1、1 前言全套图纸，加 153893706近年来，冲压成形工艺有很多新的进展，特别是精密冲裁、精密成形、精密剪切、复合材料成形、超塑性成形、软模成形以及电磁成形等新工艺日新月异，冲压见件的精度日趋精确，生产率也有极大提高，正在把冲压加工提高到高品质的、新的发展水平。前几年的精密冲压主要市是指对平板零件进行精密冲裁，而现在，除了精密冲裁外还可兼有精密弯曲、拉伸、压印等，可以进行复杂零件的立体精密成形。过去的精密冲裁只能对厚度为 5-8mm 以下的中板或薄板进行加工，而现在可以对厚度达 25mm 的厚板实现精密冲裁，并可对 b 900MPa 的高强度合金材料进行精冲。由于引入了 CAE，冲压成形已从
2、原来的对应力应变进行有限元等分析而逐步发展到采用计算机进行工艺过程的模拟与分析，以实现冲压过程的优化设计。在冲压毛坯设计方面也开展了计算机辅助设计，可以对排样或拉伸毛坯进行优化设计。此外，对冲压成形性能和成形极限的研究，冲压件成形难度的判定以及成形预报等技术的发展，均标志着冲压成形以从原来的经验、实验分析阶段开始走上由冲压理论指导的科学阶段，使冲压成形走向计算机辅助工程化和智能化的发展道路。为了适应大批量、高效率生产的需要，在冲压模具和设备上广泛应用了各种自动化的进、出料机构。对于大型冲压件，例如汽车覆盖件，专门配置了机械手或机器人，这不仅大大提高了冲压件的生制件质和生产率，而且也增加了冲压工
3、作和冲压工人的安全性。在中小件的大批量生产方面，现已广泛应用多工位级进模、多工位压力机或高速压力机。在小批量多品种生产方面，正在发展柔性制造系统（FMS） ，为了适应多品种生产时不断更换模具的需要，已经成功地发展了一种快速换模系统，现在，换一副大型的冲压模具，仅需 6-8 分钟即可完成。此外，近年来，集成制造系统（CIMS）也正被引入冲压加工系统，出现了冲压加工中心，并且使设计、冲压1生产、零件运输、仓储、品质检验以及生产管理等全面实现自动化。发展了一些新的成形工艺(如高能成形和旋压等)、简易模具（如软模和低熔点合金模等） 、通用组合模具和数控冲压设备等。这样，就使冲压生产既适合大量生产，也同
4、样适用于小批生产。例如，研制高强度钢板，用来生产汽车覆盖件，以减轻零件重量和提高其结构强度.现在是多品种、少批量生产的时代，到下一个世纪，这种生产方式占工业生产的比例 将达 75%以上。一方面是制品使用周期短，品种更新快，另一方面制品的花样变化频繁，均 要求模具的生产周期越快越好。因此，开发快速经济具越来越引起人们的重视。例如，研制 各种超塑性材料(环氧、聚脂等)制作或其中填充金属粉末、玻璃纤维等的简易模具：中、低 熔点合金模具、喷涂成型模具、快速电铸模、陶瓷型精铸模、陶瓷型吸塑模、叠层模及快速 原型制造模具等快速经济模具将进一步发展。快换模架、快换冲头等也将日益发展。另外， 采用计算机控制和
5、机械手操作的快速换模装置、快速试模技术也会得到发展和提高。 模具标准件的应用将日渐广泛。使用模具标准件不但能缩短模具制造周期，而且能提高模具质量和降低模具制造成本。 因此，模具标准件的应用必将日渐广泛。为此，首先要制订统一的国家标准，并严格按标准 生产；其次要逐步形成规模生产，提高标准件质量、降低成本；再次是要进一步增加标准件 规格品种，发展和完善联销网，保证供货迅速。 模具使用优质材料及应用先进的表面处理技术将进一步受重视。在整个模具价格构成中，材料所占比重不大，一般在 20%30%之间，因此选用优质钢 材和应用的表面处理技术来提高模具的寿命就显得十分必要。对于模具钢来说，要采用电渣 重熔工
