冲压复合模具工艺设计
如图1所示零件：钢板
生产批量：中小批量
材料：08F 料厚t=1.2mm
公差按IT14级制造
本零件为落料冲孔模
设计该零件的冲压工艺与模具。
图1 钢板
设计该零件的冲压工艺与模具
（一）冲压工艺分析设计
冲裁件的工艺性是指从冲压工艺方面来衡量设计是否合理。一般的讲，在满足工件使用要求的条件下，能以最简单最经济的方法将工件冲制出来，就说明该件的冲压工艺性好，否则，该件的工艺性就差。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。
零件尺寸部分公差已经给出，其余未标注公差，属自由尺寸，可按IT14级确定工件尺寸的公差，经查公差表，各尺寸公差为：500-0.62、24.70-0.52、70-0.36、6.50-0.36、10±0.18、150+0.43以根据图纸要求进行设计并画图，利用普通冲裁方式可达到图样要求。
材料为08F钢板是优质碳素结构钢，具有良好的可冲压性能。材料的厚度为1.2mm。由于该件外形简单，形状规则，适于落料冲孔加工。
（二）确定工艺方案及模具结构形式
确定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在不同的工艺分析进行全面的分析与研究，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。
经分析，该零件属于中小批量生产，工艺性较好，冲压件尺寸精度不高，形状简单。根据现有冲模制造条件与冲压设备，采用冲裁冲孔复合模，模具制造周期短，价格低廉，工人操作安全，方便可靠。
（三）模具设计计算
1.排样
因为矩形边长L=50mm 查表1可知
两工件间按矩形取搭边值a=1.8，工件与边缘搭边值a1=1.5.
条料宽度按相应的公式计算：
B=(D+2a+δ)-δ查表2 ⊿=0.5 C=0.2
B=（50+2×2+0.5）0-0.5
B=54.50-0.5 mm
表1 搭边值和侧边值的数值
材料厚度t （mm)
圆件及r＞2t圆角矩形边长l≤50 矩形边长l＞50或圆角r≤2 工件间a1 侧边a 工件间a 侧边a1 工件间a1侧边a
0.25以下 1.8 2.0 2.2 2.5 2.8 3.0 0.25～0.5 1.2 1.5 1.8 2.0 2.2 2.5 0.5～0.8 1.0 1.2 1.5 1.8 1.8 2.0
0.8～1.2 0.8 1.0 1.2 1.5 1.5 1.8
1.2～1.5 1.0 1.2 1.5 1.8 1.9
2.0 1.6～2.0 1.2 1.5 2.0 2.2 2.0 2.2
表2 剪裁下的下偏差△（mm）
条料宽度b(mm)
条料厚度t(mm)
≤50＞50～100 ＞100～200 ＞200 ≤１0.5 0.5 0.7 1.0 ＞１～３0.5 1.0 1.0 1.0 ＞3～４ 1.0 1.0 1.0 1.5 ＞４～６ 1.0 1.0 1.0 2.0
根据上述数据可知图形搭边值和条料宽度，如图2可示：
图2 排样图
2．计算冲裁力
若采用平刃冲裁模，其冲裁力P p按下式计算：
P—冲裁力；
L—冲裁周边长度；
t—材料厚度；
τ—材料抗剪强度；
Ｋ—系数；
系数Ｋ是考虑到实际生产中，模具间隙值的波动和不均匀，刃口磨损、板料力学性能和厚度波动等原因的影响而给出修正系数，一般取Ｋ=1.3。
L=50+50+10×4+24.7×2=189.4 mm
查τ>=210-400 取τ=300
P p=KL tτ
=1.3×（50+50+10×4+24.7×2）×1.2×300
=88639.2N
3 计算总冲压力：
卸料力、顶件力、推料力的计算
在冲裁结束时，由于材料的弹性回复（包括径向回复和弹性翘曲回复）及摩擦的存在，将使冲落的材料梗塞在凹模内，而冲裁剩下的材料则紧箍在凸模上。为使冲裁工作继续进行，必须将紧箍在凸模上的料卸下，将梗塞在凹模内的材料推出。从凸模上卸下箍着的料称卸料力；逆冲裁方向将料从凹模内顶出所需要的力称为顶件力；从凹模内向下推出制件或废料所需的力，称为推料力。一般按以下公式计算：
卸料力P X=K X p P
顶件力P D=K D P P
推料力P Q=n K1P p
式中，F P——冲裁力，N；
K X——卸料力系数，可查表；
K D——顶件力系数，可查表；
K1——推料力系数，可查表；
n——梗塞在凹模内的制件或废料数量，n=h/t h为凹模直刃高度，t
为板厚；
K X=0.04K D=0.06K1=0.05
卸料力计算：P X=K X P P
=0.04×88639.2
=3545.6N
顶件力计算：P D=K D P P
=0.06×88639.2
=5318.4N
推料力计算：PQ=nK1Pp
=3×0.05×88639.2
=13295.9N
如表3.1
材料种类板料厚度/mm Kx K1K D
钢
~0.1
>0.1~0.5
>0.5~2.5
>2.5~6.5
>6.5
0.06~0.075
0.045~0.055
0.04~0.05
~0.03~0.04
0.02~0.03
0.1
0.065
0.050
0.045
0.025
0.14
0.08
0.06
0.05
0.03
黄铜、紫铜0.02~0.06 0.03~0.09 铝、铝合金0.025~0.08 0.03~0.07 所以总冲压力：P总= P X+ P D+ PQ
