目录
第1章绪论 (1)
1.1课题背景 (1)
1.2冲压加工的特点及其应用 (1)
1.3冲压技术的发展 (2)
1.4任务要求 (2)
第2章冲裁变形分析 (5)
2.1冲裁变形时变形区力态分析 (5)
2.2冲裁时板料的变形过程 (6)
2.3冲裁断面质量及其影响因素 (6)
2.3.1断面特征 (6)
2.3.2材料性能对断面质量的影响 (7)
2.3.3模具冲裁间隙大小对断面质量的影响 (7)
2.3.4模具刃口状态对断面质量的影响 (8)
第3章冲裁模具的间隙 (10)
3.1间隙对冲裁件尺寸精度的影响 (10)
3.2间隙对民间寿命的影响 (11)
3.3间隙对冲裁工艺的影响 (11)
3.4间隙值得确定 (11)
3.4.1理论确定法 (12)
3.4.2经验确定法 (13)
第4章凸模与凹模刃口尺寸的计算 (15)
4.1冲裁模刃口尺寸计算的基本原则 (15)
4.2刃口尺寸的计算方法 (15)
4.2.1凸模与凹模分别加工计算模具刃口尺寸 (16)
4.2.2凸模和凹模配制加工计算刃口尺寸 (18)
第5章冲裁力和压力中心的计算 (20)
5.1冲裁力的计算 (20)
5.2压力机公称压力的选取 (21)
5.3降低冲裁力的措施 (21)
5.3.1凸模的阶梯布置 (21)
5.3.2斜刃冲裁 (22)
5.4冲压模具压力中心的确定 (22)
第6章冲裁模的结构设计 (25)
6.1凸模结构的设计 (25)
6.1.1凸模的结构形式 (25)
6.1.2凸模长度的确定 (26)
6.1.3凸模材料 (27)
6.2凹模结构的设计 (27)
6.2.1凹模洞口的类型 (27)
6.2.2凹模外形尺寸 (28)
6.2.3凹模的固定方法和主要技术要求 (28)
6.3卸料与推件零件的设计 (29)
6.3.1卸料零件 (29)
6.3.2推件和顶件装置 (30)
6.4模具总装图 (32)
设计总结 (33)
主要参考文献和书目 (34)
第1章绪论
1.1课题背景
冲裁是利用模具使板料沿着一定的轮廓形状产生分离的一种冲压工序。根据变形机理的差异，冲裁可分为普通冲裁和精密冲裁。通常所说的冲裁是指普通冲裁，包括落料、冲孔、切口、剖切、修边等。冲裁所使用的模具称为冲裁模，如落料模、冲孔模、切边模、冲切模等。冲裁工艺与冲裁模在生产中使用广泛，可为弯曲、拉深、成形、冷挤压等工序准备毛坯，也可直接制作零件。
板料、模具和冲压设备是构成冲压加工的三个必备因素，如图1.1.1所示。
图1.1.1 冲压加工三个必备因素
1.2冲压加工的特点及其应用
冲压生产靠模具和压力机完成加工工程，与其他加工方法相比，在技术和经济方面有如下特点：
（1）冲压件的尺寸精度由模具来保证，具有一模一样的特征，所以质量稳定，互换性好；
（2）由于利用模具加工，所以可获得其他加工方法所不能或难以制造的薄壁、重量轻、刚性好、表面质量高、形状复杂的零件。
（3）冲压加工一般不需要加热毛坯，也不像切削加工那样，大量切削金属，所以它不但能节能，而且节约金属；
（4）普通压力机每分钟可以生产几十件冲压件，而高速压力机每分钟可以生产几百甚至上千件，所以它是一种高效率的加工方法。
由于冲压工艺具有上述突出特点，因此在国民经济的各个领域广泛应用。例如，航空航天、机械、电子信息、交通、兵器、日用电器及轻工业等生产都有冲压加工。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关系。冲压可制造钟表及仪器中的小型精密零件，也可以制造汽车、拖拉机的大型覆盖件。冲压材料可使用黑色金属、有色金属以及某些非金属材料。
冲压也存在一些缺点，主要表现在冲压加工时的噪声、震动两种公害。这些问题并不完全是冲压工艺及模具本身带来的，而主要是由于传统的冲压设备落后所造成的。随着科学技术的进步，着两种公害一定会得到解决。
1.3冲压技术的发展
随着科学技术的不断进步和工业生产的迅速发展，冲压工艺和冲模技术也在不断的革新和发展。冲压加工技术在今后的发展方向和动向，主要有以下几个方面：
（1）工艺分析计算的现代化。冲压技术与现代数学、计算机技术联姻，对复杂曲面零件（像汽车覆盖件）进行计算机模拟和有限元分析，达到预测某一工艺方案对零件成形的可能性与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生华为优化设计，缩短了模具设计与制造周期，节省了昂贵的模具试模费用等。
（2）模具计算机辅助设计、制造与分析（CAD/CAM/CAE）的研究和应用，将极大地提高模具制造效率，提高模具的质量，使模具设计与制造技术实现CAD/CAM/CAE一体化。
（3）冲压生产的自动化。为了满足大批量生产的需要，冲压生产已向自动化、无人化方向发展。现已实现了利用高速冲床和多工位精密级进模实现单机自动冲压，其每分钟可冲压几百乃至上千次。大型零件的生产已实现了多机联合生产线，从板料的送进到冲压加工、最后检测可全由计算机控制，极大地减轻了工人的劳动强度并提高了生产效率。目前冲压生产已逐步向无人化生产形成的柔性冲压加工中心发展。
（4）为适应市场经济需求，大批量与多品种小批量共存。发展适宜小批量生产的各种简易、经济模具和标准化且容易变换的模具系统。
1.4任务要求
按照图1.1.2的要求，水平孔冲裁件造型及凸模、凹模的设计。三维图如
图1.1.3材料：10钢，尺寸精度MT7，大批量生产。
图1.1.2
冲裁件三维图如图1.1.3所示。
图1.1.3 冲裁件三维图
第2章冲裁变形分析
冲裁变形分析对了解冲裁变形机理和变形过程，掌握冲裁时作用于板材上的力态，应用冲裁工艺，正确设计模具。控制冲裁件质量有着重要的意义。
2.1冲裁变形时变形区力态分析
图 2.1.1所示为媒介对板料进行冲裁时的情形，当凸模下降至与板料接触时，板料收到凸模、凹模端面的作用力。由于凸模、凹模之间存在冲裁间隙，使凸模、凹模施加于板料的力产生一个力矩Ｍ，其值等于凸模、凹模作用力的合力与稍大于间隙的力臂a的乘积。在无压料板压紧装置冲裁时，力矩使是材料产生弯曲，故模具与板料仅在刃口附近的下小区域内保持接触，接触宽度约为板厚的0.2～0.4倍。并且，凸模、凹模作用于板料垂直压力呈不均匀分布，随着向模具刃口靠近而急剧增大（图2.1.1）。其中：
F P1、F
P2
—凸模、凹模对板料的垂直作用力；
F 1、F
2
—凸模、凹模对板料的侧压力；
μF
P1、μF
P2
—凸模、凹模端面与板料间的摩擦力，其方向与间隙大小有关，但一般指向模具刃口；
μF
1、μF
2
—凸模、凹模侧面与板料间的摩擦力。
冲裁时，由于板料弯曲的影响，其变形区的应力状态是复杂的，且与变形过程有关。对于无压料板压紧的冲裁，其变形区应力状态如图2.1.2所示，其中：
图 2.1.1 图 2.1.2 A点（凸模侧面）：凸模下压引起轴向拉应力σ
3
，板料弯曲与凸模侧压力引
起径向压应力σ
1，而切向应力σ
2
为板料弯曲引起的压应力与侧压力引起的拉
应力的合成应力。
B点（凸模端面）：凸模下压及板料弯曲引起的三向压缩应力。
C点（断裂区中部）：沿径向为拉应力σ
1，垂直于平板面方向为压应力σ
3
。
D点（凹模端面）：凹模挤压板料产生轴向压应力σ
3
，板料弯曲引起径向
拉应力σ
1和切向拉应力σ
2
。
E点（凹模侧面）：凸模下压引起轴向拉应力σ
3
，由板料弯曲引起的拉应
力与凹模侧压力引起压应力合成产生应力σ
1与σ
2
，该合成应力可能是拉应力，
也可能是压应力，与间隙大小无关。一般情况下，该处以压应力为主。
2.2冲裁时板料的变形过程
