冲压模具设计说明书

目录1 序言11.1绪论31.2目的21.3任务22 工件工艺性分析 (3)2.1 工件图32.2 工艺分析32.3工艺方案确定 (3)3 模具结构形式的确定44 模具设计计算 (5)4.1 排样、材料利用率计算54.2 计算工序压力74.3 确定模具压力中心84.4 冲模刃口尺寸及公差的计算95模具零件设计116 冲压设备选取167 设计总装图、选取标准件 (18)8 心得体会199 致谢2010 参考文献2附录A：产品图附录B：冲压工艺过程卡附录C：零件加工工艺过程卡1 序言1.1绪论冲压是使板料经分离或成型而得到制件的加工方法。

冲压利用冲压模具对板料进行加工。

常温下进行的板料冲压加工称为冷冲压。

模具是大批生产的工具，是工业生产的主要工艺装备，模具工业是国民经济的基础工业。

模具可保证冲压的尺寸精度，使产品质量稳定，而且在加工中不破坏产吕表面。

用模具生产零部件可以采用冶金厂大量生产的廉价的轧制钢板或钢带为坯料，且在生产中不需加热，具有生产效率高、质量好、重量轻、成本低且节约能源和原材料等一系列的优点，是其它加工方法所不能比拟的，使用模具已成为工业生产的重要手段和工艺发展方向。

现代的制造工业的发展和技术水平的提高，很大程度上取决于模具工业的发展。

目前，工业生产中普遍采用模具成型工艺方法，以提高警惕产品的生产率和质量。

一般压力机加工，一台普通压力机设备每分钟可生产零件几件到几十件，高速压力机生产率已达到每分钟数百件甚至上千件。

据不完全统计，飞机、汽车、拖拉机、电机、电器、仪器、仪表等产品；有60%左右的零件是用模具加工出来的；而自行车、手表、洗衣机、电冰箱及电风扇等轻工产品，有90%左右的零件是用模具加工出来的。

显而易见，模具作为一种专用的工艺装备，在生产中的决定性作用和重要地位渐为人们所共识。

模具的出现可以追溯到几千年前的陶器炼制和青铜器铸造，但其大规模应用却是随着现代工业的崛起而发展起来的。

20世纪模具生产得到了进一步的发展，在此期间归纳出的模具设计原则上，使得压力机械、冲压材料、加工方法、模具结构、模具材料、模具制造方法、自动化装置等领域面貌一新，并向实用化的方向推进。

进入20世纪70年代，不断涌现出各种高效率、高精度、高寿命的多功能自动模具。

其代表是五十多个工位的级和十几个工位的多工位传递模。

从20世纪70年代中期至今，计算机逐步进入精度进入模具生产的设计、制造、管理等各个领域；辅助进行零件图形输入、毛坯展开、条料排样、确定模座尺寸和标准、绘制装配图和零件图、输出NC程序（用于数控加工中心和线切割编程）等工作，使得模具设计、加工精度及复杂性不断提高，模具制造周期不断缩短。

当前国际上计算机辅助设计（CAD）。

计算机辅助工艺（CAE）和计算机辅助制造（CAM）的发展趋势是：继续发展几何图形系统，以满足复杂零件和模具的要求；在CAD和CAM的基础上建立生产集成系统（CIMS）；开展塑性成形模拟技术CAE（包括物理模拟和数学模拟）的研究，以提高工艺分析和模具CAD的理论水平和实用性；开发智能数据库和分布式数据库，发展专家系统和智能CAD等。

