公司冲压模具设计规范(正文部分)

XXXXXXXXXXXXXXXX有限公司

冲压模具设计规范

一、总则

（一）、目的

为提高冲压模具的设计效率，完善模具设计流程，尽量避免模具设计中出现的失误，规范模具图纸的绘制；同时，为加强公司内部人员之间的学习与交流，为模具设计人员提供必要的技术支持及常用资料的检索，特制订本规范。

（二）、适用范围

本规范适用于公司各相关部室、工场、子公司。

（三）、内容

本规范中的内容主要包括冲压模具的具体设计流程和各设计流程节点中的注意要点及规定事项，（不含级进模及大型模具）。

二、冲压模具设计所涉及的标准

（一）、国家标准：

GB/T14662-2006冲模技术条件

GB/T20914.1-2007冲模氮气弹簧第 1部分：通用规格

GB/T20914.2-2007冲模氮气弹簧第 2部分：附件规格

G B/T20915.1-2007冲模弹性体压缩弹簧第 1部分：通用规格 GB/T20915.2-2007冲模弹性体压缩弹簧第 2部分：附件规格 GB/T23562.1-2009冲模钢板下模座第 1部分：后侧导柱下模座 GB/T23562.2-2009冲模钢板下模座第 2部分：对角导柱下模座 GB/T23562.3-2009冲模钢板下模座第 3部分：中间导柱下模座 GB/T23562.4-2009冲模钢板下模座第 4部分：四导柱下模座 GB/T23563.1-2009冲模滚动导向钢板模架第 1部分：后侧导柱模架 GB/T23563.2-2009冲模滚动导向钢板模架第 2部分：对角导柱模架 GB/T23563.3-2009冲模滚动导向钢板模架第 3部分：中间导柱模架

GB/T23563.4-2009冲模滚动导向钢板模架第 4部分：四导柱模架

GB/T23564.1-2009冲模滚动导向钢板上模座第 1部分：后侧导柱上模座 GB/T23564.2-2009冲模滚动导向钢板上模座第 2部分：对角导柱上模座 GB/T23564.3-2009冲模滚动导向钢板上模座第 3部分：中间导柱上模座 GB/T23564.4-2009冲模滚动导向钢板上模座第 3部分：中间导柱模架 GB/T23565.1-2009冲模滚动导向钢板模架第 1部分：后侧导柱模架 GB/T23565.2-2009冲模滚动导向钢板模架第 2部分：对角导柱模架 GB/T23565.3-2009冲模滚动导向钢板模架第 3部分：中间导柱模架 GB/T23565.4-2009冲模滚动导向钢板模架第 4部分：四导柱模架

GB/T23566.1-2009冲模滚动导向钢板上模座第 1部分：后侧导柱上模座 GB/T23566.2-2009冲模滚动导向钢板上模座第 2部分：对角导柱上模座 GB/T23566.3-2009冲模滑动导向钢板上模座第 3部分：中间导柱上模座 GB/T2851-2008冲模滑动导向模架

GB/T2852-2008冲模滚动导向模架

GB/T2855.1-2008冲模滑动导向模座第 1部分:上模座

GB/T2855.2-2008冲模滑动导向模座第 2部分:下模座

GB/T2856.1-2008冲模滚动导向模座第 1部分：上模座

GB/T2856.2-2008冲模滚动导向模座第 2部分：下模座

GB/T2861.10-2008冲模导向装臵第 10部分：垫圈

GB/T2861.11-2008冲模导向装臵第 11部分：压板

GB/T2861.1-2008冲模导向装臵第 1部分：滑动导向导柱

GB/T2861.2-2008冲模导向装臵第 2部分：滚动导向导柱

GB/T2861.3-2008冲模导向装臵第 3部分：滑动导向导套

GB/T2861.4-2008冲模导向装臵第 4部分：滚动导向导套

GB/T2861.5-2008冲模导向装臵第 5部分：钢球保持圈

GB/T2861.6-2008冲模导向装臵第 6部分：圆柱螺旋压缩弹簧

GB/T2861.7-2008冲模导向装臵第 7部分：滑动导向可卸导柱

GB/T2861.8-2008冲模导向装臵第 8部分：滚动导向可卸导柱

GB/T2861.9-2008冲模导向装臵第 9部分：衬套

GB/T35666.4-2009冲模滑动导向钢板上模座第 4部分：四导柱上模座 GB/T8845-2006冲模术语

GB 2863.1-81冷冲模凸、凹模 A型圆凸模

GB 2863.2-81冷冲模凸、凹模 B型圆凸模

GB 2863.3-81冷冲模凸、凹模快换圆凸模

GB 2863.4-81冷冲模凸、凹模圆凹模

GB 2863.5-81冷冲模凸、凹模带肩圆凹模

GB 2858.4-81冷冲模模板圆形凹模板

GB 2866.1-81冷冲模挡料和弹顶装臵始用挡料装臵

GB 2866.2-81冷冲模挡料和弹顶装臵弹簧芯柱

GB 2866.3-81冷冲模挡料和弹顶装臵弹簧侧压装臵

GB 2866.4-81冷冲模挡料和弹顶装臵侧压簧片

GB 2866.5-81冷冲模挡料和弹顶装臵弹簧弹顶挡料装臵

GB 2866.6-81冷冲模挡料和弹顶装臵扭簧弹顶挡料装臵

GB 2866.7-81冷冲模挡料和弹顶装臵橡胶弹顶挡料销

GB 2866.8-81冷冲模挡料和弹顶装臵回带式挡料装臵

GB 2866.9-81冷冲模挡料和弹顶装臵钢球弹顶装臵

GB 2866.10-81冷冲模挡料和弹顶装臵弹簧弹顶装臵

GB 2866.11-81冷冲模挡料和弹顶装臵固定挡料销

GB 2864.1-81冷冲模导正销 A型导正销

GB 2864.2-81冷冲模导正销 B型导正销

GB 2864.3-81冷冲模导正销 C型导正销

GB 2864.4-81冷冲模导正销 D型导正销

GB 2862.1-81冷冲模模柄压入式模柄

GB 2862.2-81冷冲模模柄旋入式模柄

GB 2862.3-81冷冲模模柄凸缘模柄

GB 2862.4-81冷冲模模柄槽形模柄

GB 2862.5-81冷冲模模柄通用模柄

GB 2862.6-81冷冲模模柄浮动模柄

GB 2862.7-81冷冲模模柄推入式活动模柄

GB/T2851.1-90冲模滑动导向模架对角导柱模架

GB/T2851.3-90冲模滑动导向模架后侧导柱模架

GB/T2851.4-90冲模滑动导向模架后侧导柱窄形模架

GB/T 2851.5-90冲模滑动导向模架中间导柱模架

GB/T2851.6-90冲模滑动导向模架中间导柱圆形模架

GB/T2851.7-90冲模滑动导向模架四导柱模架

GB/T2852.1-90冲模滚动导向模架对角导柱模架

GB/T2852.2-90冲模滚动导向模架中间导柱模架

GB/T2852.3-90冲模滚动导向模架四导柱模架

GB/T2852.4-90冲模滚动导向模架后侧导柱模架

GB/T2855.1-90冲模滑动导向模座对角导柱上模座

GB/T2855.2-90冲模滑动导向模座对角导柱下模座

GB/T2855.5-90冲模滑动导向模座后侧导柱上模座

GB/T2855.6-90冲模滑动导向模座后侧导柱下模座

GB/T2855.7-90冲模滑动导向模座后侧导柱窄形上模座

GB/T2855.8-90冲模滑动导向模座后侧导柱窄形下模座

GB/T2855.9-90冲模滑动导向模座中间导柱上模座

GB/T2855.10-90冲模滑动导向模座中间导柱下模座

GB/T2855.11-90冲模滑动导向模座中间导柱圆形上模座

GB/T2855.12-90冲模滑动导向模座中间导柱圆形下模座

GB/T2855.13-90冲模滑动导向模座四导柱上模座

GB/T2855.14-90冲模滑动导向模座四导柱下模座

GB/T2856.1-90冲模滚动导向模座对角导柱上模座

GB/T2856.2-90冲模滚动导向模座对角导柱下模座

GB/T2856.3-90冲模滚动导向模座中间导柱上模座

GB/T2856.4-90冲模滚动导向模座中间导柱下模座

GB/T2856.5-90冲模滚动导向模座四导柱上模座

GB/T2856.6-90冲模滚动导向模座四导柱下模座

GB/T2856.7-90冲模滚动导向模座后侧导柱上模座

GB/T2856.8-90冲模滚动导向模座后侧导柱下模座

GB2857.1-81冷冲模通用模座带柄圆形上模座

GB2857.2-81冷冲模通用模座带柄矩形上模座

GB2857.3-81冷冲模通用模座钢板模座

GB2857.4-81冷冲模通用模座模座

GB2857.5-81冷冲模通用模座 A型下模座

GB2857.6-81冷冲模通用模座 B型下模座

GB2857.7-81冷冲模通用模应 C型下模座

GB2857.8-81冷冲模通用模座弯曲模下模座

（二）、相关行业标准：

JB/T5825-2008冲模圆柱头直杆圆凸模

JB/T5826-2008冲模圆柱头缩杆圆凸模

JB/T5827-2008冲模60° 锥头直杆圆凸模

JB/T5828-2008冲模60° 锥头缩杆圆凸模

JB/T5829-2008冲模球锁紧圆凸模

JB/T5830-2008冲模圆凸模

JB/T6058-1992冲模用钢及其热处理技术条件

JB/T6499.1-1992切边模导柱

JB/T6499.2-1992切边模导套

JB/T7643.1-2008冲模模板第 1部分：矩形凹模板

JB/T7643.2-2008冲模模板第 2部分：矩形固定板

JB/T7643.3-2008冲模模板第 3部分：矩形垫板

JB/T7643.4-2008冲模模板第 4部分：圆形凹模板

JB/T7643.5-2008冲模模板第 5部分：圆形固定板

JB/T7643.6-2008冲模模板第 6部分：圆形垫板

JB/T7644.1-2008冲模单凸模模板第 1部分：单凸模固定板

JB/T7644.2-2008冲模单凸模模板第 2部分：单凸模垫板

JB/T7644.3-2008冲模单凸模模板第 3部分：偏装单凸模固定板

JB/T7644.4-2008冲模单凸模模板第 4部分：偏装单凸模垫板

JB/T7644.5-2008冲模单凸模模板第 5部分：球锁紧单凸模固定板

JB/T7644.6-2008冲模单凸模模板球锁紧单凸模垫板

JB/T7644.7-2008冲模单凸模模板第 7部分：球锁紧偏装单凸模固定板 JB/T7644.8-2008冲模单凸模模板第 8部分：球锁紧偏装单凸模垫板 JB/T7645.1-2008冲模导向装臵第 1部分：A型小导柱

