毕业论文(设计)--电极板冲压工艺设计课程设计说明书.doc

铜陵学院课程设计
第一章 绪论

1.1 概述
冲压成形作为现代工业中一种十分重要的加工方法，用以生产各种板料零件,具有很多独特的优势，其成形件具有自重轻、刚度大、强度高、互换性好、成本低、生产过程便于实现机械自动化及生产效率高等优点，是一种其它加工方法所不能相比和不可替代的先进制造技术，在制造业中具有很强的竞争力，被广泛应用于汽车、能源、机械、信息、航空航天、国防工业和日常生活的生产之中。
在吸收了力学、数学、金属材料学、机械科学以及控制、计算机技术等方面的知识后，已经形成了冲压学科的成形基本理论。以冲压产品为龙头，以模具为中心，结合现代先进技术的应用，在产品的巨大市场需求刺激和推动下，冲压成形技术在国民经济发展、实现现代化和提高人民生活水平方面发挥着越来越重要的作用。
1.2 冲压技术的进步
进几十年来，冲压技术有了飞速的发展，它不仅表现在许多新工艺与新技术在生产的广泛应用上，如：旋压成形、软模具成形、高能率成形等，更重要的是人们对冲压技术的认识与掌握的程度有了质的飞跃。
现代冲压生产是一种大规模继续作业的制造方式，由于高新技术的参与和介入，冲压生产方式由初期的手工操作逐步进化为集成制造。生产过程逐步实现机械化、自动化、并且正在向智能化、集成化的方向发展。实现自动化冲压作业，体现安全、高效、节材等优点，已经是冲压生产的发展方向。冲压作业方式的进化实现由手工操作-自动化-柔性制造-集成制造的转变。
冲压自动化生产的实现使冲压制造的概念有了本质的飞跃。结合现代技术信息系统和现代化管理信息系统的成果，由这三方面组合又形成现代冲压新的生产模式—计算机集成制造系统CIMS（Computer Integrated Manufacturing System）。把产品概念形成、设计、开发、生产、销售、售后服务全过程通过计算机等技术融为一体，将会给冲压制造业带来更好的经济效益，使现代冲压技术水平提高到一个新的高度。
1.3 模具的发展与现状
模具是工业生产中的基础工艺装备，是一种高附加值的高技术密集型产品，也是高新技术产业的重要领域，其技术水平的高低已成为衡量一个国家制造水平的重要标志。随着国民经济总量和工业产品技术的不断发展，各行各业对模具的需求量越来越大，技术要求也越来越高。目前我国模具工业的发展步伐日益加快，“十一五期间”产品发展重点主要应表现在：
（1）汽车覆盖件模；
（2）精密冲模；
（3）大型及精密塑料模；
（4）主要模具标准件；
（5）其它高技术含量的模具。
目前我国模具年生产总量虽然已位居世界第三，其中，冲压模占模具总量的40%以上，但在整个模具设计制造水平和标准化程度上，与德国、美国、日本等发达国家相比还存在相当大的差距。以大型覆盖件冲模为代表，我国已能生产部分轿车覆盖件模具。轿车覆盖件模具设计和制造难度大，质量和精度要求高，代表覆盖件模具的水平。在设计制造方法、手段上已基本达到了国际水平，模具结构功能方面也接近国际水平，在轿车模具国产化进程中前进了一大步。但在制造质量、精度、制造周期和成本方面，以国外相比还存在一定的差距。标志冲模技术先进水平的多工位级进模和多功能模具，是我国重点发展的精密模具品种，在制造精度、使用寿命、模具结构和功能上，与国外多工位级进模和多功能模具相比，存在一定差距。
1.4 本课程设计的目的与意义
本课程设计目的在于锻炼我们如何进行课程设计，如何去进行分工，如何去分析问题完成设计步骤，本设计同时检验了我们对于刚学过的冲压专业知识掌握的熟练程度。考验我们能否运用已学习的基本知识，分析和创造性地解决生产中常见的产品质量问题、工艺及模具方面的技术问题。能否合理选用冲压设备和设计或选用自动送料和自动出件装置。我们只有认真实验、实习和本次的课程设计等重要教学环节，才能更好的掌握冲压工艺及冲模设计的理论知识。本设计我们了解了电极板的结构，如何分析它的工艺以及如何制定它的冲压工序等许多问题。
通过本次课程设计，掌握和了解了电极板的工艺分析以及生产过程，可以更好地去生产电极板，进一步提高电极板的精度，便于企业的利益最大化，高效、高质量和低成本地生产电极板。

