支架零件冲压工艺与冲模设计-毕设论文.doc

支架零件冲压工艺及冲模设计

摘要: 模具是制造业的重要工艺基础，模具制造属于专用设备制造业。模具技术集合了机械、电子、化学、光学、材料、计算机、精密监测和信息网络等诸多学科，是一个综合性多学科的系统工程。模具技术的发展趋势主要是模具产品向着更大型、更精密、更复杂及更经济的方向发展，模具产品的技术含量不断提高，模具制造周期不断缩短，模具生产朝着信息化、无图化、精细化、自动化的方向发展，模具企业向着技术集成化、设备精良化、产批品牌化、管理信息化、经营国际化的方向发展。
本次设计一套冲空、落料的模具。经过查阅资料，首先对零件进行工艺分析，经过工艺分析和对比，采用冲孔落料工序，通过冲裁力、推料力、卸料力等计算，确定压力机的型号。再分析对冲裁件加工的模具适用类型选择所需设计的模具。得出将设计的模具类型后将模具的各工作零部件设计过程表达出来。在说明书的第一部分，主要叙述了冲压模具的发展状况，说明冲压模具的重要性与本次设计的意义，接着是对冲压件的工艺分析，完成工艺方案的确定。第二部分，对零件排样图的设计，完成了材料利用率的计算。再进行冲裁工艺力的计算和冲裁模工作部分的设计计算。通过前面的设计方案画出模具各零件图和装配图。

