冲压工艺与模具设计
课程设计
题目圆形垫片冲压工艺与模具设计姓名
指导老师
2013.11.14
目录
第一章概述 (3)
第二章冲压件工艺设计 (5)
第三章工艺计算 (10)
第四章冲压模具设计 (15)
第五章选定冲压设备 (20)
第一章绪论
1.1 冲压概述
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，从而获得所需要零件的一种压力加工方法。
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。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。冲压可加工出尺寸范围较大、形状较复杂的零件，如小到钟表的秒表，大到汽车纵梁、覆盖件等，加上冲压时材料的冷变形硬化效应，冲压的强度和刚度均较高。
冲压加工所使用的模具一般具有专用性，有时一个复杂零件需要数套模具才能加工成形，且模具制造的精度高，技术要求高，是技术密集型产品。所以，只有在冲压件生产批量较大的情况下，冲压加工的优点才能充分体现，从而获得较好的经济效益的。
冲压加工也存在着一些问题和缺点。主要表现在冲压加工时产生的噪音和振动两种公害，而且操作者的安全事故时有发生。不过，这些问题并不完全是由于冲压加工工艺及模具本身带来的，而主要是由于传统的冲压设备及落后的手工操作造成的。随着科学技术的进步，特别是计算机技术的发展，随着机电一体化技术的进步，这些问题一定会尽快而完善的得到解决。
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。
1.2 工艺发展现状
目前，我国冲压技术与先进工业发达国家相比还相当落后，主要原因是我国在冲压基础理论及成形工艺、模具标准化、模具设计、模具制造工艺及设备等方面与工业发达国家尚有相当大的差距，导致我国模具在寿命、效率、加工精度、生产周期等方面与先进工业发达国家的模具相比差距相当大。
随着工业产品质量的不断提高，冲压产品生产正呈现多品种、少批量，复杂、大型、精密，更新换代速度快的变化特点，冲压模具正向高效、精密、长寿命、大型化方向发展。为适应市场变化，随着计算机技术和制造技术的迅速发展，冲压模具设计与制造技术正由手工设计、依靠人工经验和常规机械加工技术向以计算机辅助设计（CAD）、数
控切削加工、数控电加工为核心的计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）技术转变。
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。
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。
第二章冲压件工艺设计
一、冲压零件的工艺性分析
1．冲压件的形状、尺寸和尺寸精度如图所示
零件的尺寸精度等级可以按照零件的基本尺寸进行确定，见表2-1。
表2-1 冲裁件内外形所能达到的精度（mm）
零件的冲孔和外边尺寸精度和公差值图中已给出，可由表2-1，圆形孔按照IT11级选取公差值，落料选取IT11级公差值。
2．原材料性能
Q235普通碳素结构钢是一种钢材的材质。
Q代表的是这种材质的屈服极限，后面的235，就是指这种材质的屈服值，在
235MPa左右。并会随着材质的厚度的增加而使其屈服值减小（板厚/直径≤
16mm，屈服强度为235MPa；16mm<板厚/直径≤40mm，屈服强度为225MPa；40mm<
板厚/直径≤60mm，屈服强度为215MPa；60mm<板厚/直径≤100mm，屈服强度
为205MPa；100mm<板厚/直径≤150mm，屈服强度为195MPa；150mm<板厚/直径
≤200mm，屈服强度为185MPa）。由于含碳适中，综合性能较好，强度、塑性
和焊接等性能得到较好配合，用途最广泛。
由Q+数字+质量等级符号+脱氧方法符号组成。它的钢号冠以”Q“，代表钢材
的屈服点，后面的数字表示屈服点数值，单位是MPa例如Q235表示屈服应力
（σs)为235 MPa的碳素结构钢。
必要时钢号后面可标出表示质量等级和脱氧方法的符号。质量等级符号分别为
A、B、C、D。脱氧方法符号：F表示沸腾钢；b表示半镇静钢：Z表示镇静钢；
TZ表示特殊镇静钢，镇静钢可不标符号，即Z和TZ都可不标。例如Q235-AF
表示A级沸腾钢。
专门用途的碳素钢，例如桥梁钢、船用钢等，基本上采用碳素结构钢的表示方
法，但在钢号最后附加表示用途的字母。
二、工艺方案的确定
（一）制定工艺方案
由零件图可分析出该工件包括冲孔和落料两个基本工序，有以下三种工艺方案：方案一：先冲孔、后落料，采用单工序生产。
方案二：先冲孔、后落料，采用复合生产。
方案三：先冲孔、后落料，采用级进生产。
单工序模、级进模和复合模的适用范围见2-3。
方案一模具结构简单，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，难以满足大批量的生产要求。
方案二和方案三对于该零件都可以采用，但由于孔心距尺寸和零件四边的圆弧精度要求高，为更好地保证尺寸精度，最后确定用复合冲裁的方式进行生产。
由于工件结构相对简单所以制作一个复合模的成本要比制作级进模的成本要高，考虑到经济情况，本设计选取方案二复合工序生产。
（二）制定工艺方案的基本步骤
1、此冲压件需要冲孔加落料。按大批量（年纲领）、模具结构的可能性、产品精度要求、生产的经济性、生产现场的设备、技术、人员条件、确定是采取复合工序生产或连续模生产。经分析比较各方案，选出经济上合理、技术上可行的最佳方案为复合工序生产。
2、工艺流程：入料-递进-冲孔-落料-递进-冲孔-落料依次进行
第三章 工艺计算
根据零件图得出零件最大直径为30，由于要冲孔加落料，为了加强板料强度使冲孔落料顺利进行，尺寸精度得到保证，因此要给板料加上搭边来增强板料强度，确定为毛坯尺寸为宽40的条料。
1． 冲裁件在条料、带料或者板料上的布置方法叫做排样。排样是冲裁模设计中的
一项极其重要的工作。排样方案对材料利用率、冲裁件质量、生产率、模具结构与寿命等都有重要影响。
根据材料的合理利用情况，条料排样方法可分为以下几种方式： （1）有废料排样
沿冲件外形冲裁，在冲件周边都留有搭边。冲件尺寸完全由冲模来保证，因此冲件精度高，模具寿命高，但材料利用率低。
（2）少废料排样
沿冲件部分外形切断或冲裁，只在冲件之间或冲件与条料侧边之间留有搭边。因受剪切条料质量和定位误差的影响，其冲件质量差，模具寿命较方案一低，但材料利用率稍高，冲模结构简单。 （3）无废料排样
沿直线或曲线切断条料而获得冲件，无任何搭边。冲件的质量和模具寿命更低一些，但材料利用率最高。
对于有废料排样和少废料、无废料排样还可以进一步按冲裁件在条料上的布置方式可以分为：直排、竖排、直对排、冲裁搭边等。由于所给冲裁零件为矩形垫片，结合其自身结构，故可选用有废料排样和少废料排样两种方案。 2． 材料的利用率
一个步距内的材料利用率为
η=
%100S
0??B A （3-4）
一、毛坯尺寸和形状的确定
二、排样设计
式中：A —一个步距内冲裁件的实际面积，mm 2
；B —条料宽度，mm ；S —步距，mm ；
η=
%9.69%10031
6.325
.706%100S
0=??=
??B A
若考虑到料头、料尾和边余料的消耗，则一张板料（或带料、条料）上总的材料利用率总η为
%1001
?=
BL
nA 总η （3-5） 式中： n —一张板料（或带料、条料）上的冲裁件总数目；1A —一个冲裁件的实际面积，mm 2
；B —板料（或带料、条料）宽度，mm ；L —板料（或带料、条料）长度，mm 。
3． 搭边
根据下表,材料厚度为1.2mm,为圆形,选择a1为1.0mm,a 为1.2mm.
