汽车保险盒盖板的冲压模具设计
日 期： 【摘要】一辆汽车由几十万个大大小小的零件构成，这些零件中很大一部分是通过模具来制造出来的。冲压模具是在汽车上运用的最多的一种模具。冲压是现代汽车制造业中扮演着无比重要的角色，它具有先进，高效、节能等优点，模具也被人形象的称为工业之母。冲压是在金属弹性形变的基础上，在常温下利用压力机对模具施加一定的冲压力，让在模具行腔中的材料发生一定的改变，如尺寸，大小，形状等，从而获得我们所需要的零件。冲压很大程度的解放了我们生产力。在汽车制造过程中，模具可谓是无处不在，几乎每个零件都要用到模具，这对模具的开发和设计提出了更高的要求。本文是我在实习期间，结合学校所学的理论知识。所设计的一篇冲压模具设计，其中包括了零件冲压工艺分析，凹凸模的设计，以及加工生产中遇到一些问题。
目录
引言 1
一、零件冲压工艺性分析 2
（一）零件结构和图纸 2
（二）结构工艺分析 2
（三）冲压工艺方案的确定 2
二、工艺设计计算 3
（一）排样设计 3
（二）冲裁力和弯曲力的计算 4
三、模具的主要结构设计 4
（一）模具类型的选择 4
（二）定位方式的选择 4
（三）出料装置的设计 5
（四）模具的闭合高度 5
（五）模具的总装图 6
四、刃口的设计与计算 6
（二）刃口尺寸计算 7
（三）凹模凸模间隙对零件的影响 8
五、凹凸模的设计 8
（一）材料的选择及其加工方式 8
（二）凸模长度的确定 8
（三）凹模的确定 9
六、压力中心的计算及冲压机的选择 9
（一）压力中心的选择及计算方式 9
（二）压力机的选用 10
七、各类零件的材料选择与加工工艺 10
（一）材料的选择 10
（二）各类板件的加工工艺 10
八、模具的装配 10
（一）复合模的装配
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10
（二）凹凸模间隙调整 11
总结 13
参考文献 14
谢辞 15
引言
随着生活水平的不断提高，小汽车也是从以前富贵人家才能拥有的“奢饰品”，慢慢变成我们平常人家的“必需”品。这其中有两个原因，一是人民生活水平的提高，二是汽车制造工艺的进步，制造一辆汽车的时间和成本越来越少。这和模具行业的发展和进步是有着必不可少的关系的。
在工业快速发展的今天，模具在工业发展中发挥着与众不同的作用。采用模具生产制造的零部件，具有很多的优点，其中最大的优点就是生产效率高，极大地节约了时间，还有精度高，节约材料等优点，在各行各业中有着广泛的应用。工业的快速发展，对模具要求也不断提高。在模具设计机加工过程中，也发生了变化，比如高精度的CNC机床和线切割的机床应用，提高了模具的精度，也就改善了零件的质量。各行各业，都离不开模具，模具已经渗透了我们的生活。本文是我在实习期间，根据自己的实习内容和在校所学的知识，完成的一篇冲压模具设计文章。
一、零件冲压工艺性分析
（一）零件结构和图纸
零件的三维模型如图11所示；产品各结构如图12所示。
图11产品的三维图 图12产品的2D图
（二）结构工艺分析
盖板零件属于简单零件，不难看出由三道工序组成分别是：落料、冲孔、折弯。材料为CR210LA、厚度为t=0.7mm，具有良好的冲压性能，适合冲裁。零件无特殊的公差精度要求，所以落料用IT11冲孔用IT10，普通冲裁就能满足要求。
（三）冲压工艺方案的确定
1.方案分类: 初步分析可由四中方案组成。
方案一：采用三套模具进行生产，分别是落料、冲孔、折弯。
方案二：落料、冲孔、折弯一起连续进行，采用级进模生产。
方案三：落料冲孔同时进行，最后进行折弯，用两套套模具生产。
方案四：先落料再进行折弯冲孔，用两套模具生产。
2.方案的比较分析。
各方案的优缺点如下：
方案一：模具结构相对简单，比较利于生产制造，但是三套模具就提高了模具的制造成本，生产时也需要进行三次冲压，生产效率低下,所以不选择此方案。
