公司冲压模具设计规范(正文部分).doc

XXXXXXXXXXXXXXXX有限公司冲压模具设计规范一、总则（一）、目的为提高冲压模具的设计效率，完善模具设计流程，尽量避免模具设计中出现的失误，规范模具图纸的绘制；同时，为加强公司内部人员之间的学习与交流，为模具设计人员提供必要的技术支持及常用资料的检索，特制订本规范。（二）、适用范围本规范适用于公司各相关部室、工场、子公司。（三）、内容本规范中的内容主要包括冲压模具的具体设计流程和各设计流程节点中的注意要点及规定事项，（不含级进模及大型模具）。二、冲压模具设计所涉及的标准（一）、国家标准：GB/T14662-2006冲模技术条件GB/T20914.1-2007冲模 氮气弹簧 第 1部分：通用规格GB/T20914.2-2007冲模 氮气弹簧 第 2部分：附件规格G B/T20915.1-2007冲模 弹性体压缩弹簧 第 1部分：通用规格GB/T20915.2-2007冲模 弹性体压缩弹簧 第 2部分：附件规格GB/T23562.1-2009冲模钢板下模座 第 1部分：后侧导柱下模座GB/T23562.2-2009冲模钢板下模座 第 2部分：对角导柱下模座GB/T23562.3-2009冲模钢板下模座 第 3部分：中间导柱下模座GB/T23562.4-2009冲模钢板下模座 第 4部分：四导柱下模座GB/T23563.1-2009冲模滚动导向钢板模架 第 1部分：后侧导柱模架GB/T23563.2-2009冲模滚动导向钢板模架 第 2部分：对角导柱模架GB/T23563.3-2009冲模滚动导向钢板模架 第 3部分：中间导柱模架GB/T23563.4-2009冲模滚动导向钢板模架 第 4部分：四导柱模架GB/T23564.1-2009冲模滚动导向钢板上模座 第 1部分：后侧导柱上模座GB/T23564.2-2009冲模滚动导向钢板上模座 第 2部分：对角导柱上模座GB/T23564.3-2009冲模滚动导向钢板上模座 第 3部分：中间导柱上模座GB/T23564.4-2009冲模滚动导向钢板上模座 第 3部分：中间导柱模架GB/T23565.1-2009冲模滚动导向钢板模架 第 1部分：后侧导柱模架GB/T23565.2-2009冲模滚动导向钢板模架 第 2部分：对角导柱模架GB/T23565.3-2009冲模滚动导向钢板模架 第 3部分：中间导柱模架GB/T23565.4-2009冲模滚动导向钢板模架 第 4部分：四导柱模架GB/T23566.1-2009冲模滚动导向钢板上模座 第 1部分：后侧导柱上模座GB/T23566.2-2009冲模滚动导向钢板上模座 第 2部分：对角导柱上模座GB/T23566.3-2009冲模滑动导向钢板上模座 第 3部分：中间导柱上模座GB/T2851-2008冲模滑动导向模架GB/T2852-2008冲模滚动导向模架GB/T2855.1-2008冲模滑动导向模座 第 1部分:上模座GB/T2855.2-2008冲模滑动导向模座 第 2部分:下模座GB/T2856.1-2008冲模滚动导向模座 第 1部分：上模座GB/T2856.2-2008冲模滚动导向模座 第 2部分：下模座GB/T2861.10-2008冲模导向装置 第 10部分：垫圈GB/T2861.11-2008冲模导向装置 第 11部分：压板GB/T2861.1-2008冲模导向装置 第 1部分：滑动导向导柱GB/T2861.2-2008冲模导向装置 第 2部分：滚动导向导柱GB/T2861.3-2008冲模导向装置 第 3部分：滑动导向导套GB/T2861.4-2008冲模导向装置 第 4部分：滚动导向导套GB/T2861.5-2008冲模导向装置 第 5部分：钢球保持圈GB/T2861.6-2008冲模导向装置 第 6部分：圆柱螺旋压缩弹簧GB/T2861.7-2008冲模导向装置 第 7部分：滑动导向可卸导柱GB/T2861.8-2008冲模导向装置 第 8部分：滚动导向可卸导柱GB/T2861.9-2008冲模导向装置 第 9部分：衬套GB/T35666.4-2009冲模滑动导向钢板上模座 第 4部分：四导柱上模座GB/T8845-2006冲模术语GB 2863.1-81冷冲模凸、凹模 A型圆凸模GB 2863.2-81冷冲模凸、凹模 B型圆凸模GB 2863.3-81冷冲模凸、凹模 快换圆凸模GB 2863.4-81冷冲模凸、凹模 圆凹模GB 2863.5-81冷冲模凸、凹模 带肩圆凹模GB 2858.4-81冷冲模模板 圆形凹模板GB 2866.1-81冷冲模挡料和弹顶装置 始用挡料装置GB 2866.2-81冷冲模挡料和弹顶装置 弹簧芯柱GB 2866.3-81冷冲模挡料和弹顶装置 弹簧侧压装置GB 2866.4-81冷冲模挡料和弹顶装置 侧压簧片GB 2866.5-81冷冲模挡料和弹顶装置 