1、第1章 緒 論 模具是現代工業，特別是汽車、拖拉機、航空、無線電、電機、電器、儀器、儀表、兵器、日用品等工業必不可少的工藝裝備。鍛件、沖壓件、壓鑄件、粉末冶金零件以及非金屬零件，如塑料、陶瓷、橡膠玻璃等制品都是用模具成型的。模具技術直接影響制造業的發展、產品更新換代能力和產品競爭能力。模具工業潛力很大，前景廣闊。近十多年來，美國、日本、德國等發達國家的模具總產值已超過機床總產值。模具技術進步極大地促進了工業產品生產發展，因而深受贊譽。美國工業界認為“模具工業是美國工業的基石”；在日本，模具被譽為“進入富裕社會的原動力”；在聯邦德國，模具被冠之以“金屬加工業中的帝王”之稱；在羅馬尼亞，有“模具就

2、是黃金”之說。可見模具工業在世界各國經濟發展中具有極其重要的地位。模具技術已成為衡量一個國家產品制造水平的重要標志之一。模具高級技工在沖模制造流程中的中心地位是無可代替的，他們對保證模具質量、提高產品的市場競爭里起著非常重要的作用。為適應現代制造業發展和產品技術既不的需要，加快高級技能人才的培養。模具作為一種高附加值的技術密集產品，它的技術水平已經成為衡量一個國家制造業水平的重要評價指標之一。而要提高模具技術水平不但要有先進的制造設備，更重要的是有掌握先進制造設備的人才。人力資源是企業最重要的戰略資源，它決定這企業長遠的，持續的發展。目前，很多從事模具制造的企業已注意到人才的重要性，特別是隨著

3、高檔水平模具的需要不斷增加，對人才素質的要求也越來越高。所以企業在購置數控加工設備的同時要加人才的培訓。目前，專門針對培養掌握先進模具制造技術的高、中級技術人才的教材又比較少，開展這方面培訓工作比較困難,冷沖壓生產是當代金屬加工領域的重要手段 ，冷沖模是沖壓生產中必不可少的主要工藝裝備。現代工業產品的發展在很大程度上取決于沖模制造的發展水平，可以認為，模具制造行業已成為國民經濟的基礎工業之一 。冷沖壓加工是在常溫下，利用壓力機的壓力，通過沖模對各種不同規格尺寸的材料進行加工，制成所需要形狀和尺寸的零件。相對冷沖壓而言，將材料加熱后進行的沖壓稱為熱沖壓。沖裁的過程時將金屬或非金屬板材的一部分材料

4、與另一部分材料分離的過程，根據工序需要不同，可以沿封閉輪廓或非封閉輪廓線分離。冷沖模零件根據作用可分為工作零件、定位零件、卸料和推件零件、導向零件、支持零件、緊固零件和供力零件。一般認為，模具的工作零件，定位零件和卸料、推力零件為模具的工藝零件，而其他則稱為沖模的輔助零件。模具是完成沖壓工序地一種專用工具，在沖壓生產現場是不可缺少地工藝裝備。沖模必須滿足沖壓生產的要求，不僅要沖壓出合格的零件，而且要適應批量生產的需要，既要操作方便、安全可靠、使用壽命和容易制造與維修地特點。模具按工序可分單工序沖模和復合模、連續模，單工序沖模又稱簡單沖模，在一套沖模中只完成一個工序，如落料模、沖孔模、彎曲模、拉

5、深模等。單工序沖模在沖壓生產現場是應用最多地一種形式，即使在大批量生產條件下依然如此。復合沖壓是在沖床滑塊的一次行程中，在同一位置上，使材料順序完成幾個沖壓工序地方法，如落料沖孔、落料拉深、落料拉深沖孔等復合工序，該類模具稱為復合模。連續模又稱級進模，跳步模。連續沖壓是在沖床滑塊的一次行程中，按一定程序完成兩個或兩個以上的工序，如沖孔落料、切口沖孔彎曲切斷、切口拉深沖孔落料等。工作時，隨著條料（或帶料）的連續送進，在模具的不同部位，分別順序完成的一次行程中，得到一個或數個制作。正確的選擇模具材料和模具的制造技術，在很大程度上決定著成形模具的使用壽命。為著某些原因，模具可能不得不更換。例如，由于

6、磨損或塑性變形而使尺寸發生改變，表面損壞、光潔度降低、潤滑故障和裂紋即破裂。在熱壓模鍛中，模具失效的主要模式是腐蝕作用、熱疲勞、機械疲勞和永久性即塑性變形。腐蝕，通常也叫做模具磨損，實際上模具由于受到壓力后模具表面上的材料發生剝落。變形材料的滑移、模具材料的抗磨性，模具表面溫度、模具和材料接觸表面的相對滑動速度以及接觸層的性質，都是影響模具磨損的最主要的因素。熱成形加工中會發生熱裂效應，熱疲勞都發生在模具模腔的表面。由于跟熱變形材料接觸，就在周期性屈服的模具表面引起了熱疲勞。由于溫度梯度的急劇變化，這種接觸引起表面層的膨脹，而且表面層受到壓應力的影響。在溫度足夠高的時刻，這些壓應力可引起表面層

