1、摘 要沖壓模具在實際工業生產中應用廣泛。隨著當今科技的發展， 工業生產中模具的使用已經越來越引起人們的重視，而被大量應用到工業生產中來。沖壓模具可以大大的提高勞動生產效率，減輕工人負擔，具有重要的技術進步意義和經濟價值。本設計進行了落料模具的設計。文中簡要概述了沖壓模具目前的發展狀況和趨勢。對產品進行了詳細工藝分析和工藝方案的確定。按照沖壓模具設計的一般步驟，計算并設計了本套模具上的主要零部件，如：凸模、凹模、凸模固定板、墊板、凹模固定板、卸料板、導尺、擋料銷、導正銷等。模架采用標準模架，選用了合適的沖壓設備。設計中對工作零件和壓力機規格均進行了必要的校核計算。此外，本模具采用使用固定擋料銷。

2、模具的落料凸模用固定板固定，便于調整間隙；落料凹模則采用整體固定板固定。落料凸模內裝有導正銷，保證了工件上孔和外形的相對位置準確，提高了加工精度。如此設計出的結構可確保模具工作運行可靠和沖壓產品大批量生產的要求。關鍵詞：沖壓；模具；制造；模具設計；沖裁；落料目 錄摘 要IAbstractII1 緒 論11.1沖壓模具行業發展現狀11.2沖壓模具制造技術發展趨勢21.3沖壓工藝的基本知識41.4沖裁變形分析5沖裁時板料的變形過程7沖裁件斷面質量及其影響因素92落料模具的沖壓工藝性分析122.1沖壓工藝規程122.2設計題目152.3沖壓件工藝計算152.4模具工藝方案的確定153落料模具的工藝計

3、算173.1排樣設計173.2壓力與壓力中心計算18沖壓力183.2.2 卸料力18推件力18模具總沖壓力193.3壓力中心193.4作零件刃口尺寸計算20刃口尺寸計算原則203.4.2刃口尺寸計算213.5沖床選用213.5.1沖壓設備的選擇原則213.5.2壓力機的選擇224主要零部件的結構設計244.1工作部分零件24凸模的結構形式和緊固聯結方式24凹模的結構形式設計及固定形式的選擇254.2定位零件27擋料銷的選擇27導料銷的選擇284.3卸料裝置28卸料裝置中關系尺寸的計算294.3.2 卸料彈簧的選用304.4導向零件314.5夾持及支持零件32模座的選擇32模具閉合高度計算335

4、典型零件的加工工藝編制345.1落料凹模加工工藝過程345.2落料凸模加工工藝過程355.3凸模座加工工藝過程365.4凸模壓板加工工藝過程375.5卸料板加工工藝過程385.6上模座加工工藝過程395.7下模座加工工藝過程40參考文獻41致謝42附錄441 緒 論1.1沖壓模具行業發展現狀改革開放以來，隨著國民經濟的高速發展，市場對模具的需求量不斷增長。近年來，模具工業一直以15%左右的增長速度快速發展，模具工業企業的所有制成分也發生了巨大變化，除了國有專業模具廠外，集體、合資、獨資和私營也得到了快速發展。浙江寧波和黃巖地區的“模具之鄉”；廣東一些大集團公司和迅速崛起的鄉鎮企業，科龍、美的、

5、康佳等集團紛紛建立了自己的模具制造中心；中外合資和外商獨資的模具企業現已有幾千家。隨著與國際接軌的腳步不斷加快，市場競爭的日益加劇，人們已經越來越認識到產品質量、成本和新產品的開發能力的重要性。近年許多模具企業加大了用于技術進步的投資力度，將技術進步視為企業發展的重要動力。一些國內模具企業已普及了二維CAD，并陸續開始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等國際通用軟件，個別廠家還引進了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE軟件，并成功應用于沖壓模的設計中。以汽車覆蓋件模具為代表的大型沖壓模具的制造技術已取得很大

6、進步，東風汽車公司模具廠、一汽模具中心等模具廠家已能生產部分轎車覆蓋件模具。此外，許多研究機構和大專院校開展模具技術的研究和開發。經過多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技術方面取得了顯著進步；在提高模具質量和縮短模具設計制造周期等方面做出了貢獻。例如，吉林大學汽車覆蓋件成型技術所獨立研制的汽車覆蓋件沖壓成型分析KMAS軟件，華中理工大學模具技術國家重點實驗室開發的注塑模、汽車覆蓋件模具和級進模CAD/CAE/CAM軟件，上海交通大學模具CAD國家工程研究中心開發的冷沖模和精沖研究中心開發的冷沖模和精沖模CAD軟件等在國內模具行業擁有不少的用戶。雖然中國模具工業在過去十多年中取得了令人矚目

7、的發展，但許多方面與工業發達國家相比仍有較大的差距。例如，精密加工設備在模具加工設備中的比重比較低；CAD/CAE/CAM技術的普及率不高；許多先進的模具技術應用不夠廣泛等等，致使相當一部分大型、精密、復雜和長壽命模具依賴進口。1.2沖壓模具制造技術發展趨勢模具技術的發展應該為適應模具產品“交貨期短”、“精度高”、“質量好”、“價格低”的要求服務。達到這一要求急需發展如下幾項：(1)全面推廣CAD/CAM/CAE技術 模具CAD/CAM/CAE技術是模具設計制造的發展方向。隨著微機軟件的發展和進步，普及CAD/CAM/CAE技術的條件已基本成熟，各企業將加大CAD/CAM技術培訓和技術服務的力