第二章 冲压工艺分析及生产方案的制定
2.1 设计任务
零件名称：电极板
材料：H62黄铜
料厚：3mm
批量：中批量

图2-1 设计零件图
2.2 冲压件工艺性分析
冲压件的工艺性是指零件在冲压加工中的难易程度。在技术方面，主要分析零件形状特点，尺寸大小、精度要求和材料性能等因素是否符合冲裁工艺的要求。良好的工艺性应保证材料消耗少，工序数目少，模具结构简单且寿命长，产品质量稳定，操作简单、方便等。分析冲压件工艺主要有以下几个方面：结构形式、尺寸大小、尺寸精度、粗糙度、位置精度、冲压件材料性能等。
2.2.1 冲压件结构形状
由图2-1零件图可知，此零件为一个轴对称的简单冲裁件，包括冲孔和落料两工序。内孔为圆孔，有尖锐的清角，无细长的悬臂和狭槽，小孔 8.33mm与边缘之间距离为20mm，大孔 14.3mm与边缘之间距离为5.65mm，其两孔之间的距离为129.8mm，均满足最小壁厚要求。其中最大尺寸为162.6mm，属于中小型零件。最小尺寸为 8.33mm，不小于冲孔的最小半径（1.0t=5mm），所以电极板尺寸设计合理，满足工艺要求。
2.2.2 尺寸精度与粗糙度
零件图中各尺寸均未标注尺寸精度，属于自由尺寸，所以设计时可按IT14级选取公差值，由附表I（公差表）可查得各尺寸及其公差为：38.1，50.8，87.6，75，6.35。普通冲裁的冲孔精度一般在IT11~IT12级以下，所以精度能够保证。
由于工件的粗糙度没有特殊要求，故选择一般的粗糙度,即Ra=12.5μm。
2.2.3 冲压材料分析
H62黄铜具有良好的导电性，满足电极板导电的使用要求，利用设计手册查出其抗剪强度为240Mpa，抗拉强度为300Mpa，伸长率35%,屈服强度σs=380MPa，弹性模量MPa。具有良好的冲压性能，满足冲压工艺要求。
2.3 生产工艺方案的确定
确定工艺方案，主要是确定模具类型，包括确定冲压工序数、工序的组合和工序顺序等。应在工艺分析的基础上，根据冲裁件的生产批量、尺寸精度的高低、尺寸大小、形状复杂程度、材料的厚薄、冲模制造条件与冲压设备条件等多方面因素，拟定多种冲压工艺，然后选出一种最佳方案。
由于本零件为冲裁件，包括落料和冲孔两个工序，可拟定以下三种生产方案：
方案一：先冲孔、后落料，采用单工序方式生产；
方案二：冲孔+落料，采用复合工序方式生产；
方案三：先落料、后冲孔，采用连续工序方式生产。
方案分析：
方案一单工序制造和调整都比较容易，有时几副单工序模的制造成本可能会比一副复合模还要低。制件尺寸较大时应优先采用单工序模。
方案二复合模可以成倍的提高生产率，但复合工序一般在四道工序以下，更多的工序数将使模具结构过于复杂，模具的刚度、强度和可靠性也随之降低，制造及维修更加困难。
方案三连续模取件和排除废料都比较容易，便于实现机械化和自动化，可采用高速压力机生产。但在冲压时若在制件的侧面安排冲切或局部成形工序，将会使模具结构变得复杂。
结合本例电极板精度要求不高，中批量生产等的特点选用单工序方式生产。
2.4 模具结构的确定
2.4.1送料方式选择
手动送料：采用手工上、下料，劳动强度高，生产效率低，适用于小批量生产。
半自动送料：采用手工与机械结合的方法完成上下料与成形过程，适用于中批量生产。
自动送料：与条料开卷展平装置连线使用，上下料与成形过程全部自动完成，适用于大批量生产。
由于工件较小、重量轻、中批量生产，所以选择半自动送料方式。
2.4.2 定位方式选择
为了保证模具正常工作和冲出合格冲裁件，必须保证坯料或工序件对模具的工作刃口处于正确的相对位置，即必须定位。
条料在模具送料平面中必须有两个方位的限位：一是在与送料方向垂直的方向上限位，保证条料沿正确的方向送进，称为条料横向定位；二是在送料方向上的限位，控制条料一次送进的距离（步距），称为纵向定位。
1.横向定位
横向定位装置包括导料板、导料销、侧压装置。结合电极板的形状本设计选导料板有侧压装置定位，能迫使条料在送进时始终紧贴基准导料板，减小送料误差，提高尺寸精度。
2.纵向定位
纵向定位装置包括固定挡料销、活动挡料销、侧刃与侧刃挡块。本设计采用活动挡料销。
2.4.3 卸出料方式选择
卸料有固定卸料和弹性卸料两种方式。
固定卸料方式：用于厚料和硬材，特点是卸料力大，使用安全，但送料操作受约束，常用于料厚大于0.5mm，平面度要求不高的工件，特别适用于卸料力较大的简单冲裁模。
弹性卸料方式：弹性卸料板具有卸料和压料的双重作用，多用于冲制薄料，使工件的平整度提高。
电极板料厚3mm，结构简单，精度要求不高，所以应采用固定卸料方式。
出料方式采用下出料比较简单便捷。
2.4.4 导向方式选择
常用的导向装置有导板式、导柱导套式、滚珠导向式。
导板式导向装置适用于生产批量大，精度要求较高的大、中型冲压件；导柱导套式导向装置适用于大、中批量生产精度要求较高的零件，其应用最为广泛；滚珠导向式导向装置是一种无间隙导向，适用于精密冲裁模、高速冲模等精密模具。
本设计电极板中批量生产，精度要求不高，所以采用导柱导套式导向方式。
2.4.5 模架选择
中间导柱模架：导柱安装在模具的对称线上，导向平稳、准确，常用于横向送料级进模或纵向送料的落料模、复合模。
后侧导柱模架：由于前面和左、右不受限制，送料和操作比较方便。因为导柱安装在后侧，工作时，偏心距会造成导套导柱单边磨损，严重影响模具使用寿命，且不能使用浮动模柄。
四导柱模架：具有导向平稳、导向准确可靠、刚性好等优点。常用于冲压件尺寸较大或精度要求较高的冲压零件，以及大量生产用的自动冲压模架。
对角导柱模架：由于导柱安装在模具压力中心对称的对角线上，所以上模座在导柱上滑动平稳，适用于各种冲裁模使用。
根据以上方案比较并结合模具结构形式和送料方式，为提高模具寿命和工件质量，采用对角侧导柱模架的导向方式。

