冲压模具设计

冲压模具设计（通用6篇）

篇1：冲压模具设计

《冲压模具设计与制造工艺》设计实训

产品名称：

技术要求：

1、材料、厚度；

2、尺寸精度等级；

3、批量；

4、其它要求，如毛刺问题等。

图1 产品图

一、产品冲压工艺性分析

1、冲裁工艺性分析

P157-1582、弯曲工艺性分析

P217-2183、拉深工艺性分析

P2334、其它成形工艺性分析

相应的成形方式章节

二、工艺方案的确定

P158-159

三、工艺设计和计算

1、弯曲展开计算

需要图形配合，标出每一段的代号，如L1、L2等。

2、拉深坯料计算

需要图形配合，画出各次拉深的产品形状，且对其进行关键数据的标注，见P272-273。

3、排样设计

需要图形配合，说明产品间的搭边值、料带宽、步距等。

4、废料设计

4.1 需要图形配合，在写其中一块废料时需使其图形清晰，其它废料如果确实会影响它的清晰，可以适当隐藏。任何一块废料的尺寸都需要说明，且标在图上。

4.2 需注意废料之间的重叠问题和废料的圆角过渡问题。

4.3 材料利用率的计算。

5、冲裁刃口尺寸计算

需要图形配合，对任何冲裁的冲头尺寸都需要计算。

6、冲压力计算

需要图形配合7、压力中心计算

需要图形配合8、压力机的选择

四、模具结构设计

1、模架设计

需要图形配合。

2、成形凸、凹模设计

2.1 冲裁凸模和凹模入子设计

需要图形配合，标出尺寸及公差。

计算冲裁间隙、凸模长度，确定凸模结构形式。

确定凹模入子的结构形式。

2.2 弯曲冲头设计

需要图形配合，设计冲头结构形式，对其进行数据说明，在图中标出。

2.3 拉深凸、凹模设计

需要图形配合，对其进行数据说明，在图中标出。注意各次拉深的凸、凹模都要进行设计。

2.4 其它成形凸、凹模设计

需要图形配合，对其进行数据说明，在图中标出。

3、导料和定位设计

需要图形配合，说明数据且标在图上。

4、卸料结构设计

需要图形配合，需要在模具上进行排布，且说明尺寸；需对单个的卸料螺钉进行画图说明。

5、模板固定设计

螺钉的排布，需要图形配合，一般用其俯视图即可。

五、装配图

必须是AUTOCAD图档，对其要进行必要的零件明细说明。

六、模板零件图

必须是AUTOCAD图档，可以用UG的制图做出来，要进行标注。

注意：

1、图形可调好大小打印出来贴在设计说明书上，但是必须清晰可读；

2、涉及到手动画图的地方，必须用铅笔和量尺，不允许徒手画；

3、字迹工整可读；

4、每个人自己选题，经老师审核再做，如果需要多个学生做同一项目的，需经过老师的批准，视其难度决定是否允许。

篇2：冲压模具设计

冲压是在室温下，利用安装在压力机上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件的一种压力加工方法。冲压模具在冷冲压加工中，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）。冲压模具是冲压生产必不可少的工艺装备，是技术密集型产品。冲压件的质量、生产效率以及生产成本等，与模具设计和制造有直接关系。模具设计与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。

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。这些主要表现在飞行器钣金件、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。覆盖件模具，具有设计和制造难度大，质量和精度要求高的特点，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。有代表性的是集机电一体化的铁芯精密自动阀片多功能模具，已基本达到国际水平。

因此我们在学习完《飞机钣金成形原理和工艺》等模具相关基础课程后，安排了模具设计课程设计，以帮助我们掌握模具设计的过程，为以后参加工作打下基础。

设计内容

一、零件的工艺性分析

图1 零件图

1）零件的尺寸精度分析 如图1所示零件图，该零件外形尺寸为R11，19；内孔尺寸为R3，6，均未标注公差，公差等级选用IT14级，则用一般精度的模具即可满足制件的精度要求。

2）零件结构工艺性分析 零件形状简单，适合冲裁成形。

3）制件材料分析 制件材料为45钢，抗剪强度为432～549Mpa，抗拉强度为540～685Mpa，伸长率为16%。适合冲压成形。

综合以上分析，得到最终结论:该制件可以用冲压生产的方式进行生产。但有几点应注意：

1）孔与零件左边缘最近处仅为2mm，在设计模具是应加以注意。2）制件较小，从安全方面考虑，要采取适当的取件方式。

3）有一定批量，应重视模具材料和结构的选择，保证一定的模具寿命。

二、工艺方案的确定

由零件图可知，该制件需落料和冲孔两种冲压工艺，设计模具时可有以下三种方案：

方案一：先落料，再冲孔，采用单工序模生产。方案二：冲孔、落料连续冲压，采用级进模生产。方案三：落料和冲孔复合冲压，采用复合模生产。方案一采用单工序模生产，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，生产效率较低，难以满足零件年产20万件的需求，而且要考虑第二套模具中工序件的定位问题，操作不便。

方案二采用级进模生产，可有效地提高生产效率，但连续模制造和设计难度大，费用高，用于生产该制件达不到经济性要求。

方案三采用复合模生产，亦有很高的生产效率，复合模能在压力机一次行程内，完成落料、冲孔两道工序，所冲压的工件精度较高，不受送料误差影响，能较好的满足该制件内孔与外形同心的要求。

通过对比，故采用方案三，比较适合该零件。

三、模具结构形式的确定

（一）模具类型及卸料方式分析

因制件材料较薄，为了保证制件的平整度，所以采用正装式复合模，即凸凹模安装在上模，这样，从模柄中穿入导杆可以直接把嵌在凸凹模里的废料从刃口中打下，卡在凸凹模凸模刃口上的材料可以用弹性卸料板卸料；冲孔凸模与落料凹模安装于下模，用顶件器带动卸料板顶出制件。

（二）模具定位方式分析

在模具设计中，抛弃了传统的销钉定位，而是把凸凹模和凹模分别在上、下模座定位，上、下模座的定位沉台在制造时是和导柱、导套固定在一起加工完成的，这样保证了上、下模工作零件的同轴度，从而达到保证零件尺寸精度的目的。同时没有使用销钉，也使模具的维修方便了很多，即使多次拆卸也能保证零件的精度不变。

四、工艺设计与计算

（一）制件排样与材料利用率计算

采用单排直排有废料排样，如图2所示。

由文献【1】表3-17查得制件间搭边值a=0.8mm，侧搭边值a1=1mm,则送料步距L=19+0.8=19.8；条料宽度B=22+1+1=24；经计算制件面积S=284.73mm2，一个步距的材料利用率为：

η=S/(BL)×100%=284.73/(24 ×19.8)×100%=59.92%

图2 排样图

由文献【2】表4-1冷轧钢板的尺寸，选板料规格为1200mm×600mm×1mm，剪裁条料时采用横裁法，于是条料尺寸为24mm×600mm。

每板条料数n1=1200/24=50(条)；

每条制件数n2=(600-0.8×2)/19.8=30(件)； 每块板制件数n3= n1×n2=50×30=1500(件)材料总利用率η=1500×284.73/（1200×600）=59.3﹪

（二）冲压力的计算

冲裁力可按以下公式[1]计算：

F=KLtτ

kp，式中：t—材料厚度（mm）； L—冲裁件周长（mm）；τ已知K=1.3, t=1 mm；查文献【2】表4-12得τ

kp

kp

--材料抗剪强度（Mpa）。

kp

=432～549，取τ=500；经计算得外形周长L1=67.57mm，内孔周长L2=30.85mm。所以

落料冲裁力 F1= KL1tτ冲孔冲裁力 F2= KL2tτ

kp

=1.3×67.57×500×1=43.92kN =1.3×30.85×500×1=20.05 kN

kp推件力和卸料力可用以下经验公式[ 1]进行估算：

F推件=nK推F F卸料=K卸F 式中：F—冲裁力；n为同时卡塞在凹模内的零件数，一般为3～5；K推—推件力系数；K卸—卸料力系数。查文献【1】表3-15得，K推=0.055，K卸=0.04～0.05，所以