关键字: 冲压 落料冲孔 复合膜 模具结构

指导老师签名：
目 录
1 绪论 2
1.1 模具工业在国内的发展状况及趋势 2
1.2国外模具工业的发展情况 7
1.3课题研究的内容 8
2 制件的工艺分析 9
2.1冲压件零件图 9
2.1.1 材料的性能 9
2.1.2零件的精度分析 10
2.2成型工艺分析 10
2.3冲裁工艺方案的确定 10
2.4主要工艺参数计算 12
2.4.1确定排样方案和计算材料利用率 12
2.5计算各工序冲压力和选择冲压设备 14
3.落料冲孔模具的结构设计 18
3.1凸、凹模刃口尺寸的计算 18
3.1.1落料时凸、凹模刃口尺寸的计算 18
3.1.2冲孔时凸、凹模刃口尺寸的计算 19
3.2选用模架、确定闭合高度及总体尺寸 20
3.3模具各零部件的设计与计算 21
3.3.1凸模设计 21
3.3.2凸模固定板的设计 21
3.3.3垫板的设计 21
3.3.4定位零件的设计 21
3.3.5连接件与紧固件的选取 22
3.3.6下模板的确定 22
3.4模具材料的选用 22
3.5模具的装配图 24
总 结 25
参考文献 26
致 谢 27
1 绪论
1.1 模具工业在国内的发展状况及趋势　
1.1.1模具工业在国内的发展状况
当前，整个工业生产的发展特点是产品品种多、更新快、市场竞争激烈。为了适应用户对模具制造的短交货期、高精度、低成本的迫切需求，模具将有如下发展趋势：  
　　（1）模具日趋大型化。这一方面是由于用模具制造的零件日渐大型化，另一方面也是由于高生产率要求而发展的一模多腔（现在有的已达到一个模几百腔）所致。  
　　（2）模具的精度将越来越高。10年前，精密模具的精度一般为5UM，现在已达2UM－3UM，不久1UM精度的模具即将上市。随着零件微型化及精度要求的提高，有些模具的加工精度要求在1UM以内，这就要求发展超精加工工艺。  
　　（3）多功能复合模具将进一步发展。新型多功能复合模具是在多工位级进模基础上开发出来的，一副多功能模具除了冲压成形零件外，还担负着叠压、攻丝、铆接和锁紧等组装任务，这种多功能模具生产出来的不再是单个零件，而是成批的组件，如触头与支座的组件、各种微小机、电器及仪表的铁芯组件等。  
　　（4）随着热流道技术的日渐推广应用，热流道模具在塑料模具中的比重将逐步提高。由于采用热流道技术的模具可提高制件的生产率和质量，并能大幅度节约制件的原材料，因此，热流道技术的应用在国外发展很快，已十分普遍。许多塑料模具厂所生产的塑料模具已有一半以上采用了热流道技术，有的厂使用率甚至已达80%以上，效果十分明显。  
　　（5）随着塑料成形工艺的不断改进与发展，气辅模具及适应高压注射成型等工艺的模具将随之发展。塑料件的精度分为尺寸精度、几何形状精度和外观精度（即光译、色调等）。为了确保精度要求，模具生产企业将继续研究发展高压注射成型工艺，以及注射压缩成型工艺。在注射成型中，影响成型件精度的最大因素是成型收缩，高压注射成型可减小树脂收缩率，增加塑件尺寸的稳定性。气体辅助注射成型技术已比较成熟，它能改善塑件的内在和外观质量，具有注射压力低、制品变形小、易于成型壁厚差异较大的制品等优点，而且可以节约原料及提高制件生产率，从而大幅度降低成本。  
　　（6）模具标准件的应用将日渐广泛。模具标准化及模具标准件的应用能极大地影响模具制造周期。使用模具标准件不但能缩短模具制造周期，而且能提高模具质量和降低模具制造成本，因此模具标准件的应用必将日渐广泛。  
　　（7）快速经济模具的前景十分广阔。现在是多品种小批量生产的时代，21世纪，这种生产方式占工业生产的比例将达75%以上。一方面是制品使用周期短，另一方面花样变化频繁，要求模具的生产周期愈短愈好，开发快速经济模具越来越引起人们的重视。例如研制各种超塑性材料来制作模具，用环氧（E）、聚酯（P）或其中填充金属（M）、玻璃（G）等增强制制作简易模具，这些模具的主要特点是制造工艺简单，精度易控制，收缩率较小，价格便宜，寿命较高。  
　　（8）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将提出越来越高的要求。  
　　（9）随着以塑代钢、以塑代木的进一步发展，塑料模的比例不断提高，同时，由于机械零件的复杂程度和精度的不断提高，对塑料模的要求也将越来越高。  
　　（10）模具技术含量将不断提高，中、高档模具比例将不断增大，这也是产品结构调整所带来的市场走势。
在经历了“十五”期间和“十一五”头两年高速发展(这七年间年均增长速度达18％)之后，由于受到国际金融危机影响，2008年下半年开始，中国模具工业发展速度己明显放缓，致使2008年全年模具总销售额与上年同比增长率跌进了个位数，只达到9．2％左右，总量约为950亿元左右。2009年，发展进一步受阻，预计全年的模具总销售额只能接近1000亿元，而很难突破，基本与去年持平或略有增长。
国家gdp增长是保八争九，看来保八是有把握的，那么模具为什么达不到这个水平？这主要是国内外模具市场总体不够景气所致。
国家4万亿元投资主要投向于基础设施建设和民生工程及改善民生等方面，gdp增加了，模具需求却基本没有增加或增加效应滞后，汽车、家电、农机等工业品下乡以及以旧换新等政策措施的出台，使gdp也增加了，模具需求虽也有增加，但增幅有限。 例如汽车，年初预测今年将突破1000万辆，现在预测是突破1200万辆，比去年增长20％以上汽车模具却没有增加那么多，这是因为与模具需求最关联的新车型投放与汽车销售量之间并不成正比关系所致。但不管怎么说，在经历了一年多的金融危机之后，我们的模具工业经受住了严峻考验，2009年全年不出现负增长的预计将可实现，而且我们还在结构调整等方面取得了不少成绩，全行业积聚了力量，为今后发展打下了良好的基础。
那么在世界金融危机一年多的时间里，或者从更长一段时间来说，除了模具销售额等数量方面以外，我们行业还有些什么发展特点和进步呢?我认为主要有以下几点：