4． 条料宽度
本设计采用有侧压装置的模具，条料能始终沿基准导料送料，条料宽度B 按下列公式计算：
条料宽度： 0
0max (+2a+)B D Z -?-?= （3-2）
导料板间距离： A=B+Z=D max +2a+2Z （3-3）
式中：0
?-B —条料宽度，mm ；D max —为冲裁件垂直于送料方向的最大尺寸，mm ；
a —侧面搭边值，mm ；?—条料宽度偏差，mm ，其值可查下列表3-2；Z —导
料板与最宽条料之间的间隙，mm ，其最小值见表3-3。
mm
mm Z a D B 6.325.02.12302max 0
=+?+=++=?-
表3-2 条料宽度偏差? (mm)
表3-3 导料板与最宽条料件的最小间隙Z （mm ）
5．绘制排样图
上述工作做完之后，应用排样图的形式表达出来，排样图上要求标注搭边a 、侧搭边b 、进距L 和材料的宽度B 。
图2.6 排样图
冲裁时，凸模所承受的最大压力，包括施加给板料的正压力和摩擦阻力,同时，材料也对凸模产生反作用力，通常我们把这种反作用力称为抗力。材料对凸模的最大抗力就是冲裁力，它是选择压力机和设计模具的重要依据之一，为了正确选择压力机和设计模具，就必须计算冲裁力。
用一般平刃冲裁时，其冲裁力F 一般按下列公式计算：
b KLt F
τ= （3-7）
式中：F —冲裁力，N ；L —冲裁周边长度，mm ；t —材料厚度，mm ；b τ—材料剪切强度，MPa ；K —安全系数，系数K 是考虑到实际生产中，模具间隙值的波动和不均匀、刃口的磨损、板料力学性能和厚度波动等因素的影响而给出的修正系数，一般取3.1=K 。
1. 冲孔力
19985170*2.1*24*14.3*3.11≈==b KLt F τ
2. 落料力
24982170*2.1*30*14.3*3.12≈==b KLt F τ
3. 卸料力
三、冲压工艺力计算
卸下包在凸模上材料所需的力叫卸料力，其计算公式为
F K F X X = （3-8）
80019985*04.0≈==F K F X X
查表可取K x 为0.04。
4. 推件力
顺着冲裁方向推出卡在凹模里的材料所需要的力叫做推件力，其计算公式为
T T F nK F = （3-9）
式中：T K —分别为卸料力、推件力、顶件力系数，见表3-4；n —同时梗塞在凹模内的工件（或废料）数，t h n /= ；h —凹模洞口的直壁高度，mm ，见表；t —材料厚度，mm 。
由于材料厚度为1.2mm ，由表在1.0~2.5mm 之间，刃口高度h ≥6mm ，取h =6mm ，则：
n=h/t=6/1.2=5
故推件力：
T T F nK F ==5*0.055*24982=6870
5. 总冲压力计算
因采用弹性卸料装置和下出料方式的复合模，故总冲压力计算公式为：
T X z F F F F ++= （3-10） 故冲压工艺总力为：
T X z F F F F ++==19985+24982+800+6870=52637N
冲压合力的作用点称为冲模的压力中心。设计冲裁模时，应该使冲裁模的压力中心与压力机滑块的中心想重合，即冲裁模的模柄中心应该与冲裁模的压力中心一致，以保证冲裁模在压力机上正常、平衡地进行重制工作。若无法使压力中心与滑块中心线完全重合，则设计中考虑采取平衡偏心载荷的措施，但偏载力要控制在尽可能小的范围内，且偏心距离不应该超过冲裁模的模柄尺寸。
由于本次设计的圆形垫片是中心对称，采用复合模冲裁，所以模具压力中心就是垫片的中心。
1. 间隙的选择
冲裁件的质量主要通过断面质量、尺寸精度和表面平直度来判断。在影响冲裁件质量的诸多因素中，间隙是主要的因素之一。
断面质量的影响 间隙合适时，冲裁时上下刃口出所产生的剪切裂纹基本重合，这时光面约占板厚的二分之一到三分之一，切断面的塌角、毛刺和斜度均很小，完全可以满足一般冲裁要求的断面质量。
尺寸精度影响 间隙均匀，冲裁件的翘曲小，冲裁件的弹性变形绝对量较小。间隙较大时，材料所受的拉伸作用增大，冲裁后材料的弹性回复，使落料尺寸小于凹模尺寸，冲孔件尺寸大于凸模尺寸。
冲裁力的影响 随间隙的增大，冲裁力有一定程度的降低，卸料力和推件力都显著减小。
四、确定模具压力中心
五、计算凸、凹模工作部分尺寸及公差
模具寿命的影响 当间隙过小时，垂直力和侧压力增大，摩擦力增大，加剧模具刃口的磨损。
该零件为Q235，料厚为1.2mm ，经查表得间隙值Z min 为0.126mm ，Z max 为0.180mm 。
2. 落料模刃口尺寸计算
凸模与凹模采用分别加工法，该法凹、凸模便于成批制造，而且具有互换性，制造周期短。
零件尺寸：查表3-7可得min Z =0.126mm ，max Z =0.180mm ，由附表可查得落料?为-0.22mm ，查表3-8可得X =0.5mm ，，由表3-9得制造偏差相等且为p δ=0.020mm ，
d δ=0.025mm 。
校核间隙：
mm mm d D 045.0)025.0020.0(=+=+δδ≤max Z -min Z =0.054 符合条件。
设工件的尺寸为0
?-D ，根据计算原则，落料时以凹模为设计标准。首先确定凹模尺寸，使凹模的基本尺寸接近或等于工件轮廓的最小极限尺寸；凹模尺寸减去最小合理间隙值即得到凸模尺寸。
d
x D D d δ
+?-=0
max ）（ （3-12） 0
min )(p Z D D d p δ--= （3-13） 将已知和查表数据代入公式，即得刃口尺寸：
mm
mm Z
D D mm mm x D D p
d d p d 0
020
.00
020
.00
min 025
.00025.00
0max 599
.29）
126.0725.29（)(725.29）22.05.030（）（---+++=-=-==?-=?-=δδ
3. 冲孔模刃口尺寸计算
设冲孔尺寸为?