F卸料=K卸F1=0.04×43.92=1.7568 kN F推件=nK推F2=5×0.055×20.05=5.51 kN 由于该制件模具采用弹性卸料装置，所以总冲压力的计算公式为： F总= F1+F2+F卸料+F推件=43.92+20.05+1.7568+5.51=71.24 kN(三)初选压力机

根据总压力71.24 kN,查文献【2】表4-33开式压力机的主要技术参数，初选压力机型号规格为J23-10，其主要参数如下：

公称压力：100 kN 滑块行程：45mm 最大闭合高度：180mm 最大装模高度：145mm 工作台尺寸：370mm×240mm 模柄孔尺寸：∅30mm×55mm(四）计算压力中心

该制件图形较规则，上下对称，故采用解析法求压力中心较为方便。建立如下图所示坐标系。

1x

设压力中心为（x0,y0）,因为上下对称，所以y0=0，只需求x0，又因为内孔为轴对称图形，所以只需考虑外形。经计算得L1=15.1mm,L2=52.47mm,x2=3.165, x1=-8。根据合力矩定理得

所以，压力中心为（0.72，0）。

（五）计算凸凹模刃口尺寸

本制件形状简单，可按分别加工方法制造凸、凹模，凸、凹模的制造公差 δp和δp必须满足不等式[ 1]：

δp+δd≤Zmax-Zmin。

根据制件的材料和厚度,由文献【3】表2-14 汽车、拖拉机等行业冲裁模初始双边间隙值，查得 ：

Zmax=0.140mm,Zmin=0.100mm；

根据制件的基本尺寸和厚度，由文献【3】表2-19 汽车、拖拉机等行业简单形状制件凸、凹模的制造偏差，查得：

落料部分：凸模-0.020mm,凹模+0.020 冲孔部分：凸模-0.020mm,凹模+0.020 验证制造偏差是否合格：

δp+δd =0.02+0.02=0.04 Zmax-Zmin=0.140-0.100=0.04 所以，δp+δd=Zmax-Zmin=0.04，合格，可以采用该公差值。

由于零件图未注公差，为了降低工作难度，所以在实际生产中按照IT14等级确定制件各尺寸公差，查文献【3】附录一 标准公差数值和表2-17 磨损系数x得：

落料部分：尺寸R11，公差为0.43mm，取x=0.5；

尺寸19，公差为0.52mm，取x=0.5；

冲孔部分：尺寸R3 ,公差为0.25mm，取x=0.5；

尺寸6，公差为0.3mm，取x=0.75。

1）落料 尺寸R

Dd=(Dmax-xΔ

=(11.215-0.5×0.43=

Dp=(Dd-Zmin=(11-0.100= 尺寸 Dd=(Dmax-xΔ=(19.26-0.5×0.52=

Dp=(Dd-Zmin=(19-0.100=

2)冲孔 尺寸R dp=(dmin+xΔ=(2.875+0.5×0.25=

dd=(dp+ Zmin=(3+0.100=

尺寸 dp=(dmin+xΔ=(5.85+0.75×0.3=

dd=(dp+ Zmin

五、模具结构设计

（一）凹模设计

=(6.075+0.100=

因制件形状简单，轮廓近似圆形，且总体尺寸不大，选用整体式圆形凹模较为合理。因制件精度较低，厚度较小，由文献【2】表3-5 冷冲模工作零件的材料及热处理要求，选用9Mn2V为凹模材料。

1)确定凹模厚度H值:由凹模厚度经验公式[4]估算：

H=K1K

2式中，F—冲裁力，N；K1—凹模材料修正系数，合金钢取1，碳素钢取1.3；K2—凹模刃口周边长度修正系数。

本例中冲裁力F=43.92kN；凹模材料为合金钢，故K1取1；凹模刃口周边长度为67.57mm，查文献【4】表3-34凹模刃口周边长度修正系数，得K2=1.12，所以

H=K1K2

=1×1.12×

=19.06mm 2)确定凹模周界尺寸D：根据条料宽度B=24mm,材料厚度t=1mm,由文献【4】表3-33，查得凹模孔壁厚c=22mm。所以 D=2R+2c=22+266mm 由文献【2】表5-45 圆形凹模板尺寸，可查到较为靠近凹模周界尺寸为63mm×20mm，故凹模周界尺寸取为63mm×20mm。其结构图如图3所示。

图3 凹模

（二）其他冲模零件设计

据以上确定的凹模周界尺寸，查文献【2】表5-5 复合模圆形厚凹模典型组合尺寸，可得其他冲模零件的数量、尺寸及主要参数。

1)卸料板 标准编号JB/T7643.5-1994,周界尺寸63mm×8mm,结构图如图4所示。

图4卸料板

2)凸凹模固定板 标准编号JB/T7643.5-1994,周界尺寸63mm×12mm，结构图如图5所示。

图5凸凹模固定板

3)顶件块 非标准件，尺寸根据凸、凹模尺寸确定，结构图如图6所示。

图6顶件块

4）凸凹模

凸凹模采用直通式结构，固定部分简化为圆形，因采用弹压卸料，所以凸凹 模长度按下式[6]计算

L=h1+h2+t+h 式中，h1—凸凹模固定板厚度，mm；h2—卸料板厚度，mm；t—材料厚度，mm；h—增加长度。它包括凸凹模修磨量、凸凹模进入凹模的深度（0.5～1mm）、凸凹模固定板与卸料板之间的安全距离等，一般取10～20mm。

本例中，h1=12mm，h2=8mm，t=1mm，h取14mm，所以凸凹模长度 L=h1+h2+t+h=12+8+1+14=35mm

凸凹模结构图如图7所示。

图7 凸凹模 5)凸模

凸模亦采用直通式，固定部分简化成圆形，长度L=19.5mm,其结构图如图8所示。

图8 凸模

（三）选择模架

由凹模周界尺寸63mm×20mm及模架闭合高度110mm，查文献【2】表5-8滑动导向后侧导柱模架规格，选用后侧导柱模座,其主要参数如下：

上模座 63mm×63mm×25mm(GB/T2855.5-1990)； 下模座 63 mm×63mm×30mm(GB/T2855.6-1990)； 导柱 16mm×110mm×30mm(GB/T2861.2-1990)； 导套 16mm×50mm×23mm(GB/T2861.6-1990)。模架具体结构尺寸，参照文献【5】表4-6后侧导向模柱、表3-38导柱和表3-39导套设计。

（四）模柄设计

本例采用凸缘模柄，尺寸与模柄孔配做。

六、校核压力机安装尺寸

模座外形尺寸为63mm×63mm，闭合高度为110mm，J23-10型压力机工作台尺寸为370mm×240mm，最大闭合高度为180mm，故此压力机能满足要求。

七、绘制装配图

图9 装配图

结束语

钣金冲压成形课程设计是我们在大学期间的一门重要课程，是对我们将理论应用于实践能力的考核。通过这次课程设计我加深了对冲压成形的理解，掌握了模具设计的基本方法，很好地巩固了以前所学的知识，相信对我将来从事工作将有很大帮助。在本设计过程中，各位老师和同学们给予我大量的指导和帮助，在此表示衷心的感谢。

由于个人水平有限，在设计中难免出现错误和不足，还请老师批评指正。

致谢

经过两周的忙碌和工作，本次课程设计终于完成了，作为一个本科生的课程设计，由于经验的匮乏，难免有许多考虑不周全的地方，如果没有老师的督促指导，以及一起工作的同学们的帮助，想要完成这个设计是很难的。

