说明书

辽宁工程技术大学毕业设计（论文）

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。

上述两类工序，按基本变形方式不同又可分为冲裁、弯曲、拉深和成形四种基本工

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序，每种基本工序还包含有多种单一工序。

在实际生产中，当冲压件的生产批量较大、尺寸较少而公差要求较小时，若用分散的单一工序来冲压是不经济甚至难于达到要求。这时在工艺上多采用集中的方案，即把两种或两种以上的单一工序集中在一副模具内完成，称为组合的方法不同，又可将其分为复合-级进和复合-级进三种组合方式。

复合冲压——在压力机的一次工作行程中，在模具的同一工位上同时完成两种或两种以上不同单一工序的一种组合方法式。

级进冲压——在压力机上的一次工作行程中，按照一定的顺序在同一模具的不同工位上完成两种或两种以上不同单一工序的一种组合方式。 复合-级进——在一副冲模上包含复合和级进两种方式的组合工序。

冲模的结构类型也很多。通常按工序性质可分为冲裁模、弯曲模、拉深模和成形模等；按工序的组合方式可分为单工序模、复合模和级进模等。但不论何种类型的冲模，都可看成是由上模和下模两部分

组成，上模被固定在压力机工作台或垫板上，是冲模的固定部分。工作时，坯料在下模面上通过定位零件定位，压力机滑块带动上模下压，在模具工作零件（即凸模、凹模）的作用下坯料便产生分离或塑性变形，从而获得所需形状与尺寸的冲件。上模回升时，模具的卸料与出件装置将冲件或废料从凸、凹模上卸下或推、顶出来，以便进行下一次冲压循环。

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1 零件的工艺分析

工件尺寸如下图所示：

图1-1工件尺寸

Fig.1-1 Workpiece size

由图1-1分析知：材料为10#钢，具有良好的塑性、焊接性以及压力加工性，

主要用于制作冲击件、紧固件，如垫片、垫圈等。适合冲裁加工。

工件结构形状相对简单，有四个圆孔和两边弯曲。孔与边缘之间的距离满足要求，料厚为2.0mm满足许用壁厚要求（孔与孔之间、孔与边缘之间的壁厚），可以冲裁加工。工件展开图结构如尺寸如下，展开图的尺寸由公式L=l1+l2+l3+0.6t （1-1） （一次同事弯曲两个角）

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图1-2 零件展开图 Fig.1-2 Parts graph

根据零件图上所注尺寸，工件要求不高，尺寸精度要求较低，采用IT12级精度，普通冲裁完全可以满足要求。

根据以上分析：该零件冲裁工艺性较好，综合评比适宜冲裁弯曲加工。

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2 模具结构确定

方案一：先落料，再冲孔，后弯曲，单工序模生产。

方案二：冲孔-冲废料-弯曲-落料级进模生产。

表2-1 各类模具结构及特点比较

Tab.2-1 All kinds of die structure and characteristics of the comparison

模具种类比较项目

零件公差等级

单工序模

（无导向）（有导向）

低 尺寸不受限

零件特点

制厚度不受限制

一般 中小型尺寸厚度较厚

级进模 可达IT13～IT10级 小零件厚度0.2～6mm可加工复杂零件，如宽度极小的异形件

零件平面度 低 一般

中小型件不平直，高质量制件需较平

工序间自动送料，可以自动排除制件，生产效率高

比较安全

生产效率 低 较低

安全性 模具制造工作量和成

本

不安全，需采取安全措施

低 比无导向的稍高 冲裁简单的零件时，比复合模低

适用场合

料厚精度要求低的小批量冲件的生产

大批量小型冲压件的生产

根据分析结合表分析：

方案一模具结构简单，制造周期短，制造简单，但需要两副模具，成本高而生产效率低，难以满足大批量生产的要求。

方案二只需一副模具，生产效率高，操作方便，精度也能满足要求。 通过对上述两种方案的分析比较，该工件的冲压生产采用方案二为佳。

级进模是指在条料的送料方向上，具有两个以上的工位，并在压力机的一次行

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程中，在不同的工位上同时完成两道或两道以上的冲压工序的冲模。级进模的定距方式有两种：挡料销定距和侧刃定距。

本模具采用侧刃定距。侧刃代替了挡料销控制条料送进距离（步距），侧刃是特殊功用的凸模，其作用是在压力机每次冲压行程中，沿条料边缘切下一块长度等于送料近距的料边。在条料送进过程中，切下的缺口向前送进被侧刃挡块挡住，送进的距离即等于步距。