第三章 冲压工艺设计与计算

3.1 排样
3.1.1 排样方案
排样是指冲裁件在条料、板料上的布置方法。根据材料合理利用情况可分为有废料、无废料和少废料三种方式。为了保证冲裁件断面质量和冲裁件断面尺寸精度，保证定位准确，提高模具的寿命，本设计拟选用有废料排样方式。
按工件在条料上的排列方式又可分为直排、斜排、对排。本设计拟采用横直排和纵直排两种方式，其排样示意图如图3-1所示。

（a）横直排示意图

（b）纵直排示意图

图3-1 排样示意图

3.1.2 搭边
1.搭边及作用
搭边是指冲裁件之间以及冲裁件与条料侧边之间留下的余料。
搭边的作用：补偿定位误差，防止由于条料的宽度误差、送料步距误差、送料歪斜误差等原因而冲裁出残缺的废品。还应保持条料有一定的强度和刚度，保证送料的顺利进行，从而提高制件质量，沿整个封闭轮廓线冲裁，使受力平衡，提高模具寿命和工件断面质量。
搭边是废料，从节省材料出发，搭边值应愈小愈好。但过小的搭边容易挤进凹模，增加刃口磨损，降低模具寿命，并且也影响冲裁件的剪切表面质量。
2.搭边值的确定
一般来说，搭边值是由经验确定的，如表3-1，考虑下列因素对搭边值的影响：
（1)材料的力学性能。塑性好的材料，搭边值要大—些，硬度高与强度大的材料，搭边值小一些。
（2)材料的厚度。材料越厚，搭边值也越大。
（3)工件的形状和尺寸。工件外形越复杂，圆角半径越小，搭边值也越大。
（4)排样的形式对排的搭边值大于直排的搭边。
（5)运料及挡料方式用手工送料，有侧压板导向的搭边值可小一些。
表3-1 合理搭边值
材料厚度
圆件及r>2t的圆角

