1、1毕 业 设 计题目 盖冒垫片冲裁模设计 专业 模具设计与制造 2盖冒垫片设计说明书一、工件工艺性分析如右图 1 所示：工件为有凸缘圆筒形零件，且在凸缘上均匀分布 4个相同的孔。故可得知此工件为：落料拉深冲孔所得，其加工工艺过程为：落料拉深冲孔,各尺寸关系如图 1 所示一、 拉深工艺及拉深模的设计1、 设计要点设计确定拉深模结构时为充分保证制件的质量及尺寸的精度，应注意以下几点1） 拉深高度应计算准确，且在模具结构上要留有安全余量，以便工件稍高时仍能适应。2） 拉深凸模上必须设有出气孔，并注意出气孔不能被工件包住而失去作用。3） 有凸缘拉深件的高度取决胜于上模行程，模具中要设计有限3程器，以便
2、于模具调整。4） 对称工件的模架要明显不对称，以防止上、下模位置装错，非旋转工件的凸、凹模装配位置必须准确可行，发防松动后发生旋转，偏移而影响工件质量，甚至损坏模具。5） 对于形状复杂，需经过多次拉深的零件，需先做拉深模，经试压确定合适的毛坯形状和尺寸后再做落料模，并在拉深模上按已定形的毛坯，设计安装定位装置。6） 弹性压料设备必须有限位器，防止压料力过大。7） 模具结构及材料要和制件批量相适应。8） 模架和模具零件，要尽是使用标准化。9） 放入和取出工件，必须方便安全。2、 有凸缘圆筒形件的拉深方法及工艺计算有凸缘筒形件的拉深原理与一般圆筒形件是相同的，但由于带有凸缘，其拉深方法及计算方法与
3、一般圆筒形件有一定差别。1） 在凸缘拉深件可以看成是一般圆筒形件在拉深未结束时的半成品，即只将毛坯外径拉深到等于法兰边（即凸缘）直径 df时的拉深过程就结束。因此其变形区的压力状态和变形特点应与圆筒形件相同。4根据凸缘的相对直径 df/d 比值同有凸缘筒形件可分为：窄凸缘筒形件（d f/d=1.11.4）和宽凸缘筒形件（d f/d1.4） 。显然此工件df/d=50/21=2.381.4 为宽凸缘筒形件。下面着重对宽凸缘件的拉深进行分析，主要介绍其与直壁筒形件的不同点。当 rp=rd=r 时（图 2）,宽凸缘件毛坯直径的计算公式为：（1）rf dh4.7D根据拉深系数的定义宽凸缘件总拉深系数仍
4、可表示为：（2）drhdmf 4.3/)/(23、 宽凸缘圆筒形件的工艺计算要点1)毛坯尺寸的计算，毛坯尺寸的计算仍按等面积原理进行，参考无凸缘筒形件毛坯的计算方法计算，毛坯直径的计算公式见式（1） ，其中 df要考虑修边余量 ，其值可从冲压工艺与模具设计表4.22 中查得 1.6mm 即 df=50+1.6=51.6mm则 D= =54.75mm5.3*214.7*216.5根据拉深系数的定义，宽凸缘件总拉深系数仍可表示为：5M= 38.0475.21Dd2)判断工件是否一次拉成，这只须比较工件实际所需的总拉深系数和 h/d 与凸缘件第一次拉深系数和极限拉深系数的相对高度即可。m 总 m 1
5、，当 1， h/dh 1/d1时可以一次拉成，工序计算到此结束，否则应进行多次拉深。m 总 =0.38 h/d= =0.33。由冲压工艺与模具217设计表 4.2.6 查得此凸缘件的第一次拉深系数 m1=0.37。由表 4.2.7查得此凸缘件的第一次拉深最大相对高度 h1/d1=0.280.35 之间，可知 m 总 m 1，h/dh 1/d1可一次拉成。4、拉深凸模和凹模的间隙拉深模间隙是指单面间隙，间隙的大小对拉深力，拉深件的质量，拉深模的寿命都有影响，若 c 值大小，凸缘区变厚的材料通过间隙时，校正和变形的阻力增加，与模具表面间的摩擦，磨损严重，使拉深力增加，需件变薄严重，甚至拉破，模具寿
6、命降低。间隙小时得到的零件侧壁平直而光滑，质量较好，精度较高。间隙过大时，对毛坯的校直和挤压作用减小，拉深力降低，模具的寿命提高，但零件的质量变差，冲出的零件侧壁不直。因此拉深模的间隙值也应合适，确定 c 时要考虑压边状况，拉深次数和工件精度高。其原则是：即要考虑材料本身的公差，又要考虑板料的增厚现象，间隙一般都比毛坯厚度略大一些。不用压边圈时，考虑到起皱的可能性取间隙值为：C=（11.1）tmax6有压边圈时，间隙数值也可按表 4.6.3 取值（冲压工艺与模具设计 ） ，此工件的拉深间隙可取，C=1.1t=1.1mm4、拉深凸模，凹模的尺寸及公差工件的尺寸精度由末次拉深的凸、凹模的尺寸及公差
7、决定，因此除最后一道拉深模的尺寸公差需要考虑外，首次及中间各道次的模具尺寸公差和拉深半成品的尺寸公差没有必要做严格限制。这是模具的尺寸只取等于毛坯的过渡尺寸即可。此工件内形尺寸公差有要求，故以凸模为基准，先定凸模尺寸考虑到凸模基本不磨损， （其尺寸关系如图 3 所示）以及工件的回弹情况，凸模开始尺寸不要取得过大。其值为：Dp=（d+0.4）- p凸模尺寸为：D d=（d+0.4+2C）+ d7凸、凹模的制造公差 p和 d可根据工件的公差来选定。工件公差为 TT13 级以上时 p和 d可按 TT68 级取，工件公差在 IT14 级以下时，则 p和 d可按 IT10 级取：Dp=（20+0.40.
