目录
（一）.冲压件的工艺性分析 (4)
（二）.确定工艺方案模具机构形式 (4)
（三）.模具设计计算 (5)
（1）排样方式的确定及其计算
( 2) 计算凸.凹模刃口尺寸
（3）外形落料凸、凹模刃口尺寸的计算
（4）冲压力的计算
（5）压力中心的计算
（四）.模具总体设计 (8)
（五）.模具主要零部件的结构设计 (9)
（1）落料凸、凹模的结构设计
（2）弹性元件的设计计算
（3）模架的设计
（六）.冲压设备的选择 (12)
（七）.绘制模具总装图 (13)
（八）.拆画零件图 (13)
（九）.参考文献 (14)
序言
加入WTO后，我国经济将从真正意义上溶入全球经济一体化，中国的市场将不再只属于中国企业。产品，不仅仅是性能与价格的较量，从外观、实用性到环保，哪一点输给别人那只能堆放在仓库或贱卖，不会创造效益的企业只好关门。手抄书式的靠机床和操作工来实现工程师设计产品化的老机械制造已成为历史，现代制造业驾驭着微电子和新材料，敲击着键盘，在加工中心与模具组成的流水线上精密的复制着工程师在计算机辅助下设计的从市场捕捉来的最新产品。进入21世纪，先进制造技术将全面担负起快速、精确的生产更多门类的产品，以保障和提高人类现代化生活的质量。
模具已不仅仅是人类用来浇铸钱币和内燃机壳的砂箱。今天，它凝聚了各类高技术，能快速精密的直接把材料成型、焊接、装配成零部件、组件或产品，其效率、精度、流线、超微型化、节能、环保，以及产品的性能、外观等，都是传统工艺所无与伦比的。展望21世纪，无论电子、生物、材料、汽车、家电等哪个行业，不装备由计算机、模具和加工中心砌成的生产线，都不可能在制造业中担纲支柱产业。模具是现代制造技术的重要装备，其水平标志着一个国家或企业的制造水平和生产能力。今后一段时期内，我国五大支柱产业的产品质量、批量化成本和包括产业更新在内的技术进步的关键是模具。现在全球模具总产值早已超过传统机械工业机床与工具类产值的总和。
该零件在汽车，机械，家电，飞机，火车等方面都有广泛的应用。该零件在生活中到处都可以看到，它具有使两个零件连在一起从而减少之间的磨损。到处都可以买到，价格便宜，制造简单，方便等。
金属压圈复合模具设计
【摘要】：本设计进行了落料、冲孔连续模的设计。文中简要概述了冲压模具目前的发展状况和趋势。对产品进行了详细工艺分析和工艺方案的确定。按照冲压模具设计的一般步骤，计算并设计了本套模具上的主要零部件，如：凸模、凹模、凸模固定板、垫板、凹模固定板、卸料板、导尺、挡料销、导正销等。模架采用标准模架，选用了合适的冲压设备。设计中对工作零件和压力机规格均进行了必要的校核计算。冲孔凹模和落料凹模则采用整体固定板固定。落料凸模内装有导正销，保证了工件上孔和外形的相对位置准确，提高了加工精度。如此设计出的结构可确保模具工作运行可靠和冲压产品大批量生产的要求。
关键词：冲压成型
落料
冲孔
一．冲裁件工艺分析
1、材料：Q235是普通的碳素钢。
2、工件结构形状：该零件形状简单、对称，是由圆弧和直线组成的。
3、尺寸精度：零件图上所有尺寸均未标注公差，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：
φ42-00.62mm φ20+00.52mm 22+00.52mm 4+00.3mm
结论：将以上精度与零件的精度要求相比较，该零件的精度要求能够在冲裁加工中得到保证，其他尺寸标注、生产批量等情况，也均符合冲裁的
工艺要求，故决定采用冲压方式进行加工。
二．确定工艺方案及模具的结构形状
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，但需要两道工序两副模具，成本高而生产效率低，难以满足大批量生产要求。
方案二只需一副模具，工件的精度及生产效率都较高，在模具同一位置时可完成数道分离工序的模具，成本低、操作方便、工件精度也能满足要求。
方案三也只需一道模具，生产效率高，但不在同一个位置就可以完成，操作不方便，精度要求不能满足，成本高。
因此从零件加工精度和经济性角度综合考虑，选则方案二是较为合适的，即选择复合模作为本设计的模具方案。
三．模具设计计算
（1）排样方式的确定及其计算
设计复合模时，首先要设计条料的排样图，因该零件外形为圆形，
可采用有废料排样的直排比较合适，确定其排样方式为直排画出排样图。
最小工艺搭边值a ＝1.5，a 1＝1.2，分别取a ＝2，a 1＝2 条料宽度： B ＝（D+2a ）－△ B ＝（42+2*2）－0 B ＝ 46mm 步距：S ＝42+2＝44mm
材料利用率的计算：
计算冲压件毛坯的面积：A=π×R 2 =π×212 =1384.74mm 2 一个步距的材料利用率：η=
%100 BS
nA
=1384.74/46×44=68.4﹪ （2）计算总冲压力
F 落 = Lt τb =（2πR ×2×450）N=118.692KN
F 冲 = Lt τb =（336.9×10π/180+4+2×2.2）×2 ×450=60.453KN F 推=n K 推F 孔
查表，得 h=6mm 则n=h/t=6mm/2=3 K 推=0.05
所以，有 F 推=n K 推F 孔=3×0.05×60.453=9.068KN
又 F 卸=K 卸F 落 查表，得 K 卸=0.04
所以，有F 卸=K 卸F 落=0.04×118.692=4.748KN 总冲压力为：
F 总=F 落+F 孔+F 推+F 卸=（118.692+60.453+9.068+4.748）KN=192.961KN 为了保证冲压力足够，一般冲裁时压力机吨位应比计算的冲
F 总′=1.3×F 总=1.3×192.961=250.8KN
(3)压力中心的计算
由图可知工件上下对称，将工件冲裁周边分成L
1、L
2
、L
3
、L
4
、L
5
基本
线段，求出各段长度的重心位置：
因工件相对x轴对称，所以Y
c =0, 只需计算X
C.
