摘要本次模具设计是从零件的工艺分析开始的，根据工艺要求来确定设计的大体思路。

其开始是确定该模具类型为落料-拉深复合模，计算毛坯尺寸，确定拉深次数，作工艺计算，计算出冲裁时的冲压力、卸料力、推件力，以及拉深时的拉深力和压边力，确定模具的压力中心，选择压力机和确定冲模的闭合高度，最后根据前面所计算出的内容确定模具的凸、凹模尺寸和形状。

设计出挡料销、卸料板、推件装置、弹簧、导柱、导套和模柄等模具的主要零部件，从而完成整个模具的设计工作。

其中模具主要零部件结构设计是这次设计的主要内容，其内容包含了凹模结构设计、凸模结构设计、凸凹模结构设计、定位零件、弹性卸料装置、钢性推件装置、弹簧的选用、导柱与导套、模柄与模架的选取等重要零部件的设计加工方法和加工注意要点。

这样更有利于加工人员的一线操作，使其通俗易懂加工方便。

本次设计不仅让我熟悉了课本所学的知识，而且让我做到所学的运用到实践当中，更让我了解了冲压模具设计的全过程和加工实践中应注意的要点。

使我在此次设计中有一个质的飞跃。

关键词：拉深、复合模、冲压力、冲模闭合高度、拉深力目录摘要 (1)前言 (2)1 冷冲压工艺规程的编制 (4)1.1工艺分析 (4)1.2确定工艺方案 (4)2 零件成形方案的确定 (6)2.1修边余量的确定 (6)2.2毛坯尺寸的计算 (6)2.3计算毛坯相对厚度 (7)2.4总的拉深系数 (8)3 工艺计算 (9)3.1凸、凹模间隙值的确定 (9)3.2凸、凹模工作部分的尺寸 (10)3.3拉深模凸、凹模圆角半径 (12)3.4冲裁工艺力的计算 (17)3.5拉深力和压边力的计算 (19)3.6计算压力中心 (20)3.7选择压力机 (21)3.8冲模的闭合高度 (22)4 模具主要零部件的结构设计 (23)4.1凹模的结构设计 (23)4.2 凸模和凸凹模的结构设计 (25)4.3 定位零件 (27)4.4弹性卸料装置 (27)4.5刚性推件装置 (28)4.6 弹簧的选用 (28)4.7 导柱与导套 (29)4.8 模柄 (30)4.9模架的选取及装配图外形 (30)后记 (33)致谢 (34)参考文献 (35)前言冲压技术是利用安装在压力机上的模具，对放置在模具内的板料施加变形力，使板料在模具内产生变形，从而获得一定形状、尺寸和性能的产品零件的生产技术。

由于冲压加工常在室温下进行，因此也称冷冲压。

冲压加工的板料一般为板料或带料，故也称为板料冲压，而冲压模具是指将板料加工成冲压零件的特殊专用工具。

而复合模就是其中的一种，冲压生产靠模具和压力机完成加工过程，与其他加工方法比在技术和经济方面有着冲压件质量稳定、互换性好、可获得难以制造的壁薄、重量轻、刚性好、表面质量高、形状复杂的零件；不需要加热毛坯和大量切削金属，所以它能节省能源、节约金属；生产效率高等特点。

由于模具具有多种突出的特点，因此在国民经济各个领域广泛应用。

例如，航天、机械、电子信息、交通、兵器、日常电器及轻工业等产业都有冲压加工，不但产业界广泛用到它而且每一个人每天都直接与冲压产品发生联系。

另外，模具工艺分析计算与现代数学、计算机技术联姻，对复杂曲面零件进行计算机模拟和有限元分析，达到预测其一工艺方案对零件成形的可能性和成形过程中将会发生的问题，供设计人员进行修改和选择。

这种设计方法是将传统的经验设计升华为优化设计，缩短了模具设计和制造周期，节省了昂贵的模具调试费用，模具计算机辅助设计、制造、分析的研究和应用，也极大地提高了模具的制造效率和质量，使模具设计与制造技术实现CAD/CAM/CAE一体化。