=3545.6N+5318.4N+13295.9N
=22159.9N
4 确定压力中心：
（1）冲孔压力中心：
X01=25
Y01=（L1y1＋L2y2＋……L n y n ）/（L1＋L2＋…＋Ln）
=11.49mm
(2)落料压力中心：
X02=25
Y02=（L1y1＋L2y2＋……L n y n ）/（L1＋L2＋…＋Ln）
=12.35mm
（3）总压力中心：
X0=25 mm Y0=11.64 mm
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
课程设计说明书 题目：落料冲孔复合模设计 姓名： 专业：材料成型及控制工程班级：班 学号： 指导老师： 2 0 年7 月15 日
集美大学 专业课程设计任务书 ——材料成型及控制工程 设计题目：落料冲孔复合模 设计任务：设计一简单冲压零件，并根据该零件设计一副冲压模具。 制件年产量：50万件 完成的任务： 1.冲压工艺过程卡一份； 2.产品零件图一份； 3.冲压模具装配及模具成形零件工程图各一份； 4.设计说明书一份。 时间安排： 1. 借资料、产品的结构设计及绘制零件图；（1.5天） 2.确定零件冲压工艺方案，填写冲压工艺过程卡；（1天） 3.零件工艺性分析及冲压工艺方案的确定；毛坯排样方案设计及材料利用率计算； 冲裁力及压力中心计算；选择压力设备；模具总体结构设计，包括送料方式、卸 料和出件方式、凹模板外形尺寸的计算、其它模板尺寸的确定和模架的选择；凸、 凹模零件设计，包括刃口尺寸计算、凸模结构及凹模型腔结构设计；卸料和顶件 装置设计；模具结构三维设计。（4天） 4.绘制模具结构装配图、模具成型零件工程图；（2.5天） 5.编写设计说明书；（2天） 6.答辩。（1天） 参考书目： [1]翁其金.冲压工艺及冲模设计[M].北京：机械工业出版社，2012.1 [2]匡和碧.冲压模具设计实用教程[M].北京：化学工业出版社，2014.2 [3]薛啓翔.冲压模具设计和加工计算速查手册[M].北京：化学工业出版社，2007.10 [4]黄毅宏.模具制造工艺[M].北京：机械工业出版社，2004 [5]王新华.冲模结构图册[M].北京：机械工业出版社，2004 [6]杨玉英.实用冲压工艺模具设计手册[M].北京：机械工业出版社，2005 指导教师：年月日 材料成型及控制工程12 级12 班 学生：李立煌学号：201221136051
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,
落料冲孔复合模设计说明书 院系：机电工程学院 专业：材料成型及控制工程班级：09及材控二班 学号：20091185 姓名：李明红 指导老师：周健老师
目录 1、概论______________________________________2 2、工艺分析方案及确定________________________2 3、模具结构的确定____________________________4 4、工艺计算__________________________________5 5、主要工作零件的设计________________________9 6、总装配图__________________________________15 7、参考文献__________________________________16
1、概论 模具是工业生产的基础工艺装备。振兴和发展我国的模具工业，日益受到人们的重视和关注。在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电和通讯等产品中，60～80%的零部件，都要依靠模具成形。用模具生产制件所表现出来的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比拟的。模具又是“效益放大器”，用模具生产的最终产品的价值，往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。模具生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，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。 设计出正确合理的模具不仅能够提高产品质量、生产率、模具使用寿命，还可以提高产品的经济效益。本次设计的是一套落料冲孔模，经过查阅资料，对零件进行结构和工艺分析，通过冲裁力、顶件力卸料力等力计算并确定压力机的型号。对模具各部分进行强度校核，确认其是否满足使用要求。总而言之，要通过合理的设计，能够制造出既节省原材料，又能加工出符合要求的零件的落料冲孔模。 2、工艺方案分析及确定
复合模设计案例 例题： 零件简图如图1所示 生产批量 : 大批量 材料 :10 钢 材料厚度 :2.2mm 1．冲压件的工艺分析 该零件形状简单、对称 , 是由圆弧和直线组成的。查表得出冲裁件内外形所能达到的经济精度为IT12－IT13, 孔中心与边缘距离尺寸公差为±0.6mm 。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，故决定采用冲孔落料复合冲裁模进行加工，且一次冲压成形。 2．排样 采用直对排的排样方案如图2所示。 由表查得最小搭边值α=3mm 。 计算冲压件毛坯面积 : A=（44×45 + 66×20 + 1/2π×102 )mm 2=3457mm 2 条料宽度:b =120mm+ 3mm × 3+44mm=173mm 步距:h =45mm+3mm=48mm 一个进距的材料利用率 : %83%10048 17334572%100=== x x x x bh nA η
