密封端盖的冲压工艺与模具设计要点模板.doc

密封端盖冲压工艺及模具设计摘 要：本文经过对一个实际零件密封端盖冲压工艺设计和模具设计，说明了常见机械结构设计通常方法和步骤，并给出了部分在设计过程中所碰到问题和参与实际设计感受。说明了在设计过程中应该树立态度和作风，设计所要达成目标和需要培养能力，给出了通常论文格式和写作方法。关键词：加工工艺；冲压模具；工艺计算；结构设计Abstract：Through the designing of the stamping technique and the die about a actual part-seal cover. The author in this text express a normal method and step. Even more, exposure some questions during the process of the designing and some feeling when participating the real designing. Introducing the attitude dealing style the purpose of your designing and the ability needed to cultivate during the process of designing. At last the writing method and style of the normal thesis are also included!Key Words：Processing technologyRamming mold Process design Structural design 文件综述目前，伴随世界经济一体化趋势发展。中国作为一个含有丰富廉价劳动力国家，正越来越受外国资本亲睐。制造业作为一个劳动密集型行业正逐步向中国转移，中国正成为“世界工厂”。中国制造业GDP39%，占工业总产值77.6%，占国家税收总额30% 和财政收入27%。占全国工业职员90%；占出口总额90%。当一个国家成为“世界工厂”后，肯定是世界数一数二经济强国。模具以其生产效率高，产品质量好特点在整个制造业中占有极其关键位子。而模具生产技术水平高低，已成为衡量一个国家产品制造水平高低关键标志，因为模具在很大程度上决定着产品质量、效益和新产品开发能力。一、中国模具使用历史模具这项在世界上广泛利用加工手段，正式我们祖先智慧结晶。是我们中华民族对世界又一重大贡献。中国使用模具历史能够追述到商朝。在商朝，青铜器使用就已经很普遍。同时青铜器制造水平也很高，模具使用也是很普遍。于是才有了“司母戊大方鼎”和“四羊方樽”这么青铜器精品。到了春秋战国时期，铁器开始出现，并逐步替换青铜器。模具使用技术也更为完善。在秦汉时期，模具技术已很完善了，如地动仪产生，就缺不了模具功劳。以后各个朝代，对模具使用全部很大。当初中国模具技术一直走在世界前列。在这段时间里，模具技术经过多种路径传到了世界各国。并在生产中发挥了极其关键作用。模具技术也得到了对应发展。不过在近代，因为封建统治者政策失误和连年战争，造成了中国在模具方面技术远远落在了其它发达国家后面。所以，我们现在不得不从国外引进优异技术来发展本国模具技术。二、中国模具生产现实状况因为历史原因形成封闭式、“大而全”企业特征，中国大部分企业均设有模具车间，处于本厂配套地位，自70年代末才有了模具工业化和生产专业化这个概念。模具工业关键生产能力分散在各部门关键产品厂内工模具车间，所生产模具基础自产自用。据粗略估量，产品厂模具生产能力占全国模具生产能力75%，她们装备水平很好，技术力量较强，生产潜力较大，但关键为本厂产品服务，和市场联络较少，经营机制不灵活，不能发挥人力物力潜力。模具专业厂全国只有二百家左右，商品模具只占总数20%左右，模具标准件商品率也不到20%。因为受旧管理体制影响。