7、的破壞。當模具表面冷卻時，可發生反向應力，因而表面層將處于拉應力狀態。這種狀態循環往復將引起形成龜裂的模面，那就是作為識別熱裂紋的特征。模具破裂或產生裂紋是由于機械疲勞，并且是在模具過載和局部應力高等情況下發生的。在變形加工過程中，由于加載、減載，模具承受著交變應力作用，這就將引起開裂并發生重大破壞。在給定的成形工藝條件下，模具材料的機械性能對模具壽命和模具的損壞影響很大。一般而言，最具影響的性能是取決于加工過程的溫度。這樣，用于冷卻成形加工工藝的模具材料與用于熱成形加工的材料有著極大的區別。對于金屬成形加工工藝的小批、單件生產，模具的設計、制造和模具材料的選擇是非常重要的。為了提供成本合理和

8、具有令人滿意的壽命的模具，必須用合適的模具材料和用現代的制造方法來制造模具。成形加工的經濟效益常常是取決于模具壽命和所制造的每件模具的成本。根據上述應用，合適的模具材料的選擇取決于以下三方面的因素：加工工藝本身有關的因素，包括模腔尺寸、所用機器形式和變形速度，毛坯尺寸和溫度，要用的模具溫度、潤滑、生產率和要生產的零件數量。與模具加載形式相關的因素，包括加載速度，即模具與正在變形的金屬之間的沖擊時間或逐漸接觸的時間（在熱變形加工中，這種接觸時間顯得特別重要），在模具上的最大載荷和壓力，最大和最小的模具溫度以及模具將要承受的加載周期的數目。冷沖壓生產是當代金屬加工領域的重要手段 ，冷沖模是沖壓生產

9、中必不可少的主要工藝裝備。現代工業產品的發展在很大程度上取決于沖模制造的發展水平，可以認為，模具制造行業已成為國民經濟的基礎工業之一 。冷沖壓加工是在常溫下，利用壓力機的壓力，通過沖模對各種不同規格尺寸的材料進行加工，制成所需要形狀和尺寸的零件。相對冷沖壓而言，將材料加熱后進行的沖壓稱為熱沖壓。沖裁的過程時將金屬或非金屬板材的一部分材料與另一部分材料分離的過程，根據工序需要不同，可以沿封閉輪廓或非封閉輪廓線分離。冷沖模零件根據作用可分為工作零件、定位零件、卸料和推件零件、導向零件、支持零件、緊固零件和供力零件。一般認為，模具的工作零件，定位零件和卸料、推力零件為模具的工藝零件，而其他則稱為沖模

10、的輔助零件。為獲得高質量的汽車覆蓋件金屬模具,提出了基于快速成形技術的快速金屬模具制造技術。計算機軟件基礎、金屬材料與熱處理、互換性原理與測量技術基礎、成型設備概論、模具工程材料、現代技術、塑料成型技術、沖壓成型技術、計算機在模具設計中的應用。正確的選擇模具材料和模具的制造技術，在很大程度上決定著成形模具的使用壽命。為著某些原因，模具可能不得不更換。例如，由于磨損或塑性變形而使尺寸發生改變，表面損壞、光潔度降低、潤滑故障和裂紋即破裂。1.1 沖壓模的發展與現狀我國的模具工業發展經歷了艱辛的歷程。解放前，由于我國基礎工業薄弱，模具使用得很少。所用的模具都是在模具作坊中制作的，這些模具大多數結構簡

11、單，精度低。就模具的結構形式而言，多為沖壓模。制造方法多為由有經驗的老鉗工帶領徒弟手工研銼，缺乏設計圖紙和工藝文件，談不上有什么模具工業。解放后，由于經濟發展的需要，特別是由于東北地區擔負著電機、儀表、電器、變壓器等產品的生產任務，模具工業得到了迅速發展。當時雖然缺乏先進的技術，但是由于結合我國實際情況，組織了專門的技術力量，因而取得了明顯的進步：（1） 沖模結構由單工序模向復合模發展，并可生產少量級進模。（2） 由整體模向拼塊模發展。（3） 模具制造技術則由手工加工為主發展到采用成型磨削。（4） 1951年和1952年制成了800kw和3000kw水輪發電機的大型扇形復合沖模。到1954年，

12、前蘇聯和東歐社會主義國家的有關模具技術和設備開始輸入我國，這對我國模具工業的發展起到了促進作用，對模具技術人才的培養、工藝技術的發展和關鍵設備的使用都有很大的幫助。在此情況下，成型磨削開始取代大部分手工操作，熱處理變形基本得到控制，模具制造的精度和表面粗糙度明顯提高，模具的制造周期也大大縮短。在1966年至1976年期間，由于整個國民經濟都受到很大的干擾和影響，模具工業沒有獲得應有的突飛猛進，但是廣大模具工作者在總結推廣模具設計和制造經驗及先進技術方面做了大量工作，編寫模具手冊，對模具生產的發展起到了良好的指導作用。自從1977年以來，由于機械、電子、輕工、儀表、交通等工業的蓬勃發展，對模具的

13、需求越來越多，在供貨期上則要求越來越短。20世紀80年代后期，計算機輔助設計（cad）和計算機輔助制造（cam）技術開始在沖模、鍛模和塑料模中應用，并取得發展。加入wto后，各行業大批境外企業的涌入，使作為支持工業的模具行業迎來發展機遇，同時也面臨國外先進技術和高品質產品的挑戰。到目前為止，我國技術含量低的模具已供過于求，市場利潤空間狹小，而技術含量高較高的中、高檔模具還遠遠不能適應國民經濟發展的需要，精密、復雜的沖壓模具和塑料模具、轎車覆蓋件模具、電子接插件等電子產品模具等高檔模具需要進口。因此，模具工業發展前景廣闊。1.2 冷沖壓工序與分類冷沖壓加工是在常溫下，利用壓力機得壓力，通過沖模對

