目录
一、冲压模具发展现状及技术趋势.....................1
二、制件工艺性分析...........................4
1、材料分析..................................4
2、结构分析..................................4
3、精度分析..................................4
三、冲裁工艺方案的确定.......................5
四、制件工艺计算..............................5
1、刃口尺寸计算..............................6
2、排样计算..................................7
3、冲压力计算................................9
4、压力中心计算..............................9
五、冲压设备的选用...........................10
1、冲压设备的选则原则........................10
2、选择压力机及相关参数......................10
六、模具零部件结构的确定....................11
1、标准模架的选用............................11
2、卸料装置中弹性元件的计算..................11
七、模具装配图.................................12
八、模具零件图...............................14
九、小结.......................................19
十、参考文献...................................20
冲孔落料复合模设计
一、冲压模具发展现状及技术趋势
改革开放以来，随着国民经济的高速发展，市场对模具的需求量不断增长。近年来，模具工业一直以15%左右的增长速度快速发展，模具工业企业的所有制成分也发生了巨大变化，除了国有专业模具厂外，集体、合资、独资和私营也得到了快速发展。浙江宁波和黄岩地区的“模具之乡”；广东一些大集团公司和迅速崛起的乡镇企业，科龙、美的、康佳等集团纷纷建立了自己的模具制造中心；中外合资和外商独资的模具企业现已有几千家。 随着与国际接轨的脚步不断加快，市场竞争的日益加剧，人们已经越来越认识到产品质量、成本和新产品的开发能力的重要性。而模具制造是整个链条中最基础的要素之一。近年许多模具企业加大了用于技术进步的投资力度，将技术进步视为企业发展的重要动力。一些国内模具企业已普及了二维CAD，并陆续开始使用Pro/E、PDX、UG NX、NX Progressive Die Design、I-DEAS、Euclid-IS、Logopress3、3DQuickPress等国际通用软件，个别厂家还引进了C-Flow、DYNAFORM和MAGMASOFT等CAE软件，并成功应用于冲压模的设计中。
以汽车覆盖件模具为代表的大型冲压模具的制造技术已取得很大进步，东风汽车公司模具厂、一汽模具中心等模具厂家已能生产部分轿车覆盖件模具。此外，许多研究机构和大专院校开展模具技术的研究和开发。经过多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技术方面取得了显著进步；在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面做出了贡献。
虽然中国模具工业在过去十多年中取得了令人瞩目的发展，但许多方面与工业发达国家相比仍有较大的差距。例如，
精密加工设备在模具加工设备中的比重比较低；CAD/CAE/CAM技术的普及率不高；许多先进的模具技术应用不够广泛等等，致使相当一部分大型、精密、复杂和长寿命模具依赖进口。
模具技术的发展应该为适应模具产品“交货期短”、“精度高”、“质量好”、“价格低”的要求服务。
