冷冲压模具设计课程设计说明书.doc

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1、 目录第一章 绪论21.1 冲压模具的现状与发展趋势21.2冲压模具与技术经济性指标31.2.1 精度31.2.2 刚度41.2.3 模具生产周期41.2.4模具寿命51.3冲压模具工艺特点分析6第二章 零件结构工艺性分析和工艺方案的确定72.1零件材料尺寸公差要求及工艺分析72.2 工艺方案及模具类型的确定82.3 排样设计及有关计算8第三章 拉深工艺设计及有关计算103.1拉深系数及拉深次数的确定113.2拉深力与压边力的确定113.3拉深模工作部分结构参数确定123.3.1 凸、凹模圆角半径的确定123.3.2 拉深凸、凹模间隙的确定123.3.3 拉深凸、凹模工作部分尺寸计算13第四章

2、 冲裁工艺设计及有关计算134.1冲裁力及压力中心的计算134.1.1 冲裁力的确定144.1.2 压力机公称压力的确定144.1.3压力中心的确定154.2工作零件刃口尺寸的计算164.2.1 冲裁凹、凸模间隙的确定164.2.2工作零件及刃口尺寸计算17第五章 模具总体设计及各标准件的选用195.1主要结构件的形式与标准的确定195.1.1落料凹模模板尺寸设计205.1.2冲孔凸模的长度计算205.1.3 落料凸模（拉深凹模）长度计算215.2卸料、推件机构的确定215.3导向零件的种类和标准确定225.4其它支撑零件的选用225.5模架与冲压设备的选用24附录25总 结27参考文献28第

3、一章 绪论 模具是现代化工业生产的重要工艺装备。在国民经济的各个生产部门都越来越多地依靠模具来进行生产加工。在产品生产的各个阶段，无论是大量生产，批量生产，还是产品试制阶段，也都越来越地依赖于模具。因此模具工业已是国民经济的基础工业。现代工业产品的品种发展和生产效益的提高，在很大程度上取决于模具的发展和技术经济水平。目前，模具已成为衡量一个国家，一个地区，一家企业制造水平的重要标志之一。 我国模具制造技术是随着现代工业建设而发展的。在50年代以前，当国内需要少数模具，只有少数企事业可以仿制，主要依靠模具钳工凭着个人技艺制造一些间单的模具，如电话机听筒之类的模具。50年代以后，随着国民经济建设高

4、潮的到来，随着国际经济技术合作交流的发展，国外的模具技术书刊，模具设计手册，模具制造资料等逐渐介绍到我国，对指导和促进模具技术的发展起了重要的作用。 自1959年起，电火花成型加工机床开始应用于模具生产，采用成形磨削方法加工凸模和电极，用电火花成型加工凹模，卸料板型孔，使模具制造水平又有一个较大的提高。随后，由于模具制造技术的不断改进，模具技术的研究，模具标准化工作的开展和模具新材料的开发也得到进一步的发展。这时我国的模具工业开始形成，出现了一些模具专业厂。 近年来，改革开放和国民经济的高速发展，推动了模具技术和模具工业的新发展，模具的品种。精度和数量有了很大的发展，模具对工业产品的影响也越来

5、越大，模具也更加引起人们的关注，很多科研院所和高等院校在模具技术的基本理论，模具的设计与结构，模具制造加工技术，模具材料以及模具加工设备等方面都取得了可喜的实用性成果。这个时期是模具技术发展最快最迅速的时期。模具标准化工作是代表模具工业和模具技术发展的重要标志。特种加工工艺设备的改进和提高，使模具加工的自动化程度和效率都大大提高。模具新材料的应用，以及热处理技术和表面处理技术的开发和应用，使模具寿命大幅度地提高。 我国模具制造技术水平，从过去只能制造简单模具发展到可以制造大型，精密，复杂，长寿命模具。而模具领域最重要的组成部分就是冷冲压模具，约占模具总比例的40%。 冷冲压是利用安装在压力机上

