西南科技大学城市学院City College of Southwest University OfScience and Technology《模具设计》课程设计说明书2014～2015学年第2学期设计题目：杯形件模具设计指导教师：武燕专业班级：汽车1204姓名：周飞学号：201240262日期：机电工程系制目录第1章零件分析 ----------------------------------------- 31.2 零件的加工工艺方案设计---------------------------- 41.3 冲孔工艺方案设计---------------------------------- 41.4 冲裁工艺力的计算---------------------------------- 4第2章冲模零部件的选用、设计和计算---------------------- 52.1 计算凸、凹模的刃口尺寸---------------------------- 52.2初定各主要零件的外形尺寸： ------------------------ 52.3标准件的选用-------------------------------------- 6模具总装配图 -------------------------------------------- 7参考文献： ---------------------------------------------- 8第1章 零件分析拉深件冲孔；材料：铝合金，t=0.5mm 1.1 工件工艺分析该零件为带凸缘拉深台阶冲孔件，底部圆角R1mm ，满足底部圆角大于材料2倍厚度的要求，具有良好的结构工艺性。
外形尺寸均为标注公差，普通拉深即可满足零件的精度要求。
孔径形位公差01.0=∆精度要求不高。
拉深工艺分析计算毛坯直径确定是否添加修编余量。
根据工件的相对高度3.041/12/==d h 查表4-2取修编余量5.3=∆r mm 。
毛坯直径: 222144.34rd H d d D -+=,其中391=d ,mm H 12=,mm d 422=,mm r 1=. 计算得到mm D 274.58=.确定压边圈范围：t/D*100=0.85%.查表知需要用压边圈保证凸缘起皱。
1==d P R R 大于二倍厚度不用使用整形工具。
拉深次数计算由于5.14260<=d d t ，拉深高度H=12mm<(0.4~0.6)d 故该零件只需一次拉深。
该零件的凸缘处均布05.05.33±⨯φ通孔，底部分别有05.02.22±⨯φ和一个08.022±φ的孔制造的经济公差确定。
由于冲裁的精度不高，形状轮廓较小故采用集中工序。
1.2 零件的加工工艺方案设计由以上分析可知，冲裁件具有拉深的精度不高，冲裁满足制造经济经济性故有以下工艺方案：（1）零件采用先落料，再拉深，最后冲孔。
（2）零件先落料拉深冲裁底部22φ mm 的孔，再冲底部的mm 2.2φ小孔，最后冲裁凸缘部的均布孔。
（3）零件先落料拉深冲裁底部22φ mm 的孔，再冲裁凸缘部的mm 5.33φ⨯均布孔。
最后冲冲底部的mm 2.2φ小孔。
考虑到零件的制作精度和制造的经济性。
采用第一种方案较为合适，工序相对较少，冲裁工序集中减少了因换模具造成的精度降低和变形。
节约零件的成型时间。
1.3 冲孔工艺方案设计由以上分析可知冲裁件的尺寸精度形状轮廓等特性。
查表可知凸凹模的最小壁厚 C=0.6mm 小于凸缘上均布的孔mm 5.3φ到外轮廓的距离，因而采用复合模结构。
综上所述模具结构采用中间导柱标准模止转销，弹性卸料，间接冲裁模。
计算压力中心：冲裁件的底部和凸缘部分都是冲孔，是规则的几何外形，其冲裁中心就是冲孔的几何中心，整体的压力中心在零件的圆心处。
1.4 冲裁工艺力的计算估算冲裁力：零件采用弹性卸料和推件，故需要计算冲裁力和推件力和弹性卸料力。
（1）计算冲裁力：等高设计。
冲裁mm 5.33φ⨯的孔作为一道工序。
冲裁mm mm 2.22,22φφ⨯的两种孔为一道冲裁工艺。
（2）首先计算：2787.371305.035.33.1F 1168.04N1305.022.23.1F 5840.22N1305.0223.121=⨯⨯⨯⨯⨯===⨯⨯⨯⨯⨯===⨯⨯⨯⨯==πτπτπτb b b KLt KLt KLT F 总冲裁力F=5840.22+1168.04+27887.37N=9795.63N（3）计算推件力：2938.689N5.663.9795=⨯⨯==O O F nk F t t （4）计算顶件力：489.78N63.979505.0=⨯==F K F D D （5）计算卸料力:293.86N 63.979503.0F X =⨯==F K X计算冲裁工艺力：10579.27N 78.48986.29363.9795=++=++=D X F F F F 初选压力机：压力机的公称压力应大于冲裁工序力，即12695.13N 2.1=≥F F P ,查表1-5初选开式可倾式曲柄压力机，型号为J23-6.3.第2章 冲模零部件的选用、设计和计算2.1 计算凸、凹模的刃口尺寸1.查表2-12确实冲裁间隙为06.0,04.0max min ==Z Z 。