（1）全面推广CAD/CAM/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、智能化、集成化方向发展。
(3)模具扫描及数字化系统
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
选用优质钢材和应用相应的表面处理技术来提高模具的寿命就显得十分必要。模具热处理和表面处理是否能充分发挥模具钢材料性能的关键环节。模具热处理的发展方向是采用真空热处理。模具表面处理除完善应发展工艺先进的气相沉积、等离子喷涂等技术。
(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、智能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。
二、制件工艺性分析
制件为图1所示的冲孔落料件,材料为Q235钢,制件厚度1.0mm,未注公差不小于IT10级。
图1 制件图
工艺性分析内容如下：
1.材料分析
Q235为普通碳素结构钢，具有良好的冲裁成型性能。
2.结构分析
制件整体结构较简单，对冲裁加工较为有利。制件上的长槽孔的最小尺寸为6mm,满足冲裁最小孔径dmin≥1.0t=2.0mm的要求。另外，经计算槽孔距制件外形之间的最小边距为3.0mm,满足冲裁件最小孔边距lmin≥1.5t=1.5mm。所以，该制件的结构满足冲裁的要求。
3.精度分析
对于未注公差尺寸按IT14精度等级查
由以上分析可知，该制件可以用普通冲裁的加工方法制得。
三、冲裁工艺方案的确定
制件为冲孔落料制件，选用落料冲孔复合模生产，冲裁件的形位精度和尺寸精度易保证，且生产效率高。虽然模具结构较复杂，但由于制件的几何形状较简单，模具制造并不困难。
复合模中凸凹模壁厚校核：当材料厚度为1.0mm时，可查得凸凹模最小壁厚为2.7mm，现制件上的最小孔边距为7.0mm，所以可以采用复合模生产。
四、制件工艺计算
刃口尺寸计算一般原则：
1)
2) 刃口尺寸应保证冲出合格的制件； 由于落料件的实际尺寸基本与凹模刃口尺寸一致，所以落料时应先计算凹模刃口尺寸，以获得合理的冲裁间隙值。而冲孔时孔的实际尺寸基本与凸模刃口尺寸一致，因此应先计算凸模刃口尺寸，合理冲裁间隙值依靠改变凹模刃口尺寸获得；
3)
4) 刃口磨损一些仍能冲裁出合格制件； 随着冲裁件数量的增加，凸模与凹模的刃口在不断磨损，并不断改变刃口尺寸。只要磨损量不超过一定范围，模具应仍能冲出合格制件；
5) 设计时赢取最小合理冲裁间隙；
6) 随着凸模与凹模刃口磨损量的不断增大，冲裁间隙也将不断增大。所以设计模具时，冲裁间隙应取其允许的最小值Zmin；
7) 应注意到，凸模与凹模刃口尺寸的制造公差影响冲裁间隙的大小。所以刃口尺寸的计算与处理既要保证冲出合格的制件，又要保证合理的冲裁间隙值。
1.刃口尺寸计算
根据制件形状特点，刃口尺寸计算采用分开制造法。
（1） 落料件尺寸的基本计算公式为
DA=(Dmax-X⋅∆)0
T+δA0DT=(DA-Zmin)-δ=(Dmax-X⋅∆-Zmin)-δ T
根据材料种类及制件厚度查得，凸凹模最小间隙Zmin=0.100mm，最大间隙Zmax=0.140mm。
mm，查得凸模制造公差δT=0.02mm，凹模制造对尺寸730
-0.74
公差δA=0.03mm。将以上各值代入δT+δA≤Zmax-Zmin，校验是否成立。经校验，不等是不成立，则可取δT=0.4⨯(0.140-0.100)=0.016mm，δA=0.024mm。
所以 DA1=(73-0.5⨯0.74)0+0.024+0.024mm=72.630
mm DT1=(72.63-0.100)-0.016mm=72.630-0.0160
mm，查得凸模制造公差δT=0.016mm，凹模制造对尺寸500
-0.62
公差δA=0.024mm。将以上各值代入δT+δA≤Zmax-Zmin，校验是否成立。经校验，不等是不成立，将以上各值代入δT+δA≤Zmax-Zmin，校验是否成立。经校验，不等是成立，所以工作零件刃口尺寸为