14、各種不同規格尺寸的材料進行加工，制成所需要形狀和尺寸的零件。相對冷沖壓而言，將材料加熱后進行的沖壓稱位熱沖壓。1.2.1. 冷沖壓工序按其工作性質分為分離工序和變形工序兩大類。 分離工序：使材料沿一定的輪廓線使其分離或部分分離，達到一定形狀和尺寸要求。變形工序：對材料施加壓力，使其發生塑性變形，獲得一定形狀和尺寸要求的零件。1.2.2. 冷沖壓工序名稱術語按國家標準中模術語的規定，按工序分類如下。落料，沖孔，切邊，切口，剖切，整修，精沖，切斷，彎曲，卷邊，拉深，反拉深，邊薄拉深，成形，脹形，整形，縮口，翻邊，翻孔，校正，壓印，冷鐓，正擠壓，反擠壓，復合擠壓。第2章 冷沖壓模具的分類2.1 冷沖

15、壓模具的基本機構形式模具是完成沖壓工序的一種專用工具，在沖壓生產現場是不可缺少的工藝裝備。沖模必須滿足沖壓生產的要求，不僅要沖壓出合格的零件，而且要適應批量生產的需要，具有操作方便、安全可靠、使用壽命長和容易制造與維修的特點。2.1.1 沖模的分類1. 按沖壓工序不同可分為落料、沖孔模、彎曲模、拉深模、冷擠壓模等。 2. 按工序組合方式按工序組合方式，冷沖模有單工序沖模、復合模和級進模等。3. 按沖模導向方式分類按沖模導向方式分為無導向沖模、導柱模和導板模。無導向沖模又稱敞開模，多用于單工序沖壓、生產批量較小或沖壓件精度要求低的情況。上、下模的相對位置由壓力機來保證。導柱模是上、下模之間用導柱

16、和導套來保證其相對位置精度。一般由二導柱的和四導柱的布排方式。使用滾動導向的模架制造可比滑動導向模架提供更高的導向精度。導柱、導套導向的模架制造技術的成熟和標準沖壓模架供應的市場商品化，使導柱模得到廣泛得應用。大批量沖壓生產現場多使用導柱模，有利于生產組織和操作安全。用導板導向的模具有兩種形式，一種使用導板（兼作卸料板）直接為凸模導向，對小孔沖模，可以同時保護小凸模。也可以將導板導向與導柱導向連用。固定導板模一般適用于材料厚大于0.5mm的單工序落料、沖孔和多工序跳步沖孔、落料和連續拉深等沖壓工序。使用導板導向的另一種形式用于大型覆蓋件拉深模、整形模等。4. 按送料方式分類按送料方式可分為手工

17、料模，半自動化沖模和自動沖模。；5. 按使用模具材料分按使用模具材料分類不同，可分為金屬沖模和非金屬沖模兩類。非金屬沖模主要有橡膠模和塑料（樹脂）沖模。6. 按生產適應性分類根據不同生產規模得需求，可分為普通沖模和專用沖模兩種形式。通用沖模有組合沖模，普通彎曲模等。一般生產中使用的沖模多為專用沖模，即一副模具只沖壓某一種或幾種零件。2.1.2 單工序沖模和復合模、級進模1. 單工序沖模單工序沖模又稱簡單沖模，在一套沖模中只完成一個工序，如落料模、沖空模、彎曲模、拉深模等。單工序沖模在沖壓生產現場是應用最多得一種形式，即使在大批量生產條件下依然如此。2. 復合模復合沖壓是在沖床滑塊的一次行程中，

18、在同一位置上，使材料順序完成幾個沖壓工序的方法，如落料沖孔、落料拉深、落料拉深沖孔等復合工序，該類模具稱為復合模 3. 級進模級進模又稱連續模、跳步模。連續沖壓是在沖床滑塊的一次行程中，按一定程序完成兩個或兩個以上得工序，如沖孔落料、切口沖孔彎曲切斷、切口拉深沖孔落料等。工作時，隨著條料（或稱帶料）得連續送進，在模具的不同部位，分別順序完成不同沖壓工序，在沖床的一次行程中，得到一個或數個制件。一般認為，當連續沖壓的工位級進模。多工位級進模用于大批量生產中，多采用帶（卷）料沖壓，必要時與自動送料裝置聯用。2.1.3 沖模的結構形式沖模的結構形式按沖壓工序可分為以下幾類。1. 沖裁模沖裁的過程時將

19、金屬或非金屬板材的一部分材料與另一部分材料分離的過程，根據工序要求不同，可以沿封閉輪廓或非封閉輪廓線分離。沖裁模與其他模具相比有兩大特點：一是凸模和凹模之間有與沖裁間隙值；二是凸模和凹模有鋒利的刃口，一般情況下其刃口為90度角。2. 彎曲模彎曲模結構形式是隨彎曲件的尺寸和采用不同彎曲方式決定的。一般分為簡單彎曲模、連續彎曲模和自動彎曲模。通過彎曲模在多品種小批量生產的企業應用較為廣泛，彎曲件形狀可以是v形，u形多角彎曲、曲線形彎曲等，可根據產品零件特征分類，制造通用彎曲模來加工一定尺寸范圍內的零件。3. 拉深模拉深分首次拉深和以后各次的拉深，首次拉深的毛坯為平板毛坯，而以后各次拉深是在上一次拉

