毕业设计（论文）升高限位器冲压模具设计

1、教学单位 机械工程学院 学生学号201194014317 编号 jx2015jz317 本科毕业论文（设计）题目 升高限位器冲压模具设计 学生姓名 专业名称 机械设计制造及其自动化 指导教师 2015 年 4 月 17 日升高限位器冲压模具设计摘要：冲压模具是现代工业生产中的一门重要的工艺装备，其技术水平已经成为衡量一个国家制造业水平的重要评价指标之一。冲压模具的设计包括冲压工艺设计以及模具结构设计两方面。本次升高限位器毕业设计详细介绍了该零件一系列的模具工艺设计，包括工艺方案、工序安排、工序尺寸、使用设备以及模具类型。并且分析了升高限位器的结构特点并以此为基础利用cad设计出了落料拉深弯曲复

2、合模，通过这副模具可以加工出所需要零件的大体形状，然后再经过后续的修边加工得到最终符合工业生产所需要的零件成品。设计成果则是得到了这副模具的各项尺寸参数以及其它零件的设计图纸，并且了解学习到冲压模具设计的步奏以及方法，若在现实中进行生产可以进行中批量的生产，同时大大减少在工业加工过程中浪费的时间。在限位器模具设计完成最后对本次毕业设计做一个概括性的总结。关键词：冲压工艺，限位器，模具设计。the design of increasing limiter stampingdieabstract：stamping is an important process equipment in moder

3、n industrialproduction, its technical level has become one of the important indexes to measure a countrys level of manufacturing industry. stamping die design includes two aspects of the design of stamping process design and mould structure.the increase of limiter design details of the mold design o

4、f the parts of a series, including the process scheme, process arrangement, size of process, equipment and die type. analysis of the structure characteristics and higher limit is based on the use of cad to design a compound die for blanking and drawing, trimming and piercing compound die, bending mo

5、ld three mold, through the three sets of mould can be machined parts needed limiter.the design results is the size parameters are three sets of mould and design drawings and other parts, and through the pro/e to create 3d parts, if the production can be carried out in batch production in reality. at

6、 the end of this graduation design is to make a general summary.key words：stamping process，the limiter，die design.目录1.绪论11.1冲压的定义、特点以及应用.11.2冲压工序的基本类型、分类及基本结构组成.21.2.1按工序的性质分类.31.2.2按工序的组合方式来进行划分.41.2.3按照上、下模有没有导向装置或者按照导向方法分类：41.2.4按工作零件所用所用的材料分类：41.2.5按照凸、凹模的布置方法进行分类.41.3冲压技术的发展趋势.51.3.1冲压成形工艺以及其理论

7、的研究.51.3.2新一代的冲模设计软件技术.51.3.3 cad、cae以及cam技术在模具设计与制造中的广泛应用.61.3.4自动化、柔性化以及精密化的冲压加工.61.3.5冲压模具材料以及模具的热处理技术的研究、开发以及推广和应用.71.3.6提高冲压模具的标准化水平以及模具标准件的使用率.72.设计题目.73.冲压材料的选择.83.1满足使用性能要求83.2满足冲压工艺要求94.设计过程.114.1工艺性分析.114.2工艺方案的拟定.114.2.1工艺方案分析与初步拟定.114.2.2将弯曲部分展开.134.2.3工艺方案的最终确定.144.2.4模具结构形式的确定.144.3工艺计

8、算.154.3.1排样设计.154.3.2工艺力计算.155.模具设计.195.1.总装图设计.195.2模具主要零件设计以及标准零件的选用.215.2.1工作零件设计以及标准的选用.215.2.2其他零件设计与标准选用.235.2.3推件块的设计则要考虑下列三方面.265.2.4上、下模座、模柄、止转销以及顶杆的选择.27参考文献291.绪论1.1冲压的定义、特点以及应用.冲压加工是利用安装在冲压设备上的冲模对材料施加压力，使其产生分离或塑形变形从而获得一定形状、尺寸和性能的零件加工方法。冲压加工的材料一般是金属板料或者带料、薄型材、薄壁管等，而板的厚度方向的变形在模具加工中一般是不考虑的，

9、所以也称它们为板料的冲压，并且在通常情况下都是在室温状态下进行（即不用加热，通常处于再结晶温度以下），所以又叫做冷冲压。这一过程的正确进行，与具体的的生产条件以及生产组织有着密不可分的联系，因此要得到工业生产中巨大的的经济效益，必须考虑到工艺制程以及模具设计的一定合理性。制定冲压件工艺的过程和设计是模具设计中的主要内容，同时也是冲压生产前必须要解决问题的重要前提。冲压工艺的特点从技术性层面来看，冲压工艺不但可以得到形状复杂，用其他加工方法难以加工出来（譬如，薄壁零件类），而且可以把强度好、刚度大、重量轻等许多难以同时满足的性能柔和到一起。并且，制作的零件有了模具的保证，有很好的互换性，可称得上

