法兰盘冲压模具设计
机制05级2班李栋指导教师：郑建新
摘要：本设计分析了法兰盘零件的冲压工艺，确定合理的冲压工艺方案，设计了落料、拉深、冲孔复合模，并进行了模具主要工艺参数的计算，详细介绍了模具主要零件的设计，同时阐述了模具工作过程。
关键词：冲压落料拉深冲孔模具
Design of Flange Punching Die
Abstract:The process of flange parts stamping is analysised in this thesis,the most reasonable process is also determined. After the main parameters have been calculated, a blanking drawing-deep punching compound die was adopted.This thesis also introduces how to calculate main parameters, as well as how the die works.
Key words: punching blanking drawing piercing die
前言
冲压件在现代工业生产中，尤其是大批量生产中应用十分广泛。通过调查，目前市场上对产品质量的要求越来越高，且其更新换代的周期大为缩短，冲压生产为适应市场的要求，开发了多种适合不同批量生产的工艺、设备和模具，从而提高生产效率，缩短生产周期，获得较好的经济效益。
本文将对法兰盘冲压工艺与复合模设计作一个系统、详细的介绍与运用。它将我们所学课程的理论和生产实际知识联系在一起，培养了个人独立工作能力和创新能力，树立理论联系实际和严谨求实的工作作风，巩固、扩充模具专业课程所学内容，掌握复合模的设计方法和步骤。从而更加熟练的掌握了我们所学的模具设计知识和其他机械方面的技能，如计算分析、CAD绘图、查阅设计资料和撰写设计说明书，熟悉标准和规范。
通过毕业设计，能够提高自我分析、解决问题的能力，对学过的基础知识进行复习和运用，对专业知识有个更进一步的掌握和了解，提高自己创新思维的能力。
毕业设计的涉及面较广，需要我们查阅各种相关的资料。整个法兰盘的设计是按照我个人对模具的理解和查阅相关资料的情况下完成的，设计内容难免会有一些漏洞和错误，希望各位老师及领导予以批评和指正。
目录
前言
第一章冲压基本知识 (1)
1.1冲模的概念、特点及应用 (1)
1.2冲压基本工序 (1)
1.3 冲压模具 (2)
1.3.1 冲模的要求 (2)
1.3.2 冲模的分类 (3)
1.3.3 冲模基本结构组成 (3)
1.4 冲压技术的现状及发展方向 (3)
第二章冲压工艺分析及方案论证 (9)
2.1 冲压工艺分析 (9)
2.1.1 零件的工艺分析 (9)
2.1.2 冲裁件的精度与粗糙度 (10)
2.2 确定工艺方案 (10)
第三章主要工艺参数计算 (11)
3.1 毛坯尺寸的计算 (11)
3.2 判断拉深次数 (12)
3.3 压力中心的确定 (12)
3.4 排样 (12)
3.4.1 排样设计 (12)
3.4.2 冲裁单件材料的利用率 (13)
3.5 计算工序压力 (14)
3.5.1 落料力计算 (14)
3.5.2 卸料力计算 (14)
3.5.3 冲孔力计算 (15)
3.5.4 推件力计算 (15)
3.5.5 拉深力计算 (16)
3.5.6 选择冲床时的总冲压力 (16)
第四章初选冲压设备 (17)
第五章模具主要工作部分尺寸计算 (18)
5.1 落料刃口尺寸计算 (18)
5.2 冲孔刃口尺寸计算 (21)
5.3 拉深工作部分尺寸计算 (22)
5.3.1 凸、凹模圆角半径 (22)
5.3.2 凸、凹模工作部分尺寸及其公差 (23)
第六章模具各主要零件设计 (25)
6.1 落料凹模及相关组件设计 (25)
6.1.1 凸凹模材料 (25)
6.1.2 落料凹模厚度、壁厚设计 (25)
6.1.3 相关组件设计 (25)
6.2 冲孔凸模及相关组件设计 (26)
6.2.1 凸凹模材料 (26)
6.2.2 冲孔凸模设计 (26)
6.2.3 相关组件设计 (26)
6.3 弹性元件的设计计算 (27)
6.3.1 上卸料弹性元件计算 (27)
6.3.2 下顶件弹性元件计算 (27)
6.4 上下模座的外形尺寸和厚度 (28)
6.5 模具总体设计 (28)
6.6 模具工作过程 (29)
6.7 凸模强度校核 (30)
6.7.1 压应力校核 (30)
6.7.2 弯曲应力校核 (30)
6.8 冲压设备校核 (31)
第七章零件三维实体图 (33)
结束语 (41)
致谢 (42)
参考文献 (43)
附件清单 (44)
第一章冲压基本知识
1.1冲模的概念、特点及应用
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。所谓冲压是指在常温下利用模具在压力机的作用下，对材料施加压力，将材料分离或变形，从而获得一定形状、尺寸和精度零件的一种加工方法，又可称为冷冲压或板料冲压。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技术。
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）在压力机的简单冲击下，能得到其它加工方法不能或难以得到的形状复杂、精度一致的制件。
（2）操作简便，劳动强度低，生产效率高，适合批量生产，便于实现机械化和自动化。
（3）尺寸稳定，制件精度高，互换性好。
（4）材料利用率高，制件重量轻、刚性好、强度高，在批量生产条件下成本低。
（5）在生产过程中，材料表面不易遭受破坏，制件表面质量好，通过塑性变形后，还可以使制件的力学性能有所提高。
由于冲压工艺的这些特点，因此其在现代工业生产中，尤其是大批量生产中应用十分广泛。从精细的电子元件、仪表指针到汽车的覆盖件和大梁、高压容器封头及航空航天器的蒙皮、机身等，均需冲压加工。目前用冲压工艺所获得的制品，在现代汽车、拖拉机、电机电器、仪器仪表及无线电电子产品和人们日常生活中，都占有十分重要的地位。
1.2冲压基本工序
冲压是机械中常见的一种金属加工方法。冲压既可以加工金属材料，也可以加工非金属材料。由于冲压件的形状、尺寸和精度要求不同，因此，冲压加工的方法是多种多样的。根据材料的变形特点，冲压的基本工序可分为分离工序和变形工序两大类。
（1）分离工序板料在冲压力的作用下，其应力超过材料的强度极限，使之发生剪切而分离的加工工序。
（2）变形工序板料在冲压力的作用下，其应力超过材料的屈服强度，而低于抗拉强度，使之发生塑性变形而成为一定形状的制件的加工工序。
主要冲压工序的分类及特征可见下表1-1。
表1-1 主要冲压工序的分类
1.3 冲压模具
1.3.1 冲模的要求
冲压模具（简称冲模）是对金属板材进行冲压加工以获得合格产品的工具。在冲压加工过程中，冲模的凸模与凹模直接接触被加工材料并相对作用使其产生塑性变形达到预期的零件。因此对冲模的要求：冲模应该具有足够的强度，刚度和相应的形状尺寸精度；冲模主要零件应具有足够的耐磨性和使用寿命；冲模的结构应该确保操作安全，方便，便于
管理和维修；冲模应有使材料方便送进，工件方便取出，定位可靠的装置，以保证生产的工件质量稳定；为使冲模上下运动准确，需要有导向装置；冲模零件的加工和装配应该尽可能简单，尽量采用标准件，以缩短模具的制造周期，降低成本；冲模应具有与压力机连接的部位，以适应安装和管理的需要。
1.3.2 冲模的分类
冲模按冲压工艺性质分为：冲裁、弯曲、拉深、成形等；
按模具的导向方式分为：导柱模、导板模、导筒模和无导向模等；
