第一篇：云母片沖壓工藝及模具設計-說明書

云母片沖壓工藝及模具設計

摘要

本文分析了云母片的結構、尺寸、精度和原材料性能，并具體指出了該產品的成型難點；擬定了落料模具沖壓工藝方案；詳細闡述了排樣設計方法和過程，確定了該產品需要落料的排樣圖；完成了所有必要的工藝計算，包括模具刃口尺寸、各工位沖壓力、總的沖壓工藝力、壓力中心等；概述了模具概要設計方法，系統(tǒng)的闡述了模具主要零部件的結構、尺寸設計及標準零部件的選用。同時闡述了模具的工作過程、各成形動作的協(xié)調性并對設備選擇和核算進行了較為細致的敘述。

關鍵詞：云母片；沖壓工藝分析；零件設計；模具設計

Mica sheet stamping process and die design

ABSTRACT This paper analyzes the technical characteristics of the spring hook such as configuration dimension precision and the capability of the raw materials.There are including the difficulties of this production in the molding ,studying out the technics of the progressive die ,making sure the layout project and the die general structure.The progressive die could complete thirteen processes that include punching, blanking, bending and so on.It has finished all needed technical count ,including the knife-edge of the mold, the force of each process , punch technical force of the all process and the stress center of the mold.It summarizes the method of designing this mold.It introduces the design and manufacture of the punch, the die, the stripping device, the pushing device, and the blanking holders in details.And it also expatiates the working process of the die, the coordination about each motion of figurations.Besides it has a section about equipment choosing and proofreading.Key words：mica sheet;analysis of stamping process;parts design;mold design

目 錄

1緒論.........................................................................................................................................1 2工藝設計.................................................................................................................................3 2.1零件介紹...........................................................................................................................4 2.2零件工藝性分析...............................................................................................................4 2.3工藝方案的確定...............................................................................................................4 3排樣設計.................................................................................................................................5 3.1毛坯排樣設計...................................................................................................................5 3.2材料的利用率...................................................................................................................7 4工藝計算.................................................................................................................................8 4.1沖壓工藝力的計算...........................................................................................................8 4.2沖裁力計算.......................................................................................................................8 5模具總體結構設計...............................................................................................................11 5.1模具概要設計.................................................................................................................11 5.2模具零件結構形式確定.................................................................................................11 5.2.1定位機構..................................................................................................................14 5.2.2卸料機構..................................................................................................................15 5.2.3導向機構。..............................................................................................................16 6模具零件的設計與計算.......................................................................................................17 6.1工作零件.........................................................................................................................17 6.1.1沖裁凸、凹模刃口尺寸計算..................................................................................17 6.1.2凸模設計..................................................................................................................19 6.2定位零件.........................................................................................................................20 6.3出料零件.........................................................................................................................20 6.3.1卸料零件..................................................................................................................20 6.3.2頂件零件..................................................................................................................21

云母片沖壓工藝及模具設計

6.4導向零件.........................................................................................................................21 6.5其他零件.........................................................................................................................21 7設備選擇...............................................................................................................................24 7.1設備噸位確定.................................................................................................................24 7.1.1設備類型的選擇......................................................................................................24 7.1.2設備規(guī)格的選擇......................................................................................................24 7.2設備校核.........................................................................................................................26 7.2.1壓力行程..................................................................................................................25 7.2.2壓力機工作臺面尺寸..............................................................................................25 結 論........................................................................................................................................26 參考文獻..................................................................................................................................28 致謝..........................................................................................................................................28

1737544646 1 緒論

模具工業(yè)是國民經濟的基礎工業(yè)，是工業(yè)生產的重要工藝裝備。先進國家的模具工業(yè)已擺脫從屬地位，發(fā)展為獨立的行業(yè)。美國工業(yè)界認為：“模具工業(yè)是美國工業(yè)的基石?！比毡竟I(yè)界認為：“模具工業(yè)是其它工業(yè)的先行工業(yè)，是創(chuàng)造富裕社會的動力。”在德國，模具被冠以“金屬加工行業(yè)中的帝王”之稱。近20多年來，美國﹑日本﹑德國等發(fā)達國家的模具總產值都已超過機床總產值，世界模具市場總產量已達600~650億美元。沖壓技術的最新研究成果與加工方法，以及模具工業(yè)的前沿技術及房展方向：高速沖裁，高效﹑精密﹑長壽命模具，激光與等離子數(shù)控打孔與剪切，板料激光成形，板材多點成形和單點漸進成形，對向液壓拉深，內高壓成形與粘性介質壓力成形，流動控制成形（FCF加工方法），精沖復合工藝，SPF/DB成形，高速高能成形，數(shù)字化沖壓成形關鍵技術，沖壓成形有限元數(shù)值模擬和優(yōu)化，快速樣品生產，沖壓生產自動化和柔性加工系統(tǒng)，沖壓制品與模具的遠程網(wǎng)絡設計與制造，沖模CAD/CAE/CAM/PDM,RP技術與快速模具制造。

