编号：
冲压模具课程设计说明书
题目：铜垫片倒装复合模
院（系）：机电工程学院
专业：机械设计制造及其自动化
学生姓名：覃飞琼
学号： 0901120405
指导教师：曹泰山
职称：讲师
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
2012年 06月 22 日
摘要
模具是制造业的重要工艺基础，在我国，模具制造属于专用设备制造业。中国虽然很早就开始制造模具和使用模具，但长期未形成产业。直到20世纪80年代后期，中国模具工业才驶入发展的快车道。近年，不仅国有模具企业有了很大发展，三资企业、乡镇模具企业的发展也相当迅速。冷冲压模具在现代工业中具有很重要的作用，其在机械制造、电子、电器等各行各业中都有广泛的应用。用冷冲压加工方法可以得到形状复杂、用其它加工方法难以加工的工件，如薄壳零件等。冷冲压的尺寸精度是由模具保证的，因此，尺寸稳定，互换性好。
本文分析了弯曲件的成型工艺特点，其中包括对工件展开图的尺寸计算、工件的工艺分析、冲裁力与弯曲力的计算、模具设计的难点，确定了复合模的排样方案，完成了复合模和弯曲模总体结构的设计。该弯曲件为一汽配件，其工艺过程为冲孔、落料、弯曲，采用一副冲孔落料模和一副弯曲模完成该制件的冲压过程。详细介绍了凸模、凹模、固定板、卸料装置等零部件的设计和制造，以及压力机的选择。同时阐述了模具的工作过程、各成形动作的协调性、以及凸模和凹模的装配间隙，并制定典型零件的加工工艺。
关键词:冷冲压模具；止动件；复合模；冲孔落料；模具设计制造
Abstract
The mold is the manufacturing industry important craft foundation, in our country, the mold manufacture belongs to the special purpose equipment manufacturing industry. China although very already starts to make the mold and the use mold, but long-term has not formed the industry. Straight stabs 20 centuries 80's later periods, the Chinese mold industry only then drives into the development speedway. Recent years, not only the state-owned mold enterprise had the very big development, the three investments enterprise, the villages and towns the mold enterprise's development also quite rapid. Cold stamping die has a very important role in modern industry, machinery manufacturing, electronics, appliances and other industries. Cold stamping method can be complex shape, with other processing methods are difficult to process workpieces, such as the shell parts, etc. Cold stamping molds to ensure dimensional accuracy, therefore, dimensional stability, interchangeability.
This paper analyzes the Z-shaped pieces of molding process characteristics, including the size of the workpiece calculated expansion plan, parts of the process analysis, blanking force and bending force calculation, mold design and the difficulty to determine the layout of the composite model program, completed mode and bending modulus of the composite design of the overall structure. The Z-shaped pieces of accessories for the FAW, the process for the punching, blanking, bending, blanking die with a punch and a bending die to complete the parts of the stamping process. Details of the punch, die, fixed panels, unloading equipment and other parts of the design and manufacture, and press option. It illustrates the working process of the mold, the forming the coordination of movement, as well as punch and die assembly gaps, and develop a typical machining process.
Key words: Cold stamping mold; retainer; Compound mold ; piercing and blanking die Mold design and manufacture
目录
引言 (1)
1 铜垫片冲压工艺分析 (2)
1.1零件分析 (2)
1.1.1 对工件的结构工艺要求 (2)
1.1.2 工件的精度及毛刺 (2)
1.2定工艺方案 (3)
1.3排样设计与计算 (3)
1.3.1 搭边 (3)
1.3.2 材料利用率 (5)
1.4冲裁工艺力 (5)
1.4.1 计算冲裁力 (5)
1.4.2 压力机的公称压力的选取 (6)
1.5冲压压力中心 (7)
1.6零件刃口尺寸计算 (7)
1.6.1刃口尺寸计算的基本原则 (7)
1.6.2刃口尺寸计算 (8)
1.6.3 凹模的外形轮廓尺寸 (10)
1.6.4 凸模设计计算 (11)
1.6.5 凸凹模计算 (13)