在这里首先要感谢郭拉凤和张春元老师。他们平日里工作繁多，但在我做课程设计的整个过程中都给予了我悉心的指导。我的装配图较为复杂，但是郭老师仍然细心地纠正图纸中的错误。除了敬佩老师的专业水平外，他们严谨的治学态度和科学的研究精神也是我学习的榜样，并将对我今后的学习和工作产生积极影响。

其次要感谢和我一起作课程设计的谢现龙同学，在本次设计中他给了我极大的帮助。

然后还要感谢大学四年来所有的老师，为我们打下机械专业知识的基础；同时还要感谢所有的同学们，正是因为有了你们的支持和鼓励。此次课程设计才会顺利完成。

参考文献

篇3：关于冲压模具设计的探究

1 冲压模具简介

冲压主要是指通过外力使板材发生外形变化的过程, 通过对尺寸、形状与性能的加工, 得到各种各样功能的零件。

冲压的原材料主要为板材或带材。简单的冲压工序中的冲孔、冲切与弯曲等过程中都需要模具才能够完成, 对于复杂的冲压零件布而言, 需要的模具数量将会更多。通过简单组合方式成形的模具, 生产效率较低, 如果大批量生产, 将不太适用。

冲压对于材料的利用率非常高, 在生产的过程中几乎不会产生过多的浪费问题, 所以采用冲压模具进行生产时, 成本会很低, 经济效益非常好。经过冲压完成的零件在尺寸与精度方面互换性非常好, 基本可以满足装配与使用的需求。由于在外形上产生了一定的变化, 在内部的组织上同样会得到改善, 机械性能有所提升。

冲压后的零件具有质量轻、刚度好的特点, 在我国的传统行业汽车业、摩托车等行业中应用十分广泛。同时也不断地应用于现代的空调业与冰箱业。在未来冲压行业发展将会更加迅速, 冲压模具的设计研究也要不断深入。[1]

2 冲压模具设计概要

随着现代零件的工序不断复杂化, 连续冲压技术也将会成为一种全新的技术应用于冲压行业中。通过一副模具在多个工位上来完成多种工序的冲压所采用的工序都可以称之为连续模。

经过连续模的冲压工序, 将会得到一个完整的零件与半成品, 即使有多个冲压工序, 也可以采用一副式工位连续模来冲制完成。连续模设计制造具有生产效率高的特点, 同时操作相对更加容易、模具的使用寿命更长、更容易实现自动化。[2]

近几年来, 随着计算机信息技术的不断发展, Pro/E软件不断被应用于多个工科领域。该软件不但可以生成多种开头的几何形体, 而且还可以进行精确的模型分析、运动分析与干涉检查等。通过Pro/E软件, 制图工作人员大大降低了工作量, 提高了设计水平与效率, 通过它来开发的冲压模具系统, 可以对零件的设计、装配以及加工分别进行设计, 大大缩短生产制造周期。

3 冲压模具设计材料选择

对冲压模具进行设计时, 材料的选择十分重要。每一种模具的种类与工作条件都会有所不同, 针对不同的使用环境, 要对强度与硬度等提出不同的要求。另外对于模具的耐磨性、耐冲击与耐疲劳性等有所要求。对于大批量的生产时, 可以采用材料性能质量高一些。另外, 模具的设计要具有良好的加工工艺性能, 能够更好地切削与热处理, 最后需要满足经济性要求。冲压模具所用的材料主要有碳钢、合金钢与钢结硬质合金等, 冲压模具中对于凹凸模等零件多采用模具钢材料, 一般有碳素工具钢与合金工具钢等。模具零件加工觉的热处理法主要有退火、调质、淬火等, 需要根据不同的要求, 采用不同的热处理工序顺序。[3]

4 计算机辅助冲压模具设计

在对凹凸模进行设计时, 某模具固定板如下图所示:

凹凸模在装配与相互位置尺寸方面都比其他的冲模要困难的多, 如果采用此模进行大批量生产, 需要的模具寿命非常长, 需要维修起来更加方便。采用计算机软件进行设计时, 相对尺寸会输入与计算更加精确, 更有利于产品的精细化设计。[1]采用Pro/E来进行设计模具时, 可以采用装配体设计的方法, 它细化为自上而下与自下而上两种主要的设计方法, 首先要对装配体进行结构设计, 之后再对每一个零件进行细化设计。它的设计步骤首先要建立模具工程, 之后进行上模零件设计, 采用分割曲面进行零件修剪, 最后进行装配体干涉检查, 运用全局干涉命令来对所有的尺寸进行干涉检查, 避免在制造过程中产生废品, 不易装配等问题。

5 未来冲压模具发展趋势

虽然地目前模具的设计已经应用在我国的很多企业中, 但其本身还存在着一些问题。同时冲压模具市场有着巨大的潜力, 在国家层面上已经制定了相关的发展规划, 在未来, 冲压模具领域将会继续推进科技新技术的应用, 规模更大, 精度更低, 模具设计更加复杂。同时冲压模具也要考虑到相匹配设备、技术的先进性, 通过人工控制转变为自动化控制的驱动模式。模具的发展需要稳步前进, 一旦发展过程中存在问题, 将会对整个工业行业有着极大的影响。

随着国外企业的不断侵入, 我国的模具设计领域面临着更大的压力, 在材料的选择使用、热处理与模具设计等方面都需要提高质量, 才能与国外的同行企业进行全面的竞争。另外随着模具加工企业数量的不断增多, 在模具设计时, 工作人员要不断把成本降低的理念贯彻其中。未来我国的模具产品必将走出国门, 其质量代表着中国的质量, 模具设计又对质量的保证起到重要的作用。

6 结语

冲压模具的设计虽然还存在着一定的问题, 但其未来发展形势一片大好。在设计过程中, 要充分遵循相关的设计原则, 对有可能出现的问题进行全面规避。通过采用计算机辅助的手段进行模具设计, 提高设计效率, 缩短生产周期, 更加符合现代市场需求。未来的冲压模具设计将向着规模化、精细化与智能化方向发展, 智能设计系统研究已经开始。冲压模具的设计关系到整个工业行业的效益, 在我国的经济发展中起到了极其重要的作用。

参考文献

[1]李占辉.关于冲压模具设计中的机械运动分析[J].科技致富向导, 2013.

[2]冉铖.对垫板冲压模具设计的探讨[J].青春岁月, 2013.

篇4：防尘盖冲压模具设计

常温下把金属或非金属板料放入模具内，通过压力机（冲床）和安装在压力机上的模具对板料施加压力，致使板料发生分离或变形而制成所需形状和尺寸的零件。这类模具称为冲压模具，或者称冷冲模。按照冲压性质分类，可以分为拉深模和成形模[1]。其中拉深模主要是根据使用的压机不同，拉深模又分单动拉深模，双动拉深模、双动拉深模及变薄拉深模，而成形模则是根据成形形状不同，成形模主要包括胀形模、缩口模、翻口模、翻边模、翻孔模、整形模、校平模、成形模、起伏成形模，可以使材料按凸模与凹模的形状直接复制成要求形状尺寸的制品零件。防尘盖则属于拉深模，以下将对防尘盖冲压模进行具体分析。