+0d ，根据计算原则，冲孔时以凸模为设计基准。首先确定凸模尺寸，
是凸模的基本尺寸接近或等于工件轮廓的最大极限尺寸；将凹模尺寸增大最小合理间隙值即得到凹模尺寸。
min p x d d p δ-?+=）（ (3-14)
d
Z d d p d δ++=0
min )( (3-15)
mm
mm Z
d d mm
mm x d d d
p p d p 025.00
025.00
min 0020.00020.00min 186
.24）
126.006.24（)(06.24）12.05.024（）（+++---=+=+==?+=?+=δδ
表3-8 磨损系数x
表3-9规则形状（圆形、方形）冲裁时凸、凹模的制造偏差（mm）
第四章冲压模具设计
一、冲压模具的总体设计
冲压模的总体设计是具体结构设计的基础，总体设计的任务主要包括：
1．模具类型的确定，包括正装或倒装。
复合模可在压力机的一次行程中，在一副模具的同一位置上完成数道冲压工
序，压力机一次行程一般得到一个冲压件。复合模按工作零件的安装位置不
同，分为正装式复合模和倒装式复合模。
正装式复合模：该模具采用在下模座底下的弹顶器推动顶杆和顶块件，顶件
力的大小容易调节，可获得较大的顶件力。工作时，板料是在压紧的状态下
分离的，因此冲出的冲件平直度较高。但冲孔废料落在下模工作面上不易清
除，有可能影响操作和安全，从而影响了生产率。适用于冲制材料较软或板
料较薄的平面度要求较高的冲裁件。
倒装式复合模：冲孔废料直接由冲孔凸模从凸凹模内推下，其结构简单，操
作方便。用于冲裁较硬或厚度大于0.3mm的板料。结构简单，卸件可靠，便
于操作。
综上，圆形垫片精度要求较高，大批量生产，为保证生产的效率和操作的简
单可靠，故本设计采用倒装式复合模。
2．操作方式、进出料方式的确定；
由于生产方案选择使用复合模，冲裁零件为大批量生产，为满足生产要求，提高效率，故本设计采用自动送料方式。
3．定位、卸料、推件、导向、联接固定等形式的确定；
3.1定位
(1)条料横向定位
方案一：采用导料板，在固定卸料式冲模和级进冲裁模中，条料的横向定位采用导料板。
方案二：采用导料销，在复合冲裁模上通常采用导料销进行导料，使用的优点是对条料的宽度没有严格要求，且可以使用边角料。
方案三：采用侧压装置，在一侧导料板上装有两个横向弹顶元件，组成侧压装置。在复合模上设置侧压装置后将迫使条料在送进时，始终紧贴基准导料板，可减小送料误差，提高工件的内形与外形的位置尺寸精度。自动送料的模具不宜采用侧压装置。
由上述三种方案进行对比可知，该生产为倒装式复合模生产，而且是自动送料，大批量生产，所以选用方案二采用导料销装置为宜。
(2) 条料纵向定位
方案一：采用固定挡料销，固定挡料销主要用于落料模与顺装复合模上，在2~3个工位的简单级进模上有时也选用。采用固定挡料销定距时，若模具为弹性卸料放水，卸料板上要避让孔，以防卸料板与挡料销碰撞。
方案二：活动挡料销，它是一种可以伸缩的挡料销，其通常安装在倒装落料模或者复合模的弹压卸料板上。
方案三：导正销，导正就是用装于上模的导正销插入条料上的导料孔，以矫正条料的位置，保持凸模、凹模和工序件三者之间具有正确的相对位置。当内形与外形的位置精度要求较高时，可设置导料销提高定距精度，其可以用于级进模上对条料工艺孔的导正。
由以上三种方案综合分析，该生产是倒装式复合模且采用弹性卸料板，故选方案二活动挡料销为最佳。
1.2卸料
(1) 卸料方式的确定
卸料是指把冲裁件或者废料从凸模上卸下来，其卸料方式有固定卸料、弹压卸料方式。
固定卸料板方式，常用于较硬、较厚且精度要求不高的工件冲裁后卸料。
当卸料板只起卸料作用时与凸模的间隙随材料厚度的增加而增大，单边间隙取（0.2~0.5）t。当固定卸料板还要起到对凸模的导向作用时卸料板与凸模的配合间隙应该小于冲裁间隙。此时要求凸模卸料时不能完全脱离卸料板。主要用于卸料力较大、材料厚度大于2mm且模具结构为倒装的场合。
弹压卸料板具有卸料和压料的双重作用，卸料力小，主要用于料厚小于或等于2mm的板料由于有压料作用，冲件比较平整。卸料板与凸模之间的单边间隙选择（0.1~0.2）t,若弹压卸料板还要起对凸模导向作用时，二者的配合间隙应小
对于料厚为1.2mm的冲裁零件，且无卸料力，由于弹压卸料模具比刚性卸料模具方便，操作者可以看见条料在模具中的送进动态，且弹性卸料板对工件施加的是柔性力，所得冲裁零件质量较好，平面度较高，故本设计可采用弹压卸料方式。
(2) 出料方式的确定
因采用复合模生产，采用向下出件
1.3导向
方案一：导板式导向装置导板导向装置分为固定导板和弹压导板两种。
方案二：导柱导套式导向装置最常用的导向装置，是连接上下模的重要零件，能保持冲裁间隙，减少冲裁时冲压设备对模具的不良影响，并且可承受冲裁时产生的侧向力，避免由于侧向力的作用使凸、凹模跑偏，发生模具崩刃，设备损坏及人身安全事故。此外，导柱导套为模具的调整和维修也提供了方便。
（1）采用中间导柱模架，导柱分布在矩形凹模的对称中心线上，两个导柱的直径不同，可避免上模与下模装错而发生啃模事件。适用于单工序模和工位少的级进模。
（2）采用后侧导柱模架，导柱分布在模座的后侧，且直径相同。其优点是工作面敞开，适用大件边缘冲裁。其缺点是刚性与安全性最差，工作不够稳定，常用于小型冲模。
（3）采用对角导柱模架，导柱分布在举行凹模的对角线上，既可以横向
送料，又可以纵向送料。适用于各种冲裁模使用，特别适合级进冲裁模
使用。为避免上、下模的方向装错，两导柱直径制成一大一小。
（4）采用四导柱模架，4个导柱分布在矩形凹模的两对角线上。模架刚
性好，导向非常平稳，但价格较高。一般用于大型冲模和要求模具刚性
与精度很高的精密冲裁模，以及同时要求模具寿命很高的多工位自动级
进模。
方案三：滚珠导向装置是一种无间隙导向，精度高，寿命长，适用于精
密冲裁模、硬质合金模、高速冲模以及其它精密模具上。
由于生产的冲裁零件使用复合模冲裁，大批量生产，结合模具结构形式
和送料方式，为提高模具寿命和工件质量，且该冲裁属于普通冲裁，并
