水池面板冲压成型模具毕业设计

小媛媛

1冲压工艺分析及方案确定

冲压生产必须保证产品的质量与生产率，必须考虑经济效益和操作的方便与安全，全面兼顾生产组织各方面的合理性与可行性。这一切都应在技术准备工作中统筹安排，也是冲压工艺过程的设计。因此工艺分析与工艺方案的确定是一个重要的设计环节。

1.1工艺分析

⑴材料

此零件材料为1Cr18Ni9属不锈钢，具有良好的冲压性能，此不锈钢的材料的抗剪强度为460-520MPa,拉伸强度为560-640MPa伸长率为20 %适合拉深，冲孔等工艺，工件结构中等复杂，工件尺寸精度IT14级，尺寸精度较低，普通冲压完全符合要求。

⑵尺寸结构

所给的材料为840×494×0.6mm的不锈钢钢板加工成如下图所示的零件图。中间有一直径为87的孔，高6.5mm的拉深高度。同时材料的圆角半径分别为4.4mm,5mm，拉深同时四周对称分布着四个加强肋，以增加零件的刚度与轻度，而所给板料中具有一预冲压成型的孔，经过计算此孔的直径大小为81.4mm.要想完成所加工的零件，初步判断它的基本加工工序为拉深，胀形工序。

' o, U0 @3 _8 x2 M; R% _

1.2方案分析

1.2.1方案种类

该工件包括拉深、加强肋两个基本工序，可以有以下三种方案

方案一：先拉深，再加强肋，单用单工序模生产。

方案二：拉深——加强肋级进冲压，采用级进模生产。

方案三：采用拉深，胀行同时进行的复合模生产。

1.2.2方案比较

方案一：模具的结构简单，但需要两道工序，两幅模具，成本相对较高，生产率低，不安全，需要采取安全措施。更重要的是完成第一道工序进入第二道工序时肯定会增大误差，是工件的质量，精度得不到保证，达不到生产所需，故而不选方案一。

方案二：级进模是一种效率高，多工位的加工方法。但是级进模的轮廓尺寸较大，结构复杂，成本较高。一般适合小型，大批量的冲压件冲裁较简单的零件。而此工件尺寸轮轮廓大，用此模具必然会加大加工难度，因此排除此方案。

方案三：此方案只需要一副模具，复合模对工件的尺寸，精度、批量生产都符合要求，且模具制造成本不高，日常使用维护费用小。

1.2.3方案的确定

综上所述，本套模具采用冲孔-胀行加强肋复合模。

拉深（又称拉伸、拉延、压延、引申等）是将一定形状的平板毛坯冲压成型各种开口空心件，或者以开口中心件为毛坯，减少直径，增大高度的一种冲压加工方法。拉伸的生产率高，采用利用率高，能够制造小到几毫米，大到几米（如汽车覆盖件）的拉深件和其他加工方法不易成型的薄壁且复杂的制件。拉深件的形状可以分为旋转体拉伸，盒形件拉深和复杂形状的拉深三类。拉深工艺可以分为变薄拉深和不变薄拉深。不变薄拉深通过减少毛坯或者半成品的直径来增加拉深件高度，拉深过程中材料厚度的变化很小，所以近似认为拉深件壁厚等于毛坯厚度。变薄拉深是以空心件为毛坯，通过减少壁厚的方式来增加拉深件的高度，拉伸过程中桶壁厚度有显著变薄。

在模具的作用下，迫使毛坯厚度变薄或者表面积增大，以获得零件几何体的冲压加工方法叫做胀形。胀形的方法主要用于毛坯的局部成型（如压凸包，凹坑、加强肋、花纹图案及标记等）、整体张拉形成形以及圆柱形空心毛坯的扩径等。曲面零件拉深时毛坯的中间部分也要产生胀形变形。在大型覆盖件的冲压成型过程中，为使毛坯能够很好的贴模，提高成型件的精度与刚度，必须使零件获得一定的胀形量，因此胀形也是是冲压变形的一种基本变形方法。

2主要零件工作尺寸计算

2.1确定拉深件的拉深次数

如零件图所示，此板料为宽凸缘的圆筒形件的拉深，毛坯尺寸的计算参考无凸缘筒形零件毛坯的计算方法计算。参考《冲压模具课程设计指导与规范》表4-1无凸缘圆筒形拉深件的修边余量△h 如下表2-1