6、艺，努力提高钢的纯净度、等向性、致密度和均匀性及研制更高性能或有特殊性能的 模具钢。如采用粉末冶金工艺制作的粉末高速钢等。粉末高速钢解决了原来高速钢冶炼过程 中产生的一次碳化物粗大和偏析，从而影响材质的问题。其碳化物微细，组织均匀，没有材 料方向性，因此它具有韧性高、磨削工艺性好、耐磨性高、长年使用尺寸稳定等特点，是一 种很有发展前途的钢材。特别对形状复杂的冲件及高速冲压的模具，其优越性更加突出。这 种钢材还适用于注射成型漆加玻璃纤维或金属粉末的增强塑料的模具，如型腔、形芯、浇口 等主要部件。另外，模具钢品种规格多样化、产品精料化、制品化，尽量缩短供货时间亦是 重要方向。 模具热处理和表面处理
7、是能否充分发挥模具钢材性能的关键环节。模具热处理的发展 方向是采用真空热处理。模具表面处理除完善普及常用表面处理方法，即扩渗如：渗碳、渗 氮、渗硼、渗铬、渗钒外，应发展设备昴贵、工艺先进的气相沉积(TiN、TiC 等)、等离子 喷涂等技术。22.分析工件零件图及总体冲压生产工艺2.1 分析工件图 Q2351:DYP07盐 城 工 学 院挡 油 盘图 2-1 挡油盘零件图A.工件的整体工艺分析该工件为汽车底盘发动机底壳上的挡油盘，要求内形，孔尺寸，没有厚度不变要求。此工件的形状满足工件的拉伸工艺，可用拉伸工序加工。根据工件的形状和技术要求可以认为该工件为带凸缘的圆筒形工件，且工件的相对凸缘直径、
8、相对凸缘高度较为适宜，拉伸工艺较好。而圆角半径 R1mm,R2mm 偏小些，但拉伸高度较小（H=9.5mm）,故还是可以满足拉伸对圆角半径的要求。86 的尺寸精度较高一0.1些。按公差表查的为 IT14 级，满足拉伸工序对工件公差的要求由于有 6SR2 的小凸包，所以若在拉伸时直接压包，会引起工件凸缘边上产生严重的皱折且无法消除。底部 86 的孔有两种加工方案a.拉伸成阶梯形再冲底孔。b.拉伸成阶梯形再车去底部。在上述的两种加工方案，采用第一种加工方案，工件的质量较高，但零件的生产效率教低，而且费料。由于工件的高度较小，装夹教困难。采用第二种加工方案，零件的生产效率高，省料，减少浪费，而且质量
9、易保证。按工件的使用情况，此工艺完全可以保证工件的技术要求。根据上面的工艺分析，知道无法用一副模具完成工件的加工，必须设计两副模具。单工序拉伸模和冲孔模。B.冲压件的工艺性分析 冲压件的工艺性体现在零件的形状特点，尺寸大小，设计基准，精度和粗糙度，位置误差要求，材料厚度及成型后允许变薄量，材料的机械性能等方面。本次冲压的零件是挡油盘。材料是 Q235 钢。易于冲压。挡由盘边缘有规则的孔和凸包，因此选用模具的冷冲压成型来进行生产。冲压成型后不必采用特殊的控制变形措施，工艺过程简单，产品质量稳定，操作方便。C.冲压生产经济分析 3批量生冲压生产的优越性主要体现在大量。零件采用冲压方法是否较为经济合
10、理，主要决定于零件的生产批量和零件的结构形状、尺寸等因素。Q235 钢是优质碳素钢,具有良好的冲压性能。初步可以认为此工件是阶梯装的有凸缘的圆桶形件。拉伸高度相对较小，易于成型。除 86 所有尺寸都未注公差，均按 IT14 级制造。零件尺寸精度对冲压工艺过程的要求 零件尺寸精度要求也是确定工艺方案、工序数量和顺序的重要依据。在冲压成型过程中，当坯料的强区和弱区对比不明显时，冲压件不可能得到稳定而准确的尺寸。在这种情况下，对零件有公差要求的部位，应在成形后冲出。凡是孔的尺寸和位置会受到成型工序的影响，而且公差要求较高时，必须在有关的成型工序之后冲出。但是，只要孔的尺寸和位置不受后续成型工序影响，
