附录A 课程实验与课程设计
A.1 课程实验实验是本课程教学环节之一，通过实验(并完成实验报告)，可现场观察有关冲压工序的变形情况，可以自己动手操作设备，接触模具，从而对课程内容有更深入的体会和 理解。
实验内容可根据具体的教学条件而定。一般可安排下列实验：
(1) 间隙对冲裁件质量的影响；
(2) 最小弯曲半径与回弹角的测量；
(3) 拉深系数的测定；
(4) 冲模结构与拆装。
A.2 课程设计
A.2.1 课程设计的目的与要求作为综合性实践教学活动，课程设计是获得比较全面的冲压工艺与模设计知识的重要的一环。积极认真地完成这次实践和锻炼，必将为今后的实际工作打下良好基础。
A.2.1.1 课程设计的内容与步骤课程设计的内容和步骤一般如下：
(1) 读懂冲压制件图，了解相应的生产批量及生产条件。
(2) 进行该冲压件的工艺性分析。
(3) 确定该冲压件的工艺过程方案(最好有多个方案比较后确定)。
(4) 具体计算和设计该方案中各工序的工艺参数。
(5) 设计绘制其中一道冲压工序所用的模具图，其设计顺序为：①构思总图，画出总装配图；②完成模具零件明细表；③画出模具主要工作零件的零件图。
(6) 全面检查工艺计算和模具图纸。
(7) 编写设计说明书。
A.2.1.2 课程设计的要求课程设计开始之前，要做好必要的准备工作。最重要的是准备一些设计手册、模具图册、技术标准，有条件时还可准备一些参考书，以便在设计过程中逐渐学会使用这些资料。下面提出完成课题设计的具体要求。
(1) 设计说明书应全面反映设计思想、设计过程，条理清晰，层次分明，有分析、计算、比较，有结论性陈述，配必要的示意图；工艺设计引用的文字、计算公式、选取的参数要注明来源资料名称或序代号(参考文献统一列于设计说明书后)。说明书应书写工整，并装订成册(最好使用16K专用稿纸)。
(2) 绘图及设计全过程应执行相应的国家及行业(部颁)技术标准。图面应清晰、整洁、美观，图纸应有标题栏，且应努力达到可生产实用的程度。
(3) 对于模具零件图，要求一个模具零件用一张图纸。一般用1﹕1的比例绘制，有关制造精度与技术要求要有合理的标准或说明。
(4) 总装配图的一般布图方法是：①主视图绘制模具闭合状态(凸模进入凹模内完成制件成形)。若模具结构比较复杂，需要表示工作过程，也可一半绘开启状态，另一半绘闭合状态。②俯视图仅绘制下模(将上模拿掉)。③模具结构比较复杂时，需要增加的其他辅助视图(或剖视图)布置在合适的位置上。④右上角画出该模具相应的工序图。
总装配图必须标注3个尺寸，即模具的闭合高度、总长、总宽。此外，视需要标注必要的配合关系(如导柱与导套、销钉与销钉孔、凸模与凸模固定板等)。模具零件明细表中各项内容(序号、名称、件数、材料、热处理等)必须与相应零件图所标内容一致。
A.2.2 课程设计题目图A.1~图A.8选择的课程设计题目，都是来自生产实践中的冲压件。为了降低初学者的设计难度，尽可能选用了尺寸、形状相对比较简单的制件，但所用到的冲压加工基本工序有冲孔、落料、拉深、翻边、缩口、扩口、弯曲等。需要设计的冲模结构形式可以是简单模，也可能是复合模或级进模。设计题目如下。
(1) 焊片(如图A.1所示)。
(2) 静簧片(如图A.2所示)。
图A.1 焊片(大批量生产)
图A.2 静簧片(大批量生产)
(3) 动簧片(如图A.3所示)。
(4) 汽车后桥弹性隔套(如图A.4所示)。
图A.3 动簧片(大批量生产)
图A.4 汽车后桥弹性隔套(大批量生产)
(5) 电器开关阀芯(如图A.5所示)。
(6) 自行车中轴碗(如图A.6所示)。
图A.5 电器开关阀芯(小批量生产)
图A.6 自行车中轴碗(大批量生产)
(7) 垫环(如图A.7所示)。
(8) 仪表内圈架(如图A.8所示)。
图A.7 垫环(小批量生产)
图A.8 仪表内圈架(小批量生产)
A.2.3 课程设计实例如图A.9(a)所示制件，材料为DT4E冷轧纯铁板，厚度mm，生产纲领为中批量。
1,读懂制件图，分析冲压工艺性