按机械化程度分为：手工操作模、半自动模、自动化模等；
按冲模材料分为：钢模、硬质合金模、铸铁模、低熔点合金模、聚氨酯橡胶模等。1.3.3 冲模基本结构组成
主要组成有工作零件，辅助装置，导向装置，支撑零件，紧固零件，其他。
（1）工作零件：冲模的工作零件是凸模和凹模，在复合模中还有凸凹模。它们成对互相配合，完成对坯料的成形。他们的形状尺寸，尺寸精度，固定方法决定着冲模的性能，模具成本及使用寿命。
（2）辅助装置：辅助装置是协助凸模，凹模完成工艺成形不可缺少的装置。
（3）导向装置：它是保证上模，下模准确运动的装置，要求工作可靠，导向精度好，有一定的互换性。
（4）支承零件：在上模座和下模座上安装着凸模，凹模及其它所有的零件。它们和压力机连接，传递并承受着工作压力。
（5）紧固零件：中大型模具大多采用沉头螺栓和销作可卸式连接。模具的连接可靠，拆卸方便也是冲模设计的一个基本要求。
1.4 冲压技术的现状及发展方向
模具工业是国民经济的基础产业，是“百业之母”，是永不衰亡的行业，模具工业的发展水平标志着一个国家工业水平及产品开发能力。我国模具工业解放后从无到有，在经历了半个多世纪的发展，已有了较大的提高，发展速度十分迅速，目前已初具规模。近年来，
对模具技术的探索和研究取得了可喜的成绩。我国模具设计与制造技术的发展经历了手工作坊制造阶段、工业化生产阶段和现代化生产阶段。伴随着计算机技术的快速发展，数字化、信息化模具CAD/CAE/CAM技术和数控加工机床已普遍采用，模具产业正处于高速发展阶段。
虽然我国模具技术水平正在逐步提高，但与工业较为先进的国家相比，仍存在较大的差距，纵观我国的模具工业，既有高速发展的良好势头，又存在模具品种少、精度低、结构欠合理、寿命短等一系列的不足，无法满足整个工业迅速发展的迫切要求。
随着科学技术的不断进步和工业生产的迅速发展，许多新技术、新工艺、新设备、新材料不断涌现，因而促进了冲压技术的不断革新和发展。其主要表现和发展方向如下：（1）冲压成形理论及冲压工艺方面
冲压成形理论的研究是提高冲压技术的基础。目前，国内外对冲压成形理论的研究非常重视，在材料冲压性能研究、冲压成形过程应力应变分析、板料变形规律研究及坯料与模具之间的相互作用研究等方面均取得了较大的进展。特别是随着计算机技术的飞跃发展和塑性变形理论的进一步完善，近年来国内外已开始应用塑性成形过程的计算机模拟技术，即利用有限元（FEM）等有值分析方法模拟金属的塑性成形过程，根据分析结果，设计人员可预测某一工艺方案成形的可行性及可能出现的质量问题，并通过在计算机上选择修改相关参数，可实现工艺及模具的优化设计。这样既节省了昂贵的试模费用，也缩短了制模具周期。
研究推广能提高生产率及产品质量、降低成本和扩大冲压工艺应用范围的各种冲压工艺，也是冲压技术的发展方向之一。目前，国内外相继涌现出精密冲压工艺、软模成形工艺、高能高速成形工艺及无模多点成形工艺等精密、高效、经济的冲压新工艺。其中，精密冲裁是提高冲裁件质量的有效方法，它扩大了冲压加工范围，目前精密冲裁加工零件的厚度可达25mm，精度可达IT16~17级；用液体、橡胶、聚氨酯等作柔性凸模或凹模的软模成形工艺，能加工出用普通加工方法难以加工的材料和复杂形状的零件，在特定生产条件下具有明显的经济效果；采用爆炸等高能效成形方法对于加工各种尺寸在、形状复杂、批量小、强度高和精度要求较高的板料零件，具有很重要的实用意义；利用金属材料的超
塑性进行超塑成形，可以用一次成形代替多道普通的冲压成形工序，这对于加工形状复杂和大型板料零件具有突出的优越性；无模多点成形工序是用高度可调的凸模群体代替传统模具进行板料曲面成形的一种先进技术，我国已自主设计制造了具有国际领先水平的无模多点成形设备，解决了多点压机成形法，从而可随意改变变形路径与受力状态，提高了材料的成形极限，同时利用反复成形技术可消除材料内残余应力，实现无回弹成形。无模多点成形系统以CAD/CAM/CAE技术为主要手段，能快速经济地实现三维曲面的自动化成形。
（2）冲模设计制造方面
冲模是实现冲压生产的基本条件在冲模的设计制造上，目前正朝着以下两方面发展：一方面，为了适应高速、自动、精密、安全等大批量现代生产的需要，冲模正向高效率、高精度、高寿命及多工位、多功能方向发展，与此相比适应的新型模具材料及其热处理技术，各种高效、精密、数控自动化的模具加工机床和检测设备以及模具CAD/CAM技术也在迅速发展；另一方面，为了适应产品更新换代和试制或小批量生产的需要，锌基合金冲模、聚氨酯橡胶冲模、薄板冲模、钢带冲模、组合冲模等各种简易冲模及其制造技术也得到了迅速发展。
精密、高效的多工位及多功能级进模和大型复杂的汽车覆盖件冲模代表了现代冲模的技术水平。目前，50个工位以上的级进模进距精度可达到2微米，多功能级进模不仅可以完成冲压全过程，还可完成焊接、装配等工序。我国已能自行设计制造出达到国际水平的精度达2~5微米，进距精度2~3微米，总寿命达1亿次。我国主要汽车模具企业，已能生产成套轿车覆盖件模具，在设计制造方法、手段方面已基本达到了国际水平，但在制造方法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，但在制造质量、精度、制造周期和成本方面与国外相比还存在一定差距。
模具制造技术现代化是模具工业发展的基础。计算机技术、信息技术、自动化技术等先进技术正在不断向传统制造技术渗透、交叉、融合形成了现代模具制造技术。其中高速铣削加工、电火花铣削加工、慢走丝切割加工、精密磨削及抛光技术、数控测量等代表了现代冲模制造的技术水平。高速铣削加工不但具有加工速度高以及良好的加工精度和表面
质量（主轴转速一般为15000~40000r/min），加工精度一般可达10微米，最好的表面粗糙度Ra≤1微米），而且与传统切削加工相比具有温升低（工件只升高3摄氏度）、切削力小，因而可加工热敏材料和刚性差的零件，合理选择刀具和切削用量还可实现硬材料（60HRC）加工；电火花铣削加工（又称电火花创成加工）是以高速旋转的简单管状电极作三维或二维轮廓加工（像数控铣一样），因此不再需要制造昂贵的成形电极，如日本三菱公司生产的EDSCAN8E电火花铣削加工机床，配置有电极损耗自动补偿系统、CAD/CAM集成系统、在线自动测量系统和动态仿真系统，体现了当今电火花加工机床的技术水平；慢走丝线切割技术的发展水平已相当高，功能也相当完善，自动化程度已达到无人看管运行的程度，目前切割速度已达到300mm2/min，加工精度可达±1.5微米，表面粗糙度达Ra=0.1~0.2微米;精度磨削及抛光已开始使用数控成形磨床、数控光学曲线磨床、数控连续轨迹坐标磨床及自动抛光等先进设备和技术;模具加工过程中的检测技术也取得了很大的发展，现在三坐标测量机除了能高精度地测量复杂曲面的数据外，其良好的温度补偿装置、可靠的抗振保护能力、严密的除尘措施及简单操作步骤，使得现场自动化检测成为可能。此外，激光快速成形技术（RPM）与树脂浇注技术在快速经济制模技术中得到了成功的应用。利用RPM 技术快速成形三维原型后，通过陶瓷精铸、电弧涂喷、消失模、熔模等技术可快速制造各种成形模。如清华大学开发研制的“M-RPMS-Ⅱ型多功能快速原型制造系统”是我国自主知识产权的世界惟一拥有两种快速成形工艺（分层实体制造SSM和熔融挤压成形MEM）的系统，它基于“模块化技术集成”之概念而设计和制造，具有较好的价格性能比。一汽模具制造公司在以CAD/CAM加工的主模型为基础，采用瑞士汽巴精化的高强度树脂浇注成形的树脂冲模应用在国产轿车试制和小批量生产开辟了新的途径。
（3）冲压设备和冲压生产自动化方面
