冲压模具论文

绪论模具是在工业生产中，用各种压力机和装在压力机上的专用工具，通过压力把金属或非金属材料制出所需形状的零件或制品，这种专用工具统称为模具。

我们日常生产、生活中所使用到的各种工具和产品，大到机床的底座、机身外壳，小到一个胚头螺丝、纽扣以及各种家用电器的外壳，无不与模具有着密切的关系。

模具的形状决定着这些产品的外形，模具的加工质量与精度也就决定着这些产品的质量。

因为各种产品的材质、外观、规格及用途的不同，模具分为了铸造模、锻造模、压铸模、冲压模等非塑胶模具，以及塑胶模具。

我国冲压技术与先进工业发达国家相比还相当落后，主要原因是我国在冲压基础理论及成形工艺、模具标准化、模具设计、模具制造工艺及设备等方面与工业发达国家尚有相当大的差距，导致我国模具在寿命、效率、加工精度、生产周期等方面与先进工业发达国家的模具相比差距相当大。

近年来我国模具工业的技术水平也取得了长足的进步。

大型、精密、复杂、高效和长寿命模具上了一个新台阶。

大型复杂冲模以汽车覆盖件模具为代表，已能生产部分新型轿车的覆盖件模具。

体现高水平制造技术的多工位级进模的覆盖面，已从电机、电器铁芯片模具，扩展到接插件、电子枪零件、空调器散热片等家电零件模具。

在精密塑料模具方面，已能生产照相机塑料模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具等。

其他类型的模具，例如子午线轮胎活络模具、铝合金和塑料门窗异型材挤出模等，也都达到了较高的水平，并可替代进口模具。

根据国内和国际模具市场的发展状况，有关专家预测，未来我国的模具经过行业结构调整后，模具正向高效、精密、长寿命、大型化方向发展。

为适应市场变化，随着计算机技术和制造技术的迅速发展，模具设计与制造技术正由手工设计、依靠人工经验和常规机械加工技术向以计算机辅助设计（CAD）、数控切削加工、数控电加工为核心的计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）技术转变。

在实际生产中常常将几个单工序冲压过程集中于一套模具来完成，这种在一副模具上，在冲床的一次行程中。

在同一工序上完成两种或两种以上冲压工序的模具称为复合模。

复合模的特点是生产效率成倍提高。

若原来由三副单工序模完成的落料、冲孔、翻边的冲压工序。

在采用力量三合一复合模后，生产效率可提高三倍。

而且还节省了人力、电力和工序间的搬运工作；复合模提高冲压件的质量；在复合模具几道冲压工序是同一工位上完成的，无需重新定位。

因此在完成几道冲压工序过程中冲压件的定位基准不动，从而使冲压工件的位置精度得到提高。

模具由于应用领域广泛，而且需求量大，传统生产制作采用单工序模，先落料、冲孔再翻边各个单工序分别完成。

费时费力，生产工序复杂,生产效率低。

由于该零件的生产批量较大，如果把三道工序放在一起，可以大大提高工作效率，并减轻工作量，节约能源，降低成本，而且可以避免原有的加工方法中须将手伸入模具的问题，对保护操作者安全也很有利。

1防尘盖的工艺分析1.1 零件要求工件名称：防尘盖生产批量：大批量材料：10 钢，厚度t=0.3mm工件简图：如图1-1所示:图1-1 零件图1.2 工件的工艺分析加工这样的工件，传统的方法是采用二个工序来完成，即第一个工序是孔、落料，第二个工序再翻边成形。

