安徽工程大学机电学院毕业设计（论文）
摘要
本课题的名字叫精密冲裁模设计，本设计在学习了普通冲压知识的基础上，设计了在精冲压力机上进行工作的落料冲孔复合精冲模具。分析了垫片的工艺性，对几种不同工艺方案进行分析，从而确定最佳方案，设计了垫片复合模的的排样方案。在把普通冲裁和精密冲裁做简单比较，介绍了精密冲裁模的设计要点：由于精冲件尺寸精度高、断面垂直度良好，为使制件质量得到保证，重点设计了凸凹模、凹模、冲孔凸模、反压板，其提供的压边力和反压力与冲裁力为材料的塑性变形状态；此外，小间隙也是精密冲裁模设计的一个要点。
关键词：垫片，复合模，精冲
Abstract
This topic is the name of the Mould Design of Precise Blanking。The present design reports the compound fine blanking that contain blanking and punching, the basis of which is the knowledge about general blanking. The design in fine stamping pressure machine of dropping material compound fine stamping mould punching. Analysis of the technology of the gasket, several different technology analysis to determine the optimal scheme, design the gasket composite modulus of the layout scheme. Firstly, I compare the ordinary with the fine blanking simply, then, the key points in designing the fine blanking die were introduced. as the parts obtained from the fine blanking have more precise size, good degree of vertical cross-section, in order to get part with high quality, The key design die and punch, concave die, punching the punch, the linking piece, which provide the forces make the materials under the three non-uniform compressive stress, as a result, the material is always in a pure shear plastic deformation state during the processing of fine blanking; in addition, the smaller gap is also a key point.
Key words: Gear gasket piece, Compound die, Fine blanking.
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目录
摘要 ........................................................................................................................................ I ABSTRACT.............................................................................................................................. I I 插图清单 ................................................................................................................................... V 插表清单 ................................................................................................................................. VI 引言 ................................................................................................................................... - 1 -第1章绪论 ................................................................................................................... - 2 -1.1课题研究的主要内容及意义. (2)
1.2精密冲裁模具的发展状况 (2)
1.3精密冲裁的发展趋势 (2)
第2章成形工艺分析和工艺方案的确定....................................................................... - 4 -2.1冲压的基本工序分类及模具类型的选择.. (4)
2.2零件的工艺性分析 (4)
2.3确定工艺方案 (6)
第3章排样 ....................................................................................................................... - 7 -3.1排样的意义.. (7)
3.2材料利用率 (7)
3.3排样的形式 (7)
3.4搭边和搭边值的确定 (7)
3.5零件排样 (8)
第4章精冲工艺力的计算............................................................................................. - 11 -4.1精冲冲裁力 (11)
4.2压边力 (11)
4.3反压力 (12)
4.4精冲总压力 (12)
4.5卸料力和顶件力 (12)
第5章模具刃口尺寸的计算......................................................................................... - 14 -5.1凸、凹模间隙.. (14)
5.2凸、凹模刃口尺寸 (14)
第6章压力中心的计算................................................................................................. - 19 -6.1简单几何图形的压力中心的位置 (19)
6.2计算压力中心的步骤 (19)
6.3垫片零件压力中心的计算 (20)
第7章压力机的选择及校核......................................................................................... - 22 -7.1精冲压力机的选择 (22)
7.2压力机的校核 (22)
第8章精冲模具的设计................................................................................................. - 24 -8.1冲孔凸模及强度校核.. (24)
8.2凸凹模及强度校核 (25)
8.3上模座与下模座 (27)
8.4冲孔凸模固定板 (28)
8.5凹模 (29)
8.6导柱与导套 (29)
结论与展望 ......................................................................................................................... - 31 -致谢 ................................................................................................................................. - 33 -参考文献 ............................................................................................................................. - 34 -附录A 外文文献及其译文.............................................................................................. - 35 -附录B 参考文献的题录和摘要 ..................................................................................... - 49 -