11、后孔的尺寸和位置要求不高时，可在成型工序之前的平板坯料上冲出，以便简化模具，提高生产力。由于材料性能的方向性、模具结构及压料力不均匀等原因，都会造成拉伸件的外边缘或孔翻边的内边缘形状不规则。所以一般情况下，在拉伸或孔翻边工序之后应进行切边或修边。但是如果拉伸件或翻边件高度不大，周边有关尺寸又没有严格公差要求，也可不切边或修边。对零件上几何形状和尺寸公差要求较高而成型工序又达不到要求的部位，应加整形工序。整形工序一般安排在成型工序之后。有些零件对变薄量有要求，其工艺方案予以保证。2.2 确定总体冲压生产方案根据对 SR2 的小凸包分析可知，小凸包虽小但在拉伸时还是会在工件的凸缘部分形成无法消除的
12、皱折，严重影响工件的质量。所以无法将两套模具设计为一套级进模，故不用条料排样。用圆形的毛胚料手工送料，用专用工具送、取料，以避免对工人的危险。43.拉伸模具的设计3.1 工艺分析拉伸是利用模具将平板毛坯或半成品毛坯拉伸成开口空心件的一种冷冲压工艺。拉伸工艺可制成的制品形状有：圆筒形、阶梯形、球形、锥形、矩形及其它各种不规则的开口空心零件。拉伸工艺与其它冲压工艺结合，可制造形状复杂的零件，如落料工艺与拉伸工艺组合在一起的落料拉伸复合模。日常生活中常见的拉伸制品有：旋转体零件：如搪瓷脸盆，铝锅。方形零件：如饭盒，汽车油箱复杂零件：如汽车覆盖件。此零件的基本结构为阶梯形圆桶件的拉伸，所以要对工件的拉
13、伸次数、拉伸高度进行分析，具体过程在下面计算过程中体现。3.1.1 计算毛坯直径本工件采用 Q235 钢，拉伸性能较好。在计算毛胚前，需要先确定拉伸、冲孔前的半成品的形状和尺寸。具体计算过程如下:计算毛胚直径 D:如零件图所示。H=9.5mm，h=(9.5-0.5-0.5)mm=8.5mm,d=90mm，d 凸 =160.d 凸 /d=1.777。根据凸缘的相对直径从表 4-4冲模设计应用实例中查得有凸缘件的修边余量h=4mm。从模具设计大典中查得此类阶梯形旋转体的毛胚计算公式为： (3-1)23124()Ddhd将 d3=169,d1=91,h1=4,d2=114,h2=4.5,代入上式，即
14、得毛胚直径为：694(.5)D= 179.0754mm所以毛胚直径 D=180mm。3.1.2 判断拉伸次数判断拉伸次数 ： 工件的总拉伸因数为 h/dmin=8.5/91=0.104查表 5-14冲压工艺与模具设计t/d100=1/180100=0.56df/d=(160+9)/91=1.857查表 1.82.0 对应的是 0.320.380.1040.320.38故可一次拉伸成型。3.2 确定工艺方案5从该工件的零件图可以看出中间的 86 的孔为 IT10 级加工精度，其他尺寸未标注公差查冲压设计应用实例附录 D。所以拉伸工件按平常加工精度加工。3.3 拉伸工序必要的计算3.3.1 计算压
15、边力，拉伸力，压力机公称压力查表 5-10冲压工艺与模具设计拉伸力的计算：F=d 1 bk1 (3-2)Q235 的 b取 460查表 5-6冲压工艺与模具设计 ，k 1取 0.75将 b=460，k 1=0.75 代入上式F=3.1411414600.75=123496.2M=114/180=0.63查表 5-8冲压工艺与模具设计软钢 t0.5所以取 2.02.5查表 5-8冲压工艺与模具设计软钢 t(1 )t由此可见本旋转体拉伸模凹凸模的拉伸圆角半径可以取工件的圆角半径。c)通气孔的确定拉伸模的凸模上必须要设计通气孔，因为没有通气孔工件将吸附在凸模上，给工件的取出带来了极大的困难。通过查表