图2 排样图 3．计算冲压力 该模具采用弹性卸料和下出料方式。 1.落料力 F1=Ltσb=(321.4 × 2.2 × 300)N=212 ×103N 2.冲孔力 F2=LMb=(81.64 × 2.2 × 300)N=53.9 × 103N 3.落料时的卸料力 F 卸 =K卸F1 取 K 卸 =0.03 故 F 卸 =(0.03 × 212 × 103)N=6.36 × 103N 4. 冲孔时的推件力 取凹模刃口形式 ,h =5mm, 则 n=h/t=5mm/2.2mm＝2 个 查表K推 =0.05 F推 =(2 × 0.05 × 53.9 × 103)N=5.39 × 103N 选择冲床时的总冲压力为 : F总 =F1+F2+F 卸 +F 推 =277.6kN 4.确定模具压力中心 按比例画出零件形状 , 选定圆的中心为坐标系原点，因零件左右对称 , 即 Xc=0 。故只需计算 Yc，可以求出Yc=46.27mm。 5．计算凸、凹模刃口尺寸 查表得间隙值 Zmin=0.34,Zmax=0.39 对冲孔φ26mm 采用凸、凹模分开的加工方法 , 其凸、凹模刃口部分尺寸计算如下 : 查表得凸、凹模制造公差 :δ凸 =0.02mmδ凹 =0.025mm
XX大学 毕业设计 姓名：XXX 班级：XXXXXX 学号：XXXXXX 指导教师：XXXX 日期：2014年5月13日
任务书 题目：压圈落料冲孔模 内容：（1）冲压件工艺性分析； （2）确定工艺方案和必要的工艺计算 （3）主要零部件的设计 （4）冲压设备的选择 原始资料： 2014 年5月13日
目录 1、冲压件的工艺性分析 (4) 2、工艺方案确定 (4) 3、必要的工艺计算 (6) 3.1 排样设计 (6) 3.2 计算凸、凹模刃口尺寸 (7) 3.2.1落料凸、凹模刃口尺寸的计算 (7) 3.2.2 冲内孔凸、凹模刃口尺寸的计算 (8) 3.3 冲裁力的计算 (9) 3.4 压力中心的计算 (10) 4、模具的总体设计 (11) 5、模具主要零部件的结构设计 (11) 5.1 凸、凹模的结构设计 (11) 5.1.1 落料凹模的设计 (11) 5.1.2 冲孔凸模的设计 (12) 5.1.3 凸凹模的结构设计 (13) 5.2 卸料弹性元件的设计 (14) 5.3 卸料板的设计 (15) 5.4 垫板的选择 (15) 5.5 推件块的设计 (16) 5.6 挡料销的选择 (16) 5.7 顶杆、打杆、推杆的选择 (17) 5.8 模架和紧固件的选择 (17) 6冲压设备的选择 (18) 7 绘制模具总装图 (19) 参考文献 (20)
冲孔、落料复合模设计 原始资料： 工件名称：压圈落料冲孔模 生产批量：大批量 QQ:916863717 材料：Q235 厚度：2mm 工件如图1 图1 压圈 一冲压件工艺性分析 冲裁件为Q235钢，是碳素结构钢，强度较高，零件外形简单，内孔较复杂，整个零件形状对称，为提高模具的寿命，建议将内孔90o的尖角改为工艺圆角，工件最小圆角R≥0.25 x t=0.25 x 2=0.5，因此可以改成R1的圆角。冲裁件内外形所能达到的经济精度为IT11～IT14,零件图上尺寸均为标注尺寸偏差，属于未注公差尺寸，可按IT14级确定工件的公差。 二工艺方案的确定 压圈零件所需的基本冲压工序为冲孔和落料，可拟订出以下三种工艺方案。 方案一：两个单工序模分别两次加工，即：落料—冲孔。 方案二：冲孔、落料复合模。
课程设计说明书 题目:冲压工艺及模具设计 学院(直属系): 年级、专业: 学生姓名: 学号: 指导教师: 开题时间: 2015 年 11 月 23 日 完成时间: 2015 年 12 月 11 日
摘要 本次设计为冲压工艺及模具设计，要求在设计模具之前对工件进行必要的数据分析，确保设计出来的模具具备在外形丶尺寸丶材料等方面符合冲压模具工艺设计的要求。首先通过计算，确定落料和冲孔的冲压工序，接着制定相对应的落料-冲孔工艺方案，并且利用计算的数值选取合适的压力机，相对应的模架，以及模柄类型。在对工件进行充分的计算和分析之后确定落料-冲孔的方案是：利用落料冲孔倒装复合模来完成该工件的制造。最后利用CAD 绘图工具绘制出模具装配图和工件图以及排样图，按照设计时所计算的数据以及设计思路编写设计说明书。 【关键词】：落料-冲孔；工艺设计；AutoCAD；模具设计。
目录 摘要 (1) 引言 (3) 1零件的工艺分析 (4) 1.1冲裁剪的形状和尺 寸 (4) 1.2冲裁件的精度和表面粗 度 (4)
1.3冲裁件的 料 (4) 2.冲裁工艺的方案确定 (5) 3.冲裁件的排样 (5) 冲裁件的排样方式 (5) 材料的利用率 (6) 排样图 (7) 4.压力机的计算及压力机的选择 (8) 冲压力的计算 (8) 压力机的选择 (8)
