1、 目錄1工藝過程設計21.1零件分析21.零件結構分析22材料性能分析23.尺寸精度分析21.2 工藝方案的確定31.沖壓工藝性分析32.基本工序的確定33.工序數目的確定34.工藝方案的比較和選擇31.3 工序設計41.4 工序計算51.沖裁間隙的選擇52.凸凹模刃口尺寸的計算63.沖裁力的計算74.卸料力,推件力和頂件力的計算75.材料的經濟利用82模具零件設計102.1沖裁模標準模架的選擇102.2壓力機的選擇112.3模具的結構形式112.4 操作方式的選擇112.5沖裁模卸料與推件零件的設計122.6沖裁模導向零件的選用132.7沖裁模連接固定零件的選用152.8模具零件材料的選用1

2、8參考文獻191工藝過程設計1.1零件分析1.零件結構分析:該零件是一個圓形墊片，壁厚為1mm，內部分別有一個直徑為8mm、8個直徑為4mm的孔。零件形狀簡單、結構對稱，易于成型，符合大批量生產的要求。2材料性能分析：材料為1Cr18Ni9Ti，屬于黑色金屬板料，是合金的一種，主要用于制造有防腐蝕防銹要求，外觀漂亮的產品。此材料具有良好的沖壓性能，適合沖裁。力學性能如下表1-1所示。3.尺寸精度分析：沖裁件的尺寸精度是指沖裁件的實際尺寸與公稱尺寸的差值。差值越小，則精度越高。這個差值包括兩方面的偏差，一是沖裁件相對于凸模或凹模尺寸的偏差，一是模具本身的制造偏差。沖壓件的精度等級為IT12，模具

3、的制造精度應該比工件精度高23級，則模具的制造精度選擇為IT9級。工件的尺寸精度要求為IT12級，且部分尺寸公差已經給出，零件如圖1-1所示。 圖1 墊片表1-1 1Cr18Ni9Ti的力學性能抗拉強度剪切強度延長率560-640460-520401.2 工藝方案的確定1.沖壓工藝性分析該零件的外形簡單，形狀規則，材質為1Cr18Ni9Ti，厚度t=1mm，b=630MPa。根據零件的形狀和工藝性分析，該零件屬于落料沖孔件，需安排落料和沖孔工步；落料和沖孔需同時進行時若采用連續模，則應該先沖孔然后落料，先沖出的孔可作為后續工步的定位，也可以在工件上沖出工藝孔，提高孔和外緣的定位要求。由于生產批

4、量為大批量生產，而且成型工藝只有沖孔和落料兩個工序，所以設計關鍵是設計模具工作零件的結構，保證模具使用壽命。但是還應注意，由于該零件表面要求較高，最后還需進行整形的工序。2.基本工序的確定 根據零件的形狀和工藝性分析，確定其沖壓基本工序為：沖孔工序，落料工序。3.工序數目的確定由于批量生產，所以沖壓加工過程要求提高生產效率，降低生產成本來滿足生產要求，可要求工序數目盡量減小，應盡量把工序集中起來，采用復合模或連續模進行沖壓，很小的零件，采用復合或連續沖壓加工，既能提高生產效率，又能安全生產。4.工藝方案的比較和選擇1）方案的比較方案一：采用單工序模： 對于該零件，沖模的結構簡單、制造周期短，價

5、格低，而且通用性好，比較容易在實現自動化，但是壓力機一次行程內只能完成一個工序，生產效率不太高。方案二：采用復合模： 壓力機一次行程內可以完成兩個或者兩個以上工序，生產效率高，適合大批量零件生產，沖件精度較高，不受送料誤差影響，內外形相對位置一致性好，適宜沖薄料，但是很難實現自動化，只能實現部分自動化，而且制造復雜性和價格都比單工序模高。方案三：采用連續模： 連續模是在單工序模的基礎上發展起來的一種多工序，高效率沖模，在一副模具中有規律的安排多個工序進行沖壓。連續模沖裁可減少模具和設備數量，生產率高，操作方便安全，便于實現沖壓生產自動化，在大批量生產中效果顯著，但各個工序是在不同的工步位置上進