10、品质稳定。此外，冲压加工与其他加工方法相比较还具有如下特点：操作简单，很容易实现自动化，有很高的生产效率。冲压加工可以获得其他加工方法不容易得到的加工制件或者难以制造的形状复杂、精度一致的制件，从而可以保证优秀的零件互换性。 冲压过程耗能少，符合当前中国的低能耗，可持续发展战略的基本国策，另外材料的利用率极高，加工的成本也极低。例如，冲压加工不像切削加工那样需要耗费大量能量、把大量金属切成碎硝后已获得零件，材料的利用率一般可达7080。 冲压件刚性好，强度高、重量轻、表面质量好。冲压加工过程中，材料表面不容易受到破坏，并且通过塑性变形还可以使得制件的机械性能得以更大提高。 冲压加工中所用模具结

11、构一般比较复杂并且制造周期时间长、生产成本高，在小批量生产过程中有所受限。 冲压件精度取决于模具的精度，若果零件要求过高，用冲压生产的方法几乎难以达到。 从经济合理性方面考虑来看，通过合理的设计，优化排样，冲压工艺可以使得材料的利用率得以最大化；不会像金属切削那样浪费材料消耗很多的能量，也不会像锻造那样耗费大量能源去加热毛坯件；同时，冲压工艺以及加工操作比较简单，容易上手，对操作工人要求较低，若有良好的条件还可以实现自动化加工。而一般的冲压工艺，生产效率大多都是十几件，几百件，而自动化却可以达到上千件，产量显著。 冲压工艺的不足之处，对于批量较小的制件，模具费可能会很高，这就使得工业生产成本大

12、大增加，不利于企业的利润增长，所以冲压工艺一般要求中、大批量生产，同时模具费用还要小于所生产制件所获利润；其次，模具的制作需要很长的生产准备周期，需要长时间等待。另外，在冲裁板料时会产生大量的噪音与震动，需要有力的保护措施，避免工人师傅在操作时发生安全隐患。然而总的来看，冲压工艺是一种成本低生产率高以及制件质量完美的工艺加工方法，而其他方法更是无法代替冲压加工工艺，它在机械、车辆、电器、仪器仪表农机、轻工业、以及日用品航空航天、电子、通信、铁道、军事武器等制造业中有着举足轻重的地位，应用广泛，如下表1所示为冲压工艺在各类产品中冲压零件所占的比率。表1.1 各类产品中冲压加工零件所占比例比例汽车

13、仪器仪表电子电机电器家用电器自行车、手表比例/%607060-7085708090801.2冲压工序的基本类型、分类及基本结构组成. 由于冲压加工在众多工艺制作中有着很多非常重要的特点，因此一般在工业生产中，尤其是在生产大批量零件制作中更是得到广泛的应用。从精细的电子元件、仪表以及汽车的许多外壳零件、航空航天器机身等等许多都需要冲压加工来完成。 因而冲压工序的类型也是多种多样，由于冲压加工会因为制件的形状、尺寸以及精度等不同，故而采用的冲压共工序也是不同的。但是总的来说，可以分为分离工序和成形工序两个大的类型。其中，分离工序是指将冲压件或者毛坯件沿着一定的轮廓相互分离，它的特点在于变形部分材料

14、的应力在达到强度极限以后，会使得材料发生断裂从而使其分离。而成型工艺是在材料不产生破坏的前提下使得毛坯发生 塑性变形，从而形成人们所需要的形状和尺寸的制件，它的特点是变形部分材料的应力在达到屈服极限，而没有达到强度极限，使得材料发生塑性变形。而上述两种工序，在按照冲压方式的不同又可以分为很多的基本工序比如分离工序：分为落料、冲孔、剪切、切口、切边、剖切；成型工序分为弯曲、卷圆、扭曲、拉深、变薄拉深、翻边（包括孔的翻边和外圆的翻边）、缩口、扩口、起伏、卷边、胀形、旋压、整形、校平、压印、挤压（包括正挤压、反挤压以及复合挤压）等等。冲压模具的分类 冲裁模的结构形式有很多种，通常为了方便的研究我们可

15、以对冲裁模按以下的方式进行分类。1.2.1按工序的性质分类.l 落料模 在板料上沿着封闭轮廓分理处所需要的制件或者毛坯零件的冲模。l 冲孔模 在板料或者毛坯上，沿着封闭的轮廓分离出废料，从而得到具有带孔制件或者毛坯零件的冲模。l 切断模 将板料沿着不封闭的轮廓进行分离的冲模。l 切口模 将毛坯件或者半成品制件的内、外边缘上，沿着不封闭的轮廓分离出废料的冲模。l 剖切模 将半成品制件沿着不封闭的轮廓切离成两个或者更多制件的一种冲模。l 切边摸 切去成形制件多余的边缘材料的冲模。l 整修模 沿着半成品制件被冲裁的外缘或者内孔修边切掉一层材料，从而以提高制件尺寸精度以及断面粗糙度的冲模。l 精冲模

16、使板料在处于三向受压的状况下进行冲裁，从而冲制出冲切面没有裂痕或者撕裂就以及尺寸精度高的制件。1.2.2按工序的组合方式来进行划分.l 单工序模 在压力机的一次行程中完成一道冲压工序的冲模。l 连续模 在条料的送料方向上，具有两个以上的工位，并且在压力机的一次行程中，分别在几个不同的工位上完成两道或者两道或者两道以上的冲压工序冲模。l 复合模 只有一个工位，并且在压力机的一次行程中，完成两道或者两道以上的冲压工序的冲模。1.2.3按照上、下模有没有导向装置或者按照导向方法分类：可分为无导向模、导板导向模以及导柱导向模。1.2.4按工作零件所用所用的材料分类：可分为橡胶冲模、钢带模、低熔点的合金