8、度；進一步擴大CAE技術的應用范圍。計算機和網絡的發展正使CAD/CAM/CAE技術跨地區、跨企業、跨院所地在整個行業中推廣成為可能，實現技術資源的重新整合，使虛擬制造成為可能。(2)高速銑削加工國外近年來發展的高速銑削加工，大幅度提高了加工效率，并可獲得極高的表面光潔度。另外，還可加工高硬度模塊，還具有溫升低、熱變形小等優點。高速銑削加工技術的發展，對汽車、家電行業中大型型腔模具制造注入了新的活力。目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向發展。 (3)模具掃描及數字化系統高速掃描機和模具掃描系統提供了從模型或實物掃描到加工出期望的模型所需的諸多功能，大大縮短了模具的在研制制造周期。有些快速

9、掃描系統，可快速安裝在已有的數控銑床及加工中心上，實現快速數據采集、自動生成各種不同數控系統的加工程序、不同格式的CAD數據，用于模具制造業的“逆向工程”。模具掃描系統已在汽車、摩托車、家電等行業得到成功應用，相信在“十五”期間將發揮更大的作用。(4)電火花銑削加工電火花銑削加工技術也稱為電火花創成加工技術，這是一種替代傳統的用成型電極加工型腔的新技術，它是有高速旋轉的簡單的管狀電極作三維或二維輪廓加工(像數控銑一樣)，因此不再需要制造復雜的成型電極，這顯然是電火花成形加工領域的重大發展。國外已有使用這種技術的機床在模具加工中應用。預計這一技術將得到發展。(5)提高模具標準化程度 我國模具標準

10、化程度正在不斷提高，估計目前我國模具標準件使用覆蓋率已達到30%左右。國外發達國家一般為80%左右。(6)優質材料及先進表面處理技術選用優質鋼材和應用相應的表面處理技術來提高模具的壽命就顯得十分必要。模具熱處理和表面處理是否能充分發揮模具鋼材料性能的關鍵環節。模具熱處理的發展方向是采用真空熱處理。模具表面處理除完善應發展工藝先進的氣相沉積(TiN、TiC等)、等離子噴涂等技術。(7)模具研磨拋光將自動化、智能化 模具表面的質量對模具使用壽命、制件外觀質量等方面均有較大的影響，研究自動化、智能化的研磨與拋光方法替代現有手工操作，以提高模具表面質量是重要的發展趨勢。 (8)模具自動加工系統的發展這

11、是我國長遠發展的目標。模具自動加工系統應有多臺機床合理組合；配有隨行定位夾具或定位盤；有完整的機具、刀具數控庫；有完整的數控柔性同步系統；有質量控制監測系統。1.3沖壓工藝的基本知識沖裁是利用沖模使部分材料或工序件與另一部分材料、工（序）件或廢料分離的一種沖壓工序。沖裁是切斷、落料、沖孔、沖缺、沖槽、剖切、鑿切、切邊、切舌、切開、整修等分離工序的總稱。沖壓主要是按工藝分類，可分為分離工序和成形工序兩大類。分離工序也稱沖裁，其目的是使沖壓件沿一定輪廓線從板料上分離，同時保證分離斷面的質量要求。成形工序的目的是使板料在不破坯的條件下發生塑性變形，制成所需形狀和尺寸的工件。在實際生產中，常常是多種工

12、序綜合應用于一個工件。沖裁、彎曲、剪切、拉深、脹形、旋壓、矯正是幾種主要的沖壓工藝。 沖壓用板料的表面和內在性能對沖壓成品的質量影響很大，要求沖壓材料厚度精確、均勻；表面光潔，無斑、無疤、無擦傷、無表面裂紋等；屈服強度均勻，無明顯方向性；均勻延伸率高；屈強比低；加工硬化性低。在實際生產中，常用與沖壓過程近似的工藝性試驗，如拉深性能試驗、脹形性能試驗等檢驗材料的沖壓性能，以保證成品質量和高的合格率。模具的精度和結構直接影響沖壓件的成形和精度。模具制造成本和壽命則是影響沖壓件成本和質量的重要因素。模具設計和制造需要較多的時間，這就延長了新沖壓件的生產準備時間。模座、模架、導向件的標準化和發展簡易模

13、具(供小批量生產)、復合模、多工位級進模(供大量生產)，以及研制快速換模裝置，可減少沖壓生產準備工作量和縮短準備時間，能使適用于減少沖壓生產準備工作量和縮短準備時間，能使適用于大批量生產的先進沖壓技術合理地應用于小批量多品種生產。沖壓設備除了厚板用水壓機成形外，一般都采用機械壓力機。以現代高速多工位機械壓力機為中心，配置開卷、矯平、成品收集、輸送等機械以及模具庫和快速換模裝置，并利用計算機程序控制，可組成高生產率的自動沖壓生產線。在每分鐘生產數十、數百件沖壓件的情況下，在短暫時間內完成送料、沖壓、出件、排廢料等工序，常常發生人身、設備和質量事故。因此，沖壓中的安全生產是一個非常重要的問題。 1

