一种垫圈冲孔切割切开切断连续模设计说明书

1、本科毕业论文（设计）题目一种垫圈冲孔切割切开切断连续模设计本科毕业论文（设计）任务书题目一种垫圈冲孔切割切开切断连续模设计题目来源生产实践学生姓名李晓花学号0802140106专业班级指导教师余历军职称教 授教 研 室机械毕业论文（设计）任务与要求一、题目简介：模具是完成冲压工序的一种专用工具，在冲压生产现场是不可缺少的工艺装备。冲模必须满足冲压生产的要求，不仅要冲压出合格的零件，而且要适应批量生产的需要，具有操作方便、安全可靠、使用寿命和容易制造与维修的特点。模具按工序可分单工序冲模和复合模、连续模，该模具为连续模。通过本设计冷冲压模具的典型结构与计算工作，目的在于使学生熟悉冷冲压模具的工作

2、原理，并系统地运用所学过的知识处理冷冲压模具设计中的各种问题，提高其对机械系统分析和模具设计的能力。另外，通过毕业设计培养学生阅读中外文科技文献、查阅并利用文献资料以及独立撰写科技论文的能力。二、主要任务：1 搜集连续模具相关资料及前期准备工作,掌握冲压工艺原理；2 进行模具工艺参数设计，模具基本类型与工作部分零件尺寸计算；3 进行模具结构设计及计算，模具整体设计和绘制装配图；4 掌握模具的选材以及制造工艺的要求，绘制模具主要零件图。三、主要内容与基本要求：1 基本性能参数的确定；2 结构参数的选择与计算；3 绘制模具二维及三维装配图及零部件图；4 绘制模具的爆炸图：5  制作毕业答

3、辩的 PPT。四、工作量要求1  撰写设计论文及设计说明书（不少于 8000 字）；2  完成总装图及零部件图的三维图、二维图纸；3 图纸的工作量合计不少于 2 张 A1 图；4 手工绘 A3 图一张；5  翻译一篇外文论文。五、主要参考文献：(要写清参考文献名称、作者、出版社、出版时间) 1徐永礼. 基于 Pro/E 的冲压复合模具设计探析J. 中国高新技术企业,2013 2周本凯.冷冲压模具制造技术M. 北京：化学工业出版社.2011 3阎兵.冷冲压模具结构与设计实例M.北京：机械工业出版社.2012 4汤酞则.冷冲压模具课程设计与毕业设计指导M. 北京：机械

4、工业出版社.2015 5孙传.冷冲压工艺与模具设计M. 杭州：浙江大学出版社.2015 6于位灵.冷冲压模具设计及典型案例M. 上海：上海科学技术出版社.2016 7刘洪贤.冷冲压工艺与模具设计M. 北京：北京大学出版社 2012 8袁地军.冷冲压工艺与模具结构M. 北京：人民邮电出版社.2015 9王秀凤.冷冲压模具设计与制造M. 北京：北京航空航天大学出版社.2012 10单春艳.冷冲压工艺与模具设计M. 北京：科学出版社.201511Han Fei. Guidance and Examples of Course Design for Stamping Die and Plastics

5、I njection MouldM. Harbin Institute of Technology Press.2015.12  Mahajan P V etal. Design for stampingM. New York ASME.2015.毕业论文（设计）工作进程起止时间工作内容第七学期 1518 周确定毕业设计选题，完成毕业设计开题报告。第八学期 14 周收集模具有关资料，对冷冲压模具进行详细的了解分析，查看相关文献开始初步设计。第八学期 57 周中期检查，针对模具设计进行初步修改。第八学期 810 周正式开始各种设计工作，构造好设计总体框架；绘制设计相关二维三维图纸。撰写

6、设计说明书。第八学期 11 周指导教师审阅，评阅教师评阅，论文查重。同时为毕业论文答辩做准备工作。第八学期 12 周答辩第八学期 13 周档案整理指导教师（签字） 毕业论文工作组组长（签字） 学生（签字） 毕业论文（设计）起止时间：2017 年 12 月 7 日 至 2018年 5 月 25 日本科毕业论文（设计）开题报告论文（设计）题目一种垫圈冲孔切割切开切断连续模设计学生姓名李晓花学号0802140106指导教师余历军一、研究目的及意义1. 研究目的模具是制造业的重要基础工艺装备，工业产品大批量生产和新产品开发都离不开模具，用模具生产制件所达到的高精度，高复杂程度，高一致性，高生产率和低耗

