冲压模具设计与制造毕业设计要求案例

1、冲压模具设计与制造主要有三项内容：冲压工艺过程设计、冲压模具设计、编制模具零件加工工艺过程。冲压工艺过程设计的基本内容和步骤步骤内容分析零件图1. 冲压加工经济性分析。2. 冲压件工艺性分析。制定工艺方案1. 通过工序性质、工序数目、工序顺序及组合方式，制定几种冲压工艺方案。2. 综合分析比较，确定适合生产条件的最经济合理工艺方案。确定各工序的工艺方案1. 确定设计各道冲压工序的工艺方案。2. 确定工艺方案内容。初选冲压设备1. 选择冲压设备类型依据完成的冲压性质、生产批量、冲压件尺寸及精度要求。2. 选择冲压设备技术参数依据冲压件尺寸、变形力大小及模具尺寸，必要时进行校核。冲压模具设计的基本

2、内容和步骤确定冲压类型及结构形式根据工艺方案和冲压件形状特点、精度要求、生产批量、模具条件、操作方便及安全要求，以利于通用机械化、自动化装置，选定模具类型及结构形式。选择工件定位方式1. 主要考虑定位基准、上料方式、操作安全可靠等因素。2. 定位基准尽可能与设计基准重合。3. 定位可靠，选择精度高、冲压时不发生变形的表面为定位表面。4. 冲压件做定位表面随零件形状不同而选择不同形式。选择卸料方式必须正确选择卸料方式和卸料装置，根据料厚及精度要求选择刚性卸料还是弹性卸料。在选用压料、卸料装置形式时，考虑送料和定位，出料方式是上出料还是下出料。进行必要的模具设计计算1. 计算压力中心及冲压力大小，

3、校核压力机。2. 计算模具主要零件外形尺寸，确定标准件及卸料元件高度。3. 确定模间隙，计算凸、凹模工作部分尺寸。绘制模具总装图和非标准件零件图根据分析计算及方案论证后，绘制模具总装配图及零件图编制模具零件加工工艺规程的基本内容和步骤模具零件加工工艺规程的编制步骤1. 分析模具零件图、技术条件、结构特点及零件在模具中作用。2. 选择零件坯料制造方法。3. 拟定工艺路线，注意粗、精加工基准选择，确定热处理工序，划分加工阶段。选择加工设备、工具、夹具和量具。4. 根据工艺路线确定各加工阶段尺寸及公差，确定切削用量。模具零件加工工艺规程卡完成模具零件加工工艺方案分析和确定加工数据后，填写加工工序卡以

4、下仅供参考格式，相关内容需完善案例分析如图所示零件：托扳生产批量：大批量材料：08F t=2mm 设计该零件的冲压工艺与模具 。1. 冲裁件工艺分析08F钢板是优质碳素结构钢，具有良好的可冲压性能。冲裁件结构形状简单，但内、外形有尖锐清角，为提高模具寿命，建议将所有90清角改为R1的工艺圆角。零件图上所有尺寸均未标注公差，属自由尺寸，可按IT14级确定工件尺寸的公差。经查公差表，各尺寸公差为：58-0.74、38-0.62、30-0.52、16-0.44、140.22、170.22、3.5+0.3结论：可以冲裁（相关内容尽量详实）2. 确定工艺方案及模具结构形式综合分析，工件尺寸精度要求不高，

5、形状不大，但工件产量较大，根据材料较厚（2mm）的特点，为保证孔位精度，冲模有较高的生产率，通过比较，决定实行工序集中的工艺方案，采取利用导正钉进行定位、刚性卸料装置、自然漏料方式的连续冲裁模结构形式。或：该工件包括落料、冲孔两个基本工序，可有以下三种工艺方案：方案一：先落料，后冲孔。采用单工序模生产。方案二：落料冲孔复合冲压。采用复合模生产。方案三：冲孔落料级进冲压。采用级进模生产。方案一模具结构简单，但需两道工序两副模具，成本高而生产效率低，难以满足中批量生产要求。方案二只需一副模具，工件的精度及生产效率都较高，但工件最小壁厚接近凸凹模许用最小壁厚，模具强度较差，制造难度大，并且冲压后成品