L 1=2πr=131.88㎜ X
1
=0
L 2=58.77mm X
2
=-0.68
L 3=L
5
=2.2mm X
3
=X
5
=10.9㎜
L 4=4mm X
4
=12㎜
将以上数据代入压力中心坐标公式
X=(L
1 X
1
+L
2
X
2
+…+ L
5
X
5
)/ L
1
+ L
2
+…+ L
5
X=[131.88×0+58.77×(-0.68)+2.2×10.9+4×12+2.2×10.9]/(131.88+58.77+2.2+4+22.2)
=0.28mm
(4)凹凸模刃口尺寸的计算
1)冲孔凹凸模刃口尺寸的计算
查表，得间隙值Z
min =0.246mm，Z
max
=0.360mm。
由于制件结构简单，精度要求不高，所以采用凹模和凸模分开加工方法制作凸、凹模。其凸、凹模刃口尺寸计算如下：
查表，得φ20mm凸、凹模制造公差：
δ
凸 =0.020mm δ
凹
=0.025mm
校核： Z
max -Z
min
=（0.360-0.246）㎜=0.114mm
而δ
凸+δ
凹
=（0.020+0.025）㎜=0.045mm
满足 Z
max -Z
min
≥δ
凸
+δ
凹
的条件
查表，得：IT14级时标准公差△=0.52㎜，因为0.52＞0.20，所以磨损系数X=0.5。
按式（2.5） d
凸=[]
X?
+
min
d=（20+0.5×0.52）-00.020=0
020
.0
26
.
20
-
mm
D
凹=[]min
Z
d+
凸
=025
.0
246
.0
26
.
20+
+）
（=025.0
506
.
20+mm
查表，得2.2mm×4mm的矩形凸、凹模制造公差：
δ
凸 =0.020mm δ
凹
=0.020mm
δ
凸+δ
凹
=0.020+0.020=0.040mm
满足 Z
max -Z
min
≥δ
凸
+δ
凹
的条件
2）外形落料凸、凹模刃口尺寸的计算
由于外形形状简单，精度要求不高，所以采用凸模和凹模分开加工的方法制作凸、凹模。
查表，得凸、凹模制作公差
δ凸=0.020mm δ凹 =0.030mm
校核：Z
max -Z
min
=0.360-0.246=0.114mm
而δ
T +δ
A
=0.050mm
满足 Z
max -Z
min
≥δ
凸
+δ
凹
的条件
查表，得：IT14级时磨损系数X=0.5,
d
凸=[]
X?
