空气滤清器壳冲压模设计(4)

A）除最后一道工序外，间隙的取向不作规定。

B）对于最后一道工序，当工件外形尺寸要求一定时，以凹模为基准，凸模尺寸按凹模减小以取得间隙。当工件内形尺寸要求一定时，以凸模为基准，凹模尺寸按凸模放大以取得间隙。 C）浅拉深时，拉深间隙可取小些，深拉深时，则应取大些。这是因为变形程度越大，板厚的增厚量也越大。

D）多次拉深时，前几次拉深可取较大的拉深间隙，以便使拉深顺利进行。最后一次拉深则取较小的拉深间隙，以便获得尺寸精度较高的拉深件。

E）在整形拉深时，如果要求工件的精度较高，例如IT10～12级，可取拉深间隙稍小于板料厚度，常取Z/2=（0.9～0.95）t。如果整形时只要求减小圆角半径，拉深间隙可稍大于板料厚度，例如取Z/2=（1.05～1.1）t。

F）板料较软时，可取较小的拉深间隙，因为软料在凸模与凹模之间容易被挤薄，可消除拉深过程已出现的微小皱折。相反，硬度则应取较大的拉深间隙。

G）实际供应的板料厚度可能与其公称值相比较有较大的误差，甚至超出板厚的公差范围。因此，如果成批生产拉深件的板料已经购入，最好依据实测的板料厚度参考上述原则确定合适的拉深间隙值。

③ 拉深模具间隙的确定

根据以上对拉深间隙的取向原则和拉深间隙对拉深件的影响我们得知，拉深时，不用压边圈拉深时，考虑到起皱的可能性，取间隙值为：Z=（1～1.1）tmax=2mm。 6.5凸凹模（拉深凸模和冲孔凹模）设计 6.5.1凸模的结构设计 （1）凸模的结构设计的三原则

为了保证凸模能够正常工作，设计任何结构形式的凸模都满足如下三原则。 ① 精确定位

凸模安装到固定板上以后，在工作过程中其轴线或母线不允许发生任何方向的移位否则将造成冲裁间隙不均匀，降低模具寿命，严重时可造成啃模。 ② 防止拔出

回程时，卸料力对凸模产生拉伸作用。凸模的结构应能防止凸模从固定板中拔出来。 ③ 防止转动

对于工作段截面为圆形的凸模，当然不存在防转的问题。可是对于一些截面比较简单的凸模，例如长圆形、半圆形、矩形等，为了使凸模固定板上安装凸模的型孔加工容易，常常将凸模固定段简化为圆形。这时就必须保证凸模在工作过程中不发生转动，否则将啃模。

以上三条原则主要是从凸模安装固定方法考虑的。在设计各种凸模的时，应注意都要满足这三条原则。

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6.5.2拉深凸模结构

根据以上凸模设计的三个原则，在设计拉深凸模时应满足这三个原则。在学习拉深成形这一章节时我们知道，拉深凸模结构比较简单，可参见设计模具装配图，在此仅就其结构设计的一些要点作一简要的介绍。首先每个拉深凸模需钻一通气孔，以防当工件脱离凸模时在凸模端头与工件底之间的空间形成真空，增加额外的卸件力，严重时会将工件底部抽瘪。通气孔直径一般可在3～8mm之间选取，本设计取6.5mm。受钻头长度限制，一般很难从凸模工件端钻通至固定端，这时可自工作端先钻一深孔，再从凸模侧壁钻孔与之相通，侧孔中心线到凸模工作端只要稍大于拉深工序件的高度就可达到通气的目的。

其次要确定拉深凸模的固定方法，以便确定其固定端的结构形式。对于顺装顺出件简单拉深模，如果工件直径与模柄直径相差不大，常将凸模与模柄制成一体。如果两者直径相差较大，或者拉深模有压边装置，可将凸模固定板设计成凸缘式的，借助固定板与上模板进行连接。许多设计者喜欢采用下述方法固定拉深凸模：凸模固定端不带凸缘，以过渡配合直接嵌入到模座内一定深度，并用螺钉联接防止拔出。其优点是模具结构比较的简单，可省去销钉和凸模固定板。但拉深凸模与模座的垂直度比凸缘式凸模较差，因此不适用于较精密的拉深模。有利于较大的拉深凸模，从节省模具钢与便于热处理考虑，可采用组合式的结构。

