冷冲压模具设计问答题及论述题[精选合集]

第一篇：冷冲压模具设计问答题及论述题

冷冲压模具设计问答题及论述题

1.什么是冷冲压加工？冷冲压成形加工与与其他加工方法相比有何特点？

答： 冷冲压加工是在室温下，利用安装在压力机上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑形 变行，从而获得所需零件的一种压力加工方法。冷冲压加工与其他加工方法相比，无论在技术方面，还是在经济方面，都具有许多独特的特点。生 产的制件所表现出来的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和抵消耗，是其他加工制造方法所不 能比拟的。但需要指出的是，由于进行冲压成形加工必须具备相应的模具，而模具是技术密集型产品，其制造属单件小批量生产，具有加工难、精度高、技术要求高、生产成本高的特点。所以，只有在冲压 零件生产批量大的情况下，冲压成形加工的优点才能充分体现，从而获得好的经济效益。

2.什么是冷冲模？它有何特点？

答：在冷冲压加工中，将材料（金属或非金属）加工成零件（或半成品）的一种特殊工艺装备，称为冷冲压模具。俗称冷冲模。特点：冷冲模在实现冷冲压加工中是必不可少的工艺装备，与冲压件是“一模一样”的关系，若 没有符合要求的冷冲模，就不能生产出合格的冷冲压件；没有先进的冷冲模，先进的冷冲压成形工艺 就无法实现。3.板料冲裁时，其断面特征怎样？影响冲裁件断面质量的因素有哪些？

答：板料冲裁时，冲裁件的断面明显的分成四个特征区；即圆角带、光亮带、断裂带与毛刺区。影响断面质量的因素有：（1）.材料性能.（2）.模具间隙（3）.模具刃口状态

4.影响冲裁件尺寸精度的因素有哪些？

答：一些冲裁件尺寸精度的因素有：压力机的精度、冲模的制造精度、材料性质、冲裁间隙、模 具刃口状态等。

5.确定冲裁工艺方案的依据是什么？冲裁工艺的工序组合方式根据什么来确定？

答： 确定冲裁工艺方案的依据是劳动量和冲裁件成本。冲裁工序的组合方式可根据下列因素确定;(1).生产批量（2）冲裁件尺寸和精度等级（3）冲裁件尺寸形状的适应性（4）模具制造安装调整的难易和成本的高低（5）操作是否方便和安全

6、什么是冷冲压加工？冷冲压成形加工与其它加工方法相比有何特点？

答：冷冲压加工是在室温下进行的，利用安装在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，从而获得所需零件的一种压力加工方法。冷冲压加工与其它加工方法相比，无论在技术方面，还是在经济性方面都具有许多独特的优点。主 要表现在：高生产效率、高复杂性、低消耗、高寿命。

7、板料冲裁时，其断面特征怎样？影响冲裁件断面质量的因素有哪些？

答:板料冲裁时，冲裁件的断面明显地分成四个特征区：即圆角带、光亮带、断裂带与毛刺区。影响断面质量的因素有：(1)材料性能；(2)模具间隙；(3)模具刃口状态。

8、确定冲裁工艺方案的依据是什么？冲裁工艺的工序组合方式根据什么来确定？

答：确定冲裁工艺方案的依据是劳动量和冲裁件成本。冲裁工序的组合方式可根据下列因素确定：（1）生产批量；（2）冲裁件尺寸和精度等级；（3）冲裁件尺寸形状的适应性；（4）模具制造安装调整的难易和成本的高低；（5）操作是否方便与安全。

12、简述弯曲件的结构工艺性。

答：弯曲件的工艺性是指弯曲变形区与零件的形状、尺寸、精度、材料以及技术要求等是否符合弯曲加 工的工艺要求。

14、拉深件坯料尺寸的计算遵循什么原则？

答：拉深件坯料尺寸的计算遵循体积不变原则和相似原则。

15、什么是冲裁工序？它在生产中有何作用？

答：利用安装在压力机上的冲模，使板料的一部分和另一部分产生分离的加工方法，就称为冲裁 工序。冲裁工序是在冲压生产中应用很广的一种工序方法，它既可以用来加工各种各样的平板零件，如平垫圈、挡圈、电机中的硅钢片等，也可以用来为变形工序准备坯料，还可以对拉深件等成形工序件进行 切边。

16、冲裁的变形过程是怎样的？

答：冲裁的变形过程分为三个阶段:从凸模开始接触坯料下压到坯料内部应力 数值小于屈服极限，这是称之为弹性变形阶段(第一阶段)；如果凸模继续下压，坯料内部的应力达 到屈服极限，坯料开始产生塑性变形直至在刃口附近由于应力集中将要产生裂纹为止，这是称之为塑性 变形阶段(第二阶段)； 从在刃口附近产生裂纹直到坯料产生分离，这就是称之为断裂分离阶段(第 三阶段)。

20、什么是冲模的压力中心？确定模具的压力中心有何意义？ 答： 冲模的压力中心就是模具在冲压时，被冲压材料对冲模的各冲压力合力的作用点位置，也就是 冲模在工作时所受合力 的作用点位置。在设计模具时，必须使冲模的压力中心与压力机滑块的中心线 重合，否则，压力机在工作时会受到偏心载荷的作用而使滑块与导轨产生不均匀的磨 损，从而影响压 力机的运动精度，还会造成冲裁间隙的不均匀，甚至使冲模不能正常工作。因此，设计冲模时，对模具压力中心的确定是十分重要的 , 在实际生产中，只要压力中心不偏离模柄直径以外也是可以的。

21、什么叫搭边？搭边有什么作用？

答： 排样时，工件与工件以及工件与条料侧边之间留下的工艺余料，称为搭边。搭边的作用是：补 偿送料误差，使条料对 凹模型孔有可靠的定位，以保证工件外形完整，获得较好的加工质量。保持条 料有一定的刚度，以保证零件质量和送料方便。搭边太大，浪费材料；太小，会降低工 件断面质量，影响工件的平整度，有时还会出现毛刺或搭边被拉进凸模与凹模的间隙里，造成冲模刃口严重磨损。影 响模具寿命。

23、怎样选择凸模材料？

答： 凸模的刃口要求有较高的耐磨性，并能承受冲裁时的冲击力，因此，凸模应该有较高的硬度 与适当的韧性。一般，形 状简单、模具寿命要求不高的凸模，可选用 T8A、T10A 等材料；形状复杂、模具寿命要求高的凸模，应该选用 Cr12、Cr12MoV、CrWMn 等材料；要求高寿命、高耐磨模具的凸 模，可选用硬质合金制造。凸模的硬度，一般为 HRC58 ～ 62。

24、什么条件下选择侧刃对条料定位？

答：一般在下列情况下，采用侧刃来控制条料的送进步距：（1）、级进模中，一般采用侧刃来控制条料的送进步距。这样，可以提高生产率。（2）、当冲裁窄而长的工件时，由于步距小，采用定位钉定位困难，这时也采用侧刃来控制条料 的送进步距。（3）、当需要切除条料的侧边作为工件的外形时，往往采用侧刃定距。（4）、当被冲材料的厚度较薄（t ＜ 0.5 mm）时，可以采用侧刃定距。

25、什么情况下采用双侧刃定位？

答：当被冲材料的宽度较大而厚度较小、工位数目较多以及冲裁件的精度要求较高时，可以采用双 侧刃。采用双侧刃时，两个侧刃可以对称布置。这时，可以降低条料的宽度误差，提高工件的精度。这种布置方法常用于带料或卷料冲压中。而将两个侧刃一前一后的布置，往往用于工步 较多的条料冲 压中，这样可以节约料尾。用双侧刃定距时，定位精度高，但材料的利用率要低一些。

26、凸模垫板的作用是什么？如何正确的设计垫板？ 答：冲模在工作时，凸模要承受很大的冲裁力，这个力通过凸模的固定端传递到上模座。如果作用 在模座上的力大于其许 用应力时，就会在模板上压出凹坑，从而影响凸模的正确位置。为了避免模座 的损坏，在凸模固定板和上模座之间加装一块淬硬的垫板。在复合模的凸凹模固定板与 模座之间，因 为同样的原因也需要加装一块垫板。设计时，一般根据需要在国标中选取标准的垫板型号。一般垫板的 的形状和尺寸大小与凹模板相同。材料选用 T7、T8 钢，热处理的淬火硬度为 48 ～ 52HRC，上下 表面的粗糙度为 Ra0.8 以下。

28、卸料板型孔与凸模的关系是怎样的？

答：（1）、在固定卸料装置中，当卸料板仅仅起卸料作用时，卸料板型孔与凸模的间隙随材料厚度 的增加而增大，一般取单边间隙（0.2～ 0.5）t。当固定卸料板除卸料的作用外，还要对凸模进行 导向，这时，卸料板型孔与凸模的配合间隙应该小于冲裁间隙。（2）、弹压卸料装置中，卸料板型孔与凸模之间的单面间隙取（0.1 ～ 0.2）t。若弹压卸料 板还要起对凸模的导向作用时，同样，卸料板型孔与凸模的配合间隙应该小于冲裁间隙。

29、什么是顺装复合模与倒装复合模？ 答：根据落料凹模是在模具的上模还是下模，将复合模分成顺装复合模和倒装复合模。其中，落料 凹模在下模的复合模称为顺装复合模，落料凹模在上模的复合模称为倒装复合模。

33、简述固定卸料顺出件这种结构的优点和缺点。

答：优点：1.模具结构简单；2.用手送料时人手不易进入危险区，比较安全。缺点：1.废料容易上翘，卸料时反向翻转，对凸模刃口侧面的磨损严重；2.凹模刃口附近有异物时 不易发现。

34、简述凸模结构设计的三原则。

答： 精确定位 凸模安装到固定板上以后，在工作过程中其轴线或母线不允许发生任何方向的移位，否则将造成冲裁间隙不均匀降低模具寿命，严重时可造成肯模。防止拔出 回程时，卸料力对凸模产生拉伸作用。凸模的结构应能防止凸模从固定板中拔出来。防止转动 对于工作段截面为圆形的凸模，不存在防转的问题，对于工作段不是圆形的凸模，必 须保证凸模在工作过程中不发生转动，否则将啃模。

35、简述影响冲裁刃口磨损的因素。

答：冲裁间隙： 间隙过小，刃口磨损严重，模具寿命较低。冲裁轮廓形状： 冲裁轮廓复杂，有尖角时，在尖角处磨损严重，模具寿命较低。润滑： 有润滑可以降低摩擦系数，减少磨损。板料种类： 板料越硬，越粘磨损越严重。冲裁模具： 模具装配的好坏对刃口的磨损有影响，凸模深入凹模越多，磨损越严重。压力机 ：压力机的刚性，压力机的额定压力都会影响刃口磨损。