冲裁是分离变形的冲压工序。当凸模、凹模之间的设计间隙合理时，工件受力后必然从弹性变形开始，进入塑性变形，最终以断裂分离告终。
1.弹性变形阶段
由于凸模加压于板料，使板料产生弹性压缩、弯曲和拉伸等变形，板料底面相应部分材料略挤入凹模洞口内。因此，凸模下的板料略有拱弯，凹模上的板料略有上翘。间隙越大，拱弯和上翘越严重。在这一阶段中，若板料内部的应力没有超过弹性极限时，当凸模卸载后，板料立即恢复原形状。
2.塑性变形阶段
当凸模继续加压，板料内的应力达到屈服极限时，板料开始产生塑性剪切变形。凸模切入板料并将下部板料挤入凹模孔内，形成光亮的剪切断面。同时，因凸模、凹模间存在间隙，故伴随着弯曲与拉伸变形。随着凸模的不断压入，材料的变形程度便不断增加，同时硬化加剧，变形抗力也就不断上升，最后在凸模和凹模的刃口附近，达到极限应变与应力值时，材料就产生微小裂纹，这就意味着破坏开始，塑性变形结束。
3.断裂分离阶段
裂纹产生后，此时凸模仍然不断地压人材料，已形成的微裂纹沿最大切应变速度方向向着材料内延伸，向楔形那样发展，若间隙合理，则上下裂纹相遇重合，板料就被拉断分离。由于拉断的结果，断面上形成一个粗糙的区域。当凸模再下行，凸模将冲落部分全部挤入凹模洞口，冲裁过程到此结束。
2.3冲裁断面质量及其影响因素
2.3.1断面特征
冲裁件正常的断面特征如图2.3.1所示。它由圆角带、光亮带、断裂带和毛
刺4个特征区组成。
（1）圆角带：该区域的成形主要是当凸模刃口刚压入板料时，刃口附近的材料产生弯曲和伸长变形，材料被带进模具间隙的结果。
（2）光亮带：该区域发生在塑性变形阶段，当刃口切入金属板料后，板料与模具侧面挤压而形成的光亮垂直的断面，通常占全断面的1/2～1/3。
图2.3.1 冲裁件的断面特征
a—圆角带；b—光亮带；c—断裂带；d—毛刺
（3）断裂带：该区域在断裂阶段形成，是由于刃口处产生的微裂纹在拉应力的作用下，不断扩展而形成的撕裂面。其断面粗糙，具有金属本色，且带有斜度。
（4）毛刺：毛刺的形成是由于在塑性变形阶段后期，凸模和凹模的刃口切入被加工板料一定深度时，刃口正面材料被压缩，刃尖部分处于高静水压应力状态，使微裂纹的起点不会在刃尖处发生，而是在模具侧面距刃尖不远的地方发生，在拉应力的作用下，裂纹加长，材料断裂而产生毛刺。在普通冲裁中毛刺是不可避免的。
在4个特征区中，光亮带剪切面的质量最佳。各个部分在整个断面上所占比例，随材料的性能、厚度、模具冲裁间隙、刃口状态及摩擦等条件的不同而变化。
2.3.2材料性能对断面质量的影响
对于塑性较好的材料，冲裁时裂纹出现的较迟，因而材料剪切的深度较大，所以得到光亮带所占比例大，圆角和穹弯较大，断裂带较窄。而塑性差的材料，当剪切开始不久材料便被拉裂，光亮带所占比例较小，圆角小，穹弯小，大部分是带有斜度的粗糙断裂带。
2.3.3模具冲裁间隙大小对断面质量的影响
冲裁单面间隙是指凸模和凹模刃口横向尺寸的差值的一半，常称为冲裁间
隙，用c表示。间隙值得大小，影响冲裁时上、下形成的裂纹会合；影响变形应力的性质和大小。
当间隙过小时，如图2.3.2a所示，上、下裂纹互不重合。两裂纹之间的材料，随着冲裁的进行将被二次剪切，在断面上形成第二光亮带，该光亮带中部有残留的断裂带（夹层）。小间隙会使应力应力状态中的拉应力成分减小，挤压力作用增大，使材料塑性得到充分发挥，裂纹的产生受到抑制而推迟。所以，光亮带宽度增加，圆角、毛刺、斜度翘曲、拱弯等弊病都有所减小，工件质量较好，但断面质量也有缺陷，像中部的夹层等。
当间隙适中时，上、下裂纹会合成一条线。尽管断面有斜度，但断面较平直，圆角和毛刺均不大，有较好的综合断面质量。这种间隙是设计选用的合理间隙，如图2.3.2b所示。
当间隙过大时，如图2.3.2c所示，上、下裂纹仍不重合。因变形材料应力状态中的拉应力成分增大、材料的弯曲和拉伸也增大，材料容易产生微裂纹，使塑性变形较早结束。所以，光亮带变窄，断裂带、圆角带增宽，毛刺和斜度较大，拱弯翘曲现象显著，冲裁件质量下降。并且拉裂产生的斜度增大，断面出现两个斜度，断面质量也不理想。
当模具间隙不均匀时，冲裁件会出现部分间隙过大，部分间隙过小的断面情况。这对冲裁断面质量也是有影响的，要求模具制造和安装时必须保持间隙均匀。
图2.3.2 间隙大小对冲裁件断面质量的影响
2.3.4模具刃口状态对断面质量的影响
刃口状态对冲裁断面质量有较大的影响。当模具刃口磨损成圆角时，挤压作
用增大，则冲裁件圆角和光亮带增大。钝的刃口，即使间隙选择合理，也会在冲裁件上产生较大毛刺。凸模钝时，落料件产生毛刺；凹模钝时，冲孔件产生毛刺，如图2.3.3所示。
图2.3.3 模具刃口状态对断面质量的影响
第3章冲裁模具的间隙
冲裁凸模和凹模间的间隙，对冲裁件断面质量有极其重要的影响。此外，冲裁间隙还影响着面具的寿命、卸料力、推件力、冲裁力和冲裁件的尺寸精度。因此，冲裁间隙是冲裁工艺与冲裁模设计的一个非常重要的工艺参数。
3.1间隙对冲裁件尺寸精度的影响
冲裁件的尺寸精度是指冲裁件的实际尺寸与基本尺寸的差值，差值越小，则精度越高。这个差值包括两个方面的偏差，一是冲裁件相对于凸模或凹模尺寸的偏差，二是模具本身的制造偏差。
冲裁件相对于凸模、凹模尺寸的偏差，主要是制件从凹模推出（落料件）或从凸模上卸下（冲孔件）时，因材料所受的挤压变形、纤维伸长、穹弯等产生弹性恢复而造成的。偏差值可能是正的，也可能是负的。影响这个偏差的因素有：凸模与凹模间隙、材料性质、工件形状与尺寸。其中主要因素是凸模。凹模间的间隙值。当凸模、凹模间隙较大时，材料所受拉伸作用增大，冲裁结束后，因材料的弹性恢复使冲压件尺寸向实体方向收缩，落料件尺寸小雨凹模尺寸，冲孔孔径大于凸模直径（图3.1.1）。图中曲线与δ=0的横轴交点表明制件尺寸与模具尺寸完全一样。当间隙较小时，由于材料收凸模、凹模挤压力大，故冲裁完后，材料的弹性恢复使落料件尺寸增大，冲孔孔径变小。尺寸变化量的大小与材料性质、厚度。轧制方向等因素有关。材料性质直接决定了材料在冲裁过程中的弹性变形量。软钢的弹性变形量较小，冲裁后的弹性恢复也就小；硬钢的弹性恢复量较大。
图3.1.1 间隙对冲裁件精度的影响
上述因素的影响实在一定的模具制造精度前提下讨论的。若模具刃口制造精
度低，则冲裁件的制造精度也就无法保证。所以，凸模、凹模刃口的制造公差一定要按工件的尺寸要求来决定。此外，模具的结构形式及定位方式对孔的定位尺寸精度也有较大的影响，这将在模具结构中阐述。冲模制造精度与冲裁件精度之间的关系见表3.1.1。
表3.1.1 模具精度与冲裁件精度的关系
3.2间隙对民间寿命的影响
模具寿命受各种因素的综合影响。间隙是影响模具寿命诸因素中主要的因素之一。冲裁过程中，凸模与被冲的孔之间，凹模与落料件之间均有摩擦，而且间隙越小，模具作用的压应力越大，摩擦也越严重。所以过小的间隙对模具寿命极为不利。而较大的间隙可使凸模侧面与材料之间的摩擦减小，并减缓由于受到制造和装配精度限制而出现的间隙不均匀现象的不利影响，从而提高模具寿命。
3.3间隙对冲裁工艺的影响
随着间隙的增大，材料所受的拉应力增大，材料容易断裂分离，因此冲裁力减小。通常冲裁力的降低并不明显，当单边间隙在材料厚度的5%～20%左右时，冲裁力的降低不超过5%～10%。间隙对卸料力、推件力的影响比较显著。间隙增大后，从凸模上卸料和从凹模里推出零件都省力，当单边间隙达到材料厚度的15%～25%左右时卸料力几乎为零。但间隙继续增大，因为毛刺增大，又将引起卸料力、顶件力迅速增大。
3.4间隙值得确定