+
min
d=42.26-00.020mm
d
凹=[]min
Z
d+
凸
=42.506+
0.030mm
四．模具的总体设计
根据上述分析，本零件的冲压包括冲压和落料两个工序，且孔边距较大，可采用倒装复合模，可直接利用压力机的打杆装置进行推件，卸料可靠，便于操作。工件留在落料凹模空洞中，应在凹模孔设置推件块，卡于凸凹模上的废料可由卸料板推出；而冲孔废料则可以在下模座中开设通槽，使废料从空洞中落下。由于在该模具中压料是由落料凸模与卸料板一起配合工作来实现的，所以卸料板还应有压料的作用，应选用弹性卸料板卸下条料。因是大批量生产，采用手动送料方式，从前往后送料。因该零件采用的是倒装复合模，所以直接用挡料销和导料销即可。为确保零件的质量及稳定性，选用导柱、导套导向。由于该零件导向尺寸
较小，且精度要求不是太高，所以宜采用后侧导柱模架。
五．模具主要零部件的结构设计
（1）凸模、凹模、凸凹模的结构设计，包括一下几个方面：
①落料凸、凹模的结构设计
在落料凹模内部，由于要放置推件块，所以凹模刃口应采用直筒形刃口，并查《冲压工艺与模具设计》书中表2.21，取得刃口高度h=6mm,该凹模的结构简单，宜采用整体式。
查《冲压工艺与模具设计》书中表2.22，得k=0.40
即凹模高度H=ks=0.40×42mm=16.8mm
凹模壁厚C=1.5H=1.5×16.8mm=25.2mm
凹模外形尺寸的确定：
凹模外形长度：L=(42+25.2×2)㎜=92.4㎜
凹模外形宽度：B=(42+25.2×2)㎜=92.4㎜
凹模整体尺寸标准化，取为100mm×100mm×16mm
凹模的工艺路线
②冲孔凸模的设计
为了增加凸模的强度与刚度，凸模固定板厚度取24mm,因凸模比较长，所以选用带肩的台阶式凸模，凸模长度根据结构上需要来确定。
L= h
凸模固定板+h
落料凹模
=（24+16.8）mm=40.8mm (取40mm)
③凸凹模的结构设计
本模具为复合冲裁模，除了冲孔凸模和落料凹模外还有一个凸凹模。
根据整体模具的结构设计需要，
凸凹模的结构简图如下图所示：
确定凸凹模安排在模架上的位置时，要依据计算的压力中心的数据，
使压力中心与模柄中心重合。
校核凸凹模的强度：查《冲压工艺与模具设计》书中表2.23得凸凹
模的最小壁厚为4.9mm，而实际最小壁厚为9mm。故符合强度要求。
凸凹模的刃口尺寸按落料凹模尺寸配制，并保证双间隙为0.246mm～
0.360mm.
定位方式
定位方式采用侧刃加导正销定距的方式。
用侧刃定距时，使侧刃的实际长度和凹模型孔间步距一致，可提高送料精度。
但采用侧刃定距时，送料操作时的人为因素，会产生送料精度不稳定的现象。对于工位较多的级进模，送料的累积误差，会使送料精度降低，对尺寸精度要求高、形状复杂的冲件尤为明显，因此，在侧刃定距的同时增设导正销的方式，在多工位级进模中得到广泛的应用。
侧刃
导正销的定距方式是将侧刃做粗定位，导正销做精定位。用于导正的导正孔，可以是冲件上的孔，也可在条料上冲出辅助工艺孔。为保证送料精度，一般应设置两个导正孔，并在第一工位上冲出。
1、侧刃和导正销定距方式时，侧刃、侧刃当块、侧导板和导正销的装配与调整方法，与单独装侧刃、导料销基本相同。
2、侧刃和导正销定距方式中，侧刃长度'c与凹模型孔间隙步距c的关系应为：'c=c+(0.1~0.2)mm。
侧刃长度增大'c（0.1~0.2）mm,是为了补偿导正销插入型孔时，条料可向后移动的补偿量。
3.4卸料、顶件方式
卸料装置分固定卸料装置、弹性卸料装置。卸料板用与卸料卡在凸模或凸、凹模上的冲裁件或废料。
当卸料板仅起卸料作用时，凸模与卸料板的双边间隙取决与板料厚度，一般在0.2~0.5mm之间，卸料薄时取小值：板料厚时取大值。当固定板兼起导板作用时，一般按H7/ h6配合制造，但应该保证导板与凸模之间间隙小于凸、凹模之间的冲裁间隙，以保证凸、凹模的正确配合。
固定卸料板的卸料力大，卸料可靠。因此，当冲裁板较厚（大于0.5mm）、卸料力较大、平直度要求不很高的冲裁件时，一般采用固定卸料装置。
弹性卸料装置是由卸料板、弹性元件、卸料螺钉等零件组成。弹性卸料既起卸料作用又起压料的作用，所得冲裁件质量较好，平直度较高。因此，质量要求较高的冲裁件或薄板冲裁宜用弹性卸料装置。
弹性卸料板与凸模的单边间隙可根据冲裁板料厚度查表。在级进模中，特别小的冲孔凸模与卸料板的单边间隙可将表列数值适当加大。当卸料板起导向作用
时，卸料板与凸模按H7/h6配合制造，但其间隙应比凸、凹模隙小。此时，凸模与固定板以H7/h6或H8/h7配合。此外，在模具开启状态，卸料板应高出模具工件零件刃口0.3~0.5mm,以便顺利卸料。
由于此零件很薄，只有0.5mm，在冲压前需先压平，故采用弹性卸料。
3.5模架及模柄
1．模架类型
如采用纵向送料方式，适宜采用中间导柱导套模架(对角导柱导套模架也可)；横向送料适宜采用对角导柱导套模架：而后侧导柱导套模架有利于送料(纵横向均可且送料较顺畅)，但工作时受力均衡性和对称性比中间导柱导套模架及对角导柱导套模架差一些，四角导柱导套模架则常用于大型模具，而精密模具还须采用滚珠导柱导套。本模具采用对角导柱导套模架。
