目 录
摘要………………………………………………………………………………………………1
关键词…………………………………………………………………………………………1
1 前言………………………………………………………………………………………2
2 设计任务与分析…………………………………………………………………………4
2.1 设计任务…………………………………………………………………………4
2.2 零件的工艺性分析………………………………………………………………4
3 零件工艺计算………………………………………………………………………………4
3.1 排样计算…………………………………………………………………………5
3.2 冲裁工艺力计算…………………………………………………………………6
3.2.1 周长的计算………………………………………………………………6
3.2.2 落料力……………………………………………………………………6
3.2.3 冲孔力……………………………………………………………………6
3.2.4 落料时卸料力……………………………………………………………6
3.2.5 冲孔时推件力……………………………………………………………7
3.2.6 冲裁时总工艺力…………………………………………………………7
3.3 确定模具的压力中心……………………………………………………………7
4 凸凹模的设计……………………………………………………………………………8
4.1 凸、凹模刃口尺寸计算…………………………………………………………8
4.2 凸模、凹模、凸凹模的结构设计………………………………………………10
5 模具的总体设计及主要零部件…………………………………………………………11
5.1 上模座、下模座的设计…………………………………………………………11
5.2 导柱、导套………………………………………………………………………13
5.3 模柄………………………………………………………………………………15
5.4 凸模固定板………………………………………………………………………16
5.5 垫板………………………………………………………………………………17
5.6 螺钉与销钉………………………………………………………………………17
5.7 卸料版……………………………………………………………………………18
5.8 弹性元件的设计……………………………………………………………………18
5.9 模具总图…………………………………………………………………………19
5.10 冲压设备的选择…………………………………………………………………20
5.11 凸模的长度及校核……………………………………………………………21
5.12 冲压设备校核…………………………………………………………………21
6 冲压模具零件加工工艺的编制…………………………………………………………22
6.1 凹模加工工艺过程………………………………………………………………22
6.2 凸模加工工艺过程………………………………………………………………22
6.3 卸料版加工工艺过程……………………………………………………………23
6.4 凸模固定板加工工艺过程………………………………………………………23
6.5 上模座加工工艺过程……………………………………………………………24
6.6 下模座加工工艺设计……………………………………………………………24
6.7 磨齿………………………………………………………………………………25
7 总结…………………………………………………………………………………………25
参考文献……………………………………………………………………………………26
致谢……………………………………………………………………………………………27
附录…………………………………………………………………………………………27
摘 要：本设计主要阐述了一种多功能开瓶器冲压模具的主要设计过程，主要原理是利用凸、凹模进行冲裁加工出目标零件。主要目的是设计多功能开瓶器冲孔落料成形复合模。文中主要分析了冲裁件的工艺性和排样方式。对冲裁过程中的工艺力以及压力中心进行了计算和分析，并对冲裁模的刃口尺寸进行的计算。对冲裁件的模具结构进行设计和计算，并同时对模具制造中的各个主要的零件结构尺寸进行了计算，根据资料选取合适的零件以保证模具的制造。对此模具绘制装配图、并对重要非标准间进行零件图绘制。
关键词：模具；冲孔；落料；凹模；凸模
The Design of Multifunctional Corkscrew Punch Technology and Mould
Abstract: This design mainly expounds a kind of multi-functional corkscrew stamping mould main design process, the main principle is to use convex, concave die cutting processing for the target parts. The main purpose is to design multi-function corkscrew punching blanking forming composite die. This paper mainly the blanking pieces of technology and layout mode. In the process of cutting force hedge process and pressure center has been calculated and analyzed, and hedge die size of the blade of calculations. The structure of the die cutting a hedge design and calculation, and at the same time for each of the mould manufacturing main parts structure size is calculated, according to the material to select the suitable parts to ensure the mould manufacturing. This figure, and drawing equipment mould of important the standard parts chart drawing.