考虑到经济原则，故选用方案二中对角导柱导套式导向装置。
4．模具外形尺寸的确定。
（一）模具类型的确定
表4.1是几种模具类型的比较，具体采用哪种模具类型，应根据冲压件的结构尺寸、精度要求、生产批量、模具加工条件等。
表4.1 单工序模、级进模和复合模的比较
（二）模具外形尺寸的确定
对于冲裁模来说，其外形尺寸包括模柄尺寸、模具闭合高度、模座俯视尺寸。这三个尺寸的确定都与所选的冲床的规格有密切关系，必须相互协调。
二、模具主要零件结构设计及标准的选用
一副模具，不论其结构复杂如否，按照组成零件功能的不同，都可以分为工作零件，定位零件，出件零件，导向零件以及固定及支撑用零件五大部分。国家标准中，模具的典型组合都应包括这五部分零件。
要想得到一副模具，就必须将上面各个零件全部设计并加工出来。冷冲模中已有一部分零件是标准件，如凹模板、模柄、模座、导柱、导套、卸料螺钉、导正销、侧刃、螺钉、销钉等，对于这些标准件，只需按一定的条件选用，而对于非标准件，则需进行设计，具体各零件的设计方法及标准件的选用参考《冲压设计手册》。
第五章选定冲压设备
将模具安装在压力机上，依靠压力机实现上模运动、提供冲压力、完成冲压工作。这就要求正确地选择压力机的形式、力、功率、台面尺寸、装模高度、刚度等，它们直接关系列产品质量、模具寿命、冲压效率和生产成本，对安全操作也有着重大影响。冲压设备的选择主要取决于工艺要求和生产批量及原材料性能等因素。冲压设备规格的选定，主要取决于工艺参数及模具结构尺寸。
一、冲模与压力机尺寸的协调关系
冲压用压力机的种类很多，有开式曲柄压力机、闭式曲柄压力机等，中小型的普通冲模多采用开式曲柄压力机。模具与压力机之间应满足下述的尺寸关系：
1．上模座与滑块
上模座的平面尺寸一般不应超过滑块的下平面尺寸。
2．下模座与工作台台面
下模是通过下模座安装在压力机工作台台面上的。为了留有固定下模座的余地，下模座的平面尺寸应小于压力机工作台台面尺寸，一般压力机工作台台面尺寸比下模座大约大50～70mm。当冲压件或废料的外廓尺寸大于压力机工作台上的漏料孔尺寸时，冲压件和废料就不能从漏料孔漏出，应采用相应的出件或出料机构，保证工序料可靠出模。
3．装模高度和闭合高度之间
当压力机滑块在行程下极点时，压力机工作台面到滑块下平面的距离叫做压力机的装模高度。由于压力机的连秆长度可以调节，影响滑块的下极点位置，所以，压力机的装模高度随连杆长度增加而减小。连杆长度最小时对应的装模高度最大，称之为压力机的最大装模高度Hmax，连杆长度最大时对应的装模高度最小，称之为压力机的最小装模高度Hmin。设冲模的闭合高度为A，压力机备用垫扳厚度为A1，冲模闭合高度与压力机装模高度之间应满足如下关系：
Hmax一5mm ＞ A ＞Hmin+10mm
这样才可将冲模安装在压力机上。
二、压力机主要技术参数与模具关系
冲压工作是将冲压模具置于压力机上进行的，因而模具的设计要与压力机的主要参数
（一）设计任务： 工件为垫圈，材料为Q235钢，精度要求为IT11~IT12，尺寸如下图所示，设计一套冲压模具，大批量生产。 （二） 零件工艺性分析： 1．结构与尺寸分析： 零件结构简单，形状对称，零件中部圆孔直径为22mm ，满足冲裁最小孔径 mm t d 30.1min =≥的要求；孔与零件边缘间的最小孔边距为21mm ，满足冲裁 件最小孔边距mm t l 5.45.1min =≥的要求，因此，零件的结构满足冲裁的要求。 2．材料分析： Q235为普通碳素结构钢，具有较好的冲裁成形性能。 3．精度分析： 零件的精度要求为IT11~IT12，取精度为IT11，模具按精度IT7~IT8计算，普通冲裁即可满足图样要求。 由以上分析可知，该零件工艺性较好，可以进行冲裁加工。 （三）冲裁工艺方案的确定 零件为落料冲孔件， 可采用落料－冲孔复合冲压，采用复合模生产。该方案只需要一
副模具，冲压件的形位精度和尺寸精度易保证，且生产效率高。 （四）确定模具总体结构方案 1．模具类型 根据之前确定的零件冲裁工艺方案，采用倒装式复合冲裁模。 2．操作与定位方式 为降低成本，可采用手工送料方式。板料定位靠导料销和橡皮顶的活动挡料销完成，因为该模具采用的是条料，采用导料板控制材料的送进方向。 3．卸料与出件方式 冲压完毕后，打杆推动推板，推杆和推件块将零件从凹模中推出。冲孔废料则从凸凹模孔通过工作台孔落下。 4．导向方式 根据零件尺寸大小，该模具为中小型模，采用滑动导柱导套导向。 5. 模架类型及精度 考虑到零件的结构特点，采用后侧导柱模架。 （五）零件工艺计算 1、排样设计与计算 （1）、分析零件形状，并考虑到定位方便，采用单行直排； （2）、.搭边值确定：查表2-9得，a=3mm b=2.5 （3）、条料宽度和导板间距的计算：
课程设计 （说 明 书） 题 目：垫片模具设计 姓 名： 印小莉 学 号： 070708239 常熟理工学院 2010 年 11月
目录 第1章垫片图纸及技术要求 1.1零件图 1.2技术要求 第2章冲压工艺与模具设计 2.1冲裁的工艺分析 2.2确定冲裁工艺方案及模具结构形式 2.3冲压模具的设计计算 2.3.1排样方式的确定及其计算 2.3．2冲压力的计算 2.3.3压力中心的确定及相关计算 2.3.4模具刃口尺寸计算 2.3.5确定各主要零件的外形尺寸 2.4绘制冲模总装图 第3章主要零件及其他零件设计选取 3.1 主要零件设计 3.1.1 工作零件结构设计 3.1.2 定位零件设计 3.2 其他零部件结构设计 3.2.1导料板的设计 3.2.2卸料部件的设计 3.2.3推件装置 3.2.4模架的选择 3.2.5其他标准件的选择 第5章结论 参考文献
第1章垫片图纸及技术要求 工件名称：垫片 工件简图：如图所示。 材料：Q235 材料厚度：1.5mm 技术要求：零件的精度要求公差等级均为IT110
标准公差表 注：基本尺寸小于1mm时，无IT14至IT18。