6、行的，由于定位誤差會影響工件的精度，一般用于精度要求低，多工序的小件。模具強度高，耐磨性能要好，級進模制造復雜性和價格要比復合模低。2）確定方案比較以上方案，由于生產批量為大批量生產，模具的制造復雜性和價格還有生產效率等方面考慮，而且還要具有操作方便、安全制造方便，維修容易，模具強度較高，壽命較長，便于實現自動化等特點。決定沖孔與落料的工步采用連續模沖裁該零件。1.3 工序設計 由前面的分析，可確定工件的工序為下料、落料和沖孔。工件尺寸經過必要的公差換算，得到簡要的工序圖1.2。 （1）下料 ( 2 ) 沖孔 （3）落料圖2 工序圖1.4 工序計算1.沖裁間隙的選擇沖裁間隙是指凸凹模橫向尺寸的

7、差值。沖裁間隙對沖裁件的質量、沖裁力和模具壽命都有很大的影響，是沖裁工藝與模具設計中一個及其重要的問題。設計和制造模具時要求有一個合理的間隙值，以保證沖裁件的斷面質量好，尺寸精度高，所需沖裁力小，模具壽命高。考慮到模具制造中的偏差及使用中的磨損，生產中通常選擇一個適當的范圍作為合理的間隙值。在此范圍內能獲得合格的沖裁件。由參考文獻【1】中表2.3常用金屬材料的沖裁初始間隙（雙面）查得：材料厚度：t=1mm，則其最小間隙值Zmin=0.06mm，增大間隙的極限偏差為：Z=0.050mm。2.凸凹模刃口尺寸的計算凸凹模的加工方式采用凸凹模配合加工，即：先加工凸模（或凹模），然后根據制造好的凸模（或

8、凹模）的實際尺寸，配做凹模（或凸模），在凹模（或凸模）上修出最小合理間隙值。 落料部分以凹模為基準，然后配做凸模。計算時應該考慮到凹模的磨損對沖壓件尺寸的影響。沖孔部分尺寸計算應該以凸模為基準，然后配做凹模。計算時應該考慮到凹模的磨損對沖壓件尺寸的影響。 圖4 落料凹模 圖5沖孔凸模分析：模具工作的時候有些尺寸會減小增大不變，分為三類尺寸計算工作零件。第一類尺寸（增大），落料尺寸，Aj=(Amax X)0+4 =（220.75×0.22 ）0+0.050=21.840+0.050mm第二尺寸（減小）沖孔尺寸，第三尺寸（不變），中心距尺寸，Cj=（Cmin0.5）±8=(16

9、0.5×0.12) ±8=16±0.015mm落料凸模尺寸： Dp=（DdZmin）-0.050=（21.840.06）-0.050=21.24-0.050 沖孔凹模尺寸： dd1=（dp+Zmin）0+0.015=（4.03+0.06）0+0.015=4.090+0.015mmdd2=（dp+Zmin）0+0.015=（8.03+0.06）0+0.015=8.090+0.015mm3.沖裁力的計算 計算沖裁力的目的是為了合理地選擇壓力機和設計模具，壓力機的噸位必須大于所計算的沖裁力，以適應沖裁的要求。沖裁力的大小主要與材料力學性能、厚度及沖裁件分離的輪廓長度有關

10、。沖裁力F（N）可按下式進行計算: （1-5） 式中: t-材料厚度,1mm;- -材料抗拉強度,Mpa;查表=560-640Mpa. L-沖裁周邊長度,195mm; =0.195×1×630=122.85125KN 4.卸料力 、推件力 和頂件力的計算圖6工藝力示意圖在沖裁工作完成后，從板料上沖裁下來的工件（或廢料）由于徑向發生彈性變形而擴張，會卡在凹模洞口內；同時，在板料上沖裁出的孔則沿著徑向發生彈性收縮，會緊箍在凸模上。為了將緊箍在凸模上的料卸下來所需要的力成為卸料力，以表示；將卡在凹模中的工件推出或頂出所需的力分別稱為推件力與頂件力，以和表示。 生產中，常用下列經驗