模具生产生产效率不高，经济效益较差。模具生产专业化、商品化和技术管理水平全部比较低。现代工业发展要求各行各业产品更新换代快，对模具需求量加大。通常模具中国能够自行制造，但很多大型复杂、精密和长寿命多工位级进模大型精密塑料模复杂压铸模和汽车覆盖件模等仍需依靠进口。改革开放20多年来，中国模具工业取得了飞速发展，设计、制造加工能力和水平、产品档次全部有了很大提升。据不完全统计，全国现有模具专业生产厂、产品厂配套模具车间(分厂)近17000家，约60万从业人员，年模具总产值达200亿元人民币。不过，中国模具工业现有能力只能满足需求量60%左右，还不能适应国民经济发展需要。现在，中国需要大型、精密、复杂和长寿命模具还关键依靠进口。1997年中国模具工业协会对下属209家骨干企业(含产品厂模具车间)统计资料表明，其模具总产值13.7亿元人民币，进口模具大约为336万美元。按产值计算，现在中国冲压模占50%左右，中国冲压模大多为简单模、单工序模和符合模等，精冲模，精密多工位级进模还为数不多，模具平均寿命不足100万次，模具最高寿命达成1亿次以上，精度达成35m，有50个以上级进工位，和国际上最高模具寿命6亿次，平均模具寿命5000万次相比，处于80年代中期国际优异水平。在采取CAD/CAM/CAE/CAPP等技术设计和制造模具方面，不管是应用广泛性，还是技术水平上全部存在很大差距。在应用CAD技术设计模具方面，仅有约10%模具在设计中采取了CAD，距抛开绘图板还有漫长一段路要走；在应用CAE进行模具方案设计和分析计算方面，也才刚刚起步，大多还处于试用和动画游戏阶段；在应用CAM技术制造模具方面，一是缺乏优异适用制造装备，二是现有工艺设备(包含近10多年来引进优异设备)或因计算机制式(IBM微机及其兼容机、HP工作站等)不一样，或因字节差异、运算速度差异、抗电磁干扰能力差异等，联网率较低，只有5%左右模具制造设备多年来才开展这项工作；在应用CAPP技术进行工艺计划方面，基础上处于空白状态，需要进行大量标准化基础工作；在模具共性工艺技术，如模具快速成型技术、抛光技术、电铸成型技术、表面处理技术等方面CAD/CAM技术应用在中国才刚起步。中国大部分模具厂、车间模具加工设备陈旧，在役期长、精度差、效率低，至今仍在使用一般锻、车、铣、刨、钻、磨设备加工模具，热处理加工仍在使用盐浴、箱式炉，操作凭工人经验，设备简陋，能耗高。设备更新速度缓慢，技术改造，技术进步力度不大。即使多年来也引进了不少优异模具加工设备，但过于分散，或不配套，利用率通常仅有25%左右，设备部分优异功效也未能得到充足发挥。缺乏技术素质较高模具设计、制造工艺技术人员和技术工人，尤其缺乏知识面宽、知识结构层次高复合型人才。中国模具行业中技术人员，只占从业人员8%12%左右，且技术人员和技术工人总体技术水平也较低。1980年以前从业技术人员和技术工人知识老化，知识结构不能适应现在需要；而80年代以后从业人员，专业知识、经验匮乏，动手能力差，不安心，不愿学技术。多年来人才外流不仅造成人才数量和素质水平下降，而且人才结构也出现了新断层，青黄不接，使得模具设计、制造技术水平难以提升。三、模具发展方向模具CAD/CAE/CAM正向集成化、三维化、智能化和网络化方向发展。模具软件功效集成化要求软件功效模块比较齐全，同时各功效模块采取同一数据模型，以实现信息综合管理和共享，从而支持模具设计、制造、装配、检验、测试及生产管理全过程，达成实现最好效益目标。集成化程度较高软件还包含：Pro/ENGINEER、UG和CATIA等。中国有上海交通大学金属塑性成型有限元分析系统和冲裁模CAD/CAM系统。模具设计、分析、制造三维化、无纸化要求新一代模具软件以立体、直观感觉来设计模具，所采取三维数字化模型能方便地用于产品结构CAE分析、模具可制造性评价和数控加工、成形过程模拟及信息管理和共享。伴随世界经济全球化，各企业竞争加剧。企业间交流肯定要求模具设计要有一个方便，快捷平台可供技术交流。