压力中心 (9) 5.模具类型及结构类型的选择 (9) 模具类型 (9) 结构形式 (10) 6.刃口尺寸的计算 (10) 凸凹模间隙 (10) 计算凸丶凹模刃口尺寸及公差 (10) 7.模具部件的设计丶计算及选用 (12) 凹模设计 (12)
摘要 本次设计的是复合冲裁模，复合冲裁是在冲床的一次冲压过程中可以同时完成两步或两步以上的工序。该复合冲裁模将落料、冲孔两步工序在一起完成。该模具选取了合理的凸、凹模间隙及最佳的模具设计结构完成工件的加工要求。它具有操作方便、一次成形、生产效率高的特点。阐述了零件冲压复合模具的整体结构及其工作过程，为保证冲裁件的质量，指出了复合模具设计和加工注意的要点。该设计思路可扩展应用到其它类似零件的冲裁加工中。 关键词：模具设计；模具加工；冲压； 复合冲裁模；模具结构； Abstrast In this paper , a compound die is designed .The compound die can produce two parts or more by one punching procedure .It introduce the design and way of fine blanking and chose the blanking clearance between punch and matrix .The best structure is introduced to complish the desire of the making https://www.doczj.com/doc/9613390916.html,pared with the traditional dies ,this whole structure and working process of the die were stated,and the main points method can be used to the forming of other similar parts. Key Word:die design; die manufacturing; stamping; compound die; structure so the structing of die.
1绪论 1.1冲压的概念、特点及应用 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用。 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冷变形加工，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一隶属于材料成型工程术。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。与机械加工及塑性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，易于实现机械化与自动化。这是因为冲压是依靠冲模和冲压设备来完成加工，普通压力机的行程次数为每分钟可达几十 次，高速压力要每分钟可达数百次甚至千次以上，而且每次冲压行程就可能得到一个冲件。 （2）冲压时由于模具保证了冲压件的尺寸与形状精度，且一般不破坏冲压件的表面质量,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，加上冲压时材料的冷变形硬化效应，冲压的强度和刚度均较高。
学校代码：10410 序号：20055015 本科毕业设计 题目：冲孔落料拉深复合模 学院：工学院 姓名： 学号：20055015 专业：机械设计制造及其自动化 年级：机制051 指导教师： 二OO九年五月
冲孔落料拉深复合模 目录 前言· 1．设计课题 (1) 1．1 设计任务书 (2) 2．工艺方案分析及确定 (3) 2．1 件的工艺分析 (3) 2．2 工艺方案的确定 (4) 2.3 冲压件坯料尺寸的确定 (4) 2. 4 拉深次数的确定 (4) 2.5 排样的确定 (5) 3.工艺设计与计算 (7) 3．1 冲裁的方式与冲压力的计算 (7) 3.1.1、冲裁方式与冲压力的计算 (7) 3.1.2.力的计算 (7) 3.1.3、卸料力、推料力和顶件力的计算 (8) 3.1.4、压力中心的计算 (9) 3．2 计算各主要零件的尺寸 (9) 3.2.1、计算落料凸、凹模的工作部分的尺寸 (10) 3.2.2、计算拉深凸、凹模的刃口尺寸的确定 (11) 3.2.4、凸凹模选材，热处理及加工工艺过程 (11) 3.2.5、条料宽度的设计 (12) 3.2.6、导料板的导料尺寸为 (14) 3.2.7、推杆的选材，热处理工艺方案 (15) 3.2.8、工艺方案如下 (15) 3.2.9、模柄的确定 (15) 3.2.10、冲压设备的选用 (16) 3.2.11、模具的闭合高度的计算 (16)