三维CAD技术的出现，极大地推动了模具工业的发展，使零件设计及模具结构设计在非常直观的三维环境下进行，模具设计完成后，可根据投影关系自动生成工程图。

模具属于标准化程度较高的工艺装备，模具设计中使用的模架及各种标准件可以直接从CAD系统中建立的标准库中直接调用，大大提高了模具设计的质量和效率。

同时，三维CAD系统中设计生成的三维模型可直接用于有限元模拟零件的成形过程及数控加工编程等后续应用，适应现代化生产，满足了CAD/CAM 集成技术的要求。

目前，三维CAD技术已广泛地应用于模具的设计，缩短了新产品的开发周期和产品的更新期，使得开发的新产品达到“高质量、低成本、上市快”的目标成为可能。

1.2目的应用和巩固本课程及有关选修课的基础理论和专业知识，掌握查阅和使用本专业相关的技术文献和资料的方法，具备对一般冲压件进行工艺分析计算及其模具设计的初步能力，为毕业设计打下基础。

1.3 任务学生进行冲压课程设计须完成下列任务：（1）、对老师指定的冲压件进行冲压工艺设计:包括工艺分析及方案选择，工艺计算，模具结构尺寸的确定，选择压力机；（2）、设计一道工序的一套冲模的详细结构：要求绘制冲模总装配图及全套零件图（其中的标准件除外）；完成1.5张零号图纸的工作量；（3）、制定冲压工艺规范，编写冲压工艺过程卡片；（4）、编写设计计算说明书，说明书页数约为23~35页，并装订成册。

2 工件工艺性分析2.1 工件图图1 工件图2.2 工艺分析①材料：该冲裁件的材料08钢，具有较好的可冲压性能②零件结构：该冲裁件结构简单，无尖角、凹陷，悬臂宽度和凹槽宽度均大于1.5倍料厚，形状简单，比较适合冲裁。

③尺寸精度：该落料件的外形尺寸是根据落料件的尺寸计算，即为该零件的落料的尺寸精度均不超过ST42.3模具工艺方案的确定通常该零件采用的工艺方案是：落料一道工序，采用单一工序模，该方案产品质量好，模具加工维修简单，一副模具，产品加工周期短，本套模具落料模具，冲出一个制件。

此工件材料为08钢，具有良好的冲压性能，适合冲裁。

工件结构相对简单，尺寸精度较低，普通冲裁完全能满足要求。

通过以上对该零件的结构、形状及精度的分析，并结合零件的生产批量。

该零件采用落料单工序就可完成冲压加工。

3确定模具总体结构1、模具类型的选择由冲压工艺分析可知，采用单工序模冲压，所以本套模具类型为单工序落料模。

2、定位方式的选择因为该模具采用得条料，控制条料得送进方向采用导料板；控制条料的送进步距采用挡料销。

3、导柱、导套位置的选择由于落料件的结构简单，大批量生产都使用导向装置。

导向方式主要有滑动式和滚动式导柱导套结构。

该零件承受侧压力不大，为了加工装配方便，易于标准化，决定使用滑动式导柱导套结构。

4、滑动式模架选择由于受力不大，精度要求也不高，同时为了节约生产成本，简化模具结构，降低模具制造难度，方便安装调整，故采用中间导柱导套式模架。

该模架可以前后送料，操作特别方便。

5、卸料、出件方式的选择在选用卸料装置的形式时，需考虑出料方式是上出料，还是下出料。

卸料装置根据冲件平整度要求或料的厚薄来确定，对于冲件平整度要求高，且料薄的宜用弹压卸料板。

这样既可压料又可卸料，且卸料板随上模上下运动，直观性强，操作方便，是生产中常用的一种卸料方式。

当板料较厚时，用弹压卸料板难以卸料时，选用固定卸料装置卸料，一般在零件形状简单、要求不高时，采用固定卸料方式，它可简由于零件厚度只有0.8mm，属于薄料，一般采用弹性卸料方式顺便压料，以简化模具结构，降低成本。

4 模具设计计算4-1 排样、材料利用率计算排样方案对零件质量、生产率及成本，也会直接影响到材料的利用率以及模具结构和寿命等。

材料利用率是衡量排样经济性的一项重要指标。

在不影响零件性能的前提下，应合理设计零件排样，提高材料利用率。

通过对比观察分析，结合大批量生产的特点，同时考虑模具结构，选择如装配图所示排样方式。

采用单排的方案，如图2.2.1所示图2.2.1采用对排的方案，如图2.2.2所示图2.2.2如图所示的两种排样方案，第一种排样方案相对来说比较简单，冲裁力较小，模具尺寸也较小，但由于要求大批量生产，该排样的生产率较低，且材料利用率不高；第二种排样方案相对第一种来说模具相对较大，且冲裁力较高，材料利用率提高不大，且要二次送料，影响生产效率，故选择第一种方案。