11、公式計算，即： 其中： 取 K卸=0.05 K頂=0.06 K推=0.05 n=4 則計算得：卸料力的計算 F卸=K卸×F=0.05×125=6.25KN頂件力的計算 F頂=K頂×F=0.06×125=7.5KN推件力的計算 F推=K推×F=4×0.05×125=25KN 所以 F總=125+25=150KN采用彈性卸料，廢料直接落下，工件人工取出。 5.材料的經濟利用1） 排樣 沖裁件在條料上的布置方法稱為排樣。排樣的合理與否影響到材料的經濟利用，還會影響到模具的結構與壽命、生產率、工件公差等級、生產操作方便安全等。因此，

12、排樣是沖裁工藝與模具設計中一項很重要的工作。 排樣的方式是否合適和滿足經濟性，通常采用材料的利用率作為判斷依據。材料的經濟利用率可按下式計算： 其中： 2）搭邊值的確定 排樣時工件與工件之間以及工件與條料側邊之間留下的余料稱為搭邊及側搭邊。搭邊的使用是使工件沿整個周邊封閉沖裁時補償送料的誤差，并將其在模具上定位，以保證沖裁出完整的工件。搭邊還可以保持條料有一定的剛度和強度，便于送進模具內。 搭邊值要合理確定。搭邊值過大，材料利用率低。搭邊值過小，在沖裁中將會被拉斷，造成送料困難，且使工件產生毛刺，有時還會拉入凸模和凹模間隙中，損壞模具刃口，降低模具壽命。 搭邊值一般由經驗確定，參考參考文獻【1

13、】表2.8搭邊值，由于模具零件選用彈性卸料裝置，則由表2.8可知：工件與條料側邊的余料值為1.0mm，工件與工件之間的余料值為10mm。根據工件的外形，盡量少的安排廢料，達到材料的最大利用率。本零件適合采用直排的排樣類型。 圖7 排樣方式材料利用率：41.26% 3）條料寬度的選擇和進距的確定排樣方式與搭邊值決定，條料的寬度與進距也可以決定。進距是每次條料送入模具進行沖裁的距離，進距的計算與排樣方式有關。進距是決定擋料銷位置的依據。條料寬度的確定與模具是否采用側壓裝置或側刃有關。確定的原則是，最小條料寬度要保證沖裁時工件周邊有足夠的搭邊值；最大條料寬度要能保證沖裁時在導料板之間順利地送進，并與

14、導料板之間有一定的間隙。 選擇有側壓裝置的條料寬度的計算方法。 按下式計算 （1-1）式中：B-條料的公稱寬度，mm。 D-條料寬度方向零件輪廓的最大尺寸，22mm。 a1-側搭邊，查表2.8得為1mm。 b0-條料與導尺間的間隙，查表2.9得為0.2mm。 -條料寬度的公差，查表得0.4。B=22+2(1+0.4)+0.20-0.4=250-0.4 mm 根據市場供應，選擇9001000（mmmm）的板料2模具零件設計2.1沖裁模標準模架的選擇由GBT 2851-2008 沖模滑動導向模架選擇后側導柱模架。選擇凹模邊界的尺寸L×B=160×125(mm×mm)，

15、其上模座板按GB/T2855.5選擇相應的尺寸，下模座由GB/T2855.6選擇相應的尺寸，導柱由GB/T2861.1選擇相應尺寸，導套由GB/T2861.6選擇相應的尺寸。其結構形式如下：（圖4） 圖8 后側導柱模架2.2壓力機的選擇由GBT 14347-1993 開式壓力機 型式與基本參數并根據沖裁力、模具尺寸、工作臺孔尺寸等參數，選擇開式可傾式雙點壓力機,其參數如下： 表3-1 壓力機參數表公稱壓力/Kn滑塊行程/mm滑塊行程次數/（次/min）最大封閉高度/mm封閉高度調節量/mm滑塊中心線至床身距離/mm立柱距離/mm工作臺尺寸/mm工作臺孔尺寸/mm前后左右前后左右直徑160551