20、深成半成品件的基礎上進行的，以后各次拉深時，一般時用上一次拉深件的形狀定位。2.2 冷沖模零件的分類冷沖模零件零件根據其作用可分為工作零件、定位零件、卸料和推料零件、導向零件、支持零件、緊固零件和供力零件。一般認為，模具的工作零件，定位零件和卸料、推料零件為模具的工藝零件，而其他則稱為模具的輔助零件。2.2.1 沖壓工藝零件1. 工作零件 工作零件是指與沖壓材料直接接觸，對其施加壓力以完成材料沖壓工序的零件，包括凸模、凸凹模和凸模、凹模的品鑲件等。凸模、凹模又稱為上模、下模，這在彎曲、拉深和成形模具中較多采用。拉深模中的壓邊圈又稱壓料板。可用來壓住拉深毛坯（或半成件）以防止出現皺折，使材料能順

21、利完成拉深成形工序。2. 定位零件定位零件的作用是確保毛坯或毛坯件在沖模中的正確位置，是沖壓件達到合格的形狀、尺寸要求。定位零件主要包括擋料銷、定距側刃、導正銷、導料板（側導板）、定位銷、定位等。擋料銷：根據擋料銷的作用合使用場合不同可分為固定擋料銷，彈性（活動）擋料銷、始用擋料銷等。定距側刃：用于連續沖壓中條料（或帶料）送進時的定位。常用定距側刃端面形狀有平和凹式兩種，連續沖壓模具工位較多時，使用凹式側刃可提高坯料送進時的精度。端部帶有臺階的側刃，可用于材料較厚時的沖壓。導料銷：導料銷用于連續沖模中條料（或帶料）送進時的精定位。導料銷不能單獨使用，可以和擋料銷聯用，或與定距側刃聯用。3. 卸

22、料、推件零件卸料零件：用于從凸模周邊卸除坯料或廢料。卸料板、廢料板等都屬于卸料零件。卸料板分彈性卸料板和剛性卸料板。剛性卸料板有稱固定卸料板。彈性卸料板的卸料力由彈簧或橡膠提供。廢料刀一般應用在拉深、成形零件切邊后廢料的切除，通過廢料刀將切邊廢料切斷位數段可以單獨、方便的清楚廢料邊。推件裝置與零件：推件時將沖壓后的制件或廢料，從凹模或凸模洞孔那推出。推件動作的完成是由數個零件聯合動作完成的，故稱為推薦裝置。常用推件零件由推桿、推板、打料桿及各類推件器、頂桿等。2.2.2 沖模輔助零件1. 導向零件導向零件主要用以保證凸模和凹模相互位置的準確性，由導柱、導套，導板等組成。上，下模間用導柱，導套導

23、向已被廣泛應用。滑動導向的導柱，導套應用范圍教廣，滾動導向的導柱，導套用應用于精密的沖裁中。除上、下模座用導柱、導套導向外，多工位級進模、小孔沖模中常同時使用小導柱來保護小尺寸凸模以防止折斷。2. 支持零件支持零件主要是設計結構需要，用于連接和固定工作零件，使之成為完整的模具機構。主要包括上模座、下模座、固定板、墊板、模柄等。支持零件除考慮結構需要外，應具有必要的強度及剛度。3. 緊固零件緊固零件主要用于緊固、連接各種沖模零件，如各種螺釘、圓銷等，其中圓柱銷還可起穩固定位作用。4. 供力零件供力零件可分為沖壓工作提供卸料力、推件力、壓邊力等。供力零件由彈簧、橡膠、壓縮空氣墊等。圓柱形彈簧是常用

24、的一種彈簧，只有在需要大的彈簧而又受空間尺寸所限制才選用碟形彈簧。第3章 沖裁模間隙 間隙就是凹模個凸模之間在垂直于沖裁方向上的尺寸差，用符號c表示，俗稱單面間隙。而雙面間隙用z表示。單面間隙為z/2。公稱間隙是指最小間隙，供新模具設計、制造時選用。間隙范圍時指間隙最大值與最小值之差。3.1沖裁件斷面沖裁件的斷面分三個區域：圓角帶、光亮帶和斷裂帶。3.2間隙對沖裁件的影響 間隙的大小可直接影響沖裁了力大小，沖件尺寸精度和沖斷面質量。1.對沖裁力的影響 沖裁間隙大，所需沖裁力小，模具磨損小，壽命高。反之則沖裁力大，磨損大，壽命低。2.對沖件尺寸精度的影響 沖裁間隙選用適當，沖件尺寸精度高，因此對

