毕业设计（论文）
题 目：
院 (系)：专 业：学 号：指导教师： 冷冲压模具设计
二〇年月日
毕业设计（论文）任务书
毕业设计(论文)进度计划表
毕业设计(论文)中期检查记录表
摘 要
本文主要介绍了落料模冲压模具设计全过程，经工艺分析、工艺计算，确定该设计工艺流程及冲模结构形势。同时对所设计的模具分别进行了分析说明，整过程采用Auto CAD 软件绘制模具的二维装配和个别零件图。
在目前激烈的市场竞中，产品投入市场的迟早往往是成败的关键。模具是高质量、高效率的产品生产工具，模具开发周期占整个产品开发周期的主要部分。因此客户对模具开发周期要求越来越短，不少客户把模具的交货期放在第一位置，然后才是质量和价格。因此，如何在保证质量、控制成本的前提下加工模具是值得认真考虑的问题。模具加工工艺是一项先进的制造工艺，已成为重要发展方向，在航空航天、汽车、机械等各行业得到越来越广泛的应用。模具加工技术，可以提高制造业的综合效益和竞争力。研究和建立模具工艺数据库，为生产企业提供迫切需要的高速切削加工数据，对推广高速切削加工技术具有非常重要的意义。
关键词：冲压模具 工艺分析 工艺计算 冲压
Abstract
This paper mainly introduces the blanking die stamping die design process, the process analysis, process, determine.
The design process and die structure situation. At the same time, the molds were designed by analyzing the whole process, using Auto CAD software to draw the mold assembly and parts drawing two-dimensional. In the fierce market competition, the product into the market time is the key to success. Mold is a high quality, high-efficiency production tools, mould development cycle of the main part of the product development cycle. Therefore customers die development cycle more and more short, many customers to mold delivery in the first position, then is the quality and price. Therefore, how to ensure the quality, cost under the premise of processing mold is worthy of serious consideration. Die processing technology is an advanced manufacturing technology, has become an important direction of development, has been widely used in various industries, automobile, machinery, aerospace. Mold processing technology, can improve the comprehensive efficiency and competitiveness of manufacturing industry. Research and the establishment of the mold process database, provides the urgent need of high-speed machining data for the production of enterprises, is very important to the promotion of high-speed machining technology is of significance.
KEY WORD ：Stamping Mold Process Analysis Process Calculation Stamping
目 录
第一章 概论 .............................................................. 1
第一节 冲压的概念、特点及应用 ......................................... 1 第二节 课题的来源、目的及意义 ......................................... 3 第三节 模具技术的发展状况 ............................................. 3 第二章 模具设计及计算 .................................................... 7
第一节 冲模制造的过程 ................................................. 7 第二节 零件及冲压工艺分析及计算 ....................................... 8 第三节 模具总体设计 .................................................. 12 第四节 方案确定 ...................................................... 12 第五节 模具主要零件设计 .............................................. 13 结论 .................................................................... 17 致谢 .................................................................... 18 参考文献 ................................................................ 19
第一章 概论
模具是大批量生产同形产品的工具，是工业生产的主要工艺设备。模具工业是国民经济的基础工业。
现代模具行业是技术行业。现代模具是高技术背景下的工艺密集型工业,是高技术人才型行业。它作为重要的生产装备行业在为各行各业服务的同时，也直接为高新技术产业服务。由于模具生产要采用一系列高新技术，如CAD//CAM等技术、计算机网络技术、激光技术、快速成形技术及敏捷制造技术、高速加工及超精加工、微细加工、复合加工、表面处理技术等等，因此，模具工业已成为高新技术产业的一个重要组成部分。
模具技术水准在很大程度上决定于人才的整体水平，而模具技术水准的高低，又决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力，因此模具技术已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志。