表2-1无凸缘圆筒形拉深件的修边余量△h

工件高度h	工件的相对高度h/d		: s( n; m1 K2 p
≥0.5~0.8	＞0.8-1.6	＞1.6-2.5	＞2.5-4	% h9 j. J* O: z& f: J1 N
≤10 ＞10-20 ＞20-50 ＞50-100 ＞100-150 ＞150-200＞200-250 ＞250	1.0 1.2 2 3 4 5 6 7	1.2 1.6 2.5 3.8 5 6.3 7.5 8.5	1.5 2 3.3 5 6.5 8 9 10	2 2.5 4 6 8 10 11 12

得△h =1mm。

对于常用的拉深件，可根据《冲压模具课程设计指导与规范》4-4得

D=

2 U1 H& L1 g( A8 I

式中：D—毛坯直径

d—圆筒形直径

h—拉伸件高度

D=

=116.025mm

而板料的尺寸为840×494×0.6的长方体，所以不许考虑板料的大小问题。

确定工件是否能一次拉深完成 只需要比较工件实际所需的总拉深系数和h/d与凸缘件第一次拉伸的极限拉伸系数和极限拉伸相对高度即可。当m---总﹥m1，h/d≦h1/d1时 可一次拉深完成，否则应该多次拉伸。

查《冲压模具课程设计指导与规范》表4-9带凸缘筒形件第一次拉深的最大相对高度h1/d1 得h1/d1=0.10-0.13

查《实用冲压模具设计手册》表4-15其他材料的拉深系数 首次拉深系数m1 得m1=0.52

拉深件的总拉深系数h/D=106/116.25=0.91

h/d=0.6/106=0.0056﹤h1/d1

综上所述，满足m---总﹥m1，h/d≦h1/d1 所以工件可以一次拉深完成 。

2．2计算中间孔的直径

毛坯在拉深过程中虽然厚度发生了变化，但拉深件的平均厚度与原毛坯厚度差别不大，根据金属塑性变形体积不变的条件，可以按毛坯面积等于拉深件面积的原则来确定毛坯的尺寸。首先将拉深件划分为若干个便于计算的几何体的表面积，然后根据表面积相等的原则求出坯料的直径。

已知840×494的板料。并在几何中心有一预压成型的孔，在拉深成型过程中，中间孔会拉深扩张，先计算预冲孔直径的大小，使之拉深成型后正好达到零件要求的

的大小。具体计算过程如下

/ k! F( I+ O/ x5 T4 F9 |1 j( b3 u

故

- R  q# s' d' z  P, \. d, d
: d) j1 V) [4 m. E4 |  V$ Y
; b7 K) V' F* K8 w% t. U

式中：

l——板料的长度

B——板料的宽度

D——孔的直径

d 、H、 r——拉深件的直径，高度，圆角半径

在计算中，板料厚度大于1mm时零件尺寸均按厚度中线计算；但板料厚度小于1mm时，也可以按外形和内形尺寸计算。

mm2

mm2

; o' i9 {/ n  _  ~9 F3 r7 l, H

mm2

mm2

+ e1 k, d  F4 ~! f

=81.4mm

通过计算可得，预压成型孔的直径为81.4mm时，在经过拉深、胀后达到所需加工零件要求的直径为87mm值。

3拉伸模工作零件参数计算

3.1凸、凹模间隙

拉伸模间隙Z指凹模与凸模之间的单边间隙。间隙过小，会增大摩擦力，毛坯材料收到的阻力大，拉深件容易破裂，并且降低模具寿命。间隙过大，拉深件容易起皱，影响工件精度。

无压料装置的拉伸模，其凸，凹模的间隙按下式确定

Z=1.1tmax

式中： Z —凸、凹模单边间隙 （mm）

Tmax — 材料的最大厚度 （mm）

Z=1.1×0.6=0.66 （mm）

3.2凹模的圆角半径

凹模的圆角半径:

在拉深过程中，板材在凹模圆角部分滑动时产生较大的弯曲应力，当进入壁桶后，又被重新拉直，或在间隙中校直。

凹模模口的圆角半径对拉伸工作的影响很大。rd1俞大，材料拉深入凹模的阻力小，拉伸所需要的拉伸力俞小，但rd1过大会使毛坯过早脱离压边圈的压边作用而引起拉深件的起皱。一般凹模的圆角半径可按经验公式来确定。

rd1=0.8

或者

式中：rd1——凹模圆角半径，mm

D——坯料直径或上一次拉深件的直径，mm

d——凹模直径，mm

t——材料厚度，mm

c1——考虑材料力学性能的系数；对于软钢c1=1，对于紫刚、黄铜、铝c1=0.8

c2——考虑材料厚度与拉深系数的系数，见下表3.1

表3.1拉深凹模圆角半径系数c2值

材料厚度 （mm）	拉深件直径 （mm）	拉深系数m1		" n( Z( S; n5 J& ?8 Y
0.48-0.55	0.55-0.6	＞0.6	' u; Z. R+ P$ Y% D0 G	) d+ p5 Z0 v8 \+ b9 H3 q# k
~0.5 0.5-1.5 ＞1.5-3	~0.5 ＞50-200 ＞200 ~0.5 ＞50-200 ＞200 ~0.5 ＞50-200 ＞200	7-9.5 8.5-10 9-10 6-8 7-9 8-10 5-6.5 6-7.5 7-8.5	6-7.5 7-8.5 8-10 5-6.5 6-7.5 7-9 4.5-5.5 5-6.5 6-7.5	5-6 6-7.5 7-9 4-4.5 5-6.5 6-8 4-5 4.5-5.5 5-6.5

: n" b$ A% I7 o6 |  v

=1×7×0.6=4.2mm

凹模底部的圆角半径

带凸缘筒形件底部圆角半径r1≥2t,一般取r1≥ (4-8）t

此处取r1=5mm

3.3凸模的圆角半径

凸模的圆角半径对拉深件的影响不像凹模圆角半径那样显著。正如以前所提到的那样，过小的圆角半径会使毛坯在这个部分受到过大的弯曲应力，结果降低了毛坯危险断面的强度，使极限拉深系数增大。此外即使毛坯在危险断面不被拉断，过小的凸模圆角半径也会引起危险断面的局部变薄，而且这个局部变薄和弯曲的痕迹经过以后各次的拉深工序后，还会残留在零件的侧壁上，以致影响零件的表面质量。

拉深凸模的圆角半径根据下述规则来选定。

ⅰ除最后一次拉深工序外，其他各次的拉深工序中，凸模圆角半径rp可以取凹模圆角半径相等或者略小的数值，即

rp=（0.7～1.0）rd1

此处取rp=4.4mm

3.4拉深凸、凹模工作尺寸与制造公差计算

查《冲压模具课程设计指导与规范》表4-33拉深模工作部分尺寸计算公式

得：凹模工作尺寸公差

dd=（dmin+0.4△+2Z）0+δd

凸模尺寸

dp=（ dmin+0.4△）0-δp

式中 dd——凹模的工作尺寸,（mm）

dp——凸模的工作尺寸，（mm）

dmin——拉深件的最小外形尺寸，（mm）

△——拉深件的公差，（mm） 查《冲压模具设计与计算速查手册》 表未注公差尺寸的极限偏差（GB/T1804-2000得△=0.87mm

δp、δd——凸、凹模的制造公差，(mm)