25、尺寸精度要求高的沖件，在沖模設計制造時，選用間隙大小尤其重要。3.對沖件斷面的影響 間隙合理時，由凸模和凹模刃邊出發的兩條裂紋相迎，斷面質量好，光亮帶約占料厚的1/31/2。間隙過小時，斷面較直，軟料（純銅、鋁）斷面會出現較寬的（接近厚料）光亮帶，硬材會出現雙光亮帶。間隙過大時，圓角帶（塌角）較大，光亮帶窄，斷裂帶寬，且有較大的錐度。3.3 凸、凹模間隙值的確定凸、凹模間隙對沖裁件質量、沖裁力、模具壽命都有很大的影響。因此，設計模具時一定要選擇一個合理的間隙，使沖裁件的斷面質量較好、所需沖裁力較小、模具壽命較高。但分別從質量、精度、沖裁力等方面的要求各自確定的合理間隙值并不相同，考慮到模具制造

26、中的偏差及使用中的磨損，生產中通常是選擇一個適當的范圍作為合理間隙。這個范圍的最小值稱為最小合理間隙c, 最大值稱為最大合理間隙c。考慮到模具在使用過程中的磨損使間隙增大，故設計與制造中采用最小合理間隙c。確定合理間隙的方法有兩種：理論確定法和經驗確定法。1.理論確定法理論確定法的主要依據是保證裂紋重合，以便獲得良好的斷面。據此可計算合理沖裁間隙的理論值：c=（t-h）tan=t(1-)tan式中：t板料厚度（mm）； h初始裂紋出現時凸模的擠入深度（mm）； c理論計算出的單面間隙（mm）； 裂紋方向角。2.經驗確定法由于對不同的材料的值差別很大，需要進行試驗來測定，因此理論計算法在生產中使

27、用不方便，故目前廣泛采用的是經驗數據。z=k t 式中：z雙面間隙（mm）； k間隙系數，實際生產中，系數k的取值為0.080.35; t材料厚度(mm)。3.4 沖裁間隙的選用原則沖裁時，凸模和凹模之間間隙的大小將直接影響沖裁件質量，合理選用間隙時保證沖壓件質量的首要條件。1.根據沖壓材料性能和厚度，采用最小的合理間隙，可以得到幾乎和坯料板面垂直的斷面，又沒有明顯的毛刺。2.在合理間隙范圍內，采用最小的合理間隙，保證沖件質量的同時，可以得到較小的沖裁力和較長的模具壽命。3.隨沖裁次數增多，模具磨損增大，沖裁間隙也隨之增大。因此制造新模具時，應選用最小的合理間隙值。第4章 沖壓工藝過程設計4.

28、1 沖壓件工藝分析材料：該沖裁件的材料q235鋼是普通碳素鋼，具有較好的可沖壓性能。零件結構:該沖裁件結構簡單，在沖裁件中間有一個半徑r2.5的孔和四個轉角處有r2.5圓角，比較適合沖裁。尺寸精度：沖裁件的經濟公差等級不高于it11級，現按it11級確定工件尺寸的公差，查 公差表可得各尺寸公差為：零件外形：200-0.13 160-0.11 r2.5+0.10零件內形：5+0.10結論：適合沖裁。4.2 工藝方案及模具結構類型的確定 該零件包括沖孔、落料兩個基本工序，可以采用以下三種工藝方案： 先落料，再沖孔，采用單工序模生產。落料沖孔復合沖壓，采用復合模生產。沖孔落料連續沖壓，采用級進模生產

29、。方案模具結構簡單，但需要兩道工序，兩套模具才能完成零件的加工，生產效率較低，難以滿足零件大批量生產的需求。由于零件結構簡單，為提高生產效率，主要應采用復合沖裁或級進沖裁方式。根據沖裁件尺寸精度等級與尺寸形狀的適應性，沖裁件的尺寸較小，沖裁件上的孔與孔之間或邊緣之間的距離過小，不宜采用復合沖裁，故宜采用級進模沖裁。4.3 排樣設計通過對產品零件的分析和計算，查閱相關資料，以下的計算和相關數據，為模具設計做好事先的工作，以便于設計模具，制造模具。4.3.1條料寬度與導料板間距離的計算查冷沖壓工藝及模具設計表2-9，確定搭邊值：兩工件間的搭邊：a1=0.8mm件邊緣搭邊：a=1.0mm 歩距：s=

30、22mm條料寬度：b0-=（dmax+2a）0-導料板間距離：a=b+z式中dmax條料寬度方向沖裁件的 最大尺寸 a側搭邊值 條料寬度的單向偏差 z導料板與最寬條料之間的間隙由b0-=（25+2x1.0）0-=270- 查表2-11 知=0.1，則b0-=270-0.1查表2-12 知導料板與條料之間的最小間隙zmin=0.5 則a=b+zb+z=27+0.5=27.5 取a=30mm4.3.2材料的利用率計算一個步距內沖裁件的實際面積：a=a0+3ay=20x16+3xx2.5x2.5=378.9一個步距內的材料利用率為；=x100%=x100%=63.8%若考慮到料頭、料尾和邊余料的材料

31、消耗，則一張板料上總的材料利用率總為：總=1x100%查板材標準，宜選9001000的鋼板(q235),每張鋼板可剪裁為37張條料（27mm900mm）,每張鋼板可沖1480個零件，則總為：總=1x100%=x100%=62.3%總值越大，材料的利用率就越高，在沖裁件的成本中材料費用一般占60%以上，可見材料利用率是一項很重要的經濟指標。4.4 沖壓力的計算沖裁力：f=kltb=1.3x(5x5+2x11+2x15)x1.0x300n=50910.6n推件力：ft=n kt f=2x0.055x50910.6n=5600.17n查模具設計與制造表3-7 知kt=0.055 n=2由于采用剛性下

