冲压工艺及模具设计教学大纲正文

冲压工艺及模具设计教学大纲正文第一篇：冲压工艺及模具设计教学大纲冲压工艺及模具设计教学大纲适用四年制本科材料成型专业 （参考时数：48学时）一、课程的性质、任务本课程是材料成型及控制专业模具设计与制造专业方向学生的一门专业必修课程，其教学目的主要是使学生掌握冲压工艺及模具设计的基本知识，培养从事冲压工艺及冲压模具设计、现场实施冲压工艺的能力，为就业后进行冲压工艺及冲压模具设计和冲压工艺的现场实施打下基础。二、课程基本要求通过学习，掌握冲压基本工序（冲裁、弯曲和拉深）的变形规律、变形特点、有关工艺计算、模具结构设计和工作部分尺寸计算，了解其它冲压工艺（翻边、胀形、缩口、整形及校平）的工艺特点及模具结构，能够根据冲压件制定冲压工艺规程和设计冲压模具。本课程的前程课程主要有机械制图、机械原理、机械设计基础、工程材料学、材料成形理论基础、材料成形技术基础、认识实习等；本课程的后续课程包括生产实习、成型模具课程设计、毕业实习及毕业设计等。三、课程内容第一章：冲压基本知识（4学时）第一节：概论 第二节：冲压基本工序 第三节：冲压过程中的变形规律 第四节：冲压变形引起的材料硬化 第五节：冲压常用材料第二章：冲裁工艺设计（6学时）第一节：冲裁基本知识 第二节：冲裁间隙第三节：凸模与凹模刃口尺度几制造公差 第四节：提高冲裁件精度的方法 第五节：冲裁工艺设计第三章：弯曲工艺设计（4学时）第一节：弯曲的基本原理 第二节：最小弯曲半径 第三节：弯曲回弹 第四节：弯曲工艺计算第五节：弯曲模结构及工作部分计算第四章：拉深工艺设计（10学时）第一节：拉深基本原理 第二节：圆筒形拉深件工艺计算 第三节：有凸缘圆筒形件拉深 第四节：拉深模设计计算 第五节：盒形件拉深 第六节：其它旋转体件的拉深第五章：其它成形工艺设计第一节：翻边 第二节：账形 第三节：缩口 第四节：整形与校平第六章：冲模结构设计及压力机选用第一节：冲模基本类型和结构组成 第二节：冲模结构设计 第三节：压力机的选用第七章：连续模设计第一节：连续模的特点及应用 第二节：冲裁连续模设计第三节：拉深连续模设计第八章：冲压工艺规程的制定第一节：冲压工艺制定的一般步骤第二节：实例四、学时分配总学时：48学时其中： 课堂教学44学时实验教学4学时4学时）（10学时）4学时）（2学时） （各章学时参见教学内容五、课程实验内容及基本要求实验一：模具结构及拆装实验（2学时） 实验二：冲压工艺操作和冲压件质量控制实验（2学时）六、推荐教材及参考书1、丁松聚. 冷冲模设计. 北京： 机械工业出版社,20212、马正元，韩晵. 冲压工艺与模具设计.北京： 机械工业出版社,19953、王孝培. 冲压手册. 北京： 机械工业出版社,19954、冲模图册，北京： 机械工业出版社，2021七、大纲使用说明第二篇：固定片冲压工艺及模具设计固定片冲压工艺及模具设计 开题报告1、课题研究的目的与意义（1）综合运用和巩固机械设计相关课程的基本理论和专业知识，培养从事模具设计与机械设计的初步能力，为实际工作打下良好的基础。（2）培养分析问题和解决问题的能力。经过该设计环节，应该能全面理解掌握冲压工艺，模具设计模具制造等相关机械设计的内容；掌握冲压工艺与模具设计的基本方法和步骤，模具零件的常用加工方法及工艺规程编制，模具装配工艺制定；独立解决在制定冲压工艺规程，设计冲模结构、编制模具零件加工工艺规程中出现的问题；规程中出现的问题；会查阅技术文献和资料，以完成从事冲压技术工作的人员在模具设计与制作方面所必须具备的基本能力训练。（3）培养认真负责、踏实细致的工作作风和严谨科学态度，强化质量意识的时间观念，养成良好的职业习惯。（4）工业发展水平的不断提高，工业产品更新速度加快，对模具的要求越来越高，尽管改革开放以来，模具工业有了较大发展但无论是数量还是质量仍满足不了国内市场的需要，目前满足率只能达到70%左右。造成产需矛盾突出的原因，一是专业化、标准化程度低，除少量标准件外购外，大部分工作量均需模具厂去完成。加工企业管理的体制上的约束，造成模具制造周期长，不能适应市场要求。二是设计和工艺技术落后，如模具CAD/CAM技术采用不普遍，加工设备数控化率低等，亦造成模具生产效率不高、周期长。总之，是拖了机电、轻工等行业发展的后腿。因此我们必须意识到，对模具设计的研究的目的和意义在于能够很好的认识模具工业在国民经济中的地位的重要性。