1.7模具结构设计 (14)
1.8冲压模模具结构件选取 (14)
2 模具零件制造工 (16)
2.1模具零件的加工 (16)
2.2冲压工艺规程 (17)
3 模具的装配 (22)
总结 (24)
谢辞 (25)
参考文献 (26)
引言
零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,若冲压工艺有所改动,往往会造成模具的返工,甚至报废,冲裁同样的零件,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。
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，工序数目少，模具结构简单，而且寿命长产品质量稳定，操作简单，方便等。
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。
1 铜垫片冲压工艺分析
1.1零件分析
本设计是一个是由冲孔、落料工序制成的工件。该工件结构简单，应用广泛薄垫片。材料为紫铜T2，厚度为1mm，根据提供的零件图，其数据如下：
1.1.1对工件的结构工艺要求
（1）工件的结构形状，在满足装配，使用性能和效果条件下，该工件的形状是对称、简单和比恩与实现无废料与少废料排样；
（2）工件的外形是无尖角，在各直线或曲线的链接出有适宜的圆角过渡，有利于提高工件的质量，与延长模具使用寿命；
（3）工件没有凸出或凹入部分，这工件没有伸出悬臂和窄槽；
（4）工件孔与孔的边缘之间，孔的外边缘与外形边缘之间的直线宽度不能过小，不然会影响到模具零件的强度、工件的质量、模具的结构复杂性及使用寿命。
1.1.2工件的精度及毛刺
精度可以分为精密级与经济级两种：（1）精密级是冲压工艺技术上所允许的精度；（2）经济级是用经济手段达到的精度。还有对尺寸或配合精度要求很高的静谧级高精度，则需要安排特殊的成型方法。
毛刺，在普通冲裁中，由于凸凹模有一定的间隙存在，加上冲件材料的轻度，厚度模具的人口锋利程度等，冲件的断面真正的前切面质疑刚接触的吊扣的一小段距离，一般约为此阿里奥厚度的1/3-1/5或更少。其余部分是因撕裂而分离的。由于冲件一般具有塑性，所以在撕裂时就形成高低不等的毛刺，因此普通冲裁的毛刺是不可避免的。
1.2定工艺方案
根据零件的结构，在冲裁部分工艺方案可以有以下几种：
方案一：采用落料、冲孔的单工序模来进行生产。其特点是：模具结构简单，制造方便，但是要用到五道工序，需要五副模具，在成本上是比较高的，而且生产率比较低，在生产中难以保证零件的尺寸精度，一般只适用于生产小批量和精度要求的零件。因而单工序难以满足该零件生产要求。
方案二：采用落料、冲孔的复合模。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。但是复合模结构复杂，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。
方案三：采用级进模加工。级进模比单工序模生产率高，减少了模具和设备的数量，工件精度较高，便于操作和实现生产自动化。对于特别复杂后孔边距较小的冲压件，用简单模后复合模冲制有困难时，可用级进模逐步冲出。但是级进模轮廓尺寸较大，制造较复杂，成本较高，一般适用于大批量生产小型冲压件。
综合以上的三个方案，根据零件的结构以及该零件是大批量生产的，因此选用方案二的复合模为佳。但考虑到经济性以及我们的设计要求和目的，可以采用单工序简单模。
1.3排样设计与计算
根据材料的经济利益利用程度，排样的方法可分为废料、无废料、少废料。据工件的形状，确定采用无废料排样的方法是不可能做到的，但能采用有废料和少废料的排样方法。
1.3.1搭边
排样时冲裁件与冲裁件之间以及冲裁件与条料侧边之间留下的工艺余料称为搭边。
搭边值不能过大或过小。搭边过大，浪费材料；搭边过小，起不到搭边作用，材料可能被拉入凸、凹模之间的缝隙中，使模具刃口破坏。
搭边的合理数值：保证冲裁件质量、模具寿命，保证自动送料时不被拉弯、拉断条件下允许的最小值。
影响搭边值的因素：板料厚度、材料种类、冲裁件大小、冲裁件的轮廓形状等。 条料是由板料(或带料)剪裁下料而得，为保证送料顺利，规定条料宽度B 的上偏差为0，下偏差为负值(-Δ)
搭边和条料宽度的确定：查《冲压工艺与模具设计（第二版）》表2. 5. 2,确定零件沿边a=2mm 、零件之间a 1=1.8mm ，步距49mm 。搭边及排样如图1-1所示：
图1-1 零件的搭边及排样方式
查《冲压工艺与模具设计》表2—14和2—15可取条料宽度公差。Δ=0.5 ，则条料宽度：
mm a D B 05.005.00
34)2230()2(--?-=?+=+=
1.3.2 材料利用率
一个步距内材料利用率η为： %61%10049
344.10161%100=???=?=BS nA η A ——是一个工件的面积mm 2；
N ——是一个进距内的工件的数量；
B ——是条料宽度mm ；
S ——是进距mm 。
选用350mm ×1000mm 的钢板，每张钢板可剪裁为10条料（35mm ×1000mm ）,每张条料可冲20个工件，则材料总的利用率为 %8.59%1001000
3504.10161020%100n =????=?=LB A 总η N ——是一张板上的工件的总的个数
B ——是板料的宽度
L ——是板料的长度
1.4 冲裁工艺力
1.4.1 计算冲裁力
冲裁力计算包括冲裁力、卸料力、推件力的计算：
冲裁力：是指作用于凸模上的最大抗力，即图2.13中的C 点所对应的力。
冲裁力F P
τKLt F p =
如果视冲裁为纯剪切变形，冲裁力可按下式计算：
τLt F p 3.1= （K 取1.3 ）
式中：F P ——冲裁力；
L ——冲裁件受剪切周边长度(mm)；
t ——冲裁件的料厚(mm)；
τ——材料抗剪强度(MPa),
此例中零件的周长为211.4mm ，材料厚度1mm ，紫铜的抗剪强度取190MPa ，则冲裁该零件所需冲裁力为：
KN N F P 23.528.5221519014.2113.1==???=
卸料力Q F 和推件力Q1F 计算
模具采用弹性卸料装置和推件结构，所以所需卸料力Q F 和推件力Q1F 为：
卸料力P 卸：从凸模上卸下板料/冲孔件所需的力；
推件力P 推：从凹模内向下推出落料件/废料所需的力。
（1）卸料力F Q
kN
0892.2kN 23.5204.0Q =?==F K F Q （2）推件力F Q1
kN 832.7kN 23.5205.031Q 1=??==F nK F
公式中， F Q1——是冲裁力
K ——卸料力系数， 其值为取0.04
K 1——是推料力系数 其值为取0.05
N ——梗塞在凹模内的制件或废料的数量，N =h /t ,h 是直刃口部分高度（mm ）,t 为材 料厚度（mm ）。