一、结构调整取得一定成效。这主要有三方面表现：一是体制改革与机制转换的成效，目前国有企业少，无论从数量还是产销来说，都只占全行业的不足3％，股份制、私营和三资企业已占绝对优势，整个行业的活力进一步增强；二是以大型、精密、复杂、长寿命模具为主要代表的高技术含量的中高档模具比例一直在稳步提高；三是市场结构不断改善，新兴行业受到普遍重视，例如新能源领域、医疗设备(器具、器械)领域、自动化领域、航空航天领域及快速经济模具领域等。国际市场也史为广阔，除了欧美和东南亚传统市场之外，印度、俄罗斯、巴西、澳大利亚、中东和南非等新兴市场都己开始拓展。
二、海外模具向我国内地转移的趋向不断发展，带动了行业水平的不断提高及出口的快速增长。由于我国模具生产的成本优势继续存在，因此一方面是外资，同时还有模具采购，国际模具都在进一步向我国内地转移发展。由于要与国际接轨，这就加速了我们的进步。
三、集群式生产方式得到进一步发展。据模具网ceo罗百辉调查，目前全国已有不同种类和各种不同形式的模具城(园、区、集聚生产基地)近50多个，其中半数以上己形成一定规模，2008年模具城的产出己达270亿元左右，其中模具约为170亿元左右，规模效应己得到体现。而且，集群式生产方式的发展，为发展我国模具行业中的现代制造服务业和以模具为核心的产业链的发展作出了重大贡献，其意义是很大的。目前集群式生产方式仍在不断发展之中，总体态势良好。
四、模具生产周期进一步缩短，模具价格继续下降。这对模具生产企业来说，确实是造成了很人压力，但对模具用户来说，这就是成绩。同时，这也是模具行业技术进步的表现。但是这里也有一个市场不规范，过度的价格竞争和中低档产品产能过剩的问题，应该引起我们的足够重视。
关于我国模具行业的水平，我国“十一五”模具行业发展规划中提出的目标是至2010年进入亚洲先进水平的行列。我认为这个目标是可以达到的。从数量上来说，我们目前已经是世界模具生产大国。从产品水平上来说，为b级及以下档次轿车及其他乘用车和商用车等配套的全套汽车模具，为电子行业配套的精度达2um，寿命达2亿次以上的精密高速多工位级进模，单套模具重量超过100吨的巨型模具，长达6米的大型多工位级进模具，导光板模具、光盘模具、生物芯片模具等许多高水平模具己都能生产。然而中国地域广阔，各地众多模具企业水平不齐，相互之间差距很大，从综合水平来说，与国际先进水平相比，还确实存在不少差距j差距促使我们进一步努力，差距促使我们奋进!向世界模具强国不断迈进，将仍旧是我们在较长时间内的奋斗目标。
关于模具发展趋势，我认为这主要取决于两个方面，即一方面是模具为之服务的各行各业的发展趋势，另一方面是整个社会和世界科学技术的发展趋势，这实际上就是需要和可能。
模具是为制件，也就是成形产品服务的，因此模具必然要以制件(成形产品)的发展趋势为自己的发展趋势，模具必须满足他们的要求。
制件发展趋势主要是轻巧、精美、快速高效生产、低成本与高质量，每一项都预示了模具发展趋势。现简要分析如下：
要轻巧就会增加使用塑料及开发新材料，包括各种新型塑料、改性塑料、金属塑料、镁合金、复合材料等等，这就要求有新的成形工艺，从而也就要求有与之相适应的新型模具。例如，汽车上越来越多地采用高强度板也是为了减轻重量，对一些超高强度板进行热成形及与之相适应的热成形模具也就自然而然成为发展趋势等等。
要精美，就要求外形美观大方，内部无缺陷，这就要求有精细、精密和高质量模具与之相适应。目前我们在精细化方面差距很大，精细化往往被忽视，功亏一篑。
快速高效生产，这一方面是要求模具企业要尽量缩短模具生产周期，尽快向模具用户交付模具，另一方面更重要的是要使用户能用你提供的模具来快速高效地生产制品。例如一模多腔多件生产、叠层模具、利用好热流道技术来缩短成形时间以及使用多层复合技术、模内装饰技术、高光无痕注塑技术、在线检测技术、多工序复合技术、多排多工位技术等等。同时制件成形过程智能化还要求有智能化的模具来适应。
低成本，这既要通过模具生产的设计、加工、装配来实现模具的低成本制造和低成本供应，更重要的是要使模具用户能使用模具来实现低成本生产。这就对模具提出了更高的要求。模具生产企业必须做到先使模具用户赚钱，然后才能使自己赚钱。在要求低成本的过程中，无论是模具生产企业还是使用模具的企业，不断改善管理，逐步实现信息化管理都是企业的共同要求及进步和发展的方向。
高质量，要做到制品的高质量，首先必须是模具的高质量，模具的稳定性一定要好，保证制品的一致性也要好，而且还要保证寿命。高质量模具与技术休戚相关。
除上述各点外，许多新领域、新兴产业、新制件和个性化要求也都会对模具不断提出新要求。所以发展趋势的本身也是在不断发展的。
从科技发展趋势来看模具发展趋势可以先从下列最基本的六个方面进行分析：