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插图清单
插表清单
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引言
精冲技术是冲压技术发展的一个新领域，是先进的工艺方法之一。它的出现，从根本上改变了金属板料加工的工艺链。精冲不仅是一种部分和全部代替铸、锻、粉末冶金和机加工工艺的方法，而且是一种高质量、高效率和高附加值的加工工艺。
精密冲裁技术是自20世纪20年代在欧洲发明以来，已经历了80多年的历程，是为厚板制造领域最重要的精密塑性成形方式之一。
我国的精冲模具技术在‖十一五‖期间取得了长足的进步,并在精冲工艺、材料、精冲压力机、模架、模具和润滑等方面取得了一系列的科研成果。
但是，我国的精冲模具与国际先进水平相比，仍然有很大的差据：目前精冲企业普遍规模小、资源分散、生产率较低、人才短缺且配套不全。虽然在精冲模具开发方面具备了一定的开发能力，但在复杂精冲模具，特别是精冲复合成形模具的开发方面仍然缺乏经验，进口模具依然占有较大比重。
我的这次毕业设计的课题是精密冲裁模设计，毕业设计不仅是大学四年所学知识的总结，同时也是我们能力的一次考验，这对我们以后的学习、工作和生活均有很大的帮助。本次毕业设计的主要目的是巩固平时学习的理论知识，加深对模具设计方面知识的理解，同时独立系统的完成一项设计工作，熟悉模具设计的一般步骤，熟悉相关的设计规范、手册以及标准，把所学的知识和现实实际有机合理的联系起来。
本次设计从冲压工艺性分析到模具设计是一个完整的设计过程，通过毕业设计巩固了以前所学知识，熟悉运用机械设计规范和零件标准，初步掌握模具设计的基本方法与步骤，了解模具的具体结构，进一步提高和训练绘图技巧，包括使用计算机绘制机械图及有关结构计算。
在设计过程中应注意的问题是模具结构的设计及各种标准件的选用。落料、冲孔复合模的设计主要解决以下问题：工艺计算，凸、凹模和凸凹模设计，模具闭合高度，各种标准件的选用，冲压设备选择等。
在本次毕业设计中我的指导老师在百忙之中，倾注了大量时间和精力，给予了莫大的帮助，还有我得到我的同学们很多的修改意见和建议，在此表示衷心感谢。
由于毕业设计时间较仓促，工作量较大，涉及的知识面较广，加之设计经验有限，不妥之处在所难免，敬请各位评审老师批评指正。
第1章绪论
1.1 课题研究的主要内容及意义
本课题要求对给定零件进行精密冲裁模设计：包括对给定零件进行工艺分析并确定工艺方案；模具的结构设计及相关工艺计算；模具零部件的设计；绘制模具装配图和非标准件的零件图和编写设计说明书等。通过该课题的训练，可让我们巩固平时所学的理论知识，同时加深对模具设计方面知识的理解，熟悉模具设计的一般步骤，能让我们掌握中等复杂程度零件冲压模具设计的一般方法、精密冲裁与普通冲裁的区别，并学会对已有设计资料的使用，把我们所学的知识和现实实际有机合理的联系起来，可对其以后从事类似的工作有一定的指导意义。
1.2精密冲裁模具的发展状况
近年来，我国的模具工业一直以15%左右的增长速度快速发展，模具工业企业的所有制成分也发生了巨大变化，除了国有专业模具厂外，集体、合资、独资和私营也得到了快速发展。浙江宁波和黄岩地区的―模具之乡‖；广东一些大集团公司和迅速崛起的乡镇企业，科龙、美的、康佳等集团纷纷建立了自己的模具制造中心；中外合资和外商独资的模具企业现已有几千家。
精密冲裁技术是自20世纪20年代在欧洲发明以来，已经历了80多年的历程，是为厚板制造领域最重要的精密塑性成形方式之一。精密冲裁属于无屑加工技术，是在普通冲压技术基础上发展起来的一种精密冲裁方法，简称精冲。它能在一次冲压行程中获得比普通冲裁零件尺寸精度高、冲裁面光洁翘曲小且互换性好的优质精冲零件，并以较低的成本达到产品质量的改善。
我国的精冲模具技术在‖十一五‖期间取得了长足的进步,并在精冲工艺、材料、精冲压力机、模架、模具和润滑等方面取得了一系列的科研成果。除了国有专业模具厂外，截至到目前为止，我国有二十多个省市都拥有专业精冲生产设备，并且已有若干个省市形成了自主精冲模具开发示范基地：广东的中外合资和外商独资模具企业现有很多，乡镇企业也快速崛起；江苏昆山建成了模具工业群；浙江黄岩被誉为―模具之乡‖等等。中国模具的―珠江三角洲、长江三角洲和以成都和重庆为代表的西部模具‖三足鼎立局面也已然形成。并且金属材料从有色金属冲裁扩展到黑色金属冲裁。另外，自主开发的级进复合精冲模、传递模和模块化模具在国内精冲模具中的比例显著提高，特别是面向汽车传动系统的复杂零件的级进复合精冲模，基本实现国产化。针对精冲成形过程的有限元数值技术、精冲模具结构优化技术、精冲模具智能设计与知识库技术等研究、开发和应用，提升和充实了我国精冲模具的内涵。
但是，我国的精冲模具与国际先进水平相比，仍然有很大的差据：目前精冲企业普遍规模小、资源分散、生产率较低、人才短缺且配套不全。虽然在精冲模具开发方面具备了一定的开发能力，但在复杂精冲模具，特别是精冲复合成形模具的开发方面仍然缺乏经验，进口模具依然占有较大比重。
1.3 精密冲裁的发展趋势
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随着我国经济的快速发展，在未来的模具发展中，模具技术的发展应该为适应模具产品―交货期短‖、―精度高‖、―质量好‖、―价格低‖的要求服务。达到这一要求急需发展如下几项：
1、全面推广CAD/CAM/CAE技术
模具CAD/CAM/CAE技术是模具设计制造的发展方向。随着微机软件的发展和进步，普及CAD/CAM/CAE技术的条件已基本成熟，各企业将加大CAD/CAM 技术培训和技术服务的力度；进一步扩大CAE技术的应用范围。计算机和网络的发展正使CAD/CAM/CAE技术跨地区、跨企业、跨院所地在整个行业中推广成为可能，实现技术资源的重新整合，使虚拟制造成为可能。
2、高速铣削加工
国外近年来发展的高速铣削加工，大幅度提高了加工效率，并可获得极高的表面光洁度。另外，还可加工高硬度模块，还具有温升低、热变形小等优点。高速铣削加工技术的发展，对汽车、家电行业中大型型腔模具制造注入了新的活力。目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向发展。
3、模具扫描及数字化系统
高速扫描机和模具扫描系统提供了从模型或实物扫描到加工出期望的模型所需的诸多功能，大大缩短了模具的在研制制造周期。有些快速扫描系统，可快速安装在已有的数控铣床及加工中心上，实现快速数据采集、自动生成各种不同数控系统的加工程序、不同格式的CAD数据，用于模具制造业的―逆向工程‖。模具扫描系统已在汽车、摩托车、家电等行业得到成功应用，相信在―十五‖期间将发挥更大的作用。
4、电火花铣削加工
电火花铣削加工技术也称为电火花创成加工技术，这是一种替代传统的用成型电极加工型腔的新技术，它是有高速旋转的简单的管状电极作三维或二维轮廓加工(像数控铣一样)，因此不再需要制造复杂的成型电极，这显然是电火花成形加工领域的重大发展。国外已有使用这种技术的机床在模具加工中应用。预计这一技术将得到发展。
5、提高模具标准化程度
我国模具标准化程度正在不断提高，估计目前我国模具标准件使用覆盖率已达到30%左右。国外发达国家一般为80%左右。
6、优质材料及先进表面处理技术
选用优质钢材和应用相应的表面处理技术来提高模具的寿命就显得十分必要。模具热处理和表面处理是否能充分发挥模具钢材料性能的关键环节。模具热处理的发展方向是采用真空热处理。模具表面处理除完善应发展工艺先进的气相沉积(TiN、TiC等)、等离子喷涂等技术。
7、模具研磨抛光将自动化、智能化
模具表面的质量对模具使用寿命、制件外观质量等方面均有较大的影响，研究自动化、智能化的研磨与抛光方法替代现有手工操作，以提高模具表面质量是重要的发展趋势。
8、模具自动加工系统的发展
这是我国长远发展的目标。模具自动加工系统应有多台机床合理组合；配有随行定位夹具或定位盘；有完整的机具、刀具数控库；有完整的数控柔性同步系统；有质量监测控制系统。
第2章成形工艺分析和工艺方案的确定
2.1冲压的基本工序分类及模具类型的选择
冲压工序基本分为以下两大类：
第一类是材料受外力后应力超过其强度极限，使材料发生剪裂或局部剪裂。诸如：板料的剪裂、剪截、冲孔、落料、切口、整修、裁切、冲口等多种作业形式，但均属于分离工序；第二类是材料受到外力应力超过其屈服极限，使材料经塑性变形后成一定的形状。诸如：弯曲、缩口、卷边、扭转、拉伸、起伏成形、体积冲压等变形方式，但均属于变形工序。将上述两个以上的单工序连续冲压与复合在一套模具上冲压便构成连续冲压与复合冲压工序。