32、出卸料方式故沖壓工藝總壓力：fz=ft（50910.6+5600.17）n=56510.77n4.5 壓力機的選擇根據沖壓工藝總壓力fz =56510.77n,模具閉合高度,沖床工作臺面尺寸等,并結合現有設備,選用jc23-63普通開式可傾壓力沖床,并在工作臺面上備制墊塊。其主要工藝參數如下： 公稱壓力： 63kn 公稱力行程：2mm滑塊行程： 35mm 行程次數： 170 次分 最大閉合高度： 110mm 連桿調節長度：30mm 工作臺尺寸（前后左右）： 200mm 310mm模柄尺寸（直徑深度）：55mm機身最大可傾角：304.6壓力中心的確定 計算壓力中心時，先畫出凹模孔口圖（即凸模位置

33、圖），如右圖所示。在圖中將xoy坐標系建立在圖示的對稱中心線上，將沖裁輪廓線按幾何圖形分解成l1、l2兩組基本線段，根據理論力學用解析法求得該模具的壓力中心點c的坐標（4.47,0）。有關計算見下表。壓力中心數據表基本要素長度l/mm各基本要素壓力中心的坐標值xyl1=5x5=78.54-220l2=2x11+2x15=52220合計：130.54-4.470.根據凹模孔口圖可見，y軸方向對稱，故壓力中心yc=0由fi=klitb 得f1=1.3x78.54x1.0x300n=30630.6 f2=1.3x52x1.0x300n=20280nxc=-4.47由以上計算可知沖壓件壓力中心的坐標為

34、（-4.47,0）。4.7工作零件刃口尺寸的計算 在確定工作零件刃口尺寸的計算方法之前，首先要考慮工作零件的加工方法及模具裝配方法。結合該模具的特點，工作零件的形狀相當較簡單，適宜采用線切割機床分別加工落料凸模、凹模，凸模固定板，這種加工方法可以保證這些零件各個孔的位置精度，使裝配工作簡化。因此，工作零件刃口尺寸的計算就按分開加工的方法來計算。該沖裁件中間的內圓與四個轉角半圓由沖孔制成。外形邊由落料制成，需要分別計算沖孔和落料兩道工序所用模具的工作部分尺寸。根據模具設計與制造表3-4來選取初始雙面間隙，查出：zmin=0.10mm zmax=0.14mm(1)沖孔5+0.10查表3-5、表3-

35、6知凸模、凹模的制造偏差：t=0.02mm a=0.02mm磨損系數：x=0.5校核間隙：t +a=0.02mm+0.02mm=0.04mm= zmax- zmin符合t +azmax- zmin條件將已知和查表的數據代人公式，即得：dt=(dmin+ x) =(5+0.5x0.1)0-0.02=5.050-0.02 mmda=(dt+zmin)=(5.05+0.1)=5.15mm(2)落料160-0.11由表3-5 查出 t=0.02mm a=0.02mm由表3-6 查出 x=0.5校核間隙：t +a=0.02mm+0.02mm=0.04mm= zmax- zmin符合t +azmax- z

36、min條件將已知和查表的數據代人公式，即得： da=(dmax- x)=(16-0.5x0.11)=16.055mm dt=(da- zmin) =(16.055-0.10)0-0.02=15.9950-0.02 mm（3）落料200-0.13由表3-5 查出 t=0.02mm a=0.025mm由表3-6 查出 x=0.5校核間隙：t +a=0.02mm+0.025mm=0.045mm0.04= zmax- zmin說明所取凸、凹模公差不能滿足t +azmax- zmin條件但相差不大，因此可調整如下：t=0.4（zmax- zmin）=0.4 x0.04 mm=0.016 mma=0.6（

37、zmax- zmin）=0.6 x0.04 mm=0.024 mm將已知和查表的數據代人公式，即得： da=(dmax- x)=(20-0.5x0.13)=19.935mm dt=(da- zmin) =(19.935-0.10)0-0.016=19.8350-0.016 mm凸凹模刃口尺寸計算數據表尺寸及分類尺寸轉換計算公式結果備注沖孔55+0.10dt=(dmin+ x) da=(dt+zmin)5.050-0.02表3-4來選取初始雙面間隙，查出zmin=0.10mm、 zmax=0.14mm；磨損系數：x=0.5模具按it11級制造。校核滿足t +azmax- zmin條件5.15落料

38、16160-0.11da=(dmax- x) dt=(da- zmin) 16.05515.9950-0.0220200-0.1319.93519.8350-0.016孔心距44440.4la=l440.14.8 主要零件尺寸設計4.8.1 工作零件的設計（1）凸模沖孔凸模 因為所沖的孔均為圓形，而且需要特別保護的小凸模較細長，故需要校核強度。由于= bc式中凸模最小截面的壓應力； 凸模縱向所承受的壓力，它包括沖裁力和推件力（或頂件力）； amin凸模最小截面積； bc凸模材料的許用抗壓強度。對于gr12合金工具鋼，淬火硬度為58 62 hrc時，可取bc=（1.0 1.6）mpa。由=f+f