查《新编实用冲压模具设计手册》表4-52圆形拉深模凸、凹模的制造公差得δd=0.05、δp =0.03

所以凹模的工作尺寸

dd=（106+0.4×0.87+2×0.66）

$ b6 I+ A  _" U) p9 g6 }: Y% Y

=107.66

: w$ y5 a& J4 h. m6 b

凸模的工作尺寸

dp=（106=0.4×0.87）

) L0 v* ~8 O7 u, `. I  N8 E* A1 ^

=106.35

  ^4 c+ A; l4 z/ u, x# f+ d

4冲压加强肋的计算

由零件图可以看出有四根加强肋需要加工，结构加单，对称，符合胀形工艺的要求。

4.1确定是否一次胀行成型

加强肋能够一次成形的条件是

εp=

! n# m: |/ S3 p' n- I! G0 Y

≤（0.7~0.75）δ

式中：

8 F4 _+ p/ M  I2 _

——成型前的原始长度

3 p6 i/ h- y8 S4 Z; x

——成形后加强肋的曲线轮廓长度

δ——材料的伸长率

=20mm

=20.22mm

εp=

=

=0.011≤0.70δ=0.14

满足条件，可以一次拉深完成。

4.2冲压加强肋的变形力计算

计算公式为

, M' y. S2 H4 f! x7 f2 q( }% l

式中F——变形力

K——系数。可取0.7—1，当加强肋形状窄而深时取最大值，宽而浅时取最小值

L——加强肋的周长

T——毛坯的厚度

Σb——材料的强度极限

, V' s- b+ r- d0 ]* w3 M

=0.8×228×0.6×580=63.475KN

4.3压肋模具尺寸计算

胀形件的形状应该尽可能简单、对称。轴对称胀形件的工艺性最好。胀形部分要避免过大的高径比或者高宽比。胀形区过渡部分的圆角不能太小，否则该处材料厚度容易严重减薄而引起破裂。对胀形件的壁厚均匀性不能要求太高。因为胀形件变形区各点的应力状态不同，材料减薄也不完全一样。

压肋模的结构如下图4.1所示，

图中凸模上部宽度b1和凸模高度hp,分别取零件上凸肋的上口高度和宽度；凹模深度hd=(0.2~2)+hp、凸、凹模的圆角半径等于产品图上的数值。得b1=20mm，hp=1.5mm,hd=2.5mm。

9 \8 o+ g+ ^' g* v0 n

图4.1

5拉深力、压力中心的计算

5.1拉深力的计算

拉深力的计算公式查表《新编实用冲压模具设计手册》表4-19拉深力的计算得：

p=

9 Q9 u# b6 ~0 {( e, F6 }) n

式中d1——首次拉深后的工件尺寸，mm

t——料厚

σb——材料的强度极限

k1——首次拉深的系数，查表4-22

p——拉深力

p=

=3.14×106×0.6×580×0.91=105.40kN

5.2卸料力的计算

冲裁力是冲裁时凸模与凹模相对运动使工件与板料分离所需要的力，他与材料厚度、工件周边长度及材料的力学性能等参数有关。实际计算冲裁力时按以下公式

" i+ Y7 B, D$ Y8 t1 `

式中F——冲裁力,mm

L——冲件剪切周边长度，（mm）；

T——冲裁件材料厚度，（mm）；

τb——材料的抗剪强度，（MPa）；

K——系数，一般取1.3

因此

F=

=110.8KN

卸料力

4 q* l7 q4 b1 v; ~. F
9 H- X# h" _. }0 _4 b

式中：

——卸料力系数

* i4 K: F5 B8 m

——顶件力系数

9 h) J1 i  s8 m5 Z0 y

——推件力系数，

查《新编实用冲压模具设计手册》表2-36得：

=0.04、FD=0.055、FT=0.06

所以

  W' G6 o, j: _$ ]! z( N

=4.43 KN

KD=(62.47+60.23) ×0.055=6.8KN

=6.094KN

5.3压力中心的的计算

压力中心：简单工件的压力中心，如圆形,正方形等，与工件的中心重合。即工件的几何中心。

5.4采用压边圈的条件

在拉深过程中，凸缘变形区是否产生失稳起皱，主要取决于材料的相对厚度与切向应力的大小。而切向应力的大小又取决于材料的性能与不同的的时刻的变形程度，另外凹模的几何形状对起皱也有较大的影响。压扁装置的作用就是在凸缘变形区施加轴向压力，防止起皱。具体用不用压边装置则可以通过下表5-1进行判断。

表5-1采用或者不采用压边装置

拉深方法	首次拉深
t/D(％)	m1
用压边圈 可用可不用 不用压边圈	＜1.5 1.5-2.0 ＞2.0	＜0.6 0.6 ＞0.6

此材料的t/D=6.5÷106=6.1％,拉深系数m1=0.91

所以不需要压边装置。

6主要工作零件的结构设计

凸凹模的结构形式的设计应该有利于拉深变形，这样既可以提高零件的质量，还可以选用较小的极限拉深系数。

6.1凹模外形和尺寸的确定

圆形凹模可从冷冲模国家标准或工厂标准中选用。非标准的尺寸凹模受力状态比较复杂，目前还不能用理论计算公式确定，一般按经验公式概略的计算，凹模的设计时应考虑凹模的强度、制造方法及其加工精度等如图所示

凹模的高度

（≥15mm）

凹模的壁厚

/ h- b# H6 z, e4 L

(≥30~40MM)