沖壓加工技術應用范圍十分廣泛，在國民經濟各工業(yè)部門中，幾乎都有沖壓加工或沖壓產品的生產。沖裁是沖壓工藝的最基本工序之一。沖裁是利用模具使板料的一部分沿一定的輪廓形狀與另一部分產生分離以獲得制件的工序。

沖壓成形近年來有很多新的發(fā)展，在精密沖裁、精密成形、精密剪切、復合材料成形、超塑性成形、軟模成形以及電磁成形等方面取得很大的進展。沖壓件的成型精度、生產率越來越高，沖壓范圍越來越廣，由平板零件精密沖裁拓寬到精密彎曲、精密拉深及立體精密成形等。計算機輔助工程（CAE）在沖壓領域也得到了較好的發(fā)展和應用，模具計算機輔助設計∕輔助制造技術（CAD∕CAM）、板料成形模擬仿真技術（沖壓CAE）、快速成形（RPM）等。計算機輔助工程可進行應力應變的分析、排樣、毛坯的優(yōu)化設計及工藝過程的模擬與分析等，實現(xiàn)沖壓過程的優(yōu)化設計。

沖壓生產主要是利用沖壓設備和模具實現(xiàn)對金屬材料（板料）的加工過程。所以沖壓加工具有如下特點：

（1）生產效率高、操作簡單、內容實現(xiàn)機械化和自動化，特別適合于成批大量生產；

（2）沖壓零件表面光滑、尺寸精度穩(wěn)定，互換性好，成本低廉；

（3）在材料消耗不多的情況下，可以獲得強度高、剛度大、而重量小的零件；

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（4）可得到其他加工方法難以加工或無法加工的復雜形狀零件。

本論文主要以云母片沖壓模具設計為主線，云母材料為天然礦因其材料為天然礦制品，具有無污染、絕緣、耐電壓性能好和化學穩(wěn)定性的特點，而且云母片是一種多層結晶體的非金屬材料。因云母本身具有獨特的耐高溫、耐高壓及高度的絕緣性能，因此，在電子、儀器儀表等行業(yè)應用廣泛。故可根據(jù)客戶需求沖切各種規(guī)格的天然云母片。采用云母板制得零件云母片，材料壁厚較薄，零件為異形件，結構雖較為復雜，但只要用適合的沖孔落料就可以獲得所要的零件。依據(jù)模具的基本組成部分，采取基礎和設計技巧相結合，理論與實踐相結合，圖例與剖析相結合，模具設計與加工工藝相結合的方式，分析云母片的沖壓工藝性，提出設計其模具的多種方案，通過比較分析設計出較合理的模具。同時，從模具的加工工藝的角度出發(fā)，分析并提供便于加工的模具結構形式，使模具設計和加工更加緊密的結合在一起。

本論文在設計時廣泛吸收了國內外各個領域成熟的經驗和最新的參考資料，并在模具的成型零部件等關鍵部位采用了國內外的優(yōu)質模具鋼。為了順應形勢發(fā)展的需要，在技術上也有一定的創(chuàng)新，使用了計算機輔助設計來繪圖，如UG、AUTOCAD等，達到優(yōu)化設計的目的。

畢業(yè)設計是按查閱資料、學習、消化、吸收、創(chuàng)新的思路進行的。本論文是關于介紹我在畢業(yè)設計中做的一副云母片落料模具的全部設計資料，文中包含了較詳細的工藝分析、模具結構設計及沖壓機床的選擇。整個設計是在老師的輔導下以及和同學的相互探討下完成，通過這次畢業(yè)設計的鍛煉，我增加了專業(yè)知識，豐富了視野，提高了自主創(chuàng)新的能力。但是，我畢竟是初次接觸模具如此具體的設計，再加上知識經驗的局限現(xiàn)性，設計內容可能會有一些漏洞和錯誤，學生的所有不足之處，殷切希望各位尊敬的老師及所有的評委能給予指正和指導，謝謝各位老師。