14、.4沖裁變形分析沖裁變形時板料變形區力態分析 圖 1是模具對板料進行沖裁時的情形，當凸模下降至與板料接觸時，板料就受凸 、凹模端面的作用力。由于 凸 、凹模之間存在間隙，使 凸 、凹模施加于板料的力產生一個力矩 M，其值等于凸 、凹模作用的 合力與稍大于 間隙的力臂 a的乘積。在無壓料板壓緊裝置沖裁時，力矩使材料 產生彎曲，故模具與板料僅在刃口附近的狹小區域內保持接觸，接觸寬度約為板厚的 0.20.4。并且， 凸 、凹模作用于板料垂直壓力呈不均勻分布，隨著向模具刃口靠近而急劇增大 (見圖1)。 1-凸模；2-材料；3-凹模圖1 沖裁時作用于材料上的力其中：P、 凸 、凹模對板料的垂直作用力；

15、、 凸 、凹模對板料的側壓力； P、 凸 模端面與板料間摩擦力，其方向與間隙大小有關，但一般指向模具刃口； 、 凸 、凹模側面與板料間的摩擦力。圖2 沖裁時板料的應力狀態圖 沖裁時，由于板料彎曲的影響，其變形區的應力狀態是復雜的，且與變形過程有關。對于無壓料板壓緊材料的沖裁，其變形區應力狀態如圖 2所示，其中：A點( 凸 模側面)： 凸 模下壓引起軸向拉應力，板料彎曲與 凸 模側壓力引起徑向壓應力1，而切向應力為板料彎曲引起的壓應力與側壓力引起的拉應力的合成應力。 B點( 凸 模端面)： 凸 模下壓及板料彎曲引起的三向壓縮應力。 C點(斷裂區中部)：沿徑向為拉應力， 垂直于板平面方向為壓應力

16、3。 D點(凹模端面)：凹模擠壓板料產生軸向壓應力，板料彎曲引起徑向拉應力1和切向拉應力2。 E點(凹模側面)： 凸 模下壓引起軸向拉應力，由板料彎曲引起的拉應力與凹模側壓力引起壓 應力合成產生應力 1與2，該合成應力可能是拉應力，也可能是壓應力，與間隙大小有關。一般情況下，該處以拉應力為主。 沖裁時板料的變形過程 沖裁是分離變形的沖壓工序。當 凸 模、凹模之間的間隙正常時，工件受力后必然從彈性變形開始，進入塑性變形，最后以斷裂分離告終，如圖 3所示。 圖 3 沖裁變形過程 ( 一 )彈性變形階段 由于凸模加壓于板料，使板料產生彈性壓縮、彎曲和拉伸 (ABAB)等變形，板料底面相應部分材料略擠

17、入凹模洞口內。此時，凸模下的板料略有拱彎(鍋底形)，凹模上的板料略有上翹。間隙越大，拱彎和上翹越嚴重。在這一階段中，若板料內部的應力沒有超過彈性極限時，當凸模卸載后，板料立即恢復原狀。 (二)塑性變形階段 當凸模繼續壓入，板料內的應力達到屈服極限時，板料開始產生塑性剪切變形。 凸 模切入板料并將下部板料擠入凹模孔內，形成光亮的剪切斷面。同時，因 凸 、凹模間存在間隙，故伴隨著彎曲與拉伸變形 (間隙愈大，變形亦愈大)。隨著 凸 模的不斷壓入，材料的變形程度便不斷增加，同時硬化加劇，變形抗力也不斷上升，最后在 凸 模和凹模的刃口附近，達到極限應變與應力值時，材料就產生微小裂紋，這就意味著破壞開始，

18、塑性變形結束。 (三)斷裂分離階段 裂紋產生后，此時凸模仍然不斷地壓入材料，已形成的微裂紋沿最大剪應變速度方向向材料內延 伸，向楔形那樣發展，若間隙合理，上下裂紋則相遇重合，板料就被拉斷分離。由于拉斷的結果，斷面上形成一個粗糙的區域。當 凸模再 下行， 凸模將 沖落部分全部擠入凹模洞口，沖裁過程到此結束。 沖裁力與凸模行程曲線如圖4 圖 4 沖裁力與凸模行程曲線 圖4為沖裁時沖裁力與 凸 模行程曲線。圖中 AB段相當于沖裁的彈性變形階段， 凸模接觸材料后，載何急劇上升，當凸模刃口一旦擠入材料，即進入塑性變形階段后，載荷的上升就緩慢下來，如 BC段所示。雖然由于 凸 模擠入材料使承受沖裁力的材料

19、面積減小，但只要材料加工硬化的影響超過 受剪面積 減小的影響，沖裁力就繼續上升，當兩者達到相等影響的瞬間，沖裁力達最大值，即圖中的 C點。此后， 受剪面積 的減少超過了加工硬化的影響，于是沖裁力下降。 凸模繼續 下壓，材料內部的微裂紋迅速擴張，沖裁力急劇下降，如圖 CD段所示，此為沖裁的斷裂階段。 沖裁件斷面質量及其影響因素( 一 )斷面特征 沖裁件正常的斷面特征如圖 5所示。它由圓角帶、光亮帶、斷裂帶和毛刺四個特征區組成。圖 5沖裁件的斷面特征 圓角帶 -該區域的形成主要是當 凸 模刃口剛壓入板料時，刃口附近的材料產生彎曲和伸長變形，材料被帶進模具間隙的結果。 光亮帶 -該區域發生在塑性變形

