冲压模具设计步骤是？
给个实例。由于无法上图，只有文字，见谅。
抽引连续模设计步骤及要点,
[摘要] 文章在对抽引加工工艺作了简单的概述後,著重总结了抽引连续模设计步骤及要点,并列举了较实用之模具结构形式.
关键词 抽引 连续模 冲压 冲模排样
1. 概述
抽引加工工艺在连接器五金件制造中应用极为广泛. 它是一种将平片毛坯抽制成立体空心件的冲压加工方法,在工业及生活用品的制造中应用极为广泛. 诸如汽车覆盖件,连接器中的D型铁壳,生活用品中的易拉罐等都离不开抽引加工工艺.抽引加工一般分为旋转件抽引(如Audio Jack Shell),盒形件抽引(如D-SUB Shell) 及复杂曲面抽引(汽车覆盖件)等.
抽引加工的成形机理是材料内部产生塑性流动,平片毛坯向径向流动逐步转移到筒壁的过程,如图一所示:
（图一）
由此可见,抽引加工必然存在以下特点:
a. 材料内部塑性流动, 必然产生加工硬化
b.材料从外围向径向流动时,在切向相互间产生挤压应力,由此导致材料失稳起皱,甚至抽裂.
签于抽引成形机理是材料整体流动,变数太多,故模具设计时光靠理论计算往往不够,需在实际试模中加以修正.在抽引连续模设计时,由於连续模之结构特点以及料带之送料顺畅要求,使得模具设计时有更多的考量要点.以下就抽引连续模设计步骤及要点作些许总结.
2. 抽引件工艺性评估及成形工序确定
在抽引连续模设计之前,首先应对抽引件图面进行工艺性审查评估,评估内容主要包括以下几部分:
a.抽引件之精度要求:一般而言抽引件在圆筒侧壁之材料厚度无法做到等料厚t, 故产品尺寸标注时不能同时对圆筒内外同时有尺寸要求, 只能满足其中一项, 其精度要求可达±0.05mm.在高度方向也可控制到±0.05mm, 其标注方式最好以抽引件底部为基准；
b.抽引件之外观要求: 材料在抽引流动时与模仁摩擦剧烈,外观无法做到车制零件那麼光滑,筒侧壁可能会有内凹或弧形；
c.零件之抽引工艺性: 由於抽引连续模之模具结构特点决定,抽引过程中无法加退火工序,故必须对制件之连续抽引进行工艺评估.如果其总抽引系数小於材料所允许之最小总抽引系数,那麼就不具备连续抽引工艺
d.如果抽引件深度太高,无法连续抽引完成时,可考虑先抽引後翻底工艺,看能否达到目的,此时产品侧壁外观不平整.另外当总抽引系数太小时, 可考虑用胀形工艺完成
e.产品形状尽量简单对称,有利於材料均匀流动
f.产品之圆角半径不宜过小,一般底部圆角r和口部圆角R都应大於(0.1~0.3)t
g.评估抽引件凸缘及侧壁之成形或冲孔是否在连续模中易实现.诸如凸缘上冲孔太靠近抽引主体,很可能为了闪开抽引主体而使刀口太弱侧壁上冲孔能否有效排屑等都须考量
h.抽引件底部冲孔时,其孔径必须小於抽引直径否则可考虑侧切底工艺,将底部圆角切除
3. 抽引件毛坯展开
抽制工件所需毛坯直径必须在实际的抽引试模中加以修正才能得到正确数值.但理论计算必不可少,它可大致确定出毛坯之形状与面积.对於零件成本预估,抽引工艺性评估及抽数确定等都有重要的指导意义和实用价值.
一般在抽引件毛坯展开中,面积相等法利用最为广泛.其理论来源於抽引前後质量守恒定律. 当假定料厚t均匀时, 由於密度一定,故可推得抽引前後面积相等结论.在计算抽制品面积时,一般是以料厚t之中心线(如图二中虚线)所旋转而成的面作为平均面.
（图二）
利用面积相等法原则求毛坯直径的程序为: 先计算出抽制品平均面积,再利用此面积计算毛坯直径D.如何求得抽制品面积呢?我们必须先将复杂形状之抽制件分解为多个简单的几何单元,然後利用面积累积法求得整个产品之面积.如下图三:
(图三)
抽制品面积A=Ⅰ+Ⅱ+Ⅲ+Ⅳ+Ⅴ
毛坯面积=πD2/4 故D=(4A/π)1/2 =1.128A1/2
对於盒形件(如D-SUB Shell)等,由於直边段的变形机理为折弯原理, 抽引机理主要存在於圆角处,故直边处的毛坯按折弯展开,圆角处按圆筒抽引展开.因此较常用到几何单元体为以下几种,其面积计算公式附後
4. 抽引工艺参数之计算与分配
在连接器抽引件开发中往往都需要多道抽引才能完成。因此抽引道次的计算和抽引系数之分配等工艺参数的确定至关重要.其计算步骤一般为:
a. 计算修边余量
b. 对补偿有修边余量之抽引件进行毛坯面积计算并确定展开毛坯形状
c. 确定抽引道次,并进行抽引系数分配
d. 抽引凸凹模工作部分设计
e. 确定各抽抽引高度.