矩形件边长L≤50mm

矩形件边长L>50mm或圆角r≤2t

a
a1
a
a1
a
a1
≤0.25
0.25～0.5
0.5～0.8
0.8～1.2
1.2～1.6
1.6～2.0
2.0～2.5
2.5～3.0
3.0～3.5
3.5～4.0
4.0～5.0
5.0～12
1.8
1.2
1.0
0.8
1.0
1.2
1.5
1.8
2.2
2.5
3.0
0.6t
2.0
1.5
1.2
1.0
1.2
1.5
1.8
2.2
2.5
2.8
3.5
0.7t
2.2
1.8
1.5
1.2
1.5
1.8
2.0
2.2
2.5
2.5
3.5
0.7t
2.5
2.0
1.8
1.5
1.8
2.5
2.2
2.5
2.8
3.2
4.0
0.8t
2.8
2.2
1.8
1.5
1.8
2.0
2.2
2.5
2.8
3.2
4.0
0.8t
3.0
2.5
2.0
1.8
2.0
2.2
2.5
2.8
3.2
3.5
4.5
0.9t

3.1.3 条料宽度
排样方式和搭边值确定后，条料的宽度和进距也就可设计出。条料宽度的确定与模具的结构有关。确定的原则是，最小条料宽度要保证冲裁时工件周边有足够的搭边值；最大条料宽度能在冲裁时顺利地在导料板之间送进条料，并有一定的间隙。
本例采用有侧压装置的模具，其计算公式为：
条料宽度： （3-1）
导料板之间的距离： （3-2）
式中，—条料宽度方向冲裁件的最大尺寸
a—侧搭边值
Δ—条料宽度的单向偏差
Z—导料板与最宽条料之间的间隙，Z=0.8

表3-2 条料宽度偏差值△（mm）
条料宽度B
材料厚度
~1
1~2
2~3
3~5
~50
0.4
0.5
0.7
0.9
50~100
0.5
0.6
0.8
1.0
100~150
0.6
0.7
0.9
1.1
150~220
0.7
0.8
1.0
1.2
220~300
0.8
0.9
1.1
1.3

表3-3 冲裁模初始双面间隙

3.1.4 步距的确定
送料步距S：条料在模具上每次送进的距离称为送料步距，每个步距可冲一个或多个零件。进距与排样方式有关，是决定侧刃长度的依据。条料宽度的确定与模具的结构有关。
进距确定的原则是，最小条料宽度要保证冲裁时工件周边有足够的搭边值；最大条料宽度能在冲裁时顺利的在导料板之间送进条料，并有一定的间隙。
级进模送料步距 ： （3-3）
式中 —条料宽度方向冲裁件的最大尺寸，mm；
—工件之间搭边值，mm；
3.1.5 材料利用率
冲裁件的实际面积与所用板料面积的百分比称为材料利用率。
材料利用率η可用下式表示
（3-4）
式中，A为一个步距内冲裁件的实际面积（mm）
B为条料宽度（mm）
S为步距（mm）
若考虑到料头、料尾和边余料的消耗，则一张板料上的总材料利用率为
（3-5）
式中，n为一张板料上的冲裁件总数目
为一个冲裁件的实际面积（mm）
B为条料宽度（mm）
L为板料长度（mm）
由此可知，η值越大，材料的利用率就越高，废料越少。废料分为工艺废料和结构废料，结构废料是由本身形状决定的，一般是固定不变的，工艺废料的多少决定于搭边和余量的大小，也决定于排样的形式和冲压方式。因此，要提高材料利用率，就要合理排样，减少工艺废料。
排样合理与否不但影响材料的经济和利用，还影响到制件的质量、模具的的结构和寿命、制件的生产率和模具的成本等指标。因此，排样时应考虑如下原则：
（1） 提高材料利用率（不影响制件使用性能的前提下，还可以适当改变制件的形状）。
（2）排样方法使应操作方便，劳动强度小且安全。
（3）模具结构简单、寿命高。
3.1.6 排样设计计算
1.方案一（横直排）
根据零件形状，由表3-1并考虑到工件的切边，工件之间搭边值=2.5mm, 工件与侧边之间搭边值取a=2.8mm。
由公式（3-1）、（3-2）、（3-3）带入数据得
=（50.8+22.8）=56.4（mm）
=50.8+22.8+0.8=57.2（mm）
=162.6+2.5=165.1（mm）
由于电极板为中批量生产，所以假设每张条料冲裁20个零件，则板料长度为：
L=20×162.6+19×2.5+2×2.8=3305.1（mm）
在CAD中查询得一个冲裁件的实际面积=7092.59（mm）
根据式（3-5）计算材料利用率得：