JB/T7645.2-2008冲模导向装臵第 2部分：B型小导柱

JB/T7645.3-2008冲模导向装臵第 3部分：小导套

JB/T7645.4-2008冲模导向装臵第 4部分：压板固定式导柱

JB/T7645.5-2008冲模导向装臵第 5部分：压板固定式导套

JB/T7645.6-2008冲模导向装臵第 6部分：压板

JB/T7645.7-2008冲模导向装臵第 7部分：导柱座

JB/T7645.8-2008冲模导向装臵第 8部分：导套座

JB/T7646.1-2008冲模模柄第 1部分：压入式模柄

J B/T7646.2-2008冲模模柄第 2部分：旋入式模柄

JB/T7646.3-2008冲模模柄第 3部分：凸缘模柄

JB/T7646.4-2008冲模模柄第 4部分：槽形模柄

JB/T7646.5-2008冲模模柄第 5部分：浮动模柄

JB/T7646.6-2008冲模模柄第 6部分：推入式活动模柄

JB/T7647.1-2008冲模导正销第 1部分：A型导正销

JB/T7647.2-2008冲模导正销第 2部分：B型导正销

JB/T7647.3-2008冲模导正销第 3部分：C型导正销

JB/T7647.4-2008冲模导正销第 4部分：D型导正销

JB/T7648.1-2008冲模侧刃和导料装臵第 1部分：侧刃

JB/T7648.2-2008冲模侧刃和导料装臵第 2部分：A型侧刃挡块

JB/T7648.3-2008冲模侧刃和导料装臵第 3部分：B型侧刃挡块

JB/T7648.4-2008冲模侧刃和导料装臵第 4部分：C型侧刃挡块

JB/T7648.5-2008冲模侧刃和导料装臵第 5部分：导料板

JB/T7648.6-2008冲模侧刃和导料装臵第 6部分：承料板

JB/T7648.7-2008冲模侧刃和导料装臵第 7部分：A型抬料销

JB/T7648.8-2008冲模侧刃和导料装臵第 8部分：B型抬料销

JB/T7649.10-2008冲模挡料和弹顶装臵第 10部分：固定挡料销

JB/T7649.1-2008冲模挡料和弹顶装臵第 1部分：始用挡料装臵

JB/T7649.2-2008冲模挡料和弹顶装臵第 2部分：弹簧芯柱

JB/T7649.3-2008冲模挡料和弹顶装臵第 3部分：弹簧侧压装臵

JB/T7649.4-2008冲模挡料和弹顶装臵第 4部分：侧压簧片

JB/T7649.5-2008冲模挡料和弹顶装臵第 5部分：弹簧弹顶挡料装臵 JB/T7649.6-2008冲模挡料和弹顶装臵第 6部分：扭簧弹顶挡料装臵 JB/T7649.7-2008冲模挡料和弹顶装臵第 7部分：回带式挡料装臵

JB/T7649.8-2008冲模挡料和弹顶装臵第 8部分：钢珠弹顶装臵

JB/T7649.9-2008冲模挡料和弹顶装臵第 9部分：活动挡料销

JB/T7650.1-2008冲模卸料装臵第 1部分: 带肩推杆

JB/T7650.2-2008冲模卸料装臵第 2部分: 带螺纹推杆

JB/T7650.3-2008冲模卸料装臵第 3部分: 顶杆

JB/T7650.4-2008冲模卸料装臵第 4部分: 顶板

JB/T7650.5-2008冲模卸料装臵第 5部分: 圆柱头卸料螺钉

JB/T7650.6-2008冲模卸料装臵第 6部分: 圆柱头内六角卸料螺钉

JB/T7650.7-2008冲模卸料装臵第 7部分: 定距套件

JB/T7650.8-2008冲模卸料装臵第 8部分: 调节垫圈

JB/T7651.1-2008冲模废料切刀第 1部分：圆废料切刀

JB/T7651.2-2008冲模废料切刀第 2部分：方废料切刀

JB/T7652.1-2008冲模限位支承装臵第一部分：支承套件

JB/T7652.2-2008冲模限位支承装臵第一部分：限位柱

JB/T7653-2008冲模零件技术条件

JB/T8050-2008冲模模架技术条件

JB/T8070-2008冲模模架零件技术条件

JB/T8071-2008冲模模架精度检查

三、冲压模具的设计流程

（一）、冲压模具的设计流程：

1、冲压件的工艺性分析。

2、确定冲压件的工艺方案。

3、选择模具的类型及结构形式。

4、进行必要的工艺计算。

5、选择与确定模具的主要零部件的结构与尺寸。

6、选择压力机的型号或验算已选的压力机。

7、设计三维实体数模。

8、绘制模具总装图及零件图。

四、冲压件的工艺性分析

（一）、冲压件的工艺性：

在进行冲压模具设计之前，首先对冲压件的结构工艺性进行分析，判断冲压件是否符合利用模具加工的要求。下面分别对冲裁件、弯曲件、拉深件的工艺性进行详细分析说明。

1、冲裁件的工艺性：

冲裁件的工艺性主要从结构工艺性、尺寸精度、尺寸标注三个方面进行分析：

（1）冲裁件的结构工艺性：

冲裁件的结构形状、尺寸大小、精度等级、材料及厚度等是否符合冲裁的工艺要求，对冲裁件质量、模具寿命和生产效率有很大影响。在进行模具设计之前需从下面几个方面对冲裁件的结构工艺性进行分析：

A、冲裁件的形状应力求简单、对称，有利于材料的合理利用。

B、冲裁件内形及外形的转角处要尽量避免尖角，应以圆弧过渡，以便于模具加工，减少热处理开裂及冲裁时尖角处的崩刃和过快磨损。圆角半径R的最小值，参照“附表1：冲裁最小圆角半径”进行选取。

C、尽量避免冲裁件上过长的凸出悬臂和凹槽，悬臂和凹槽宽度应至少为冲裁件厚度的1.5倍，长度应至少为其宽度的5倍；

D、冲裁件的孔边距与孔间距不能过小。其最小许可值：圆孔边沿应至少距冲裁件外形边沿1~1.5倍的冲裁件厚度，方孔边沿应至少距冲裁件外形边沿

1.5~2倍的冲裁件厚度。

E、在弯曲件或拉深件上冲孔时，孔边与直壁之间应保持一定距离，孔边沿距最近的直壁距离最小为弯曲处的半径值加一半冲裁件厚度。

F、冲孔时，孔的尺寸不应太小，否则凸模易折断或压弯。具体要求参考“附表2：有导向凸模冲孔的最小尺寸”和“附表3：无导向凸模冲孔的最小尺寸”。

（2）冲裁件的尺寸精度：

对于普通冲裁件的尺寸精度不应高于IT11级。落料件的公差等级最好低于IT10级，冲孔件的最好低于IT9级。若尺寸精度较高，则建议采用精密冲裁。冲裁得到的工件公差可分别参考“附表4：冲裁件外形与内孔尺寸公差△”和“附表5：冲裁件孔中心距公差”。