16、2022045160220300450160240210工作臺板厚度/mm模柄孔尺寸/mm床身最大可傾角直徑/mm深度/mm40406035°2.3模具的結構形式 模具類型的選擇 由沖壓工藝分析可知，采用連續模具。 定位方式的選擇 采用導料銷進行控制調料的送進，采用固定導料銷控制步距。2.4 操作方式的選擇 根據該工件的尺寸較小以及生產批量較小，采用手工送料的方式，將條料從右往左送進模具中。2.5沖裁模卸料與推件零件的設計1.卸料裝置卸料裝置主要用來在沖壓工作完成后從凸模上卸下條料或廢料，有時也起壓料或凸模導向作用，此外還兼有保護凸模強度、放置沖裁時材料的變相等作用。卸料裝置有剛性與

17、彈性卸料板和廢料切刀等形式。 選用彈性卸料裝置，其卸料力較小，一般用于材料厚度小于1.5mm的沖裁。彈性卸料裝置一般由卸料板、彈性元件（彈簧或橡皮）和卸料螺釘組成。（a） 彈壓式卸料板 彈壓式卸料板式活動卸料板的一種，它既起卸料作用，又起壓料作用，由于在工作前對板料有預壓作用，所得沖裁零件的質量較好，平直度較高。（b） 推件與頂件裝置推件裝置一般是剛性的，其基本零件有打桿、推板、連接推桿和推件塊組成。 頂件裝置大多采用彈性的。通常由頂桿、頂件塊和裝在下模座底下的彈頂器等所組成。彈頂器的頂件力由彈簧或橡皮所產生，這種結構的頂件力容易調節，工作可靠，沖裁件的平直度較高。但在操作過程中，彈簧或橡皮受

18、經常變化的壓力，產生疲勞，彈性容易減弱。（c） 卸料板與凸模之間的間隙 選用無導向彈性卸料板，卸料板與凸模之間的單邊間隙，由參考文獻【1】取，取其間隙值為：0.1mm，卸料板厚度取10mm。2.卸料橡膠和卸料螺釘的選擇 卸料裝置選擇卸料橡膠作為彈力來源。卸料橡膠的形式如圖9所示： 圖9 卸料橡膠卸料橡膠的具體尺寸為：D=25mm，d=8.5mm，H=20mm，=33mm卸料螺釘選擇圓柱頭卸料螺釘，其形式如下：（圖10） 圖10 圓柱頭卸料螺釘卸料螺釘具體尺寸為：M8402.6沖裁模導向零件的選用導向零件是指上下模的導向裝置零件。導向零件用于提高模具精度、減少沖床對模具精度的不良影響，同時還可以

19、節省模具的調整時間，以及提高沖裁件的精度和模具壽命。對生產批量大、要求模具壽命長、工件精度高的沖裁模，一般采用導向裝置，以保證上下模的精確導向。1.導柱及導套結構及尺寸如下圖：圖5.1 導柱2.主要參數如下： d=25，L=85mm,3.導套結構形式3如下圖示：圖5.2 導套4.主要參數如下表：表5.3 滑動導套尺寸參數dDLRl油槽數數值25mm34mm85mm2mm33mm22.7沖裁模連接固定零件的選用1.模座 模座分為上模座和下模座兩部分。整個模具的各個零件都直接或間接地固定在上下模座上，因此，它是整個模具的基礎。此外，模座還要承受和傳遞壓力，所以模座不僅要有足夠的強度，而且還要有足夠的剛度。如果模座的剛度不足，則既影響到沖件的精度，又會降低模具的壽命。 上模座的選擇：由GB2855.5沖模滑動導向模座 第一部分 上模座，