37.弯曲时的变形程度用什么来表示?为什么可用它来表示?弯曲时的极限变形程度受那些因素的影响? 答:生产中常用 r t来表示板料弯曲变形程度的大小.r 称为相对弯曲半径, r 越小,板料表面的切向变形程度 ? 越大,因此,生产中常用 r 来 max t t t表示板料弯曲变形程度的大小.弯曲时的极限变形程度的影响因素有:①材料的塑性和热处理状态;②坯料的边缘及表面状态;③弯 曲线与钢板纤维方向是否垂直;④弯曲角.38.简述弯曲件的结构工艺性.答:弯曲件的工艺性是指弯曲变形区与零件的形状、尺寸、精度、材料以及技术要求等是符合弯曲加工 的工艺要求.40、板料冲裁时，其断面特征怎样？影响冲裁件断面质量的因素有哪些？

答:板料冲裁时，冲裁件的断面明显地分成四个特征区：即圆角带、光亮带、断裂带与毛刺区。影响断面质量的因素有：(1)材料性能；(2)模具间隙；(3)模具刃口状态。

41、确定冲裁工艺方案的依据是什么？冲裁工艺的工序组合方式根据什么来确定？ 答：确定冲裁工艺方案的依据是劳动量和冲裁件成本。冲裁工序的组合方式可根据下列因素确定：（1）生产批量；（2）冲裁件尺寸和精度等级；（3）冲裁件尺寸形状的适应性；（4）模具制造安装 调整的难易和成本的高低；（5）操作是否方便与安全。

六、论述题：（每题 12 分）

1、影响弯曲变形回弹的因素是什么？采取什么措施能减小回弹？

答：影响弯曲变形回弹的因素有：（1）材料的力学性能；（2）相对弯曲半径 r/t；（3）弯曲中心角 α ；（4）弯曲方式及弯曲模；（5）工件的形状。

减小回弹的措施有：（1）改进弯曲件的设计，尽量避免选用过大的相对弯曲半径 r/t。如有可能，在弯曲区压制加强 筋，以提高零件的刚度，抑制回弹；尽量选用

(1)小、力学性能稳定和板料厚度波动小的材料。（2）采取适当的弯曲工艺：①采用校正弯曲代替自由弯曲；②对冷作硬化的材料须先退火，使其 屈服点降低。对回弹较大的材料，必要时可采用加热弯曲。③弯曲相对弯曲半径很大的弯曲件时，由于变形程度很小，变形区横截面大部分或全部处于弹性变形状态,回弹很大，甚至根本无法 成形，这时可采用拉弯工艺。（3）合理设计弯曲模。

2拉深工序中的起皱、拉裂是如何产生的，如何防止它？

答：拉深工序中产生起皱的原因有两个方面：一方面是切向压应力的大小，越大越容易失稳起皱；另一 方面是凸缘区板料本身的抵抗失稳的能力，凸缘宽度越大，厚度越薄，材料弹性模量和硬化模量越 小，抵抗失稳能力越小。防皱措施：主要方法是在模具结构上采用压料装置，加压边圈，使坯料可 能起皱的部分被夹在凹模平面与压边圈之间，让坯料在两平面之间顺利地通过。采用压料筋或拉深 槛，同样能有效地增加径向拉应力和减少切向压应力的作用，也是防皱的有效措施。拉深工序中产生拉裂主要取决于两个方面：一方面是筒壁传力区中的拉应力；另一方面是筒壁传 力区的抗拉强度。当筒壁拉应力超过筒壁材料的抗拉强度时，拉深件就会在底部圆角与筒壁相切处 一一“危险断面”产生破裂。防止拉裂的措施：一方面要通过改善材料的力学性能，提高筒壁抗拉 强度；另一方面是通过正确制定拉深工艺和设计模具，合理确定拉深变形程度、凹模圆角半径、合 理改善条件润滑等，以降低筒壁传力区中的拉应力。

3.弯曲过程中坯料可能产生偏移的原因有哪些?如何减小和克服偏移? 答:在弯曲过程中凡造成工件变形阻力不对称的因素都将造成工件偏移.例如,弯曲件形状不对称,弯曲件在模具上的阻力不对称,冲压方向不同造成的弯曲件滑动阻力不对称等.措施:在坯料上预先增添定位工艺孔;当弯曲件几何形状不对称时,为避免压弯时坯料偏移,应尽量采 用成对弯曲然后在切成两件的工艺;V 形弯曲模,由于有顶板及定料销,可以有效防止弯曲时坯料的偏移;有顶板和定位销的 Z 形件弯曲模,能有效防止坯料的偏移;为了防止坯料偏移；应尽量利用零件上的孔，用定位销定位，定位销装在顶板上时应注意防止应注意 防止顶、板与凹模之间产生窜动。工件无孔时可采用定位尖定位（图 3.81b）顶杆顶板等措施防止坯料 偏移.4常用的卸料装置有哪几种？在使用上有何区别？

答：常用的卸料装置分为刚性卸料装置和弹压卸料装置两大类。（1）刚性卸料装置：刚性卸料装置常用固定卸料板的结构形式，即：卸料板是用螺钉将其固定在下 模部分，再用销钉定位这样一种安装方式。刚性卸料装置的卸料板在 工作时，不能将被冲材料压住，所以工件的有明显的翘曲现象，但卸料力大。因此，常用于较厚、较硬且精度要求不高的工件冲裁模中。（2）弹压卸料装置：弹压卸料装置中的弹压卸料板具有卸料和压料的双重作用，主要用于冲裁厚度在1.5mm 以下的模具中。冲裁前，弹压卸料板首先将毛坯压住，当上模随压力机的滑块继续向下运动时，凸模再伸出弹压卸料板的下端面进行冲压加工。所以，工件的平整度较好。5怎样确定冲裁模的工序组合方式？

答： 确定冲裁模的组合方式时，一般根据以下条件：

（1）生产批量的大小。从提高冲压件生产率角度来考虑，选用复合模和级进模结构要比选择单工序 模好得多。一般来说，小批量和试制生产时采用单工序模具，中批和大批生产时，采用复合冲裁模和级 进冲裁模。

（2）工件尺寸公差等级。单工序模具冲出的工件精度较低，而级进模最高可达 IT12 ～ IT13 级，复合模由于避免了多次冲压时的定位误差，其尺寸精度最高能达到 IT9 级以上，再加上复合模结构本身的特点，制件的平整度也较高。因此，工件尺寸公差等级较高时，宜采用复合模的结构。

（3）从实现冲压生产机械化与自动化生产的角度来说，选用级进模比选用复合模和单工序模具容易些。这是因为，复合模得废料和工件排除较困难。

（4）从生产的通用性来说，单工序模具通用性最好，不仅适合于中小批量的中小型冲压件的生产，也适合大型冲压件的生产。级进模不适合大型工件的生产。

（5）从冲压生产的安全性来说，级进模比单工序模和复合模为好。

综上所述，在确定冲裁模的工序组合方式时，对于精度要求高、小批量及试制生产或工件外形较大，厚度又较厚的工件，应该考虑用单工序模具。而对精度要求高、生产批量大的工件的冲压，应采用复合模；对精度要求一般，又是大批量生产时，应采用级进模结构。

6.降低冲裁力的措施有哪些？

答：当采用平刃冲裁冲裁力太大，或因现有设备无法满足冲裁力的需要时，可以采取以下措施来降 低冲裁力，以实现“小设备作大活”的目的：

1、采用加热冲裁的方法：当被冲材料的抗剪强度较高或板厚过大时，可以将板材加热到一定温度（注 意避开板料的“蓝脆”区温度）以降低板材的强度，从而达到降低冲裁力的目的。

2、采用斜刃冲裁的方法：冲压件的周长较长或板厚较大的单冲头冲模，可采用斜刃冲裁的方法以降低 冲裁力。为了得到平整的工件，落料时斜刃一般做在凹模上；冲孔时斜刃做在凸模上。

3.采用阶梯凸模冲裁的方法：将多凸模的凸模高度作成高低不同的结构。由于凸模 冲裁板料的时刻不同，将同时剪断所有的切口分批剪断，以降低冲裁力的最大值。但这种结构不便于刃 磨，所以仅在小批量生产中使用。减小冲裁力的设计(a)斜刃落料；(b)斜刃冲孔；(c)阶梯凸模冲裁法

7什么是冲裁间隙？冲裁间隙对冲裁质量有哪些影响？

答:冲裁间隙是指冲裁凹模、凸模在横截面上相应尺寸之间的差值。该间隙的大小，直接影响着工 件切断面的质量、冲裁力的大小及模具的使用寿命。当冲裁模有合理的冲裁间隙时，凸模与凹模刃口所产生的裂纹在扩展时能够互相重合，这时冲裁件 切断面平整、光洁，没有粗糙的裂纹、撕裂、毛刺等缺陷，工件靠近凹模刃口部分，有一条具有小圆角的光亮带，靠近凸模刃口一端略成锥形，表面较粗糙。当冲裁间隙过小时，板料在凸、凹模刃口处的裂纹则不能重合。凸模继续压下时，使中间留下的环 状搭边再次被剪切，这样，在冲裁件的断面出现二次光亮带，如图 4-5b 所示 , 这时断面斜度虽小，但不平整，尺寸精度略差。间隙过大时，板料在刃口处的裂纹同样也不重合，但与间隙过小时的裂纹方向相反，工件切断面上 出现较高的毛刺和较大的锥度

8普通冲裁件的断面具有怎样的特征？这些断面特征又是如何形成的？

答：普通冲裁件的断面一般可以分成四个区域，如图 2.1.5 所示，既圆角带、光亮带、断裂带和 毛刺四个部分。圆角带的形成发生在冲裁过程的第一阶段（即弹性变形阶段）主要是当凸模刃口刚压 入板料时，刃口附近的材料产生弯曲和伸长变形，使板料被带进模具间隙从而形成圆角带。光亮带的形成发生在冲裁过程的第二阶段（即塑性变形阶段），当刃口切入板料后，板料与模具侧 面发生挤压而形成光亮垂直的断面（冲裁件断面光亮带所占比例越大，冲裁件断面的质量越好）。断裂带是由于在冲裁过程的第三阶段（即断裂阶段），刃口处产生的微裂纹在拉应力的作用下不断 扩展而形成的撕裂面，这一区域断面粗糙并带有一定的斜度。毛刺的形成是由于在塑性变形阶段的后期，凸模和凹模的刃口切入板料一定深度时，刃尖部分呈高 静水压应力状态，使微裂纹的起点不会在刃尖处产生，而是在距刃尖不远的地方发生。随着冲压过程 的深入，在拉应力的作用下，裂纹加长，材料断裂而形成毛刺。对普通冲裁来说，毛刺是不可避免的，但我们可以通过控制冲裁间隙的大小使得毛刺的高度降低。

第二篇：冷冲压模具设计毕业论文汇总（范文模版）

垫板冲压模具设计 1 前言

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。

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。（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，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。

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定形状和尺寸的冲压件的工序。

冲裁模设计题目 如图1所示零件：垫扳 生产批量：大批量 材料：08F t=2mm 2 零件的工艺分析 2.1 结构与尺寸

该零件结构简单, 形状对称。硬钢材料被自由凸模冲圆形孔, 查《冷冲压工艺及模具设计》表3-8, 可知该工件冲孔的最小尺寸为1.3t, 该工件的孔径为:Φ6>1.3t=1.3×2=2.6。