弹簧弹顶挡料装置GB 2866.6-81冷冲模挡料和弹顶装置 扭簧弹顶挡料装置GB 2866.7-81冷冲模挡料和弹顶装置 橡胶弹顶挡料销GB 2866.8-81冷冲模挡料和弹顶装置 回带式挡料装置GB 2866.9-81冷冲模挡料和弹顶装置 钢球弹顶装置GB 2866.10-81冷冲模挡料和弹顶装置 弹簧弹顶装置GB 2866.11-81冷冲模挡料和弹顶装置 固定挡料销GB 2864.1-81冷冲模导正销 A型导正销GB 2864.2-81冷冲模导正销 B型导正销GB 2864.3-81冷冲模导正销 C型导正销GB 2864.4-81冷冲模导正销 D型导正销GB 2862.1-81冷冲模模柄 压入式模柄GB 2862.2-81冷冲模模柄 旋入式模柄GB 2862.3-81冷冲模模柄 凸缘模柄GB 2862.4-81冷冲模模柄 槽形模柄GB 2862.5-81冷冲模模柄 通用模柄GB 2862.6-81冷冲模模柄 浮动模柄GB 2862.7-81冷冲模模柄 推入式活动模柄GB/T2851.1-90冲模滑动导向模架 对角导柱模架GB/T2851.3-90冲模滑动导向模架 后侧导柱模架GB/T2851.4-90冲模滑动导向模架 后侧导柱窄形模架GB/T 2851.5-90冲模滑动导向模架 中间导柱模架GB/T2851.6-90冲模滑动导向模架 中间导柱圆形模架GB/T2851.7-90冲模滑动导向模架 四导柱模架GB/T2852.1-90冲模滚动导向模架 对角导柱模架GB/T2852.2-90冲模滚动导向模架 中间导柱模架GB/T2852.3-90冲模滚动导向模架 四导柱模架GB/T2852.4-90冲模滚动导向模架 后侧导柱模架GB/T2855.1-90冲模滑动导向模座 对角导柱上模座GB/T2855.2-90冲模滑动导向模座 对角导柱下模座GB/T2855.5-90冲模滑动导向模座 后侧导柱上模座GB/T2855.6-90冲模滑动导向模座 后侧导柱下模座GB/T2855.7-90冲模滑动导向模座 后侧导柱窄形上模座GB/T2855.8-90冲模滑动导向模座 后侧导柱窄形下模座GB/T2855.9-90冲模滑动导向模座 中间导柱上模座GB/T2855.10-90冲模滑动导向模座 中间导柱下模座GB/T2855.11-90冲模滑动导向模座 中间导柱圆形上模座GB/T2855.12-90冲模滑动导向模座 中间导柱圆形下模座GB/T2855.13-90冲模滑动导向模座 四导柱上模座GB/T2855.14-90冲模滑动导向模座 四导柱下模座GB/T2856.1-90冲模滚动导向模座 对角导柱上模座GB/T2856.2-90冲模滚动导向模座 对角导柱下模座GB/T2856.3-90冲模滚动导向模座 中间导柱上模座GB/T2856.4-90冲模滚动导向模座 中间导柱下模座GB/T2856.5-90冲模滚动导向模座 四导柱上模座GB/T2856.6-90冲模滚动导向模座 四导柱下模座GB/T2856.7-90冲模滚动导向模座 后侧导柱上模座GB/T2856.8-90冲模滚动导向模座 后侧导柱下模座GB2857.1-81冷冲模通用模座 带柄圆形上模座GB2857.2-81冷冲模通用模座 带柄矩形上模座GB2857.3-81冷冲模通用模座 钢板模座GB2857.4-81冷冲模通用模座 模座GB2857.5-81冷冲模通用模座 A型下模座GB2857.6-81冷冲模通用模座 B型下模座GB2857.7-81冷冲模通用模应 C型下模座GB2857.8-81冷冲模通用模座 弯曲模下模座（二）、相关行业标准：JB/T5825-2008冲模 圆柱头直杆圆凸模JB/T5826-2008冲模 圆柱头缩杆圆凸模JB/T5827-2008冲模60 锥头直杆圆凸模JB/T5828-2008冲模60 锥头缩杆圆凸模JB/T5829-2008冲模 球锁紧圆凸模JB/T5830-2008冲模 圆凸模JB/T6058-1992冲模用钢及其热处理 技术条件JB/T6499.1-1992切边模 导柱JB/T6499.2-1992切边模 导套JB/T7643.1-2008冲模模板 第 1部分：矩形凹模板JB/T7643.2-2008冲模模板 第 2部分：矩形固定板JB/T7643.3-2008冲模模板 第 3部分：矩形垫板JB/T7643.4-2008冲模模板 第 4部分：圆形凹模板JB/T7643.5-2008冲模模板 第 5部分：圆形固定板JB/T7643.6-2008冲模模板 第 6部分：圆形垫板JB/T7644.1-2008冲模单凸模模板 第 1部分：单凸模固定板JB/T7644.2-2008冲模单凸模模板 第 2部分：单凸模垫板JB/T7644.3-2008冲模单凸模模板 第 3部分：偏装单凸模固定板JB/T7644.4-2008冲模单凸模模板 第 4部分：偏装单凸模垫板JB/T7644.5-2008冲模单凸模模板 