因为利用模具成型零件的方法，实质上是一种少切削、无切削、多工序重合的生产方法，采用模具成型的工艺代替传统的切削加工工艺，可以提高生产效率，保证零件质量，节约材料，降低生产成本，从而取得很高的经济效益。利用模具生产零件的方法已经成为工业上进行成批或大批生产的主要技术手段，它对保证制品质量，缩短试用周期，进而争先占领市场，以及产品更新换代和新产品开发都具有决定性的意义。因此德国把模具称为“金属加工中的帝王”，把模具工业视为“关键工业”，美国把模具称为“美国工业的基石”，把模具工业视为“不可估量其力量的工业”，日本把模具说成是“促进社会富裕繁荣的动力”，把模具视为“整个工业发展的秘密”。因此，要使国民经济各个部门获得高速发展，加速实现社会主义四个现代化，就必须尽快将模具工业搞上去，使模具生产形成一个独立的工业部门，从而充分发挥模具工业在国民经济中的关键作用。2、文献综述（相关课题国内外研究的现状）（1）国内模具设计状况近几年来，我国轿车市场发展十分迅猛，2021年在轿车销售超过100万辆的基础上，2021年则向2021辆人关迈进，达到了197万辆。然而，在轿车热迅 “乘机安全小贴士”安全出行要重视速升温的同时，不得不尴尬地面对这样的现实市场上热销的人 多数车型是直接从国外引进的。由于国内轿车覆盖件模具设计制造能力从总体上看还比较薄弱，为了生产这些车型，各人汽车公司不得不耗资几亿、十几亿元采购海外模具。与国外汽车公司相比，由于生产规模比较小，这就造成单车均摊的模具成本远高于国外车，这也是造成国产车整车制造成本居高不下的主要原因之一。国产轿车覆盖件模具开发能力国内主要的轿车模具制造商有:一汽模具制造有限公司、东风汽车模具厂、天津汽车模具有限公司、成飞集成科技股份有限公司、南京模具装备有限公司、上海千缘汽车车身模具有限公司等等。作为国内最难轿车生产销售上海人众汽车有限公司，也有自己的模具设计制造部门(TMM部)。目前，虽然国内模具商在轿车内覆盖件模具设计制造方面已小有能力，并可承接整车厂的部分模具开发项目，但对于有很高型面精度和表面质量要求的外覆盖件，特别是中高档轿车的外覆盖件，整车厂很少会将这类模具交由国内开发。（2）国外覆盖模具设计目前，国外汽车公司为了降低模具开发、制造成本，缩短生产周期，将除轿车外覆盖件之外的部分轿车冲压件的模具都交由专业模具公司设计和制造，这些公司都有很强的开发能力，并在某些零件的模具制造方面拥有独到的优势。但作为整车厂，考虑到新车型开发过程中的保密，对诸如翼子板、行李箱盖、车门、侧围、车顶、前盖等敏感零部件的模具，则都由自己的模具制造部门来设计和制造。（3）冲压工艺传统设计方法: 首先，在经验基础上，利用CAD设计工艺补充面;其次，将CAD数模传递给AutoForm等CAE软件进行拉深过程模拟;根据模拟结果，在CAD中对工艺补面进行调整，并将新的CAD数模传递给CAE，开始新的模拟求为比。这是一个从CADCAE再回到CAD的不断反复的过程。由于每次在CAD中构造曲面都远较在AutoForm中复杂，因此，整个过程所花费的时间就多得多。而新方法在冲压工艺设计初期，就用Diedesigner Module在AutoForm软件中设计并调整拉深工艺补充面，与传统的设计方法相比，就能够大大提高设计效率。由于AutoForm是一款快速模拟软件，为了在较短的时间内对复杂冲压件的成形过程进行评价，采用了膜单元来离散几何模型，必然要降低模拟精度，因此，有些汽车公司在模具设计开始之前还要利用模拟精度高的CAE软件，如德国人众就采用了Indeed软件，对拉深工序进行再次模拟(Indeed软件的计算是基于带厚度的壳单元的，能够得到更为准确的计算结果，但是其计算所花费的时间通常是AutoForm的几到十几倍，该软件比较适用于最终验证)，所有拉深工艺必须通过Indeed模拟并验证为是可行的，才可用于模具设计。模具设计完备，应通过图纸结合泡沫模型进行验收，道工序用不同颜色的线条标记在泡沫模型上，这样做直观而清晰。还应组织包括工艺设计者、项目规划员、模具调试人员、具操作者等相关人员进行讨论验收。对于在冲压工艺上难以解决的成形问题，还应邀请产品开发人员一同讨论，寻求对产品进行更改设的可能性。（4）模具上的应用目前，新车型的很多外覆盖件，如翼子板(图5)盖外板、车顶等的翻边整形工序中，采用了一种称之为“旋转斜楔”的新工艺。其工作原理见图6，旋转斜楔上的凹槽部分是冲压件需整形的区域，当整形过程完成后，气缸驱动的托架推动旋转斜楔绕滚筒转动，从而达到对零件让位的目的，方便整形后的零件从模具上取出。