6、件留在模具上，在清理模具上的物料时会影响冲压速度，操作不方便。方案三也只需一副模具，生产效率高，操作方便，工件精度也能满足要求。通过对上述三种方案的分析比较，该件的冲压生产采用方案三为佳。 （相关分析可根据个人理解及零件实际要求）3. 模具设计计算3.1排样设计3.1.1排样方式的确定及计算（条料宽度及确定步距）首先查有关表确定搭边值。根据零件形状，两工件间按矩形取搭边值a1=2,侧边按圆形取搭边值a=2。连续模进料步距为32mm。条料宽度按相应的公式计算：B=(D+2a)- 查表 =0.6B=(58+22)-0.6=62-0.6画出排样图（注意相关参数分析与查找，安全角度尽量取上值。上例参数

7、选取有错误！）3.1.2材料利用率略3.2冲压力及压力中心计算3.2.1冲压力计算由于冲模采用刚性卸装置和自然漏料方式，故总的冲压力为：P0=P+PtP=P1+P2而式中 P1落料时的冲裁力P2冲孔时的冲裁力按推料力公式计算冲裁力：P1=KLt 查=300MPa=2.22（58-16）+2（30-16）+16*2*300/10000=12.6 (t)P2=2.2*4*3.5*2*300/10000 =3.4(t)按推料力公式计算推料力Pt：Pt=nKtP 取n=3，查表2-10，Kt=0.055Pt=3*0.055*(12.6+304)=2.475(t) 计算总冲压力PZ：PZ=P1+P2+P

8、t =12.6+3.4+2.475 =18.475(t)根据计算结果，冲压设备拟选J23-25（根据模具结构计算相关冲裁力、卸料力、推件力/顶件力，压力机型号需查找）3.2.2确定压力中心根据图3分析，因为工件图形对称，故落料时P1的压力中心在O1上；冲孔时P2的压力中心在O2上。设冲模压力中心离O1点的距离为X，根据力矩平衡原理得：P1X=(32-X)P2，由此算得X=7mm。（可根据教材公式简单推算，如对称件可直接选取工件中心）3.3冲模刃口尺寸及公差的计算在确定工作零件刃口尺寸计算方法之前，首先要考虑工作零件的加工方法及模具装配方法。结合该模具的特点，工作零件的形状相对较简单，适宜采用线

9、切割机床分别加工落料凸模、凹模、凸模固定板以及卸料板，这种加工方法可以保证这些零件各个孔的同轴度，使装配工作简化。因此工作零件刃口尺寸计算就按分开加工的方法来计算。计算过程略（可根据教材公式计算，原则上采用分开加工法）4.模具总体设计4.1模具类型的选择由冲压工艺分析可知，采用级进冲压，所以模具类型为级进模。4.2定位方式的选择因为该模具采用的是条料，控制条料的送进方向采用导料板，无侧压装置。控制条料的送进步距采用挡料销初定距，导正销精定距。而第一件的冲压位置因为条料长度有一定余量，可以靠操作工目测来定。4.3卸料、出件方式的选择因为工件料厚为1.2mm，相对较薄，卸料力也比较小，故可采用弹性

10、卸料。又因为是级进模生产，所以采用下出件比较便于操作与提高生产效率。4.4导向方式的选择为了提高模具寿命和工件质量，方便安装调整，该级进模采用中间导柱的导向方式。（相关内容须详细补充分析说明，以上只供参考格式）5.主要零件设计5.1工作零件的结构设计5.1.1落料凸模结合工件外形并考虑加工，将落料凸模设计成直通式，采用线切割机床加工，2个M8螺钉固定在垫板上，与凸模固定板的配合按H6/m5。其总长L =20+14+1.2+28.8=64mm具体结构可参见图所示。5.1.2冲孔凸模因为所冲的孔均为圆形，而且都不属于需要特别保护的小凸模，所以冲孔凸模采用台阶式，一方面加工简单，另一方面又便于装配与

11、更换。其中冲5个5的圆形凸模可选用标准件B型式（尺寸为5.1564）。冲8mm孔的凸模结构如图所示。5.1.3凹模凹模采用整体凹模，各冲裁的凹模孔均采用线切割机床加工，安排凹模在模架上的位置时，要依据计算压力中心的数据，将压力中心与模柄中心重合。其轮廓尺寸可按公式计算：凹模厚度 H=kb=0.2127mm=25.4mm（查表得k=0.2）凹模壁厚 c=（1.52）H=3850.8mm取凹模厚度H=30mm，凹模壁厚c=45mm，凹模宽度B=b+2c=（127+245）mm=217mm凹模长度L取195mm（送料方向）凹模轮廓尺寸为195mm217mm30mm，结构如图所示。5.2定位零件的设计