第 5部分：球锁紧单凸模固定板JB/T7644.6-2008冲模单凸模模板 球锁紧单凸模垫板JB/T7644.7-2008冲模单凸模模板 第 7部分：球锁紧偏装单凸模固定板JB/T7644.8-2008冲模单凸模模板 第 8部分：球锁紧偏装单凸模垫板JB/T7645.1-2008冲模导向装置 第 1部分：A型小导柱JB/T7645.2-2008冲模导向装置 第 2部分：B型小导柱JB/T7645.3-2008冲模导向装置 第 3部分：小导套JB/T7645.4-2008冲模导向装置 第 4部分：压板固定式导柱JB/T7645.5-2008冲模导向装置 第 5部分：压板固定式导套JB/T7645.6-2008冲模导向装置 第 6部分：压板JB/T7645.7-2008冲模导向装置 第 7部分：导柱座JB/T7645.8-2008冲模导向装置 第 8部分：导套座JB/T7646.1-2008冲模模柄 第 1部分：压入式模柄J B/T7646.2-2008冲模模柄 第 2部分：旋入式模柄JB/T7646.3-2008冲模模柄 第 3部分：凸缘模柄JB/T7646.4-2008冲模模柄 第 4部分：槽形模柄JB/T7646.5-2008冲模模柄 第 5部分：浮动模柄JB/T7646.6-2008冲模模柄 第 6部分：推入式活动模柄JB/T7647.1-2008冲模导正销 第 1部分：A型导正销JB/T7647.2-2008冲模导正销 第 2部分：B型导正销JB/T7647.3-2008冲模导正销 第 3部分：C型导正销JB/T7647.4-2008冲模导正销 第 4部分：D型导正销JB/T7648.1-2008冲模侧刃和导料装置 第 1部分：侧刃JB/T7648.2-2008冲模侧刃和导料装置 第 2部分：A型侧刃挡块JB/T7648.3-2008冲模侧刃和导料装置 第 3部分：B型侧刃挡块JB/T7648.4-2008冲模侧刃和导料装置 第 4部分：C型侧刃挡块JB/T7648.5-2008冲模侧刃和导料装置 第 5部分：导料板JB/T7648.6-2008冲模侧刃和导料装置 第 6部分：承料板JB/T7648.7-2008冲模侧刃和导料装置 第 7部分：A型抬料销JB/T7648.8-2008冲模侧刃和导料装置 第 8部分：B型抬料销JB/T7649.10-2008冲模挡料和弹顶装置 第 10部分：固定挡料销JB/T7649.1-2008冲模挡料和弹顶装置 第 1部分：始用挡料装置JB/T7649.2-2008冲模挡料和弹顶装置 第 2部分：弹簧芯柱JB/T7649.3-2008冲模挡料和弹顶装置 第 3部分：弹簧侧压装置JB/T7649.4-2008冲模挡料和弹顶装置 第 4部分：侧压簧片JB/T7649.5-2008冲模挡料和弹顶装置 第 5部分：弹簧弹顶挡料装置JB/T7649.6-2008冲模挡料和弹顶装置 第 6部分：扭簧弹顶挡料装置JB/T7649.7-2008冲模挡料和弹顶装置 第 7部分：回带式挡料装置JB/T7649.8-2008冲模挡料和弹顶装置 第 8部分：钢珠弹顶装置JB/T7649.9-2008冲模挡料和弹顶装置 第 9部分：活动挡料销JB/T7650.1-2008冲模卸料装置 第 1部分: 带肩推杆JB/T7650.2-2008冲模卸料装置 第 2部分: 带螺纹推杆JB/T7650.3-2008冲模卸料装置 第 3部分: 顶杆JB/T7650.4-2008冲模卸料装置 第 4部分: 顶板JB/T7650.5-2008冲模卸料装置 第 5部分: 圆柱头卸料螺钉JB/T7650.6-2008冲模卸料装置 第 6部分: 圆柱头内六角卸料螺钉JB/T7650.7-2008冲模卸料装置 第 7部分: 定距套件JB/T7650.8-2008冲模卸料装置 第 8部分: 调节垫圈JB/T7651.1-2008冲模废料切刀 第 1部分：圆废料切刀JB/T7651.2-2008冲模废料切刀 第 2部分：方废料切刀JB/T7652.1-2008冲模限位支承装置 第一部分：支承套件JB/T7652.2-2008冲模限位支承装置 第一部分：限位柱JB/T7653-2008冲模零件技术条件JB/T8050-2008冲模模架技术条件JB/T8070-2008冲模模架零件技术条件JB/T8071-2008冲模模架精度检查三、冲压模具的设计流程（一）、冲压模具的设计流程：1、冲压件的工艺性分析。2、确定冲压件的工艺方案。3、选择模具的类型及结构形式。4、进行必要的工艺计算。5、选择与确定模具的主要零部件的结构与尺寸。6、选择压力机的型号或验算已选的压力机。7、设计三维实体数模。8、绘制模具总装图及零件图。四、冲压件的工艺性分析（一）、冲压件的工艺性：在进行冲压模具设计之前，首先对冲压件的结构工艺性进行分析，判断冲压件是否符合利用模具加工的要求。