旋转斜楔的优点是:因整形料部分的拼接处非常光顺，故零件上无明显压痕;模具结构简单;维修保养简便且费用低。近年来，通过不懈的努力，国内轿车冲压模具的设计制造能力取得了显著的进步。但是，在轿车特别是中高档轿车外覆盖件模具的开发上，我们与国际水平仍有较人差距。不过，这种差距并非不能缩小，只要我们多加强国际交流，多吸取国外同行的设计制造经验，一定能够加快轿车覆盖件模具的国产化进程。3、采用的设计方案（基本理论）与技术路线（1）通过对产品零件的形状、尺寸与材料性质分析，可知该零件适合冲裁。冲裁该零件包括落料、冲孔两个基本的工序，可以采用以下三中工艺方案：先落料，在冲孔，采用单工序模生产。落料冲孔复合冲压，采用复合模生产。冲孔落料连续冲压，采用级进模生产。方案模具结构简单，但需要两道工序，两套模具，显然生产效率很低，难以满足大批两生产。由于零件结构简单，为提高生产效率，主要应采用复合冲裁或级进冲裁方式。由于孔边距尺寸有公差要求。为了更好的保证尺寸精度，最后确定采用复合冲裁方式进行生产。根据工件尺寸可知，凸凹模壁厚大雨最小壁厚，为便于操作，所以复合模结构采用倒装复合模及弹性卸料和定位钉定位方式。1 下模座2 下垫板3 凹模板4 抬料钉5 凹板镶件6 卸料板7 上固定板8上模座9 卸料螺钉10 冲孔凸模11 导正销12 凸模 13 限位板14 弯曲镶件15 凸模16 弯曲推板17 打料钉18模柄19 弯曲凸模2021孔凸模21弯曲凸模22 弯曲凸模23 抬料钉24 切断凸模 25 小导柱26 吹气顶（2）拟订的技术路线：冲压工艺过程设计冲压模具设计模具零件制造模具制造与装配撰写设计报告。冲压工艺过程有：分析零件图（冲压件图）、确定冲压件的工艺总体方案、确定各工序的工艺方案，初步设备、编制冲压工艺规程。冲压模具设计有：确定模具类型和结构形式、选择卸料或工件的定位方式、选择卸料和出料方式、绘制模具总装配图、选用标准模具零件、合理选择冲压设备校核基本参数、绘制模具非标准零件图。模具零件制造有：认真审核模具设计图、编制模具零件加工工艺规程等。（工艺流程图在另一页）4、可能存在的问题 （1）压力机上安装与调整模具，是一件很重要的工作，它直接影响到冲压的生产。因此安装和调整冲模不但要熟悉压力机和模具的结构性能，而且要严格执行安全操作制度。模具安装的一般注意事项有：检查压力机上的打料装置，将其暂时调整到最高位置，以免在调整压力机闭合高度是被压弯；检查模具的闭合高度与压力机的闭合高度是否合理；检查下模顶杆和上模打料杆是否符合压力机的打料装置的要求；模具安装前应将上下模板和滑板底面的油污擦干净，并检查有无遗物，防止影响正确安装和发生以外事故。（2）冲裁间隙是指冲裁模中凸、凹模刃口尺寸的差值。间隙值对冲裁件质量冲裁力个模具寿命有很大的影响，是冲裁工艺与冲裁模设计中的一个重要的工艺参数。间隙大小合适，则可得到好的断面质量；同时，刃口锐利，也可得到好的断面质量。得到的冲裁件尺寸精度高，即零件的实际尺寸和冲模工作部分的尺寸之间的偏差小。（3）凸、凹模的刃口会有磨损，这样也会影响断面质量，应该及时更换刃口。5、参考文献1陈炎嗣，郭景仪.冲压模具设计与制造技术.北京:北京出版社，1991-04.2胡石玉 龚光容著，模具制造技术南京 东南大学出版社，1997年12月1-53黄毅宏著，模具制造工艺，北京 机械工业出版社，2021年，1-44李发致著，模具先进制造技术，北京机械工业出版社，2021年，1-135高佩福著，实用模具制造技术，第二版，北京 中国轻工业出版社，2021年6万战胜著，冲压工艺及模具设计，北京 中国铁道出版社，1995年7模具实际与制造技术教育丛书编委会编，模具结构设计，机械工业出版社，2021年8王树勋著，模具实用技术设计综合手册，广州 华南理工大学出版社，1995年9李双义，冷冲模具设计，北京清华大学出版社第三篇：云母片冲压工艺及模具设计-说明书云母片冲压工艺及模具设计摘要本文分析了云母片的结构、尺寸、精度和原材料性能，并具体指出了该产品的成型难点；拟定了落料模具冲压工艺方案；详细阐述了排样设计方法和过程，确定了该产品需要落料的排样图；完成了所有必要的工艺计算，包括模具刃口尺寸、各工位冲压力、总的冲压工艺力、压力中心等；概述了模具概要设计方法，系统的阐述了模具主要零部件的结构、尺寸设计及标准零部件的选用。