具体分解如下:
a.在抽制过程中, 常因材料机械的各向异性以及抽引间隙不均匀,摩擦阻力不等以及定位误差等因素导致抽引件口部或凸缘周边不齐,须修边.因此在毛坯展开前必须补偿修边余量.在连接器类小抽引件设计时一般按1mm的修边余量补偿.
b.毛坯面积的计算如上文所讲,利用面积分段法求出的产品总面积,就是毛坯面积. 针对圆筒件,其毛坯为圆形,因此可确定其直径.对於盒形件,在四个圆角按1/4圆筒计算,直边段按折弯展开计算,圆角和直边单独展开,再平滑过渡，如图四:
(图四)
c.在毛坯展开後, 就必须确认抽引道次了.在计算抽引道次前,我们须计算出抽引件之总抽引系数（图五）.
m总=产品之筒径/展开毛胚直径（<1）
(图五)
当m总小於此材料所能允许的最小抽引系数时, 将无法连续抽引,中间必须通过退火工序.
在计算出m总後,有两种方法进行抽引参数计算:
1) 计算法:
抽引道次n=m总/m均(其中m均为材料之平均抽引系数)
当抽引道次确认後,查相关冲压手册选取相对应材料各道抽引系数,选取时必须保证以下原则m1＊m2＊ m3---＊mn=m总
当各道次抽引系数确认後,即可根据
d1=m1*D d2=m2*d1 ……. dn=mn*dn-1
公式计算出各抽冲子直径.
2) 推算法:
通过冲压手册推荐表格查出各抽允许之抽引系数 m1, m2….. mn然后根据
d1=m1*D d2=m2*d1 ……. dn=mn*dn-1
推算直到d n=抽制件直径为止,此时n就为抽引次数。并同时已确定出各抽抽引直径.
用压边圈时筒形件许可抽引系数
拉伸 抽引
系数 系数毛坯相对厚度(t/D)*100
2~1.51.5~1.01.0~0.50.5~0.2
m 10.46~0.500.50~0.530.53~0.560.56~0.58
m 20.70~0.720.72~0.740.74~0.760.76~0.78
m 30.72~0.740.74~0.760.76~0.780.78~0.80
m 40.74~0.760.76~0.780.78~0.800.80~0.82
d. 抽引凸凹模工作部分设计
抽引凸凹模工作部分设计包括抽引间隙设计，凸凹模圆角设计，凸模头部形状设计；
1）抽引间隙：在各抽冲子直径确认後，凹模直径=冲子直径+2＊抽引间隙。
其中抽引间隙一般由第一抽的1.1t到最後一抽t逐步递减。
2）在凹模头设计（图六）,一般第一抽r凹=（8~12）t,
後续各抽r凹n=（0.6~0.8）r凹n-1
冲子头部圆角设计为r凸n=(0.6~1.0)r凹n
最後整形抽，r凹=抽制件口部圆角r凸=抽制件底部圆角
(图六)
3）为保证抽引件成形,有利於材料流动，往往将抽引冲子头部作成一定斜角,如图七所示：
一般而言, 当T0.70mm时 =30 , 0.7mm<T1.4mm时 =40 T>1.4mm时 =45
(图七)
e. 确定各抽抽引高度
如图八所示: 当抽引到最後一抽时，产品尺寸应全部到位，故抽引高度就是产品高度。选定一区域作为等面积计算单位，由此得
Ⅰn+Ⅱn+Ⅲn+Ⅳn+Ⅴn=产品面积A
由前面计算已知r凹，r凸以及d n, 故Ⅰn，Ⅱ，Ⅳn，Ⅴn也可计算得出，因此有
Ⅲn=3.14＊d＊H=A-Ⅰn-Ⅱn-Ⅳn-Ⅴn
推出 H=( A-Ⅰn-Ⅱn-Ⅳn-Ⅴn)/(3.14*dn)
(图八)
5.抽引连续模之料带设计
抽引件展开成毛坯後要开发成连续模形式，必须对料带的carry连接方式给予确定。在料带设计时一般要考虑以下因素：利於抽引件成形,料带刚性良好,送料顺畅,在料宽与pitch选定时尽量提高材料利用率。
从大方面看抽引连续模料带可分为整料带方案和切口料带方案两种。
它们的主要区别在与切口料带抽引时毛坯完全独立,前後产品在抽引时材料流动不会相互影响；而整料带抽引时前後毛坯相关连,不但造成抽引凸缘过大，而且容易产生毛坯材料不够等现象，特别是在模具维修时不便维修。因此，在实际模具设计时，切口料带设计方案应用更为广泛。
公司目前所有抽引模均为切口料带式。在切口料带方案中，又有以下三种毛坯分离方式。
1）下料式（如图九），其特点是：
i. 废料多，材料利用率低； ii. 料带刚性差；
(图九)
2）撕破方式（如图十），其特点是：
i.材料利用率高，料带刚性好；
ii.毛胚通过撕破方式分开，容易与carry在撕开处相重叠,产生细小金属丝；
(图十)
3）下料与撕破综合式（如图十一），其特点是：
i. 材料利用率高； ii. 料带刚性好。
(图十一)
在抽引连续模料带设计时，必须保证：
1) 连接抽引毛坯与两侧浮料定位之搭边的carry必须有一定弧度（图十二）,可随抽引毛坯向中心流动时而延伸。这样才能保证浮料定位搭边不致被拉变形或者是carry被拉断,这才能使得後续各工站送料顺畅,定位准确；
