密封端盖模具设计说明书(2)

2.2 零件结构工艺分析

对于该密封端盖零件为薄板工件，板料厚度为1.5mm，年产量20万件，属于中批量生产，从以上信息可以考虑用冲压加工来完成。

如图1所示，该端盖零件4-Φ7孔用于固定，要求位置

?0.5?0.5公差为Φ750；中间部分为圆筒，凹下部分为Φ500，且

中间圆筒部分的公差为IT13；四个固定孔无公差要求，且四个孔对称分布，要求孔无变形；材料为Q235A。中间拉深部分的拉深系数为50/129 = 0.39。它小于带法兰筒形件首次拉

图1 零件图深的极限拉深系数0.49。故可采用冷冲压加工一次拉深完成，又因为Φ7孔边距外轮廓的距离远大于凸凹模允许的最小壁厚。故可考虑采用复合冲压工艺，无凸凹模强度之忧。

2.2 冲压工序的选择及工艺方案的确定

冷冲压工艺大致可以区分为分离工序和成形工序两大类。

分离工序是指坯料在模具刃口作用下，沿一定的轮廓线分离而获得冲压件的加工方法。分离工序主要有落料、冲孔和切割等。

成形工序是指坯料在模具压力作用下，使坯料产生塑性变形，但不产生分离而获得具有一定形状和尺寸的冲压件的加工方法。成形工序可分为弯曲、拉深、翻孔、翻边、涨形、扩口、缩口和旋压等。

根据产品零件的形状、尺寸精度和其他技术要求，可以分别采用各种工序或复合工序对板料毛坯进行加工，以获得所需要的零件。

根据该零件自身的一些特点和技术要求，冲压该零件的基本工序可分为落料、拉深、冲孔、切边。该零件的中部凹下部分可由图2所示的两种方法中的任何一种都可加工得到。

(a) (b) 图2 密封端盖的加工工序示意图

第1种方法(a)的优点是由于采用了集中的复合模，所以只用一副模具即可完成零件该部分的成形加工。这样可以提高生产率，减少所需冲床和操作人员数量。但也有以下缺点：

①模具磨损快，寿命低。因为毛坯的整个面积几乎都参与激烈的拉深变形，并且需要很大的压边力和拉深力，这就要求必须要选用相对较大吨位的压力机才能完成对零件的冲压，这造成了不必要的浪费。并且大吨位的压力机占用的空间也比较大，造成了厂房、维护人员的浪费。

②由于在拉深带凸缘的工件时必须要有压边装置，即存在压边力，该力会使得工件与模具间的接触面积大为增加，同时也增大了工件与模具间的摩擦力，使得工件表面擦伤严重且擦伤面积很大。

③由于拉深时可能由于压边力的分布不均匀和拉深部分形状的不同使得工件的形状和尺寸不精确，法兰部分易出现皱纹等拉深缺陷，弯角外材料边薄严重，容易出现破裂的拉深缺陷，这是由于凸凹模圆角处的阻力大造成，和大压边力有直接关系。

第2种方法(b)先用一副模具拉深需要拉深的部分，然后在另一副模具上翻边。显然拉深变形比第1种方法要缓和，所需要的拉深力也要小的多。因为在拉深的时候，由于没有要求要把凸缘部分也同时加工出来，所以，它可以不要或少要压边力，这使得工件与模具间的摩擦力和接触面积都大为降低，从而减少了模具与工件之间的摩擦而增强了工件的表面质量，使划伤的缺陷减少。模具的工作条件大为改善，工件法兰处的表面质量大为提高。但是增加了模具、压力机和工作人员的数量，与方法(a)相比，同样一个过程，方法(b)用了两副模具来完成，相对应需要的压力机和工作人员也是方法(a)的两倍，从某种意义上来说，它造成了人力资源和设备的浪费。

零件上的孔，全为圆孔，且对称的分布，为了保证孔不变形，应该在后续的工序里完成冲孔。且应尽量在平面毛坯上冲出，以保证孔的质量和简化模具结构。该零件的Φ7孔与边缘的距离为4.5mm，大于1.0t = 1.5mm，所以，冲孔时不易引起孔的变形，即可以采用冲孔和切边复合加工，一次性完成。但拉深时外形会

?0.5发生变化，所以Φ7孔应在拉深完成后切边前冲出，且拉深的Φ500部分可以

作后续工序的定位用。

2.3 冲压工艺方案的比较及模具结构形式的选择

冷冲压模具是实现冷冲压生产的主要工艺设备。冲压件的表面质量、尺寸精度、生产率以及生产成本与模具类型及其结构设计有直接的关系。冲压模具的结构性能直接反映了冲压技术水平的高低。冲压生产对模具结构的基本要求是：在保证冲出合格零件的前提下，应具有结构简单，操作方便、安全，使用寿命长，易于制造、维修，成本低廉等特点。模具的形式很多，按工序组合程序可分为单工序模、复合模、连续模。

对于该端盖零件，根据前面的分析，冲压该零件可能有以下几种方案： 方案1：工序集中，落料与拉深复合；冲孔与落料复合，一次性拉深成型；采用两副模具,先进行落料－拉深，然后进行冲孔－落料。