式中b——冲压件最大外形尺寸

K——系数，考虑板材厚度的影响，其值可查下表得K=0.1

表5-1 系数K值

外形尺寸 料厚t(mm)	0.5	1	2	3	＞3
＜50	0.3	0.35	0.42	0.5	0.6
50~100	0.2	0.22	0.28	0.35	0.42
100~200	0.15	0.18	0.2	0.24	0.3
＞200	0.1	0.12	0.15	0.18	0.22

=0.1×840=84mm

! d8 ]9 n) P: r$ m7 R& C5 U0 U  r

=1.5×84=126mm

上述方法适用于确定普通工具钢经过正常热处理，并在平面支撑条件下工作的凹模尺寸。冲件形状简单时，壁厚系数取偏小值，形状复杂时取偏大值。用于大批量生茶条件下的凹模，其高度应该在计算中增加总的修模量。对于复合模或者多刃口模，经常在刃口间相距很近的问题，此时凹模的强度是否足够，证明这点用理论方法十分复杂，许多工厂根据实践总结了一些模壁最小经验的数据，只要凹模刃口间的距离不小于所列的侧壁最小厚度，凹模就有相当的使用寿命。

凹模的最大宽度确定：

凹模板上还应放上定位销，因此应确定模块上螺孔，圆柱销孔的位置。圆销孔离端面的距离L＞1.5d ，所以此处取20mm

凹模深度

hd=(0.2~2)+h

凸、凹模的圆角半径等于产品图上的数值。

则拉深凹模的尺寸为890×540×84mm。如下图6.1所示。

: T+ Q" c8 P) T& _3 T

图6.1 凹模

6.2拉深凸模的计算与确定

冲大型件的圆凸模，此类结构一般用窝座定位，然后用3~4个螺钉紧固，为减小磨削加工面积，凸模非工作部分的外圆要车小。

拉深凸模的直径为106.35

，应根据模具的具体结构来确定，同时还应考虑凸模的修模及固定板与卸料板的之间的安全距离等因素。当采用弹性卸料时凸模的长度量可按下式计算

! |& a3 }" v% x2 ^% g$ F# u

式中

L——凸模的长度

h1——凸模固定板的厚度

h2——卸料板的厚度

h3——凸模固定板与卸料板之间的厚度

a——附加长度，包括进入凹模的厚度等 取15.5mm

=30+51+20+14.8=115.8mm

凸模长度的计算，凸模的长度尺寸

圆筒形拉深凸模的高度只需6.5mm,压加强肋的凸模高度为1.5mm，凸模上部宽度b1和凸模高度hp,分别取零件上凸肋的上口高度和宽度；

得b1=20mm，hp=1.5mm,hd=2.5mm。凸模结构尺寸如下图6.2所示

图6.2 凸模

6.3凸模固定板的尺寸设计

对于凸、凹模零件，一般通过固定板间接固定在模板上，以节约贵重的模具钢，固定形式，固定板固定凸模（凹模）要求固紧牢靠并具有良好的垂直度。因此固定板具有足够的厚度。凸模固定板的作用是将凸模或者凸凹模固定在上模座或下模座的正确位置上。凸模固定板为矩形或者圆形板件，外形尺寸通常与凹模一致，厚度可取凹模板的60％~80％.固定板与凸模或凸凹模之间为H7/n6或者m6配合，压装后应将凸模端面与固定板一起磨平。

此处凸模固定板的外形尺寸与凹模板的外形尺寸一致，厚度取凹模板厚度的70％=58.8 取60mm.所以固定板的尺寸标准为890×540×60mm。

6.4弹性压料板装置的设计与计算

弹性卸料板具有卸料和压料双重作用，多用于冲制薄料，使工件的平面度提高。其平面外形尺寸等于或者稍大于凹模板尺寸，厚度取凹模厚度的0.6-0.8倍。卸料板与凸模的双边间隙根据冲件的料厚确定，一般取0.1~0.3mm（料厚取大值，料薄取小值）。在级进模中，特别小的冲孔凸模与卸料板的手边间隙取0.3~0.5mm.