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3 模具总体设计

3.1 模具类型的选择

由冲压工艺分析可知，采用级进模方式冲压，所以模具类型为级进模。 零件的生产批量为大量，但合理安排生产可用手动送料方式，既能满足生产要求，又可以降低生产成本，提高经济效益。

3.2 卸料、出件方式

1 卸料方式

刚性卸料与弹性卸料的比较：

刚性卸料是采用固定卸料板结构。常用于较硬、较厚且精度要求不高的工件冲裁后卸料。当卸料板只起卸料作用时与凸模的间隙随材料厚度的增加而增大，单边间隙取（0.2～0.5）t。当固定卸料板还要起到对凸模的导向作用时卸料板与 凸模的配合间隙应该小于冲裁间隙。此时要求凸模卸料时不能完全脱离卸料板。主要用于卸料力较大、材料厚度大于2.0mm且模具结构为倒装的场合。

弹压卸料板具有卸料和压料的双重作用，主要用于料厚小于或等于2mm的板料由于有压料作用，冲件比较平整。卸料板与凸模之间的单边间隙选择（0.1～0.2）t,若弹压卸料板还要起对凸模导向作用时，二者的配合间隙应小于冲裁间隙。常用

作落料模、冲孔模、正装复合模的卸料装置。

工件平直度较高，料厚为2.0mm相对较薄，卸料力不大，由于弹压卸料模具比刚性卸料模具方便，操作者可以看见条料在模具中的送进动态，且弹性卸料板对工件施加的是柔性力，不会损伤工件表面，故可采用弹性卸料。 2 出件方式

因采用级进模生产，故采用向下落料出件。

3.3 确定送料方式

因选用的冲压设备为开式压力机且垂直于送料方向的凹模宽度B小于送料方向的凹模长度L故采用横向送料方式，即由右向左（或由左向右）送料。

3.4 确定导向方式

方案一：采用对角导柱模架。由于导柱安装在模具压力中心对称的对角线上，

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所以上模座在导柱上滑动平稳。常用于横向送料级进模或纵向送料的落料模、复合模。

方案二：采用后侧导柱模架。由于前面和左、右不受限制，送料和操作比较方便。因为导柱安装在后侧，工作时，偏心距会造成导套导柱单边磨损，严重影响模具使用寿命，且不能使用浮动模柄。

方案三：四导柱模架。具有导向平稳、导向准确可靠、刚性好等优点。常用于冲压件尺寸较大或精度要求较高的冲压零件，以及大量生产用的自动冲压模架。

方案四：中间导柱模架。导柱安装在模具的对称线上，导向平稳、准确。但只能一个方向送料。

根据以上方案比较并结合模具结构形式和送料方式，为提高模具寿命和工件质量，该级进模采用四角导柱模架导向方式，即方案三最佳。

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4 模具设计计算

4.1 排样、计算条料宽度、确定步距、材料利用率

4.1.1 排样方式的选择

方案一：有废料排样 沿冲件外形冲裁，在冲件周边都留有搭边。冲件尺寸完全由冲模来保证，因此冲件精度高，模具寿命高，但材料利用率低。

方案二：少废料排样 因受剪切条料和定位误差的影响，冲件质量差，模具寿命较方案一低，但材料利用率稍高，冲模结构简单。

方案三：无废料排样 冲件的质量和模具寿命更低一些，但材料利用率最高。 通过上述三种方案的分析比较，综合考虑模具寿命和冲件质量，该冲件的排样方式选择方案一为佳。考虑模具结构和制造成本有废料排样的具体形式选择直排最佳。

4.1.2 计算条料宽度,导料板间距离

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。搭边过大，浪费材料。搭边过小，冲裁时容易翘曲或被拉断，不仅会增大冲件毛刺，有时还有拉入凸、凹模间隙中损坏模具刃口，降低模具寿命。 搭边值通常由表4-1所列搭边值和侧搭边值确定。

根据零件形状，并采用级进模，为了保证传料的平稳和冲裁的精度，我们取的数据比表4-1工件之间的值要大一写，搭边值a1=5.0mm, 工件与侧边之间搭边值a=7.0mm, 条料是有板料裁剪下料而得，为保证送料顺利，规定其上偏差为零，下偏差为负值—△