由以上分析可见，凸模、凹模间间隙对冲裁件质量、冲裁工艺力、模具寿命都有很大的影响。因此，设计模具一定要选择一个合理的间隙，以保证冲裁件的断面质量、尺寸精度满足产品的要求、所需冲裁力小、模具寿命高。但分别从质
量、冲裁力、模具寿命等方面的要求确定的合理间隙并不是同一个数值，只会彼此接近。考虑到模具制造中的偏差及使用中的磨损，生产中通常只选择一个适当的范围作为合理的间隙，只要间隙在这个范围内，就可以冲出良好的制件，这个范围的最小值称为最小合理间隙c min ，最大值称为最大合理间隙c max 。考虑到模
具在使用过程中的磨损使间隙增大，故设计与制造模具时要采用最小合理间隙值c min 。确定合理间隙的方法有理论确定法与经验确定法。
3.4.1理论确定法
理论确定法的主要依据是保证上下裂纹会合，以便获得良好的断面。图
3.4.1所示为冲裁过程中开始产生裂纹的瞬时状态。根据图中三角形ABC 的关系可求得间隙值c 为：
（3.4.1）
式中，h 0 为凸模切入深度；β为最大切应力方向与垂线方向的夹角。
图3.4.1 冲裁过程中产生裂纹的瞬时状态
从上式可以看出，间隙c 与材料厚度t 、相对切入深度h 0/t 以及裂纹方向角
β有关。而h 0 、β又与财力性质有关。材料越硬，h 0/t 越小。因此影响间隙值
的主要因素是材料的性质和厚度。材料越硬越厚，所需合理间隙值越大。表3.4.1位常用冲压材料的h 0/t 与β的近似值。理论计算方法在生产中使用不方便，故
目前间隙值的确定广泛使用的是经验公式与图表。
ββtan )/1(tan )(00?-=?-=t h t h t c
表3.4.1 h0/t与β的近似值
3.4.2经验确定法
根据近年来的研究与使用经验，在确定间隙值时要求分类选用。对尺寸精度、断面垂直度要求高的制件应选用较小的间隙值，对断面垂直度与尺寸精度要求不高的制件，应以降低冲裁力、提高模具寿命为主，可用较大的间隙值。其值可按下列经验公式和实用间隙表选用：
软材料：t<1mm， c=（3%～4%）t
t=1～3mm，c=（5%～8%）t
t=3～5mm，c=（8%～10%）t
硬材料：t<1mm， c=（4%～5%）t
t=1～3mm，c=（6%～8%）t
t=3～8mm，c=（8%～13%）t
表3.4.1是汽车、拖拉机行业推荐的间隙值。
表3.4.1 冲裁初始用间隙2c（汽车、拖拉机行业） mm
注：冲裁皮革、石棉和纸板时，间隙取08钢的25%。
第4章凸模与凹模刃口尺寸的计算
4.1冲裁模刃口尺寸计算的基本原则
冲裁件的尺寸精度主要决定于模具刃口的尺寸精度，模具的合理间隙值也要靠模具刃口尺寸及制作精度来保证。正确确定模具刃口尺寸及其制造公差，是设计冲裁模的主要任务之一。从生产实践中可以发现：
（1）由于凸模、凹模之间存在间隙，使落下的料或冲出的孔带有锥度，且落料件的大端尺寸等于凹模尺寸，冲孔件的小端尺寸等于凸模尺寸。
（2）在测量与使用中，落料件是以大端尺寸为基准，冲孔件是以孔径小端尺寸为基准。
（3）冲裁时，凸模、凹模要与冲裁件或废料发生摩擦，凸模越磨越小，凹模越磨越大，结果使间隙越来越大。
由此在决定模具刃口尺寸及其制造公差时需要考虑下述原则：
（1）落料件尺寸由凹模尺寸决定，冲孔时孔的尺寸由凸模尺寸决定。故设计落料模时，以凹模为基准，间隙取在凸模上；设计冲孔模时，以凸模为基准，间隙取在凹模上。
（2）考虑到冲裁中凸模、凹模的磨损，设计落料模时，凹模基本尺寸应取尺寸公差范围的较小尺寸；设计冲孔模时，凸模基本尺寸则应取工件尺寸公差范围内较大发的尺寸。这样，在凸模、凹模磨损到一定程度的情况下，仍能冲出合格的制件。凸模、凹模间隙则取最小合理间隙值。
（3）确定冲模刃口制造公差时，应考虑制件的公差要求，如果对刃口精度要求过高，会使模具制造困难，增加成本，延长生产周期；如果对刃口精度要求过低，则声称出来的制件可能不合格，会使模具的寿命降低。制件精度与模具制造精度的关系见表3.1.1.若制件没有标注公差，则对非圆形件按国家标准“非配合尺寸的公差数值”IT14级处理，冲模可按IT11级制造；对于圆形件，一般按IT7～IT6级制造模具。冲压件的尺寸公差应按“入体”原则标注，落料件上偏差为零，下偏差为负；冲孔件下偏差为零，上偏差为正。
4.2刃口尺寸的计算方法
由于模具加工方法不同，凸模与凹模刃口部分尺寸的计算公式与制造公差的标注也不同，刃口尺寸的计算方法可分为两种情况。
4.2.1凸模与凹模分别加工计算模具刃口尺寸
采用这种方法，是指凸模和凹模分别按图纸标注的尺寸和公差进行加工。冲裁间隙由凸模、凹模刃口尺寸和公差来保证。要分别标注凸模和凹模刃口尺寸与制造公差，优点是具有互换性，但受到冲裁间隙的限制，适用于圆形或简单形状的冲压件。从图4.2.1冲压件与凸模、凹模刃口尺寸及公差的分布状态可以看出，要保证初始间隙值小于最大合理间隙值2c
max
，必须满足下列条件：
︱δ
p ︱+︱δ
d
︱≤2c
max
-2c
min
也就是说，新制造的模具应该是︱δ
p ︱+︱δ
d
︱+2c
min
≤2c
max
。否则制造的模具间
隙已超过允许变动范围2c
min ～2c
max
，影响模具的使用寿命。
若︱δ
p ︱+︱δ
d
︱＞2c
max
-2c
min
，可取δ
p
=0.4×（2c
max
-2c
min
）、
δd=0.6×（2c max-2c min）作为模具的凸模、凹模的制造公差。
图4.2.1 凸模、凹模刃口尺寸的确定
（1）落料
设工件的尺寸为D 0
-△
，根据计算原则，落料时以凹模为设计基准。首先确定凹模尺寸，使凹模基本尺寸接近或等于制件轮廓的最小极限尺寸，再减小凸模尺
寸以保证最小合理间隙值2c
min
。各尺寸分配位置如图4.2.1a所示。凹模制造偏差取正偏差，凸模偏差取负偏差，其计算公式如下：
D
d =（D
max
-x△）+δd
（4.2.1）
D
p =（D
d
-2c
min
） 0
-δp
=（D
max
- x△-2c
min
） 0
-δp
（4.2.2）
（2）冲孔
设冲孔件尺寸为d+△
，根据以上原则，冲孔时以凸模为基准，首先确定凸模
课程设计 课程名称冲压工艺及模具设计 题目名称焊片冲压工艺及模具设计学生学院材料与能源学院 专业班级材料成型及控制工程 材料加工0902班 学号 3109006735 学生姓名 指导教师
广东工业大学课程设计任务书 题目名称保温瓶内胆底拉深工艺及模具设计 学生学院材料与能源学院 专业班级材料成型及控制工程专业09材加02班 姓名 学号3109006735 一、课程设计的内容 1、冲压工艺设计：包括工艺分析、方案选择、工艺计算、模具结构尺寸的确定，压力机的选择等； 2、模具结构及其零部件设计：设计一道工序的冲模，绘制冲模总装配图及主要零件图（指导老师指定）； 3、编写冲压工艺过程卡； 4、编写设计计算说明书，用本校设计说明书专用纸书写或A4纸打印，并装订成册。 二、课程设计的要求与数据 工艺方案合理、设计计算正确；模具图纸整洁、布局合理、图纸标注等符合国标；设计说明书要求书写工整、条理清晰、数据可靠、计算准确、格式等符合学校统一要求；独立按时完成设计任务。 课程设计图纸工作量约1.5张零号图纸（包括工艺卡片）；设计说明书20～25页。 课程设计时间共1.5周。 三、课程设计应完成的工作 1、制定冲压件的工艺过程，包括分析零件的冲压工艺性，拟订冲压件的工艺方案，确定合理的排样形式、裁板方法，并计算材料的利用率；