1.4.2 压力机的公称压力的选取
采用了弹压卸料装置和和下出件的模具时：
KN F F F F Q Q P P 15.62832.70892.223.521=++=++=总
经查《冲压设计与模具设计》中附录A-1表的压力机的主要技术参数可知，JH23—16型号的压力机。
其一些主要的参数是最大闭合高度是H max = 220mm 最小的闭合高度是H min =175mm 计算冲压模闭合高度H ：
查《冲模设计与制造实用计算手册》中的公式：
)10()5(min max +>>-H H H
公式中：H max ——压力机的最大闭合高度（mm ）；
H min —— 压力机的最小闭合高度（mm ）；
H —— 冲模的闭合高度（mm ）；
220-5>H >175+10
215>H >185
所以冲模高度： H=210mm
1.5冲压压力中心
冲模对工件施加冲压力的合力的中心称冲压压力中心。所以遵循冲压压力中心原则：
（1）对称形状的单个冲裁件，冲模的压力中心就是冲裁件的几何中心；
（2）工件形状相同且分布位置对称时，冲模的压力中心与零件的对称中心相重合；
（3）形状复杂的零件，多孔冲模，级进模的压力中心可用解析法求出冲模压力中心。
零件外形为对称件，中间的异形孔虽然左右不对称，但孔的尺寸很小，左右两边圆弧各自的压力中心距零件中心线的距离差距很小，所以该零件的压力中心可近似认为就是零件外形中心线的交点。
因为该工件是对称形状的单个冲裁件冲模的压力中心就是冲裁件的几何中心。如图1-2所示：
图1-2 工件几何形状
1.6零件刃口尺寸计算
1.6.1刃口尺寸计算的基本原则
冲裁件的尺寸精度主要取决与模具刃口的尺寸精度，模具的合理间隙也要靠模具刃口尺寸及制造精度来保证。正确确定模具刃口尺寸及制造公差，是设计冲裁模主要任务之一。从生产实践中可以发现：
（1）由于凸、凹模之间存在间隙，使落下的料和冲出的孔都带有锥度，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的尺寸。
（2）在测量与使用中，落料件是以大端尺寸为基准，冲孔孔径是以小端尺寸为基准。
（3）冲裁时，凸、凹模要与冲裁件或废料发生摩擦，凸模愈磨愈小，凹模愈磨愈大，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以下原则：
（1）落料件尺寸由凹模尺寸决定，冲孔时的尺寸由凸模尺寸决定。故设计落料模时，以凹模为基准，间隙取在凹模上；设计冲孔模时，以凸模尺寸为基准，间隙取在凹模上。
（2）考虑到冲裁中凸、凹模的磨损，设计落料凹模时，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，凹模基本尺寸应取工件孔尺寸公差范围的较大尺寸。这样在凸凹麽磨损到一定程度的情况下，仍能冲出合格的制件。凸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（即制造公差过小），会使模具制造困难，增加成本，延长生产周期；如果对刃口要求过低（即制造公差过大）则生产出来的制件可能不合格，会使模具的寿命降低。若制件没有标注公差，则对于非圆形工件按国家标准“非配合尺寸的公差数值”IT14级处理，冲模则可按IT11级制造；对于圆形件，一般可按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。
1.6.2刃口尺寸计算
该零件的材料是紫铜（T2），厚度是1mm ，该零件是属于无特殊要求，属于一般冲裁件，经过查表2.2.4可知2Cmax =0.095 2Cmin =0.065 所以2Cmax-2Cmin =0.095-0.065=0.03
零件的外形尺寸φ30、R8由落料获得 ，2×φ6及φ12，而中心尺寸40，由冲孔获得。
由公差表查得12.006+φ, IT=12，x=0.75 , 12.0012+φ x=0.5 设计凸凹模分别按IT6,
IT7级别加工制造则：
（1） 冲孔12.006+φ：
0008.00008.00
min p 09.6)12.075.06()(p ---=?+=+=δX Δd d
012.00012.000min min d )155.6()065.009.6()2(d +++=+=++=δC X Δd d
min max d p 22C C -<+δδ
03.0065.0095.0012.0008.0=-<+
0.020<0.03，所以满足间隙公差要求。
12.0012+φ：
0011.00011.00
min p 09.12)18.05.012()(p ---=+=+=X X Δd d δ
018.00018.000min min d )155.12()065.009.12()2(d +++=+=++=δC X Δd d
min max d p 22C C -<+δδ
0.011+0.018< 0.095-0.065=0.03
0.029<0.03，所以满足间隙公差要求。
（2）落料
以凹模尺寸为基准，凸模、凹模分别以IT6,IT7级加工 。
凸模： 0016.030630-=φφIT 凹模： 02.00
30730+=φφIT 经查表可知：0
25.030-φ X=0.75 , 021.016-φ X=0.75
025.00025.000max d )8125.29()25.075.030()(d +++=?-=-=δX ΔD D
0016.00016.00min d p )7475.29()065.08125.29()2(P ---=-=-=δC D D
min max 22C C d P -<+δδ
所以0.016+0.025=0.041> 0.03 由此可知
只有缩小d P δδ、值，提高制造精度才能保证间隙在合理间隙内。因此取：
0.0120.0300.4)2Cmin -2Cmax (4.0p =?=?=δ
0.0180.0300.6)2Cmin -2Cmax (6.0d =?=?=δ
018.00d )8125.29(+=D 0012.0p )7475.29(-=D
21.08-R
以凹模尺寸为基准，凸模、凹模分别以IT6、IT7级加工 。
凸模：0013.0868-=R IT R 凹模：021.00
878+=R IT R 021.00021.000max d 8425.7)21.075.08()(d +++=?-=-=δX ΔD D
0013.00
013.00min d p 7775.7)065.08425.7()2(P ---=-=-=δC D D
d p δδ+< min max 22C C -
0.013+0.021=0.034 > 0.03
只有缩小d P δδ、值提高制造精度才能保证间隙在合理间隙内。因此取：
0.0120.0300.4)2Cmin -2Cmax (4.0p =?=?=δ 0.0180.0300.6)2Cmin -2Cmax (6.0d =?=?=δ