B0△=（Lmax＋2a＋2b1）0△ （4-1）

式中 Lmax—条料宽度方向冲裁件的最大尺寸；

a---冲裁件之间的搭边值；

b1---侧刃冲切得料边定距宽度；（其值查表4-3）可得△=2.0mm。 △—板料剪裁下的偏差；（其值查表4-2）可得△=0.9mm。

B0△=111.2＋2×7.0+2×2.0 =129.20-0.90mm

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故条料宽度为129.2,mm。

A=B+y （4-2） 式中 B--调料宽度；

y--冲切后的调料宽度与导料板间的间隙；（其值查表4-3）可得y=0.15mm。

A=129.2+0.15=129.35mm 故导料板间距离为129.35mm。

表4-1 最小搭边值 Tab.4-1 Minimum length on value

材料厚度t（mm)

工件间a1

0.25 0.25～0.5

1.8 1.2

侧边 a 工件间a1 2.0 1.5

2.2 1.8

侧边a 2.5 2.0

工件间a1 2.8 2.2

侧边 a 3.0 2.5

圆件及类似圆形制件

矩形或类似矩形制件

长度≤50

矩形或类似矩形制件长度＞50

0.5～0.8 0.8～1.2 1.2～1.6

1.0 0.8

1.2 1.0 1.2

1.5 1.2 1.5

1.8 1.5 1.8

1.8 1.5 1.8

2.0 1.8 2.0

1.6～2.0 1.2 1.5 1.8 2.5 2.0 2.2

2.0～2.5

1.5 1.8 2.0 2.2 2.2 2.5

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表4-2 条料宽度偏差△（mm）

Tab.4-2 Strip width deviation 条料宽度B(mm)

～50 50～100 100～150 150～220

表4-3 侧刃冲切得料边定距宽度b1 ，y（mm） Tab.4-3 Side edge cutting width is expected to edge distance

条料厚度t(mm) ～1.5 1.5～2.5 2.5～3

金属材料 1.5 2.0 2.5

条料宽度b(mm)

非金属材料

2.0 3.0 4.0

y 0.10 0.15 0.20

材料厚度t(mm)

～1 0.4 0.5 0.6 0.7

1～2 0.5 0.6 0.7 0.8

2～3 0.7 0.8 0.9 1.0

3～5 0.9 1.0 1.1 1.2

4.1.3 确定步距

送料步距S：条料在模具上每次送进的距离称为送料步距，每个步距可冲一个或多个零件。进距与排样方式有关，是决定侧刃长度的依据。条料宽度的确定与模具的结构有关。

进距确定的原则是，最小条料宽度要保证冲裁时工件周边有足够的搭边值；最大条料宽度能在冲裁时顺利的在导料板之间送进条料，并有一定的间隙。

级进模送料步距S

S=Dmax+a1 （4-3） Dmax零件横向最大尺寸，a1搭边

S＝30.0＋5.0 ＝35.0mm

排样图如图4-1所示。

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图4-1 排样图 Fig.4-1 Layout diagram

4.1.4 计算材料利用率

冲裁件的实际面积与所用板料面积的百分比叫材料的利用率，它是衡量合理利用材料的重要指标。

一个步距内的材料利用率

η＝Ａ/BS×100% （4-4）

式中 A—一个步距内冲裁件的实际面积；

B—条料宽度； S—步距；

由此可之，η值越大，材料的利用率就越高，废料越少。废料分为工艺废料和结构废料，结构废料是由本身形状决定的，一般是固定不变的，工艺废料的多少决定于搭边和余量的大小，也决定于排样的形式和冲压方式。因此，要提高材料利用率，就要合理排样，减少工艺废料。

排样合理与否不但影响材料的经济和利用，还影响到制件的质量、模具的的结构和寿命、制件的生产率和模具的成本等指标。因此，排样时应考虑如下原则： 1）、提高材料利用率（不影响制件使用性能的前提下，还可以适当改变制件的形状）。 2) 、排样方法使应操作方便，劳动强度小且安全。 3) 、 模具结构简单、寿命高。

4) 、保证制件质量和制件对板料纤维方向的要求。

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一个步距内冲裁件的实际面积由计算工件得

A=111.2×30-4×??22.71?27.71??7?0.5?=2630.12mm2

所以一个步距内的材料利用率

Η=A／BS×100% （4-5）

=2630.12／（35×129.2）×100%

=58.1%

4.2 冲压力的计算

4.2.1 冲裁力F冲

冲裁力是冲裁过程中凸模对板料施加的压力，它是随凸模进入材料的深度（凸模行程）而变化的，通常说的冲裁力是指冲裁力的最大值，它是选用压力机和设计模具的重要依据之一。

查《冷冲模设计》第54页，冲裁力F冲公式为

F冲=KLtτ (4-6) 式中 F冲—冲裁力（N）； L—冲裁周边长度(mm)； t—材料厚度(mm)； τ—材料的抗剪强度（MPa） K—系数，常取K=1.3；