2.方案二（纵直排）
由公式（3-1）、（3-2）、（3-3）带入数据得
=（162.6+22.8）=168.2（mm）
=168.2+22.8+0.8=174.6（mm）
50.8+2.5=53.3（mm）
由于电极板为中批量生产，所以假设每张条料冲裁20个零件，则板料长度为：
L=20×50.8+19×2.5+2×2.8=1069.1（mm）
在CAD中查询得一个冲裁件的实际面积=7092.59（mm）
根据式（3-5）计算材料利用率得：

综上可知，> ，方案二合理，所以本设计将采用纵直排的排样方法。具体排样图如图3-2所示。

图3-2 排样图

3.2 冲压力的计算
冲压力是指冲裁力、卸料力、推件力和顶件力的总称。冲压力是选择冲压设备的主要依据，也是设计模具所必须的数据。由本设计模具结构可知，落料时冲压力包括落料力、卸料力、推件力；冲孔时冲压力包括冲孔力、卸料力、推件力。
3.2.1 冲裁力计算
冲裁力是冲裁过程中凸模对板料施加的压力，它是随凸模切入材料的深度而变化的。其计算公式如下：
（3-6）
式中F——冲裁力，N；
L——冲裁周边长度，mm；
t——冲裁件材料厚度，mm；
——材料抗剪强度，Mpa；
K——系数，通常取1.3。
1.落料力
落料周长L=250.8+2162.6=426.8（mm）
将数据带入公式（3-6）得：
=1.3×426.8×3×240=399484.8（N）≈399.48（KN）
2.冲孔力
冲孔周长L=（8.33+14.3）π=71.06（mm）
将数据带入公式（3-5）得：