018.00d 8425.7+=D 0012.0p 775.7-=D
孔中心距尺寸：125.0125.040+
-
03.04025.0125.0]25.05.0125.040[125.0)5.0(min ±=?±?+-=?±?+=L L D
1.6.3 凹模的外形轮廓尺寸
冲裁凹模外形轮廓尺寸主要根据被加工板料的厚度和冲裁件的最大外形尺寸确定，并综合考虑与其他零件的连接因素。凹模的外形尺寸主要指凹模的厚度(或称高度)H 及壁厚(c)。
凹模厚度： Kb H = (H≥15mm)；
凹模壁厚：c=(1.5～2)H ［c ≥(30～40)］
式中：b ——冲裁件的最大外形尺寸；
K ——系数(板料厚度影响)。
经过查表2.8.1可知： K 取0.35
所以凹模厚度：5.17535.0=?==Kb H
根据考虑强度，H 取20
凹模壁厚：mm H C )35~25.26(5.17)2~5.1()2~5.1(=?==，取C=35mm 所以凹模宽度B 和长度A 分别为：
凹模宽度:B=2C +30=2×35+30=100
凹模长度A=2C +54=2×35+54=124
所以B 取117 mm A=142mm
根据装配、销位置以及螺钉排放要求，这里凹模宽度取117mm,为配合合适的模架，实取L=142 mm
故确定凹模的外形尺寸为：142×117×20。如图1-3所示：
图1-3 落料凹模
1.6.4凸模设计计算
因为在刃口计算是得到是2×φ4及φ12孔的尺寸分别为：φ6孔：
凹模直径：
012
.0
012
.0
min
min
d
)
155
.6(
)
065
.0
09
.6(
)
2
(d+
+
+=
+
=
+
+
=δ
C
XΔ
d
d
凸模直径：
008
.0
008
.0
min
p
09
.6
)
12
.0
75
.0
6(
)
(
p
-
-
-
=
+
=
+
=X
XΔ
d
d
δ
经过查《冲压模具简明设计手册》表2.5.4可知取得到凸模的相关数据：
直径：d=6.09mm,基本尺寸： mm D 10=， mm D 111=，mm h 3=, l=36～55mm 凸模的长度：mm l h h h L 65)30~15(201217321=+++=+++=
h1 ——凸模固定板厚度
h2——衬板厚度
h3 ——凹模厚度
l ——附加长度，一般取15～30mm （包括凸模进入凹模深度，凸模的修模量及凸模固定板与卸料板之间的安全高度）
冲孔凸模如图1-4所示：
图1-4 冲孔凸模
Φ12孔：
凸模直径： 0011.00011.00
min p 09.12)18.05.012()(p ---=?+=+=δX Δd d
凹模直径： 018.00018.000min min d )155.12()065.009.12()2(d +++=+=++=δC X Δd d
经过查《冲压模具简明设计手册》表2.54可知
取得到凸模的相关数据：
直径：d=12.09mm,基本尺寸：D=16mm ， D1=19mm ，h=3mm, l=42～90mm 凸模长度：mm l h h h L 65)30~15(201217321=+++=+++=
h1 ——凸模固定板厚度；
h2——衬板厚度；
h3 ——凹模厚度；
l——附加长度一般取15～30mm（包括凸模进入凹模深度，凸模的修模量及凸模固定板与卸料板之间的安全高度）
1.6.5 凸凹模计算
高度计算：h=h1+h2+h3 =25+30+15 =70mm
h1——凸凹模固定板厚度；
h2——橡皮厚度；
h3——推料板厚度。
如图1-5所示：
图1-5 凸凹模
1.7 模具结构设计
根据上述工艺分析，该模具可以保证零件所要求的各项精度指标，工序次数少，生产效率高，适用于大批量生产。若采用自动送料，操作就更为安全。其特点如下：（1）该模具采用滑动式导柱导套的后侧式标准模架，根据刃口尺寸大小确定凹模的周界大小为160×140mm、闭合高度H max-5≤h≤H mi n+10,H为压力机的最大、小闭合高度，所以h=215～185mm,这里取210mm。
（2）为保证制件的平直度及冲压工作的操作安全，设计倒装式复合模结构，落料凹模安装于上模，凸凹模安装于下模，它们分别依靠销钉或接触面定位，与导柱和导套的相对位置比较精确，从需实现导柱导向的目标。
（3）该制件材料厚度适中，适合采用手动送料，条料送进导向精度由导料销保证。条料送进定距则设计了最简单的挡料销装置，为避免挡料销安装孔距离凹凸模太近，挡料销选用标准的结构形式。
（4）退料机构分别为上模刚性推件装置和下模弹性卸料装置，刚性推件装置结构简单，加工成本低，但是需要依靠压力机上的打料横梁进行工作，所以设计时务必考虑打料横梁的位置及调节量。弹性卸料装置采用的是橡胶作为弹性元件，卸料板通过卸料螺钉与下模相对固定，为保证卸料板的平整，下模座上加工通孔，卸料螺钉挂头接角面为垫板下表面，这样避免了下模座孔卸料螺钉沉孔深度难以保证的缺陷，从需降低加工难度。
（5）模具工作过程：条料沿导料销送进抵住活动挡料销；上模下行，首先是条料由下模的弹性卸料装置（弹性元件为橡胶）与凹模夹紧；上模继续下行，凸凹模、冲孔凸模和凹模同时工作将条料冲断后，上模到达下止点；冲孔废料被卡在凸凹模的冲孔凹模型孔中，待下一次冲裁周期将其推出从下模漏料孔中漏出；落料废料箍在凸凹模的落料刃口上，上模回程时橡胶回弹推动卸料板将其拨落下来；制件则卡在凹模的型孔中，上模回程时，打杆在上模没有到达上止点时即碰到压力机上的打料横梁而停止运动，推动推板将制件推出，落在下模表面。移走制件后，再将条料抵住活动挡料销，开始第二次冲裁，周而复始。
1.8 冲压模模具结构件选取
模架：
模架包括上模座板、下模座板、导柱和导套。冲压模具的全部零件都安装在模架上。根据模架导向的导柱配合性质分为:滑动导向模架和滚动导向模架。每一类模架中，由于导柱安装位置和数量不同，又分为几类标准模架，分别为：后侧导柱式，中间导柱式，对角导柱式，四角导柱式。见《冲压模具简明设计手册》表15.1中的标准模架类型
根据两件的凹模的外形尺寸，和模具闭合高度，选取后侧导柱式模架。
凹模的外形尺寸为142×117 闭合高度为H=210，经查《冲压模具简明设计手册》表15.2表15.4，还有表15.10、表15.11可知。所以选取：凹模周界：L×B=160×125。后侧导柱式的上模座板的凹模周界基本尺寸为：L×B×H=160×125×40 ,和导套配合的孔的直径为D=38，两孔距为S=210mm，上模座板的外形尺寸为A2=85，L1=210，圆角为R=38,l2=80mm.
下模座板的基本尺寸为：L×B×H =160×125×40 和导套配合的孔的直径为D=25，两孔距为S=210mm，上模座板的外形尺寸为A2=85，L1=210，圆角为R=38，l2=80mm. 导套
经查表15.24可知，其基本尺寸为：d=25,D=38，总长度L=90mm,H=28mm.
