1、四川理工学院冷 冲 压 课 程 设 计 （ 说 明 书 ）题目：十字块双侧刃定距固定卸料级进模设计机械工程工程 学 院 材料成型及控制工程专 业学号学生姓名指导教师 老师二一年 1 月四川理工学院摘要通过设计可使我巩固所学的专业理论；进一步掌握注射模具设计和成型零件加工工艺制定的方法；提升测量、绘图、查阅资料、文献翻译、应用专业软件等方面的能力与水平；能够得到全面、系统工程实践能力训练；培养和造就我的创新能力和工程意识、严谨的科学态度、逻辑思维方式、求实的工作作风及正确的科学研究方法。从而增强我的就业竞争力，为今后的实际工作打下良好的基础。本课题来源于生产实际，综合运用在学期间所学理论知识和技
2、能，掌握塑料注射模具与成型零件加工工艺设计的步骤和方法，所设计模具结构合理、工艺性好、装配维修方便和经济。可以熟悉设计开发模具的过程,培养独立思考能力，检验学习效果和动手能力，提高工程实践能力，为将来实际工作打下坚实的基础。四川理工学院目录第 1 章绪论 .11.1 冲压技术发展与应用 .11.2 模具发展现状 .21.3 本课题的主要内容与意义 .3第 2 章工艺分析及冲压方案确定 .42.1 冲压件工艺分析 .42.2 工艺方案分析及确定 .52.2.1 工艺方案分析52.2.2 冲压工艺方案的确定72.3 冲压排样设计 .72.3.1 排样原则72.3.2 排样图9第 3 章模具主要工艺
3、参数计算 .93.1 冲压力计算 .93.1.1 冲裁力计算93.1.2 卸料力、顶件力的计算 93.1.3 冲裁力计算.103.2 压力中心的计算 113.3 模具工作部分尺寸及公差 123.3.1 落料尺寸大小为 .12第 4 章主要零部件设计 .134.1 凹模的设计 134.1.1 落料凹模 .134.1.2 冲孔凹模 .134.1.3 材料选用及固定方法 .144.2 凸模的设计 144.1.1 落料凸模 .14四川理工学院4.1.2 冲孔凸模 .144.1.3 凸模的校核 .144.3 卸料板的设计 154.4 导料板的设计 154.5 侧刃的设计 154.6 凸、凹模固定板与垫板
4、的设计 154.7 模架、导柱导套的选取 15第 5 章校核模具闭合高度及压力机有关参数 .175.1 校核模具闭合高度 175.2 冲压设备的选定 17第 6 章设计并绘制模具总装图及选取标准件 .18第 7 章结论 .18参考文献 .19四川理工学院1第 1 章绪论1.1 冲压技术的发展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
5、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作用。进几十年来，冲压技术有了飞速的发展，它不仅表现在许多新工艺与新技术在生产的广泛应用上，如：旋压成形、软模具成形、高能率成形等，更重要的是人们对冲压技术的认识与掌握的程度有了质的飞跃。现代冲压生产是一种大规模继续作业的制造方式，由于高新技术的参与和介入，冲压生产方式由初期的
6、手工操作逐步进化为集成制造。生产过程逐步实现机械化、自动化、并且正在向智能化、集成化的方向发展。实现自动化冲压作业，体现安全、高效、节材等优点，已经是冲压生产的发展方向其主要表现和发展方向如下:(1) 冲压成形理论及冲压工艺方面冲压成形理论的研究是提高冲压技术的基础。目前，国内外对冲压成形理论的研究非常重视，在材料冲压性能研究、冲压成形过程应力应变分析、板料变形规律研究及坯料与模具之间的相互作用研究等方面均取得了较大的进展。特别是随着计算机技术的飞跃发展和塑性变形理论的进一步完善，近年来国内外已开始应用塑性成形过程的计算机模拟技术，即利用有限元（FEM）等有值分析方法模拟金属的塑性成形过程，根