我国模具工业近年来发展很快，据不完全统计，2004年我国模具生产厂点约有3万多家，从业人员80万人，2005年模具行业的发展保持良好势头，模具企业总体上订单充足，任务饱满，模具销售额610亿元，比2004年增长25%，同时,中国的模具生产技术有了很大的提高, 模具生产水平有些已接近或达到国际水平。2005年模具进口达20.68亿美元，比上一年增长14.07%,这说明高技术含量模具仍远远满足不了国内市场需要。2005年中国模具出口7.38亿美元,比上年增长50.31%。2005年进出口之比为2.8：1，比2004年的3.69:1更趋合理。2005年我国模具进出口总量28.06亿元，进出口相抵后的净进口达13.3亿美元，为净进口量较大的国家。2006年中国模具工业仍会有较大增长，技术含量高的模具仍为国家发展重点
第一节 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。
冲压加工在现代工业生产中，尤其是大批量生产中应用十分广泛。相当多的工业部门越 来 越 多 地 采 用 冲压 法 加 工产 品 零 部 件，如 汽 车、农机、仪器、仪表、电子、航空、航天、家电及轻工等行业。在这些工业部门中，冲压件所占的比重都相当的大，少则60%以上，多则90%以上。不少过去用锻造=铸造和切削加工方法
制造的零件，现在大多数被质量轻、刚度好的冲压件所代替。因此可以说，如果生产中不采用冲压工艺，许多工业部门要提高生产效率和产品质量、降低生产成本、快速进行产品更新换代等都是难以实现的
第二节 课题的来源、目的及意义
本课题是为机械系出的课题“模板冲裁模具设计”。利用CAD软件进行冲压模具设计，设计全部模具零件，完成装配；利用各种参考资料，学习并计算出可行的尺寸，确定了工艺参数等。所设计的模具冲出的名称是模板（5）。模板（5）：材料45号钢，料厚5.0±0.1
第三节 模具技术的发展状况
模具不是批量生产的产品，它具有单件生产和对特定用户的依赖特性。就模具行业来说，引进国外先进技术，不能采用通常的引进产品许可证和技术转让等方式，而主要是引进已经商品化了的CAD/ CAM /CAE软件和精密加工设备，引进国外模具先 进制造理念、引进国外模具先进制造人才，利用中外模具联合设计、聘请国外专家等途径发展自己的民族模具工业等。模具的CAD/CAE/CAM及CAD/CAE/CAM的集成，涉及面广、集多种学科与工程技术于一体，是综合型、技术密集型产品。现代化的模具要实现数字化设计、数字化制造、数字化管理、数字化生产流程，没有模具的数字化，就没有现代模具。模具的CAD/CAE/CAM技术日新月异，重要的工作是后续对于引进的软件进行二次开发，模具人才自然也肩负着软件的推广、软件的二次开发工作，从这个角度来看，模具高技术人才还扮演着对模具相关领域的研究与再设计的角色。
随着科学技术的不断进步和工业生产的迅猛发展，冷冲技术及模具不断革新和发展，主要反映在以下几个方面：
1.全面推广CAD/CAE技术
模具CAD/CAM/CAE技术是模具设计制造的发展方向。随着微机软件的发展和进步，普及CAD/CAM/CAE技术的条件已基本成熟，各企业将加大CAD/CAM技术培训和技术服务的力度；进一步扩大CAE技术的应用范围。计算机和网络的发展正使
CAD/CAM/CAE技术跨地区、跨企业、跨院所地在整个行业中推广成为可能，实现技术资源的重新整合，使虚拟制造成为可能。
2.高速铣削加工
国外近年来发展的高速铣削加工，大幅度提高了加工效率，并可获得极高的表面光洁度。另外，还可加工高硬度模块，还具有温升低、热变形小等优点。高速铣削加工技术的发展，对汽车、家电行业中大型型腔模具制造注入了新的活力。目前它已向更高的敏捷化、智慧化、集成化方向发展。
3.模具扫描及数字系统
高速扫描机和模具扫描系统提供了从模型或实物扫描到加工出期望的模型所需的诸多功能，大大缩短了模具的在研制制造周期。有些快速扫描系统，可快速安装在已有的数控铣床及加工中心上，实现快速数据采集、自动生成各种不同数控系统的加工程序、不同格式的CAD数据，用于模具制造业的“逆向工程”。模具扫描系统已在汽车、摩托车、家电等行业得到成功应用，相信在“十五”期间将发挥更大的作用。
4.电火花铣削加工
电火花铣削加工技术也称为电火花创成加工技术，这是一种替代传统的用成型电极加工型腔的新技术，它是有高速旋转的简单的管状电极作三维或二维轮廓加工(像数控铣一样)，因此不再需要制造复杂的成型电极，这显然是电火花成形加工领域的重大发展。国外已有使用这种技术的机床在模具加工中应用。预计这一技术将得到发展。
5.提高模具标准化程度
我国模具标准化程度正在不断提高，估计目前我国模具标准件使用覆盖率已达到30%左右。国外发达国家一般为80%左右。
6.优质材料及先进表面处理技术 7.模具研磨抛光将自动化、智能化
模具表面的质量对模具使用寿命、制件外观质量等方面均有较大的影响，研究自动化、智慧化的研磨与抛光方法替代现有手工操作，以提高模具表面质量是重要的发展趋势。
8.模具自动加工系统的发展
这是我国长远发展的目标。模具自动加工系统应有多台机床合理组合；配有随行定位夹具或定位盘；有完整的机具、刀具数控库；有完整的数控柔性同步系统；有质量监测控制系统。
我国冲模CAD/CAM从80年代起步，基本上属于低水平重复开发，所需基础软件也靠引进（如图形软件、数据库软件、NC软件等），缺乏实用和商品化价值；由于人员素质低、不配套，对引进的许多CAD/CAM系统缺乏二次开发能力，不能获得显著效益；由于国产计算机不能满足使用要求，大量引进的各种计算机和工作站种类繁多、价格昂贵、硬件维修和软件交流都很困难。至90年代初，全国拥有数控加工设备近万台，绝大部分没有配备自动编程系统，机床利用率极低。针对上述情况，我们认为应首先在现有数控机床上广泛采用自动编程，减少手工编程，提高数控设备的开工率。下一步工作应加强直接CAM技术—应用几何程序，生成所需数据和指令。计算机辅助设计方面，应努力完善标准化、规范化，提高模具零部件的标准化程序，提高国产计算机的功能，抓紧人才培训，特别是在模具技术人员中普及计算机知识，加强软件的二次开发能力；建立只能数据库和专家系统，制止盲目引进；分工合作，大力开发适合中国国情的CAD/CAM系统。
模具是制造业的重要工艺基础，中国虽然很早就开始设计制造模具但长期未形成产业。直到20世纪80年代后期，中国模具工业才进入发展的快车道，中国模具产量已位居世界第三，模具所被所有的领域也越来越广。世界模具向着很好的趋势发展 一、模具日趋大型化。二、模具的精度将越来越高。10年前精密模具的精度一般为5微米，现已达到2-3微米，1微米精度模具也将上市。三、多功能复合模具将进一步发展。新型多功能复合模具除了冲压成型零件外，还担负迭压、攻丝、铆接和锁紧等组装任务，对钢材的性能要求越来越高。四、热流道模具在塑料模具中的比重也将逐渐提高。 五、随着塑料成型工艺的不断改进与发展，气辅模具及适应高压注塑成型等工艺的模具也将随之发展。六、标准件的应用将日益广泛。模具标准化及模具标准件的应用将极大地影响模具制造周期，还能提高模具的质量和降低模具制造成本。七、快速经济模具的前景十分广阔。八、随着车辆和电机等产品向轻量化发展，压铸模的比例将不断提高。同时对压铸模的寿命和复杂程度也将提出越来越高的要求。九、以塑代钢、以塑代木的进程进一步加快，塑料模具的比例将不断增大。由于机械零件的
复杂程度和精度的不断提高，对塑料模具的要求也越来越高。十、模具技术含量将不断提高。中国模具也虽然发展迅速但是与需求相比，显然是供不应求，其主要是缺口集中于精密、大型、复杂、长寿模具领域。中国在模具精度、寿命和制造周期及生产能力方面与国际平均水平和发达国家仍有较大的差距，国内主业模具厂是“大而全”、“小而全”的组织形式，而在国外模具企业是“小而专”、“小而精”。因而发现了中国模具业的四大弊病：
（1）、体制不顺、基础薄弱