17、模以及硬质合金模等等。1.2.5按照凸、凹模的布置方法进行分类.可分为正装模和倒装模。以上各种的分类方法分别从各个角度反映出了不同模具的不同特点。但是总的来说模具基本都可以分为上模具部分和下模具部分。而中小型冲模的上模部分都是通过模柄固定在压力机滑块上的，对于大型冲模则可以利用螺钉、压板将上模座固定在压力机的滑块上。模具得下模部分用压板和工作台连接。冲模零件按其作用由六部分组成，有冲模零件，分别包括：工艺零件和结构零件。其中，工艺零件又包含三部分，分别是工作零件、定位零件、压料、卸料以及出件零件。而结构零件也是包含三部分，分别是导向零件、固定零件、紧固及其他零件。工作零件包括：1.凸模；2.凹

18、模；3.凸凹模。定位零件包括：4.挡料销以及导正销；5.导料板；6.定位销（定位板）；7.侧压板；8.侧刃。压料、卸料以及出件零件包括：9.卸料版；10.压料版；11.顶件器；12.推件器。导向零件包括：13.导柱；14.导套；15.导板；16.导筒。固定零件包括：17.上模座以及下模座；18.模柄；19.凸模固定板以及凹模固定板；20.垫板；21.限位支撑装置。紧固以及其他零件包括：22.螺钉；23.销钉；24.键；25.其他。1.3冲压技术的发展趋势. 冲压技术的发展趋势一直得到了迅速的发展，在中国模具行业则是在上世纪80年代进入发展的快车道，而随着改革开放以来，我国的制造业也蓬勃兴起，而

19、模具又是制造业的重要工艺基础之一，在制造业中的地位举足轻重，而我国的模具行业虽然规模宏大但是品质不高，因而跟上当前世界先进模具冲压技术迫在眉睫。而近几十年，国外冲压技术的发展方向主要有以下几个方面。1.3.1冲压成形工艺以及其理论的研究. 近几年，冲压成形工艺在精密冲裁、精密成形、精密剪切、复合材料的成型、超塑性成形、软模成形以及电磁成型等方面颇有成效，而冲压件的成形质量、精度均得以质的提高。特别是计算机辅助工程（cae）的引入，使得冲压成形从原来对应力应变进行有限次分析到现在发展成为采用计算机进行工艺分析及真实三维模拟，以实现冲压工艺过程的优化设计。另外在毛坯设计方面也是利用到了计算机辅助设

20、计，对毛坯的排样以及拉深再次进行更优化的设计，节省材料，合理安排。此外，对冲压成形性能以及材料成型的极限、冲压成型难度判定、成型预报也有深层次的研究，这些技术都将标志着冲压成形工艺的发展趋势将走向计算机辅助工程化以及智能化。1.3.2新一代的冲模设计软件技术.新一代的冲模技术软件是建立在从模具设计实践中不断总结归纳而得出大量的理论及实践经验上面，它是具有智能化意义的优秀软件。在这套智能化软件的支持下，模具cad将不再是对传统设计和方法的模仿，而是在最先进理论的设计指导下进行模具制造，充分运用冲压模具设计中的成功经验以及丰富的海量资源，而设计出的模具也必将是最具合理性和先进性的。这套冲模设计软件

21、以直观、立体化及三维动画来设计模具的结构，真实且让人耳目一新，一目了然，而生成的三维结构信息则在接下来的数控加工以及模具的可制造评价方面更加快速选择出最优良的方案，节省时间。同时，又可以对模具设计过程中的合理性以及经济性进行评估，并为模具设计者提供必要的修改依据。而模具的可制造评价主要包括模具设计和制造费用的估算、模具可装配性评价、模具零件制造工艺性评价、模具结构以及成形性能的评价等等。另外，该冲模软件还具有面向装配功能，因为模具的功能只能在通过其装配结构才能明显的体现出来。而该模具设计软件可以为模具设计人员提供更多的途径来建立模具的装配模型。同时，采用面向设计装配的方法之后，模具装配不再是之

22、前的单个简单装配，而是变成其数据结构既能描述模具的功能，又可以自定义模具零部件之间的相互关系，实现个部分零件之间的相互关联，从而能有效的保证模具的高品质质量。1.3.3 cad、cae以及cam技术在模具设计与制造中的广泛应用. 模具的设计是具有许多环节和非常复杂的，从最开始的设计到最后的装配以及检测，事实上是将许多的设计信息在生产环节就不断的进行传送、处理并且反馈的漫长过程。因而正确的模具设计制造应该是采用许多过程同时进行的方法来实现，而要利用cad、cae以及cam实现各个模具之间的信息互取，交流以及处理，则必须建立一个模具集成化的产品信息模型。这里可以采用基于特征变量化设计以及工程化数据

