垫圈冲压成形工艺及模具设计—冲孔--课程设计.doc

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1、成人高等学历教育成人高等学历教育课程设计说明书课程设计说明书垫圈冲压成形工艺及模具设计冲孔办学单位：办学单位：机械与汽车工程学院机械与汽车工程学院班班级：级：机械工程及自动化专业机械工程及自动化专业 2008 级专升本级专升本函授函授学学生：生：指导教师：指导教师：讲师讲师提交日期：提交日期：20092009年年12月月 3131 日日课程设计任务书兹发给机械工程及自动化专业 2008 级专升本函授班学生魏媚媚课程设计任务书，内容如下：1.课程设计题目：垫圈冲压成形工艺及模具设计冲孔2.课程设计内容：(1)图示零件冲压工艺性的分析；(2)分析比较后，确定零件的冲压工艺方案；(3)零件的冲压工艺

2、计算；(4)选择和确定模具类型及结构形式；(5)设计冲孔工序的模具(绘制总装图及凸、凹模图)；(6)编写上述内容的设计计算说明书。3.主要参考资料：(1)王孝培 主编.冲压设计资料.北京：机械工业出版社，1983.(2)夏琴香，袁宁 编著.模具设计及计算机应用.广州：华南理工大学出版社，2008；(3)李天佑 主编.冲模图册.北京：机械工业出版社，1990；(4)吴诗惇 主编.冲压工艺及模具设计.西安：西北工业大学出版社，2002.4.本设计任务书于 2009 年 10 月 11 日发出，应于 2009 年 12 月 31 日前完成，然后进行答辩。专业教研室、研究所负责人夏琴香审核2009年1

3、0月10日指导教师袁宁签发2009年10月11日摘摘要要冲压加工可以很高效率对板材实施塑性成形加工。此外，与其他加工方法相比较，具有生产效率高，材料利用率高、零件互换性好及成形零件机械性能好的特点。由于冲压加工方法具有独特的技术优势，在制造领域中的利用越来越广泛，在航天航空、兵器、船舶、汽车、电气、仪表等生产中，冲压加工技术以及成为不可缺少的重要加工方法之一。目前，冲压加工及其模具技术的发展主要集中早金属塑性成形理论与工艺研究，冲压加工过程中的计算机辅助分析，开发研制成形新工艺及新型模具，以及生成自动化和柔性化等方面。本次设计了一套冲孔、落料的模具。首先要对垫圈进行工艺分析，经过工艺分析和对比

4、确定模具架及压力机，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，对冲压件的工艺分析，工艺方案的确定。通过，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。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。关键字：关键字：垫圈冲压工艺落料冲孔模具结构AbstractThe pun

5、ching process can carry out plastic deformation to panel with great efficiency.Additionally,comparing with other processing method,this process possesses a great number ofadvantages,such as high production efficiency,high utilization ratio of material,goodinterchangeability of components as well as

6、excellent mechanical property of shapedcomponents.Because of its unique technical superiority,the punching process is used widely inmanufacturing field and becomes one of the most important processing methods in productionof aircraft,weapon,watercraft,automobile,electricity and meter.At present,the

7、developmentof punching process and die technique are focus on metal plastic deformation theory andtechnology research,CAA in process of punching,new technology of molding and new type ofdie.A molding tool for designing a set ofly hurtling bore,falling anticipating.Want to proceedthe craft analysis t

8、o the washer first,analyze through craft with contrast certain molding tool amodel number for and pressure machine,making sure pressure machine.Analyze again to washto press a molding tool for processing apply the type the choice a molding tool for needingdesign.Get a molding tool for will designing

9、 type empress expresses out each work zero partsdesign process of the molding tool.In text file the first part,described to wash the development condition that press themolding tool primarily,explain to wash the importance that press the molding tool and themeaning of this design,to craft that washi

10、ng and pressing the piece analyzes,the craft projectreally settles.Pass,line up the design of the kind diagram to the spare parts,complete thecalculation of the material utilization.Proceed again the calculation that wash cut the craft dintwith wash to cut mold work part of designs calculation.Final

11、ly to the design of the main theparts of zero with the choice of the standard piece,draw for this design molding tool to takeshape the offering with the molding tool according to,and for assemble each size of diagramoffering according to.The design project passing before draws an each spare parts of