(图十二)
2)为保证料带之刚性，最好在两侧搭边中间加一横向carry，如图十三所示。
(图十三)
6. 抽引连续模之压料与脱料设计
抽引模设计时，必须从抽引工艺上充分考量压料与脱料的可靠性。如果压料不充分，材料容易起皱失稳。如果压料过死，则不利於材料流动，容易造成抽裂。同样，如果脱料机构设计不好，也容易造成卡料与带料现象，无法送料顺畅。
抽引工站结构如图示：
剥料板通过两侧限位，使得抽引毛坯（包括carry）与剥料板间有0.02~0.05mm间隙，这样既有利材料流动，又可避免起皱。剥料板必须用弹簧强压。在下模设计顶料块，避免产品卡死在模仁中，其浮升的高度必须使产品脱离模仁r角。
抽引後，材料势必会紧包在抽引冲子上,为达到脱料目的,除了使冲子完全退回到剥料板里面,达到完全剥料外，还应在抽引冲子上设计气孔，以避免冲子与产品在剥料过程中产生真空,发生带料现象。
7. 抽引连续模之定位设计
抽引连续模料带在模具中的定位设计与弯曲连续模有本质区别.抽引时材料流动,carry变形,因而无法再通过carry上的定位工艺孔对整料带定位,为保证产品尺寸精度。其成形工艺必须为：
分离抽引毛坯 抽引以抽引体为基准切出弯曲展开毛坯弯曲成形产品从料带分离。如图十四：
(图十四)
在模具前段为抽引毛坯分离工站,包括下料与撕裂,是在抽引前完成,可通过料带上定位孔定位；模具中间段为抽引工站,此时料带上定位孔功能已丧失,它们的 的定位是靠抽引外形自动导入抽引模仁保证；在模具後段为下料弯曲工站,为保证产品精度,必须以最後一抽抽引体为基准进行定位。
针对模具後段定位,设计时有三种方案：
a. 以抽引体外形定位,在模具後段各工站设计外形与抽引体外形一致，配合间隙0.02mm之定位结构。此结构必须在抽引件底部加顶出装置。如图十五：
(图十五)
b. 以抽引体内部轮廓定位,在模具後段各工站设计与抽引体内形一致，间隙0.02m之定位Block固定於剥料板上。此Block必须在头部进行导引结构和剥料机构设计，如图十六：
(图十六)
c. 凸缘工艺孔定位：
以上两种定位方案往往占用模具空间大,也不便於设计剥料和脱料机构。因此,可借鉴carry定位孔原理,先以抽引体外形或内形定位,在凸缘上冲出定位工艺孔,在後续工站中以凸缘上的工艺孔作为抽引件在模具中的定位。因为凸缘与抽引体位置固定，因此凸缘上工艺孔与抽引体在料带定位功能上有等效作用,如图十七所示：
(图十七)
所谓的工艺就是对一个冲压工件由板料到成品的成型过程进行分析。需要用哪几种工序，何种顺序进行合理的安排，直到工件最终成型。
冲压模设计对经验有较高的依赖，先去找本冲压模设计手册，把书中常见的冲压工序先搞懂了。而且需要你对冲压件实际生产过程有一定的认识，因为实际的设计计算中很多与书中的理论计算有一定的差别，有条件先下车间熟悉熟悉，了解一下各种工序的模具的典型构和各种工件的成型过程，再结合书上的理论进行设计，这行要靠时间慢慢积累的。
冲压模具，是在冷冲压加工中，将材料（金属或非金属）加工成零件（或半成品）的一种特殊工艺装备，称为冷冲压模具（俗称冷冲模）。冲压，是在室温下，利用安装在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，从而获得所需零件的一种压力加工方法。
l 、升图和制造工艺模型：根据零件图对其各部尺寸按锌合金线收缩系数定向放缩尺，并设计浇冒口和冷铁。所以绘制出模型工艺图，根据此图加工制造工艺模型。
2、凸模模形制造：按照模型工艺图提供的各项尺寸，选用优质木材制作凸模模型。模型的尺寸精度要求达到木模二级精度。木模表面涂刷漆片使表面粗糙度Rz值小于10μm 。拔模斜度取士1 °。
3 、凹模模型制造：凹模制造是在凸模工作表面上贴上一层与产品零件厚度相等的铅皮，以制出凸、四之间的间隙。应对凸模铅皮表面进行喷漆，以使铸后的凹模型面的粗糙度数值小。凹模模型采用熟石膏制造。为了凸、凹模模型在浇铸石膏时便于分开，应在分模面上喷涂一层脱模剂(如聚苯乙烯的甲苯溶液)。浇铸后，应将石膏凹模模型进行千燥，之后再，进行脱模。应对型腔表面及分模面进行喷漆。
4、造型。选用强度高、颗粒较细的型砂作为造型材料。因为锌合金浇铸温度比较低，对型砂的耐火性和透气性要求不高。对凸模和凹模分别进行造型，可以选用砂箱造型或地坑造型等造型方法。按模具的要求，浇铸系统采用底注式或敞开式。由于锌合金收缩系数较大，应设补缩冒口。
5 、锌合金熔化
6 、浇铸：对于中、小型模具可以采用干型浇铸，也可以.采用涅型浇铸。涅型浇铸的排气孔应多些。浇铸锌合金时，应使合金液流缓慢而平稳地注入型腔。对于大型模具，为了防止或减少模具型腔变形，浇铸时可以在型腔周围设置冷却水管或加冷铁，保证液态合金的顺序凝固。
7 、锌合金模具铸件的冷却、清理和修饰：