7、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。(2) 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
8、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。四川理工学院2精密、高效的多工位及多功能级进模和大型复杂的汽车覆盖件冲模代表了现代冲模的技术水平。目前，50 个工位以上的级进模进距精度可达到 2 微米，多功能级进模不仅可以完成冲压全过程，还可完成焊接、装配等工序。我国已能自行设计制造出达到国际水平的精度达25 微米，进距精度 23 微米，总寿命达 1 亿次。我国主要汽车模具企业，已能生产成套轿车覆盖件模具，在设计制造方法、手段方面已基本达到了国际水平，但在制造方法手段方面已基本达到了国际水平，模具结构、功能方面也接近国际水平，但在制造质量、精度、制造周期和成本方面
9、与国外相比还存在一定差距。模具制造技术现代化是模具工业发展的基础。计算机技术、信息技术、自动化技术等先进技术正在不断向传统制造技术渗透、交叉、融合形成了现代模具制造技术。其中高速铣削加工、电火花铣削加工、慢走丝切割加工、精密磨削及抛光技术、数控测量等代表了现代冲模制造的技术水平。高速铣削加工不但具有加工速度高以及良好的加工精度和表面质量（主轴转速一般为 15000 到 40000r/min）,加工精度一般可达 10 微米，最好的表面粗糙度 Ra1微米） ，而且与传统切削加工相比具有温升低、切削力小，因而可加工热敏材料和刚性差的零件，合理选择刀具和切削用量还可实现硬材料（60HRC）加工；电火花
10、铣削加工（又称电火花创成加工）是以高速旋转的简单管状电极作三维或二维轮廓加工（像数控铣一样） ，因此不再需要制造昂贵的成形电极，模具加工过程中的检测技术也取得了很大的发展,现在三坐标测量机除了能高精度地测量复杂曲面的数据外,其良好的温度补偿装置、可靠的抗振保护能力、严密的除尘措施及简单操作步骤，使得现场自动化检测成为可能。此外，激光快速成形技术（RPM）与树脂浇注技术在快速经济制模技术中得到了成功的应用。利用 RPM 技术快速成形三维原型后，通过陶瓷精铸、电弧涂喷、消失模、熔模等技术可快速制造各种成形模。(3) 冲压设备和冲压生产自动化方面性能良好的冲压设备是提高冲压生产技术水平的基本条件，高
11、精度、高寿命、高效率的冲模需要高精度、高自动化的冲压设备相匹配。为了满足大批量高速生产的需要，目前冲压设备也由单工位、单功能、低速压力机朝着多工位、多功能、高速和数控方向发展，加之机械乃至机器人的大量使用，使冲压生产效率得到大幅度提高，各式各样的冲压自动线和高速自动压力机纷纷投入使用。如在数控四边折弯机中送入板料毛坯后，在计算机程序控制下便可依次完成四边弯曲，从而大幅度提高精度和生产率；在高速自动压力机上冲压电机定转子冲片时，一分钟可冲几百片，并能自动叠成定、转子铁芯，生产效率比普通压力机提高几十倍，材料利用率高达 97%；公称压力为 250KN 的高速压力机的滑块行程次数已达 2000 次/
12、min以上。1.2 模具发展现状现代模具工业有“不衰亡工业”之称。世界模具市场总体上供不应求，市场需求量维持在 600 亿至 650 亿美元，同时，我国的模具产业也迎来了新一轮的发展机遇。近几年，我国模具产业总产值保持 13%的年增长率（据不完全统计，2004 年国内模具进口总值达到 600 多四川理工学院3亿，同时，有近 200 个亿的出口） ，到 2005 年模具产值预计为 600 亿元，模具及模具标准件出口将从现在的每年 9000 多万美元增长到 2005 年的 2 亿美元左右。单就汽车产业而言，一个型号的汽车所需模具达几千副，价值上亿元，而当汽车更换车型时约有 80%的模具需要更换。2