12、 moldingtool diagram with assemble the diagram.Key word:washer、punching technology、blank punching、die structure目录目录摘摘要要.IAbstract.1第一章第一章绪论绪论.31.11.1选题背景及意义选题背景及意义.31.21.2 冲压模的分类冲压模的分类.31.31.3 冲压模的设计要点和步骤冲压模的设计要点和步骤.4第二章第二章零件冲压工艺分析以及方案确定零件冲压工艺分析以及方案确定.62.1 零件冲压工艺分析零件冲压工艺分析.62.2 零件排样因素的考虑零件排样因素的考虑.72

13、.3 排样设计及计算排样设计及计算.83.1 凸、凹模的设计原则凸、凹模的设计原则.113.2 冲裁间隙的选用冲裁间隙的选用.123.3 冲裁凸、凹模刃口尺寸的确定冲裁凸、凹模刃口尺寸的确定.133.43.4 凸模的结构设计和固定凸模的结构设计和固定.153.5 凹模的设计凹模的设计.15第四章第四章冲压力的计算及压力机的选择冲压力的计算及压力机的选择.164.1 冲压力的计算冲压力的计算.164.2 冲压压力中心的计算冲压压力中心的计算.184.3 压力机的选型及其规格压力机的选型及其规格.18第五章第五章模具的结构图模具的结构图.195.1 模具装配图模具装配图.195.2 凸凹模结构图凸

14、凹模结构图.19结束语结束语.20参考文献参考文献.21第一章第一章绪论绪论1.11.1选题背景及意义选题背景及意义我国模具工业从起步到飞速发展，历经了半个多世纪。近几年来，我国模具技术有了很大发展，模具设计与制造水平有了较大提高。但是，由于历史原因形成的封闭式、“大而全”的企业特征，我国大部分企业均设有模具车间，处于本厂的配套地位。目前我国模具工业的技术水平和制造能力，是我国国民经济建设中的薄弱环节和制约经济持续发展的瓶颈。现代工业的发展要求各行各业产品更新换代快，对模具的需求量加大。一般模具国内可以自行制造，但很多大型复杂、精密和长寿命的多工位级进模大型精密塑料模复杂压铸模和汽车覆盖件模等

15、仍需依靠进口，近年来模具进口量已超过国内生产的商品模具的总销售量。为了推进社会主义现代化建设，适应国民经济各部门发展的需要，模具工业面临着进一步技术结构调整和加速国产化的繁重任务。模具生产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。模具质量及附加值的高低，取决于模具专业人才的技术水平。随着产品市场的国际化，如何降低生产成本以适应竞争的激烈和残酷越来受关注，产品制造的批量化、集约化和标准化，就越来越显得十分重要了。我国把模具行业纳人高新技术产业重点领域,另一方面，冲压工艺广泛应用于民用、航空航天、汽车和工艺品等领域，在产品组件中所占的比例也越来越大。但由于我国模具工业起步较晚，起点较

16、低，加工制造手段落后，尤其是技术应用人才缺乏，技术水平落后，制约了该产业的迅猛发展,已使之成为制约其他相关行业发展的“瓶颈”。因此，模具专业应义不容辞，肩负起大力培养模具专业人才的重任，积极推动我国模具工业的发展。为了适应市场对模具制造的短交货期、高精度、低成本的迫切要求，模具业将有如下发展趋势：(1)愈来愈高的模具精度；(2)模具日趋大型化；(3)扩大应用热流道技术；(4)进一步发展多功能复合模具；(5)增大塑料模具比例；(6)日渐推广应用模具标准化；(7)大力发展快速制造模具。我国模具工业的现状及发展趋势，给模具人才培养、培训单位提出了新的课题，尤其是针对行业的职业技术教育。怎样培养出适应

17、我国模具工业发展“适销对路”的应用型专门人才，将是今后一段时期高职院校模具设计及制造专业教育工作者应认真思考的问题。1.21.2 冲压模的分类冲压模的分类冲压模具的形式很多，一般可按以下几个主要特征分类：121根据工艺性质分类根据工艺性质分类（1）冲裁模 沿封闭或敞开的轮廓线使材料产生分离的模具。如落料模、冲孔模、切断模、切口模、切边模、剖切模等。（2）弯曲模 使板料毛坯或其他坯料沿著直线（弯曲线）产生弯曲变形，从而获得一定角度和形状的工件的模具。（3）拉深模 是把板料毛坯制成开口空心件，或使空心件进一步改变形状和尺寸的模具。（4）成形模 是将毛坯或半成品工件按图凸、凹模的形状直接复制成形，而

