冲裁模[互联资料]

1、目 录摘要与关键词（2）前言（4）本论（5）一、 课题（5）二、 冲裁的工艺性和工艺方案的确定（6）三、 模具的技术要求和材料的选用（6）四、 排样设计与计算（7）五、 主要设计计算（8）（一） 计算冲裁力（8）（二） 确定模具压力中心（9）（三） 凸凹模的刃口尺寸计算（9）六、 模具的总设计和重要部件的设计（9）七、 选择冲压设备（11）八、 工作零件的加工工艺（12）（一） 落料凹模加工工艺规程（12）（二） 落料凸模加工工艺规程（12）总结（13）参考文献（14）致谢（15）摘 要我国冲压模具无论在数量上，还是在质量、技术和能力等方面都已有了很大发展，但与国民经济需求和世界先进水平相比，

2、差距仍很大，一些大型、精密、复杂、长寿命的高档模具每年仍大量进口，特别是中高档轿车的覆盖件模具，目前仍主要依靠进口。因而只有培养模具人才才能缩小我国同发达国家之间的距离。本次设计的模具为导板式单工序落料模，特点是利用导板做导向，结构简单，制造容易，冲裁间隙由冲床滑块的导向精度决定。可用于边角余斜冲裁。常用于料厚而精度要求不高的小批量冲压件的生产。设计内容是从零件的工艺性分析开始的，根据工艺要求来确定设计的大体思路。冲裁是最基本的冲压工序。本设计重点是在分析冲裁变形过程及冲裁件质量影响因素的基础上，介绍冲裁工艺计算、工艺方案制定和冲裁模设计。涉及冲裁变形过程分析、冲裁件质量及影响因素、间隙确定、

3、刃口尺寸计算原则和方法、排样设计、冲裁力与压力中心计算、冲裁工艺性分析与工艺方案制定、冲裁典型结构、零部件设计及模具标准应用、冲裁模设计方法与步骤等。主要设计内容有：1、冲裁件工艺性分析；2、确定冲裁工艺方案；3、选择模具的结构形式；4、进行必要的工艺计算；5、选择与确定模具的主要零部件的结构与尺寸；6、校核模具闭合高度及压力机有关参数；7、绘制模具总装图及零件图。本次设计不仅让我熟悉了课本所学的知识，而且我做了把所学到的知识运用到实践当中，更让我了解了冲裁模设计的全过程和加工实践的各种要点。使我在书本和实践当中有一个质的飞跃。关键词：冲裁模 导板式 小批量 结构简单前 言 1冲压的概念、特点

4、及应用 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冷变形加工，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术。 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

5、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。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。 （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

6、，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。但是，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，是技术密集形产品。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。 在现代工业生产中，尤其是大批量生产中应用十分广泛。相当多的工业部门越来越多地采用冲压法加工产品零部件，如汽车、农机、仪器、仪表、电子、航空、航天、家电及轻工等行业。在这些工业部门中，冲压件所占的

7、比重都相当的大，少则60%以上，多则90%以上。不少过去用锻造，铸造和切削加工方法制造的零件，现在大多数也被质量轻、刚度好的冲压件所代替。因此可以说，如果生产中不谅采用冲压工艺，许多工业部门要提高生产效率和产品质量、降低生产成本、快速进行产品更新换代等都是难以实现的。 2 冲压的基本工序及模具 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

8、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面两种或两种以

9、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。论 文一、课题1导板式

10、单工序落料模2零件图（图1）3材料：08钢4料厚：2mm5尺寸精度：0.1图1零件图二、冲裁的工艺性和工艺方案的确定冲裁工艺设计包含冲裁件的工艺性分析、冲裁工艺方案的确定和技术经济分析的内容。良好的工艺性和合理的工艺方案，可以用最少的材料，最少的工序数量和工时，并使模具结构简单，模具寿命高，最终稳定地获得合格工作劳动量和工艺成本是衡量冲裁工艺设计的主要指标。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的影响。（一）冲裁件的形状和尺寸 冲裁件形状应尽可能简单、对称、排样废料少。在满足质量要求的条件下，把冲裁件设计成少 、无废料的排样形状。除在少、无废料排样或采用镶拼模结构 时，允许工件

11、有尖锐的清角外 ，冲裁件的外形或内孔交角处应采用圆角过渡， 避免清角 。尽量避免冲裁件上过长的悬臂 与狭槽冲裁件孔与孔之间 、孔与零件边缘之间的壁厚，因受模具强度和零件质量的限制，其值不能太小。一般要求 c1.5t，ct。若在弯曲或拉深件上冲孔 ，冲孔位置与件壁间距 应满足图示尺寸。5冲裁件的孔径因受冲孔凸模强度和刚度的限制，不宜太小，否则容易折断和压弯。冲孔最小尺寸取决于材料的机械性能、凸模强度和模具结构。（二)冲裁件的尺寸精度和表面粗糙度要求 冲裁件的精度要求，应在经济精度范围以内，对于普通冲裁件，其经济精度不高于 IT12级，冲孔件比落料件高一级。(三)冲裁件的尺寸基准 冲裁件的尺寸基准