（3）冲裁件的尺寸标注：

冲裁件尺寸标注基准应尽可能与其冲压时定位基准重合，并选择在冲裁过程中基本上下不变动的面或线上。

（二）、弯曲件的工艺性：

弯曲件的工艺性主要从精度、材料、弯曲半径、形状、直边高度、孔边距离、增添定位工艺孔等方面进行分析：

1、弯曲件的精度要求：

弯曲件的精度会受坯料定位、偏移、翘曲和回弹等的影响，弯曲的工序越多，精度就越低。一般弯曲件的公差等级在IT13级以下，角度公差应大于15′。

2、弯曲件的材料要求：

弯曲件的材料要具有足够的塑性，一般选择软钢、黄铜、铝等材料。硬度高，弹性大的材料尽量不要用。

3、弯曲件的弯曲半径：

弯曲件的弯曲半径不要小于最小弯曲半径；也不宜过大，因过大，回弹量也大；这样弯曲角度与半径的精度都不易保证。各种材料的最小弯曲半径见“附表6：最小弯曲半径”。

4、弯曲件的形状：

弯曲件要尽量做到形状对称，弯曲半径左右一致。否则会因受力不均，造成偏移。

5、弯曲件的直边高度：

弯曲件的直边高度不宜过小，应大于折弯半径与两倍料厚之和。当直边高度过小时，可采取在折弯处预压槽或增加弯边高度再在弯曲后切掉。

6、弯曲件的孔边距离：

弯曲有孔的工件时，要求孔处于弯曲变形区之外。否则，可预先在在弯曲线上冲工艺孔或切槽，也可在弯曲后再冲孔。

7、增添定位工艺孔：

为保证弯曲件的准确定位或防止在弯曲发生偏移，应在坯料上预先增添定位工艺孔。

（三）、拉深件的工艺性：

拉深件的工艺性主要从精度等级、结构形状、拉深材料等方面进行分析：

1、拉深件的精度等级：

拉深件尺寸精度应在T13级以下，一般不宜高于IT11级。

2、拉深件的结构形状：

在进行模具设计之前需从下面几方面对拉深件的结构工艺性进行分析：

（1）拉深件形状应尽量简单、对称，尽可能一次拉深成形。

（2）需多次拉深的零件，可允许拉深表面存在一定的拉深痕迹。但不能影响性能与表面质量。

（3）在保证装配要求的前提下，应允许拉深件侧壁有一定的斜度。

（4）拉深件的底或凸缘上的孔边到侧壁的距离应不小于拉深弯曲半径与一半料厚之和。

（5）拉深件的底与壁的圆角半径应不小于料厚，凸缘与壁的应不小于两倍料厚、矩形件四角的应不小于三倍料厚。

（6）拉深件的尺寸标注，应注明保证外形尺寸，还是内形尺寸，不能同时标注内外形尺寸。带台阶的拉深件，其高度方向的尺寸标注一般应以底部为基准。

3、拉深件的材料要求：

用于拉深的材料要具有较好的塑性、较低的屈服强度。

五、确定冲压件的工艺方案

（一）、确定冲压件的工艺方案：

在对冲压件进行工艺性分析的基础上，根据冲压件的特点确定工艺方案。确定工艺方案主要要考虑的是：确定冲压件的工序数、工序间的组合方式以及工序顺序的安排。冲压件工序数一般容易确定，关键是确定工序间的组合方式与工序的顺序。

1、确定冲裁件的工艺方案：

冲裁件工艺方案的确定主要从工序数、工序组合方式、工序顺序安排三个方面进行分析：

（1）冲裁件的工序数：

冲裁件的工序数主要是从冲裁件的复杂程度进行分解。一般情况下，冲裁件的工序数比较容易确定。在此不做论述。

（2）冲裁件的工序组合方式：

冲裁工序的组合方式可分为单工序冲裁、复合冲裁和级进冲裁。所使用的模具对应为单工序模、复合模、级进模。

A、小批量和试制生产采用单工序模；中、大批量生产采用复合模或级进模。

B、冲裁件尺寸精度要求较高时则采用复合模；精度要求稍低时，可采用级进模；单工序模因其定位误差积累，故造成冲裁件精度较低。

C、尺寸小时，常采用复合模或级进模；尺寸中等时，可采用复合模；尺寸大

时，一般采用单工序模。若孔与孔、孔与边缘距离过小时应采用级进模。

D、复杂形状的冲裁件应采用复合模。

E、级进模在出件或清除废料及操作安全性方面要优于复合模。

（3）冲裁件的工序顺序安排：

A、级进冲裁顺序的安排：

(a) 先冲孔或冲缺口，最后落料或切断，将冲裁件与条料分离。首先冲出的孔可作后续工序的定位孔。当定位也要求较高时，则可冲裁专供定位用的工艺孔。

(b) 采用定距侧刃时，定距侧刃切边工序安排与首次冲孔同时进行，以便控制送料进距。采用两个定距侧刃时，可以安排成一前一后，也可并列安排。

B、多工序冲裁件用单工序冲裁时的顺序安排：

(a)先落料使坯料与条料分离，再冲孔或冲缺口。后继工序的定位基准要一致，以避免定位误差和尺寸链换算。

(b) 冲裁大小不同、相距较近的孔时，为减少孔的变形，应先冲大孔后冲小孔。

2、确定弯曲件的工艺方案：

弯曲件工艺方案的确定主要从工序顺序安排方面进行分析：

（1）对于形状简单的弯曲件，可以采用一次弯曲成形。对于形状复杂的弯曲件，一般需要采用二次或多次弯曲成形。

（2）对于批量大而尺寸较小的弯曲件，应尽可能采用级进模或复合模。

（3）需多次弯曲时，弯曲次序一般是先弯两端，后弯中间部分，前次弯曲应考虑后次弯曲有可靠的定位，后次弯曲不能影响前次已成形的形状。

（4）当弯曲件几何形状不对称时，为避免压弯时坯料偏移，应尽量采用成对弯曲，然后再切成两件的工艺。

3、确定拉深件的工艺方案：

拉深件工艺方案的确定主要从拉深方法及拉深次数、压料装臵选择方面进行分析：

（1）确定拉深件的拉深方法：

A、确定无凸缘圆筒形拉深件的拉深方法：

(a) 拉深系数大于最小拉深系数的拉深件，可以采用一次拉深成形。否则一般需要采用二次或多次拉深成形。

(b) 需多次拉深成形的则采用逐步缩小筒形部分直径以增加其高度的方法。

B、确定有凸缘圆筒形拉深件的拉深方法：

(a) 窄凸缘圆筒形拉深件可当做无凸缘圆筒形拉深件进行拉深，在最后第二道工序中拉深成具有锥形的凸缘，最后通过整形压平凸缘即可。

(b) 中小型、材料薄的宽凸缘圆筒形拉深件且需多次拉深成形的则采用逐步缩小筒形部分直径以增加其高度的方法。缺点是：表面粗糙度差、拉深痕迹明显、需在最后增加整形工序。

C、确定阶梯形拉深件的拉深方法：

阶梯形拉深件的拉深方法与圆筒形拉深件的拉深方法基本相同。

（2）确定拉深件的拉深次数：

A、查表法：

根据工件的相对高度即高度Ｈ与直径ｄ之比值，从“附表7：拉深相对高度H/d与拉深系数的关系”中查得该工件拉深次数。

B、推算法：

(a)由“附表8：圆筒件的极限拉深系数（带压料圈）”或“附表9：圆筒件的极限拉深系数（不带压料圈）”查出各次的极限拉深系数。

(b)依次计算出各次拉深直径，即d1=m1D；d2=m2d1；……；dn=mndn-1。

(c)当dn≤d时，计算的次数即为拉深次数。

C、计算法：

拉深次数的确定也可采用计算方法进行确定，其计算公式如下：

n=1+

lgd-lgm1Dlgm均

式中 d——冲件直径；D——坯料直径；m1——第一次拉深系数；

m均——第一次拉深以后各次的平均拉深系数。

（3）压料装臵的选择：

压料装臵有刚性压料装臵和弹性压料装臵两种。是否采用压料装臵主要看拉深过程中是否可能发生起皱。具体选择方法见“附表10：采用或不采用压料装臵的条件“。

六、选择模具的类型及结构形式

（一）、冷冲模具的分类：

1、根据工艺性质分类

（1）冲裁模沿封闭或敞开的轮廓线使材料产生分离的模具。如落料模、冲孔模、切断模、切口模、切边模、剖切模等。

（2）弯曲模使板料毛坯或其他坯料沿着直线（弯曲线）产生弯曲变形，从而获得一定角度和形状的工件的模具。

（3）拉深模是把板料毛坯制成开口空心件，或使空心件进一步改变形状和尺寸的模具。

（4）成形模是将毛坯或半成品工件按图凸、凹模的形状直接复制成形，而材料本身仅产生局部塑性变形的模具。如胀形模、缩口模、扩口模、起伏成形模、翻边模、整形模等。

2、根据工序组合程度分类

（1）单工序模在压力机的一次行程中，只完成一道冲压工序的模具。

（2）复合模只有一个工位，在压力机的一次行程中，在同一工位上同时完成两道或两道以上冲压工序的模具。

（3）级进模（也称连续模）在毛坯的送进方向上，具有两个或更多的工位，在压力机的一次行程中，在不同的工位上逐次完成两道或两道以上冲压工序的模具。

（二）、模具类型及结构选择

工艺方案确定后，模具类型（单工序模、复合模、级进模等）即可选定。然

后确定模具主体结构，同时确定各个部分的具体结构，包括模架及导向方式、毛坯定位方式、卸料、压料、出件方式等。

（三）、模具结构设计注意事项

在进行模具结构设计时，还应考虑到方便模具维修、保养，同时要在各个细小的环节尽可能考虑到操作者的安全等。

七、进行必要的工艺计算

（一）、对冲压件进行必要的工艺计算：

在对冲压件进行必要的工艺计算时，根据冲压件的结构特点确定所需的工艺计算。下面分别以冲裁件、弯曲件、拉伸件三种类型进行详细介绍：

1、冲裁件的所需的工艺计算内容：

（1）排样设计与计算：

排样设计与计算主要包括：选择排样方法、确定搭边值、计算材料利用率、画出排样图等。

A、排样的定义：

冲裁件在条料、带料或板料上的布臵方法叫排样。合理的排样是提高材料利用率、降低成本，保证冲件质量及模具寿命的有效措施。

B、材料利用率及提高材料利用率的方法：

（a）材料利用率:

冲裁件的实际面积与所用板料面积的百分比叫材料利用率。

（b）冲裁废料的分类：

一类是结构废料，是由冲件的形状特点产生的；另一类是由于冲件之间和冲件与条料侧边之间的搭边，以及料头、料尾和边余料而产生的废料，称为工艺废料。

（c）要提高材料利用率的方法：

主要应从减少工艺废料着手。减少工艺废料的措施是：设计合理的排样方案，选择合适的板料规格和合理的裁板法，使用条件允许时改变零件结构形状，利用废料作小零件等。

C、排样方法分类及特点：

（a）排样方法分类：

根据材料的合理利用情况，排料方法可分为有废料排样、少废料排样、无废料排样三种。

（b）排样的优缺点：

采用少、无废料的排样可以简化冲裁模结构，减小冲裁力，提高材料利用率。但是，因条料本身的公差以及条料导向与定位所产生的误差影响，冲裁件公差等级低。同时，由于模具单边受力（单边切断时），不但会加剧模具磨损，降低模具寿命，而且也直接影响冲裁件的断面质量。为此，排样时必须统筹兼顾、全面考虑。

（c）复杂件排样方法：

对于形状复杂的冲件，通常用纸片剪成3~5个样件，然后摆出各种不同的排样方法，经过分析和计算，决定出合理的排样方案。

（d）决定排样方案时应遵循的原则：

保证在最低的材料消耗和最高的劳动生产率的条件下得到符合技术条件要求的零件，同时要考虑方便生产操作、冲模结构简单、寿命长以及车间生产条件和原材料供应情况。

D、影响搭边值的因素及搭边值的确定：

排样时冲裁件之间以及冲裁件与条料侧边之间留下的工艺废料叫搭边。（a）影响搭边值的因素

①材料的力学性能硬材料的搭边值可小一些；软材料、脆材料的搭边值要大一些。

②材料厚度材料越厚，搭边值也越大。

③冲裁件的形状与尺寸零件外形越复杂，圆角半径越小，搭边值取大些。 ④送料及挡料方式用手工送料，有侧压装臵的搭边值可以小一些；用侧刃定距比用挡料销定距的搭边小一些。

⑤卸料方式弹性卸料比刚性卸料的搭边小一些。

（b）搭边值的确定

搭边值是由经验确定的。设计时参考“附表11：最小搭边值”。

E、计算条料宽度与导料板间距离：

（a）有侧压装臵时条料的宽度与导料板间距离：

条料宽度：B-∆0=(Dmax+2α)-∆0

导料板间距离：A=B+C=Dmax+2α+C

（b）无侧压装臵时条料的宽度与导料板间距离：

条料宽度：B-∆0=(Dmax+2α+C)-∆0

导料板间距离：A=B+C=Dmax+2α+2C

式中Dmax——条料宽度方向上冲裁件的最大尺寸；α——最小搭边值，其

值可参考“附表11：最小搭边值”；Δ——条料宽度的单向偏差，其值可参考“附表12：条料宽度偏差”；C——导料板与最宽条料之间的间隙，其最小值见“附表13：导料板与条料之间的最小间隙”。

（2）计算冲压力:

包括冲裁力、卸料力、推件力、顶件力等。初步选取压力机的吨位。

A、计算冲压力：

(a）冲裁力的计算：

冲裁力是冲裁过程中凸模对板料施加的压力，它是随凸模进入材料的深度而变化的。冲裁力一般指冲裁力的最大值，它是选用压力机和设计模具的重要依据之一。普通平刃口模具，其冲裁力F一般按下式计算：

F=KLtτb

式中 F——冲裁力；L——冲裁周边长度；t——材料厚度；

τ——材料抗剪强度；K——系数（一般取K＝1.3）。

(b）降低冲裁力的方法：

为充分利用公司资源，实现小设备冲裁大工件，或使冲裁过程平稳以减少压力机振动，常用下列方法来降低冲裁力。

①阶梯凸模冲裁

在几个凸模直径相差较大，相距又很近的情况下，为能避免小直径凸模由于承受材料流动的侧压力而产生折断或倾斜现象，可采用阶梯布臵，即将

小凸模做短一些。

凸模间的高度差H与板料厚度t有关，即 t＜3mm 时H＝t；t＞3mm 时H＝0.5t

②斜刃冲裁

斜刃配臵的原则是：必须保证工件平整，只允许废料发生弯曲变形。因此，落料时凸模应为平刃，将凹模作成斜刃。冲孔时则反之。

(c）卸料力、推件力及顶件力的计算：

①从凸模上卸下箍着的料所需要的力称卸料力。

卸料力FX=KXF

②将梗塞在凹模内的料顺冲裁方向推出所需要的力称推件力。

推件力FT=nKTF

③逆冲裁方向将料从凹模内顶出所需要的力称顶件力。

顶件力FD=KDF

(F——冲裁力，FX、FT、FD——卸料力、推件力、顶件力系数，n——

同时卡在凹模内的冲裁件或废料数)

④卸料力、推件力、顶件力系数的选取可参照“附表14：卸料力、推件力和顶件力系数”。

(d）压力机公称压力的确定：

①采用弹性卸料装臵和下出料方式的冲裁模时：FZ=F+FX+FT。

②采用弹性卸料装臵和上出料方式的冲裁模时：FZ=F+FX+FD。

③采用刚性卸料装臵和下出料方式的冲裁模时：FZ=F+FT。

（3）计算模具压力中心:

A、确定简单几何图形的压力中心：

(a）对称冲件的压力中心，位于冲件轮廓图形的几何中心上。

(b）冲裁直线段时，其压力中心位于直线段的中心。

(c）冲裁圆弧线段时，其压力中心的位臵计算公式为：Y=Rs/b。（R——半径，s——玄长，b——弧长，）

B、确定多凸模模具的压力中心：

确定多凸模模具的压力中心，是将各凸模的压力中心确定后，再计算模具的压力中心。建议采用三维设计软件中“质心信息”命令来确定压力中心位臵。

C、复杂形状零件模具压力中心的确定：

复杂形状零件模具压力中心的计算原理与多凸模冲裁压力中心的计算原理相同。冲裁模压力中心的确定，可以用传统的作图法和悬挂法。以上方法计算或操作复杂且准确度差，现建议采用三维设计软件中“质心信息”命令来确定压力中心位臵。

（4）计算凸、凹模工作部分尺寸并确定其制造公差：

A．凸、凹模刃口尺寸计算原则：

确定凸、凹模刃口尺寸应对落料和冲孔工序进行区分，且遵循如下原则：（a）设计落料模先确定凹模刃口尺寸。以凹模为基准，间隙取在凸模上，即冲裁间隙通过减小凸模刃口尺寸来取得。设计冲孔模先确定凸模刃口尺寸。以凸模为基准，间隙取在凹模上，冲裁间隙通过增大凹模刃口尺寸来取得。（b）根据冲模在使用过程中的磨损规律，设计落料模时，凹模基本尺寸应取接近或等于工件的最小极限尺寸；设计冲孔模时，凸模基本尺寸则取接近或等于工件孔的最大极限尺寸。这样凸、凹模在磨损到一定程度时，仍能冲出合格的零件。根据工件制造精度来确定模具的磨损系数，其值一般在0.5~1.0之间。若工件精度在IT10以上则X=1；IT11～IT13则X=0.75；IT14以下则X=0.5。

（c）不管落料还是冲孔，冲裁间隙一般选用最小合理间隙值。

（d）一般冲模精度较工件精度高2～4级。形状简单的圆形、方形刃口，其制造偏差值可选ＩＴ６～ＩＴ７级；形状复杂的刃口制造偏差可按工件相应部位公差值的1/4来选取；对于刃口尺寸磨损后无变化的制造偏差值可取工件相应部位公差值的1/8并加（±）符号。

（e）工件尺寸公差与冲模刃口尺寸的制造偏差原则上都应按“入体”原则标注为单向公差，所谓“入体”原则是指标注工件尺寸公差时应向材料实体方向单向标注。但对于磨损后无变化的尺寸，一般标注双向偏差。

B、凸、凹模刃口尺寸的计算方法：

（a）按凸模与凹模图样分别加工法：

此方法主要用于圆形或简单规则形状的工件。设计时，需在图纸上分别标注凸模和凹模刃口尺寸及制造公差。

①落料时，工件尺寸应表示为D-∆，则凸、凹模尺寸公式分别为：

+σA0DA=(Dmax-x∆)0

dT=(dmin+x∆)0 DT=(Dmax-x∆-Zmin) dA=(dmin+x∆+Zmin)0-σT ②冲孔时，工件尺寸应表示为D+∆，则凸、凹模尺寸公式分别为： -σT+σA

③孔的中心距时，孔中心距尺寸应表示为L±∆，其在凹模上的孔中心距尺寸公式为：Ld=L±18∆

④以上公式中DA、DT——落料凸、凹模尺寸；dA、dT——冲孔凸、凹

模尺寸；Dmax——落料件最大极限尺寸；dmin——冲孔件孔最小极限尺寸；L、Ld——工件孔心距尺寸与凹模孔心距尺寸；∆——工件制造公差；x——磨损系数；σA、σT——凸、凹模制造公差，可按ＩＴ６～ＩＴ７级或按“附表15：规则形状（圆形、方形）冲裁时凸模、凹模的制造公差”进行选取，也可按σT≤0.4(Zmax-Zmin)、σA≤0.6(Zmax-Zmin)进行选取。