7、能、低耗材，使模具工业在制造业中的地位越来越重要。通过本设计冷冲压模具的典型结构与计算工作，目的在于熟悉冷冲压模具的工作原理，并系统地运用所学过的知识处理冷冲压模具设计中的各种问题，提高其对机械系统分析和模具设计的能力。另外，通过毕业设计培养阅读中外文科技文献、查阅并利用文献资料以及独立撰写科技论文的能力，同时更加深刻地认识连续模。2.研究意义模具设计和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。模具是工业生产中的基础工艺装备，是一种高附加值的高精密产品，也是高新技术产业化的重要领域，在很大程度上决定着产品的质量、效益

8、和新产品的开发能力，并促进或制约着我国模具制造业的发展。国民经济高速发展对模具工业提出了越来越高的要求，同时为模具的发展提供了巨大的动力。这些年来，我国模具发展十分迅速，模具工业一直以 15%左右的增长速度快速发展。振兴和发展我国的模具工业，日益受到人们的重视和关注。该课题是研究连续模的设计，可以使我们了解冲压工艺的基本知识，在此基础上掌握模具设计的一般步骤与方法，增强我们发现问题、分析问题、解决问题的能力。通过该设计能培养我们工作严谨、独立创新、认真负责的良好态度，强化我们的时间观念，养成良好的职业习惯，该设计还要用到制图软件来完成绘图工作，加深自己对绘图软件的理解和运用。该实践性课题是对自

9、己理论学习水平的实践和检验，可对以后从事类似的工作有一定的指导性和实践性意义。二、国内外发展状况1. 国外现状与发展趋势高新技术在模具企业中得到广泛应用（1）广泛应用 CAD/CAE/CAM 技术a) 超越了甩掉图板、二维绘图的初级阶段，3D 设计已达到了 7080%。b) PRO/E、UG、CIMATRON 等软件普遍应用。c) 数控机床的普遍应用，保证了模具零件的加工精度和质量。d) CAE 技术已逐渐成熟（意大利 COMAU 公司应用 CAE 技术后，试模时间减少了 50% 以上）。（2）普遍采用高速切削加工技术a) 特征：以高切削速度、高进给速度、高加工质量。b) 加工效率：比传统的切

10、削工艺要高几倍，甚至十几倍。 c) 转速：1500030000r/min。d) 效益：大大缩短制模时间。2.我国模具的现状与发展趋势 (1)模具 CAD/CAM 技术状况我国模具 CAD/CAM 技术的发展已有 20 多年历史。由原华中工学院和武汉 733 厂于 1984 年共同完成的精冲模 CAD/CAM 系统是我国第一个自行开发的模具 CAD/CAM 系统。21 世纪开始 CAD/CAM 技术逐渐普及，现在具有一定生产能力的冲压 模具企业基本都有了 CAD/CAM 技术。模具 CAD/CAM 技术能显著缩短模具设计与制造 周期，降低生产成本，提高产品质量，已成为人们的共识。在冲压成型 CA

11、E 软件方 面，除了引进的软件外，华中科技大学、吉林大学、湖南大学等都已研发了较高水 平的具有自主知识产权的软件，并已在生产实践中得到成功应用，产生了良好的效 益。(2)模具设计与制造能力状况 在国家产业政策的正确引导下，经过几十年努力，现在我国模具的设计与制造能力已达到较高水平，包括信息工程和虚拟技术等许多现代设计制造技术已在很多 模具企业得到应用。虽然如此，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。轿车覆盖件模具，具有设计 和制造难度大，质量和精度要求

12、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。但总体上和国外多工位级进模相比，在制造精度、使用寿命、模具结构 和功能上，仍存在一定差距。(3)专业化程度及分布状况 我国模具行业专业化程度还比较低，模具自产自配比例过高。国外模具自产自配比例一般为 30%，我国冲压模具自产自配比例为 60%。这就对专业化产生了很多 不利影响。现在，技术要求高、投

13、入大的模具，其专业化程度较高。而一般冲模专 业化程度就较低。由于自配比例高，所以冲压模具生产能力的分布基本上跟随冲压 件生产能力的分布。但是专业化程度较高的汽车覆盖件模具和多工位、多功能精密 冲模的专业生产企业的分布有不少并不跟随冲压件能力分布而分布，而往往取决于 主要投资者的决策。例如四川有较大的汽车覆盖件模具的能力，江苏有较强的精密 冲模的能力，而模具的用户大都不在本地。三、研究内容1、方案的确定：冲孔 切割 切开 切断连续冲压， 操作比较方便，安全可靠，工 件精度也能满足要求，所以采用连续模生产。 2、主要设计计算：（1）排样方式的确定及其计算；（2）冲压力的计算；（3）压 力中心的确定