2．模柄类型
模柄是连接上模与压力机的零件，常用于1000KN以下的压力机的模具安装。模柄的结构型式比较多，重载的模具可直接用镙钉、压板将上模压在滑块端面。
3.6送料方式
条料的送料方向是条料靠着一侧的导料板，沿着设计的送料方向导向送进。标准的导料板结构见国标(GB2865－81)。而采用导料销时，要选用两个。导料销的结构与挡料销相同。
为了保证送料精度，使条料紧靠一侧的导料板送进，可采用侧压装置。簧片式用于料厚小于1mm，侧压力要求不大的情况。弹簧压块式和弹簧板式用于侧压力较大的场合。弹簧压板式侧压力均匀，它安装在进料口，常用于侧刃定距的级进模。簧片式和弹簧压块式使用时，一般设置2—3个。
3.7.模架的选用
模架选用适用于中等精度，中、小尺寸冲压的后侧导柱模架，从右向左送料，操作方便。
上模座：L/mm*B/mm*H/mm=250*250*50
下摸座：L/mm*B/mm*H/mm=250*250*65
导柱：d/mm*L/mm=35*200
导套：d/mm*L/mm*D/mm=35*125*48 垫板厚度取：12 凸模国定板厚度取：8 凹模的厚度已定为：10 卸料板厚度取：14 弹簧的外露高度：14
模具的闭合高度：=（50+12+8+10+2+14+54+65）mm=215.2mm
3-8. 冲压设备的选择
选用双柱可倾压力机 J23-40
公称压力：400KN 滑块行程：100mm 最大闭合高度 330mm 连杆调节量:65mm
工作台尺寸:(前后mm ×左右mm) ：460×700 垫板尺寸:(厚度mm ×孔径mm ）：65×220 模柄孔尺寸：（直径mm ×深度mm) ：450×7
最大倾斜角度：
H
模0
30
绘制模具总装图
工作原理：条料送进时采用固定挡料销进行定位，而有导料销保证送料沿正
确的方向送进。当条料送到指定位置时，上模在压力机的作用下下行，卸料板首先接触条料。上模部分继续下行，即可完成冲孔落料复合工序。当冲压完成时，在压力机的作用下上模上行回程，卡在凸凹模上的条料由弹性卸料板卸下，当模具上的打料杆碰到压力机上的打料横梁时，打料横梁给模具打料杆一个作用力，在此作用力的作用下，将冲孔废料推出来。而制件则有下模座的推件装置推出，此时即完成一次冲裁。然后，把条料抬起，越过挡料销，在送进一个步距的距离，即可进行下一次冲裁。
拆画零件图
冲压模具设计书班级
学号 同心圆垫片冲压模具设计 目录 一．冲压件 1.1.冲压件零件图 二．零件的工艺性分析 2.1.零件的工艺性分析 2.2.冲裁件的精度和粗糙度 2.3.确定工艺方案 三．冲压模具总体结构设计 2.1.模具类型 2.2.操作及定位方式 2.3.卸料及出料方式 2.4.模架类型及精度 四．冲压模具工艺及计算
4.1.排样设计及条料宽度计算 4.2.设计冲裁压力及压力中心，初选压力机五．冲裁模间隙的分析及确定 5.1.冲裁模间隙的分析 5.2.冲裁模间隙的确定 六．凸凹模刃口尺寸的计算 6.1.刃口尺寸的计算的基本原则 6.2.刃口尺寸的计算 6.2.1凸凹模的刃口尺寸计算 七．主要零部件的设计 7.1.工作零件设计及计算 7.2.模架及其与它零件的设计
一．冲压件 二．零件工艺性分析 2.1.零件工艺性分析 该零件只有冲孔落料两个工序，材料为15钢，强度极限为450MPa，具有良好的冲压性能，适合普通冲裁。该零件冲孔及落料的尺寸均满足冲裁要求
2.2.冲裁件的精度和粗糙度 按零件的尺寸公差查公差表得零件的冲裁精度不超过IT11，故冲孔的精度为IT11,落料的精度为IT12，均满足普通冲裁要求。 2.3.确定工艺方案 以上分析可得，有冲孔落料两道工序，结构简单，可采用两工位连续冲裁，可选择级进模或复合模。 三．冲压模具总体结构设计 2.1.模具类型 复合模和级进模均只需要一副模具，但是复合模结构相对复杂，设计难度较大，而级进模的结构简单，更容易设计和制作，故选级进模。 2.2.操作及定位方式 该级进模可同时两工位连续冲裁，为提高工作效率，可选用自动送料。采用固定定位销和导料板定位 2.3.卸料及出料方式 为了实现快速卸料，采用弹性卸料，并采用下出料方式。在落料的同时，将零件顶出。 2.4.模架类型及精度 综合比较无导向模架，导板式模架，导柱式模架，该级进模更适合导柱式模架。该模架在模具冲孔落料时，有定位的作用，提高零件的精度，且导柱和导套也容易加工到较高精度。故选用导柱式模架，模架的尺寸根据凹模的尺寸选择标准的模架。 四．冲压模具工艺及计算
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
压圈冲压模具设计 Company number：【0089WT-8898YT-W8CCB-BUUT-202108】
压圈复合模具设计目录 （一）.冲压件的工艺性分析 (4) （二）.确定工艺方案模具机构形式 (4) （三）.模具设计计算 (5) （1）排样方式的确定及其计算 ( 2) 计算凸.凹模刃口尺寸 （3）外形落料凸、凹模刃口尺寸的计算 （4）冲压力的计算 （5）压力中心的计算 （四）.模具总体设计 (8) （五）.模具主要零部件的结构设计 (9) （1）落料凸、凹模的结构设计 （2）弹性元件的设计计算 （3）模架的设计 （六）.冲压设备的选择 (12) （七）.绘制模具总装图 (13) （八）.拆画零件图 (13) （九）.参考文献 (14) 序言