23、库管理系统等等技术，在近几年这些技术已经成为当下最热门的技术。反求技术也是先进制造技术里面的一项重要解决方法，利用反求技术，我们可以快速的将实物模型转化为cad模型，实现从三维到二维的快速转变，然后再利用cad或者cam系统进行模具的设计与制造，这个方法具有省时省力，快速高效等诸多优点。同时，它还可以使得模具设计与制造的流程由传统的开环结构向闭环结构无缝转变，因而绝对保证了模具设计与制造体系的质量和品质。充分利用好各种的计算机技术，同时以强大的互联网作为依靠，并且合理协调好企业的各项工作，就能为企业带来最大化的利润和报酬，也能够制造出更高质量的模具与制品。模具的设计与制造是一种特殊的行业，它的

24、发展趋势也必将走向集成制造的发展轨道，而这也是未来模具设计与制造的总的发展趋势。1.3.4自动化、柔性化以及精密化的冲压加工.现如今，为了满足工业生产中大批量、高效生产率的要求，因此在冲压模具设备上可以应用各种自动化进、出料系统。在工业生产中，对于较大型的冲压件，比如汽车的外壳，一般需要配置工业机器人，这样做可以使得企业不必再去雇佣工人从事劳动，降低了安全事故的发生，同时由于机器人不用停下来休息，保证了生产效率，更可以为企业节省出大量的资金，极大的符合工业生产所追求的利润最大化。在中小型冲压件大批量生产方面，现在大多企业都广泛采取多工位级进模、多工位压力机或者高速压力机。而在小批量多类型生产方

25、面，则正在发展柔性制造系统（fms）,更好的适应多品种制造生产时需要不断的更换模具的弊端，现在大多都已经更换为快速换模系统，以提高生产率。现在如果要换一副大型的模具，也仅需要6到8分钟即可换装完毕。而在最近几年里，集成制造系统（cims）也正在逐步被引入冲压加工系统当中去，因而出现了像冲压加工中心之类的系统，另外也可以使得设计、冲压设计、零件的运输与仓储、品质检验以及生产管理等一系列步骤全面有机的统一起来，全面实现其自动化。1.3.5冲压模具材料以及模具的热处理技术的研究、开发以及推广和应用.在我们国家模具的使用寿命与国外模具的使用寿命有很大的差别，而纵观其原因，主要还是在模具的材料、热处理以

26、及表面处理技术等方面存在差距。虽然可以引进国外先进的模具材料，可以提高模具的使用寿命，但是对于企业来说这样做无疑是增加了工业成本，价格昂贵，不利于企业发展。所以，当务之急，还是应当努力的发展我们国家的模具材料质量，大力的推广模具的热处理及表面处理的先进技术，满足我国的模具需求市场。1.3.6提高冲压模具的标准化水平以及模具标准件的使用率.实现模具零件的标准化以及专业化是缩短模具制造周期、降低模具制造成本最有效的途径之一，与此同时也可以为计算机辅助设计和制造创造有利条件。因此，必须加快模具设计制造的 产业调整以此满足我国模具市场的需求，走出一条低成本，高回报的发展道路。2.设计题目. 已知料厚t

27、=1mm,中批量生产。=300mpa，=400mpa，图中各项尺寸均已给出。具体尺寸详见下图1图1 设计题目零件图3.冲压材料的选择.冲压材料是冲压加工三要素之一，材料选择得是否合理直接关系到冲压产品的性能，质量以及生产成本，还影响到冲压工艺过程及后续的加工复杂程度，所以合理选择材料十分重要。冲压所用的材料，不仅要满足产品设计的性能要求，还应满足其设计冲压工艺和加工要求，对冲压材料的基本要求有：3.1满足使用性能要求冲压见必须要有一定的强度、刚度、冲击强度等力学性能。其次，有的冲压件还有一些特殊要求，例如电磁性、耐腐蚀性、传热性和耐热性等，如用来冲制装酸性溶液的金属罐，就应该选用抗酸型号的材料

28、。常用的冲压材料一般为金属材料，当然也有塑形冲压，也就会有冲压塑性材料，也就是非金属材料了。前面有谈到冲压的分类中讲到，冲压可以分为冲压成形工艺以及冲压分离工艺两大类工艺，而一般的非金属一般仅仅适合进行分离工序，然而对于金属材料来说，他们具有良好的延展性、弯曲性、拉深性、适应性等等许多优秀的特性，这是非金属材料无法企及的。通常我们所说的非金属材料有很多，比如陶瓷、塑料、碳纤维、皮制品、橡胶、纸质制品等等。而常用金属有下列几大种类：1 不锈钢板 主要有cr13、cr18ni9ti等等，主要用来做防腐蚀、防锈制品的加工制作。2 碳素钢板 主要有q235、q195等等。3 优质的碳素结构钢板 主要有

29、08、08f、10、20等等，这些优质的碳素结构钢板通常都具有良好的冲压以及焊接性能，通常在模具设计制造与生产中应用较为广泛。此外这类钢板它们还具有一定的力学性质和化学性质，常用来制造一些受力较小的小型冲压件。4 硅钢板 主要有dt1，dt2。 此外还有一些我们日常生活中常见的金属，如铜、铜合金、铝、铝合金等等。3.2满足冲压工艺要求冲压加工是塑性加工的基本要求之一，要求所选材料具有较好的塑形、较低的变形抗力等，即适合塑性加工。而影响金属塑形变形的因素有很多，例如金属的化学性质、化学晶格类型、变形的速度、加工时的温度等等许多因素。金属单相组织在一般情况下都会比多相组织的塑性好；金属的塑性变形会