6、上的冲模对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需要零件的一种加工方法。冷冲压不但可以加工金属材料，而且还可以加工非金属材料和复合材料。冲压模具是将材料加工成所需冲件的一种工艺装备，冲压模具在冷冲压中至关重要，一般来说，不具备符合要求的冲压模具冷冲压就无法进行；先进的冲压工艺也必须依靠相应的冲模来实现。1.1 冲压模具的现状与发展趋势随着社会主义市场经济的不断发展，工业产品的品种增多 ，产品更新换代加快，市场竞争日益激烈。因此模具制造质量的提高和生产周期的缩短显得尤为重要，谁占有优势，谁就将占领市场，促使模具制造技术的发展出现以下趋势。(1)模具粗加工技术向高速加工发展 以高速铣削为

7、代表的高速切削加工技术代表了模具零件外形表面粗加工发展的方向。高速铣削可以大大改善模具表面质量状况，并大大提高加工效率和降低加工成本。另外，毛坯下料设备出现高速锯床。阳极切割和激光切割等高效率加工设备。还出现了高速磨削设备和强力磨削设备。(2)成型表面的加工精度 自动化发展，成型表面的精加工数控，数显和计算机控制等方向发展，使模具加工设备的CNC水平不断提高。推广应用数控电火花成型加工设备，连续轨迹计算机控制坐标磨床和配有CNC修整装备和精密测量装置的成型磨削加工设备等先进设备，是提高模具制造水平的关键。(3)光整加工技术向自动化发展 在当前，模具成型表面的研磨，抛光等光整加工仍然以手工作业为

8、主，不仅花费工时多，而且劳动强度大和表面质量低。目前工业发达的国家正在研制由计算机控制，带有磨料磨损自动补偿装置的光整加工设备，可以对复杂型面的三维曲面进行光整加工，并开始在模具加工上使用，它大大提高了光整加工的质量和效率。(4)快速成型加工模具技术 快速成型制造技术是本世纪80年代以来，制造技术上的又一次重大发展，它对模具制造具有重大的影响。特别适用于多品种，少批量用模具。预测本世纪末多品种，少批量生产方式将占工业生产的75%左右，因此快速成型制模技术必将有极大的发展前途。(5)模具CAD/CAM技术将有更快地发展 模具CAD/CAM技术在模具设计和制造上的优势越来越明显，它是模具技术的又一

9、次革命，普及和提高模具CAD/CAM技术的应用是历史发展的必然趋势。 综上所述，在模具结构与精度方面正朝几个方面发展。首先为了适应高速、自动、精密、安全等大批量自动化生产的需要，冲模正向高效、精密、长寿命、多工位、多工能方向发展。其次为了适应市场上产品更新换代速度的要求，快速成形方法、简易经济冲模也得到迅速的发展。再次模具正向着设计与制造现代化发展。1.2冲压模具与技术经济性指标1.2.1 精度机械产品的精度包括：尺寸精度，形状精度，位置精度和表面粗糙度。模具的精度主要体现在模具工作零件和相关部位的配合精度。影响模具精度的主要因素有：(1)产品制件精度 产品制件精度越高，模具工作零件的精度就越

10、高。模具精度的高低不仅对产品制件的精度有直接影响，而且对模具生产周期，生产成本都有很大的影响。(2)模具加工技术手段的水平模具加工设备的加工精度如何，设备的自动化程度如何，是保证模具精度的基本条件。今后模具精度更大地依赖于模具加工技术手段的高低。(3)模具装配钳工的技术水平 模具的最终精度很大程度依赖装配调试来完成，模具光整表面的粗糙度数值主要依赖模具钳工来完成，因此模具钳工技术水平如何是影响模具精度的重要因素。(4)模具制造的生产水平和管理方式 模具工作刃口尺寸在模具设计和生产时，是采用“实配法”，还是“分别制造法”是影响模具精度的重要方面。对于高精度模具只有采用“分别制造法”才能满足高精度