新材料→模具新材料及为成形产品新材料成形的新型模具
新工艺→新的成形工艺及模具加工的新工艺
新技术→技术进步带动模具生产逐步向超高速、超精和高度自动化方向发展
信息化→数字化生产、信息化管理、充分利用it技术
网络化→溶入和利用好世界全球化网络
循环经济与绿色制造一用尽量少的资源来创造尽量多的价值，包括回收再利用与环保等，不但模具要能这样，而且更要使模具用户也能这样。
除上述所说的发展趋势之我见以外，同时我还认为，从与模具用户的关系来说，模具和模具生产企业向来是比较依赖和比较被动的，发言权很少。我认为，这一现象应逐渐适当改变。这就要求我们模具行业要自强，要通过充分展示自己的实力和能力，以及创新发展来逐步变被动为主动。国庆前，我在海尔模具公司参观，感触很深。海尔模具公司的口号是“你给我一个概念，我给你一个产品”和“决不对市场说不”。他们在市场方面“无内不稳，无外不强”，在观念方面“把模具当艺术品来做”(模具是依靠技艺制造出来的艺术品的概念己被模具是依靠技术生产出来的高新技术产品所替代，但把模具当艺术品来做的观念并不过时，而且却是认真和敬业的表现，应该提倡。)，提出的目标是要成为“全球最先进的模具试制中心”，这些都可供我们借鉴。海尔模具公司也做到了模具设计的模块化、参数化、标准化，以及生产方面的专业化和标准化。在转型方面他们提出要从企业信息化向信息化企业转型，要从生产型制造业向服务型(为用户提供全套解决方案)制造业转变。我认为这些思想也已经在一定程度上反映了模具企业的发展趋势。
上面所述的发展趋势还只是一个概念性和东西，我们可以不断的具体化和不断的深化，例如cad／cae／cam一体化，软件的集成化、智能化、网络化，计算机模拟仿真技术的进一步发展和三维设计的全面推广应用，高速与超高速加工、精密与超精细微加工和复合加工及五轴加工等等，不再一一列举。总之，模具技术的发展趋势是动态的，它必须不断地来满足模具用户不断发展的新趋势，同时，它也与世界科技发展密切关联。它们相互之间可以互相促进和相得益彰。当然，对于整个模具来说模具技术发展趋势只是其中的一个部分，诸如生产组织形式、市场经营模式以及管理等等，都有其一定的发展趋势，也是很值得研讨的
1.2国外模具工业的发展情况
国外发达国家的模具厂大体分为独立的模具厂和隶属于一些大的集团公司的模具厂，一般规模都不大，但专业化程度高，生产效率极高。
国外模具企业一般不超过100人，多数在50人以下。在人员结构上，设计、质量控制、营销人员超过30%，管理人员在5%以下。我国每个职工平均每年创造模具产值约合1万美元左右，而国外模具工业发达国家大多15～20万美元，有的达到 25～30万美元。国外先进国家模具标准件使用覆盖率达70%以上，而我国才达到45％。国内模具企业中一些私营、合资企业人员结构和国外差不多。
国外模具企业对人员素质要求较高，技术人员一专多能，一般能独立完成从工艺到工装的设计；操作人员具备多种操作技能；营销人员对模具的了解和掌握很深。国内模具企业分工较细，缺乏综合素质较高的人员。
国外模具企业CAD/CAE/CAM的技术的应用比较广泛,逆向工程、快速原型制造铸造模具的使用也比较多。国内模具企业中一些骨干厂家在这方面和国外差距已经不大，有些已经达到国外水平。但一些中小型模具企业与国外的差距还是很大的。不过在模具材料方面，随着国外技术的引进和中国研发能力的提高，差距在逐渐缩小。
国外模具总量中,大型、精密、复杂、长寿命模具的比例占到50%以上；国外模具企业的组织形式是"大而专"、"大而精"。在模具的价格和制造周期上，国外模具价格一般是国内模具的5-10倍，制造周期是2-3倍。在这两方面应该说国内模具企业还是具有一定竞争优势的。
1.3课题研究的内容
1.从老师指定的零件图入手，收集资料撰写开题报告。绘制零件冲件图，使用fastform进行CAE分析。根据零件的材料与厚度，进行工艺分析与计算，初步确定零件的加工制造工艺。
2.要进行模具的结构设计。本次设计还需要选择模架，初步拟定选择后侧导柱模架，尺寸规格的选择还需要进一步的计算。本次设计先设计出排样图，计算出搭边值，这要考虑到提高原材料的利用率。确定模具的压力中心后计算冲裁力，顶件力，弯曲力等，算出总力后即可根据模具设计大典选择压力机的种类及型号。之后计算模具的刃口尺寸。再确定模具的主要结构要素，如确定送料方式，确定卸料方式。选择各模具零件的标准外形尺寸，有上模板、固定板、凹模、卸料板、固定板、下垫板的尺寸。再确定一下螺钉和销钉的数量与尺寸。
3. 进行模具的装配图与零件图的设计。查找零件与装配的技术要求，以及各零件的材料、硬度和规格，最后用计算机绘制正式的装配图，再由指导教师指定零件图，用计算机绘出图纸，标明尺寸，技术要求以及形位公差、粗糙度等，