16、 4-14冲压设计应用实例取通气孔的直径为 8mm。3.4 模具的总体设计模具的总装配图见拉伸模装配图图 3-1 拉伸模装配图拉伸模是在单动压力机上拉伸，压边圈采用平面式的，胚料用压边圈的凹槽定位，凹槽的厚度必须小于 1mm，因为大于等于 1mm 对压料会产生很大的影响，这里凹槽的伸度取 0.5mm 以便于压料。压边力用弹性元件控制。模具采用倒装结构，以便在下部空间较大的位置安装和调节压边装置。工件出件时用推件器靠弹簧的弹力将工件推出。 （推件器一定要有通气孔，还有推件与7凹模之间的安装必须可无阻力的活动。 ）由于此拉伸模为非标准形式，需计算模具的闭合高度。其中各模柄、上模座、下模座极其配件均
17、取自国标标准件。模具的闭合高度为：取 H=（55+48.5+40+60+1）=204.5mm84.冲孔模模具的设计4.1 冲压件的工艺分析底部 86 的孔有两种加工方案0.1a)拉伸成阶梯形再冲底孔。b)拉伸成阶梯形再车去底部。在上述的两种加工方案，采用第一种加工方案，工件的质量较高，但零件的生产效率教低，而且费料。由于工件的高度较小，装夹教困难。采用第二种加工方案，零件的生产效率高，省料，减少浪费，而且质量易保证。按工件的使用情况，此工艺完全可以保证工件的技术要求。根据上面的工艺分析，知道使用 孔模比较好。另外 6SR2 的凹包拉伸时材料的进给量很小，而且在计算毛胚的时候加入了修边余量所以可
18、以在冲孔的同时拉伸出来。工件的其他尺寸按照冲裁的加工公差查询。4.2 计算冲压力4.2.1 冲裁力的计算为降低冲裁力，提高模具寿命，将冲 86 与 13.2 的多凸模作阶梯行布置，小孔 613.3 的小凸模做短一些，686 的大凸模做长些。其小孔层与大孔层相差 1mm。查书的冲裁力公式：F=Lt （4-1）式中 F-冲裁力（N）L-冲裁件的周长（mm）T-材料的厚度（mm）-材料抗剪强度（MPa）,见冲压设计应用实例书末附录 A 得 Q235 的材料抗剪强度为310380（MPa）小孔层的冲裁力计算：= t= n t （4-1FL1d2）由零件图可得 n=6, =13.2mm，t=1mm，=3
19、80MPa。1d将上面的数值带入式中得=613.2mm3.141mm380MPa=94501.44(N)大孔层：公式（4-3）22bbFLtnd通过工件尺寸可知： =86mm,n=1, =380MPa2d将数据代入上式可得9=13.1486mm380MPa=102615.2N=102.6KN2F由于小凸包在此拉伸工序中压成，故要计算拉伸力。查公式 4-35 计算工件拉伸力，（4-4） bFKdt由表 4-18 中查得，K=1将 K=1，d=5mm，t=1mm, =380MPa 代入上式得b=35.796KN3F因为 213所以选择冲床时的冲裁力为 。2F4.2.2 卸料力的计算卸料力公式查书冲
20、压设计应用实例得：（4-5）K卸 卸查表 2-15，取 =0.03K卸由上面计算冲裁力可知，取最大力 =102.6KN2F将数据代入上式， =0.03， =102.6KN卸=0.03 =0.03102.6KN=3.078KNF卸 2推件力的计算查参考文献得推件力计算公式（4-6）FnK推 推式中 冲裁力（N）;n卡在凹模洞口中的工件（或废料）数目；通过分析工件可知 n=1查参考文献 =0.05K推将数据代入上式可得=10.05102.6KN=5.13KNF推选择冲床时的总压力=102.6KN+35.796KN+3.078KN+5.13KN=146.596KN23F总 卸 推4.2.3 确定压力