所以厚度H=0.6×84=50.4，此处取51mm。

长宽取与凹模板相同的尺寸，即890×540×51mm中间有一直径420.2 的孔。如下图6.4所示。

橡胶块的设计计算：

一般选用普通橡胶板，橡胶所能产生的压力p:

$ o- ?/ n, ~# U; Y3 D

式中F——橡胶的横截面积

q——与橡胶压缩量有关的单位压力，设计时按预压量下的单位压力选用，一般取q=2~3Mpa。

橡胶高度计算：在选用橡胶时，除了满足工艺要求与模具结构外，其允许的最大压缩量为自由高度的35％—40％，即

h1=(0.35-0.4)H

由已知工作行程可以计算所需橡胶高度

1 f) K2 u; Q0 p3 Z

=7×4=28mm≈30mm

式中

h1——允许最大压缩量

H——橡胶的自由高度

取其与压缩量为10％即为3mm,而最大压缩量为

30×45％=13.5mm

所以橡胶的高度完全符合要求。

根据其模具结构我们选取高度30mm。长宽各取200、100则橡胶块的规格为200×100×30

卸料螺钉的尺寸计算：

L=凸模的长度-卸料板的长度+垫板厚度+上模座的厚度—孔深=120mm

6.5垫板的计算与选用

垫板要淬硬磨平，其作用是承受并扩散凸模或者凹模传递的压力，以防止模座被挤压损伤。垫板的外形尺寸与凸模固定板相同，厚度参考标准件选择。因此垫板的尺寸标准为890×540×20。如下图6.5所示

4 v1 ?- B: j$ y) b

图6.5 垫板

6.6顶件件装置设计

出件装置的作用是从凹模内卸下冲件或废料。装在上模上的出件装置成为推件装置，装在下模上的称为顶件装置。本模具是装在下模上的，所以为顶件装置。顶件装置一般为弹性的。弹性顶件装置的顶件力容易调节，工作可靠，冲件平直度较高。大型压力机本身具有气垫，可用来作弹顶器。弹性顶件器可以做成通用的

6.6.1弹顶器橡胶块的计算

橡胶块的工作行程为10mm,其自由高度为40mm

H预=10％×40=4mm

H1=45％×40=18mm

满足要求

式中

H1——允许最大压缩量

H预——与压缩量

根据

* a' ^2 l  N( v% U; V7 {

式中F——压力，

A——橡皮的横截面积

P——与压缩量有关的单位压力，一般取2—3

A=F/p=6800/2=3400

圆环的直径为

7 M+ ~! ?% U/ {2 D  _5 J6 B5 f# w

=67mm

6.6.2顶件块的设计计算

顶件块要与凹模具有一定的间隙根据凹模的直径96.69，选取顶件块的直径为96，高度为76.9 mm,设计成台阶式的便于顶件具体尺寸如下图所示

6.6.3顶板与顶杆的杆的选取

顶板、与顶杆查新编实用冲压成型模具设计手册表10-18和表10—19，选取标准件即可。

7其他零件的设计与选取

7.1上、下模板的设计与选用

上下模板的作用是直接或间接的安装冲模的所有零件，并分别与压力机的滑块和工作台力连接，以传递压力。模座设计时一般都按标准选用模架与模座。在不能使用标准的情况下，设计模座是应该注意这几点。1模座的外形尺寸根据凹模周围边界和安装要求来确定的。对于圆形模座，其直径应比凹模板直径大30~70mm，对于矩形模座，其长度应比凹模板长度达40~70mm，而宽度可以等于或者略大于凹模板宽度，但应考虑足够位置来安装导柱，导套。模座的厚度一般取凹模板的1~1.5倍。根据受力情况，上模板厚度可以比下模板的厚度小5~10mm.对于大型非标准模座，还需根据实际需要，按铸造工艺性要求和铸件结构设计规范进行设计。

所设计的模座必须与所选的压力机工作台和滑块的有关尺寸相适应，并进行必要的校核，如下模座尺寸应该比压力机的工作台孔或垫板孔尺寸每边大40~50mm。

上、下模座的导柱、导套安装孔的位置尺寸必须一致，其孔间距公差要求在

' b9 a# r0 i% M3 R) k$ `! V0 ]% r

0.01mm以内。模座上、下面的平行度，以及导柱导套安装孔与模座上、下面的垂直度等要求应符合有关规定

根据以上要求，取下模板1100×600×84规格，上模板1100×600×80规格，分别如下图7.1、图7.2所示。

# t3 I5 s2 ^  x2 R! C; X& H0 @" k! S2 U1 o

图7.1 上模板

图7.2 下模板

7.2 定位销的选用与设计

定位零件的作用是使毛坯或工序件在模具上相对凸、凹模有正确的位置。定位零件的结构形式有很多。定位板与定位销用于冲裁、修边和成型工件毛坯轮廓的定位。参照《新编实用冲压模具设计手册》表2-57定位板与定位销的主要类型与结构及应用，得选用适用于大型矩形冲压件或毛坯外轮廓的定位的定位销，尺寸为直径12mm，长度22mm。