3.2.13 导向零件的选择 (17) 3.2.14、定位零件的设计 (18) 3.2.15、推杆与推板的设计 (18) 3.2.16、压边圈的设计 (24) 3.2.17、固定方式的确定 (24) 3.2.18、凸模的固定 (24) 3.2.19、凹模的固定 (24) 3.2.20、凸凹模的紧固 (24) 3.2.21、确定装配基准 (24) 结束语 (23) 参考文献 (24) 致谢 (25) 前言 随着科学技术的发展需要，模具已成为现代化不可缺少的工艺装备，模具设计是机械专业一个最重要的教学环节,是一门实践性很强的学科，是我们对所学知识的综合运用，通过对专业知识的综合运用，使学生对模具从设计到制造的过程有个基本上的了解，为以后的工作及进一步学习深造打下了坚实的基础。 毕业设计的主要目的有两个：一是让学生掌握查阅查资料手册的能力，能够熟练的运用CAD进行模具设计。二是掌握模具设计方法和步骤,了解模具的加工工艺过程。 本书是落料冲孔拉深模设计说明书，结合模具的设计和制作，广泛听取各位人士的意见，经过多次修改和验证编制而成。为了达到设计的规范化,标准化和合理性，本人通过查阅多方面的资料文献，力求内容简单扼要，文字顺通，层次分明，论述充分。其中附有必要的插图和数据说明。 本书在编写过程中得到了老师的精心指导和同学们的大力帮助,在此表示衷心的感谢。由于本人是应届毕业生,理论水平有限，实践经验不足，书中难免有不当和错误的地方，敬请各位老师与广大读者批评指正。
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，试确定该零件的冲压工艺方案，并设计模具。 1.冲压工艺性分析及工艺方案确定 （1）冲压工艺性分析该零件的材料为10钢，冲压性能好，形状简单。零件图上所有为标注公差的尺寸，属于自由尺寸，可按IT14级确定工件尺寸的公差。孔中心距40mm的公差为0.3，属于12级精度。所以普通冲裁就可以达到零件的精度要求。 （2）冲压工艺方案该零件的成形包括落料和冲孔两个基本工序，由于该零件的生产批量大，形状简单，所以该零件宜采用复合成形方式加工。 2.排样设计 根据该零件毛坯的形状特点，可确定采用直列单排的排样模式。查表课的条料边缘的搭边和工作间的搭边分别为2mm和1.5mm。从而可计算出条料宽度和送进步距分别为64mm 和21.5mm。 确定后可得排样图如图所示：
材料利用率为： 3.工作零件刃口尺寸计算 根据零件形状特点，刃口尺寸采用分开制造法计算。查表得凸、凹模最小间隙Z min =0.15mm ，最大间隙Z max =0.19mm 。 （1）落料件尺寸的基本计算公式为 A 0max A )(δ+-=X ΔD D min max 0min A T T T )()(δδ----=-=Z X ΔD Z D D 对于Ф20，Δ=0.52，Χ=0.5，凸模制造公差δA=0.020mm ，凹模制造公差δ T=0.025mm ，将以上各值代入δA+δT ≤Z min +Z max 校验是否成立。求出D A 和D T 。 对于14mm ，Δ=0.43，Χ=0.5，凸模制造公差δA=0.020mm ，凹模制造公差δT=0.020mm ，将以上各值代入δA+δT ≤Z min +Z max 校验是否成立。求出D A 和D T 。 （2）冲孔基本公式为 0min T T )(δ-+=X Δd d A 0min min A )(δ+++=Z X Δd d 对于Ф8.5，Δ=0.36，Χ=0.5，凸模制造公差δA=0.020mm ，凹模制造公差δ T=0.020mm ，将以上各值代入δA+δT ≤Z min +Z max 校验是否成立。求出D A 和D T 。 （3）中心距基本公式为 L T = L+ 4.确定压力中心，计算冲压力，选择压力机 该零件为对称形状制件，压力中心位于制件轮廓图形的几何中心上。 ? 81
题目典型冲压复合模具设计 摘要 模具工业是国民经济中重要的基础工业，模具设计与制造水平的高低是衡量一个国家综合制造能力的重要标志。模具在国民经济中占有很高的比重，在飞机、汽车、发动机、电机、电器、电子、仪表和通信等产品中，60%～80%的零部件都要依靠模具成形。 本文采用Solidworks三维设计软件进行顶罩的冲压工艺分析及复合模具的设计。按照冲压复合模具的设计步骤,进行工艺分析，确定冲压工序和排样图，根据计算规则计算出毛坯尺寸、凸模、凹模尺寸及冲压力等。计算完成后，按照零件计算结果绘制模具零部件三维图、工程图及模具装配图。通过上述过程最终完成片状弹簧冲压复合模具的设计。 关键词：顶罩；冲压工艺；复合模；Solidworks
Abstract Mold & Die Industry is an important basis for national industry, the design and manufacture of mold level is an important indicator to measure the comprehensive manufacturing capabilities of one nation. The molds has occupies an important place in the national economy. In aircraft, automobiles, engines, motors, electrical appliances, electronics, instrumentation and communications products, 60% ~ 80% of the parts depend on the mold to formation. The three dimensional software