39、t= kltb + n kt f= kltb（1+ n kt）=1.3x5x1.0x300(1+2x0.055)n=6800n amin=2.5x2.5=19.6mm=0.346x10 mpa bc所以小凸模強度滿足。落料凸模 結合工件外形并考慮加工，將落料凸模設計成直通式，采用線切割機床加工，1個m5螺釘固定在墊板上，與凸模固定板的配合按。其總長l為：l=h1+h2+t+h3=(12+20+1+13)mm=46mm式中：h1凸模固定板厚度h2導料板厚度h3增加長度，它包括凸模的修磨量，凸模進入凹模的深度，凸模固定板與導料板之間的安全距離等，一般取10 20mm。（2）凹模落料凹模板尺寸： 凹

40、模厚度：h=kb=0.2204mm 凹模邊壁厚：c（1.52）h =（1.52）4=（68）mm 取h=5mm c=20mm 凹模板寬度：b=b+2c=（20+220）mm=60mm查標準jb/t-6743.1-94: 凹模板長度：l取85mm（送料方向）故確定凹模板外形為：85605(mm)。4.8.2 定位零件的設計（1）導正銷的設計 使用導正銷的目的是對已沖孔的條料在落料前導正孔位，補償微小的送料進給誤差，保證空與外形相對位置公差的要求。導正銷通常與擋料銷配合使用，導正銷進行精定位，固定擋料銷作粗定位。 凸模固定板上設置一個導正銷，借用工件上中間孔5mm作導正孔。導正銷導正部分與導正孔采

41、用的配合。規格為5mm48mm。采用t8a鋼制作，熱處理硬度為56 60 hrc，有較高的耐磨損性。（2）導板的設計 導板的內側與條料接觸，外側與凹模齊平，導板與條料之間的間隙取1mm,這樣就可確定導板的寬度為15mm,查冷沖壓工藝及模具設計表2-30知：導板的厚度為6mm，采用45鋼制作，熱處理硬度為40 45 hrc，用螺釘和銷釘固定在凹模上。4.9其他模具零件結構尺寸 根據倒裝復合形式特點：凹模板尺寸并查標準tb/t6743.1-94,確定其他模板尺寸列于下表 序號 名稱 長寬厚（mm）材料數量 1墊板85608 t8a 1 2 凸模固定板 856012 45 1 3 上模座 85601

42、2 q235 1 4 導向板 856020 45 1 5 下模座 856016 q235 14.10沖壓工藝規程1.工作程序工序號 工序名稱需要設備毛坯類種 材料 1 切料 剪床 板料 q235 2 沖裁 沖床 3 檢驗游標卡尺等2.切料圖表 條料裁剪材料 需要設備 q235 剪床編號裁剪尺碼 1原料尺寸 1000900 2分成條料尺寸 27900 3分成條料數量 37 4條料零件數量 40 5材料利用率% 62.3第5章 模具制造5.1凹模板加工工藝過程 材料:gr12 硬度: 58 62 hrc序號工序名工序內容 1 備料鍛造(退火狀態):90658 2 粗銑銑鑄件的六平面,使其尺寸85.

43、360.36, 注意上下平面與相鄰側面用標準角尺測量,要求基本垂直. 3 平面磨磨光兩大平面厚度達5.4,并磨兩相鄰側面以及倒角c1,要求四面垂直,垂直度達到0.02/100mm 4鉆(1)劃線 劃線各孔徑中心線并劃出凹模口孔輪廓線 (2)鉆孔 鉆螺紋孔,銷釘孔,凹模孔口穿線孔(3)鉸孔 鉸銷釘孔5,使其達到要求(4)攻絲 攻螺紋絲,使其達到要求 5 熱處理淬火 使其硬度達到58 62 hrc 6 平面磨磨光兩大(上下)平面,使其厚度達到5.2mm 7 線切割割凹模孔口(2016),并留0.010.02mm余量,以研磨8 鉗(1)研磨孔口內壁側面,達到ra0.8(2)斜研磨距離凹模板下平面的高

44、度3mm以下的孔口，使斜面與豎直方向的夾角為1。 9 平面磨磨凹模板上平面厚度以及平面度(0.015)達到要求 5.2 沖孔凸模（小凸模）加工工藝過程 材料:gr12 硬度: 52 56 hrc序號工序名工序內容 1 備料鍛造(退火狀態): 10mm55mm 2 熱處理退火，硬度達180 220 hb 3 車車一端面，打頂尖孔，車外圓至8mm；掉頭車另一端面，長度尺寸至52 mm，打頂尖孔。雙頂尖頂，車外圓至5.40.04mm，車尺寸至48 0.1mm 4熱處理 淬火 使其硬度達到52 56hrc 5磨削磨削外圓尺寸至5m6 mm；磨118的沉頭；磨削兩端面，使長度尺寸至50 mm。 6 鉗工

45、鉗修并保證精度7 檢驗5.3落料凸模加工工藝過程 材料:gr12 硬度: 58 62 hrc序號工序名工序內容 1 備料鍛造(退火狀態):502520mm 2 粗銑銑鑄件的六平面,使其尺寸46.320.317. 3 平面磨磨上、下平面，使高度達到460.1,其粗糙度達0.8。 4鉆(1)劃線 劃出落料凸模孔徑中心線 (2)鉆孔 鉆螺紋孔(3)攻絲 攻螺紋絲m5,使其達到要求 5 熱處理淬火 使其硬度達到58 62 hrc 6 平面磨 磨其余平面,使各面尺寸達到要求5.4凸模固定板加工工藝過程材料：45 硬度：2428hrc序號工序名工序內容1備料氣割下料：906516mm2熱處理調質 硬度24