加入WTO后，我国经济将从真正意义上溶入全球经济一体化，中国的市场将不再只属于中国企业。产品，不仅仅是性能与价格的较量，从外观、实用性到环保，哪一点输给别人那只能堆放在仓库或贱卖，不会创造效益的企业只好关门。手抄书式的靠机床和操作工来实现工程师设计产品化的老机械制造已成为历史，现代制造业驾驭着微电子和新材料，敲击着键盘，在加工中心与模具组成的流水线上精密的复制着工程师在计算机辅助下设计的从市场捕捉来的最新产品。进入21世纪，先进制造技术将全面担负起快速、精确的生产更多门类的产品，以保障和提高人类现代化生活的质量。 模具已不仅仅是人类用来浇铸钱币和内燃机壳的砂箱。今天，它凝聚了各类高技术，能快速精密的直接把材料成型、焊接、装配成零部件、组件或产品，其效率、精度、流线、超微型化、节能、环保，以及产品的性能、外观等，都是传统工艺所无与伦比的。展望21世纪，无论电子、生物、材料、汽车、家电等哪个行业，不装备由计算机、模具和加工中心砌成的生产线，都不可能在制造业中担纲支柱产业。模具是现代制造技术的重要装备，其水平标志着一个国家或企业的制造水平和生产能力。今后一段时期内，我国五大支柱产业的产品质量、批量化成本和包括产业更新在内的技术进步的关键是模具。现在全球模具总产值早已超过传统机械工业机床与工具类产值的总和。 该零件在汽车，机械，家电，飞机，火车等方面都有广泛的应用。该零件在生活中到处都可以看到，它具有使两个零件连在一起从而减少之间的磨损。到处都可以买到，价格便宜，制造简单，方便等。 金属压圈复合模具设计 【摘要】：本设计进行了落料、冲孔连续模的设计。文中简要概述了冲压模具目前的发展状况和趋势。对产品进行了详细工艺分析和工艺方案的确定。按照冲压模具设计的一般步骤，计算并设计了本套模具上的主要零部件，如：凸模、凹模、凸模固定板、垫板、凹模固定板、卸料板、导尺、挡料销、导正销等。模架采用标准模架，选用了合适
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,
设计题目： 零件图：
前 言 从几何形状特点看，矩形盒状零件可划分成 2 个长度为 (A-2r) 和 2 个长度为 (B-2r) 的直边加上 4 个半径为 r 的 1/4 圆筒部分。若将圆角部分和直边部分分开考虑，则圆角部分的变形相当于直径为 2r 、高为 h 的圆筒件的拉深，直边部分的变形相当于弯曲。但实际上圆角部分和直边部分是联系在一起的整体，因此盒形件的拉深又不完全等同于简单的弯曲和拉深，有其特有的变形特点，这可通过网格试验进行验证。 拉深前，在毛坯的直边部分画出相互垂直的等距平行线网格，在毛坯的圆角部分，画出等角度的径向放射线与等距离的同心圆弧组成的网格。变形前直边处的横向尺寸是等距的，即321L L L ?=?=?，纵向尺寸也是等距的，拉深后零件表面的网格发生了明显的变化(如图1所示) 。这些变化主要表现在： 图 1 ⑴直边部位的变形 直边部位的横向尺寸变形后间距逐渐缩小，愈向直边中间部位缩小愈少，纵向尺寸变形后，间距逐渐增大，愈靠近盒形件口部增大愈多，可见，此处的变形不同于纯粹的弯曲。 (2) 圆角部位的变形 拉深后径向放射线变成上部距离宽，下部距离窄的斜线，而并非与底面垂直的等距平行线。同心圆弧的间距不再相等，而是变大，越
向口部越大，且同心圆弧不位于同一水平面内。因此该处的变形不同于纯粹的拉深。 盒形件拉深有以下变形特点： σ的分布是不均匀的。在圆角部分最大，直 (1) 凸缘变形区内径向拉应力 1 σ也远小于相应的圆筒形件的拉应力。边部分最小。即使在角部，平均拉应力 1 因此，就危险断面处载荷来说，矩形盒拉深时要小得多；对于相同材料，矩形盒拉深的最大成形相对高度要大于相同半径的圆筒形零件拉深时的最大成形相对高度。 (2) 由于直边和圆角变形区内材料受力情况不同，直边处材料向凹模流动的阻力要远小于圆角处，并且，直边处材料的径向伸长变形小而圆角处材料的径向变形大，使变形区内两处材料的变形量不同，直边处大于圆角处。由此引起两处位移速度差，因而必然诱发出切应力（图2），以协调直边与圆角处的变形。 图2 盒形件拉深时的应力分布 σ的分布也是不均匀的。从角部到中间直 (3)在毛坯外周边上，切向压应力 3 σ的数值逐渐减小。通常情况下，起皱都发生在角部，但是起边部位，压应力 3 皱的趋势要小于拉深相应圆筒形件时的情况。 常用相对圆角半径r/B表示矩形盒的几何形状特征，0 摘要 本文介绍的模具实例结构简单实用，使用方便可靠。本套冲压模具的设计不是以复杂模具的设计为主，而主要是对模具设计知识的系统学习和设计的练习，以达到掌握冲压模具设计的基本技能的目的。 首先，对零件做整体的分析。包括：材料的使用、精度的要求、工序的要求以及成本的要求等。为了降低成本，对排样方式进行了合理的设计；其次，对零件整体进行工艺设计。通过工艺目的的设计、工序的顺序设计、压力机的选择等来实现所要达到的要求；再次，想要保证制件精度的要求，就要考虑模具刃口尺寸的计算。