这里L=2π×（8+12）+2×（7+8+22.7+7+20+2.5）×2+12×2 +（35+4）×2=496.4mm t=2.0mm 取τ=300MPa

于是F冲=1.3×496.4×2.0×300/1000 =368.2（KN）

4.2.2 折弯力F弯

弯曲力受材料力学性能，零件形状与尺寸、弯曲方式、模具结构形状等多种因素的影响，很难用理论分析方法进行准确计算。因此，在生产中均采用经验公式估算弯曲力，所计算的弯曲力均指弯曲过程中可能出现的最大弯曲力数值，以便用于

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选择压力机。

查《冲压模具设计和加工计算》第120页， 一般形状的弯曲力P:

P=0.25σbtB/1000 (4-7) 式中 P--弯曲力，kN;

σb——材料的抗拉强度,MPa; t--材料厚度，mm； B--弯曲线长度，mm； σb=350MP t=2.0mm B=32mm

故弯曲力P=0.25×350×2×32÷1000=5.6kN.

4.2.3 卸料力F 卸

在冲裁结束时，由于材料额弹性回复及摩擦的存在，将使冲落部分的材料梗塞在凹模内，而冲裁剩下的材料则紧箍在凸模上。为使冲裁工作继续进行，必须将箍在凸模上的料卸下，从凸模上卸下的箍着的料所需的力叫卸料力。查《冷冲模设计》表3-8卸料力系数 取K卸 =0.04

F卸 = K卸 . F冲 (4-8)

=0.04×368.2 =15.49（KN） F冲--冲裁力，mm； K卸--卸料力系数；

4.2.4 总冲压力F总

F总=F冲+F卸+P (4-9)

=368.2+15.5+5.6 =390.3（KN）

根据总压力初步选压力：机曲柄压力机J23-40

4.3 计算压力中心

模具压力中心是指冲压时诸冲压力合力的作用点位置。为了确保压力机和模具

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正常工作，应使模具的压力中心与压力机滑块的中心相重合，否则，会使冲模和力机滑块产生偏心载荷，使滑块和导轨之间产生过大的摩擦，模具导向零件加速磨损，降低模具和压力机的使用寿命。冲模的压力中心，可以按下述原则来确定： 1）.对称形状的单个冲裁件，冲模的压力中心就是冲裁件的几何中心。

2）.工件形状相同且分布位置对称时，冲模的压力中心与零件的对称中心相重合。 3）.形状复杂的零件、多孔冲模、级进模的压力中心可以用解析计算法求出冲模压力中心。

X0=（F1x1＋F2x2＋?Fnxn）/(F1＋F2＋?Fn) （4-10）

Y0=（F1y1＋F2y2＋??Fnyn ）/（F1＋F2＋?＋Fn） （4-11） 由于零件交工部分对称所以y在凹模中间处，就以凹模最左端中间建立坐标系原点如图4-2

图4-2 坐标图 Fig.4-2 The coordinate figure

X0=（54x18.7+5.6x106.5+209.7x159+39.2x211.5+58.8x246.5+60.8x246.5）/390.3=180

所以压力中心坐标（180,0）.

4.4 模具刃口尺寸的计算

4.4.1 冲裁刃口尺寸

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式中 lmax--允许的凸模最大自由长度，mm； P--冲裁力，N;

J--凸模最小横断的惯性矩，mm4。

这里 P=105000N J=7830.56 mm4 （查《冲压模具设计和加工计算》的常用截面形状最小惯性矩表4-11） lmax=35mm 故lmax≦1037mm

即凸模压应力和弯曲应力都符合要求。

图5-4 切料凸模 Fig.5-4 Blanking punch

带入公式5-3 5-4得

这里P=18720N ?P=1500MPa Fmin=60mm2 故F2min≥12.48mm

这里P=18720N J=125mm4 lmax=35mm 故lmax≦98.19mm

即凸模压应力和弯曲应力都符合要求。 4.弯曲凸模校核

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图5-5 弯曲凸模 Fig.5-5 The bending punch

带入公式5-3 5-4得

这里 P=5600N ?P=1500MPa Fmin=440mm2 故Fmin≥3.73mm2

这里P=5600N J=14666.67mm4 lmax=35mm 故lmax≦1944.69mm

即凸模压应力和弯曲应力都符合要求。

5.1.2 凹模

确定凹模外形尺寸的方法有多种，通常都是根据零件的材料厚度和排样图所确定的凹模型孔壁间最大距离为依据，来求凹模的外形尺寸。

凹模的刃口形式，考虑到本例生产批量较大，所以采用刃口强度较高的凹模，故采用阶梯形直壁式。

凹模的外形一般有矩形与圆形两种，凹模的外形尺寸应保证凹模有足够的强度与刚度，凹模的厚度还应考虑修模量。凹模的外形尺寸一般根据冲材料的厚度和冲裁件的最大外形尺寸来确定。