（2）、科研开发及技术攻关方面投入太少 （3）、工艺装备水平低，且配套性不好，利用率低 （4）、模具材料及模具相关技术落后
第二章 模具设计及计算
第一节 冲模制造的过程
冲模制造的过程，主要包括冲压件分析估算、模具图样设计、编制模具制造工艺规程、生产组织准备、模具零部件的加工和热处理、模具的装配、调试及检验与包装等内容。
1.分析估算
在接受模具制造的委托时，首先根据冲压件图样或实物分析研究采用什么样的成形工艺方案，继而确定模具套数、模具结构及模具主要加工方法，然后估算模具费用及交货期等。
2.模具图样设计
模具图样设计是模具制造过程中最关键的工作，通常由技术部门完成。模具设计图样一般包括模具结构总装图和模具零件图，图样中除应有的结构形状、尺寸、精度、表面粗糙度以外，还需提出必要的技术要求，如零件材料、热处理及加工、使用等方面的要求。模具图样一旦确定，就成为生产的法规性技术檔，无论是模具原材料的准备、加工工艺的制定，还是模具的装配与验收等，都以此为准来进行工作。
3.制定加工工艺规程
确定凹模尺寸，在计算出凹模的刃口尺寸的基础上，再计算出凹模的壁厚，确定凹模外轮廓储存，在确定凹模壁厚时要注意三个问题。第一要考虑凹模上螺孔、销孔的布置；第二应使压力中心与凹模的几何中心基本重合；第三应尽量按国家标准选取凹模的外形尺寸。根据凹模的外轮廓尺寸及冲压要求，从冲模标准中选出合适的模架类型，并查出相应标准，画出上、下模板、导柱、导套的模架零件。画冲模装配图。画冲模零件图。编写技术檔。
4.零部件加工
按照零部件加工工艺规程或工艺卡片，利用机械加工、电加工及其它方法，分别进行毛坯准备、粗加工、半精加工、热处理及精加工或修研抛光，制造出符合设计图
样要求的冲模零部件。
第二节 零件及冲压工艺分析及计算
图2.1零件图
本文所设计的冲裁零件是模板件，如图该冲裁件的材料为45号钢是普通碳素钢，具有较好的可冲压性能。该冲裁件的结构简单，并在转角处有R2圆角，比较适合冲裁，零件图上所有未注公差的尺寸，属于自由尺寸，可按IT14级确定工件的尺寸公差。
由工件图可见，该冲压件外形简单，精度要求不高，仅需要一次冲裁加工既可成型，冲压件为大批量生产，质量轻尺寸小，为简化模具制造过程降低生产成本，因而采用单工序。
本文设计到的冲裁件，排样设计通过查《冲压模具设计与制造》中，表2.5.2。首先确定工件搭边值(如下图)：
工件搭边：a=4mm 工件边缘搭边：a＇=4.5mm 步距S=45+a=49mm
条料宽度B=（D+2a＇）=60+2*4.5=69mm
图2.2零件加工图
冲裁件面积A=1200平方毫米
一个步距的材料利用率η=(A/BS)*100%=(1200/69*49)*100%=35.5%
查板材标准，宜选900mm*1000mm的钢板，每张板冲出为224块板（55mm*69mm） 故每张板材的利用率为：
η＇=(n*A/L*B)*100%=(224*1200/*55*69)*100%=70.8% 一. 冲压力与压力中心计算: 1.压力中心的计算
计算压力中心时,先画出凹模型口图,由图可知,由于工件X方向对称,故压力中心可选为 Xo=0
由于工件在y方向对称的对称,所以压力中心可选为Yo=0 计算时忽略边缘4-R2圆角，可知冲压件压力中心坐标为(0,0) 2.冲压力的计算
3. 工作零件刃口尺寸计算
落料部分以落料凹模为基准计算,落料凸模按间隙值配制
工作零件结构尺寸 落料凹范本尺寸
凹模厚度：H=Kb(≥15mm) （查表2.9.5得K=0.27） H=0.27*60=16.2mm 凹模边厚度：C≥(1.5~2)*H
=(1.5~2)*16.2
=(24.39~32.4)mm 实取C=25mm 凹范本边长：L=b+2c=60+2*25=110mm 查标准JB/T—6743.1—94：凹范本宽B=90mm
故确定凹范本外形为：125*125*18(mm),将凹范本制作成薄型形式并加空心垫板后实取为：110**14（mm）
图2.3零件结构尺寸图
二.凸凹模尺寸：
凸凹模长度：L=h+h′+h″=16+10+24=50(mm)
其中 ：h―增加长度（包括凸模进入凹模深度，弹性组件安装高度等） h′―凸凹模固定板厚度 h″―刚性卸料板厚度
凸凹模内外刃口间壁厚校核：根据冲裁件结构凸凹模内外刃口最小壁厚为7mm，根据强度要求查《冲压模具设计与制造》表2.9.6知壁厚为10mm即可，故该凸凹模侧壁强度足够。
图2.4凹凸模尺寸图
第三节 模具总体设计
1.模具类型选择
由冲压工艺分析可知，该零件结构简单，知需一次冲裁即可成型。所以选择双立柱冲裁模。
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钉初定距，定位销精定距。而第一件的冲压位置因为条料长度有一定的余量，可以靠操作工目测来定。
3.卸料、出件方式的选择
因为工件厚为5毫米，相对薄，卸料力较小，故可以采用刚性卸料。
第四节 方案确定
该冲压件的排样设计完以后，我们要选择一定的冲压设备。冲压设备的选择是工艺设计中的一项重要内容，它直接关系到设备的合理使用、安全、产品质量，模具寿命、生产效益及成本等一系列重要问题。在选择冲压设备时需要知道模具的总冲压力（如上表（1））
选用J23-63开式双柱可倾冲床，并在工作台面上制备垫板，其主要工艺参数如下：
公称压力：605.8KN 滑块行程：130mm 行程次数：50次/分 最大闭合高度：360mm 连杆调节长度：80mm
工作台尺寸（前后*左右）：520*710mm
第五节 模具主要零件设计
单工序冲裁模：单工序冲裁模又称简单冲裁模，这种冲裁模工作时，冲床每一次行程只完成单一的冲压工序。无导向单工序冲裁模的结构主要有工作零件凸模和凹模，定位零件为两个导料板和定位板，导料板对条料送进起导向作用，定位板是限制条料的送进距离。卸料零件为两个固定卸料板，支撑零件为上模座和下模座等零件组成。此外还有起连接紧固作用的螺钉和销钉等。
该模具具有一定的通用性，通过更换凸模和凹模，调整导料板、定位板卸料板位置，可以冲裁不同冲件。另外，改变定位零件和卸料零件的结构，还可用于冲孔，即成为冲孔模。无导向冲裁模的特点是结构简单、质量轻、尺寸小、制造简单、成本低，但使用时安装调整间隙麻烦，冲裁件质量差，模具寿命低，操作不够安全。因此无导向简单冲裁适用于冲裁精度要求不高、批量小的冲裁件。
导柱式简单冲裁模是利用导柱和导套实现上、下模精确导向定位。凸、凹模在进行冲裁之前，导柱已经进入导套，从而保证在冲裁过程中凸模和凹模之间的间隙均匀一致。上、下模座和导柱、导套装配组成部件称为模架。这种模具的结构特点是：导柱与模座孔为H7/r6（或r7/h6）的过盈配合；导套与上模座孔也为H7/r6过盈配合。其主要目的是防止工作时导柱从下模座孔中被拔出和导套从上模座中脱落下来，为了使导向准确和运动灵活，导柱和导套的配合采用H7/r6的间隙配合。冲模工作时，条料靠导料板和固定挡料销实现正确定位，以保证冲裁时条料上的搭边值均匀一致。这副冲模采用了刚性卸料板卸料，冲出的工件在凹模空洞中，由凸模逐个顶出凹模直壁处，实现自然漏料。
由于导柱式冲裁模导向准确可靠，并保证冲裁间隙均匀稳定，因此，冲裁件的精度比用导板模冲制的工件精度高，冲模使用寿命长，而且在冲床上安装使用方便。与导板冲模相比，敞开性好、视野广，便于操作。卸料板不再起导向作用，单纯用来卸料。
导柱式冲模目前使用较为普遍，适合大批生产。导柱式冲模的缺点是：冲模外姓轮廓尺寸较大，结构较为复杂，制造成本高，目前各工厂逐渐采用标准模架，这样可以大大减少设计时间和制造周期。