18、材料本身仅产生局部塑性变形的模具。如胀形模、缩口模、扩口模、起伏成形模、翻边模、整形模等。122根据工序组合程度分类根据工序组合程度分类（1）单工序模 在压力机的一次行程中，只完成一道冲压工序的模具。（2）复合模 只有一个工位，在压力机的一次行程中，在同一工位上同时完成两道或两道以上冲压工序的模具。（3）级进模（也称连续模）在毛坯的送进方向上，具有两个或更多的工位，在压力机的一次行程中，在不同的工位上逐次完成两道或两道以上冲压工序的模具。1.31.3 冲压模的设计要点和步骤冲压模的设计要点和步骤131冲压模的设计要点冲压模的设计要点在满足制件使用性能的前提下，尽量使用模具的结构简单、操作方便、

19、材料消耗少、制件成本底，既要保证模具寿命，又要考虑经济性。它包括：（1）冲裁件的工艺性分析，拟定工艺方案。（2）最佳工艺方案的确定。（3）选择模具的结构形式（4）确定模具压力中心。（5）模具的闭合高度（模具与压力机的关系）132冲压模的设计步骤冲压模的设计步骤（1）对冲裁件进行工艺分析。（2）根据现有条件确定冲裁的最佳工艺方案。（3）选择模具的结构形式。（4）进行必要的工艺计算。有关排样的设计与计算。确定压力。确定模具压力中心。计算凸、凹模刃口部分尺寸并确定其其制造公差。选用弹簧或橡胶弹簧等弹性元件，并通过计算验证是否达到要求。必要时，校核凸模、凹模等模具主要零部件的强度。（5）确定模具主要零

20、件的结构与尺寸。（6）选择压力机。（7）绘制模具总装图。（8）画出非标零件图。第二章第二章零件冲压工艺分析以及方案确定零件冲压工艺分析以及方案确定2.1 零件冲压工艺分析零件冲压工艺分析零件尺寸公差无要求，故按 IT14 级选取，利用普通冲裁方式可达到图样要求。由于该件外形简单，形状规则，适于冲裁加工。材料为钢板，厚度为 0.5mm。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.2.1.12.1.1 方案方案比较比较一

21、、一、采用复合模加工采用复合模加工复合模具结构的优点（1）制件精度高。由于是在冲床的一次行程内，完成数道冲压工序。因而不存在累积定位误差。使冲出的制件内外形相对位置及各件的尺寸一致性非常好，制件平直。适宜冲制薄料和脆性或软质材料。（2）生产效率高。（3）模具结构紧凑，面积较小。复合模具结构的缺点（1）凸凹模璧厚不能太薄（外形与内形、内形与内形），以免影响强度。（2）凸凹模刃磨有时不方便。尤其是在凸凹模即冲裁，又成形的情况时。（如生产批量大，条件许可时，可将凸凹模刃口部分和盛开部分分开设计）。复合模具结构的选用原则综上所述可知，只有当制件精度要求高，生产批量大，表面要求平整时，才选用复合模具结构

22、。二二、采用级进模加工采用级进模加工1)级进模是多工序冲模，在一副模具内，可以包括冲裁、弯曲、成形和拉深等多种多道工序，具有比复合模更高的劳动生产率，也能生产相当复杂的冲压件；2)级进模操作安全，因为人手不必进入危险区域；3)级进模设计时，工序可以分散。不必集中在一个工位，不存在复合模中的“最小壁厚”问题。因而模具强度相对较高，寿命较长。4)级进模易于自动化，即容易实现自动送料，自动出件，自动叠片；5)级进模可以采用高速压力机生产，因为工件和废料可以直接往下漏；6)使用级进模可以减少压力机，减少半成品的运输。车间面积和仓库面积可大大减小。级进模的缺点是结构复杂，制造精度高，周期长，成本高。因为

23、级进模是将工件的内、外形逐次冲出的，每次冲压都有定位误差，较难稳定保持工件内、外形相对位置的一次性。但精度高的零件，并非全部轮廓的所有内、外形相对位置要求都高，可以在冲内形的同一工位上，把相对位置要求高的这部分轮廓同时冲出，从而保证零件的精度要求。三、三、比较方案一与方案二比较方案一与方案二对于所给零件，由于两小孔比较接近边缘，复合模冲裁零件时受到壁厚的限制，模具结构与强度方面相对较难实现和保证，所以根据零件性质故采用级进模加工。2.2 零件排样因素的考虑零件排样因素的考虑排样问题是指需要开料的工件在板料上的布置和开切方式。选择合理的排样布局方式，是提高材料利用率、降低生产成本和保证工件质量的