查《冷冲模设计》，第101页，凹模厚度和壁厚公式为

凹模厚度 H=Kb(≥15mm) (5-5) 式中 K—系数，考虑板料厚度的影响

b—冲裁件的最大外形尺寸

凹模壁厚 C=(1.5～2)H(≥30～40mm) (5-6)

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查《冷冲模设计》，表5-1 系数K值

因 b=245mm 取K=0.12～0.18 故 H=0.12×245～0.18×245 =29.4mm ～45mm C=1.5×45～2×45

=67.5mm ～90mm 最后取H=45mm，实际取值要比理论大些。 凹模形状简图如图5-6

图5-6 凹模形状

Fig.5-6 Die shape

落料凹模采用整体凹模，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。其外形尺寸按相关公式

凹模整体轮廓尺寸L×B×H=360mm×190mm×45mm

表5-1 凹模厚度系数K Tab.5-1 Die thickness coefficient K

S/mm ≤50

材料厚度t/mm

≤1 0.30～0.40

＞1～3 0.35～0.50

＞3～6 0.45～0.60

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＞50～100 ＞100～200

＞200

0.20～0.30 0.15～0.20 0.10～0.15

0.22～0.35 0.18～0.22 0.12～0.18

0.30～0.45 0.22～0.30 0.15～0.22

5.2 模柄的设计

查《中国模具设计大典》第3卷，表22.5-24压入式模柄（JB/T7646.1-1994） 选择B型，因为初选曲柄压力机J23-40主要技术参数模柄孔是Φ50×70. 材料：Q235

热处理硬度：43～48HRC 模柄简图如图5-7

图5-7 模柄 Fig.5-7 Die shank

5.3 垫板的设计

查《中国模具设计大典》第3卷，表22.5-20方形垫板

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L=283mm，B=190mm，厚度H=11.0mm 材料：45 热处理硬度43～48HRC

5.4 定位零件的设计

5.4.1 侧刃设计

侧刃是一切去条料旁侧少量材料来限定送料进距。用侧刃定位可以显著提高生产率，并保证较高的定位精度，而且有利于冲床自动化。侧刃一般用于级进模冲制窄长形工件或薄料冲裁。查《冲压工艺及磨具设计》第59页，侧刃的断面形状选a长方形侧刃。侧刃的长度 L=步距+0.05 （5-7） L=35+0.05=35.05mm

侧刃的断面宽度用5mm，侧刃的固定用压配合固定，侧刃的数量2个 材料：45

热处理硬度：43～48HRC

5.4.2 导正销的设计

导正销主要用于级进模中，以保证冲压件内孔与外形相对位置的精度。它装在第二工位以后的凸模上，冲裁时它先插进已充好的孔中，使孔与外形的相对位置精准。这就消了，送料步距的误差，起精确定位作用。

查《冲压工艺及磨具设计》第60页的表2-34.因为孔经12mm，所以选压入式导正销 导正销的基本尺寸： d?dT?a （5-8） 式中 d--导正销的基本尺寸，mm； dT--冲孔凸模直径，mm；

a-- 导正销与冲孔凸模直径的差值，见表2.9.9. 这里 dT=12mm a=0.08mm 所以d=12-0.08=11.92mm

导正销导正部分的高度 h=（0.8～1.2）t （5-9） 所以定h=t=2mm

导正销导正部分的直径与导正孔之间的配合取H7/h6. 材料：45

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热处理硬度：43～48HRC 导正销简图如图5-8

图5-8 导正销 Fig.5-8 The guide is pin

5.4.3 圆柱销的设计

1. 上圆柱销的设计

查《中国模具设计大典》第3卷，表22.6-12淬硬钢和奥氏体不锈钢圆柱销（GB/T199.2-2000）

上圆柱销公称直径d=8mm，公差为m6，公称长度l=70 mm 材料：45，普通淬火，表面氧化处理 上圆柱销简图如图5-9

图5-9 上圆柱销

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辽宁工程技术大学毕业设计（论文） Fig.5-9 The cylindrical pin

2.下圆柱销的设计

查《中国模具设计大典》第3卷，表22.6-12 淬硬钢和奥氏体不锈钢圆柱销（GB/T199.2-2000）

下圆柱销公称直径d=8mm，公差为m6，公称长度l=60 mm 材料：45，普通淬火，表面氧化处理 下圆柱销简图如图5-10

图5-10 下圆柱销 Fig.5-10 The cylindrical pin

5.5 弹压卸料板的设计

5.5.1 卸料版的设计

查《冲压模具设计与实例精选》第59页.