凸凹模即拉深时为拉深凸模、冲孔时为冲孔凹模。在设计过程中综合考虑。其一些设计要点在这里不在叙述，凸凹模结构图如下所示：

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4.3拉深凸模冲孔凹模结构图

7 压力设备选择

根据所要完成的冲压工艺的性质，生产批量的大小 ，冲压件的几何尺寸和精度要求等来选择设备的类型。

对于中小型的冲裁件，弯曲件或拉深件的生产，主要应采用开式机械压力机。虽然开式冲床的刚度差，在冲压力的作用下床身的变形能够破坏冲裁模的间隙分布，降低模具的寿命或冲裁件的表面质量，可是由于它提供了极为方便的操作条件和非常容易安装的机械化附属装置的特点，使它成为目前中、小型冲压设备的主要形式。

对于大中型冲压件的生产，多采用闭式结构形式的机械压力机，其中有一般用途的通用压力机，也有台面较小而刚度大的专用挤压压力机、精压机等。在大型拉深件的生产中，应尽量选用双动拉深压力机，因其可使所用的模具结构简单，调整方便。

在小批量生产不中，尤其是大型厚板冲压件的生产多采用液压机。液压机没有固定的行程，不会因为板料厚度变化而超载，而且在需要很大施力行程加工时，与机械压力机相比具有明显的优点。但是，液压机的速度小，生产效率低，而且零件的尺寸精度有时因受到操作因素的影响而不十分稳定。

摩擦压力机具有结构简单、造价低廉、不易发生超负荷损坏等特点，所以在小批量生产中常用来完成弯曲、成形等冲压工作。但是，摩擦压力机的行程式次数较少，生产率低，而且操作也不太方便。

在大批量生产或形状复杂零件的大量生产中，应尽量选取高速压力机或多工位自动压力机。 综合考虑以上因素，在这里冲压此零件选用开式机械压力机。在冲压设备的类型选定之后，应该进一步根据冲压件的尺寸、模具尺寸和冲压力来确定设备的规格。

为安全起见，防止设备的超载，对于冲裁工序，压力机的公称压力P应大于或等于拉深与冲裁时较大者总冲压力的1.1～1.3倍。

即：

P≥ （1.1～1.3）Fmax?????????2.18

取 P = 1.3 Fmax

P = 1.3 Fmax = 242（KN）

所以可以选择吨位为250KN以上的压力机，考虑到拉深成形的行程比较大，选定压力机还应参考压力机说明书所给出的允许工作负荷曲线。参照书末表C-1可选取公称压力为250KN的开式压力机，该压力机与模具设计的有关参数为：

表2.1

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名称 公称压力（10KN） 发生公称压力时滑块离下极点距离/mm 固定行程/mm 滑块行程 调节行程/mm 量值 25 6 80 80 10 100 250 360 180 70 190 560 360 260 130 180 260 ?Φ50 x 70 70 标准行程次数（不小于）/（次/min） 固定台和可倾/mm 最大闭合高度/mm 活动台位置 最低/mm 最高/mm 闭合高度调节量/mm 滑块中心到机身距离（喉深）/mm 工作台尺寸/mm 左右 前后 左右 工作台孔尺寸/mm 前后 直径 立柱间距离（不小于）/mm 模柄孔尺寸（直径x 深度）/mm 工作台板厚度/mm

8.模具设计

8.1模具结构的设计

模具结构形式的选择采用反拉深、冲孔复合模，首先要考虑落料凸模（兼拉深凹模）的壁厚是否过薄。能够保证足够的强度，故采用复合模。

如前所述，模具设计包括模具结构形式的选择和设计，模具结构参数计算，模具图的绘制等内容。现对反拉深、冲孔复合模设计步骤如下：

模具结构如图3.1所示

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?50r6H7?16m6H7H7?35h6?81h6H7?8h6H7?8h6H7?99h6H7H7?16h6?16m6?35r6H7H7

图3.1反拉深、冲孔复合模

2——顶杆、3——螺钉1、16——凸模、7—导柱、9——螺钉2、8——导套、 10——模柄、14——打杆、 6——上模板、 13——上固定板、5——凸凹模、 15——凹模、4——下固定板、1——下模板、 15——顶杆、17——螺杆、 12——垫板、11——骑缝螺钉

如图3.1所示，已经正拉深过的材料送进来后，压力机加压，滑块夹着模柄带动凸凹模向下运动，准备反拉深，当到达滑块行程下死点之前2mm时，开始冲孔，冲孔凸模不动，凸凹模继续下走到达死点完成反拉深冲孔复合，至此零件加工成型。 8.2模具的闭合高度

根据以上反拉深和冲孔复合模结构图可知，模具的闭合高度hm为： Hm=下模板厚度+上模板厚度+凸凹模长度+垫板+冲孔凸模高度-公共长度

=50+65+88+10+74-37

=250mm

查所选设备的参数；压力机的最大的闭合高度为360mm，最小闭合高度为180 mm，则模具的装模高度应该满足下式要求：

Hmax-5 > hm ? Hmin+10?????????3.2 即： 355> 170 ?190 故满足设计要求。

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