DA2=(50-0.5⨯0.62)0+0.024+0.024mm=49.690
mm DT2=(49.69-0.100)-0.016mm=49.590-0.0160
（2）冲孔基本公式为
dT=(dmin+X⋅∆)-δ0T
dA=(dmin+X⋅∆+Zmin)0+δA
+0.25mm，查得凸模制造公差δT=0.02mm，凹模制 对尺寸R30
造公差δA=0.02mm。经校验，满足不等式δT+δA≤Zmax-Zmin。
因尺寸为单边磨损尺寸，所以计算时冲裁间隙减半，则有
（3）中心距
尺寸8±0.12mm
L=(8±0.12/4)mm=8±0.03mm dT=(3+0.5⨯0.25)-mm=3.1250-00.020.02dA=(3.125+0.100/2)0mm=3.175+0.02+0.020mm
2.排样计算
分析制件形状，宜采用单行直排的排样方式。选择的排样方式如图2所示
图2 制件排样图
根据制件厚度t=1.0mm及制件形状，取搭边值a1=1.2mm，a=1mm
所以，条料宽度为
B=(b+2a1)
=50+2×1.2
=52.4mm
材料利用率计算：
一个进料距内冲裁件的面积 A0=50⨯73-(32π+6⨯8)=3573.73mm2
一个进料距内毛坯面积 A=74⨯52.4=3877.6mm2 则
材料利用率η=A03573.73⨯100=⨯100=92.20 A3877.6
3.冲压力计算
冲裁力基本公式为
F=K⋅L⋅t⋅τ
其中，K=1.3，冲裁周边长度L=281mm，材料厚度t=1.0mm，Q235材料抗剪强度为τ=350MPa
则 冲裁该制件所需冲裁力为
F=1.3⨯281⨯1.0⨯350N=127855N≈128KN 模具采用弹性卸料装置和推件机构，所以所需卸料力
则制件所需的冲压力为
F总=F+Fx+Ft=(128+6.4+7.04)KN=141.44KN Fx=Kx⋅F=0.05⨯128=6.4KNFt=n⋅Kt⋅F=1⨯0.055⨯128=7.04KN
初选开式双柱可倾压力机，型号为J23/25
4.压力中心计算
制件外形为对称件，制件上的槽孔尺寸很小，所以，该制件的压力中心可近似认为就是制件外形中心线的交点。
五、冲压设备的选用
1.冲压设备的选则原则
冲压设备的选择主要是根据冲压工艺性质、生
产批量大小、冲压件的几何形状、尺寸及精度要求等因素来确定的。选择冲压设备时主要考虑下述因素：
（1）冲压设备的类型和工作方式是否适用于应完成的工序，是否符合安全生产呵环保的要求；
（2）冲压设备的压力和功率是否满足应完成工序的需要；
（3）冲压设备的模装高度、工作台尺寸、行程等是否适合应完成工序所用的模具；
（4）冲压设备的行程次数是否满足生产率的要求等。 2.选择压力机及相关参数 选开式双柱可倾压力机J23/25 其主要技术参数如下：
公称压力：250KN 滑块行程：60mm 最大闭合高度：275mm 闭合高度调节量：60mm
滑块中心线到床身距离：170mm 工作台尺寸：320mm 420mm
六、模具零部件结构的确定
1.标准模架的选用
标准模架的选用依据为凹模的外形尺寸，所以应首先计算凹模周界的大小。
有凹模高度和壁厚的计算公式得 凹模高度H=Kb=0.25⨯50=12.5mm 凹模壁厚C=(1.5~2)H=1.8⨯12.5=22.5mm 所以，凹模的总长为L=(73+2⨯22.5)mm=118mm 凹模的宽度为B=(50+2⨯22.5)mm=95mm 模具采用后侧导柱模架
根据以上计算结果，可查得模架规格为
上模座 160mm⨯160mm⨯40mm
下模座 160mm⨯160mm⨯45mm 导柱 28mm ⨯150mm 导套28mm ⨯100mm⨯38mm
2.卸料装置中弹性元件的计算
模具采用弹性卸料装置，弹性元件选用橡胶，其尺寸计算如下：
（1）确定橡胶的自由高度H H=
L工1+1
+h修磨=+5=13mm
0.25~0.300.25Fx
P
（2）确定橡胶的横截面积A A=