卸料板的外形尺寸与凹模外形尺寸可以一致或者基本一致，厚度必须小于凹模的厚度，但是必须大于15mm，由设计者自行决定。所以选H=16mm。所以B×L×H=190mm×283mm×16mm

5.5.2 橡胶的选用及计算

橡胶一般是指模具用聚氨酯树胶或者其他新品种橡胶或合成橡胶胶。聚氨酯橡

胶具有高的强度，高弹性，高耐磨性和已与机械加工的特性。

1）确定橡胶的自由高度H自

查《冲压模具设计与实例精选》第64页，

H自? （5-10） （3.5~4）?（H行程?6~11） H行程?t? （5-11） （1~3） 27

刘德洋：挡块级进模设计

式中 t--冲裁件厚度，mm； H自--橡胶的自由高度，mm。

H行程=2+1=3mm H自=3.5×?3?7?=35mm

2）确定橡胶的横截面积A

查《冲压模具设计与实例精选》第64页，

A?F总/F （5-12） q式中 F卸--冲裁磨具中的卸料力，F总?1.5F卸，N. A--橡胶垫的横截面积；

Fq--橡胶在一定压缩率情况下产生的力，N/mm2. 查《冲压模具设计与实例精选》的表2-19

F2q=1.1N/mm.

F总?1.5?15490=23235mm2 A≥23235/1.1=21122.73mm2 3) 校核橡胶垫的自由高度H自

查《冲压模具设计与实例精选》第64页，

0.5?H自/D?1.5 (5-13) 式中 H自--橡胶垫的自由高度，mm； D--橡胶垫的直径，mm。

H自/D=35/30=1.17合格

5.6 凸模固定板的设计

查《冲压工艺及模具设计》第71页

凸模固定板一般有圆形和矩形两种，其厚度可按下面经验公式计算： H?(0.6~0.8)H凹 式中 H凹--凹模厚度，mm。

H=20~27mm 取H=20mm

（5-14） 28

辽宁工程技术大学毕业设计（论文）

5.7 模架以及其他零部件的选用

查《模具设计大典》得

上模座 JB/T7185.4 L×B×H=475mm×275mm×40mm 下模座 JB/T7184.4 L×B×H=475mm×275mm×50mm 导柱 JB/T7187.1 D×L=21mm×200mm 导套 JB/T7187.3 D×L=21mm×74mm 模具的闭合高度：

H闭?H下模座?H垫板?H凸模固定板?H橡胶?H卸料板?H凹模?H下模座=220mm 所以模具的闭合高度为220mm。

5-15）29

（刘德洋：挡块级进模设计

6 校核模具闭合高度及压力机有关参数

6.1 校核模具闭合高度

模具闭合高度H应该满足

Hmin＋10≤H≤Hmax－5 （6-1） 式中 Hmax—压力机最大闭合高度； Hmin—压力机最小闭合高度. 根据拟选压力机J23—40，查开式压力机参数表得：

Hmax＝235mm, Hmin＝170mm,H=220mm 将以上数据带入公式6-1，得170mm＜H＜235mm

经计算该模具闭合高度H=220mm，在模架下可以使用满足要求。

6.2 冲压设备的选定

通过较核，选择开式曲柄式压力机J23—40能满足使用要求。其主要技术参数如下： 公称压力：400kN 滑块行程：80mm 行程次数：45次/min 最大封闭高度：235mm 最小闭合高度：170mm 工作台尺寸：260?720mm 模柄尺寸：?50×70

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辽宁工程技术大学毕业设计（论文）

7 设计并绘制模具总装图

按已确定的模具形式及参数，从冷冲模标准中选取标准件。绘制模具装配图见图8-1

图8-1 总装图

Fig.2-1 Final assembly diagram

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刘德洋：挡块级进模设计

8 结论

目前，我国冲压技术与工业发达国家相比还相当落后，主要原因是我国在冲压基础理论及成形工艺，模具标准化，模具设计，模具制造工艺及设备等方面与工业发达国家尚有相当大的差距，导致我国在模具寿命，效率，加工精度，生产周期等方面与发达国家有相当大的差距。