2 制件的工艺分析
2.1冲压件零件图

图2-1工件简图
材料: 08A1
厚度: 1.5mm
生产批量：中批生产
2.1.1 材料的性能
此设计中的零件材料为08A1优质碳素结构钢冷轧薄钢板 （GB/T13237-1991），此种钢的强度、硬度很低，而塑性、韧性极高，具有良好的冷变形性，所以主要用来制造冷冲压件。其力学性能：抗拉强度:275~390MPa≥295，屈服强度σs ：175MPa，伸长率δ5 : ≥32％,断面收缩率ψ :60％。
2.1.2零件的精度分析
本零件无公差，未注公差尺寸也均按IT14选取，所以普通弯曲和冲裁即可满足零件的精度要求。
2.2成型工艺分析
第1章
此处省略 NNNNNNNNNNNN字。如需要完整说明书和设计图纸等.请联系 扣扣：九七一九二零八零零 另提供全套机械毕业设计下载！该论文已经通2.4.2确定排样方案和计算材料利用率
（1）确定排样方案，根据零件形状选用合理的排样方案，以提高材料利用率。该零件采用落料与冲孔复合冲压，毛坯形状较复杂，为便于送料，采用单排方案
图2.3  排样方案
搭边值和由表2-12查得，得=2mm,=1.8mm。
（2) 确定板料规格和裁料方式。根据条料的宽度尺寸，选择合适的板料规格，使剩余的边料越小越好。该零件宽度用料为136.2mm，以选择1.5mm×700mm×1450mm（GB/T708-1988）的板料规格为宜。
裁料方式既要考虑所选板料规格、冲制零件的数量，又要考虑裁料操作的方便性，该零件以纵裁下料为宜。对于较为大型的零件，则着重考虑冲制零件的数量，以降低零件的材料费用。
(3) 计算材料消耗工艺定额和材料利用率。根据排样计算，一张钢板可冲制的零件数量为n=5×20=100(件)。
材料消耗工艺定额

材料利用率

由于两件展开图较为复杂，使用AutoCAD的面积测量功能，测得面积6151.40平方毫米，周长358.11mm

图2.4

零件面积由图12-5计算得出。
图2.5  落料、冲孔工序略图
2.5计算各工序冲压力和选择冲压设备
(1) 第一道工序—落料冲孔(见图12-6)  该工序冲压力包括冲裁力，卸料力和推料力，按图12-6所示的结构形式，系采用打杆在滑块快回到最高位置时将工件直接从凹模内打出，故不再考虑顶件力。
冲裁力