方案二：级进模冲压每一次就能出来一个零件，生产效率比较高。但级进模轮廓尺寸较大难于制造装配，结构复杂，成本难以把握，而且该方案有弯曲的工序，设计中的计算也比较多，精度分析难以保证，因此也被排除。
方案三：模具结构简单，便于生产，但是弯曲时冲孔难以保证精度，所以也排除。
方案四：结合零件的自身结构，采用两套模具更合理，模具成本适中，易生产制造，零件的精度要求易于把握，所以选此方案。
二、工艺设计计算
（一）排样设计
1.排样方法。零件在排样过程中应尽可能的减少材料的浪费，把材料的浪费要减到最小，但也要兼顾生产的可操作性。从零件的结构来看，不能做到无废料排样和少废料排样，所以只能采用有废料排样。根据零件形状来看，采用斜排有废料排样，是最佳的排样方式，排样方式如图21所示。
图21零件排样方式图
2.搭边值的确定。查阅教材得该零件的最佳搭边值a=2.3mm
3.条料宽度的确定。根据上面的搭边值的确定条料宽度B=(D+2a+Z),查阅教材得Z=0.5所以B=83.2
4.画出排样图，如图22所示：
图22零件排样图
（二）冲裁力和弯曲力的计算
1.冲裁力的计算
零件的冲裁周长如图23所示L=292.2mm
图23零件的冲裁周长
落料冲孔力：F=Lσt=292.2×0.7×500N=102270N。
卸料力：F1=K1F=0.07×102270N=7158.9N。
顶料力：F2=K2F=0.14×102270N=14317.8N。
总冲压力为|：F总=F+F1+F2=102270N+7158.9N+14317.8N=123747N。
压力机公称压力为：F公=（1~1.2）×123747=（123747~148496）N。
2.校正弯曲力
弯曲校正力FJ=q A
其中q为单位校正力（MPa）
A为工件被投影部分投影面积（mm2）
查阅教材得q=35Pa
F=35ⅹ10413=364.5KN
三、模具的主要结构设计
（一）模具类型的选择
根据以上的冲压工艺分析可知，采用落料冲孔复合模具和折弯单工序模，即通过两套模具生产零件。
（二）定位方式的选择
1对于复合模，由于该模具的原材料采用的是条料并且同时进行冲裁冲孔，所以采用弹簧弹顶来控制送料送进方向和送料步距。弹顶零件如图31所示：
2对于弯曲模，落料冲孔件放在凹模的凹槽里，再加两个定位销定位，定位销如图32所示。
图31复合模弹顶 图32弯曲模定位销
目录
引言 1
一、零件冲压工艺性分析 2
（一）零件结构和图纸 2
（二）结构工艺分析 2
（三）冲压工艺方案的确定 2
二、工艺设计计算 3
（一）排样设计 3
（二）冲裁力和弯曲力的计算 4
三、模具的主要结构设计 4
（一）模具类型的选择 4
（二）定位方式的选择 4
（三）出料装置的设计 5
（四）模具的闭合高度 5
（五）模具的总装图 6
四、刃口的设计与计算 6
（二）刃口尺寸计算 7
（三）凹模凸模间隙对零件的影响 8
五、凹凸模的设计 8
（一）材料的选择及其加工方式 8
（二）凸模长度的确定 8
（三）凹模的确定 9
六、压力中心的计算及冲压机的选择 9
（一）压力中心的选择及计算方式 9
（二）压力机的选用 10
七、各类零件的材料选择与加工工艺 10
（一）材料的选择 10
（二）各类板件的加工工艺 10
八、模具的装配 10
（一）复合模的装配
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10
（二）凹凸模间隙调整 11
总结 13
参考文献 14
谢辞 15
引言
随着生活水平的不断提高，小汽车也是从以前富贵人家才能拥有的“奢饰品”，慢慢变成我们平常人家的“必需”品。这其中有两个原因，一是人民生活水平的提高，二是汽车制造工艺的进步，制造一辆汽车的时间和成本越来越少。这和模具行业的发展和进步是有着必不可少的关系的。
