1、前言 沖壓是利用安裝在沖壓設備（主要是壓力機）上的模具對材料施加壓力，使其產生分離或塑性變形，從而獲得所需零件（俗稱沖壓或沖壓件）的一種壓力加工方法。沖壓通常是在常溫下對材料進行變形加工，且主要采用板料來加工成所需零件，所以也叫冷沖壓或板料沖壓。沖壓是材料壓力加工或塑性加工的主要方法之一，隸屬于材料成型工程。沖壓所使用的模具稱為沖壓模具，簡稱沖模。沖模是將材料（金屬或非金屬）批量加工成所需沖件的專用工具。沖模在沖壓中至關重要，沒有符合要求的沖模，批量沖壓生產就難以進行；沒有先進的沖模，先進的沖壓工藝就無法實現。沖壓工藝與模具、沖壓設備和沖壓材料構成沖壓加工的三要素，只有它們相互結合才能得出沖壓

2、件。與機械加工及塑性加工的其它方法相比，沖壓加工無論在技術方面還是經濟方面都具有許多獨特的優點。主要表現如下。(1) 沖壓加工的生產效率高，且操作方便，易于實現機械化與自動化。（2）沖壓時由于模具保證了沖壓件的尺寸與形狀精度，且一般不破壞沖壓件的表面質量,而模具的壽命一般較長,所以沖壓的質量穩定,互換性好,具有“一模一樣”的特征。（3）沖壓可加工出尺寸范圍較大、形狀較復雜的零件，如小到鐘表的秒表，大到汽車縱梁、覆蓋件等，加上沖壓時材料的冷變形硬化效應，沖壓的強度和剛度均較高。（4）沖壓一般沒有切屑碎料生成，材料的消耗較少，且不需其它加熱設備，因而是一種省料，節能的加工方法，沖壓件的成本較低。由

3、于沖壓加工的零件種類繁多，各類零件的形狀、尺寸和精度要求又各不相同，因而生產中采用的沖壓工藝方法也是多種多樣的。概括起來，可分為分離工序和成形工序兩大類；分離工序是指使坯料沿一定的輪廓線分離而獲得一定形狀、尺寸和斷面質量的沖壓（俗稱沖裁件）的工序；成形工序是指使坯料在不破裂的條件下產生塑性變形而獲得一定形狀和尺寸的沖壓件的工序。上述兩類工序，按基本變形方式不同又可分為沖裁、彎曲、拉深和成形四種基本工序，每種基本工序還包含有多種單一工序。在實際生產中，當沖壓件的生產批量較大、尺寸較少而公差要求較小時，若用分散的單一工序來沖壓是不經濟甚至難于達到要求。這時在工藝上多采用集中的方案，即把兩種或兩種以

4、上的單一工序集中在一副模具內完成，稱為組合的方法不同，又可將其分為復合-級進和復合-級進三種組合方式。 復合沖壓在壓力機的一次工作行程中，在模具的同一工位上同時完成兩種或兩種以上不同單一工序的一種組合方法式。 級進沖壓在壓力機上的一次工作行程中，按照一定的順序在同一模具的不同工位上完成兩種或兩種以上不同單一工序的一種組合方式。 復合-級進在一副沖模上包含復合和級進兩種方式的組合工序。沖模的結構類型也很多。通常按工序性質可分為沖裁模、彎曲模、拉深模和成形模等；按工序的組合方式可分為單工序模、復合模和級進模等。但不論何種類型的沖模，都可看成是由上模和下模兩部分組成，上模被固定在壓力機工作臺或墊板上

5、，是沖模的固定部分。工作時，坯料在下模面上通過定位零件定位，壓力機滑塊帶動上模下壓，在模具工作零件（即凸模、凹模）的作用下坯料便產生分離或塑性變形，從而獲得所需形狀與尺寸的沖件。上模回升時，模具的卸料與出件裝置將沖件或廢料從凸、凹模上卸下或推、頂出來，以便進行下一次沖壓循環。此設計針對所給的零件進行了一套冷沖壓模具的設計，其中設計內容為分析零件的沖裁工藝性（材料、工件結構形狀、尺寸精度），擬定零件的沖壓工藝方案及模具結構，排樣，裁板，計算沖壓工序壓力，選用壓力機及確定壓力中心，計算凸凹模刃口尺寸，主要零、部件的結構設計和加工工藝編制，壓力機的校核。 1.沖壓工藝與模具設計1.1零件介紹已知沖裁

6、零件的形狀如圖所示，材料為10.確定沖裁工藝方案，設計模具，編制模具零件的加工工藝規程材料:10 t=1.5mm未注公差等級為IT14 生產批量：大批量 圖111.2沖壓件進行結構工藝性分析.結構工藝性分析 1.該零件形狀簡單，對稱。 2.該零件有尖角，但圖紙無特殊要求，用線切割鉬絲半徑加單邊放電間隙代替間隙是允許的。3.沖件上無懸臂和狹槽。4.最小孔邊距為（8.5-4）/2=2.25mmt=1.5mm因為只有一個孔，所以不用考慮最小孔間距。5.該沖件圖形規則，用切口或切斷成形都是允許的。6.檢查最小孔徑。由10查附表2得為255-333Mpa，再由表2-1查得dt=1.5mm,該件上的最窄孔