30、随着其温度的升高而升高；另外，应力数值越大，金属的塑性变形能力也会越大；在随着变形速度的提升，会使得金属的塑性变形下降，当然也会有在随着变形速度增大，若温度此时升高，则会影响金属的塑形变形也会明显的提高。其中，满足使用性能要求是第一位的，在满足使用性能要求的前提下尽可能地满足冲压工艺要求。另外冲压工艺的要求主要有下列几点：1 要有一定的塑性要求，并且在冲压变形过程中，对于具有良好塑性要求的材料来说他们的变形成都会更大一些，这样会减少在工序中的一些步奏，还有可能不需要中间的退火等工序，大大的减少了工人们的劳动强度，为工业生产节省了时间以及金钱。2 此外金属的表面还应该具有光滑、无凹痕、没有损伤等

31、等。因为具有上述特性的金属材料，在拉深或者变形的过程当中是不容易产生金属表面破裂，或者是对模具产生划痕，在生产成制品后也更容易达到制件的要求，也会具有良好的表面状态。3 另外，材料还应该具备符合国家标准的公差厚度，这是由于在冲压过程当中模具具有一定的模具间隙，它与材料的厚度有着极为密切的关系，如果选择的材料公差偏大或者偏小，都会影响到将来成品的质量问题。从而，有很大可能会达不到工业所要求的生产精度。给工业生产带来极为严重的生产损失。这里再讲下常用金属冲压材料的规格。在模具生产过程中，通常都需要将板料或者条料制作成一定的规则形状，这样不仅可以省去加工时盲目切削所带来的材料严重浪费，还可以方便加工

32、，实现工业生产当中一贯强调的工业生产效率，为工业生产带来丰厚利润。在一般生产过程当中，板料或者是条料其常见的规格大致有710mm1420mm以及1000mm2000mm等等，当然在实际生产过程中也可以根据所制作的制件大小合理的选择拌料或者条料的长度以及宽度，目地则是要实现效率以及追求经济利益的最大化。如果在大规模生产中就可以选择采用具有专门规格的板料或者条料，这样做可以实现现代企业生产所强调的自动化生产，目地呢还是要提高材料的利用率，除此之外大量的生产加工选择专门规格足够长的条料还可以方便一次性加工更多的零件。通常情况下，钢材分为热轧钢和冷轧钢，而一般钢材如果它的厚度在4mm一下就可以使用冷轧

33、或者是热轧。通常，冷轧具有偏差小、金属表面缺陷少、表面光鲜亮丽并且其尺寸精度良好，并且通过研究表明在冷轧情况下它的金属内部组织会比较的致密。这也是热轧钢与冷轧钢的区别，所以通常在工业生产当中冷轧钢板与热轧钢板不可以混用。为了便于区分板料的供货状态有不同的力学性能，通常分为退火状态、淬火状态、硬态、半硬等等。国标gb/t 708-1998对于4mm以下的钢板轧制精度做了一系列的明文规定，轧制的精度可以按其厚度公差分为a、b、c、d四个等级，其中属a为最高级。金属薄板表面质量分类有：.特高级别的精整表面；.高级别的精整表面；.较高级别的精整表面；.普通精整表面。金属薄板拉深级别分类有：z，最深拉深

34、；s，深拉深；p，普通拉深。在这里选用08钢板作为本次冲压模具设计的材料。4.设计过程.4.1工艺性分析.已知零件材料为08钢，最小孔径3mm,30环形孔离变形区最小，距离为8mm，满足最小值的要求，冲压工艺性良好。由零件图可知拉深深度为2.5mm,可直接拉出，弯曲半径r=1.5mm，大于0.2mm，可直接弯成，所以该零件拉深工艺性及弯曲工艺性均良好。 由于所有的尺寸均未标注公差，因此利用普通冲压即可满足冲压精度要求。 综上分析，可以认为该零件的冲压及弯曲工艺性良好，适合冲压成型。4.2工艺方案的拟定.4.2.1工艺方案分析与初步拟定.（1） 分析零件的冲压工艺性 零件的冲压工艺性必须在满足零

35、件使用要求的前提下，要以最简单、最为经济的冲压工艺方法将其加工完成。其严重影响着工业生产中的质量以及效率。最最初始设计时，第一步则是要了解所要加工零件的外形尺寸以及形状，使用哪一种材料更好满足它所要求的精度要求，以此来作为制定工艺方案的前提。同时在审视零件的过程当中如若发现其有不合理之处，应该适当作以修改。（2） 拟定冲压件的工艺方案计算毛坯尺寸 根据零件图确定毛坯的尺寸，比如弯曲零件的毛坯展开尺寸，拉深零件的毛坯零件与尺寸等。进行其他必要的工艺计算 根据各种冲压工序的成形极限，进行相应的其他尺寸的计算。比如弯曲件的最小弯曲半径，拉深件所需要的拉深次数，一次翻边的高度以及缩口，胀形变形程度的计