因为刃口是冲制工件的主要工作部分，刃口处的精度就决定了制件的精度，就必须根据公差来进行精确计算。 最后，根据计算出的模具刃口尺寸设计出相应的凸凹模，并且查找资料选择冷冲压模的标准零件，符合标准后，就把凸凹模与其它各零部件进行总体装配。在确定了模具体闭合高度后，选出合适的压力机在调试校验后并进行试冲加工，以达到符合的标准，最终完成加工。 关键词：冲压模具，冲压工艺，模具设计 Abstract The topic is the chain plate punching blanking compound mold design and the mold of article described an instance is simple and practical, easy to use and is reliable. This mold is not primarily designed to complex design, but mainly on a systematic study of mold design knowledge and practice, in order to achieve the purpose of master the basic skills of stamping mold design. First of all, do a thorough analysis for the parts, which include the using of the material, the requirement of accuracy and the requirement of working procedure and costs and so on. For declining low cost, proceeded the reasonable design to the row kind method. Secondly, do processing design for the whole parts and the purpose by craft designing and order of the working procedure and by the choice of punching machine. Thirdly, consider the calculation of size of the mould cutting edge in order to meet the need of accuracy. Because the cutting edge is the main working part of the punching processing, the accurate cutting edge guarantees the accurate parts. So you needed to tolerance do accurate calculation. Finally, according to the calculated the size of mold cutting edge design the corresponding punch and mold, and find information on selection criteria for cold stamping parts, meet the standards, put the punch and mold with the other components to the overall assembly. In determining the specific mold closed height, select the appropriate press in the debug and test validation washed after processing, to meet compliance standards, the final completion of the processing chain plate. Keywords：composite modulus, stamping process, mold design , punching blanking 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 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 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。 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/c55369688.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. 