13、003 年我国汽车产销量均突破 400 万辆，预激 2004 年产销量各突破 500 万辆，轿车产量将达到 260 万辆。另外，电子和通讯产品对模具的需求也非常大，在发达国家往往占到模具市场总量的 20%之多。目前，中国 17000 多个模具生产厂点，从业人数约 50 多万。1999 年中国模具工业总产值已达 245 亿元人民币。工业总产值中企业自产自用的约占三分之二，作为商品销售的约占三分之一。在模具工业的总产值中，冲压模具约占 50%，塑料模具约占33%，压铸模具约占 6%，其它各类模具约占 11%。模具是工业生产中的基础工艺装备，是一种高附加值的高技术密集型产品，也是高新技术产业的重要领
14、域，其技术水平的高低已成为衡量一个国家制造水平的重要标志。随着国民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。目前我国模具工业的发展步伐日益加快， “十一五期间”产品发展重点主要应表现在 2：（1）汽车覆盖件模；（2）精密冲模；（3）大型及精密塑料模；（4）主要模具标准件；（5）其它高技术含量的模具。目前我国模具年生产总量虽然已位居世界第三，其中，冲压模占模具总量的 40%以上，但在整个模具设计制造水平和标准化程度上，与德国、美国、日本等发达国家相比还存在相当大的差距。以大型覆盖件冲模为代表，我国已能生产部分轿车覆盖件模具。轿车覆盖件模具设计和制造难度
15、大，质量和精度要求高，代表覆盖件模具的水平。在设计制造方法、手段上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，在轿车模具国产化进程中前进了一大步。但在制造质量、精度、制造周期和成本方面，以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，在制造精度、使用寿命、模具结构和功能上，与国外多工位级进模和多功能模具相比，存在一定差距。1.3 本课题的主要内容与意义本课题主要研究的是级进模的设计。级进模是在压力机一次冲程中，在有规律排列的几个工位上分别完成一部分冲裁工序，在最后工序冲出完整工件。因为级进模是连续冲压，生产过程中相当于每次冲程
16、冲制一个工件，故生产效率高。级进模冲裁可以减少模具数量，操作方便安全，便于实现冲压生产自动化。但它在定位中产生的累计误差会影响工件精度，因此级进模多用于生产批量大，精度要求不高，需要多工序冲裁的小零件加工。四川理工学院4根据零件图的设计要求，进行冲压工艺分析，制定工艺方案，编制零件的加工工艺过程卡。设计内容还包括：排样图设计，总的冲压力计算机压力中心计算，刃口尺寸计算，弹簧、橡胶件的计算和选用，凸、凹模或凸、凹模结构设计以及其他冲模零件的设计，绘制模具装配图和工作零件图。编写毕业设计说明书。主要内容如下：1 到模具制造相关企业调研，了解模具生产，制造，加工情况。结合本设计课题，查阅相关资料。并
17、完成基本参数的计算及冲压机的选用；2 确定模具类型及结构，分析设计已知工件级进模具。充分分析工件结构，工艺性，了解级进模机构及工作原理完；3 运用 CAD,PRO-E 等工具软件辅助设计完成模具整体结构；4 对模具工作部分尺寸及公差进行设计计算；5 对模具典型零件需进行选材及工艺路线分析；6 绘制模具零件图及装配图；7 编写设计说明书。该课题是来源于生产实际，零件结构典型，使用量大，难度适中。本课题在分析零件结构特征的基础上，优化设计模具，采用多工序级进模。紧密结合生产实际的课题，对学生了解和掌握冲压模具制品生产过程、模具设计，提高工程设计和解决实际问题的能力，具有很重要的意义。学生经过本模具