24、有效措施。排样起先是指冲裁件在条料、带料、板料上的布置方式。选择合理的排样方式和适当的搭便值，是提高材料利用率、降低生产成本和保证工件质量及模具寿命的有效措施。根据冲裁件在板料上的布置方式，排样形式有直排、单行排、多行排、斜排、对头直排和对头斜排等 多种排列方式。在冲压零件的成本中，材料费用约占 60%以上，因此材料的经济利用具有非常重要的意义。冲压件在条料或板料上的布置方法称为排样。不合理的排样会浪费材料，衡量排样经济性的指标是材料的利用率。可用下式计算：一个进距内的材料利用率：A/A0nA/h式中材料利用率；工件的实际面积；A0所用材料面积，包括工件面积与废料面积；h 送料进距(相邻两个制

25、件对应点的距离)；B条料宽度。n-一个进距内冲件数目。从上式可看出，若能减少废料面积，则材料利用率高。废料可分为工艺废料与结构废料两种(图 1）。搭边和余料属工艺废料，这是与排样形式及冲压方式有关的废料；结构废料由工件的形状特点决定，一般不能改变。所以只有设计合理的排样方案，减少工艺废料，才能提高材料利用率。1-结构废料；2-工艺废料图 1 废料分类排样合理与否不但影响材料的经济利用，还影响到制件的质量、模具的结构与寿命、制件的生产率和模具的成本等技术、经济指标。因此，排样时应考虑如下原则：提高材料利用率(不影响制件使用性能前提下，还可适当改变制件形状)。排样方法使应操作方便，劳动强度小且安全

26、。模具结构简单、寿命高。保证制件质量和制件对板料纤维方向的要求。2.3 排样设计排样设计及计算及计算排样合理与否不但影响材料的经济利用，还影响到制件的质量、模具的结构与寿命、制件的生产率和模具的成本等技术、经济指标。因此，排样时应考虑如下原则：提高材料利用率(不影响制件使用性能前提下，还可适当改变制件形状)。排样方法使应操作方便，劳动强度小且安全。模具结构简单、寿命高。保证制件质量和制件对板料纤维方向的要求。排样方法根据材料经济利用程度，排样方法可分为有废料、少废料和无废料排样三种，根据制件在条料上的布置形式，排样又可分为直排、斜排、对排、混合排、多排等多种形式。图 2 排样有废料排样法：如图

27、 2a)所示，沿制件的全部外形轮廓冲裁，在制件之间及制件与条料侧 边之间，都有工艺余料(称搭边)存在。因留有搭边，所以制件质量和模具寿命较高，但材料利用率降低。少废料排样法：如图 2b)所示。沿制件的部分外形轮廓切断或冲裁，只在制件之间(或制件与条料侧 边之间)留有搭边，材料利用率有所提高。无废料排样法：无废料排样法就是无工艺搭边的排样，制件直接由切断条料获得。图2c)是步距为两倍制件宽度 的一模两件 的无废料排样。采用少、无废料排样法，材料利用率高，不但有利于一次冲程获得多个制件，而且可以简化模具结构、降低冲裁力但是，因条料本身的公差以及条料导向与定位所产生的误差的影响，所以冲裁件的公差等级

28、较低。同时，因模具单面受力(单边切断时)，不但会加剧模具的磨损，降低模具的寿命，而且也直接影响到冲裁件的断面质量。为此排样时必须统筹兼顾、全面考虑。表 1 为排样形式分类示例。表 1 排形式分类示例(1)、排样方案为提高材料的利用率，采用直排的排列方案，如图 2-1 所示。(2)、步距H=28.2+1.2=29.4(mm)条料宽度B=28.2+1.52=31.2(mm)(3)冲压件毛坯面积A=(28.2/2)2=624.3(mm2)(4)一个步距材料利用率：=A/BH100%=624.3/31.229.4100%=68.06%第三章凸、凹模的设计3.1 凸、凹模的设计原则凸、凹模的设计原则冲裁