浇铸后的模具铸件一般采用自然冷却，但对形状简单的小型模具铸件也可以采用水冷的方法进行冷却，这样有利于合金机械性能的提高。对于形状比较复杂的或大型锌合金模具，铸啮宜缓慢冷却。待合金完全冷却后才打箱，打箱后的铸件应进行清砂，采用气割切除浇冒口。铸模型腔不再加工，但要用砂纸修磨，打光模具型腔、拉延模口等处，特别是拉延圆角应达到光洁圆滑的要求，最后应将锌合金凸、凹模合模，对其上、下底板的平面进行机械加工(铣削或刨削)，以便上、下底板有平整的平面与压机相接触，并保持一定的平行度要求，这样才能保证装配精度。
【定义】：冲压模具，是在冷冲压加工中，将材料（金属或非金属）加工成零件（或半成品）的一种特殊工艺装备，称为冷冲压模具（俗称冷冲模）。冲压，是在室温下，利用安装在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，从而获得所需零件的一种压力加工方法。
参考资料：
冲压模具_百度百科 http://baike.baidu.com/link?url=RMWHEn-SMTWEePdy2BBdce0LmqJBWwf1vJQ4r0nN2pkr9VaBSwQH7FS8p8Bd1AHObV6MdqMdi9zDMD8wScudFa#10
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。
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。
（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。
由于冲压加工的零件种类繁多，各类零件的形状、尺寸和精度要求又各不相同，因而生产中采用的冲压工艺方法也是多种多样的。概括起来，可分为分离工序和成形工序两大类；分离工序是指使坯料沿一定的轮廓线分离而获得一定形状、尺寸和断面质量的冲压（俗称冲裁件）的工序；成形工序是指使坯料在不破裂的条件下产生塑性变形而获得一定形状和尺寸的冲压件的工序。
上述两类工序，按基本变形方式不同又可分为冲裁、弯曲、拉深和成形四种基本工序，每种基本工序还包含有多种单一工序。
在实际生产中，当冲压件的生产批量较大、尺寸较少而公差要求较小时，若用分散的单一工序来冲压是不经济甚至难于达到要求。这时在工艺上多采用集中的方案，即把两种或两种以上的单一工序集中在一副模具内完成，称为组合的方法不同，又可将其分为复合-级进和复合-级进三种组合方式。
复合冲压——在压力机的一次工作行程中，在模具的同一工位上同时完成两种或两种以上不同单一工序的一种组合方法式。
级进冲压——在压力机上的一次工作行程中，按照一定的顺序在同一模具的不同工位上完成两种或两种以上不同单一工序的一种组合方式。
复合-级进——在一副冲模上包含复合和级进两种方式的组合工序。
冲模的结构类型也很多。通常按工序性质可分为冲裁模、弯曲模、拉深模和成形模等；按工序的组合方式可分为单工序模、复合模和级进模等。但不论何种类型的冲模，都可看成是由上模和下模两部分
组成，上模被固定在压力机工作台或垫板上，是冲模的固定部分。工作时，坯料在下模面上通过定位零件定位，压力机滑块带动上模下压，在模具工作零件（即凸模、凹模）的作用下坯料便产生分离或塑性变形，从而获得所需形状与尺寸的冲件。上模回升时，模具的卸料与出件装置将冲件或废料从凸、凹模上卸下或推、顶出来，以便进行下一次冲压循环。
此设计针对所给的零件进行了一套冷冲压模具的设计，其中设计内容为分析零件的冲裁工艺性（材料、工件结构形状、尺寸精度），拟定零件的冲压工艺方案及模具结构，排样，裁板，计算冲压工序压力，选用压力机及确定压力中心，计算凸凹模刃口尺寸，主要零、部件的结构设计和加工工艺编制，压力机的校核。
冲裁模设计题目
如图1所示零件：垫扳
生产批量：大批量
材料：08F t=2mm
设计该零件的冲压工艺与模具
2 零件的工艺分析
2.1 结构与尺寸
该零件结构简单,形状对称。
硬钢材料被自由凸模冲圆形孔,查《冷冲压工艺及模具设计》表3-8,可知该工件冲孔的最小尺寸为1.3t,该工件的孔径为:Φ6>1.3t=1.3×2=2.6。
由于该冲裁件的冲孔边缘与工件的外形的边缘不平行,故最小孔边距不应小于材料厚度t,该工件的空边距(20)>t=2,(10)>t=2,均适宜于冲裁加工。
2.2 精度
零件内、外形尺寸均未标注公差,属自由尺寸,可按IT14级确定工件尺寸的公差,经查表得,各尺寸公差分别为：
零件外形:58 ， 38 , 30 ,16 , 8
零件内形:6
孔心距:18±0.215,
利用普通冲裁方式可以达到零件图样要求。
2.3 材料