7、為4.遠遠大于d1.5mm的要求（2）公差和斷面粗糙度的確定 由該零件并未注名公差等級以及偏差，則按IT14計算，低于沖孔可以達到的公差等級IT10.零件在折彎翻邊以及攻螺紋之前的展開圖的各尺寸經過計算查資料得螺紋孔在拉伸之前的D=0.85M=0.85*4=3.4mm其他數據經計算如下所示 圖12查表可得各尺寸公差為：零件外形： 零件內形： 定位尺寸：1.3確定基本的沖壓工藝，編制沖壓工藝1.確定基本工序及數量工件外形簡單，可以切口，可以切斷，內形可以沖孔，一個圓孔,然后落料，折彎和翻邊采用其他模具，攻螺紋手工，在此不作深究。2.確定工藝方案方案一，先沖孔后落料，再在其他模具上折彎沖包最后攻螺

8、紋；方案二，同時沖孔落料，再在其他模具上折彎沖包最后攻螺紋。其中，方案二雖然能滿足沖件的精度要求，但模具結構相對比較復雜，成本高，方案一模具結構簡單，模具制作起來比較方便，而且工件本身對精度要求不高。通過以上分析，采用方案一比較好，并且采取雙側刃定位。綜上所述，先沖孔后落料，再在其他模具上折彎沖包最后攻螺紋。采用級進模。1.4確定模具結構類型采用彈壓卸料級進模1.5排樣設計查表2-6可知搭邊由T=1.5查表得搭邊a=1.5，=1.52.步距A=8.5+1.5=10mm3.條料寬度B=查表得2-7=0.5 則B=20.1+3+4=mm4.排樣圖圖131.6.計算材料利用率=S/AB100%因為S

9、=20.1*8.5-3.14*1.7*1.7=161.6，所以=161.6/10*27.1=59.7%1.7.計算沖裁壓力，初選壓力機 =1.3Lt L=3.143.4+20.12+8.52+10+10+2+2=91.876mm又查得=255MPa則=1.391.8762551.5=45685N=45.7KN初選壓力機J23-6.3型 號： J23-6.3公稱壓力（KN）： 63滑塊行程（mm）： 35行程次數（次/min）： 170最大閉合高度(mm)： 150閉合高度調節量（mm）： 35模柄孔尺寸直徑（mm）: 30模柄尺寸深度（mm）： 551.8計算壓力中心建立如下圖所示的坐標系 壓

10、力中心距軸的距離,可以用下式子求得： 圖14其中=91.876mm各沖裁處的坐標值和沖切長度分別為=（0，0） =(10，3.2）=3.14*3.4=10.676mm=(10.75,11.5)=10mm=（15.75，12.5）=2mm=(-9.25,-11.5)=10=(-4.25,-12.5)=2將以上數據帶入公式得=（10.67610+10.7510+15.752-9.2510-4.252）/91.876 = 1.57 取1.6 =（10.6763.2+11.510+12.52-11.510-12.52）/91.876 = 0.37 取0.4即壓力中心為（1.6，0.4）1.9計算凹模外

11、形尺寸和選擇經典組合 由排樣圖確定各凹模型孔位置如下圖所示圖15選定典型組合 查表選擇典型組合為：10010014 GB2858.1-81根據上述數據和實際情況作出典型選擇：(單位：mm）序號名稱規格材料數量1墊板10010044512凸模固定板1001001445鋼13卸料板1001001245鋼14導料模10010014 Cr12MoV 16導套20(22)652345鋼27導柱20(22)10045鋼28凸模長度45Cr12MoV 29螺釘M83545鋼410圓柱銷83545鋼111螺釘M82045鋼8 2.工作件刃口尺寸計算2.1計算凸凹模刃口尺寸確定基本工序

12、 內形：沖孔。外形：落料找出各類尺寸，列表如下 磨后變小磨后變大磨后不變沖孔3.20.1落料，具體計算4.查表確定初始間隙=0.14 1.5=0.21 =0.21.5=0.32.2 部分零部件設計（1）凹模的設計1.型孔的位置從排樣圖上被沖切的位置獲得2.型孔尺寸由刃口尺寸計算獲得3.各螺孔，銷孔的大小，位置數量均可以從5中查得4.材料選取Cr12MoV，熱處理硬度為HRC60-64，表面粗糙度見附圖5.將以上設計結果繪制成凹模零件圖，見附圖（2）凸模的設計材料厚度不大，凸模尺寸足夠，可以采用直通式即可凸模長度可以查1標準表得為45mm，經校核可行凸模的裝配尺寸可以由前面的刃口尺寸計算獲得將以