29、过程中，凸、凹模要与冲裁零件或废料发生摩擦，凸模轮廓越磨越小，凹模轮廓越磨越大，结果使间隙越用越大。因此，确定凸、凹模刃口尺寸应区分落料和冲孔工序，并遵循如下原则：设计落料模先确定凹模刃口尺寸。以凹模为基准，间隙取在凸模上，即冲裁间隙通过减小凸模刃口尺寸来取得。设计冲孔模先确定凸模刃口尺寸。以凸模为基准，间隙取在凹模上，冲裁间隙通过增大凹模刃口尺寸来取得。根据冲模在使用过程中的磨损规律，设计落料模时，凹模基本尺寸应取接近或等于工件的最小极限尺寸；设计冲孔模时，凸模基本尺寸则取接近或等于工件孔的最大极限尺寸。这样，凸、凹在磨损到一定程度时，仍能冲出合格的零件。模具磨损预留量与工件制造精度有关。用

30、 x、表示，其中为工件的公差值，x 为磨损系数，其值在 0.之间，根据工件制造精度进行选取：工件精度 IT10 以上 X=1工件精度 IT11IT13 X=0.75工件精度 IT14 X=0.5不管落料还是冲孔，冲裁间隙一般选用最小合理间隙值（Zmin）。选择模具刃口制造公差时，要考虑工件精度与模具精度的关系，即要保证工件的精度要求，又要保证有合理的间隙值。一般冲模精度较工件精度高 24 级。对于形状简单的圆形、方形刃口，其制造偏差值可按级来选取；对于形状复杂的刃口制造偏差可按工件相应部位公差值的 1/4 来选取；对于刃口尺寸磨损后无变化的制造偏差值可取工件相应部位公差值的 1/8 并冠以（）

31、。工件尺寸公差与冲模刃口尺寸的制造偏差原则上都应按“入体”原则标注为单向公差，所谓“入体”原则是指标注工件尺寸公差时应向材料实体方向单向标注。但对于磨损后无变化的尺寸，一般标注双向偏差3.2 冲裁间隙的选用冲裁间隙的选用冲裁间隙是指凸凹模刃口间缝隙的距离。冲裁间隙是冲压工艺和模具设计中的重要参数，它直接影响冲裁件的质量、模具寿命和力能的消耗。应根据实际情况和需要合理的选用。冲裁间隙有双面间隙和单面间隙之分，未注单面的即为双面间隙。3.2.1 冲裁间隙对冲裁的重要影响冲裁间隙对冲裁的重要影响间隙对冲裁件质量、冲裁力和模具寿命均有很大影响，是冲裁工艺与冲裁模设计中的一个非常重要的工艺参数。（1）间

32、隙对冲裁件质量的影响间隙是影响冲裁件质量的主要因素之一。（2）间隙对冲裁力的影响试验证明，随间隙的增大冲裁力有一定程度的降低，但当单面间隙介于材料厚度的520范围内时冲裁力的降低不超过 5l0。因此，在正常情况下，间隙对冲裁力的影响不很大。对卸料力、推件力的影响比较显著。随间隙增大，卸料力和推件力都将减小。一般当单面间隙增大到材料厚度的 15一 25时，卸料力几乎降到零。但间隙继续增大会时毛刺增大，又将引起卸料力、顶件力的迅速增大。（3）间隙对模具寿命的影响模具寿命分为刃磨寿命和模具总寿命。刃磨寿命是用两次刃磨之间的合格制件数表示。总寿命是用模具失效为止的总的合格制件数表示。模具失效的原因一般

33、有：磨损、变形、崩刃、折断和涨裂。为了减少凸、凹模的磨损，延长模具使用寿命，在保证冲裁件质量的前提下适当采用较大的间隙值是十分必要的。若采用小间隙，就必须提高模具硬度、精度、减小模具粗糙度、良好润滑，以减小磨损。3.2.2 冲裁间隙选用依据冲裁间隙选用依据冲裁间隙的大小主要与材料性能及厚度有关，材料越硬，厚度越大，则间隙值应越大。由于生产中对冲裁件质量和尺寸精度的要求不同，因此冲裁间隙值的确定应在保证冲裁件尺寸精度和满足剪切面质量的前提下，考虑模具寿命、模具结构、冲裁件尺寸和形状、生产条件等因素综合分析后确定。3.2.3 冲模间隙值的确定冲模间隙值的确定由以上分析可见，间隙对冲裁件质量、冲裁力

34、模具寿命等都有很大的影响。但很难找到一个固定的间隙值，能同时满足冲裁件质量最佳、冲模寿命最长、冲裁力最小等各方面的要求。因此在冲压实际生产中，主要根据冲裁件断面质量、尺寸精度和模具寿命也三个因素综合考虑，给间隙规定一个范围值。只要间隙在这个范围内，就能得到质量合格的冲裁件和较长的模具寿命。这个间隙范围就称为合理间隙，这个范围的最小值称为最小合理间隙，最大值称为最大合理间隙。考虑到在生产过程中的磨损使间隙变大，故设计与制造新模具时应采用最小合理间隙。确定合理间隙值有理论法和经验法两种。（1）理论确定法主要是根据凸凹模刃口产生的裂纹相互重合进行计算合理间隙。（2）经验确定法根据研究与实际生产经验，

