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目 录
摘 要 5
第一章、绪论 6
1.1.冲压的概念、特点及应用 6
1.2.冲压的基本工序及模具 7
第二章、零件的工艺性分析. 9
2.1.零件的工艺性分析 9
2.2.冲裁件的精度与粗糙度 9
2.3.冲裁件的材料 9
2.4.确定工艺方案. 10
第三章、冲压模具总体结构设计 11
3.1.模具类型 11
3.2.操作与定位方式 11
3.3.卸料与出件方式 11
3.4.模架类型及精度 11
第四章、冲压模具工艺与设计计算 12
4.1.排样设计与计算 12
4.2.设计冲压力与压力中心,初选压力机. 13
4.2.1.冲裁力 13
4.1.2.压力机的选择 13
4.2.3.压力中心 14
4.1.4.计算凸凹模刃口尺寸及公差 15
第五章、模具的总装图与零件图 17
5.1.模具结构 17
5.2.冲压模具的零件图 18
5.2.1.凹模设计 18
5.2.2.凸模设计 19
5.2.3.选择坚固件及定位零件 21
5.2.4.设计和选用卸料与出件零件 22
5.2.5.选择模架及其它模具零件 23
5.3.压力机的校核 25
5.3.1.公称压力 25
5.3.2.滑块行程 25
5.3.3.行程次数 25
5.3.4.工作台面的尺寸 25
5.3.5.滑块模柄孔尺寸 26
5.3.6.闭合高度 26
第六章、冲压模具零件加工工艺的编制 27
6.1.凹模加工工艺过程 27
6.2.凸模加工工艺过程 27
6.3卸料板加工工艺过程 28
6.4凸模固定板加工工艺过程 29
6.5上模座加工工艺过程 29
6.6下模座加工工艺过程 30
设计小结 31
致 谢 32
参考文献 33
摘 要
随着模具制造的技能化逐步向科学化发展，逐渐由以前手动方式发展为利用软件等高科技方式来辅助设计的完成。冷冲模是其中的一种。
本次设计中，先分析了加工件的结构和尺寸，确定适合采用冲裁加工。确定采用级进模具加工，之后对操作与定位方式，卸料方式，出件方式及模架进行了初步设计。根据零件形状确定采用少废料中的混合排样形式，并确定了搭边和条料的宽度，又根据横裁和竖裁的材料利用率确定采用横裁方式排样，最后画出排样图。下一步计算了落料和冲孔的冲压力并各根据冲裁的总冲压力选择了压力机型号，最后根据零件的冲裁形状和冲裁力确定了压力中心。下一步计算了凸凹模的工作部分尺寸并确定了制造公差。最后设计选用模具零件并绘制了模具装配图和各个零件的零件图。
毕业设计是在模具专业理论教学之后进行的实践性教学环节。是对所学知识的一次总检验，是走向工作岗位前的一次实战演习。其目的是，综合运用所学毕业的理论和实践知识,设计一副完整的模具训练、培养和提高自己的工作能力。巩固和扩充模具专业毕业所学内容，掌握模具设计与制造的方法、步骤和相关技术规范。熟练查阅相关技术资料。掌握模具设计与制造的基本技能，如制件工艺性分析、模具工艺方案论证、工艺计算、加工设备选定、制造工艺、收集和查阅设计资料，绘图及编写设计技术文件等。
本次设计是在指导老师认真、耐心的指导下，对模具的经济性、模具的寿命、生产周期、及生产成本等指标下进行全面、仔细的分析下而进行设计的。在此，我表示衷心的感谢他们对我的教诲。
冲模是模具设计与制造专业的主要专业毕业之一。它具有很强的实践性和综合性，通过学习这门毕业，使我对冲压模具有了新的认识，从中也学到了不少知识，激发了我对冲压模具的爱好。
关键词：
工艺性分析、模具工艺方案论证、工艺计算、加工设备选定、制造工艺、收集和查阅设计资料，绘图及编写设计技术文件等。
第一章、绪论
1.1.冲压的概念、特点及应用
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冷变形加工，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术。
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。这是因为冲压是依靠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可达几十次，高速压力要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。
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。
1.2.冲压的基本工序及模具
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。
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。
冲压件图如下图所示:
冲压技术要求:
材料:H68
材料厚度:0.15mm
生产批量:中批量
未注公差:按IT13确定.
本论文主要通过具体例子的方式对冲压模具的生产流程进行介绍、分析、研究。通过对模具设计的说明，详细地阐述了冲压模具生产的一般流程。对零件加工工艺性分析、零件的加工方式、冲压模具的结构组成等进行介绍并对冲压模具生产中常常出现的缺陷进行分析研究。
步骤如下：
（1）零件成型方案确定；
（2）零件零件形状分析，根据模拟结果进一步提出工艺改良方案；
（3）使用CAD等软件对零件进行分析，设计模具装配图和零件图；
（4）完成冲压零件设计的文字说明。
第二章、零件的工艺性分析.