刚性卸料板使用于冲压厚度在0.5mm以上的条料，尤其使用于简单的弯曲模和拉深模。其中有封闭式刚性卸料板、钩形刚性卸料板、悬臂式刚性卸料板等。刚性卸料板用螺钉和销钉固定在下模上，能承受较大的卸料力，其卸料可靠、安全，但操作不便，生产效率不高。刚性卸料板与凸模间的单边间隙一般取0.1～0.5mm。刚性卸料板的厚度取决于卸料力大小及卸料尺寸，一般取5～12mm。
固定挡料销和导正销定位的级进模 其工作零件包括冲孔凸模、落料凸模、凹模。定位零件包括导料板（与导板为一整体）、始用挡料销、固定挡料销、导正销。工作时，始用挡料销限定条料的初始位置，进行冲孔。始用挡料销在弹簧作用下复位后，条料再送进一个步距，以固定挡料销粗定位，落料时以装在落料凸模端面上的导正销进行精定位，保证零件上的孔与外圆的相对位置精度。在落料的同时，在冲孔恭维冲出孔，这样连续进行冲裁直至条料或带料冲完为止。采用这种级进模，当冲压件的形状不适合用导正销定位时，可在条料上的的废料部分冲出工艺孔，利用装在凸模固定板上的导正销进行导正。级进模一般都有导向装置，该模具是用导板给凸模导向，并以导板进行卸料，为了便于操作和提高生产率，可采用自动挡料定位或自动送料装置加定位零件定位。
推件装置有两种装置，是刚性推件装置和弹性推件装置。刚性推件装置其推件力大，推件可靠，但不具有压料作用；弹性推件装置在冲压时能压住工件，冲出的工件质量较高，但弹性组件的压力有限，当需要较大推件力时其结构庞大。
导向及支承固定零件：对生产批量大、要求模具寿命长、工件精度较高的冲模，一般采用导柱、导套来保证上、下模的精确导向。导柱、导套的结构形式有滑动和滚动两种。
滑动导柱、导套均为圆柱形。其加工方便，容易装配，是模具行业应用最广的导向装置。导柱的直径一般在16~60之间，长度L在90~32之间。按标准选用时，L应保证上模座在最低位置时（闭合状态），导柱上端与上模座顶面距离不小于10~15，而下模座底面与导柱底面的距离不小于5。导柱的下部与下模座导柱孔采用过盈配合，导套的外径与上模座导套孔采用过盈配合，导套的长度L必须保证在冲压前导柱进入导套10以上。
设计凸、凹模时及其刃口尺寸因区分落料和冲孔，并遵循如下原则：
1.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。
2.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。
模具磨损预留量与工件制造精度有关。用x△表示，其中△为工件的公差值， x为磨损系数，其值在0.5~1之间，根据工件制造精度选取：
工件精度IT10以上 x=1
工件精度IT11 ~ IT13 x=0.75
工件精度IT14 x=0.5
3.不管落料还是冲孔，冲裁间隙一般选用最小合理间隙值（Zmin）。
4.选择模具刃口制造公差时，要考虑工件精度与模具精度的关系，既要保证工件的精度要求，又要保证有合理的间隙值。一般冲模精度较工件精度高2~4级。对于形状简单的圆形、方形刃口，其制造偏差值可按IT6~IT7级来选取；对于形状复杂的刃口，制造偏差可按工件相应部分公差值的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并冠以（±）。
5.工件尺寸公差与冲模刃口磁场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单向标注。但对于磨损后无变化的尺寸，一般标注双向偏差。
对凸模、凹模加工时，直接对坯料进行加工，完成板料分离或成形的零件。
模座分带导柱和不带导柱两种，根据生产规模和产品要求确定是否采用带导柱的模座。带导柱标准模座的常用形式及导柱的排列方式为后侧导柱模座。两个导柱装在后侧，可以三面送料，操作方便，但冲压时容易引起偏心矩而使模具歪斜。因此，适用于冲压中等精度的较小尺寸冲压件的模具，大型冲模不宜采用此种形式。
模柄的作用是将模具的上模座固定在冲床的滑块上。长用的模柄形式为带罗纹的旋入式模柄，模柄与上模座做成整体，用于小型模具；有带台阶的她入式模柄，它与模座安装空用H7/N6配合，可以保证较高的同轴度和垂直度，适用于各种中小型模具；有反柳式模柄，与上模连接后，为防止松动，拧入防转螺钉紧固，垂直度精度较差，主要用于小型模具；有凸缘的模柄，用螺钉、销钉与上模座紧固在一起，适用于较大模具；有浮动式模柄；有整体式模柄，它适用于矩形凸模和圆形凸模。它由模柄、球面垫块和联接板组成，这种结构可以通过球面垫块消除冲床导轨误差对冲模导向精度的影响。适用于有滚珠导柱、导套导向的精密冲模。在设计模柄的时候，模柄的长度不得大雨冲床滑块内模柄孔的深度，模柄直径应于压力机滑块上的模柄孔径一致。
模具设计总图：
图2.5 模具设计总图
1.模柄 2.内六角螺钉 3.圆柱定位销 4.导套 5.导柱 6.上模座7.上模垫板 8.上模
9.上模衬板 10.导套 11.导柱 12.内六角螺钉 13.卸料板 14.下模 15.挡料钉 16.圆柱定位销 17.内六角螺钉 18.下模座
结论
通过近两年的学习，我学到了很多的东西：比如，模具之间是怎么装配的；冲裁时为什么要加固定销，挡料销等。也对我自己所从事的专业有了一个大概的了解，
为了毕业论文所要设计的模具简单化，因此设计了这套模具。本冲模具有结构简单，操作方便，安全，易于制造，装配的特点，所以就设计了这套“模板（5）冲裁模”，模具本身要符合设计要求，在保证设计方案可行的基础上，要保证制造成本等方面合理的可行。
经过一段时间的论文设计，至此已基本完成了任务书所规定的任务。本设计涉及的课程很多，涉及到机械制图、冷冲压工艺及模具设计、模具制造工艺学、成型设备、CAD绘图等相关课程的知识。
此次毕业设计也是我们从大学毕业生走向未来重要的一步。从最初的选题，开 题 到 计 算、绘 图 直 到 完 成 设 计。其 间 ，查 找 资 料，老师 指 导，与同 学 交 流，反复修改，每一个过程都是对自己能力的一次检验和充实。
毕业 设 计 收 获 很 多，比 如 学 会了 查找相 关 资 料 相 关 标 准，分 析 数 据，提 高 了 自己的绘图能力，懂得了许多经验公式的获得是前不懈努力的结果。但是毕业设计也暴露出自己专业基础的很多不足之处。比如缺乏综合应用专业知识的能力，对 材 料 的 不 了 解，等 等。使 我 明 白 自 己 知 识 还 很 浅 薄，虽 然 马 上 要 毕 业 了，但 是 自 己 的 求 学 之 路 还 很 长，以后更应该在工作中学习，努力使自己 成为一个对社会有所贡献的人。
也许，我的学生生涯从此就会结束，但是学习的道路却还将持续下去，毕竟“学无止境”。通过这次设计，我懂得了“凡事必亲躬”,唯有自己亲自去做的事，才懂得其过程的艰辛。未来的人生路途中难免会遇到各种各样的困难和挫折，也正是这次设计让我有了迎接新挑战，战胜困难的勇气。
致谢
本文是在指导老师的精心指导下完成的，导师高尚的品德，渊博的学识，严谨的学风和高度的责任心深深地影响着我。导师的教诲是学生宝贵的精神财富，并将使学生受益终身。在此，谨向尊敬的唐老师表示真诚的感谢和崇高的敬意！
最后，深深地感谢默默支持本人完成学业的父母及亲友，感谢他们为我所做出的无私奉献和巨大支持！谨向所有在本文的完成中给予关怀和帮助而在此无法一一提及的老师、同学和朋友致以诚挚的谢意！
参考文献
1.著作类
[1]、肖景容等主编．冲压手册．北京：机械工业出版社，1996。
[2]、王孝培主编.冲压手册.北京:机械工业出版社,1990。
[3]、成虹主编．冲压工艺与模具设计．北京：高等教育出版社，2000。
[4]、黄俊主编.电力电子技术.机械工业出版社.2000。
[5]、高佩福主编.实用模具制造技术.北京:中国轻工业出版社,1999。
[6]、李云程主编．模具制造工艺学．北京：机械工业出版社，2001。
[7]、谭海林 陈勇主编.模具制造工艺学.长沙：中南大学出版社，2006.