同时阐述了模具的工作过程、各成形动作的协调性并对设备选择和核算进行了较为细致的叙述。关键词：云母片；冲压工艺分析；零件设计；模具设计Mica sheet stamping process and die designABSTRACT This paper analyzes the technical characteristics of the spring hook such as configuration dimension precision and the capability of the raw materials .There are including the difficulties of this production in the molding ,studying out the technics of the progressive die ,making sure the layout project and the die general structure. The progressive die could complete thirteen processes that include punching, blanking, bending and so on .It has finished all needed technical count ,including the knife-edge of the mold, the force of each process , punch technical force of the all process and the stress center of the mold .It summarizes the method of designing this mold .It introduces the design and manufacture of the punch, the die, the stripping device, the pushing device, and the blanking holders in details. And it also expatiates the working process of the die, the coordination about each motion of figurations. Besides it has a section about equipment choosing and proofreading.Key words：mica sheet; analysis of stamping process; parts design; mold design目 录1绪论 . 1 2工艺设计 . 3 2.1零件介绍 . 4 2.2零件工艺性分析 . 4 2.3工艺方案的确定 . 4 3排样设计 . 5 3.1毛坯排样设计 . 5 3.2材料的利用率 . 7 4工艺计算 . 8 4.1冲压工艺力的计算 . 8 4.2冲裁力计算 . 8 5模具总体结构设计 . 11 5.1模具概要设计 . 11 5.2模具零件结构形式确定 . 11 5.2.1定位机构 . 14 5.2.2卸料机构 . 15 5.2.3导向机构。 . 16 6模具零件的设计与计算 . 17 6.1工作零件 . 17 6.1.1冲裁凸、凹模刃口尺寸计算 . 17 6.1.2凸模设计 . 19 6.2定位零件 . 2021.3出料零件 . 2021.3.1卸料零件 . 2021.3.2顶件零件 . 21云母片冲压工艺及模具设计6.4导向零件 . 21 6.5其他零件 . 21 7设备选择 . 24 7.1设备吨位确定 . 24 7.1.1设备类型的选择 . 24 7.1.2设备规格的选择 . 24 7.2设备校核 . 26 7.2.1压力行程 . 25 7.2.2压力机工作台面尺寸 . 25 结 论 . 26 参考文献 . 28 致谢 . 281737544646 1 绪论模具工业是国民经济的基础工业，是工业生产的重要工艺装备。先进国家的模具工业已摆脱从属地位，发展为独立的行业。美国工业界认为：“模具工业是美国工业的基石。”日本工业界认为：“模具工业是其它工业的先行工业，是创造富裕社会的动力。”在德国，模具被冠以“金属加工行业中的帝王”之称。