在工业快速发展的今天，模具在工业发展中发挥着与众不同的作用。采用模具生产制造的零部件，具有很多的优点，其中最大的优点就是生产效率高，极大地节约了时间，还有精度高，节约材料等优点，在各行各业中有着广泛的应用。工业的快速发展，对模具要求也不断提高。在模具设计机加工过程中，也发生了变化，比如高精度的CNC机床和线切割的机床应用，提高了模具的精度，也就改善了零件的质量。各行各业，都离不开模具，模具已经渗透了我们的生活。本文是我在实习期间，根据自己的实习内容和在校所学的知识，完成的一篇冲压模具设计文章。
一、零件冲压工艺性分析
（一）零件结构和图纸
零件的三维模型如图11所示；产品各结构如图12所示。
图11产品的三维图 图12产品的2D图
（二）结构工艺分析
盖板零件属于简单零件，不难看出由三道工序组成分别是：落料、冲孔、折弯。材料为CR210LA、厚度为t=0.7mm，具有良好的冲压性能，适合冲裁。零件无特殊的公差精度要求，所以落料用IT11冲孔用IT10，普通冲裁就能满足要求。
（三）冲压工艺方案的确定
1.方案分类: 初步分析可由四中方案组成。
方案一：采用三套模具进行生产，分别是落料、冲孔、折弯。
方案二：落料、冲孔、折弯一起连续进行，采用级进模生产。
方案三：落料冲孔同时进行，最后进行折弯，用两套套模具生产。
方案四：先落料再进行折弯冲孔，用两套模具生产。
2.方案的比较分析。
各方案的优缺点如下：
方案一：模具结构相对简单，比较利于生产制造，但是三套模具就提高了模具的制造成本，生产时也需要进行三次冲压，生产效率低下,所以不选择此方案。
方案二：级进模冲压每一次就能出来一个零件，生产效率比较高。但级进模轮廓尺寸较大难于制造装配，结构复杂，成本难以把握，而且该方案有弯曲的工序，设计中的计算也比较多，精度分析难以保证，因此也被排除。
方案三：模具结构简单，便于生产，但是弯曲时冲孔难以保证精度，所以也排除。
方案四：结合零件的自身结构，采用两套模具更合理，模具成本适中，易生产制造，零件的精度要求易于把握，所以选此方案。
二、工艺设计计算
（一）排样设计
1.排样方法。零件在排样过程中应尽可能的减少材料的浪费，把材料的浪费要减到最小，但也要兼顾生产的可操作性。从零件的结构来看，不能做到无废料排样和少废料排样，所以只能采用有废料排样。根据零件形状来看，采用斜排有废料排样，是最佳的排样方式，排样方式如图21所示。
图21零件排样方式图
2.搭边值的确定。查阅教材得该零件的最佳搭边值a=2.3mm
3.条料宽度的确定。根据上面的搭边值的确定条料宽度B=(D+2a+Z),查阅教材得Z=0.5所以B=83.2
4.画出排样图，如图22所示：
图22零件排样图
（二）冲裁力和弯曲力的计算
1.冲裁力的计算
零件的冲裁周长如图23所示L=292.2mm
图23零件的冲裁周长
落料冲孔力：F=Lσt=292.2×0.7×500N=102270N。
卸料力：F1=K1F=0.07×102270N=7158.9N。
顶料力：F2=K2F=0.14×102270N=14317.8N。
总冲压力为|：F总=F+F1+F2=102270N+7158.9N+14317.8N=123747N。
压力机公称压力为：F公=（1~1.2）×123747=（123747~148496）N。
2.校正弯曲力
弯曲校正力FJ=q A
其中q为单位校正力（MPa）
A为工件被投影部分投影面积（mm2）
查阅教材得q=35Pa
F=35ⅹ10413=364.5KN
三、模具的主要结构设计
（一）模具类型的选择
根据以上的冲压工艺分析可知，采用落料冲孔复合模具和折弯单工序模，即通过两套模具生产零件。
（二）定位方式的选择
1对于复合模，由于该模具的原材料采用的是条料并且同时进行冲裁冲孔，所以采用弹簧弹顶来控制送料送进方向和送料步距。弹顶零件如图31所示：
2对于弯曲模，落料冲孔件放在凹模的凹槽里，再加两个定位销定位，定位销如图32所示。
图31复合模弹顶 图32弯曲模定位销
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