14、及相关计算；（4）工作零件刃口尺寸计算；（5）卸料橡胶的设计 3、模具总体设计（1）模具类型的选择；（2）定位方式的选择；（3）卸料、出件 方式的选择；（4）导向方式的选择 4、主要零部件设计（1）工作零件的结构设计；（2）定位零件的设计；（3）导料 板的设计；（4）卸料部件的设计；（5）模架及其它零部件设计5、模具总装图6、撰写毕业设计论文 在教师指导作用下，独立完成设计任务书，培养一定的创新意识和较强的设计学习能力，获得模具设计的基本训练，使整个设计是先进可行的，经济合理的。工艺规程设计应适应批量生产的需要，具有操作方便、安全可靠、使用寿命和容易制 造与维修的特点。连续模设计方案应合理，有

15、一定的生产特色和见解。计算步骤清 晰明了，计算结果正确；设计绘图等符合国家标准，撰写设计说明书时要语言通顺， 文字简练，零件图等图示清晰。四、研究方案以及步骤 本课题设计划分为以下三个阶段： 第一阶段：(1）认真阅读任务要求，明确设计目的(2）查阅相关资料，整理出所需的信息 (3）设计初期方案。第二阶段：(1）分析方案(2）模具的工艺设计及计算 第三阶段：(1）画二维图、纸质图纸(2）教师评阅、 学生修改 (3）制作毕业答辩的 PPT五、论文提纲 第一章 绪论1.1.课题背景及目的1.2 模具的发展现状和发展趋势 第二章 工艺方案的确定2.1 冲压件工艺分析2.2 拟出方案2.3 分析论证第三

16、章 确定排样方案和计算材料利用率 3.1 排样图设计3.2 裁板设计 第四章 冲压力的计算4.1 冲裁力的计算4.2 压力机初选4.3 压力中心的计算 第五章 凸、凹模刃口尺寸计算5.1 凸、凹模的加工方法5.2 凸、凹模刃口计算 第六章 模具结构设计与选用6.1 凹模设计6.2 凸模固定板的设计6.3 导料板和承料板的设计6.4 卸料板设计6.5 弹性元件的设计6.6 凸模的设计计算6.7 垫板的设计6.8 导正销的设计6.9 侧刃的选用6.10 模柄的选用设计6.11 螺钉、销钉的选用6.12 模架的选用6.13 压力机的确定 第七章 总结参考文献 致谢六、工作量的估计、工作条件 1.工作

17、量的估计(1) 撰写设计论文及设计说明书（不少于 8000 字）；(2) 完成总装图及零部件图的三维图、二维图纸、爆炸图；(3) 图纸的工作量合计不少于 2 张 A1 图； (4) 手工绘 A3 图一张；(5) 制作毕业答辩的 PPT；(6) 翻译一篇外文论文。2.工作条件 (1)图书馆，图书期刊资料和电子文献资料 (2)装有制图软件的电脑，绘制二维图、三维图 (3)制图室，绘制图纸3.工作进程第七学期 11 周题目征集第七学期 1418 周确定毕业设计选题，完成毕业设计开题报告。 第八学期 14 周收集模具有关资料，对冷冲压模具进行详细的了解分析，查看相关文献开始初步设计。第八学期 57 周

18、中期检查，针对模具设计进行初步修改。 第八学期 810 周正式开始各种设计工作，构造好设计总体框架；绘制设计相关二维图、三维图纸。撰写设计说明书。第八学期 11 周指导教师审阅，评阅教师评阅，论文查重。同时为 毕业论文答辩做准备工作。第八学期 12 周答辩第八学期 13 周档案整理七、存在的问题及拟解决采取的措施 1.通过对工件的工艺分析，确定工作的重点主要集中在模具工作部分零件的设计，各种固定板的设计和相关尺寸的计算和校核。 2.设计前后工序的关联性以及模具的关联性，合理安排工序，尽量使模具的结构更紧密，同时在模具的设计过程中还要考虑到所设计的零件的可加工性，要尽量 多的选用标准件，达到规范

19、化设计的要求成为此毕业设计的难点。3.针对此次模具设计需要绘制三维图，拟采用计算机辅助设计 CROE 或 UG 来完 成模具的设计，从而节省时间和精力；收集相关文献、期刊论文来加以辅助设计； 针对自身理论方面的不足将更多的向辅导老师请教学习；当然，在具体的设计中也 要不断的去实践设计模具的实用性与经济性，使设计更趋于精确化，规范化，系统 化。参考文献1 李小海、王晓霞主编.模具设计与制造M.电子工业出版社.20112 张正修多工位连续冲压技术及应用M.北京：机械工业出版社，2010：3-14.3 李奇涵，李明哲编著，冲压工艺与模具设计M.科学出版社，2012.4 吴伯杰.冲压工艺与模具M.北京