8、2） 0-0.021=20.080-0.021mmDd=（d+0.4+2c） 0+ d=（20+0.40.2+21.1） 0+ d=22.280+0.021mm5、凹模圆角半径 rd拉深时，材料在经过凹模圆角时不仅因为发生弯曲变形需要克服弯曲阻力，还要克服因相对流动引起的磨檫阻力，所以 rd大小对拉伸工件的影响非常大。主要有以下影响：1）拉伸力的大小；2）拉伸件的质量；3）拉伸模的寿命。r d小时材料对凹模的压力增加，磨檫力增大，磨损加剧，使磨具的寿命降低。所以 rd的值即不能太大，也不能太小。在生产上一般应尽量避免采用过小圆角半径，在保证工件质量的前提下尽量取大值，以满足模具寿命要求。通常可
9、按经验公式计算：rd= tD）（ 8.0式中 D 为毛坯直径或上道工序拉深件直径；d 为本道拉深后的直径rd应大于或等于 2t，若其值小于 2t，一般很难拉出，只能靠拉深后整形得到所需零件，故可取 rd=2.5mm6、凸模圆角半径 rp凸模圆角半径对拉深工序的影响没有凹模圆角半径大，但其值也8必须合格，一般首次拉深时凸模圆角半径为 rp=（0.71.0）r d这里取 rp =1.0rd=2.5mm三、冲裁工艺及冲裁模具的设计1、凸模与凹模刃口尺寸的计算冲裁件的尺寸精度主要决定于模具刃口的尺寸精度。模具的合理间隙也要靠模具刃口尺寸制造精度来保证。正确确定模具刃口尺寸及其制造公差，是设计冲裁模的主
10、要任务之一。从生产实践可发现：由于凸凹模之间存在间隙，使落下的料或伸出的孔却带有锥度，且落料件的大端尺寸等于凹模尺寸，冲孔件的小端尺寸等于凸模尺寸；在测量于使用中，落料件以大端尺寸为基准，冲孔件以小端尺寸为基准。2、凸、凹模刃口尺寸的计算方法由于加工模具的方法不同，凸模与凹模刃口部分尺寸的计算公式与制造公差的标注也不同，刃口尺寸的计算方法可分为以下两种情9况：凹模与凸模分开加工，凸模和凹模配合加工，从此工件的结构上分析，选择凸模与凹模分开加工的制造方法：采用这种方法，凸模和凹模分别按图纸加工至尺寸，要分别标注凸模和凹模的刃口尺寸及制造公差（凸模 p、凹模 d） ，适用于圆形或简单形状的制件。为
11、了保证初始间隙值小于最大合理间隙 2Cmax，必须满足下列条件： minax2Cdp或取： )(4.0ia6cd也就是说，新制造模具应该是 ，否则制造的模max2Cidp具部隙已超过允许变动范围 2Cmin2Cmax,影响模具的使作寿命。下面对落料和冲孔两咱情况分别进行讨论。1） 落料高工件的尺寸为 D-0 ，根据计算原则，落料时以凹模为设计基准。首先确定凹模尺寸，凹模的基本尺寸接近或等于制件轮廓的最小极限尺寸，再减小凸模尺寸以保证最小合理间隙值 2Cmin。10名部分分配位置如图 5（a）所示。其计算公式如下（3）dDd0max)(4)pCnp0inax)2(代入数据得 mmd03.03.9654)4675.(pDpd 019.0min.8)2( 校核 ；由此可知，只有缩小 、04.1.049.pd p，提高制造精度，才保证间隙在合理范围内，此时可取d、 ，放得：mp6.0.4md2.6Dd2.85Dp01.7542）冲孔设冲孔尺寸为 ，根居以上原则，冲孔时以凸模设计为基准，0d首先确定凸模刃口尺寸，使凸模基本尺寸接近或等于工件孔的最大