式中   L—剪切长度;
t=1.5mm，=390Mpa;
 剪切长度L按图2.4所示尺寸计算：
式中   —落料长度(mm)；
  —冲孔长度(mm)。
将图示尺寸代入计算公式可得
，
因此，
=358.11+21.98=380.09mm
将以上数值代入冲裁力计算公式可得

落料卸料力

式中       —卸料力系数，由表查取为0.05；
           —落料力(N)。
将数值代入卸料力公式可得

冲孔推件力

式中   —梗塞件数量(即腰圆形废料数)，取n=4；
 —推件力系数，查表取0.06；
 —冲孔力(N)。
将数值代入推件力公式可得

第一道工序总冲压力              
=222352+11117.6+533=286833≈287（kN）
选择冲压设备时着重考虑的主要参数是公称压力、装模高度、滑块行程、台面尺寸等。
根据第一道工序所需的冲压力，选用公称压力为400kN的压力机JG23-40就完全能够满足使用要求。
(2) 第二道工序—一次弯形 弯曲力是设计弯曲模和选择压力机的重要依据。该零件是校正弯曲，校正弯曲时的弯曲力和顶件力为

对于校正弯曲，由于校正弯曲力比顶件力大得多，故一般可以忽略，即
≥FD+F1+F2=98+21.7+6.51=126.21KN
根据压弯力大小，初选设备为160KN的设备J23-16。
（3）第三道工序—二次弯形 
校正弯曲时的弯曲力和顶件力为

≥1.3（FD+F1）=1.3*（4+13.5）=22.75KN
根据压弯力大小，初选设备为63KN的设备J23-6.3
（4）第四道工序—拉深
拉深力：F=Kdt
查表得K=1.00则
F=13.1431.21.5390=57.3KN
压边力： =(S1-S2)p=(2576-)*2.0=3.7KN
=F+=57.3+3.7=61KN
为方便选用可采用下式作概略估算
浅拉深： （0.70.8）
则有=87.1KN
故选用标称压力为100KN拉深的压力机。

3.落料冲孔模具的结构设计
完成冲孔和落料两道工序，可以采用级进模或者复合模来满足要求，两种模具形式都能完成冲孔落料两道工序，可以减少模具和设备，同时操作简单，提高生产率，降低对劳动者的要求。但级进模定位要求高，而符合模定位精度要求低，故采用复模可满足要求。
3.1凸、凹模刃口尺寸的计算
凸、凹模刃口尺寸的计算是本次设计需要重点解决的对象，其中包括落料的凸、凹模刃口尺寸；以及冲孔的凸、凹模刃口尺寸。
3.1.1落料时凸、凹模刃口尺寸的计算
查询《冲压工艺学》根据公式，落料以凹模为基准

式中 、——落料凹模刃口名义尺寸（mm）。
、 ——凸、凹模的制造公差；
——最小冲裁间隙；
——磨损系数,与冲件精度有关；
——冲裁件的公差，未注公差的毛坯尺寸按照IT11设计；
——落料件公称尺寸（mm）；

如图所示，L1=72.7,L2=70.9,L3=132.2,L4=56.2,L5=70.1,L6=53.9
查表得，

（1）L1尺寸计算

（2）L2尺寸计算

（3）L3尺寸计算

（4）L4尺寸计算

（5）L5尺寸计算

（6）L6尺寸计算

3.1.2冲孔时凸、凹模刃口尺寸的计算
式中查询《冲压工艺学》根据公式，冲孔以凸模为基准

式中 ——冲件的公称尺寸（mm）；
、——冲孔凸、凹模刃口尺寸(mm)；
、 ——凸、凹模的制造公差；由表3-1查取；
——最小双边合理间隙（mm）；
——磨损系数,与冲件精度有关；
——冲裁件的公差，未注公差的毛坯尺寸按照IT11设计；