20、：电子工业出版社，2014.6.5 张正修多工位连续冲压技术及应用M.北京：机械工业出版社.2010.6 高军，李熹平，修大鹏.冲压模具标准件选用与设计指南M.北京：化学工业出版社,2013.7于位灵.冷冲压模具设计及典型案例M. 上海：上海科学技术出版社.2016 8 向伟，李波.冲压模具设计J.应用技术，2011，54：12-14.9 杨昌林.制件冲压模具的设计J.决策与信息旬刊，2014（17）：15710 牛忠贺.冷冲压模具中的废料处理J.文摘版：工程技术，2015（17）：21.指导教师意见及建议（从选题、理论与实证准备、研究（设计）方法、工作安排等 方面给出评价，并提出指导意见）：

21、指导教师签名：年月日毕业论文工作组意见及建议准予开题毕业论文工作组组长签字：年月日注：1.此表由学生填写后，交指导教师签署意见，经毕业论文（设计）工作组审 批后，才能开题。本科毕业论文（设计）中期检查表论文（设计）题目一种垫圈冲孔切割切开切断连续模设计学生姓名李晓花学号0802140106指导教师余历军计划完成时间2018 年 5  月 25 日按照进度安排应完成的任务第八学期 14 周收集有关资料，对资料进行详细的了解分析，查看相关文献 开始初步设计第八学期 57 周中期检查，模具设计进行初步修改。第八学期 810 周正式开始各种设计工作，构造好设计总体框架；绘制设计相 关二维三维

22、图纸。撰写设计说明书。第八学期 11 周指导教师审阅，评阅教师评阅，论文查重。同时为毕业论文 答辩做准备工作。第八学期 12 周答辩第八学期 13 周档案整理实际完成情况1.零件工艺分析和参数确定。2.绘制三维装配图和二维图。3.翻译外文论文一篇。目前有哪些问题和困难，拟采取的解决方法 1.自身英语水平不够，翻译外文论文遇到问题。通过查阅专业英语书籍和网络查询 进行辅助翻译。2  对模具实用性了解不够，要通过多次的实践修改进行改进和优化。(以上栏目由学生填写)检查中发现的问题与建议毕业论文工作组组长签名：年月日注：1.最后一栏由指导教师填写。 2.此表随毕业论文装订并由学院存档。毕业

23、论文（设计）指导教师评分表学院：机械与材料工程学院 专业班级：机械设计制造及其自动化 机械设计制造 及其自动化 1401学生姓名：李晓花学号：0802140106毕业论文题目一种垫圈冲孔切割切开切断连续模设计评价项目（参考）分值打分工作 态度01工作态度，工作作风2018.002毕业论文完成情况能力 水平03查阅文献资料能力4033.004综合运用知识能力05研究方案的设计能力06研究方法和手段的运用能力07外文应用能力论文 质量08文题相符程度4035.009写作水平10写作规范程度11篇幅，论文工作量12论文的理论或实际价值综合评定成绩86.0评 价 意 见本文采用“冲孔切割切开切断”级进

24、模模具，生产时所需所需材料简单， 生产零件尺寸精度、生产效率较高。设计了一种垫圈冲孔切割切开切断的连续 模具，首先确定了冲压方案和带料排样方案，经过对冲载件的各种受力分析， 设计了凹模、凸模等零件，并选择了合适的冲压设备。 论文观点正确，论据 充分，论证方法正确，具有一定实用价值。论文架构合理，语言较规范，分析 方法正确，绘图规范、图纸齐全。设计工作量饱满。 同意该论文外审。是否同意答辩同意指导教师（签名）：年月日注：此表随毕业论文装订并由学院存档。毕业论文（设计）评阅教师评分表学院：机械与材料工程学院专业班级：机械设计制造及其自动化机械设计制造 及其自动化 1401学生姓名： 李晓花学号：0

25、802140106毕业论文题目一种垫圈冲孔切割切开切断连续模设计评价项目（参考）分值打分能力 水平01查阅文献资料能力5046.002综合运用知识能力03研究方案的设计能力04研究方法和手段的运用能力05外文应用能力论文 质量06文题相符程度5043.007写作水平08写作规范程度09篇幅，论文工作量10论文的理论或实际价值综合评定成绩89.0评 价 意 见论文设计了一种垫圈冲孔切割切开切断的模具，首先确定了冲压方案和带料 排样方案，经过对冲载件的各种受力分析，设计了凹模、凸模等零件，并选择 了合适的冲压设备。本文采用“冲孔切割切开切断”级进模模具，生产 时所需所需材料简单，生产零件尺寸精度、