导柱：
经查表15.24可知，导柱的基本尺寸：d=25,总长度L=150mm,
导料销：
根据模具结构特点和和条料上冲压件排样的特点，选用了合适的导料。
2模具零件制造工
2.1模具零件的加工
通零件的加工是按产品零件图要求全部加工完毕，再进行总装。而模具零件的加工有些是不能按模具零件图全部加工完毕的，要待部件组装或整模组装时修配或配钻，所以模具零件图上的形状和尺寸是否全部加工出来，还要根据模具加工的装配方法而定。若以凸模凹模为基准装配时，零件图上的导柱孔在零件加工时就不加工，若以四导柱导套作型腔，凸模相对位置控制基准时，则凹模及凸模固定板的导柱孔应与凹模或凸模固定板的型孔在各板之上同时加工出来。
使用铣床加工一个零件时，必须先把零件的相关尺寸、材料、使用刀具、加工参数确定下来，保证加工能顺利完成，同时，设计方面也要考虑到加工的难易程度，以减少加工的困难，在加工模具零件之前要慎重考虑各种细节。在买回来的模板里，要确定模板的加工基准，哪些面是基准面，这一般在订购模板时会标明哪几个面是经过打磨，之后就是把加工基准定下来，当然事前必须准备好零件图，根据零件图来定位加工方案，如果要用到数控编程，就必须把加工原点定出来。定好加工方案后，就可以开始加工，先把工件装夹到虎口钳上，使用铜锤敲击以使工件被夹紧，然后打表，在打表时要非常小心，当表很靠近工件时，不能使用加速进给，否则很容易碰坏仪器，在校平行度时，最好先来回走几遍，观察大概偏向，然后要小心敲击工件，使其保持在很小的偏差范围就行了，把两个基准方向的平行度定好后，就要用分中器确定原点坐标，在设置坐标时要将分中器的半径算进去，这样才能使主轴对应工件原点，x-y平面的坐标定下来后，就要把刀具装到铣床上，使用半径范围内的夹具把刀具夹紧，装上道具后就是确定z方向上的原点，一般选择工件表面为0以方便编程。之后就是加工，如果是选用数控加工，必须使程序和当前铣床的刀具起点相一致，否则加工位置就会错误，同时还要察看刀具路线是否会超出铣床的工作行程，防止出事故。如果程序没错，就可以传到数控铣床运行。不同刀具要使用不同转速，钻孔要比铣槽的转速慢，进给速度要根据观察来手动调试，加工时要时刻观察走刀情况，同时适当加冷却液及扫除铁屑，若发生事故，必须马上停止。当程序完成后，刀具就会回原点，继续做下一工序。
【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。
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)
冷冲模课程设计系别：机电工程系 班级：模具 学号： 姓名： 指导老师：
前言 冷冲模设计是模具设计与制造专业学生在学完基础课理论课，技术基础课和专业课的基础上，所设置的一个重要的实践性教学环节。其目的是： 1.应用本专业所学课程的理论和生产实际知识，进行一次冷冲模设计工作的实际训练，从而培养和提高学生工作的能力。 2.巩固与扩充“冷冲模设计”等课程所学的内容，掌握冷冲模设计的方法和步骤。 3.掌握冷冲模设计的基本技能，如计算，绘图，查阅设计资料和手册，熟悉标准和规范等 4.希望通过本次冷冲模设计答辩能够更好的熟悉和掌握里面所学的知识点。希望在本次答辩能够在老师的指正下和同学的帮助下迷补不足之处。 由于初学者水平能力有限，设计中难免有不足和错误之处，恳请老师、同学给予批评指正。
目录 一、冲压工艺分析 (4) 二、确定冲压工艺方案 (4) 三、排样方案的确定 (5) 四、压力中心的确定 (6) 五、计算冲压力 (7) 六、模具工作部分尺寸计算 (9) 七、凹模尺寸的确定及凸模的设计与校核 (12) 八、模具其它零件的设计与计算 (14) 九、压力机相关参数的校核 (14) 十、零件图 (15) 十一、装配图 (18) 一、冲压工艺分析
材料：QBe2 料厚：1.5mm 大批量生产 1. 材料为QBe2具有良好的冲裁性能适合冲裁 2.精度等级：IT11级。利用普通冲裁可以实现要求。 3.结构尺寸：结构简单、形状对称，水平两圆圆心距为12.5 0.1。竖直两圆其圆心距为12±0.05,制件底部宽为47±0.15,上部宽为2 4.5±0.1,4个圆的直径为三段圆 弧半径分别为R47.50 1.0 _、R44.20 1.0 _ 、R680 14 .0 _ 其余为注公差属于自由尺寸。 结论：此制件适合冲裁。 二、确定冲压工艺方案 该制件包括落料和冲孔两道工序，可以有以下三种方案： 方案一：先落料后冲孔，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：冲孔---落料复合冲压，采用复合模生产 方案一模具结构简单，但因该零件有落料、冲孔两道工序，需要2套模具，且需要进行两次定位，带来定位累计误差，导致孔的位置精度不高，而且生产效率低，不适合大批量生产。方案二只需一套模具，生产效率高，而且能够实现自动化送料，但零件的冲压精度稍差，欲要保证冲压形状精度，需要在模具上设置导正销。方案三也只要一套模具，生产效率也很高，虽然模具的结构复杂，但冲压的形状精度容易得到保证，而且该制件的几何形状简单对称，模具制造并不十分困难。 通过以上三种方案的分析：用级进模和复合模都能生产但由于该制件形状精度要求较高，故可优先采用复合模生产，又经过计算得知该制件的最小壁厚不能满足倒装复合模的条件而能满足正装复合模的条件。故采用正装复合模生产。 结论：采用正装复合模生产。 三、排样方案的确定
A冷冲压模具设计实例 工件名称：手柄 工件简图： 生产批量：中批量 材料：Q235-A钢 材料厚度：1.2mm 1、冲压件工艺性分析 此工件只有落料和冲孔两个工序。材料为Q235-A钢，具有良好的冲压性能，适合冲裁。工件结构相对简单，有一个φ8mm的孔和5个φ5mm的孔；孔与孔、孔与边缘之间的距离也满足要求，最小壁厚为3.5mm(大端4个φ5mm的孔与φ8mm孔、φ5mm的孔与R16mm外圆之间的壁厚)。工件的尺寸全部为自由公差，可看作IT14级，尺寸精度较低，普通冲裁完全能满足要求。 2、冲压工艺方案的确定 该工件包括落料、冲孔两个基本工序，可有以下三种工艺方案： 方案一：先落料，后冲孔。采用单工序模生产。 方案二：落料-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，但需两道工序两副模具，成本高而生产效率低，难以满足中批量生产要求。方案二只需一副模具，工件的精度及生产效率都较高，但工件最小壁厚 3.5mm 接近凸凹模许用最小壁厚3.2mm，模具强度较差，制造难度大，并且冲压后成品件留在模具上，在清理模具上的物料时会影响冲压速度，操作不方便。方案三也只需一副模具，生产效率高，操作方便，工件精度也能满足要求。通过对上述三种方案的分析比较，该件的冲压生产采用方案三为佳。 3、主要设计计算 （1）排样方式的确定及其计算 设计级进模，首先要设计条料排样图。手柄的形状具有一头大一头小的特点，直排时材料利用率低，应采用直对排，如图8.2.2手柄排样图所示的排样方法，设计成隔位冲压，可显著地减少废料。隔位冲压就是将第一遍冲压以后的条料水平方向旋转180°，再冲第二遍，在第一次冲裁的间隔中冲裁出第二部分工件。搭边值取 2.5mm和 3.5mm，条料宽度为