本次毕业设计让我系统地巩固了大学的学习课程，通过毕业设计使我更加了解到模具加工在实际生产中的重要地位。

历时两个月，系统地巩固了如：《塑料模具与冲压模具》、《机械制图》、《模具加工工艺》等许多课程。从分析零件图到模具的设计与装配图的绘制。

在这次毕业设计中通过参考、查阅各种有关模具方面的资料。我的设计是挡块级进模设计，主要工步是冲孔，冲孔，切料，切料，弯曲，切料。零件工艺分析，模具结构确定，模具类型的选择，卸料，出件方式，送料方式，导向方式，模具排样的计算，冲压力的计算，，计算压力中心，凸凹模刃口尺寸的计算，树妖零部件的设计，工作零部件的设会，模柄设计，垫板设计，定位零件设计，弹压卸料版设计，标准模架的选择，最后校核闭合高度，选择压力机，绘制模具总图

总之，本次毕业设计，是我认真的结果，也是我架起“工作”的关键一步，验了我大学学习的成果，文中上述所有内容主要是在讲述模具设计的整个过程，利用对零件图形的工艺性分析，设计出适合加工零件的模具，以达到生产要求，提高生产效率，零件的冲裁工艺性分析、模具结构的确定是模具设计的重要内容，只要合理就可以保证其加工精度及其各项指标要求。

通过这次模具设计及编制其说明书，增加了不少专业方面的知识，提高了动脑、动手的能力。只实践也理论相结合才能达到规定的各项性能指标。

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辽宁工程技术大学毕业设计（论文）

致谢

本设计在导师滑有录的悉心指导和严格要求下业已完成，从课题选择、方案论证到具体设计和调试，无不凝聚着李普导师的心血和汗水，在四年的本科学习和生活期间，也始终感受着导师的精心指导和无私的关怀，我受益匪浅。在此向导师表示深深的感谢和崇高的敬意。

本设计的完成也凝聚了岳立新老师的辛勤汗水，是她无私的帮助和支持，才使我的毕业论文工作顺利完成，在此向老师表示由衷的谢意。在论文的完成过程当中，同时得到了很多老师的的热情帮助，一并表示深深地感谢!--

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刘德洋：挡块级进模设计

参考文献

[1]王孝培主编. 冲压手册[M]. 北京:机械工业出版社，1990、20-22

[2]姜奎华主编. 冲压工艺与模具设计[M]. 北京:机械工业出版社，1997、 60-62 [3]冲模设计手册编写组. 冲模设计手册[M]. 北京:机械工业出版社，1998、150-154

[4]钣金冲压工艺手册编委会编著. 钣金冲压工艺手册[M]. 北京:国防工业出版社，1989、167-172[5]冲压工艺及模具设计编写委员会. 冲压工艺及模具设计[M]. 北京:国防工业出版社，1993、54-55

[6]候义馨. 冲压工艺及模具设计[M]. 北京:兵器工业出版社，1994、 62-65 [7]卢险峰. 冲压工艺模具学[M]. 北京:机械工业出版社，1999、 44-46 [8]胡亚民. 材料成形技术基础[M]. 重庆:重庆大学出版社，2000、15-17

[9]刘湘云. 邹金统主编. 冷冲压工艺及模具设计[M]. 北京:航空工业出版社，1994、16-17 [10]陈尖嗣. 郭景仪主编. 冲压模具设计与制造技术[M]. 北京:北京出版社，1991、 62-65 [11]张鼎承主编. 冲压机械化与自动化[M]. 北京:机械工业出版社，1982、92-95 [12]张毅主编. 现代冲压技术[M]. 北京:国防工业出版社，1994、102-105 [13]许发樾主编. 模具标准应用手册[M]. 北京:机械工业出版社，1994、164-166

[14]Tomesani. L.Analy of a tension-driven[M]. outsidein tube inversion Jouranl of Material Processing Technology, Vol.64,1997,pp.397-386

[15]郭成等. 冲压件废次品的生产与防止200例[M]. 北京:机械工业出版社，120-122 [16]Pearce. R.Sheet Matal Forming[M]. Bristol、philadelphia:Adam hilger, c1991 [17]Liescu,constantin. Cold-pressing technology/constantin iliescu[M]. ---Amsterdam:Elsevior,1990 22-25

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辽宁工程技术大学毕业设计（论文）

设计总结

本次毕业设计让我系统地巩固了大学的学习课程，通过毕业设计使我更加了解到模具加工在实际生产中的重要地位。

历时两个月，系统地巩固了如：《塑料模具与冲压模具》、《机械制图》、《模具加工工艺》等许多课程。从分析零件图到模具的设计与装配图的绘制，在指导老师的带领下，每一个环节都是我自己设计制作的。