性能良好的冲压设备是提高冲压生产技术水平的基本条件。高精度、高寿命、高效率的冲模需要高精度、高自动化的冲压设备相匹配。为了满足大批量高速生产的需要，目前冲压设备也由单工位、单功能、低速压力机朝着多工位、多功能、高速和数控方向发展，加之机械乃至机器人的大量使用，使冲压生产效率得到大幅度提高，各式各样的冲压自动线和高速自动压力机纷纷投入使用。如在数控四边折弯机中送入板料毛坯后，在计算机程
序控制下便可依次完成四边弯曲，从而大幅度提高精度和生产率；在高速自动压力机上冲压电机定转子冲片时，一分钟可冲几百片，并能自动叠成定、转子铁芯，生产效率比普通压力机提高几十倍，材料利用率高达97%；公称压力为250KN的高速压力机的滑块行程次数已达2000次/min以上。在多功能压力机方面，日本田公司生产的2000KN“冲压中心”采用CNC控制，只需5min时间就可完成自动换模、换料和调整工艺参数等工作；美国惠特尼公司生产的CNC金属板材加工中心，在相同的时间内，加工冲压件的数量为普通压力机的4~10倍，并能进行冲孔、分段冲裁、弯曲和拉深等多种作业。
近年来，为了适应市场的激烈竞争，对产品质量的要求越来越高，且其更新换代的周期大为缩短。冲压生产为适应这一新的要求，开发了多种适合不同批量生产的工艺、设备和模具。其中，无需设计专用模具、性能先进的转塔数控多工位压力机、激光切割和成形机、CNC万能折弯机等新设备已投入使用。特别是近几年来在国外已经发展起来、国内亦开始使用的冲压柔性制造单元（FMC）和冲压柔性制造系统（FMS）代表了冲压生产新的发展趋势。FMS系统以数控冲压设备为主体，包括板料、模具、冲压件分类存放系统、自动上料与下料系统，生产过程完全由计算机控制，车间实现24小时无人控制生产。同时，根据不同使用要求，可以完成各种冲压工序，甚至焊接、装配等工序，更换新产品方便迅速，冲压件精度也高。
（4）冲压标准化及专业化生产方面
模具的标准化及专业化生产，已得到模具行业和广泛重视。因为冲模属单件小批量生产，冲模零件既具有一定的复杂性和精密性，又具有一定的结构典型性。因此，只有实现了冲模的标准化，才能使冲模和冲模零件的生产实现专业化、商品化，从而降低模具的成本，提高模具的质量和缩短制造周期。目前，国外先进工业国家模具标准化生产程度已达70%~80%，模具厂只需设计制造工作零件，大部分模具零件均从标准件厂购买，使生产率大幅度提高。模具制造厂专业化程度越不定期越高，分工越来越细，如目前有模架厂、顶杆厂、热处理厂等，甚至某些模具厂仅专业化制造某类产品的冲裁模或弯曲模，这样更有利于制造水平的提高和制造周期的缩短。我国冲模标准化与专业化生产近年来也有较大发展，除反映在标准件专业化生产厂家有较多增加外，标准件品种也有扩展，精度亦有提高。
但总体情况还满足不了模具工业发展的要求，主要体现在标准化程度还不高（一般在40%以下），标准件的品种和规格较少，大多数标准件厂家还未形成规模化生产，标准件质量也还存在较多问题。另外，标准件生产的销售、供货、服务等都还有待于进一步提高。
综上所述，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，因为模具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。随着科学技术的不断进步和工业生产的迅速发展，我国模具工业的发展将面临新的机遇和挑战。
第二章 冲压工艺分析及方案论证
2.1 冲压工艺分析
2.1.1 零件的工艺分析
图1 法兰盘零件图
该零件名称为法兰盘，结构简单，形状对称，主要尺寸0.1
20φ+孔、0.2
0.171φ+-外形的精度
为IT11级，材料为10钢，厚度2.5mm 。
（1）根据参考文献[1]知冲孔时，因受凸模强度的限制，孔的尺寸不应太小。冲孔的最小尺寸取决于材料性能，凸模的强度和模具结构等。可查得圆形孔最小值d=1.3t
即：
1.3 1.3
2.5
3.2520d t mm mm φ==?=<
所以满足工艺性要求。
（2）冲裁件孔与边缘之间a 距离受模具的强度和冲裁件质量的制约，其值不应过小。在拉深件或弯曲件上冲孔时，孔边与制件直边之间的距离不能小于制件圆角半径与一半料
厚之和。由图1可知，孔边与制件直边之间的距离a满足冲裁工艺性要求。
（3）在拉深时，拉深件的圆角半径不能太小，应满足r≥t。由图1可知，r=2.5=t，满足拉深工艺性要求。
2.1.2 冲裁件的精度与粗糙度
一般冲裁件内、外形所能达到的经济精度均不高于IT10级。在选取冲裁件的精度时，一般要求的冲裁件精度最好低于IT10级，冲孔件最好低于IT9级，而Φ20孔的精度为IT11级，所以普通冲裁即可达到要求。
由于工件没有粗糙度要求，我们不予考虑。
2.2 确定工艺方案
由以上分析可知，生产出该工件需经过落料、拉深、冲孔、整孔四道工序。由于材料厚度较小，1?45°倒角尺寸很小，设计整孔模具时凸模精度要求较高，给模具工作零件的加工带来一定困难，所以在经过前三道工序之后，采用机加工加工1?45°倒角与修边。总体而言，加工该零件要经过落料—拉深—冲孔三道工序。
该零件结构简单，形状对称，数量6000PCS，一般对于这样的工件，通常采用落料、拉深，冲孔单工序加工方法。单工序模具加工模具寿命长，结构简单，但生产成本高，工序多，模具数量多，生产效率低，精度不容易保证，在进行第二道之后的工序时，操作者需把手伸进模具中，安全性差。由于该工件中批量成产，如果采用复合模，生产效率高，减轻工作量，节约能源，降低成本，易保证精度，而且避免传统加工方法中须将手伸进模具的问题，对保护操作者的安全也有利，冲出制件的质量也好。
采用复合模可以有以下两个不同的方案：
方案一：落料一冲孔一拉深
方案二：落料一拉深一冲孔
采用方案一加工工件，冲孔之后再拉深可能在内孔边缘出现毛刺，也可能使冲孔时留下的微裂纹在拉深时扩大；采用方案二加工的工件外观平整，产品质量较高。经综合分析考虑，选用方案二为工件的加工方案。
第三章 主要工艺参数计算
3.1 毛坯尺寸的计算
根据等面积原则，用解析法求该零件的毛坯直径。由参考文献[1]可查得制件形状的面积公式为：
D =
图2
工件的相对高度
28.750.41968.5
h d == 由表3-1可查得制件拉深的修边余量 2h m m ?=
表3-1 无凸缘圆筒件的修边余量（mm ）
代入数据，可得毛坯直径：
112.3D mm ==
取 112D mm =
3.2 判断拉深次数
工件的总拉深因数 710.634112
d m D =
==总 毛坯的相对厚度 2.5
100%100%
2.
23112
t D ?=?= 判断是否采用压边装置 查参考文献[2]可查得不采用压边的条件 ：
()0.0451t
m D ≥-
即：
()()0.04510.04510.6340.01650.0223t
m D -=?-=≤
=
故不需采用压边装置。
由参考文献[2]表4-1可查得无凸缘圆筒件不采用压边圈拉深时的极限拉深因数
10.58m =，而1m m >总，故工件可一次拉深成形。
3.3 压力中心的确定
因为该工件结构简单，形状对称，毛坯板料为圆形，所以其重心在圆心点位置，即压力中心点。
3.4 排 样
3.4.1 排样设计
该工件排样根据落料工序设计，考虑操作方便及模具结构简单，采用单排排样设计。 查表3-2得搭边值12a mm =， 2.5a mm =，采用单挡料销挡料。
表3-2 冲裁金属材料搭边值
则：条料宽 1122117b a mm =+=
条料的进距为 1112114h a mm =+= 排样如图3所示
图3 排样图
3.4.2 冲裁单件材料的利用率
查参考文献[2]可得：一个进距的材料利用率
100%nA
bh η=
?
手送料
非圆形
a1 a a1 a
式中 A ——冲裁件面积；
n ——一个进距内冲裁件的数目； b ——条料宽度； h ——进距。 则材料的利用率为
21112100%=100%73.8%
1171144nA bh πη??=??=??