近2021来，美国日本德国等发达国家的模具总产值都已超过机床总产值，世界模具市场总产量已达600650亿美元。冲压技术的最新研究成果与加工方法，以及模具工业的前沿技术及房展方向：高速冲裁，高效精密长寿命模具，激光与等离子数控打孔与剪切，板料激光成形，板材多点成形和单点渐进成形，对向液压拉深，内高压成形与粘性介质压力成形，流动控制成形（FCF加工方法），精冲复合工艺，SPF/DB成形，高速高能成形，数字化冲压成形关键技术，冲压成形有限元数值模拟和优化，快速样品生产，冲压生产自动化和柔性加工系统，冲压制品与模具的远程网络设计与制造，冲模CAD/CAE/CAM/PDM,RP技术与快速模具制造。冲压加工技术应用范围十分广泛，在国民经济各工业部门中，几乎都有冲压加工或冲压产品的生产。冲裁是冲压工艺的最基本工序之一。冲裁是利用模具使板料的一部分沿一定的轮廓形状与另一部分产生分离以获得制件的工序。冲压成形近年来有很多新的发展，在精密冲裁、精密成形、精密剪切、复合材料成形、超塑性成形、软模成形以及电磁成形等方面取得很大的进展。冲压件的成型精度、生产率越来越高，冲压范围越来越广，由平板零件精密冲裁拓宽到精密弯曲、精密拉深及立体精密成形等。计算机辅助工程（CAE）在冲压领域也得到了较好的发展和应用，模具计算机辅助设计辅助制造技术（CADCAM）、板料成形模拟仿真技术（冲压CAE）、快速成形（RPM）等。计算机辅助工程可进行应力应变的分析、排样、毛坯的优化设计及工艺过程的模拟与分析等，实现冲压过程的优化设计。冲压生产主要是利用冲压设备和模具实现对金属材料（板料）的加工过程。所以冲压加工具有如下特点：（1）生产效率高、操作简单、内容实现机械化和自动化，特别适合于成批大量生产；（2）冲压零件表面光滑、尺寸精度稳定，互换性好，成本低廉；（3）在材料消耗不多的情况下，可以获得强度高、刚度大、而重量小的零件；2云母片冲压工艺及模具设计（4）可得到其他加工方法难以加工或无法加工的复杂形状零件。本论文主要以云母片冲压模具设计为主线，云母材料为天然矿因其材料为天然矿制品，具有无污染、绝缘、耐电压性能好和化学稳定性的特点，而且云母片是一种多层结晶体的非金属材料。因云母本身具有独特的耐高温、耐高压及高度的绝缘性能，因此，在电子、仪器仪表等行业应用广泛。故可根据客户需求冲切各种规格的天然云母片。采用云母板制得零件云母片，材料壁厚较薄，零件为异形件，结构虽较为复杂，但只要用适合的冲孔落料就可以获得所要的零件。依据模具的基本组成部分，采取基础和设计技巧相结合，理论与实践相结合，图例与剖析相结合，模具设计与加工工艺相结合的方式，分析云母片的冲压工艺性，提出设计其模具的多种方案，通过比较分析设计出较合理的模具。同时，从模具的加工工艺的角度出发，分析并提供便于加工的模具结构形式，使模具设计和加工更加紧密的结合在一起。本论文在设计时广泛吸收了国内外各个领域成熟的经验和最新的参考资料，并在模具的成型零部件等关键部位采用了国内外的优质模具钢。为了顺应形势发展的需要，在技术上也有一定的创新，使用了计算机辅助设计来绘图，如UG、AUTOCAD等，达到优化设计的目的。毕业设计是按查阅资料、学习、消化、吸收、创新的思路进行的。本论文是关于介绍我在毕业设计中做的一副云母片落料模具的全部设计资料，文中包含了较详细的工艺分析、模具结构设计及冲压机床的选择。整个设计是在老师的辅导下以及和同学的相互探讨下完成，通过这次毕业设计的锻炼，我增加了专业知识，丰富了视野，提高了自主创新的能力。但是，我毕竟是初次接触模具如此具体的设计，再加上知识经验的局限现性，设计内容可能会有一些漏洞和错误，学生的所有不足之处，殷切希望各位尊敬的老师及所有的评委能给予指正和指导，谢谢各位老师。1737544646 2 工艺设计2.1 零件介绍4图2.1 零件尺寸图云母片冲压工艺及模具设计2.2 零件工艺性分析零件尺寸：图中零件未注公差取ST8级，零件的尺寸较小，成形的位置较为紧凑，成形比较简单。零件材料为Q235钢，是普通的碳素结构钢，有一定的塑性，料厚为1mm属薄料，冲压性能良好，零件需要经过一次冲裁，零件的结构比较对称，冲压性能仍然很良好。综上所述，得到结论：零件具有较好的可冲压性。2.3 工艺方案的确定确定工艺方案首先要确定的是冲裁的工序数，冲裁工序的组合以及冲裁工序顺序的安排。冲裁工序一般易确定，关键是确定冲裁工序的组合与冲裁工序顺序。应在工艺分析的基础上制定几种可能的方案，再根据工件的批量、形状、尺寸等方面的因素，全面考虑、综合分析，选取一个较为合理的方案。