毕业设计（论文）
题 目：
院 (系)：专 业：学 号：指导教师： 冷冲压模具设计
二〇年月日
毕业设计（论文）任务书
毕业设计(论文)进度计划表
毕业设计(论文)中期检查记录表
摘 要
本文主要介绍了落料模冲压模具设计全过程，经工艺分析、工艺计算，确定该设计工艺流程及冲模结构形势。同时对所设计的模具分别进行了分析说明，整过程采用Auto CAD 软件绘制模具的二维装配和个别零件图。
在目前激烈的市场竞中，产品投入市场的迟早往往是成败的关键。模具是高质量、高效率的产品生产工具，模具开发周期占整个产品开发周期的主要部分。因此客户对模具开发周期要求越来越短，不少客户把模具的交货期放在第一位置，然后才是质量和价格。因此，如何在保证质量、控制成本的前提下加工模具是值得认真考虑的问题。模具加工工艺是一项先进的制造工艺，已成为重要发展方向，在航空航天、汽车、机械等各行业得到越来越广泛的应用。模具加工技术，可以提高制造业的综合效益和竞争力。研究和建立模具工艺数据库，为生产企业提供迫切需要的高速切削加工数据，对推广高速切削加工技术具有非常重要的意义。
关键词：冲压模具 工艺分析 工艺计算 冲压
Abstract
This paper mainly introduces the blanking die stamping die design process, the process analysis, process, determine.
The design process and die structure situation. At the same time, the molds were designed by analyzing the whole process, using Auto CAD software to draw the mold assembly and parts drawing two-dimensional. In the fierce market competition, the product into the market time is the key to success. Mold is a high quality, high-efficiency production tools, mould development cycle of the main part of the product development cycle. Therefore customers die development cycle more and more short, many customers to mold delivery in the first position, then is the quality and price. Therefore, how to ensure the quality, cost under the premise of processing mold is worthy of serious consideration. Die processing technology is an advanced manufacturing technology, has become an important direction of development, has been widely used in various industries, automobile, machinery, aerospace. Mold processing technology, can improve the comprehensive efficiency and competitiveness of manufacturing industry. Research and the establishment of the mold process database, provides the urgent need of high-speed machining data for the production of enterprises, is very important to the promotion of high-speed machining technology is of significance.
KEY WORD ：Stamping Mold Process Analysis Process Calculation Stamping
目 录
第一章 概论 .............................................................. 1
第一节 冲压的概念、特点及应用 ......................................... 1 第二节 课题的来源、目的及意义 ......................................... 3 第三节 模具技术的发展状况 ............................................. 3 第二章 模具设计及计算 .................................................... 7
第一节 冲模制造的过程 ................................................. 7 第二节 零件及冲压工艺分析及计算 ....................................... 8 第三节 模具总体设计 .................................................. 12 第四节 方案确定 ...................................................... 12 第五节 模具主要零件设计 .............................................. 13 结论 .................................................................... 17 致谢 .................................................................... 18 参考文献 ................................................................ 19
第一章 概论
模具是大批量生产同形产品的工具，是工业生产的主要工艺设备。模具工业是国民经济的基础工业。
现代模具行业是技术行业。现代模具是高技术背景下的工艺密集型工业,是高技术人才型行业。它作为重要的生产装备行业在为各行各业服务的同时，也直接为高新技术产业服务。由于模具生产要采用一系列高新技术，如CAD//CAM等技术、计算机网络技术、激光技术、快速成形技术及敏捷制造技术、高速加工及超精加工、微细加工、复合加工、表面处理技术等等，因此，模具工业已成为高新技术产业的一个重要组成部分。
模具技术水准在很大程度上决定于人才的整体水平，而模具技术水准的高低，又决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力，因此模具技术已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志。
