《冲压工艺与模具设计》
课程设计说明书
设计题目：齿形垫板的冲压模具设计
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起止时间：20 年月日——20 年月日
东莞理工学院城市学院
《冲压工艺及模具设计》课程设计任务书
目录
1、前言 4
2、零件的工艺分析 6
2.1 结构与尺寸 6 2.2 精度7
2.3 材料7
3、确定冲裁工艺方案 7
4、确定模具总体结构方案 7 4.1 模具类型7 4.2 操作与定位方式7 4.3 卸料与出件方式8 4.4 模架类型及精度8
4.5 凸模设计8
5、工艺设计计算8 5.1 排样设计与计算8 5.2 计算冲压力与压力中心，初选压力机9
5.3 计算凸、凹模刃口尺寸及公差11
6、设计选用零件、部件，绘制模具总装草图12 6.1 凹模设计12 6.2 凸模设计13 6.3 凸凹模的设计 15 6.4 定位零件 16 6.5 卸料与出件装置 17
6.6 模架及其它零件的选用 19
7、压力机的校核22 7.1公称压力22 7.2滑块行程 22 7.3行程次数22 7.4工作台面的尺寸22 7.5滑块模柄孔尺寸 22
7.6闭合高度22
8、模具装配图22
8.1冲压模具制造技术要求22
8.2总装图23
9、总结24
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，最终才完成这篇设计。
关键词：模具；冲裁件；凸模；凹模；凸凹模；
1 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。
（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。
（4）冲压一般没有切屑碎料生成，材料的消耗较少，且不需其它加热设备，因而是一种省料，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多种多样的。概括起来，可分为分离工序和成形工序两大类；分离工序是指使坯料沿一定的轮廓线分离而获得一定形状、尺寸和断面质量的冲压（俗称冲裁件）的工序；成形工序是指使坯料在不破裂的条件下产生塑性变形而获得一定形状和尺寸的冲压件的工序。
上述两类工序，按基本变形方式不同又可分为冲裁、弯曲、拉深和成形四种基本工序，每种基本工序还包含有多种单一工序。
在实际生产中，当冲压件的生产批量较大、尺寸较少而公差要求较小时，若用分散的单一工序来冲压是不经济甚至难于达到要求。这时在工艺上多采用集中的方案，即把两种或两种以上的单一工序集中在一副模具内完成，称为组合的方法不同，又可将其分为复合-级进和复合-级进三种组合方式。
复合冲压——在压力机的一次工作行程中，在模具的同一工位上同时完成两种或两种以上不同单一工序的一种组合方法式。
级进冲压——在压力机上的一次工作行程中，按照一定的顺序在同一模具的不同工位上完成两种或两种以上不同单一工序的一种组合方式。
复合-级进——在一副冲模上包含复合和级进两种方式的组合工序。
冲模的结构类型也很多。通常按工序性质可分为冲裁模、弯曲模、拉深模和成形模等；按工序的组合方式可分为单工序模、复合模和级进模等。但不论何种类型的冲模，都可看成是由上模和下模两部分
组成，上模被固定在压力机工作台或垫板上，是冲模的固定部分。工作时，坯料在下模面上通过定位零件定位，压力机滑块带动上模下压，在模具工作零件（即凸模、凹模）的作用下坯料便产生分离或塑性变形，从而获得所需形状与尺寸的冲件。上模回升时，模具的卸料与出件装置将冲件或废料从凸、凹模上卸下或推、顶出来，以便进行下一次冲压循环。
此设计针对所给的零件进行了一套冷冲压模具的设计，其中设计内容为分析零件的冲裁工艺性（材料、工件结构形状、尺寸精度），拟定零件的冲压工艺方案及模具结构，排样，裁板，计算冲压工序压力，选用压力机及确定压力中心，计算凸凹模刃口尺寸，主要零、部件的结构设计和加工工艺编制，压力机的校核。冲裁模设计题目
如图1所示零件：垫扳
生产批量：大批量
材料：Q235 t=1mm
设计该零件的冲压工艺与模具
2 零件的工艺分析
2.1 结构与尺寸
该零件结构简单,形状对称。
硬钢材料被自由凸模冲圆形孔,查《冷冲压工艺及模具设计》表3-8,可知该工件冲孔的最小尺寸为1.3t,该工件的孔径为:Φ6>1.3t=1.3×2=2.6。
由于该冲裁件的冲孔边缘与工件的外形的边缘不平行,故最小孔边距不应小于材料厚度t,该工件的空边距(20)>t=2,(10)>t=2,均适宜于冲裁加工。
2.2 精度
零件内、外形尺寸均未标注公差,属自由尺寸,可按IT14级确定工件尺寸的公差,经查表得,各尺寸公差分别为：
零件外形:600
012
.