Keywords: Mould; Punching; Dropping material; Concave die; The punch
1 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。冲压的基本工序分为分离工序和成形工序两大类。
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。
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。
冲模是冲压加工工艺的装备之一，被广泛地运用在汽车、飞机、电机、仪表以及在国防工业中。冲压工艺具有生产效率高、生产成本低、材料利用率高、能成形复杂零件，适合大批量生产的优点，在某些领域已取代机械加工，并正逐步扩大其工艺范围。因此，冲压技术对发展生产、增强效率、更新产品等方面具有重要的作用。但同时，冲压技术的推广受到投入成本低，模具成本高，不适应中小生产规模的特点。但是总的说来，随着我国经济实力的进一步加强，模具行业，包括冲模一定会得到更普及地应用。
随着冲压工艺的广泛应用于国民经济中，再加上随着数控技术和机械CAD/CAM的发展，冲模的发展更加迅速。它以生产率高、成本相对低廉被广泛应用。外国的冲压模发展水平相当高，无论是设计还是制造，都达到较高的水平。以精确的定位，合理的工艺，连续加工精度很高的薄臂零件。而国内模具行业的起步较晚，基本上以单模为主，因此，加工精度还不够高。
冲模的设计包括冲裁模设计、弯曲模设计、拉伸、胀形等模具的设计。冲模的设计也用到材料学、机械设计、工程材料、特种加工等方面的知识。因此它是一门综合性很强的学科。
落料和冲孔都属于冲裁模。冲裁模是从条料、带料或半成品上使材料烟规定的轮廓产生分离的模具，随着科学技术的发展，冲压技术也向高速化、自动化、精密化的方向发展。冲裁模一般分为简单模、级进模、和复合模。简单模在国内应用比较广泛，它是在压力机的冲压行程中完成一次冲裁工艺。简单模也分为无导向简单模、导板式简单模，和导柱式简单模；级进模是在单工序冲模基础上发展的一种多工序、高效率冲模。在压力机一次冲程中，级进模在其有规律排列的几个工位上分别完成一部分冲裁工艺，在最后工位冲出完整的工件。由于级进模是连续冲压，因此生产效率高，适用于大规模生产，但是因为其结构复杂，定位要求比较严格，因此说制造成本高。复合模是指在压力机的一次冲压行程中，经一次送料定位，在模具的同一部位可以同时完成几道冲裁工序的模具称为复合模。复合模同连续模一样，也是在简单模的基础上发展的一种较先进的模具。与连续模相比，冲裁模冲裁件的位置精度高，对条料的定位精度要求低，复合模的轮廓尺寸较小。复合模虽然生产效率高，冲压件精度高，但模具结构复杂，制造精度要求高，适用于生产批量大，精度要求高，内外形尺寸差较大的冲裁件。
本次设计零件的材料是不锈钢，适用于冷冲压加工。如何安排合理的加工工艺，确保生产的效率最高，同时也能满足零件的加工要求。这是整个设计的重点。在该零件的加工中，包括了冲孔，落料。冲孔属于冲裁加工的一种。冲裁模的结构比较简单，冲裁过程分为弹性变形阶段，塑性变形阶段，断裂分离阶段。其断层直接关系到冲裁加工质量的好坏，一般的，断面分为四个特征区，即圆角带，光亮带，断裂带，和毛刺。我们必须有合理的冲裁模的间隔来保证良好的特征带的分布。冲裁模有刃口尺寸、冲裁力等工艺参数的确定。在设计本零件的冲孔和落料加工时，须首先确定其力学性能，然后设计主要零件，完成结构草图，最后完成装配图。
在冲压模的设计过程中，还必须考虑到模具的成本，因此在进行选材，结构设计时，必须尽量不设计形状复杂的结构，同时采用镶嵌式代替整体式的结构。针对模具的定位要求高的特点，在零件的设计中必须要有比较高的加工精度要求。总的一句话，必须在有高的模具寿命和满足加工精度要求的基础上，尽量降低模具材料的成本，简化模具的结构，这样才能有利于这个行业在我国的发展。
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