1工艺分析

防尘盖零件属拉深与胀形的复合件，加工难点在拉深高度中部凸出台阶的成形。对该零件选取修边余量后，计算出毛坯直径，并根据筒形件的拉深系数，确定零件一次拉深可以完成。为稳妥地生产出该零件，解决零件毛坯计算、台阶压合成形是该零件的成形难点。为此，采用了传统工艺方法，即落料、拉深、修边、胀形、压合5道工序，设计了4副单工序模分别完成其中的落料、拉深、胀形、压合工序。由于传统工艺占用机床及操作人员多、生产周期较长，造成生产效率较低、成本高，不利于大批量生产及企业效益的提高，因此，在对该零件的成形进行充分论证分析后，改进了原工艺，即先设计一副落料拉深复合模进行压合前准备；然后采用普通车床机械切削修边，最后设计一副压合模一次性压合出拉深件中间的台阶，从而将原5道工序4副模具减少为3道工序2副模具[2]。

2加工方案

根据上述计算，可确定加工方案为：剪切条料——落料并拉深——修边——压合。

3模具设计

模具工作过程工作时，将修好边的拉深简体放于保护器7及下压合模8的环形槽中，随着压力机滑块的下行，定位顶杆6将卸料器2压至上模板5底面，卸料器2克服定位顶杆6的反作用力，压定位顶杆6下端面与保护器7上端面贴合，零件上半部进入上压合模1中，从而使整个零件毛坯不需变形区域均得到定位顶杆6、保护器7及上压合模1、下压合模8的内外支承保护，随着压力机滑块的继续下行，上压合模1及下压合模8共同作用迫使零件向外胀形并压合出零件要求的台阶[3]。

参考文献：

[1] 罗晓晔，李雅娴，陈锡伟，吴铃海. 离合器摩擦片摩擦性能影响因素研究[J]. 制造技术与机床，2011，19（3）：124-125.

[2] 罗晓晔，张学良. 汽车离合部件成形优化及复合模具设计[J]. 锻压装备与制造技术，2011，22（1）：163-165.

[3] 罗晓晔，张学良. 基于神经网络的汽车离合器综合性能试验台控制系统设计[J]. 机电工程技术，2011，28（5）：178-179.

[4] 张学良，罗晓晔. 基于Moldflow的汽车大型覆盖件注射成型工艺研究[J]. 机械研究与应用，2011，18（3）：132-133.

[5] 贺斌，盈亮，胡平，吴秀峰，王玉山，赵立信. 高强度钢板热冲压水冷模具设计[J]. 锻压装备与制造技术，2012，22（6）：67-68.

篇5：冲压冲裁模具设计--课程设计

一、课题名称：垫片冲孔落料连续模

二、设计要求：

1．主要内容（1）编制冲压工艺

（2）设计模具（分析、计算、装配图、非标零件图）（3）编制模具主要零件制造工艺（4）分析估算工时，确定完成工期（5）核算成本，报价

（6）编写全套设计制造说明书 2．基本要求：

（1）分析计算全面，图纸表达准确；（2）工艺水平规程制定，力求符合实际；（3）必要的数据须进行市场调查；（4）分析核算工期、成本，着重于过程。

工件为图1所示的落料冲孔件，材料08，t=1.2mm。精度要求为IT14生产批量为大批量。工艺性分析内容如下：

1.材料分析

冲裁件材料为08钢板，其中08是沸腾钢，08表示为含碳量为万分之八，是优质碳素结构钢，具有良好的可冲压性能。2.结构分析

冲裁件结构简单对称，但外形的直角不便于模具的加工，并且影响模具的寿命建议将90º的直角改为R1的工艺圆角。3.精度分析：

.14零件上有3个尺寸标注了公差要求，由公差表查得350 ø160都0.14、0为IT11级，所以普通冲裁可以达到零件的精度要求。由以上分析可知，该零件可以用普通冲裁的加工方法制得。

（二）冲裁工艺方案的确定

零件为一落料冲孔件，可提出的加工方案如下：

方案一：先落料，后冲孔。采用两套单工序模生产。方案二：落料—冲孔复合冲压，采用复合模生产。方案三：冲孔—落料连续冲压，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，生产效率低，零件精度较差，在生产批量较大的情况下不适用。方案二只需一副模具，冲压件的形位精度和尺寸精度易保证，且生产效率高。尽管模具结构较方案一复杂，但由于零件的几何形状较简单，模具制造并不困难。方案三也只需一副模具，生产效率也很高，但与方案二比生产的零件精度稍差。欲保证冲压件的形位精度，需在模具上设置导正销导正，模具制造、装配较复合模略复杂。所以，比较三个方案欲采用方案二生产。

（三）零件工艺计算

1.刃口尺寸计算 查表的2-5得x=0.5 凹模尺寸的计算

当冲裁精度在IT14时，x=0.5。

凹模变大尺寸20,10.尺寸公差200.52,100.36,50.30 落料时

DA=（35－0.5×0.2）00.13=34.900.13㎜ DT=（DA－0.2）00.09=34.700.09

冲孔时 以凸模为计算标准配合加工凹模 当冲裁精度在IT12时，x=0.75。

dT=（16+0.75×0.14）00.075=16.10500.075 Da=16.105 2.排样计算

查《冷冲压工艺及模具设计》P55，表2-8，搭边值取2.5mm和2mm a=2.5mm，计算得宽度b=φ+2a=35+2.5*2+1=41mm，步距L=D+a1=35+2=37mm。一个步距的材料利用率为67.5%查板材标准，宜选1400×3000mm的钢板，每张钢板可剪裁34张条料，每张可冲出81个工件，故每张钢板的利用率为67.15%

3.1.3、材料利用率： A—冲裁件面积

B—调料宽度 h—送料进距

n—一个进距内冲件数

1n1A100% Bh其中n=1 B=41 H=37 冲裁面积为；A=35*35-64*3.14=1024.04mm2 所以其材料利用率为：=1024.04/(4137)=67.5% 排样原则：

（1）提高材料的利用率（在不影响使用性能的前提下，还可适当改变零件形状）

（2）拍样方法应使冲压操作方便，劳动强度小且安全（3）模具结构简单、寿命高

（4）保证质量和制件对板料纤维方向的要求

冲击力的计算： 方形冲裁力为F=1401.21.3390=85176N 中间圆形冲裁力为:F=3.14161.31.2×390=30566.016N 总的冲裁力为；F=85176+30566.016=115742.016N 5

查常用T08钢的力学性能表得

b=390Mpa 查表得

K卸=0.045 K推=0.55 F卸=K卸F=0.045×115742.016=5208.39N F推=nK推F=0.55×115742.016×7=445606.762N 总的冲裁力为：F=115742.016+5208.39+445606.762=566.6KN 因为总的冲裁力不得超过压力机的80%所以所需压力机的总的冲压里为 F=566.6/0.8=708.25KN 4.压力中心计算

因为制件形状对称，所以冲模的压力中心位于其制件的几何中心。

3.5、冲裁模刃口尺寸

四、冲压设备的选用

根据冲压力的大小，选取开式双柱可倾压力机JH23—16，其主要技术参数如下：

公称压力：160kN 滑块行程：55mm 最大闭合高度：220 mm 闭合高度调节量：45 mm 滑块中心线到床身距离：160mm 工作台尺寸：300 mm×450 mm 工作台孔尺寸：160 mm×240 mm 模柄孔尺寸：φ40 mm×60 mm 垫板厚度：40 mm

五、模具零部件结构的确定 1.标准模架的选用

查《冲压工艺与模具设计》由公式（2-19）可知，凹模的高度H

为；

H=kb=0.38*35=13.3mm(查表2.9.5得k=0.38)H取20mm 凹模壁厚c=(1.5∽2)H=19.95∽26.6mm 凹模壁厚C取20mm 凹模宽度 B=b+2c=35+40=75mm 凹模长度L取120mm 凹模轮廓尺寸为120mm×100mm×20mm 有冲压工艺与模具设计可得；