即是模具设计网络花。模具检测、加工设备向精密、高效和多功效方向发展。精密、复杂、大型模具发展，对检测设备要求越来越高。现在精密模具精度已达23m，现在中国厂家使用较多有意大利、美国、日本等国高精度三坐标测量机，并含有数字化扫描功效。缩短产品开发周期是赢得市场竞争有效手段之一。和传统模具加工技术相比，快速经济制模技术含有制模周期短、成本较低特点，精度和寿命又能满足生产需求，是综合经济效益比较显著模具制造技术。在经济全球化新形势下，伴随资本、技术和劳动力市场重新整合，中国在加入WTO以后，将成为世界制造业基地。而在现代制造业中，不管哪一行业工程装备，全部越来越多地采取由模具工业提供产品。而中国模具技术因为历史原因，和国外优异设计制造技术还有很大距离。为了适应用户对模具制造高精度、快速生产、低成本迫切要求，模具工业正广泛应用现代优异制造技术来加速模具工业技术进步，满足各行各业对模具这一基础工艺装备迫切需求。 1 前 言在大学四年里我们学东西很多，但同时也很分散。极难系统利用我们所学各门知识。毕业设计对于我们一个本科生而言要想有什么创新，是很困难，也不太现实。我们进行毕业设计目标就是为了经过毕业设计对大学四年所学习各门知识进行一个总结，它就是一个融会贯通过程。比如，在我毕业设计任务密封端盖冲压工艺及模具设计，它即使只是众多加工工艺中一个，但在设计过程里会用到材料、力学、加工方法、制图、计算机等等多门知识。在设计中，关键是要树立正确设计思想和严厉认真科学态度，培养理论联络实际研究精神。培养自主研究和实事求是工作作风；培养进行科学研究和产品开发初步能力。经过此次毕业设计，基础能够综合利用所学知识分析和处理实际工程技术问题；学会搜集，查阅和综合分析多种资料，正确利用多种标准手册和工具书籍，深入提升分析、计算、绘图等基础技能；掌握常见机械结构设计通常方法和步骤，学会设计说明书、论文摘要、文件综述等写作，为以后实际工作打下一定基础。2 零件加工工艺分析2.1冷冲压定义及特点冲压是建立在金属塑性变形基础上，利用安装在冲压设备上模具对材料施加压力，使其产生塑性变形或分离，从而取得所需零件(冲压件)一个压力加工方法。冲压通常是在常温下对材料进行冷变形加工，且关键采取板料来加工成所需零件，所以，也叫冷冲压或材料冲压。冲压工艺和模具、冲压设备和冲压材料组成了冲压加工“三要素”。冷冲压工艺是一个优异金属加工方法，和机械加工及塑性加工其它方法相比，它含有以下特点：生产效率高，且操作方便，易于实现机械化和自动化。产品尺寸精度稳定，且交换性好。冲压时模具确保了冲压件尺寸和形状精度，制得零件通常不进行深入加工。适应性广，冲压能够加工出尺寸范围大，形状复杂零件。材料利用率高，通常为70%80%，通常没切削碎料生成，材料消耗较少。在大批量生产条件下，生产成本低。2.2 零件结构工艺分析对于该密封端盖零件为薄板工件，板料厚度为1.5mm，年产量20万件，属于中批量生产，从以上信息能够考虑用冲压加工来完成。图1所表示，该端盖零件4-7孔用于固定，要求位置公差为75；中间部分为圆筒，凹下部分为50，且中间圆筒部分公差为IT13；四个固定孔无公差要求，且四个孔对称分布，要求孔无变形；材料为Q235A。中间拉深部分拉深系数为50/129 = 0.39。它小于带法兰筒形件首次拉深极限拉深系数0.49。故可采取冷冲压加工一次拉深完成，又因为7孔边距外轮廓距离远大于凸凹模许可最小壁厚。故可考虑采取复合冲压工艺，无凸凹模强度之忧。2.2 冲压工序选择及工艺方案确实定冷冲压工艺大致能够区分为分离工序和成形工序两大类。分离工序是指坯料在模具刃口作用下，沿一定轮廓线分离而取得冲压件加工方法。分离工序关键有落料、冲孔和切割等。成形工序是指坯料在模具压力作用下，使坯料产生塑性变形，但不产生分离而取得含有一定形状和尺寸冲压件加工方法。成形工序可分为弯曲、拉深、翻孔、翻边、涨形、扩口、缩口和旋压等。依据产品零件形状、尺寸精度和其它技术要求，能够分别采取多种工序或复合工序对板料毛坯进行加工，以取得所需要零件。