11、的要求和实现互换性生产。1.2.2 刚度刚度对于机械行业来说非常重要，如果没有高的刚度就没有安全性对于高速冲压模，大型件冲压成型模，不仅要求具有精度高，还应有良好的刚度。刚度是保证设备安全性的重要指标，如果没有足够的刚度的话就安全性能来说就是一句空话。提高刚度的方法有：1、材料的选择，尽量选用强度大的材料；2、结构的尺寸，基本结构尺寸要进行校核，刚度不够的话则需要加大尺寸；3、结构构架，选用合理的构架。1.2.3 模具生产周期 模具的生产周期是从接受模具订货任务开始到模具试模鉴定后交付合格模具所用的时间。模具生产周期长短是衡量模具企业生产能力和技术水平的综合标志之一，也关系到一个模具企业在激烈

12、的市场竞争中有无立足之地。同时模具的生产周期长短也是衡量一个国家模具技术管理水平高低的标志。影响模具生产周期的主要因素有：(1)模具技术和生产的标准化程度 模具标准化程度是一个国家模具技术和生产发展到一定水平的产物。(2)模具企业的专门化程度 目前，我国模具企事业的专门化程度还较低，只有各模具企业生产自己最擅长的模具类型，有明确和固定的服务范围，同时各模具企业互相配合搞协作生产，才能缩短模具生产周期。A.模具生产技术手段的现代化 模具设计，生产，检测手段现代化也是影响模具生产周期的因素之一。只有大力推广和普及模具CAD/CAM技术，粗加工向高效率发展，毛坯下料采用高速锯床，阳极切削和砂轮切割等

13、高效设备，粗加工要采用高速铣床，强力高速磨床。精密加工采用高精度的数控机床，如数控仿型铣床，数控光学曲线磨床，高精度数控电火花切割机床，数控连续轨迹坐标磨床等等。B.模具生产的经营和管理水平 从管理上要效率，研究模具企业生产的规律和特点，采用现代化的管理手段和制度管理企业，也是影响模具生产周期的重要因素。1.2.4模具寿命 模具寿命是指模具在保证产品零件质量的前提下，所能加工的制件的总数来表示，它包括工作面的多次修磨和易损件更换后的寿命。影响模具的主要因素有：(1)模具结构 合理的模具结构有助于提高模具的承载能力，减轻模具承受的热-机械负荷水平。(2)模具材料 应根据产品零件生产批量的大小，选

14、择模具材料。生产的批量越大，对模具的寿命要求也越高，应选择承载能力强，服役寿命长的高性能模具材料。另外应注意模具材料的冶金质量可能造成的工艺缺陷及工作时的承载能力的影响，采取必要的措施来弥补冶金质量的不足，以提高模具寿命。(3)模具加工质量 模具表面粗糙度，残存的刀痕，电火花加工的显微裂纹，热处理时的表层增碳和脱碳等缺陷都对模具的承载能力和寿命带来影响。(4)模具工作状态 模具工作时，使用设备的精度与刚度，润滑条件，被加工材料的预热和冷却条件都对模具寿命产生影响。(5)模具零件状况 被加工零件材料的表面质量状态，材料硬度，伸长率等力学性能，被加工零件的尺寸精度都对模具寿命有直接的关系。 模具的

15、技术经济指标：精度和刚度，生产周期，模具生产成本以及模具寿命，他们之间是互相影响和互相制约的，而且影响因素也是多方面的。在实际生产过程中要根据产品零件和客观需要综合平衡，抓住主要矛盾，求得最佳的经济效益，以满足生产的需要。提高模具使用寿命途径从以下几个方面考虑:(1)模具结构的合理化； (2)模具用材的合理选用与新材料应用；(3)提高模具寿命的新的热处理技术：中碳模具钢的高温淬火,高温回火高碳钢低温,快速,短时加热淬火积极利用残余奥氏体的淬火工艺碳化物细化淬火循环相变细化奥氏休晶粒的快速加热淬火预冷等温淬火预淬等温淬火模具的表面强化处理工艺与基体强韧化工艺的协调。1.3冲压模具工艺特点分析 与