H上模板 =30~45mm 圆整按照标准取值30mm 垫板厚度为（6~12）取值10 凸模固定板H固定板=18~24mm H固定板取20mm H凹=35mm 有标准模架可查的：下模座为35mm 模具采用后置导柱模架，根据以上计算结果，可查得模架规格为上模座125mm×125mm×30mm，下模座125mm×125mm×35mm，导柱22mm×110mm，导套22mm×80mm×28mm。

六、卸料装置中弹性元件的计算

模具采用弹性卸料装置，弹性元件选用橡胶，其尺寸计算如下：（1）确定橡胶的自由高度H0

H0（3.5~4）H工 H工h工作h修磨t1(5~10)(1.517.5)mm10mm

由以上两个公式，取H040mm。

（2）确定橡胶的横截面积A

AFX/p

查得矩形橡胶在预压量为10%~15%时的单位压力为0.6MPa，所以

A3112N5186.67mm2

0.6MPa（3）确定橡胶的平面尺寸

外形暂定一边长为125mm，去除螺钉销钉孔，大约为260mm2，则另一边长b为

b125260A 5186.67260bmm44mm125（4）校核橡胶的自由高度H0

为满足橡胶垫的高径比要求，将橡胶垫分割成四块装入模具中，其最大外形尺寸为62.5mm，所以

H0380.608 D62.5橡胶垫的高径比在0.5~1.5之间，所以选用的橡胶垫规格合理。橡胶的装模高度约为0.85×40mm =34mm。

3.其他零部件结构

凸模由凸模固定板固定，两者采用过渡配合关系。模柄采用凸缘

式模柄，根据设备上模柄孔尺寸，选用规格A40×60的模柄。

六、模具装配图

模具装配图如图6—1所示。

图6—1

七、模具零件图

模具中上模座、下模座、垫板、凸模固定板、卸料板、凸凹模固定板、冲孔凸模、凸凹模、凹模、推件块零件图如图7—1,7—2,7—3,7—4,7—5,7—6,7—7,7—8,7—9,7—10所示。

图7—1上模座

图7—2下模座

图7—3垫板

图7—4凸摸固定板

图7—5卸料板

图7—6凸凹模固定板

图7—7冲孔凸摸

图7—8凸凹模

图7—9落料凹模

图7—10 推件块

三 设计心得

设计心得体会

一个月的实训结束了，在这个月内，我们学到了很多的知识，让我对模具设计与制造有了一个更清晰的了解，更坚定了自己对模具行 20

业的信心。

第一周里，我们在襄樊环宇车灯厂实训，看到了了很多模具，注塑模具和冲压模具。看到了模具钳工装配和管理模具，通过观看和亲自动手拆装模具，让我们对模具有了更深刻的认识以及让我们更清楚地认识模具的内外部结构，和操作原理。结合书本上的知识，使我们能够更好的设计模具。

第二天和第三天我们都在学校的画图室里进行模具的计算和设计画图。模具的工艺计算挺复杂的，不仅有大量的计算，还要查阅很多资料。很庆幸我能够认真仔细的在一周内完成了我的工件工艺计算。然后，我们开始了在图纸上把自己的设计画到图纸上，孙然我们已经多次画图，但是我们在细节上还是要认真仔细，不能马虎。在以后的工作中，一点出错，就可能导致整个模具的实效。画图时，要养成良好的习惯，保持纸张的整洁，线条清晰。

第四天我们主要是将设计的图纸转化为CAD图纸，这样更标准化。通过cad画图，让我们对模具有了更深入的了解，一套模具，最终在电脑上成型了，看着自己的设计，心怀激动。

在这个月的实训中我非常感谢陪伴在我们身边的刘老师，让我们理论与实践结合，更深刻的里了解了模具设计，让我对模具行业有了更深入的了解，对未来充满。

四、参考文献

⑴《汽车车身制造工艺学》 北京理工大学出版社

篇6：冷冲压模具设计课程设计说明书

《冷冲压模具设计》 冲压模具设计》

课程设计说明书 课程设计说明书

指导教师：姜永武 指导教师：

学号： 学号：0771206

姓名： 姓名：付舰

长春理工大学光电信息学院

前言

课程设计的性质与目的

课程设计的性质

冷冲压模具课程设计是冷冲压模具设计课程的一个重要环节，是运用所学基础 和专业知识的一次综合练习。

课程设计的目的

本课程设计是在学生学完冷冲压模具设计理论课并进行了生产实习之后进行的 一个重要实践教学环节。通过本次设计要达到以下目的： （1） 巩固与扩充模具制造工艺学课程所学的知识， 加深对模具零部件制造基本 方法与模具装配技术的理解，掌握制订模具制造工艺规程的方法。 （2）综合运用本专业所学课程的知识，解决生产中实际问题，从而全面提高学 生从事工程技术工作的能力。包括设计能力、绘图能力、技术分析与决策的能力、文献检索能力以及撰写技术论文能力等等。 （3）养成严肃、认真、细微地从事技术工作的优良作风。

课程设计的任务

（1）拟定冲裁件的工艺过程，并填写工艺过程卡 1 份 ； （2）设计指定的冲裁模，并绘制装配图，零件图的成套图纸 1 套 ； （3） 编写设计说明书 1 份 。

设计原则

(1) 保证能够冲制出合格的工件 ； (2) 模具结构简单，寿命长，成本低且与生产批量相适应； (3) 操作方便，安全。

一 冲模课程设计的一般步骤及方法 1．1 分析冲压件的工艺性

冲裁件的工艺性主要从冲裁件的形状，尺寸（最小孔边距，孔径，材料厚度， 最大外形）精度，表面粗糙度，材料性能等逐项分析，确定冲压工序图，若有不符 者，应与设计部门协商更改或采取相应的措施。

1. 保证冲压件的尺寸精度

冲压件，材料为10钢板，料厚2.5mm，其未注公差尺寸精度等级为IT12，属 一般冲裁模能达到的公差等级，不需采用精冲或整修等特殊冲裁方式。

2.

零件件的材料性： 零件件的材料性：

10钢特性 钢特性

屈服点 205MPa 335MPa 31％ ％

抗拉强度

延伸率

材料抗剪强度 （MPa） MPa）

260

板材规格

板料： 板料：1000 x 1200x2.5

板材规格如下表格： 板材规格如下表格：

1．2 确定合理工艺方案

（1）确定基本冲压工序的性质：落料 （2）根据基本工序的性质， 数量，结合工件的形状尺寸，公差要求，材料性能， 生产批量，冲压设备，模具加工条件等因素，考虑模具类型的同时确定工序组合和 先后顺序，在满足冲件质量要求的前提下，选择一个经济合理的工艺方案，填写工 艺过程卡片。 工艺过程卡片：

序号 工序名称 工序内容 设备 简图 备注

1

毛坯

板料： 1000x1200x2.5

2

板材排样

将

板料分为165宽 1000长的条料7份

画线笔

3

板材裁剪

按画线裁剪板料

4

落料排样

在条料上合理排 样使其达到省料 目的

画线笔

5

落料

通过模具及其机 器是零件成型

冲压机和落料模 具

6

卸料

将冲裁好的零件 收集装箱

冲压机和箱子

1．3 确定模具总体结构

（1）模具类型的确定：落料模具 （2）导向方式的确定； 一般根据冲件形状，尺寸，精度及生产批量来选择。 1 2 单工序模 冲件形状简单且精度低时，可不用导向，采用敞开模 ；

（3）滑动式模架选择 无导向和用固定导板导向的模具及用导柱、导套导向和弹压导板导向的模具， 一般都有标准模架。 （4） 压、卸料方式的确定 冲件平整度要求较高或料较薄时，用弹压卸料板，它既可压料，又可卸料，因 卸料板随上模上下运动，送料直观性强，操作方便，这是生产中常用的一种卸料方 式。