18、的设计后，能较好的掌握冲压模具的设计流程和方法，使其具备一定的冲压模具设计能力，为以后走入工厂打下良好的基础。第二章工艺分析及冲压方案确定2.1 冲压件的工艺分析四川理工学院5图 2-1 工件本工件要求大批量生产，尺寸不大，外形简单，中间孔没有位置精度要求，复杂度较低，尺寸精度要求低，故可采用冲裁加工，材料为 Q235。要求断面毛刺0.3mm，零件精度选用 T12（不高于 T10） ，模具制造精度选用 IT9（不高于IT6） 。冲裁件外轮廓尺寸 96 公差为0.4mm，外形尺寸 32 公差为0.3mm，10 孔公差为0.12mm，中心孔与边缘距离公差为0.5mm， ，表面粗糙度值选用 6.3m
19、，本产品厚度较大，宜选用刚性卸料装置固定卸料；双侧刃定位使冲裁更加稳定。2.2 工艺方案的分析和确定2.2.1 工艺方案分析冲裁工序可分为单工序冲裁、复合工序冲裁和连续冲裁。(1) 单工序模在一副模具中完成只完成一种工序的冲模，如落料模，冲孔模，拉深模等结构较为简单，生产效率不高，一般适用于小批量生产。(2) 复合模是在单工序模的基础上发展起来的一种较先进的模，在一副冲模中一次定位可以同时完成几个工序。复合模结构紧凑，一套模具能完成若干工序，大大减少了模具和占用的冲压设备的数量，减少了操作人员和周转时间，劳动生产效率高。(3) 连续模是把完成一个冲件的几个工序，排列成一定的顺序，组成连续模，在
20、冲裁过程中，条料在模具中依次在不同的工序位置上，分别完成冲件所要求的工序，除最初几次冲程外，以后每次冲程都可以完成一个(或几个)冲裁件。 在一副模具中，可以完成包括冲裁，弯曲，拉深和成形等多道冲压工序；减少了使用多副模具的周转和重复定位过程，显著提高了劳动生产率和设备利用率。2.2.2.冲压工艺方案的确定完成此工件需要冲孔、落料两道工序。其加工工艺方案分为以下 3 种：1.方案一：单工序模生产。先冲孔，后落料；2.方案二：级进模生产。冲孔落料级进冲压；3.方案三：复合模生产。冲孔落料复合冲压。各模具结构特点及比较如下表 3-1：表 3-1 各类模具结构及特点比较四川理工学院6模具种类比较项目单
21、工序模（无导向）（有导向）级进模 复合模零件公差等级 低一般可达 IT13IT10级 可达 IT10IT8 级零件特点尺寸不受限制厚度不受限制中小型尺寸厚度较厚小零件厚度0.26mm 可加工复杂零件，如宽度极小的异形件形状与尺寸受模具结构与强度限制，尺寸可以较大，厚度可达3mm生产效率 低 较低工序间自动送料，可以自动排除制件，生产效率高冲件被顶到模具工作表面上，必须手动或机械排除，生产效率较低安全性 不安全，需采取安全措施 比较安全 不安全，需采取安全措施模具制造工作量和成本 低比无导向的稍高冲裁简单的零件时，比复合模低冲裁较复杂零件时，比级进模低适用场合料厚精度要求低的小批量冲件的生产大批
22、量小型冲压件的生产形状复杂，精度要求较高，平直度要求高的中小型制件的大批量生产根据分析结合表分析：方案一模具结构简单，制造周期短，制造简单，但需要两副模具，成本高而生产效率低，难以满足大批量生产的要求。方案二只需一副模具，生产效率高，操作方便，精度也能满足要求，模具制造工作量和成本在冲裁简单的零件时比复合模低。方案三只需一副模具，制件精度和生产效率都较高，且工件最小壁厚大于凸凹模许用最小壁厚模具强度也能满足要求。冲裁件的内孔与边缘的相对位置精度较高，板料的定位精度比方案二低，模具轮廓尺寸较小。综上对上述三种方案的分析比较，该工件的冲压生产采用方案二为佳。采用先冲孔后落料的方式，工序一：冲孔工序