(1) 分析其使用场合及使用要求。该制件是电磁继电器的轭铁，图A.9(b)是其与铁心装配后的组件图。装配后，要求轭铁A面与铁心B面之间的距离=(0~0.3)mm。显然，该制件按图A.9(a)的尺寸标注方法无法满足装配后尺寸的要求(封闭环公差小于各组成环公差之和)。因此，应根据最短尺寸链原则，建议产品设计对制件进行相应的修改，如图A.9(c)所示，在不提高轭铁和铁心(车削制件)的加工精度要求的前提下，改变尺寸标注方法，满足装配尺寸要求。
图A.9 轭铁制件图及装配后的组件图
(2) 分析其尺寸精度工艺性。按表3.8比较，弯曲件的尺寸精度较高，为保证弯曲角90°±30′，需增加一道校正弯曲。
(3) 分析其结构工艺性。该制件是典型V形弯曲件，由于DT4E纯铁板的材料力学性能与Q215相近，由表3.7可知，制件弯曲半径大于该种材料的最小弯曲半径(当弯曲线与轧制方向垂直时)，且弯曲线远离尺寸突变处。该弯曲件弯曲线两侧形状不对称，弯曲时应注意可能产生偏移，好在较长边有一圆孔，较短边有尺寸20±0.1凸肩，这些都有利于能采取措施防止偏移。
综合上述分析，可判定该制件可以用冲裁和弯曲加工成形。
2,确定工艺方案显然，生产该V形弯曲件要用到的冲压加工基本工序有落料、冲孔、弯曲，此外，为纠正弯曲回弹，还须增加一次校正弯曲工序。因此，该制件的冲压工艺方案可能有以下几种。
方案1 落料——冲孔——压弯——校正弯曲(如图A.10所示)。
方案2 冲孔、落料级进——压弯——校正弯曲(如图A.11所示)。
方案3 冲孔、落料、弯曲级进——校正弯曲(如图A.12所示)。
图A.10 方案1工序图
图A.11 方案2工序图
图A.12 方案3工序图
方案4 冲孔、落料复合——压弯——校正弯曲(如图A.13所示)。
方案1材料利用率高，模具结构简单，但制件精度较差，工序多，操作不安全，生产效率低，适合于小批量生产。
图A.13 方案4工序图方案2材料利用率很低，模具制造成本较大，但生产效率高，操作安全，制件精度较方案1高，适合于较大批量生产。
方案3生产效率极高，但材料利用率低，模具结构复杂，制造成本高，且安装调试周期长，适合于大批量生产。
方案4在有气源的冲压车间生产，生产效率可相当于方案2，但操作安全性较差，同方案1一样，材料利用率高，模具制造成本低于方案2，制件平整，尺寸精度高，适合于中批量生产。
根据制件的生产纲领属于中批量及尺寸精度要求较高的特点，比较各方案可见，方案4是较好方案，故选定它。
3,主要工艺参数计算
(1) 确定弯曲件毛坯展开尺寸根据图A.9(c)，该弯曲件r/t=0.5/2=0.25＜0.5，属无圆角半径弯曲，按表3.5，可求得其毛坯展开尺寸。
L=9＋0.2/2＋17＋0.4×2=26.9(mm)
取L=(26.9±0.1)mm(参见表A.2工序3)。
(2) 确定排样方案该弯曲件最大外形尺寸为26.9×20，属小冲压件，所以可以考虑对排排样(单凸模、翻转条料、往复送料)，以提高材料利用率，如图A.13(a)所示。查表2.10取a=3.5，a1=2.5。
按式(2-25)，送料步距
A=20＋14＋2×2.5=39(mm)
按式(2-26)及表2.11、表2.12，条料宽度
B=(26.9＋2×3.5＋2×0.4＋0.5=(mm)
查阅表1.13冷轧轧制薄钢板规格，拟选用2.0mm×900mm×2000mm的板料。
考虑到材料轧制方向与后续压弯工序的弯曲线垂直的要求，其材料轧制的方向只能与条料宽度平行，所以必须横裁。于是每张板料可裁条料数为
n1=2000÷35.2=56(条)，余28.8mm
单方向每条条料可冲制件数
=(900－2.5)÷39=23(件)
每条条料可冲制件数
n2=23×2=46(件)
每张板料可冲制件个数
n总= n1×n2=56×46=2576(件)
按式(2-29)每千件消耗定额
G=(2000×900×2×7.85)×10－3÷2576×103=10970.5(㎏/千件)≈11(㎏/件)
式中电工纯铁的比重按7.85g/cm3。
(3) 计算冲压力，选设备
① 冲孔落料复合工序按式(2-2)计算(其中DT4E电工纯铁板的b=230MPa)：