在这次毕业设计中通过参考、查阅各种有关模具方面的资料，特别是模具在实际中可能遇到的具体问题，使我在这短暂的时间里，对模具的认识有了一个质的飞跃。使我对冲压模具设计的整个过程，主要零件的设计，主要工艺参数的计算，模具的总体结构设计及零部件的设计等都有了进一步的理解和掌握。模具在当今社会生活中运用得非常广泛，掌握模具的设计方法对我们以后的工作和发展有着十分重要的意义。

总之，本次毕业设计，是我认真的结果，也是我架起“工作”的关键一步，验了我大学学习的成果，文中上述所有内容主要是在讲述模具设计的整个过程，利用对零件图形的工艺性分析，设计出适合加工零件的模具，以达到生产要求，提高生产效率，零件的冲裁工艺性分析、模具结构的确定是模具设计的重要内容，只要合理就可以保证其加工精度及其各项指标要求。

通过这次模具设计及编制其说明书，增加了不少专业方面的知识，提高了动脑、动手的能力。只实践也理论相结合才能达到规定的各项性能指标。

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刘德洋：挡块级进模设计

目 录

绪 论 ........................................................................................................................... 错误！未定义书签。 第1章 工艺分析 ...........................................................................................................................................3 第2章 模具结构确定 ...................................................................................................................................4 第3章 模具总体设计 ...................................................................................................................................7 3.1 模具类型的选择 .................................................................................................................................7 3.2 卸料、出件方式 .................................................................................................................................7 3.3 确定送料方式 .....................................................................................................................................7 3.4 确定导向方式 .....................................................................................................................................7 第4章 模具设计计算 ...................................................................................................................................8 4.1 排样、计算条料宽度、确定步距、材料利用率 ..............................................................................9 4.2 冲压力的计算 ................................................................................................................................... 13 4.3 计算压力中心 ................................................................................................................................... 14 4.4 模具刃口尺寸的计算 ........................................................................................................................ 15 第5章 主要零部件设计 ............................................................................................................................. 18 5.1 工作零部件的结构设计 ................................................................................................................... 18 5.2模柄的设计 ........................................................................................................................................ 24 5.3垫板的设计 ........................................................................................................................................ 24 5.4定位零件的设计 ................................................................................................................................ 25 5.5 卸料板的设计 ................................................................................................................................... 27 5.6 模架以及其他零部件的选用 ........................................................................................................... 29 第6章 校核模具闭合高度及压力机有关参数 ......................................................................................... 30 6.1 校核模具闭合高度 ........................................................................................................................... 30 6.2 冲压设备的选定 ............................................................................................................................... 30 第7章 设计并绘制模具总装图 ................................................................................................................. 31 参考文献 ....................................................................................................................................................... 33 设计总结 ....................................................................................................................................................... 35

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刘德洋：挡块级进模设计

目 录

绪 论 ........................................................................................................................... 错误！未定义书签。 第1章 工艺分析 ...........................................................................................................................................3 第2章 模具结构确定 ...................................................................................................................................4 第3章 模具总体设计 ...................................................................................................................................7 3.1 模具类型的选择 .................................................................................................................................7 3.2 卸料、出件方式 .................................................................................................................................7 3.3 确定送料方式 .....................................................................................................................................7 3.4 确定导向方式 .....................................................................................................................................7 第4章 模具设计计算 ...................................................................................................................................8 4.1 排样、计算条料宽度、确定步距、材料利用率 ..............................................................................9 4.2 冲压力的计算 ................................................................................................................................... 13 4.3 计算压力中心 ................................................................................................................................... 14 4.4 模具刃口尺寸的计算 ........................................................................................................................ 15 第5章 主要零部件设计 ............................................................................................................................. 18 5.1 工作零部件的结构设计 ................................................................................................................... 18 5.2模柄的设计 ........................................................................................................................................ 24 5.3垫板的设计 ........................................................................................................................................ 24 5.4定位零件的设计 ................................................................................................................................ 25 5.5 卸料板的设计 ................................................................................................................................... 27 5.6 模架以及其他零部件的选用 ........................................................................................................... 29 第6章 校核模具闭合高度及压力机有关参数 ......................................................................................... 30 6.1 校核模具闭合高度 ........................................................................................................................... 30 6.2 冲压设备的选定 ............................................................................................................................... 30 第7章 设计并绘制模具总装图 ................................................................................................................. 31 参考文献 ....................................................................................................................................................... 33 设计总结 ....................................................................................................................................................... 35

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