计算修边及冲孔复合模的工艺计算1.总冲裁力计算：总冲裁力计算：由于模具采用弹性卸料装置和上出件方式，总冲裁力为 F0=F+F2+F3，式中 F为冲裁力，F2为顶件力，F3为卸料力。F=Ltb式中 L冲裁件的周长（mm）；t板料厚度（mm）；b材料的抗拉强度（N/mm2）。F2=K2F；F3=K3F式中 K2、K3顶件力和卸料力系数。查表得：K2=0.06，K3=0.040.05，由于制件多孔、轮廓复杂，取 K3=0.05,L=187.2414m

18、m187mm。得：F=Ltb=1871390=72930NF2=K2F=0.0672930=4375.8NF3=K3F=0.0572930=3646.5NF0=F+F2+F3=80952.3N2.2.压力中心计算：压力中心计算：本零件外形为完全对称图形，且板厚均匀，所以其压力中心在零件表面的几何中心 o（0，0）上，如图：o(0,0)3.3.冲模刃口尺寸计算：冲模刃口尺寸计算：13冲孔凸模与凹模刃口尺寸计算：冲孔凸模与凹模刃口尺寸计算：凸模：dp=（d+x）-p凹模：dd=（dp+Zmin）+d=（d+x+Zmin）+d查表得：磨损系数 x=0.75，工件的制造公差按自由公差取 IT12,=0

19、.12mm，最小合理间隙（双边）Zmin=0.19mm，最大合理间隙（双边）Zmax=0.27mm，p=-0.020mm，d=+0.020mm。经计算得：dp=6.09-0.020mmdd=6.14+0.020mm满足|p|+|d|Zmax-Zmin条件。落料凸模、凹模刃口尺寸计算：落料凸模、凹模刃口尺寸计算：凹、凸摸采用配合加工，落料以凹模为基准件，然后配制凸模。1模具磨损后会变大的尺寸 A 类，Ad=（A-x）0+d，d=/4。A1=R2mm：Ad1=1.9250+0.025mmA2=R65mm：Ad2=64.60+0.075mmA3=44mm：Ad3=44.10+0.1mmA4=57mm

20、：Ad4=56.90+0.1mm2模具磨损后会变小的尺寸 B 类，Bd=（B+x）0-dB1=R6mm：Bd1=6.090-0.03mmB2=37mm：Bd2=37.18750-0.06mm3模具磨损后不变的尺寸 C 类，Cd=Cd，d=/8。C1=34.5606mm：Cd1=34.56060.03125 mm凸模尺寸按凹模尺寸配制，其双面间隙为 2Cmin2Cmax，即 0.190.27mm。14凹模孔口结构形式及轮廓尺寸：凹模孔口结构形式及轮廓尺寸：凹模孔口结构采用矩形，这种结构孔形刃边强度较好，孔口尺寸不随刃磨增大，适用于形状复杂或精度较高的冲件，因此选用这种形式。根据工件尺寸查凹模周界

21、 L=160mm，B=100mm。根据典型组合中复合模矩形厚凹模典型组合尺寸选取：凸凹模长度为 54 mm；配用模架闭合高度 H 最大 225 mm，最小 190 mm；孔距 s=136 mm，s1=70 mm，s2=76 mm，s3=40 mm；垫板厚度为 6 mm，上模固定板厚度为 16 mm，凹模厚度为 28 mm，卸料板厚度为 14 mm，下模固定板厚度为 18 mm，垫板厚度为 6 mm，螺钉 6M860，圆柱销 2860，卸料螺钉 6848，螺钉 6M875，圆柱销 2845。查表得：毛坯落料模、冲孔修边复合模采用 Cr12MoV，HRC5860，凸、凹模采用 CrWMn，落料 H

22、RC5860，修边 HRC5660，其他非标准零件用 45 钢4.4.冲压设备的选择：冲压设备的选择：根据最大闭合高度和冲压力选取 J23-25 开式双柱可倾压力机，最大闭合高度为 270mm，选中间导柱模架（GB/T 2851.5-90）。5.5.模具三维立体爆炸图：模具三维立体爆炸图：15、剖切模的工艺计算剖切模的工艺计算1.1.总冲裁力计算：总冲裁力计算：由于模具采用刚性卸料装置，总冲裁力为 F0=F，式中 F 为冲裁力。F=Ltb式中 L冲裁件的周长（mm）；t板料厚度（mm）；b材料的抗拉强度（N/mm2）。得：F0=F=Ltb=2391390=93210N2.2.压力中心计算：压力

23、中心计算：本零件外形为完全对称图形，且板厚均匀，所以其压力中心在零件表面的几何中心上，如图：163.3.凸、凹模刃口尺寸计算：凸、凹模刃口尺寸计算：1）凸、凹模轮廓尺寸：凸、凹模轮廓尺寸：按照经验值取凸、凹模间隙为 1/16t，即 0.0625mm。为了保证模具使用寿命，放大间隙为 1mm。2）凸、凹模厚度尺寸：凸、凹模厚度尺寸：采用凸、凹模分开加工的方法：凹模：Dd=（D-x）+d凸模：Dp=（Dd-Zmin）-p=（D-x-Zmin）-p查表得：磨损系数 x=0.75，工件的制造公差按自由公差取 IT12,=0.12mm，最小合理间隙（双边）Zmin=0.19mm，最大合理间隙（双边）Zm