13、上設計結果繪圖，見附圖（3）固定板的設計1.固定板的型孔位置應與凹模型孔位置一致，型孔尺寸與凹模成0.01的雙邊過盈量制造2.固定板的螺紋孔，讓位孔的位置可以按5確定3.固定板的材料采用45，不淬火（4）模柄的設計本例為無特殊要求的級進模，采用壓入式模柄即可，詳細數據查5表可以取得，將以上的設計結果繪制成圖，見附圖（5）模架導柱的選擇 無特殊要求，選擇滑動導向模架，B型對角導柱模架即可，導柱位于模架的對角，材料及其尺寸查5表即可得3.冷沖壓工藝過程卡工序號工序名稱工序草圖設備名稱及型號工裝名稱及代號1下料將7501000mm的板料剪成27.11000mm的板料剪床2沖孔多工位級進模3落料多工位

14、級進模4折彎折彎模5翻邊翻邊模6攻螺紋鉗工車間4.級進模零件加工工藝卡4.1 凹模加工工藝過程卡工序號 工序名稱工序內容加工車間設備名稱1生產準備領取毛坯，檢查合格印2鍛造10010014尺寸公差2鍛造車間空氣錘C41250加熱爐3毛坯退火退火鍛造車間4檢驗檢驗毛坯尺寸及強度鍛造車間5初加工六面刨：粗、半精加工6個面，單邊余量0.4模具車間刨床，銑床6粗磨基準面磨：磨上下平面、兩基準面至圖標尺寸模具車間磨床7劃線劃中心線、各螺孔、銷孔、型孔輪廓線模具車間高度尺，劃線平臺8線切割切割各個型孔線切割車間線切割機床9熱處理淬火，低溫回火鍛造間10精磨精磨各個平面模具車間磨床11鉗工去毛刺倒角鉗工車間

15、12校驗按圖樣檢驗模具車間4.2 沖孔凸模加工工藝過程卡工序號 工序名稱工序內容加工車間設備名稱1 生產準備領料，下料（+2）58檢查材料牌號2車削車端面車外圓機加工車間車床3熱處理淬火回火鍛造車間4精磨磨削至尺寸精度要求機加工車間磨床5鉗工去毛刺，研磨刃口鉗工車間6檢驗按圖樣檢驗4.3 落料凸模加工工藝過程卡工序號 工序名稱工序內容加工車間設備名稱1生產準備領料下料2鍛造鍛造方形體機加工車間鍛床3數控銑粗銑六個平面，留加工余量機加工中心數控銑床4熱處理淬火回火熱處理車間5精磨精磨六面至尺寸精度要求機加工車間精密磨床6鉗工去毛刺，研磨刃口鉗工車間7檢驗按圖樣檢驗結論通過本次沖壓模具的設計，讓我

16、又對這門課程有了重新的了解。讓我學到了不同與課堂的新東西，增加了自己的動手能力。在設計的過程中不斷的去學習新的方法和工藝，受益匪淺，對以后的學習和工作有了一個比較深的了解，也許現在我的設計還是有不少欠缺，但是人在不斷的進步中就能慢慢的成功，我相信在不久的將來我能勝任這項事業。這次的設計也讓我鞏固了軟件知識，制圖知識，以及其他設計的知識收獲頗豐，也感謝這期間老師對我的指導已經同學的幫助，才使得我能完成這次設計。畢業設計收獲很多，比如學會了查找相關資料相關標準，分析數據，提高了自己的繪圖能力，懂得了許多經驗公式的獲得是前人不懈努力的結果。但是畢業設計也暴露出自己專業基礎的很多不足之處。比如缺乏綜合

17、應用專業知識的能力，對材料的不了解，等等。這次實踐是對自己大學三年所學的一次大檢閱，使我明白自己知識還很淺薄，雖然馬上要畢業了，但是自己的求學之路還很長，以后更應該在工作中學習，努力使自己 成為一個對社會有所貢獻的人。也許，我的學生生涯從此就會結束，但是學習的道路卻還將持續下去，畢竟“學無止境”。通過這次設計，我懂得了“凡事必親躬”,唯有自己親自去做的事，才懂得其過程的艱辛。未來的人生路途中難免會遇到各種各樣的困難和挫折，也正是這次設計讓我有了迎接新挑戰，戰勝困難的勇氣。致 謝本論文的順利完成，離不開各位老師、同學和朋友的關心和幫助。沒有他們的幫助和支持是沒有辦法完成我的畢業論文的，同窗之間的友誼永遠長存，在學習和生活期間，也始終感受著導師的精心指導和無私的關懷，我受益匪淺。在此向各位老師表示深深的感謝和崇高的敬意。不積跬步何以至千里，本論文能夠順利的完成，也歸功于各位任課老師的認真負責，使我能夠很好的掌握和運用專業知識，并在設計中得以體現。同時我在網上也搜集了不少資料，才使我的畢業論文工作順利完成。在此向學校機械系的全體老師表示由衷的謝意。 參考文獻1 曾霞文 徐政坤主編.冷沖壓工藝及模具設計.長沙：中南大學出版社，20062 王 芳主編.冷沖壓模具設計指導.北京：機械工業出版社，19993 付宏生主編.冷沖壓成形工藝與模具設計制造.北京：化學工業出版社，20054 肖景容