20、階段，當刃口切入金屬板料后，板料與模具側面擠壓而形成的光亮垂直的斷面。通常占全斷面的 1。 斷裂帶-該區域是在斷裂階段形成。是由刃口處產生的微裂紋在拉應力的作用下，不斷擴展而形成的撕裂面其斷面粗糙，具有金屬本色，且帶有斜度。 毛刺毛刺 的形成是由于在塑性變形階段后期， 凸 模和凹模的刃口切入被加工板料一定深度時，刃口正面材料被壓縮，刃尖部分是高靜水壓應力狀態，使微裂紋的起點不會在刃尖處發生，而是在模具側面距刃尖不遠的地方發生，在拉應力的作用下，裂紋加長，材料斷裂而產生毛刺。在普通沖裁中毛刺是不可避免的。在四個特征區中，光亮帶剪切面的質量最佳。各個部分，在整個斷面上所占的比例，隨材料的性能、厚度

21、、模具沖裁間隙、刃口狀態及摩擦等條件的不同而變化。 (二)材料的性能對斷面質量的影響 對于塑性較好的材料，沖裁時裂紋出現得較遲，因而材料剪切的深度較大。所以得到的光亮帶所占比例大，圓角大， 穹彎大 ，斷裂帶較窄。而塑性差的材料，當剪切開始不久材料便被拉裂，光亮帶所占比例小，圓角小， 穹彎小 ，而大部分是有斜度的粗糙斷裂帶。 (三)模具沖裁間隙大小對斷面質量的影響 沖裁單面間隙是指 凸 模和凹模刃口橫向尺寸的差值的一半，常稱間隙用 C表示。間隙值的大小，影響上、下裂紋的會合；影響變形應力的性質和大小。 當間隙過小時，如圖 6a所示，上、下裂紋互不重合。兩裂紋之間的材料，隨著沖裁的進行將被第二次剪

22、切在斷面上形成第二光亮帶，該光亮帶中部有殘留的斷裂帶 (夾層)。小間隙會使應力狀態中的拉應力成分減小，擠壓作用增大，使材料塑性得到充分發揮，裂紋的產生受到抑制而推遲。所以，光亮帶寬度增加，圓角、毛刺、斜度翹曲、 拱彎等 弊病都有所減小，工件質量較好，但斷面的質量也有缺陷，像中部的夾層等。 當間隙過大時，如圖 6c所示，上、下裂紋仍然不重合。因變形材料應力狀態中的拉應力成分增大、材料的彎曲和拉伸也增大，材料容易產生微裂紋，使塑性變形較早結束。所以，光亮帶變窄，剪裂帶、圓角帶增寬、毛刺和斜度較大， 拱彎 翹曲現象顯著，沖裁 件質量 下降。并且拉裂產生的斜度增大，斷面出現二個斜度，斷面質量也是不理想

23、的。 當間隙合適時，如圖 6b所示，上、下裂紋能會合成條線。盡管斷面有斜度，但零件比較平直，圓角、毛刺斜度均不大。有較好的綜合斷面質量。當模具間隙不均勻時， 沖裁件會出現 部分間隙過大，部分間隙過小的斷面情況。這對沖裁件斷面質量也是有影響的，要求模具制造和安裝時必須保持間隙均勻。圖 6 間隙大小對沖裁件斷面質量的影響a)間隙過小；b)間隙合適；c)間隙過大 (四)模具刃口狀態對斷面質量的影響 刃口狀態對沖裁過程中的應力狀態有較大影響。當模具刃口磨損成圓角時，擠壓作用增大，則沖裁件圓角和光亮帶增大。鈍的刃口，即使間隙選擇合理，在沖裁件上將產生較大毛刺。凸模鈍時 ，落料件產生毛刺；凹模鈍時，沖孔件

24、產生毛刺。2落料模具的沖壓工藝性分析2.1沖壓工藝規程表2.1 工藝規程卡片車間產品型別 工藝規程零件名稱： 防塵罩落料模 零件號： FCZLL01-00 工藝室主任 車間主任 主管工藝員 總工藝師 版次年 月 日 批準表 2.2 工序卡片車間工作程序型別材料毛料種類零件名稱零件號第 頁Q235板料防塵罩落料模FCZLL01-00第 頁工序號工序名稱工作地頁次設備名稱設備類別工作等級工時定額附注1切料剪床2沖裁開式雙柱可傾沖床J23-633去毛刺4檢驗游標卡尺等更改單號編號簽字日期更改單號編號簽字日期工藝員車間主任表 2.3 檢驗卡片車間檢驗圖表型別零件名稱零件號工序號第 頁防塵罩落料模1第

25、頁材料硬度Q235項目號檢驗內容檢驗工具1各主要尺寸游標卡尺更改單號編號簽字日期更改單號編號簽字日期工藝員車間主任 2.2設計題目下圖所示沖裁件，材料為Q235,厚度為2mm，大批量生產。試制定工件沖壓工藝規程、設計其模具、編制模具零件的加工工藝規程.零件名稱:防塵罩毛坯生產批量:大批材料:Q235 t=2mm2.3沖壓件工藝計算該零件屬于有凸緣筒形拉伸件，固其展開材料坯料應為圓形，查實用沖壓模具設計手冊中公式3-23毛坯直徑計算公式，其展開毛坯直徑計算如下： D=512(mm)所以，該落料零件的毛坯直徑為512mm。2.4模具工藝方案的確定通常該零件采用的工藝方案是：落料、拉伸、沖孔、切邊、

