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（1）有一定批量，应重视模具材料和结构的选择，保证一定的模具寿命。

（2）冲裁间隙，凸凹模间隙的确定应符合制件的要求。

（3）各工序凸凹模动作行程的确定应保证各工序动作稳妥、连贯。

二、工艺方案确定

根据制件工艺性分析，其基本工序只有落料，可得以下简单方案：

（1）直接落料，单工序冲裁。

（2）先冲孔凹形区域，后落料制件。

（3）凹形区域两次冲孔成矩形，再落料成制件。

方案

（1）为单工序冲压，制件生产过程较为简单。

方案

（2）、（3）需冲孔后落料，容易造成制件废品率高，对设备要求高等。

综合各方面因素，方案

（1）较为合理。

三、模具结构形式的确定。

因制件材料较薄，为保证制件平整，采用固定卸料装置。

为方便操作和取件可初选双立柱可倾压力机，横向送料。

采用圆柱头式挡料销。

生产效率高，材料消耗也小。

综上所述：

由《模具设计指导》[1]书表5—3，5—8选用固定卸料横向送料典型组合结构形式，后侧导柱滑动导向模架。

四、工艺设计。

（1）计算毛坯尺寸。

制件长尺寸如图一。

（2）排样方式的确定及尺寸确定。

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。

因材料厚度2mm，由参考书《模具设计指导》表4-4得材料厚度允许偏差为±

0.13mm,属于A级精度。

故材料为A级精度的Q235。

由参考书《飞行器钣金成形原理与工艺》[3]表3-17

表3-17搭边值和侧边值的数值

材料厚度t

圆件及r＞2t圆角

矩形边长l≤50

矩形边长l＞50或圆角r≤2

工件间a1

侧边a

工件间a

侧边a1

工件间a1

侧边a

0.25以下

1.8

2.0

2.2

2.5

2.8

3.0

0.25～0.5

1.2

1.5

0.5～0.8

1.0

0.8～1.2

0.8

1.2～1.5

1.9

1.6～2.0

选a=1.5mm,a1=2mm.由式3—24，无侧压装置有：

B0-Δ=[D+2（a1+Δ）+b0）]

其中：

B—条料板公称宽度（mm）

D—垂直于送料方向的工件尺寸（mm）

a1—侧搭边值（mm）

b0—条料与导板之间的间隙（mm）

Δ—条料宽度公差（mm）

查表3-18，有Δ＝0.6mm,b0=0.2mm

则；

B=[D+2×

（a1+Δ）+b0）]

　　　　=[48+2×

（2+0.6）+0.2]

　　　　=53.4mm

条料步距L=70+a=（72+1.5）mm=73.5mm.

查参考书《模具设计指导》表4-8，选板料规格为冷轧钢板，尺寸为

600mm×

1500mm×

2mm,每块剪成60mm×

2mm的条料，可生产零件200件。

制件排样图如图：

图2

（3）计算材料利用率η。

η=

×

100%

其中：

制件的总面积A0=2340mm。

一个步距的条料的面积A=3925mm。

故η=60%

（4）计算冲压力。

1）、冲裁力的计算

用平刃冲裁时，其冲裁力F一般按下式计算：

F=Ltτb

式中　　F—冲裁力；

L—冲裁周边长度；

　　　　t—材料厚度；

　　　　τb—材料抗剪强度；

K—系数，系数Ｋ是考虑到实际生产中，模具间隙值的波动和不均匀，刃口磨损、板料力学性能和厚度波动等原因的影响而给出修正系数，一般取Ｋ=1.3。

计算冲裁件轮廓尺寸L=272mm

由参考资料《模具设计指导》[1]表4－11得

=432～461Mpa,取

=450Mpa

由参考书《飞行器钣金成形原理与工艺》[3]表3－15

表3-15卸料力、推件力和顶件力系数

料厚t/mm

K推

K顶

K卸

钢

≤0.1

＞0.1~0.5

＞0.5~2.5

＞2.5~6.5

＞6.5

0.065~0.075

0.045~0.055

0.04~0.05

0.03~0.04

0.02~0.03

0.1

0.063

0.055

0.045

0.025

0.14

0.08

0.06

0.05

0.03

铝、铝合金

纯铜，黄铜

0.025~0.08

0.02~0.06

0.03~0.07

0.03~0.09

则：

①F冲裁=1.3Lt

=1.3Lt（0.7～0.9）

=Lt×

=450×

272×

2=245KN

②F卸料=K卸F冲=0.05×

245=12.25KN

总冲裁力F=245+12.25=260KN

（5）初选压力机。

由参考文献《模具设计指导》[1]表4－33选取Y23－40型精冲压力机。

（6）计算凸凹模刃口尺寸。

对于形状复杂或薄材料的冲裁件，为了保证凸凹模之间的间隙值，并使其分布均匀，必须采用配合加工，这种方法是先加工好凸模或凹模作为基准件，然后以此基准件为标准加工凹模或凸模，使二者保持一定间隙。