16、机械加工及塑性加工的其他方法相比，模具冲压加工无论在技术方面还是经济方面都有许多独特的优点。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。这是因为冲压是依靠冲模（冲压所使用的模具称为冲压模具，简称冲模）和冲压设备来完成加工，普通压力机的行程次数为每分钟几十次，高速压力机每分钟可达数百次甚至千次以上，而且每次冲压行程就可能得到一个冲件。2、冲压加工一般不需要加热毛坯，也不像切削加工那样大量切削金属，所以它不但能节能而且能节约金属。3、冲压时由模具保证了冲压件的尺寸与形状精度，且一般不破坏冲压材料的表面质量，而模具的寿命一般比较长，所以冲压件的质量稳定互换性好，具有“

17、一模一样”的特征。4、冲压可加工出尺寸范围较大、形状较复杂的零件，如小到钟表的秒钟，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，冲压件的强度和刚度均较高。5、由于利用模具加工，所以可获得其他加工方法所不能或难以制造的壁薄、质量轻、刚性好、表面质量高、形状复杂的零件。但是，冲压加工所使用的模具一般具有专用性，有时一个复杂零件需要数套模具才能加工成形，且模具制造的精度高，技术要求高，是技术密集形产品。所以，只有在冲压件生产批量较大的情况下，冲压加工的优点才能充分体现，从而获得较好的经济效益。同时，冲压也存在缺点，主要表现在冲压加工时噪声、震动两种公害。这些问题并不完全是冲压工艺及模具本

18、身带来的，而主要是由于传统的冲压设备落后造成的。随着科学技术的进步，这两种公害一定会得到解决。模具要求高、制造复杂、周期长、制造费用高，因而在小批量生产中受到限制。为了解决这方面的问题，正在努力发展某些简易冲模，如聚氨酯橡胶冲模，低熔点合金冲模以及采用通用的组合冲模等，同时也在进行冲压加工中心等新型设备与工艺的研究。今年来随着快速原型制造、反求工程、并行工程等技术的发展，以及他们在模具设计与制造中的应用，这种限制也逐渐的得到了改观。另外，冲压件的精度决定了模具的精度，如零件的精度要求过高，用冷冲压就难已达到。由此可见，冲压制得的零件具有表面质量好、重量轻、成本低的优点，它是一种经济的加工方法。

19、冲压工艺在制造业中得到了广泛的运用，在现代汽车、拖拉机、电机、电器、仪器、仪表以及飞机、导弹、枪弹、炮弹和各种民用轻工等行业中已成为主要的生产工艺之一。课程设计计算书序号设计计算程序及过程主要数据2.1零件材料尺寸公差要求及工艺分析2.2 工艺方案及模具类型的确定2.3 排样设计及有关计算3.1拉深系数及拉深次数的确定3.2拉深力与压边力的确定3.3拉深模工作部分结构参数确定4.1冲裁力及压力中心的计算4.2工作零件刃口尺寸的计算5.1主要结构件的形式与标准的确定5.2卸料、推件机构的确定5.3导向零件的种类和标准确定5.4其它支撑零件的选用5.5模架与冲压设备的选用第二章 零件结构工艺性分析

20、和工艺方案的确定 2-1 零件产品图 2-2 零件图 零件名称：轴套 生产批量：大批 材 料：08F 材料厚度：1mm 零件的工艺性分析：零件的工艺性是指零件的材料、形状、尺寸精度等方面是否适应冲裁、拉深加工的工艺要求。影响零件工艺性的因素很多，主要有以下两个方面:零件的公差等级、断面粗糙度、结构形状与尺寸。下面对该冲裁件进行分析：(1)对于零件材料分析:该冲裁件的材料08F是碳素结构钢,已退火，具有良好的可冲压性能和拉深性能；(2)对于零件结构分析:从零件产品图可知，该零件结构简单对称，比较适合进行冲裁和拉深加工；(3)对于尺寸精度分析:零件图上所有未注公差的尺寸都看作IT14级来确定工件尺