21、中心通过对工件的形状分析可知：该工件的基本形状为原形，冲裁的 几个孔都为中心对称，所以该模613.286、具的压力中心为模具中心。4.2.4 计算凸凹模的刃口尺寸a)模具间隙：模具问题系指凸、凹模刃口间缝隙的距离，并用 C 表示，则是单面间隙。而双面间隙则用 Z 表示。间隙对冲裁件质量、冲裁力、模具寿命影响很大，是冲裁工艺与模具设计中的一个极其重要的问题。间隙对冲裁件质量的影响：10冲裁件质量是指断面质量、尺寸精度及形状误差。切断面应平直、光洁，即无裂纹、撕裂、夹层、毛刺的缺陷。零件表面应尽可能平整，即穹弯小。尺寸应保证不超出图样规定的公差范围。影响冲裁件质量的因素有：凸凹模间隙大小及分布的均
22、解剖学性、模具刃口状态、模具结构与制造精度、材料性质等，其中间隙值大小与均匀程度是主要因素。间隙对冲裁件切断面质量的影响：冲裁时，裂纹不一定从两刃口同时发生，上下裂纹是否重合与凸、凹模间隙值的大小有关。当把凸、凹模间隙控制在一定的合理值范围内时，由凸、凹模刃口沿最大刀应力方向产生的裂纹将互相重合。此时冲出的制件断面虽有一定的斜度，但比较平直、光洁、毛刺很小。且间隙过小时，由凹模刃口处产生的裂纹进入凸膜下面的压应力区后停止发展。当凸膜继续下压力时，在上、下裂纹中间将产生二次剪切，制件断面的中部留下撕裂面，而两端光亮带，在端面出现挤长的毛刺。毛刺虽有所增长，但易去除，且制件穹弯小，断面垂直，故只要
23、中间撕裂不是很深，仍可使用。间隙过大时，材料的弯曲与拉伸增大，拉应力增大，材料易被撕裂，且裂纹在离开刃口稍远的侧面上产生，致使制件光亮带减少，塌角与断裂斜度都增大，毛刺大而厚，难以去除。所以，随着间隙的增大，制件断裂面的倾斜库与塌角增大。毛刺增高。b)间隙对尺寸精度的影响冲裁件的尺寸精度是指仲裁件的实际尺寸与基本尺寸的差值，差值越小，则精度越高，这个差值包括两方面的偏差，一是冲裁件相对于凸模或凹模的偏差，一是模具本身的制造偏差。冲裁件相对于凸、凹模尺寸的偏差，主要是工件脱离模具时，材料在冲裁所受的挤压变形，纤维伸长，穹弯都要产生弹恢复造成的。差值可能为正，也可能为负值。当间隙较大时，材料所受拉
24、伸作用增大，冲裁完后因材料的弹性恢复使落料尺寸小于凹模尺寸，冲孔尺寸大小于凸模尺寸。在间隙较小时，由于材料离占、凹模挤压力大，故仲裁完后，材料的弹性恢复使落料尺寸增大，冲孔孔径变小。此外，尺寸变化量的大小还与材料性质、厚度、轧制方向等因素有关。软钢的弹性变形量小，冲裁的弹性恢复也很小，硬钢的弹性恢复量较大。c) 尺寸计算原则:A 落料件的尺寸取决于凹模尺寸，冲裁件的尺寸取决于凸模尺寸。B 计算尺寸时要考虑磨损情况，落料时，凹模取最小的尺寸，冲孔时凸模取 最大尺寸。C 确定刀口制造公差时，要保证工件的精度要求又能保证有合理的间隙，一般模具到造精度要比工件精度高 34 级，如没有注明公差。要查表。
25、d) 计算凸凹模刃口尺寸查表 2-10冲压设计应用实例查得间隙值 ，minZ0.1maxZ0.1据表 2-12冲压设计应用实例查得凹凸模的制造公差11: 860.25m凸 0.35m凹: 13.2凸 2凹校核 axin.1Z. 6凸 凹不满足 的条件mai凸 凹不可采用凸凹模分开加工的方法校核 13.2axmin0.13.0.3Zm24凸 凹不满足 的条件，不可采用凸凹模分开加工的方法。maxin凸 凹e)通过以上的分析可知，必须采用凸模与凹模配合加工的方法，这种加工方法的特点是:A 模具间隙是在配制中保证的，因此不需要校核 ，所以加maxinZ凸 凹工 B 基准件时可以适当放宽公差，使其加工