3.5 计算工序压力
3.5.1 落料力计算
查参考文献[3]得：
平刃口冲裁时，冲裁力的计算公式为：
P Lt τ=
式中 P ——冲裁力；
L ——冲刃口周长； t ——材料厚度；
τ——材料抗剪强度。
在生产使用中，考虑到刃口变钝、间隙不匀和材料性能波动等因素，通常按下式计算冲裁力：
1.3P Lt τ=
查10钢 260~340MPa τ=，取 300MPa τ=。 则落料力为
1.3112
2.5300342.9k P N
π=????≈落
3.5.2 卸料力计算
查参考文献[3]得卸料力的计算公式为：
x x P k P =
式中 x k ——卸料力系数，查表3-3得 x k =0.05；
P ——落料力。 则卸料力为
0.05342.9kN=17.14kN
P =?卸
表3-3 卸料力、推件力和顶件力系数
3.5.3 冲孔力计算
由3.5.1所述，冲裁力计算公式为
1.3P Lt τ=
则冲孔力为
1.320
2.530061.23k P N π=????=冲
3.5.4 推件力计算
查参考文献[3]得推件力的计算公式为：
t t nK P P =
式中 t K ——推件力系数，t K =0.05；
P ——冲孔力；
n ——卡在凹模内的工件数，取n=2。 则推件力为
t 20.05561.23 6.73k P N =??=
1.冲压工艺性分析及冲压模方案确定 工件名称：端盖 生产批量：大批量 材料：F 08 材料厚度：2mm 零件图
1.1 冲压工艺性分析 （1）冲压件为F 08钢板，是优质碳素结构钢，具有良好的可冲压性能； （2）该工件没有厚度不变的要求，因此工件的形状满足拉深工艺要求。各圆角尺寸R=1mm ,满足拉深对圆角半径的要求。由φ24+00.23mm 查参考文献[1]中表7.14可知它的尺寸精度为IT13级，满足拉深工序对工件的公差等级的要求。 （3）该零件的外形是圆形，比较简单、规则。工件中间有孔，且孔在平面上，。这部分可以用冲裁工序完成. （4）零件图上未标注尺寸偏差的，可按IT14级确定工件尺寸的公差。经查参考文献[1]中表7.14，各尺寸为： 6.1-00. 36mm R10036.0-mm R7036.0-mm 3.005+φmm 48435.0±mm 。 1.2 工艺方案及模具结构的确定 根据工件的根据工件的工艺性分析，可知冷冲压要完成的基本工序有：拉深、落料、冲孔和整形。由此制定两套工艺方案： 方案一：先落料，然后冲孔，再拉伸，三个简单模,此方案模具结构简单，使用寿命长，制造周期短，但是需要三道工序，三套模具才能完成零件的加工，生产率低，难以满足零件大批量生产的要求，而且工件尺寸的累积误差大，所需要的模具操作人员也比较多。 方案二：拉深、落料、冲孔复合模。此方案模具结构紧凑，工序集中，对压力机工作台面的面积要求较小，且内外形相对位置及零件尺寸的一致性非常好，制件面平直，并且制造精度高。缺点是结构复杂，安装、试和维修不方便，制造周期长。由零件图可知，圆筒件部分的拉深尺寸不大，亦可一次拉成，可以考虑采用复合模；又由于产品批量较大，工序分散的单一工序生产不能满足生产需求，应考虑集中的工艺方法。经综合分析论证，采用拉深、落料、冲孔复合模既能满足生产量的要求，又能保证产品质量和模具的合理性，故采用方案二。 2 模具的设计 2.1 落料模设计计算 2.1.1毛坯尺寸及排样 根据公式 D=rd dH dp 44.34)2(2-++δ 计算出展平后φ38mm 所变化成的直径大小。 D=20144.31.4204)638(??-??++
冲模设计课程设计指导书 班级： 姓名： 学号： 2014年
一、课程设计目的 综合运用所学的知识，借助于图册和相关的设计资料培养独立地分析问题和解决问题的能力。从而得到： （1）巩固和扩大本课程所学的理论知识； （2）掌握设计冲压模的一般程序； （3）学习制定中等复杂冲压件的工艺规程； （4）学会绘制模具装配图和零件图； （5）培养设计、计算、制图（包括计算机绘图）、查阅资料的能力。 二、任务 依据一张给定的冲压件零件图，完成如下工作： （1）分析冲压件的生产工艺过程，选择最佳的工艺方案； （2）进行必要的工艺计算； （3）设计所给零件的冲压成形模具一套，给出总装配图一张，主要零件图若干张； （4）完成设计计算说明书一份； （5）填写工艺卡片一份。 三、要求 （1）工艺分析要合理，方案选择即要满足技术要求，又要考虑经济效益； （2）图纸设计要采用计算机绘图，按国标设计，图纸规范、清晰；
（3）设计说明书要计算机打印，层次清楚，语句通顺，计算数据要完整、准确； （4）工艺卡填写完与说明书一起装订（放在最后一页）。 四、设计过程 （一）工艺设计过程： 1、工艺性分析：包括对零件图分析（零件形状，尺寸精 度，材料要求等）、工艺性分析； 2、对总体工艺方案分析：基本工序分析，工序顺序与数 目分析，工序组合及模具型式选择分析，进行方案比 较； 3、工序设计和工序尺寸计算（画出必要的工序简图）； 4、工艺计算： （1）材料排样和裁板宽计算； （2）弹性元件计算； （3）冲压工艺计算； （4）压力中心计算； （5）冲模工作零件尺寸计算； （二）确定模具总体结构 1、确定模具结构形式； （1）模具类型选择； （2）操作方式选择； （3）材料送进、定位方式选择；
第一章概述 内容简介: 本章讲述冲压冲压模具设计的基础知识。涉及冲压和冲模概念、冲压工序和冲模分类；常见冲压设备及工作原理、选用原则；冲压成形基本原理和规律；冲压成形性能及常见冲压材料；模具材料种类；模具制造特点、模具零件加工方法及应用等。 章节内容： 1.1冲压的定义 1.2冲压工序分类 1.3冲压工艺的特点及其应用 1.4冲压变形的理论基础 1.5冲压用板料 1.6冲压设备简介 学习目的与要求： 1．掌握冲压和冲模概念、冲压工序和冲模分类； 2．认识常见冲压设备，掌握选用原则； 3．了解屈服准则、塑性变形时应力应变关系、体积不变条件、硬化规律、等冲压成形基本规律； 4．了解冲压成形性能与机械性能关系； 5．认识模具制造特点，掌握模具零件加工方法。 重点内容： 冲压成形基本概念、冲压设备及选用、冲压成形基本规律及应用、冲压成形性能与机械性能关系、常用模具零件加工方法及应用。 难点内容： 冲压成形基本规律、冲压成形性能与机械性能关系。
主要参考书： [1] 王同海.实用冲压设计技术.北京：机械工业出版社，2000 [2] 冯炳尧.模具设计与制造简明手册.上海：上海科学技术出版社，2000 复习思考题：<参考答案下载> 1-1什么是冲压加工？ 1-2 冲压加工又何特点？ 1-3冲压加工又哪几种类型？ 1-4什么是分离工序？ 1-5 什么是塑性变形工序？ 1-6 我国冲压技术的发展方向是怎么样的？ 1-7 常用的冲压设备有哪几种? 1-8 通用曲柄压力机的工作原理是怎么样的? 1-9 选用冲压设备的基本原则是什么？ 1-10怎样根据冲压工艺来选择压力机的种类？ 1-11怎样选择压力机规格大小？ 1-12如何正确使用压力机？ 1-13使用时如何正确地调整压力机？ 1-14冲压材料常用的备料设备有哪些？ 1-15剪板机由哪几部分组成？ 1-16如何正确使用剪板机？ 例题与解答： [1]冲压塑性变形辅助分析 [2]拉深变形中的变形趋向：注意变形过程、变形区与传力区、变形缺陷 电子教材 1.1 冲压的定义 冲压是利用冲模在冲压设备上对板料施加压力（或拉力），使其产生分离或变形，从而获得一定形状、尺寸和性能的制件的加工方法。冲压加工的对象一般为金属板料（或带料）、薄壁管、薄型材等，板厚方向的变形一般不侧重考虑，因此也称为板料冲压，
前言 模具是制造业的重要基础装备，它是―无以伦比的效益放大器‖。没有高水平的模具，也就没有高水平的工业产品，因此模具技术也成为衡量一个国家产品制造水平的重要标志之一，正因为模具的重要性及其在国民经济中重要地位，模具工业一直被提到很高的位置。 从起步到现在，我国模具工业已经走过了半个多世纪。从20 世纪以来，我国就开始重视模具行业的发展，提出政府要支持模具行业的发展，以带动制造业的蓬勃发展。有关专家表示，我国的加工成本相对较低，模具加工业日趋成熟，技术水平不断提高，人员素质大幅提高，国内投资环境越来越好，各种有利因素使越来越多国外企业选择我国作为模具加工的基地。因为模具生产的最终产品的价值，往往是模具价格的几十倍，上百倍。目前，模具技术已成为衡量一个国家产品制造水平高低的最重要标志。它决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。 模具工业在我国国民经济中的重要性，主要表现在国民经济的五大支柱产业——机械、电子、汽车、石油化工和建筑。事实上，模具是属于边缘科学，它涉及机械设计制造、塑性加工、铸造、金属材料及其热处理、高分子材料、金属物理、凝固理论、粉末冶金、塑料、橡胶、玻璃等诸多学科、领域和行业。 据统计资料，模具可带动其相关产业的比例大约是1:100 ，即模具发展 1 亿元，可带动相关产业100 亿元。通过模具加工产品，可以大大提高生产效率，节约原材料，降低能耗和成本，保持产品高一致性等。如今，模具因其生产效率高、产品质量好、材料消耗低、生产成本低而在各行各业得到了应用，并且直接为高新技术产业服务；特别是在制造业中，它起着其它行业无可取替代的支撑作用，对地区经济的发展发挥着辐射性的影响。