21、寸的公差。查公差表【附1】可得各尺寸公差，进行入体原则标注为：零件外形： 零件内形： 结论：虽然在精度上工件没有做要求，但为了能够达到工件的效果自行设计了精度标准，并考虑了工件的成形工序各种要求。 模具一般可分为以下几种类型:(1)单工序模：制件公差等级要求一般，生产效率低，安全性不高，但模具制造工作量小，成本低。(2)级进模： 公差可达IT13-IT10级。可加工复杂工件，生产效率高，可使用高速冲压机，安全性高，但模具工作量大，成本高。(3)复合模 公差可达IT10-IT8级。生产效率高，安全性一般，模具工作量大，成本高。该零件包括落料、拉深、冲孔三个基本工序，可以采用以下三种工艺方案：(1

22、)先落料,再拉深，最后冲孔,采用单工序模生产。(2)落料-拉深-冲孔复合加工，采用复合模生产。(3)冲孔-落料连续冲压，然后拉深，采用级进模和单工序模生产。方案(1)模具结构简单,但需要三道工序,三套模具才能完成零件的加工,生产效率较低,难以满足大批量生产的需求。由于零件结构简单，为了提高生产效率，主要应该采用方案(2)复合模冲裁或方案(3)级进模冲裁方式。但为了更方便加工提高生产效率，保证模具精度，最后确定采用复合模冲裁方式进行生产。由工件尺寸可知凸凹模壁厚度不大，所以复合模结构应采用正装导柱、导套导向式复合模及弹性卸料和挡料钉定位方式。 冲裁件在条料、带料、或板料上的布置方法叫排样。排样是

23、冲裁模设计中的一项极其重要的工作。排样方案对材料的利用率、冲件质量、生产率、模具结构与寿命都有重要的影响。排样时，工件与工件之间或工件与材料侧边之间所余下的材料称为搭边。搭边有两个作用：一是弥补了定位误差和剪板的误差，确保冲出合格的零件；二是可以增加条料刚度，方便条料送进，提高生产劳动率。搭边宽度对冲裁过程及冲裁件质量有很大的影响，搭边过大，材料利用率低，搭边的强度和刚度不够，在冲裁中将被拉断，有时甚至单边拉入模具间隙，造成冲裁力不均，损坏模具刃口。因此搭边值的设置应该合理，其数值目前由经验确定。一般来说，硬材料的搭边值可小些，软材料、硬材料的搭边值取大一些；用于手工送料，有侧压装置的搭边值可

24、以小些。通过分析零件结构可知，完成拉深工艺前要先落料，落料件的大小要符合拉深件的要求。所以这里要先根据拉深件来计算出落料件的尺寸并进行排样设计。根据常见旋转体拉深件坯料直径的计算公式：可计算出坯料直径，即落料件的直径。d、h 取值如图2-3。 在此取52.5 mm2-3搭边值的经验数据可以查有关设计手册。查冷冲模设计及制造表3-12，确定搭边值： 两工件间搭边：a1=0.8mm ； 工件边缘搭边：a =1.0mm ； 步 距：S=D+a1=52.5+0.8=53.3 mm ；条料宽度: (2-1) 式中：D工件的最大外形尺寸；a两工件间的侧搭边值；条料宽度的单向偏差值,查表得：0.6 mm零件

25、排样如图2-4所示： 2-4 排样图 材料利用率的计算：一个步距内的材料利用率： (2-2) = 式中: A工件的总面积(mm)BS条料在一个步距内的面积(mm2)。通过查钢板标准，选用900M1000L的钢板。两种方法来裁料：第一种 ： （取整数16） （取整数18）每张钢板可以剪成16张条料，每张钢板可以冲 n =1618=288个零件，因此钢板的材料利用率为： （2-3） =46.65%第二种 : （取整数16） (取整数18)每张钢板可以裁成16张条料，每张钢板可以冲 n =1618=288个零件，钢板的材料利用率与第一种方法相同，于是选第一种。第三章 拉深工艺设计及有关计算经过分析工