由于该冲裁件的冲孔边缘与工件的外形的边缘不平行, 故最小孔边距不应小于材料厚度t, 该工件的空边距(20>t=2,(10>t=2,均适宜于冲裁加工。

2.2 精度

零件内、外形尺寸均未标注公差, 属自由尺寸, 可按IT14级确定工件尺寸的公差, 经查表得, 各尺寸公差分别为：

零件外形:58零件内形:6-0.74+0.300 0-0.62 0-0.52 0-0.43 0-0.36，38, 30, 16, 8 孔心距:18±0.215, 利用普通冲裁方式可以达到零件图样要求。2.3 材料

08F，属于碳素结构钢, 查《冷冲压工艺及模具设计》附表1可知抗剪强度τ=260MPa,断后伸长率=32％。此材料具有良好的塑性和较高的弹性, 其冲裁加工性能好。

根据以上分析, 该零件的工艺性较好, 可以进行冲裁加工。3 确定冲裁工艺方案

该零件包括落料、冲孔两个基本工序，可以采用以下几种工艺方案：(a先落料，再冲孔，采用单工序模生产；

(b采用落料——冲孔复合冲压，采用复合模生产；(c用冲孔——落料连续冲压，采用级进模生产。

方案(a模具结构简单，但需要两道工序，两套模具才能完成零件的加工，生产效率低，难以满足零件大批量生产的要求。由于零件结构简单，为了提高生产效率，主要采用复合冲裁或级进冲裁方式。采用复合冲裁时，冲出的零件精度和平直度好，生产效率高，操作方便，通过设计合理的模具结构和排样方案可以达到较好的零件质量。

根据以上分析，该零件采用复合冲裁工艺方案。4 确定模具总体结构方案 4.1 模具类型

根据零件的冲裁工艺方案，采用复合冲裁模。复合模的主要结构特点是存在有双重作用的结构零件——凸凹模，凸凹模装在下模称为倒装式复合模。采用倒装式复合模省去了顶出装置，结构简单，便于操作，因此采用倒装式复合冲裁模。

4.2 操作与定位方式

虽然零件的生产批量较大，但合理安排生产，可用手工送料方式能够达到批量要求，且能降低模具成本，因此采用手工送料方式。考虑到零件尺寸大小，材料厚度，为了便于操作和保证零件的精度，宜采用导料板导向，固定挡料销挡料，并与导正销配合使用以保证送料位置的准确性，进而保证零件精度。为了保证首件冲裁的正确定距，采用始用挡料销，采用使用挡料销的目的是为了提高材料利用率。

4.3 卸料与出件方式

采用弹性卸料的方式卸料，弹性卸料装配依靠橡皮的弹力来卸料，卸料力不大，但冲压时可兼起压料作用，可以保证冲裁件表面的平面度。为了方便操作，提高零件生产率，冲件和废料采用由凸模直接从凹模洞口推下的下出件方式。

4.4 模架类型及精度

考虑到送料与操作的方便性，模架采用后侧式导柱的模架，用导柱导套导向。由于零件精度要求不是很高，但冲裁间隙较小，因此采用I 级模架精度。

4.5 凸模设计

凸模的结构形式与固定方法：

落料凸模刃口部分为非圆形，为便于凸模与固定板的加工，可设计成固定台阶式，中间台阶和凸模固定板以H7/m6过渡配合，凸模顶端的最大台阶是用其台肩挡住凸模，在卸料时不至于凸模固定板中拉出。并将安装部分设计成便于加工的长圆形，通过接方式与凸模固定板固定。工艺设计计算 5.1 排样设计与计算

零件外形近似矩形，轮廓尺寸为58×30。考虑操作方便并为了保证零件精度，采用直排有废料排样。如图1所示：

查《冷冲压工艺及模具设计》表3-13，工件的搭边值a=2，沿边的搭边值a 1=2.2。级进模送料步距为S=30+2=32mm 条料宽度按表3-14中公式计算： B-0△=(Dmax +2a1-△0 查表3-15得：△=0.6

B=（58+2×2.2）0-0.6=62.4-0.6（㎜）

由零件图近似算得一个零件的面积为1354.8㎜2，一个进距内的坏料面积 B ×S=62.4×32=1996.8㎜2。因此一个进距内的材料利用率为： η=（A/BS）×100﹪=67.8﹪

查《冷冲压工艺及模具设计》附表3选用板料规格为710×2000×2。采用横裁时，剪切条料尺寸为62.4。一块板可裁的条料为32，每间条可冲零件个数22个零件。则一块板材的材料利用率为：

η=（n ×A 0/A）×100﹪

η=（22×32×1354.8/710×2000）×100﹪=67.2﹪

采用纵裁时，剪切条料尺寸为62.4。一块板可裁的条料为11，每条可冲零 件个数62个零件，则一块板材的材料利用率为： η=（n ×A 0/A）×100﹪

η=（11×62×1354.8/710×2000）×100﹪=59.2﹪

根据以上分析，横裁时比纵裁时的板材的材料利用率高，因此采用横裁。5.2 计算冲压力与压力中心，初选压力机

冲裁力：根据零件图可算得一个零件外周边长度： L 1=16π+8+28+38×2 =162.27 内周边长度之和： L=2π×3=18.84㎜

查《冷冲压工艺及模具设计》附表1可知：τ=260MP a;

查《冷冲压工艺及模具设计》附表3可知：K x =0.05, K T =0.055.落料力： F 落=KL1 t T =1.3×162.27×2×260 =109.69KN 冲孔力： F 孔=KL2 t T =1.3×6π×2×260 =12.74 KN 卸料力： Fx=KxF落 =0.05×109.69 =5.48KN 推件力：

根据材料厚度取凹模刃口直壁高度h=6, 故:n=h/t=3 F T =nKtF孔

=3×0.055×25.47 =4.20KN 总冲压力：

F Ё= F落+ F孔+Fx+ FT 则F Ё=109.69+12.74+5.48+4.20 =132.11KN 应选取的压力机公称压力：25t.因此可初选压力机型号为J23-25。

当模具结构及尺寸确定之后，可对压力机的闭合高度，模具安装尺寸进行校核，从而最终确定压力机的规格。

确定压力中心：画出凹模刃口，建立如图所示的坐标系：

由图可知，该形状关于X 轴上下对称，关于Y 轴左右对称，则压力中心为该图形的几何中心。即坐标原点O。该点坐标为（0，0）。

5.3 计算凸、凹模刃口尺寸及公差

由于模具间隙较小，固凸、凹模采用配作加工为宜，由于凸、凹模之间存在着间隙，使落下的料或冲出的孔都带有锥度。落料件的尺寸接近于凹模刃口尺寸，而冲孔件的尺寸接近于凸模刃口尺寸。固计算凸模与凹模刃口尺寸时，应按落料与冲孔两种情况分别进行。由此，在确定模具刃口尺寸及其制造公差时，需遵循以下原则：

（I）落料时以凹模尺寸为基准，即先确定凹模刃口尺寸；考虑到凹模刃口尺寸在使用过程中因磨损而增大，固落料件的基本尺寸应取工件尺寸公差范围较小尺寸，而落料凸模的基本尺寸则按凹模基本尺寸减最小初始间隙；

（II）冲孔时以凸模尺寸为基准，即先确定凸模刃口尺寸，考虑到凸模尺寸在使用过程中因磨损而减小，固冲孔件的基本尺寸应取工件尺寸公差范围内的较大尺寸，而冲孔凹模的基本尺寸则按凸模基本尺寸加最小初始间隙；

（III）凸模与凹模的制造公差，根据工件的要求而定，一般取比工件精度高2~3级的精度，考虑到凹模比凸模的加工稍难，凹模比凸模低一级。

a: 落料凹模刃口尺寸。按磨损情况分类计算：

i 凹模磨损后增大的尺寸，按《冷冲压工艺及模具设计》公式：D A =(Dmax-X △;计算，取 δA =△/4，制件精度为IT14级，故X=0.5 +0.185580=5-0.74: D A1 =(58-0.5×0.74 0 0+0.1850（㎜）+0.155+0.15538-0.62: D A2=（38-0.5×0.62）0=37.690（㎜）16

00-0.520-0.43+0.13+0.13: D A3=（30-0.5×0.52）0=29.740（㎜）+0.1075+0.1075: D A4=（16-0.5×0.43）0=15.7850（㎜）+0.09+0.098-0.36: D A5=（8-0.5×0.36）0=7.180（㎜）

ii 凹模磨损后不变的尺寸，按《冷冲压工艺及模具设计》公式：C A =（C min +X △）±0.5δA: 计算，取δA =△/4，制件精度为IT14级，故X=0.5 18±0.215: Cd1=(17.785+0.5×0.43 ±0.43/8=18±0.05375（㎜）

冲裁间隙影响冲裁件质量，在正常冲裁情况下，间隙对冲裁力的影响并不大，但间隙对卸力、推件力的影响却较大。间隙是影响模具寿命的主要因素。间隙的大小则直接影响到摩擦的大小，在满足冲裁件质量的前提下，间隙一般取偏大值，这样可以降低冲裁力和提高模具寿命。

查《冷冲压工艺及模具设计》表3-3可知Z max =0.360㎜ , Z min =0.246㎜ 相应凸模按凹模实际尺寸配作，保证最小合理间隙为0.246mm 冲孔凸模刃口尺寸。冲孔凸模为圆形，可按《冷冲压工艺及模具设计》公式d T =(dmin +x △ 0 计算，取δT =△/4，制件精度为IT14级，故X=0.5-120+0.300: d T1=(6+0.5×0.30 0-0.075=6.15-0.075 6 设计选用零件、部件，绘制模具总装草图 6.1 凹模设计

凹模的结构形式和固定方法：凹模采用矩形板状结构和通过用螺钉、销钉固定在凹模固定板内，其螺钉与销钉与凹模孔壁间距不能太小否则会影响模具强度和寿命，其值可查《冷冲压工艺及模具设计》表3-23。

凹模刃口的结构形式：因冲件的批量较大，考虑凹模有磨损和保证冲件的质

量，凹模刃口采用直刃壁结构，刃壁高度取6mm, 漏料部分沿刃口轮廓单边扩大0.5 mm 凹模轮廓尺寸的确定：

查《冷冲压工艺及模具设计》表3-24，得：K=0.28;查《冷冲压工艺及模具设计》表3-25, 得: s 2=36;凹模厚度H=ks=0.28×58=16.24（㎜）B=s+（2.5～4.0）H =58+（2.5～4.0）×16.24 =98.6～122.96（㎜）L=s1+2s2 =30+2×36 =102（㎜）

根据算得的凹模轮廓尺寸，选取与计算值相接近的标准凹模板轮廓尺寸为L ×B ×H=125×125×28.5（㎜）

凹模材料和技术要求：凹模的材料选用T10A。工件部分淬硬至HRC58~62。外轮廓棱角要倒钝。

如图2所示： 其余

图2 落料凹模 6.2 凸模设计

6.2.1 凸模的结构形式与固定方法

冲孔部分的凸模刃口尺寸为圆形，为了便于凸模和固定板的加工，将冲孔凸模设计成台阶式。

为了保证强度、刚度及便于加工与装配，圆形凸模常做成圆滑过渡的阶梯形，小端圆柱部分。是具有锋利刃口的工作部分，中间圆柱部分是安装部分，它与固定板按H7/m6配合，尾部台肩是为了保证卸料时凸模不致被拉出，圆形凸模采用台肩式固定。