模具拆装实训规划 《模具拆装实训》是三年制高职高专和五年制高职“模具设计与制造”专业的一门主要的专业实验实践课程。是在学生学习了《冷冲压模具》、《塑料模具》和《模具材料与热处理》课程后进行的实践操作与训练，从而为学生今后解决实际工程问题打下坚实的基础。 一、模具拆装实训的目的和要求 （一）模具拆装实训的目的 1. 通过对模具的拆装和配备，培养学生的动手能力、分析问题和解决问题能力，使学生能够综合运用已学知识和技能。 2. 对模具典型结构及零部件装备有前面的知识，为理论的学习和模具设计奠定良好的基础。 3. 了解模具零件的结构工艺性及其制造工艺方式。 （二）模具拆装实训考核及要求 1. 结构组成、模具零部件的功能、相互间的配合关系以及模具零件的加工要求。 2. 能正确地使用模具装配常用地工具和辅助工具。 3. 能正确地草绘模具结构图、部件图和零件图。 4. 掌握模具拆装一般步骤和方法。 5. 通过观察模具结构能分析零件的形状。 6. 能对所拆装的模具提出自己的改进方案。 7. 能正确描述出模具的动作过程。 二、模具拆装前准备 1. 拆装模具类型：冷冲压模具、塑料模个 2. 拆装工具：游标卡尺、角尺、内六角扳手、锤子、铜棒、台虎钳 3. 工作准备：清领工具，了解工具的使用方法及要求，将工具摆放整齐，实训结束按工具清单清理工具。 三、模具拆装实训的基本内容和步骤
（一）对模具结构观察和分析 1. 模具类型的分析：对模具进行模具类型分析和确定。 2. 工序与制件分析：通过对模具的分析，了解模具所完成的工序，冷冲压级进模需了解工序排列顺序、坯料和工序件的结构形状，确定被加工工件几何形状和尺寸。 3. 模具的工作原理：对于冷冲压模具，要求分析其导向方式、定位方式、出件方式；对于塑料模，要求分析其浇注系统类型、分型面及导向方式，顶出系统类型等。 4. 模具的零部件：分析并记录模具各零件的名称、功能、相互间装备方式。 （二）拟订模具拆卸顺序及其方法 1. 拆卸模具之前，应先分清可拆卸件和不可拆卸件，针对各种模具具体分析其结构特点，制定模具拆卸顺序及方法和方案，在指导老师审查同意后方可拆卸。 2. 一般冷冲压模具的导柱、导套以及用浇注或铆接方法固定的凸模等不可拆卸件或不宜拆卸件。拆卸时一般首先将上下模分开，然后分别将上下模做紧固螺钉拧松，再打出销钉，用拆卸工具将模芯各板块拆下，最后从固定板中压出凸模、凸凹模等，达到可拆卸件全部分离。对于塑料模具先将动模和定模分开、分别将动、定模的紧固螺钉拧松，再打出销钉，用拆卸工具将模具各主要板块拆下，然后从定模板上拆下主浇注系统，从动模具上拆下推出系统，拆散推出系统各零件，从固定板中压出型芯等零件，有侧面分型系统时，拆下侧面分型系统各零件。 3. 拆卸工具 （1）按所拟定的拆卸顺序进行模具拆卸。要求分析拆卸连接件的受力情况对拆卸下的每一个零件进行观察、测量并做记录。记录下零件的位置，按一定顺序摆放好，避免再组装时出现错误及遗漏零件。 （2）测绘主要零件，对冷冲压模具中拆下的凸模、凹模、凸凹模和从塑料模中拆下的型腔型芯等主要零件进行测绘。要求测量基本尺寸，并按设计尺寸确定公差。
目录 目录 ...................................................................................... III 前言 (1) 第一章工艺设计 (12) 1.1零件介绍 (12) 1.2零件工艺性分析 (13) 1.3工艺方案的确定 (13) 第二章排样设计 (15) 2.1毛坯排样设计 (15) 2.2材料的利用率 (18) 第三章工艺计算 (20) 3.1冲压工艺力的计算 (20) 3.1.1冲裁力计算 (20) 第四章模具总体概要设计 (23) 4.1模具概要设计 (23) 4.2模具零件结构形式确定 (23) 4.2.1 定位机构 (25) 4.2.2 卸料机构 (25) 4.2.3 导向机构。 (25) 第五章模具详细设计 (27) 5.1工作零件 (27) 5.1.1冲裁凸、凹模刃口尺寸计算 (27) 5.1.2凸模高度设计 (30) 5．1.3定位零件 (30) 5.1.4 挡料零件 (31) 5.2出件零件 (31)
5.2.1 卸料零件 (31) 5.3.2 顶件零件 (32) 5.3导向零件 (33) 5.4其他零件 (33) 第六章设备选择 (35) 6.1设备吨位确定 (35) 6.1.1设备类型的选择 (35) 6.1.2设备规格的选择 (35) 6.2设备校核 (36) 6.2.1.压力行程 (36) 6.2.2.压力机工作台面尺寸 (36) 结论 (37) 参考文献 (38) 致 (39)
前言 随着现代化工业的发展, 越来越多的产品依赖模具加工, 模具工业已成为工业发展的基础。模具质量好坏直接影响产品的质量, 模具的质量不仅表现在制造质量, 也表现在安装调整维护保养等方面的后续工作质量。因此, 在模具在加工过程和质量控制中, 要采取相应的措施, 杜绝类似事故的发生。 第一章工艺设计 图1.1垫片零件图 1.2 零件工艺性分析 零件尺寸：图中零件的标注公差的为IT12级精度，其余未注由图术要求可知为
、八 冃U言 伴随着科技的提高，技术的进步，市场需求不断提高，模具生产的发展方向越来越广，包括信息化、无图化、数字化、精细化、自动化等方面发展；简单的模具企业已经无法满足市场的需求，模具企业的转型向着设备精良化、技术集成化、产品品牌化、经营国际化方向发展。以冲压模具为例： 冲压是高效的生产方法，采用复合模，尤其是多工位级进模，可在一台压力机上完成多道冲压工序，实现由带料开卷、矫平、冲裁到成形、精整的全自动生产。生产效率高，劳动条件好，生产成本低，一般每分钟可生产数百件。 冷冲压件一般不再经切削加工，或仅需要少量的切削加工。热冲压件精度和表面状态低于冷冲压件，但仍优于铸件、锻件，切削加工量少。 冲压件与铸件、锻件相比，具有薄、匀、轻、强的特点。冲压可制出其他方法难于制造的带有加强筋、肋、起伏或翻边的工件，以提高其刚性。由于采用精密模具，工件精度可达微米级，且重复精度高、规格一致，可以冲压出孔窝、凸台等。 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。冲压和锻造同属塑性加工（或称压力加工），合称锻压。冲压的坯料主要是热轧和冷轧的钢板和钢带。
目录 、八―丄 刖言 (1) 目录 (2) 设计任务书 (3) 1 . 零件的工艺分析 (4) 2. 确定工艺方案 (4) 3. 工艺计算 (5) 3.1计算工艺力 (5) 3.2确定拍样样式和裁板方法 (5) 3.3材料利用率计算 (6) 4.压力中心确定，压力机的选择 (7) 4.1 压力中心的确定 (7) 4.2压力机的选择 (8) 5.模具设计 (10) 5.1确定模具结构 (10) 5.2模具零件尺寸计算及确定 (10) 5 .2.1冲裁模具间隙及凹模.凸模刃口尺寸的确定 (10) 5 .2.2 凸模、凹模、外形尺寸计算 (11) 6.模具其他零件的选用 (12) 6.1模具上下模板及模柄的选择 (12)