上述各种冲压变形工序所用的模具，虽然结构千变万化，但仍然可按冲压过程的动作特征，主要结构特点以及完成的工艺作业类别，将其划分为以下几大类：
1、单工序冲模
这种冲模是在压力机的一次行程中只完成一次冲压工艺工序。一般均以其完成的冲压工艺工序的名称来命名：如只进行冲孔的称之为冲孔模；只进行一次弯曲的称为弯曲模。
2、连续模（亦称多工序连续模）
这种模具是在压力机一次行程中，在模具的不同工位上，能同时完成两个或两个以上冲压工序。根据连续完成的冲压工序的工艺作业类别又将连续模分为：多工位连续冲裁模、多工位连续复合模两种。连续模只有冲裁工位的，即只进行切口、落料等属于冲裁作业的工位，称为多工位连续冲裁模。如果连续模诸工位中，除了冲裁作业外，还有拉深或弯曲、成形；包括翻边、冲挤、压印等属于冲裁式复合模。
3、复合模
该类模具仅一个工位，在压力机的一次行程中能完成两个或两个以上冲压工步，根据这类模具完成的冲压工步的类别，可将其分为：冲裁式复合模、综合式复合模两种。只完成冲裁作业的复合模，最常见的是冲孔-落料复合模。如果连续诸工位中，除了冲裁作业外，还有拉深或弯曲、成形任意或一个以上变形工步的复合模，通常称其为综合式复合模、多工位连续式复合模。
2.2零件的工艺性分析
冲裁件的工艺性是指冲裁件对冲裁工艺的适应性。而所谓冲裁工艺性好是指能用普通冲裁的方法，在模具寿命和生产率较高、成本较低的条件下得到质量合格的冲裁件。
1、零件材料的分析
工件材料为20钢，属于优质碳素结构钢。20钢的主要化学成分为（%）为C：0.17~0.24；Si：0.17~0.37；Mn：0.35~0.65；P≤0.035；S≤0.035；Ni≤0.30；Gr≤0.25；Cu≤0.25。
材料的屈服强度和抗拉强度查表1-1得为：抗拉强度为360~510MPa；屈服强度不小于250MPa；抗剪强度为280~400MPa；延伸率为25%。
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表1-1材料力学性能[]1
2、零件的结构分析
垫片零件图如图1-1所示。材料：20钢，零件厚度：2mm，模具精度：未注公差尺寸按IT14级精度制造，图中未注圆角半径均为R1。
图1-1垫片
从零件图结构分析，冲裁件内形及外形的转角处要尽量避免尖角，应以圆弧过渡，以便于模具的加工，减少热处理开裂，减少冲裁时尖角处的崩刃和过快磨损。而圆角半径R最小值由表1-2知：落料时20钢的最小圆角半径为0.25t，即0.5mm，而由图可知R=1.0mm，故符合条件。
表1-2 冲裁最小圆角半径表[]2 (mm)
同时，冲裁件要尽量避免过长的凸出悬臂和凹槽，悬臂和凹槽的宽度也不宜过小，应使它们的最小宽度t b 5.1≥；故对于该零件来说，即mm b 325.1=?≥，而图中凹槽宽度为1.8mm ，故此零件是不适宜用普通冲裁进行冲压。而在精密冲裁中，凹槽的最小宽度为t b 6.0min ≥，孔径t d 6.0min ≥，凹槽长度a l 15max ≤，即：mm b 2.126.0min =?≥；
mm d 2.126.0min =?≥；
mm l 30215max =?≤，由图形可知mm b 8.1=，mm d 10=，mm l 9=，均满足要求，符合精冲条件，而由于该零件技术要求为未注公差均按IT14级精度制造，
精度要求不是很高，精密冲裁完全可以满足精度要求，故此零件可以用精冲完成。
2.3 确定工艺方案
1、根据工件的形状，尺寸精度及表面粗糙度要求，可知精冲模各工序的精度均能满足，可以使用冷冲进行零件加工，且冷冲压工序包括：冲孔，落料。
2、工序顺序，由于该工件的特点，可以作出下列顺序：落料、冲孔。根据以上工序，可以作出以下工艺方案：
方案一：落料、冲孔。分别采用单工序模生产。 方案二：落料-冲孔采用复合模生产。 方案三：落料-冲孔采用级进模生产。 对以上三种方案进行比较，可以看出：
方案一，分别在二副精冲模具中完成落料和冲孔，有利于降低冲裁力和提高模具寿命，同时模具结构比较简单，制造的周期短，价格低，较易实现自动化，但冲压的精度一般较低，生产率较低，只适合于小批量生产。
方案二，落料、冲孔只需一副精冲模具，冲压件的形位精度和尺寸精度容易保证，同时冲压精度较高，但是模具结构较方案一复杂，模具制造也相对较困难，但生产率高，适合零件的大批量生产。
方案三，落料、冲孔也只需一副精冲模具，生产率也很高，但零件的冲压精度稍差。欲保证冲压件的形位精度，需要在模具上设置精确的定位装置，故模具制造、安装较复合模复杂。
通过以上的方案分析及零件图上的技术要求，可以看出，在大批量生产条件下，选用方案二是比较合理的。采用这种冲压方案，从模具的结构和寿命考虑，有利于降低冲裁力，提高模具的使用寿命，而且效率高，此种方案最合适。方案一只适合于小批量生产故不符合技术要求条件；方案三虽然也适合大批量生产，但在复合模与级进模均符合生产条件的情况下，一般选用复合模，因为与复合模相比，级进模增加了工序，同时也增加了模具的整体长度，还要设计精确的定位装置，故方案二较合理，选用方案二。
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第3章 排样
3.1 排样的意义
冲裁件在条料、带料或板料上的布置方法叫做排样。同一零件可以采用不同的排样排样形式，排样方式不同，材料利用率不同。大批量生产时，在冲裁件的成本中，材料费用一般占60%以上，因此，材料的经济利用是一个重要问题，特别对贵重的有色金属。同时排样要考虑方便生产操作、冲模结构简单、寿命长以用车间生产条件和原材料状况等。
总之，排样是冲裁模设计中的一项极其重要的工作。排样方案对材料利用率、冲裁件质量、生产率、生产成本和模具结构形式都有重要影响。
3.2 材料利用率
冲裁件的实际面积与所用板料面积的百分比叫材料利用率。它是衡量合理利用材料的经济指标，一个步距内的材料利用率1η可用下式表示：
%10011??=
S
B A η (2-1)
式中 1A ──一个步距内冲裁件的实际面积(mm)；
B ── 条料宽度(mm)； S ──步距(mm)。
3.3 排样的形式
根据条料的合理利用情况，排样的形式可分为3种，即有废料排样、少废料排样和无废料排样。
1、有废料排样。沿冲裁件全部外形冲裁，冲件与冲件之间、冲件与条料之间都存在有搭料废边。冲件尺寸完全由冲模来保证，因此精度高，模具寿命也高，但材料利用率低。
2、少废料排样。沿冲件部分外形切断或冲裁，只在冲件之间或冲件与条料侧边之间留有搭边。因此，受剪裁条料质量和定位误差的影响，其冲件质量稍差，同时边缘毛刺被凸模带入间隙也影响模具寿命，但材料利用率稍高，冲裁结构简单。
3、无废料排样。冲件与冲件之间或冲件与条料侧边之间均无搭边，沿直线或曲线切断条料而获得冲件。冲件的质量和模具寿命更差一些，但材料利用率最高中。另外，当送进步距为两倍零件宽度时，一次切断便能获得两个冲件，有利于提高劳动生产率。
3.4 搭边和搭边值的确定
排样时冲裁件之间以及冲裁件与条料侧边之间留下的工艺废料叫搭边。搭边的主要作用有：
1、补偿定位误差和剪板误差，确保冲出合格零件；
2、增加条料的刚度，方便条料送进，提高劳动生产率；
3、避免冲裁时条料边缘的毛刺被拉入模具间隙，从而提高模具寿命。
而影响搭边值的主要因素有：
1、材料的力学性能：硬材料的搭边值可小一些，软、脆材料的搭边值要大一些；
2、材料厚度：材料趆厚，搭边值也越大；
3、冲裁件的形状与尺寸：零件外形越复杂，圆角半径越小，搭边值取大些；
4、卸料方式：弹性卸料比刚性缷料的搭边值小一些；
5、送料及挡料方式：用手工送料，有侧压装置的搭边值可以小一些，用侧刃定距比用挡料销定位的搭边小一些。
搭边值的确定：
由文献[3]知：两工件间的最小搭边值mm a 5.4=；工件侧面最小搭边值mm a 31=。 3.5 零件排样
垫片的零件图如图1-1所示：该零件的面积2584mm A =。 排样类型：
图2-1 排样方案一
由图2-1开可知：mm B 5.39=；mm S 5.36=。将此数据代入公式2-1得：%401≈η。
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图2-2 排样方案二
由图2-2可知：mm B 38=；mm S 38=。将此数据代入公式2-1得：%411≈η。
图2-3 排样方案三
由图2-3可知：mm B 5.74=；mm S 76=。将此数据代入公式2-1得：%401≈η。
图2-4 排样方案四
由图2-4可知：mm B 5.77=；mm S 5.36=。将此数代入公式2-1得：
%411≈η。
由以上四种排样方案分析比较得：排样方案二较合理。材料利用率相对来说较高，结构单，精度较高，同时也可提高模具寿命。故此零件的排样方案选用方案二。
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第4章 精冲工艺力的计算