12、应尽可能和制模时的定位基准重合，以避免产生基准不重合误差。孔位尺寸基准应尽量选择在冲裁过程中始终不参加变形的 面或线上 ，切不要与参加变形的部位联系起来。形状：该零件的形状是一个腰形链片形状（4020）厚度2 (单位：毫米)尺寸：200.1 400.1 R100.1 100.1 20.1(单位：毫米)三、模具的技术要求和材料的选用（一）本设计是非常简单的单工序冲裁落料模，因此，在模具的技术要求上也不是很复杂。1)模板厚度方向的平行度小于300:0.022)模板基准面垂直度小于100:0.023)各模板装配后的总高度上的平行度小于300:0.1（二）模具材料的选用一般参照一下几点来选择1耐磨性

13、坯料在模具型腔中塑性变性时，沿型腔表面既流动又滑动，使型腔表面与坯料间产生剧烈的摩擦，从而导致模具因磨损而失效。所以材料的耐磨性是模具最基本、最重要的性能之一。 硬度是影响耐磨性的主要因素。一般情况下，模具零件的硬度越高，磨损量越小，耐磨性也越好。另外，耐磨性还与材料中碳化物的种类、数量、形态、大小及分布有关。 2强韧性 模具的工作条件大多十分恶劣，有些常承受较大的冲击负荷，从而导致7脆性断裂。为防止模具零件在工作时突然脆断，模具要具有较高的强度和韧性。 模具的韧性主要取决于材料的含碳量、晶粒度及组织状态。 3疲劳断裂性能 模具工作过程中，在循环应力的长期作用下，往往导致疲劳断裂。其形式有小能

14、量多次冲击疲劳断裂、拉伸疲劳断裂接触疲劳断裂及弯曲疲劳断裂。 模具的疲劳断裂性能主要取决于其强度、韧性、硬度、以及材料中夹杂物的含量。 4高温性能 当模具的工作温度较高进，会使硬度和强度下降，导致模具早期磨损或产生塑性变形而失效。因此，模具材料应具有较高的抗回火稳定性，以保证模具在工作温度下，具有较高的硬度和强度。 5耐冷热疲劳性能 有些模具在工作过程中处于反复加热和冷却的状态，使型腔表面受拉、压力变应力的作用，引起表面龟裂和剥落，增大摩擦力，阻碍塑性变形，降低了尺寸精度，从而导致模具失效。冷热疲劳是热作模具失效的主要形式之一，帮这类模具应具有较高的耐冷热疲劳性能。 6耐蚀性 有些模具如塑料模

15、在工作时，由于塑料中存在氯、氟等元素，受热后分解析出HCI、HF等强侵蚀性气体，侵蚀模具型腔表面，加大其表面粗糙度，加剧磨损失效。 作为一般导板式单工序落料模，材料采用45#钢四、排样设计与计算排样设计：不合理的往复送料排样法以及过小的搭边值往往会造成模具急剧磨损或凸、凹模啃伤。因此，在考虑提高材料利用率的同时，必须根据零件的加工批量、质量要求和模具配合间隙，合理选择排样方法和搭边值，以提高模具寿命、制件的生产率和模具的成本等技术、经济指标。所以，排样时应考虑如下原则：1.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)。2.排样方法使应操作方便，劳动强度小且安全。3.模具结

16、构简单、寿命高。4.保证制件质量和制件对板料纤维方向的要求。 搭边：如图所示的冲裁制件排样，制件2mm，采用手工送料。查表得：a=2.5 b=1.8零件利用率计算：/0F/ =(314+400-78.5-78.5)（4521.8）100% =56.78%所以该排样法材料利用率比较高，达到一定的经济指标。式中材料利用率；工件的实际面积；F0所用材料面积，包括工件面积与废料面积；A 送料进距 (相邻两个制件对应点的距离)；B条料宽度。图2零件排样图五、主要设计计算（一）计算冲裁力：冲裁力的大小主要与材料的力学性能、厚度和制件的周长有关。计算公式：P=Ltb制件材料为08钢，查表得b=4108PaP