-，140
07
.
-
, 60
048
.
-
, 50
48
.
-
,
零件内形:1207.0
+
利用普通冲裁方式可以达到零件图样要求。
2.3 材料
08F，属于碳素结构钢,查《冷冲压工艺及模具设计》附表1可知抗剪强度τ=260MPa,断后伸长率=32％。此材料具有良好的塑性和较高的弹性,其冲裁加工性能好。
根据以上分析,该零件的工艺性较好,可以进行冲裁加工。
3 确定冲裁工艺方案
该零件包括落料、冲孔两个基本工序，可以采用以下几种工艺方案：
(a)先落料，再冲孔，采用单工序模生产；
(b)采用落料——冲孔复合冲压，采用复合模生产；
(c)用冲孔——落料连续冲压，采用级进模生产。
方案(a)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，生产效率低，难以满足零件大批量生产的要求。由于零件结构简单，为了提高生产效率，主要采用复合冲裁或级进冲裁方式。采用复合冲裁时，冲出的零件精度和平直度好，生产效率高，操作方便，通过设计合理的模具结构和排样方案可以达到较好的零件质量。
根据以上分析，该零件采用复合冲裁工艺方案。
4 确定模具总体结构方案
4.1 模具类型
根据零件的冲裁工艺方案，采用复合冲裁模。复合模的主要结构特点是存在有双重作用的结构零件——凸凹模，凸凹模装在下模称为倒装式复合模。采用倒装式复合模省去了顶出装置，结构简单，便于操作，因此采用倒装式复合冲裁模。
4.2 操作与定位方式
虽然零件的生产批量较大，但合理安排生产，可用手工送料方式能够达到批量要求，且能降低模具成本，因此采用手工送料方式。考虑到零件尺寸大小，材料厚度，为了便于操作和保证零件的精度，宜采用导料板导向，固定挡料销挡料，
并与导正销配合使用以保证送料位置的准确性，进而保证零件精度。为了保证首件冲裁的正确定距，采用始用挡料销，采用使用挡料销的目的是为了提高材料利用率。
4.3 卸料与出件方式
采用弹性卸料的方式卸料，弹性卸料装配依靠橡皮的弹力来卸料，卸料力不大，但冲压时可兼起压料作用，可以保证冲裁件表面的平面度。为了方便操作，提高零件生产率，冲件和废料采用由凸模直接从凹模洞口推下的下出件方式。4.4 模架类型及精度
考虑到送料与操作的方便性，模架采用后侧式导柱的模架，用导柱导套导向。由于零件精度要求不是很高，但冲裁间隙较小，因此采用I级模架精度。
4.5 凸模设计
凸模的结构形式与固定方法：
落料凸模刃口部分为圆形，为便于凸模与固定板的加工，可设计成固定台阶式，中间台阶和凸模固定板以H7/m6过渡配合，凸模顶端的最大台阶是用其台肩挡住凸模，在卸料时不至于凸模固定板中拉出。并将安装部分设计成便于加工的长圆形，通过接方式与凸模固定板固定。
5 工艺设计计算
5.1 排样设计与计算
零件外形近似圆形，轮廓尺寸为60。考虑操作方便并为了保证零件精度，采用直排有废料排样。如图1所示：
查《冷冲压工艺及模具设计》表3-13，工件的搭边值a=1.5，沿边的搭边值a1=1.5。级进模送料步距为S=30+21.5+1.5=52.7mm
条料宽度按表3-14中公式计算：
B -0△=(D max+2a1)-△0查表3-15得：△=0.5
B=（60+2×1.5）0
6.0-=630
5
.
-
（㎜）
由零件图近似算得一个零件的面积为1354.8㎜2，一个进距内的坏料面积B×S=63×52.7=3320.1㎜2。因此一个进距内的材料利用率为：
η=（A/B S）×100﹪=42.6﹪
查《冷冲压工艺及模具设计》附表3选用板料规格为710×3500×2。
采用横裁时，剪切条料尺寸为63。一块板可裁的条料为52.7，每间条可冲零件个数22个零件。则一块板材的材料利用率为：
η=（n×A0/A）×100﹪
η=（22×32×1354.8/710×2000）×100﹪=67.2﹪
采用纵裁时，剪切条料尺寸为62.4。一块板可裁的条料为11，每条可冲零件个数62个零件，则一块板材的材料利用率为：
η=（n×A0/A）×100﹪
η=（11×62×1354.8/710×2000）×100﹪=59.2﹪
根据以上分析，横裁时比纵裁时的板材的材料利用率高，因此采用横裁。
5.2 计算冲压力与压力中心，初选压力机
冲裁力：根据零件图可算得一个零件外周边长度：
L1=3/4πd1+2×21.5×4×5+2×14+2×8+2×11-2×6
=257.8
内周边长度之和：
L=π×12=37.6㎜
查《冷冲压工艺及模具设计》附表1可知：260
=
τMP a;
查《冷冲压工艺及模具设计》附表3可知：K x=0.05, K T=0.055.