7.3紧固件的选择

冲模中用到的紧固件一般为螺钉和销钉，其中螺钉起连接紧固的作用，销钉有定位的作用。螺钉与销钉都是标准件。冲模中广泛应用的是内六角螺钉，紧固可靠，螺钉头不外漏，且模具外形可靠。销钉常用圆柱销。根据下表6.1选出螺钉的规格

表6.1

凹模厚度（mm）	螺钉规格	凹模厚度（mm）	螺钉规格	凹模厚度（mm）	螺钉规格
≤13	M4、M5	＞19~25	M6、M8	＞32	M10、M12
＞13~19	M5、M6	＞25-32	M8、M10

选螺钉的规格为M12

7.4导柱导套的选择与计算

上下模的导向，在凸模与凹模开始作用前，或者压料板接触到制件前就应充分合上，以确保导向在冲压工件时就已经发挥正常的作用。导柱的长度应保证冲模在最低位置时，导柱的上端面与上模座顶面距离不小于10~15mm.而下模座底端与导柱底面的距离不小于5

mm．根据以上要求，参照标准件设计选取长374，直径为60的导柱。选取直径76mm.长度173的导套

7.5模柄的选择

模柄作用是把上模固定在压力机的滑块上，同时使模具中心通过滑块的压力中心。中小型模具一般通过模柄与压力机的滑块连接。模柄的结构形式应该参考标准件。

选择模柄时，应先根据模具的大小、上模的结构、模架的类型及精度等确定模柄的结构类型，再根据压力机滑块上模柄孔的直径尺寸确定模柄的尺寸规格，一般来说，模柄直径应与模柄孔直径相等，模柄的长度应比模柄孔深度小5~10mm。

根据以上要求查《冲压模具设计实用手册》表5-84选择压入式模柄，其数据如下

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8闭合高度的计算及冲压设备的选取

8.1闭合高度的计算

闭合高度=上模板+下模板+垫板+凸模固定板+凸模+凹模—凸模进入凹模的尺寸—凸模进入固定板的尺寸

H=80+84+20+60+116.5+84—6.5—30=408mm

H——模具的闭合高度

暂定模具的最大闭合高度为408mm

8.2冲压设备的选用

本工件的总拉深力不大，仅有170.03KN,且要求压力机的行程S≥2.5H工件=16.25故选择开式双柱固定压力机JD21-160。

其主要参数有：

公称压力1600KN、

滑块行程160mm

最大封闭高度450mm,

封闭高度调节量选130mm.

9模具的总体结构

9.1模具的总体结构

如下图8-1所示为拉深胀形复合模，采用正装式结构。其工作顺序是拉深成型，胀形（压加强肋成型）最后将工件顶出。

如图所示，采取人工送料的形式。凸模固定在凸模固定板上，使用槽口定位，与垫板直接用螺钉紧固和定位销进行精确定位。而凹模直接固定在下模座。凸模下送，先进行拉深成型，然后进行四个对称的压加强肋的成形。模具的压料装置采用弹性压料的形式。出件装置也是采用弹性顶件装置。矩形坯料靠三个定位销进行定位。此模具加工不会产生废料，故模具周围清洁。

9.2模具的装配与调试

模具装配的核心是凸模与凸模固定板及垫板上模板以及凹模与下模板上的型孔尺寸和位置精度要协调，其关键是保证凸模、凹模的工作间隙和位置要求符合要求。

装配此模具时，一般先装配凹模、垫板、凸模固定板及凸模等重要部件，因为他们的装配质量决定了整副模具的质量。在这几个的装配过程中，应先根据他们在模具的位置及相互间的依赖关系，确定其一为装配基准，再按基准件装其他两件。模具总装时，通常先装装下模，再以下模为基准装上模。

模具零件装配完成后，要进行试冲和调整。试冲时注意检查凸、 凹模间隙，凸模的相对高度，以及工序件的质量等。当某工位对零件的质量有影响时，应先修整工位，直至试冲修整确认无误后，在加工定位销孔，并打入定位销定位。

结 论

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