下面分别对冲裁件、弯曲件、拉深件的工艺性进行详细分析说明。1、冲裁件的工艺性：冲裁件的工艺性主要从结构工艺性、尺寸精度、尺寸标注三个方面进行分析：（1）冲裁件的结构工艺性：冲裁件的结构形状、尺寸大小、精度等级、材料及厚度等是否符合冲裁的工艺要求，对冲裁件质量、模具寿命和生产效率有很大影响。在进行模具设计之前需从下面几个方面对冲裁件的结构工艺性进行分析：A、冲裁件的形状应力求简单、对称，有利于材料的合理利用。B、冲裁件内形及外形的转角处要尽量避免尖角，应以圆弧过渡，以便于模具加工，减少热处理开裂及冲裁时尖角处的崩刃和过快磨损。圆角半径R的最小值，参照“附表1：冲裁最小圆角半径”进行选取。C、尽量避免冲裁件上过长的凸出悬臂和凹槽，悬臂和凹槽宽度应至少为冲裁件厚度的1.5倍，长度应至少为其宽度的5倍；D、冲裁件的孔边距与孔间距不能过小。其最小许可值：圆孔边沿应至少距冲裁件外形边沿11.5倍的冲裁件厚度，方孔边沿应至少距冲裁件外形边沿1.52倍的冲裁件厚度。E、在弯曲件或拉深件上冲孔时，孔边与直壁之间应保持一定距离，孔边沿距最近的直壁距离最小为弯曲处的半径值加一半冲裁件厚度。F、冲孔时，孔的尺寸不应太小，否则凸模易折断或压弯。具体要求参考“附表2：有导向凸模冲孔的最小尺寸”和“附表3：无导向凸模冲孔的最小尺寸”。（2）冲裁件的尺寸精度：对于普通冲裁件的尺寸精度不应高于IT11级。落料件的公差等级最好低于IT10级，冲孔件的最好低于IT9级。若尺寸精度较高，则建议采用精密冲裁。冲裁得到的工件公差可分别参考“附表4：冲裁件外形与内孔尺寸公差”和“附表5：冲裁件孔中心距公差”。（3）冲裁件的尺寸标注：冲裁件尺寸标注基准应尽可能与其冲压时定位基准重合，并选择在冲裁过程中基本上下不变动的面或线上。（二）、弯曲件的工艺性：弯曲件的工艺性主要从精度、材料、弯曲半径、形状、直边高度、孔边距离、增添定位工艺孔等方面进行分析：1、弯曲件的精度要求：弯曲件的精度会受坯料定位、偏移、翘曲和回弹等的影响，弯曲的工序越多，精度就越低。一般弯曲件的公差等级在IT13级以下，角度公差应大于15。2、弯曲件的材料要求：弯曲件的材料要具有足够的塑性，一般选择软钢、黄铜、铝等材料。硬度高，弹性大的材料尽量不要用。3、弯曲件的弯曲半径：弯曲件的弯曲半径不要小于最小弯曲半径；也不宜过大，因过大，回弹量也大；这样弯曲角度与半径的精度都不易保证。各种材料的最小弯曲半径见“附表6：最小弯曲半径”。4、弯曲件的形状：弯曲件要尽量做到形状对称，弯曲半径左右一致。否则会因受力不均，造成偏移。5、弯曲件的直边高度：弯曲件的直边高度不宜过小，应大于折弯半径与两倍料厚之和。当直边高度过小时，可采取在折弯处预压槽或增加弯边高度再在弯曲后切掉。6、弯曲件的孔边距离：弯曲有孔的工件时，要求孔处于弯曲变形区之外。否则，可预先在在弯曲线上冲工艺孔或切槽，也可在弯曲后再冲孔。7、增添定位工艺孔：为保证弯曲件的准确定位或防止在弯曲发生偏移，应在坯料上预先增添定位工艺孔。（三）、拉深件的工艺性：拉深件的工艺性主要从精度等级、结构形状、拉深材料等方面进行分析：1、拉深件的精度等级：拉深件尺寸精度应在T13级以下，一般不宜高于IT11级。2、拉深件的结构形状：在进行模具设计之前需从下面几方面对拉深件的结构工艺性进行分析：（1）拉深件形状应尽量简单、对称，尽可能一次拉深成形。（2）需多次拉深的零件，可允许拉深表面存在一定的拉深痕迹。但不能影响性能与表面质量。（3）在保证装配要求的前提下，应允许拉深件侧壁有一定的斜度。（4）拉深件的底或凸缘上的孔边到侧壁的距离应不小于拉深弯曲半径与一半料厚之和。（5）拉深件的底与壁的圆角半径应不小于料厚，凸缘与壁的应不小于两倍料厚、矩形件四角的应不小于三倍料厚。（6）拉深件的尺寸标注，应注明保证外形尺寸，还是内形尺寸，不能同时标注内外形尺寸。带台阶的拉深件，其高度方向的尺寸标注一般应以底部为基准。3、拉深件的材料要求：用于拉深的材料要具有较好的塑性、较低的屈服强度。五、确定冲压件的工艺方案（一）、确定冲压件的工艺方案：在对冲压件进行工艺性分析的基础上，根据冲压件的特点确定工艺方案。确定工艺方案主要要考虑的是：确定冲压件的工序数、工序间的组合方式以及工序顺序的安排。冲压件工序数一般容易确定，关键是确定工序间的组合方式与工序的顺序。1、确定冲裁件的工艺方案：冲裁件工艺方案的确定主要从工序数、工序组合方式、工序顺序安排三个方面进行分析：（1）冲裁件的工序数：冲裁件的工序数主要是从冲裁件的复杂程度进行分解。一般情况下，冲裁件的工序数比较容易确定。在此不做论述。（2）冲裁件的工序组合方式：冲裁工序的组合方式可分为单工序冲裁、复合冲裁和级进冲裁。所使用的模具对应为单工序模、复合模、级进模。A、小批量和试制生产采用单工序模；中、大批量生产采用复合模或级进模。B、冲裁件尺寸精度要求较高时则采用复合模；精度要求稍低时，可采用级进模；单工序模因其定位误差积累，故造成冲裁件精度较低。