26、生产效率较高。 论文观点正确，论据充分，论证方法正确，具有一定实用价值。论文架构合理， 语言较规范，分析方法正确，图文齐全、合规。同意该生参加答辩。是否同意答辩同意评阅教师（签名）：年月日本科毕业论文（设计）成绩评定表学生姓名李晓花学号0802140106专业机械设计制造及其自动化班级机械设计制造及其自动化 1401毕业论文（设计）题目一种垫圈冲孔切割切开切断连续模设计答辩小组评语：该生能在规定时间内比较流利、清晰地阐述论文的主要内容，能恰当回答与论 文有关的问题。答辩小组经过充分讨论，根据该生论文质量和答辩中的表现，答辩 成绩建议 81 分，评定论文成绩为“良好”.指导教师成绩86.040%

27、 =34.4毕业 论文 总评 成绩84.6论文 等级良好评阅教师成绩89.020% =17.8答辩成绩81.040% =32.4毕业论文工作组意见：毕业论文工作组组长签名： 年月日注：1、总评成绩=指导教师成绩40%评阅教师成绩20%答辩成绩40%。 2、论文等级分优秀（90 分）、良好（80-89 分）、中等（70-79 分）、及格（60-69分）、不及格（60 分）。 3、此表随毕业论文装订并由学院存档。 毕业论文（设计）诚信责任书本人郑重声明：所呈交的毕业论文（设计），是本人在导师的指导下独 立进行研究所取得的成果。毕业论文（设计）中凡引用他人已经发表或未发 表的成果、数据、观点等，均已

28、明确注明出处。尽我所知，除文中已经注明 引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表或撰写过的 研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方 式标明。本人毕业论文（设计）与资料若有不实，愿意承担一切相关的法律责任。论文作者签名:年月日毕业设计论文（本科）一种垫圈冲孔切割切开切断连续模设计摘要：本篇文章主要是对当前的模具发展以及冷冲压技术进行研究， 再针对所要设计的垫圈进行模具设计。当总体的冲压方案确定之后，进行 带料排样方案的选择，经过对冲裁工件所需冲裁力、推料力、卸料力、压 力中心等计算和分析。设计出零件的凹模、凸模、垫板、导料板等主要零 件，并根据冲裁力的

29、大小选取冲压工件的冲压设备。本设计采用冲孔-切割-切开-切断级进模模具，这种模具在生产时所需材料简单，并且生产出的 零件尺寸精度、生产效率都比较高。便于自动化检测、操作便捷安全1。关键词：级进模；排样； 落料；冲孔I一种垫圈冲孔切割切开切断连续模设计One type of washer punch cutting cut open continuous die designABSTRACT ： This artic1e is main1y through the current mo1d deve1opment techno1gy and co1d stamping technoo1ogy r

30、esearch, and then for the design of the washer 1eve1 mo1d design. After the overal1 stamping scheme is determined and designed, the se1ection of the strip 1ayout p1an is performed and a ca1cu1ation of the b1anking industry is performed. In the 1ater stages, the machining process, un1oading m0de, ass

31、emb1y structure diagram, part design, and press se1ection of the parts were a11 performed on this basis. This design adopts punching and b1anking progressive die. This kind of die requires simp1e materia1s, high dimensiona1 accuracy and high production efficiency. Easy to automate detection, conveni

32、ent and safe operation.Key words: Progressive die; Layout; B1anking; PunchingII毕业设计论文（本科）目 录III摘要IABSTRACT.        错误！未定义书签。1 绪论11.1 本课题的目的与意义11.2 模具国内外研究的现状11.3 本课题研究的内容22 零件的工艺性分析及方案确定32.1 工件尺寸形状32.2 零件冲压工艺设计32.2.1 冲裁件的工艺性分析32.2.2 零件冲压工艺方案43 主要设计计算53.1 排样设计及材料利用率53.1.1 排样方案53.1

33、.2 材料利用率53.2 总冲裁力的计算63.3 计算模具压力中心73.4 计算凸凹模刃口尺寸83.4.1 尺寸计算原则83.4.2 凸、凹模刃口尺寸计算94 冲裁模具零件设计114.1 工作零件114.1.1 凹模尺寸及结构114.2 凸模结构计算与校核134.3 定位零件设计154.4 卸料、顶件及出件的设计154.4.1 卸料板的设计15一种垫圈冲孔切割切开切断连续模设计4.4.2 卸料、出件方式的选择154.5 弹簧和橡胶的计算164.6 模架及导向零件184.6.1 导向方式的选择184.6.2 上下模座的选用184.7 模炳及固定板的设计194.7.1 模炳的选用194.7.2 固

