1、參 考 文 獻36目錄第一部分 沖壓成形工藝設計 .3I明確設計任務，收集相關資料 .4II沖壓工藝性分析.6皿制定沖壓工藝方案.6IV確定毛坯形狀，尺寸和主要參數計算 .9第二部分 沖壓模具設計 .15I確定沖模類型機結構形式 .15I計算工序壓力，選擇壓力機 .15皿 計算模具壓力中心 .18V、彈性元件的設計.24切模具零件的選用.26VH沖壓設備的校核.28忸其他需要說明的問題.29IX模具裝配.31設計總結 .351 / 38、八前言目前我國模具工業與發達國家相比還相當落后。主要原因是我 國在模具標準化， 模具制造工藝及設備等方面與工業發達國家相比 差距很大。隨著工業產品質量的不斷提

2、高，模具產品生成呈現的品種、少 批量、復雜、大型精密更新換代速度快。模具設計與技術由于手工 設備，依靠人工經驗和常規機加工，技術向以計算機輔助設計，數 控編程切屑加工，數控電加工核心的計算機輔助設計（CAD/CAM）技術轉變。模具生產制件所表現出來的高精度，高復雜程度,高生產率， 高一致性和抵消耗是其它制造加工方面所不能充分展示出來， 從而 有好的經濟效益， 因此在批量生產中得到廣泛應用， 在現代工業生 產中有十分重要的地位， 是我國國防工業及民用生產中必不可少的 加工方法。隨著科學技術的不斷進步和工業生產的迅速發展， 沖壓零件日 趨復雜化，沖壓模具正向高效、精密、長壽命、大型化方向發展， 沖

3、模制造難度日益增大。模具制造正由過去的勞動密集、 依靠人工 的手工技巧及采用傳統機械加工設備的行業轉變為技術密集型行 業， 更多的依靠各種高效、 高精度的NC機床、CNC機床、電加工 機床，從過去的單一的機械加工時代轉變成機械加工、 電加工以及其他特種加工相結合的時代。 模具制造技術， 已經發展成為技術密 集型的綜合加工技術。本專業以培養學生從事模具設計與制造工作能力的核心， 將模 具成型加工原理、設備、工藝、模具設計與制造有機結合在一起， 實現理論與實際相結合，2 / 38突出實用性，綜合性，先進性。正確掌握 并運用沖壓工藝參數和模具工作部分的幾何形狀和尺寸的綜合應 用，以提高我的模具設計與

4、制造能力的綜合應用。在以后的生產中，研究和推廣新工藝，新技術。提高模具在生 產生活中的應用，并進一步提高模具設計水平。3 / 38壓工藝與模具設計材料成型及控制工程 一 設計題目 筒形件落料，拉深，沖孔，復合模 二設計內容要求材料：鋁L3厚度：t=2mm剪切強度：80MPa抗拉強度：75-110MPa4 / 38實體圖第一部分沖壓成形工藝設計I明確設計任務，收集相關資料沖壓工藝設計應在收集、調查、研究并掌握有關設計設計的原 始資料的基礎上的基礎上進行，做到有的放矢，避免盲目性。工藝 設計的原始資料主要包括如下內容：沖壓件的產品圖及技術要求零件圖如設計任務書中所示的零件圖。 技術條件應明確合理。

5、由 此可對拉深件的結構，尺寸大小，精度要求以及裝配關系，實用性能等有全面了解，以便制定工藝方案，選擇模具類型和確定模具精 度。生產類型5 / 38生產類型是企業生產產業程度的分類， 一般分為大量生產、 成批 生產、小批量生產。根據生產綱領和產品零件的特征或工作的每月擔負的工序數查 文獻表1-3生產類型和生產綱領的關系，確定該零件的生產類型為 大批量生產。生產組織形式生產類型不相同， 零件和產品的組織形式， 采用的技術措施和達 到的技術經濟效果會不同。 因為該零件是大批量生產， 所以其生產 類型查文獻 【1】 表1-5的各種生產類型的工藝性，特征其生產組織 形式為零件的互換性，有修配法、鉗工修配

