外壳的冲压工艺及模具设计

外壳的冲压工艺及模具设计内容摘要：

=+3+4 = (mm) 因为 S 总 ﹤ S 最大 ，满足要求。 卸料橡胶的设计 （ 1）卸料橡胶自由高度的计算 橡胶的单位压力和橡胶的压缩量和形状及尺寸有关。 橡胶所能产生 的压力为： F=AP (313) 式中 A—橡胶的横截面积 mm2； P—与橡胶压缩量有关的单位压力 MPa ； 从上文的计算得知该复合模的推料力 F 推 = ； 橡胶的自由高度： S 工作 = t+1+S 修模 ； (314) H 自由 =（ ~） S 工作 ； (315) 式中 S 工作 —橡胶工作行程； t —材料厚度； t =2mm； S 工作 —模具的修模量或调整量，一般取 4~6mm，这里取 5mm； H 自由 —橡胶的自由高度； 所以 S 工作 =2+1+5=8mm ， H 自由 =（ ~） 8=（ 28~32） mm 这里取 H 自由 = 30mm 济南大学 泉城学院 毕业设计 7 （ 2）根据 H 自由 计算橡胶的装配高度 H 装配 =（ ~） H 自由 =（ ~） 30=（ ~27） mm，这里取 H 装配 = 25(mm) （ 3） 计算橡胶的断面面积 A 断面面积 ： A=F/P =102/(4) =3894mm2。 所以 )8/( 2 AD 64/3894   =（ mm） 这里取 D =36mm （ 4） 根据模具空间的大小校核橡胶的断面面积是否合适，并使橡胶的高径比满足下式： ≦ H/D≦ 带入数据， H/D=30/36= , 显然 ≦ ≦ 满足条件要求。 凸凹模的设计 （ 1）凸凹模高度 00H ta xH F H   （ 316） 式中 0H —弹簧的自由长度， mm， 0H =70mm； 0F —弹簧的压缩量， mm， F0=； xH —卸料版厚度， mm， Hx=20mm； 所以 00H ta xH F H   =70－ +20 =（ mm） 取 Hta=77（ mm） （ 2） 凸凹模壁厚的校核 对于内孔不积聚废料或工件的凹凸模（如正装复合模、凹凸模在上模） 最小壁厚 c 为 硬材料 c= 且 c≧ ； 软材料 c=t 且 c≧ ； 济南大学 泉城学院 毕业设计 8 对于 08 钢 c ==2=3（ mm） ； 此工件的凸凹模的壁厚满足最小壁厚的要求，所以设 计的凸凹模满足要求。 卸料板的设计 由于此件的厚度较小，且要求表面平整，可采用无导向的弹压卸料版，查卸料板厚度表。 卸料板宽度 B=205mm 卸料板厚度 h0=20mm 卸料螺钉选用常用的卸料螺钉结构形式 [3]序号一形式。 卸料板材料选用 45 钢，不用热处理淬硬。 压边圈的设计 （ 1） 压边圈的内径 【 13】 DY=（ ~） + dp （ 317） 式中 dp—拉深凸模外径 ； DY——为压边圈外径； 故 DY= += ； （ 2） 压边圈外径 外径 dY=D(~) （ 318） 式中 dY—压边圈外径 ； D—拉伸前半成品工件内径 ； 故 dY=154 =(mm) （ 3）压边圈厚度 根据零件的厚度，及相关零件结构取 h=20mm 模座的 选用 （ 1） 模座的外形尺寸 【 14】 由于凹模的外形尺寸 d=274mm，查模架标准结构表 [4]，可确定在中间导柱滚动导向模架。 下模座的尺寸为： 31560 GB/，同时可确定上模座的尺寸为31550 GB/ ，最大闭合高度 250mm，最小闭合高度 215mm。 （ 2） 模座的材料 从降低模具成本考虑选用铸铁 HT200。 济南大学 泉城学院 毕业设计 9 （ 3） 垫板的校核 垫板的作用是承受凹模或凸模的压力，防止过大的冲压力在硬度较低的上、下模座上压出凹坑，影响模具正常工作。 拼块凹模与下模座之间也可以加垫板。 垫板的厚度根据压力的大小选择，一般取 5~12mm ，外形尺寸与固定板相同，材料一般为 45 钢，热处理后硬度为 43~48HRC。 