冲压模具设计素材(1)(doc 6) 冲压模具设计素材 一、制件图的分析 深→修边→冲孔。考虑到实验的特殊情况，只需设计制造三套冲压模具，即：落料模具、拉深模具、冲孔模具，修边工序采用手工方式进行。 3、此制件是和其它多种小零部件相互配合、有严格装配关系的零件，虽然图纸上的尺寸精度没要求那么高，但考虑到使用时的互换性，在进行模具设计时仍然要对模具的型腔尺寸精度要求高些。 二、模具结构的选取 1、此次制做的冲压模具是用来做实验的，为简化冲压模具的结构复杂程度、缩短模 隙。 2）冲裁间隙（单边）C min =0.015mm 3)凸、凹模刃口尺寸计算公式 设制件尺寸为0?-D 则： a X D D a δ+?-=0)( min )2(t C D D a t δ--= 式中： t a D D 、――分别为落料模具凹模、凸模的刃口尺寸 t a δδ、――分别为落料模具凹模、凸模的制造公差 ?――制件的制造公差 C――单边最小冲裁间隙 min X――磨损系数（取X＝1） 4）凸、凹模刃口尺寸（略） 3、为降低模具制造成本，没有进行排样设计，而是在凹模的相应部位设计了定位销（采用手工送料方式），以解决用小块板料落料生产时的定位问题。 4、因镁板的壁厚只有0.6mm，落料时包紧力不大，故采用弹性卸料装置。卸料板和凸模之间的间隙取0.1mm。 5、压力中心和冲裁力的计算（略） 6、凹模采用柱孔口直筒形结构，既便于制造又解决了向下漏料的问题。 四、拉深模具设计 1、拉深的总高度比较小，只有5mm，设计时采用了一次拉深成形工艺。 2、拉深模具凸、凹模尺寸的确定 1）此制件是要求外形尺寸零件（便于装配），设计时应以凹模为基准件，间隙通过减小凸模尺寸获得。 2）拉深间隙 拉深间隙值C的大小对拉深力、制件质量、模具寿命等影响很大。间隙过大，制件易起皱，有锥度、精度差；间隙过小，则有害摩 擦加大，制件变薄严重，甚至破裂。因此，确定合适的拉深间隙值C 是很重要的。 考虑到镁板的拉深性能差（需把拉深模具和坯料加热到合适的温度才能进行拉深生产）、制件精度要求较高等诸方面的因素，拉深间隙取值如下： （1）直边部分拉深间隙值C=1t=0.6mm （2）转角部分拉深间隙值C=1.1t=0.66mm 3）凸、凹模园角半径 r＝1mm （制件尺寸决定） t r＝2mm （便于拉深） a 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。 第二节冲压工艺与模具设计实例 一、摩托车侧盖前支承冲压工艺设计 二、微型汽车水泵叶轮冲压工艺与模具设计 一、摩托车侧盖前支承冲压工艺设计 图12-1所示为摩托车侧盖前支承零件示意图，材料Q215钢，厚度1.5mm，年生产量5万件，要求编制该冲压工艺方案。 ⒈零件及其冲压工艺性分析 mm的凸包定位且焊接组合在车架的电气元件支架上，腰圆孔用于摩托车侧盖前支承零件是以2个9.5 侧盖的装配，故腰圆孔位置是该零件需要保证的重点。另外，该零件属隐蔽件，被侧盖完全遮蔽，外观上要求不高，只需平整。 图12-1侧盖前支承零件示意图 该零件端部四角为尖角，若采用落料工艺，则工艺性较差，根据该零件的装配使用情况，为了改善落料的工艺性，故将四角修改为圆角，取圆角半径为2mm。此外零件的“腿”较长，若能有效地利用过弯曲和校正弯曲来控制回弹，则可以得到形状和尺寸比较准确的零件。 腰圆孔边至弯曲半径R中心的距离为2.5mm。大于材料厚度（1.5mm），从而腰圆孔位于变形区之外，弯曲时不会引起孔变形，故该孔可在弯曲前冲出。 ⒉确定工艺方案 首先根据零件形状确定冲压工序类型和选择工序顺序。冲压该零件需要的基本工序有剪切(或落料)、冲腰圆孔、一次弯曲、二次弯曲和冲凸包。其中弯曲决定了零件的总体形状和尺寸，因此选择合理的弯曲方法十分重要。 (1) 弯曲变形的方法及比较该零件弯曲变形的方法可采用如图12-2所示中的任何一种。 第一种方法(图12-2a)为一次成形，其优点是用一副模具成形，可以提高生产率，减少所需设备和操作人员。缺点是毛坯的整个面积几乎都参与激烈的变形，零件表面擦伤严重，且擦伤面积大，零件形状与尺寸都不精确，弯曲处变薄严重，这些缺陷将随零件“腿”长的增加和“腿”长的减小而愈加明显。 第二种方法(图12-2b)是先用一副模具弯曲端部两角，然后在另一副模具上弯曲中间两角。这显然比第一种方法弯曲变形的激烈程度缓和的多，但回弹现象难以控制，且增加了模具、设备和操作人员。 第三种方法(图12-2c)是先在一副模具上弯曲端部两角并使中间两角预弯45°，然后在另一副模具上弯曲成形，这样由于能够实现过弯曲和校正弯曲来控制回弹，故零件的形状和尺寸精确度高。此外，由于成形过程中材料受凸、凹模圆角的阻力较小，零件的表面质量较好。这种弯曲变形方法对于精度要求高或长“脚”短“脚”弯曲件的成形特别有利。 