6、、缺乏互換性、毛坯的 制造方法和加工余量、手工造型或自由鍛造毛坯精度低，加工余量 大。工藝裝備大批量的的采用專用夾具，標準附件， 標準刀具和萬能量具，靠 劃線和試切法達到精度要求。n沖壓工藝性分析1材料08鋼是優質碳素結構剛， 易于拉伸成形， 具有良好的 沖壓性能2工件結構 該工件為圓形帶孔拉深件，拉伸高度不大，孔在 底部并且不在拉深變形區3尺寸精度 零件圖上工件高度8孔30+0.21。工件外輪廓39，一般沖壓均能滿足精度要求。m制定沖壓工藝方案1工序性質和數量6 / 38（1） 工序性質的確定在沖壓加工中，工序性質是指沖壓件所需的工序種類， 剪裁， 落料，沖孔，切邊等使材料產生分離的工序。

7、彎曲拉深局部成形 等使材料產生變形的工序。沖壓工序性質的確定主要取決于沖壓件的形狀尺寸和精度 要求。同時還應考慮沖壓變形規律及某些具體條件的限制。 通常 在確定工序性質時應當考慮以下幾方面：1）從零件圖上直觀的確定工序性質，平板件沖壓加工時常采 用剪裁，落料，沖孔等沖裁工序。當平面度要求較高時采用較平 的工序進行精壓，當零件的斷面質量尺寸精度要求較高時，需增加修整工序或采用精密沖裁工藝進行加工。2）對零件圖進行計算分析，比較后確定工序性質。3）為改善沖壓變形條件，方便工序定位，增加附加工序。預 沖工序工藝切口達到改善沖壓變形條件，提高成型質量母的。根據零件圖分析沖壓加工時須用落料，沖孔，拉深，

8、翻邊等 工序。（2） 工序數量的確定 確定工序數量的基本原則是：在保證工件質量，生產率和經 濟性要求的前提下，工序數量應盡可能地減少。該零件精度要求較高，故采用復合模。2工序順序和組合（1） 工序順序 各工序的安排主要取決于沖壓變形規律和零件質量要求。工 序順序的安排一般應注意以下幾方面：7 / 381） 所有的孔只要其形狀和尺寸不受后續工續的影響， 都應在平 板坯料上沖出。2）所在位置會受到以后某工序變形的影響的孔，一般都應在有 關的成型工序完成后再沖孔。3）孔靠近或孔邊緣較小時， 如果模具強度夠高， 最好同時沖出 否則應先沖出大孔和一般精度孔， 后沖出小孔和高精度孔或者先落料再沖孔，力求把

9、可能產生的畸變限制在最小范圍內4）如果在同一個零件的不同位置沖壓時，變形區域互相不發生 作用，根據模具結構定位和操作的過程難易程度來確定。5）多角彎曲件主要從材料變形核材料的運動兩方面安排彎曲的 順序。一般是先彎外部角后彎內部角，彎角根據零件圖先沖裁后 落料，由固定擋料銷定位。（2）工序組合方式選擇沖壓工序的組合是指將兩個或兩個以上的工序分析合并在一 道工序內完成。減少工序及占用的模具設備和數量，提高效率和 沖壓件的精度，在確定工序組合時，首先應考慮組合的必要性和 可行性，然后再決定是否組合。1）工序組合的必要性主要取決于沖壓件的生產批量。2）工序的組合的可行性受到多種因素的限制，應保證能沖壓

10、出 形狀、尺寸和精度均符合要求的圖樣， 實現其所需動作保證有足 夠的強度與現有的沖壓設備條件相適應。根據零件圖的要求及批量采用落料，拉深，沖孔，切邊復合 模。3沖壓工藝方案（1）工藝方案該工件包括落料，拉深，沖孔，切邊四個基本工序，可以有以下 三種工藝8 / 38方案。方案一：先落料，再拉深，然后沖孔，最后切邊。采用單工序模 生產。方案二：落料拉深沖孔切邊復合沖壓。采用復合模生產。方案三：落料拉深沖孔切邊連續沖壓。采用連續模生產。 （2）工藝方案分析方案一模具結構簡單，但需四道工序，即需要落料模，拉深模， 沖孔模，切邊模四副模具， 生產效率低，難以滿足該零件的年產量要 求。方安二只需一副模具，