冲裁工序按工序的组合方式可分为单工序冲裁、复合冲裁和级进冲裁。单工序模是只完成一种工序的冲裁模。如落料、冲孔、切边、剖切等。复合冲裁是在压力机的一次行程中，在模具的同一位置同时完成两个或两个以上的工序；级进冲裁是把一个冲裁件的几个工序，排列成一定顺序，组成级进模，在压力机的一次行程中，模具的不同位置同时完成两个或两个以上的工序，除最初几次冲程外，每次冲程都可以完成一个冲裁件。由零件的工艺分析及图可知：该工件落料一个基本工序：落料，故采用采用单工序模生产。1737544646 3排样设计在进行模具设计时，首先要设计条料排样图，条料排样图的设计是模具设计时的重要依据。模具条料排样图设计的好坏，对模具设计的影响是很大的，排样图设计错误，会导致制造出来的模具无法冲制零件。条料排样图一旦确定，也就确定了被冲制零件各部分在模具中的冲制顺序、模具的工位数、零件的排样方式、模具步距的公称尺寸、条料载体的设计形式等一系列问题。在本模具中，排样设计总的原则是先进行冲切废料，然后拉伸，最后切断，并要考虑模具的强度、刚度，结构的合理性。冲裁件在条料、带料或板料上的布置方法叫排样。排样合理就能用同样的材料冲出更多的零件来，降低材料消耗。大批量生产时，材料费用一般占冲裁件的成本的60%以上。因此，材料的经济利用是一个重要问题,特别对贵重的有色金属。排样的合理与否将影响到材料的经济利用、冲裁质量、生产效率、模具结构与寿命、生产操作方便与安全等。排样的意义就在于保证用最低的材料消耗和最高的劳动生产率得到合格的零件。毛坯在板料上可截取的方位很多，这也就决定了毛坯排样方案的多样性。典型毛坯排样：单排、斜排、对排、无费料排样、多排、混合排。根据此次毕业设计的零件结构特征及材料的利用率，决定采用对排，采用这种毛 坯排样的模具结构的相对简单，模具制造较为方便。1条料搭边值的确定搭边是指排样中相邻两冲裁件之间的余料或冲裁件与条料边缘间的余料。其作用是补偿定位误差和保持条料有一定的强度和刚度，防止由于条料的宽度误差、送进步距误差、送料歪斜等原因而冲裁出残缺的废品，保证送料的顺利进行，从而保证制件的质量。由参考文献3得材料厚度为1mm时，条料长度大于2021，搭边可以取a=2mm，a12mm。2、条料的宽度条料是由板料（或带料）剪裁下料而得，为了保证送料顺利，规定条料宽度B的上级极限偏差为零，下偏差为负值（）。条料在模具上送进时常用导尺导向，使用导尺又分为有侧压导向和无侧压导向两种情况。两种导向情况下的条料宽度计算不同，但目6云母片冲压工艺及模具设计的是一致的，要求既能保证条料的顺利送进，又能保证冲裁件与条料侧边之间有不低于规定的搭边值。条料采用无侧压，可以确定条料与导料销的间隙和条料宽度偏差分别为c10.5mm，0.6mm由参考文献3中公式得00 条料宽度B-=D+2(a+D)+cD1-D (3.1)3、步距冲裁模的步距是确定条料在模具中每送进一次，所需要向前移动的固定距离。步距的精度直接影响到冲件的精度。设计连续模时，要合理的确定步距的基本尺寸和精度。步距的基本尺寸，就是模具中相邻工位的距离。此次毕业设计的条料为单排，步距的基本尺寸等于冲压件的外形轮廓尺寸和两冲压件间的搭边宽度之和，其步距基本尺寸由参考文献3得：h= L + a(3.2) 式中h-冲裁步距图3.1 坯料排样图00 条料宽度B-D=D+2(a+D)+c1-D=45+22+0.6）0.50-0.6 =50.70-0.6mm该零件的步距确定为： h= L + a=35+3=38mm借助UG软件分析可得单个零件的面积为A=1032mm，一个步距的材料利用率为1737544646图3.2 坯料排样图00条料宽度B-D=D+2(a+D)+c1-D=45+22+0.6）0.50-0.6 =50.70-0.6mm 步距hh62.5mm 一个步距的材料利用率为=AhB100=10322/50.762.510065.1由上计算知道方案的材料利用率分别为56.9和67。其中第一种排样方式材料的利用率少于60%，这样原材料没有得到合理的利用。而第二种排样方式虽然需要二次送料，但材料利用率高，为此我们选择方案二的排样方式。1、排样方式的确定根据冲裁件的结构特点，排样方式可选择为：对排，有废料排样。2、送料进距的确定为了节约材料，应合理的选择搭边值。搭边值过小，会使作用在凸模侧表面上的发向应力沿切口分布不均，降低冲裁质量和模具寿命，故必须使搭边的最小宽度大于冲裁时塑性变形区的宽度，一般可以取材料的厚度。