精冲是在三向受压状态下进行冲裁的，所以必须对各个压力分别进行计算，在求出精冲所需要的总压力，从而选择合适的精冲机。如图3.1所示：
4.1 精冲冲裁力
冲裁力是冲裁过程中凸模对板料施加的压力，它是随着凸模进入材料的深度。冲裁力1F 的大小取决于零件内外周边的总长度、材料的厚度和材料的强度极限。可按经验公式计算：
b
Lt f F σ11= (3-1)
式中 1f ──系数，取决于材料的屈强比，其值为0.6~0.9，常取0.9； L ──剪切周边的总长(mm)； t ──材料的厚度(mm)； b σ──材料的强度极限(MPa)。 由图1-1和技术要求知：
9.01=f ；mm L 495.172=；mm t 2=；MPa b 400=σ。
将以上数据代入公式3-1得：
N F 1241961=
4.2 压边力
齿圈压板压力的大小对于保证工件剪切面质量，降低冲压力和提高模具寿命都有密切关系。同时作用在齿圈压板上的压边力主要有三个作用：
1、防止剪切区以外的材料在剪切过程中随着凸模流动；
2、夹持材料，在精冲过程中使材料始终和冲裁方向垂直而不翘起；
3、在变形区建立三向受压的应力状态。 压边力的大小可按经验公式计算：
b Lh f F σ22=
(3-2)
式中 2f ──系数，常取4；
h ──齿圈齿高(mm)。
当材料厚度为2mm ，a b MP 400=σ时，由文献[2]得h=0.5mm 。42=f ，
mm
L 495.172=，a b MP 400=σ。
将以上数据代入公式3-2得：
N F 1128762=
4.3 反压力
顶也器的反压力过小会影响工件的尺寸精度、平面度、剪切面的质量，加大工件的塌角，反压力过大会增加凸模的负载，降低凸模的使用寿命。一般反压力3F 可按经验公式计算：
132.0F F =
(3-3)
由公式3-1知：N F 1241961= 将以上数据代入公式3-3得：
N
F 248393=
4.4 精冲总压力
选用压力机吨位时，若为专用精冲压力机，应以精冲冲裁力1F 为依据。若为普通压力机，则以总压力F 为依据。总压力F 的计算公式为：
321F F F F ++=
(3-4)
由公式3-1、3-2、3-3知:N F 1241961=；N F 1128762=；N F 248393=。 将以上数据代入公式3-4得：
N
F 261911=
4.5 卸料力和顶件力
精冲完毕，在滑块回程过程中要完成卸料和顶件。压边圈将废料从凸模上卸下，反压板将工件从凹模内顶出。卸料力和顶件力分别按以下经验公式计算：
14)%105(F F -= (3-5)
15)%105(F F -=
(3-6)
安徽工程大学机电学院毕业设计（论文）由公式3-1知：N
=。
F124196
1
将上面数据代入公式3-5和3-6得：
~
(
=
6200
1242
N
F)
4
(
=
6200
F)
N
1242
~
5
第5章 模具刃口尺寸的计算
5.1 凸、凹模间隙
精冲间隙主要取决于材料厚度，同时也和工件外形、材料有关，软材料应该选取略大值，硬材料选略小的值，由表4-1知：当材料厚度为2mm 时，内形孔径mm d 10=，即t d 5=时：外形间隙：为材料厚度的1%；内形间隙：为材料厚度的1%。
表4-1 凸模和凹模的双面相对间隙%)
100/(?t z []
4
5.2 凸、凹模刃口尺寸
精冲模刃口尺寸的计算与普通冲裁刃口尺寸计算基本相同。落料件以凹模为基准，冲孔件以凸模为基准，采用修配法加工，不同的是精冲后工件外形和内孔一般约有mm 01.0~005.0的收缩量。因此，落料凹模和冲孔凸模应比工件要求的尺寸大mm 01.0~005.0。
设计模具刃口尺寸时，应考虑模具磨损对零件尺寸的影响。模具磨损对零件尺寸的
影响分为三类，如图4-1所示：
图4-1 模具磨损对零件尺寸的影响
1、随着模具刃口的磨损零件尺寸逐渐增大，如图4-1中尺寸A 。
2、随着模具刃口的磨损零件尺寸逐渐减少，如图4-1中尺寸B 。
3、模具刃口磨损对零件尺寸基本无影响，如图4-1中尺寸C 。
第1章 一. 填空题 1.因为冷冲压主要是用板料（或金属板料）加工成零件，所以又叫板料冲压。 2.冷冲压不仅可以加工金属材料，而且还可以加工非金属材料。 3.冲模是利用压力机对金属或非金属材料加压，使其产生分离或变形而得到所需要冲件的工艺装备。 4.冲压件的尺寸稳定，互换性好，是因为其尺寸公差由模具来保证。 二. 判断题（正确的打√，错误的打×） 1 . 冲模的制造一般是单件小批量生产，因此冲压件也是单件小批量生产。（×） 2 . 落料和弯曲都属于分离工序，而拉深、翻边则属于变形工序。（×） 3 . 复合工序、连续工序、复合—连续工序都属于组合工序。（√ ） 4 . 分离工序是指对工件的剪裁和冲裁工序。（√ ） 5 . 所有的冲裁工序都属于分离工序。（√ ） 6 . 成形工序是指对工件弯曲、拉深、成形等工序。（√ ） 7 . 成形工序是指坯料在超过弹性极限条件下而获得一定形状。 （√ ） 8 . 冲压变形也可分为伸长类和压缩类变形。（√ ） 9. 冲压加工只能加工形状简单的零件。（×） 第3章
一、填空题 1. 冲裁既可以直接冲制各种形状的平板零件，又可以为其他成形工艺制备毛坯。 2. 从广义来说，利用冲裁模在压力机的作用下使板料分离的一种冷冲压工艺叫冲裁。它包括冲孔、落料、切断、修边等工序。但一般来说，冲裁工艺主要是指冲孔和落料工序。 3.冲裁根据变形机理的不同，可分为普通冲裁和精密冲裁。 4.冲裁变形过程大致可分为弹性变形、塑性变形、断裂分离三个阶段。 5.冲裁件的切断面由圆角带、光亮带、剪裂带、毛刺四个部分组成。 6.冲裁毛刺是在刃口附近的側面上材料出现微裂纹时形成的。 7.塑性差的材料，断裂倾向严重，断裂带增宽，而光亮带所占比例较少，毛刺和圆角带小；反之，塑性好的材料，光亮带所占比例较大。 8.冲裁凸模和凹模之间的间隙，对冲裁件的断面及表面质量、尺寸精度、冲压工艺力、冲模寿命等均有很大的影响。 9.影响冲裁件毛刺增大的原因是刃口磨钝、间隙大。 10.所选间隙值的大小，直接影响冲裁件的断面质量和尺寸精度。 11.影响冲裁件尺寸精度的因素有冲模本身的制造精度、冲裁间隙、材料性质、工件的形状和尺寸，其中冲裁间隙起主导作用。
第1章绪论 1.1冲压工艺介绍 冲压是靠压力机和模具对板材、带材、管材和型材等施加外力，使之产生塑性变形或分离，从而获得所需形状和尺寸的工件(冲压件)的成形加工方法。 冲压工艺有如下特点 1.用简单的机械设备能生产出其他加工方法难以加工的复杂形状的制件。 2.制件的精度高，互换性好，一般不再需要大量的机械加工就能获得强度高、刚性好、质量轻的零件。 3.同切削加工相比较能节约金属资源，并可以利用廉价的板材。 4.生产效率高，每分钟能够生产多件产品，制件成本低廉。 5.有利于实现机械自动化，减轻工人的劳动强度和改善劳动条件。 冲压件在工业生产中具有不可替代的作用，据统计全世界的钢材中，有60～70%是板材，其中大部分是经过冲压制成成品。汽车的车身、底盘、油箱、散热器片，锅炉的汽包、容器的壳体、电机、电器的铁芯硅钢片等都是冲压加工的。仪器仪表、家用电器、自行车、办公机械、生活器皿等产品中，也有大量冲压件。 1.2 冲压的基本工序及模具 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多种多样的。概括起来，可分为分离工序和成形工序两大类；分离工序是指使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（俗称冲裁件）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的冲压件的工序。 上述两类工序，按基本变形方式不同又可分为冲裁、弯曲、拉深和成形四种基本工序，每种基本工序还包含有多种单一工序。 在实际生产中，当冲压件的生产批量较大、尺寸较少而公差要求较小时，若用分散的单一工序来冲压是不经济甚至难于达到要求。这时在工艺上多采用集中的方案，即把两种或两种以上的单一工序集中在一副模具内完成，称为组合的方法不同，又可将其分为复合、级进和复合—级进三种组合方式。 复合冲压是指在压力机的一次工作行程中，在模具的同一工位上同时完成两
冲裁模具设计步骤 第一步工作:对所设计模具之产品进行可行性分析 , 以电脑机箱为例, 首先将各组件产品图纸利用设计软件进行组合分析 (套图 , 确保各产品图纸的正确性,另一方面可以熟悉各组件在整个机箱中的重要性,以确定重点尺寸,这样在模具设计中很有好处。 第二步:对产品进行分析采用什么样的模具结构 , 并对产品进行排工序, 确定各工序冲工内容, 并利用设计软件进行产品展开, 在产品展开时一般从后向前展开, 例如一产品需要量五个工序, 则从加工成品开始展开,一直向前四工序、三工序、二工序、一工序,并展开一个图形后复制一份再进行前一工序的展开。注意, 这一步很重要, 同时要细心。 第三步:依产品展开图进行备料, 在图纸中确定模板尺寸, 包括各固定板、卸料板、凸凹模、镶件等。注意:如果直接在产品展开图中进行备料并加入定位销钉、导柱、螺丝孔的位置。可以大大的提高设计效益。如果进行手工计算效率太低。 第四步:模具图的绘制 , 在备料图纸中再制一份出来, 进行各组件的绘制,并且加入线切割的穿丝孔,在成型模中,上下模的成型间隙, 一定不能忘记。尺寸的标注也是一个非常重要的工作。 第五步:校对 设计实例 1 冲裁、弯曲、拉深及成形是冷冲压的基本工 序,下面以常见的冲裁件、弯曲件及拉深件为例介绍冲裁、弯曲及拉深的冲压工艺分析、工艺方案拟订、工艺计算及模具设计。零件简图:如图 3-1所示. 名称:垫圈