08F，属于碳素结构钢,查《冷冲压工艺及模具设计》附表1可知抗剪强度τ=260MPa,断后伸长率=32％。此材料具有良好的塑性和较高的弹性,其冲裁加工性能好。
根据以上分析,该零件的工艺性较好,可以进行冲裁加工。
3 确定冲裁工艺方案
该零件包括落料、冲孔两个基本工序，可以采用以下几种工艺方案：
(a)先落料，再冲孔，采用单工序模生产；
(b)采用落料——冲孔复合冲压，采用复合模生产；
(c)用冲孔——落料连续冲压，采用级进模生产。
方案(a)模具结构简单，但需要两道工序，两套模具才能完成零件的加工，生产效率低，难以满足零件大批量生产的要求。由于零件结构简单，为了提高生产效率，主要采用复合冲裁或级进冲裁方式。采用复合冲裁时，冲出的零件精度和平直度好，生产效率高，操作方便，通过设计合理的模具结构和排样方案可以达到较好的零件质量。
根据以上分析，该零件采用复合冲裁工艺方案。
4 确定模具总体结构方案
4.1 模具类型
根据零件的冲裁工艺方案，采用复合冲裁模。复合模的主要结构特点是存在有双重作用的结构零件——凸凹模，凸凹模装在下模称为倒装式复合模。采用倒装式复合模省去了顶出装置，结构简单，便于操作，因此采用倒装式复合冲裁模。
4.2 操作与定位方式
虽然零件的生产批量较大，但合理安排生产，可用手工送料方式能够达到批量要求，且能降低模具成本，因此采用手工送料方式。考虑到零件尺寸大小，材料厚度，为了便于操作和保证零件的精度，宜采用导料板导向，固定挡料销挡料，并与导正销配合使用以保证送料位置的准确性，进而保证零件精度。为了保证首件冲裁的正确定距，采用始用挡料销，采用使用挡料销的目的是为了提高材料利用率。
4.3 卸料与出件方式
采用弹性卸料的方式卸料，弹性卸料装配依靠橡皮的弹力来卸料，卸料力不大，但冲压时可兼起压料作用，可以保证冲裁件表面的平面度。为了方便操作，提高零件生产率，冲件和废料采用由凸模直接从凹模洞口推下的下出件方式。
4.4 模架类型及精度
考虑到送料与操作的方便性，模架采用后侧式导柱的模架，用导柱导套导向。由于零件精度要求不是很高，但冲裁间隙较小，因此采用I级模架精度。
4.5 凸模设计
凸模的结构形式与固定方法：
落料凸模刃口部分为非圆形，为便于凸模与固定板的加工，可设计成固定台阶式，中间台阶和凸模固定板以H7/m6过渡配合，凸模顶端的最大台阶是用其台肩挡住凸模，在卸料时不至于凸模固定板中拉出。并将安装部分设计成便于加工的长圆形，通过接方式与凸模固定板固定。
5 工艺设计计算
5.1 排样设计与计算
零件外形近似矩形，轮廓尺寸为58×30。考虑操作方便并为了保证零件精度，采用直排有废料排样。如图1所示：
查《冷冲压工艺及模具设计》表3-13，工件的搭边值a=2，沿边的搭边值a1=2.2。级进模送料步距为S=30+2=32mm
条料宽度按表3-14中公式计算：
B -0△=(Dmax+2a1)-△0 查表3-15得：△=0.6
B=（58+2×2.2） =62.4 （㎜）
由零件图近似算得一个零件的面积为1354.8㎜2，一个进距内的坏料面积
B×S=62.4×32=1996.8㎜2 。因此一个进距内的材料利用率为：
=（A/BS）×100﹪=67.8﹪
查《冷冲压工艺及模具设计》附表3选用板料规格为710×2000×2。
采用横裁时，剪切条料尺寸为62.4。一块板可裁的条料为32，每间条可冲零件个数22个零件。则一块板材的材料利用率为：
=（n×A0/A）×100﹪
=（22×32×1354.8/710×2000）×100﹪=67.2﹪
采用纵裁时，剪切条料尺寸为62.4。一块板可裁的条料为11，每条可冲零件个数62个零件，则一块板材的材料利用率为：
=（n×A0/A）×100﹪
=（11×62×1354.8/710×2000）×100﹪=59.2﹪
根据以上分析，横裁时比纵裁时的板材的材料利用率高，因此采用横裁。
5.2 计算冲压力与压力中心，初选压力机
冲裁力：根据零件图可算得一个零件外周边长度：
L1=16π+8+28+38×2
内周边长度之和：
L=2π×3=18.84㎜
查《冷冲压工艺及模具设计》附表1可知： MPa
查《冷冲压工艺及模具设计》附表3可知：Kx=0.05, KT=0.055.
落料力：
F落=KL1 t T
=1.3×162.27×2×260
=109.69KN
冲孔力：
F孔=KL2 t T
=1.3×6 ×2×260
=12.74
KN
卸料力：
Fx=KxF落
=0.05×109.69
=5.48KN
推件力：
根据材料厚度取凹模刃口直壁高度h=6,
故:n=h/t=3
FT=nKtF孔
=3×0.055×25.47
=4.20KN
总冲压力：
FЁ= F落+ F孔+Fx+ FT
则FЁ=109.69+12.74+5.48+4.20
=132.11KN
应选取的压力机公称压力：25t.