26、容易。尺寸标注简单，只需在基准件上标注尺寸和公差，配制件仅标注基本尺寸并注明配做所留间隙值。因此，目前一般工厂大多采用这种方法，但用此方法制造的凸、凹模是不能互换的。由于复杂形状工件，其各部分尺寸性质不同，凸模与凹模磨损情况也不同，所以，基准件的刃口需要按不同方法计算。第一类是凹模磨损后增大的尺寸；第二类是凹模磨损后减小的尺寸；第一类是凹模磨损后没有增减的尺寸。同理，对于冲孔件，应以凸模为基准件，可根据凸模的磨损情况，分成A、B、C三类。当凸模磨损后，其尺寸的情况也是增大、减小、不变这一同样的规律。因此对于复杂形状的落料或冲孔件，其模具基准件的刃口尺寸均可按式计算。A 类 4max0jB 类
27、jjAC 类 min.58j 式中 、 、 基准件尺寸（mm）jjBjC、 、 工件极限尺寸（mm）axini 工件公差（mm）对于与基准件相配合的非基准件凸模或凹模的刃口尺寸与公差一般不在图样上标注，而是仅标注基本尺寸，并注明其公差按基准件凹模或凸模的实际尺寸配做，并保证应留的间隙值。另外，如果由于加工需要，希望对落料件以凸模为基准件，对冲孔件以凹模为基准12件，则模具的刃口尺寸可按下式计算A 类 4maxin0j ZB 类 inijC 类 mi.58j 4.3 模具总体设计及主要零、部件设计导柱式简单冲裁模由于这模具准确可靠,能保证冲裁间隙的均匀,冲裁的工件精度较高、模具使用寿命长 而且在
28、冲床上安装使用方便，因此导柱式冲裁模是应用最广泛的一种冲模,适合大批量生产。4.3.1 凸凹模的结构设计a)凸模设计圆形凸模的结构，有以下几种型式：冲小圆孔凸模：为了增加凸模的强度与刚度，凸模非工作部分直径应做成逐渐增大的多级型式。第一种适用于 d=1-8mm, d=1-15mm 的小孔。第二种适用于冲中型圆孔的凸模：适用于 d=8-30mm。以上两种凸模都有标准尺寸。第三种为冲大圆孔或落料用的凸模，一般用 3-4 个螺钉紧固，为减少磨削加工面积，凸模外圆直径要车小，端面要加工成凹坑型式。如采用镶块式凸模，其工作部分用工具钢制造并进行热处理，非工作部分采用一般的结构钢，为减少凸模的磨削面积，故
29、将中部挖成空心。经过对工件图的分析，冲 86 的孔用第三种类型的大凸模如图 4-1，冲13.2 的孔用第一种小凸模，具体结构见零件图。13图 4-1 凸模b)凹模外形尺寸凹模的外形尺寸常用下列经验公式确定：凹模厚度 H=Kb （4-7） 凹模壁厚 c=(1.5-2)H （4-8） 式中： H凹模厚度，mm，其值不应于 15mm；K系数.b凹模孔的最大宽度，mm；c凹模壁厚，mm；H=0.286=17.2mm4.3.2 凸模与凹模的固定机械固定凸模和凹模，最常用的方法是采用固定板固定，凸模和凹模与固定板采用 H7/h6 配合，上面留有台阶。对于形状简单的大、中型凸模和凹模可以采用直接固定在模座上
30、。小凸模可以采用铆接的方法固定。对于经常更换的凸模可以采用快速更换凸模结构。 4.4 卸料板的形式4.4.1 卸料板一般分为刚性卸料板和弹性卸料板两种形式。刚性卸料板：a）为固定式刚性卸料板，适用于冲压厚度在 0.5mm 以上的条料；b）为悬臂式刚性卸料板，适用于窄而长的冲压件卸料；c）为钩形刚性卸料板，适用于在底部冲孔时卸空心工件，还可用于简单的弯曲模和拉伸模。4.4.2 刚性卸料板的安装事项刚性卸料板用螺钉和销钉固定在下模上，能承受的卸料力较大，常用于较厚板材冲压件的卸料。其卸料可靠、安全；但操作不便，生产效率不高。刚性卸料板和凸模的单边间隙一般取 0.1mm0.5mm。刚性卸料板的厚度与