查得，矩形橡胶在预压量为10%~15%时的单位压力为0.6MPa，所以
A=
6150N
=10250mm2
0.6MPa
3.模具其他相关零部件根据国家标准可查得
七、模具装配图 模具装配图如图3所示
图3 装配图
1-下模座 2、12-销钉 3-垫板 4-凸模固定板 5-空心垫板 6-凹模 7-卸料版 8-橡胶 9-凸凹模固定板 10-上模座 11、13、17、27-内六角螺钉 14-模柄 15-打杆 16-推板 18-推杆 19-凸凹模 20-卸料螺钉 21-导套 22-导柱 23-推件块 24-凸模 25-顶杆 26-凸模固定板 28-挡料销
八、模具零件图
模具上模座、下模座、凸模、凹模、凸凹模零件图如图4~8所示
图4 上模座零件图
图5 下模座零件图
图6 凸模零件图
图7 凹模零件图
图8 凸凹模零件图
九、小结
通过这次冲孔落料复合模具的设计，使我更进一步地了解了冲裁模具的设计流程，包括冲裁件的工艺分析，工艺方案的确定，模具结构形式的选择，必要的工艺计算，主要零部件设计，压力机的型号选择，总装配图和零件图的绘制。在设计过程中，一些数据，尺寸一点也马虎不得，只要有一点点的错误，就得全部修改，使我养成了严谨的作风。
三年的学习，我对模具设计和制造有了深刻的认识，此次单独设计一个模具，让我了解了更多这方面的知识。
通过这次的设计，使我在今后的毕业设计乃至工作中的设计养成了查手册的好习惯，勤思考，为以后的设计打下了坚实的基础。另一方面，我从理论和实践上又进一步地加深了对模具结构设计的认识。模具的好坏直接影响产品质量和经济效益，我希望以后能在模具行业有自己的贡献。
十、参考文献 [1] 宇海英等主编.冲压工艺与模具设计.北京：电子工业出版社,2011
[2] 江维健等主编.冷冲压模具设计.华南理工大学出版社，2005 [3] 周开勤主编.机械零件手册.北京：高等教育出版社 ，2001 [4] 朱江峰主编.冲压模具设计与制造.北京理工大学出版社，2009
[5] 宋满仓主编.冲压模具设计.北京，电子工业出版社，2010 [6] 薛啟翔等主编.冲压模具设计制造难点与窍门.北京:机械工业出版社，2003 [7] 钟翔山等主编.冲压模具设计技巧、经验及实例.北京：化学工业出版社，2011
20
目录
一、冲压模具发展现状及技术趋势.....................1
二、制件工艺性分析...........................4
1、材料分析..................................4
2、结构分析..................................4
3、精度分析..................................4
三、冲裁工艺方案的确定.......................5
四、制件工艺计算..............................5
1、刃口尺寸计算..............................6
2、排样计算..................................7
3、冲压力计算................................9
4、压力中心计算..............................9
五、冲压设备的选用...........................10
1、冲压设备的选则原则........................10
2、选择压力机及相关参数......................10
六、模具零部件结构的确定....................11
1、标准模架的选用............................11
2、卸料装置中弹性元件的计算..................11
七、模具装配图.................................12
八、模具零件图...............................14
九、小结.......................................19