这里取 10mm。 固定板的设计 固定板的外形尺寸一般与凹模的尺寸相同，固定板的厚度根据经验公式 【 15】 ： (0 .6 ~ )taHH （ 319） =（ ~） 30 =（ 18~24） mm ； 取 Ht =20 (mm) 挡料装置的设计 挡料装置在单工序落料或复合模中，主要作用保持冲件轮廓的完整和适量的搭边。 根据此落料拉深复合模的设计，选用单侧固定的导料销进行导料。 挡料装置利用挡料销进行挡料。 冲模闭合高度的确定 冲模闭合高度 H模 是指模具在最低的工作位置时，下模座的底平面至上模座的顶平面之间的距离（不含模柄高度）。 压力机的闭合高度是指滑块在下止点时工作台面（不含垫板高）至滑块下平面件的距离。 即： H模 =244mm m a x m in5 10H m m H H m m   模 （ 320） 式中 maxH —压力机最大闭合高度， maxH =300mm； minH —压力机最小闭合高度， minH =230mm； 所以 冲模闭合高度满足 240mm≦ H模 ≦ 295mm， 则模具的闭合高度为 244mm 故压力机合格，可用。 济南大学 泉城学院 毕业设计 10 推件装置的设计 （ 1） 推杆的长度 H = h1+2h + C （ 321） 式中 h1—推出状态下，推杆在上模座内长度， h1=55mm； 2h —压力机结构尺寸， 2h =80mm； C— 考虑各种误差而附加常数，取 10～ 15mm 所以 H=55+80+10=145 (mm) （ 2）推杆的公称直径 为了满足推件力的要求，选择公称直径为 8mm的推杆 模柄、导柱、导套的选用 根据所选压力机的模柄孔，根据标准件表，查得相应标准的模柄，选标准的凸缘模柄 d=50mm， D=100mm。 根据标准件表 【 16】 ，选用标准的导柱、导套，按标准选用时，长度应保证上模座在最低位置时，导柱上端面与 上模座顶面距离不小于 10～ 15mm，而下模座底面与导柱面的距离 s 不小于 5mm，导柱的下部与下模座导柱孔采用过盈配合，导套的外径与上模座导套孔采用过盈配合，导套的长度保证在冲压开始时导柱一定要进入导套 10mm 以上。 选 A 型的导套、导柱 D=45mm， d=60mm。 模具材料的选用 凸模和凹模是在强压、连续使用和有很大冲击的条件下工作，并伴有温度的升高，工作条件极其恶劣。 所以对凸凹模的材料要求有较好的耐磨性，耐冲击性，淬透性和切削性。 硬度要大，热处理变形小，而且价格要低廉。 推荐材料 【 17】 有： a. 凸模，凹模，凸凹模均采用 T8A； b. 导柱，导套采用 20 钢；模柄采用 Q275 c. 挡料销采用 45 钢，定位销采用 T7，固定板，凸模固定板采用 Q275； d. 卸料板，顶件板采用 Q275； e．上、下模座采用 HT200； 济南大学 泉城学院 毕业设计 11 4 拉深 冲孔复合模 的设计 冲压压力的计算 (1) 冲孔力 冲F 冲F =K L 冲 t （ 41） 式中 K—系数；选择设备吨位时，考虑刃口磨损和材料厚度及力学性能波动因素，实际冲裁力可能增大，因此取 k=； L 冲 —落料件周长； mm； LD落 ；  — 材料抗剪强度； b —材料抗拉强度； Mpa ； 08 钢  =260~360 取  =300Mpa 所以 ,对于公称直径为 20mm的孔 )(49 KNFF  冲冲  对于公称直径为 )(8 5 23 0 KNFF  冲冲  取 2冲F =32（ KN） (2) 拉深力的计算 深F 通过以上的分析与计算，查拉深力实用公式表 深F 11bF d t k深 （ 42） 式中 1d — 圆筒形件的第一次工序直径，根据料厚中线计算； mm； 1d =78mm； t —材料的厚度， mm， t=2mm； b —材料抗拉强度， Mpa ， 08 纲的 b =330~450Mpa ，取 b =400Mpa ； 1k — 系数； 1。