6.2.2 凸模长度计算

凸模的长度是依据模具结构而定的。

采用弹性卸料时，凸模长度按公式L=h1+h2+h3计算，式中 L---凸模长度，mm ； h 1---凸模固定板厚度，mm;h 2----卸料板厚度，mm;h 3----卸料弹性元件被预压后的厚度

L=22mm+10mm+18.5mm =50.5mm 6.2.3 凸模的强度与刚度校核

一般情况下，凸模强度与刚度足够，由于凸模的截面尺寸较为积适中，估计强度足够，只需对刚度进行校核。

对冲孔凸模进行刚度校核： 凸模的最大自由长度不超过下式： 有导向的凸模L max ≤1200则L max ≤1200 π⨯124，其中对于圆形凸模I min =∏d 4/64 64 1.3⨯12⨯2⨯260 =24.00mm

由此可知：冲孔部分凸模工作长度不能超过24.00mm，根据冲孔标准中的凸模长度系列，选取凸模的长度：50.5 6.2.4 凸模材料和技术条件

凸模材料采用碳素工具钢T10A，凸模工作端（即刃口）淬硬至HRC 56～60，凸模尾端淬火后，硬度为HRC 43～48为宜。如图3所示：

其余

材料采用碳素工具钢T10A.2.刃口淬硬至56～60HRC,尾端淬硬至43～48HRC.图3 冲孔凸模 6.3 凸凹模的设计

6.3.1 凸凹模的结构形式与固定方法 凸凹模的结构简图如图4所示：

其余 技术要求：

1.上下面无毛刺，平行度为0.02.2.材料为T10A,热处理56-60HRC.3.带* 号的尺寸按 凹模实际尺寸配作，保证Zmin=0.246.4.带**号的尺寸按 凸模实际尺寸配作，保证Zmin=0.246.图4 凸凹模

凸凹模与凸凹模固定板的采用H7/m6配合。6.3.2 校核凸凹模的强度 冲孔边缘与工件外开边缘不平行时，凸凹模的最小壁厚不应小于材料厚度

t=2mm，而实际最小壁厚为5mm，故符合强度要求。6.3.3 凸凹模尺寸的确定

凸凹模的外刃口尺寸按凹模尺寸配作并保证最小间隙为Z min =0.246mm,内形刃口尺寸按凸模尺寸配做并保证最小间隙为Z min =0.246mm。6.3.4 凸凹模材料和技术条件

凸凹模材料采用碳素工具钢T10A，淬硬至56～60HRC。6.4 定位零件

定位零件的作用是使坯料或工序件在模具上相对凸、凹模有正确的位置。选用固定挡料销一个。挡料销的作用是挡住条料搭边或冲件轮廓以限定条料送进的距离，固定挡料销固定在位于下模的凸凹模上，规格为GB/T7694.10-94，材料45号钢，硬度为43～48HRC 选用导料销两个。导料销的作用是保证条料沿正确的方向送进，位于条料的后侧（条料从右向左送进）尺寸规格为6X2，如图5所示：

图5 导料销 6.5 卸料与出件装置

出件方式是采用凸模直接顶出的下出料方式。

由于卸料采用弹性卸料的方式，弹性卸料装置由卸料板、卸料螺钉和弹性元件组成。卸料板：

弹性卸料板的平面尺寸等于或稍大于凹模板的尺寸，厚度取凹模厚度的0.6～0.8倍, 卸料板与凸模的单边间隙按《冷冲压工艺及模具设计》表3-32选取,t ＞1mm 时, 单边间隙为0.15mm。

为了便于可靠卸料，在模具开启状态时，卸料板工作平面应高出凸模刃口尺寸端面0.3～0.5，卸料板的尺寸规格为：125mmX125mmX10mm，材料为:45#钢。如图6所示：

图6 卸料板 卸料螺钉：

卸料螺钉采用标准的阶梯形螺钉，根据卸料板的尺寸选择4个卸料螺钉，规格为，JB/T7650.5-94。如图7所示：

图7 卸料螺钉 卸料装置：

由于橡皮允许承受的负荷较大，安装调整方便，因此选用橡皮作为弹性元件，卸料橡皮的选择原则：

为了保证卸料正常工作，应使橡皮工作时的弹力大于或等于卸料力F X F XY =AP≥F X=5.48KN

式中F XY —橡皮工作时的弹力，A —橡皮的横截面积，P —与橡橡皮压缩量有关的单位压力，一般预压时压缩量为10%～15%。由《冷冲压工艺及模具设计》图3-64知，取P=0.6MPa，求得A=91.3cm2, 由《冷冲压工艺及模具设计》表3-33中的公式求得橡皮尺寸规格为35×26×24 根据工件材料厚度为2mm，冲裁时凸模进如凹模的深度为1mm，模具维修时刃磨留量为2mm，开启时卸料板高于凸模1mm，则求得总工作行程：h 工件=6mm, 使用橡皮时，不应使最大压缩量超过橡皮自由高度的35%～45%否则是皮的自由高度应为：

H=h/(0.25～0.30 =6/(0.25～0.30 =20～24mm 模具组装时的预压缩量为： H预=（10%～15%）H =2.4～3.6mm 取H 预=3mm

由此可知：安装橡皮高度尺寸为21mm, 式中的H ———所需的工作行程。由上式所得的高度，还在按下式进行校核: 0.5≤H/B≤1.5

如果H/D超过1.5, 应把橡皮分成若干段, 并在橡皮之间垫上钢圈。由《冷冲压工艺及模具设计》表3-33中的公式求得橡皮尺寸规格为35×26×24 6.6 模架及其它零件的选用 6.6.1 模柄

模柄的作用是把上模固定在压力机滑块上，同时使模具中心通过滑块的压力中心，模柄的直径与长度与压力机滑块一致，模柄的尺寸规格选用凸缘模柄，用3～4个螺钉固定在上模座上。如图8所示: 图8 模柄 6.6.2 模座

标准模座根据模架类型及凹模同界尺寸选用，上模座：125mm ×125mm ×35mm ； 下模座：125mm ×125mm ×45mm ；

模座材料采用灰口铸铁，它具有较好的吸震性，采用牌号为HT200。6.6.3 垫板

垫板的作用是承受并扩散凸模或凹模传递的压力，以防止模座被挤压损伤。是否要用板，可按下式校核：

P=F12/A

式中P —凸模头部端面对模座的单位面积压力； F 12—凸模承受的总压力； A—凸模头部端面与承受面积。

由于计算的P 值大于《冷冲压工艺及模具设计》表3-34模座材料的许应压力，因此在工作零件与模座之间加垫板。

垫板用45号钢制造，淬火硬度为HRC43～48，其尺寸规格为：

125mm ×125mm ×10mm。上下面须磨平，保证平行。如图9所示：

图9 垫板

模架选用后侧导柱标准模架： 上模座：L ×B ×H =125mm×125mm ×35mm 下模座：L ×B ×H=125mm×125mm ×45mm 导柱：D ×L=￠22mm ×150mm 导套：d ×L ×D=Φ35mm ×85mm ×Φ38mm 模架的闭合高度：160～190mm 垫板厚度：10mm ； 凸模固定板厚度：22 mm 上模底板厚：35 mm，凹模厚度：28.5mm 橡皮厚：24mm 卸料板厚度10 mm 凸凹模固定板厚度：45 mm，下模底板厚：45 mm 模具的闭合厚度： Hd=35+10+22+28.5+2+1+45+45 =188.5mm 7 模具主要零件加工工艺规程的编制 7.1 冲压模具制造技术要求

模具精度是影响冲压件精度的重要因素之一，为了保证模具精度，制造时应达到以下技术要求：

a、组成冲压模具的所有零件，在材料加工精度和热处理质量等方面均应符合相应图样的要求。

b、组成模架的零件应达到规定的加工要求，装配成套的模架应活动自如，并达到规定的平行度和垂直度要求 c、模具的功能必须达到设计要求.d、为了鉴别冲压件的质量，装配好的模具必须在生产条件下试模，并根据试模存在问题进行修整，直至试出合格的冲压件为止。

7.2 总装工艺 总装图如图15所示： 技术要求：

1、装配技术要求按GB/T14662-1992

2、检验及验收技术要求按GB/T14662-1992

3、模具使用设备为JB23-25 图15 总装图

1— 下模座 2—导柱 3—内六角螺钉￠8×70 4—内六角螺钉￠8×60 5—导套 6—凸模固定板 7—冲孔凸模 8—垫板 9—上模座 10—销钉 11—模柄 12—打料杆 13—连接推杆 14—凸凹模 15—卸料板 16—推件块 17—凹模 18—活动挡料销 19—推板 20—弹性橡胶 21—凸凹模固定板 22—卸料螺钉 23—导料销 加工工艺路线：

1备料 把导柱2安装在下模座1上。把凸凹模14放在下模座1上面，按中心线装上凸凹模固定板21，用螺钉4把凸凹模固定在下模座上。通过卸料螺钉22把橡皮20和卸料板15固定好，在卸料板上装好导料销23和挡料销18。把导套安装在上模座上。把4个冲孔凸模通过凸模固定板6和垫板8一起固定到上模座9上，连同凹模17一起用螺钉3和销钉10紧固。把模柄11装在上模座9上，用螺钉紧固，装上打杆12。

8把组装好的上模座和下模座通过导柱导套组装起来，中间装上2mm 厚的材料。

9试模 10调整到合格 11入库 7.3 加工要求

1）模具配合加工零件在允许间隙内加工, 落料凸凹模, 冲孔凸模与固定板配合后, 底部磨平。

2）图样中未注明公差的一般尺寸其极限偏差按14级精度加工, 未注粗糙度的按Ra6.3um 处理。

3）模具中各垫板的两承压面的平行度公差按GB1184 为5级。

4）模具中安装镙钉（镙栓）之螺纹孔及其通孔的位置公差不大于 2mm，或相应各孔配作。

5）模具、模架及其零件的工件表面，不应有碰伤、凹痕、裂纹、毛刺、锈蚀等缺陷。

6）经热处理后的零件，硬度应均匀，不允许有脱碳、软点、氧化斑点及裂纹等缺陷。热处理后应清除氧化皮，脏物油污。

7）配通用模架模具，装配后两侧面应进行同时磨削加工，以保证模具能顺利装入模架。

7.4 主要零、部件加工工艺 7.4.1 垫板的加工工艺

1备料（外购标准模块125mm ×125mm ×10mm）2按图纸要求画线，3在钻铣床上加工 4检验 5入库

7.4.2 凸模固定板的加工工艺

1备料（外购标准模块125mm ×125mm ×20mm）按图纸要求画线，3 在钻铣床上加工四个￠8 的凸模孔和两个￠6 的销钉孔和六个￠9 的螺钉 通孔 4 在电火花慢走丝加工落料凸模孔 5 检验 6 入库 7.4.3 冲孔凸模的加工工艺 1 备料 2 锻造成直径为 14mm×55mm 的胚料 3 在数控车床上加工零件按图纸要求 4 按图纸要求热处理 5 检验 6 入库 7.4.4 卸料板加工工艺 1 备料（外购标准模块 125mm×125mm×10mm）2 按图纸要求画线，3 在钻铣床上加工六个 M6 的螺钉通孔和一个￠6 的挡料销孔，和两个￠8 的导料销及一个通过冲裁零件的孔 4 在铣床上加工剩余的部分 5 检验 6 入库 7.4.5 落料凹模加工工艺 1 备料（外购标准模块 125mm×125mm×28.5mm）2 按图纸要求画线，3 在钻铣床上加工两个￠6 的销钉孔和六个 M6 的螺纹孔 4 攻 M6 的螺纹孔 5 用电火花加工工作刃口 6 按图纸要求做热处理 7 检验 8 入库 7.4.6 凸凹模的加工工艺 备料 2 锻造成 75mm×75mm×45mm 的胚料 3 按图纸要求画线 4 在钻铣床上加工四个￠4 和￠6 组成的阶梯孔 5 用电火花加工工作刃口 6 按图纸要求做热处理 7 检验 8 入库 7.4.7 凸凹模固定板的加工工艺 1 备料（外购标准模块