我国模具工业近年来发展很快，据不完全统计，2004年我国模具生产厂点约有3万多家，从业人员80万人，2005年模具行业的发展保持良好势头，模具企业总体上订单充足，任务饱满，模具销售额610亿元，比2004年增长25%，同时,中国的模具生产技术有了很大的提高, 模具生产水平有些已接近或达到国际水平。2005年模具进口达20.68亿美元，比上一年增长14.07%,这说明高技术含量模具仍远远满足不了国内市场需要。2005年中国模具出口7.38亿美元,比上年增长50.31%。2005年进出口之比为2.8：1，比2004年的3.69:1更趋合理。2005年我国模具进出口总量28.06亿元，进出口相抵后的净进口达13.3亿美元，为净进口量较大的国家。2006年中国模具工业仍会有较大增长，技术含量高的模具仍为国家发展重点
第一节 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。
冲压加工在现代工业生产中，尤其是大批量生产中应用十分广泛。相当多的工业部门越 来 越 多 地 采 用 冲压 法 加 工产 品 零 部 件，如 汽 车、农机、仪器、仪表、电子、航空、航天、家电及轻工等行业。在这些工业部门中，冲压件所占的比重都相当的大，少则60%以上，多则90%以上。不少过去用锻造=铸造和切削加工方法
制造的零件，现在大多数被质量轻、刚度好的冲压件所代替。因此可以说，如果生产中不采用冲压工艺，许多工业部门要提高生产效率和产品质量、降低生产成本、快速进行产品更新换代等都是难以实现的
第二节 课题的来源、目的及意义
本课题是为机械系出的课题“模板冲裁模具设计”。利用CAD软件进行冲压模具设计，设计全部模具零件，完成装配；利用各种参考资料，学习并计算出可行的尺寸，确定了工艺参数等。所设计的模具冲出的名称是模板（5）。模板（5）：材料45号钢，料厚5.0±0.1
第三节 模具技术的发展状况
模具不是批量生产的产品，它具有单件生产和对特定用户的依赖特性。就模具行业来说，引进国外先进技术，不能采用通常的引进产品许可证和技术转让等方式，而主要是引进已经商品化了的CAD/ CAM /CAE软件和精密加工设备，引进国外模具先 进制造理念、引进国外模具先进制造人才，利用中外模具联合设计、聘请国外专家等途径发展自己的民族模具工业等。模具的CAD/CAE/CAM及CAD/CAE/CAM的集成，涉及面广、集多种学科与工程技术于一体，是综合型、技术密集型产品。现代化的模具要实现数字化设计、数字化制造、数字化管理、数字化生产流程，没有模具的数字化，就没有现代模具。模具的CAD/CAE/CAM技术日新月异，重要的工作是后续对于引进的软件进行二次开发，模具人才自然也肩负着软件的推广、软件的二次开发工作，从这个角度来看，模具高技术人才还扮演着对模具相关领域的研究与再设计的角色。
随着科学技术的不断进步和工业生产的迅猛发展，冷冲技术及模具不断革新和发展，主要反映在以下几个方面：
1.全面推广CAD/CAE技术
模具CAD/CAM/CAE技术是模具设计制造的发展方向。随着微机软件的发展和进步，普及CAD/CAM/CAE技术的条件已基本成熟，各企业将加大CAD/CAM技术培训和技术服务的力度；进一步扩大CAE技术的应用范围。计算机和网络的发展正使
CAD/CAM/CAE技术跨地区、跨企业、跨院所地在整个行业中推广成为可能，实现技术资源的重新整合，使虚拟制造成为可能。
2.高速铣削加工
国外近年来发展的高速铣削加工，大幅度提高了加工效率，并可获得极高的表面光洁度。另外，还可加工高硬度模块，还具有温升低、热变形小等优点。高速铣削加工技术的发展，对汽车、家电行业中大型型腔模具制造注入了新的活力。目前它已向更高的敏捷化、智慧化、集成化方向发展。
3.模具扫描及数字系统
高速扫描机和模具扫描系统提供了从模型或实物扫描到加工出期望的模型所需的诸多功能，大大缩短了模具的在研制制造周期。有些快速扫描系统，可快速安装在已有的数控铣床及加工中心上，实现快速数据采集、自动生成各种不同数控系统的加工程序、不同格式的CAD数据，用于模具制造业的“逆向工程”。模具扫描系统已在汽车、摩托车、家电等行业得到成功应用，相信在“十五”期间将发挥更大的作用。
4.电火花铣削加工
电火花铣削加工技术也称为电火花创成加工技术，这是一种替代传统的用成型电极加工型腔的新技术，它是有高速旋转的简单的管状电极作三维或二维轮廓加工(像数控铣一样)，因此不再需要制造复杂的成型电极，这显然是电火花成形加工领域的重大发展。国外已有使用这种技术的机床在模具加工中应用。预计这一技术将得到发展。
5.提高模具标准化程度
我国模具标准化程度正在不断提高，估计目前我国模具标准件使用覆盖率已达到30%左右。国外发达国家一般为80%左右。
6.优质材料及先进表面处理技术 7.模具研磨抛光将自动化、智能化
模具表面的质量对模具使用寿命、制件外观质量等方面均有较大的影响，研究自动化、智慧化的研磨与抛光方法替代现有手工操作，以提高模具表面质量是重要的发展趋势。
8.模具自动加工系统的发展
这是我国长远发展的目标。模具自动加工系统应有多台机床合理组合；配有随行定位夹具或定位盘；有完整的机具、刀具数控库；有完整的数控柔性同步系统；有质量监测控制系统。
我国冲模CAD/CAM从80年代起步，基本上属于低水平重复开发，所需基础软件也靠引进（如图形软件、数据库软件、NC软件等），缺乏实用和商品化价值；由于人员素质低、不配套，对引进的许多CAD/CAM系统缺乏二次开发能力，不能获得显著效益；由于国产计算机不能满足使用要求，大量引进的各种计算机和工作站种类繁多、价格昂贵、硬件维修和软件交流都很困难。至90年代初，全国拥有数控加工设备近万台，绝大部分没有配备自动编程系统，机床利用率极低。针对上述情况，我们认为应首先在现有数控机床上广泛采用自动编程，减少手工编程，提高数控设备的开工率。下一步工作应加强直接CAM技术—应用几何程序，生成所需数据和指令。计算机辅助设计方面，应努力完善标准化、规范化，提高模具零部件的标准化程序，提高国产计算机的功能，抓紧人才培训，特别是在模具技术人员中普及计算机知识，加强软件的二次开发能力；建立只能数据库和专家系统，制止盲目引进；分工合作，大力开发适合中国国情的CAD/CAM系统。
模具是制造业的重要工艺基础，中国虽然很早就开始设计制造模具但长期未形成产业。直到20世纪80年代后期，中国模具工业才进入发展的快车道，中国模具产量已位居世界第三，模具所被所有的领域也越来越广。世界模具向着很好的趋势发展 一、模具日趋大型化。二、模具的精度将越来越高。10年前精密模具的精度一般为5微米，现已达到2-3微米，1微米精度模具也将上市。三、多功能复合模具将进一步发展。新型多功能复合模具除了冲压成型零件外，还担负迭压、攻丝、铆接和锁紧等组装任务，对钢材的性能要求越来越高。四、热流道模具在塑料模具中的比重也将逐渐提高。 五、随着塑料成型工艺的不断改进与发展，气辅模具及适应高压注塑成型等工艺的模具也将随之发展。六、标准件的应用将日益广泛。模具标准化及模具标准件的应用将极大地影响模具制造周期，还能提高模具的质量和降低模具制造成本。七、快速经济模具的前景十分广阔。八、随着车辆和电机等产品向轻量化发展，压铸模的比例将不断提高。同时对压铸模的寿命和复杂程度也将提出越来越高的要求。九、以塑代钢、以塑代木的进程进一步加快，塑料模具的比例将不断增大。由于机械零件的
复杂程度和精度的不断提高，对塑料模具的要求也越来越高。十、模具技术含量将不断提高。中国模具也虽然发展迅速但是与需求相比，显然是供不应求，其主要是缺口集中于精密、大型、复杂、长寿模具领域。中国在模具精度、寿命和制造周期及生产能力方面与国际平均水平和发达国家仍有较大的差距，国内主业模具厂是“大而全”、“小而全”的组织形式，而在国外模具企业是“小而专”、“小而精”。因而发现了中国模具业的四大弊病：
（1）、体制不顺、基础薄弱
