封盖、落料、冲孔、拉深、翻边复合模 学 生：谢 波 指导老师：陈力航湖南农业大学东方科技学院摘 要：模具是工业产品生产使用的重要工艺装备，它以其自身的特殊形状通过一定的方式使原材料成型。现代工业生产中，由于模具的加工效率高，互换性好，节省原材料。模具技术已成为衡量一个国家制造水平的重要标志之一。模具技术能促进工业产品的发展和质量的提高，并能获得极大的经济效益。模具是效益放大器，用模具生产的产品的价值往往是模具价值的几十倍、上百倍。 关键词：封盖落料冲孔,拉深,翻边 Abstract: Mold,which is used to mould raw material due to its special shape, is a piece of important equipment in the process of producing industrial products. It is wildly used in modern industry, because of its effective machining, exchangeable quality, saving raw materials and lower costs. one important way of mesuring the manufacture level of country is the technology of mold,which can advance the quality of products and promote its development and agin great economical benefits, Mold is effective amplifier.Products with the value of the mold is often ten times and a hundred times the value of the mold,.Keywords: sealing, falls the material, punch holes, drawing, flange superposable die.1 前言本套模具设计，我所设计的是生活中极为常见的是与其它零件配合使用的封盖，主要介绍的是冲压生产中应用最广泛的落料、冲孔、拉深、翻边工序，设计的模具是它整个生产过程一次成型的复合模。我首先对冲压工艺性件进行了分析，比较和确定工艺方案，然后进行主要工艺参数的计算，再进行模具的总体设计，选择合理的冲压设备，最后选择工作零件的加工工艺及模具的装配和试冲等十个步骤，完成了对整套模具的设计与制造。从而培养和提高了我的设计能力。22 材料分析和模具结构的确定2.1 冲压件工艺性分析：工件名称：封盖 工件简图：如下1图生产批量：中批量材 料：材料厚度：1.5 图1 零件图Fig. 1 Detail drawing 该工件材料用冷轧型薄钢板进行拉深是适宜的，暂不变。由图纸可知，该工件属于较典型的无凸缘圆筒形旋转拉深件，形状简单对称，两个圆口直径公差较大，精度在IT12级左右，高度方向尺寸为自由公差，对工件厚度变化也没有特殊要求，只是该工件作为另一个工件的封盖，口部直径可做的稍大些。此工件翻边高度较小，工件的长径比（）也较小，可在一次拉深中完成，而工件总高度尺寸可在拉深后修边达到尺寸要求。此工件的基本工序为：落料、冲孔、拉深、翻边。2.2 冲压工艺方案的确定：该工件的加工从零件的形状上分析：先落料冲孔、再拉深翻边。根据这一加工顺序，可有三种不同模具结构供选用：方案一：落料-冲孔-拉深-翻边，采用单工序模具，则需要四套模具。方案二：落料-冲孔-拉深-翻边，采用复合模具，即只需要一套模具。方案三：落料-冲孔-拉深-翻边，采用级进模具，即先冲孔落料再拉深翻边，只需要一套模具。以上方案中的三种模具特点比较见下表1表1 模具特点比较Tab. 1 Comparison mold比较项目 单工序模 复合模 连续模冲件精度 较低 高 一般生产效率 较低 较高 高 生产批量 适合、大、中、小批量 适合大批量 适合大批量模具复杂程度 较易 较复杂 复杂模具成本 较低 较高 高模具制作精度 较低 较高 高模具制造周期 较快 较长 长模具外形尺寸 较小 中等 较大冲压设备能力 较小 中等 较大工作条件 一般 较好 好由于这样一个工艺按单工序模具来加工，则需四个工序，即需要四套模具。四台设备，模具制造费用大，生产效率低，且不容易保证尺寸精度，操作不便，也不够安全，所以方案一不合理。