依据该零件本身部分特点和技术要求，冲压该零件基础工序可分为落料、拉深、冲孔、切边。该零件中部凹下部分可由图2所表示两种方法中任何一个全部可加工得到。(a) (b)图2 密封端盖加工工序示意图第1种方法(a)优点是因为采取了集中复合模，所以只用一副模具即可完成零件该部分成形加工。这么能够提升生产率，降低所需冲床和操作人员数量。但也有以下缺点：模具磨损快，寿命低。因为毛坯整个面积几乎全部参与猛烈拉深变形，而且需要很大压边力和拉深力，这就要求必需要选择相对较大吨位压力机才能完成对零件冲压，这造成了无须要浪费。而且大吨位压力机占用空间也比较大，造成了厂房、维护人员浪费。因为在拉深带凸缘工件时必需要有压边装置，即存在压边力，该力会使得工件和模具间接触面积大为增加，同时也增大了工件和模具间摩擦力，使得工件表面擦伤严重且擦伤面积很大。因为拉深时可能因为压边力分布不均匀和拉深部分形状不一样使得工件形状和尺寸不正确，法兰部分易出现皱纹等拉深缺点，弯角外材料边薄严重，轻易出现破裂拉深缺点，这是因为凸凹模圆角处阻力大造成，和大压边力有直接关系。第2种方法(b)先用一副模具拉深需要拉深部分，然后在另一副模具上翻边。显然拉深变形比第1种方法要缓解，所需要拉深力也要小多。因为在拉深时候，因为没有要求要把凸缘部分也同时加工出来，所以，它能够不要或少要压边力，这使得工件和模具间摩擦力和接触面积全部大为降低，从而降低了模具和工件之间摩擦而增强了工件表面质量，使划伤缺点降低。模具工作条件大为改善，工件法兰处表面质量大为提升。不过增加了模具、压力机和工作人员数量，和方法(a)相比，一样一个过程，方法(b)用了两副模具来完成，相对应需要压力机和工作人员也是方法(a)两倍，从某种意义上来说，它造成了人力资源和设备浪费。零件上孔，全为圆孔，且对称分布，为了确保孔不变形，应该在后续工序里完成冲孔。且应尽可能在平面毛坯上冲出，以确保孔质量和简化模具结构。该零件7孔和边缘距离为4.5mm，大于1.0t = 1.5mm，所以，冲孔时不易引发孔变形，即能够采取冲孔和切边复合加工，一次性完成。但拉深时外形会发生改变，所以7孔应在拉深完成后切边前冲出，且拉深50部分能够作后续工序定位用。2.3 冲压工艺方案比较及模具结构形式选择冷冲压模具是实现冷冲压生产关键工艺设备。冲压件表面质量、尺寸精度、生产率和生产成本和模具类型及其结构设计有直接关系。冲压模具结构性能直接反应了冲压技术水平高低。冲压生产对模具结构基础要求是：在确保冲出合格零件前提下，应含有结构简单，操作方便、安全，使用寿命长，易于制造、维修，成本低廉等特点。模具形式很多，按工序组合程序可分为单工序模、复合模、连续模。对于该端盖零件，依据前面分析，冲压该零件可能有以下多个方案：方案1：工序集中，落料和拉深复合；冲孔和落料复合，一次性拉深成型；采取两副模具,优异行落料拉深，然后进行冲孔落料。方案2：工序集中，落料和拉深复合；然后翻边；然后冲孔落料复合；采取三副模具完成，先落料拉深，再翻边，最终完成冲孔落料。方案3：全部工序分开，用单个模分别加工，用四副模具完成，冲压次序按落料拉深冲孔切边。方案4：工序全部集中，落料、拉深、冲孔、落料连续冲压，采取连续模，只用一副模具完成，工序过程按冲孔拉深冲孔落料。比较上述多个方案：方案1优点是工序比较集中，只需要两副模具，尺寸和形状正确，占用人员和设备相对较少，但模具寿命较短，工件表面刮伤厉害，厚度有变薄，但该零件要求表面质量不高，尽管复合模结构相对复杂，但对于几何形状简单对称零件，模具制造并不困难。方案2优点是模具寿命长，冲压件形位精度和尺寸精度易于确保，工件表面质量很好，生产率高，尽管复合模结构相对复杂，但对于几何形状简单对称零件，模具制造并不困难。但需要三副模具，占用人员和设备相对较多，工序相对分散。方案3优点是模具结构简单，模具寿命长，制造周期短，投产快，但尺寸和形状精度低，工序分散，需要四套模具，生产效率低，难以满足该零件年产量要求，需用人员和压力机多，劳动量大。