2.1.零件的工艺性分析
该零件材料为紫铜，结构简单,形状复杂，产品宽度B=40+5+10=55≥1.2t(t为材料厚度) ，冲孔时有尺寸为φ6，φ12，φ16，根据冲压模具设计手册知冲孔时，因受凸模强度的限制，孔的尺寸不应太小。冲孔的最小尺寸取决于材料性能，凸模的强度和模具结构等。根据表3-3可查得圆形孔最小值得d=0.9t=0.9X0.15=0.135mm<φ6，所以满足工艺性要求。
冲裁件孔与孔之间：孔与边缘之间的距离受模具的强度和冲裁件质量的制约，其值不应过小，一般要求C≥(1～1.5)t,C′>(1.5～2)t所以由冲件图可知
C1=7.45>1X0.15=0.15，
由以上可知孔与孔之间距离C1满足工艺性要求，
由以上分析可得，冲件的尺寸很小，如图2—1所示。在模具结构上需要多考虑，确定后,我们才能继续做下一步的设计。
2.2.冲裁件的精度与粗糙度
冲裁件的经济公差等级不高于IT12级，一般落料公差等级最好低于IT10级，冲孔件公差等级最好低于IT9级，由工件图尺寸可查得落料公差，冲孔公差分别为0.40,0.08。而冲件落料公差，最高精度冲孔公差分别为0.5，0.15，孔中心距公差 ±0.15，而冲件孔中心距最高精度公差为±0.25，因此可用于一般精度的冲裁，普通冲裁可以达到要求。
由于冲裁件没有断面粗糙度的要求。我们不必考虑。
2.3.冲裁件的材料
由材料方面的资料得, H68是黄铜的一种。
材料名称：普通黄铜
牌号：H68 标准：GB/T 4423-1992
H68黄铜特性及适用范围： H68黄铜有极为良好的塑性(是黄铜中最佳者)和较高的强度,可切削加工性能好，易焊接，对一般腐蚀非常安定,但易产生腐蚀开裂。为普通黄铜中应用最为广泛的一个品种。H68黄铜性能与H70极相似，但冷作时有，“季裂”倾向，用作复杂的冷冲件和深冲件，如波纹管。
H68黄铜化学成份：
铜 Cu ：67.0～70.0
锌 Zn：余量
铅 Pb：≤0.03
磷 P：≤0.01
铁 Fe：≤0.10
锑 Sb ：≤0.005
铋 Bi：≤0.005
注：≤0.3(杂质)
H68黄铜力学性能：
抗拉强度 σb (MPa)：≥370
抗剪强度，软黄铜τ=216-294Mpa，硬黄铜τ=343-392Mpa，
伸长率 δ10 (％)：≥15
本设计中采用软黄铜，此材料具有良好的塑性级较高的弹性，冲裁性较好，可以冲裁加工。
2.4.确定工艺方案.
该冲裁件包括落料和冲孔两个基本工序，采用的冲裁方案有单工序冲裁，复合冲裁和级进冲裁三种。零件属于中批量生产，因此采用单工序须要模具数量较多，生产率低，所用费用也高，不合理；若采用复合冲，可以得出冲件的精度和平直度较好，生产率较高，但因零件的孔边距太小，模具强度不能保证；用用级进模冲裁时，生产率高，操作方便，过合理设计可以达到较好的零件质量和避免模具强度不够的问题，据以上分析，该零件采用级进冲裁工艺方案。
第三章、冲压模具总体结构设计
3.1.模具类型
根据零件的冲裁工艺方案，采用级进冲裁模。
3.2.操作与定位方式
零件中批量生产，安排生产可采用手工送料方式能够达到批量生产，且能降低模具成本，因此采用手工送料方式.零件尺寸较小，厚度较小，保证孔的精度及较好的定位，宜采用导料板导向，定位销导正。
3.3.卸料与出件方式
考虑零件尺寸较小，厚度较薄，采用弹压卸料方式，为了便于操作，提高生产率，冲件和废料采用凸模直接从凹模洞口推下的下出件方式。
3.4.模架类型及精度
由于零件材料较薄，尺寸较小，冲裁间隙较小，又是级进模因此采用导向平稳的三导柱模架，考虑零件精度要求不是很高，冲裁间隙较小，因此采用Ⅰ级模架精度。
第四章、冲压模具工艺与设计计算
4.1.排样设计与计算
该冲裁件材料厚度较薄，尺寸小，因此可采用以下排样比较合理，如图4-11所示。
图4-1
搭边值要合理确定，值过大，材料利用率低；值过小，搭边的强度与刚度不够，冲裁时容易翘曲或被拉断，不仅会增大冲裁件毛刺，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，搭边的最小宽度大于塑性变形区的宽度，一般可取等于材料的厚度。
搭边值的大小还与材料的力学性能、厚度、零件的形状与尺寸、排样的形式、送料及挡料方式、卸料方式等因素有关。搭边值一般由经验确定，根据所给材料厚度δ=0.15mm，确定搭边工作间a1为2.0mm, a为2.0mm。
因此根据式3-13，条料的宽度为：
川公网安备: 51019002004831号