所以为适应市场经济需求，大批量与多种小批量共存，发展适宜于小批量生产的各种模具，经济模具和标准化切易变换的模具系统是当今模具生产面临的一大挑战。

1 冷冲压工艺规程的编制1.1工艺分析该零件为压盖零件。

属于大批量生产，是一个不带凸缘的圆筒形零件，且其形状简单、对称，有利于合理排样、减小废料，直线、曲线的连接处为圆角过渡。

其主要的形状、尺寸可以由冲裁和拉深工序获得。

且选用08F钢，其弯曲半径均大于该种材料的最小弯曲半径，且工件精度要求不高，不需要校形，作为拉深成形尺寸，其相对值d/d、h/d都比较合适，拉深工艺性较好，因此，该零件可以凸用冷冲压加工成形。

其零件如图1.1：图1.1 零件图1.2确定工艺方案冲压该零件所需的基本工序为落料和拉深。

其拉深工艺方案有以下几种：方案一：落料与拉深复合，采用正装复合模。

方案二：落料与拉深复合，采用倒装复合模。

方案三：先落料、再拉深，采用单工序模。

比较上述各方案可以看出：方案一的优点是在压力机一次行程内，可同时完成落料及拉深工序，在完成这些工序的过程中，冲件材料无需进给移动；冲件精度高，不受送料误差影响，内外形相对位置一致性好；冲件表面较为平整；适宜冲薄料及脆性或软性材料；可充分利用短料和边角余料；冲压生产率高，适合于大批量生产，缺点是冲模面积较小，制造复杂，价格较高。

方案二的优点是废料能直接从压力机台面落下，而冲裁件从上模推下，比较容易引出去，操作方便安全，且易于安装送料装置，缺点同方案一。

方案三：优点是通用性好，冲模结构简单、制造周期短，价格低，适合于小批量生产，缺点是冲压生产率低。

由以上分析可知，该零件的加工选用方案一为优。

2 零件成形方案的确定2.1修边余量的确定一般拉深件，在拉深成形后，工件口或凸缘周边不齐，必须进行修边以达到工件的要求。

因此，在按照工件图样计算毛坯尺寸时，必须加上修边余量后再计算，查表2.1可得：2=δ。

表2.1无凸缘圆筒形拉伸件的修边余量δ表出自文献[2]2.2毛坯尺寸的计算出自文献[2] 式[2.1]毛坯尺寸计算公式：2222256.072.1)(4r rd H d d D --++=δ )(655.456.0365.472.1)23.20(3643622m m ≈⨯-⨯⨯-+⨯⨯+=式中：D ———毛坯直径其它尺寸如图2.1所示：图2.1 毛坯尺寸2.3计算毛坯相对厚度式中h 和H 必须加上修边余量。

第一次拉深：651=D t 6.1)%65/1()%/(≈=D t所以查表2.2可知可用压边圈拉深。

表2.2采用或不采用压边圈的条件表出自文献[2]表2.3无凸缘圆筒形件用压边圈拉深时的拉深系数表出自文献[2] （注:当拉深塑性较大的金属时，应比表中数值减小1.5%～2%。

）由表2.3可知：50.01=m 。

08AL —ZF 的拉深塑性较大，可知m 应比表中数值减小1.5%～2%。

则：()49.0%2150.01=-⨯=m2.4总的拉深系数计算总的拉深系数，并判断能否一次拉成，根据工件直径d 和毛坯直径D 算出总拉深系数D d m /=总。

由表2.3选取1m ，如果总m 1m ≥，则说明工件可以一次拉成。

否则需多次拉深。

出自文献[2] 式[2.2] Dd m =总 56.06536≈=---总m 总的拉深次数---d 工件直径---D 毛坯直径即：49.056.01=>=m m 总所以：1m m 〉总，则工件一次拉深即可。