方案4优点是工序最为集中，只用一副模具完成全部工序，因为其实质是把方案3中各工序分别配置到连续模各个工位上，所以，它含有方案3各项优点，缺点是模具结构复杂，安装调试维修困难，制造周期长，且对于该零件中间无孔，定位较难，要在模具上设置多定位才可满足要求。总而言之，考虑到该零件精度要求较高，表面质量要求不高，批量不大，故选择第1种方案。2.4 毛坯尺寸计算及排样设计2.4.1毛坯尺寸计算毛坯直径：(mm)式中， 拉深部分中径(mm)； 拉深后外径(mm)；h 中高(mm)。查模具简明设计手册表4.8，可得边修余量mm，则，实际毛坯直径：(mm)。所以，实际毛坯面积：d=10023.665(mm2)。2.4.2排样设计冲裁件在板料、带料或条料上部署方法称为排样。合理排样能够有效降低成本和确保制件质量及模具寿命。 合理排样标准在排样时为达成合理性应考虑下列标准：合理排样方法使操作方便，劳动强度低且安全。模具结构简单、使用寿命长。提升材料利用率，在不影响零件性能前提下，能够合适改变冲裁件形状。确保制件质量和制件对板料纤维方向要求。 排样种类及工艺特点排样通常分为有废料排样、少废料排样和无废料排样三种。有废料排样：是指在板料上冲裁件四面全部有搭边，冲裁后搭边成为废料。其材料利用率低，但制件质量和模具使用寿命较高，多用于制件形状复杂、尺寸精度要求较高排样。少废料排样：是指沿制件部分外轮廓切断或冲裁，即制件和条料侧边，或制件和制件之间有部分搭边排样。这种排样方法，材料利用率较高，常见于一些尺寸要求不高制件排样。无废料排样：是指在冲裁过程中制件和制件之间沿不一样线段分开。这种排样方法，材料利用率最高，但对制件形状结构要求严格。采取少废料和无废料排样能够简化冲裁模结构，降低冲裁力，但因其本身公差和条料导向和定位所产生误差影响，冲裁件公差等级低。同时，因为是模具单边受力，不仅会加剧模具磨损，降低模具寿命，而且也直接影响制件断面质量。 搭边工艺特点及影响原因排样时制件和制件之间、制件和条料边缘之间留下余料叫搭边。搭边即使在冲裁过程中是废料，但它在工艺上有很大作用。冲裁时，搭边能够赔偿定位误差，确保冲裁精度；搭边还能够使冲裁后条料含有一定刚度，便于条料送入。搭边选择要合理。过大时，会使材料利用率低，使卸料力增加；过小时，在冲裁中可能被拉断，使工件毛刺增大，严重还会被拉入凸凹模间隙中，损坏冲模刃口。搭边大小和下列原因相关：材料机械性能、工件形状和大小、材料厚度、送进方法及挡料方法影响、排样形式、卸料方法。合理搭边值应该是在确保制件质量前提下，尽可能小。 排样方案确实定及排样图绘制对于该工件，在冲压时，出于结构上考虑，采取固定卸料板，零件尺寸较小，板料较薄，综合以上考虑，采取有搭边排样。查模具简明设计手册表2.25得搭边宽度为a = 1.5mm，b = 2mm，但考虑到零件存在边修余量，而且零件尺寸精度要求不高，为节省材料考虑取b = 1.7mm排样图图3 所表示。图3 零件排样示意图 材料利用率计算衡量排样经济性、合理性指标是材料利用率。材料利用率是指零件实际面积和材料面积百分比。材料面积包含制件实际面积和废料面积。提升材料利用率路径是降低废料面积。废料分为两类：一类是由零件形状特点产生结构废料，通常不可改变；另一类是由零件之间和零件和条料侧边之间形成废料。提升材料利用率，关键从降低工艺废料着手，即设计合理排样方案，选择适宜规格及合理裁料法，在不影响零件性能前提下，改善零件结构。1) 一个进距内材料利用率%75.47%式中，A 一个冲裁件面积(mm)2；n 一个进距内冲裁件数量；B 条料宽度(mm)；S 进距(mm)。2) 整块板料总材料利用率%(mm)式中，n 一张板料上冲裁件总得数目；B 板料宽度(mm)；L 板料长度(mm)。2.5 冷冲压工艺规程制订及工艺过程卡片编制工艺文件通常指冲压工艺卡片，它关键用于叙述加工工艺路线和实施其工艺路线所需工序数量、次序、对应工艺装备和设备类型，和其它辅助工序等。