1737544646 2 工藝設計

2.1 零件介紹

本次畢業(yè)設計的產品見圖2.1所示，材料為厚1mm的Q235鋼板料,要求批量為中批量。該零件屬于典型的沖裁件，如圖2.1零件尺寸圖，圖2.2云母片工件圖所示

圖2.1 零件尺寸圖

圖2.2云母片工件圖

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2.2 零件工藝性分析

零件尺寸：圖中零件未注公差取ST8級，零件的尺寸較小，成形的位置較為緊湊，成形比較簡單。零件材料為Q235鋼，是普通的碳素結構鋼，有一定的塑性，料厚為1mm屬薄料，沖壓性能良好，零件需要經過一次沖裁，零件的結構比較對稱，沖壓性能仍然很良好。

綜上所述，得到結論：零件具有較好的可沖壓性。

2.3 工藝方案的確定

確定工藝方案首先要確定的是沖裁的工序數(shù)，沖裁工序的組合以及沖裁工序順序的安排。沖裁工序一般易確定，關鍵是確定沖裁工序的組合與沖裁工序順序。應在工藝分析的基礎上制定幾種可能的方案，再根據(jù)工件的批量、形狀、尺寸等方面的因素，全面考慮、綜合分析，選取一個較為合理的方案。

沖裁工序按工序的組合方式可分為單工序沖裁、復合沖裁和級進沖裁。

單工序模是只完成一種工序的沖裁模。如落料、沖孔、切邊、剖切等。復合沖裁是在壓力機的一次行程中，在模具的同一位置同時完成兩個或兩個以上的工序；級進沖裁是把一個沖裁件的幾個工序，排列成一定順序，組成級進模，在壓力機的一次行程中，模具的不同位置同時完成兩個或兩個以上的工序，除最初幾次沖程外，每次沖程都可以完成一個沖裁件。由零件的工藝分析及圖可知：該工件落料一個基本工序：落料，故采用采用單工序模生產。

1737544646 3排樣設計

3.1毛坯排樣設計

在進行模具設計時，首先要設計條料排樣圖，條料排樣圖的設計是模具設計時的重要依據(jù)。模具條料排樣圖設計的好壞，對模具設計的影響是很大的，排樣圖設計錯誤，會導致制造出來的模具無法沖制零件。條料排樣圖一旦確定，也就確定了被沖制零件各部分在模具中的沖制順序、模具的工位數(shù)、零件的排樣方式、模具步距的公稱尺寸、條料載體的設計形式等一系列問題。在本模具中，排樣設計總的原則是先進行沖切廢料，然后拉伸，最后切斷，并要考慮模具的強度、剛度，結構的合理性。

沖裁件在條料、帶料或板料上的布置方法叫排樣。排樣合理就能用同樣的材料沖出更多的零件來，降低材料消耗。大批量生產時，材料費用一般占沖裁件的成本的60%以上。因此，材料的經濟利用是一個重要問題,特別對貴重的有色金屬。排樣的合理與否將影響到材料的經濟利用、沖裁質量、生產效率、模具結構與壽命、生產操作方便與安全等。

排樣的意義就在于保證用最低的材料消耗和最高的勞動生產率得到合格的零件。毛坯在板料上可截取的方位很多，這也就決定了毛坯排樣方案的多樣性。典型毛坯排樣：單排、斜排、對排、無費料排樣、多排、混合排。

根據(jù)此次畢業(yè)設計的零件結構特征及材料的利用率，決定采用對排，采用這種毛 坯排樣的模具結構的相對簡單，模具制造較為方便。

1﹑條料搭邊值的確定

搭邊是指排樣中相鄰兩沖裁件之間的余料或沖裁件與條料邊緣間的余料。其作用是補償定位誤差和保持條料有一定的強度和剛度，防止由于條料的寬度誤差、送進步距誤差、送料歪斜等原因而沖裁出殘缺的廢品，保證送料的順利進行，從而保證制件的質量。

由參考文獻[3]得

材料厚度為1mm時，條料長度大于20mm，搭邊可以取a=2mm，a1＝2mm。

2、條料的寬度

條料是由板料（或帶料）剪裁下料而得，為了保證送料順利，規(guī)定條料寬度B的上級極限偏差為零，下偏差為負值（－Δ）。條料在模具上送進時常用導尺導向，使用導尺又分為有側壓導向和無側壓導向兩種情況。兩種導向情況下的條料寬度計算不同，但目6