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。
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；
1 锁挡零件图及工艺方案的拟订 零件图 锁档零件如图1-1所示，材料选用优质碳素结构钢薄钢板，牌号为08F ，抗剪强度 (/)MPa τ：220～310；抗拉强度(/)b MPa σ：280～390；屈服强度（/s MPa σ） ：180；伸长率(/%)δ：32[1] ；料厚2mm ，大批量生产，制造精度要求IT10～IT12，要求零件表面无划伤，周边无毛刺，不允许出现起皱、拉裂、缺料等缺陷。由于该零件形状较复杂，部分尺寸有精度要求，因此必须在仔细分析零件冲压工艺的基础上合理进行模具结构设计。 图 1-1 锁挡零件 The lock stopper 零件的结构工艺分析 该零件属带凸缘拉深件，除采用拉深工艺外，还包括冲孔、落料及切舌加工工序。由于其尺寸较小，两凸缘孔和底部的切舌部位尺寸均不超过4 mm ，离筒壁很近，且对两端凸缘4 mm 孔有位置精度要求，所以加工困难，在设计成形工序时必须仔细考虑。 1.2.1 冲裁部位成形工艺性 冲裁件孔径因受冲孔凸模强度和刚度的限制，不宜过小，否则容易折断或压弯，冲孔的最小尺寸取决于冲压材料的力学性能、凸模强度和模具结构。该工件初步拟定采用无保
护套冲孔，冲孔的最小尺寸必须满足以下条件：圆孔(τ<390 MPa)，d(直径)≥ t(料厚)；方孔，b(边宽)≥0．9t 。对该工件t=2 mm ，圆孔处d=4 mm>t 满足；方孔处b=4 mm>满足。冲孔件孔与孔，孔与边缘的距离不能过小，以避免工件变形，模壁过薄或因材料易被拉人凹模而影响模具寿命，一般最小孔边距取值范围为：圆孔取a≥(1～1．5)t ；矩形孔取a≥(1．5～2)t 。对该工件，凸缘孔处：a=4 mm>；方孔与筒底孔边距：a=4 mm> ，均满足要求。 1.2.2 拉深部位成形工艺性 拉深件各部分的尺寸比例要恰当，应尽量避免宽凸缘(d 凸>3d)和深度大的拉深件 (h≥2d)，该工件:d 凸=34mm ，h=10 mm ，1d =26 mm ，均在易成形拉深参数范围内。在拉深件上冲孔时，为避免凸模受水平推力而折断，孔壁与工件壁应保持一定距离，以避开拉深圆角。拉深件凸缘上的孔距应满足： 1D ≥ (1d +22r +d 凸缘孔) （1-1） 拉深件底部孔径应满足： d 底孔≤1d -21r -t （1-2） 对该工件(如图1-2所示)：1D =40 mm ，1d =26mm ，t=2 mm ,2r =5 mm ,1r =2 mm ，d 凸缘孔=4 mm ， d 底孔=8 mm ，则： (1d +22r +d 凸缘孔)=40 mm=1D 1d -21r -t=20 mm> 8 mm=d 底孔 均符合要求。
冲压模具课程设计题目：垫片复合模设计 黎明大学机电工程系 11模具设计与制造 姓名：
学号： 指导老师： 2013.06.18 题目：
完成图示冲裁件的冲裁工艺性分析并确定其冲裁工艺方案。已知材料为Q235钢，材料厚度0.5mm ，生产批量为大批量。 一.冲件冲裁工艺性分析 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，外形均有圆弧连接过度，对冲裁加工较为有利。 孔与孔之间、孔与零件之间的最小距离满足c>1.5t 要求。 （25.932 5 .429=--= c 1.5t=0.75） 3，精度分析 零件图上所有未注公差的尺寸，属于自由尺寸，可按IT14级确定工件尺寸的公差。 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。 由于所设计的零件结构简单，为提高生产效率，主要应采用复合冲裁或级进冲裁方式。但为了模具制造方便，最后决定采用复合冲裁进行生产。 由工件尺寸可知，为便于操作，所以复合模结构采用倒装复合模。
三.模具设计计算 1，材料利用率的计算及排样图的绘制 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=0.8mm; 工件边缘搭边：a1=1mm； 歩距为：29.18mm; 条料宽度B=【Dmax+2a1】°-δ =［29+2×1］°-0.4 =31°-0.4mm 图2排样图 确定后排样图如图2所示
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。
目录 1、冲压件工艺性分析－－－－－－－－－－－－－－2 2、冲压工艺方案的确定－－－－－－－－－－－－－2 3、必要的工艺计算－－－－－－－－－－－－－－－3（1）排样的设计－－－－－－－－－－－－－－－－3（2）计算凸、凹模刃口尺寸－－－－－－－－－－－4 （3）冲压力的确定－－－－－－－－－－－－－－－7 （4）压力中心的确定－－－－－－－－－－－－－－7 4、模具总体设计－－－－－－－－－－－－－－－－7 5、模具主要零件结构的设计－－－－－－－－－－－7 （1）落料凸、凹模的结构设计－－－－－－－－－－8 （2）卸料装置的设计－－－－－－－－－－－－－－10 6、模架的设计－－－－－－－－－－－－－－－－11 7、冲压设备的选择－－－－－－－－－－－－－－－14 8、绘制模具总装图－－－－－－－－－－－－－－－14 参考文献－－－－－－－－－－－－－－－－－－－16
冲孔落料模具设计 工件名称： 生产批量：大批量 材料：10钢 厚度：1.5mm 工件简图：如图所示 一、冲压件的工艺分析 该零件形状简单，是由圆弧和直线组成，是以拉深件（半成品）为毛坯，经过冲孔落料得到。冲裁件内外形所能达到的经济精度为IT11-IT14，零件图上尺寸均未标注尺寸偏差属未注公差可按IT14级 确定工件的公差。差公差表各尺寸为：000.30 00.740.7400.2562532R φ+---、、4、。 结论：可以进行冲裁加工。