36、算等等。对于不同的工艺方案进行分析比较，从而选出更为合理的一套方案 对于工序较多的冲压件来说，可以先大概制定出该零件的基本工序，然后对其进行各种排列以及组合，这样做的目的是方便于选出最为合理、有效的工艺方案，并且绘制出模具的结构示意图。根据自己所选定的工艺方案计算并且确定出各个中间工序的工件形状和尺寸，绘制出各个工序的工序图。（3）确定出合理的板料排样形式以及裁剪方法，计算材料利用率是否达标，避免造成浪费给企业生产带来严重的损失。（4）计算各个工序中需要的的工序压力，确定合适的压力机类型。（5）填写工艺过程卡片 根据以上各个步奏的工艺计算所得数据、压力机类型、所需材料、工时、模具等等认真一一填

37、写入工艺工程卡片。（6）设计模具 模具类型以及结构形式的确定 根据自己前边已确定的工艺方案，确定出适合本方案的模具结构类型。模具零件的计算、设计以及选用 模具的工作零件、定位零件、压料以及出件零件、导向零件、固定零件、紧固以及其他零件，要尽可能的按照国家标准去选用这些零件，如果实在没有标准可以选用，则可以自行设计。绘制模具总体设计图 总装图必须要能够表达模具的结构，在不能完全表达出模具结构时，应该绘制投影图或者局部剖视图，另外如有需要还需注明其闭合高度尺寸、轮廓尺寸、压力中心、以及有关尺寸和精度。另外在装配图中排样图以及零件图不可或缺，工件图和排样图一般需要画在总装图的右上角，如果幅面不够，也

38、可以另外的选择一副图作以表达，工件图应该按照比例画出，其要求是一般要与模具图的比例相一致，当然也会有特殊情况，此时可以放大或者缩小，均可以。还需说明的是，工件图的方向必须要与零件冲压方向一致，在不一致时需要用箭头做出表示。另外，剖视图的画法一般应该按照国家标准严格执行。在冲压模具图中，为了减少局部的剖视图，在不影响剖视图表达剖面迹线通过部分的结构的情况下，可以将剖面迹线以外部分旋转或者平移到剖视图上，例如像螺钉、圆柱销以及推杆等等。绘制出模具零件图 按照之前的设计要求，此时则可以利用cad绘制出对应的模具零件图，以便于更为清楚的表达出零件的构造。这里需要说明的是，在每张零件图中，需要标注具体的

39、设计计算尺寸、制造公差、形位公差、剖面图、表面粗糙度、材料以及热处理成型所需要求、技术要求等等。在绘制好零件图后应该按照国家标准制作相应的标题栏以及明细表，标题栏以及明细表一般位于整幅图的右下方。在明细表中应包含有：1.件号；2.名称；3.数量；4.材料；5.热处理；6.标准零件代号以及规格；7.备注；8.质量等各栏。（7） 编写具体论文说明书 说明书的内容应该包含：1.目录；2.设计任务书；3.摘要；4.绪论；5.对于模具设计与制造的发展趋势、应用前景以及此次设计在技术和经济上的分析；6.零件材料的选择；7.零件的工艺性分析；8.零件的工艺方案拟定；9.排样图形式以及裁剪，材料利用率计算；1

40、0.工序压力计算，压力机等设备选择；11.磨具零件的选用、设计以及计算；12.模具工作零件刃口尺寸以及公差计算；13.对于本次设计的概括以及总结致谢；14参考资料文字说明. 本次设计中由于该零件的材料为08钢，冲压及工艺性能均良好，而且零件又是中批量生产，所以可以查得冲压工艺与模具设计表7-2得其生产该零件方案有下列三种.1 单工序冲压 即落料拉深冲孔修边弯曲2 复合冲压 即落料拉深复合冲孔修边复合弯曲3 级进冲压 考虑到中批量生产，在这里可以初步选用上述第2种方案4.2.2将弯曲部分展开.因此该零件的毛坯展开尺寸的计算可以按照下述步骤进行计算（料厚t=1mm，所有拉深计算的尺寸都以题目中图示

41、中线尺寸为基准带入所计算公式）。由r/t=1.5/1=1.5mm 通过查冲压工艺与模具设计表4-3得到应变中性层系数x=0.36.如图3所示将该零件各段以字母a、b、c、d、e、f划分，分别计算其毛坯长度l再累积得到弯曲毛坯的总长度d。如图3对于=27-22.5=4.5 =2.92 图3 弯曲部分展开标注图样=20.65对于圆弧段部分尺寸的计算，则有圆弧= r=1.5mm t=1mm r/t=1.5 x=0.36则有=(10.361)/2=2.14mm所以l毛坯=+=4.5+2.92+20.65+2.14+2.14+5=37.35mm则可以计算出毛坯总长度d=2l=74.7mm,在这里可以取毛

42、坯总长度为75mm。4.2.3工艺方案的最终确定.经过上述分析并且结合本次模具设计，可以做出适当调整，即冲制该零件需要的最终基本工序是：落料-拉深、弯曲冲孔、切边修边、整形. 根据各工序的变形性质，应首先完成拉深成形，即在拉深成浅锥形拉深件的同时可以将边沿部分弯曲，得到如下图2形状。图2 拉深成形图样4.2.4模具结构形式的确定. 首次落料拉深弯曲复合模. 由相对料厚t/d=1/74.7=0.0133不满足冲压工艺与模具设计中t/d0.03(1-d/d)的要求，因此需要在锥形凹模首次拉深时，为了防止坯料不发生起皱，拉深时需要采用压边圈防皱。因此该零件模具应采用a.正装结构;b.导料板导料，采用