C、尺寸小时，常采用复合模或级进模；尺寸中等时，可采用复合模；尺寸大时，一般采用单工序模。若孔与孔、孔与边缘距离过小时应采用级进模。D、复杂形状的冲裁件应采用复合模。E、级进模在出件或清除废料及操作安全性方面要优于复合模。（3）冲裁件的工序顺序安排：A、级进冲裁顺序的安排：(a) 先冲孔或冲缺口，最后落料或切断，将冲裁件与条料分离。首先冲出的孔可作后续工序的定位孔。当定位也要求较高时，则可冲裁专供定位用的工艺孔。(b) 采用定距侧刃时，定距侧刃切边工序安排与首次冲孔同时进行，以便控制送料进距。采用两个定距侧刃时，可以安排成一前一后，也可并列安排。B、多工序冲裁件用单工序冲裁时的顺序安排：(a)先落料使坯料与条料分离，再冲孔或冲缺口。后继工序的定位基准要一致，以避免定位误差和尺寸链换算。(b) 冲裁大小不同、相距较近的孔时，为减少孔的变形，应先冲大孔后冲小孔。2、确定弯曲件的工艺方案：弯曲件工艺方案的确定主要从工序顺序安排方面进行分析：（1）对于形状简单的弯曲件，可以采用一次弯曲成形。对于形状复杂的弯曲件，一般需要采用二次或多次弯曲成形。（2）对于批量大而尺寸较小的弯曲件，应尽可能采用级进模或复合模。（3）需多次弯曲时，弯曲次序一般是先弯两端，后弯中间部分，前次弯曲应考虑后次弯曲有可靠的定位，后次弯曲不能影响前次已成形的形状。（4）当弯曲件几何形状不对称时，为避免压弯时坯料偏移，应尽量采用成对弯曲，然后再切成两件的工艺。3、确定拉深件的工艺方案：拉深件工艺方案的确定主要从拉深方法及拉深次数、压料装置选择方面进行分析：（1）确定拉深件的拉深方法：A、确定无凸缘圆筒形拉深件的拉深方法：(a) 拉深系数大于最小拉深系数的拉深件，可以采用一次拉深成形。否则一般需要采用二次或多次拉深成形。(b) 需多次拉深成形的则采用逐步缩小筒形部分直径以增加其高度的方法。B、确定有凸缘圆筒形拉深件的拉深方法：(a) 窄凸缘圆筒形拉深件可当做无凸缘圆筒形拉深件进行拉深，在最后第二道工序中拉深成具有锥形的凸缘，最后通过整形压平凸缘即可。(b) 中小型、材料薄的宽凸缘圆筒形拉深件且需多次拉深成形的则采用逐步缩小筒形部分直径以增加其高度的方法。缺点是：表面粗糙度差、拉深痕迹明显、需在最后增加整形工序。(c) 外形尺寸200mm、材料较厚的宽凸缘圆筒形拉深件且需多次拉深成形的则采用高度保持不变，逐步减少圆角半径和筒形部分直径而达到最终尺寸要求的方法。优点是：表面粗糙度较高、无明显拉深痕迹、厚度均匀。C、确定阶梯形拉深件的拉深方法：阶梯形拉深件的拉深方法与圆筒形拉深件的拉深方法基本相同。（2）确定拉深件的拉深次数：A、查表法：根据工件的相对高度即高度与直径之比值，从“附表7：拉深相对高度H/d与拉深系数的关系”中查得该工件拉深次数。B、推算法：(a)由“附表8：圆筒件的极限拉深系数（带压料圈）”或“附表9：圆筒件的极限拉深系数（不带压料圈）”查出各次的极限拉深系数。(b)依次计算出各次拉深直径，即d1=m1D；d2=m2d1；dn=mndn-1。(c)当dnd时，计算的次数即为拉深次数。C、计算法：拉深次数的确定也可采用计算方法进行确定，其计算公式如下：式中 d冲件直径；D坯料直径；m1第一次拉深系数；m均第一次拉深以后各次的平均拉深系数。（3）压料装置的选择：压料装置有刚性压料装置和弹性压料装置两种。是否采用压料装置主要看拉深过程中是否可能发生起皱。具体选择方法见“附表10：采用或不采用压料装置的条件“。六、选择模具的类型及结构形式（一）、冷冲模具的分类：1、根据工艺性质分类（1）冲裁模 沿封闭或敞开的轮廓线使材料产生分离的模具。如落料模、冲孔模、切断模、切口模、切边模、剖切模等。（2）弯曲模 使板料毛坯或其他坯料沿着直线（弯曲线）产生弯曲变形，从而获得一定角度和形状的工件的模具。（3）拉深模 是把板料毛坯制成开口空心件，或使空心件进一步改变形状和尺寸的模具。（4）成形模 是将毛坯或半成品工件按图凸、凹模的形状直接复制成形，而材料本身仅产生局部塑性变形的模具。如胀形模、缩口模、扩口模、起伏成形模、翻边模、整形模等。2、根据工序组合程度分类 （1）单工序模 在压力机的一次行程中，只完成一道冲压工序的模具。（2）复合模 只有一个工位，在压力机的一次行程中，在同一工位上同时完成两道或两道以上冲压工序的模具。（3）级进模（也称连续模） 在毛坯的送进方向上，具有两个或更多的工位，在压力机的一次行程中，在不同的工位上逐次完成两道或两道以上冲压工序的模具。（二）、模具类型及结构选择工艺方案确定后，模具类型（单工序模、复合模、级进模等）即可选定。然后确定模具主体结构，同时确定各个部分的具体结构，包括模架及导向方式、毛坯定位方式、卸料、压料、出件方式等。（三）、模具结构设计注意事项 在进行模具结构设计时，还应考虑到方便模具维修、保养，同时要在各个细小的环节尽可能考虑到操作者的安全等。