生产批量:大批量 材料:Q235钢 材料厚度:2mm 要求设计此工件的冲裁模。 图 3-1 一 . 冲压件工艺分析 该零件形状简单、对称, 是由圆弧和直线组成的。根据冲模手册表 2-10、 2-11查得,冲裁件内外所能达到的经济精度为 IT14,孔中心与边缘距离尺寸公差为 ±0.1mm .将以上精度与零件简图中所标注的尺寸公差相比较, 可认为该零件的精度要求能够在冲裁加工中得到保证. 其它尺寸标注、生产批量等情况, 也均符合冲裁的工艺要求, 故决定采用利用导正销进行定位、刚性卸料装置、自然漏料方式的冲孔落料模进行加工。 方案一:采用复合模加工。复合模的特点是生产率高, 冲裁件的内孔与外缘的相对位置精度高, 冲模的轮廓尺寸较小。但复合模结构复杂, 制造精度要求高, 成本高。复合模主要用于生产批量大、精度要求高的冲裁件。方案二:采用级进模加工。级进模比单工序模生产率高,
冲裁模课程设计说明书 题目：冲裁模设计 指导老师 姓名： 班级： 学号： 作业内容 图示连接板冲裁零件，材料为10钢，厚度为2mm，该零件年产量20万件，冲压设备初选为250kN开式压力机，要求： 1.冲裁件工艺性分析。 2.选择模具的结构形式。 3.设计排样，画排样图。 4.进行必要的工艺计算。冲压力、凸凹模间隙及尺寸等 5.选择与确定模具的主要零部件的结构。 包括：定位、导向、卸料、支撑结构 6.选择压力机，校核模具闭合高度及压力机有关参数。 7.绘制模具总图。 1.冲裁工艺分析
冲裁件的工艺性是指冲裁件对冲裁工艺的适应性。良好的冲裁工艺性是指能用普通冲裁方法，在模具寿命和生产效率较高、成本较低的条件下得到质量合格的冲裁件。当然工艺性的好坏是相对的，它直接受到工厂的冲压技术水平和设备条件等因素的影响。以上要求是确定冲压件的结构，形状，尺寸等对冲裁件工艺的实应性的主要因素。根据这一要求对该零件进行工艺分析。 1.1 几何形状 该冲裁件外形简单，形状规则，且成几何中心对称。 1.2 冲裁件的外形和内孔没有尖角。 1.3 冲孔的尺寸适宜。冲孔的直径d 1.3t ≥；1.3t=1.3x2= 2.6小于8.5mm 满足条件。 1.4 最小孔距、孔边距经应满足a 2t ≥，经计算零件的孔边距为5.75mm 大于最小孔边距2t=2x2=4mm 、孔距为40mm 明显足够。 1.5 材料 10钢属于碳素钢，查附表可知其屈强比较小，延伸率较高，具有良好的冲压性能。 1.6冲裁件的精度和断面粗糙度 由于零件内外形尺寸均未注公差，属自由尺寸，可按IT14级确定工件尺寸公差，经查公差表得各尺寸公差分别为： 零件的外形尺寸：00.5220- 0 0.4314- 零件的空尺寸：0.3608.5+ 工艺性分析的结论：此零件适合冲裁 2.模具结构形式的选择 2.1 确定冲压工艺方案 确定方案就是确定冲压件的工艺路线，主要包
一1、落料凹模在上模的叫复合模，而落料凹模在下模的叫复合模 1、冷冲压工序可分为哪两大类？它们的主要区别是什么？ 2、分离工序有哪些工序形式？试用工序简图及自己的语言说明其中两种工序的主要特征。 3、变形工序有哪些工序形式？试用工序简图及自己的语言说明其中两种工序的主要特征。二1、提高冲裁件尺寸精度和断面质量的有效措施有哪些？ 2、什么是冲裁件的工艺性，分析冲裁件的工艺性有何实际意义？ 3 分析下图所示零件（材料：65Mn，料厚为1㎜，未注尺寸公差为IT12）的冲裁工艺性，确定其工序性质及组合方式，画出冲裁工序图。 1、确定冲裁工艺方案的依据是什么？冲裁工艺的工序组合方式根据什么来确定？
2、怎样确定冲裁的工艺方案？ 1、搭边值的作用是补偿定位误差，保持条料有一定的刚度，保证零件质量和送料方便（） 1、什么叫排样？排样的合理与否对冲裁工作有何意义？ 2、排样的方式有哪些？各适合什么场合？ 3、什么是搭边？对制件的精度及材料利用率分别有什么影响？ 1、普通冲裁件断面具有四个明显区域。 判断 1、普通冲裁最后分离是塑性剪切分离。（） 1、板料冲裁时，其断面特征怎样？影响冲裁件断面质量的因素有哪些？ 2、在设计冲裁模时，确定冲裁合理间隙的原则是什么？ 3、确定冲裁凸、凹模刃口尺寸的基本原则是什么？ 1、侧刃常被用于模，其作用是控制条料进给方向上的。 选择 1、在连续模中，条料进给方向的定位有多种方法，当进距较小，材料较薄，而生产率较高时，一般选用定位较合理。 A、挡料销； B、导正销； C、侧刃； D、初始挡料销 1、设计定位零件时应注意什么？ 2、级进模中使用定距侧刃有什么优点？怎样设计定距侧刃？ 3、级进模中使用导正销的作用是什么？怎样设计导正销？ 判断 1、冲压模使用刚性卸料的主要优点是卸料可靠；卸料力大。（） 2、当采用刚性卸料装置和下出件的模具时，其总工艺力为。（） 3、连接弹压卸料板时，可以选用圆柱头普通螺钉。（） 填空 1、模具的就是冲压力的合力的作用点，求的方法就是求空间平行力系的合力的作用点。 2、要使冷冲压模具正常而平稳地工作，必须使与模柄的轴心线（或偏移不大）。 3、弹性卸料装置除了起卸料作用外，还兼起作用。它一般用于材料厚度相对材料的卸料。 计算 如图所示，零件材料为Q235，料厚为2㎜。计算冲压力，确定压力机公称压力。
(此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！) 冷冲模具使用寿命的影响及对策 冲压模具概述 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--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。 冲压模具的形式很多，一般可按以下几个主要特征分类： 1?根据工艺性质分类 (1)冲裁模沿封闭或敞开的轮廓线使材料产生分离的模具。如落料模、冲孔模、切断模、切口模、切边模、剖切模等。 (2)弯曲模使板料毛坯或其他坯料沿着直线(弯曲线)产生弯曲变形，从而获得一定角度和形状的工件的模具。 (3)拉深模是把板料毛坯制成开口空心件，或使空心件进一步改变形状和尺寸的模具。 (4)成形模是将毛坯或半成品工件按图凸、凹模的形状直接复制成形，而材料本身仅产生局部塑性变形的模具。如胀形模、缩口模、扩口模、起伏成形模、翻边模、整形模等。2?根据工序组合程度分类 (1)单工序模在压力机的一次行程中，只完成一道冲压工序的模具。 (2)复合模只有一个工位，在压力机的一次行程中，在同一工位上同时完成两道或两道以上冲压工序的模具。 (3)级进模(也称连续模) 在毛坯的送进方向上，具有两个或更多的工位，在压力机的一次行程中，在不同的工位上逐次完成两道或两道以上冲压工序的模具。 冲冷冲模全称为冷冲压模具。 冷冲压模具是一种应用于模具行业冷冲压模具及其配件所需高性能结构陶瓷材料的制备方法，高性能陶瓷模具及其配件材料由氧化锆、氧化钇粉中加铝、错元素构成，制备工艺是将氧化锆溶液、氧化钇溶液、氧化错溶液、氧化铝溶液按一定比例混合配成母液，滴入碳酸氢铵，采用共沉淀方法合成模具及其配件陶瓷材料所需的原材料，反应生成的沉淀经滤水、干燥，煅烧得到高性能陶瓷模具及其配件材料超微粉，再经过成型、烧结、精加工，便得到高性能陶瓷模具及其配件材料。本发明的优点是本发明制成的冷冲压模具及其配件使用寿命长，在冲压过程中未出现模具及其配件与冲压件产生粘结现象，冲压件表面光滑、无毛刺，完全可以替代传统高速钢、钨钢材料。 冷冲模具主要零件冷冲模具是冲压加工的主要工艺装备，冲压制件就是靠上、下模具的相对运动来完成的。 加工时由于上、下模具之间不断地分合，如果操作工人的手指不断进入或停留在模具闭合区，便会对其人身安全带来严重威胁。 1
你如果认识从前的我，也许会原谅现在的我。 1 绪论 1.1 概述 冲压成形作为现代工业中一种十分重要的加工方法 用以生产各种板料零件 具有很多独特的优势 其成形件具有自重轻、刚度大、强度高、互换性好、成本低、生产过程便于实现机械自动化及生产效率高等优点 是一种其它加工方法所不能相比和不可替代的先进制造技术 在制造业中具有很强的竞争力 被广泛应用于汽车、能源、机械、信息、航空航天、国防工业和日常生活的生产之中 在吸收了力学、数学、金属材料学、机械科学以及控制、计算机技术等方面的知识后 已经形成了冲压学科的成形基本理论 以冲压产品为龙头 以模具为中心 结合现代先进技术的应用 在产品的巨大市场需求刺激和推动下 冲压成形技术在国民经济发展、实现现代化和提高人民生活水平方面发挥着越来越重要的作用 1.2 冲压技术的进步 进几十年来 冲压技术有了飞速的发展 它不仅表现在许多新工艺与新技术在生产的广泛应用上 如：旋压成形、软模具成形、高能率成形等 更重要的是人们对冲压技术的认识与掌握的程度有了质的飞跃[1] 现代冲压生产是一种大规模继续作业的制造方式 由于高新技术的参与和介入 冲压生产方式由初期的手工操作逐步进化为集成制造（图1-1） 生产过程逐步实现机械化、自动化、并且正在向智能化、集成化的方向发展 实现自动化冲压作业 体现安全、高效、节材等优点 已经是冲压生产的发展方向