若搭边值小于材料的厚度，冲裁时搭边可能被拉断，有时还会被拉入到凸、凹模间隙中，使零件产生毛刺，甚至损坏模具刃口。搭边值的大小与材料的性能、零件的外形及尺寸、材料的厚度、送料及挡料的方式、卸料方式有关。硬材料的搭边值可以小一些，软材料和脆材料的搭边值应大一些。零件尺寸大或有尖突时，搭边值应大一些，厚材料的搭边值取大一些。8云母片冲压工艺及模具设计4工艺计算工艺计算是模具设计的基础，只有正确的计算出各道工序的凸凹模尺寸、冲压力、毛坏尺寸等，才能设计出正确的模具。而且是选用压力机、模具设计以及强度校核的重要依据。为了充分发挥压力机的潜力，避免因超载而损坏压力机，所以计算是非常必要的。工艺计算是选用压力机、模具设计以及强度校核的重要依据。为了充分发挥压力机的潜力，避免因超载而损坏压力机，所以计算是非常必要的。冲裁力是冲裁力、卸料力、推件力和顶料力的总称。冲裁力是凸模与凹模相对运动使工件与板料分离所需要的力，它与材料的厚度、工件的周长、材料的力学性能等参数有关。冲裁力是设计模具、选择压力机的重要参数。计算冲裁力的大小是为了合理的利用冲压设备和设计模具。选用冲压设备的标准冲压压力必须大于所计算的冲裁力，所设计的模具必须能够传递和承受所计算的冲裁力，以适应冲裁的要求。该模具采用弹性卸料和下方出料方式。总冲压力F0由冲裁力F、卸料力F卸和推件力F推组成。若采用复合冲裁模，其冲裁力由落料冲裁力F落料和冲裁力F冲孔两部分组成。冲裁力是冲裁过程中凸模对材料的压力，它是随凸模行程而变化的。通常说的冲裁力是指冲裁力的最大值。平刃冲模的冲裁力可按下式计算：F=KLtsb（4.1）式中 F冲裁力（N）；L零件剪切周长（m m）； t材料厚度（mm）； sb材料抗拉强度（MPa）。K系数,一般取K=1.3。 已知零件材料是Q235,取sb=400Mpa，材料厚度t=1mm,L值由全部冲裁线即冲裁9 零件周长尺寸组成,由于零件是异形件，形状比较复杂，用手工计算零件的周长比较困1737544646 难，借助CAD中“面域、查询面域质量特性”等命令测出该零件的周长为L187.98mm,取L188mm。1）落料、冲裁力。材料Q235铜的抗拉强度可按sb=400MPaF推=nK推F=10.055112.86.2kN 3）力。查表得卸料力系数4）总冲压力F0的确定所以总冲压力F0=F落F推F卸112.8+6.2+5.64134.64kN 冲压力合力的作用点称为冲模压力中心。冲模压力中心应尽可能和模柄的轴线以及和压力机滑块的中心线重合，以使冲模平稳地工作，减少导向机构滑动件之间的磨损，提高运动精度以及模具和压力机的寿命。求合力作用点可转化为求轮廓线的重心。具体的方法如下：(1)按比例画出每个凸模刃口轮廓的位置; (2)建立坐标轴线，分别凸模刃口轮廓的压力中心及坐标位置x1，x2，x3，.，xn和y1，y2，y3，.，yn。(3)分别计算凸模刃口轮廓的冲裁力F1，F2，F3，Fn或每一个凸模刃口轮廓的周长L1，L2，L3，Ln。(4)对平行系，冲裁力的合力等于各力的代数和，即FF1F2F3Fn。 (5)根据力学原理，即可求出压力中心的坐标(x0,y0)。 按下列公式求出冲模压力中心的坐标值（x0,y0）x0=L1x1+L2x2+K+Lnxn（4.2）L1+L2+.+LnL1y1+L2y2+K+Lnyn10云母片冲压工艺及模具设计图4.1 零件轮廓线划分图xn0=L1x1+L2x2+K+LxnL1+L2+.+Ln2788.17/173.8316 y10=Ly1+L2y2+K+LnynL1+L2+.+Ln图4.2 零件压力中心图1737544646 5模具总体结构设计冲压制件的质量，不仅依赖于模具的正确设计，而且在很大程度上取决于模具的制造精度，而模具生产又多为单件小批量生产，这给模具生产带来许多困难，为了获得高质量的冲压制件，冲模制造时，在工艺上要充分考虑模具零件的材料、结构形状、尺寸、精度、工作特性和使用寿命等方面的不同要求。模具是用多个零件按照一定关系装配而成的有机整体，结构是模具的“形”。模具的优劣很大程度上体现在模具结构上，因此落料模具的结构对模具的工作性能、加工性、成本、周期、寿命等起着决定性作用。在此次模具的结构设计大体可以分为两步：第一步根据工序排样的结果确定模具的基本结构框架，确定组成落料模具的主要结构单元及形式，对模具制造和使用提出要求；第二步确定各结构单元的组成零件及零件间的连接关系。