Solidworks is used to design the stamping progressive die of the cover. Based on the design process of the progressive die, the stamping technique of the sheet spring has been analyzed, and the stamping step and the layout diagram has been established, then the dimension of blank, the dimension of punch and cavity die, the stamping force have been calculated. The three dimensional model, engineering drawing of the mold components, and the assembly drawing of the progressive die have been drew based on the calculation result. Keywords: cover; stamping process; compound die; solidworks
摘要 随着中国工业不断地发展，模具行业也显得越来越重要。本文针对筒形零件的落料工艺性和拉深工艺性，确定用一幅复合模完成落料和拉深的工序过程。介绍了筒形零件冷冲压成形过程，经过对筒形零件的批量生产、零件质量、零件结构以及使用要求的分析、研究，按照不降低使用性能为前提，将其确定为冲压件，用冲压方法完成零件的加工，且简要分析了坯料形状、尺寸，排样、裁板方案，拉深次数，冲压工序性质、数目和顺序的确定。进行了工艺力、压力中心、模具工作部分尺寸及公差的计算，并设计出模具。同时具体分析了模具的主要零部件（如凸凹模、卸料装置、拉深凸模、垫板、凸模固定板等）的设计与制造，冲压设备的选用，凸凹模间隙调整和编制一个重要零件的加工工艺过程。列出了模具所需零件的详细清单，并给出了合理的装配图。通过充分利用现代模具制造技术对传统机械零件进行结构改进、优化设计、优化工艺方法能大幅度提高生产效率，这种方法对类似产品具有一定的借鉴作用。 关键词：复合模；拉深；落料；
目录 目录..................................................................................................... 错误!未定义书签。前言 第一章课程设计任务书....................................................................... 错误!未定义书签。第二章模具结构设计.. (2) 2.1 读产品图：分析其冲压工艺性 (2) 2.2 分析计算确定工艺方案 (3) 2.2.1 计算毛坯尺寸 (3) 2.2.2 计算拉深次数 (3) 2.2.3 确定工艺方案 (3) 2.3 主要工艺参数的计算 (4) 2.3.1 确定排样、裁板方案 (4) 2.3.2 确定拉深工序尺寸 (5) 2.3.3 计算工艺力，选设备 (5) 2.4 模具结构设计 (6) 2.4.1 模具结构型式选择 (6) 2.4.1 模具工作部分尺寸计算 (7) 第三章模具标准件选择及闭合高度计算 (8) 3.1 标准模架的选择.................................................................... 错误!未定义书签。 3.2 模具的实际闭合高度计算 (8) 3.3 压力中心的确定 (8) 第四章模具零件的结构设计 (9) 4.1 落料凹模设计........................................................................ 错误!未定义书签。
落料冲孔复合模设计实例 （一）零件工艺性分析 工件为图1所示的落料冲孔件，材料为Q235钢，材料厚度2mm ，生产批量为大批量。工艺性分析内容如下： 1.材料分析 Q235为普通碳素结构钢，具有较好的冲裁成形性能。 2. 结构分析 零件结构简单对称，无尖角，对冲裁加工较为有利。零件中部有一异形孔，孔的最小尺寸为6mm ，满足冲裁最小孔径min d ≥mm 20.1=t 的要求。另外，经计算异形孔距零件外形之间的最小孔边距为5.5mm ，满足冲裁件最小孔边距min l ≥ mm 35.1=t 的要求。所以，该零件的结构满足冲裁的要求。 3. 精度分析： 零件上有4个尺寸标注了公差要求，由公差表查得其公差要求都属IT13，所以普通冲裁可以达到零件的精度要求。对于未注公差尺寸按IT14精度等级查补。 由以上分析可知，该零件可以用普通冲裁的加工方法制得。 （二）冲裁工艺方案的确定 零件为一落料冲孔件，可提出的加工方案如下： 方案一：先落料，后冲孔。采用两套单工序模生产。 方案二：落料—冲孔复合冲压，采用复合模生产。 方案三：冲孔—落料连续冲压，采用级进模生产。 方案一模具结构简单，但需两道工序、两副模具，生产效率低，零件精度较差，在生产批量较大的情况下不适用。方案二只需一副模具，冲压件的形位精度和尺寸精度易保证，且生产效率高。尽管模具结构较方案一复杂，但由于零件的几何形状较简单，模具制造并不困难。方案三也只需一副模具， 生产效率也很高， 图1 工件图