35、间隙值可按要求分类查表确定。对于尺寸精度、断面质量要求高的冲裁件应选用较小间隙值，这时冲裁力与模具寿命作为次要因素考虑。对于对于尺寸精度和断面质量要求不高的冲裁件，在满足冲裁件要求都前提下，应以降低冲裁力，提高模具寿命为主，选用较大的双面间隙值。3.3 冲裁凸、凹模刃口尺寸的确定冲裁凸、凹模刃口尺寸的确定凸模与凹模刃口尺寸和公差，直接影响冲裁件的尺寸精度。模具的合理间隙值也靠凸凹模刃口尺寸及公差来保证。因此正确确定凸凹模刃口尺寸和公差，是冲裁模设计中的一项重要工作。表表 3.1常 用 金 属 材 料 的 冲 裁 模 初 始 双 面 间 隙 值 Zmm板料厚度软铝纯铜、黄铜、软钢WC=0.08%

36、0.2%中等硬度WC=0.3%0.4%硬钢WC=0.5%0.6%ZminZmaxZminZmaxZminZmaxZminZmax1.50.0750.1050.0900.1200.1050.1350.1200.1501.80.0900.1260.1080.1440.1260.1620.1440.1802.00.1000.1400.1200.1600.1400.1800.1600.2002.20.1320.1760.1540.180.1760.2200.1980.2422.50.1500.2000.1750.2250.2000.2500.2250.2753 3.3 3.1.1 刃口尺寸确定的原则刃

37、口尺寸确定的原则由于凸凹模之间存在间隙，所以冲裁件断面都带有锥度，而在冲裁件尺寸的测量和使用中，都以光亮带的尺寸为基准。落料件的光亮带处于大端尺寸，冲孔件的光亮带处于小端尺寸。落料件的光亮带是因凹模刃口挤切材料而产生的，而冲孔件的光亮带是凸模刃口挤切材料产生的，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凹模尺寸。冲裁过程中，凸凹模要与冲裁零件或废料发生摩擦，凸模轮廓越磨越小，凹模轮廓越磨越大，结果使间隙越用越大，因此确定凸凹模刃口尺寸应区分落料和冲孔，并遵循如下原则：（1）设计落料模先确定凹模刃口尺寸。以凹模为基准，间隙取在凸模上，即重裁间隙通过减小凸模刃口尺寸来获得。设计冲孔模先确

38、定凸模刃口尺寸。以凸模为基准，间隙去在凹模上，重裁间隙通过增大凹模刃口尺寸来取得。（2）根据冲模在使用过程中的磨损规律，设计落料模时，凹模基本尺寸应取接近或等于工件的最小极限尺寸；设计冲孔模时，凸模基本尺寸应取接近或等于工件孔的最大极限尺寸。这样，凸凹模在磨损到一定程度时，仍能冲出合格的零件。（3）不管落料还是冲孔，其间隙一般选用最小合理间隙值。（4）选择模具刃口制造公差时，要考虑工件精度和模具精度的关系，既要保证工件的精度要求，又要保证又合理的间隙值。3 3.3 3.2.2 刃口尺寸的刃口尺寸的决决定方法定方法由于冲模加工方法不同，刃口尺寸的计算方法也不同，基本上可分为两类。按凸模与凹模图样

39、分别加工发这种方法主要适用于圆形或简单形状的工件，因冲裁次类工件的凸凹模制造相对简单，精度容易保证，所以采用分别加工。设计时需在图纸上分别标注凸模和凹模刃口尺寸及制造公差。凸凹模分别加工发的优点是，凸凹模具有互换性，制造周期短，便于成批制造。其缺点是，为了保证初始间隙在合理范围内，需要采用较小的凸凹模具制造公差，所以模具制造成本相对较高。（2）凸模与凹模配作法采用凸凹模分开加工时，为了保证凹凸模间一定的间隙值，必须严格限制冲模制造公差。因此，造成冲裁制造困难。对于冲制薄材料的冲裁，或冲制复杂形状的工件的冲模，或单件生产的冲模，常常采用凸模与凹模配作的方法加工。3.3.3 刃口尺寸的刃口尺寸的计