34、定板的设计194.8 总体装配图205 冲压设备的选择235.1 冲压设备选择的依据235.2 压力机的选择235.3 压力机的校核245.3.1 冲压设备的校核245.3.2 冲压设备的选用246 全文总结25致谢27参考文献29附录 A：外文文献及翻译31IV本科毕业论文（设计）1 绪论1.1 本课题的目的与意义模具俨然成为现代工业生产的极为重要工艺装备之一。锻造、冲压、塑料、 橡胶等生产行业广泛青睐于模具。模具加工如今已然成为各行各业追捧的对象, 例如:汽车、玩具、手机、电脑以及部分日常用品等产品的零部件。在众多的模具中，级进模可以说是其中重要的组成部分之一，可用于较为复 杂且精密度要求

35、不高的零件的不同工艺加工步骤，且操作简单，满足当前社会大 批量生产的要求。1.2 模具国内外研究的现状当前我国的科技和工业水平较过去有了快速的发展和进步，在很多的领域都 属于先进行列，但是我国当前的冲压技术和欧美等发达国家相互比较的话还是落 后的，究其根本因为我国在冲压的基础理论、工艺设计、模具的标准化、模具生 产制造等方面比较落后，这就造成了我们国家的模具整体使用寿命和效率，精度 等方面和欧美发达国家有一个很大的差距2。伴随着整体工业产品的质量在不断的更新和提高，冲压产品的生产制造也出 现多种多样的趋势，同时朝更高效，使用时候更长，大型化的方向发展。为了适 应新的市场和新一代的工业革命，冲压

36、模具技术和计算机技术进行融合，从传统 的手工设计和机械加工方式转变为了以计算机辅助设计，数控加工为主的 CAD/CAM 模式转变。冲压就是通过冲压设备上的模具对加工材料施压，从而得到所需要的零件模型的一种机械加工方法，这种方式获得的零件也称之为冲件或者冲压件。冷冲压 一般在常温中进行，是对板料进行加工以获得需要的零件的一种加工方法。与冷 冲压相对的还有热冲压，热冲压是在加热的条件下使用。冷变形加工主要使用板 材，在加工过程中使用的模具被称为冲压模具。冲模是一种专用工具，其作用是 将材料批量加工成需要的冲件，这一步是冲压工艺的核心步骤，因此合格的模具 对整个冲压工艺来说十分重要，可以说模具的先进

37、性决定了冲压工艺的先进性。 由于冲压主要是对板材加工，所以也称为板料冲压，它是一种对材料进行冲压和 塑形的主要方式，具有很广泛的应用3。根据具体工艺的不同，可将冲模分为不 同的类型：6一种垫圈冲孔切割切开切断连续模设计（1）冲裁模，这是比较常见的一种模具，具体如落料模、切口模等。（2）弯曲模，加工将板料或其他坯料以获得有一定角度或形状的工件。（3）拉深模，是将板料毛坯加工成开口的空心件，或将进一步加工的模具。（4）成型模，对毛坯或半成品进行加工，只对局部塑形。常见的有胀形模、 锁口模等。1.3 本课题研究的内容本课题所探讨的是一种一垫圈冲孔切割切开切断的模具设计。研究的内容是 设计出快速、高效

38、、高质量，且满足大批量生产该垫圈的模具。主要的研究内容如下：（1）进行工艺分析，并制定出冲压工艺方案，根据选用的工艺方案设计出 模具的结构；（2）设计出排样方式并计算材料率；（3）计算冲裁力、卸料力、顶件力、以及压力机所需的总冲压力等；（4）根据总冲压力确定出压力机，并确定出该压力机的主要参数。本科毕业论文（设计）2 零件的工艺性分析及方案确定2.1 工件尺寸形状生产批量：大批量； 材料：Q235； 材料厚度：1.0mm.图 2.1 零件简图工件材料抗剪性能见下表 2.2 表 2.2  工件材料抗剪性能  材料名称抗剪强度（Mpa）抗拉强度（Mpa）Q2353604502.

39、2 零件冲压工艺设计2.2.1 冲裁件的工艺性分析所选定的零件有结构和形状简单的特性，对进行冲裁加工十分的有利。零件 当中有一个大圆孔以及四个比较小的圆孔，孔最小直径为 4.00 毫米，孔距离工件的边缘距离最小达到 5 毫米。对零件的形状，尺寸，批量成产加工要求进行分一种垫圈冲孔切割切开切断连续模设计析得出均符合进行冲裁工艺的要求。2.2.2 零件冲压工艺方案冲裁工序分为三种，第一种是单工序冲裁，是指压力机一次只进行一个工序。 第二种是复合冲裁，与单工序冲裁不一样，它不止完成一个工序冲裁，而是在一 次行程内完成多个工序。两者都是在一次行程内，但是完成的冲压工序次数不同。 第三种就是级进冲裁，它