十、参考文献...................................20
冲孔落料复合模设计
一、冲压模具发展现状及技术趋势
改革开放以来，随着国民经济的高速发展，市场对模具的需求量不断增长。近年来，模具工业一直以15%左右的增长速度快速发展，模具工业企业的所有制成分也发生了巨大变化，除了国有专业模具厂外，集体、合资、独资和私营也得到了快速发展。浙江宁波和黄岩地区的“模具之乡”；广东一些大集团公司和迅速崛起的乡镇企业，科龙、美的、康佳等集团纷纷建立了自己的模具制造中心；中外合资和外商独资的模具企业现已有几千家。 随着与国际接轨的脚步不断加快，市场竞争的日益加剧，人们已经越来越认识到产品质量、成本和新产品的开发能力的重要性。而模具制造是整个链条中最基础的要素之一。近年许多模具企业加大了用于技术进步的投资力度，将技术进步视为企业发展的重要动力。一些国内模具企业已普及了二维CAD，并陆续开始使用Pro/E、PDX、UG NX、NX Progressive Die Design、I-DEAS、Euclid-IS、Logopress3、3DQuickPress等国际通用软件，个别厂家还引进了C-Flow、DYNAFORM和MAGMASOFT等CAE软件，并成功应用于冲压模的设计中。
以汽车覆盖件模具为代表的大型冲压模具的制造技术已取得很大进步，东风汽车公司模具厂、一汽模具中心等模具厂家已能生产部分轿车覆盖件模具。此外，许多研究机构和大专院校开展模具技术的研究和开发。经过多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技术方面取得了显著进步；在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面做出了贡献。
虽然中国模具工业在过去十多年中取得了令人瞩目的发展，但许多方面与工业发达国家相比仍有较大的差距。例如，
精密加工设备在模具加工设备中的比重比较低；CAD/CAE/CAM技术的普及率不高；许多先进的模具技术应用不够广泛等等，致使相当一部分大型、精密、复杂和长寿命模具依赖进口。
模具技术的发展应该为适应模具产品“交货期短”、“精度高”、“质量好”、“价格低”的要求服务。
（1）全面推广CAD/CAM/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、智能化、集成化方向发展。
(3)模具扫描及数字化系统
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
选用优质钢材和应用相应的表面处理技术来提高模具的寿命就显得十分必要。模具热处理和表面处理是否能充分发挥模具钢材料性能的关键环节。模具热处理的发展方向是采用真空热处理。模具表面处理除完善应发展工艺先进的气相沉积、等离子喷涂等技术。
(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、智能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。
二、制件工艺性分析
制件为图1所示的冲孔落料件,材料为Q235钢,制件厚度1.0mm,未注公差不小于IT10级。
图1 制件图
工艺性分析内容如下：
1.材料分析
Q235为普通碳素结构钢，具有良好的冲裁成型性能。
2.结构分析
制件整体结构较简单，对冲裁加工较为有利。制件上的长槽孔的最小尺寸为6mm,满足冲裁最小孔径dmin≥1.0t=2.0mm的要求。另外，经计算槽孔距制件外形之间的最小边距为3.0mm,满足冲裁件最小孔边距lmin≥1.5t=1.5mm。所以，该制件的结构满足冲裁的要求。
3.精度分析
对于未注公差尺寸按IT14精度等级查
由以上分析可知，该制件可以用普通冲裁的加工方法制得。
三、冲裁工艺方案的确定
制件为冲孔落料制件，选用落料冲孔复合模生产，冲裁件的形位精度和尺寸精度易保证，且生产效率高。虽然模具结构较复杂，但由于制件的几何形状较简单，模具制造并不困难。