二、工艺方案的确定 该零件所需的冲压工序为冲孔和落料，可拟定出一下三种工艺方案： 方案一：用简单模分两次加工，即冲孔——落料。 方案二：冲孔、落料复合模具。 方案三：冲孔、落料级进模具。 采用方案一，生产率底，工件的累计误差大，操作方便，由于该零件为大批量生产，方案二和方案三更具优越性。复合模具的形位精度和尺寸精度容易保证，且生产率也高，尽管结构比较复杂，但由于零件的几何形状简单，模具制造并不困难。级进模随生产率高，但零件的冲裁精度稍差，欲保证冲压件的形位精度需要在模具上设置导正销导正，故模具制造，安装较复合模具复杂。通过对上述三种方案的分析比较， 该零件的冲压件生产采用方案二的复合模为佳。 三、必要的工艺计算 1、由该零件为半成品的冲压件故不用设计排样 2、计算凸，凹模刃口尺寸，查《冲压工艺与模具设计》表 2.4得间隙值min max 0.1320.24Z mm Z mm ==、 1）孔4φ凸、凹模尺寸计算 凸、凹模刃口尺寸的计算。由于制件结构简单，精度要求不高，所以采用凸模凹模分开加工的方法制作凸、凹模。其凸凹模刃口尺寸计算如下： 查表2.5得凸，凹模制造公差： 0.020.02mm mm δδ==凹凸、 校核： max min 0.240.1320.108z z -=-=+0.04mm δδ=凹凸而 满足ma x min -+Z Z δδ≥凹凸的条件。 查《冲压工艺与模具设计》表2.6得：IT14级时磨损系数X=0.5
垫板冲压模具课程设计 摘要：本设计为一垫板的冷冲压模具设计，根据设计零件的尺寸、材料、批量生产等要求，首先分析零件的工艺性，确定冲裁工艺方案及模具结构方案，然后通过工艺设计计算，确定排样和裁板，计算冲压力和压力中心，初选压力机，计算凸、凹模刃口尺寸和公差，最后设计选用零、部件，对压力机进行校核，绘制模具总装草图，以及对模具主要零件的加工工艺规程进行编制。其中在结构设计中，主要对凸模、凹模、凸凹模、定位零件、卸料与出件装置、模架、冲压设备、紧固件等进行了设计，对于部分零部件选用的是标准件，就没深入设计，并且在结构设计的同时，对部分零部件进行了加工工艺分析，最终才完成这篇毕业设计。 关键词：模具；冲裁件；凸模；凹模；凸凹模； Abstract: The design for a plate of cold stamping die design, according to the size of the design components, materials, mass production, etc., the first part of the process of analysis to determine the blanking process planning and die structure of the program, and then through the process design calculations, determine the nesting and cutting board, calculate the pressure and pressure washed centers, primary presses, computing convex and concave Die Cutting Edge dimensions and tolerances, the final design selection of parts and components, to press for checking, drawing die assembly drawings, as well as Mold processing technology of the main parts to the preparation procedures. In which the structural design, primarily to the punch and die, punch and die, positioning parts, unloading and out of pieces of equipment, mold, pressing
模具设计课程设计任务书 一、设计题目 自选零件图（结构不得过于简单），或选择附图的产品图（任选一个） 二、目的与要求 （1）具备冲压件产品图的读图分析与设计能力； （2）熟悉冲压工艺规程，具备独立制定制订产品的冲压工艺流程的能力； （3）熟悉各类模具结构的应用特点，具备分析选择模具设计方案的能力； （4）熟悉模具制图流程，能正确选择模具标准件。 三、设计任务与要求： 1、设计任务： （1）零件的名称、图号； （2）模具结构图； （3）模具的长、宽、高尺寸，； （4）模具主要结构零件所用的材料； （5）零件的送入、取出及搬运方法； （6）零件的送料方向； （7）零件的定位法、导向法； （8）上、下模的导向方法； （9）对产品进行主要的技术计算：毛坯展开、刃口计算、设备选择与校核等。 2、设计要求： （1）根据选定的零件，进行该零件的模具设计，用A0图纸绘制正规的模具装配图1张，要求有正视图、俯视图、排样图、零件图、技术要求及明细栏等； （2）用A2图纸绘制零件图1张； （3）用A3图纸绘制零件图1~2张； （4）用PRO/E或UG绘出模具零件及装配图。 （5）冲压出来的零件满足图中的公差和技术要求； （6）编写设计计算说明书一份，不少于15页，且说明书中须插入模具三维实体装配图。 四、时间安排 两周 五、参考资料 [1] 冲压工艺与模具设计 [2] 冲压模具课程设计指导与范例 [3] 互换性与测量技术 [4] 机械制造技术基础 [5] 模具制造工艺
冲压零件 零件1： 材料为Q235，料厚t=3mm，大批量生产，图中未注公差均为一般公差（自由公差），且取中等精度。 图1 双脚型调整片 零件2： 材料为Q235，料厚t=3mm，大批量生产，图中未注公差均为一般公差（自由公差），且取中等精度。
说 明 书 设计题目：倒装复合模 学院：机电工程学院 班级：10材料***** 学号：*********** 设计者：Yeshuai 指导老师：****** 井冈山大学
2013年4月19日
目录 摘要 0 前言 0 第一章设计任务及确定工艺方案 (1) 1.1 零件设计任务 (1) 1.2 零件工艺性分析 (1) 1.3 冲裁工艺方案的确定 (2) 第二章排样图设计及材料利用率分析 (3) 2.1 排样设计 (3) 2.2 材料利用率分析 (3) 第三章计算冲压力、压力中心和冲压设备的选用和校核 (4) 3.1 计算冲压力 (4) 3.2 冲压设备的选用 (5) 第四章刃口尺寸计算 (6) 4.1 落料(外形) (7) 4.2 冲孔(内形) (8) 第五章冲裁模具零件及结构的详细设计 (9) 5.1凹模设计： (9) 5.2 凸模设计： (10) 5.3 凸凹模计算 (12) 5.4 模座的选用及标准件的选取 (13) 5.4.1模架的选用 (13) 5.4.2 凸模固定板 (13) 5.4.3 卸料板 (13) 5.4.4 垫板的确定 (13) 5.4.5 模柄的选择 (13) 5.4.6 螺栓销钉的选择 (14) 5.4.7 卸料装置中弹性元件的选择 (14) 第六章模具零件制造加工 (14) 6.1 模具零件的加工 (14) 6.2 模具的装配 (19) 参考文献 (20)