第2章冲压工艺与模具设计 2.1 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，具有良好的冲压性能，适合冲裁。工件结构相对简单，有两个φ10mm的孔；孔与孔、孔与边缘之间的距离也满足要求，最小壁厚为6mm(φ10mm的孔与R10mm外圆之间的壁厚)。此零件厚度小，形状简单，要求设计的模具具有高精度和高成型效率。，普通冲裁完全能满足要求。 2．2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，工件精度要求高，生产批量大，表面要求平整，并且零件的几何形状简单对称，模具制造也并不困难。方案三也只需一副模具，生产效率高，操作方便，但工件的精度要求不容易满足。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二为佳。 但是复合模具在设计过程中应注意以下问题： （1）复合模在模具的同一位置上完成两道或两道以上的工序，模具结构较复
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 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
垫片冲压模具设计 摘要 本次设计了一套落料、冲孔的模具。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，采用落料、冲孔工序。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，接着是对冲压件的工艺分析，完成了工艺方案的确定。第二部分，对零件排样图的设计，完成了材料利用率的计算。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倒装复合模的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。 关键词：冲压模，复合模，连接片，冲裁间隙
GASKET STAMPING MOULD DESIGN ABSTRACT The design of a set of blanking and punching mold. Through referring to information, first of all, I should analysis the process. Through process analysis and comparison, I use blanking and punching process. Through the blanking force, the top piece, and the discharge power to determine the model press. Further analysis of the stamping dies for processing the application to select the desired type of mold design. The mold will be designed to draw upon the type of mold parts of the work expressed in the design process. In the first part of the document mainly describes the development of stamping die, stamping die illustrate the importance and significance of this design, and then stamping parts of the process analysis, completed a process to identify programs. The second part of the nesting parts of the design plans to complete the calculation of the utilization of the material further edge blanking process of calculation and Die Design and Calculation of the work of some of the stamping equipment to provide a basis to choose. Finally, the main components of standard design and the choice of design-based mapping tool and provide a basis for forming mold, as well as the assembly drawing to provide the basis of the size. Through the draw in front of mold design and assembly of the parts diagram Fig. The design tells the structure of compound mold design and working process. Reliable performance of the mold, smooth running, improved product quality and production efficiency, reduce labor intensity and production costs. Key words: Blanking, Punching, Mold, Mold gap