26、翻邊5道工序，或者采用多工位級進模進行加工，用第一方案產品質量好，模具加工維修簡單，但模具數量多，產品加工周期長，經濟效益差：用第二方案，模具加工維修方便，一副模具，產品加工周期短，但由于模具較大，所用設備工作臺面相應要求也大，若采用定距切刀浪費材料，增加成本，采用其他定位，定位在長期生產過程中易出現磨損，導致不同步，影響產品質量：考慮到該零件主要作用是防塵，零件口部尺寸切邊切口不垂直，對外觀和使用都不存在影響，所以將切邊調整在翻邊后進行。本套模具是第一方案中的落料模具，沖出一個直徑為512mm的毛坯就可以了。此工件材料為Q235鋼，具有良好的沖壓性能，適合沖裁。工件結構相對簡單，將外形視為落

27、料，需要拉伸直徑 為472圓筒，沖不規則孔，及底部矩形凸臺。工件的尺寸全部自由公差，可看作IT14級，尺寸精度較低，普通沖裁完全能滿足要求。 3落料模具的工藝計算3.1排樣設計查沖壓模具設計與制造表2. 5. 2,確定搭邊值:兩工件間的搭邊:a=1.5mm; 工件邊緣搭邊:a 1=2.0mm; 步距為:h=513.5mm條料寬度b=22+512= 516mm確定后排樣圖如圖2所示.一個步距內的材料利用率為:=1205783/(516513.5) 100%=77.66% (式3-3) 式中 A沖裁面積(包括內形結構廢料)； n 一個沖距內沖沖裁件數目；b條料寬度；h進距。3.2壓力與壓力中心計算

28、沖壓力落料力F = kLt=1.3Lt (式3-4)=1.33.145122350=1462.99(KN)式中：F落料力（N）；L工件外輪廓周長，L1607.68mm；t材料厚度；材料的抗剪強度（Mpa），查得2350Mpa。 卸料力 F卸KXF落 (式3-5) 式中：KX卸料力因數，其值由2表2-15查得K卸0.04。則卸料力： F卸=0.041462.99 =58.52(KN)推件力推件力計算按2式2-11： F推=nkTF落 (式3-7)式中：KT推件力因數，其值由2表2-15查得推0.055；n卡在凹內的工件數，n=1。推件力則為：F推10.0551462.99=80.46(KN)模具

29、總沖壓力 F總 F落F卸F壓1462.99+58.52+80.46=162.15(KN)3.3壓力中心模具壓力中心是指沖壓時諸沖壓力合力的作用點位置。為了使模具能平衡工作，在設計和加工模具時，應該根據沖件的技術要求及沖件的形狀尺寸分析沖裁過程中的受力狀態及其對模具的作用與影響，選取相適應的模具壓力中心。并使之與沖床滑塊中心和模具導向部分的對稱中心相重合。否則在沖裁過程中要產生偏心力矩，從而致使沖裁時模具的間隙變得不均勻。因而使沖件的外形發生歪扭，切口斷面質量變壞，甚至會導致沖床滑塊導軌和模具的嚴重磨損。沖模的壓力中心，的按下述原則確定：（1）對稱形狀的單個沖裁件，沖模的壓力中心就是沖裁件的幾何

30、中心。（2）工件形狀相同且分布位置對稱時，沖模的壓力中心與零件的對稱中心相重合。（3）形狀復雜的零件，多孔沖模，級進模的壓力中心可用解析法求出沖模壓力中心。如下圖所表示 由于工件x方向對稱， y方向也對稱，故壓力中心為O：（0，0）。3.4 零件刃口尺寸計算凸模與凹模刃口尺寸精度是影響沖裁件尺寸精度的重要因素，也影響凸、凹模的合理間隙值的確定。 刃口尺寸的計算原則1.落料部分以落料凹模為基準計算，落料凸模按間隙值配制;沖孔部分以凸模為基準計算，沖孔凹模按間隙值配制。2.考慮凸模與凹模的磨損：凸模與凹模在沖裁過程中必然會出現磨損，凸模刃口尺寸磨損使沖孔尺寸減小，凹模刃口尺寸磨損使落料尺寸增大。為

31、了保證沖裁件的尺寸精度，盡可能的提高模具壽命設計落料模時，凹模刃口的基本尺寸應取落料件尺寸公差范圍內的較小尺寸。這樣就能保證凹、凸模磨損到一定程度后仍能沖裁出合格的工件。3.把握好刃口制造精度與工件精度的關系：凸、凹模刃口尺寸精度的選擇，應以能保證工件的精度要求為前提，保證合理的凸、凹模間隙值，從而保證模具的使用壽命。一般情況下也可按工件公差的1/31/4選取。對于圓形凸、凹模，由于制造容易，精度易保證，制造公差也可按IT6IT7級選取。3.4.2 刃口尺寸計算查冷沖壓工藝及模具設計中表3.3得間隙值：Zmin=0.246mm, Zmax=0.查表3.4得凸、凹模的制造公差：S凸=0.050m