11、 沖壓件的形位精度和尺寸精度易保證，且 生產效率也高。 盡管模具結構較方案一復雜， 但由于零件的幾何形狀 簡單對稱，模具制造并不困難。方案三也只需一副模具，生產效率也 很高，但零件的沖壓精度稍差。欲保證沖壓件的形位精度，需在模具 上設置導正銷導正，故其模具制造，安裝較復合模復雜。通過對上述 三種方案的分析比較，該件的沖壓生產采用方案二為佳。IV確定毛坯形狀，尺寸和主要參數計算1毛坯尺寸計算該工件位無凸緣圓筒形件， 根據等面積原則采用解析法求毛 坯直徑。如圖1所示，將工件分為三個簡單的幾何體。9 / 381確定是否加修邊余量由于坯料的各向異性和模具間隙不均等因素的影響，拉深后 工件的邊緣不整齊，

12、甚至出現突耳，需在拉深后進行修邊，所有 在計算坯料直徑時，要確定是否需要增加修邊余量。零件的相對高度h/d=(8+1)/(39-2)=0.243，而高度h2式中t-坯料厚度，mmD-毛坯直徑，mm查文獻【1】P185表51可知 不用壓邊圈，若怕該沖件在拉深過程中會發生起皺， 保險起見， 采用帶彈性壓邊裝置的模具也可。這里的壓邊圈實際上是作為定 位與頂件之用。2確定拉深次數由于拉深件的高度與其直徑的比值不同， 有的拉深件科研用一 次拉深制成， 而有的高度大的拉深件， 則需要多次拉深才能制成。所有根據工件的相對高度（h/d ）和坯料的相對厚度（t/DX100） 的大小確定拉深次數 。查表可知， 由

13、于工件相對高度0.35遠遠小于一次拉深時的相 對高度0.700.57，則可一次拉深成形。也可根據相對厚度查表確定出筒形件 （帶壓邊圈） 極限拉深系數m=0.530.55，而工件的拉深系數為h/d=9/37=0.243m則 可一次拉成。3排樣及材料利用率1）排樣方法11 / 38沖裁件在板料，帶料或條料上的布置方法稱為排樣。合理的排樣是將低成本和保證沖件質量及模具壽命的有效措施。應考 慮以下原則：1提高材料得利用率（不影響沖件的使用性能的前提下可適當改變沖件形狀）。2合理排樣可使操作方便，勞動強度低。3模具結構簡單壽命長。4保證沖件質量和沖件對板料纖維方向的要求。A:根據零件圖可選用少廢料的利用

14、率情況，排樣有三種：a有廢料排樣b少廢料排樣c無廢料排樣根據零件圖可選用少廢料排樣。 沿沖件部分外形切斷或沖裁。只有在沖件與沖件之間或沖件與條料側邊之間留有搭邊。 這種排樣利用率高，用于某些精度要求不是很高的沖裁件排樣。B:排樣的形式分為直排式，斜排式，直對排，斜對排，混合排等。根據零件的形狀和排樣方法確定為直排排樣。如圖2所示12 / 38圖2(2)搭邊與料寬1搭邊排樣中相鄰兩個零件之間的余量或零件與條料邊緣件的余量 稱為搭邊。其作用時補償定位誤差，保持條料有一定的剛度，以 保證零件質量和送料方便。由排樣圖知搭邊值a=a=1.5式中a側面搭邊值ai沖件之間的搭邊值搭邊值的大小與下列因素有關：a材料的力學性能b材料的厚度c零件的外形和尺寸d排樣方法e送料及擋料方式2送料步距和條料寬度的確定a.送料步距條料在模具上每次送進的距離稱為送料步距(簡稱步距或進距)其大小應為條料上兩個對應沖裁件的對應點 之間的距離。b.條料寬度13 / 38條料寬度的確定原則：最小條料寬度要保證沖裁件零件周 邊有足夠的搭邊值。最大條料寬度要能在沖裁時順利在導料板 之間送行并與導料板之間有一定的間隙。根據零件圖要求，導 料板之間無測壓裝置。送料進距：s=D+ ai=55+1.5mm=56.5mm條料寬度：b=D+2a=55+2x1.5mm=58mm式中D