3.2.2 卸料力计算
板料经冲裁后，从凸模上刮下材料所需的力，称为卸料力。
冲 （3-7）
式中，KX是卸料力系数，如下表3-4，

表3-4 卸料力、推件力和顶件力系数
料厚t (mm)
K x
Kt
K d

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

1.落料：=0.04×399.48=15.98（KN）
2.冲孔：=0.04×66.51=2.66（KN）
3.2.3 推件力计算
从凹模内向下推出制件或废料所需的力，称为推件力。
=nF冲 （3-8）
n=h/t
式中 F—冲裁力，KN；
n—同时梗塞在凹模内的工件（或废料）数；n=h/t=10/3=3.333；
h—凹模洞口的直壁高度，mm；
t—材料厚度，mm；
—推件力系数。查表3-4可知=0.05
1.落料：=nF=3×0.05×399.48=59.92（KN）
2.冲孔：=nF冲=3×0.05×66.51=9.98（KN）
3.2.4 冲压力总和计算
1.落料：
2.冲孔：
3.2.5 压力机的选择
压力机的选择主要包括两方面的内容：类型和规格。
3.2.5.1 压力机类型的选择: 
压力机类型的选择主要依据所要完成的冲压性质、生产批量、冲压件的尺寸及精度要求等。本例属于结构简单的中、小型冲裁件，中批量生产，冲压件的尺寸及精度要求不高，故选用开式机械压力机。
3.2.5.2 压力机规格的选择 
压力机规格的选择主要依据冲压件尺寸、变形力大小及模具尺寸等，初选压力机规格时主要选择压力机的公称压力、行程次数等参数，闭合高度要在模具零件设计完成后，进行必要的校核再确定具体尺寸。
冲裁时，压力机的施力行程较小（小于公称压力行程），因此所选压力机的公称压力只要大于冲压力的总和即可。
1.本例落料压力机的公称压力可初选为=630KN，型号为J23-63的开式双柱可倾式曲柄压力机。
该型号压力机主要技术规格如下：
公称压力 630KN；
滑块行程 120mm；
行程次数 70次/min；
最大闭合高度 360mm；
最小闭合高度 220mm；
最大装模高度 260mm；
连杆调节量 90mm；
工作台尺寸（前后mm 左右mm） 480×710；
模柄孔尺寸（直径mm 深度mm） φ50×70；
滑块中心至床身中心距离 250mm；
最大倾斜角 30°。
2.本例冲孔压力机的公称压力可初选为=160KN，型号为J23-16的开式双柱可倾式曲柄压力机。
该型号压力机主要技术规格如下：
公称压力 160KN；
滑块行程 70mm；
行程次数 115次/min；
最大闭合高度 220mm；
最小闭合高度 175mm；
最大装模高度 180mm；
连杆调节量 60mm；
工作台尺寸（前后mm 左右mm） 300×450；
模柄孔尺寸（直径mm 深度mm）φ30×60；
滑块中心至床身中心距离 150mm；
最大倾斜角 30°。
3.3 压力中心的计算
冲模的压力中心，即冲裁力合力的作用点。与冲裁力的大小有关，与刃口轮廓周长有关。在设计冲模时，必须使冲模的压力中心与冲床滑块轴线重合，否则冲模在工作中就会产生偏心负荷弯矩，模具发生歪斜，导向机构不均匀磨损，致使冲模间隙不均匀，刃口迅速变钝，直接影响模具寿命和冲裁件质量。
（1）简单形状的压力中心 圆形刃口的压力中心在圆心。
（2）多凸模的压力中心 该模具的压力中心是冲两个圆孔冲压力合力的作用点。
① 计算方法。先确定各凸模的压力中心，再求多凸模的压力中心。
② 计算步骤。

图3-3 压力中心图

a.设坐标（所设坐标尽可能使计算简便），见图3-3
b.计算个凸模压力中心的坐标位置、和、。
X1=0   x2=129.8   y1=0   y2=0
c.计算个凸模刃口轮廓的周长、。

d.根据力学原理求合力作用点（各分力对某轴力矩之和等于其合力对该轴的力矩），即
（3-9）
③ 计算公式。
由关系式（3-9）得
（3-10）
根据冲裁力：
可将式（3-10）转换为

同理可得

最后求得总压力中心的坐标位置为：O0（82.02，0）。
3.4 凸、凹模刃口尺寸的计算
3.4.1 凹、凸模刃口间隙的选择
冲裁间隙是指冲裁模中凹模刃口横向尺寸DA与凸模刃口横向尺寸dT的差值。
冲裁间隙对断面质量的影响：从冲裁变形过程分析可知,当冲裁间隙合理时能够使板料在凸凹模刃口处产生的上下微裂纹相互重合于一线.这样所得的冲裁断面光亮带较大,而塌角和毛刺较小,断面锥度适中零件表面也比较平整，冲裁件的质量可达到满意效果。冲裁时如果间隙过小,则在冲裁件的断面上会出现2条光亮带,上端的毛刺也较大,这主要由于冲裁间隙过小,便在凸模刃口处产生上微裂纹的位置比在凹模刃口处产生下微裂纹的位置向外错开一段距离,这样上下裂纹不能重于一线，夹在两裂纹中间的材产随着凸模下降产生第二次剪切,因此形成第二条光亮带, 毛刺也将进一步拉长,使断面质量较差。 冲裁时如果间隙过大,则会使在凸模刃口处产生上微裂纹的位置比在凹模刃口处产生下微裂纹的位置向里错开一段距离,这样上下裂纹也不能重于一线，夹在两裂纹中间的材产随着凸模下降受到很大拉伸,最后被撕裂拉断,冲裁冲断面上出现较大的断裂带使光亮带变小,毛刺和锥度较大.塌角有所增加,断面质量更差。
冲裁间隙值的确定：在冲压实际生产中，主要根据冲裁件断面质量、尺寸精度和模具寿命这三个因素综合考虑，给间隙规定一个范围值。考虑到在生产过程中的磨损使间隙变大，故设计与制造新模具时应采用最小合理间隙 Zmin。
3.4.2 凸、凹模刃口尺寸的计算原则
1.设计基准：落料以凹模为设计基准，间隙取在凸模上；冲孔以凸模为设计基准，间隙取在凹模上。
2.刃口尺寸的制造偏差方向：单向注入实体内部。即磨损后，凸、凹模刃口尺寸变大；磨损后凸、凹模刃口尺寸变小。
3.刃口尺寸制造偏差的大小：简单形状，按IT6~IT7取值；复杂形状，取公差的1/4；磨损后尺寸无变化，取公差的1/8。
4．加工方法：简单形状，分别加工；复杂形状，配合加工。
3.4.3 凸、凹模刃口尺寸的计算方法
1. 落料凸、凹模刃口尺寸
（3-11）
（3-12）
式中，、—落料凹、凸模尺寸，mm；
、—凸凹模的制造公差，mm；
—最小初始双面间隙，mm；
—最大初始双面间隙，mm；
—落料件的最大极限尺寸，mm；
—冲裁件制造公差；
x—磨损系数。
2. 冲孔凸、凹模刃口尺寸
（3-13）
（3-14）
式中，、—冲孔凸、凹模尺寸，mm；
、—凸凹模的制造公差，mm；
—最小初始双面间隙，mm；
—冲孔件的最小极限尺寸，mm；
—冲裁件制造公差；
x—磨损系数。