（5）定距方式的确定 对单工序模具且单排排样，一般用挡料钉定位即可 （6）确定搭边值 搭边排样中相邻两个零件之间的余料或零件与条料边缘间的余料称为搭边。搭 边的作用是补偿定位误差，保持条料有一定的刚度，以保证零件质量和送料方便。 搭边的最小宽度应大于塑性变形区的宽度，一般取为材料的厚度1-1.5倍。 所以： a≥1.5 x 2.5 = 3.75mm取4mm （7）送料步距和条料宽度 1．送料步距 条料在模具上每次送进的距离称为送料步距。每个小距可以冲出一个零件，也 可以冲出多个零件。 送料步距的大小应为条料上两个对应冲件的对应点之间的距离。 每次只冲一个零件的步距的计算公式为： A = D0 + a 式中：D0――平行于送料方向的冲件宽度（mm）； a――冲件之间的搭边值（mm）。 有公式得： D0 =160mm a = 4mm A = D0 + a=164mm 2．条料宽度 条料宽度的确定原则是： 最小条料宽度要保证冲裁时工件周边有足够的搭边值， 最大条料宽度要能在冲裁时顺利地在导料板之间送进，并与导料板之间有一定的间 隙。在根据不同情况，参考冲压设计资料进行计算。 取侧搭边值为板料厚度 2.5 所以 ： 条料宽度为： L=160 + 2.5 x 2 = 165mm

根据模具类型画排样图， 1．4 根据模具类型画排样图，并计算材料利用率

（1）考虑冲压件的形状，精度 从该冲压件的形状及尺度精度等级看决定应采用有废料排样法。 （2）考虑冲压件的生产批量 高产量，最高产量：采用高效率高寿命模具，多为连续模

中等产量：尽量采用典型模具结构，减少设计和制造工时 低产量：采用简单模具，如组合冲模、钢片模、聚氨脂橡胶冲模等

中等批量的生产类型，因此不考虑多排、或一模多件的方案（该方案较适宜大 批量生产，约几十万件以上

）；也不考虑采用简易冲裁模常用的单、直排方案，根 据成批生产的特点，再结合该冲压的形状特点，以单斜排、一模一件、级进排样方 案为宜。

落料排样图 （2）材料利用率 在冲压件大批量生产的成本中，原材料费用占 60%以上，排样的目的就在于合 理利用原材料。衡量排样的经济性、合理性的指标是材料利用率。其计算公式如下。 一个步距的材料利用率 η 为： 公式： η = n F/BA × 100% 式中：F――一个步距内冲裁件的面积（包括冲出的小孔在内）（mm）； n――一个步距内冲裁件的个数； B――条料宽度（mm）； A――步距（mm）。 求得：η ==6 x π x 80 x 80 /( 165 x 4 )==74%

一张板料总的材料利用率 η0 为： 公式： η0 = NF/BL × 100% 式中：N――一张板料上冲裁件的总数目； L――板料长度（mm）。 求得：η0 ==12 x 6 xπ x 80 x 80/( 165 x 2000)==73%

1．5 计算压力中心

从排样图上找出冲切条料的线段（即模具的受力部分），压力中心为零件圆心 1.冲压力 1.冲压力 在冲裁模设计过程中，冲压力是指冲裁力、卸料力、推件力和顶出力的总称。 它是冲裁时选择压力机、进行模具设计、校核模具强度和刚度的重要依据。 1．冲裁力的计算 冲裁力是冲裁过程中凸模对板料的压力。它随凸模行程的变化而变化，通常说 的`冲裁力是指冲裁力的最大值。 对冲裁力有直接影响的因素主要是板料的力学性能、厚度与冲裁件的轮廓周长。 但冲裁间隙、刃口锐利情况、冲裁速度、润滑情况等也对冲裁力有较大影响。综合 考虑上述因素，平刃口冲裁力可按下工计算：

F = KLδτ

式中：F――冲裁力（N）； K――系数，通常取 K=1.3； L――冲裁件周边长度（mm）； δ――材料厚度（mm）； τ――材料抗剪强度（MPa）。 由公式得： 已知 K=502.4mm δ=2.5mm F = F = KLδτ=424528N τ=260Mpa

2．卸料力、推件力和顶出力的计算 ．卸料力、从凸模上卸下紧箍的冲裁件所需的力称为卸料力，用表示 F 卸。将梗塞在凹模 内的冲裁件顺冲裁方向推出所需的力称为推料力，用表示 F 推。逆冲裁方向将冲裁 件从凹模内顶出的力称为顶出力，用 F 顶表示。 卸料力、推件力和顶出力是由压力机和模具的卸料、推件和顶出装置传递的。 所以在选择压力机的公称压力和设计以上机构时，都需要对这三种力进行计算。影 响这些力的因素很多，主要有材料的机械性能和板料厚度；冲件形状和尺寸大小； 凸、凹模间隙大小；排样搭边值大小及润滑情况等。生产中常用下列经验公式计算。 F 卸 = K 卸F F 推 =n K 推 F F 顶 = F 顶F

式中：F――冲裁力（N）； K 卸、K 推、K 顶――分别为卸料系数、推件系数和顶件系数，n――

塞在 凹模孔口内的冲件数。有反推装置时，n=1；锥形孔口时，n=0；直刃口且模下方出 件时，n=l/δ，其中：l 是直刃口部分的高度（mm），δ是材料厚度（mm）。

材 料 表 3-3 卸料力、推件力和顶出力的系数 料厚δ（mm） F卸 F推 0.1 ≤0.1 0.065～0.075 0.063 0.1～0.5 0.045～0.055 0.055 0.5～2.5 0.05～0.05 0.045 2.5～6.5 0.03～0.04 0.025 >6.5 0.02～0.03 0.025～0.08 0.03～0.07 0.02～0.06 0.03～0.09 F顶 0.14 0.08 0.06 0.05 0.03

钢

铝、铝合金 纯铜、黄铜

3．压力机公称压力的确定 ．压力机公称压力的确定 因模具结构采用弹压卸料装置和下出件方式 F 总= F + F 卸 + F 推 F 推= n K 推 F ==23349.04N F 卸= K 卸 F ==21226.4N F 总= F + F 卸 + F 推==469103.44N

计算凹模轮廓尺寸， 1．6 计算凹模轮廓尺寸，确定送料方向

因为是落料模具，所以凹模轮廓尺寸为落料尺寸?160（上偏差=0.2 下偏差0）。

校核压力机的规格 1．7 校核压力机的规格

计算冲、推 、卸料力，初选压力机类型及规格，再按典型组合的有关尺寸校核 所选定压力机的规格。 开式压力机的工程压力量值（10kN：40,6.3,10,16,25…） 由于 F 总=469103.44N 所以选公差压力为 25（10kN）的压力机

名称 量值 25 6 名称 量值 190 560 300 260

公称压力（10kn）

标 准

滑块中心到机体距离/mm

发生公称压力时滑块离下极点距离 /mm

工作台尺寸/mm 型

左右

前后 80

滑块行程

固定行程/mm

工作台孔尺寸/mm

左右

前后 10 100 2

130 180 260 180

调节行程/mm

直径

标准行程次数（不小于）/(次/min)

立柱间距（不小于）/mm

快速型

发生公称压力时滑块 离下极点距离/mm

活动台压力机滑块中心到机身紧固工作台平面距 离/mm

滑块行程/mm

40 200

模柄孔尺寸（直径x深度）/mm

? 50x70 70

行程次数（不小于） /(次/min)

工作台板厚度/mm

最大闭合高 度/mm

固定台和可倾/mm

250

倾斜角（度）

30

闭合高度调节量/mm

70

（由冲模设计手册查的） 校核内容主要包括： （1）模具与压力机闭合高度是否适应 活动台压力机滑块中心到机身紧固工作台平面距180mm （2）压力机漏料孔是否能漏下工件和废料，对有弹顶装置的模具，还应使漏料 孔大于弹顶器外形尺寸。即工作台漏料孔要大于凹模工作洞口最大壁间距和弹压器 的最大外形尺寸。 工作台孔尺寸：180 落料件尺寸：160 可以落下