32、m, S凹=0.070mm采用分開加工法時，因要分別標注凸凹模刃口尺寸與公差，所以落料時，為了保證間隙值，須驗算：S凸S凹Zmax-Zmin S凸+S凹=0.050+0.070=0.120mm Zmax-Zmin=0.360-0.246=0.114mm不滿足 S凸S凹Zmax-Zmin由于兩者相差不大，可適當調整S凸、S凹的值以滿足上述條件這是可取 ST= S凸0.4(Zmax-Zmin)=0.40.114=0.456mm SA= S凹0.6（Zmax-Zmin）=0.60.114=0.684mm此時滿足條件。 D凹=（Dmax-x） D凸=（DA-Zmin）=( Dmax-x- Zmin)

33、按IT14級確定其公差，查公差表得其公差值為1.8，因為為外形尺寸，故按基軸制寫為，查表3-5得x=0.5則 DA=D凹（512-0.51.8）=511.1 DT=D凸（511.1-0.246）=510.8543.5沖床選用3.5.1沖壓設備的選擇原則1所選壓力機的公稱壓力必須大于總沖壓力，即F壓F總2壓力機的行程大小應適當。由于壓力機的行程影響到模具的張開高度，因此對于沖裁，彎曲等模具，其行程不于過大，以免發生凸模與導板分離或滾珠導向裝置脫開的不良后果。對于拉深模，壓力機的行程至少應大于成品零件高度的兩倍以上，以保證毛坯的放進和成行零件的取出。3所選壓力機的最大高度應與沖模的閉合高度相適應。

34、即滿足：沖模的閉合高度介于壓力機的最大閉合高度和最小閉合高度之間的要求。4壓力機工作臺面的尺寸必須大于模具下模座的外形尺寸，并還要留有安裝固定的余地。但在過大的工作臺面上安裝過小尺寸的沖模時，對工作臺的受里條件也是不利的。5由于在沖壓時壓力機的各部分都會受力變形，因此在選用沖壓設備時，應充分注意到沖床的精度和剛度。機械壓力機的剛度由床身剛度、傳動剛度和導向剛度三部分組成。提高機械壓力機的結構剛度和傳動精度，都可以降低板材性能波動、操作因素和前一道工序的不穩定因素引起的成品零件的尺寸偏差。6壓力機功率的核算.壓力機一個行程所產生的功Ap應大于沖壓時所的總變形功A及壓縮彈頂裝置所需的功Ab之和。即

35、：ApA+Ab 壓力機的功Ap由飛輪的有效能量和電機輸出的能量所組成。 Ap = 式中 n0飛輪的額定轉數； n1飛輪允許的最少轉數； G飛輪的重力； D飛輪的慣量直徑3.5.2壓力機的選擇根據總沖壓力 F總=1462.99KN,模具閉合高度,沖床工作臺面尺寸等,并結合現有設備，用J23-63開式雙柱可傾壓力機,并在工作臺面上備制墊塊。其主要工藝參數如下：公稱壓力： 630KN滑塊行程： 130mm行程次數： 50 次分根據總沖壓力 F總=352KN,模具閉合高度,沖床工作 臺面尺寸等,并結合現有設備,選用J23-63開式雙分最大閉合高度： 600mm連桿調節長度： 80mm工作臺尺寸（前后左

36、右）： 1080mm 1210mm4主要零部件的結構設計4.1工作部分零件凸模的結構形式和緊固聯結方式當沖裁圓形零件時，可采用如圖的形式過盈配合或過度配合固緊在凸模固定板上的方式，頂端形成臺肩，以便固定，并保證在工作時不被拉出。對于大、中零件的沖裁，常采用銷釘和螺釘將涂抹緊固在模座上。為了避免應力集中和有較好的強度、剛度，圓形凸模常做成臺階型并以較大的圓角半徑圓滑過渡。根據表2.7，圓形凸模的形式和尺寸，所選凸模的結構尺寸如圖4-1：圖4-1 凸模的形式和尺寸1.凸模在加工時，應注意：1）凸模工作部分的刃口應尖銳鋒利，無倒鈍、裂紋、黑斑、缺口等缺陷。2）熱處理時的硬度必須均勻，無脫碳、軟點、裂

37、紋或顯著的變形等現象。3）凸模工作部分的直徑對配合吧部分直徑的同心度允差不應超過配合部分的直徑允差的二分之一。4）未注明公差的尺寸，其公差按IT12級精度制造。各非工作部分外緣的銳角必須倒圓或倒角。2.凸模長度的確定 凸模工作部分的長度應根據磨具的結構來確定。一般不宜過長，否則因縱向彎曲而使凸模工作時失去穩定。致使模具間隙出現不均勻，從而使沖件的質量及精度有所降低，嚴重時會是凸模折斷。當采用固定卸料板時，凸模長度為： L=H1+H2+H （式2-15） =25+20+26 =71（mm）式中 L沖裁凸模長度； H1凸模固定板厚度； H2卸料板厚度； H附加長度。主要考慮凸模進入凹模的深度、總修