2、模具设计，包括模具类型及结构形式的确定，模具零件的选用、设计、计算，绘制模具总装配图，模具零件图等； 3、编写完整的设计计算说明书。 四、课程设计进程安排 序号设计各阶段内容地点起止日期 1 布置题目，工艺分析与工艺计算教1-211 6.11 2 工艺方案比较与模具结构草图教1-211 6.12 3 绘制模具总装配图教1-211 6.13-6.14 4 绘制零件图、编冲压工艺卡教1-211 6.15 5 书写设计说明书教1-211 6.18 6 答辩教1-211 6.19 7 资料修改及上交教1-211 6.20 五、应收集的资料及主要参考文献 1、冲压工艺及模具设计课程设计指导书； 2、冲裁工艺与模具设计、弯曲工艺与模具设计、拉深工艺与模具设计等； 3、冲模设计图册。 发出任务书日期： 2012 年 6 月 11 日指导教师签名： 计划完成日期： 2012 年 6 月 20 日基层教学单位责任人签章： 主管院长签章：
广西大学 《冲压工艺及模具设计》课程设计 说明书 设计题目止动片落料冲孔复合模具设计 系别机械工程系 专业班级机制082班 学生姓名王猛 学号2008333221 指导教师钟得分 日期2011年12月20日
目录 第一章设计任务 3 第二章工艺分析和方案选择 4 第三章计算冲裁压力、压力中心和选用压力机 6 第四章模具工作部分尺寸及公差 9 第五章零件图 11 第六章装配图 21 感想 23 参考文献 24
第一章 设计任务 1.零件设计任务 生产批量：大批量 材料：H62 材料厚度：0.7mm 工件精度：IT9级 图1 设计该零件的落料冲孔复合模
第二章 工艺分析和方案选择 1.冲压件工艺分析 ①材料：该冲裁件的材料是普通黄铜，有良好的力学性能，切削性好，可冲压。 ②零件结构：结构简单，2×Φ9孔和圆弧R20，适合冲裁。 ③尺寸精度：该冲裁件精度为IT9级。 结论：适合冲裁. 2.分析比较和确定工艺方案 2.1加工方案的分析. 由零件图可知，该零件包含冲孔和落料两个工序。形状较为规则，尺寸较小，精度要求IT9。材料低硬度. 根据止动片（如图1）包括冲孔、落料两道冲压工序。模具形状较为规则即可以在一个工位完成所有工序。可采用以下两种方案可采用以下几个方案： ①方案一（级进模） 止动片包括冲孔、落料两道冲压工序在内。形状较为规则，尺寸较小，精度要求IT9。可采用级进模。 ②方案二（倒装复合模） 将冲孔、落料两道冲压工序用一副模具直接完成冲孔、落料两道工序。采用冲孔、落料倒装复合模（弹性卸料）。 ③方案三（正装复合模） 正装复合模方案完成工序和倒装复合模完成的工序一样。凸凹模在上模。弹性卸料板卸料。 方案比较： 方案一：采用级进模，安全性好，，但是考虑到级进模结构复杂，工件精度加工精度不高,对称度和位移误差较大,以及加工难度较大，装配位置精度要求高，按照实际生产，级进模成本也高。 方案二：倒装复合模，冲孔废料由下模漏出，工件落在下模表面，需要及时清理。安全性相对较低。但工件精度较高,同轴度,对称度及位置度误差较小,生产效率较高,对材料要求不严,可用边角料. 方案三：正装复合模，冲孔废料和工件都落在下模表面，安全性更差。 结论：综合以上两个方案分析比较结果说明，本零件采用第二方案最为合适。 2.2模具结构型式的选择 确定冲压工艺方案后，应通过分析比较，选择合理的模具结构型式，使其尽量满足
目录 目录 (1) 1. 工件的冲压工艺设计 (2) 1.1工艺分析 (2) 1.2确定工艺方案 (3) 1.3工艺计算 (5) 1.4凸模凹模凸凹模刃口及结构尺寸计算 (9) 1.5其他模具零部件的选择 (13) 2.装配图 (14) 3.小结 (14) 4.参考文献 (15)
1. 工件的冲压工艺设计 1.1工艺分析 冲压件的工艺性是指从冲压工艺方面来衡量零件设计是否合理。一般来讲，满足使用要求的条件下，能以最简单、最经济的方法将工件加工出来，就说明该件的冲压工艺性好，否则，该件的冲压工艺性就差。工艺性的好坏是相对的，他直接受到工厂的冲压技术水平和设备条件的影响。 该零件尺寸中，未注公差按照IT13确定工件尺寸的公差。查公 差表，则其外形尺寸为被包容尺寸00.3942mm -,00.3933mm -,0 0.229.6mm - 零件简图：如图所示
零件名称: 典型盖板件 上产批量: 中批量生产（10万件） 材料：Q235钢 厚度：2mm 1.2确定工艺方案 确定工艺方案就是确定冲压件的工艺路线，主要包括冲压工序数、工序的组合和顺序等。确定合理的冲裁工艺方案应对不同的工艺方案进行全面的分析与研究。在选择工艺时，一般要考虑模具的结构形式，比较其综合的经济技术效果，选择一个合理的冲压工艺方案。 在确定冲压件的工艺路线时，应主要考虑以下几个方面：冲压零件的几何形状、尺寸大小、精度等级、生产批量、加工零件时操作的难易程度、模具的加工成本及时间等。 经分析该零件属于大批量生产，形状简单，工艺性较好、冲压件
尺寸精度较高。冲压该零件需要的基本工序有落料和冲孔。 方案一：先落料，再冲孔，采用单工序模生产。 方案二：落料和冲孔复合冲压，采用复合模生产。 方案三：冲孔落料连续冲压，采用级进模（连续模）生产。 方案一单工序模具结构简单，但需要两道工序、两套模具才能完成零件的加工，生产效率较低，难以满足零件大批量生产的需求。由于零件结构简单，为提高生产效率，主要应采用复合冲裁或级进冲裁方式。 方案二复合模能在压力机一次行程内，完成落料、冲孔等多道工序，所冲压的工件精度较高，不受送料误差影响，内外形相对位置重复性好，由于压料冲裁的同时得到了校平，冲件平直且有较好的剪切断面。 方案三级进模可以加工形状复杂、宽度很小的异形冲裁件，且可冲裁比较厚的零件，但级进模冲裁受压力机工作台面尺寸与工序数的限制，冲裁件尺寸不宜太大。另外级进模冲裁中、小型零件时零件平面度不高，高质量工件需校平。 根据冲压模工艺原理，结合该零件结构的特点，通过对比以上三种方案，采用复合模结构简单实用，冲压工艺过程稳定可靠，比较适合该零件了生产制造。
目录 前言 课程设计任务书 第一章概论 (1) 1.1 冲压的概念和其加工特点 (1) 1.1.1 冲压的概念 (1) 1.1.2 冲压技术的加工特点 (1) 1.2 冲压技术和模具工业的重要地位 (1) 1.3 冲压工序的分类 (2) 1.4冲压模具技术的发展前景 (2) 第二章零件的工艺性分 (4) 2.1 零件的工艺性分析 (4) 2.2 确定冲裁件的工艺方案 (5) 第三章工作零件刃口尺寸的计算 (6) 3.1 刃口尺寸的计算 (7) 第四章排样方式 (8) 4.1 排样 (9) 第五章冲裁力和压力中心的计算 (10) 5.1 冲裁力计算 (10) 5.2 压力中心的计算 (11) 第六章工作零件结构尺寸 (12) 6.1 卸料块的设计 (12) 6.2 弹性元件橡胶的设计 (13) 6.3 落料凹模板尺寸 (14) 6.4 凸凹模的设计 (15) 6.5 冲孔凸模的设计 (16) 第七章模架及其它零件的设计 (17) 7.1 上下模座 (17)
7.2 模柄 (18) 第八章总结 (19) 参考文献 (21)