3 工艺计算3.1凸、凹模间隙值的确定3.1.1冲裁间隙的确定冲裁间隙是指冲裁凸模和凹模之间工作部分的尺寸之间，如无特殊说明，冲裁间隙一般是指双边间隙。

冲裁间隙对冲裁过程有很大的影响，对模具寿命也有较大影响。

合理间隙值有一个相当大的变动范围，约为（5%~25%）t左右。

取较小的间隙利于提高冲件的质量，取较大的间隙有利于提高模具的寿命。

因此，在保证冲件质量的前提下，应采用较大间隙。

冲裁间隙的合理数值应在设计凸模与凹模工作部分尺寸时给予保证，同时在模具装配时必须保证间隙，沿封闭轮廓线的分布均匀，这样才能保证取得满意的效果。

表3.1冲裁模初始双边间隙表出自文献[2] 查表3.1得：12.0=z3.1.2拉深间隙的确定拉深模的间隙是指单边间隙，即2凸凹DD Z -=。

间隙过小增加磨擦阻力，使拉深件容易破裂，且易擦伤零件表面，降低模具寿命；间隙过大，则拉深时对毛坯的校直作用小，影响零件尺寸精度。

因此，确定间隙的原则是既要考虑板料厚度的公差，又要考虑筒形件口部的增厚现象，根据拉深时是否采用压边圈和零件尺寸精度要求合理确定。

筒形件拉深时，间隙z可按下面方法确定，有压边圈时其间隙为（1—1.1）t。

由设计可知本模具采用有压边圈装置。

所以单边间隙值为1。

mm3.2凸、凹模工作部分的尺寸3.2.1总裁模凸、凹模配合加工时工作部分的尺寸冲裁模确定凸凹模加工尺寸的原则：●落料件的尺寸取决于凹模，因此落料模先决定凹模尺寸，用减小凸模尺寸来保证合理间隙。

●刃口磨损后冲件尺寸减小，取接近或等于冲件的最大极限尺寸。

●在选择模具制造公差时，既要保证冲件的精度要求，又要保证有合理的间隙值。

一般冲模精度较冲件精度高2~3级。

表3.2配合加工时，凸凹模尺寸的计算公式表出自文献[2]凹模磨损后落料件尺寸增大，由表3.2得：∆∆-=25.00)(x A A d 式中 ---d A 凹模刃口尺寸，单位为mm ---A 工件基本尺寸，单位为mm ---∆工件的公差，本工件公差为0.3mm---x 磨损系数。

当冲裁件精度低于13级时，5.0=x 所以凹模的尺寸为：∆∆-=25.00)(x A A d )(85.64)3.05.065(075.003.025.00mm =⨯-=⨯凸模尺寸为：Z A A d p -=)(73.6412.085.64075.00075.00mm =-=3.2.2拉深模凸、凹模工作部分的尺寸拉深凸模和凹模工作部分的尺寸及其制造公差，当工件要求内形尺寸时以凸模尺寸为基准进行计算，即：出自文献[1] 式[3.1] 凸模尺寸：0)4.0(凹凸δ-∆+=d d凹模尺寸：凹凹δ++∆+=0)24.0(Z d d---d 工件内径，单位mm ，本工件为mm 35故mm d 003.0003.012.35)3.04.035(--=⨯+=凸mm d 05.0005.0012.37)123.04.035(++=⨯+⨯+=凹3.3拉深模凸、凹模圆角半径一般来说，d r 尽可能大些，大的d r 可以降低极限拉深系数，而且还可以提高拉深件的质量。

但d r 太大会削弱压边圈的作用，可能引起起皱现象，因此d r 大小要适当。

筒形件首次拉深时的凹模圆角半径可由下式确定：出自文献[1] 式[3.2] t C C r d 21=式中 ---1C 考虑材料力学性能的系数，对于软钢，硬铝，11=C ， 对于纯铜、黄铜、铝8.01=C---2C 考虑板料厚度与拉深系数的系数，见表3.3。

表3.3拉深凹模圆角半径系数2C表出自文献[1]所以：t C C r d 21=)(7171m m =⨯⨯=凸模圆角半径过大，会使不与模具表面接触的毛坯宽度加大，使这部分毛坯容易起皱；如果过小时，会使毛坯沿压边圈的滑动阻力增大，对拉深不利，又因本工件为一次拉深成形，所以凸模圆角半径与零件底部圆角半径的数值相等。