38、模量以及模具閉合狀態下卸料板到凸模固定板間的安全距離因素。凹模的結構形式設計及固定形式的選擇 1.凹模外形尺寸的確定凹模的厚度和外型尺寸，對于其承受的沖裁力，必須具有不引起破損和變形的足夠強度。沖裁時凹模承受沖裁力和水平側向力的作用，受力形態比較復雜，因而在生產實際中，通常都是根據沖裁件的輪廓尺寸和板料厚度、沖裁力的大小等來進行概略估算的。凹模高度:根據經驗公式：H=mm凹模高度要求：凹模刃口周長超過50mm且材料為合金工具鋼時，凹模高度應乘以修正系數1.6。 H凹=1.6H=84.3mm凹模壁厚：C=(1.52)H=1.652.69=84.3mm凹模上螺孔到凹模外緣的距離一般取（1.72.0

39、）d=212=24mm,其中d為螺孔直徑。螺孔到銷孔的距離一般取b2d，最小取212=24mm根據表，凹模上螺孔大小取M12,根據表2.4.7，凹模上螺孔間距取80150mm。2.凹模的刃壁形式：3.凹模的結構形式和尺寸 查冷沖壓工藝及模具設計表得：凹模的結構形式和尺寸如下圖所示：4.2定位零件模具定位零件是用以保證在沖壓加工過程中材料和毛坯的正確送進及正確的將工件安放到模具上，已完成下一步的沖壓工序。條料在模具送料平面中送進時，必須在兩個方向有限位：一是在與送料方向垂直的方向上限位，以保證條料沿正確的方向送進，為送進導向；另一是送料方向上的限位，它控制條料一次送進的距離，為送料進距。送進導向

40、的定位零件有導料銷等，送料定距的定位零件有擋料銷等零件。 1）在選擇定位方式時，應注意：在確定定位的方向和位置時應分析和考慮到沖件的前后、左右及正反情況；定位時耀選擇外形或孔的可靠不分；要預計到沖件的尺寸誤差，定位的部分要選在未變形的場合。 2）當設計定位零件的結構形式時，則應考慮：定位至少要有三個支承點、二個導向點和一個定程點。對于沖件的定位，經常有采用“過定位”的現象。要分析研究定位裝置的強度以及耐磨性等問題。擋料銷的選擇擋料銷是一種比較簡單的定位零件，該模具選擇固定擋料銷中的臺肩式。 其結構簡單，使用方便，一般裝固在凹模上。為了防止擋料銷過分的消弱凹模的強度，通常將固定部分和工作部分的直

41、徑取得不一。根據表查得固定擋料的結構尺寸如下： 基本尺寸D=25mm,上偏差為0，下偏差為-0.130，d=12mm, 上偏差為+0.018, 下偏差為+0.007,h=4mm,L=30mm.材料為45鋼，熱處理43-48HRC。導料銷的選擇條料時靠著導料銷一側送進，以免送偏。導料銷一般用兩個，位于條料的同一側。從右向左送料時，導料銷安裝在后側；從前向后送料時，導料銷安裝在左側。導料銷的結構形式參照圓柱頭擋料銷，如下圖所示：4.3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的作用，此外還兼有保護凸模強度、防止沖裁時材料的變形等作用。而把沖件或廢料從凹模

42、中卸下則稱為推件或頂件。本套模具采用彈壓卸料板。彈壓式卸料板是活動卸料板的一種。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。卸料板裝在下模，其卸料力有彈簧或橡皮來獲得，有時也利用壓力機工作臺下面的氣墊來得到。卸料裝置中關系尺寸的計算1.卸料板螺釘沉孔深度沉孔螺釘的深度可按下式計算： H=L-F+ h1+t+1- h2+ h3 (式4-10) 式中 h1 模座厚度； h2 凸模的高度； h3 卸料板的厚度； h卸料螺釘頭部的高度。 2.卸料板與凸模之間的間隙卸料板與凸模之間的間隙大小不致使沖件或廢料被拉進間隙為準。根據沖壓工藝模具設計實用技術表

43、，間隙為0.3mm。3. 卸料螺釘尺寸關系圖4-15卸料螺釘尺寸關系1卸料螺釘 2凸模為保持裝配后卸料板的平行度，同一副模具中各卸料螺釘的長度L及孔深見如下圖3-15，據1圖1444,各尺寸關系如下：H=(卸料板行程)+(模具刃磨量)+h1+(510mm) (式4-19) 模具刃磨量5mm，h1=6則H21+5+6+840mmd1d+(0.30.5)mm160.416.4mme0.51.0mm取e1.0mm 卸料彈簧的選用 模具中常用的彈簧是壓縮彈簧和拉伸彈簧。圓柱形彈簧的的特點是彈力較其他幾種彈簧小，但變形量大，應用最廣。彈簧的計算和選用原則如下：卸料彈簧的預壓力應滿足：FF卸/n (式3-

44、37)彈簧最大許可壓縮量應滿足：H2H H=H0+H+H (式3-38) 式中： F彈簧的預壓力； F卸卸料力；n 彈簧根數；H2彈簧最大許可壓縮量；H彈簧實際總壓縮量；H0彈簧與壓縮量；H卸料板的工作行程，一般取料厚加一；H凸模的刃磨余量。 選用彈簧應能夠合理的布置在模具的相應空間。4.4導向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，同時還可以節省模具的調整時間，以及提高沖件的精度和模具壽命。常用的導向裝置時導柱導套結構形式 。本套模具采用導柱導套結構中的光滑圓柱導向裝置。選擇原則是：導柱導套之間的間隙應小于凸模與凹模之間的間隙。上下模的導向，在凸模與凹模開始作用前，或壓料