40、算计算由于总裁件的形状简单，冲模加工方法采用凸模与凹模图样分别加工的方法。查表 6-3 得间隙 Zmin=0.140mmZmax=0.180mm，(1)、查标准公差数值表得，14.8 的 IT14 的自由公差为:=+0.43mm制造公差为：p=0.43/4=0.1075mmd=0.43/4=0.1075mmdd=(d+x)0-p=(14.8+0.50.45)0-0.1075=15.0250-0.1075(mm)dp=（d+x+Zmin)+p0=(14.8+0.50.45+0.14)+0.10750=15.165+0.10750(mm)(2)、查标准公差数值表得，28.2 IT14 的自由公差为

41、:=+0.52mm制造公差为：p=0.52/4=0.13mmd=0.52/4=0.13mmDp=(D-x-Zmin)0-p=(28.2-0.50.52-0.035)0-0.13=27.9050-0.13(mm)Dd=(D-x)+p0=(28.2-0.50.52)+0.130=27.94+0.130(mm)3.43.4 凸模的结构设计和固定凸模的结构设计和固定（1）凸模的固定方法由于冲件的形状和尺寸不同，冲模的加工以及装配工艺等实际条件亦不同，所以在实际生产中使用的凸模结构形式很多。其截面形状有圆形和非圆形；刃口形状有平刃和斜刃等；结构有整体式、镶拼式、阶梯式、直通式和带护套式等。凸模的固定方法

42、有台肩固定、铆接、螺钉和销钉固定，粘结剂浇注法固定等。（2）凸模的结构形式（见附图 SJ001、SJ002）3.5 凹模的设计凹模的设计（1）凹模的结构类型及固定方法凹模类型由整体式、带台肩的冲圆孔凹模、无台肩的冲圆孔凹模、冲非圆孔形凹模、台肩式冲非圆孔的圆凹模等十余种类型。在这里我们主要选用整体式或组合式凹模。固定方式采用直接联结，其特点是用螺钉、销钉直接紧固凹模，紧固可靠，应用广泛。（2）凹模刃口的结构形式（见附图 SJ003）第四章第四章冲压力的计算及压力机的选择冲压力的计算及压力机的选择4.1 冲压力的计算冲压力的计算压力机的公称压力必须大于或等于各种冲压工艺力的总和。计算应根据不同的

43、模具结构分别对待。4.1.1 确定冲压力确定冲压力（1）冲孔力P1=KLtBb=1.314.82350=42.290103(N)（2）落料力P2=KLtBb=1.328.22350=80.579103(N)（3）落料时的卸料力Ps=KsP2=0.05580.5791034.43(N)(查表 6-14 得 Ks取 0.055)（4）落料时的卸料力Pp=nKpF1根据凹模刃口形式，并查表 6-6 得，刃口直壁部分 h=4mm，则n=h/t=4/2=2查表 6-14,Kp=0.1,所以Pp=nKpF1=20.142.2901038.46(N)选择冲床时的总冲压力为：P总=P1+P2+PS+PP=42

44、.290103+80.579103+4.43+8.46=135.759103(N)4.1.2 低冲裁力的方法低冲裁力的方法为实现小设备冲裁大工件，或使冲裁过程平稳以减少压力机震动。常用下列方法来降低冲裁力。（1）阶梯凸模冲裁中，将凸模设计成不同长度，使工作端面呈阶梯式布置，这样各凸模冲裁力的最大峰值不同时出现，从而达到降低冲裁力的目的。在几个凸模直径相差较大，相距又很大的情况下，为能避免小直径凸模由于承受材料流动的侧压力而产生折段或产生倾斜现象，应该采用阶梯布置，即将小模做的短一些。其冲裁力计算时，一般只按产生最大冲裁力的那个阶梯进行计算。（2）斜刃冲裁用平刃口模具冲裁时，沿刃口整个周边同时冲

45、切材料，故冲裁力较大。若将凸模或凹模刃口平面做成与其轴线倾斜一个角度的斜刃，则冲裁时刃口就不是全部同时切入，而是逐渐的将材料切离，这就相当于把冲裁件整个周边长分成若干小段进行剪切分离，因而能显著降低冲裁力。斜刃冲裁时，会使板料产生弯曲，因而斜刃配置的原则是：必须保证工件平整，只允许废料产生弯曲变形。因此，落料时凸模应为平刃，凸模为斜刃。冲孔时则凹模应为平刃，凸模为斜刃。斜刃还应当对称布置，以免冲裁时模具承受单向压力而发生偏移，啃伤刃口。向一边倾斜的斜刃，只能用于切舌或切开。斜刃冲裁虽有降低冲裁力使冲裁过程平稳等优点，但模具制造复杂，刃口易磨损，修模困难，冲件不够平整，且不适于冲裁外形复杂的冲件