落料力 P冲1=(26.9×2＋20×2)×2×230=43148(N)≈43.15(kN)
冲孔力 P冲2=3.14×3×2×230=4333.2(N)≈4.33(kN)
按式(2-4)及查表2.3得
P卸= K卸×P冲1=0.05×43.15≈2.16(kN)
由式(2-5)及查表2.3，且取梗塞在凸凹模内的废料数为3个，推件力
P推=3×K推×P冲2=3×0.05×4.33≈0.65(kN)
由式(2-6)及查表2.3得顶件力
P顶= K顶(P冲1＋P冲2)=0.06×(43.15＋4.33)≈2.85(kN)
于是，总冲压力
P总= P冲1 ＋P冲2＋P卸＋P推＋P顶≈53.14(kN)
查阅表1.14或相关设计手册，可选用国产63kN开式压力机，其最大装模高度为170mm，最小装模高度为130mm，模柄孔尺寸为30×50(mm)。
② 压弯工序按表3.1可得
P弯=(0.6×1.3×14×22×230)÷(0.5＋2)=4018.6(N)≈4.02(kN)
P顶=0.8 P弯≈3.21(kN)
于是 P总= P弯＋P顶≈7.23(kN)
查阅相关设计手册，考虑到模具的刚性及顶料装置的安装，所以模具不宜做得太小，故选用国产40kN开式压力机，其最大装模高度为160mm，最小装模高度为125mm，模柄孔尺寸为30×50(mm)。
③ 校正弯曲工序校正部分的投影面积
F=7÷1.414×20＋(9＋2－7)÷1.414×14＋(17＋2)÷1.414×14=326.7(mm2)
按表3.1及表3.2可得
P=Fq=326.7×80=26136(N)≈26.1(kN)
同压弯工序一样，选用国产40kN开式压力机。
4,编制冲压工艺过程卡该制件的冲压工艺过程卡及相应冲压工艺说明见表A.1、表A.2。
表A.1 轭铁冲压工艺过程卡
加 工 工 艺 过 程 卡
产品名称
轭铁
产品图号
材料名称及牌号
DT4E
厚2.0 GB 6985—1986
每千件工艺定额
11.00kg
序号
工序
工序（步）内容及要求
工 装
设 备
备 注
1
辅
将2000mm×900mm×2.0mm裁成2.0×
×900。表面无严重锈蚀及划伤。条料宽度平行板
料轧制方向。尺寸达工艺说明要求。
2
检
按工序1及工艺说明要求
计数抽样按GB/T 2828.1—2003 AQL6.5。
3
冲
冲孔落料复合
冲孔落料复合模
63kN
允许冲件毛刺≤0.15，形状尺寸达工艺说明要求。
4
检
按工序3及工艺说明要求
计数抽样按GB/T 2828.1—2003 AQL6.5。
5
冲
弯曲
弯曲模
40kN
无弯裂、擦伤，形状尺寸达工艺说明要求。
6
检
按工序5及工艺说明要求
计数抽样按GB/T 2828.1—2003 AQL6.5。
7
冲
校正弯曲
校正弯曲模
40kN
无弯裂、擦伤，形状尺寸达产品图要求。
8
检
按工序7及产品图要求
计数抽样按GB/T 2828.1—2003 AQL6.5。
设计
审核
标准化
第1页 共1页
更改标记
数量
更改单号
签名
日期
批准
注：国家标准GB/ T2828.1—2003 计数抽样检验程序。
表A.2 轭铁冲压工艺说明工 艺 说 明
产品名称
轭铁
编号
产品图号
设计
审核
标准化
第1页 共1页
更改标记
数量
更改单号
签名
日期
批准
5,模具总体设计模具总体结构设计应根据已确定的工艺方案及制件形状特点、精度要求、所选设备的主要技术规格参数而进行，同时也要考虑模具制造条件及安全生产等因素。下面仅介绍第1道工序所用冲孔落料复合模的设计，其他工序的模具设计从略。
(1) 模具结构形式的选择采用冲孔落料复合模，首先要考虑凸凹模的壁厚是否过薄，本例中最小凸凹模的壁厚b=(6.5－3/2)=5(mm)，按表2.16判定，能保证凸凹模有足够的强度，故可采用倒装复合模。
(2) 模具工作部分尺寸计算该冲裁件属异形件，适宜采用电火花线切割加工，所以应采用单配加工法计算凸模、凹模的工作部分尺寸，凸凹模由凸模和凹模的实际尺寸按间隙配作。冲裁件上未注公差尺寸(2-R3)按GB/T 1804－f。