31、卸料力的大小及卸料尺寸等有关，一般取 5mm15mm。4.4.3 弹性卸料板的结构采用弹性卸料板有敞开的工作空间，操作方便，生产效率高。弹性卸料板在冲压前对毛坯有预压作用，冲压后也可使冲压件平稳卸料。但由于受弹簧、橡胶等零件的限制，卸料力较小，并且结构复杂，可靠性与安全笥不如刚性卸料板，常用于较薄板材的卸料。弹性卸料板与凸模的单边间隙一般取 0.2mm0.5mm，对于中小件卸料，弹性卸料板的厚度取 5mm15mm。144.4.4 卸料板常用零件弹簧和橡胶弹簧和橡胶是模具中广泛应用的弹性零件，主要用于卸料、推件和压力等工作。a）圆钢丝、螺旋压缩弹簧模具设计时，弹簧一般是按照国家标准选用的，表 8
32、-2 为冲模中常用的圆柱螺旋压缩弹簧国家标准。弹簧的选用包括以下内容：选择弹簧压力，即F 预 （4-9）式中：F 预 弹簧的预压力，N；F 预 卸料力，N；n弹簧根数。选择弹簧压缩量，即hjh 总=h 预+h 工作+h 修磨 （4-10） 式中 hj 弹簧允许的最大压缩量（mm） ；h 总 弹簧需要的总压缩量（mm） ；h 预 弹簧的预压缩量（mm） ；h 工作 卸料板的工作行程（mm） ，对于冲裁模取（板料厚度+1）（mm） ；h 修磨 模具的修磨量或调整量（mm） ，一般取 4mm6mm。压缩弹簧的选择要符合模具结构空间的要求。因为模具闭合高度的大小限定了弹簧在预压状态下的长度；上、下模座
33、的尺寸限定了卸料板的面积，也就限定了允许弹簧占用的面积，所以选取弹簧的根数、直径和长度，必须符合模具结构空间的要求。b）选择弹簧的步骤根据模具结构初步确定弹簧根数 n，并计算出每根弹簧分别承担的卸料力 F 卸/n。根据预压力 F 预和模具结构尺寸，由弹簧标准中选出若干个弹簧，这些弹簧均需满足最大工作负荷 FjF 预的条件。h1 模板厚度（mm） ；h2 凸模高度（mm） ；h3 刃口修磨量（mm） ；h4 卸料板厚度（mm） ；L 卸料螺钉长度（mm） 。F 卸n154.5 冲压设备的选择a)压力机的行程大小，应该能保证成行零件的取出与毛坯的放进，例如拉伸所用压力机的行程，至少应大于成品零件高
34、度的两倍以上。b)压力机工作台面的尺寸应大于冲模的平面尺寸，且还须留有安装固定的余地，但是过大的工作平面上安装小尺寸的冲模对工作台的受力是不利的。压力机工作台面的尺寸大于压力机滑块底面积, 压力机滑块底面积必须大于模具的尺寸,所以只须考虑压力机滑块底面积的大小.c)所选的压力机的封闭高度应与冲模的封闭高度相适用。模具的闭合高度 H0 是指上模在最低的工作位置时，下模板的底面到上模板的顶面的距离。压力机的闭合高度 H 是指滑块在下死点时，工作台面到滑块下端面的距离。大多数压力机，其连杆长短能调节，也即压力机的闭合高度可以调整，故压力机有最大闭合高度 Hmax 和最小闭合高度 Hmin。设计模具时