23、二：落料四川理工学院7四川理工学院82.3 冲压排样图设计2.3.1 排样原则：在一幅级进模里，因冲的制件不同，各工位就有不同的冲压工序，每个工位的冲压性质都须遵循一定的规则，如果违背就冲不出合格的制件，所以必须设计好。排样是模具结构设计的主要依据，排样图的好坏，直接关系到模具的设计。排样工作虽然比较简单，但很有讲究，而且非常重要。排样原则如下： 提高材料的利用率：对冲裁件来说，由于产量大、冲压的生产率高，所以材料费用常会占冲件成本的 60以上。材料利用率是一项很重要的经济指标。要提高材料利用率，就必须减少废料面积。冲裁过程中所产生的废料可分为结构废料与工艺废料两种。结构废料是由工件的形状决定
24、的，而工艺废料则是由冲方式和排样方式所决定的。因此要提高材料的利用率只要应从减少工艺废料着手，设计处合理的排样方案。有时，在不影响冲件使用性能的前提下，页可适当改变冲裁件的形状。A 使工人操作方便、安全、减轻工人的劳动强度。条料在冲裁过程中翻动要少，在材料利用率相同或相近时，应尽可能选条料宽、进距小的排样方法。它还可减少板料裁切次数，节省剪裁备料时间。B 使模具结构简单、模具寿命较高。C 排样应保证冲裁件的质量。对于弯曲件的落料，在排样时还应考虑板料的纤维方向。排样设计的内容包括选择排样方法；确定搭边的数值；计算条料宽度及送料步距；画出排样图。有必要时还应核算材料的利用率。 排样方法：根据材料
25、经济利用的程度，排样方法可以分为：A 有废料排样法有废料排样法是在冲裁件与冲裁件之间以及冲裁件与条料侧边之间，都有工艺余料（称搭边）存在，冲裁是闲着冲裁件的封闭轮廓进行，所以冲裁件质量较好，模具寿命较长，但材料利用率较低。B 少废料排样法少废料排样法是只有在冲裁件与冲裁件之间或只有在冲裁件与条料侧边之间留有搭边，而在冲裁件与条料侧边或在冲裁件与冲裁件之间无搭边存在。这种排样方法的冲裁只沿着冲裁件的部分外轮廓进行，材料利用率可达 7090C 无废料排样法无废料排样法是在冲裁件与冲裁件之间以及冲裁件与条料侧边之间均无搭边存在。这种排样方法的冲裁件实际上是直接由切断条料获得，所以材料利用率可达 85
26、95。采用少、无废料的排样法，材料利用率高，不但有利于一模获得多个冲裁件，而且可以简化模具结构、降低冲裁件。但少、无废料排样的应用范围有一定的局限性，受到工件形状、结构的限制、四川理工学院9且由于条料本身的宽度公差以及条料导向与定位所产生的误差会直接影响冲裁件尺寸二使冲裁件的精度降低。同时，往往因模具单面受力而加快磨损，降低模具寿命，也会直接影响冲裁件的断面质量。因此，排样时必须全面权衡利弊。无论时采用有废料或少、无废料的排样，根据冲裁件在条料上的不同布置方法，排样方法又有直排，斜排，对排。可以根据不同的冲裁件形状加以选用。 搭边：排样时冲裁件与冲裁件之间以及冲裁件与条料之间留下的工艺余料称为
27、搭边。A 搭边的作用1. 起起补偿条料的剪裁误差、送料步距误差，以及补偿由于条料与导料板之间有间隙所造成的松辽歪斜误差的作用2. 使凸、凹模刃口双边受力。由于搭边的存在，使凸、凹模刃口沿整个封闭轮廓线冲裁。受力平衡，合理间隙不易破坏，模具寿命与工作断面质量都能提高3. 对于利用搭边拉条料的自动送料模具，搭边使条料有一定的刚度，以保证条料的连续送进。B 搭边的数值搭边过大，浪费材料。搭边过小，起不到上述应有的作用，过小的搭边还可能被拉入凸模和凹模的间隙，使模具容易磨损，甚至损坏模具刃口。搭边的合理数值就是保证冲裁件质量，保证模具较长寿命、保证自动送料时步被拉弯拉断条件下允许的最小值。 。搭边值通