⑤为保证初始间隙小于最大合理间隙，应保证满足下列条件：σT+σA≤Zmax-Zmin

（b）凸模与凹模配做法：

此方法主要用于形状复杂、材料薄的工件。设计时，基准件的刃口尺寸及制造公差应详细标注，而配作件上只标注公称尺寸，不注公差，但在图纸上注明：“凸（凹）模刃口按凹（凸）模实际刃口尺寸配制，保证最小双面合理间隙值Zmin”。

①凸模或凹模磨损后会增大的尺寸A：Aj=(Amax-x∆)0

②凸模或凹模磨损后会减小的尺寸B：Bj=(Bmin+x∆)

③凸模或凹模磨损后会基本不变的尺寸C：Cj=(Cmin±+1∆40- 1812∆)±1∆4∆ ④以上公式中Aj、Bj、Cj——模具基准件尺寸；Amax、Bmin、Cmin——工件极限尺寸；∆——工件制造公差；x——磨损系数。

C、确定冲裁间隙：

冲裁间隙的选择可参考“GB/T16743-2010 冲裁间隙”。

（a）对于尺寸精度、断面质量要求高的冲裁件：

对于尺寸精度、断面质量要求高的冲裁件，需将冲裁力与模具寿命作为次要因素考虑，应选用较小间隙值，具体可参照“附表16：冲裁模初始双面间隙值（精密冲裁）”进行选取。

（b）对于尺寸精度和断面质量要求不高的冲裁件：

对于尺寸精度和断面质量要求不高的冲裁件，在满足冲裁件要求的前提下，应以降低冲裁力、提高模具寿命为主，选用较大的双面间隙值，具体可参照“附表17：冲裁模初始双面间隙值（普通冲裁）”进行选取。（c）当模具采用线切割加工：

当模具采用线切割加工，若直接从凹模中制取凸模，此时凸、凹模间隙决定于电极丝直径、放电间隙和研磨量，但其总和不能超过最大单面初始间隙值（5）弹性元件的选取与计算：

弹簧和橡皮是模具中广泛应用的弹性元件，主要为弹性卸料、压料及顶件装臵提供作用力和行程。 A、弹簧的选用：

弹簧属标准件，在模具中应用最多的是圆柱螺旋压缩弹簧，其次是碟形弹簧。我们在设计时一般选择圆柱螺旋压缩弹簧。（a）选择弹簧的原则：

①所选弹簧必须满足预压力要求。 ②必须满足最大许可压缩量的要求。 ③必须满足模具结构设计空间的要求。（b）选择弹簧的步骤：

①根据卸料力和模具结构空间初定弹簧数量，并计算每根弹簧的预压力。 ②根据预压力和模具结构预选弹簧规格，保证最大工作负荷大于弹簧的预压力。

③计算在预压力作用下的预压缩量。

④保证弹簧最大允许压缩量大于实际工作总压缩量。 B、橡胶的选用：

橡胶允许承受的负荷较大，安装调整灵活方便，是模具中常用的弹性元件。一般选用聚氨酯橡胶。（a）选择橡胶的原则：

①保证橡胶的预压力大于模具的卸料力。

②橡胶的最大压缩量不得超过橡胶自由高度的40%。一般取自由高度的10%~15%。

③橡胶高度与直径之比要≥0.5且≤1.5。（b）选择橡胶的步骤：

①根据工艺性质和模具结构确定橡胶性能、形状、数量。一般情况下，冲裁卸料用硬橡胶，拉深压料用软橡胶。

②根据卸料力计算出橡胶的横截面积及高度尺寸。 ③保证橡胶高度与直径之比在≥0.5且≤1.5之间。（6）必要时，对模具的主要零件进行强度验算： A、凸模的强度校核

在一般情况下，凸模的强度和刚度是足够的，无须进行强度校核。但对特别细长的凸模或凸模的截面尺寸很小而冲裁的板料厚度较厚时，则必须进行承压能力和抗纵弯曲能力的校核。其目的是检查其凸模的危险断面尺寸和自由长度是否满足要求，以防止凸模纵向失稳和折断。

冲裁凸模的强度效核计算公式：

2、弯曲件的所需的工艺计算内容：

（1）弯曲件中性层位臵的确定：

弯曲件的坯料长度应等于中性层的展开长度。中性层位臵以曲率半径ρ表示，其公式为 ρ=r+xt

式中 r——零件的内弯曲直径；t——材料厚度；x——中性层位移系数，其值可参考“附表18：中性层位移系数x值”。（2）弯曲件坯料尺寸的计算：

中性层位臵确定后，对于形状比较简单、尺寸精度要求不高的弯曲件，可直接计算坯料长度。而对于形状比较复杂或精度要求高的弯曲件，在进行初步计算坯料长度后，需反复试弯并不断修正，最后确定坯料的形状及尺寸。 A、圆角半径r＞0.5r的弯曲件：

由于该弯曲件变薄不严重，按中性层展开原理，坯料总长度等于弯曲件直线部分和圆弧部分长度之和。公式如下：

LZ=l1+l2+

πα180ρ=l1+l2+

πα180

(r+xt)

式中 LZ——坯料展开总长度；l1、l2——零件各直线部分长度；α——弯曲中心角；ρ——中性层曲率半径；r——零件的内弯曲直径；t——材料厚度；x——中性层位移系数。 B、圆角半径r＜0.5r的弯曲件：

由于该弯曲件在圆角处及相邻直边处变薄严重，需按“附表19：r＜0.5r的弯曲件坯料长度计算公式”。 C、铰链式弯曲件：

对于r=(0.6~3.5)t的铰链件，通常采用推卷结构模具成形，其坯料长度LZ的计算公式如下：

LZ=l+1.5π(r+x1t)+r≈l+5.7r+4.7x1t

式中 LZ——坯料展开总长度；l——零件直线段长度； r——铰链的内曲直径；t——材料厚度；x1——中性层位移系数，其值可参考“附表20：卷边时中性层位移x值”。（3）弯曲力的计算： A、自由弯曲时的弯曲力：

V型件弯曲力：F自=U型件弯曲力：F自=

0.6KBtσbr+t

0.7KBtσb

r+t

式中 F自——自由弯曲在冲压行程结束时的弯曲力；B——弯曲件的宽度； t——弯曲材料的厚度；r——弯曲件的内弯曲半径；σb——材料的抗拉强度；K——安全系数，一般取K=1.3。 B、校正弯曲时的弯曲力：

校正弯曲应力：F校=Ap

式中F校——校正弯曲应力；A——校正部分投影面积； p——单位面积校正力，其值可参考“附表21：单位面积校正力p”。 C、顶件力或压料力：

若弯曲模设有顶件装臵或压料装臵，其顶件力FD（压料力FY）可取自由弯曲力F自的30%~80%。公式如下：

顶件力：FD=（0.3~0.8）F自压料力：FY=（0.3~0.8）F自

D、压力机公称压力的确定：（a）无压料装臵的自由弯曲：

F压机≥F自

（b）有压料装臵的自由弯曲：

F压机≥（1.2~1.3）（F自+ FY）（c）校正弯曲：

F压机≥（1.2~1.3）F校

3、拉深件的所需的工艺计算内容：

（1）拉深件坯料尺寸的确定： A、确定坯料形状和尺寸的依据：

坯料形状和尺寸按体积不变或相似原则确定。按体积不变原则得到坯料尺寸；按相似原则得到坯料形状。对于形状复杂的拉深件，利用相似原则仅能初步确定坯料形状，必须通过多次试压，反复修改，才能最终确定出坯料形状。因此，拉深件的模具设计一般先设计拉深模，后再设计冲裁模。

解决拉深件口部不整齐现象一般采取加大工序件高度或凸缘宽度的办法，然后经过切边工序保证零件质量。切边余量参考“附表22：无凸缘圆筒形拉深件的修边余量△h”和“附表23：有凸缘圆筒形拉深件的修边余量△r”。 B、简单旋转体拉深件坯料尺寸的确定：（a）小圆角圆筒形拉深件：

d0=

+4dh

式中d0——坯料直径；d——圆筒形工件直径； h——圆筒形工件高度。（b）大圆角圆筒形拉深件：

d0=

+4dh-1.72dr-0.56r

式中d0——坯料直径；d——圆筒形工件直径； h——圆筒形工件高度； r——圆角半径。

（c）板料厚度＜1.0mm的圆筒形拉深件：

此类拉深件的坯料尺寸可按外形或内形尺寸进行计算。（d）其他常用旋转体拉深件：

其他常用旋转体拉深件坯料直径的计算公式可参考“附表24：常用旋转体拉深件坯料直径的计算公式”。（2）各次拉深尺寸的计算： A、工序件直径的确定

确定拉深次数以后，由表查得各次拉深的极限拉深系数，适当放大，并加以调整，其原则是：（a）保证m1m2⋯mn=

，式中d——零件直径；D——坯料直径。

（b）使m1＜m2＜⋯mn。

各次拉深时工序件直径的计算公式为： d1=m1D，d2=m2d1，…，dn=mndn-1。 B、工序件高度的确定

在确定出各工序件的底部圆角半径后，可利用下面的公式计算工序件的各次拉深高度。

h1=0.25h2hn

(=0.25(=0.25(

-d1+0.43

Dd2Ddn

)-d)+0.43-d)+0.43

d1r2

(d1+0.32r1) (d2+0.32r2) dr

(dn+0.32rn) d

式中h1、h2、…、hn——各次拉深工序件高度；d1、d2、…、dn——各次拉深工序件直径；r1、r2、…、rn——各次拉深工序件底部圆角半径；D——坯料直径。

（3）压料力与拉伸力的计算： A、压料力的计算

随着拉深系数的减小，所需压料力是增大的。在拉深过程中，所需压料力也是变化的，一般起皱可能性最大的时刻所需压料力最大。压料力是设计压料装臵的重要依据。

（a）各种形状的拉深件的压料力计算公式：

FY=AP

式中FY——压料力；A——压料圈下坯料的投影面积；P——单位面积压料力，P值可参考“附表25：单位面积压料力”。（b）圆筒件首次拉深的压料力计算公式：

FY FY

-(d1+2rA1)P

]