因此可初选压力机型号为J23-25。
当模具结构及尺寸确定之后，可对压力机的闭合高度，模具安装尺寸进行校核，从而最终确定压力机的规格。
确定压力中心：画出凹模刃口，建立如图所示的坐标系：
由图可知，该形状关于X轴上下对称，关于Y轴左右对称，则压力中心为该图形的几何中心。即坐标原点O。该点坐标为（0，0）。
5.3 计算凸、凹模刃口尺寸及公差
由于模具间隙较小，固凸、凹模采用配作加工为宜，由于凸、凹模之间存在着间隙，使落下的料或冲出的孔都带有锥度。落料件的尺寸接近于凹模刃口尺寸，而冲孔件的尺寸接近于凸模刃口尺寸。固计算凸模与凹模刃口尺寸时，应按落料与冲孔两种情况分别进行。由此，在确定模具刃口尺寸及其制造公差时，需遵循以下原则：
（I）落料时以凹模尺寸为基准，即先确定凹模刃口尺寸；考虑到凹模刃口尺寸在使用过程中因磨损而增大，固落料件的基本尺寸应取工件尺寸公差范围较小尺寸，而落料凸模的基本尺寸则按凹模基本尺寸减最小初始间隙；
（II）冲孔时以凸模尺寸为基准，即先确定凸模刃口尺寸，考虑到凸模尺寸在使用过程中因磨损而减小，固冲孔件的基本尺寸应取工件尺寸公差范围内的较大尺寸，而冲孔凹模的基本尺寸则按凸模基本尺寸加最小初始间隙；
（III）凸模与凹模的制造公差，根据工件的要求而定，一般取比工件精度高2~3级的精度，考虑到凹模比凸模的加工稍难，凹模比凸模低一级。
a): 落料凹模刃口尺寸。按磨损情况分类计算：
i)凹模磨损后增大的尺寸，按《冷冲压工艺及模具设计》公式：DA=(Dmax-X△)计算，取 δA=△/4，制件精度为IT14级，故X=0.5
58 : DA1 =(58-0.5×0.74 ) =57.63 （㎜）
38 : DA2=（38-0.5×0.62） =37.69 （㎜）
30 : DA3=（30-0.5×0.52） =29.74（㎜）
16 : DA4=（16-0.5×0.43） =15.785 （㎜）
8 : DA5=（8-0.5×0.36） =7.18 （㎜）
ii)凹模磨损后不变的尺寸，按《冷冲压工艺及模具设计》公式：CA=（Cmin+X△）±0.5δA: 计算，取δA=△/4 ，制件精度为IT14级，故X=0.5
18±0.215:Cd1=(17.785+0.5×0.43)±0.43/8=18±0.05375（㎜）
冲裁间隙影响冲裁件质量，在正常冲裁情况下，间隙对冲裁力的影响并不大，但间隙对卸力、推件力的影响却较大。间隙是影响模具寿命的主要因素。间隙的大小则直接影响到摩擦的大小，在满足冲裁件质量的前提下，间隙一般取偏大值，这样可以降低冲裁力和提高模具寿命。
查《冷冲压工艺及模具设计》表3-3可知Zmax=0.360㎜ , Zmin=0.246㎜
相应凸模按凹模实际尺寸配作，保证最小合理间隙为0.246mm
冲孔凸模刃口尺寸。冲孔凸模为圆形，可按《冷冲压工艺及模具设计》公式dT=(dmin+x△)计算，取δT=△/4，制件精度为IT14级，故X=0.5
12 : dT1=(6+0.5×0.30) =6.15
6 设计选用零件、部件，绘制模具总装草图
6.1 凹模设计
凹模的结构形式和固定方法：凹模采用矩形板状结构和通过用螺钉、销钉固定在凹模固定板内，其螺钉与销钉与凹模孔壁间距不能太小否则会影响模具强度和寿命，其值可查《冷冲压工艺及模具设计》表3-23。
凹模刃口的结构形式：因冲件的批量较大，考虑凹模有磨损和保证冲件的质量，凹模刃口采用直刃壁结构，刃壁高度取6mm, 漏料部分沿刃口轮廓单边扩大0.5 mm
凹模轮廓尺寸的确定：
查《冷冲压工艺及模具设计》表3-24，得：K=0.28
查《冷冲压工艺及模具设计》表3-25, 得: s2=36
凹模厚度H=ks=0.28×58=16.24（㎜）
B=s+（2.5～4.0）H
=58+（2.5～4.0）×16.24
=98.6～122.96 （㎜）
L=s1+2s2
=30+2×36
=102 （㎜）
根据算得的凹模轮廓尺寸，选取与计算值相接近的标准凹模板轮廓尺寸为L×B×H=125×125×28.5（㎜）
凹模材料和技术要求：凹模的材料选用T10A。工件部分淬硬至HRC58~62。外轮廓棱角要倒钝。
如图2所示：
图2 落料凹模
6.2 凸模设计
6.2.1 凸模的结构形式与固定方法
冲孔部分的凸模刃口尺寸为圆形，为了便于凸模和固定板的加工，将冲孔凸模设计成台阶式。
为了保证强度、刚度及便于加工与装配，圆形凸模常做成圆滑过渡的阶梯形，小端圆柱部分。是具有锋利刃口的工作部分，中间圆柱部分是安装部分，它与固定板按H7/m6配合，尾部台肩是为了保证卸料时凸模不致被拉出，圆形凸模采用台肩式固定。
6.2.2 凸模长度计算
