模具课程设计，是极为重要的实训环节，学生要对金属制件进行冲压，或弯曲，还要去做成型工艺与冷冲模的综合性分析设计，以及训练，其要求达成以下目的：借助课程设计，用以帮助学生具体去运用，并且也要去巩固，如同（模具结构及设计）课程以及和其相关课程的理论知识，还要去了解冷冲模具设计的一般方法，以及程序。对学生开展训练，使其能查阅相关资料，像《模具设计与制造简明手册》、《冷冲模具结构图册》、《塑料模结构图册》等，以此让学生熟练运用有关资料，熟悉有关国家标准、规范、使用经验数据，在进行估算等方面接受全面训练，掌握模具设计的基本程序和方法，综合运用《模具结构及设计》及相关专业课程的知识，依照相关技术规范，进行冲压模具设计的基本技能训练，为今后在实际工程设计中打好必要的基础。要根据给定零件图来设计单工序模具，需绘制一张总装配图，此总装配图要用1号图纸以上，还要绘制凸凹模零件图各一张，这凸凹模零件图要用3号图纸，并且要编写设计计算说明书，该说明书不少于8000字，冲压件面对的工艺分析包含材料，材料是275钢，这种钢的塑性、韧性、焊接性能以及冷冲压性能都较好，适合冲压，冲裁件存在尺寸精度和表面粗糙度方面的情况，为降低成本并获得最佳技术效果，在不影响冲裁件使用的前提下，应尽可能采用经济精度，在未注明的情况下，冲裁件的经济公差等级取14级，工件结构方面表现为制件结构简单，该零件形状简单，结构规则，精度尺寸要求低，进而要确定冲裁工艺方案 。可经冲孔、落料这两道工序来完成，其方案存在以下三种，冲孔——落料，采用单工序模进行生产，冲孔——落料，采用复合模开展生产，冲孔——落料，采用连续模予以生产。因制件所需批数量较大，然而方案一的生产率较低，故而排除方案一；因制件精度要求较低，且结构简单，复合模结构繁杂，不容易制造，成本高不适用，所以排除方案二；而方案三采用连续模生产，生产率高，在一套模具当中完成两次工序，精度能够达到所需的要求，因而采用级进模生产这批制件是最佳方案。四、工艺以及设计计算，（1）.对设计材料进行排样，计算毛坯尺寸，采用单排直排且有废料的排样方式，如下图示，进而计算冲裁件的面积 A，A 等于πR2，也就是 3.14 乘以 112mm2，结果为 379.94mm2，按照表 2.8 查得最小搭边值 a 是 3、a 为 2.5，条料宽度为 b 等于 28mm，进距 h 等于 22mm 加上 2.5mm 等于 24.5mm，一个进距的材料利用率η等于乘以 100％，等于等于 55.38％，（2）、计算冲压力以及压力中心的确定，模具采用弹性装置和自然落料方式，所以：eq \o\ac(,1)冲裁力，F 等于 Ltσ，t 等于 3.5mm、L 等于 3.14 乘以 22mm 等于 69.08mm、σ等于 600MPa，故而F 等于 69.08 乘以 305 乘以 600N 等于 1.45 乘以 10N，eq \o\ac(,2)卸料力，F 等于 KF，查表 2.10 得 K 等于 0.035，F 等于 0.035 乘以 1.45 乘以 10N 等于 5.075 乘以 103N，eq \o\ac(,3)推件力，F 等于 nKF，选择图 2.48（a）凹模刃口形式，取 h 等于 7mm，则 n 等于 h/t 等于 7/3.5 等于 2 个，查表 2.10 得 K 等于 0.045，F 等于 2 乘以 0.045 乘以 1.45 乘以 10N 等于 13.05 乘以 103N，选择冲床时的总冲压力，F 等于 F 加 F 加 F 等于 1.63125 乘以 10N，eq \o\ac(,4)由于此工件外形规则为对称圆，所以压力中心即为圆心。五、计算凸凹模刃口尺寸，查表2.12得到间隙值，Z等于0.73mm，Z等于0.81mm，据表2.14查得凸凹模的制造公差，δ等于0.02mm，δ等于0.025mm，进行校核，Z减Z等于0.08mm，δ加δ等于0.045mm，满足Z减Z大于等于δ加δ的条件，可采用凸凹模分开加工的方法，对零件图中未注公差的尺寸，按IT14级查表7.14，其极限偏差分别为，Φ8 ， Φ22 。