但与方案二比生产的零件精度稍差。欲保证冲压件的形位精度，需在模具上设置导正销导正，模具制造、装配较复合模略复杂。 所以，比较三个方案欲采用方案二生产。现对复合模中凸凹模壁厚进行校核，当材料厚度为2mm 时，可查得凸凹模最小壁厚为4.9mm ，现零件上的最小孔边距为5.5mm ，所以可以采用复合模生产，即采用方案二。 （三）零件工艺计算 1.刃口尺寸计算 根据零件形状特点，刃口尺寸计算采用分开制造法。 （1）落料件尺寸的基本计算公式为 A 0max A )(δ+-=X ΔD D min max 0min A T T T )()(δδ----=-=Z X ΔD Z D D 尺寸mm 10022.0-R ，可查得凸、凹模最小间隙Z min =0.246mm ，最大间隙Z max =0.360mm ，凸模制造公差m m 02.0T =δ，凹模制造公差m m 03.0A =δ。将以上各值代入A T δδ+≤min max Z Z -校验是否成立，经校验，不等式成立，所以可按上式计算工作零件刃口尺寸。 即 mm 835.9mm 22.075.010030 .0003.00 A1++=?-=）（D mm 712.9mm 246.0835.90 020.0002.0T1--=-=）（D （2）冲孔基本公式为 0min T T )(δ-+=X Δd d A 0min min A )(δ+++=Z X Δd d 尺寸mm 5.418 .00 +R ，查得其凸模制造公差m m 02.0T =δ，凹模制造公差m m 02.0A =δ。经验算，满足不等式A T δδ+≤min max Z Z -，因该尺寸为单边磨损尺寸，所以计算时冲裁间隙减半，得 mm 65.4mm )18.075.05.4(0 02.0002.0T1--=?+=d mm 76.4mm )2/246.065.4(02 .0002.00A1++=+=d 尺寸mm 318 .00 +R ，查得其凸模制造公差m m 02.0T =δ，凹模制造公差m m 02.0A =δ。经验算，满足不等式A T δδ+≤min max Z Z -，因该尺寸为单边磨损尺寸，所以计算时冲裁间隙减半，得
任务：冲裁模的设计 名称：垫片 材料：45钢（冷轧，退火） 料厚：1mm 批量：100万件/年零件见图1-1 1—1 一、垫片冲压工艺分析 1、产品结构形状分析由图1-1可知，产品为圆片冲孔。产品形状简单对称，无狭槽、尖角；孔与孔之间、孔原零件边缘之间最小距离c 满足c>1.5t要求。 2、产品尺寸精度、粗糙度、断面质量分析 ①要求普通冲裁件的尺寸精度低于IT13级，现在产品的射击精度低于IT13级，所以尺寸精度满足要求。 ②冲裁件断面质量。因为一般用普通冲裁方式冲2mm以下的金属板料时，其断面粗糙度Ra可达12.5—3.2um,毛刺允许高度为0.01— 0.05mm；本产品在断面粗糙度和毛刺高度上没有太严格的要求，所以只要模具精度达到一定要求，冲裁件的断面质量可以保证。 3、产品材料分析对于冲压件材料的一般要求力学性能是强度低、塑性高，表面质量和厚度公差符合国家标准。本设计的产品材料是45钢，属于优质碳素结构钢，其力学性能是强度、硬度和塑性指标适中，经退火
后，用冲裁的加工方法是完全可以成形的。另外产品对于厚度和表面质量没有严格的要求，所以尽量采用公家标准的板材，期冲裁出的产品的表面质量和厚度公差就可以保证。 经上述分析，产品的材料性能符合冷冲压加工要求。 4、产量100万件/年。 由于产品的生产纲领100万件/年可知，产品批量为大批量，很适合采用冲压加工方法，最好采用复合模或连续模，若是能加上自动送料装置，会大大提高生产效率，降低成本。零件如上所有尺寸均未标注公差，可按IT14确定工件尺寸公差。查标注公差数值表（GB/T 1800.3—1998）各尺寸公差为 二、垫片冲压工艺方案的确定和模具结构类型 该零件包括落料、冲孔两个基本工序，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，采用基金膜生产。 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和级进冲裁方式。为更好地保
1 绪论 1.1 冲压的概念、特点及应用 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用。 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冷变形加工，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一隶属于材料成型工程术。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。与机械加工及塑性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，易于实现机械化与自动化。这是因为冲压是依靠冲模和冲压设备来完成加工，普通压力机的行程次数为每分钟可达几十次，高速压力要每分钟可达数百次甚至千次以上，而且每次冲压行程就可能得到一个冲件。 （2）冲压时由于模具保证了冲压件的尺寸与形状精度，且一般不破坏冲压件的表面质量,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，加上冲压时材料的冷变形硬化效应，冲压的强度和刚度均较高。