复合模中凸凹模壁厚校核：当材料厚度为1.0mm时，可查得凸凹模最小壁厚为2.7mm，现制件上的最小孔边距为7.0mm，所以可以采用复合模生产。
四、制件工艺计算
刃口尺寸计算一般原则：
1)
2) 刃口尺寸应保证冲出合格的制件； 由于落料件的实际尺寸基本与凹模刃口尺寸一致，所以落料时应先计算凹模刃口尺寸，以获得合理的冲裁间隙值。而冲孔时孔的实际尺寸基本与凸模刃口尺寸一致，因此应先计算凸模刃口尺寸，合理冲裁间隙值依靠改变凹模刃口尺寸获得；
3)
4) 刃口磨损一些仍能冲裁出合格制件； 随着冲裁件数量的增加，凸模与凹模的刃口在不断磨损，并不断改变刃口尺寸。只要磨损量不超过一定范围，模具应仍能冲出合格制件；
5) 设计时赢取最小合理冲裁间隙；
6) 随着凸模与凹模刃口磨损量的不断增大，冲裁间隙也将不断增大。所以设计模具时，冲裁间隙应取其允许的最小值Zmin；
7) 应注意到，凸模与凹模刃口尺寸的制造公差影响冲裁间隙的大小。所以刃口尺寸的计算与处理既要保证冲出合格的制件，又要保证合理的冲裁间隙值。
1.刃口尺寸计算
根据制件形状特点，刃口尺寸计算采用分开制造法。
（1） 落料件尺寸的基本计算公式为
DA=(Dmax-X⋅∆)0
T+δA0DT=(DA-Zmin)-δ=(Dmax-X⋅∆-Zmin)-δ T
根据材料种类及制件厚度查得，凸凹模最小间隙Zmin=0.100mm，最大间隙Zmax=0.140mm。
mm，查得凸模制造公差δT=0.02mm，凹模制造对尺寸730
-0.74
公差δA=0.03mm。将以上各值代入δT+δA≤Zmax-Zmin，校验是否成立。经校验，不等是不成立，则可取δT=0.4⨯(0.140-0.100)=0.016mm，δA=0.024mm。
所以 DA1=(73-0.5⨯0.74)0+0.024+0.024mm=72.630
mm DT1=(72.63-0.100)-0.016mm=72.630-0.0160
mm，查得凸模制造公差δT=0.016mm，凹模制造对尺寸500
-0.62
公差δA=0.024mm。将以上各值代入δT+δA≤Zmax-Zmin，校验是否成立。经校验，不等是不成立，将以上各值代入δT+δA≤Zmax-Zmin，校验是否成立。经校验，不等是成立，所以工作零件刃口尺寸为
DA2=(50-0.5⨯0.62)0+0.024+0.024mm=49.690
mm DT2=(49.69-0.100)-0.016mm=49.590-0.0160
（2）冲孔基本公式为
dT=(dmin+X⋅∆)-δ0T
dA=(dmin+X⋅∆+Zmin)0+δA
+0.25mm，查得凸模制造公差δT=0.02mm，凹模制 对尺寸R30
造公差δA=0.02mm。经校验，满足不等式δT+δA≤Zmax-Zmin。
因尺寸为单边磨损尺寸，所以计算时冲裁间隙减半，则有
（3）中心距
尺寸8±0.12mm
L=(8±0.12/4)mm=8±0.03mm dT=(3+0.5⨯0.25)-mm=3.1250-00.020.02dA=(3.125+0.100/2)0mm=3.175+0.02+0.020mm
2.排样计算
分析制件形状，宜采用单行直排的排样方式。选择的排样方式如图2所示
图2 制件排样图
根据制件厚度t=1.0mm及制件形状，取搭边值a1=1.2mm，a=1mm
所以，条料宽度为
B=(b+2a1)
=50+2×1.2
=52.4mm
材料利用率计算：
一个进料距内冲裁件的面积 A0=50⨯73-(32π+6⨯8)=3573.73mm2
一个进料距内毛坯面积 A=74⨯52.4=3877.6mm2 则
材料利用率η=A03573.73⨯100=⨯100=92.20 A3877.6
3.冲压力计算
冲裁力基本公式为
F=K⋅L⋅t⋅τ
其中，K=1.3，冲裁周边长度L=281mm，材料厚度t=1.0mm，Q235材料抗剪强度为τ=350MPa
则 冲裁该制件所需冲裁力为
F=1.3⨯281⨯1.0⨯350N=127855N≈128KN 模具采用弹性卸料装置和推件机构，所以所需卸料力