前言 冲压是利用安装在冲压设备（主要是压力机）上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件（俗称冲压或冲压件）的一种压力加工方法。冲压通常是在常温下对材料进行变形加工，且主要采用板料来加工成所需零件，所以也叫冷冲压或板料冲压。冲压是材料压力加工或塑性加工的主要方法之一，隶属于材料成型工程。 冲压所使用的模具称为冲压模具，简称冲模。冲模是将材料（金属或非金属）批量加工成所需冲件的专用工具。冲模在冲压中至关重要，没有符合要求的冲模，批量冲压生产就难以进行；没有先进的冲模，先进的冲压工艺就无法实现。冲压工艺与模具、冲压设备和冲压材料构成冲压加工的三要素，只有它们相互结合才能得出冲压件。与机械加工及塑件加工的其它方法相比，冲压加工无论在技术方面还是经济方面都具有许多独特的优点。主要表现如下。 (1)冲压加工的生产效率高，且操作方便，易于实现机械化和自动化。 (2)冲压时由于模具保证了冲压件的尺寸与形状精度，且一般不压件的表面质量，而模具的寿命一般较长，所以冲压的质量稳定，互换性好，具有“一模一样”的特征。 (3)冲压可加工出尺寸范围较大、形状较复杂的零件，如小到钟表的秒表，大到汽车纵梁、覆盖件等，加工冲压时材料的冷变形硬化效应，冲压的强度和刚度均较高。 (4)冲压一般没有切屑碎料生成，材料的消耗较少，且不需要其它加热设备，因为是一种省料，节能的加工方法，冲压件的成本较低。 由于冲压加工的零件种类繁多，各类零件的形状、尺寸和精度要求又各不相同，因而生产中采用的冲压工艺方法也是各种各样的。概括起来，可分为分离工序和成形工序两大类：分离工序是指将坯料沿一定的轮廓线分离而获得一定形状、尺寸和断面质量的冲压（俗称冲压件）的工序；成形工序是指使坯料在不破坏的条件下产生塑性变形而获得一定形状和尺寸的冲压件的工序。
武汉理工大学华夏学院 课程设计说明书 题目四角弯曲零件冲压工艺与模具设计学院名称机电工程学院 班级机制1071班 学号 10110107115 学生姓名肖一民 指导教师欧阳伟 2010年 12月 29日
目录 1．设计课题1 2．课程设计的目的及要求 2 1.工艺过程的制定 3 1.1 制件的工艺性分析 3 1.1.1冲压件的形状和尺寸应满足的要求 3 1.1.2冲压件的精度与断面粗糙度 3 1.2冲压工艺方案的分析与制定 4-5 2 设计工艺计算 6 2.1弯曲件展开尺寸的计算 6 2.2冲压力的计算及冲压设备的选择 7 2.2.1冲压力的计算 8 2.2.2初选冲压设备 8 2.3材料利用率及弯曲回弹值的计算 8 3.模具工作零件设计 9 3.1 弯曲模具工作零件尺寸的计算 9 3.1.1凸模与凹模的圆角半径 9 3.1.2凹模深度 9 3.1.3弯曲模凸模和凹模的间隙 10 3.2模具工作零件结构的确定 10-12 4. 模具其他零件的设计 13-14 5.设计心得体会15 6.参考文献16
序言 模具做为高效率的生产工具的一种，是工业生产中使用极为广泛与重要的工艺装备。采用模具生产制品和零件，具有生产效率高，可实现高速大批量的生产；节约原材料，实现无切屑加工；产品质量稳定，具有良好的互换性；操作简单，对操作人员没有很高的技术要求；利用模具批量生产的零件加工费用低；所加工出的零件与制件可以一次成形，不需进行再加工；能制造出其它加工工艺方法难以加工、形状比较复杂的零件制品；容易实现生产的自动化的特点。 设计出正确合理的模具不仅能够提高产品质量、生产率、具使用寿命，还可以提高产品经济效益。在进行模具设计时，必须清楚零件的加工工艺，设计出的零件要能加工、易加工。充分了解模具各部件作用是设计者进行模具设计的前提，新的设计思路必然带来新的模具结构。 本次设计了一套弯曲模具。经过查阅资料，首先要对零件进行工艺分析，经过工艺分析和对比，通过冲压力、顶件力、卸料力和弯曲力等计算，确定压力机的型号。再分析对冲压件加工的模具适用类型选择所需设计的模具。得出将设计模具类型后将模具的各工作零部件设计过程表达出来。在设计说明书的第一部分，说明了冲压模具的重要性与本次设计的意义，接着是对冲压件的工艺分析，完成了工艺方案的确定。第二部分，对零件排样图的设计，完成了材料利用率的计算。再进行弯曲工艺力的计算和弯曲模工作部分的设计计算，对选择
冲压模具设计与制造实例 例：图1所示冲裁件，材料为A3，厚度为2mm，大批量生产。试制定工件冲压工艺规程、设计其模具、编制模具零件的加工工艺规程。 零件名称：止动件 生产批量：大批 材料：A3 材料厚度：t=2mm 一、冲压工艺与模具设计 1.冲压件工艺分析 ①材料：该冲裁件的材料A3钢是普通碳素钢，具有较好的可冲压性能。 ②零件结构：该冲裁件结构简单，并在转角有四处R2圆角，比较适合冲裁。 ③尺寸精度：零件图上所有未注公差的尺寸，属自由尺寸， -0.74 0 -0.52 -0.52 -0.52 -0.52
可按IT14级确定工件尺寸的公差。孔边距12mm 的公差为-0.11，属11级精度。查公差表可得各尺寸公差为： 零件外形：65 mm 24 mm 30 mm R30 mm R2 mm 零件内形：10 mm 孔心距：37±0.31mm 结论：适合冲裁。 2.工艺方案及模具结构类型 该零件包括落料、冲孔两个工序，可以采用以下三种工艺方案： ①先落料，再冲孔，采用单工序模生产。 ②落料-冲孔复合冲压，采用复合模生产。 ③冲孔-落料连续冲压，采用级进模生产。 方案①模具结构简单，但需要两道工序、两套模具才能完成 零件的加工，生产效率较低，难以满足零件大批量生产的需 求。由于零件结构简单，为提高生产效率，主要应采用复合冲裁或级进冲裁方式。由于孔边距尺寸12 mm 有公差要求，为了更好地保证此尺寸精度，最后确定 用复合冲裁方式进行生产。 +0.36 0 -0.11
工件尺寸可知，凸凹模壁厚大于最 小壁厚，为便于操作，所以复合模 结构采用倒装复合模及弹性卸料 和定位钉定位方式。 3.排样设计 查《冲压模具设计与制造》表 2.5.2，确定搭边值： 两工件间的搭边：a=2.2mm 工件边缘搭边：a1=2.5mm 步距为：32.2mm 条料宽度B=D+2a1 =65+2*2.5 =70 确定后排样图如2所示 一个步距内的材料利用率η为： η=A/BS×100% =1550÷（70×32.2）×100% =68.8% 查板材标准，宜选900mm×1000mm的钢板，每张钢板可剪裁为14张条料（70mm×1000mm），每张条料可冲378个工件，则η为： η=nA1/LB×100%
前言 冲压是在室温下,利用安装在压力机上的模具对材料施加压力,使其产生分离或塑性变形,从而获得所需零件的一种压力加工方法.冲压模具在冷冲压加工中,将材料(金属或非金属)加工成零件(或半成品)的一种特殊工艺装备,称为冷冲压模具(俗称冷冲模).冲压模具是冲压生产必不可少的工艺装备,是技术密集型产品.冲压件的质量、生产效率以及生产成本等,与模具设计和制造有直接关系.模具设计与制造技术水平的高低,是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志之一,在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力. 我国的冲压模具设计制造能力与市场需要和国际先进水平相比仍有较大差距.这些主要表现在飞行器钣金件、高档轿车和大中型汽车覆盖件模具及高精度冲模方面,无论在设计还是加工工艺和能力方面,都有较大差距.覆盖件模具,具有设计和制造难度大,质量和精度要求高的特点,可代表覆盖件模具的水平.虽然在设计制造方法和手段方面已基本达到了国际水平,模具结构功能方面也接近国际水平,在模具国产化进程中前进了一大步,但在制造质量、精度、制造周期等方面,与国外相比还存在一定的差距.标志冲模技术先进水平的多工位级进模和多功能模具,是我国重点发展的精密模具品种.有代表性的是集机电一体化的铁芯精密自动阀片多功能模具,已基本达到国际水平. 因此我们在学习完《飞机钣金成形原理和工艺》等模具相关基础课程后,安排了模具设计课程设计,以帮助我们掌握模具设计的过程,为以后参加工作打下基础.