冲压工艺卡关键内容包含：工序序号、工序名称、工序草图、工艺装备、设备、材料种类和规格、工时定额等。工序名称应简明说明该工序所做工作。工序草图为该工序加工简图，其视图应尽可能少，以能说明问题为限，工序草图中仅要求工序所完成加工尺寸，其它尺寸不要求标注，工艺装备要写明模具名称及编号。设备要写明设备型号及吨位。对于该密封端盖，关键有四个单工序来完成，即：落料拉深冲孔落料。但由前文分析能够知道，冲压该工件采取了两套复合模，即采取了工序集中，把落料和拉深复合，冲孔和落料复合。在填写工艺卡片时能够把它看成两工序来完成，即落料拉深工序和冲孔落料工序，这么就大大简化了工艺卡片，看起来愈加清楚明了。板料采取18009001.5(mm)，横裁得到冲压板料。在冲压设备里全部选择了JH21-45开式压力机，选择依据见后续工艺计算。对于该零件冲压工艺规程卡见表1所表示： 表密封端盖冲压工艺规程卡标识产品名称冲压工艺规程卡工件名称密封端盖年产量第页产品图号工件图号20万件共页材料牌号Q235A毛坯形状及尺寸选择料板 横裁成18009001.5(mm) 9001161.5(mm)工序号工序名称工序草图工装名称及图号设备检验要求备注10下料9001161.5剪床20落料拉深落料拉深复合模JH21-45按草图检验30冲孔落料冲孔落料复合模JH21-45按草图检验40去毛刺滚筒50检验按冲压件图检验原底图总号日期更改标识编制校对查对文件号底图总号签字签名日期3 冲模设计不一样冲压零件，不一样冲压工序所使用模具是不一样，但不管何种冲模，全部能够看成是由上模和下模两部分组成，上模被紧固在压力机滑块上，可随滑块做上下往复运动，是冲模活动部分；下模固定在压力机工作台或垫板上，是冲模固定部分。冲模除上下模之外，还包含定位装置，顶件装置，卸料装置，导向装置，连接固定部分等。依据不一样零件要求，要针对模具具体情况而设计不一样结构。对于该密封端盖零件，在落料拉深时采取复合模倒装结构，而在冲孔落料时采取复合模正装结构。3.1 工艺计算3.1.1 凸凹模工作部分尺寸计算冲裁件是测量光亮带尺寸为制件尺寸。冲裁时，假如不考虑材料回弹对工件尺寸影响，则冲孔时孔径大小和凸模靠近，落料时工件外形尺寸和凹模型孔靠近。所以，在进行模具刃口尺寸计算时，冲孔以凸模为基准模，落料以凹模为基准模。凸凹模设计标准以下：冲孔时尺寸由凸模决定，间隙取在凹模上，落料时尺寸由凹模决定，间隙取在凸模上。考虑到冲裁中磨损，设计冲孔模时，凸模基础尺寸应取工件孔尺寸公差范围内较大尺寸；设计落料模时，凹模基础尺寸应取工件尺寸公差范围内较小值。确定冲裁刃口制造公差时，应依据冲裁件精度要求。 落料拉深模工作部分尺寸确定凸凹模间隙及制造公差拉深凸凹模间隙，可依据冲压模具简明设计手册表4.53查得：mmmm查表4.56得：mmmm落料模凸凹模间隙，可依据冲压模具简明设计手册表2.34查得：mm mm若凸凹模制造公差按IT8选择，则mm。对于拉深模部分，因为，故能够采取凸凹模分开加工方法。对于落料模部分因为，故要采取凸凹模配合加工方法。确定凸凹模工作部分尺寸对于拉深模部分： (mm) (mm)对于落料模部分： (mm) (mm)式中，当制件精度为IT12时，则x = 0.75，= 0.4mm。 冲孔落料模工作部分尺寸确定凸凹模间隙及制造公差，依据冲压模具简明设计手册得：凸凹模间隙：mm mm若凸凹模制造公差按IT8计算，则：对于冲孔尺寸7：mm对于落料尺寸65：mm对于落料尺寸86：mm对于冲孔模，因为，可采取凸凹模分开加工方法。对于落料模，因为，故要采取凸凹模配合加工方法。确定凸凹模工作部分尺寸冲孔直径7： (mm) (mm)式中，当制件精度为IT12时，则x =0.75，mm；对于落料模65： (mm) (mm)式中，当制件精度为IT12时，则x = 0.75，mm；对于落料尺寸86： (mm) (mm)式中，制件精度为IT12时，则x = 0.75，mm。3.1.2 冲压工艺力及机床吨位选择 落料拉深模落料力： (kN)式中，MPa。