12、落料凸模下部设置两个导正销，分别借用工件上5mm和8mm两个孔作导正孔。8mm导正孔的导正销的结构如图所示。导正应在卸料板压紧板料之前完成导正，考虑料厚和装配后卸料板下平面超出凸模端面lmm ，所以导正销直线部分的长度为1.8mm。导正销采用H7/r6安装在落料凸模端面，导正销导正部分与导正孔采用H7/h6配合。起粗定距的活动挡料销、弹簧和螺塞选用标准件，规格为816。5.3导料板的设计导料板的内侧与条料接触，外侧与凹模齐平，导料板与条料之间的间隙取1mm，这样就可确定了导料板的宽度，导料板的厚度按表选择。导料板采用45钢制作，热处理硬度为4045HRC，用螺钉和销钉固定在凹模上。导料板的进料

13、端安装有承料板。5.4卸料部件的设计5.4.1卸料板的设计卸料板的周界尺寸与凹模的周界尺寸相同，厚度为14mm。卸料板采用45钢制造，淬火硬度为4045HRC。5.4.2卸料螺钉的选用卸料板上设置4个卸料螺钉，公称直径为12mm，螺纹部分为M1010mm。卸料钉尾部应留有足够的行程空间。卸料螺钉拧紧后， 应使卸料板超出凸模端面lmm，有误差时通过在螺钉与卸料板之间安装垫片来调整。5.5模架及其它零部件设计该模具采用中间导柱模架，这种模架的导柱 在模具中间位置，冲压时可防止由于偏心力矩而 引起的模具歪斜。以凹模周界尺寸为依据，选择 模架规格。导柱d/mmL/mm分别为28160，32160；导套

14、d/mmL/mmD/mm分别为28 11542，3211545。上模座厚度H上模取45mm，上模垫板厚度H垫取10mm，固定板厚度H固取20mm，下模座厚度H下模取50mm，那么，该模具的闭合高度：H闭=H上模 H垫L H H下模h2 =（45106430502）mm=197mm式中 L凸模长度，L=64 mm；H凹模厚度，H=30mm；h2凸模冲裁后进入凹模的深度，h2=2mm。可见该模具闭合高度小于所选压力机J23-25的最大装模高度（220mm），可以使用。（相关内容在教材冲压工艺设计章节，相关数据需查找相关手册，以上只供参考格式）6.模具总装图通过以上设计，可得到如图所示的模具总装图。

15、模具上模部分主要由上模板、垫板、凸模（7个）、凸模固定板及卸料板等组成。卸料方式采用弹性卸料，以橡胶为弹性元件。下模部分由下模座、凹模板、导料板等组成。冲孔废料和成品件均由漏料孔漏出。条料送进时采用活动挡料销13作为粗定距，在落料凸模上安装两个导正销4，利用条料上5mm和8孔作导正销孔进行导正，以此作为条料送进的精确定距。操作时完成第一步冲压后，把条料抬起向前移动，用落料孔套在活动挡料销13上，并向前推紧，冲压时凸模上的导正销4再作精确定距。活动挡料销位置的设定比理想的几何位置向前偏移0.2mm，冲压过程中粗定位完成以后，当用导正销作精确定位时，由导正销上圆锥形斜面再将条料向后拉回约0.2mm

16、而完成精确定距。用这种方法定距，精度可达到0.02mm。 1-簧片 2-螺钉 3-下模座 4-凹模 5-螺钉 6-承导料 7-导料板 8-始用挡料销 9、26-导柱 10、25-导套 11-挡料钉 12-卸料板 13-上模座 14-凸模固定板 15-落料凸模 16-冲孔凸模 17-垫板 18-圆柱销 19-导正销 20-模柄 21-防转销 22-内六角螺钉 23-圆柱销 24-螺钉（标准组装图，并要有明细表）7.冲压设备选定通过校核，选择开式双柱可倾压力机J23-25能满足使用要求。其主要技术参数如下：公称压力：250KN滑块行程：65mm最大闭合高度：270mm最大装模高度：220mm工作台尺寸（前后左右）：370mm560mm垫板尺寸（厚度孔径）：50mm200mm模柄孔尺寸：40mm60m