28、常由经验确定，表所列搭边值为普通冲裁时经验数据之一。 计算步距、条料宽度和材料利用率：选定排样方法和确定搭边值之后，就要计算送料步距和条料宽度，这样才能画出排样图。(1) 送料步距 A条料在模具上每次送进的距离成为送料步距（简称步距或进距） 。每个步距可以冲出一个零件，也可以冲出几个零件。送料步距的大小应为条料上两个对应冲裁件的对应点之间的距离。(2) 条料宽度 B条料式由板料剪裁下料而得，为保证送料顺利，剪裁时得公差带分布规定上偏差为零，下偏差为负值。条料在模具上送进时一般都有导向，当是使用导料板导向而无测压装置时，在宽度方向也会产生送料误差。条料宽度 B 得计算应保证在这二种误差得影响下，
29、仍能保证在冲裁件与条料侧边之间有一定得搭边值。查表得搭边值：a=2.0mmb =2.5mm送料步距 S：条料在模具上每次送进的距离称为送料步距，每个步距可冲一个或多个零四川理工学院10件。进距与排样方式有关，是决定侧刃长度的依据。条料宽度的确定与模具的结构有关。级进模送料步距 S aDSmxDmax 零件横向最大尺寸，a 搭边S90.5+2=92.5mm条料宽度B=Dmax+2b=90.5+2*2.5=95.5mm,B=100条料利用率：= *100%= *100% 55.35% 512092502.3.2 排样图：排样图如下：第三章 模具主要工艺参数计算3.1 冲压力计算3.1.1 冲裁力计
30、算用平刃冲裁时，其冲裁力一般按下式计算： bKLtF式中：F冲裁力；L冲裁周边长度；t材料厚度；Q235b 的值查冲压工艺与模具设计 （简称冲 1 ）附录表 1 为310380pa,取 b=380Mpa四川理工学院11系数；一般取=1.3。1、冲孔力计算冲孔周长：L=10=31.4mm所以冲孔力F=KLtb=1.331.42350=28.574kN2落料力的计算落料周长 L=32*12=384mm落料冲裁力 F2= KLtb =1.33842350=349.44kN。3.1.2 卸料力、顶件力的计算一般按以下公式计算：卸料力 kNFKXx 12.50.3784.2推件力 knT9.207.5为
31、卸料力系数，其值查表 3-1 可得所以总冲压力TXKkNFZ91.582073表 3-1 卸料力、推件力和顶件力系数料厚 t/mm KX KT KD钢0.10.10.50.52.52.56.56.50.060.0750.0450.0550.040.050.030.040.020.030.10.0630.0500.0450.0250.140.080.060.050.03铝、铝合金纯铜，黄铜0.0250.080.020.060.030.070.030.09四川理工学院12由 ,即冲压时工艺力的总和不能大于压力机公称压力的 50%-60%，取ZFP0%)65(,则公称压力 . 初选压力机的公称压力为
32、 1600Kn,即ZP8.10 kNZ64.1058.0JA21-160 型压力机。3.2.压力中心的计算用解析计算法求出冲模压力中心。X1=45.25 , X2=136.75 , X3=137.75 , X4=136.75Y1=58, Y2=5 , Y3= 58 ,Y4= 111 ,L1=384, L2=195 ,L3=31.4 , L4= 195,所以X0=（L 1x1L 2x2L nxn）/(L 1L 2L n) =(384*45.25+195*136.75+31.4*137.75+195*136.75)/(384+194+194+31.4)=(17376+26666.25+26666.