拉深力： (kN)式中，MPa，mm，。压边力： (kN)式中，MPa卸料力： (kN)式中，推料力： (kN)因为拉深、落料为两个过程，即它们不在同一时间内受力，应分别计算。落料工艺力： (kN)拉深工艺力： (kN)由计算知，要求压力为253.97kN，从满足工艺力要求看，可选择450 kN压力机。 落料冲孔模落料力： (kN)式中，MPa冲孔力： (kN)卸料力：(kN)推料力：(kN)式中，推料系数，卸料力系数，为卡在凹模内冲孔废料数目。取。因为同时有四个孔，则推料力(kN)考虑到该工件较厚，凸模横截面积较小，从操作方便出发，采取落料冲孔复合模倒装结构及弹性卸料和下出料方法，则冲压总工艺力F为： (kN)从而可选择450kN压力机。3.2 定位方法选择3.2.1定位装置及定位零件作用冲模定位装置及定位零件作用是确保材料正确送进及在冲模中正确位置，以确保冲压件质量及冲压生产顺利进行。使用条料时，条料在模具中定位有两个内容：一是在送料方向上定位，用来控制送料进距，其零件有挡料销、定距侧刃等。二是在和送料垂直方向上定位，其零件有导料销、导料板等。3.2.2定位零件种类及特点挡料销分为固定挡料销、活动挡料销和始用挡料销。固定挡料销分为圆头和钩形挡料销，通常装在凹模上。活动挡料销多用于倒装复合模上。始用挡料销多用于连续模中条料送进时首次定位。定距侧刃常见于控制连续模送料步进。从而得到正确定位目标。侧刃通常分为矩形侧刃、成形侧刃和尖角侧刃。侧刃定距正确可靠，但增大总冲裁力和增加材料消耗。3.2.3定位及送进方法确实定材料送进方法有导销式和导板式，对于该零件采取导板式送料方法。对于该零件在落料拉深时，选择固定定位销，但考虑到凹模强度不能达成要求，特设计了一个定位支撑板。挡料销装在定位支撑板上，增强了凹模强度。在两边定位上采取了导料板，和固定卸料板装在一起，为和卸料板相匹配，导料板一边设计为圆弧形。对于冲孔落料部分，因为其是前面工序后续工序，冲孔位置精度要求也不是很高，所以能够采取前面加工出中间凹下圆柱体部分外面来定位，而无须装挡料销、导向板等。3.3 卸料和出件装置3.3.1卸料装置形式及特点卸料装置分为刚性卸料装置和弹性卸料装置两种形式：刚性卸料装置结构简单，工作可靠，卸料力大，适适用于平直度要求不高或厚板零件卸料；弹性卸料装置适适用于材料较薄、制件要求平整复合模。3.3.2出件装置形式及特点出件装置关键有刚性出件装置和弹性出件装置两种形式：刚性出件装置通常装于上模，经过压力机上滑块撞击顶杆和顶板把工件顶出来，所以推力极大，工作可靠；弹性出件装置既可装于上模，也可装于下模，其弹力起源于弹簧或橡胶。它兼有压料和出件两个作用。出件平稳无撞击，多用于冲压大型薄件和工件精度要求较高模具。3.3.3卸料装置和出件装置确实定对于密封端盖零件，在落料拉深时，考虑到模具结构要求，在落料部分采取固定卸料装置，在拉深部分采取弹性卸料装置。因为拉深后陷入凹模深度较深，所以采取刚性出件装置。在冲孔落料部分，采取弹性卸料装置，兼有压紧和卸料作用。出件装置采取弹性出件装置。3.4 模具结构设计模柄及上下模板中间联以导向装置总体称为模架，它是装配凸凹模，确保模具正确闭合基础。模架中导向装置能够提升模具精度，降低压力机对模具精度不良影响，同时节省调整时间，提升工件精度和模具寿命，所以，批量生产用冲压模具广泛采取导向装置。冲压模具常见导向装置有导柱、导套，导向装置和导板导向两种形式，而导柱、导套导向又分为滑动导向和滚动导向两种结构形式。3.4.1模架选择综合考虑该零件特点和工艺要求，选择导柱、导套滑动装置。导柱、导套和上，下模座孔之间采取过盈配合连接方法，工作可靠。导柱、导套常见部署形式有多个，因为本设计冲件采取复合模，由零件形状可知道该零件为对称盘形零件，且尺寸小，拉深部分拉深深度不大，又采取压力机为开式压力机。为了使工件能够方便从模具中取出等原因，所以，选择后侧导柱、导套标准模架。