43、固定挡料销进行板料定位;c.钢性卸料板卸料;d.刚性推件装置推件;e.由压边装置兼作顶件装置再拉深时结束后进行顶件;f.中间滑动导柱导套导向。冲孔切边复合模. 为方便冲孔废料及工件的方便取出和收集，在模具下增加模脚，在其空位处放置储存废料和工件的料盒，在工件和废料装满后及时更换料盒即可，这样设计结构安全并且简单、可靠。同时，切掉边缘的两个3半圆形孔。 修边、整形. 进行最后的边缘部分修整，已达到工件所要求的精度尺寸、形状。4 .3工艺计算.4.3.1排样设计.如题由于该零件为圆形毛坯零件，所以可以选择有废料的单排排样，零件采用自动送料。由冲压工艺与模具设计表3-3 查得搭边和侧边值a和均为1.

44、5mm,由此可得条料宽度为75mm+1.5mm2=78mm;进距为75mm+1.5mm=76.5mm,设计排样图如下图4所示图4 排样图在这里可以选择1560mm1530mm的板料规格，且采用纵裁法裁板，可裁宽度为78mm的条料20条，每条条料可裁出圆形毛坯20个。故可以得出总的材料利用率为为：= 100 41=100=744.3.2工艺力计算. 第一道工序 落料拉深弯曲复合. 需要落料力、拉深力、卸料力、压边力、推件力、弯曲力。其中卸料力由刚性卸料装置提供，推件力由刚性推件装置提供，在选择设备吨位时不用考虑，所以这里只需提供计算落料力，拉深力压边力以及弯曲力。落料力：=klt 42=1.37

45、51300n=91.89kn拉深力：= 43=0.83.14421400n42.20kn压边力： =aq 44这里可以取f拉为压边力，即q=42.2=10.55kn因为本次拉深为浅锥形拉深，所以这里选用单动力压力机拉深，它的设备公称压力按f（0.70.8） 选用，则有45=kn=kn=207181kn因此可初选设备为250kn的开式双柱可倾压力机j2325。所选设备主要参数有：a.公称压力为250kn;b.最大闭合高度为270mm;c.闭合高度调节量为220mm;d.连杆调节长度为55mm;e.工作台尺寸为370mm560mm;f.垫板尺寸50mm200mm（或者210mm）;g模柄孔尺寸为4

46、0mm。弯曲力：= 46=n=0.72kn第二道工序 冲孔切边复合。该工序需要的冲压工艺力有修边力、冲孔力、卸料力、和推件力。其中，推件力由刚性推件装置提供，卸料力由废料切断刀完成，所以计算总压力只需考虑修边力和冲孔力。修边力：=klt 47=1.3235.61300n91.89kn冲孔力：=klt48=1.3(3446.20238.471.5）1300n107.59kn上式中l为周长，冲孔力计算中235.6为毛坯展开尺寸的周长。下式中l包括4个半圆形环和2个小半圆形环以及外缘上的两个半圆总周长则总的冲压力为=91.89kn+107.59kn=199.48kn根据上述计算则可以初选冲压设备为仍

47、为250kn开式双柱可倾压力机，主要参数同上。第三道工序 修边、整形. 这道工序的目地是将已经具备所加工零件形状的制件再次较为精确的加工处理，经过修边、整形从而使其更加接近工厂所要求加工的零件精度要求。上述工艺设计完成后，即可编制该升高限位器的冲压工艺过程卡片，如下图5所示：图5 冲压工艺过程卡5.模具设计.5.1.总装图设计.第一道工序为落料拉深复合模采用正装结构，总装图6如下图所示(注：由于一次性cad截图不清楚所以分次截图，最上面为模具主视图，中间为俯视图，最下面为零件及排样图。)图6 总装图5.2模具主要零件设计以及标准零件的选用.5.2.1工作零件设计以及标准的选用。查冲压工艺与模具

48、设计表320 得到冲裁间隙为c=(710)t,即有=0.07mm;=0.10mm. 这里需要先设计落料凹模，首先计算凹模的刃口尺寸。由于该零件冲裁件上未注明尺寸公差，所以需要查国标gb/t 150552007可以得到，尺寸为75mm的极限偏差为0.3mm,将它化为：75.3 0 -0.6mm,则有=(d-) 51=(75.3-0.50.6)mm=75.0mm在上式中，x由表324查得为0.5，由表325查得为+0.012mm。在这里因为需要的毛坯形状为圆形，所以凹模的外形也需设计为圆形。在这里凹模的高度不可以直接利用公式h=kb (h为凹模的厚度或者高度，单位为mm; k为系数，构来进行重新设