查阅表2.5，Zmin = 0.22mm，Zmax = 0.26mm；查阅表2.6，磨损系数X=1。
该制件3+0.1尺寸为冲孔，其余各尺寸均为落料。
按式(2-19)计算冲孔凸模工作部分尺寸
d凸=(3＋1×0.1=(mm)
按式(2-18)计算凹模工作部分尺寸
D凹1=(20＋0.1－1×0.2=19.9(mm)
D凹2=(14－1×0.1=13.9(mm)
D凹3=(7－1×0.1=6.9(mm)
D凹4=(26.9＋0.1－1×0.2=26.8(mm)
D凹5=(3＋0.05－1×0.1=2.95(mm)
凸凹模外形、内孔工作部分尺寸分别与凹模、凸模实际尺寸按0.22mm双面间隙配作。
注意，凸凹模上孔边距尺寸S(本例为6.5±0.08)的计算分2种情况：
当S随凹模磨损变大时
S=(冲裁件上该尺寸的最大极限－X＋1/8·－1/2·Zmin)±1/8 (A-1)
当S随凹模磨损变小时
S=(冲裁件上该尺寸的最小极限＋X－1/8·＋1/2·Zmin)±1/8 (A-2)
上述式中：——冲裁件的公差。
显然在本例中S随凹模磨损变大，所以应按式(A-1)计算
S=(6.5＋0.08－1×0.16＋1/8×0.16－1/2×0.22)±0.16/8=6.33±0.02
(3) 选用标准模架，确定闭合高度及模具总体尺寸按图A.14所示冲裁件大小，可确定凹模外形尺寸为80×63(mm)，根据凹模外形尺寸选择中间导柱导套模架。
选用模架 80×63×(140~165) GB/T 2851.5。
选用上模座 80×63×30 GB/T 2855.9
选用下模座 80×63×40 GB/T 2855.10
选用模柄 A25 JB/T 7646.2
所以，模架的闭合高度为：最大165mm，最小140mm。
按式(7-2)，且模具的闭合高度H还应在模架最大最小闭合高度之间，而本例中
H =上模座厚度＋上垫板厚度＋凸模长度(凹模厚度＋上固定板厚度)＋凸凹模高度＋ 下垫板厚度＋下模座厚度－(1~2)t
于是选定上垫板厚度为6mm；上固定板厚度为12mm；凹模厚度为20mm；凸模长度为32mm；凸凹模长度为40mm；下垫板厚度为6mm。
根据上述选定，得出H=152mm，满足要求，且介于模架最大最小闭合高度之间，故模具闭合高度设计合理。
(4) 模具总体尺寸设计按上述选定和计算结果，模具的总体尺寸为长184mm，宽120mm，闭合高度152mm。
(5) 绘制模具总装图，完成模具零件明细表图A.14所示为本例冲孔落料复合模总装图及模具零件明细表。
图A.14 轭铁冲孔落料复合模装配图
6,模具零件的设计模具零件设计一般在工艺设计和模具总体设计之后进行，标准件按相应标准直接选用填写在模具零件明细表中。如模柄，选用JB/T 7646.2 A25，本例冲模在63kN开式压力机上使用时，模柄还需另加30模柄套方能使用。从模具零件明细表中可以看出，本例冲孔落料复合模的大部分支承零件、导向零件、紧固零件均可选用标准件，部分卸料、顶料和打料零件由于形状简单也可在模具零件明细表备注栏加以说明。因此，本例冲孔落料复合模必须设计的模具零件有工作零件(凸模、凹模、凸凹模)，导向零件(定位板)，部分压料、卸料、顶料和打料零件(弹顶器、卸料板)，以及能分别反映上模部分和下模部分装配关系的支承零件(上固定板、下固定板)。模具主要零件见图A.15、图A.16(JB/T 7653为机械行业标准“冲模零件技术条件”，规定了除模架零件之外的各种冲模零件技术条件，包括未注明公差尺寸的极限偏差、形状位置公差值、零件内部组织、零件外表缺陷等内容)。
一般情况下，凹模及固定板要设计2个与上模座或下模座同时加工的销钉孔，需要3个以上的螺钉孔；弹性卸料板需要3个以上的螺纹孔与卸料螺钉配合，如果不用橡皮而用弹簧卸料时，在下固定板上需加工出坐稳弹簧的沉孔；顶杆一般要设计3根以上，顶杆长度=上垫板厚度+凹模打板安装孔深度－打板厚度+(1~2)mm；打杆长度=模柄长度－小打板厚度+(10~15)mm。
图A.15 轭铁冲孔落料复合模部分零件图(一)
图A.16 轭铁冲孔落料复合模部分零件图(二)