35、，模具闭合高度 H0 得数值应满足下式Hmax-5mmH0Hmin+10mm （4-11） 无特殊情况 H0 应取上限值，即最好取在：H0Hmin+1/3L，这是为了连杆调节过长，罗纹接触面积过小而被压坏。如果模具闭合高度实在太小，可以在压床台面上加垫板。导柱式简单冲裁模由于这模具准确可靠,能保证冲裁间隙的均匀,冲裁的工件精度较高、模具使用寿命长 而且在冲床上安装使用方便，因此导柱式冲裁模是应用最广泛的一种冲模,适合大批量生产。模柄，模架均选用标准模架经过比较分析选择导柱式简单冲裁模。165 三维造型及数控编程 5.1 三维造型a)拉伸模凹模图 5-1 拉伸模凹模b)拉伸模凸模图 5-2 拉伸
36、模凸模17本设计的所有三维造型都在三维图集中列出。5.2 数控加工拉伸模凹模数控编程刀轨示意图及部分程序，全部程序见附件。图 5-3 拉伸模凸模刀轨拉伸模凹模数控程序：%N0010 G40 G17 G90 G70N0020 G91 G28 Z0.0:0030 T00 M06N0040 G0 G90 X37.3101 Y-90.2953 S0 M03N0050 G43 Z26. H00N0060 Z23.N0070 G1 Z20. F250. M08N0080 X28.5454N0090 X-28.5454N0100 G0 X-37.3101N0110 Z23.N0120 Z26.18N0130
37、 X46.5626 Y-85.8907N0140 Z23.N0150 G1 Z20.N0160 X39.8858N0170 X-39.8858N0180 G0 X-46.5626N0190 Z23.N0200 Z26.N0210 X53.901 Y-81.486N0220 Z23.N0230 G1 Z20.N0240 X48.2505N0250 X-48.2505N0260 G0 X-53.901N0270 Z23.N0280 Z26.N0290 X60.0312 Y-77.0814N0300 Z23.N0310 G1 Z20.N0320 X55.0141N0330 X-55.0141N034
38、0 G0 X-60.0312N0350 Z23.N0360 Z26.N0370 X65.2946 Y-72.6767N0380 Z23.N0390 G1 Z20.N0400 X60.7139N0410 X-60.7139N0420 G0 X-65.2946N0430 Z23.N0440 Z26.N0450 X69.8871 Y-68.2721N0460 Z23.N0470 G1 Z20.N0480 X65.6278N0490 X-65.6278196.结论这次设计挡油盘拉伸及冲孔模具严格按照冲压模的设计标准设计，按照经济方便的设计理念去进行设计，此结构设计对于 50000 件的生产量来说比较合
39、理 。经初步校核计算完全达到技术要求。20参 考 文 献1许发樾.实用模具设计与制造手册M.北京：机械工业出版社，20012郑大中，房金妹，谭平宇.模具结构图册M.北京：机械工业出版社，19983王桂萍.模具的设计与制造问答M.北京：机械工业出版社，19964孟少农.机械加工工艺手册M.北京：机械工业出版社，19915模具制造手册编写组M.模具制造手册.北京：机械工业出版社，19826冯炳尧，韩泰荣，蒋文森.模具设计与制造简明手册M.上海：上海科学技术出版社，19887洪如瑾，陈焱.UG NX2 CAD 快速入门指导M.北京：清华大学出版社，20048彭建声.简明模具工实用技术手册M.北京：机械工业出版社,19939成大先.机械设计手册M.第四版.北京：化学出版社，200210薛彦成.数控原理与编程M. 北京：机械工业出版社，199411卓迪仕.数控技术及应用M.北京：国防工业出版社，1997