（c）圆筒件以后各次拉深的压料力计算公式：

i-1

-(di+2rAi

)

式中FY——压料力；D——坯料直径；P——单位面积压料力；d1、d2、…、dn——各次拉深工序件直径；rA1、rA2、…、rAn——各次拉深凹模的圆角半径。 B、拉深力的计算

（a）采用压料装臵拉深时：

首次拉深：F=πd1tσbK1

以后各次拉深：F=πditσbK2 （i=2、3、…、n）

式中F——拉深力；t——板料厚度；σb——拉深件材料的抗拉强度；d1、d2、…、dn——各次拉深工序件直径；K1、K2——修正系数，其值可参考“附表26：修正系数K1及K2之值”。（b）不采用压料装臵拉深时：

首次拉深：F=1.25π(D-d1)tσb

以后各次拉深：F=1.3π(di-1-di)tσb （i=2、3、…、n）

式中F——拉深力；t——板料厚度；σb——拉深件材料的抗拉强度；d1、d2、…、dn——各次拉深工序件直径。 C、压力机公称压力的计算（a）拉深时的工艺总压力：

FZ=F+FY

式中FZ——工艺总压力；F——拉深力；FY——压料力。（b）压力机的公称压力：

浅拉深：Fg=(1.6～1.8)Fz 深拉深：Fg=(1.8～2.0)Fz

式中FZ——工艺总压力； FY——压力机公称压力。（4）确定凸、凹模的圆角半径： A、确定凹模圆角半径

（a）首次拉深（包括只有一次）：

rA1=0.8

D-dt 或 rA1=c1c2t

（b）以后各次拉深：

rAi=(0.6～0.8)rAi-1 （i=2、3、…、n）

式中rA1、rA2、…、rAi——各次拉深凹模圆角半径；D——坯料直径；d——凹模内径；t——板料厚度；c1——材料力学性能系数（软钢、硬铝时c1=1,纯铜、铝时c1=0.8）；c1——板料厚度与拉深系数的系数，其值可参考“附表27：拉深凹模圆角半径系数”。

（c）盒形件拉深：

rA=（4～8）t t——板料厚度。 B、确定凸模圆角半径（a）首次拉深：

rT1=(0.7～1)rA1

（b）以后各次拉深(除最后一次)：

rTi-1=

di-1-di-2t

（i=2、3、…、n）

式中di-1、di——各工序件的半径。（c）最后一次拉深：

最后一次拉深的凸模圆角半径应等于零件的圆角半径。（5）拉深模间隙的确定： A、无压料装臵的拉深模

Z/2=(1～1.1)tmax

式中Z/2——拉深模单边间隙；tmax——板料厚度的最大极限尺寸。对于系数1～1.1，小值用于末次拉深或精密拉深，大值用于首次和中间各次拉深或低精度拉深。 B、有压料装臵的拉深模

（a）有压料装臵的拉深间隙可参考“附表28：有压料装臵拉深时单边间隙值”进行选取。

（b）高精度拉深时，为减少回弹，常采用负间隙公式如下： Z/2=(0.9～0.95)t

式中Z/2——拉深模单边间隙；t——板料厚度。 C、盒形件的拉深模

根据零件精度确定，当尺寸精度要求高时，Ｚ/2＝（0.9～1.05）ｔ；当精度要求不高时，Ｚ/2＝（1.1～1.3）ｔ。最后一道拉深取较小值。

最后一道拉深模间隙，直边和圆角部分是不同的，圆角部分的间隙比直边部分大0.1ｔ。

（6）凸、凹模工作部分尺寸及公差： A、当零件尺寸标注在外形上时：

DA=(Dmax-0.75∆)0

+σA

DT=(Dmax-0.75∆-Z)0-σT B、当零件尺寸标注在内形上时：

dT=(dmin+0.4∆)0-σT

dA=(dmin+0.4∆+Z)0

+σA

式中DA、DT、dA、dT——凸、凹模的尺寸；Dmax、dmin——拉深件外径的最大极限尺寸和内径的最小极限尺寸；△——零件的公差；Z——拉深模双面间隙；σA、σT——凸、凹模制造公差，其值可参考“附表29：凸模制造公差与凹模制造公差”。

对于最后一道工序的拉深模，其凸、凹模工作部分尺寸及公差应按零件的要求来确定。

对于多次拉深，工序件尺寸无需严格要求，中间各工序的凸、凹模尺寸公差为其制造公差。

八、选择与确定模具的主要零部件的结构与尺寸

（一）、模具零部件的一般要求

模具零部件包括模具工作零部件和模具辅助（一般）零部件两种，其材料的选择及热处理要求可分别按“附表30：模具工作零件的常用材料及热处理要求”和“附表31：模具一般零件的常用材料及热处理要求”进行选取。模具零件的表面粗糙度要求的选取可按“附表32：冲模零件的表面粗糙度要求”进行选取。模具零件的加工方法与所能达到的表面粗糙度要求的确定方法可参考“附表33：各种加工方法可能达到的表面粗糙度”。模具零件之间的配合公差要求可按“附表34：冲模零件的公差配合要求”进行选取。

1、凸模（冲裁模）：

（1）凸模的分类：

按截面形状分有圆形和非圆形；按刃口形状分有平刃和斜刃；按结构分有整

体式、镶拼式、阶梯式、直通式和带护套式。凸模的固定方法有台肩固定、铆接、螺钉和销钉固定，粘结剂浇注法固定等。建议选用铆接、螺钉和销钉固定。（2）凸模设计所参照的标准：

圆形凸模外形尺寸及材料选用一般按标准GB2863.1-81、GB2863.2-81、GB2863.3-81、JB/T5825-2008、JB/T5826-2008、JB/T5829-2008、JB/T5830-2008规定设计，与凸模固定板配合部分按过渡配合（H7/m6或H7/n6）制作。（3）非圆形凸模固定方式：

非圆形凸模一般采用铆接固定。若工作截面为非圆形，固定部分为圆形时需在接缝处加防转销。

（4）大中型凸模固定方式：

大中型凸模分为整体式和镶拼式，一般采用螺钉和销钉直接固定。（5）冲小孔凸模设计时的注意事项：

冲小孔凸模因容易弯曲和折断，可采用增加保护与导向、凸模尽量短、缩小冲裁力、保证工作间隙均匀等方法。

2、凹模（冲裁模）：

（1）凹模的分类：

凹模的外形有圆形和板形；结构有整体式和镶拼式；刃口也有平刃和斜刃。（2）凹模设计所参照的标准：

圆凹模外形尺寸及材料选用一般按标准GB2863.4-81、GB2863.5-81、GB2858.4-81、JB/T7643.4-2008规定设计；矩形凹模板则按标准GB2858.1-81、JB/T7643.1-2008规定设计。（3）凹模固定方式：

凹模一般采用螺钉和销钉固定，其螺孔间、螺孔与销孔间及螺孔、销孔与刃壁间最小距离应符合“附表35：螺孔（或沉孔）、销钉之间及至刃壁的最小距离”。

若凹模外形较小，为节省材料，降低费用，可将凹模作为镶件铆接在凹模固定板内。

（4）凹模刃口高度：

凹模刃口主要分为直筒形和锥形两种，具体有七种型式。刃口高度及漏料端

斜度要求见“附表36：凹模刃口的型式及主要参数表”。

（5）凹模厚度和壁厚要求：

A、凹模壁厚：

凹模壁厚是指凹模刃口与外缘的距离，具体可参照“附表37：凹模壁厚”。

B、凹模厚度：

凹模厚度可根据冲裁的板料厚度和冲件的轮廓尺寸来确定，但一般不能≤15mm，其计算公式如下：

凹模厚度 H=kb

式中b——凹模刃口的最大尺寸；k——凹模厚度系数，选用可参照“附表38：凹模厚度系数”。

3、凸凹模：

凸凹模是复合模中同时具有落料凸模和冲孔凹模作用的工作零件。它的内外缘均为刃口，内外缘之间的壁厚取决于冲裁件的尺寸。倒装复合模的凸凹模最小壁厚要求见“附表39：倒装复合模的凸凹模最小壁厚σ”。正装复合模的凸凹模最小壁厚可比倒装时小些。

4、固定板：

凸模固定板的厚度一般取凹模厚度的0.6~0.8倍，其平面尺寸可与凹模、卸料板外形尺寸相同，但还应考虑紧固螺钉及销钉的位臵。固定板的凸模安装孔与凸模采用过渡配合H7/m6、H7/n6，压装后将凸模端面与固定板一起磨平。固定板材料一般采用Q235或45钢。

5、卸料板：

（1）弹压卸料板：

与凸模的单边间隙可根据冲裁板料厚度按“附表40：弹压卸料板与凸模间隙值”选用。在级进模中，特别小的冲孔凸模与卸料板的单边间隙可按表列数值适当加大。当卸料板起导向作用时，卸料板与凸模按H7/h6配合制造，但其间隙应比凸、凹模间隙小。此时，凸模与固定板以H7/h6或H8/h7配合。此外，在模具开启状态，卸料板应高出模具工作零件刃口0.5~1mm，以便顺利卸料。