26、件的结构及尺寸特征，拉深特征是其主要特征，是经过拉深后再经过冲孔而成形的。此拉深件属于无凸缘拉深圆筒形件，拉深时最容易出现的质量问题是：起皱与拉裂。为了避免拉深时出现的问题，进行了以下的计算。首先确定了拉深件展开的坯料直径，前面已经算过。通过查表知压边圈可用可不用，在此为了避免起皱而采用了压边圈，在以后的计算中会用到。拉深系数的确定：拉深系数指拉深后工件的直径与拉深前坯料直径的比值。拉深系数的确定是拉深工艺计算的基础，根据拉深系数可以确定零件的拉深次数以及拉深时的工序尺寸。拉深系数： （3-1）坯料相对厚度为：查询圆筒形件带压边圈时的极限拉深系数表得第一次拉深系数为：由于，所以可以一次拉深成形

27、。（1）拉深力的计算拉深力的计算是正确选用压力机的前提，先确定了拉深力的大小，在来进行校核压力机的吨位，如果选用压力机不当极有可能会报废模具。拉深力计算公式：=3.143712800.42=13.66（KN） （3-2）式中：d拉深时凸模的直径 （mm）； t材料厚度 (mm) ；材料的抗拉强度 （MPa）；K钢板系数 ，从表查得：0.42 。（2）压边力的计算为了防止拉深过程中毛坯的起皱可以选用压边装置。但是压边力的大小要合理，太小则不能起到压边防皱的作用，拉深件的边壁或凸缘部分就会起皱；压边力过大将增加危险断面处的拉应力，促使工件拉裂；因此压边力应保证毛坯的凸缘变形区不起皱的前提下尽量小些

28、。以下是压边力的计算公式:（KN） （3-3）式中：A压边圈内毛坯的面积； p单位压边力 ，由表查得：3.0 MPa 。所以拉深总的需用压力为：（KN）3.3.1 凸、凹模圆角半径的确定（1）凹模圆角半径的确定：凹模口部圆角半径的大小，对拉深过程有很大的影响。凹模口部圆角半径过小，会使材料拉入凹模内的阻力增大，从而导致拉深力增大，致使拉深件产生划痕或裂纹；圆角半径过大，会使压边圈下的被压毛坯面积减小，从而使悬空段增大，容易起皱。因此大小要合适。圆筒形件拉深凹模圆角半径可按下式计算：=2.93mm 取3mm（2）凸模圆角半径的确定：凸模圆角过小，在拉深变形的过程中，危险断面处容易拉断；过大则会使

29、拉深初始阶段不与模具接触的毛坯宽度增加，因而这部分材料容易起皱。根据对工件的分析，要求工件内圆角半径R为：1.5mm ，此处为了保证工件圆角半径不变，设凸模圆角半径为：1.5mm 。3.3.2 拉深凸、凹模间隙的确定拉深模凸、凹模的单边间隙Z/2等于凹模直径与凸模直径差值的一半，Z为双边间隙，即：Z=（），如图所示。 3-1间隙值应合理选取：Z值过小会增加摩擦力，使得拉深件容易破裂，并且容易檫伤表面以及降低模具寿命；Z值过大，又容易使拉深件起皱，且影响工件的精度。所以应根据材质、材料厚度偏差、制件的尺寸精度、表面粗糙度、模具使用寿命以及毛坯在拉深中外缘的变厚现象等条件进行综合考虑。在确定使用压

30、边圈时，拉深模的间隙有表可查。总的拉深次数为一次，经过查表单边间隙Z/2推荐取值为：（11.1）t ，t为材料厚度。此处取Z/2= t =1 mm3.3.3 拉深凸、凹模工作部分尺寸计算根据工件标注要求（如图3-2），利用外形尺寸计算，所以要以凹模尺寸为基准。公式如下：凹模尺寸： (3-4)凸模尺寸： (3-5)式中： 工件的公差 ； 凹模制造公差，查【附2】得：=0.07 mm 凸模制造公差，查【附2】得：=0.040 mm Z 凸、凹间隙 。 3-2所以：mmmm第四章 冲裁工艺设计及有关计算冲裁工序主要有两道：落料与冲孔，要先进行落料，最后进行冲孔，中间隔了一道拉深工序。4.1.1 冲裁