则制件所需的冲压力为
F总=F+Fx+Ft=(128+6.4+7.04)KN=141.44KN Fx=Kx⋅F=0.05⨯128=6.4KNFt=n⋅Kt⋅F=1⨯0.055⨯128=7.04KN
初选开式双柱可倾压力机，型号为J23/25
4.压力中心计算
制件外形为对称件，制件上的槽孔尺寸很小，所以，该制件的压力中心可近似认为就是制件外形中心线的交点。
五、冲压设备的选用
1.冲压设备的选则原则
冲压设备的选择主要是根据冲压工艺性质、生
产批量大小、冲压件的几何形状、尺寸及精度要求等因素来确定的。选择冲压设备时主要考虑下述因素：
（1）冲压设备的类型和工作方式是否适用于应完成的工序，是否符合安全生产呵环保的要求；
（2）冲压设备的压力和功率是否满足应完成工序的需要；
（3）冲压设备的模装高度、工作台尺寸、行程等是否适合应完成工序所用的模具；
（4）冲压设备的行程次数是否满足生产率的要求等。 2.选择压力机及相关参数 选开式双柱可倾压力机J23/25 其主要技术参数如下：
公称压力：250KN 滑块行程：60mm 最大闭合高度：275mm 闭合高度调节量：60mm
滑块中心线到床身距离：170mm 工作台尺寸：320mm 420mm
六、模具零部件结构的确定
1.标准模架的选用
标准模架的选用依据为凹模的外形尺寸，所以应首先计算凹模周界的大小。
有凹模高度和壁厚的计算公式得 凹模高度H=Kb=0.25⨯50=12.5mm 凹模壁厚C=(1.5~2)H=1.8⨯12.5=22.5mm 所以，凹模的总长为L=(73+2⨯22.5)mm=118mm 凹模的宽度为B=(50+2⨯22.5)mm=95mm 模具采用后侧导柱模架
根据以上计算结果，可查得模架规格为
上模座 160mm⨯160mm⨯40mm
下模座 160mm⨯160mm⨯45mm 导柱 28mm ⨯150mm 导套28mm ⨯100mm⨯38mm
2.卸料装置中弹性元件的计算
模具采用弹性卸料装置，弹性元件选用橡胶，其尺寸计算如下：
（1）确定橡胶的自由高度H H=
L工1+1
+h修磨=+5=13mm
0.25~0.300.25Fx
P
（2）确定橡胶的横截面积A A=
查得，矩形橡胶在预压量为10%~15%时的单位压力为0.6MPa，所以
A=
6150N
=10250mm2
0.6MPa
3.模具其他相关零部件根据国家标准可查得
七、模具装配图 模具装配图如图3所示
图3 装配图
1-下模座 2、12-销钉 3-垫板 4-凸模固定板 5-空心垫板 6-凹模 7-卸料版 8-橡胶 9-凸凹模固定板 10-上模座 11、13、17、27-内六角螺钉 14-模柄 15-打杆 16-推板 18-推杆 19-凸凹模 20-卸料螺钉 21-导套 22-导柱 23-推件块 24-凸模 25-顶杆 26-凸模固定板 28-挡料销
八、模具零件图
模具上模座、下模座、凸模、凹模、凸凹模零件图如图4~8所示
图4 上模座零件图
图5 下模座零件图
图6 凸模零件图
图7 凹模零件图
图8 凸凹模零件图
九、小结
通过这次冲孔落料复合模具的设计，使我更进一步地了解了冲裁模具的设计流程，包括冲裁件的工艺分析，工艺方案的确定，模具结构形式的选择，必要的工艺计算，主要零部件设计，压力机的型号选择，总装配图和零件图的绘制。在设计过程中，一些数据，尺寸一点也马虎不得，只要有一点点的错误，就得全部修改，使我养成了严谨的作风。
三年的学习，我对模具设计和制造有了深刻的认识，此次单独设计一个模具，让我了解了更多这方面的知识。
通过这次的设计，使我在今后的毕业设计乃至工作中的设计养成了查手册的好习惯，勤思考，为以后的设计打下了坚实的基础。另一方面，我从理论和实践上又进一步地加深了对模具结构设计的认识。模具的好坏直接影响产品质量和经济效益，我希望以后能在模具行业有自己的贡献。
十、参考文献 [1] 宇海英等主编.冲压工艺与模具设计.北京：电子工业出版社,2011
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