若采用模具级进则模具制造难度加大。工件的尺寸也不容易保证。生产效率也不高，所以方案三也不合理。而采用复合模制冲件时，由于这个工件的结构不太复杂而且轴对称，复合模的成本不是太高，制造的难度也不大，容易保证尺寸的精度，操作也方便，安全性好，生产效率高，所以综合考虑，方案二比较合理。2.3 模具结构形式的确定表2.1复合模的比较Tab. 2.1 Comparison of compound die工作零件装配位置 倒装复合模 顺装复合模凸模 在上模部分 在下模部分凹模 在上模部分 在下模部分凸凹模 在下模部分 在上模部分表2.2复合模的比较Tab. 2.2 Comparison of compound die比较项目倒装复合模顺装复合模出件方式采用顶杆、顶杆自上模（凹模）内推出，下落到模具工作面上采用弹顶器自下模（凹模）内顶出至模具工作面上冲裁件的平整度较差较好废料排除废料凸模内积聚到一定程度后，便从下模部分的漏料孔或排出槽排出废料不在凸凹模积聚。压力机回程时既从凸凹模内推出凸凹模的强度和寿命凸凹模承受的涨力太大，凸凹模的最小壁厚应严格控制，否则会涨裂受力情况比倒装复合模好，但凸凹模的内形尺寸易磨损增大，壁厚可比倒装的薄生产操作废料自漏料孔中排出，有利于清理模具的工作面，生产操作较安全废料自上而下击落，和工件一起汇聚在模具工作面上，对生产操作不利适应性冲裁件平整要求不高，凸凹模强度足够时采用。凸凹模尺寸较大时，可直接固定要下模上，不用固定板适用于薄料的生产，平整度要求较高，以及壁厚较小，强度较差的凸凹模首先已经确定这是一套复合模，分析这个冲件结构可知，该工件是一个简单的圆形且是轴向对称的冲裁翻边件，而且最大直径可直接通过落料得到，内部需要冲中心孔和翻边，而内孔的冲裁又会产生废料，参见表2，并比较，所以总体上应将落料的凹模固定在下模座上，冲孔的凹模也固定在拉深凸模上，这样先完成落料冲孔，再随着模具的继续动作完成拉深和翻边，而冲孔产生的废料可以通过与冲孔凹模相通的通孔直接排出模具外。又由于条料只有1.5，较薄，而且冲压件较小，质量要求一般，属于普通冲裁，所以可以用弹性卸料装置进行卸料，同时可以利用弹性装置来实现冲裁前凸凹模与卸料板的压力来完成压料动作，以保证工件的平整度。又由于毛坯以条料的形式送进模具，生产量又大，所以采用一个导料销和一个挡料销来完成条料送进时的正确定位和均匀正确的送料步距，同时由于冲件结构较简单，冲件又小，所以用手动送料即可。在上下模座的导向方式上，考虑到冲件的结构较简单，尺寸精度要求较一般，而且是大量的生产，应可能提高模具的使用寿命，可以用导柱和导套配合的形式来完成上下模正确的冲裁定位。3 主要设计计算3.1 毛坯尺寸计算在计算毛坯前先确定翻边前半成品的形状和尺寸。这里有两种情况： 的高度尺寸太大，不能用翻边的办法把全部高度都制造出来，而有一部分靠拉深形成的。另一种情况是全部高度翻边而成，上面这两种情况，翻边前毛坯的形状尺寸是不一样的。具体计算如下：按照翻边高度H的计算公式，经过变换得到翻边系数计算公式，再将翻边直径翻边圆角半径值，板料厚度值代入翻边系数公式得： 表3 低碳钢圆孔的极限翻边系数Tab. 3, the limit of low carbon steel flange hole coefficient 项目加工方法比值凸模形式加工方法100 50 35 20 15 10 8 6.5 5 3 1球形钻孔去毛刺冲孔0.700.600.520.450.400.360.330.310.30.250.200.750.650.570.520.480.450.440.430.420.42圆柱形平底钻孔去毛刺冲孔0.800.700.600.500.450.420.400.370.350.300.250.850.750.650.600.550.520.500.500.480.47从表3查得翻边系数=0.70（采用圆柱平底凸模冲制底孔）计算的翻边系数大于表中查得的翻边系数，说明全部高度可一次翻边而成。为了计算毛坯尺寸，还需要确定修边余量。3.1.1 修边余量计算由工件的相对高度知该工件拉深较浅，可不考虑修边余量。3.1.2 毛坯尺寸计算 3.2 材料利用率的计算裁板方案有纵裁和横裁两种，比较两种方案，选用其中材料利用率高的一种。纵裁时，每张板料裁成条料数。每块条料冲制的制件数每张板料冲制制件数材料利用率横裁时，每张板料裁成条料数每块条料冲制的制件数每张板料冲制制件数材料利用率由上述计算结果知，虽然材料利用率相等，但纵裁所剩余料比横裁多，所以采用横裁。3.3 确定排样方式工件毛坯直径尺寸比较大，考虑