A.1 课程实验实验是本课程教学环节之一，通过实验(并完成实验报告)，可现场观察有关冲压工序的变形情况，可以自己动手操作设备，接触模具，从而对课程内容有更深入的体会和 理解。
实验内容可根据具体的教学条件而定。一般可安排下列实验：
(1) 间隙对冲裁件质量的影响；
(2) 最小弯曲半径与回弹角的测量；
(3) 拉深系数的测定；
(4) 冲模结构与拆装。
A.2 课程设计
A.2.1 课程设计的目的与要求作为综合性实践教学活动，课程设计是获得比较全面的冲压工艺与模设计知识的重要的一环。积极认真地完成这次实践和锻炼，必将为今后的实际工作打下良好基础。
A.2.1.1 课程设计的内容与步骤课程设计的内容和步骤一般如下：
(1) 读懂冲压制件图，了解相应的生产批量及生产条件。
(2) 进行该冲压件的工艺性分析。
(3) 确定该冲压件的工艺过程方案(最好有多个方案比较后确定)。
(4) 具体计算和设计该方案中各工序的工艺参数。
(5) 设计绘制其中一道冲压工序所用的模具图，其设计顺序为：①构思总图，画出总装配图；②完成模具零件明细表；③画出模具主要工作零件的零件图。
(6) 全面检查工艺计算和模具图纸。
(7) 编写设计说明书。
A.2.1.2 课程设计的要求课程设计开始之前，要做好必要的准备工作。最重要的是准备一些设计手册、模具图册、技术标准，有条件时还可准备一些参考书，以便在设计过程中逐渐学会使用这些资料。下面提出完成课题设计的具体要求。
(1) 设计说明书应全面反映设计思想、设计过程，条理清晰，层次分明，有分析、计算、比较，有结论性陈述，配必要的示意图；工艺设计引用的文字、计算公式、选取的参数要注明来源资料名称或序代号(参考文献统一列于设计说明书后)。说明书应书写工整，并装订成册(最好使用16K专用稿纸)。
(2) 绘图及设计全过程应执行相应的国家及行业(部颁)技术标准。图面应清晰、整洁、美观，图纸应有标题栏，且应努力达到可生产实用的程度。
(3) 对于模具零件图，要求一个模具零件用一张图纸。一般用1﹕1的比例绘制，有关制造精度与技术要求要有合理的标准或说明。
(4) 总装配图的一般布图方法是：①主视图绘制模具闭合状态(凸模进入凹模内完成制件成形)。若模具结构比较复杂，需要表示工作过程，也可一半绘开启状态，另一半绘闭合状态。②俯视图仅绘制下模(将上模拿掉)。③模具结构比较复杂时，需要增加的其他辅助视图(或剖视图)布置在合适的位置上。④右上角画出该模具相应的工序图。
总装配图必须标注3个尺寸，即模具的闭合高度、总长、总宽。此外，视需要标注必要的配合关系(如导柱与导套、销钉与销钉孔、凸模与凸模固定板等)。模具零件明细表中各项内容(序号、名称、件数、材料、热处理等)必须与相应零件图所标内容一致。
A.2.2 课程设计题目图A.1~图A.8选择的课程设计题目，都是来自生产实践中的冲压件。为了降低初学者的设计难度，尽可能选用了尺寸、形状相对比较简单的制件，但所用到的冲压加工基本工序有冲孔、落料、拉深、翻边、缩口、扩口、弯曲等。需要设计的冲模结构形式可以是简单模，也可能是复合模或级进模。设计题目如下。
(1) 焊片(如图A.1所示)。
(2) 静簧片(如图A.2所示)。
图A.1 焊片(大批量生产)
图A.2 静簧片(大批量生产)
(3) 动簧片(如图A.3所示)。
(4) 汽车后桥弹性隔套(如图A.4所示)。
图A.3 动簧片(大批量生产)
图A.4 汽车后桥弹性隔套(大批量生产)
(5) 电器开关阀芯(如图A.5所示)。
(6) 自行车中轴碗(如图A.6所示)。
图A.5 电器开关阀芯(小批量生产)
图A.6 自行车中轴碗(大批量生产)
(7) 垫环(如图A.7所示)。
(8) 仪表内圈架(如图A.8所示)。
图A.7 垫环(小批量生产)
图A.8 仪表内圈架(小批量生产)
A.2.3 课程设计实例如图A.9(a)所示制件，材料为DT4E冷轧纯铁板，厚度mm，生产纲领为中批量。
1,读懂制件图，分析冲压工艺性