摘要 本次设计的内容为冲裁模，完成落料、冲孔两道工序。模具为倒装复合模结构，由打杆推动顶件块从而顶出制件，橡胶垫驱动的卸料板卸除条料。排样方式为单斜排，由挡料销和导料销定位、导向。模架为后侧导柱矩形模架，凸缘式模柄。选择典型组合，查国家标准GB2873.1，生成装配图和相关的零件图。 关键词：落料冲孔倒装单斜排 前言 冷冲模毕业设计是在理论教学之后进行的实践性教学环节，其目的在于巩固所学知识，让学生会用课堂学到的知识解决设计过程中出现的实际问题，培养学生综合运用冲压工艺理论知识，分析解决一般的冲压过程实际问题的能力，了解和掌握冲压模具设计的一般过程、方法、步骤及零件加工工艺，进一步熟悉冲压模具的类型及结构和零件加工方法，在熟悉相关国家标准和技术规范基础上，提高学生正确查找、判断、选择相关技术参数的能力，培养学生的标准及规范意识，归纳出与相关的冷冲模工作岗位对职业的能力要求，为以后走向工作岗位做好准备。
冲压模具课程设计题目：冲孔、落料复合模 姓名：史梁君 指导老师：李** 材料工程系 09模具设计与制造 2011.5.1
目录 一、设计任务书 (2) 二、冲压工艺性及工艺方案的确定 (3) 三、主要设计计算 (4) 四、模具总体设计 (8) 五、主要零部件设计 (8) 六、冲压设备的选定 (12) 七、设计小结 (13) 八、参考文献 (13)
一、课程设计任务 姓名:叶** 班级：09模具学号： 一、题目：冲孔、落料复合模 二、零件： 材料：Q235 厚度：2.0mm 批量：大批量 三、任务内容： (一）工艺设计 1、工艺审查与工艺分析 2、工艺计算： 毛胚计算 工序件计算或排样图 3、工艺方案的确定 工序的确定 基准和定位方式的选择 （二）模具设计 1、总图 2、零件图
二、冲压工艺性及工艺方案的确定 一、工艺性分析 1、材料零件的材料为Q235普通碳素钢，具有良好的冲压性能，适合冲裁。 2、结构该零件属于较典型冲裁件，形状简单对称。孔边距远大于凸、凹模允许的最小壁厚（见参考文献 ①表2.9.5），故可以考虑复合冲压工序。 3、精度零件外形：80±0.07属于10级精度，60±0.05属于9级精度。零件内形: 16060.00 Φ+属9级精度。孔间距：42±0.08属11级精度（均由参考文献精度②附录一查得）。因零件边有90o的尖角，应以圆弧过渡，查参考文献①表2.7.1取r=0.5mm。零件精度较高，模具按六、七级制造可达到尺寸精度要求。 4、结论可以冲裁。 二、冲压工艺方案的确定 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: 方案①:先落料、再冲孔。采用单工序模生产。 方案②:落料—冲孔复合冲压。采用复合模生产。 方案③:冲孔—落料级进冲压。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
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432～549Mpa，抗拉强度为540～685Mpa，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2mm，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。
冲压模具设计指导 模具课程设计是一个重要的专业教案环节，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《冷冲模国家规范》、《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技术方案的论证。 第一步，酝酿冲压工序安排的初步技术方案，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技术方案是否可行，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技术方案是否合理可行。 第四步，冲压工序安排技术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《冷冲模国家规范》、《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)拟定冲压工序安排技术方案、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批或答辩记录对总成绩在10%左右的范围内适度调整。 2 冲裁模结构设计示范 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。一个较佳的排样技术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。
冲压模课程冲压模课程设计及绘制装配图设计及绘制装配图 冲模图纸由总装配图，零件图两部分组成。 一个零件往往需多道工序，用几副模具才能加工完成，由指导老师指定一副模具进行设计。为防止总装配图设计反复，应先画装配结构草图，经指导教师认可后，再画正式的总装配图。 总装配图应有足够说明冲模构造的投影图及必要的剖视，剖面图，一般主视图和俯视图对应绘制。绘图时，先画工作零件，再画其它各部分零件，并注意与上一步计算工作联合进行。如发现模具不能保证工艺的实施，则须更改工艺设计。 装配图的绘制除遵守机械制图的一般规定外，它还有一些习惯或特殊规定的绘制方法。绘图的步骤如下： 一. 布置图面及选定比例 1. 图样幅面应符合国家标准(GB4457.1-84)，基本幅面代号及尺寸如下表2-2： 表2-2 图纸基本幅面代号及尺寸 必要时允许将表中幅面的一边加长(1号及0号幅面允许加长两边），其加长量根据需要确定。一般常用1号图纸绘制装配图即可，必要时亦可用0号图纸。绘图时先将图纸及标题栏的外框线按规定绘出，这样在图纸上所剩的空白图面即为绘图的有效面积。 2. 绘图比例最好取1:1，这样直观性好。小尺寸模具的模具图可放大，大尺寸可以缩小，但必须按照机械制图要求缩放。 二. 模具总装配图
模具总装配图的一般布置情况如图2-2 1. 视图 一般情况下，用主视图和俯视图表示模具结构(图2-3)。主视图上尽可能将模具的所有零件剖出，可采用全剖视或阶梯剖视，绘制出的视图要处于闭合状态或接近闭合状态，也可一半处于工作状态，另一处于非工作状态(图2-4)。俯视图可只绘出下模或上，下模各半的视图。有必要时再绘一侧视图以及其它剖视图和部分视图。 图2-2 在剖视图中所剖切到的凸模和顶件块等旋转体时，其剖面不画剖面线；有时为了图面结构清晰，非旋转形的凸模也可以不画剖面线。 条料或制件轮廓涂黑（涂红），或用双点画线表示。 2. 工件图和排样图 工件图是经模具冲压后所得到的冲压件图形。有落料工序的模具，还应画出排样图。工件图和排样图一般画在总图的右上角，并注明材料名称，厚度及必要的尺寸。若图面位置不够，或工件较大时，可另立一页。工件图的比例一般与模具图一致，特殊情况可以缩小或放大。工件图的方向应与冲压方向一致（即与工件在模具中的位置一样），若特殊情况下不一致时，必须用箭头注明冲压方向。 3. 技术条件