冲压工艺与模具设计课程设计说明书 学校:十堰职业技术学院 专业:模具设计与制造 姓名:刘汉荣 学号:2009623022 分数: 目录 一、摘要————————————————————————— 二、冲压工件分析————————————————————— 三、冲压工件工艺方案的分析及确定————————————— 四、在此方案下的派样方式与计算—————————————— 五、主要设计的计算————————————————————(1压力的计算——————————————————— (2压力计算的初步选定——————————————— (3此方案下的模具采用什么结构——————————— (4模具工作部位的————————————————— a>尺寸计算——————————————————— b>凸模刃口——————————————————— c>凹模刃口———————————————————
d>压件器及卸料板———————————————— 六、模具其他零件的设计与计算——————————————— (1模架的选择——————————————————— (2定位零件———————————————————— (3固定及连接零件————————————————— (4模具材料的选择————————————————— (5模具的校核——————————————————— 七、心得体会——————————————————————— 八、参考文献——————————————————————— 一、摘要 冲压是金属成型的一种重要方法,它主要是用于材质较软的金属材料成型,可一次性成型复杂形状的精密制件。本设计是一个折弯和冲孔结合的零件成形。 本设计对工件进行了级进模设计,利用CAD 、UG软件对工件进行了设计绘图,明确了设计思路,确定了正确的冲压成型工艺过程并对各个具体部分进行了计算与校核,如此设计出的结构可确保模具工作运行可靠,保证了与其他部件的配合。并绘制了模具的装配图和零件图。 本课题通过对工件的冲压模具的设计,巩固和深化了我们所学的知识。取得了满意的效果,达到了预期的设计意图。 二、冲压工件的分析
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：
目录 目录 (1) 1. 工件的冲压工艺设计 (2) 1.1工艺分析 (2) 1.2确定工艺方案 (3) 1.3工艺计算 (5) 1.4凸模凹模凸凹模刃口及结构尺寸计算 (9) 1.5其他模具零部件的选择 (13) 2.装配图 (14) 3.小结 (14) 4.参考文献 (15)
1. 工件的冲压工艺设计 1.1工艺分析 冲压件的工艺性是指从冲压工艺方面来衡量零件设计是否合理。一般来讲，满足使用要求的条件下，能以最简单、最经济的方法将工件加工出来，就说明该件的冲压工艺性好，否则，该件的冲压工艺性就差。工艺性的好坏是相对的，他直接受到工厂的冲压技术水平和设备条件的影响。 该零件尺寸中，未注公差按照IT13确定工件尺寸的公差。查公 差表，则其外形尺寸为被包容尺寸00.3942mm -,00.3933mm -,0 0.229.6mm - 零件简图：如图所示
零件名称: 典型盖板件 上产批量: 中批量生产（10万件） 材料：Q235钢 厚度：2mm 1.2确定工艺方案 确定工艺方案就是确定冲压件的工艺路线，主要包括冲压工序数、工序的组合和顺序等。确定合理的冲裁工艺方案应对不同的工艺方案进行全面的分析与研究。在选择工艺时，一般要考虑模具的结构形式，比较其综合的经济技术效果，选择一个合理的冲压工艺方案。 在确定冲压件的工艺路线时，应主要考虑以下几个方面：冲压零件的几何形状、尺寸大小、精度等级、生产批量、加工零件时操作的难易程度、模具的加工成本及时间等。 经分析该零件属于大批量生产，形状简单，工艺性较好、冲压件
尺寸精度较高。冲压该零件需要的基本工序有落料和冲孔。 方案一：先落料，再冲孔，采用单工序模生产。 方案二：落料和冲孔复合冲压，采用复合模生产。 方案三：冲孔落料连续冲压，采用级进模（连续模）生产。 方案一单工序模具结构简单，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或级进冲裁方式。 方案二复合模能在压力机一次行程内，完成落料、冲孔等多道工序，所冲压的工件精度较高，不受送料误差影响，内外形相对位置重复性好，由于压料冲裁的同时得到了校平，冲件平直且有较好的剪切断面。 方案三级进模可以加工形状复杂、宽度很小的异形冲裁件，且可冲裁比较厚的零件，但级进模冲裁受压力机工作台面尺寸与工序数的限制，冲裁件尺寸不宜太大。另外级进模冲裁中、小型零件时零件平面度不高，高质量工件需校平。 根据冲压模工艺原理，结合该零件结构的特点，通过对比以上三种方案，采用复合模结构简单实用，冲压工艺过程稳定可靠，比较适合该零件了生产制造。
课程设计 题目 院系 专业 姓名 年级 指导教师 年月
目录 摘要 (1) 前言 (2) 1.工件的工艺性分析 (3) 1.1冲压时的工艺性分析 (3) 1.2冲压材料选用 (4) 1.3冲裁工艺方案的确定 (5) 2 模具设计计算 (6) 2.1 排样方案的确定及计算 (6) 2.2冲压力的计算 (8) 2.3模具压力中心的确定 (12) 2.4 冲模刃口尺寸及公差的计算 (13) 2.5零件结构尺寸的确定 (16) 2.6模具总装图 (18) 3.模具材料的选用 (19) 4 冲压设备的选择 (22) 5.模具的装卸 (23) 5.1模具的装配 (23) 5.2卸料装置的确定 (24) 结论 (25) 参考文献 (24)
摘要 当今社会的进步和发展，使原有的商品已经不能满足人们对物质的需求，然而有些商品的制造必须依靠模具才能够生产加工出来。因此，模具的发展与人们的生活关系越来越紧密。我们利用模具加工各种的工件，以便来满足人们的需要，模具的发展给我们带来了新的生活，新的时代。 在这次设计中根据所给题目的要求，我首先对冲压件进行了分析，分析该零件的尺寸精度得出用一般精度的模具即可满足零件精度的要求，再从零件的形状、尺寸标注及生产批量等情况看，选择了冲孔落料的方案。 根据对零件的综合分析，在本人这次设计中我设计的模具是正装冲孔落料模，主要介绍的是模具的冲孔落料，冲压生产中应用最广泛的工序之一。由于材料和厚度的原因，我采用的加工方法为：采用复合工序冲孔落料模进行加工。 关键词：冲孔落料搭边