(1) 分析其使用场合及使用要求。该制件是电磁继电器的轭铁，图A.9(b)是其与铁心装配后的组件图。装配后，要求轭铁A面与铁心B面之间的距离=(0~0.3)mm。显然，该制件按图A.9(a)的尺寸标注方法无法满足装配后尺寸的要求(封闭环公差小于各组成环公差之和)。因此，应根据最短尺寸链原则，建议产品设计对制件进行相应的修改，如图A.9(c)所示，在不提高轭铁和铁心(车削制件)的加工精度要求的前提下，改变尺寸标注方法，满足装配尺寸要求。
图A.9 轭铁制件图及装配后的组件图
(2) 分析其尺寸精度工艺性。按表3.8比较，弯曲件的尺寸精度较高，为保证弯曲角90°±30′，需增加一道校正弯曲。
(3) 分析其结构工艺性。该制件是典型V形弯曲件，由于DT4E纯铁板的材料力学性能与Q215相近，由表3.7可知，制件弯曲半径大于该种材料的最小弯曲半径(当弯曲线与轧制方向垂直时)，且弯曲线远离尺寸突变处。该弯曲件弯曲线两侧形状不对称，弯曲时应注意可能产生偏移，好在较长边有一圆孔，较短边有尺寸20±0.1凸肩，这些都有利于能采取措施防止偏移。
综合上述分析，可判定该制件可以用冲裁和弯曲加工成形。
2,确定工艺方案显然，生产该V形弯曲件要用到的冲压加工基本工序有落料、冲孔、弯曲，此外，为纠正弯曲回弹，还须增加一次校正弯曲工序。因此，该制件的冲压工艺方案可能有以下几种。
方案1 落料——冲孔——压弯——校正弯曲(如图A.10所示)。
方案2 冲孔、落料级进——压弯——校正弯曲(如图A.11所示)。
方案3 冲孔、落料、弯曲级进——校正弯曲(如图A.12所示)。
图A.10 方案1工序图
图A.11 方案2工序图
图A.12 方案3工序图
方案4 冲孔、落料复合——压弯——校正弯曲(如图A.13所示)。
方案1材料利用率高，模具结构简单，但制件精度较差，工序多，操作不安全，生产效率低，适合于小批量生产。
图A.13 方案4工序图方案2材料利用率很低，模具制造成本较大，但生产效率高，操作安全，制件精度较方案1高，适合于较大批量生产。
方案3生产效率极高，但材料利用率低，模具结构复杂，制造成本高，且安装调试周期长，适合于大批量生产。
方案4在有气源的冲压车间生产，生产效率可相当于方案2，但操作安全性较差，同方案1一样，材料利用率高，模具制造成本低于方案2，制件平整，尺寸精度高，适合于中批量生产。
根据制件的生产纲领属于中批量及尺寸精度要求较高的特点，比较各方案可见，方案4是较好方案，故选定它。
3,主要工艺参数计算
(1) 确定弯曲件毛坯展开尺寸根据图A.9(c)，该弯曲件r/t=0.5/2=0.25＜0.5，属无圆角半径弯曲，按表3.5，可求得其毛坯展开尺寸。
L=9＋0.2/2＋17＋0.4×2=26.9(mm)
取L=(26.9±0.1)mm(参见表A.2工序3)。
(2) 确定排样方案该弯曲件最大外形尺寸为26.9×20，属小冲压件，所以可以考虑对排排样(单凸模、翻转条料、往复送料)，以提高材料利用率，如图A.13(a)所示。查表2.10取a=3.5，a1=2.5。
按式(2-25)，送料步距
A=20＋14＋2×2.5=39(mm)
按式(2-26)及表2.11、表2.12，条料宽度
B=(26.9＋2×3.5＋2×0.4＋0.5=(mm)
查阅表1.13冷轧轧制薄钢板规格，拟选用2.0mm×900mm×2000mm的板料。
考虑到材料轧制方向与后续压弯工序的弯曲线垂直的要求，其材料轧制的方向只能与条料宽度平行，所以必须横裁。于是每张板料可裁条料数为
n1=2000÷35.2=56(条)，余28.8mm
单方向每条条料可冲制件数
=(900－2.5)÷39=23(件)
每条条料可冲制件数
n2=23×2=46(件)
每张板料可冲制件个数
n总= n1×n2=56×46=2576(件)
按式(2-29)每千件消耗定额
G=(2000×900×2×7.85)×10－3÷2576×103=10970.5(㎏/千件)≈11(㎏/件)
式中电工纯铁的比重按7.85g/cm3。
(3) 计算冲压力，选设备
① 冲孔落料复合工序按式(2-2)计算(其中DT4E电工纯铁板的b=230MPa)：