40、与前两者不同，不是在一次行程内，而是在多个冲压工序内，按照一定的顺序，完成所需要的加工工序4。它们的具体特点如表 2.3 所 示： 表 2.3 单工序冲裁、级进冲裁和复合冲裁性能比较项目单工序模复合模级进模批量小批量中批量和大批量与复合膜相同精度较低比单工序模高比单工序模高生产率低，单个行程仅完成 单个工序比单工序模高，单个 行 程 完 成 至 少 两 个 工序比复合模高，单个行 程完成至少两个工序机械化、自动化可 行性较容易只 在 单 个 机 械 上 实 现部分操作比前单工序模和复合 模都容易生产通用性最具生产通用性较差，只适合大批量 生产较差，适合中小型零 件批量生产性价比、复杂度结构较简

41、单，性价比 高冲 裁 较 复 杂 零 件 时 比级进模性价比低冲裁简单零件时比复 合模性价比低在本次设计中我们选择的零件需要大量生产，如果选择单工序模冲裁和复合 模冲裁效率较低，将不能满足实验需求，因此从实际考虑，结合理论分析，选择 级进模冲裁。本科毕业论文（设计）3 主要设计计算3.1 排样设计及材料利用率3.1.1 排样方案因为需要大批量生产，就必须提高材料利用率，每一个工件节省一点材料， 虽然不多，但当大批量生产时，节省下来的材料数量就很可观了。提高材料利 用率需要尽可能的减少废料的面积，在冲裁时减少对条料的翻动5。虽然要尽 可能的减少废料面积，但在满足操作安全、降低劳动强度的条件下，最

42、重要的 还是要保证工件的质量，不能为了减少废料面积而忽略了最重要的质量问题。 排样方式包括对排、单排、多排等，具体选择哪一种排样方案，应该根据裁件 形状来选择。当前所选择的属于异形，因此采用斜排法，这样就比较便捷同时 产生的废料较少。3.1.2 材料利用率（1）确定搭边值 搭边主要补偿裁剪条料误差，误差减小了自然就会使凹凸模刃受力更加平衡，这样一方面确保产品质量，减少各产品之间的误差，另一方面又会提高模 具的寿命，所以搭边可以较好地提高生产效率，减少相对误差。具体的搭边数 值应该主要取决于材料的具体特性，例如厚度，种类，大小等。一般搭边值和 材料的各种特性数值成正相关，越厚，越软，越大，越复杂

43、则搭边值越大6。（2） 计算送料步距与条料宽度 采用直排方案，如图 2-11毛坯面积： S=  1452.57mm2送料步距： A44mm 条料宽度： B42mm一种垫圈冲孔切割切开切断连续模设计（3）计算材料利用率 按式(3-1)计算图 3.1 排样图h=  S1  100% S0S1    100%AB（3-1）式中S1 实际面积（ mm2 ）S0 毛坯面积（ mm2 ） A送料步距 mm） B条料宽度（mm）带入数据：h=  S1  100% S0S1    100% 78.6 %AB3.2 总冲裁

44、力的计算(1)计算冲裁力：式中 L 垫圈周长（mm）；t 材料厚度（mm）;F = KLtt 或 F = Ltsb（3-2）t 材料抗减强度（ MPa ）；K 系数，通常 K =1.3。sb 材料抗拉强度（ MPa ），通常sb = 1.3t，取sb = 450MPa 。 计算结果：本科毕业论文（设计）第 1 工位：侧刃冲孔（周长 265.66mm） 第 2 工位：切割（周长 44mm）第 3 工位：切开（周长 84.57mm） 第 4 工位：切断（周长 36mm） 总冲裁力：F冲裁 =（265.66 + 44 + 84.57 + 36）mm 1.0mm 450MPa 193.6KN（2）计算

45、卸料力7F卸  = KX F冲裁(3-3)式中 F卸 卸料力（N）；F冲裁 - 冲裁力（N）KX -卸料系数，查表得 P57 为 0.040.05，选择 K=0.045。则：F卸 = KX F冲裁 = 0.045193.6 = 8.7（KN）(3)  计算推件力F推  = KT F冲裁(3-4)式中：F推 -推料力（N）；K1-推料系数，查表得 0.055；F推 = KT F冲裁 = 0.055193.6 = 10.6 (KN )当冲裁时，需满足以下条件： F= F+ F +  F总冲裁卸推式中： F冲裁 =193.60KN， F卸 =8.70KN， F

46、推 =10.60KN，则:F= F+ F + F=212.9KN总冲裁卸推3.3 计算模具压力中心计算依据：当某轴受到各个力的作用时，可用两种方式来分析力的作用。第 一种是各力在轴上分力的矢量和，称为 A。第二种是这些分力所形成的合力，称 为 B。如果轴在各力作用下保持平衡状态，那么就会有 A=B，这就是计算依据， 依据这一原理，可以找到模具压力中心7。利用力学作图分析，可以得到各个分 力的合力的实际作用位点，这个位点就是模具压力中心。如图 3-3 所示。一种垫圈冲孔切割切开切断连续模设计X o = L1 X 1 + L2 X 2 + Ln X n / L1 + L2 + Ln Yo &nbs