设计内容 一、零件的工艺性分析 图1 零件图 1）零件的尺寸精度分析如图1所示零件图,该零件外形尺寸为R11,19;内孔尺寸为R3,6,均未标注公差,公差等级选用IT14级,则用一般精度的模具即可满足制件的精度要求. 2）零件结构工艺性分析零件形状简单,适合冲裁成形. 3）制件材料分析制件材料为45钢,抗剪强度为432～549米pa,抗拉强度为540～685米pa,伸长率为16%.适合冲压成形. 综合以上分析,得到最终结论:该制件可以用冲压生产的方式进行生产.但有几点应注意: 1）孔与零件左边缘最近处仅为2米米,在设计模具是应加以注意. 2）制件较小,从安全方面考虑,要采取适当的取件方式. 3）有一定批量,应重视模具材料和结构的选择,保证一定的模具寿命. 二、工艺方案的确定 由零件图可知,该制件需落料和冲孔两种冲压工艺,设计模具时可有以下三种方案: 方案一:先落料,再冲孔,采用单工序模生产. 方案二:冲孔、落料连续冲压,采用级进模生产. 方案三:落料和冲孔复合冲压,采用复合模生产.
【范例】 (1)题目：东风EQ-1090汽车储气简支架 (2)原始数据 数据如图7—1所示。大批量生产，材料为Q215，t=3mm。 图7-1零件图 (3)工艺分析 此工件既有冲孔，又有落料两个工序。材料为Q235、t=3mm的碳素钢，具有良好的冲压性能，适合冲裁，工件结构中等复杂，有一个直径φ44mm的圆孔，一个60mm×26mm、圆角半径为R6mm的长方形孔和两个直径13mm的椭圆孔。此工件满足冲裁的加工要求，孔与孔、孔与工件边缘之间的最小壁厚大于8mm。工件的尺寸落料按ITll级，冲孔按IT10级计算。尺寸精度一般，普通冲裁完全能满足要求。 (4)冲裁工艺方案的确定 ①方案种类该工件包括落料、冲孑L两个基本工序，可有以下三种工艺方案。 方案一：先冲孔，后落料。采用单工序模生产。 方案二：冲孔一落料级进冲压。采用级进模生产。 方案三：采用落料一冲孔同时进行的复合模生产。 ②方案的比较各方案的特点及比较如下。 方案一：模具结构简单，制造方便，但需要两道工序，两副模具，成本相对较高，生产效率低，且更重要的是在第一道工序完成后，进入第二道工序必然会增大误差，使工件精度、质量大打折扣，达不到所需的要求，难以满足生产需要。故而不选此方案。
方案二：级进模是一种多工位、效率高的加工方法。但级进模轮廓尺寸较大，制造复杂，成本较高，一般适用于大批量、小型冲压件。而本工件尺寸轮廓较大，采用此方案，势必会增大模具尺寸，使加工难度提高，因而也排除此方案。 方案三：只需要一套模具，工件的精度及生产效率要求都能满足，模具轮廓尺寸较小、模具的制造成本不高。故本方案用先冲孔后落料的方法。 ③方案的确定综上所述，本套模具采用冲孔一落料复合模。 (5)模具结构形式的确定 复合模有两种结构形式，正装式复合模和倒装式复合模。分析该工件成形后脱模方便性，正装式复合模成形后工件留在下模，需向上推出工件，取件不方便。倒装式复合模成形后工件留在上模，只需在上模装一副推件装置，故采用倒装式复合模。 图7 2粗画排样图 (6)工艺尺寸计算 ①排样设计 a ．排样方法的确定根据工件的形状。确定采用无废料排样的方法不可能做到，但能采用有废料和少废料的排样方法。经多次排样计算决定采用直对排法，初画排样图如图7 2所示。 b ．确定搭边值查表，取最小搭边值：工件间a l =2.8，侧面a=3.2。 考虑到工件的尺寸比较大，在冲压过程中须在两边设置压边值，则应取。a=5；为了方便计算取a l =3。 c. 确定条料步距步距：257.5mm ，宽度：250+5+5=260mm ． d ．条料的利用率 21752052.35%257.5260 η?==? e ．画出排样图根据以上资料画出排样图，如图7-3所示。
目录 第一章概述 (1) 1.1设计的目的 (1) 1.2设计要求 (1) 1.3模具设计的意义 (1) 第二章冲压件的工艺分析 (2) 2.1模具设计的内容 (2) 2.2弯曲件的质量分析 (3) 2.3弯曲件的工艺性 (6) 第三章设计方案的确定 (7) 3.1弯曲件坯料展开尺寸的计算 (7) 3.2弯曲力的计算与压力机的选用 (8) 3.3弯曲模工作部分尺寸设计 (9) 3.4模具零件材料的选取 (13) 3.5模具零件形式的选取 (13) 第四章模具的工作原理及生产注意事项 (17) 4.1工作原理 (17) 4.2生产注意事项 (17) 第五章总结 (19)
第一章概述 1.1设计的目的 课程设计是冲压模具课程设计重要的综合性与实践性教学环节。课程设计的基本目标是： （1）综合运用冲压模具设计、机械制图、公差与技术测量、机械原理及零件、模具材料及热处理、模具制造工艺等先修课程的知识，分析和解决冲压模具设计过程中遇到的问题，进一步加深对所学知识的理解； （2）通过设计实践，逐步树立正确的设计思想，增强创新意识，基本掌握塑料模具设计的一般规律，培养分析问题和解决问题的能力。 （3）通过计算绘图和运用技术标准、规范、设计手册等有关设计资料，进行冲压模具设计技能训练，为此后的模具设计及其机械设计打下良好的基础。 1.2设计要求 详尽的设计计算说明书1份、工作零件图2张、模具装配图1份。 1.3模具设计的意义 冲压成形/塑料成型工艺与模具设计是机制专业的专业基础课程。通过模具的课程设计使学生加强对课程知识的理解，在掌握材料特性的基础上掌握金属成形工艺和塑件成型工艺，掌握一般模具的基本构成和设计方法，为学生的进一步发展打下坚实的理论、实践基础。
XX大学 毕业设计说明书题目：止动件级进模的设计 学院： 专业： 学号： 姓名： 指导教师： 完成日期：
摘要 本文介绍了止动件的冷冲压模具设计，文章介绍了冷冲压模具设计的全过程。对冷冲压模具的设计进行了全面的介绍和分析，并在此基础上进行了模具的设计，设计包括分析工艺性、拟定零件的工艺方案及模具结构、排样裁板、计算工具压力选取压力机及确定压力中心、确定模具结构和绘制模具总装草图，冲裁刃口尺寸及公差的计算、冲模刃口尺寸及公差的计算、确定各主要的零件结构尺寸、设计并绘制总图和选取标准件、绘制出部分非标零件图等一系列的工作。关键词:冷冲压，止动件，模具设计 Abstract This paper describes the stop moving pieces of cold stamping mould design, this paper introduces the whole process of cold stamping mould design. On cold stamping mould design a comprehensive introduction and analysis, and on this basis the die design, the design includes analysis of the technology of technological scheme, drew up parts die structure, arrangement and cutting board, computational tool pressure pressure center and confirming the selected press mould structure and rendering, identify sketch, punching mould assembly blade dimensions and tolerances of calculation, punching the blade dimensions and tolerances of computing, confirm the main parts structure size, design and drawing layout, and select the standard parts, and draw the part of non-standard parts graph, and a series of work Keywords: cold stamping, stop moving parts, mold design
冲压工艺及模具设计模具课题设计 班级： 姓名： 学号： 日期： 材料科学与工程学院 College of Materials Science and Engineering