45、板接觸到制件前就應充分合上，以確保導向在沖壓工作開始時即已發揮正常的作用。導柱的長度應保證沖模在最低位置時，導柱的上端面與上模座頂面的距離不小于10-15mm；而下模座底面與導柱底面的距離不小于5mm。導柱導套的裝配方式是將導柱裝在下模座，導套則裝在下模座上，分別采用過盈配合H7/r6。導柱、導套與上、下模座裝配成套的模架，必須符合技術指標分類標準。1.導柱的結構尺寸根據表，B型（GB/T2861.21990）導柱的結構尺寸如下圖所示：2.導套的結構尺寸根據表，B型導套（GB /T2861.71990）的結構形式如下圖所示： 其材料為T8A，熱處理：58-62HRC4.5夾持及支持零件模座的選

46、擇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的固定在上下模座上，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。選用模座時還應使下模座的尺寸比沖床漏料孔的尺寸每邊大40-50mm以上。對于麼做的安裝，上模座通過模柄安裝在沖床的滑塊上，下模座則用壓板和螺栓固定在沖床的工作臺面上。標準模座根據模架類型及凹模周界尺寸選用。采用非標準模座時，模座的長度尺寸比凹模的長度單邊大40-70mm，寬度可以略大或等于凹模寬度。下模座的尺寸要比工作臺孔每邊大40-50mm。模座的厚度在20-55mm之間，下模座比上模座略厚。模座常用的材料一般為鑄鐵HT200。因為沖模是

47、在沖擊負荷下工作的，灰鑄鐵有較好的吸鎮性。特殊需要時，也有采用抗拉強度更高的普通碳素鋼。模具閉合高度計算模具閉合高度是模具在最低工作位置時的高度方向的總尺寸。計算是將處于最低工作位置時沿高度方向各零件尺寸相加即可。沖裁模具閉合高度應為各零件在高度方向的尺寸之和。模具閉合高度：H=上模座厚+凸模座厚+凸模厚+凹模厚+下模座厚=120+171+80+90+180=541（mm）沖裁模具計算閉合高度時凸模進入凹模的深度可不計入。5典型零件的加工工藝編制5.1落料凹模加工工藝過程 材料：Gr12MoV 硬度：6064HRC序號工序號工序內容1備料鍛件（退火狀態）：130130162粗銑銑六面到尺寸12

48、5.3125.315，注意兩大平面與相鄰鄰側面用標準角尺測量達基本垂直3平面磨磨光兩大平面厚度達14.6，并磨兩相鄰側面達四面垂直。垂直度0.02/1004鉗劃線 劃出各孔徑中心線并劃出凹模洞口輪廓尺寸鉆孔 鉆螺紋底孔，銷釘底孔，凹模洞口穿線孔鉸孔 鉸銷釘孔到要求攻絲 攻螺紋絲到要求5熱處理淬火 使硬度達6064HRC6線切割割凹模洞口，并留0.010.02研余量7平磨磨凹模板上平面厚度達要求8鉗總裝配5.2落料凸模加工工藝過程 材料：Gr12MoV硬度：5660HRC序號工序名稱工序內容1備料鍛件（退火狀態）：15552熱處理退火，硬度達180220HB3車 一端面，打頂尖孔。車外圓至12；

49、掉頭車另一端面，長度至尺寸50；打孔尖孔。雙頂尖頂，車外圓尺寸11.40.04，10.60.04至要求，車尺寸5至要求4檢驗檢驗5熱處理淬火，硬度至5660H RC。6磨削磨削外圓尺寸11，10.18至要求7線切削切除工作端面頂尖孔，長度尺寸至40要求8磨削磨削端面至Ra0.8um10鉗工裝配（鉗修并裝配，保證）5.3凸模座加工工藝過程 材料：ZG45硬度：2428HRC序號工序名稱工序內容1備料氣割下料130130182熱處理調質 硬度2428HRC3粗銑銑六面達125.3125.314.8mm，并使兩大平面和相鄰兩側面相互基本垂直4平磨磨光兩大平面厚度達14.4，并磨兩相鄰側面使四面垂直，

50、垂直度0.02/1005鉗劃線 凸模固定孔中心線，銷釘孔中心線，螺紋過中心線，銷釘過孔中心線鉆孔 凸模固定孔穿絲線，螺紋過孔和銷釘過孔到要求6線切割割凸模安裝固定孔單邊留0.010.02研余量7鉗研配凸模8平磨磨模厚度到要求9鉗總裝配 用透光層使凸模，凹模間隙均勻后，與上模座板配作銷孔5.4凸模壓板加工工藝過程 材料：45#硬度：2428HRC序號工序名稱工序內容1備料氣割下料130130182熱處理調質 硬度2428HRC 3粗銑銑六面達125.3125.316.8，并使兩大平面和相鄰兩側面基本垂直4平磨磨光兩大平面，厚度達16.4，并磨兩相鄰側面使 四面垂直，垂直度0.02/1005鉗劃線 螺紋孔中心線，螺紋過孔中心線，銷釘孔中心線，凸凹模固定孔輪廓線鉆孔螺紋底孔，螺紋過孔到要求，凸凹模固定孔線切割穿線孔攻絲 攻螺紋底絲到要求6線