125mm×125mm×22mm）2 按图纸要求画线，3 在钻铣床上加工 1 个￠10.6×12 的

盲孔和四个 M6.6 的螺纹孔 4 攻 M6.6 的螺纹孔 5 用电火花加工工作刃口 6 按图纸要求做热处理 7 检验 8 入库 8 总结 经过一段时间的论文设计，至此已基本完成了任务书所规定的任务。本设计 涉及的课程很多，涉及到机械制图、冷冲压工艺及模具设计、模具制造工艺学、金属学与热处理、CAD绘图等相关课程的知识。这些课程的学习，为这次毕业设 计做了很好的准备。基础课和专业课，它们为我的设计做了前提，它们是我设计 的理论基础和知识基点，它们为我这次的设计的顺利进行起到了很好的铺垫作 用。此次毕业设计也是我们从大学毕业生走向未来工程师重要的一步。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。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。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三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。

也许，我的学生生涯从此就会结束，但是学习的道路却还将持续下去，毕竟 “学无止境”。通过这次设计，我懂得了“凡事必亲躬”,唯有自己亲自去做的 事，才懂得其过程的艰辛。未来的人生路途中难免会遇到各种各样的困难和挫折，也正是这次设计让我有了迎接新挑战，战胜困难的勇气。参考文献 [1] 曾霞文 徐政坤主编.冷冲压工艺及模具设计.长沙：中南大学出版社，2006 [2] 王 芳主编.冷冲压模具设计指导.北京：机械工业出版社，1999 [3] 付宏生主编.冷冲压成形工艺与模具设计制造.北京：化学工业出版社，2005 [4] 肖景容 姜奎华主编.冲压工艺学.北京：机械工业出版社，1999 [5] 徐茂功 桂定一主编.公差配合与技术测量.北京：机械工业出版社，2000 [6] 王孝培主编.冲压手册（修订本）.北京：机械工业出版社，1988 [7] 催忠圻主编.金属学与热处理.北京：机械工业出版社，2000 [8] 谭海林 陈勇主编.模具制造工艺学.长沙：中南大学出版社，2006 [9] 廖念钊 莫雨松等主编.互换性与技术测量.北京：中国计量出版社，2000 [10] 张定华主编.工程力学.北京：高

等教育出版社，2000 [11] 梁耀能主编.工程材料及加工工程.北京：机械工业出版社，2001 谢辞 非常感谢我的老师们，他们严谨细致、一丝不苟的作风一直是我 工作、学习中的榜样；他们循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我 无尽的启迪。感谢焦老师，这片论文的每个实验细节和每个数据，都离不开 你的细心指导，和你严谨的作风态度，帮助我能够很快的做出这份毕 业设计。

第三篇：冷冲压模具设计与制造(考试资料)汇总（定稿）

冷冲压模具设计与制造

(考试资料

冲裁模

1.冷冲压模具主要用于金属及其非金属板料的压力加工，其加工方式可分为分离和成形两大类。

2.冲裁模可以分为落料模和冲孔模

3.冲裁过程：弹性变形阶段、塑性变形阶段、断裂分离阶段

4、冲裁件的断面可明显的分为圆角带、光亮带、剪裂带、毛刺带 5.排样是指冲裁件在调料、带料上的布置方法。

6.排样时工件之间以及工件与条料侧边之间的留下的余料叫做搭边。搭边是废料，从节省材料的出发，搭边值应愈小愈好 7.冲裁模的压力中心就是冲裁力合力的中心。

8.冲裁间隙：指冲裁模中凹模刃口横向尺寸与凸模刃口横向尺寸的差值

9.冲裁间隙的影响：1.间隙对冲裁件质量的影响: 间隙是影响冲裁件质量的主要因素;2.间隙对冲裁力的影响: 随间隙的增大冲裁力有一定程度的降低，但影响不是很大。间隙对卸料力、推件力的影响比较显著。随间隙增大，卸料力和推件力都将减小。3.间隙对模具寿命的影响：模具寿命分为刃磨寿命和模具总寿命。模具失效的原因一般有：磨损、变形、崩刃、折断和涨裂。小间隙将使磨损增加，甚至使模具与材料之间产生粘结现象，并引起崩刃、凹模胀裂、小凸模折断、凸凹模相互啃刃等异常损坏。所以，为了延长模具寿命，在保证冲裁件质量的前提下适当采用较大的间隙值是十分必要的。4.间隙对写料理、推件力、预紧力的影响；

5、间隙对尺寸精度的影响。

10．设计落料模先确定凹模刃口尺寸。以凹模为基准，间隙取在凸模上，即冲裁间隙通过减小凸模刃口尺寸来取得。设计冲孔模先确定凸模刃口尺寸。以凸模为基准，间隙取在凹模上，冲裁间隙通过增大凹模刃口尺寸来取得。

11、凸、凹模刃口尺寸计算原则：

1、根据冲模在使用过程中的磨损规律，设计落料模时，凹模基本尺寸应取接近或等于工件的最小极限尺寸；

2、设计冲孔模时，凸模基本尺寸则取接近或等于工件孔的最大极限尺寸。模具磨损预留量与工件制造精度有关。３．冲裁（设计）间隙一般选用最小合理间隙值（Zmin）。４．选择模具刃口制造公差时，要考虑工件精度与模具精度的关系，即要保证工件的精度要求，又要保证有合理的间隙值。５．工件尺寸公差与冲模刃口尺寸的制造偏差原则上都应按“入体”原则标注为单向公差。但对于磨损后无变化的尺寸，一般标注双向偏差

（落料件尺寸取决于凹模尺寸；冲孔件的尺寸取决于凸模尺寸。设计落料模时，应先决定凹模尺寸，用减小凸模尺寸来减小凸模尺寸来保证合理间隙；设计冲孔模时，应先决定凸模的尺寸，用增大凹模尺寸来保证合理间隙。暧昧刃口磨损后尺寸变大，其刃口的基本尺寸应接近或等于冲裁件的最小极限尺寸；凸模刃口磨损后尺寸减小，应去接近或等于冲裁件的最大极限尺寸）

12．模具的闭合高度是指滑块在下止点即模具在最低工作位置时，上模座上表面与下模座下表面之间的距离。

13、从完成工序数和工序组合形式可将冲裁模分为单工序模、复合模和连续模（级进模）。

压力机一次冲程中只能完成一个冲裁工序的模具称为单工序模（1、先落料再冲孔；

2、先冲大孔再冲小孔）

压力机一次冲程中，在模具不同的部位上同时完成数道冲裁工序的模具称为连续模（级进模）（先冲孔后落料）。

复合模是在压力机的一次工作行程中，在模具同一部位同时完成数道分离工序的模具。

14、毛坯在模具中的定位两方面内容：一是在与送料方向垂直方向上的定位，通常称为送进导向；二是在送料方向上的定位，用来控制送料的进距，通常称为档料。送进导向方式有导销式（多用于简单模或复合模）与导尺式（用于有导板的简单模或连续模）；

档料方式：用销钉抵挡搭边或工件轮廓，限定条料送进距离的档料销定距（挡料销定距：固定式和活动式）；用侧刃在条料侧边冲切各种形状的缺口，限定条料送进距离的侧刃定距(侧刃定距。

15、导正销：为了保证连续模冲裁件内孔与外缘的相对位置精度。定位板：用作对毛坯外轮廓的定位。定位销：用作对毛坯内孔的定位。

16.冲裁模上使用的卸料板分为固定卸料板（结构形式：整体式、分离式、悬臂式、半固定式。可用于料厚大于0.5mm，平面度要求不高的工件，特别适用于写

料理较大的情况）和弹压卸料板（结构形式：弹压卸料板、带小导柱的弹压卸料板、橡胶直接卸料板具有卸料和压料的双重作用，多用于冲制薄料，使工件的平面度提高）。

17、导柱和导套：用来保证上下模的精确导向。导板：对凸模导向作用。

18、模柄的作用是将模具的上模座固定在压力机的滑块上。垫板的作用是分散凸模传递的压力。限位器：为了保护冲裁刃口，在下模座上安装限制器，是模具在非工作时凸凹模刃口不接触。弯曲模

19、弯曲模是使板料产生塑性变形、形成一定角度形状零件的模具。用于弯曲的成形的材料，应具有足够大的断面收缩率和尽可能小的值。断面收缩率愈大，材料的塑性变形能力愈强，从而获得较小的相对弯曲半径二不致产生裂纹。的比值愈小，材料有纯弹性弯曲进入弹塑性弯曲的临界相对弯曲半径愈大，有利于减小回弹，提高弯件曲间的成形质量

20、弯曲件的形状最好左右对称，宽度相同，相应部位的圆角半径应左右相等，以保证弯曲是毛坯不会产生侧向滑动。

21、作为弯曲用的板料，沿着纤维方向塑性较好，所以弯曲线最好与纤维线垂直，这样弯曲时就不容易开裂。如果在同一零件上具有不同方向的弯曲，在考虑弯曲件排样经济型的同时，应尽可能使弯曲线与纤维线方向夹角不小于30

22、弯曲过程：分为自由弯曲和校正弯曲。所谓自由弯曲是指当弯曲终了时，凸模、毛坯和凹模三者吻合后凸模不再下压。校正弯曲是指在自由弯曲的基础上凸模再往下压，对弯曲件七校正作用，从而使工件产生更准确的塑性变形

23、圆弧和弯曲前相比既未伸长也为缩短，这一层称为中性层。

24、影响回弹的因素：１．材料的力学性能半径

越大，回弹越大。２．相对弯曲越大，回弹越大。３．弯曲中心角越大，变形区的长度越长，回弹积累值也越大，故回弹角越大。４．弯曲方式及弯曲模 ：（1）在无底凹模内作自由弯曲时，回弹最大。（2）在有底凹模内作校正弯曲时，回弹较小。（3）在弯曲U形件时，凸、凹模之间的间隙对回弹有较大的影响。间隙越大，回弹角也就越大。