47、p; = L1Y1   + L2Y2  + LnYn  / L1  + L2  + Ln(3-5)(3-6)90 0图 3.2 压力中心 画出凸模刃口轮廓，选坐标 XY 。模具压力中心坐标：X =  LX+ LX+ LX/ L + L + Lo1  12  2n n12nYo   = L1Y1   + L2Y2  + LnYn  / L1  + L2  + Ln故模具压力中心为（4.32，0），本设计仍以图示原点为压力中心。3.4 计算凸凹模刃口尺寸凸凹模

48、刃部分尺寸决定了冲裁件的精度，所以如果要保证冲裁件具有较 高精度，就必须精确凸凹模刃口部分的尺寸。3.4.1 尺寸计算原则（1）落料件冲孔件的的尺寸分别由凹模和凸模决定，间隙值由凸模的尺 寸来确定，而设计冲孔模时与上述情况刚好相反。（2）无论多么小心，计算多么准确，冲裁时凸凹模都会有一定程度的磨 损，凹凸模磨损后会对加工有一定影响，磨损越严重影响越大，因此在计算 时必须要考虑磨损情况。当基准件的刃口磨损增加时，其尺寸大小要取公差 范围内比较小的值，以降低磨损带来的影响，降低误差8。通过实际磨损情 况来选择基准件的大小，那么即使凸凹模磨损有，那么我们仍旧可以在误差本科毕业论文（设计）允许的范围内

49、得到一个合格的零件。（3）模具刃口公差要既满足精度要求，还要满足一定的间隙数值。所谓 求上得中，求中得下，模具的精度必须大于工件的精度，这样在利用模具生 产工件时，才能得到合格的工件。如果模具的精度得不到满足，那么生产出 来的工件肯定是废品。3.4.2 凸、凹模刃口尺寸计算凸凹模刃口的大小和形状影响着制件的好坏，还可以确保模具空隙的正确 性，所以其具的大小形状有着很高的要求，必须精确确定这两者的数值范围9。 通常有两种方法计算凸凹模的尺寸大小，第一种是利用凸凹模的图样分别加工来计算尺寸大小；第二种是两者配做法来计算尺寸大小。 我们选用凸凹模配做法，因为本设计使用的冲件尺寸较多，为了减少工作量，

50、提高工作效率，将更多的时间和精力用于其他方面。（1）磨损后增大的尺寸-第一类尺寸 AAj=(Amax-x)  4+ 1 0（3-7）（2）磨损后减小的尺寸-第一类尺寸 B1Bj=(Bmin+x) 0-  4（3-8）（3）磨损后基本不变的尺寸-第一类尺寸 C1+ 1Cj=(Cmin+   )（3-9）28其中，x 为磨损系数。本次所选工件多为基本尺寸，按照 IT14 级别的精密度，x=0.5。 在所有的尺寸中A 类： 420-0.62、 380-0.62、160-0.43、 R20-0.25B 类：f10+0.15、f4+0.12、 3+0.1000C 类： 24

51、 28工作零件刃口尺寸计算如下表 3.3一种垫圈冲孔切割切开切断连续模设计表 3.3 工作零件刃口尺寸计算0尺寸类型公称尺寸公式计算后尺寸备注19420-0.6241.69+0.15380-0.62A160-0.43Aj =( A max-)0xD +(1/ 4)D37.69+0.150015.785+0.11R20-0.25R1.875+0.0620双边间隙0f10+0.150Bf4+0.12-(1/ 4)DBj = (B min+ xD)0f10.0750-0.04f4.060-0.030.1-0.143+0.1 0Cj = (C1 ）+  1 0f3.05-0.025C24 2

52、8min 2824 07本科毕业论文（设计）4 冲裁模具零件设计4.1 工作零件4.1.1 凹模尺寸及结构模具需有一定的强度、刚度、修磨量，在使用过程中虽然有所磨损，但在一 定磨损范围内是合理的，仍能继续使用。模具的尺寸需要计算才能得到，对精确 度要求较高。系数K值见下表4.1。凹模各尺寸计算公式如下：厚度H= Kb（4-1）1边壁厚 边长c = (1.52)H L = b1  + 2c（4-2）（4-3）边宽 式中：B =  b2+ 2c（4-4）b1-冲裁件横向最大外形尺寸； b2-纵向最大外形尺寸；K-系数。 表 4.1  系数 K 值材料料宽 s/mm材料厚度 t/mm50.001.00 0.3000.400>1.003.00 0.