46、，因此在一般情况下尽量不用，只用于大型冲件或厚板的冲裁。最后应当指出，采用斜刃冲裁或阶梯凸模冲裁时，虽然减低了冲裁力，但凸模进入凹模较深，冲裁行程增加，因此这些模具省力而不生功。（3）加热冲裁金属在常温时其抗剪强度是一定的，但当金属材料加热到一定温度后，其抗剪强度显著降低，所以加热冲裁能降低冲裁力。但加热冲裁易破坏工件便面质量，同时会产生热变形，精度低，因此应用较少4.2 冲压压力中心的计算冲压压力中心的计算冲模对工件施加的冲压力合力的中心称为冲压压力中心。冲裁模对工件施加的冲裁力合力的中心为冲裁压力中心，拉伸模对工件施加的拉深力合力的中心成为拉深压力中心。为了保证压力机和模具的正常工作，应使

47、模具的压力中心与压力机滑块的中心线相重合。否则，冲压时滑块就会承受偏心载荷，导致滑块导轨和模具导向部分不正常的磨损，还会使合理间隙得不到保证，从而影响制件质量和降低模具寿命甚至损坏模具。在实际生产中，可能会出现由于冲件的形状特殊或排样特殊，从模具结构设计与制造考虑不宜使压力中心与模柄中心线相重合的情况，这时应注意使压力中心的偏离不致超出所选用压力机允许的范围。确定压力中心的对象包括：简单几何图形、多凸模模具和复杂形状零件模具。本次设计加工的工件属于简单几何图形，如图 4.4 所示：几何中心为：其压力中心坐标为（7.95，0）。4.3 压力机的选型及其规格压力机的选型及其规格根据总冲压力 F 总

48、=135.759103(N)，模具闭合高度，冲床工作台面尺寸等，并结合现有设备，选用 JH23-25 开式双柱可倾冲床，并在工作台面上备制垫块。其主要工艺参数如下：公称压力：250KN滑块行程：75mm行程次数：80 次/分最大闭合高度：260mm连杆长度：55mm工作台尺寸（前后左右）：370mm560mm最大倾斜力：300电动机功率：2.2第五章第五章模具的结构图模具的结构图5.1 模具装配图模具装配图（见附图）5.2 凸凹模结构图凸凹模结构图（见附图）结束语结束语通过这次模具设计，本人在多方面都有所提高。通过这次毕业设计，综合运用本专业所学课程的理论和生产实际知识进行一次冷冲压模具设计工

49、作的实际训练从而培养和提高学生独立工作能力，巩固与扩充了冷冲压模具设计等课程所学的内容，掌握冷冲压模具设计的方法和步骤，掌握冷冲压模具设计的基本的模具技能懂得了怎样分析零件的工艺性，怎样确定工艺方案，了解了模具的基本结构，提高了计算能力，绘图能力，熟悉了规范和标准，同时各科相关的课程都有了全面的复习，独立思考的能力也有了提高。在这次设计过程中，体现出自己单独设计模具的能力以及综合运用知识的能力，体会了学以致用、突出自己劳动成果的喜悦心情，从中发现自己平时学习的不足和薄弱环节，从而加以弥补。特别是模具在实际中可能遇到的具体问题，使我在这短暂的时间里，对模具的认识有了一个质的飞跃。使我对塑料模具设

50、计的各种成型方法，成型零件的设计，成型零件的加工工艺（如线切割、电火花加工、CNC电脑数控加工），主要工艺参数的计算，产品缺陷及其解决办法，模具的总体结构设计及零部件的设计等都有了进一步的理解和掌握。模具在当今社会生活中运用得非常广泛，掌握模具的设计方法对我们以后的工作和发展有着十分重要的意义。在此感谢我的导师,袁宁讲师.她严谨细致、一丝不苟的作风一直是我工作、学习中的榜样；她循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪。由于本人的设计能力有限，在设计过程中难免出现错误，恳请袁老师多多指教,我十分的乐意接受您的批评与指正，本人将万分感谢。参考文献参考文献1夏琴香，袁宁 编著.模具设计及计算机