查表2.17，磨损系数x等于0.5，凸模刃口尺寸的计算如下，d等于(d加xΔ) ，这是冲孔模的计算方式，D等于(D减xΔ减Z) ，这是落料模的计算方式，Φ8等于(8加0.5乘0.36)mm等于9.8mm，Φ22等于(22减0.5乘0.52减0.73)mm等于21.01mm，凹模刃口尺寸的计算如下，d等于（d加xΔ加Z ） ，D等于（D减xΔ），Φ8等于（8加0.5乘0.36加0.73）mm等于10.53mm，Φ22等于(22减0.5乘0.52) mm等于21.74mm，六、凸模和凹模的结构设计 eq \o\ac(,1)凸模Φ9.8比较细长，应进行压应力和弯曲应力校核，检查危险断面尺寸和自由长度是否满足要求，即按式（2.31）， d等于 普通冲裁，模具钢，如T8A、T10A、Cr12MoV、GCr15等的许用压用力，当淬火硬度为HRC58 至62时，可取等于1000至1600Mpat为材料厚度t等于3.5m，查表7.1得T10A抗剪强度τ等于588MPa，故，d等于mm等于6.4mm，最小凸模直径9.8mm大于6.4mm，故满足强度要求。按照式（2.35），l等于0.5，在这里，E是弹性模数，对于模具钢而言E等于2.2乘以10Mpa，J是凸模最小断面的惯性矩，对于圆形凸模，J等于πd除以64，其中d等于9.8mm，F等于F加上F等于158.05乘以103Mpa，所以，l等于0.5mm等于27.86mm，选取28mm，在设计凸模长度时，只要其伸出固定板外的实用设计长度l小于等于l，便能够满足刚度要求。选取B型圆凸模，依据凸模刃口尺寸查看表7.41得出：小凸模型号是BⅡ10.15×55，GB2863.2 - 81，T10A；大凸模型号是BⅡ21.2×55，GB2863.2 - 81，T10A eq \o\ac(,2)。凹模的外形尺寸方面，凹模的厚度H进行计算，H = Kb（H≥8mm），其中；b是垂直于送料方向凹模型孔壁间最大距离，单位为mm；K是由b和材料厚度t决定的凹模厚度系数，查看表2.20。能得到b = 22mm、K = 0.5mm，H = 0.6×22mm = 13.2mm。根据H系列数值选取凹模厚度为14。小凹模壁厚C1 = 2H = 22mm，C2 = 3H = 33mm。垂直于送料方向的凹模的宽度B为：B = b +(2.5~4)H = 22 + 3×14mm = 64mm，式中系数，边界型孔为圆弧时取2.5，为直线段时取3，复杂形状或有尖角时取4。送料方向的凹模长度L为：L = L + 2l = 40 + 2×32 = 104mm，其中；L是沿送料方向凹模型孔壁间最大的距离22mm，l是沿送料方向凹模型孔壁至凹模边缘的最小距离，查看表2.21得l = 32mm。凹模尺寸是104×64×14。凹模刃口形式的选择方面，查看图2.48，阶梯形直壁式刃口强度高，制造方便，刃磨后型孔尺寸基本不变，对冲裁间隙无明显影响，精度要求低下出件零件。如下图示，凹模结构图七，模具的其它装置设计，垫板的厚度选取为8mm ，凸模固定板，其形状通常与凹模一致，凸模固定板的厚度，H等于（0.6至0.8）H ，等于(0.6至0.8)乘以14 ，等于8.4至11.2mm ，凸模固定板的厚度选取为11mm ，卸料板的确定，材料为45钢，长和宽的尺寸选取与凸模固定板相同的尺寸，厚度选取为11mm ，凸模、凸模固定板、垫板、上模座是通过圆柱销和内六角圆柱头螺钉来进行连接的。圆柱销数量是4根，其尺寸是 Φ8mm，材料选用35钢，与上下模座配合为H7/m6的过盈配合，与垫板配合是H7/m6的过盈配合，与凹模配合为H7/m6的过盈配合，与凸模固定板配合也是H7/m6的过盈配合。