采用这种工艺方法须用两套模具，生产效率低；在第二步工序中操作者需要将手伸入模具，安全性差；翻边与外缘的同心度不容易保证。

采用复合模一次完成落料、冲孔、翻边工序，这样能大大提高生产效率，避免了传统方法难以解决的手进入模具的问题，操作方便、安全，冲出制件质量较好。

从工件图上看，该工件形状简单且轴对称，主要尺寸2.Φ的精度等级30IT14级，材料厚mm.0=，其冲裁性能较好。

所以可以采用倒装式复合模。

t031.3 本章小结通过本章的分析让我能更好的去选择加工方法和加工步骤使设计更具合理性，设计起来更加的快捷。

2主要工艺参数计算2.1 排样因工件要翻外边则落料件的尺寸要为外边展开的外径值。

根据表 2-1查得搭边值 1.5m m 1==a a 。

表 2-1冲裁金属材料的搭边值注：冲非金属材料（皮革、纸板、石棉等）时，搭边值应乘2~5.1。

则： 毛坯的直径：60.77m m )9.265.25.05.0(20=++⨯⨯⨯=mm D π 条料的宽度：63.77mm =1.5mm 2+60.77mm b = 送料的步距：62.27mm 1.5mm 60.77mm h =+=2.2 各部分力计算2.2.1 落料力计算 按式 (2-1)τLt F 3.1=落 (2-1)式中 落F ——落料力（N ）；L ——工件外轮廓周长（mm ）； t ——厚度（mm ）,0.3mm t =；τ——材料的抗剪强度（Mpa ）。

根据附录1查得，MPa 240=τ。

mm mm L 82.19077.6014.3=⨯=则 17.86KN MPa 2403.082.1903.1≈⨯⨯⨯=mm mm F 落 2.2.2 卸料力按式 (2-2)落卸卸F K F = (2-2) 式中 卸K ——卸料力因数，其值由表 2-2差得，02.0=卸K 。

表 2-2 卸料力、推件力和顶件力系数注：卸料力因数卸K 在冲孔、大搭边和轮廓复杂的工件时取上限值；冲裁间隙取大时，因数数值可取小些。

则 N KN K 2.35786.1702.0≈⨯=卸 2.2.3 翻边力此模具翻边凸模的工作部分为圆锥形，且翻边时无预置孔。

因此翻F F 3.1=。

按式 (2-3) 翻边力为：)(1.10d D t F s -=σπ翻 (2-3) 式中 s σ——材料的屈服强度，差附录1得，MPa 100=s σ； D ——翻边直径（按中线计），mm mm mm D 5.303.02.30=+=； 0d ——毛坯预制孔直径（mm ），mm d 00=； t ——材料厚度（mm ），mm t 3.0=。

则 KN KN F F 12.45.301003.036.014.31.13.13.1=⨯⨯⨯⨯⨯⨯==）（翻 2.2.4 切边力按式 (2-4)τLt F 3.1=切 (2-4)式中 切F ——切边力（N ）；L ——工件轮廓周长（mm ）； t ——材料厚度（mm ），0.3mm t =；τ——材料的抗剪强度（Mpa ）。

根据附录1查得，MPa 240=τ。

mm L 04.9022.42614.3=⨯+⨯= 则 KN MPa mm mm F 43.82403.004.903.1≈⨯⨯⨯=切 2.2.5 卸料力 按式 (2-5)切卸卸F K F =' (2-5) 式中 卸K ——卸料力因数，其值由表 2-2查得02.0=卸K则 N KN F 6.16843.802.0=⨯='卸2.2.6 推件力按式 (2-6)切推推F nK F = (2-6)式中 推K ——推件力因数，其值由表 2-2查得03.0=推K ； n ——工件在凹模内的个数，取n=2。

则 N KN F 8.50543.803.02=⨯⨯=推 故总的冲裁力KN N N KN KN N KN F 44.318.5056.16843.812.42.35786.17=+++++=总2.3 本章小结在本章的设计过程中我运用了关于力的知识和力的计算，这让我对自己所学的课程是一次复习和巩固，同时查阅资料丰富了自我。