引言 在工业产品中，板材件占据了一个大比例。许许多多的机械零件，产品覆盖件都是用板料加工而成的，因此，研究板料的成形方法对产品的设计与加工有着重要的意义。 现在的板材成形方法有许许多多种，其中冷冲压占据很大的一部分。冷冲压是利用安装在压力机上的冲模对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需要的零件的一种压力加工方法。冷冲压可以分为两大类，即分离工序和成形工序。分离工序是指使板料按一定的轮廓线分离而获得一定形状，尺寸和切断面质量的冲压件的工序；成形工序是指使坯料在不破裂的条件下产生塑性变形而获得一定形状和尺寸冲压件的工序。 冷冲压过程主要依靠冲模和压力设备完成加工的，便于实现自动化生产，生产率很高，操作简单。而且产品壁薄、质量轻、刚度好、可以加工成形复杂的零件，小到钟表的秒针，大到汽车纵梁，覆盖件等。 冷冲压与其他加工方法相比具有独到的特点，所以在工业生产中，尤其在大批量生产中应用十分广泛。 本课程即将结束之时，为了了解冲压工艺的基本原理，掌握冲压工艺的编制和模具的设计，我将选择了一个垫片零件。通过设计冲裁模实现零件的大规模的生产与制造。
目录 引言 .............................................................................................................. I 一零件的工艺性分析.. (1) 1.1 零件要求 (1) 1.2 冲裁件的工艺性分析 (1) 1.3 冲裁工艺方案的设定 (2) 二冲模设计相关计算 (2) 2.1 排样的相关设计与计算 (2) 2.2 冲裁力的计算 (3) 2.3 冲裁压力中心的计算 (4) 2.4 冲裁模刃口尺寸及公差的计算 (4) 2.5主要零件的尺寸计算 (5) 三定位装置的设计 (7) 3.1 横向送料定位装置设计 (7) 3.2 纵向送料定位装置的设计 (8) 四标准件的选用 (9) 4.1 模座选用 (9) 4.2 压力机选用 (10) 4.3 紧固件选择 (10) 五模具加工工艺 (11) 5.1 凸模加工工艺 (11) 5.2 凹模加工工艺 (11)
课程设计说明书 模具设计与制造专业05 级模具（2）班 题目Z型弯曲件 姓名 指导老师
目录 前言 第一部分设计题目 (2) 第二部分弯曲工艺分析 (4) 第三部分主要工艺参数计算 (5) 第四部分排样与定距设计 (6) 第五部分弯曲模工作部分尺寸计算 (8) 第六部分冲压设备的选择 (9) 第七部分模具的总体结构 (10) 第八部分主要零部件的设计及选择 (11) 第九部分模具制造装配要点 (16) 第十部分设计体会 (17) 第十一部分参考文献 (18)
第一部分：设计题目 设计模具名称：弯曲模 工件名称：Z型件 生产批量：大批量 材料：Q235 料厚1.5㎜ 工件简图：如图下所示： 设计要求： (1)对模具： a) 必须保证操作安全、方便。 b)便于搬运、安装、紧固到冲床上方便、可靠 c)生产批量为大批量生产。 d)冲模零件必须具有良好的工艺性，即制造装配容易、便于管理。 e)保证规定的生产率和高质量的冲压件的同时，力求成本低、模具寿命长。 f)保证模具强度前提下，注意外形美观，各部分比例协调。 (2)对图纸： a)总装配图一张。 b)模具零件图（凸、凹模）。
(3)对说明书： a)计算过程详细、完全。 b)内容条理清楚，按步骤书写。 c)资料数据充分，并表明数据出处。 d)公式的字母含义应标明，有时还应标明公式的出处。 e)说明书用计算机打印出来。 第二部分：弯曲工艺分析 1．对弯曲制件 由零件图可见，该弯曲件外形简单，精度要求不高，工件厚度1.5㎜。此工件可用一次单工序模弯曲，定位较为容易，且定位精度易保证。 2．对制件材料 材料为碳素结构钢，其抗剪强度为275-392MPa，抗拉强度为353-500MPa，屈服强度为245MPa，弹性模量为206×103MPa. ㈡模具的工艺分析： 在压力机滑块一次行程弯曲制成工件。 该模具属于单工序弯曲，操作安全、不易于自动化，包括自动送料、自动出件、自动叠片，工件和废料均往下漏，因而不易采用高速压力机生产，冲压精度高，生产效率一般。 第三部分：工艺计算 ㈠弯曲工件的毛坯尺寸计算 根据原始数据可得 t =1.5 r =4
课程设计（论文）连接零件冲压工艺及模具设计 教学系：机电工程 指导教师：******* 专业班级：成型1081 学生姓名： @@@ 摘要
本论文应用所学专业理论课程和生产实际知识进行了冷冲压模具设计工作的实际训练，从而培养和提高学生独立工作能力，巩固与扩充了冷冲压模具设计等课程所学的内容。本设计采用落料冲孔复合模，模具设计制造简便易行。落料冲裁效果好，能极大地提高生产效率。本设计主要工序包括：冲孔和落料。本设计分别论述了产品工艺分析，冲压方案的确定，工艺计算，模板及主要零件设计，模具装配等问题。本设计的内容是确定复合模内型和结构形式以及工艺性，绘制模具总图和非标准件零件图。 我觉得通过本次的毕业设计，达到了这样的目的： 1.综合运用本专业所学课程的理论和生产实际知识，进行一次冷冲压模具设计工作的实际训练，从而培养和提高我们独立工作的能力。 2.巩固与扩充所学有关冷冲模具设计课程的内容，掌握冷冲压模具设计的方法和步骤，掌握冷冲压模具设计的基本技能，懂得了怎样分析零件的工艺性。 3.掌握冷冲压模具设计的基本技能，如计算、绘图、查阅设计资料和手册，熟悉标准和规范，同时对相关的课程进行了全面的复习，使独立思考能力有了提高等。 关键词：冷冲压、冲裁、复合模、落料
目录 前言 (2) 1 设计任务书………………………………………………………………………………错误！未定义书签。 2 工艺方案分析及确定 (2) 2.1 零件的工艺分析 (3) 2.2 工艺方案的确定 (3) 2.3 排样的确定 (4) 3 工艺设计与计算 (6) 3.1 冲压力与压力中心的计算 (6) 3.2 工作零件刃口尺寸计算 (8) 3.3 工作零件结构设计与其他模具结构零件 (10) 3.4 冲压设备的选用 (12) 4模具总装图 (11) 5模具的装配 (15)
课程设计 ——V型零件的弯曲工艺及模具设计 学校：沈阳工业大学 指导教师：于宝义 班级：成控0804班 学号：080201116 姓名：何哲
一、零件的工艺性分析 1、零件的工艺性分析 如图所示为零件图 零件图生产批量：大批量 材料：厚度为4mm的Q235钢板 碳素结构钢的化学成分、性能及用途 部分碳素钢抗剪性能 如上图可知碳素结构钢，其抗剪强度为310—380Mpa，抗拉强度为375—460Mpa，屈服强度为235Mpa，弹性模量为206000Mpa。并会随着材质的厚度的增加而是其屈服值减少。由于含碳适中，综合性能较好，强度、塑性等性能得到较好的配合，用途最广泛。 尺寸精度：该零件图上已经标出了零件的弯曲角度，零件的高度和零件的宽度，其余并未标准，属自由尺寸，可以按着IT13级确定工件的公差。 工件结构的形状：制件需要进行落料，弯曲两道基本工序，尺寸小。 结论：该制件可以进行冲压。 制件为大批量生产，应重视模具材料和结构的选择，保证模具的复杂程度和模具的寿命。
2、确定工艺方案 各类模具结构及特点比较 根据制件的工艺性分析，该弯曲件外形简单，精度要求不高，工件厚度4mm。次工件可用一次单工序模弯曲，且定位精度易保证。
二、冲压模具总体结构设计 1、模具类型的选择 冲压工艺分析可知，采用单工序冲压，所以模具类型为单工序模。 2、操作与定位方式 零件大批量生产，安排生产可采用手工送料方式能够达到批量生产，且能降低模具成本，因此采用手工送料方式。零件尺寸较小，厚度较小，宜采用定位板定位。 3、卸料与出件方式 因为工件料厚为4mm，相对较薄，卸料力不大，故可采用弹性料装置卸料 三、冲压模具工艺与设计计算 1、弯曲工件毛坯尺寸计算 相对弯曲半径为：R/t=3/4=0.75>0.5 其中R——弯曲半径(mm) t——材料厚度(mm) 由于相对弯曲半径大于0.5可见制件属于圆角半径较大的弯曲件，应该先求形变区中性层曲率半径β(mm)。 β=r0+kt 其中：r0——内弯曲半径 板料弯曲中性层系数 查上表可得k=0.42 根据β=r0+kt β=3+0.4*4=4.6(mm) I1=I2=21.45mm 所以由公式得：L= I1+ I2+kt=21.45+21.45+0.4*4=44.5(mm) I1、I2——零件直边区长度t——弯曲件厚k——中性层系数 零件图
编号： 12 课程设计说明书 题目：冲压零件2冲裁模设计 课程序号: 1710322 学院：机电工程学院 专业：机械设计制造及其自动化 学生姓名： 学号：14 指导教师：杨连发 职称：教授 题目类型：理论研究实验研究工程设计工程技术研究软件开发 2017年11月17 日