24、ax=0.27mm，p=-0.020mm，d=+0.020mm。Dd=5.91+0.020mm;Dp=5.72-0.020mm。满足|p|+|d|Zmax-Zmin条件。4.4.剖切模主要零件轮廓尺寸及剖切过程：剖切模主要零件轮廓尺寸及剖切过程：根据工件尺寸查凹模周界 L=160mm，B=100mm。根据典型组合中固定卸料纵向送料典型组合尺寸选取：凸模长度为 70 mm；配用模架闭合高度 H 最大 245mm，最小 200 mm；17孔距 s=214 mm，s1=130mm，s2=124 mm，s3=60mm；垫板厚度为 8 mm，上模固定板厚度为 22 mm，2 件导料板长度厚度为 2201

25、0，凹模厚度为 32 mm，卸料板厚度为 18 mm，承料板 250604mm，螺钉4M612，6M1265，圆柱销 21270，41050，螺钉 6M1230，螺钉 6M1265，圆柱销 21270。图图 5 5图 5 为剖切模，采用有废料剖切。图 6 为凸模，采用端面刃磨，维修方便。工作时，凸模接触工件即开始冲切。凸模不带斜度，对工件的断面不产生拉力，两个定位块是可调的，以冲件外形定位，准确可靠。查表得：剖切模材料采用 6W6Mo5Cr4V，HRC5860，凸、凹模采用 T10A，HRC4550，其他非标准零件用 45 钢。18图 6图 7图 7 为凹模，采用两块拼合结构，嵌入镶板的型腔中

26、，侧面用螺钉锁紧，间隙为可调。剖切开始时，凸模的 R19.5mm 首先对直壁进行冲裁，凸模下行到工件底部时尺寸 48mm 和 R19.5mm 同时对冲件进行冲裁，剖切为两件，剖切断面质量良好。5.5.冲压设备的选择：冲压设备的选择：根据最大闭合高度和冲压力选取 J23-25 开式双柱可倾压力机，最大闭合高度为 270mm，选后侧导柱模架（GB/T 2851.3-90）。四、模具工作零件加工工艺规程：四、模具工作零件加工工艺规程：以下以修边冲孔复合模为例简介模具工作零件加工工艺规程，其他几副模具基本相同。1.1.落料凹模加工工艺规程：落料凹模加工工艺规程：19工序号工序名称工序内容1下料5013

27、5（按等体积法计算后再加上锻造的烧损量）2锻造将毛坯锻造成为 165mm105mm60mm 的平行六面体3热处理退火（消除锻后残余内应力；降低硬度）4铣（刨）平面刨（或铣）六面达 160mm100mm54mm（磨削余量单面 0.5mm）5平磨磨上下大平面，留精磨余量 0.2mm；与卸料板、凸模固定板叠合磨一对侧面，并对角尺6钳工划销孔、螺钉过孔、漏料孔中心位置线；钻、铰销钉孔，钻螺钉过孔7热处理真空淬火、回火达硬度 HRC58608平磨磨上下大平面达尺寸，磨一对垂直侧基面对角尺9退磁10线切割按程序线切割型孔，留研磨量 0.015mm11研磨型孔钳工研磨型孔达设计要求2.2.凸凹模加工工艺规程

28、：凸凹模加工工艺规程：工序号工序名称工序内容1备料备制尺寸为 145mm65mm64mm 的矩形锻件2热处理退火（消除锻后残余内应力；降低硬度）3粗加工毛坯刨（或铣）六面保证尺寸4磨平面磨两大面相邻侧面保证垂直5钳工划线划刃口轮廓线及孔线6铣型面按线铣刃口型面留单面余量 0.3mm207钳工钻穿丝孔8热处理真空淬火达硬度 HRC56609磨端面两端面保证与型面垂直10磨型面成型磨削刃口型面达设计要求11线切割按程序线切割型孔 8 个12钳工修磨刃口达设计要求，倒圆角3.3.冲孔凸模加工工艺规程：冲孔凸模加工工艺规程：工序号工序名称工序内容1备料备制尺寸为8mm44mm 的圆柱形锻件2热处理退火

29、（消除锻后残余内应力；降低硬度）3粗加工毛坯车出8mm10mm 和6mm34mm 两段圆柱形毛坯4铣平面在6mm34mm 毛坯上铣出两个平面5热处理真空淬火达硬度 HRC5860参考文献参考文献1.王新华 编著 冲模设计与制造实用计算手册北京：机械工业出版社，20032.冯炳尧 韩泰荣 蒋文森 编 模具设计与制造简明手册（第二版）上海：上海科学技术出版社，19983.党根茂 骆志斌 李集仁 编 模具设计与制造 西安：西安电子科技大学出版社，19954.杨玉英 主编崔令江 副主编 实用冲压工艺及模具设计手册 北京：机械工业出版社，2004.75.模具实用技术丛书编委会 编 冲模设计应用实例 北京：机械工业出版社，1999.66.中国模具工业协会会刊 模具工业 1992 年第7 期 机械电子部桂林电器科学研究所模具分所出版 总第 137 期 p25267.王树立 编 冷冲压模具设计 北京：中国轻工业出版社，1992.9