49、计，由总装图可以知道，落料凹模的高度h应该包含拉深件的高度h,拉深结束时压边装置与凸模固定板之间的安全距离，此外还应该留一定量的修模量，即=h+=2.5mm+（0.5mm+5mm）+10mm=18mm。同理，凹模的壁厚也不可以根据公式计算。由于凹模采用螺钉销钉固定，因此可以在凹模上打螺孔销孔时，必须保证孔与孔的距离不可以低于允许的最小值，本磨具中可以采用m10的螺钉紧固，而凹模的壁厚则选取30mm。经过以上计算可以得到凹模的外形尺寸直径为：75mm+30mm+30mm=135mm,则根据计算出凹模直径以及高度，可以查jb/t 7643.42008，选取与该尺寸最为接近的标准尺寸作为凹模的直径与

50、高度，在这里可以选用160mm32mm的标准钢板。凹模的零件图如下图7所示，材料选择为9mn2v。图中未注表面粗糙度均按ra6.3m处理。图7 凹模零件图由于产品的拉深部分对内形尺寸有一定的要求，所以在拉深时拉深模以拉深凸模为基准进行设计，为了保证拉深部分的质量，在这里需要取拉深凸凹模的单边间隙为t，即为料厚t=1mm。则可以由公式51得到：=(+0.4) 52=（41.5+0.41.0 0 -0.03）mm=41.9 0 -0.03mm(为凸模的基本尺寸，单位为mm;为拉深件内径的最小极限尺寸，单位为mm,为拉深件的尺寸公差，由国标gb/t 150552007 查得为0.5，单位为mm，为凸

51、模的制造公差，可按it6it8级选用,也可查冲压工艺与模具设计表513 拉深模凸模和凹模的制造公差获得）。拉深凸模的形状以及尺寸如下图8所示，材料选择为cr12,未注表面粗糙度按ra6.3m处理。图8 拉深凸模零件图由于凸凹模采用相互配作的方法，故无需计算刃口尺寸，因而只需确定其长度l。由总装图可以看出，凸凹模的长度应该包含固定板的厚度、卸料版厚度、拉深件的高度、附加的长度（包括修模量以及安全距离），因此可以得出l=20mm+16mm+10mm+15mm=66mm。故而可以得到凸凹模零件图如下图9所示。材料选用为cr12，图中未注粗糙度均按ra6.3处理。图9 凸凹模零件图5.2.2其他零件设

52、计与标准选用。凹模设计完成之后，接下来则可以选择对应的模架、固定板、垫板等等零件。通过查得各标准零件如下：模架：滑动导向模架 中间导柱圆形 160mm40（45）mm gb/t2855.12-1990。上模座采用：160mm40mm。下模座采用：160mm45mm。凸凹模固定板：圆形固定板 160mm20mm jb/t7643.5-2008。材料选择为45钢，未注表面粗糙度按ra6.3处理。其形状及尺寸如下图10所示：图10 凸凹模固定板零件图拉深凸模固定板：圆形固定板 160mm8mm jb/t7643.5-2008。材料选择为45钢，未注尺寸按ra6.4处理，具体尺寸及形状如下图11所示：

53、图11 拉深凸模固定板凸凹模垫板和拉深凸模垫板：两者均采用圆形垫板 160mm8mm jb/t7643.6-2008。材料选用为45钢，未注表面粗糙度按ra6.3处理，具体尺寸及形状如下图12、13所示。凸凹模垫板零件图如下图12所示：图12 凸凹模垫板零件图拉深凸模垫板零件图如下图13所示：图13 拉深凸模垫板零件图导柱：滑动导向导柱 a 28mm180mm gb/t2861.1-2008。 滑动导向导柱 a 32mm180mm gb/t2861.1-2008。导套：滑动导向导套 a 28mm110mm43mm gb/t2861.1-2008。 滑动导向导套 a 32mm110mm43mm

54、gb/t2861.1-2008。在这副模具中采用的卸料版可与导料板可以做成一个整体，卸料版的有关尺寸如下：外形尺寸的平面尺寸与凹模相一致，通过查冲压模设计指导页表3-28和表3-29可以取厚度16mm,则有卸料版的尺寸为160mm16mm。内孔尺寸与凸凹模外形保持单边0.150.2mm的间隙，在这里取0.2mm的间隙,材料选择45钢，未注表面粗糙度按ra6.3m处理。卸料版的尺寸及形状如下图14所示。图14 卸料版零件图5.2.3推件块的设计则要考虑下列三方面：l 必须保证推件块运动的平稳性，推荐快和凸凹模之间的內刃口采用的间隙配合。l 在这里为了保证推件块能够很好的工作，应该要求模具在开启时

55、推件块的下端面应低于凸凹模下端面的0.3mm到0.5mm。l 推荐快的下行距离由凸凹模内孔的台阶控制，并且在这里要求此距离应该能够推出拉深件。根据上述方面综合考虑可以设计出推件块的形状及尺寸如下图15所示，材料选择t10a，未注表面粗糙度按ra6.3处理。图15 推件块零件图进行完上述零件的设计后，结合总装图则可以设计出压边圈，其形状及尺寸如下图16所示。压边圈材料选择t10a，未注表面粗糙度均按ra6.3处理。图16 压边圈零件图5.2.4上、下模座、模柄、止转销以及顶杆的选择：上模座选择：查冲压模具设计指导jb/t 8070-1995,选择中间导柱圆形下模座，160mm40mm,材料选择ht200。下模座选择：查冲压磨具设计指导jb/t 8070-1995 ,选择中间导柱圆