冷冲压工艺与模具设计课程实验指导书实验一：典型结构冲模拆装 一、实验目的和要求 1通过对模具的拆装，进一步熟悉模具的结构； 2、通过对所拆模具的分析和论证，进一步掌握各类模具的结构、各零部件的作用、零件间的配合关系及拆装关系。提高分析问题的能力，提高设计模具的能力； 3、通过对模具的拆装，并绘制模具装配图以一些主要模具零件图。提高快速绘制模具草图的能力。 二、冲模的分类及冲模的主要零部件 1冲模的分类 冲模按工序组合程度可分为：单工序模、级进模、复合模。 冲模按导向方式可分为：无导向模、导板模、导柱导套模 （1）单工序模 单工序模是指在一次冲压行程中只完成一道工序的模具。单工序模按工序性质分类 可分为落料模、冲孔模、弯曲模、拉伸模、胀形模、翻边模等等。 （2）级进模 级进模是指在压力机的一次冲程中，依次在几个连续不同的工位上完成两道或两道以上工序的模具，级进模又称连续模或跳步模。级进模根据定位装置的不同，有四结构: （a）由导料板、挡料销、始用挡料销、导正销组成定位部分的导正销级进模. （b ）由导料板、侧刃组成定位部分的侧刃级进模。 （c）由导料板、侧刃、导正销组成定位部分的级进模。 （d）由导料板、自动送料机构、导正销组成定位部分的级进模。 （3）复合冲模 复合模是指是指在压力机的一次冲程中，在同一个工位上完成两道或两道以上工序的模具，复合模按结构可分为：正装复合模、倒装复合模。 2、冲模的主要零部件可分为工艺构件和结构构件两部分。
三、实验仪器 1实验设备：冲压设备； 2、实验模具：冲压模具若干副； 3、实验工具及量具：游标卡尺、直尺、扳手、螺丝刀、铜棒、手锤、零件盒。 四、实验步骤 1认真观察实验模具，并推测模具的种类、工作原理； 2、将模具上、下模部分分开，确定模具的种类及组成模具各零件的作用； 3、由工作零件推测制件形状和毛坯形状，并按比例绘制制件草图和毛坯草图； 4、拟定模具拆装工艺过程。对于模具零件间的过盈配合部分和部分过渡配合部分, 拆卸到组件为止。在拆卸过程中，要记清各个零件在模具中的位置、相互关系及拆卸顺序，以便重新装配。 5、在拆卸时和拆卸后，分析模具工作零件的结构特征、形状、定位和固定方式；验证并修正前面推测的制件形状。 6、分析模具其他零部件的结构形式、特点及它们与相关零件的位置关系；模具定位和紧固零件的结构形式、作用、要求和数量。
《塑性成型与模具设计》课程设计设计题目：“垫板”零件冲压工艺及模具设计 学院：机械与汽车工程 班级：材控 ： 学号：
《塑性成型与模具设计》课程设计 设计题目：“垫板”零件冲压工艺及模具设计 冲压工艺分析 设计冲压工艺过程要从分析产品的零件图入手，分析零件图包括技术和经济两个方面: 名称：垫板 生产批量：大批量 材料：A3 厚度：0.5mm 零件图如下： 冲裁模： 设计冲压工艺过程要从分析产品的零件图入手，分析零件图包括技术和经济两个方面:
(1) 冲压加工方法的经济性分析 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会更有效果。 (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耗少，工序目少，模具结构简单，而且寿命长产品质量稳定，操作简单，方便等。 零件的工艺分析 A3即Q235.4 代表这种钢的屈服强度为235MPa,是一种普通碳素钢，能够保证力学性能。 1.该冲裁件结构对称、简单，由圆弧组成的，无悬臂。 2.圆形孔直径d>0.35t,符合要求。 3.孔间距与孔边距c>2t，在模具强度和冲裁件质量的限制围之。 冲裁： 冲裁件的精度一般可分为精密级与经济级两类。精密级是指冲压工艺在技术上所允许的最高精度; 而经济级是指模具达到最大许可磨损时，其所完成的冲压加工在技术上可以实现而在经济上有最合理的精度。为降低
课程设计 冷冲压模具说明书 目录 第一章设计任务————————————————3 1.1零件设计任务———————————————3 1.2分析比较和确定工艺方案——————————3 第二章计算冲裁压力、压力中心和选用压力机———5 2.1排样方式的确定及材料利用率计算——————5 2.2计算冲裁力、卸料力————————————5 2.3确定模具压力中心—————————————6 第三章模具工作部分尺寸及公差—————————7 3.1冲孔部分—————————————————7 3.2落料部分—————————————————7
第四章确定各主要零件结构尺寸—————————9 4.1凹模外形尺寸确定—————————————9 4.2其他尺寸的确定——————————————9 4.3合模高度计算———————————————9 第五章模具零件的加工—————————————9第六章模具的装配———————————————10第七章压力机的安全技术措施——————————12参考文献————————————————————14
第一章设计任务 1.1、零件设计任务 零件简图：如图1所示 生产批量：小批量 材料：Q235 材料厚度：0.5mm 未标注尺寸按照IT10级处理,未注圆角R2. （图1） 1.2、分析比较和确定工艺方案 (一)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IT10。材料低硬度，强度极限为40MPa. 根据镶片（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） 夹头镶片包括冲孔、落料两道冲压工序在内。形状较为规则，尺寸较小，精度要求IT10。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）。模具结构参看所附装配图。 （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.
冲压模具设计 班级： 学号： 姓名： 指导老师： 材料：08F,厚度1.5mm生产批量为大批量生产（级进模） 1.冲压件工艺性分析 （1）材料 O8F为优质碳素钢，抗剪强度=220~310Mpa、抗拉强度b=280~390Mpa、伸长率为 10=32%、屈服极限s=180Mpa、具有良好的冲压性能，适合冲裁加工。 （2）结构与尺寸 工件结构比较简单，中间有一个直径为22的孔，旁边有两个直径为8的孔，凹槽宽度满足b 2t,即卩6》2x1.5=3mm,凹槽深度满足I 5b，即5《5x6=30。结构与尺寸均适合冲裁加工。 2.冲裁工艺方案的确定 该工件包括落料和冲孔两个工序，可采用一下三种工艺方案。
方案一：先落料，后冲孔，采用单工序模生产。 方案二：落料一一冲孔复合冲压，采用复合模生产。 方案三：冲孔一一落料级进冲压，采用级进模生产。 综合考虑后，应该选择方案三。因为方案三只需要一副模具，生产效率高，操作方便，工件精度也能满足要求，所以应该选用方案三比较合算。 3.选择模具总体结构形式 由于冲压工艺分析可知，采用级进冲压，所以模具类型为级进模。 （1）确定模架及导向方式 采用对角导柱模架，这种模架的导柱在模具对角位置，冲压时可防止由于偏心力矩而引起模具歪斜。导柱导向可以提高模具寿命和工件质量，方便安装调整。 （2）定位方式的选择 该冲件采用的柸料是条料，控制条料的送进方向采用导料板，无侧压装置；控制条料的送进步距采用侧刃粗定距；用导正销精定位保证内外形相对位置的精度。 （3）卸料、出件方式的选择 因为该工件料厚1.5mm，尺寸较小，所以卸料力也较小，故选择弹性卸料，下出件方式。 4.必要的工艺计算 （i）排样设计与计算 该冲件外形大致为圆形，搭边值为a i=1.5mm,条料宽度为43.57mm，步距为A=88.4mm， 一个步距的利用率为63.98%。见下图 S=1668.7-11x11x3.14-2x4x4x3.14=1188.28
广西工学院鹿山学院 毕业设计（论文）说明书 题目：五菱汽车A柱下加强板拉伸模具设计系别：机械工程系 专业班级：模具L071班 姓名：张计军 学号：20071084 指导教师：黄庆高 职称：工程师 二〇一一年五月二十三日
摘要 本次设计了一套拉伸成形的模具。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，采用拉伸工序，通过冲裁力、顶件力、卸料力等计算，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。得出将设计的模具类型后将模具的各工作零部件设计过程表达出来。 在文档中第一部分，主要叙述了冲压模具的发展状况，说明了冲压模具的重要性与本次设计的意义，接着第二部分是对冲压件的工艺分析，完成了工艺方案的确定。再进行冲裁工艺力的计算和冲裁模工作部分的设计计算，对选择冲压设备提供依据。最后对主要零部件的设计和标准件的选择，为本次设计模具的绘制和模具的成形提供依据，以及为装配图各尺寸提供依据。通过前面的设计方案画出模具各零件图和装配图。 本次设计阐述了冲压连续模结构设计及工作过程。本模具性能可靠，运行平稳，提高了产品质量和生产效率，降低劳动强度和生产成本。 关键字：冲压；模具结构；拉伸模具