图1-1 冲压作业方式的进化 冲压自动化生产的实现使冲压制造的概念有了本质的飞跃 结合现代技术信息系统和现代化管理信息系统的成果 由这三方面组合又形成现代冲压新的生产模式-计算机集成制造系统CIMS（Computer Integrated Manufacturing System） 把产品概念形成、设计、开发、生产、销售、售后服务全过程通过计算机等技术融为一体 将会给冲压制造业带来更好的经济效益 使现代冲压技术水平提高到一个新的高度 1.3 模具的发展与现状 模具是工业生产中的基础工艺装备 是一种高附加值的高技术密集型产品 也是高新技术产业的重要领域 其技术水平的高低已成为衡量一个国家制造水平的重要标志 随着国民经济总量和工业产品技术的不断发展 各行各业对模具的需求量越来越大 技术要求也越来越高 目前我国模具工业的发展步伐日益加快 "十一五期间"产品发展重点主要应表现在 [2]： （1）汽车覆盖件模； （2）精密冲模； （3）大型及精密塑料模； （4）主要模具标准件； （5）其它高技术含量的模具 目前我国模具年生产总量虽然已位居世界第三 其中 冲压模占模具总量的40%以上[2] 但在整个模具设计制造水平和标准化程度上 与德国、美国、日本等发达国家相比还存在相当大的差距 以大型覆盖件冲模为代表 我国已能生产部分轿车覆盖件模具 轿车覆盖件模具设计和制造难度大 质量和精度要求高 代表覆盖件模具的水平 在设计制造方法、手段上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 在轿车模具国产化进程中前进了一大步 但在制造质量、精度、制造周期和成本方面 以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 在制造精度、使用寿命、模具结构和功能上 与国外多工位级进模和多功能模具相比 存在一定差距[2-3]
目录 一、冲裁件工艺性分析 (2) 1.1零件工艺性分析 (3) 1.1.1材料分析 (3) 1.1.2结构分析 (3) 1.1.3精度分析 (3) 1.2冲裁工艺方案 (3) 二、冲裁工艺设计计算 (4) 2.1凸、凹模间隙值的确定 (4) 2.2凸、凹模刃口尺寸的确定 (6) 2.2.1确定凸、凹模刃口尺寸的原则 (6) 2.2.2凸、凹模分别加工时的工作部分尺寸 (6) 2.3毛坯排样方案设计 (8) 2.3.1排样方案时应遵循的原则 (9) 2.3.2搭边值以及料条宽度的确定 (9) 2.3.3材料利用率计算 (10) 三、冲裁力及压力中心计算 (11) 3.1冲裁工艺力的计算 (11) 3.1.1冲裁力 (11) 3.1.2降低冲裁力的方法 (13) 3.1.3卸料力、推件力和顶件力 (13) 3.2压力中心确定 (14) 3.3选择压力设备 (14) 3.4冲模的闭合高度 (15) 四、凸、凹模零件设计 (16) 4.1凹模外形尺寸 (16) 4.1.1凹模厚度 (16)
4.1.2刃口高度 (17) 4.2凸凹模外形尺寸 (17) 4.3冲孔凸模外形尺寸 (18) 4.4凸、凹模装配结构设计 (18) 4.4.1螺钉选择 (18) 4.4.2定位板和定位销 (18) 4.4.3螺钉定位 (19) 五、模具总体结构设计 (19) 5.1冲模模架标准设计 (19) 5.1.1冲模模架设计 (19) 5.1.2导柱及导套设计 (21) 5.2模柄设计 (22) 六、卸料装置和顶件装置设计 (22) 6.1卸料装置设计 (22) 6.2弹性元件的选择 (22) 6.2.1橡胶压力P (23) 6.2.2橡胶自由高度H (23) 6.3顶件装置设计 (23) 七、模具结构三维设计 (24)
第二章冲压件工艺过程设计的内容及步骤 不论冲压件的几何形状和尺寸大小如何,其生产过程一般都是从原材料剪切下料开始，经过各种冲压工序和其他必要的辅助工序（如退火，酸洗，表面处理等）加工出图纸所要求的零件。对于某些组合冲压件或精度要求较高的冲压件，还需要经过切削，焊接或铆接等加工，才能完成。冲压件工艺过程的制定和模具设计是冷冲压课程设计的主要内容。进行冲压设计就是根据已有的生产条件，综合考虑影响生产过程顺利进行的各方面因素，合理安排零件的生产工序，最优地选用，确定各工艺参数的大小和变化范围，设计模具，选用设备等，以使零件的整个生产过程达到优质，高产，低耗，安全的目的。 2.1 工艺过程设计的基本内容 冲压工艺规程是模具设计的依据，而良好的模具结构设计，又是实现工艺过程的可靠保证，若冲压工艺有改动，往往会造成模具的返工，甚至报废。冲制同样的零件，通常可以采用几种不同方法。工艺过程设计的中心就是依据技术上先进，经济上合理，生产上高效，使用上安全可靠的原则，使零件的生产在保证符合零件的各项技术要求的前提下，达到最佳的技术效果和经济效益。 冲压件工艺过程设计的主要内容和步骤是： 一. 分析零件图(冲压件图) 产品零件图是分析和制定冲压工艺方案的重要依据，设计冲压工艺过程要从分析产品的零件图人手。分析零件图包括技术和经济两个方面： 1. 冲压加工的经济性分析 冲压加工方法是一种先进的工艺方法，因其生产率高，材料利用率高，操作简单等一系列优点而广泛使用。由于模具费用高，生产批量的大小对冲压加工的经济性起着决定性作用，批量越大，冲压加工的单件成本就越低，批量小时，冲压加工的优越性就不明显，这时采用其他方法制作该零件可能有更好的经济效果。例如在零件上加工孔，批量小时采用钻孔比冲孔要经济；有些旋转体零件，采用旋压比拉深会有更好的经济效果。所以，要根据冲压件的生产纲领，分析产品成本，阐明采用冲压生产可以取得的经济效益。 2. 冲压件的工艺性分析 冲压件的工艺性是指该零件在冲压加工中的难易程度。在技术方面，主要分析该零件的形状特点，尺寸大小，精度要求和材料性能等因素是否符合冲压工艺的要求。良好的工艺性应保证材料消
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。
模具设计与制造基础复习题+答案 一、选择题 1.冷冲压工序分为AD工序两大类。 A分离工序；B冲裁；C拉深；D塑性变形 2.冲裁模的间隙应当C模具导向件的间隙。 A、小于； B、等于； C、大于； D、小于等于。 3 、落料时，其刃口尺寸计算原则是先确定____ A _______ 。 A 、凹模刃口尺寸 B 、凸模刃口尺寸 C 、凸、凹模尺寸公差 4.在连续模中，条料进给方向的定位有多种方法，当进距较小，材料较薄，而生产效率高时，一般选用C定位较合理。 A、挡料销， B、导正销， C、侧刃， D、初始挡料销. 5.冲裁间隙对冲裁件的尺寸精度有一定影晌。一般情况下，若采用间隙过大时，落料件尺寸B凹模尺寸。 A 大于; B、小于; C、等于；D大于等于 6 、对T 形件，为提高材料的利用率，应采用_____ C ______ 。 A 、多排 B 、直对排 C 、斜对排 7 、为使冲裁过程的顺利进行，将梗塞在凹模内的冲件或废料顺冲裁方向从凹模孔中推出，所需要的力称为______ A _____ 。 A 、推料力 B 、卸料力 C 、顶件力 8 、冲裁件外形和内形有较高的位置精度要求，宜采用_____ C ______ 。 A 、导板模 B 、级进模 C 、复合模 9 、弯曲件在变形区的切向外侧部分____ A ____ 。 A 、受拉应力 B 、受压应力 C 、不受力 10.弯曲过程中常常出现的现象A C B A、回弹; B,变形区厚度减薄; C、偏移; D、变形区厚度增加. 11.相对弯曲半径r/t表示B A、材料的弯曲变形极限: B、零件的弯曲变形程度， C、弯曲难易程度。
摘要 本设计是对给定的产品图进行冲压模具设计。冲压工序的选择是经查阅相关资料和对产品形状仔细分析的基础上进行的；冲压模具的选择是在综合考虑了经济性、零件的冲压工艺性以及复杂程度等诸多因素的基础上进行的；产品毛坯展开尺寸的计算是在方便计算但不影响模具成型的前提下简化为所熟悉的模型进行的。文中还对冲压模具成型零件和其他相关零件的选择原则及选择方法进行了说明。冲压件的设计首先要从冲压生产工艺上对所要设计的铁芯片进行冲压工艺的分析与计算，然后在分析计算的基础上并参看相关的冲压设计资料确定冲压工艺方案，再在此基础上确定各工序的复合关系后，再进入冲模各具体结构的设计。在此基础上对各副冲压模具的主要零部件的尺寸进行设计与计算，期间要参考大量与冲压相关的资料和翻阅各种“冲压手册”，并通过计算以确定各副模具具体的结构及尺寸，通过不断的计算与修改，并在指导老师的悉心关怀和耐心指导下进行不间断的反复修改，最终确定画出了一副装配图和3副零件图和一张立体图。通过这次毕业设计使我了解和掌握了许多实际的东西，结合我在生产实习中所看所想的一些东西，有了自己的一些收获。在此特别感谢学院，学校各位老师给我的这次机会和悉心指导。 【关键词】冲压工序，冲压模具，冲压工艺，设计计算