冲压模具设计说明书 一、课题名称：垫片冲孔落料连续模 二、设计要求： 1．主要内容 （1）编制冲压工艺 （2）设计模具（分析、计算、装配图、非标零件图）（3）编制模具主要零件制造工艺 （4）分析估算工时，确定完成工期 （5）核算成本，报价 （6）编写全套设计制造说明书 2．基本要求： （1）分析计算全面，图纸表达准确； （2）工艺水平规程制定，力求符合实际； （3）必要的数据须进行市场调查； （4）分析核算工期、成本，着重于过程。
第2章工艺分析及模具结构设计2.1 制件的工艺性分析及工艺计算 2.1.1 工艺分析 ，方形垫片，结构如图所示， 材料08，t=1.2mm。精度要求为IT14。 三、主要内容 1、制件的工艺性分析 1.1、可行性分析 1.1.1、形状、尺寸： 制件形状规则、简单、对称。 1.1.2、精度：
该制件尺寸精度为IT14，用一般精度制造模具即可满足。 1.1.3、材料： 08是冲压用钢板中沸腾钢的一种牌号（中国称08，日本称S9CK，德国用C10，前苏联用08）08指的是含碳量万分之八； 特性： 强度低和硬度、塑性、韧性好，易于深冲、拉延、弯曲和焊接。 用途： 钢板用作深冲压和深拉延的容器，如搪瓷制品、仪表板、汽车驾驶室盖板等。圆钢用作心部强度要求不高的渗碳或氰化零件。 力学性能： 抗拉强度σb （MPa）：≥295（30） 屈服强度σs （MPa）：≥175（18） 伸长率δ5 （%）：≥35 断面收缩率ψ （%）：≥60 硬度：未热处理，≤131HB 推荐热处理/℃：正火930正火推荐保温保温时间≤30min，空冷； 淬火推荐保温时间≤30min，70.80和85钢油冷，其余钢水 冷；回火推荐保温时间≤1h。 2、总体工艺方案的确定 2.1、冲压工序性质的确定： 先进行冲孔再进行落料。 2.2、冲压方案的确定： 方案一：采用单工序模生产。 方案二：采用复合模生产。 因为方案二的工件精度和生产效率较高，属于大批量 生产，所以选用方案二最为合适。 3、主要工艺计算 3.1、排样设计 3.1.1、排样方式：
设计题目：垫片的冲孔落料复合模设计 一、 原始数据 如图所示的垫片，外形直径D=80mm ，内孔直径d=40mm ，厚度3mm δ=，材料为A3(Q235)，生产批量：大批量。 二、 冲压件工艺分析 1、 材料性能 A3（即Q235）是普通碳素结构钢，具有良好的冲裁成形性能，其抗拉强度为432~461Mpa ，抗剪强度为304~373MPa 。 2、 零件结构 该零件结构简单且中心对称，无尖角，对冲裁成形加工较为有利。零件中间有一圆 孔，孔的最小尺寸为d=40mm ，满足冲裁最小直径min d ≤1.0t=3mm 的要求。同时，经过计算，孔的边缘距离零件外形的最小尺寸()11 8040202 b mm = ?-=,满足冲裁最小孔边距min b ≥1.0t=3mm 的要求。所以，该零件的结构满足冲裁件的结构要求。 3、 尺寸精度 查表得，该工件内外形所能达到的经济精度为IT12~IT14级。而零件图上标注了零件的尺寸公差，由公差表查得其公差要求为IT14级，未注公差由IT14级查取。由此，通过普通冲裁可以达到零件的精度要求。 综合以上材料性能、零件结构、尺寸精度的分析，该零件可以采用普通冲裁的方法获得。
三、 冲裁方案及模具类型的选择 该零件包括冲孔和落料两个基本工序，可提出的加工方案如下： 方案一：先落料，后冲孔。采用两套单工序模生产。 方案二：落料—冲孔复合冲压。采用复合模生产。 方案三：冲孔—落料连续冲压。采用级进模生产。 方案一模具结构简单，模具制造容易，但需两道工序、两副模具，生产效率低，零件精度较差，在生产批量较大的情况下不适用。 方案二只需一副模具，冲压件的形位精度和尺寸精度易保证，且生产效率高。尽 模具结构较方案一复杂，但由于零件的几何形状较简单，模具制造并不困难。 方案三也只需一副模具，生产效率也很高，但与方案二比生产的零件精度稍差 欲保证冲压件的形位精度，需在模具上设置导正销导正，模具制造、装配较复合模略复杂。 所以，综合尚需三个方案，宜采用方案二生产。现对复合模中凸凹模壁厚进行 核，当材料厚度为3mm δ=时，可查得凸凹模最小壁厚为3C mm =，现零件上的最小孔边距为min 20b mm =，有min b C >，满足该凸凹模结构要求，所以可以采用复合模生产，即采用方案二。 因材料厚度较大，也为了方便卸料和排出冲孔废料，进而提高生产率，宜采用倒装式复合模生产。 综上得，该零件采用冲孔落料倒装式复合模生产。 四、 零件的工艺计算 1、 刃口尺寸计算 冲孔模刃口尺寸计算公式： 凸模：()00.0240 0.02479.42079.6300.210p mm D --==- 凹模：() min d p d d d z δ+=+ 落料模刃口尺寸计算公式 凹模：() 2max d d D D x δ+=-? 凸模：()min 0 p p d D D z δ-=- 由0.620 40d +=?得max 40.620mm d =，min 40.000mm d =，10.620mm =?