ABSTRACT This design carries on drawing die.The article has briefly outlined the press die at present development condition and the tendency.It has carries on the detailed craft analysis and the craft plan determination to the product.According to general step which the press die designs, calculated and has designed on this set of mold main drawing part, for example: The punch, the matrix, the punch plate, the backing strip, the matrix plate, stripper plate, stop pin, pilot pin and so on.The die sets uses the standard mould bases, has selected the appropriate press equipment.In the design has carries on the essential examination computation to the working elements and the press specification.In addition, this die employs the finger stop pin and the hook shape stop pin.The mold drawing punch are fixed with the different plates separately in order to coordinate the gap cenveniently; The piercing matrix and blanking matrix are fixed by the overall plate.Fell in the blanking punch is loaded by pilot pin, guarante the relative position of the hole and the contour , increase the processing precision.This structure may guarantee the die move reliably and the request of mass production. Key words: pressing; drawing die; Mold Construction
冲压模具成型工艺及模具设计 设计课题：工件如下图所示，材料Q235，板料厚度1mm，年产量8万件，表面不允许有明显的划痕。设计成型零件的模具。 技术要求：未注圆角为R1；未注公差为IT14级；材料厚度t=1mm 一、冲压工艺分析 1、该零件的材料是Q235，是普通的碳素工具钢，板厚为1mm，具有良好 的可冲压性能。 2、该零件结构简单，并在转角处有R1的圆角，所冲的三个孔都是Φ5的 尺寸，工艺性比较好，整个工件的结构工艺性好。 3、尺寸精度，零件上的三个孔的尺寸精度为IT12～13级，三个孔的位置 精度是IT11～12级，其余尺寸的公差为IT12～14，精度比较低。 结论：适合冲压生产。 二、工艺方案确定 该工件包括落料、冲孔两个基本工序，有以下3种工艺方案： 方案一：先落料，后冲孔。采用单工序模具生产。 方案二：落料—冲孔复合冲压，采用复合模生产。 方案三：冲孔—落料级进冲压，采用级进模生产。 方案一模具结构简单，但需要两道工序两幅模具，成本高而生产率低，难以满足中批量生产需求。
方案二只需一副模具，工件精度及生产效率都较高。 方案三也只需要一副模具，生产效率高，操作方便，但位置精度不如复合模具冲裁精度高。 通过对上述三种方案的分析比较，成型该零件应该采用方案二复合模具成型。 三、确定模具类型及结构形式 1、该零件质量要求不高，板的厚度有1mm, 孔边距有6mm，所以可以选用 倒装复合模。 2、定位方式的选择：控制条料的送进方向采用两个导料销，控制条料的 送进步距采用挡料销。 3、卸料、出件方式的选择：采用弹性卸料。下出件，上模刚性顶件。 4、导向方式的选择：为了方便操作，该模具采用后侧导柱的导向方式。 冲压件的形状简单、精度要求不高、生产批量为中批量，为了使得模具寿命较高，采用有导向、弹性卸料、下出件的模具结构形式。 四、工艺计算 1、确定最佳排样方式，并计算材料利用率，选择板料规格。 该零件为近似矩形零件，设计排样1、排样2三种排样方式，如图：排样1： 排样2：
《冲压工艺与模具设计》课程设计指导书 一、课程设计的性质与目的 冲模课程设计是冲压工艺及模具设计课程的一个重要环节，是运用所学知识的一次综合练习。其主要目的是： 1．使学生初步掌握冲压工艺过程的拟定和模具结构设计与计算的步骤和方法； 2．巩固，深化所学的基础及专业知识，培养独立工作能力； 3．提高学生使用国标、手册和图册的能力。 二、课程设计的任务 在两周的时间内完成下列任务，到指定的地点进行答辩 1．拟定冲压件的工艺过程，并填写工艺过程卡1 份； 2．设计指定冲压件的其中一道工序的冲压模（每人设计一副不同的模具），并绘制装配图和凸、凹模零件图：1 套； （注：指定冲压件的生产批量可以根据需要进行更改；冲压件未注尺寸公差按GB/T15055 的m级）3．编写设计说明书1份，约20页左右。 三、设计原则 1．装配图的零件必须完整，保证冲出合格的工件； 2．模具结构简单，寿命长，成本低且与生产批量相适应； 3．操作方便，安全。 四、设计前的准备 1．熟悉设计任务书，明确设计任务和要求； 2．了解冲压零件的形状，尺寸精度和表面粗糙度，材料等技术要求和生产批量； 3．配备资料： （1）冲压设备资料：从此资料中选择冲压设备的类型，规格，查出漏料孔尺寸，模柄孔尺寸，闭合高度，工作台面尺寸等，为模具设计作准备； （2）冲模标准化资料； （3）其他参考资料：《冷冲模设计》手册，《冷冲模结构图册》。 五、冲模课程设计的一般步骤及方法 1．分析冲压件的工艺性 冲裁件的工艺性主要从冲裁件的形状，尺寸（最小孔边距，孔径，材料厚度，最大外形）精度，表面粗糙度，材料性能等逐项分析，确定冲压工序图，若有不符者，应与设计部门（指导老师）协商更改或采取相应的措施。 2．确定合理工艺方案 （1）确定基本冲压工序的性质：冲孔，落料，冲搭边，切料边等。 （2）根据基本工序的性质，数量，结合工件的形状尺寸，公差要求，材料性能，生产批量，冲压设备，模具加工条件等因素，考虑模具类型的同时确定工序组合和先后顺序，在满足冲件质量要求的前提下，选择一个经济合理的工艺方案，填写工艺过程卡片。 3．确定模具总体结构 （1）模具类型的确定 根据冲件形状，尺寸，精度及生产批量来选择和确定模具类型：单工序模、复合工序模还是级进模。
1 绪论 1.1 模具行业的发展现况及市场前景 现代模具工业有“不衰亡工业”之称。世界模具市场总体上供不应求，市场需求量维持在600亿至650亿美元，同时，我国的模具产业也迎来了新一轮的发展机遇。近几年，我国模具产业总产值保持13%的年增长率（据不完全统计，2004年国内模具进口总值达到600多亿，同时，有近200个亿的出口），到2005年模具产值预计为600亿元，模具及模具标准件出口将从现在的每年9000多万美元增长到2005年的2亿美元左右。单就汽车产业而言，一个型号的汽车所需模具达几千副，价值上亿元，而当汽车更换车型时约有80%的模具需要更换。2003年我国汽车产销量均突破400万辆，预计2004年产销量各突破500万辆，轿车产量将达到260万辆。另外，电子和通讯产品对模具的需求也非常大，在发达国家往往占到模具市场总量的20%之多。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%。 1.2 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。冲压和锻造同属塑性加工(或称压力加工)，合称锻压。冲压的坯料主要是热轧和冷轧的钢板和钢带。 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。 冲压件与铸件、锻件相比，具有薄、匀、轻、强的特点。冲压可制出其他方法难于制造的带有加强筋、肋、起伏或翻边的工件，以提高其刚性。由于采用精密模具，工件精度可达微米级，且重复精度高、规格一致，可以冲压出孔、凸台等。 冷冲压件一般不再经切削加工，或仅需要少量的切削加工。热冲压件精度和表面状态低于冷冲压件，但仍优于铸件、锻件，切削加工量少。 冲压是高效的生产方法，采用复合模，尤其是多工位级进模，可在一台压力机上