则

3.2选用模架、确定闭合高度及总体尺寸
根据压力机的选择就可以初步选择模架以及闭合高度。
凹模高度
式中 ；
——最大外形尺寸,。
所以 取H=24mm
则凹模的最小壁厚也根据计算：

则凹模板的周界尺寸为：
横向
纵向
此凹模板周界尺寸是按照最大的尺寸来计算的，这样更加有利于强度的保证，是比较保守的选择。
为了工作过程的稳定，进料与卸料的过程方便，根据《模具设计大典》中的“后侧导柱模架的选取”选择与压力机的最大、最小闭合高度范围内相适应的模架。再按其标准选择具体结构，尺寸见表3-3。
表3-3 模架规格选用
名称
尺寸
材料
热处理
上模座
315×250×55
HT200

下模座
315×250×60
HT200

导柱
40×230
20
渗碳58～62HRC
导套
40×125×53
20
渗碳58～62HRC
初步定义模具的闭合高度为240mm
冲裁模总体结构尺寸必须与所选用的压力机相适应，即模具的总体平面尺寸应该与压力机工作台或垫板尺寸和滑块下平面尺寸相适应；模具的封闭（闭合）高度应与压力机的装模高度或封闭高度相适应。
所谓模具的闭合高度是模具在最低工作位置时，上、下模座之间的距离。它应与压力机的装模高度相适应，即需满足如下要求。
（3-11）
式中 、——压力机的最大和最小装模高度；
——模具的闭合高度。
校核：
即
既模具的高度应该在215mm至250mm之间，不在此范围就无法满足模具开模行程与压力机的封闭高度之间的关系。校核成功，满足条件。
＝240mm符合要求 。
3.3模具各零部件的设计与计算
3.3.1凸模设计
由于每种制件的形状和尺寸不同，因此冲模的加工以及装配工艺等实际条件也有许多不同，所以在实际生产中使用的凸模结构形式很多。本次设计为复合模，下模为凹凸模，上模为一个凹模内套一个凸模，以实现先冲孔后落料的功能。
3.3.2凸模固定板的设计
根据常规设计经验，凸模固定板厚度一般取＝38mm，材料为45钢。
3.3.3垫板的设计
在设计冲模时，由模板所承受压力的大小来判断是否加装垫板。因为模板承受的压应力大于模板材料所承受压力大小，所以使用垫板。在凸模固定板和模板之间加置一淬硬的垫板，从而提高了冲模耐用度。其外形与固定板相同。材料采用45号钢。
凸模垫板的厚度取15mm。
3.3.4定位零件的设计
定位零件是用来保证条料的正确送进及在模具中的正确位置。条料在模具送料平面中必须有两个方向的限位：一是送进导向；二是送料定距。
送进导向的定位零件有导正销、导料板、侧压板等；送料定距的定位零件有用挡料销、侧刃等；在本次设计中使用的是导正销与挡料销。
1. 送料定距的定位零件的选取
选用挡料销作为送料定距的定位零件。挡料销是一种比较简单的定位零件。它用于限定条料的送进距离、抵住条料的搭边或工件的轮廓，起定位作用，在此选用活动挡料销。
选用直径＝10mm的A型活动挡料销，标记为：活动挡料销
A10 JB/T7649.10
2. 在此选用导正销作为送进导料的定位零件，导正销一般设两个，
选用直径＝10mm，长度＝10mm的导正销，标记为：活动导正销 1010JB/T7649.9。
3.3.5连接件与紧固件的选取
上模座与落料凹模的固定选用M12120的内六角螺钉，定位销选用公称直径＝10mm、长度＝110mm的B型圆柱销。
下模座和凹凸模的固定选用M880的内六角螺钉。
模柄和上模座的固定选用M1254的内六角螺钉。
上模座与凸模固定板、凸模垫板的固定选用M894的内六角螺钉，定位销选用公称直径＝10mm、长度＝62mm的B型圆柱销。
上模座与弯曲凹模的固定选用M673的内六角螺钉，定位销选用公称直径＝8mm、长度＝73mm的B型圆柱销。
下模座与工作台的固定选用M8110的内六角螺钉。
3.3.6下模板的确定
在上文中模架的尺寸已经确定，下面来确定下模板的尺寸。
上模座的尺寸与形状与下模座基本相同。在导柱导套的配合方面有细微差别。
3.4模具材料的选用
选择模具材料应遵循如下原则：
1. 根据模具种类及其工作条件，选用材料要满足使用要求，应具有较高的强度、硬度、耐磨性、耐冲击、耐疲劳性等；
2. 根据冲压材料和冲压件生产批量选用材料；
3. 满足加工要求，应具有良好的加工工艺性能，便于切削加工，淬透性好、热处理变形小；
4. 满足经济性要求。
模具材料的种类很多，应用也极为广泛。冲压模具所用材料主要有碳钢、合金钢、铸钢、硬质合金、钢结硬质合金以及锌基合金、低熔点合金、环氧树脂、聚氨酯橡胶等。冲压模具中凸、凹模等工作零件所用的材料主要是模具钢，常用的模具钢包括碳素工具钢、合金工具钢、轴承钢、高速工具钢、硬质合金和钢结硬质合金等（可参见GB/T699—1999、GB/T1298—1986、GB/T1299—2000、JB/T5826—1991、JB/T5825—1981等）。
由于冲裁模主要用于各种板料的冲切成形,其刃口在工作过程中受到强烈的摩擦和冲击,所以要求模具工作材料具有高的耐磨性、冲击韧性以及耐疲劳断裂性能。在本套工件冲孔落料复合模中，工件所用材料较硬，且模具工作时的冲裁力较大，所以要选用抗冲击韧性大的模具钢。
所有凸模及凹凸模均采用耐磨性和耐冲击性极强的Cr12材料。
所有凹模也采用Cr12材料。
垫板、凸模固定板、弹顶器、打料杆、挡料销、卸料板、内六角螺钉均采用45钢。
导正销采用9Mn2V材料。
弹簧采用65Mn材料，硬度为43-48HRC。
3.5模具的装配图