46、28hrc3粗銑銑鑄件的六平面,使其尺寸85.360.312.4, 上下平面與相鄰側面用標準角尺測量,要求基本垂直。4平面磨磨光兩大平面厚度達12.2mm,并磨兩相鄰側面以及倒角c1,要求四面垂直,垂直度達到0.02/100mm。5鉗 劃線 凸模固定孔中心線，銷釘孔中心線，螺紋孔中心線。 鉆孔 鉆絞螺紋孔、銷釘孔至達到要求, 鉆凸模固定孔口穿線孔。6線切割割凸模安裝固定孔,并留0.010.02mm單邊余量,以研磨。7銑銑凸模固定孔背面沉孔至達到要求。8平面磨磨模具厚度達到要求。9鉗 研配凸模 總裝配 用透光層使凸模、凹模均勻后，與上模座板配作銷孔。5.5 墊板加工工藝過程材料:t8a 硬度:

47、54 58 hrc序號工序名工序內容1備料鍛造(退火狀態):906512mm2粗銑銑鑄件的六平面,使其尺寸85.360.39, 上下平面與相鄰側面用標準角尺測量,要求基本垂直。3平面磨磨光兩大平面厚度達8.2mm,并磨兩相鄰側面 以及倒角c1,要求四面垂直,垂直度達到0.02/100mm。4鉗 劃線 銷釘孔中心線，螺紋孔中心線。 鉆孔 鉆絞螺紋孔、銷釘孔至達到要求。5熱處理淬火 使其硬度達到54 58 hrc6平面磨磨墊板上下兩平面厚度達到要求5.6 導向板加工工藝過程材料：45 硬度：2428hrc序號工序名工序內容1備料氣割下料：906525mm2熱處理調質 硬度2428hrc3粗銑銑鑄件

48、的六平面,使其尺寸85.360.320.8, 上下平面與相鄰側面用標準角尺測量,要求基本垂直。4平面磨磨光兩大平面厚度達20.4mm,并磨兩相鄰側面,要求四面垂直,垂直度達到0.02/100mm。5鉗 劃線 凸模孔中心線，導正銷孔中心線，螺紋孔中心線。 鉆孔 鉆絞螺紋孔、鉆導正銷孔至達到要求, 鉆凸模孔口穿線孔。6線切割割凸模安裝固定孔,并留0.010.02mm單邊余量,以研磨。7銑銑凸模固定孔背面沉孔至達到要求。8平面磨磨模具厚度達到要求。 5.7 上模座加工工藝過程材料：q235序號工序名工序內容1備料按gb/t 2855-90選購8560mm模架2鉗 劃線 模柄孔中心線及輪廓線，固定螺釘

49、孔中心線。 鉆孔 鉆絞螺紋孔5.5及背面沉孔至達到要求3粗銑銑鑄件的六平面,使其尺寸85.360.312.4, 上下平面與相鄰側面用標準角尺測量,要求基本垂直。4平面磨磨光兩大平面厚度達12mm,并磨兩相鄰側面以及倒角c1,要求四面垂直,垂直度達到0.02/100mm。5.8 下模座加工工藝過程材料：q235序號工序名工序內容1備料按gb/t 2855-90選購12560mm模架2熱處理調質 硬度2428hrc3粗銑銑鑄件的六平面,使其尺寸85.360.316.4, 上下平面與相鄰側面用標準角尺測量,要求基本垂直。4平面磨磨光兩大平面厚度達16.2mm,并磨兩相鄰側面以及倒角c1,要求四面垂直

50、,垂直度達到0.02/100mm。5鉗 劃線 凸模孔中心線，導正銷孔中心線，螺紋孔中心線。 鉆孔 鉆絞螺紋孔、鉆導正銷孔至達到要求, 鉆凸模孔口穿線孔。6線切割割凸模安裝固定孔,并留0.010.02mm單邊余量,以研磨。7銑銑固定螺釘孔背面沉孔至達到要求。8平面磨磨模具厚度達到要求。9鉗總裝配 .第6章 模具總裝配圖 通過以上設計，可得到如上圖所示的模具總裝配圖。模具上模部分主要由上模座9，墊板7、凸模固定板6、小凸模（沖孔凸模）17、落料凸模5、導正銷18和模柄10等組成。卸料方式采用剛性下口卸料。下模部分主要由下模座1、凹模板2、導板3、導向板4、托板14、固定擋料銷19、限位塊20、彈簧21、定位擋塊22和導板23等組成。沖孔廢料和成品件均由漏料孔漏出。這是一副導板式沖孔落料級進模。上下模用導向板導向，沖孔凸模與落料凸模之間的距離等于兩個送料步距，中間安裝一個導正銷，固定在凸模固定板上，便于進行精定位。為了保證首件的正確定距，采用兩個定位擋塊初始定位.（兩個定位擋塊間距離等于一個送料步距），它們安裝在導向板下的導板中間，在條料上沖制首件時，條料從左向右送進，先用手推第一個定位擋塊，使它從導板中伸出來抵住條料的前端即可沖首件上的五個孔。上模上升，由于條料孔與沖孔凸模存在摩擦力，條料抬起，此時用手推第