表3-5规则形状（圆形、方形）冲裁时凸、凹模的制造偏差 （mm）
基本尺寸
凸模偏差δp
凹模偏差δd
基本尺寸
凸模偏差δp
凹模偏差δd
≤18
0.020
0.020
＞180～260
0.030
0.450
＞18～30
0.020
0.025
＞260～360
0.035
0.050
＞30～80
0.020
0.020
＞360～500
0.040
0.060
＞80～120
0.025
0.035
＞500
0.050
0.070
＞120～180
0.030
0.040
-
-
-

表3-6 磨损系数x

料厚t（mm）
非圆形
圆形
1
0.75
0.5
0.75
0.5
工件公差Δ/（mm）
1
＜0.16
0.17～0.35
≥0.36
＜0.16
≥0.16
1～2
＜0.20
0.21～0.41
≥0.42
＜0.20
≥0.20
2～3
＜0.24
0.25～0.49
≥0.50
＜0.24
≥0.24

3.4.4凸、凹模刃口尺寸的计算
将已知数据代入式（3-11）、式（3-12）、（3-13）和式（3-14）中。
1.落料模刃口尺寸
根据黄铜板料厚度3mm，取=0.27，=0.21。
校核间隙：∣∣+∣∣=
0.040<0.06 满足条件。
（1）38.1：查表知，=0.020mm,=0.020 mm，x=0.5，
（mm）
（mm）
（2）50.8：查表知，=0.020mm,=0.020 mm，x=0.5，
（mm）
（mm）
（3）87.6：查表知，=0.025mm,=0.025 mm，x=0.5，
（mm）
（mm）
（4）75：查表知，=0.020mm,=0.020 mm，x=0.5，
（mm）
（mm）
（5）6.35：查表知，=0.020mm,=0.020 mm，x=0.75，
（mm）
（mm）
2.冲孔模刃口尺寸
（1）冲8.33孔：查表知，=0.020mm,=0.020 mm，x=0.5，
凸模:（mm）
凹模:
（2）冲14.3孔：查表知，=0.020mm,=0.020 mm，x=0.5，
凸模: （mm）
凹模:

（a）凸模刃口尺寸

（b）凹模刃口尺寸

图3-4 落料模刃口尺寸图

(a)凸模刃口尺寸

（b）凹模刃口尺寸

图3-5 冲孔模刃口尺寸图
总 结

从整个设计过程来看，该电极板采用单工序模，模具结构设计合理，加工简单，操作方便，通过落料冲孔两道道工序成形，工作效率高，零件成形质量好，大大提高了生产率，降低了生产成本，满足了生产需求。
首先，分析了冲裁件的工艺性和制订了工艺方案。根据分析冲裁件的形状，精度，材料满足冲压工艺要求。在工艺方案方面，选择落料冲孔单工序模生产，手动送料，弹性下出料方式，采用固定挡料销纵向定位和导料板横向定位。导向方式采用对角侧导柱模架。
其次就是冲压有关的设计与计算。本设计采用纵直排方式，工件之间搭边值=2.5mm, 工件与侧边之间搭边值取a =2.8mm；导板间距为57.2mm；步距为53.3mm；根据材料利用率的计算，选择纵横排的方式排样，这样对板料的利用率最大。在刃口尺寸方面，落料凸凹模刃口尺寸，冲孔凸凹模刃口尺寸已在设计中详细计算出来。模具的压力中心坐标为O0（82.02，0）。根据落料压力机的公称压力P0=630KN，选择落料压力机型号为J23-63的开式双柱可倾式曲柄压力机。根据冲孔压力机的公称压力P0=160KN，选择冲孔压力机型号为J23-16的开式双柱可倾式曲柄压力机。
本次设计中的要点是冲压工艺的设计，由于在学习中只是知道一些理论上的东西，没有实践经验，所以对这方面的知识有所欠缺，并且在设计中也深入的去了解和阅读这方面的书籍和内容，该方面的知识有所不足之处，望老师对不足之处指出，我会虚心接受老师的指导，并认真改正。

致 谢

非常感谢学院领导和老师给我提供了这次良好的深入学习的机会和宽松的环境条件。通过这次课程设计，不但使我能够将大学期间所学的专业知识再次回顾学习，而且也填充了以前所没有见到和接触到的知识。非常感谢在本次设计中曾给予我耐心指导和亲切关怀的老师及帮助过我的同学，正是由于他们的帮助和鼓励才使我能够在毕业设计过程中克服种种困难，最终顺利完成论文，他们的学识和为人也深深地影响着我。在此，请允许我再次向曾直接给予我多次指导的导师刘建老师表示最真诚的敬意！

参考文献

[1] 郝滨海编著. 冲压模具简明设计手册[M]. 北京：化学工业出版社，2005
[2] 《冲模设计手册》编写组编著. 冲模设计手册[M]. 北京：机械工业出版社，1999.6
[3] 李硕本等编著. 冲压工艺理论与新技术[M]. 北京：机械工业出版社，2002.11
[4] 王孝培主编. 冲压手册（修订本）[M]. 北京：机械工业出版社，1990
[5] 周玲主编. 冲模设计实例详解[M]. 北京：化学工业出版社，2007（3）:1-23
[6] 王兰美主编. 机械制图[M]. 北京：高等教育出版社，2004（2）
[7] 李大鑫，张秀锦. 模具技术现状与发展趋势综述[J]. 模具制造，2005 （2）：1-4
[8] 李德群，肖祥芷. 模具CAD/CAE/CAM的发展概况及趋势[J]. 模具工业，2005（7）：9-12
[9] 周开勤主编. 机械零件手册[M]. 北京：高等教育出版社，2001（7）：93
[10] 翁其金，徐新成主编. 冲压工艺及冲模设计[M]. 北京：机械工业出版社，2012.1
[11] 王新华编著. 冲模设计与制造实用计算手册[M]. 北京：机械工业出版社，2003（2）:2
[12] 刘建超，张宝中. 冲压模具设计与制造[M]. 北京：高等教育出版社，2010

附表I 部分标准公差值（GB/T1800.3—1998）
基本尺寸
标准公差等级
IT1
IT2
IT3
IT4
IT5
IT6
IT7
IT8
IT9
IT10
IT11
IT12
IT13
IT14
尺寸区间

mm
1
3
0.8
1.2
2
3
4
6
10
14
25
40
60
0.1
0.14
0.25
3
6
1
1.5
2.5
4
5
8
12
18
30
48
75
0.12
0.18
0.3
6
10
1
1.5
2.5
4
6
9
15
22
36
58
90
0.15
0.22
0.36
10
18
1.2
2
3
5
8
11
18
27
43
70
110
0.18
0.27
0.43
18
30
1.5
2.5
4
6
9
13
21
33
52
84
130
0.21
0.33
0.52
30
50
1.5
2.5
4
7
11
16
25
39
62
100
1