对于落料拉深模，由毛坯最大外形尺寸112.6mm，及一定凹模壁厚(40mm)初选，再按模架标准件选择模架具体结构尺寸：上模座尺寸：(mm)，材料：HT200；下模座尺寸：(mm)，材料：HT200；导柱尺寸： (mm)，材料：20钢，热处理方法：渗碳淬火+低温回火(5862HRC)；导套尺寸：(mm)，材料：20钢，热处理方法：渗碳淬火+低温回火(5862HRC)；模柄采取凸缘模柄C50；模具闭合高度：最大210mm，最小170mm。对于落料冲孔模，由工件最大外形尺寸92mm及一定凹模壁厚(30mm)处选，再按其标准选择具体结构尺寸：上模座尺寸：(mm)，材料：HT200；下模座尺寸：(mm)，材料：HT200；导柱尺寸：(mm)，材料：20钢，热处理方法：渗碳淬火+低温回火(5862HRC)；导套尺寸：(mm)，材料：20钢，热处理方法：渗碳淬火+低温回火(5862HRC)；模柄采取凸缘模柄C50；模具闭合高度：最大200mm，最小160mm。3.4.2模具闭合高度确实定对于落料拉深模模具闭合高度通常经过下式确定：H=上模座厚度凹模垫板厚度凹模厚度凸模垫板厚度凸模厚度下模座高度凸模进入凹模深度该模具因为下模座能够满足强度要求，所以没有用垫板，上模座因为顶件装置需要，垫板选为20mm，凸模长度为42.5mm，凹模高度为55.5mm，则该模具实际闭合高度为：H= 45 + 20 + 42.5 + 55.5 + 5018.5 =194.5(mm)查开式压力机规格知道，450kN压力机最大闭合高度为270mm，最小210mm(封闭调整高度60mm)，故所设计模具闭合高度H= 214.5mm满足要求，高度设计合理。对于冲孔落料模模具闭合高度H能够经过下式确定：H=上模座厚度凸模长度凸模垫板厚度凹模厚度凹模垫板厚度下模座高度凸模进入凹模深度该模具因为下模座能够满足强度要求，所以没有用垫板，上模座垫板厚度为10mm，凸模长度为50mm, 凹模高度为40mm, 则该模具实际闭合高度为：H= 45 + 50 + 10 + 50 + 403.5 =191.5(mm)查开式压力机规格可知，450kN压力机最大闭合高度为270mm，最小210mm(封闭调整高度60 mm)，故所设计模具闭合高度H= 211.5mm满足要求，高度设计合理。3.5 压力中心计算因为该零件为标准轴对称零件，拉深、落料、皆对称，其几何中心便是压力机中心，故无须进行压力中心计算。参考文件1 邱建新,李发根,李国禄.模具工业发展趋势综述（上）EB/OL.3 佚名.中国模具技术发展趋势EB/OL.4 佚名.模具机械专用词汇中英文对照表EB/OL.5 魏风兰,张建军,机械制造基础(上) M.沈阳:辽宁科学技术出版社,6 薛启翔.冲压模具和制造M.北京:化学工业出版社,7 魏风兰,张云,陈逢凯.机械制造基础(上) M.沈阳:辽宁科学技术出版社, 8 吴宗泽,罗圣国.机械设计课程设计手册S.高等教育出版9 大连理工大学工程画教研室.机械制图(第四版) M.北京:高等教育出版社,10 张福润,徐鸿本,刘延林等.机械制造技术基础(第二版) M.武汉:华中科技大学出版社,11 蔡颖,薛庆,徐弘山.CAD/CAM原理和应用M.北京:机械工业出版社,12 李永奎,孙嘉燕.计算机辅助制图应用教程M.北京:中国农业大学出版社,13 李硕本等.冲压工艺理论和新技术M.北京:机械工业出版社,14 刘心治.冷冲压工艺及模具设计M.重庆:重庆大学出版社,15 郝滨海.冲压模具简明设计手册S.北京:化学工业出版社,16 W. Thomas, T. Oenoki and T. Altan, J. Mater. Proc. TechnolJ. 98 () 232.17 Emanuel Sachs etc.Dimensional control,Surface finish and hardness .Progress on tooling by 3D PrintingM.In Proceedings of So