落料力：
F落=KL1 t T
=1.3×257.8×1×260
=87.136KN
冲孔力：
F孔=KL2 t T
=1.3×37.6×1×260
=12.70KN
卸料力：
Fx=KxF落
=0.05×87.136
=4.36KN
推件力：
根据材料厚度取凹模刃口直壁高度h=6,
故:n=h/t=3
F T=nKtF孔
=3×0.055×12.7
=2.0955KN
总冲压力：
FЁ= F落+ F孔+Fx+ F T
=87.136+12.70+4.36+2.10
则F
Ё
=106.3KN
应选取的压力机公称压力：25t.
因此可初选压力机型号为J23-25。
当模具结构及尺寸确定之后，可对压力机的闭合高度，模具安装尺寸进行校核，从而最终确定压力机的规格。
确定压力中心：画出凹模刃口，建立如图所示的坐标系：
由图可知，该形状关于X轴上下对称，关于Y轴左右对称，则压力中心为该图形的几何中心。即坐标原点O。该点坐标为（0，21.84）。
5.3 计算凸、凹模刃口尺寸及公差
由于模具间隙较小，固凸、凹模采用配作加工为宜，由于凸、凹模之间存在着间隙，使落下的料或冲出的孔都带有锥度。落料件的尺寸接近于凹模刃口尺寸，而冲孔件的尺寸接近于凸模刃口尺寸。固计算凸模与凹模刃口尺寸时，应按落料与冲孔两种情况分别进行。由此，在确定模具刃口尺寸及其制造公差时，需遵循以下原则：
（I）落料时以凹模尺寸为基准，即先确定凹模刃口尺寸；考虑到凹模刃口尺寸在使用过程中因磨损而增大，固落料件的基本尺寸应取工件尺寸公差范围较小尺寸，而落料凸模的基本尺寸则按凹模基本尺寸减最小初始间隙；
（II）冲孔时以凸模尺寸为基准，即先确定凸模刃口尺寸，考虑到凸模尺寸在使用过程中因磨损而减小，固冲孔件的基本尺寸应取工件尺寸公差范围内的较大尺寸，而冲孔凹模的基本尺寸则按凸模基本尺寸加最小初始间隙；
（III）凸模与凹模的制造公差，根据工件的要求而定，一般取比工件精度高
2~3级的精度，考虑到凹模比凸模的加工稍难，凹模比凸模低一级。
a): 落料凹模刃口尺寸。按磨损情况分类计算：
i)凹模磨损后增大的尺寸，按《冷冲压工艺及模具设计》公式：D A =(D max -X △);计算，取 δA =△/4，制件精度为IT14级，故X=0.5
60012.0-: D A1 =(60-0.5×0.12 )12.00
+=59.94012.00+ （㎜） 14007
.0-: D A2=（14-0.5×0.07）01.00+=13.9701.00+ （㎜） 60048
.0-: D A3=（6-0.5×0.048）008.00+=5.98008.00+ （㎜） 50048
.0-: D A4=（5-0.5×0.048）008.00+=4.98008.00+（㎜） 冲裁间隙影响冲裁件质量，在正常冲裁情况下，间隙对冲裁力的影响并不大，但间隙对卸力、推件力的影响却较大。间隙是影响模具寿命的主要因素。间隙的大小则直接影响到摩擦的大小，在满足冲裁件质量的前提下，间隙一般取偏大值，这样可以降低冲裁力和提高模具寿命。
查《冷冲压工艺及模具设计》表3-3可知Z max =0.360㎜ , Z min =0.246㎜ 相应凸模按凹模实际尺寸配作，保证最小合理间隙为0.246mm
冲孔凸模刃口尺寸。冲孔凸模为圆形，可按《冷冲压工艺及模具设计》公式d T =(d min +x △)0-
计算，取δT =△/4，制件精度为IT14级，故X=0.5 1207.00+: d T1=(12+0.5×0.07)0
007.0-=12.040007.0-
6 设计选用零件、部件，绘制模具总装草图
6.1 凹模设计
凹模的结构形式和固定方法：凹模采用矩形板状结构和通过用螺钉、销钉固定在凹模固定板内，其螺钉与销钉与凹模孔壁间距不能太小否则会影响模具强度和寿命，其值可查《冷冲压工艺及模具设计》表3-23。
凹模刃口的结构形式：因冲件的批量较大，考虑凹模有磨损和保证冲件的质量，凹模刃口采用直刃壁结构，刃壁高度取6mm, 漏料部分沿刃口轮廓单边扩大0.5 mm
凹模轮廓尺寸的确定：
查《冷冲压工艺及模具设计》表3-24，得：K=0.22;
查《冷冲压工艺及模具设计》表3-25, 得: s 2=36;
凹模厚度H=ks=0.28×58=16.24（㎜）
B=s+（2.5～4.0）H
=60+（2.5～4.0）×13.2 =93～112.8 （㎜）
L=s
1+2s
2
=51.2+2×36
=123.2 （㎜）
根据算得的凹模轮廓尺寸，选取与计算值相接近的标准凹模板轮廓尺寸为L ×B×H=125×125×28.5（㎜）
凹模材料和技术要求：凹模的材料选用T10A。工件部分淬硬至HRC58~62。外轮廓棱角要倒钝。
如图2所示：
图2 落料凹模
6.2 凸模设计