Abstract The design of a given product plans for stamping die design. Stamping process is the choice of the available relevant information and a detailed analysis of the shape of the products on the basis of; stamping die option is considered in the economy, parts of the stamping process and the complexity of many factors, and so on the basis of; Products rough start calculating the size is calculated at a convenient but does not affect mold forming on the premise familiar to simplify the model. The paper also forming part of the stamping dies and other relevant parts of the principle of choice and select the method described. Stamping parts from the design of the first stamping on the production process to be designed to cover iron of chipfor stamping process of analysis and calculation and then calculated on the basis of analysis and see stamping design information related to determine the programme stamping process, and on this basis The process of determining the relationship, and then entered the concrete structure of the die design. On this basis, all of the major parts stamping die design and size, the large number of reference during the relevant information with the press and read all kinds of "stamping Manual" and calculated to determine the specific mold of the structure and Size, by the calculation and constant changes in the careful guidance of teachers under the guidance of patient care and continuously repeated changes to draw the final 1 assembly and 3 parts map. Through this I graduated from design to understand and master the many practical things with my internship in the production of which would like to see some of the things, with some of their own harvest. In this special thanks to college, school teachers for giving me this opportunity and the careful guidance. Key words: S tamping process, Stamping dies, Sheet metal forming technology, Design calculation
冷冲压模具设计步骤 冷冲模设计的一般步骤如下： 1 ．搜集必要的资料 设计冷冲模时，需搜集的资料包括产品图、样品、设计任务书和参考图等，并相应了解如下问题： l ）了解提供的产品视图是否完备，技术要求是否明确，有无特殊要求的地方。 2 ）了解制件的生产性质是试制还是批量或大量生产，以确定模具的结构性质。 3 ）了解制件的材料性质（软、硬还是半硬）、尺寸和供应方式（如条料、卷料还是废料利用等），以便确定冲裁的合理间隙及冲压的送料方法。 4 ）了解适用的压力机情况和有关技术规格，根据所选用的设备确定与之相适应的模具及有关参数，如模架大小、模柄尺寸、模具闭合高度和送料机构等。 5 ）了解模具制造的技术力量、设备条件和加工技巧，为确定模具结构提供依据。 6 ）了解最大限度采用标准件的可能性，以缩短模具制造周期。 2 ．冲压工艺性分析 冲压工艺性是指零件冲压加工的难易程度。在技术方面，主要分析该零件的形状特点、尺寸大小（最小孔边距、孔径、材料厚度、最大外形）、精度要求和材料性能等因素是否符合冲压工艺的要求。如果发现冲压工艺性差，则需要对冲压件产品提出修改意见，经产品设计者同意后方可修改。 3 ．确定合理的冲压工艺方案 确定方法如下： l ）根据工件的形状、尺寸精度、表面质量要求进行工艺分析，确定基本工序的性质，即落
料、冲孔、弯曲等基本工序。一般情况下可以由图样要求直接确定。 2 ）根据工艺计算，确定工序数目，如拉深次数等。 3 ）根据各工序的变形特点、尺寸要求确定工序排列的顺序，例如，是先冲孔后弯曲还是先弯曲后冲孔等。 4 ) 根据生产批量和条件，确定工序的组合，如复合冲压工序、连续冲压工序等。 5 ) 最后从产品质量、生产效率、设备占用情况、模具制造的难易程度、模具寿命、工艺成本、操作方便和安全程度等方面进行综合分析、比较，在满足冲件质量要求的前提下，确定适合具体生产条件的最经济合理的冲压工艺方案，并填写冲压工艺过程卡片（内容包括工序名称、工序数目、工序草图（半成品形状和尺寸）、所用模具、所选设备、工序检验要求、板料规格和性能、毛坯形状和尺寸等）: ; 4 确定模具结构形式 确定工序的性质、顺序及工序的组合后，即确定了冲压工艺方案也就决定了各工序模具的结构形式。冲模的种类很多，必须根据冲件的生产批量、尺寸、精度、形状复杂程度和生产条件等多方面因素选择，其选原则如下： l ）根据制件的生产批量确定采用简易模还是复合模结构。一般来说简易模寿命低，成本低；而复合模寿命长，成本高。 2 ）根据制件的尺寸要求确定冲模类型。 若制件的尺寸精度及断面质量要求较高，应采用精密冲模结构；对于一般精度要求的制件,可采用普通冲模。复合模冲出的制件精度高于级进模，而级进模又高于单工序模。 3 ）根据设备类型确定冲模结构。 拉深加工时有双动压力机的情况下，选用双动冲模结构比选用单动冲模结构好很多
1．冷冲压的优点有：生产率高、操作简便，尺寸稳定、互换性好，材料利用率高。 2．冷冲压是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加工方法。 3．一般的金属材料在冷塑变形时会引起材料性能的变化。随着变形程度的增加，所有的强度、硬度都提高，同时塑性指标降低，这种现象称为冷作硬化。4．拉深时变形程度以拉深系数m表示，其值越小，变形程度越大。5．材料的屈强比小，均匀延伸率大有利于成形极限的提高。6．冲裁件的断面分为圆角，光面，毛面，毛刺四个区域。 7．翻孔件的变形程度用翻孔系数K表示，变形程度最大时，口部可能出现开裂 8．缩孔变形区的应力性质为双向压缩应力，其可能产生的质量问题是失稳起皱 9．精冲时冲裁变形区的材料处于三向压应力，并且由于采用了极小的间隙，冲裁件尺寸精度可达IT8-IT6级。 10．冷冲压模具是实现冷冲压工艺的一种工艺装备。 11．落料和冲孔属于分离工序，拉深和弯曲属于成形工序。 12．变形温度对金属塑性的影响很大，一般来说，随着变形温度的升高，塑性提高，变形抗力降低。 13．压力机的标称压力是指滑块在离下止点前某一特定位置时，滑块上所容许承受的最大作用力。 14．材料在塑性变形中，变形前的体积等于变形后的体积，用公式来表示即：ε1+ε2+ε3=0 。15．冲裁的变形过程分为弹性变形，塑性变形，断裂分离 三个阶段。 16．冲裁模工作零件刃口尺寸计算时，落料以凹模为基准，冲孔以凸模为基准，凸模和凹模的制造精度比工件高2-3级。17．冲裁件之间及冲裁件与条料侧边之间留下的余料称作搭边。它能补偿条料送进时的定位误差和下料误差，确保冲出合格的制件。18．弯曲零件的尺寸与模具工作零件尺寸不一致是由于弯曲回弹而引起的，校正弯曲比自由弯曲时零件的尺寸精度要高。 19．拉深时可能产生的质量问题是起皱和开裂 20在室温下，利用安装在压力机上的对被冲材料施加一定的压力，使之产生分离和塑性变形，从而获得所需要形状和尺寸的零件（也称制件）的一种加工方法。 21用于实现冷冲压工艺的一种工艺装备称为。 22冲压工艺分为两大类，一类叫分离工序，一类是变形工序。 23物体在外力作用下会产生变形，若外力去除以后，物体并不能完全恢复自己的原有形状和尺寸，称为塑性变形。 24变形温度对金属的塑性有重大影响。就大多数金属而言，其总的趋势是：随着温度的升高，塑性增加，变形抗力降低。 25以主应力表示点的应力状态称为主应力状态，表示主应力个数及其符号的简图称为主应力图。可能出现的主应力图共有九种。 26塑性变形时的体积不变定律用公式来表示为：ε1+ε2+ε3=0。 27加工硬化是指一般常用的金属材料，随着塑性变形程度的增加，其强度、硬度和变形抗力逐渐增加，而塑性和韧性逐渐降低。 28在实际冲压时，分离或成形后的冲压件的形状和尺寸与模具工作部分形状和尺寸不尽相同，就是因卸载规律引起的弹性回复(简称回弹)造成的。 29材料对各种冲压成形方法的适应能力称为材料的冲压成形性能。冲压成形性能是一个综合性的概念，它涉及的因素很多，但就其主要内容来看，有两个方面：一是成形极限，二是成形质量。