由《飞行器钣金成形原理与工艺》[3]表3-14，

表3-14系数X

料厚t（mm）

非圆形

圆形

1

0.75

0.5

工件公差△/mm

1~2

2~4

＞4

＜0.16

＜0.20

＜0.24

＜0.30

0.17~0.35

0.21~0.41

0.25~0.49

0.31~0.59

≥0.36

≥0.42

≥0.50

≥0.60

≥0.16

≥0.20

≥0.24

≥0.30

每个尺寸可取：

x＝1

1　凹模磨损后增大的尺寸，可按落料件凹模尺寸的公式计算

Aid=（Amax-x△）+δd0

Amax—垂直于送料方向的凹模刃口间的最大距离；

所以有：

A1d=（38-1×

0.17）+0.17/40=37.83+0.04250mm

A2d=（70-1×

0.2）+0.2/40=69.8+0.050mm

A3d=（48-1×

0.2）+0.2/40=47.8+0.050mm

A4d=（20-1×

0.12）+0.12/40=19.88+0.030mm

2　凹模磨损后变小的尺寸，可按冲孔凸模尺寸的公式计算

Bid=（Bmin+x△）0δd

Bmin—垂直于送料方向的凸模刃口间的最小距离；

所以有：

B1d=（30+1×

0.12）0-0.12/4=30.120-0.03mm

3　凹模磨损后不变的尺寸

Cid=C±

δd

C1d=48±

0.2/4=48±

0.05mm

4　落料凸模的基本尺寸与凹模相同，分别是37.83mm,69.8mm,47.8mm,19.88mm,30.12mm,48.0mm。

凸模按凹模配制，配制时要保证最小合理间隙Zmin=0.160mm。

（7）计算压力中心。

由于该制件图形规则，压力中心在其几何中心上。

先画出凹模型口图,如图建立坐标系。

所以对于中心点坐标有：

（37.7,18.9）mm

五、模具结构设计：

（1）模具类型的选择

由冲压工艺分析可知，压力机一次冲裁即可完成一个工序，所以模具类型单工序冲裁模。

（2）定位方式的选择

　　因为该模具采用的是条料，控制条料的送进方向采用导料板，无侧压装置。

控制条料的送进步距采用挡料销初定距，导正销精定距。

而第一件的冲压位置因为条料长度有一定余量，可以靠操作工目测来定。

（3）凹模设计。

因制件材料简单，总体尺寸不大，选用整体式矩形凹模较为合理。

因生产批量较大，由文献《模具设计指导》[1]表3-5选用T10A为凹模材料。

凹模孔型由该文献中表2—38选出第三种孔型，且β=3°

，h=5mm由该文献表2-39得凹模高度h=22mm和凹模壁厚c=30mm。

（4）凹模刃口与边缘的距离

由文献《冲压手册》表2—41得a=30mm

（5）确定凹模周界尺寸L×

B

所以：

L×

B=160×

125

据文献《模具设计指导》表5—43得凹模尺寸160mm×

125mm×

22mm

其中L=160mm，B=125mm，

（6）选择模架及确定其他冲模零件尺寸。

由凹模周界尺寸及配用模架闭合高度在H=140～170mm，查《模具设计指导》[1]5-7选用滑动导向后侧导柱模架，标记为160×

125×

140~170（GB/T2851.3－1990）,并根据此标准画出模架图。

上模座：

160×

40GB/T2855.5-1990材料：

HT200GB/T9436-88

下模座：

50GB/T2855.6-1990材料：

导柱：

25h5×

130GB/T2861.1-1990材料:

20钢GB/T699-1999

导套：

25H6×

85×

33GB/T2861.6-1990材料:

六、绘制典型零件图和装配图。

a凹模

　　　　　　　　　　　　　　b凸模

结束语

钣金冲压成形课程设计是我在大学期间的一门重要的课程，是把理论应用到实践中的过程。

通过这次设计使我学会如何去培养我们的创新精神，从而不断地战胜自己，超越自己。

创新，是要我们学会将理论很好地联系实际，并不断地去开动自己的大脑；

并使我巩固了自己的知识，加深了对冲压成形的理解，同时认识到自己的不足。

把以前不懂或模糊的知识上升到了深刻理解，相信对我们将来从事工作将有很大帮助。

本设计是一个小型的钣金零件成形工艺的设计。

主要包括了冲孔和冲压模具的设计计算以及主要零件和模具的CAD制图,使我学到了不少东西，

通过本次课程设计，我学到了很多新的东西，也发现了大量的问题，有些在设计过程中已经解决，有些还有待今后慢慢学习。

只要学习就会有更多的问题，更多的难点，但也会有更多的收获。

由于个人水平有限，在设计过程中不可避免地出现各种各样的问题，还请老师批评指正。

致谢

在本设计完成之际，衷心感谢指导老师和同学们对我的指导和帮助。

在我设计过程中，张春元、王菁等老师给予了极大的帮助和指导，并为我们提供了舒适的工作、学习环境，老师认真负责的工作态度、严谨的治学风格，使我深受启发，在此我要感谢几位老师对我的帮助和他们耐心的辅导；

以及同学们的支持，和同学们之间的相互探讨也使我获益匪浅，也要同学们对我的关心，使我在学习中感受到了快乐。

我再次感谢老师和我的同学们，并感谢学校给予我们一个实践的平台，使我们的能力得到了极大的提升。

参考文献

【1】史铁梁.模具设计指导.北京:

机械工业出版社，2006.

【2】王孝培.冲压手册.北京：

机械工业出版社，2000.

【3】瞿平.飞机钣金成形原理与工艺.西安：

西北工业大学出版社，1995.

【4】杨玉英．实用冲压工艺及模具设计手册．北京：

【5】伍先明.塑料模具设计指导.北京：

国防工业出版社，2006.

【6】申开智.塑料成型模具.北京：

中国轻工业出版社，2002.

【7】齐晓杰.塑料成型工艺与模具设计.北京：

机械工业出版社，2006.

【8】姜奎花.冲压工艺与模具设计.北京：

【9】丁松聚.冷冲模设计.北京：

【10】许树勤.模具设计与制造.北京：

北京大学出版社，2005.

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北京理工大学出版社,2007.

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东北大学出版社，2006.

【13】徐慧民.模具制造工艺学.北京：

北京理工大学出版社2007.