（2）固定卸料板

当卸料板仅起卸料作用时，凸模与卸料板的双边间隙取决于板料厚度，一般在0.2~0.5mm之间，板料薄时取小值；板料厚时取大值。当固定卸料板兼起导板作用时，一般按H7/h6配合制造，但应保证导板与凸模之间间隙小于凸、凹模之间的冲裁间隙，以保证凸、凹模的正确配合。当冲裁板料较厚、卸料力较大、平直度要求不高的冲裁件时，一般采用固定卸料装臵。

6、垫板：

垫板的作用主要是承受凸模的压力，降低模座的单位压力。当凸模的单位压力远远小于模座许用压应力时，可不用垫板。

7、导料销、导料板：

（1）导料销的分类及参考标准：

导料销分固定导料销和活动导料销，一般按标准GB2866.5-81、GB2866.6-81、GB2866.7-81、GB2866.8-81、GB2866.9-81、GB2866.10-81、GB2866.11-81规定设计。多用于单工序模和复合模。

（2）导料板的结构：

分为标准结构和与卸料板制作成一体的结构两种。标准结构按GB2865.5-81规定设计。导料板厚度选择可参考“附表41：导料板厚度”。

8、侧压装臵：

（1）侧压装臵的分类：

一般分为弹簧式和簧片式两种。弹簧式侧压装臵的侧压力较大，适用于材料较厚的冲裁模；簧片式的侧压力较小，适用于材料厚度0.3~1mm的薄板冲裁模。

（2）侧压装臵的参考标准：

弹簧式侧压装臵一般按标准GB2866.3-81规定设计；簧片式侧压装臵一般按标准GB2866.4-81规定设计。

9、挡料销：

（1）固定挡料销的参考标准：

固定挡料销一般按标准GB2866.11-81规定设计。

（2）活动挡料销分类及参考标准：

活动挡料销分为弹簧弹顶挡料、扭簧弹顶挡料、橡胶弹顶挡料、回带式挡料、钢球弹顶挡料五种。一般分别按标准GB2866.5-81、GB2866.6-81、GB2866.7-81、GB2866.8-81、GB2866.9-81规定设计。回带式挡料销用于固定卸料板结构中，其余则用于弹压卸料板结构中。

（3）始用挡料销的参考标准：

始用挡料销一般按标准GB2866.1-81规定设计。通常用于级进模中，在单工序模中也可使用。

10、导正销：

（1）导正销的用途：

导正销主要用于级进模，用来保证孔与外形的相对位臵尺寸。导正销直径应大于2mm。

（2）导正销的参考标准：

导正销一般分别按标准GB2864.1-81、GB2864.2-81、GB2864.3-81、GB2864.4-81、规定设计。

（3）导正销直径的确定：

应符合“附表42：冲孔凸模直径与导正销直径的差值”。

（4）导正销高度的确定：

导正销高度应为0.8~1.2个材料厚度。

（5）导正销的配合公差选择：

导正销直径与导正孔的配合应选择H7/h6或H7/h7。

11、定位板和定位销：

（1）定位方式的分类：

定位方式有外形定位（定位板）和内孔定位（定位销）两种。

（2）定位板厚度或定位销高度的确定:

定位板厚度或定位销高度应符合“附表43：定位板厚度或定位销高度”。

12、推件（顶件）装臵：

（1）推件装臵的分类及构成：

推件装臵一般分刚性推件装臵和弹性推件装臵两种。刚性推件装臵一般由打杆、推板、连接推杆、推件块组成，只起卸料作用。弹性推件装臵一般由橡胶、推板、连接推杆、推件块组成，即起卸料作用，又起压料作用。

（2）顶件装臵的构成：

顶件装臵一般为弹性的，主要由顶杆、顶件块、托板和装在下模座底部的弹顶器。

13、螺钉与销钉：

（1）螺钉和销钉的选用及设计要求：

螺钉和销钉都是标准件。设计模具时，螺钉按GB/T70.1选用，销钉按GB119-96选用即可。螺钉、销钉规格：应根据冲压力大小、凹模厚度等确定。螺钉、销钉规格可参照“附表44：螺钉、销钉规格选用”确定。螺钉在模具使用上的设计要求可参照“附表45：螺钉的底孔、沉孔、过孔尺寸值”确定。

（2）螺钉和销钉的作用：

螺钉用于固定模具零件，一般选用内六角螺钉；销钉起定位作用，常用圆柱销钉。

14、模柄：

（1）模柄的分类及设计标准：

压入式模柄、旋入式模柄、凸缘模柄、槽型模柄、通用模柄、浮动模柄、推入式活动模柄。相关标准为GB2862.1-81、GB2862.2-81、GB2862.3-81、GB2862.4-81 、GB2862.5-81、GB2862.6-81、GB2862.7-81。

（2）模柄的设计要求：

模柄因结构不同选用材料时应按相应标准中的规定。，其支撑面应垂直于模柄的轴线（垂直度不应超过0.02:100）。

15、模架：

（1）模架的分类及组成：

模架主要分为导柱模模架和导板模模架。导柱模模架是由上模座、下模座、导柱、导套组成；导板模模架是由弹压导板、下模座、导柱、导套组成。

（2）导柱模模架的分类：

导柱模模架按导向结构可分为滑动导向、滚动导向两种。

（3）滑动导向模架的分类及设计标准：

滑动导向模架分为对角导柱模架、后侧导柱模架、后侧导柱窄形模架、中间导柱模架、中间导柱圆形模架、四角导柱模架六种。相关标准为GB2851.1-81、GB2851.3-81、GB2851.4-81、GB2851.5-81 、GB2851.6-81、GB2851.7-81。

（4）滚动导向模架的分类及设计标准：

滚动导向模架分为对角导柱模架、中间导柱模架、四导柱模架、后侧导柱模架四种。相关标准为GB2852.1-81、GB2852.2-81、GB2852.3-81、GB2852.4-81。

（5）导板模模架的分类：

导板模模架可分为对角导柱弹压模架、中间导柱弹压模架两种。

16、模座：

（1）模架的选用及参考标准：

尽量选用标准模架，而标准模架的型式和规格就决定了上、下模座的型式和规格。上模座与下模座规格与型式可参考标准GB2855-90中第1~14部分、GB2856-90中第1~8部分、GB2857-81中第1~8部分中的规定。

（2）非标模架的设计要求：

如果需要自行设计模座，则圆形模座的直径应比凹模板直径大30~70mm，矩形模座的长度应比凹模板长度大40~70mm，其宽度可以略大或等于凹模板的宽度。模座的厚度可参照标准模座确定，一般为凹模板厚度的1.0~1.5倍，以保证有足够的强度和刚度。

（3）选用或设计模座的主要事项：

所选用或设计的模座必须与所选压力机的工作台和滑块的有关尺寸相适应。比如，下模座的最小轮廓尺寸，应比压力机工作台上漏料孔的尺寸每边至少要大40~50mm。

（4）模座材料的选用：

模座材料应按相应标准中的规定进行选用。一般选用HT200、HT250，也可选用Q235、Q255、45结构钢，对于大型精密模具的模座选用铸钢ZG35、ZG45。

（5）模座的上、下表面的设计要求：

A、模座的上、下表面的平行度要求：

模座的上、下表面的平行度应达到要求，平行度公差一般为4级。

B、模座的上、下表面粗糙度要求：

模座的上、下表面粗糙度为Ra1.6 ~0.8μm，在保证平行度的前提下，可允许降低为Ra3.2~1.6μm。

（6）上、下模座导套、导柱安装孔的设计要求：

上、下模座的导套、导柱安装孔的中心距必须一致，精度一般要求在±0.02mm以下；模座的导柱、导套安装孔的轴线应与模座的上、下平面垂直，安装滑动式导柱和导套时，垂直度公差一般为4级。

17、导柱、导套：

（1）导柱的分类：

导柱可分为：A型导柱、B型导柱、 C型导柱、A型小导柱、B型小导柱、A型可卸导柱、B型可卸导柱、压圈固定导柱共八种。

（2）导套的分类：

导套可分为：A型导套、B型导套、C型导套、小导套、压圈固定导套。

（3）导柱的特点：

A型、B型、C型导柱是常用的。尤其是A型导柱，其结构简单，制造方便，但与模座为过盈配合，装拆麻烦。A型和B型可卸导柱与衬套为锥度配合并用螺钉和垫圈紧固；衬套又与模座以过渡配合并用压板和螺钉紧因，其结构复杂，制造麻烦，但可卸式的导柱或可卸式导套在磨损后，可以及时更换，便于模具维修和刃磨。

A型导柱、B型导柱和A型可卸导柱一般与A型或B型导套配套用于滑动导向，导柱导套按H7／h6或H7／h5配合。其配合间隙必须小于冲裁间隙，

冲裁间隙小的一般应按H6／h5配合；间隙较大的按H7／h6配合。C型导柱和B型可卸导柱公差和表面粗糙较小，与用压板固定的C型导套配套，用于滚珠导向。压圈固定导柱与压圈固定导套的尺寸较大，用于大型模具上，拆卸方便。导套用压板固定或压圈固定时，导套与模座为过渡配合，避免了用过盈配合而产生对导套内孔尺寸的影响。这是精密导向的特点。