凸模的长度是依据模具结构而定的。
采用弹性卸料时，凸模长度按公式L=h1+h2+h3计算，
式中 L---凸模长度，mm；
h1---凸模固定板厚度，mm
h2----卸料板厚度，mm
h3----卸料弹性元件被预压后的厚度
L=22mm+10mm+18.5mm
=50.5mm
6.2.3 凸模的强度与刚度校核
一般情况下，凸模强度与刚度足够，由于凸模的截面尺寸较为积适中，估计强度足够，只需对刚度进行校核。
对冲孔凸模进行刚度校核：
凸模的最大自由长度不超过下式：
有导向的凸模Lmax≤1200 ，其中对于圆形凸模Imin=∏d4/64
则Lmax≤1200 =24.00mm
由此可知：冲孔部分凸模工作长度不能超过24.00mm，根据冲孔标准中的凸模长度系列，选取凸模的长度：50.5
6.2.4 凸模材料和技术条件
凸模材料采用碳素工具钢T10A，凸模工作端（即刃口）淬硬至HRC 56～60，凸模尾端淬火后，硬度为HRC 43～48为宜。
如图3所示：
图3 冲孔凸模
6.3 凸凹模的设计
6.3.1 凸凹模的结构形式与固定方法
凸凹模的结构简图如图4所示：
图4 凸凹模
凸凹模与凸凹模固定板的采用H7/m6配合。
6.3.2 校核凸凹模的强度
冲孔边缘与工件外开边缘不平行时，凸凹模的最小壁厚不应小于材料厚度t=2mm，而实际最小壁厚为5mm，故符合强度要求。
6.3.3 凸凹模尺寸的确定
凸凹模的外刃口尺寸按凹模尺寸配作并保证最小间隙为Zmin=0.246mm,内形刃口尺寸按凸模尺寸配做并保证最小间隙为Zmin=0.246mm。
6.3.4 凸凹模材料和技术条件
凸凹模材料采用碳素工具钢T10A，淬硬至56～60HRC。
6.4 定位零件
定位零件的作用是使坯料或工序件在模具上相对凸、凹模有正确的位置。
选用固定挡料销一个。挡料销的作用是挡住条料搭边或冲件轮廓以限定条料送进的距离，固定挡料销固定在位于下模的凸凹模上，规格为GB/T7694.10-94，材料45号钢，硬度为43～48HRC
选用导料销两个。导料销的作用是保证条料沿正确的方向送进，位于条料的后侧（条料从右向左送进）尺寸规格为6X2，如图5所示：
图5 导料销
6.5 卸料与出件装置
出件方式是采用凸模直接顶出的下出料方式。
由于卸料采用弹性卸料的方式，弹性卸料装置由卸料板、卸料螺钉和弹性元件组成。
卸料板：
弹性卸料板的平面尺寸等于或稍大于凹模板的尺寸，厚度取凹模厚度的0.6～0.8倍, 卸料板与凸模的单边间隙按《冷冲压工艺及模具设计》表3-32选取,t＞1mm时,单边间隙为0.15mm。
为了便于可靠卸料，在模具开启状态时，卸料板工作平面应高出凸模刃口尺寸端面0.3～0.5，卸料板的尺寸规格为：125mmX125mmX10mm，材料为:45#钢。如图6所示：
图6 卸料板
卸料螺钉：
卸料螺钉采用标准的阶梯形螺钉，根据卸料板的尺寸选择4个卸料螺钉，规格为，JB/T7650.5-94。如图7所示：
图7 卸料螺钉
卸料装置：
由于橡皮允许承受的负荷较大，安装调整方便，因此选用橡皮作为弹性元件，
卸料橡皮的选择原则：
为了保证卸料正常工作，应使橡皮工作时的弹力大于或等于卸料力FX
FXY=AP≥FX=5.48KN
式中FXY—橡皮工作时的弹力，A—橡皮的横截面积，P—与橡橡皮压缩量有关的单位压力，一般预压时压缩量为10%～15%。由《冷冲压工艺及模具设计》图3-64知，取P=0.6MPa，求得A=91.3cm2,由《冷冲压工艺及模具设计》表3-33中的公式求得橡皮尺寸规格为35×26×24
根据工件材料厚度为2mm，冲裁时凸模进如凹模的深度为1mm，模具维修时刃磨留量为2mm，开启时卸料板高于凸模1mm，则求得总工作行程：h工件=6mm,
使用橡皮时，不应使最大压缩量超过橡皮自由高度的35%～45%否则是皮的自由高度应为：
H=h/(0.25～0.30)
=6/(0.25～0.30)
=20～24mm
模具组装时的预压缩量为：
H预=（10%～15%）H
=2.4～3.6mm
取H预=3mm
由此可知：安装橡皮高度尺寸为21mm,
式中的H———所需的工作行程。
由上式所得的高度，还在按下式进行校核:
0.5≤H/B≤1.5
如果H/D超过1.5,应把橡皮分成若干段,并在橡皮之间垫上钢圈。
由《冷冲压工艺及模具设计》表3-33中的公式求得橡皮尺寸规格为35×26×24
6.6 模架及其它零件的选用
6.6.1 模柄
模柄的作用是把上模固定在压力机滑块上，同时使模具中心通过滑块的压力中心，模柄的直径与长度与压力机滑块一致，模柄的尺寸规格选用凸缘模柄，用3～4个螺钉固定在上模座上。
如图8所示:
图8 模柄
6.6.2 模座
标准模座根据模架类型及凹模同界尺寸选用，
上模座：125mm ×125mm×35mm；
下模座：125mm×125mm×45mm；
模座材料采用灰口铸铁，它具有较好的吸震性，采用牌号为HT200。
6.6.3 垫板
垫板的作用是承受并扩散凸模或凹模传递的压力，以防止模座被挤压损伤。
是否要用板，可按下式校核：
P=F12/A
式中P—凸模头部端面对模座的单位面积压力；
F12—凸模承受的总压力；
A—凸模头部端面与承受面积。
由于计算的P值大于《冷冲压工艺及模具设计》表3-34模座材料的许应压力，因此在工作零件与模座之间加垫板。
垫板用45号钢制造，淬火硬度为HRC43～48，其尺寸规格为：
125mm×125mm×10mm。
上下面须磨平，保证平行。
如图9所示：
图9 垫板
模架选用后侧导柱标准模架：
上模座：L×B×H =125mm×125mm×35mm
下模座：L×B×H=125mm×125mm×45mm
导柱：D×L=￠22mm×150mm
导套：d×L×D=Φ35mm×85mm×Φ38mm
模架的闭合高度：160～190mm
垫板厚度：10mm；
凸模固定板厚度：22 mm
上模底板厚：35 mm，
凹模厚度：28.5mm
橡皮厚：24mm
卸料板厚度10 mm
凸凹模固定板厚度：45 mm，
下模底板厚：45 mm
模具的闭合厚度：
Hd=35+10+22+28.5+2+1+45+45
=188.5mm
6.6.4 冲压设备的选择
选用开式双柱可倾压力机J23-25。
公称压力为25t，
滑块行程为65mm,
最大闭合高度270mm,
滑块中心线至床身距离200 mm，
工作台尺寸：370 mm×560 mm，
垫板厚度：50 mm，
模柄孔尺寸：Φ40 mm×60 mm.
6.6.5 紧固件的选用
上模螺钉：螺钉起联接紧固作用，上模上6个，45钢，尺寸为M8X70下模螺钉：6个，45钢，尺寸为M6X55.销钉起定位作用，同时也承受一定的偏移力.上模3个，45钢，尺寸为Φ6X60.
7 压力机的校核
7.1 公称压力
根据公称压力的选取压力机型号为J23-25,它的压力为25t>15.79t,所以压力得以校核
7.2 滑块行程
滑块行程应保证坯料能顺利地放入模具和冲压能顺利地从模具中取出.这里只是材料的厚度t=2mm,卸料板的厚度H=10mm,及凸模冲入凹模的最大深度2mm,即S1=2+10+2=14mm<S=65mm,所以得以校核.
7.3 行程次数
行程次数为105次/min.因为生产批量为中批量,又是手工送料,不能太快,因此是得以校核.
7.4 工作台面的尺寸
根据下模座L×B=125mm×125mm,且每边留出60~100mm,即L1×B1=325mm×325mm,而压力机的工作台面L2×B2=560mm×370mm,冲压件和废料从下模漏出, 漏料尺寸小于58mm×30mm,而压力机的孔尺寸为250×250,故符合要求,得以校核
7.5 滑块模柄孔尺寸
滑块上模柄孔的直径为40mm,模柄孔深度为60mm,而所选的模柄夹持部分直径为30mm,长度为48mm,故符合要求,得以校核
7.6 闭合高度
由压力机型号知Hmax=270mm M=80H1=70
Hmin=Hmax–M= 270-80=190
(M为闭合高度调节量/mm,H1为垫板厚度/mm)
由公式得:( Hmax–H1)-5≥H≥( Hmin–H1)+10,得
(270–70)-5≥188.5≥(190–70)+10
即 195≥188.5≥120 ,所以所选压力机合适,即压力机得以校核.
8 模具主要零件加工工艺规程的编制
8.1 冲压模具制造技术要求
模具精度是影响冲压件精度的重要因素之一，为了保证模具精度，制造时应达到以下技术要求：
a、组成冲压模具的所有零件，在材料加工精度和热处理质量等方面均应符合相应图样的要求。
b、组成模架的零件应达到规定的加工要求，装配成套的模架应活动自如，并达到规定的平行度和垂直度要求
c、模具的功能必须达到设计要求.
d、为了鉴别冲压件的质量，装配好的模具必须在生产条件下试模，并根据试模存在问题进行修整，直至试出合格的冲压件为止。
8.2 总装工艺
总装图如图15所示：
图15 总装图
1— 下模座 2—导柱 3—内六角螺钉￠8×70 4—内六角螺钉￠8×60
5—导套 6—凸模固定板 7—冲孔凸模 8—垫板 9—上模座 10—销钉
11—模柄 12—打料杆 13—连接推杆 14—凸凹模 15—卸料板
16—推件块 17—凹模 18—活动挡料销 19—推板 20—弹性橡胶
21—凸凹模固定板 22—卸料螺钉 23—导料销