（2）、科研开发及技术攻关方面投入太少 （3）、工艺装备水平低，且配套性不好，利用率低 （4）、模具材料及模具相关技术落后
第二章 模具设计及计算
第一节 冲模制造的过程
冲模制造的过程，主要包括冲压件分析估算、模具图样设计、编制模具制造工艺规程、生产组织准备、模具零部件的加工和热处理、模具的装配、调试及检验与包装等内容。
1.分析估算
在接受模具制造的委托时，首先根据冲压件图样或实物分析研究采用什么样的成形工艺方案，继而确定模具套数、模具结构及模具主要加工方法，然后估算模具费用及交货期等。
2.模具图样设计
模具图样设计是模具制造过程中最关键的工作，通常由技术部门完成。模具设计图样一般包括模具结构总装图和模具零件图，图样中除应有的结构形状、尺寸、精度、表面粗糙度以外，还需提出必要的技术要求，如零件材料、热处理及加工、使用等方面的要求。模具图样一旦确定，就成为生产的法规性技术檔，无论是模具原材料的准备、加工工艺的制定，还是模具的装配与验收等，都以此为准来进行工作。
3.制定加工工艺规程
确定凹模尺寸，在计算出凹模的刃口尺寸的基础上，再计算出凹模的壁厚，确定凹模外轮廓储存，在确定凹模壁厚时要注意三个问题。第一要考虑凹模上螺孔、销孔的布置；第二应使压力中心与凹模的几何中心基本重合；第三应尽量按国家标准选取凹模的外形尺寸。根据凹模的外轮廓尺寸及冲压要求，从冲模标准中选出合适的模架类型，并查出相应标准，画出上、下模板、导柱、导套的模架零件。画冲模装配图。画冲模零件图。编写技术檔。
4.零部件加工
按照零部件加工工艺规程或工艺卡片，利用机械加工、电加工及其它方法，分别进行毛坯准备、粗加工、半精加工、热处理及精加工或修研抛光，制造出符合设计图
样要求的冲模零部件。
第二节 零件及冲压工艺分析及计算
图2.1零件图
本文所设计的冲裁零件是模板件，如图该冲裁件的材料为45号钢是普通碳素钢，具有较好的可冲压性能。该冲裁件的结构简单，并在转角处有R2圆角，比较适合冲裁，零件图上所有未注公差的尺寸，属于自由尺寸，可按IT14级确定工件的尺寸公差。
由工件图可见，该冲压件外形简单，精度要求不高，仅需要一次冲裁加工既可成型，冲压件为大批量生产，质量轻尺寸小，为简化模具制造过程降低生产成本，因而采用单工序。
本文设计到的冲裁件，排样设计通过查《冲压模具设计与制造》中，表2.5.2。首先确定工件搭边值(如下图)：
工件搭边：a=4mm 工件边缘搭边：a＇=4.5mm 步距S=45+a=49mm
条料宽度B=（D+2a＇）=60+2*4.5=69mm
图2.2零件加工图
冲裁件面积A=1200平方毫米
一个步距的材料利用率η=(A/BS)*100%=(1200/69*49)*100%=35.5%
查板材标准，宜选900mm*1000mm的钢板，每张板冲出为224块板（55mm*69mm） 故每张板材的利用率为：
η＇=(n*A/L*B)*100%=(224*1200/*55*69)*100%=70.8% 一. 冲压力与压力中心计算: 1.压力中心的计算
计算压力中心时,先画出凹模型口图,由图可知,由于工件X方向对称,故压力中心可选为 Xo=0
由于工件在y方向对称的对称,所以压力中心可选为Yo=0 计算时忽略边缘4-R2圆角，可知冲压件压力中心坐标为(0,0) 2.冲压力的计算
3. 工作零件刃口尺寸计算
落料部分以落料凹模为基准计算,落料凸模按间隙值配制
工作零件结构尺寸 落料凹范本尺寸
凹模厚度：H=Kb(≥15mm) （查表2.9.5得K=0.27） H=0.27*60=16.2mm 凹模边厚度：C≥(1.5~2)*H
=(1.5~2)*16.2
=(24.39~32.4)mm 实取C=25mm 凹范本边长：L=b+2c=60+2*25=110mm 查标准JB/T—6743.1—94：凹范本宽B=90mm
故确定凹范本外形为：125*125*18(mm),将凹范本制作成薄型形式并加空心垫板后实取为：110**14（mm）
图2.3零件结构尺寸图
二.凸凹模尺寸：
凸凹模长度：L=h+h′+h″=16+10+24=50(mm)
其中 ：h―增加长度（包括凸模进入凹模深度，弹性组件安装高度等） h′―凸凹模固定板厚度 h″―刚性卸料板厚度
凸凹模内外刃口间壁厚校核：根据冲裁件结构凸凹模内外刃口最小壁厚为7mm，根据强度要求查《冲压模具设计与制造》表2.9.6知壁厚为10mm即可，故该凸凹模侧壁强度足够。
图2.4凹凸模尺寸图
第三节 模具总体设计
1.模具类型选择
由冲压工艺分析可知，该零件结构简单，知需一次冲裁即可成型。所以选择双立柱冲裁模。
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钉初定距，定位销精定距。而第一件的冲压位置因为条料长度有一定的余量，可以靠操作工目测来定。
3.卸料、出件方式的选择
因为工件厚为5毫米，相对薄，卸料力较小，故可以采用刚性卸料。
第四节 方案确定
该冲压件的排样设计完以后，我们要选择一定的冲压设备。冲压设备的选择是工艺设计中的一项重要内容，它直接关系到设备的合理使用、安全、产品质量，模具寿命、生产效益及成本等一系列重要问题。在选择冲压设备时需要知道模具的总冲压力（如上表（1））
选用J23-63开式双柱可倾冲床，并在工作台面上制备垫板，其主要工艺参数如下：
公称压力：605.8KN 滑块行程：130mm 行程次数：50次/分 最大闭合高度：360mm 连杆调节长度：80mm
工作台尺寸（前后*左右）：520*710mm
第五节 模具主要零件设计
单工序冲裁模：单工序冲裁模又称简单冲裁模，这种冲裁模工作时，冲床每一次行程只完成单一的冲压工序。无导向单工序冲裁模的结构主要有工作零件凸模和凹模，定位零件为两个导料板和定位板，导料板对条料送进起导向作用，定位板是限制条料的送进距离。卸料零件为两个固定卸料板，支撑零件为上模座和下模座等零件组成。此外还有起连接紧固作用的螺钉和销钉等。
该模具具有一定的通用性，通过更换凸模和凹模，调整导料板、定位板卸料板位置，可以冲裁不同冲件。另外，改变定位零件和卸料零件的结构，还可用于冲孔，即成为冲孔模。无导向冲裁模的特点是结构简单、质量轻、尺寸小、制造简单、成本低，但使用时安装调整间隙麻烦，冲裁件质量差，模具寿命低，操作不够安全。因此无导向简单冲裁适用于冲裁精度要求不高、批量小的冲裁件。
导柱式简单冲裁模是利用导柱和导套实现上、下模精确导向定位。凸、凹模在进行冲裁之前，导柱已经进入导套，从而保证在冲裁过程中凸模和凹模之间的间隙均匀一致。上、下模座和导柱、导套装配组成部件称为模架。这种模具的结构特点是：导柱与模座孔为H7/r6（或r7/h6）的过盈配合；导套与上模座孔也为H7/r6过盈配合。其主要目的是防止工作时导柱从下模座孔中被拔出和导套从上模座中脱落下来，为了使导向准确和运动灵活，导柱和导套的配合采用H7/r6的间隙配合。冲模工作时，条料靠导料板和固定挡料销实现正确定位，以保证冲裁时条料上的搭边值均匀一致。这副冲模采用了刚性卸料板卸料，冲出的工件在凹模空洞中，由凸模逐个顶出凹模直壁处，实现自然漏料。
由于导柱式冲裁模导向准确可靠，并保证冲裁间隙均匀稳定，因此，冲裁件的精度比用导板模冲制的工件精度高，冲模使用寿命长，而且在冲床上安装使用方便。与导板冲模相比，敞开性好、视野广，便于操作。卸料板不再起导向作用，单纯用来卸料。
导柱式冲模目前使用较为普遍，适合大批生产。导柱式冲模的缺点是：冲模外姓轮廓尺寸较大，结构较为复杂，制造成本高，目前各工厂逐渐采用标准模架，这样可以大大减少设计时间和制造周期。