31、力的确定冲裁力是指冲裁时凸模所承受的最大压力，包括施加给板料的正压力和摩擦阻力。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。板料经冲裁后，由于弹性变形恢复的作用，将使冲落部分的材料梗塞在凹模内，冲裁剩下的材料则紧箍在凸模上。为了使冲裁件工作继续进行，必须将箍在凸模上的料卸下，将卡在凹模内的料推出。从凸模上卸下箍着的料所需的力称卸料力；将梗塞在凹模内的料顺着冲裁方向推出所需要的力称为推件力；逆冲裁方向将料从凹模内顶出所需要的力称为顶件力。卸料力、推件力和顶件力是从压力机、卸料装置或顶件装置中获得的。所以在选择设备的公称压力或设计模具时应分别予以考虑。影响这些力的因素

32、较多，主要有材料的力学性能、材料的厚度、模具间隙、凹模洞口的结构、搭边大小、润滑情况等，一般按以下公式进行计算：落料力冲孔力卸料力推件力式中：K系数，常取K=1.3K卸、K推分别表示卸料力系数、推件力系数；查模具设计简明手册表2-12得：K卸=0.05；K推=0.05；n同时梗塞在凹模内零件(废料)个数，在此式中n取5；4.1.2 压力机公称压力的确定压力机的公称压力是指压力机滑块下滑过程中的冲压力就是压力机的公称压力，压力机的公称压力必须大于或等于冲压力。计算总冲压力F，原则上只计算同时发生的力，并根据不同的模具结构分别对待。采用弹性卸料装置和下出件方式的冲裁模时 (4-5)采用弹性卸料装置

33、和上出件方式的冲裁模时 (4-6)采用刚性卸料装置和下出件方式的冲裁模时 (4-7)本设计采用弹性性卸料装置和上出件方式的冲裁模，所以总冲压力F总的计算公式为式4-6。 （4-8）注：此处，即顶件力大小等于压边力大小。压力机的公称压力应为： =116.81+13.66=130.47（KN）4.1.3压力中心的确定冲压力合力的作用点称为模具的压力中心。模具的压力中心应该通过压力机滑块的中心线。对于有模柄的冲模来说，须使压力中心通过模柄的中心线。否则，冲压时滑块就会承受偏心载荷，导致滑块导轨和模具导向部分不正常的磨损，还会使合理间隙得不到保证，从而影响制件质量和降低模具寿命甚至损坏模具。在实际生产

34、中，可能出现冲模压力中心在冲压过程中发生变化，或者由于冲件的形状特殊，从模具结构考虑，不宜于使压力中心与模柄中心线相重合的情况，这时应注意使压力中心的偏离不超出所选用压力机允许的范围，因为本工件是对称的，所以压力中心位于冲件轮廓图形的几何中心。如图4-1：4-1 由于工件X方向和Y均对称，故压力中心在 X0 =26.25 ， Y0=26.25mm 4.2.1 冲裁凹、凸模间隙的确定凸模与凹模间每侧的间隙称为单面间隙，两侧间隙之和称为双面间隙。冲裁凸模和凹模之间的间隙不仅对冲裁件的质量有极重要的影响，而且还影响模具寿命、冲裁力、卸料力和推件力等。因此，间隙是冲裁模设计的一个非常重要的参数。间隙对

35、冲裁模的影响主要有：（1）冲裁件质量的影响A.间隙对断面质量的影响。冲裁件的断面质量主要是指塌角的大小、光面约占厚板的比例、毛面的斜角大小及毛刺。间隙合适时，冲裁上下刃口所处所产生的剪切裂纹基本重合，这时光面约占板厚的1/2到1/3，切断面的塌角、毛刺和斜度均很小，完全可以满足一般冲裁件的要求。间隙过小时，凸模刃口处的裂纹比合理间隙时向外错开一段距离。上、下裂纹之间的材料，随冲裁的进行将被第二次剪切，然后被凸模挤入凹模洞口。这样，在冲裁件的切断面上形成第二个光面，在两个光面之间形成毛面，在端面出现挤长的毛刺。间隙过大时，凸模刃口处的裂纹比合理间隙时向内错开一段距离，材料的弯曲与拉深增大，挤应力