33、25+4325.35)/(803.4)=75033.85/803.4=93.4Y0=（L 1y1L 2y2L nyn）/（L 1L 2Ln）=(22272+975+1821.2+21645)/(384+194+194+31.4)=46713.2/803.4=58四川理工学院133.3 模具工作部分尺寸及公差3.3.1落料尺寸大小为为保证冲出合格冲件。冲裁件精度 IT10 以上，X 取 1. 冲裁件精度 IT11IT13,X 取0.75. 冲裁件精度 IT12，X 取 0.5。由于本产品采用 IT12 级精度，所以 X 取 0.75 查表知：Zmax=0.360，Z min=0.246。查表得：
34、冲孔10： 凸 =0.02 ， 凹 =0.02，由此得：Z max-Zmin=0.360-0.246=0.114 凸 + 凹 =0.04满足：Z max-Zmin 凸 + 凹所以冲孔凸凹模采用分开加工方法，冲孔凸凹模刃口部分尺寸计算： 02.02.18. )475(dpxd凸 06.02.min43.)(dZ凸凹落料凸凹模选用配做法：主要尺寸有 A：90mm 取 x=0.75，B：32mm ，取 x=0.75凸模尺寸= = mm凹 （ 960.750.8)+0.250.80 95.4+0.20凹 =(320.750.6)+0.250.60 =31.55+0.120 落料凸模的基本尺寸与凹模相同
35、,分别是 89.4mm，31.55mm，不必标出公差，但要在技术条件中注明：凸模实际尺寸与落料凹模配制，保证最小双面合理间隙值：Z min=0.246四川理工学院14第四章 主要零部件设计4 1凹模的设计4.1.1.落料凹模1、凹模孔口形式由于工件批量较大，壁厚较厚，故选刃口强度较高的用直筒形刃口，选取表 2.9.4 中 3 号刃口形式。 冲压模具设计与制造 （简称冲 2 ）2、凹模尺寸凹模高度 HH kB=0.28 96=26.88mm(取 30mm)冲 1 表 2-23。 所以 H=30mm凹模壁厚 CC 根据冲 1表 2-22 取 35mm，C=35mm刃口高度 hh 取 6mm（冲压模
36、具简明设计手册 表 2.40 简称冲 3 ）则凹模外形尺寸为 90.5+35*2=160mm 凹模整体尺寸为 160 （mm）304.1.2.冲孔凹模1、凹模刃口形式由于冲孔尺寸较小，对刃口强度要求较高，故采用直筒型刃口 3 号形式冲 2表 2.9.42、凹模尺寸高度 HH kB=0.28*10=2.8H 最小不能小于 15mm，故取 20mm凹模壁厚 C查表得 C=35mm冲 3表 2.42刃口高度 6mm冲 3表 2.40凹模外形尺寸 10+35*2=90mm整体尺寸为：90 9020故使用落料凹模的尺寸 160 203、整体长度 90.5+2+35+90.5+35=253mm 取 250
37、4、凹模整体尺寸为：250 16040四川理工学院154.1.3.材料选用及固定方法1、凹模材料的选用：材料选用 Cr12MoV。 冲 1附表 5-12、凹模的固定方法：螺钉销钉固定，选用螺钉 M12冲 3表 2.46 螺孔最小间距 80mm 最大 150mm。4 2凸模的设计4.2.1.落料凸模1、结构采用台阶式结构，固定部分采用圆形截面，尺寸取100mm。2、长度L=1+2+3+=30+10+5+10=55mm凸模固定板厚度1卸料板厚度2导料槽厚度3l 附加长度3、材料选用 Cr12MoV冲 1附表 5-14.2.2.冲孔凸模1、结构采用台阶式结构，固定部分采用圆形截面，尺寸取12mm。2
38、、长度L=1+2+3+=30+10+5+10=55mm3、材料选用 Cr12MoV冲 1附表 5-1四川理工学院164.2.3凸模的校核：考虑冲孔凸模的直径很小，故需对最小凸模10 进行强度和刚度校核：1、刚度的校核：根据凸模校核公式：L90d /2F可得：L90d / = L：为凸模的允许最大自由尺寸，而设计中，凸模2Fm6.140.3781902的自由尺寸14.6,所以钢度得以校核.4.3卸料板的设计：卸料板采用 Q235 制造，卸料板轮廓尺寸与凹模固定板轮廓尺寸相同，厚度 查表得0， 冲 3表 15.28，根据条料宽度，采用分离式卸料板。0=10紧固螺钉选用 M8。 冲 3表 15.29
39、卸料版与凸模的单边间隙 Z/2 选用 0.3mm。 冲 3表 15.304.4导料板的设计：根据卸料版采用分离式导料板，由于无侧压装置，导料板与条料间隙取 1mm，材料选用 45钢，厚度为材料厚度的 2.54 倍，取为 5mm。宽度范围 1525mm冲 3表 15.294.5侧刃的设计：采用双侧刃并列结构，类型为长方形侧刃。其断面长度 L 为步距：L=92.5mm，断面宽度取10mm，切入厚度为 2mm。侧刃凸模也采用压配合固定方式。材料选用 Cr6WV4.6凸、凹模固定板与垫板的设计：凸、凹模固定板轮廓尺寸与凹模尺寸相同为 250*160 （mm） ，凹模固定板厚度取 20mm冲3表 15.