6.2.1 凸模的结构形式与固定方法
冲孔部分的凸模刃口尺寸为圆形，为了便于凸模和固定板的加工，将冲孔凸模设计成台阶式。
为了保证强度、刚度及便于加工与装配，圆形凸模常做成圆滑过渡的阶梯形，小端圆柱部分。是具有锋利刃口的工作部分，中间圆柱部分是安装部分，它与固
【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)
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
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。
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。
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；
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
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。
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。
目录 一、止动件零件冲压工艺及模具课程设计任务书 (3) 二、止动件冲裁工艺性分析 (4) 三、工艺方案及模具结构类型确定 (5) 四、排样设计 (6) 五、计算材料的利用率 (7) 六、冲裁力与压力中心的计算 (8) 七、凸凹模刃口计算 (11) 八、模具设计及其它零件设计 (13) 九、模具装配图及零件图 (17)
一、止动件零件冲压工艺及模具课程设计任务书 设计题目：“止动件”零件冲压工艺及模具设计 内容及任务： 一、设计的主要技术参数：见产品图； 二、设计任务：完成该产品的冲压工艺方案、设计说明书、模具装配图及工 作零件图； 三、设计工作量： ●制定冲压工艺方案 ●模具总图一张，凸模及凹模零件图2张 ●设计说明书一份，20页左右 四、设计要求： 1.图纸用CAD绘制并交纸质图及电子档 2.本任务书应与说明书、图纸一同装订成册，并加封面，装入资料袋中， 否则不接收 3.设计必须认真仔细，允许讨论，但严禁抄袭、复制或复印 名称：止动件批量：大批量材料：Q235 厚度：2mm
二、止动件冲裁工艺性分析 ①材料：该冲裁件的材料为Q235普通碳钢，具有较好的可冲压性能。 ②零件结构：该冲裁件结构简单，形象应力也较为简单，并在转角有四处R2圆角，没有凸角，比较适合冲裁。同时，在零件中部有两个对称的规则圆孔Φ10，并且圆孔直径满足直径落料冲裁最小孔径：min d ≥1.2t(查冲压工艺及模具设计 表3-8)，min d =2.4mm 的要 求。另外圆孔和工件外形之间的距离为7mm 。满足冲裁最小间距min l ≥1.5t=3mm 的要求，所以该零件的结构满足冲裁要求。 ③尺寸精度分析：零件上所有未标注的尺寸，属于自由尺寸，按照规定按照IT14级确定工件公差。孔边距12mm 的偏差为-0.11mm ，属于11级精度。查公差表可得各尺寸为： 零件外形尺寸: 6574.0-mm 、24052.0-mm 、30052.0-mm 、R30052.0- mm 、R2025.0-mm 零件内形尺寸: Φ1036.00+ mm 孔中心距：3731.031.0+ -mm 结论:此零件适合运用普通冲裁的加工。
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
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 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： 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），故可以考虑复合冲压工序。 3、精度零件外形：80±属于10级精度，60±属于9级精度。零件内形: 16060.00 Φ+属9级精度。孔间距：42±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表取r=。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产的需求。方案②只需要一套模具，冲压件的形位精度和尺寸易于保证，且生产效率也高。尽管模具结构较方案一复杂，但由于零件的几何形状简单对称，模具制造并不困难。方案③也只需要一套模具，生产效率高，但零件的冲压精度不易保证。通过以上三种方案的分析比较，对该冲压件生产以采用放案②为佳。