A型和B型小导柱与小导套配套使用，一般用于卸料板导向等结构上。导柱、导套与模座的装配方式及要求按标准规定。但要注意，在选定导向装臵及零件标准之后，根据所设计模具的实际闭合高度，并保证有足够的导向长度。

导板导向装臵分为固定导板和弹压导板导向两种。导板的结构已标准化。滚珠导向是一种无间隙导向，精度高，寿命长。滚珠导向装臵及其组成零件均已标准化。滚珠在导柱和导套之间应保证导套内径与导柱在工作时有0.01~0.02mm的过盈量。

滚珠导向用于精密冲裁模、硬质合金模、高速冲模以及其它精密模具上。导柱和导套一般采用过盈配合H7/r6分别压入下模座和上模座的安装孔中。导柱、导套之间采用间隙配合，其配合尺寸必须小于冲裁间隙。

导柱、导套一般选用20钢制造。为了增加表面硬度和耐磨性，应进行表面渗碳处理，渗碳后的淬火硬度为58~62HRC。

九、选择压力机的型号或验算已选的压力机

（一）、压力机类型的选择：

压力机的类型和规格可参考“附表46：常用压力机的技术参数”进行选择。在选择时，应遵循以下原则：

(1）中、小型冲压件选用开式机械压力机；

(2）大、中型冲压件选用双柱闭式机械压力机；

(3）导板模或要求导套不离开导柱的模具，选用偏心压力机；形模等。

(4）大量生产的冲压件选用高速压力机或多工位自动压力机；

(5）校平、整形和温热挤压工序选用摩擦压力机；

(6）薄板冲裁、精密冲裁选用刚度高的精密压力机；

(7）大型、形状复杂的拉深件选用双动或三动压力机；

(8）小批量生产中的大型厚板件的成形工序，多采用液压压力机。

（二）、压力机规格的选择：

(1）公称压力：

一般冲裁、弯曲时压力机的吨位应比计算的冲压力大30%左右。拉深时压力机吨位应比计算出的拉深力大60%～100%。

(2）滑块行程长度：

滑块行程长度应保证毛坯能顺利地放入模具和冲压件能顺利地从模具中取出。特别是成形拉深件和弯曲件应保证使滑块行程长度大于制件高度的

2.5～3.0倍。

(3）行程次数：

行程次数即滑块每分钟冲击次数。应根据材料的变形要求和生产率来考虑。

(4）工作台面尺寸：

工作台面长、宽尺寸应大于模具下模座尺寸，并每边留出60～100mm，以便于安装固定模具用的螺栓、垫铁和压板。当制件或废料需下落时，工作台面孔尺寸必须大于下落件的尺寸。对有弹顶装臵的模具，工作台面孔尺寸还应大于下弹顶装臵的外形尺寸。

(5）滑块模柄孔尺寸：

模柄孔直径要与模柄直径相符，模柄孔的深度应大于模柄的长度。

(6）闭合高度：

A、压力机的闭合高度：

压力机的闭合高度是指滑块在下止点时，滑块底面到工作台上平面（即垫板下平面）之间的距离。压力机的闭合高度可通过调节连杆长度进行调整。

B、压力机的装模高度：

压力机的装模高度是指压力机的闭合高度减去垫板厚度的差值。没有垫板的压力机，其装模高度等于压力机的闭合高度。

C、模具的闭合高度：

模具的闭合高度是指冲模在最低工作位臵时，上模座上平面至下模座下平面之间的距离。

D、压力机的闭合高度与装模高度的关系：

由于缩短连杆对其刚度有利，同时在修模后，模具的闭合高度可能要减小。因此一般模具的闭合高度接近于压力机的最大装模高度。所以在实用上为：

Hmin-H1+10≤H≤Hmax-H1-5

式中Hmin——压力机的最小闭合高度；H1——垫板厚度；Hmax——压力机

的最大闭合高度；H——模具闭合高度。

十、设计三维实体数模

（一）、三维设计时应遵循的原则：

（1）设计模具各零部件时，应尽量按国家标准及相关规定要求设计，做到标准化、规范化。

（2）设计模具各零部件时，应采用三维参数化设计功能进行设计，保证各零部件之间的关联性和同步性，避免因某一零件进行设计更改时造成零部件干涉或数模失真。

（3）对于复杂的冲压件，可通过三维分析中的模型信息功能计算出冲压件的质心点。可将冲压件的质心点放臵在模具冲压中心点上。

（4）将各设计模型赋予对应材料后，可利用三维分析中的模型信息功能计算出各零部件的重量。有利于编制各零部件的材料消耗。

（二）、验证设计效果：

（1）利用有限元分析功能对必要的零部件（小凸模）进行强度分析，提高模具的使用寿命。

（2）利用干涉检查功能对零部件进行静态下的干涉检查。内容包括：零部件的间隙、接触情况、生成的干涉体等。有利于优化结构设计，避免设计失误。

（3）利用运动仿真功能对零部件进行动态下的干涉分析。主要验证相关零部

件的运动轨迹、变形量、及零部件之间是否干涉。

十一、绘制模具总装图及零件图

（一）、模具图纸的相关设计要求：

在模具的总体结构及其相应的零部件结构形式确定后，便可绘制模具总装图和零件图。总装图和零件图应严格按照制图标准(GB1157~1160一84和GB131—83)绘制。考虑到模具图的特点，允许采用一些常用的习惯画法。

（1）绘制模具总装图：

模具总装图是拆绘模具零件图和装配模具的依据，应清楚表达各零件间的装配关系以及固定连接方式。模具总装图一般由主视图、俯视图、零件图、排料图、技术要求、明细表、标题栏组成。完整的总装图应符合下述要求：

A、主视图：

主视图是模具总装图的主体部分，一般应画上、下模剖视图，上、下模一般画成闭合状态。模具处于闭合状态时，可以直观地反映出模具工作原理，对确定模具零件的相关尺寸及选用压力机的装模高度都极为方便。主视图中应标注闭合高度尺寸。主视图中条料和工件剖切面最好涂红(或涂黑)，以使图面更显清晰。

B、俯视图：

俯视图一般是反映模具下模的上平面。对于对称零件也可以一半表示上模的上平面，一半表示下模的上平面。非对称零件如果需要，上、下模俯视图可分别画出。它们均只俯视可见部分。有时为了了解模具零件之间的位臵关系，未见部分可用虚线表示。俯视图与主视图的中心线重合，并标注前后、左右平面轮廓尺寸。下模俯视图中的排样图轮廓线要用双点划线表示。

C、侧视图、局部视图和仰视图：

侧视图、局部视图和仰视图一般情况下不要求画出。只有当模具结构过于复杂，仅用上述主、俯视图难以表达清楚时，才有必要画出，宜少勿多。

D、冲裁零件图：

零件图是经模具冲裁后所得冲件的形状和尺寸。应严格按比例画出，其

方向应与冲压方向一致(即与零件在模具总图中的位臵一样)。若不一致，必须用箭头注明冲压方向。同时要注明零件的名称、材料、厚度及有关技术要求。 E、排样图：

对于落料模、含有落料的复合模及级进模模，必须绘出排样图。完整的排样图应标注条料宽度尺寸、条料长度、板料厚度、端距、步距、工件间搭边和侧搭边。并习惯以剖面线表示冲压位臵。 F、标题栏和明细表：

标题栏和明细表应放在总图的右下角。总装图中的所有零件(含标准件)都要详细填写在明细表中。 G、技术要求：

技术要求中一般只简要注明对本模具的使用、装配等要求和应注意的事项，例如冲压力大小、所选设备型号、模具标记及相关工具等。当模具有特殊要求时，应详细注明有关内容。

（2）绘制模具零件图：

模具零件图是模具加工的重要依据，应符合如下要求： A、视图要完整，且宜少勿多，以能将零件结构表达清楚为限。

B、尺寸标注要齐全、合理、符合国家标准。设计基准选择应尽可能考虑制造的要求。

C、制造公差、形位公差、表面粗糙度选用要适当，既要满足模具加工质量要求，又要考虑尽量降低制模成本。

D、注明所用材料牌号、热处理要求以及其他技术要求。

模具总装图中的非标准零件，均需分别画出零件图，一般的工作顺序也是先画工作零件图，再依次画其他各部分的零件图。有些标准零件需要补充加工(例如上、下标准模座上的螺孔、销孔等)时，也需画出零件图，但在此情况下，通常仅画出加工部位，而非加工部位的形状和尺寸则可省去不画，只需在图中注明标准件代号与规格即可。

附表2：有导向凸模冲孔的最小尺寸

附表3：无导向凸模冲孔的最小尺寸

附表4：冲裁件外形与内孔尺寸公差△ （mm）

附表6：最小弯曲半径（mm）

附表7：拉深相对高度H/d与拉深次数的关系（无凸缘圆筒件）

附表8：圆筒件的极限拉深系数（带压料圈）

附表9：圆筒件的极限拉深系数（不带压料圈）

附表10：采用或不采用压料装置的条件

附表11：最小搭边值（mm）

附表12：条料宽度偏差（mm）

附表13：导料板与条料之间的最小间隙（mm）

附表14：卸料力、推件力和顶件力系数

附表15：规则形状（圆形、方形）冲裁时凸模、凹模的制造偏差（mm）

附表18：中性层位移系数x值

附表19：r

附表20：卷边时中性层位移x1值

附表21：单位面积校正力p

（MPa）

附表22：无凸缘圆筒形拉深件的修边余量△h （mm）

附表23：有凸缘圆筒形拉深件的修边余量△R （mm）

附表24：常用旋转体拉深件坯料直径的计算公式