前言 模具是工业生产的重要装备，是国民经济的基础设备，是衡量一个国家和地区工业水平的重要标志。模具在电子、汽车、电机、电器、仪器仪表、家电和通讯产品制造中具有不可替代的作用，是工业发展的基石，被人称为“工业之母”和“磁力工业”。 随着经济总量和工业产品技术的不断发展，各行各业对模具的需求量越来越大，技术要求也越来越高。业内专家认为，虽然模具种类繁多，但在“十一五”期间其发展重点应该是既能满足大量需要，又有较高技术含量，特别是目前国内尚不能自给，需大量进口的模具和能代表发展方向的大型、精密、复杂、长寿命模具。又由于模具标准件的种类、数量、水平、生产集中度等对整个模具行业的发展有重大影响。因此，一些重要的模具标准件也必须重点发展，而且其发展速度应快于模具的发展速度，这样才能不断提高我国的模具标准化水平，从而提高模具质量，缩短模具生产周期及降低成本。 由于我国的模具产品在国际市场上占有较大的价格优势，因此对于出口前景好的模具产品也应作为重点来发展。而且所选择的这些需要重点发展的产品，必须是目前已有一定基础，有条件、有可能发展起来的产品。我国模具工业虽然有了长足的发展，取得了巨大进步，但是我们也要清醒地看到，我国模具工业总体水平比工业发达国家要落后15～20年，这与我国制造业发展的要求相比差距还很大；我们的企业技术装备还比较落后，劳动生产率也较低；模具生产专业化、商品化、标准化程度也不够高；模具产品主要还是以中低档为主，技术含量较低，高中档模具多数要依靠进口，产品结构调整的任务很重；人才紧缺，管理滞后的状况依然突出。可见，我国模具工业的发展任重而道远。
目录 设计任务书及产品图 (2) 序言 (3) 1.制件的工艺性分析 (4) 2.冲压工艺方案的制定 (4) 3排样图设计与材料利用率计算 (6) 4工序压力计算及压力中心确定 (8) 4.1冲裁工艺力计算 (8) 4.2压力中心的确定 (8) 5.冲压设备的选择 (8) 6.模具工作零件刃口尺寸及公差的计算 (9) 7模具零件的选用、设计及必要的计算 (12) 7.1落料凹模外形设计 (12) 7.2冲孔凸模的设计............................................................................... 错误！未定义书签。 7.2卸料螺钉、挡料销的选用 (12) 7.3导柱、导套的选用 (13) 7.4模柄的选用 (13) 7.5螺钉、销的选用 (13) 8.致谢 (14) 9.参考文献目录 (15)
设计任务书及产品图 一、冲压件及要求 二、主要内容 1、对所给零件进行工艺性分析并确定合理的冲压工艺方案； 2、确定模具的总体设计方案； 3、进行有关工艺与设计计算； 4、设计、选用模具零部件，绘制模具总装草图； 5、绘制模具总装图和主要工作零件的零件图； 6、编写设计说明书。 三、应完成的工作量 1、模具装配图1张； 2、模具工作零件的零件图3～4张； 3、设计计算说明书1份。 指导教师（签名）： 日期：年月日
序言 模具是工业生产中极其重要而又不可或缺的特殊的基 础工艺装备,工业要发展,模具须先行。没有高水平的模具,就没有高水平的工业产品。现在,模具工业水平既是衡量一个国家制造业水平高低的重要标志,也是一个国家工业产品保持国际竞争力的重要保证之一。 冲压模具是模具的重要组成部分,在模具中所占比例为40%左右。目前,我国冲压模具在数量、质量、技术和能力等方面都有了很大的发展,但与国民经济需求和世界先进水平相比,差距仍很大。造成这种差距的主要原因与人才的匮乏、标准化程度低有密切关系,因此培养适应国民经济发展需要的专门人才,提高模具标准化程度,将是促进冲压模具发展 的有力措施。
【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。
冲压模具设计说明书 一、课题名称：垫片冲孔落料连续模 二、设计要求： 1．主要内容 （1）编制冲压工艺 （2）设计模具（分析、计算、装配图、非标零件图）（3）编制模具主要零件制造工艺 （4）分析估算工时，确定完成工期 （5）核算成本，报价 （6）编写全套设计制造说明书 2．基本要求： （1）分析计算全面，图纸表达准确； （2）工艺水平规程制定，力求符合实际； （3）必要的数据须进行市场调查； （4）分析核算工期、成本，着重于过程。
第2章工艺分析及模具结构设计2.1 制件的工艺性分析及工艺计算 2.1.1 工艺分析 ，方形垫片，结构如图所示， 材料08，t=1.2mm。精度要求为IT14。 三、主要内容 1、制件的工艺性分析 1.1、可行性分析 1.1.1、形状、尺寸： 制件形状规则、简单、对称。 1.1.2、精度：
该制件尺寸精度为IT14，用一般精度制造模具即可满足。 1.1.3、材料： 08是冲压用钢板中沸腾钢的一种牌号（中国称08，日本称S9CK，德国用C10，前苏联用08）08指的是含碳量万分之八； 特性： 强度低和硬度、塑性、韧性好，易于深冲、拉延、弯曲和焊接。 用途： 钢板用作深冲压和深拉延的容器，如搪瓷制品、仪表板、汽车驾驶室盖板等。圆钢用作心部强度要求不高的渗碳或氰化零件。 力学性能： 抗拉强度σb （MPa）：≥295（30） 屈服强度σs （MPa）：≥175（18） 伸长率δ5 （%）：≥35 断面收缩率ψ （%）：≥60 硬度：未热处理，≤131HB 推荐热处理/℃：正火930正火推荐保温保温时间≤30min，空冷； 淬火推荐保温时间≤30min，70.80和85钢油冷，其余钢水 冷；回火推荐保温时间≤1h。 2、总体工艺方案的确定 2.1、冲压工序性质的确定： 先进行冲孔再进行落料。 2.2、冲压方案的确定： 方案一：采用单工序模生产。 方案二：采用复合模生产。 因为方案二的工件精度和生产效率较高，属于大批量 生产，所以选用方案二最为合适。 3、主要工艺计算 3.1、排样设计 3.1.1、排样方式：
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.