40、57，凸模固定板厚度 H=（0.60.8） =（0.60.8）*40=2432mm，取 30mm。凹凸、凹模垫板轮廓尺寸与凹模尺寸相同为 250*160（mm） ，凹模垫板厚度取 6mm，凸模垫板厚度取 6mm冲 3表 15.60，四川理工学院174.7模架、导柱导套的选取：选用滑动导向后侧导柱模架，闭合高度： 240m. 1m-5045m1025165 hH 下 模 座凹 模 板导 料 板卸 料 版凹 模 固 定 板凸 模 长 度垫 板上 模 座 HHh1 指凸模进入凹模的深度为了便于装模或在精度要求较高的情况下，模具都采用导向装置，以保证精确的导向则规格使用上模座 25016045，下模座
41、 25016050，闭合高度 200245，导柱为32190，导套为 3210543选用 A 型导柱、导套，按国标标准取值。四川理工学院18第 5 章校核模具闭合高度及压力机有关参数5.1 校核模具闭合高度公式（7-1）10)(5minmax 垫 板垫 板 ）（ HH式中 压力机最大闭合高度；ax压力机最小闭合高度；min垫板厚度。垫 板H根据前面初选压力机 JA21160，查模具设计与制造简明手册P49 表 1-81 得：， ，m450axm320inH130垫 板将以上数据带入公式 7-1，得 200H315.经计算该模具闭合高度 H=235mm，在 200mm315mm 内，且开式压力机
42、 JA21-160 最大装模高度 300mm,大于模具闭合高度 210mm , 可以使用。5.2 冲压设备的选定通过较核，选择开式双柱可倾式压力机J21-160能满足使用要求。其主要技术参数如下：公称压力：1600KN滑块行程：160mm最大闭合高度：450mm最大装模高度：300mm工作台尺寸（前后左右）：710mm1120mm 模柄孔尺寸：60mm80mm四川理工学院19第 6 章设计并绘制模具总装图及选取标准件按已确定的模具形式及参数，从冷冲模标准中选取标准件。绘制模具装配图及零件图，见附装配图、零件图第 7 章结论设计是一切产品的源头，模具设计虽然只占模具成本的 10%左右，却决定了整
43、个模具成本的 70%80%。所以，我在设计时详尽地考虑了模具结构，考虑提高生产率，如何方便维修。但是，又不能完全依赖于设计，在实际生产中要具体问题具体分析，根据实际状况进行模具调整也是必需的。从整个设计过程来看，该工件采用多工位级进模，模具结构设计合理，加工简单，操作方便，通过连续冲裁和落料等几道工序一次成形，工作效高，零件成形质量好，大大提高了生产率，降低了生产成本，满足了生产需求，而且该设计思路可扩展推广到其它类似零件的产品模具设计中。设计中遇到很多问题，老师都悉心教导，在此感谢老师。当然，由于作者知识水平有限，对实践的缺乏，当中不乏有不足之处，还有待在以后的工作实践当中不断地完善和创新！四川理工学院20参考资料1万战胜主编.冲压工艺及模具设计M.北京：中国铁道部出本社，1995.12刘建超 张宝忠主编.冲压模具设计与制造M.北京：高等教育出版社，2010.13郝滨海.冲压模具简明设计手册M.北京:化学工业出版社，2005.1