七、进行必要的工艺计算（一）、对冲压件进行必要的工艺计算：在对冲压件进行必要的工艺计算时，根据冲压件的结构特点确定所需的工艺计算。下面分别以冲裁件、弯曲件、拉伸件三种类型进行详细介绍：1、冲裁件的所需的工艺计算内容：（1）排样设计与计算：排样设计与计算主要包括：选择排样方法、确定搭边值、计算材料利用率、画出排样图等。A、 排样的定义：冲裁件在条料、带料或板料上的布置方法叫排样。合理的排样是提高材料利用率、降低成本，保证冲件质量及模具寿命的有效措施。B、材料利用率及提高材料利用率的方法：（a）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利用率。（b）冲裁废料的分类：一类是结构废料，是由冲件的形状特点产生的；另一类是由于冲件之间和冲件与条料侧边之间的搭边，以及料头、料尾和边余料而产生的废料，称为工艺废料。（c）要提高材料利用率的方法：主要应从减少工艺废料着手。减少工艺废料的措施是：设计合理的排样方案，选择合适的板料规格和合理的裁板法，使用条件允许时改变零件结构形状，利用废料作小零件等。C、排样方法分类及特点：（a）排样方法分类：根据材料的合理利用情况，排料方法可分为有废料排样、少废料排样、无废料排样三种。（b）排样的优缺点：采用少、无废料的排样可以简化冲裁模结构，减小冲裁力，提高材料利用率。但是，因条料本身的公差以及条料导向与定位所产生的误差影响，冲裁件公差等级低。同时，由于模具单边受力（单边切断时），不但会加剧模具磨损，降低模具寿命，而且也直接影响冲裁件的断面质量。为此，排样时必须统筹兼顾、全面考虑。（c）复杂件排样方法：对于形状复杂的冲件，通常用纸片剪成35个样件，然后摆出各种不同的排样方法，经过分析和计算，决定出合理的排样方案。（d）决定排样方案时应遵循的原则：保证在最低的材料消耗和最高的劳动生产率的条件下得到符合技术条件要求的零件，同时要考虑方便生产操作、冲模结构简单、寿命长以及车间生产条件和原材料供应情况。D、影响搭边值的因素及搭边值的确定：排样时冲裁件之间以及冲裁件与条料侧边之间留下的工艺废料叫搭边。（a）影响搭边值的因素材料的力学性能 硬材料的搭边值可小一些；软材料、脆材料的搭边值要大一些。材料厚度 材料越厚，搭边值也越大。 冲裁件的形状与尺寸 零件外形越复杂，圆角半径越小，搭边值取大些。送料及挡料方式 用手工送料，有侧压装置的搭边值可以小一些；用侧刃定距比用挡料销定距的搭边小一些。卸料方式 弹性卸料比刚性卸料的搭边小一些。（b）搭边值的确定搭边值是由经验确定的。设计时参考“附表11：最小搭边值”。E、计算条料宽度与导料板间距离：（a）有侧压装置时条料的宽度与导料板间距离：条料宽度：导料板间距离：（b）无侧压装置时条料的宽度与导料板间距离：条料宽度：导料板间距离：式中Dmax条料宽度方向上冲裁件的最大尺寸；最小搭边值，其值可参考“附表11：最小搭边值”；条料宽度的单向偏差，其值可参考“附表12：条料宽度偏差”；C导料板与最宽条料之间的间隙，其最小值见“附表13：导料板与条料之间的最小间隙”。（2）计算冲压力:包括冲裁力、卸料力、推件力、顶件力等。初步选取压力机的吨位。A、计算冲压力：(a）冲裁力的计算：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而变化的。冲裁力一般指冲裁力的最大值，它是选用压力机和设计模具的重要依据之一。普通平刃口模具，其冲裁力F一般按下式计算：式中 F冲裁力；L冲裁周边长度；t材料厚度；材料抗剪强度；K系数（一般取K1.3）。(b）降低冲裁力的方法：为充分利用公司资源，实现小设备冲裁大工件，或使冲裁过程平稳以减少压力机振动，常用下列方法来降低冲裁力。阶梯凸模冲裁在几个凸模直径相差较大，相距又很近的情况下，为能避免小直径凸模由于承受材料流动的侧压力而产生折断或倾斜现象，可采用阶梯布置，即将小凸模做短一些。凸模间的高度差H与板料厚度t有关，即 t3mm 时Ht；t3mm 时H0.5t斜刃冲裁斜刃配置的原则是：必须保证工件平整，只允许废料发生弯曲变形。因此，落料时凸模应为平刃，将凹模作成斜刃。冲孔时则反之。(c）卸料力、推件力及顶件力的计算： 从凸模上卸下箍着的料所需要的力称卸料力。卸料力将梗塞在凹模内的料顺冲裁方向推出所需要的力称推件力。推件力逆冲裁方向将料从凹模内顶出所需要的力称顶件力。顶件力(F冲裁力，、卸料力、推件力、顶件力系数，n同时卡在凹模内的冲裁件或废料数)卸料力、推件力、顶件力系数的选取可参照“附表14：卸料力、推件力和顶件力系数”。(d）压力机公称压力的确定： 采用弹性卸料装置和下出料方式的冲裁模时：。采用弹性卸料装置和上出料方式的冲裁模时：。采用刚性卸料装置和下出料方式的冲裁模时：。（3）计算模具压力中心: A、确定简单几何图形的压力中心：(a）对称冲件的压力中心，位于冲件轮廓图形的几何中心上。