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 ············2011—2012学年第一学期《支撑桶零件的冲压模具设计》·········· 课程设计 题目：支撑桶零件的冲压模具设计 学院：机电学院 专业：材料成型及其控制工程 班级：班 姓名： 学号： 大学 2011年12月 目录 摘要 (3) 第一章工艺分析与确定 (4) 1.1冲裁工序的组合 (4) 1.2冲裁组合方式 (5) 1.3冲裁顺序的安排 (6) 1.4支撑桶冲裁连续模具及工艺设计 (6) 1.5排样 (7) 1.5.1材料的利用率 (7) 1.5.2条料的宽度 (8) 第二章工艺计算 (10) 2.1毛坯尺寸计算 (10) 2.2拉伸次数的确定 (10) 2.3孔翻边 (10) 2.4冲裁力的计算 (11) 2.5压力机的公称压力 (13) 2.6压力中心的确定 (13) 2.7模具刃口尺寸计算及原则 (14) 2.7.1模具人口尺寸及其制造公差原则 (14) 2.7.2模具刃口尺寸计算 (14) 2.7.3模具的形状，尺寸设计计算 (15) 2.8冲裁模间隙 (16) 第三章卸料与推件零件以及其他定位零件的设计 (16) 3.1定位板和定位钉 (16) 3.2送料方向的控制 (16) 3.3挡料销 (17) 3.4卸料装置 (17) 第四章标准模架和导向零件 (17) 4.1模架形式 (17) 4.2模架选用的规格 (18) 第五章连接与固定零件 (18) 第六章模具设计中要注意的部分 (18) 6.1模具的闭合高度，冲模与压力机的关系 (18) 6.2经济性原则 (19) 6.3安全性原则 (19) 第七章模具总装图的绘制 (19) 第八章模具安装要求 (21) 参考文献 (22) 摘要 针对精细要求较高，产品结构形状复杂一级生产批量大的特点通 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 冲压模具设计的方法与步骤 1、冲压零件的冲压工艺性分析冲压零件必须具有良好的冲压工艺性，才能 以最简单、最经济的方法制造出合格的冲压零件，可以按照以下的方法完成冲压件的工艺性分析： a.读懂零件图；除零件形状尺寸外，重点要了解零件精度和表面粗糙度的要求。 b.分析零件的结构和形状是否适合冲压加工。 c.分析零件的基准选择及尺寸标注是否合理，尺寸、位置和形状精度是否适合冲压加工。 d.冲裁件断面的表面粗糙度要求是否过高。 e.是否有足够大的生产批量。 如果零件的工艺性太差，应与设计人员协商，提出修改设计的方案。如果生产批量太小，应考虑采用其它的生产方法进行加工。 2、冲压工艺方案设计及最佳工艺规程设计： a.根据冲压零件的形状尺寸，初步确定冲压工序的性质，如：冲裁、弯曲、拉深、胀形、扩孔。 b.核算各冲压成形方法的变形程度，若变形成度超过极限变形程度，应计算该工序的冲压次数。 c.根据各工序的变形特点和质量要求，安排合理的冲压顺序。要注意确保每道工序的变形区都是弱区，已经成形的部分（含已经冲制出的孔或外形）在以后的工序中不得再参与变形，多角弯曲件要先弯外后弯内，要安排必要的辅助工序和整形、校平、热处理等工序。 d.在保证制件精度的前提下，根据生产批量和毛坯定位与出料要求。确定合理的工序组合方式。 e.要设计两个以上的工艺方案，并从质量、成本、生产率、模具的刃磨与维修、模具寿命及操作安全性等各个方面进行比较，从中选定一个最佳的工艺方案。 f.初步确定各个工序的冲压设备。 3、冲压零件毛坯设计及排样图设计： a.按冲压件性质尺寸，计算毛坯尺寸，绘制毛坯图。 b.按毛坯性质尺寸，设计排样图，进行材料利用率计算。要设计多种排样方案，经过比较选择其中的最佳方案。 4、冲压模具设计： a.确定冲压加工各工序的模具结构形式，并绘制模具简图。 b.对指定的1—2个工序的模具进行详细的结构设计，并绘制模具工作图。设计方法如下： ※ 确定模具的种类：简单模、连续模还是复合模。 ※ 模具工作零件设计：计算凸、凹模刃口尺寸和凸、凹模长度，确定凸、凹模结构形式和连接固定方式。 ※ 确定毛坯的定位和定距方式，并对相应的定位、定距零件进行设计。 ※ 确定压料、卸料、顶件及推件方式，并对相应的压料板、卸料板、推件块等进行设计。 ※ 模架设计：包括上下模座及导向方式的设计，也可以选用标准模架。 ※ 在完成以上工作的基础上，按比例绘制模具工作图。先用双点划线绘制毛坯，再绘制工作零件，然后绘制定位和定距零件，用连接零件把以上各部分连接起来，最后在适当的位置绘制压料和卸料零件。根据模具的具体情况，以上顺序也可作适当调整。 ※ 工作图上应该标注模具的外轮廓尺寸、模具闭合高度、配合尺寸及配合型式。工作图上要标注模具的制造精度和技术条件的要求。工作图要按国家制图标准绘制，有标准的标题栏和名细表。如果是落料模，要在工作图的左上角上绘制排样图。 ※计算模具压力中心，检查压力中心与模柄中心线是否重合。如果不重合，对模具结果作相应的修改。 ※计算冲压力，最后选定冲压设备，进行模具与冲压设备相关尺寸的校核（闭合高度、工作台面、模柄安装尺寸等）。 5、测绘模具的大部分零件图（要求完成图纸工作量折合为A0图三张以上），零 件图要求按国家制图标准绘制，标注完整的尺寸、公差、表面粗糙度和技术要求。 6、填写冲压加工工艺规程卡片。压圈开口环冲压模具设计(含全套CAD图纸)
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