（3） 模具下模座外形尺寸与压力机工作台面尺寸是否相符， 即下模座外形尺寸 +2 x （ 50~70 ） Q 压力机工作台面尺寸，若其中一项不符，则应重选压力机， 一般是类型不变，增大压力机规格 下模座外形尺寸 +2 x （ 50~70 ） Q 压力机工作台面尺寸 下模座外形尺寸 Q压力机工作台面尺寸 - 2 x （ 50~70 ） 下模座外形尺寸（

左右）Q 560 C 2 x 50 = 460 mm

下模座外形尺寸 (前后) Q 300 C 2 x 50 = 200 mm

1.6 冲裁间隙

冲裁间隙是指冲裁模中凸、凹模刃口横向尺寸的差值。双面间隙用 Z 表示，单 面间隙为 Z/2。间隙对冲裁件质量、冲裁力和模具寿命均有很大影响，是冲裁工艺 与冲裁模设计中的一个非常重要的工艺参数。 1．冲裁间隙对冲裁精度的影响 当冲裁间隙适当时，在冲裁过程中，板料的变形区在比较纯的剪切作用下被分 离，使落料件的尺寸等于凹模尺寸，冲孔件的尺寸等于凸模尺寸。 如冲裁间隙过大， 板料在冲裁过程中除受剪切外还产生较大的拉伸与弯曲变形， 冲裁后因材料弹性恢复，将使冲裁件尺寸向实际方向收缩。对于落料件，其尺寸将 小于凹模尺寸；对于冲孔件，其尺寸将大于凸模尺寸。 如冲裁间隙过小，则板料的冲裁过程中除受剪切外还受到较大的挤压作用。冲 裁后，材料的弹性恢复使冲裁件向实际方向胀大。对于落料件，其尺寸将大于凹模 尺寸；对于冲孔件，其尺寸将小于凸模尺寸。 2．冲裁间隙对冲裁件断面质量的影响 冲裁时，断裂面上下裂纹是否重合，与凸、凹模间隙值的大小有关。当凸、凹 模间隙合适时，凸、凹模刃口附近沿最大切应力方向产生的裂纹在冲裁过程中会准 确会合，此时尽管断面与材料表面不垂直，但还是比较平直、光滑，毛刺较小，冲 裁件的断面质量较好。 当冲裁间隙增大时，材料内的拉应力增大，使得拉伸断裂发生过早，于是断裂 带变宽，光亮带变窄，弯曲变形增大，因而塌角和拱弯也增大。 当冲裁间隙减小时，变形区内弯矩小，压应力成分大。由凹模刃口附近产生的 裂纹进入凸模下面的压应力区而停止发展；由凸模刃口附近产生的裂纹进入凹模上 表面的压应力区也停止发展；上、下裂纹不重合，在两条裂纹之间发生第二次剪切。 当上裂纹压入凹模时，受到凹模壁的挤压，生第三光亮带，同时部分材料被挤出， 在表面形成薄而高的毛刺。 当冲裁间隙过小时，虽然塌角小、拱弯小，但断面质量是不理想的。在断面中 部出现夹层，两头呈光亮带，在端面有挤长的毛刺。 当冲裁间隙过大时，因这弯矩大，拉应力成分大，材料在凸、凹模刃口附近产 生的裂纹也不重合。第二次拉裂产生的断裂层的斜度增大，冲裁件的断面出现两个 斜角，断面质量也不理想。而且，由于塌角大、拱弯大、光亮带小、毛刺又高又厚， 冲裁件质量下降。 3．冲裁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。刃磨寿命是用两次刃磨之间的合格冲件 数表示；总寿命是用模具失效为止的总的合格冲件数表示。 模具失效形

式一般有磨损、变形、崩刃、折断和涨裂等。 冲裁间隙小时，会使摩擦距离增长，摩擦发热严重，模具磨损增加，甚至使模 具与材料之间产生粘结现象。小间隙还会使刃口横向作用力增大，产生凹模胀裂， 小凸模折断，凸、凹模相互啃刃等异常损坏。 当然，影响模具寿命的因素很多，有润滑条件、模具制造材料和精度、表面粗

糙度、被加工零件的材料特性、冲裁件轮廓形状等。 为了提高模具寿命，一般需要选用较大的冲裁间隙。若采用小间隙，就必须提 高模具硬度，减小模具刃口的表面粗糙度，提供良好的润滑，以减小磨损。 4．间隙值的确定 （1）经验确定法 根据目前生产中的经验表明，一般情况下冲裁间隙取料厚的 10%左右比较合适。 如果材料硬度较大，则间隙取大一些；如果材料硬度较小，则间隙取小一些。但当 材料脆性大时，要注意间隙也应取小一些为好。 （2）查表确定法 考虑到凸、凹模在冲压生产过程中的磨损使间隙变大，故设计与制造新模具时 应尽量使其间隙接近最小合理间隙值（Zmin），见表 3-1。

板料 厚度

表 3-1 冲裁模凸、凹初始双面间隙值 （单位：mm） 16Mn 65Mn 08、35、20、09Mn、Q235 40、50Mn Zmin Zmax Zmin Zmax Zmin Zmax Zmin Zmax 无 间 隙 0.04 0.06 0.04 0.06 0.04 0.06 0.04 0.06 0.048 0.072 0.048 0.072 0.048 0.072 0.048 0.072 0.072 0.104 0.072 0.104 0.072 0.104 0.064 0.092 0.100 0.140 0.100 0.140 0.100 0.140 0.090 0.126 0.126 0.180 0.132 0.180 0.132 0.180 0.132 0.240 0.170 0.240 0.170 0.230 0.220 0.320 0.220 0.320 0.220 0.320 0.246 0.360 0.260 0.380 0.260 0.380 0.360 0.500 0.380 0.540 0.380 0.540 0.400 0.560 0.420 0.600 0.420 0.600 0.460 0.640 0.480 0.660 0.480 0.660 0.540 0.740 0.580 0.780 0.580 0.780 0.640 0.880 0.680 0.920 0.680 0.920 0.720 1.000 0.680 0.920 0.680 0.920 0.940 1.280 0.780 1.100 0.980 1.320 1.080 1.440 0.840 1.200 1.140 1.500

注：冲裁皮革、石棉和纸板时，间隙取 08 钢板料厚度的 25%。

1.7 凸、凹模刃口尺寸的计算方法

模具工作部分尺寸及公差的计算方法与加工方法有关，基本上可分为两类。 1．凸模和凹模分开加工 这种方法主要适用于圆形或简单刃口。设计时需在图样上分别标注凸模和凹模 刃口尺寸及制造公差。由于凸模尺寸属于外形尺寸，凹模尺寸属于内孔尺寸，对于 制造和修模来说，外形尺寸远比内孔尺寸容易加工，且易于保证精度，故应将凸模 公差取小些，凹模公差取大些。又因为凸、凹模公差还用于保证刃口间隙的公差值， 故凸、凹模刃口公差的各不得大于刃口间隙的公差。即保证冲模的制造公差与冲裁 间隙之间应满足下列条件：