５．工件的形状：一般而言，弯曲件越复杂，一次弯曲成形角的数量越多，回弹量就越小。

25、减少回弹的措施：（1）尽量避免选用过大的r/t。如有可能，在弯曲区压制加强筋，以提高零件的刚度，抑制回弹。（2）尽可能选用

小、力学性能稳定和板料厚度波动小的材料。2.采取适当的弯曲工艺：（1）采用校正弯曲代替自由弯曲。（2）对冷作硬化的材料须先退火，使其屈服点σs降低。对回弹较大的材料，必要时可采用加热弯曲。（3）采用拉弯工艺。3.合理设计弯曲模：（1）对于较硬材料，可根据回弹值对模具工作部分的形状和尺寸进行修正。（2）对于软材料，其回弹角小于5°时，可在模具上作出补偿角并取较小的凸、凹模间隙

26、弯曲形工件时，则必须选择适当的凸凹模间隙。

27、弯曲件的工序安排原则：１．形状简单的弯曲件：采用一次弯曲成形；形状复杂的弯曲件：采用二次或多次弯曲成形。２．批量大而尺寸较小的弯曲件： 尽可能采用级进模或复合模。３．需多次弯曲时： 先弯两端，后弯中间部分，前次弯曲应考虑后次弯曲有可靠的定位，后次弯曲不能影响前次已成形的形状。４．弯曲件形状不对称时： 尽量成对弯曲，然后再剖切。

28、一般情况下，凸模圆角半径于材料允许的最小弯曲半径。若r<

等于或略小于工件内侧的圆角半径r，但不能小,则应取，然后增加一次整形工序，使整形模的。对于工件圆角半径较大，而精度要求高时，应考虑回弹的影响，将凸模圆角半径根据回弹角的大小作相应的调整，以补偿弯曲的回弹量。拉深模

29、拉深： 又称拉延，是利用拉深模在压力机的压力作用下，将平板坯料或空心工序件制成开口空心零件的加工方法。

30、用于拉深成形的材料应具有良好的塑性，较大的应变强化指数n或较小的屈服比。n值越大的材料，在以拉伸为主的凸模圆角区不易产生拒不集中变形，有助于延缓危险断面的过度变薄或发生破裂。30、拉深件的工艺计算（P112）

31、拉深系数m是拉深后圆筒壁厚的中径d与毛坯直径D的比值。m愈小，说明拉深变形程度愈大，相反，变形程度愈小。

32、采用压边圈的条件（P150）

33、拉深模的间隙是指凸凹模横向尺寸差值。间隙过小，工件质量较好，但拉深力大，工件易拉断，模具磨损严重，寿命低；间隙过大，拉深力小，模具寿命虽然提高了，但工件易起皱，变厚，侧壁不直，口部边线不齐，有回弹，质量不能保证。

34、凸模圆角半径

对拉深件工作有影响。当

过小时，弯曲变形大，危险断面容易拉断。当过大时，则毛坯底部的承压面积减小，悬空部分加大，容易产生底部局部变薄和内皱。翻边模

35、翻边：在模具的作用下，将坯料的孔边缘或外边缘冲制成竖立边的成形方法。翻边可以分为内孔翻边和外孔翻边

36、翻边的变形程度常以翻边前孔径d与翻边后孔径D的比值K，称为翻边系数。K值越大变形系数程度愈小，K值越小变形程度愈大。

第四篇：凹字冷冲压模具设计与制造说明书

目 录

前言..............................................................2 第一章 凹字的模具设计.............................................2 1.1 设计要求...........................................................................................................................2 1.2 冲压件凹字毛坯的工艺分析..........................................................................................2 1.3 冲压方案的确定...............................................................................................................2 1.4 选择模具结构形式...........................................................................................................2 1.5 模具的设计计算...............................................................................................................3 1.5.1冲裁力设计计算..............................................................................................................4 1.5.2卸料力、推件力的计算..................................................................................................4 1.5.3压力机所需总的冲压力计算..........................................................................................4 1.5.4排样设计..........................................................................................................................4 1.5.5送料步距与条料宽度计算..............................................................................................4 1.6 工作零件设计计算...........................................................................................................5 1.6.1凸模组件及其结构设计..................................................................................................5 1.6.2凹模组件..........................................................................................................................5 1.6.3定位零件..........................................................................................................................5 1.6.4模架..................................................................................................................................5 1.6.5模具的闭合高度，冲模与压力机的关系......................................................................5 第二章 零件制造工艺设计...........................................6 2.1 零件的工艺设计...............................................................................................................6 2.1.1下模座零件毛坯的选择..................................................................................................6 2.1.2下模座零件工艺分析......................................................................................................6 2.1.3机床的选择......................................................................................................................6 2.2 确定下模座加工工艺路线...............................................................................................6 2.3 零件数控加工工艺分析...................................................................................................7 2.4 零件加工工艺卡.............................................................................................................12 2.5 零件加工工序卡.............................................................................................................13 表2.5.1....................................................................................................错误！未定义书签。表2.5.2....................................................................................................错误！未定义书签。表2.5.3....................................................................................................错误！未定义书签。2.6 加工程序单.......................................................................................................................16 2.7 加工过程综述...................................................................................................................17 第三章 心得体会：...............................错误！未定义书签。参考文献.........................................................19 凹字冷冲压模具设计与制造说明书

前言

机械设计制造综合训练是在我们完成的专业基础课和专业课之后，所进行的一种综合性的实践环节，目的是为了加强我们创新能力、工程能力和综合应用能力的培养。通过强化实践锻炼，让我们成为能够满足企业要求的应用型人才。由于磨具是在机械行业中非常具有代表性，所以我们选择了冷冲模局作为实验对象。

第一章 凹字的模具设计

1.1 设计要求

设计一冷冲压模具加工凹字，凹字毛坯结构形状及尺寸见样品。

1.2 凹字毛坯的工艺分析

依据设计要求与资料数据，零件生产为大批量生产，材料为2mm厚的铝合金板。该工件包括冲压、落料、两个工序，零件精度一般，工件尺寸全部取自由公差，普通模具能满足。

1.3 冲压方案的确定

该工件包括落料冲孔、裁边等工序，可有以下几个方案： 方案一：一步完成，采用单工序模具生产。

方案二：落料---压弯---冲孔复合冲压，采用复合模具生产。

方案二模具工序集中，一次成型。但磨具各个零件复杂，加工难度大，需要的零件多而且复杂；方案一需要一副模具生产效率高尽管模具结构复杂但由于零件几何形状简单模具制造并不难，通过上述方法比较，该方案采用方案一为佳。

1.4 选择模具结构形式

磨具结构如下图 ：

本次设计采用典型单工序模具。模具结构件附录模具装配图。冲裁件如图1.1所示，其外形为凹字毛坯，中间为凹字槽。装在上模部分的有凹字凸模5，通过凸模固定板

4、与定位销和螺纹与模柄1固定在一起。装在下模部分的凹模9是和垫板8用螺柱与下模座固定在一起，上下模采用导柱6导套3导向。

1.5 模具的设计计算

已知冲裁件尺寸尺寸如下图 ,厚度2mm。

凸模的基本尺寸与凹模相同。

1.5.1冲裁力设计计算

对于普通平刃口的冲裁 F=KLtτ k为系数，常取1.3，L为冲件周长，τ为抗剪强度MPa，t为板厚

查表【冷冲模设计】表2-3有τ=130MPa F=KLtτ=1.3*130*2*105=3.5KN 1.5.2卸料力、推件力的计算

F卸 =K卸F，F推=K推F，F顶=K顶F 查表【冷冲模设计】表3-8有K卸=0.05，K推=0.05，K顶=0.06 故F卸 = F推=0.05×3.5=0.175KN F顶=0.06×9.9=0.21KN 1.5.3压力机所需总的冲压力计算

卸 有前面章节模具结构设计可知采用的是弹压卸料装置和上出件模具F总=F+F+F顶=3.5+0.175+0.21=3.885KN 1.5.4排样设计

工件的排样有工件零件图可知工件形状结构简单可采用直排方法排样，搭边值为a和a1查表【冷冲模设计】表3-10有a=2.0mm，a1=2.0mm 1.5.5送料步距与条料宽度计算

1.送料步距A A=D+a=10+2=12mm 2.条料宽度B=10 1.6 工作零件设计计算 1.6.1 凸模组件及其结构设计 凸模组件

由工件形状结构和磨具结构可知凸模应采用普通凸模，凸模有两个，分别为冲孔凸模，落料凸模。长度L=12mm 有模具结构设计对于凸模材料，模具刃口要有高的耐磨性，并能承受承受冲击是的冲击力，因此应有高的硬度和适当的韧性。具体由同组的同学集体对零件进行了工艺分析绘制好零件图后结果在在下面会详细介绍。

1.6.2凹模组件

凹模洞口形状采用台阶式。

凹模的固定采用螺钉固定在下模板上，定位采用销钉，凹模的技术要求是型孔轴线与顶面应保持垂直，凹模底面与顶面应保持平行。

1.6.3定位零件

冲模的定位零件用以控制条料的正确送进以及单个毛胚的正确位置。挡料销 用于保证毛坯能顺利地插入孔中，应保证导正销直径与孔之间的有一定的间隙。直径为Φ6。

1.6.4模架

模架由上、下模座、模柄及导向装置（导柱、导套）组成。模架已标准化，查机械设计手册选取后侧导柱模架，当冲裁件厚度为0.8～4mm时，导柱与导套选用H7/h6配合Ⅱ级精度模架。

模柄查机械设计手册选用螺纹固定式上模柄。

1.6.5模具的闭合高度，冲模与压力机的关系

模具模具的闭合高度H应介于压力机的最大装模高度Hmax与最小装模高度Hmin之间，否则就不能正常安装和工作。其关系为： Hmin+10mm≤H模具≤Hmax-5mm。第二章 零件制造工艺设计

2.1零件工艺设计

2.1.1下模座零件毛坯的选择

由于所做的模具并不是用于实际的加工，只是做一套模型。故对材料的硬度，强度要求不高，所以采用铝材进行加工，零件的尺寸为120x120x10，选用的铝板的尺寸为125x125x12.2.1.2下模座零件工艺分析

考虑到下模座四个侧面不是很高，查阅《机械加工工艺人员手册》，其粗糙度的要求为6.3，下模座的表面精度要求较高，其粗糙度的要求为1.6，在这里我们采用的方法是先粗铣，然后再精铣。采用人工时效处理。