17、=Ltb=(20+20+203.14+2103.14)2108=0.1662108=0.332108(N)（二）确定模具压力中心压力中心:设零件图的左上角为坐标原点，XC=(L1X1+L2X2+LmXm)/(L1+L2+Lm) =(3.141010+2020+3.141010)(202+31.42)=10YC=(L1Y1+L2Y2+LmYm)/(L1+L2+Lm)=(3.141010+2020+3.141010)(202+31.42)=10所以：压力中心XC ，YC是（10、10）。（三）凸凹模的刃口尺寸计算零件图中尺寸20、R10刃口磨损后尺寸变大；10尺寸变小。Dt20=Dmax-X=20

18、+0.1-10.2=19.9mmDt10=Dmax-X=10+0.1-0.50.2=10dt10=dmin+X=10-0.1+0.50.2=10计算中的X系数可查表1得到材料厚度t非圆形圆形10.750.50.750.5工件公差10.160.17-0.350.360.160.161-20.200.21-0.410.420.200.202-40.240.25-0.490.500.240.240.300.31-0.590.600.300.30表1 系数X六、模具的总设计和重要部件的设计（一）总装图（图3）（二）模具的闭合高度：200(mm)（三）模具的体积尺寸：175（mm）170(mm)200(

19、mm)（四）工作零件为冲孔凸模和落料凸模，定位零件为两个导料板，导料板对条料送进起导向作用，定位板是限制条料的送进距离；卸料零件为两个固定卸料板；支承零件为上模座（带模柄）和下模座；此外还有紧固螺钉等。上、下模之间没有直接导向关系。分离后的冲件靠凸模直接从凹模洞口依次推出。箍在凸模上的废料由固定卸料板刮下。（五）零部件的设计：1上模座LBH=120mm120mm40mm2下模座LBH=120mm120mm38mm3凸模高度为85mm4凹模LBH=120mm120mm35mm5导料板厚度为8mm 模柄 2螺钉 3冲孔凸模 4落料凸模 5导正销 6固定导料销 7始用导料销 图3用导正销定距的冲孔落

20、料级进模七、选择冲压设备选用开式双柱可倾式压力机：J23-16F公称压力：160KN滑块行程：70mm装模高度调节量：45mm压力机最大装模高度：205mm工作尺寸(前后左右)：300mm450mm垫板尺寸(厚度孔径)：40mm210mm模柄孔尺寸（直径孔深）：40mm60mm最大倾斜角度：35o八、工作零件的加工工艺（一）落料凹模加工工艺规程工序号工序名称工序内容1下料30mm50mm （按等体积法计算后再加锻造的烧毁量）2锻造将毛坯锻成尺寸为122mm122mm37mm 的平行六面体3热处理退火消除锻造后的内应力，降低硬度4铣（刨）平面刨或铣六面体达到120.5mm120.5mm35.5m

21、m （磨削余量单面0.5mm）5平磨磨上下大平面留磨余量0.2mm；与凸模固定板折合一对，垂直平面6钻孔画紧固螺钉孔线、漏料中心位置线，钻、铰孔7立铣铣凹模型孔8坐标镗与凸模固定板折合，一对侧基准定位9热处理淬火、回火达到硬度HRC60-6410钳工锉一个腰形孔达到图要求（二）落料凸模加工工艺规程工序号工序名称工序内容1下料按等体积法计算后再加上锻造的烧毁量2锻造将毛坯锻成尺寸为15mm90mm 的圆柱体3热处理退火消除锻造后的内应力，降低硬度4车削（磨削端面）车削圆柱体达到10mm85.5mm （磨削余量端面0.5mm）5热处理淬火、回火达到硬度HRC60-646研磨钳工研磨表面达设计要求总

22、结此次毕业设计是我们从大专毕业生走向未来模具设计师重要的一步。从最初的选题，开题到计算、绘图直到完成设计。其间，查找资料，老师指导，与同学交流，反复修改图纸，每一个过程都是对自己能力的一次检验和充实。通过这次实践，我了解了冲裁模的用途及工作原理，熟悉了冲裁模的设计步骤，锻炼了模具设计实践能力，培养了自己独立设计能力。此次毕业设计是对我专业知识和专业基础知识一次实际检验和巩固，同时也是走向工作岗位前的一次热身。毕业设计收获很多，比如学会了查找相关资料相关标准，分析数据，提高了自己的绘图能力，懂得了许多经验公式的获得是前人不懈努力的结果。同时，仍有很多课题需要后辈去努力去完善。但是毕业设计也暴露出自己专业基础的很多不足之处。比如缺乏综合应用专业知识的能力，对材料的不了解，等等。这次实践是对自己大学四年所学的一次大检阅，使我明白自己知识还很浅薄，虽然马上要毕业了，但是自己的求学之路还很长，以后更应该在工作中学习，努力使自己 成为一个对社会有所贡献的人，为中国模具业添上自己的微薄之力。设计者：*参考文献1 航空工业标准冷冲模零件及其技