方案2：工序集中，落料与拉深复合；然后翻边；然后冲孔落料复合；采用三副模具完成，先落料－拉深，再翻边，最后完成冲孔－落料。

方案3：全部工序分开，用单个模分别加工，用四副模具完成，冲压顺序按落料－拉深－冲孔－切边。

方案4：工序全部集中，落料、拉深、冲孔、落料连续冲压，采用连续模，只用一副模具完成，工序过程按冲孔－拉深－冲孔－落料。

比较上述几种方案：

方案1的优点是工序比较集中，只需要两副模具，尺寸和形状精确，占用人员和设备相对较少，但模具的寿命较短，工件表面的刮伤厉害，厚度有变薄，但该零件要求的表面质量不高，尽管复合模的结构相对复杂，但对于几何形状简单对称的零件，模具的制造并不困难。

方案2的优点是模具的寿命长，冲压件的形位精度和尺寸精度易于保证，工件表面的质量较好，生产率高，尽管复合模的结构相对复杂，但对于几何形状简单对称的零件，模具的制造并不困难。但需要三副模具，占用人员和设备相对较多，工序相对分散。

方案3的优点是模具结构简单，模具的寿命长，制造周期短，投产快，但尺寸和形状精度低，工序分散，需要四套模具，生产效率低，难以满足该零件的年产量要求，需用人员和压力机多，劳动量大。

方案4的优点是工序最为集中，只用一副模具完成全部工序，由于其实质是把方案3中各工序分别配置到连续模的各个工位上，所以，它具有方案3的各项优点，缺点是模具结构复杂，安装调试维修困难，制造周期长，且对于该零件中间无孔，定位较难，要在模具上设置多定位才可满足要求。

综上所述，考虑到该零件精度要求较高，表面质量要求不高，批量不大，故选用第1种方案。

2.4 毛坯尺寸计算及排样设计

2.4.1毛坯尺寸计算

2?4d1h 毛坯直径：d1?d2 ?862?4?51.5?19.25

6(mm) ?10.6式中，d1—— 拉深部分中径(mm)；

—— 拉深后外径(mm)； h —— 中高(mm)。

查《模具简明设计手册》表4.8，可得修边余量?h?3mm， 则，实际毛坯直径：d0?d1?2?h?3?2?106.6?112.6?113(mm)。 所以，实际毛坯面积：S0?2.4.2排样设计

冲裁件在板料、带料或条料上的布置方式称为排样。合理的排样可以有效的降低成本和保证制件质量及模具寿命。

⑴ 合理排样的原则

在排样时为达到合理性应考虑下列原则：

①合理的排样方法使操作方便，劳动强度低且安全。 ②模具的结构简单、使用寿命长。

③提高材料的利用率，在不影响零件的性能的前提下，可以适当的改变冲裁件的形状。

④保证制件质量和制件对板料纤维方向的要求。

112πd0=?3.14?1132=10023.665(mm2)。 44⑵ 排样的种类及工艺特点

排样一般分为有废料排样、少废料排样和无废料排样三种。

①有废料排样：是指在板料上冲裁件四周都有搭边，冲裁后搭边成为废料。其材料利用率低，但制件的质量和模具的使用寿命较高，多用于制件形状复杂、尺寸精度要求较高的排样。

②少废料排样：是指沿制件的部分外轮廓切断或冲裁，即制件与条料的侧边，或制件与制件之间有部分搭边的排样。这种排样方法，材料的利用率较高，常用于某些尺寸要求不高的制件排样。

③无废料排样：是指在冲裁的过程中制件与制件之间沿不同的线段分开。这种排样方法，材料利用率最高，但对制件的形状结构要求严格。

采用少废料和无废料排样可以简化冲裁模结构，减少冲裁力，但因其本身的公差以及条料导向与定位所产生的误差影响，冲裁件公差等级低。同时，由于是模具单边受力，不但会加剧模具磨损，降低模具寿命，而且也直接影响制件的断面质量。

⑶ 搭边的工艺特点及影响因素

排样时制件与制件之间、制件与条料边缘之间留下的余料叫搭边。搭边虽然在冲裁过程中是废料，但它在工艺上有很大的作用。冲裁时，搭边可以补偿定位误差，保证冲裁精度；搭边还可以使冲裁后的条料具有一定的刚度，便于条料的送入。

搭边的选用要合理。过大时，会使材料的利用率低，使卸料力增加；过小时，在冲裁中可能被拉断，使工件毛刺增大，严重的还会被拉入凸凹模间隙中，损坏冲模刃口。

搭边的大小与下列因素有关：材料的机械性能、工件的形状与大小、材料的厚度、送进方式及挡料方式的影响、排样的形式、卸料的方式。

合理的搭边值应该是在保证制件质量的前提下，尽可能的小。 ⑷ 排样方案的确定及排样图绘制

对于该工件，在冲压时，出于结构上的考虑，采用固定卸料板，零件尺寸较小，板料较薄，综合以上考虑，采用有搭边排样。

查《模具简明设计手册》表2.25得搭边宽度为a = 1.5mm，b = 2mm，但考

百度搜索“77cn”或“免费范文网”即可找到本站免费阅读全部范文。收藏本站方便下次阅读，免费范文网，提供经典小说综合文库密封端盖模具设计说明书(2)在线全文阅读。