落料力 P冲1=(26.9×2＋20×2)×2×230=43148(N)≈43.15(kN)
冲孔力 P冲2=3.14×3×2×230=4333.2(N)≈4.33(kN)
按式(2-4)及查表2.3得
P卸= K卸×P冲1=0.05×43.15≈2.16(kN)
由式(2-5)及查表2.3，且取梗塞在凸凹模内的废料数为3个，推件力
P推=3×K推×P冲2=3×0.05×4.33≈0.65(kN)
由式(2-6)及查表2.3得顶件力
P顶= K顶(P冲1＋P冲2)=0.06×(43.15＋4.33)≈2.85(kN)
于是，总冲压力
P总= P冲1 ＋P冲2＋P卸＋P推＋P顶≈53.14(kN)
查阅表1.14或相关设计手册，可选用国产63kN开式压力机，其最大装模高度为170mm，最小装模高度为130mm，模柄孔尺寸为30×50(mm)。
② 压弯工序按表3.1可得
P弯=(0.6×1.3×14×22×230)÷(0.5＋2)=4018.6(N)≈4.02(kN)
P顶=0.8 P弯≈3.21(kN)
于是 P总= P弯＋P顶≈7.23(kN)
查阅相关设计手册，考虑到模具的刚性及顶料装置的安装，所以模具不宜做得太小，故选用国产40kN开式压力机，其最大装模高度为160mm，最小装模高度为125mm，模柄孔尺寸为30×50(mm)。
③ 校正弯曲工序校正部分的投影面积
F=7÷1.414×20＋(9＋2－7)÷1.414×14＋(17＋2)÷1.414×14=326.7(mm2)
按表3.1及表3.2可得
P=Fq=326.7×80=26136(N)≈26.1(kN)
同压弯工序一样，选用国产40kN开式压力机。
4,编制冲压工艺过程卡该制件的冲压工艺过程卡及相应冲压工艺说明见表A.1、表A.2。
表A.1 轭铁冲压工艺过程卡
加 工 工 艺 过 程 卡
产品名称
轭铁
产品图号
材料名称及牌号
DT4E
厚2.0 GB 6985—1986
每千件工艺定额
11.00kg
序号
工序
工序（步）内容及要求
工 装
设 备
备 注
1
辅
将2000mm×900mm×2.0mm裁成2.0×
×900。表面无严重锈蚀及划伤。条料宽度平行板
料轧制方向。尺寸达工艺说明要求。
2
检
按工序1及工艺说明要求
计数抽样按GB/T 2828.1—2003 AQL6.5。
3
冲
冲孔落料复合
冲孔落料复合模
63kN
允许冲件毛刺≤0.15，形状尺寸达工艺说明要求。
4
检
按工序3及工艺说明要求
计数抽样按GB/T 2828.1—2003 AQL6.5。
5
冲
弯曲
弯曲模
40kN
无弯裂、擦伤，形状尺寸达工艺说明要求。
6
检
按工序5及工艺说明要求
计数抽样按GB/T 2828.1—2003 AQL6.5。
7
冲
校正弯曲
校正弯曲模
40kN
无弯裂、擦伤，形状尺寸达产品图要求。
8
检
按工序7及产品图要求
计数抽样按GB/T 2828.1—2003 AQL6.5。
设计
审核
标准化
第1页 共1页
更改标记
数量
更改单号
签名
日期
批准
注：国家标准GB/ T2828.1—2003 计数抽样检验程序。
表A.2 轭铁冲压工艺说明工 艺 说 明
产品名称
轭铁
编号
产品图号
设计
审核
标准化
第1页 共1页
更改标记
数量
更改单号
签名
日期
批准
5,模具总体设计模具总体结构设计应根据已确定的工艺方案及制件形状特点、精度要求、所选设备的主要技术规格参数而进行，同时也要考虑模具制造条件及安全生产等因素。下面仅介绍第1道工序所用冲孔落料复合模的设计，其他工序的模具设计从略。
(1) 模具结构形式的选择采用冲孔落料复合模，首先要考虑凸凹模的壁厚是否过薄，本例中最小凸凹模的壁厚b=(6.5－3/2)=5(mm)，按表2.16判定，能保证凸凹模有足够的强度，故可采用倒装复合模。
(2) 模具工作部分尺寸计算该冲裁件属异形件，适宜采用电火花线切割加工，所以应采用单配加工法计算凸模、凹模的工作部分尺寸，凸凹模由凸模和凹模的实际尺寸按间隙配作。冲裁件上未注公差尺寸(2-R3)按GB/T 1804－f。