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目录 1 计任务书及冲压件（产品）图 (1) 1.1 设计任务书 (1) 1.2 冲压件（产品）图 (1) 2 冲压件的工艺性分析 (3) 2.1 ☆☆☆，☆☆☆☆☆，(黑体小四号) (3) 2.2 ☆☆☆，☆☆☆☆☆，(黑体小四号) (3) 3 冲压件工艺方案的拟定 (3) 4 模具类型及结构形式的选择 (3) 5 排样设计及材料利用率的计算 (4) 6 冲压各工艺力计算、压力中心的确定 (5) 7 模具工件零件的刃口尺寸及公差的计算 (6) 8 模具零部件的选用、设计及必要的计算 (6) 9 压力机的选择 (8) 10 其它需要说明的内容 (8) 参考文献 (8)
1 设计任务书及冲压件（产品）图(黑体四号) 1.1 设计任务书(黑体小四号) 2017-2018(1)《模具设计综合实训》设计任务书年级： 2014 面向专业：机械设计制造及其自动化学生人数： 155 设计学时 2 周实施时间第 10 11 周 指导教师杨连发设计场所教室、宿舍 设计组号12 产品名称冲压零件 2 学生序号56 班级学号1400110306 学生姓名何焕学生序号57 班级学号1400110307 学生姓名黄柏富学生序号58 班级学号1400110308 学生姓名黄仁光学生序号59 班级学号1400110309 学生姓名黄振永学生序号60 班级学号1400110311 学生姓名李丽强 冲压件图 产品说明材料：08 钢；料厚 2 mm；生产批量：大批量生产（月产 47 万件）设计要求采用滑动式中间导柱模架、固定卸料装置
【范例】 (1）题目：东风ＥQ－1０90汽车储气简支架 (2）原始数据 数据如图7—１所示。大批量生产，材料为Q２15，t=３mm。 图7-1零件图 (３)工艺分析 此工件既有冲孔,又有落料两个工序。材料为Q23５、ｔ=３mm的碳素钢,具有良好的冲压性能,适合冲裁,工件结构中等复杂,有一个直径φ44mm的圆孔,一个６0mm×26ｍｍ、圆角半径为R6mｍ的长方形孔和两个直径13ｍm的椭圆孔。此工件满足冲裁的加工要求,孔与孔、孔与工件边缘之间的最小壁厚大于８mm。工件的尺寸落料按ＩTll级，冲孔按IＴ10级计算。尺寸精度一般,普通冲裁完全能满足要求。 (4)冲裁工艺方案的确定 ①方案种类该工件包括落料、冲孑L两个基本工序,可有以下三种工艺方案。 方案一:先冲孔，后落料。采用单工序模生产。 方案二：冲孔一落料级进冲压。采用级进模生产。 方案三：采用落料一冲孔同时进行的复合模生产。 ②方案的比较各方案的特点及比较如下。 方案一：模具结构简单,制造方便,但需要两道工序，两副模具,成本相对较高，生产效率低,且更重要的是在第一道工序完成后，进入第二道工序必然会增大误差，使工件精度、质量大打折扣，达不到所需的要求，难以满足生产需
要。故而不选此方案。 方案二:级进模是一种多工位、效率高的加工方法。但级进模轮廓尺寸较大，制造复杂,成本较高,一般适用于大批量、小型冲压件。而本工件尺寸轮廓较大，采用此方案,势必会增大模具尺寸，使加工难度提高,因而也排除此方案。 方案三：只需要一套模具，工件的精度及生产效率要求都能满足,模具轮廓尺寸较小、模具的制造成本不高。故本方案用先冲孔后落料的方法。 ③方案的确定综上所述,本套模具采用冲孔一落料复合模。 (５)模具结构形式的确定 复合模有两种结构形式，正装式复合模和倒装式复合模。分析该工件成形后脱模方便性,正装式复合模成形后工件留在下模,需向上推出工件,取件不方便。倒装式复合模成形后工件留在上模,只需在上模装一副推件装置,故采用倒装式复合模。 图7 2粗画排样图 (6)工艺尺寸计算 ①排样设计 ａ.排样方法的确定根据工件的形状。确定采用无废料排样的方法不可能做到，但能采用有废料和少废料的排样方法。经多次排样计算决定采用直对排法，初画排样图如图7 ２所示。 b.确定搭边值查表,取最小搭边值:工件间a l =2.8，侧面a=3.2。 考虑到工件的尺寸比较大，在冲压过程中须在两边设置压边值，则应取。a=５；为了方便计算取ａl ＝3。 c. 确定条料步距步距:２５7.5mm,宽度：250+5+5=260mm ． ｄ.条料的利用率 21752052.35%257.5260 η?==? e.画出排样图根据以上资料画出排样图，如图7-３所示。
摘要 冲压是一种利用安装在压力机上的模具，对材料施加压力并使其产生分离或塑性变形，从而获得一定形状、尺寸和性能的制件的一种压力加工方法。冲压加工由冲压工艺、冲压模具以及冲压设备三个要素构成。冲压工艺包括各种冲压工序是冲压加工过程和具体方法；冲压模具则是将板料加工成冲压零件的专用工艺装备。模具是工业生产中发展和实现无切屑加工技术不可缺少工具，也是生产中广泛使用的设备之一。 本文根据止动件的形状、材料、尺寸精度及技术要求，制定冲压加工方案，设计冲压模具，选着冲压设备。全面的应用冲压工艺与模具设计的知识，巩固和深化所学知识。 关键词：止动件；冲压模具；冲压工艺；模具设
目录 摘要 (1) 绪论 (1) 第一章止动件图的绘制 (2) 第二章止动件的冲压工艺分析 (3) 2.1 材料分析 (3) 2.2 止动件形状分析 (3) 2.3 止动件尺寸精度 (3) 第三章冲压方案的确定 (4) 3.1 冲压方案 (4) 3.2 冲压方案的选择 (4) 第四章模具类型 (5) 4.1 模具类型的选择 (5) 4.2 定位方式的选择 (5) 4.3 导向方式的选择 (5) 4.4 卸料、出料方式的选择 (5) 4.5 推件装置的选择 (6) 4.6送料方式的选择 (6) 第五章主要工艺参数的计算 (7) 5.1 排样方式 (7) 5.1.1 排样方式的选择 (7) 5.1.2 确定搭边值和料宽 (7) 5.1.3 排样方式图 (8) 5.2 送料步距和利用率的计算 (8) 5.2.1 送料步距的计算 (8) 5.2.2 材料利用率的计算 (9) 5.3 冲压力的计算 (9) 5.3.1 冲裁力的计算 (9)
垫圈冲压模课程设计 说明书
湖南涉外经济学院机械工程学部 冲压成型工艺及模具设计 课程设计任务书机械工程学院材料成型及控制工程专业 题目垫圈冲压模具设计 任务起止日期： 2012 年 9 月 18 日至 2012 年 11 月 20 日止 学生姓名：王曦明班级：材料0902班 指导老师：何雅槐日期： 系主任：日期：审查 学部主任：日期：批准
冲压模具课程设计 一、题目 垫圈 二、原始数据 冲裁制件如图2-1所示。材料为Q235，材料厚度0.8mm，生产批量为10万件，属中大批量生产。 三、冲裁件工艺分析 此工件既有冲孔，又有落料两个工序。材料为Q235、t=0.8mm 的碳素钢，具有良好的冲压性能，适合冲裁，工件结构简单，内有一个直径为 12mm的圆孔。此工件满足冲裁的加工要求，工件尺寸未标注公差，按IT14级计算。尺寸精度较低，普通冲裁完全能够满足要求。 四、冲裁工艺方案的确定 （一）方案种类该工件包括落料、冲孔两个基本工序，有以下三种工艺方案。 方案一：先冲孔，后落料。采用单工序模生产。 方案二：冲孔-落料级进冲压。采用级进模生产。 方案三：采用冲孔-落料同时进行的复合模生产。 （二）方案的比较各方案的特点及比较如下。
方案一：模具结构简单，制造方便，但需要两道工序，两副模具，成本相对较高，生产效率低，且更重要的是在第一道工序完成后，进入第二道工序必然会增大误差，使工件精度、质量大打折扣，达不到所需要的要求，难以满足生产需要。故不选此方案。 方案二：级进模是一种多工位、效率高的加工方法。但级进模轮廓尺寸较大，制造复杂，成本较高，因而也排除此方案。 方案三：只需要一套模具，工件的精度及生产效率要求都能满足，模具轮廓尺寸较小、模具的制造成本不高。故本方案用先冲孔后落料的方法。 （三）方案的确定综上所诉，本套模具采用冲孔-落料复合模。 五、模具结构形式的确定 复合模有两种结构形式，正装式复合模和倒装式复合模。分析该工件成形后脱模方便性，正装式复合模成形后工件留在下模，需向上推出工件，取件不方便。倒装式复合模成形后工件留在上模，只需在上模装一副推件装置，故采用倒装式复合模。 六、工艺尺寸计算 （一）排样设计 1.排样方法的确定根据工件的形状，确定采用无废料排样的方法不可能做到，但能采用有废料和少废料的排样方法。经多次排样计算决定采用多行排法，初画排样图如图6-1所示。