结构设计的结果是模具装配图和零件明细表。在结构设计中概要设计是模具结构设计的开始，它以工序排样图为基础，根据产品零件要求，确定落料模具的基本结构框架。结构概要设计包括：（1）模具主要零件凸凹模的设计，计算过程；（2）模具基本结构：定位方式以及导向方式确定;卸料方式以及出件方式确定； （3）模具基本尺寸：模具工作空间尺寸、各个板件的厚度、模具闭合高度； （4）模架基本结构：模架的类型，导柱与导套选配以及模柄类型的选择； （5）压力机的选择：压力机的类型，压力机规格； （6）设备校核：压力机的校核。12云母片冲压工艺及模具设计注：1模柄；2止动销；3凸模；4内六角螺钉；5上模座；6凸模固定板；7橡胶；8卸料板；9凹模；10下模座；11导柱；12导套；13内六角螺钉；14卸料螺钉；15圆柱销；16圆柱销；17挡料销；18垫板5.1 模具整装图凹模外形尺寸应保证有足够的强度和刚度。由于凹模的结构型式不一，受力状态又比较复杂，首先考虑是在冲裁工位所要受到的冲裁力，所以要适当增加凹模厚，一般根据冲裁件尺寸和板料厚度，由文献2凹模的厚度H可按以下经验公式计算H = Kb（15mm）（5.2） 式中K考虑坯料厚度影响的系数；b 冲裁件最大外形尺寸（mm）； 查文献 1 表8-1，得K=0.35； H= 0.3545 mm=14 .6mm15.75mm 考虑到压窝凸模的高度，则H调整为25mm,此凹模用于大批量生产，其厚度要考虑修磨量（56mm），所以凹模厚度H为25 mm。确定凹模周界尺寸LB由文献2可得凹模最小壁厚为1.6mm。1737544646 由文献2可得凹模壁厚（刃口到外边缘的距离）可按下列公式确定C（1.52.0）H （30mm）（5.3） C1.540 mm60 mm 所以 L=160mm ;图5.3 凹模图该模具使用定位销定位夹紧，冲压条料时，销定位挡料销进行导向挡料，由导柱导套导向向下运动，凸模和凹模完成零件的落料工序，弹性元件由于受压反弹，致使得卸料板进行推出材料，制件从下孔掉出，完成整个落料过程。模具主要有模柄、上模座、垫板、凸模固定板、凸模、凹模、卸料板、凸模固定板、螺钉、销钉、下模座、导柱、导套等。落料模具凹模周界长160mm,宽160mm,模具总长250mm，总宽215mm。模具的闭合高度是h40+10+20211+1+16+25+45178mm。凸模固定板用于安装所有凸模、凹模板用于落料。采用螺钉紧固、销钉定位的方式固定。卸料板是一整块，采用四个螺钉固定。为限制被冲材料的进给步距和正确地将工件安放在冲模上完成下一步的冲压工序，必须采用各种形式的定位装置。用于冲模的定位零件有导料销、导料板、挡料销、定位板、导向销、定距侧刃和侧压装置等。定位装置应避免油污、碎屑的干扰并且不与运动14云母片冲压工艺及模具设计图5.2 圆柱销图卸料机构的主要作用是把材料从凸模上卸下，有时也可作压料板用以防止材料变形，并能帮助送料导向和保护凸模等。可分为固定卸料装置、弹压卸料装置和废料切刀。固定卸料板仅起卸料作用时，凸模与卸料板的双边间隙取决于板料厚度，一般在0.20.5mm之间，板料薄时取小值，板料厚时去大值。当固定卸料板兼起导板作用时，一般按H7/h6配合制造，但应保证导板与凸模hi之间间隙小于凸、凹模之间的冲裁间隙，以保证凸、凹模的正确配合。固定卸料板的卸料力不大，卸料可靠。因此，当冲裁板料较厚（大于0.5mm）、卸料力较大、平直度要求不很高的冲裁件时，一般采用固定卸料装置。弹压卸料装置既起卸料作用又起压料作用，所得冲裁质量较好，平直度较高。因此质量要求较高的冲裁件或薄板宜用弹压卸料装置。废料切刀是在冲压过程中将废料切断成数块，避免卡箍在凸模上，切刀夹角一般为7880度。主要用于小型模具和切断薄废料以及大型模具和切断厚废料。在本次模具设计中采用弹压卸料板，弹性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,卸料板的尺寸取16016020211737544646图5.3 卸料板图图5.4 滑动导柱、导套16云母片冲压工艺及模具设计6模具零件的设计与计算6.1.1冲裁凸、凹模刃口尺寸计算1、冲裁凸、凹模刃口尺寸计算原则计算冲裁凸、凹模刃口的依据为：冲裁变形规律，即落料件尺寸与凹模刃口尺寸相等，尺寸与凸模刃口尺寸相同。零件的尺寸精度。合理的间隙值。磨损规律，如圆形凹模尺寸磨损后变大，