3冲压设备的选择3.1 冲压设备的选择为安全起见，防止设备超载，可按公称压力总压（～1.8)F 6.1≥F 的原则选取压力机。

参照附录2，可选取公称压力为63KN 的开式压力机，其有关技术参数为： 公称压力：63KN 滑块行程：50mm 最大封闭高度：170mm 封闭高度调节量：40mm 工作台尺寸：mm mm 200315⨯ 模柄孔尺寸：mm mm 5030⨯Φ3.2 本章小结本章的主要内容就是查阅书籍进行冲压过程中多应用的压力设备的选取，在次过程中我学会了查阅和对比，在查阅中我对自己所学的模具工业有了更加深刻的认知。

4主要工作部分尺寸计算模具的主要工作部分：落料凹模、凹凸模、翻边凸模的工作关系请查看总装图。

4.1 落料刃口尺寸计算根据附录3冲裁模刃口双面间隙mm Z 02.0min =，mm Z 04.0max =。

工件的未注公差尺寸按IT14计算，查参考书籍得落料件直径为mm 074.077.60-Φ落料凸、凹模的制造公差由表 4-1查得mm 02.0=凹δ，mm 03.0=凸δ。

磨损因数由表 4-2查得5.0=x 。

表 4-1规则形状（圆形、方形件）冲裁时凸模，凹模的制造公差 （mm ）表 4-2磨损因数x校核：mm Z 02.0Z 03.002.0min max =->+=+凹凸δδ。

则落料凸、凹模采用配合加工方法。

凹模尺寸mm mm x D D A 02.0002.0004.60)74.05.077.60(+++=⨯-=∆-=凹）（凹δ 凸模的尺寸按凹模尺寸配制，其双面间隙为0.04mm ～0.02。

4.2 切边刃口尺寸计算冲压工件切边部分尺寸为 mm 74.002.30+Φ，尺寸精度为IT14级。

切边间隙对切边质量和模具寿命影响较大，双边间隙Z 过小则模架导向精度高，模具寿命低；Z 过大则制件口部毛刺大，取～0.03mm 02.0=Z 为宜。

根据附录3得切边刃口双面间隙mm Z 02.0min =，mm Z 04.0max =。

查表 4-1得 凸、凹模的制造公差mm 02.0=凸δ，mm 025.0=凹δ。

磨损因素由表 4-2查得 x=0.75。

校核：mm Z Z mm mm 02.0025.002.0min max =->+=+凹凸δδ。

则切边凸、凹模采用配合加工方法。

凸模尺寸mm mm x d d 002.0002.0076.3074.075.02.30)---=⨯+=∆+=）（（凸凸δ凹模的尺寸按凸模尺寸配制，其双面间隙为～0.04mm 02.0mm 。

4.3 翻边的工作部分尺寸计算模具主要结构中落料凹模、凸凹模、翻边凸模的工作尺寸分别如图4-1、4-2、4-3 所示。

图4-1落料凹模工作部分尺寸 图4-2凸凹模工作部分尺寸 图4-3翻边凸模工作部分尺寸为了避免弹性卸料和推件装置的行程过大，翻边凸模端部设计为圆锥形凸模，其锥角取 90。

推件块还有压边的作用，故翻边凸模不需要台肩。

由于翻边凸模在下行中，还进行挤切修边，则翻边凸模的直径 mm D 002.076.30-=凸。

翻边凸模、凹模之间的单边间隙2Z 可控制在～0.85)t 0.75(，使直壁稍微变以保证竖边成直壁。

则翻边凸、凹模的单边间隙mm t Z255.085.02==翻边凹模尺寸mm mm Z D D 025.00025.00027.31255.0276.3022+++=⨯+=+=）（）（凹凸凹δ 4.4 本章小结本章主要着手模具工作部分的尺寸计算，通过查表和运用公式的计算来计算出加工工件时模具的具体尺寸，也是本次设计的重点之一，我在这个过程中又巩固了公差的概念和其所学，对我日后的工作具有深远的意义。