2.1.3机床的选择

Z5125A钻床，铣床，线切割机。

2.1.4确定下模座加工工艺路线

根据前面加工工艺的分析，确定下模座的加工工艺路线如下：

下料—铣两侧面基准—铣顶面—挖落料孔—钻孔—扩孔—铰孔—攻丝—去毛刺—检验—入库。

2.3 零件数控加工工艺分析

下模座如下图所示：

零件外形基本规则，被加工部分的各尺寸，行位，表面粗糙度值等要求都标出，工件的复杂程度一般，其加工包括：外形，上下表面，孔以及螺纹的加工。

根据实际情况我们选用XK714立式数控铣床对毛坯进行加工，选用通用虎钳装夹工件，先手动将毛坯铣到120x120x10然后使用垫块将工件水平夹紧在工作台上在对刀。

根据零件图样要求给出的加工过程为：

钻Φ10H7 扩孔至Φ8的切削用量：查文献【机械加工工艺手册单行本——钻销、扩削、铰削加工】表3.4-5（高速钢及硬质合金扩孔钻扩孔时的进给量），f=（0.5-0.6）X0.7=0.35-0.42mm/r，根据Z5125A型钻床的机床参数，取f=0.444mm/r 确定切削速度v和n 查文献【机械加工工艺手册单行本——钻销、扩削、铰削加工】表3.4-34（高速钢扩孔钻在灰铸铁（190HBS）以上扩孔时的切削速度），取V = 29.5 m/min,由于切削条件与上述条件不同，切削速度尚要乘以以下修正系数，查文献【机械加工工艺手册单行本——钻销、扩削、铰削加工】表3.4-9（与加工材料有关系数Kmv）和（与扩也的背吃刀量有关系数Kapv）取Kmv = 0.88，Kapv = 1 故 V’=V X Kmv X Kapv =29.5 X 0.88 X 1 = 25.96 m/min 计算机床轴转速n=1000V’ /(π d)= 636 r/min 根Z5140型钻床选机床主轴转速为701 r/min ,切削速度V = πdn/1000 切削速度：得V = 28.6 m/min

T=L /(f*n)= 28 / 0.444 /701 =5.4(s)扩孔至Φ9的切削用量：查文献【机械加工工艺手册单行本——钻销、扩削、铰削加工】表3.4-5（高速钢及硬质合金扩孔钻扩孔时的进给量），f=（0.5-0.6）X0.7=0.35-0.42mm/r，根据Z5125A型钻床的机床参数，取f=0.444mm/r 确定切削速度v和n 查文献【机械加工工艺手册单行本——钻销、扩削、铰削加工】表3.4-34（高速钢扩孔钻在灰铸铁（190HBS）以上扩孔时的切削速度），取V = 29.5 m/min,由于切削条件与上述条件不同，切削速度尚要乘以以下修正系数，查文献【机械加工工艺手册单行本——钻销、扩削、铰削加工】表3.4-9（与加工材料有关系数Kmv）和（与扩也的背吃刀量有关系数Kapv）取Kmv = 0.88，Kapv = 1 故 V’=V X Kmv X Kapv =29.5 X 0.88 X 1 = 25.96 m/min 计算机床轴转速n=1000V’ /(π d)= 590 r/min 根Z5140型钻床选机床主轴转速为701 r/min ,切削速度V = πdn/1000 切削速度：得V = 30.82 m/min T=L /(f*n)= 28 / 0.444 /701 =5.4(s)粗铰至Φ9.85的切削用量：查文献【机械加工工艺手册单行本——钻销、扩削、铰削加工】表3.4-6（高速钢及硬质合金铰刀铰孔时的进给量），f = 0.8-1.2 mm/r,按该表注4进给量取小值，根据Z5140B型钻床的机床参数,取 f = 1.22 mm/r

确定切削速度v和n 查文献【机械加工工艺手册单行本——钻销、扩削、铰削加工】表3.4-40（高速钢铰刀铰削灰铸铁（190HBS）以上的切削速度），取 V = 10.3 m/min,由于切削条件与上述条件不同，切削速度尚要乘以以下修正系数，查文献【机械加工工艺手册单行本——钻销、扩削、铰削加工】表3.4-9（与加工材料有关系数Kmv）和（与扩也的背吃刀量有关系数Kapv）取Kmv = 0.88，Kapv = 1.08 故 V’=V X Kmv X Kapv = 10.3 X 0.88 X 1.08 = 9.789 m/min 计算机床轴转速n=1000V’ /(π d)= 210 r/min 根Z5140型钻床选机床主轴转速为267r/min ,切削速度V = πdn/1000 切削速度：得V = 9.792 m/min T=L /(f*n)= 28 / 1.22 /267 =6.63(s)精铰至Φ10H7的切削用量：

查文献【机械加工工艺手册单行本——钻销、扩削、铰削加工】表3.4-6（高速钢及硬质合金铰刀铰孔时的进给量），f = 0.8-1.2mm/r,按该表注4进给量取小值，根据Z5140B型钻床的机床参数,取 f = 0.832 mm/r 确定切削速度v和n 查文献【机械加工工艺手册单行本——钻销、扩削、铰削加工】表3.4-40（高速钢铰刀铰削灰铸铁（190HBS）以上的切削速度），取 V = 12.6 m/min,由于切削条件与上述条件不同，切削速度尚要乘以以下修正系数，查文献【机械加工工艺手册单行本——钻销、扩削、铰削加工】表3.4-9（与加工材料有关系数Kmv）和（与扩也的背吃刀量有关系数Kapv）取Kmv = 0.88，Kapv = 1.0 故 V’=V X Kmv X Kapv = 12.6 X 0.88 X 1.0 = 11.975 m/min 计算机床轴转速n=1000V’ /(π d)= 254 r/min 根Z5140型钻床选机床主轴转速为267 r/min ,切削速度V = πdn/1000 切削速度：得V = 12.576 m/min

T=L /(f*n)= 28 / 0.832 /267 =9.72(s)钻Φ6H7（1）钻孔至Φ5的切削用量：

查文献【机械加工工艺手册单行本——钻销、扩削、铰削加工】表3.4-1（高速钢钻头钻孔时的进给量），f=0.18~0.22mm/r，根据Z5125A型钻床的机床参数，取f=0.25mm/r 确定切削速度v和n 查文献【机械加工工艺手册单行本——钻销、扩削、铰削加工】表3.4-8（高速钢钻头钻削不同材料的切削用量），取V = 25 m/min,由于切削条件与上述条件不同，切削速度尚要乘以以下修正系数，查文献【机械加工工艺手册单行本——钻销、扩削、铰削加工】表3.4-9（与加工材料有关系数Kmv）和（与扩也的背吃刀量有关系数Kapv）取Kmv = 0.88，Kapv = 1 故 V’=V X Kmv X Kapv =25 X 0.88 X 1 = 22 m/min 计算机床轴转速n=1000V’ /(π d)= 1401 r/min 根Z5140型钻床选机床主轴转速为1352 r/min ,切削速度V = πdn/1000 切削速度：得V = 21.23m/min

T=L /(f*n)= 28 / 0.25 /1352 =4.0(s)（2）扩孔至Φ5.85的切削用量：查文献【机械加工工艺手册单行本——钻销、扩削、铰削加工】表3.4-5（高速钢及硬质合金扩孔钻扩孔时的进给量），f=（0.7-0.9）X0.7=0.49-0.56mm/r，根据Z5125A型钻床的机床参数，取f=0.444mm/r 确定切削速度v和n 查文献【机械加工工艺手册单行本——钻销、扩削、铰削加工】表3.4-34（高速钢扩孔钻在灰铸铁（190HBS）以上扩孔时的切削速度），取V = 29.5 m/min,由于切削条件与上述条件不同，切削速度尚要乘以以下修正系数，查文献【机械加工工艺手册单行本——钻销、扩削、铰削加工】表3.4-9（与加工材料有关系数Kmv）和（与扩也的背吃刀量有关系数Kapv）取Kmv = 0.88，Kapv = 1 故 V’=V X Kmv X Kapv =29.5 X 0.88 X 1 = 25.96 m/min 计算机床轴转速n=1000V’ /(π d)= 1609 r/min 根Z5140型钻床选机床主轴转速为1569 r/min ,切削速度V = πdn/1000 切削速度：得V = 28.82 m/min

T=L /(f*n)= 28 / 0.444 /701 =5.4(s)（3）铰至Φ6H7的切削用量：查文献【机械加工工艺手册单行本——钻销、扩削、铰削加工】表3.4-6（高速钢及硬质合金铰刀铰孔时的进给量），f = 0.8-1.2 mm/r,按该表注4进给量取小值，根据Z5140B型钻床的机床参数,取 f = 0.832 mm/r

确定切削速度v和n 查文献【机械加工工艺手册单行本——钻销、扩削、铰削加工】表3.4-40（高速钢铰刀铰削灰铸铁（190HBS）以上的切削速度），取 V = 14.9 m/min,由于切削条件与上述条件不同，切削速度尚要乘以以下修正系数，查文献【机械加工工艺手册单行本——钻销、扩削、铰削加工】表3.4-9（与加工材料有关系数Kmv）和（与扩也的背吃刀量有关系数Kapv）取Kmv = 0.88，Kapv = 1.0 故 V’=V X Kmv X Kapv = 14.9 X 0.88 X 1.0 = 13.112 m/min 计算机床轴转速n=1000V’ /(π d)= 696 r/min 根Z5140型钻床选机床主轴转速为701r/min ,切削速度V = πdn/1000 切削速度：得V = 13.206 m/min T=L /(f*n)= 28 / 0.832 /701 =2.9(s)攻M6螺纹（1）钻孔至Φ5.1的切削用量：查文献【机械加工工艺手册单行本——钻销、扩削、铰削加工】表3.4-1（高速钢钻头钻孔时的进给量），f=0.18~0.22mm/r，根据Z5125A型钻床的机床参数，取f=0.25mm/r 确定切削速度v和n 查文献【机械加工工艺手册单行本——钻销、扩削、铰削加工】表3.4-8（高速钢钻头钻削不同材料的切削用量），取V = 25 m/min,由于切削条件与上述条件不同，切削速度尚要乘以以下修正系数，查文献【机械加工工艺手册单行本——钻销、扩削、铰削加工】表3.4-9（与加工材料有关系数Kmv）和（与扩也的背吃刀量有关系数Kapv）取Kmv = 0.88，Kapv = 1 故 V’=V X Kmv X Kapv =25 X 0.88 X 1 = 22 m/min 计算机床轴转速n=1000V’ /(π d)= 1373 r/min 根Z5140型钻床选机床主轴转速为1352 r/min ,切削速度V = πdn/1000 切削速度：得V = 21.65m/min

T=L /(f*n)= 28 / 0.25 /1352 =4.0(s)（2）手工攻丝 攻M6螺纹

（1）扩孔至Φ17的切削用量：查文献【机械加工工艺手册单行本——钻销、扩削、铰削加工】表3.4-1（高速钢钻头钻孔时的进给量），f=（0.6~0.7）X0.7=0.42~0.49mm/r，根据Z5125A型钻床的机床参数，取f=0.444mm/r 确定切削速度v和n 查文献【机械加工工艺手册单行本——钻销、扩削、铰削加工】表3.4-8（高速钢钻头钻削不同材料的切削用量），取V = 29.5 m/min,由于切削条件与上述条件不同，切削速度尚要乘以以下修正系数，查文献【机械加工工艺手册单行本——钻销、扩削、铰削加工】表3.4-9（与加工材料有关系数Kmv）和（与扩也的背吃刀量有关系数Kapv）取Kmv = 0.88，Kapv = 1.08 故 V’=V X Kmv X Kapv =29.5 X 0.88 X 1.08 = 28.04 m/min 计算机床轴转速n=1000V’ /(π d)= 525 r/min 根Z5140型钻床选机床主轴转速为484r/min ,切削速度V = πdn/1000 切削速度：得V = 25.84m/min