2.计算冲孔人口尺寸。
采用互换加工，即凸，凹模分开加工，以凸模为基准件。
冲裁件尺寸mm d mm d mm d 05.005.0305.005.0208.008.012.2,5.3,22-+-+-===.圆形冲裁件的刃口尺寸制造公差可取为7~6IT IT ,因采用基轴制，所以凸模的制造公差可取为IT8，凹模的制造公差IT7,。
差标准公差数值表得.025.01,02.01.02.0,02.0====a t a t δδδδ因02.0min 21=-≤+Z Z MAX δδ，02.0min 21=-≤+Z Z MAX a t δδ故选取得凸凹膜制造公差能够保证冲裁间隙位于0.04~0.06的范围内。
查表2-14，取磨损系数均为0.75，按式下式计算：025.002.0008.22)04.012.092.21(04.22)16.075.092.21(=++==⨯+=--a t a t d d δδ， 02.002.0031.2)04.0075.015.2(27.2)1.075.015.2(=++==⨯+=--a t a t d d δδ02.002.0056.3)04.0075.045.3(52.3)1.075.045.3(=++==⨯+=--a t a t d d δδ2.2初定各主要零件的外形尺寸：（1）凹模外形尺寸的确定：查表2-17，根据9.94mm70081.012.11.012.1,113.693322=⨯====C a F K H K m m l 计算凹模厚度：，去壁厚 ：mm H C a 928.112.194.92.1=⨯==，查圆形凹模板标准JB/T 7643.4—2008得到:Ha=10mm定位凹模的外形尺寸：5.310,5.310φφ⨯⨯mm mm mm计算凸缘凹模的厚度，根据 6.53mm 37.27871.011.01,98.323322=⨯====C a F K H K m m l 计算凹模厚度：，取 凸缘凹模的外形尺寸：mm mm 5.37φ⨯，查圆形凹模标准确定凹模尺寸（2）凸模固定板、弹性卸料版、垫板等厚度的确定。
根据式2-37粗算固定板的厚度：mm H h a g 8108.08.0=⨯==,取外形尺寸与凹模相同，查圆形固定板的标准JB/T 7643.5-2008 mm mm 6310φ⨯。
查表2-19，得弹性卸料板厚度mm h x 8=。
根据凹模的外形尺寸，查圆形垫板标准JB/T 7643.6-2008厚度mm H db 6=.（3）凸模长度尺寸的确定。
使用弹性卸料装置，凸模长度按下式计算： 7.0'-++=x g p h H h L确定橡胶的自由高度。
冲裁的工作行程mm t l c 5.22=+=，橡胶的自有高度H ，取凸模刃磨量和调整量mm H 5''=∆mm H 3025.055.20=+=，确定橡胶的安装高度：mm H k H y 5.253085.0'02=⨯== 凸模长度为：mm h H h L x g p 415.085.2585.0'=-++=-++=凸缘凸模的长度：mm h H h L x g p 63125.085.258125.0'=+-++=+-++= 选用圆柱头直杆圆凸模，凸模2的外形尺寸为：mm mm 635.3⨯φ，凸模1外形尺寸为：mm mm mm mm 412.2,4122⨯⨯φφ。
（4）计算上下模座。
根据式2-35，计算得下模座的厚度： mm H H a X 12102.12.1=⨯==根据式2-36，计算得上模座的厚度：mm H H X s 75125=-=-=2.3标准件的选用标准模架的选取。
依据计算出的各种板的厚度，估算模具闭合的高度值为： mm H H h A h H H H H S g x db A X 123'=+++++++=闭合查模架标准表：选用中间导模架6号，闭合高度150mm. 模架165~14080⨯φ I GB/T 2851.6 由此确定上下模座及导柱、导套规格为：中间导柱上模作：11.2855/3080T GB ⨯中间导柱下模座：80×40GB/T2855.12导柱 22×130GB/T2861.11导套 20×70×28GB/T2861.6模具总装配图通过以上设计，可以得出装配图。
参考文献：《冲压模具课程设计指导与范例》北京大学出版社《模具设计与制造》第二版机械设计手册软件版《互换性与技术测量》第六版模具设计手册电子版。