36、增大，塑性变形阶段较早结束，致使断面光面减小，塌角与斜度增大，形成厚而大的拉长毛刺，且难以去除，同时冲裁件的翘曲现象严重，影响生产的正常进行。B.间隙对尺寸精度的影响。冲裁件的尺寸精度是指冲裁件的实际尺寸与基本尺寸的差值，差值越小精度越高。冲裁件产生偏离凸、凹模尺寸的原因，是由于冲裁时材料所受到的挤压变形、纤维伸长和曲翘变形都要在冲裁结束后产生弹性回复。（2）间隙对冲裁力的影响。实验证明随间隙的增大冲裁力有一定程度的降低，但当单面间隙介于材料厚度的5%20%范围内时，冲裁力的降低不超过5%10%，因此在正常情况下，间隙对冲裁力的影响不大。但间隙对卸料力、推件力的影响比较显著。间隙值增大，卸料力

37、和推件力都将减小。一般但单面间隙增大到材料厚度的15%25%时，卸料力几乎降到零。 (3)间隙对模具寿命的影响。冲裁模常以刃口磨钝与崩刃的形式失效。凸、凹模磨钝后，其刃口处形成圆角，冲裁件上就会出现不正常的毛刺。凸模刃口磨钝时，在落料件边缘产生毛刺；凹模刃口磨钝时，所冲孔口边缘产生毛刺；凸、凹模刃口均磨钝时，则制件边缘与孔口边缘均产生毛刺。在生产实际中，确定间隙的原则主要根据冲裁件断面质量、尺寸精度和模具寿命这几个方面的因素给间隙规定一个范围值。只要间隙在这个范围内，就能得到合格的冲裁件和模具寿命。这个间隙范围就称为合理间隙，合理间隙的最小值为最小合理间隙，最大值为最小合理间隙。设计和制造时应

38、考虑到凸、凹模在使用中会因磨损而使间隙增大，故应按最小合理间隙值确定模具间隙。冲裁间隙值的确定方法有理论计算法和查表法两种。由于理论计算法在生产中使用不方便，常用查表法来确定间隙值。查冷冲模设计及制造表3-8得双面间隙Z的值：Zmin=0.100； Zmax=0.1404.2.2工作零件及刃口尺寸计算尺寸计算原理在确定冲模凸模和凹模工作部分尺寸时，必须遵循以下几项原则：1、根据落料和冲孔的特点,落料件的尺寸取决于凹模尺寸,因此落料模应先决定凹模尺寸,用减小凸模尺寸来保证合理间隙；冲孔件的尺寸取决于凸模尺寸，故冲孔模应先决定凸模尺寸，用增大凹模尺寸来保证合理间隙。2、根据刃口的磨损规律，刃口磨损

39、后尺寸变大的尺寸，其刃口的基本尺寸应取接近或等于工件的最小极限尺寸；刃口磨损后尺寸减小的尺寸，应取接近或等于工件的最大极限尺寸。考虑到工件精度与模具精度间的关系，在选择模具刃口制造公差时，既要保证工件的精度要求，又能保证有合理的间隙数值。一般冲模精度较工件精度高2到3级，工件精度统一取IT14。为了互换方便凸、凹采用分别加工方法。 相关尺寸如图4-2所示：4-2按入体原则进行标注：落料件尺寸为：mm冲孔件尺寸为：mm首先确定制造公差：凸模：mm凹模：=0.6(0.140-0.100）=0.024 mm（1）落料刃口尺寸计算：凹模尺寸计算落料要以凹模为基准，间隙Z取在凸模上。凹模刃口尺寸计算公式为： （4-9）式中：落料件的最大极限尺寸(mm)； 落料凹模刃口的公称尺寸(mm)； 落料件的制造公差(mm)； 凹模刃制造公差(mm)；