《冲压工艺及模具设计》考试试卷B卷 《冲压工艺与模具设计》试卷1 一、单项选择题（本大题共10题，每小题2分，共20分） 1.模具沿封闭的轮廓线冲切板料，冲下的部分是工件的冲裁工艺叫【】 A.落料 B．冲孔 C．切断 D．剖切 2.如图所示冲压变形区划分示意图，A为变形区，B为已变形区，a)图为 【】 题2图 A.胀形工艺 B．缩口工艺 C．翻边工艺 D．拉深工艺 3. 在冲压过程中，需要最小变形力区是个相对的弱区，材料变形时，首先变形区为 【】 A.已变形区 B．强区 C．传力区 D．弱区4．设计落料模时，设计基准应选择【】 A.凸模 B.凹模固定板 C．凹模 D．凸凹模 5．弯曲变形区的板料的外区(靠凹模一侧)，纵向纤维变形后【】 A. 缩短 B.不变 C．分离 D．伸长 6．由于覆盖件形状比较复杂，拉深往往采用【】 A. 多次拉深 B. 一次拉深 C. 拉深弯曲复合 D. 落料拉深复合 7．在拉深变形过程中的某一时刻，在凸缘变形区中间有一位置，其3 1σ σ= 。在该位置，用R=作圆，可将凸缘变形区分为两部分，由此圆到凹模洞口处【】 A．∣б1∣>|б3|，|ε1|<|ε3| B．∣б1∣>|б3|，|ε1|>|ε3| C．∣б1∣<|б3|，|ε1|<|ε3| D．∣б1∣<|б3|，|ε1|>|ε3| 8．在多工位精密级进模具冲压时，条料的精确定位主要依靠【】 A. 送料装置 B. 导正销 C. 导料钉 D.导料板 9．如图所示的阶梯形零件，当材料相对厚度t/D×100＞1，且阶梯之间的直径之差和零件的高度较小时，可一次拉深成形的条件是【】
A.（h １＋h ２＋h ３／d n ）≥h ／d n B. （h １＋h ２＋h ３／d n ）≤h ／d n C. （h １＋h ２＋h ３／d n ）＞h ／d n D. （h １＋h ２＋h ３／d n ）≠h ／d n 10 ．冲压工艺过程卡是用于指导 工艺过程的依据。【 】 A. 冲压工艺制定 B. 冲模电加工 C. 冲压生产 D.冲压模具制造 二、 多项选择题（本大题共6题，每小题2分，共12分） 1．采用弹压卸料板的普通冲裁模具，弹压卸料板具有 作用。【 】 A.压料 B.导料 C.顶料 D.卸料 2. 当弯曲变形程度较大（r ／t ＜5）时，变形区的应力和应变状态为立体塑性弯曲应力应变状态。在宽板(B/t ＞3)弯曲时，弯曲变形区内侧的应力应变状态为 【 】 A. B. C ． D ． 3．圆筒形制件在拉深成形时，一般是底部厚度略有变簿，且筒壁从下向上逐渐【 】 A.厚度增厚 B. 厚度减簿 C ．硬度增加 D ．硬度减少 4．以下工序不属于伸长类变形的是 【 】 A. 内孔翻边 B. 缩口 C. 胀形 D. 弯曲内侧变形 5. 拉深时，要求拉深件的材料应具有 【 】 、 A. 小的的板厚方向性系数 B. 低的屈强比 C. 良好塑性 D. 高的屈强比 6. 多工位精密级进模在送料时，控制送料进距和初定位常选用【 】 A. 侧刃 B. 自动送料机构 C. 始用挡销 D. 导正销 三、 填空题(本大题共10题，每空1分，共20分) 1．胀形变形主要是由材料 方向的减薄量支持板面方向的 而完成的。 2.冲压加工是利用安装在压力机上的 ，对放置在模里的板料施加 ，使板料在模 具里产生变形，从而获得一定形状、尺寸和性能的产品零件的生产技术。 3．导正销通常与挡料销或侧刃配合使用在级进模中，以减小 误差，保证孔与 的相 对位置尺寸要求。 4．最小相对弯曲半径是指在保证毛坯弯曲时外表面不发生开裂的条件下，弯曲件内表面能够弯 成的 与 的比值，用r min /t 来表示。 5．V 形件弯曲模，凸模与凹模之间的间隙是由调节 高度来控制。对于U 形件弯曲模，则 必须选择适当的 。 6．在拉深过程中，毛坯受凸模拉深力的作用，在凸缘毛坯的径向产生 ，切向产 生 。在它们的共同作用下，凸缘变形区材料发生了塑性变形，并不断被拉入凹模内形成 筒形拉深件。 7．金属塑性变形时物体主要是发生形状的改变，体积变化 ，其表达式可成 。
冲压工艺及模具课程 设计
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：
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。
目录 一、设计任务 (2) （一）零件工艺性分析 (2) 1. 结构与尺寸分析 (2) 2. 材料分析 (2) 3. 精度分析 (2) （二）冲裁工艺方案的确定 (3) （三）确定模具总体结构方案 (3) 1．模具类型 (3) 2．操作与定位方式 (3) 3. 卸料与出件方式 (3) 二、零件工艺计算 (4) （一）排样设计与计算 (4) （二）模具刃口尺寸计算 (4) （三）设计冲压力和压力中心，初选压力机 (5) 三、模具零部件结构的确定 (6) （一）凹模设计 (6) （二）固定板 (7) 1. 凸模固定板 (7) 2. 凸凹模固定板 (8) （三）垫板的设计 (8) （四）卸料板的设计 (10) （五）凸模设计 (10) （六）卸料装置中弹性元件的计算 (11) （七）凸凹模设计 (12) （八）选择紧固件和定位零件 (13) （九）选择模架及其它安装零件 (13) （十）模柄的设计 (14) 四、装配图 (14) （一）注释 (15) （二）工作原理 (15) 参考文献 (15)
一、设计任务： 工件为垫圈，材料为Q235钢，精度要求为IT11~IT12，尺寸如下图所示，设计一套冲压模具，大批量生产。 图1（工件） （一） 零件工艺性分析： 1. 结构与尺寸分析： 零件结构简单，形状对称，零件中部圆孔直径为15.02mm ，满足冲裁最小孔径 mm t d 22.10.1min =≥的要求；孔与零件边缘间的最小孔边距为7.5mm ，满足冲裁件最小孔边距mm t l 83.15.1m in =≥的要求，因此，零件的结构满足冲裁的要求。 2. 材料分析： Q235为普通碳素结构钢，具有较好的冲裁成形性能。 3. 精度分析： 零件的精度要求为IT11~IT12，取精度为IT11，模具按精度IT7~IT8计算，普 通冲裁即可满足图样要求。 由以上分析可知，该零件工艺性较好，可以进行冲裁加工。