一个步距内的材料利用率η为:1）单排η=[NA/BS]*100%=1*1097/52*39.5=53.4%2)对排η=[NA/BS]*100%=2*1097/52*67=62.97%A—冲裁面积(包括内形结构废料)；N—一个冲距内冲冲裁件数目；B—条料宽度；S—进距。

4-2. 计算工序压力（1）冲裁力F落为：F落≈KL落tσb以上公式中：K——安全系数F——冲裁力；L——冲裁周边长度；t——材料厚度；σb——材料抗拉强度；则有：L= 197mm材料厚度t=0.8mm;材料:08钢，参考相关资料，其抗拉强度σb=300Mpa,则： F 落≈1.3*0.8*300*197＝61.46（kN）（2）卸料力F x为：根据以上模具结构类型，采用弹性卸料和上出料，F x＝K xF,取K x＝0.045（查<<冲压工艺及冲模设计>>表3-8）,则：F x＝0.045×61.46＝2.77（kN）（3）推件力F T为：F T＝nK TF凹模刃壁垂直部分高度h＝5mm,t＝0.8mm,n＝5/0.8=6;取K T ＝0.055（查<<冲压工艺及冲模设计>>表3-8），则：（4）总冲压力 F 总＝ F 落+ F x+ F T＝61.46+2.77+39.66＝103.89（kN）4-3. 确定模具压力中心模具压力中心是指冲压时诸冲压力合力的作用点位置。

为了使模具能平衡工作，在设计和加工模具时，应该根据冲件的技术要求及冲件的形状尺寸分析冲裁过程中的受力状态及其对模具的作用及影响，选取相适应的模具压力中心。

并使之及冲床滑块中心和模具导向部分的对称中心相重合。

否则在冲裁过程中要产生偏心力矩，从而致使冲裁时模具的间隙变得不均匀。

因而使冲件的外形发生歪扭，切口断面质量变坏，甚至会导致冲床滑块导轨和模具的严重磨损。

冲模的压力中心，的按下述原则确定：（1）对称形状的单个冲裁件，冲模的压力中心就是冲裁件的几何中心。

（2）工件形状相同且分布位置对称时，冲模的压力中心及零件的对称中心相重合。

（3）形状复杂的零件，多孔冲模，级进模的压力中心可用解析法求出冲模压力中心。

由于该落料零件是为异形零件，故冲裁压力中心需解析法计算。

根据上图计算压力中心故压力中心为（-2.81，16.23）。

4-4. 冲模刃口尺寸及公差的计算刃口尺寸的计算原则1.落料部分以落料凹模为基准计算，落料凸模按间隙值配制;冲孔部分以凸模为基准计算，冲孔凹模按间隙值配制。

2.考虑凸模及凹模的磨损：凸模及凹模在冲裁过程中必然会出现磨损，凸模刃口尺寸磨损使冲孔尺寸减小，凹模刃口尺寸磨损使落料尺寸增大。

为了保证冲裁件的尺寸精度，尽可能的提高模具寿命设计落料模时，凹模刃口的基本尺寸应取落料件尺寸公差范围内的较小尺寸。

这样就能保证凹、凸模磨损到一定程度后仍能冲裁出合格的工件。

3.把握好刃口制造精度及工件精度的关系：凸、凹模刃口尺寸精度的选择，应以能保证工件的精度要求为前提，保证合理的凸、凹模间隙值，从而保证模具的使用寿命。

一般情况下也可按工件公差的1/3—1/4选取。

对于圆形凸、凹模，由于制造容易，精度易保证，制造公差也可按IT6—IT7级选取。