刚性卸料板使用于冲压厚度在0.5mm以上的条料，尤其使用于简单的弯曲模和拉深模。其中有封闭式刚性卸料板、钩形刚性卸料板、悬臂式刚性卸料板等。刚性卸料板用螺钉和销钉固定在下模上，能承受较大的卸料力，其卸料可靠、安全，但操作不便，生产效率不高。刚性卸料板与凸模间的单边间隙一般取0.1～0.5mm。刚性卸料板的厚度取决于卸料力大小及卸料尺寸，一般取5～12mm。
固定挡料销和导正销定位的级进模 其工作零件包括冲孔凸模、落料凸模、凹模。定位零件包括导料板（与导板为一整体）、始用挡料销、固定挡料销、导正销。工作时，始用挡料销限定条料的初始位置，进行冲孔。始用挡料销在弹簧作用下复位后，条料再送进一个步距，以固定挡料销粗定位，落料时以装在落料凸模端面上的导正销进行精定位，保证零件上的孔与外圆的相对位置精度。在落料的同时，在冲孔恭维冲出孔，这样连续进行冲裁直至条料或带料冲完为止。采用这种级进模，当冲压件的形状不适合用导正销定位时，可在条料上的的废料部分冲出工艺孔，利用装在凸模固定板上的导正销进行导正。级进模一般都有导向装置，该模具是用导板给凸模导向，并以导板进行卸料，为了便于操作和提高生产率，可采用自动挡料定位或自动送料装置加定位零件定位。
推件装置有两种装置，是刚性推件装置和弹性推件装置。刚性推件装置其推件力大，推件可靠，但不具有压料作用；弹性推件装置在冲压时能压住工件，冲出的工件质量较高，但弹性组件的压力有限，当需要较大推件力时其结构庞大。
导向及支承固定零件：对生产批量大、要求模具寿命长、工件精度较高的冲模，一般采用导柱、导套来保证上、下模的精确导向。导柱、导套的结构形式有滑动和滚动两种。
滑动导柱、导套均为圆柱形。其加工方便，容易装配，是模具行业应用最广的导向装置。导柱的直径一般在16~60之间，长度L在90~32之间。按标准选用时，L应保证上模座在最低位置时（闭合状态），导柱上端与上模座顶面距离不小于10~15，而下模座底面与导柱底面的距离不小于5。导柱的下部与下模座导柱孔采用过盈配合，导套的外径与上模座导套孔采用过盈配合，导套的长度L必须保证在冲压前导柱进入导套10以上。
设计凸、凹模时及其刃口尺寸因区分落料和冲孔，并遵循如下原则：
1.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。
2.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。
模具磨损预留量与工件制造精度有关。用x△表示，其中△为工件的公差值， x为磨损系数，其值在0.5~1之间，根据工件制造精度选取：
工件精度IT10以上 x=1
工件精度IT11 ~ IT13 x=0.75
工件精度IT14 x=0.5
3.不管落料还是冲孔，冲裁间隙一般选用最小合理间隙值（Zmin）。
4.选择模具刃口制造公差时，要考虑工件精度与模具精度的关系，既要保证工件的精度要求，又要保证有合理的间隙值。一般冲模精度较工件精度高2~4级。对于形状简单的圆形、方形刃口，其制造偏差值可按IT6~IT7级来选取；对于形状复杂的刃口，制造偏差可按工件相应部分公差值的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并冠以（±）。
5.工件尺寸公差与冲模刃口磁场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单向标注。但对于磨损后无变化的尺寸，一般标注双向偏差。
对凸模、凹模加工时，直接对坯料进行加工，完成板料分离或成形的零件。
模座分带导柱和不带导柱两种，根据生产规模和产品要求确定是否采用带导柱的模座。带导柱标准模座的常用形式及导柱的排列方式为后侧导柱模座。两个导柱装在后侧，可以三面送料，操作方便，但冲压时容易引起偏心矩而使模具歪斜。因此，适用于冲压中等精度的较小尺寸冲压件的模具，大型冲模不宜采用此种形式。
模柄的作用是将模具的上模座固定在冲床的滑块上。长用的模柄形式为带罗纹的旋入式模柄，模柄与上模座做成整体，用于小型模具；有带台阶的她入式模柄，它与模座安装空用H7/N6配合，可以保证较高的同轴度和垂直度，适用于各种中小型模具；有反柳式模柄，与上模连接后，为防止松动，拧入防转螺钉紧固，垂直度精度较差，主要用于小型模具；有凸缘的模柄，用螺钉、销钉与上模座紧固在一起，适用于较大模具；有浮动式模柄；有整体式模柄，它适用于矩形凸模和圆形凸模。它由模柄、球面垫块和联接板组成，这种结构可以通过球面垫块消除冲床导轨误差对冲模导向精度的影响。适用于有滚珠导柱、导套导向的精密冲模。在设计模柄的时候，模柄的长度不得大雨冲床滑块内模柄孔的深度，模柄直径应于压力机滑块上的模柄孔径一致。
模具设计总图：
图2.5 模具设计总图
1.模柄 2.内六角螺钉 3.圆柱定位销 4.导套 5.导柱 6.上模座7.上模垫板 8.上模
9.上模衬板 10.导套 11.导柱 12.内六角螺钉 13.卸料板 14.下模 15.挡料钉 16.圆柱定位销 17.内六角螺钉 18.下模座
结论
通过近两年的学习，我学到了很多的东西：比如，模具之间是怎么装配的；冲裁时为什么要加固定销，挡料销等。也对我自己所从事的专业有了一个大概的了解，
为了毕业论文所要设计的模具简单化，因此设计了这套模具。本冲模具有结构简单，操作方便，安全，易于制造，装配的特点，所以就设计了这套“模板（5）冲裁模”，模具本身要符合设计要求，在保证设计方案可行的基础上，要保证制造成本等方面合理的可行。
经过一段时间的论文设计，至此已基本完成了任务书所规定的任务。本设计涉及的课程很多，涉及到机械制图、冷冲压工艺及模具设计、模具制造工艺学、成型设备、CAD绘图等相关课程的知识。
此次毕业设计也是我们从大学毕业生走向未来重要的一步。从最初的选题，开 题 到 计 算、绘 图 直 到 完 成 设 计。其 间 ，查 找 资 料，老师 指 导，与同 学 交 流，反复修改，每一个过程都是对自己能力的一次检验和充实。
毕业 设 计 收 获 很 多，比 如 学 会了 查找相 关 资 料 相 关 标 准，分 析 数 据，提 高 了 自己的绘图能力，懂得了许多经验公式的获得是前不懈努力的结果。但是毕业设计也暴露出自己专业基础的很多不足之处。比如缺乏综合应用专业知识的能力，对 材 料 的 不 了 解，等 等。使 我 明 白 自 己 知 识 还 很 浅 薄，虽 然 马 上 要 毕 业 了，但 是 自 己 的 求 学 之 路 还 很 长，以后更应该在工作中学习，努力使自己 成为一个对社会有所贡献的人。
也许，我的学生生涯从此就会结束，但是学习的道路却还将持续下去，毕竟“学无止境”。通过这次设计，我懂得了“凡事必亲躬”,唯有自己亲自去做的事，才懂得其过程的艰辛。未来的人生路途中难免会遇到各种各样的困难和挫折，也正是这次设计让我有了迎接新挑战，战胜困难的勇气。
致谢
本文是在指导老师的精心指导下完成的，导师高尚的品德，渊博的学识，严谨的学风和高度的责任心深深地影响着我。导师的教诲是学生宝贵的精神财富，并将使学生受益终身。在此，谨向尊敬的唐老师表示真诚的感谢和崇高的敬意！
最后，深深地感谢默默支持本人完成学业的父母及亲友，感谢他们为我所做出的无私奉献和巨大支持！谨向所有在本文的完成中给予关怀和帮助而在此无法一一提及的老师、同学和朋友致以诚挚的谢意！
参考文献
1.著作类
[1]、肖景容等主编．冲压手册．北京：机械工业出版社，1996。
[2]、王孝培主编.冲压手册.北京:机械工业出版社,1990。
[3]、成虹主编．冲压工艺与模具设计．北京：高等教育出版社，2000。
[4]、黄俊主编.电力电子技术.机械工业出版社.2000。
[5]、高佩福主编.实用模具制造技术.北京:中国轻工业出版社,1999。
[6]、李云程主编．模具制造工艺学．北京：机械工业出版社，2001。
[7]、谭海林 陈勇主编.模具制造工艺学.长沙：中南大学出版社，2006.