δd +δp≤ Zmax - Zmin δd = 0.6 (Zmax - Zmin) δp

= 0.4 (Zmax - Zmin) 凸模和凹模刃口尺寸的计算公式如下： （1） 落料

设冲件外圆尺寸为 D-△，则

Dd =（Dmax-x△）+ d Dp=（Dd-Zmin）-δp=（Dmax-x△-Zmin）-δp

δ

式中：Dd、Dp――分别为落料凹模和凸模刃口的公称尺寸（mm）； dp 、dd――分别为冲孔凸模和凹模刃口的公称尺寸（mm）； Dmax――落料件的最大极尺寸（mm）； dmin――冲孔件的最小极限尺寸（mm）； L、Ld――分别为冲孔件孔心距和凹模孔心距的公称尺寸（mm）； δd、δp――分别为凹模和凸模刃口尺寸制造公差（mm）； x――磨损系数； △――工件制造公差（mm）。

所以：

Dd =（Dmax-x△）+ d Dp=（Dd-Zmin）-δp=（Dmax-x△-Zmin）-δp

δ

落料：

查表得：Zmin=0.246mm，Zmax=0.36mm，则 Zmax-Zmin=0.36-0.246=0.114mm Dd1=(Dmax-x△) =(160.2-0.5х0.52) +0.033 =159.94+0.033mm Dp1=(Dmax-x△- Zmin) =(160.2-0.5х0.52-0.246) -0.033 =159.69-0.033mm 校核： δp+δd = 0.033+0.033 = 0.066 mm

凸、凹模分开加工可使自身具有互换性，便于模具成批制造，但需要较 高的公差等级才能保证合理间隙。模具制造困难，加工成本高，适合拥 有较先进设备的工厂使用。

画模具装配草图， 二 画模具装配草图，同时进行有关零部件的设计和计算 装配图： （1） 模柄 （2） 凸 模 固 定板 （3） 凸模 （4） 卸料板 （5） 凹模 （6） 下模座

模柄设计 模柄设计

模柄的作用：1.连接冲压机与上模固定板的连接件 2．传递冲压机的力于上模体 模柄的固定方法：1.通过台阶式将模柄限位于凸模体上 2．通过销的连接将其与凸模体固定 模柄的材料为：45#

凸模固定板

凸模固定板的作用：连接模柄与凸模的零件 凸模固定板的固定方法：用 M12 的螺钉固定凸模固定板于凸模 凸模固定板的材料：45#

凸模

凸模的组成： （1） 工作部分：与冲压成形有直 接关系的部分。工作部分应包 括形状，尺寸及长度。形状根 据具体成形要求而定，尺寸在 用于冲孔或成形内形时应满足 冲件的形成或工艺要求，其余 则应该根据凹模的长度并保证 凸模有足够合适的活动空间， 修磨量和相应的工作强度。 （2） 固定部分：用于和模具相关零件（如固定板，模板，冲头把）连 接固定，确保凸模在模具中的方向，位置正确，工作时稳定不变。 固定部分的主体形状除直通式凸模外，都比工作部分简单，尺寸 也略大于工作部分 （3） 用于将凸模的工作和固定两部分有机的连接在一起。这部分的形

状除直通式凸模和工作部分一致且尺寸也相同外，大

部分与加粗 的固定部分相同。 凸模的固定方式：M12 螺钉固定 凸模的材料：工具钢（T8A） 凸模的的润滑：在凸模与凹模配合落料时，两者为基轴连接，所以应该 润滑，在凸模上设置有油槽

卸料板

卸料板的作用：1.在落料过程中凸 模在冲掉零件后，会与板料出现过 盈配合，为方便送料的连续性，设 置卸料板，在凸模向上运动时，板 料被卸料板挡住，脱离凸模具 2.两侧的突起可以 限制送料时左右的自由度，方便送 料 卸料板的材料：45#

凹模

凹模的组成：冷冲压模具的凹模绝大多数都是要与模具中相关零件连接 固定，以便确定在模具中正确，稳定，可靠的位置，完成合模对正和上 机安装固定。所以必须有相应用 于连接固定的孔。 凹模工作部分的结构形式 冲裁用刀口的结构形式：直刀口 特点及应用：直刀口加工制作简 单，尤其适合线切割凸，凹模套 裁。刀口部分有充足的备用修磨 量，强度好，适用于带推料装置 的模具，推板的配合长度大运动 稳定，导向性能好。 凹模的固定方式：M12 螺钉固定 凹模的材料：工具钢（T8A）

下模座

下模座的作用：1.将下模整体固定在工作台上 2.限制下模整体的位置 下模座的材料：45# 下模座的固定方法：用螺栓固定在工作台上或者用卡具卡紧在工作台上 进行限位

尺寸公差的基本要求： 三 尺寸公差的基本要求：

・所有的配合尺寸和精度要求较高的尺寸都应该标注公差（包括形位公差） 。未注公差按照 IT14 级制造。模具刃口尺寸按照计算值标注。 ・模具零件在装配过程中的加工尺寸应注明“配作”“装配后加工”等字样或者在技术要 、求中说明。

・所有的加工表面都应该注明表面粗糙度等级。可根据各个表面的工作要求和精度等级来 决定，具体可参考相关设计资料。

表 1 未注公差冲裁尺寸的极限偏差 材料厚度 公差等级 大于 至 f M c 1 60.05 60.10 60.15 0.5 3 1 3 60.15 60.20 60.30 1 60.10 60.15 60.20 3 6 1 4 60.20 60.30 60.40 4 60.30 60.40 60.60 1 60.15 60.20 60.30 6 30 1 4 60.30 60.40 60.55 4 60.45 60.60 60.80 1 60.20 60.30 60.40 30 120 1 4 60.40 60.55 60.75 4 60.60 60.80 61.10 1 60.25 60.35 60.50 120 400 1 4 60.50 60.70 61.00 4 60.75 61.05 61.45 1 60.35 60.50 60.70 400 1000 1 4 60.70 61.00 61.40 4 61.05 61.45 62.10 1 60.45 60.65 60.90 1000 2000 1 4 60.90 61.30 61.80 4 61.40 62.00 62.80 1 60.70 61.00 61.40 2000 4000 1 4 61.40 62.00 62.80 4 61.80 62.60 63.90 注：对于 0.5 及 0.5mm 以下的尺寸应标注公差。 表 2 未注公差冲裁模角度的极限偏差 基本尺寸 大于 至 公差 等级 f M

≤10 ±1°00′ ±1°30′ >10-25 ±0°40′ ±1°00′ >25-63 ±1°30′ ±0°45′

v 60.20 60.40 60.30 60.55 60.80 60.40 60.75 61.20 60.55 61.05 61.50 60.70 61.40 62.10 61.00 62.00 62.9

0 61.30 62.50 63.90 62.00 63.90 65.00

短边长度（mm）

>63-160 ±0°20′ ±0°30′ >160-400 ±0°15′ ±0°20′ >400-1000 ±0°10′ ±0°15′ >1000-2500 ±0°06′ ±0°10′

C、v

±2°00′

±1°30′

±1°00′

±0°45′

±0°30′

±0°20′

±0°15′

表 3 未注公差成形尺寸的极限偏差 材料厚度 公差等级 大于 至 f M c 1 60.15 62.20 62.35 0.5 3 1 4 60.30 60.45 60.60 1 60.20 60.30 60.50 3 6 1 4 60.40 60.60 61.00 4 60.55 60.90 61.40 1 60.25 60.40 60.60 6 30 1 4 60.50 60.80 61.30 4 60.80 61.30 62.00 1 60.30 60.50 60.80 30 120 1 4 60.60 61.00 61.60 4 61.00 61.60 62.50 1 60.45 60.70 61.10 120 400 1 4 60.90 61.40 62.20 4 61.30 62.00 63.30 1 60.55 60.90 61.40 400 1000 1 4 61.10 61.70 62.80 4 61.70 62.80 64.50 注：对于 0.5 及 0.5mm 以下的尺寸应标注公差。 基本尺寸 大于 至

v 60.50 61.00 60.70 61.60 62.20 61.00 62.00 63.20 61.30 62.50 64.00 61.80 63.50 65.00 62.20 64.50 67.00