(b）冲裁直线段时，其压力中心位于直线段的中心。(c）冲裁圆弧线段时，其压力中心的位置计算公式为：。（R半径，s玄长，b弧长，）B、确定多凸模模具的压力中心：确定多凸模模具的压力中心，是将各凸模的压力中心确定后，再计算模具的压力中心。建议采用三维设计软件中“质心信息”命令来确定压力中心位置。C、复杂形状零件模具压力中心的确定：复杂形状零件模具压力中心的计算原理与多凸模冲裁压力中心的计算原理相同。冲裁模压力中心的确定，可以用传统的作图法和悬挂法。以上方法计算或操作复杂且准确度差，现建议采用三维设计软件中“质心信息”命令来确定压力中心位置。（4）计算凸、凹模工作部分尺寸并确定其制造公差：A凸、凹模刃口尺寸计算原则：确定凸、凹模刃口尺寸应对落料和冲孔工序进行区分，且遵循如下原则：（a）设计落料模先确定凹模刃口尺寸。以凹模为基准，间隙取在凸模上，即冲裁间隙通过减小凸模刃口尺寸来取得。设计冲孔模先确定凸模刃口尺寸。以凸模为基准，间隙取在凹模上，冲裁间隙通过增大凹模刃口尺寸来取得。（b）根据冲模在使用过程中的磨损规律，设计落料模时，凹模基本尺寸应取接近或等于工件的最小极限尺寸；设计冲孔模时，凸模基本尺寸则取接近或等于工件孔的最大极限尺寸。这样凸、凹模在磨损到一定程度时，仍能冲出合格的零件。根据工件制造精度来确定模具的磨损系数，其值一般在0.51.0之间。若工件精度在IT10以上则X=1；IT11IT13则X=0.75；IT14以下则X=0.5。（c）不管落料还是冲孔，冲裁间隙一般选用最小合理间隙值。（d）一般冲模精度较工件精度高24级。形状简单的圆形、方形刃口，其制造偏差值可选级；形状复杂的刃口制造偏差可按工件相应部位公差值的1/4来选取；对于刃口尺寸磨损后无变化的制造偏差值可取工件相应部位公差值的1/8并加（）符号。（e）工件尺寸公差与冲模刃口尺寸的制造偏差原则上都应按“入体”原则标注为单向公差，所谓“入体”原则是指标注工件尺寸公差时应向材料实体方向单向标注。但对于磨损后无变化的尺寸，一般标注双向偏差。B、凸、凹模刃口尺寸的计算方法：（a）按凸模与凹模图样分别加工法：此方法主要用于圆形或简单规则形状的工件。设计时，需在图纸上分别标注凸模和凹模刃口尺寸及制造公差。落料时，工件尺寸应表示为，则凸、凹模尺寸公式分别为： 冲孔时，工件尺寸应表示为，则凸、凹模尺寸公式分别为： 孔的中心距时，孔中心距尺寸应表示为，其在凹模上的孔中心距尺寸公式为：以上公式中、落料凸、凹模尺寸；、冲孔凸、凹模尺寸；落料件最大极限尺寸；冲孔件孔最小极限尺寸；、工件孔心距尺寸与凹模孔心距尺寸；工件制造公差；磨损系数；、凸、凹模制造公差，可按级或按“附表15：规则形状（圆形、方形）冲裁时凸模、凹模的制造公差”进行选取，也可按、进行选取。为保证初始间隙小于最大合理间隙，应保证满足下列条件：（b）凸模与凹模配做法：此方法主要用于形状复杂、材料薄的工件。设计时，基准件的刃口尺寸及制造公差应详细标注，而配作件上只标注公称尺寸，不注公差，但在图纸上注明：“凸（凹）模刃口按凹（凸）模实际刃口尺寸配制，保证最小双面合理间隙值Zmin”。凸模或凹模磨损后会增大的尺寸A：凸模或凹模磨损后会减小的尺寸B：凸模或凹模磨损后会基本不变的尺寸C：以上公式中、模具基准件尺寸；、工件极限尺寸；工件制造公差；磨损系数。C、确定冲裁间隙：冲裁间隙的选择可参考“GB/T16743-2010 冲裁间隙”。（a）对于尺寸精度、断面质量要求高的冲裁件：对于尺寸精度、断面质量要求高的冲裁件，需将冲裁力与模具寿命作为次要因素考虑，应选用较小间隙值，具体可参照“附表16：冲裁模初始双面间隙值（精密冲裁）”进行选取。（b）对于尺寸精度和断面质量要求不高的冲裁件：对于尺寸精度和断面质量要求不高的冲裁件，在满足冲裁件要求的前提下，应以降低冲裁力、提高模具寿命为主，选用较大的双面间隙值，具体可参照“附表17：冲裁模初始双面间隙值（普通冲裁）”进行选取。（c）当模具采用线切割加工：当模具采用线切割加工，若直接从凹模中制取凸模，此时凸、凹模间隙决定于电极丝直径、放电间隙和研磨量，但其总和不能超过最大单面初始间隙值（5）弹性元件的选取与计算：弹簧和橡皮是模具中广泛应用的弹性元件，主要为弹性卸料、压料及顶件装置提供作用力和行程。A、弹簧的选用：弹簧属标准件，在模具中应用最多的是圆柱螺旋压缩弹簧，其次是碟形弹簧。我们在设计时一般选择圆柱螺旋压缩弹簧。（a）选择弹簧的原则：所选弹簧必须满足预压力要求。必须满足最大许可压缩量的要求。必须满足模具结构设计空间的要求。（b）选择弹簧的步骤：根据卸料力和模具结构空间初定弹簧数量，并计算每根弹簧的预压力。根据预压力和模具结构预选弹簧规格，保证最大工作负荷大于弹簧的预压力。计算在预压力作用下的预压缩量。保证弹簧最大允许压缩量大于实际工作总压缩量。B、橡胶的选用：橡胶允许承受的负荷较大，安装调整灵活方便，是模具中常用的弹性元件。