T=L /(f*n)= 28 / 0.444 /484 =7.8(s)（2）手工攻丝

2.4零件加工工艺卡 2.5零件加工工序卡 2.6加工程序单

下模座外形铣削的部分加工程序如下： O00001 N100 G21 N102 G0 G17 G40 G49 G80 G90 N104 T1 M6 N106 G0 G90 G54 X55.817 Y69.967 A0.S700 M3 N108 G43 H1 Z50.N110 Z2.N112 G1 Z-1.917 F100.N114 G3 X52.92 Y62.928 I7.103 J-7.039 N116 X55.88 Y55.825 I10.J0.N118 G1 X55.969 Y55.738 N120 X56.653 Y55.019 N122 X56.786 Y54.864 N124 X56.89 Y54.752 N126 X57.048 Y54.559 N128 X57.319 Y54.244 N130 X57.568 Y53.922 N132 X57.74 Y53.711 N134 X57.88 Y53.527 N136 X57.997 Y53.366 N138 X58.171 Y53.136 N140 X58.576 Y52.55 N142 X58.727 Y52.338 N144 X58.755 Y52.291 N146 X58.784 Y52.249 N148 X59.363 Y51.307 N150 X59.408 Y51.225 N152 X59.432 Y51.187 N154 X59.544 Y50.984 N156 X59.732 Y50.628 N158 X60.068 Y50.005 N160 X60.148 Y49.835 N162 X60.226 Y49.686 N164 X60.364 Y49.372 N166 X60.559 Y48.955 N168 X60.662 Y48.696 N170 X60.768 Y48.457 N172 X60.919 Y48.051 N174 X60.997 Y47.855 N176 X61.119 Y47.529 N178 X61.236 Y47.176 N180................2.7加工过程综述

1.机床坐标系及其工件坐标系的建立。

机床坐标系是数控机床上固有的坐标系，用于确定被加工零件在机床中的坐标，机床运动部件的特需位置以及运动范围等。工件坐标系是用于确定工件几何图形上个几何要素的位置而建立的坐标系。工件坐标系在机床坐标系的位置可以通过对刀来确定。采用绝对偏法对刀，不需要用G92指令设定，既可以减少操作误差，也可以提高加工效率。

2.部分工步的加工操作要求：

1.铣外形时，进给量不宜太大，切至槽底时应短时暂停，以保证外形的表面质量。

2.钻孔时，进给速度不能太快，主轴转速也要控制在一定的范围。

3.攻丝时，使用丝锥手动攻丝，手动冻死时要注意对准中心孔，尽量避免歪斜。

注意事项：在操作数控机床加工工件的时候，一定要按正确的方法和步聚操作，要注意自身的安全。

第三章 心得体会

为期三个星期的综合实训就要结束了，心里很激动有点小成就感，同时也很感激，因为通过此次设计我受益很多。从选题选材到画图设计加工装配等，我学会了很多书本上没有的知识，学会了根据产品的规格，生产方式来设计加工零件，我更加深刻的学习了凹字单冲模具的设计与加工，这是我们组的课题。

在这次理论和实践相结合的课程设计中，我巩固了以前所学的书面知识，锻炼了我们CAXA，CAD，UG，CAM等绘图软件。同样也使我第一次体会到了装配并不是我们所想的那么简单。每个人的加工零件的最终目的都是为了装配成一个整体，所以定位就显得很重要。这次实践也锻炼了我们的动手能力，为以后的工作打下坚实的基础。

分配给我的零件是下模座的尺寸设计与加工。一开始我完全摸不着头脑，后来参考了一些资料，还有同学们的团结合作，最重要的是王老师在设计与加工过程中给予我们的帮助与宝贵的建议，才让我们最终完成了零件的加工与装配。在此过程中我也深深感受到老师的博学与经验，激励我们不断进步，超越自我。

感谢王老师和一起奋斗的同学们！是老师的谆谆教导和同学们的协助才让我顺利的完成这次设计，走过大学的又一个旅途，学到新的知识增加新的经验。再次感谢敬爱的王老师，谢谢您！

参考文献

[1]《冷冲模设计》/丁松聚编/普通高校“九五”重点教材.上海;机械工业出版社版社

[2]《机械加工工艺手册单行本——钻销、扩削、铰削加工》机械工业出版社 [4] 《数控加工工艺与编程》/赵先仲．北京：电子工业出版社 [5] 《机械制造工艺基础》/倪小丹．北京：清华大学出版社 [6] 《机械工程材料基础》/高为国．长沙：中南打学出版社

第五篇：《冷冲压工艺与模具设计》试卷二

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《冷冲压工艺与模具设计》试卷二

《冷冲压工艺与模具设计》试卷二

姓名 班级 学号 成绩

未注圆角R0.4 生产批量：大批量

材料：08F 料厚：1mm 设计要求

1.对冲压件的工艺分析

根据工件图纸，分析该冲压件的形状、尺寸，精度要求和材料性能等因素是否符合冲压工艺的要求。（15 分）

2.确定冲压件的最佳工艺方案

通过对冲压件的工艺分析及必要的工艺计算，在分析冲压性质、冲压次数、冲压顺序和工序

组合方式的基础上，提出各种可能的冲压工艺方案，并从多方面综合分析和比较，确定最佳

工艺方案。（10 分）

3.确定模具类型

根据冲压件的生产批量，冲压件的形状，尺寸和精度等因素，确定模具的类型。（5 分）

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4.工艺尺寸计算（30 分）

1）拉深次数和拉深工序尺寸的确定

2）冲孔、落料凸、凹模刃口尺寸的计算

3）弯曲凸、凹模尺寸的计算

4）排样设计并画排样图

5）冲压力计算及压力设备的选择

5.模具简图（30 分）

绘制模具简图，说明模具的主要结构，包括模具的定位零件，卸料和出件装置。

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参考答案

一.工件的工艺分析

a)

工件材料为08，其塑性、韧性较好，抗剪强度 t为260～360Mpa，抗拉强

度sb为330～450Mpa，有利于各种工序的加工。

b)

工件尺寸均没有公差要求，故精度不高，属于一般零件，其公差按 IT14

处理，给模具制造带来一系列方便。

c)该工件总体属于圆筒形拉深件，两边有宽4 mm 的直边凸缘，凸缘前端有

弯曲部分，底部有孔；工件圆筒形部分高度为 6mm，需计算确定拉深次

数；弯曲部分直边高度 H=2mm=2t，相对弯曲半径 r/t=0.4<0.5，属于无

圆角弯曲；拉深件底部孔径 f=3.5mm，较易冲出，可安排在拉深工序之

后进行。

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综上所述，此工件可用冷冲压加工成形。

二．零件工艺方案确定

1.模具类型的确定

制件公差为 IT14 级,形状较简单,但批量大,宜采用级进模或复合模进行

加工。

2.制件工艺方案的确定

从工件结构形状可知，所需基本工序有拉深、冲孔、弯曲、落料等工序。

因为工件精度要求不高，且从生产效率要求高的角度考虑，可以先采用切口、拉深、冲孔、落料连续模，进行有工艺切口的带料连续拉深，实现工件的拉

深和底部冲孔及落料，再采用落废料，弯曲复合模，完成切除凸缘废料，凸

缘弯曲的工序。

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故成形工艺方案为：切口—拉深—冲孔—落料—切废—弯曲。

这样可以减少模具、设备和操作人员的数量，提高生产效率，只需两副

模具就可实现加工。缺点是模具结构较复杂，制造成本较高。

如果一次即可拉深成功，也可以采用落料、拉深、冲孔复合模，模具数

量仍为两个，但工序安排得到简化，具体工艺方案为：

落料—拉深—冲孔—切废—弯曲。

是否可以一次拉深成功，需要进行计算。

三．工艺尺寸计算

1.拉深次数和拉深工序尺寸的确定

板料厚度为 1ｍｍ，按中线计算

（1）修边余量的确定

凸缘直径d t＝(a+b+c+0.6t)=（23-2+1+1+0.6）=23.6mm(教材表3-6)相对凸缘直径 dt/d=23.6/10=2.36，查教材表４－３得修边余量 d＝1.2mm，故实际凸缘直径d t＝（23.6+2′1.2）=26mm。

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（2）预算毛坯直径

***28424.56Ddrdrdhrdrddp p= + + + + + +

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r =r =1.5 mm

p1

h=2ｍｍ

2．拉深凸、凹模尺寸计算

（1）拉深凸、凹模尺寸计算

查教材表４－１４得单边间隙Ｚ／２为１ｔ；查表４－１５得dd= 0.04 dp=0.02

工件公差为IT14级，查机械设计手册，得 D=0.43，代入下两式，得

+dd +0.04 +0.04

(D p

+d +0.02

d d =(d xZ)=3.68

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+ D+ d min min 0 0

查表 得x=0.5 D=0.075

落料尺寸： r 落= 28mm

Zmax= 0.20t=0.20 Zmin= 0.14t=0.14 dd= 0.025 dp=0.02

.dd.+.dp.=0.025+0.02=0.045< Zmax-Zmin= 0.20-0.14=0.06

d-D

故：Dd =(Dmax

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x)0 +d =27.935 + 0 0.03

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-D-0 =27.795 0 Dp =(Dmax xZmin)-dp-0.02

查表 得x=0.5 D=0.13

（3）弯曲凸、凹模尺寸计算

凸模圆角半径：rp =r0 =0.4

凹模圆角半径：R凹 = 4t=4

凸、凹模单边间隙：Z =t +D+ ct

=1 0.09

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0.1 1.19

+（查教材表 34 与 35）

+=

凸、凹模横向尺寸：

+d +0.023 d L =(L-D=22.93

0.75)dmax0 0

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Lp =(L d-2Z)0-dp =20.55 0-0.023

3．排样及材料利用率

该排样根据落料工序设计，考虑模具结构简单，操作方便，用单排排样设计。

查表２－１４得ａ＝1.2mm，ｂ＝2.0mm，条料Ｂ＝Ｄ+ 2 a=28+2+2=32mm，进距

ｈ＝Ｄ＋ｂ＝28＋1=29mm 材料利用率

S /4

h= ′100% =66.3%

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故采

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S 32 29

0

/428100%100%D Bhpp×′=′= ××

４．冲压力及压力设备的选择

拉深力：

=ps ××.kN F拉 dt 1 b K1 =3.14 7

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440 10

F压=0.25F=4kN

冲裁力：

t ××)350

F裁 =KLt =1.3 p(D +2r 孔 ×.50kN Fz=F + F +F =64kN 拉 压裁

压力机公称压力：

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取 Fg=1.6Fz=100kN

根据冲压力可初选冲压设备型号为 JH21—25。

四．模具简图

落料、冲孔、拉深复合模简图如下

切废、弯曲复合模略

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