毕业设计 课题名称锁壳冲裁模具设计学生姓名 学号 院(系)、专业机械系级模具三班指导教师 05 月 25 日
作为工业生产基础工艺装备，模具在国民经济中占有重要的地位，模具技术也已成为衡量一个国家产品制造水平的重要标志之一。80年代以来，我国模具工业发展十分迅速。国民经济的高速发展对模具工业提出了越来越高的要求，也为其发展提供了巨大的动力。这些年来，中国模具工业一直以15%左右的增长速度快速发展。目前，中国17000多个模具生产厂点，从业人数约50多万。1999年中国模具工业总产值已达245亿元人民币。工业总产值中企业自产自用的约占三分之二，作为商品销售的约占三分之一。 在模具工业的总产值中，冲压模具约占50%，塑料模具约占33%，压铸模具约占6%，其它各类模具约占11%。改革开放以来，中国模具工业企业的所有制成分也发生了巨大变化。除了国有专业模具厂外，其他所有制形式的模具厂家，包括集体企业、合资企业、独资企业和私营企业，都得到了快速发展，集体 和私营的模具企业在广东和浙江等省发展得最为迅速。例如，浙江宁波和黄岩地区，从事模具制造的集体企业和私营企业多达数千家，成为国内知名的“模具之乡”和最具发展活力的地区之一。在广东，一些大集团公司和迅速崛起的乡镇企业，为了提高其产品的市场竞争能力，纷纷加入了对模具制造的投入，例如科龙、美的、康佳和威力等集团都建立了自己的模具制造中心。中外合资和外商独资的模具企业多集中于沿海工业发达地区，现已有几千家。例如，江苏无锡的微研有限公司为一日本独资企业，员工有200余人，拥有精密数控模具加工设备60余台，1998年其模具产值超过2亿元。 中国模具工业的技术水平近年来也取得了长足的进步。目前，国内已能生产精度达2微米的精密多工位级进模，工位数最多已达160个，寿命1～2亿次。在大型塑料模具方面，现在已能生产48英寸电视的塑壳模具、6.5Kｇ大容量洗衣机的塑料模具，以及汽车保险杠、整体仪表板等模具。在精密塑料模具方面，国内已能生产照相机塑料模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具等。在大型精密复杂压铸模方面，国内已能生产自动扶梯整体踏板压铸模及汽车后桥齿轮箱压铸模。在汽车模具方面，现已能制造新轿车的部分覆盖件模具。其他类型的模具，例如子午线轮胎活络模具、铝合金和塑料门窗异型材挤出模等，也都达到了较高的水平，并可替代进口模具。 虽然中国模具工业在过去十多年中取得了令人瞩目的发展，但许多方面与工业发达国家相比仍有较大的差距。例如，精密加工设备在模具加工设备中的 计算内容
目录 1.企业基本情况 1.1河北双翼机电制造有限公司 (1) 2.顶岗实习岗位工作具体情况介绍 2.1顶岗实习产品介绍 (1) 2.1.1实习产品 (1) 2.1.2实习产品使用的设备 (2) 2.1.3生产工艺流程图 (2) 2.1.5使用现状及其发展趋势 (3) 2.1.6模具的前景及发展方向 (4) 2.2质量保证体系及保证措施 (4) 2.2.1质量管理体系 (5) 2.2.3质量手册 (6) 3顶岗实习总结 3.1顶岗实习前培训 (17) 3.2实习概况 (17) 3.2.1培训 (17) 3.2.2主要维修内容 (17) 3.2.3主要保养内容 (17) 4顶岗实习的体会与收获 4.1实习收获 (18) 4.2 实习体会 (18) 4.3安全方面 (19) 5查找不足及改进措施 (19) 5.1工作中的不足 (19) 5.2改进措施 (19) 6结束语 (20) 7致谢 (20)
1.企业基本情况介绍 1.1河北机电双翼有限公司 河北双翼机电制造有限公司(美的供应商)隶属芜湖天航企业集团,芜湖天航企业集团是一家大型国有军工企业,下辖七个子公司,分布在芜湖、南京、深圳和邯郸。 公司主要从事家电、厨浴、汽车、卫星等金属制品生产，双翼机电为华东地区一流钣金件研发制造企业，主要客户涉及美的集团、格力电器、芜湖奇瑞、青岛海尔、南京A.O史密斯等企业。公司决定投资邯郸，建立面向北方市场的钣金件配套基地，重点培养模具设计与制造、机电设备维修、材料成形和涂装等专业人才，将有效促进邯郸地区轻工业实现跨越式发展，带动地方经济发展和社会就业。 河北双翼机电制造有限公司位于邯郸经济开发区惠泽路以北、联城路以南、和谐大街以东邯郸双翼工业园内，园区面积约10万平方米，是邯郸地区最具规模的家电用金属制品研发制造基地。公司规模：500-999人公司性质：国有公司行业：原材料和加工公司地址：经济技术开发区惠泽路11号河北双翼机电制造有限公司是由大型军工企业——芜湖天航科技集团在邯郸经济开发区设立的全资子公司。公司成立于2010年5月，占地面积158亩，主要从事家电钣金件制作。一期建有25000㎡工业厂房及4500㎡办公辅助楼一幢、单身宿舍一幢以及职工餐厅等辅助设施。 公司拥有剪板、冲压、点焊、喷涂等多条生产线，各类生产设备150余套。公司现有员工600余人。年空调钣金件产量150万套，产值2亿元。公司制度健全，质量体系完善，通过了ISO9000质量体系认证。公司坚持以人为本的经营理念，开拓进取，不断创新，永不满足，努力成为华北地区一流钣金件企业。 公司遵循“严细创新诚信共赢”的企业核心价值观，坚持“双翼品牌，质量卓越，满意服务，永恒创新”的质量方针，为广大客户提供优良的产品和高品质的服务，为员工营造和谐高效的工作环境。 2实习岗位工作具体情况介绍 2.1顶岗实习产品的介绍 2.1.1实习产品 我们公司公司主要从事家电、厨浴、汽 车、卫星等金属制品生产，公司拥有冲压模 具，是在冷冲压加工中，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，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。
冲裁模具设计步骤 第一步工作：对所设计模具之产品进行可行性分析，以电脑机箱为例，首先将各组件产品图纸利用设计软件进行组合分析（套图），确保各产品图纸的正确性，另一方面可以熟悉各组件在整个机箱中的重要性，以确定重点尺寸，这样在模具设计中很有好处。 第二步：对产品进行分析采用什么样的模具结构，并对产品进行排工序，确定各工序冲工内容，并利用设计软件进行产品展开，在产品展开时一般从后向前展开，例如一产品需要量五个工序，则从加工成品开始展开，一直向前四工序、三工序、二工序、一工序，并展开一个图形后复制一份再进行前一工序的展开。注意，这一步很重要，同时要细心。 第三步：依产品展开图进行备料，在图纸中确定模板尺寸，包括各固定板、卸料板、凸凹模、镶件等。注意：如果直接在产品展开图中进行备料并加入定位销钉、导柱、螺丝孔的位置。可以大大的提高设计效益。如果进行手工计算效率太低。 第四步：模具图的绘制，在备料图纸中再制一份出来，进行各组件的绘制，并且加入线切割的穿丝孔，在成型模中，上下模的成型间隙，一定不能忘记。尺寸的标注也是一个非常重要的工作。
第五步：校对 设计实例1 冲裁、弯曲、拉深及成形是冷冲压的基本工序，下面以常见的冲裁件、弯曲件及拉深件为例介绍冲裁、弯曲及拉深的冲压工艺分析、工艺方案拟订、工艺计算及模具设计。 零件简图：如图3-1所示． 名称：垫圈 生产批量：大批量 材料：Q235钢 材料厚度：2mm 要求设计此工件的冲裁模。
图3-1 一.冲压件工艺分析 该零件形状简单、对称，是由圆弧和直线组成的。根据 冲模手册表2-10、2-11查得，冲裁件内外所能达到的 经济精度为IT14，孔中心与边缘距离尺寸公差为± 0.1mm．将以上精度与零件简图中所标注的尺寸公差 相比较，可认为该零件的精度要求能够在冲裁加工中得 到保证．其它尺寸标注、生产批量等情况，也均符合冲 裁的工艺要求，故决定采用利用导正销进行定位、刚性 卸料装置、自然漏料方式的冲孔落料模进行加工。 方案一：采用复合模加工。复合模的特点是生产率高， 冲裁件的内孔与外缘的相对位置精度高，冲模的轮廓尺 寸较小。但复合模结构复杂，制造精度要求高，成本高。 复合模主要用于生产批量大、精度要求高的冲裁件。 方案二：采用级进模加工。级进模比单工序模生产率高，