一般选用聚氨酯橡胶。（a）选择橡胶的原则：保证橡胶的预压力大于模具的卸料力。橡胶的最大压缩量不得超过橡胶自由高度的40%。一般取自由高度的10%15%。橡胶高度与直径之比要0.5且1.5。（b）选择橡胶的步骤：根据工艺性质和模具结构确定橡胶性能、形状、数量。一般情况下，冲裁卸料用硬橡胶，拉深压料用软橡胶。根据卸料力计算出橡胶的横截面积及高度尺寸。保证橡胶高度与直径之比在0.5且1.5之间。（6）必要时，对模具的主要零件进行强度验算：A、凸模的强度校核在一般情况下，凸模的强度和刚度是足够的，无须进行强度校核。但对特别细长的凸模或凸模的截面尺寸很小而冲裁的板料厚度较厚时，则必须进行承压能力和抗纵弯曲能力的校核。其目的是检查其凸模的危险断面尺寸和自由长度是否满足要求，以防止凸模纵向失稳和折断。冲裁凸模的强度效核计算公式：校核内容计算公式无导向有导向弯曲应力圆形非圆形压应力圆形非圆形凸模允许的最大自由高度；凸模最小直径；凸模最小端面的惯力矩；冲裁力；冲压材料厚度；冲压材料抗剪强度；凸模材料的许用压应力；2、弯曲件的所需的工艺计算内容：（1）弯曲件中性层位置的确定：弯曲件的坯料长度应等于中性层的展开长度。中性层位置以曲率半径表示，其公式为 =r+xt式中 r零件的内弯曲直径；t材料厚度；x中性层位移系数，其值可参考“附表18：中性层位移系数x值”。（2）弯曲件坯料尺寸的计算：中性层位置确定后，对于形状比较简单、尺寸精度要求不高的弯曲件，可直接计算坯料长度。而对于形状比较复杂或精度要求高的弯曲件，在进行初步计算坯料长度后，需反复试弯并不断修正，最后确定坯料的形状及尺寸。A、圆角半径r0.5r的弯曲件：由于该弯曲件变薄不严重，按中性层展开原理，坯料总长度等于弯曲件直线部分和圆弧部分长度之和。公式如下：式中 LZ坯料展开总长度；l1、l2零件各直线部分长度；弯曲中心角；中性层曲率半径；r零件的内弯曲直径；t材料厚度；x中性层位移系数。B、圆角半径r0.5r的弯曲件：由于该弯曲件在圆角处及相邻直边处变薄严重，需按“附表19：r0.5r的弯曲件坯料长度计算公式”。C、铰链式弯曲件：对于r=(0.63.5)t的铰链件，通常采用推卷结构模具成形，其坯料长度LZ的计算公式如下：式中 LZ坯料展开总长度；l零件直线段长度； r铰链的内曲直径；t材料厚度；x1中性层位移系数，其值可参考“附表20：卷边时中性层位移x值”。（3）弯曲力的计算：A、自由弯曲时的弯曲力：V型件弯曲力：U型件弯曲力：式中 F自自由弯曲在冲压行程结束时的弯曲力；B弯曲件的宽度； t弯曲材料的厚度；r弯曲件的内弯曲半径；b材料的抗拉强度；K安全系数，一般取K=1.3。B、校正弯曲时的弯曲力：校正弯曲应力：式中校正弯曲应力；A校正部分投影面积； p单位面积校正力，其值可参考“附表21：单位面积校正力p”。C、顶件力或压料力：若弯曲模设有顶件装置或压料装置，其顶件力FD（压料力FY）可取自由弯曲力F自的30%80%。公式如下：顶件力：FD=（0.30.8）F自压料力：FY=（0.30.8）F自D、压力机公称压力的确定：（a）无压料装置的自由弯曲： F压机F自（b）有压料装置的自由弯曲： F压机（1.21.3）（F自+ FY）（c）校正弯曲： F压机（1.21.3）F校3、拉深件的所需的工艺计算内容：（1）拉深件坯料尺寸的确定：A、确定坯料形状和尺寸的依据：坯料形状和尺寸按体积不变或相似原则确定。按体积不变原则得到坯料尺寸；按相似原则得到坯料形状。对于形状复杂的拉深件，利用相似原则仅能初步确定坯料形状，必须通过多次试压，反复修改，才能最终确定出坯料形状。因此，拉深件的模具设计一般先设计拉深模，后再设计冲裁模。解决拉深件口部不整齐现象一般采取加大工序件高度或凸缘宽度的办法，然后经过切边工序保证零件质量。切边余量参考“附表22：无凸缘圆筒形拉深件的修边余量h”和“附表23：有凸缘圆筒形拉深件的修边余量r”。B、简单旋转体拉深件坯料尺寸的确定：（a）小圆角圆筒形拉深件： 式中d0坯料直径；d圆筒形工件直径； h圆筒形工件高度。（b）大圆角圆筒形拉深件： 式中d0坯料直径；d圆筒形工件直径； h圆筒形工件高度； r圆角半径。（c）板料厚度1.0mm的圆筒形拉深件：此类拉深件的坯料尺寸可按外形或内形尺寸进行计算。（d）其他常用旋转体拉深件：其他常用旋转体拉深件坯料直径的计算公式可参考“附表24：常用旋转体拉深件坯料直径的计算公式”。（2）各次拉深尺寸的计算：A、工序件直径的确定确定拉深次数以后，由表查得各次拉深的极限拉深系数，适当放大，并加以调整，其原则是：（a）保证，式中d零件直径；D坯料直径。（b）使。各次拉深时工序件直径的计算公式为：d1=m1D，d2=m2d1，dn=mndn-1。B、工序件高度的确定在确定出各工序件的底部圆角半径后，可利用下面的公式计算工序件的各次拉深高度。式中h1、h2、hn各次拉深工序件高度；d1