总 结
通过这次模具设计，本人在多方面都有所提高。巩固与扩充了冷冲压模具设计等课程所学的内容，掌握了冷冲压模具设计的方法和步骤，掌握了冷冲压模具设计的基本的模具技能，懂得了怎样分析零件的工艺性，怎样确定工艺方案，了解了模具的基本结构，提高了计算能力，绘图能力，熟悉了规范和标准，同时各科相关的课程都有了全面的复习，独立思考的能力也有了提高。
在这次设计过程中，体现出自己单独设计模具的能力以及综合运用知识的能力，体会了学以致用、突出自己劳动成果的喜悦心情，从中发现自己平时学习的不足和薄弱环节，从而加以弥补。
在此感谢作指导老师，老师一丝不苟的风，将是我工作、学习中的榜样；老师循循善诱的教导和不拘一格的思路给予我无尽的启迪；这次模具设计的每个实验细节和每个数据，都离不开老师您的细心指导，帮助我很顺利的完成了这次课程设计。
同时感谢对我帮助过的同学们，谢谢你们对我的帮助和支持，让我感受到同学的友谊。
由于本人的设计能力有限，在设计过程中难免出现错误，恳请老师们多多指教,我真诚接受您的批评与指正，本人将万分感谢。

参考文献
[1] 王树勋等合编　典型模具结构图册　第１版　广州：华南理工大学出版社，2005
[2] 王孝培主编　冲压手册　第２版　北京：机械工业出版社，2005
[3] 翁其金等主编 冲压工艺与模具设计 第1版 北京：机械工业出版社，2008
[4] 模具设计手册和国家标准：、《冷冲模国家标准》
[5] 中国模具工业协会标准件委员会编 《中国模具标准件手册》 第1版 上海：上海科学普及出版社，1989

致 谢

首先，真心感谢我的指导老师——陈为国老师！在近几个月的毕业设计过程中，陈老师无私、仔细、耐心地指导我，将设计顺利完成。最重要的是在设计初期，在我因为遇到困难而使得我心慌意乱的时候，陈老师用行动鼓励着我，帮我做思想工作。让我重新树立信心，这让我由衷的感动。
同时，谢谢图书馆的各位老师，提供专业的书籍和资料。
最后，衷心感谢本专业所有老师给我的教导，以及所有帮助过我的人！