查阅表2.5，Zmin = 0.22mm，Zmax = 0.26mm；查阅表2.6，磨损系数X=1。
该制件3+0.1尺寸为冲孔，其余各尺寸均为落料。
按式(2-19)计算冲孔凸模工作部分尺寸
d凸=(3＋1×0.1=(mm)
按式(2-18)计算凹模工作部分尺寸
D凹1=(20＋0.1－1×0.2=19.9(mm)
D凹2=(14－1×0.1=13.9(mm)
D凹3=(7－1×0.1=6.9(mm)
D凹4=(26.9＋0.1－1×0.2=26.8(mm)
D凹5=(3＋0.05－1×0.1=2.95(mm)
凸凹模外形、内孔工作部分尺寸分别与凹模、凸模实际尺寸按0.22mm双面间隙配作。
注意，凸凹模上孔边距尺寸S(本例为6.5±0.08)的计算分2种情况：
当S随凹模磨损变大时
S=(冲裁件上该尺寸的最大极限－X＋1/8·－1/2·Zmin)±1/8 (A-1)
当S随凹模磨损变小时
S=(冲裁件上该尺寸的最小极限＋X－1/8·＋1/2·Zmin)±1/8 (A-2)
上述式中：——冲裁件的公差。
显然在本例中S随凹模磨损变大，所以应按式(A-1)计算
S=(6.5＋0.08－1×0.16＋1/8×0.16－1/2×0.22)±0.16/8=6.33±0.02
(3) 选用标准模架，确定闭合高度及模具总体尺寸按图A.14所示冲裁件大小，可确定凹模外形尺寸为80×63(mm)，根据凹模外形尺寸选择中间导柱导套模架。
选用模架 80×63×(140~165) GB/T 2851.5。
选用上模座 80×63×30 GB/T 2855.9
选用下模座 80×63×40 GB/T 2855.10
选用模柄 A25 JB/T 7646.2
所以，模架的闭合高度为：最大165mm，最小140mm。
按式(7-2)，且模具的闭合高度H还应在模架最大最小闭合高度之间，而本例中
H =上模座厚度＋上垫板厚度＋凸模长度(凹模厚度＋上固定板厚度)＋凸凹模高度＋ 下垫板厚度＋下模座厚度－(1~2)t
于是选定上垫板厚度为6mm；上固定板厚度为12mm；凹模厚度为20mm；凸模长度为32mm；凸凹模长度为40mm；下垫板厚度为6mm。
根据上述选定，得出H=152mm，满足要求，且介于模架最大最小闭合高度之间，故模具闭合高度设计合理。
(4) 模具总体尺寸设计按上述选定和计算结果，模具的总体尺寸为长184mm，宽120mm，闭合高度152mm。
(5) 绘制模具总装图，完成模具零件明细表图A.14所示为本例冲孔落料复合模总装图及模具零件明细表。
图A.14 轭铁冲孔落料复合模装配图
6,模具零件的设计模具零件设计一般在工艺设计和模具总体设计之后进行，标准件按相应标准直接选用填写在模具零件明细表中。如模柄，选用JB/T 7646.2 A25，本例冲模在63kN开式压力机上使用时，模柄还需另加30模柄套方能使用。从模具零件明细表中可以看出，本例冲孔落料复合模的大部分支承零件、导向零件、紧固零件均可选用标准件，部分卸料、顶料和打料零件由于形状简单也可在模具零件明细表备注栏加以说明。因此，本例冲孔落料复合模必须设计的模具零件有工作零件(凸模、凹模、凸凹模)，导向零件(定位板)，部分压料、卸料、顶料和打料零件(弹顶器、卸料板)，以及能分别反映上模部分和下模部分装配关系的支承零件(上固定板、下固定板)。模具主要零件见图A.15、图A.16(JB/T 7653为机械行业标准“冲模零件技术条件”，规定了除模架零件之外的各种冲模零件技术条件，包括未注明公差尺寸的极限偏差、形状位置公差值、零件内部组织、零件外表缺陷等内容)。
一般情况下，凹模及固定板要设计2个与上模座或下模座同时加工的销钉孔，需要3个以上的螺钉孔；弹性卸料板需要3个以上的螺纹孔与卸料螺钉配合，如果不用橡皮而用弹簧卸料时，在下固定板上需加工出坐稳弹簧的沉孔；顶杆一般要设计3根以上，顶杆长度=上垫板厚度+凹模打板安装孔深度－打板厚度+(1~2)mm；打杆长度=模柄长度－小打板厚度+(10~15)mm。
图A.15 轭铁冲孔落料复合模部分零件图(一)
图A.16 轭铁冲孔落料复合模部分零件图(二)