课程设计说明书题目：冲孔模具设计 课程名称：冲压工艺及模具设计_________________________ 姓名：王宇学号：20114526 学院(系)：材料科学与工程专业：材料成型与控制工程班级：材型一班指导教师：宋继顺
目录 一、课程设计目的 (2) 二、工艺分析 (2) 2.1.1材料分析 (2) 08#钢为极软的碳素钢，强度、硬度很低，而韧性和塑性极高，具有良好的深冲、拉延、弯曲和镦粗等冷加工性能、焊接性能。但存在时效敏感性，淬硬性及淬透性极低。大多 轧制成高精度的薄板或冷轧钢带用以制造易加工成形，强度低的深冲压或深拉延的覆盖 零件和焊接构件。 (2) 2.1.2结构分析 (3) 2.1.3确定精度 (3) 三、工艺计算 (4) 刃口尺寸计算 (4) 3.2对于孔φ730+0.08 (5) 3.3冲裁力 (5) 对于直径为φ73的孔 (6) 3.4压力中心的计算 (7) 四、设备选择 (7) 4.1压力机的选择 (7) 4.1.1依据滑块的驱动力分类 (7) 4.1.2依据滑块的数目分类 (8) 4.1.3依据滑块的驱动机构分类 (8) 4.1.4依据滑块驱动机构的配置分类 (8) 4.1.5依据机架的形式来分类 (8) 4.2其他零部件的选择 (8) 五、装配图及零件图绘制 (9) 六、参考文献 (10)
一、课程设计目的 二、工艺分析 冲压件的工艺性是指冲压件对冲压工艺的适应性。冲裁件的工艺性是否合理，对冲裁件的质量、模具寿命和生产率有很大影响，在一般情况下，对冲压件工艺性影响最大的几何形状尺寸和精度要求。良好的冲压工艺性应能满足材料较省、工序较少、模具加工较容易、寿命较高、操作方便及产品质量稳定等要求。 图1.1 零件 Fig1.1 Parts 2.1.1材料分析 材料：08#钢 材料厚度：0.6mm 生产为大批量生产， 08#钢为极软的碳素钢，强度、硬度很低，而韧性和塑性极高，具有良好的深冲、拉延、弯曲和镦粗等冷加工性能、焊接性能。但存在时效敏感性，淬硬性及淬透性极低。大多轧制成高精度的薄板或冷轧钢带用以制造易加工成形，强度低的深冲压或深拉延的覆盖零件和焊接构件。
冷冲压模具设计实例和编写说明书 、冲裁模 图1车门垫板 1 ?零件的工艺分析 零件尺寸公差无特殊要求，按 ITI4级选取，利用普通冲裁方式可达到图样要求。由于该 2 ?确定工艺方案零件属于大批生产，工艺性较好。但不宜采用复合模。因为最窄处 A 的距 离为6? 5mm 图1），而复合模的凸凹模最小壁厚需要 8. 5mm 见表2— 27），所以不能采用 复合模?如果采用落料以后再冲孔，则效率太低，而且质量不易保证。由于该件批量较大， 因此确定零件的工艺方案为冲孔一切断级进模较好，并考虑凹模刃口强度，其中间还需留 一空步，排样如图 2所示。 件外形简单，形状规则，适于冲裁加工。材料为 Q235钢板, % = 45QMP B 如图1所示工件为22型客车车门垫板。每辆车数量为6个，材料为Q235,厚度t=4mm.
图2排样图 ?工艺与设计计算 (1)冲裁力的计算根据式(2 —4)，冲孔力 F.二Lt? = 494X4 X450N = 889200N 切断力 A L EG R3丁5 X 4 X 450N = 675000N Ffcj=(凤十儿〕K K 根据式(2 —5)，冲孔部分及切断部分的卸料力 二、弯曲模 如图6—10所示零件为汽车上的塑料闸瓦钢背，每辆车16个。材料为Q235,厚度t=3mm。
图6—10塑料闸瓦钢背本工序简图 设计步骤： 1 .分析零件的冲压工艺性并确定工艺方案 弯曲模没有固定的结构型式，有可能设计得很简单，也可能设计得很复杂，这需要根据工 件的材料性能、形状、精度要求和产量进行综合分析，确定模具结构型式。本工件的断面 是燕尾形的，其表面还要翻出两种尺寸的若干梅花形孔，确定工艺方案为弯曲一翻边一修边三个工序。本工序主要完成弯曲工艺，达到如图 6 —10所示的燕尾形工件。这种燕尾形 一般分两次弯成，先弯成四个直角槽形件，然后再侧弯成燕尾形，这就需要两套模具，生产效率低。考虑该工件的批量较大，因此应该尽量设计一种效率较高的模具，本方案就是 采用了能一次成形的转轴式压弯模。 2 ?进行必要的计算 (1)毛坯尺寸计算毛坯尺寸分析如图6,11 所示 三、拉深模及翻边模 如图6—19所示工件，为180柴油机通风口座子，每台车用数量4个。材料为08酸洗钢板, 厚度t = 1. 5mm 设计步骤；
冲压模具设计指导 模具课程设计是一个重要的专业教学环节，这个数学环节的目的: ?（1)帮助学生具体运用和巩固《模具设计与制造》课程及相关的理论知识,了解设计冲压模的一般程序。 (２)是使学生能够熟练地运用有关技术资料,如《冷冲模国家标准》、《模具设计与制造简明手册》、《冷冲压模具结构图册》及其它有关规范等。?(3)训练学生初步设计冷冲压模具的能力，为以后的工作打下初步的基础。? 1 冲压模设计的准备工作 根据课程设计目的,设计课题由指导教师用“设计任务书”的形式下达,课题难度以轻度复杂《如冲孔落料复合模》为宜。设计工作量根据课程设计时间安排情况，由指导教师酌定。 ?１.1 研究设计任务??学生应充分研究设计任务书,了解产品用途,并进行冲压件的工艺性及尺寸公差等级分析,对于一些冲压件结构不合理或工艺性不好的，必须征询指导教师的意见后进行改进。在初步明确设计要求的基础上，可按以下步骤进行冲压总体方案的论证。??第一步,酝酿冲压工序安排的初步方案,并画出各步的冲压工序草图； 第二步,通过工序安排计算及《冷冲压模具结构图册》等技术资料，验证各步的冲压成型方案是否可行,构画该道工序的模具结构草图。 第三步，构画其它模具的结构草图，进一步推敲上述冲压工序安排方案是否合理可行。?第四步，冲压工序安排方案经指导教师过目后,即可正式绘制各步的冲压工序图，并着手按照“设计任务书”上的要求进行课程设计。 １．２资料及工具准备
?课程设计开始前必须预先准备好《冷冲模国家标准》、《模具设计与制造简明手册》、《冷冲压模具结构图册》等技术资料,及图板、图纸、绘图仪器等工具。也可将课程设计全部或部分工作安排在计算机上用Auto ＣAD 等软件来完成,相应地需事前调试设备及软件、准备好打印用纸及墨盒等材料。 ?1.3设计步骤??冲压模课程设计按以下几个步骤进行。? (1)拟定冲压工序安排方案、画出冲压工序图、画出待设计模具的排样图(阶段考核比例为１５%) （２)计算冲裁力、确定模具压力中心、计算凹模周界、确定待设计模具的有关结构要素、选用模具典型组合等,初选压力机吨位(２5%)；?(３)确定压力机吨位（５％);?（4)设计及绘制模具装配图(25%)；?(5）设计及绘制模具零件图（25％); (６)按规定格式编制设计说明书(5％); (7)课程设计面批后或答辩(建议对总成绩在10%的范围内适度调整)。 ?１．4 明确考核要求??根据以上6个阶段应该形成的阶段设计成果实施各阶段的质量及考核,从而形成各阶段的考核成绩。其中课程设计面批或答辩不仅有助与当面指出学生的各类设计错例,也是课程设计考核的重要手段。最终的考核成绩在6个阶段考核成绩的基础上,由指导教师结合考勤记录及面 2冲裁模结构批或答辩记录对总成绩在１0%左右的范围内适度调整。?? 设计示范??２.1排样论证的基本思路? 排样论证的目的是为了画出正确的模具排样图。一个较佳的排样方案必须兼顾冲压件的公差等级、冲压件的生产批量、模具结构和材料利用率等方面的因素。 ?1) 保证冲压件的尺寸精度??图1所示冲压件，材料为1０钢板，料厚1ｍｍ,其未注公差尺寸精度等级为IＴ12，属一般冲裁模能达到的公差等级,不需采用精冲或整修等特殊冲裁方式。从该冲压件的形状来看,完全可以实现少、无废料排样法。但该冲压件的尺度精度等级决定了应采用有废料排样法。