云母片沖壓工藝及模具設計 的是一致的，要求既能保證條料的順利送進，又能保證沖裁件與條料側邊之間有不低于規(guī)定的搭邊值。條料采用無側壓，可以確定條料與導料銷的間隙和條料寬度偏差分別為c1＝0.5mm，Δ＝0.6mm由參考文獻[3]中公式得

00 條料寬度B??[D?2(a??)?c]?1??(3.1)

3、步距

沖裁模的步距是確定條料在模具中每送進一次，所需要向前移動的固定距離。步距的精度直接影響到沖件的精度。設計連續(xù)模時，要合理的確定步距的基本尺寸和精度。步距的基本尺寸，就是模具中相鄰工位的距離。

此次畢業(yè)設計的條料為單排，步距的基本尺寸等于沖壓件的外形輪廓尺寸和兩沖壓件間的搭邊寬度之和，其步距基本尺寸由參考文獻[3]得：

h= L + a

(3.2)式中h---沖裁步距

L---沿條料送進方向，毛坯外形輪廓的最大寬度值 a----沿送進方向的搭邊值 排樣方式圖3.1所示

圖3.1 坯料排樣圖

00 條料寬度B???[D?2(a??)?c1]??

=[45+2×﹙2+0.6）﹢0.5﹚0-0.6 =50.70-0..6mm

該零件的步距確定為： h= L + a=35+3=38mm

借助UG軟件分析可得單個零件的面積為A=1032mm，一個步距的材料利用率η為 η=﹙A∕h×B﹚×100％=﹙1032/38×50.7﹚×100％＝53.6％ 排樣方式圖3.2所示

1737544646

圖3.2 坯料排樣圖

00條料寬度B???[D?2(a??)?c1]??

=[45+2×﹙2+0.6）﹢0.5﹚0-0.6 =50.70-0..6mm 步距h

h＝62.5mm 一個步距的材料利用率η為

η=﹙A∕h×B﹚×100％=﹙1032×2/50.7×62.5﹚×100％＝65.1％

由上計算知道方案的材料利用率分別為56.9％和67％。其中第一種排樣方式材料的利用率少于60%，這樣原材料沒有得到合理的利用。而第二種排樣方式雖然需要二次送料，但材料利用率高，為此我們選擇方案二的排樣方式。

3.2材料的利用率

1、排樣方式的確定

根據(jù)沖裁件的結構特點，排樣方式可選擇為：對排，有廢料排樣。

2、送料進距的確定

為了節(jié)約材料，應合理的選擇搭邊值。搭邊值過小，會使作用在凸模側表面上的發(fā)向應力沿切口分布不均，降低沖裁質量和模具壽命，故必須使搭邊的最小寬度大于沖裁時塑性變形區(qū)的寬度，一般可以取材料的厚度。若搭邊值小于材料的厚度，沖裁時搭邊可能被拉斷，有時還會被拉入到凸、凹模間隙中，使零件產生毛刺，甚至損壞模具刃口。

搭邊值的大小與材料的性能、零件的外形及尺寸、材料的厚度、送料及擋料的方式、卸料方式有關。硬材料的搭邊值可以小一些，軟材料和脆材料的搭邊值應大一些。零件尺寸大或有尖突時，搭邊值應大一些，厚材料的搭邊值取大一些。

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4工藝計算

4.1沖壓工藝力的計算

工藝計算是模具設計的基礎，只有正確的計算出各道工序的凸凹模尺寸、沖壓力、毛壞尺寸等，才能設計出正確的模具。而且是選用壓力機、模具設計以及強度校核的重要依據(jù)。為了充分發(fā)揮壓力機的潛力，避免因超載而損壞壓力機，所以計算是非常必要的。

工藝計算是選用壓力機、模具設計以及強度校核的重要依據(jù)。為了充分發(fā)揮壓力機的潛力，避免因超載而損壞壓力機，所以計算是非常必要的。

4.2沖裁力計算

沖裁力是沖裁力、卸料力、推件力和頂料力的總稱。

沖裁力是凸模與凹模相對運動使工件與板料分離所需要的力，它與材料的厚度、工件的周長、材料的力學性能等參數(shù)有關。沖裁力是設計模具、選擇壓力機的重要參數(shù)。計算沖裁力的大小是為了合理的利用沖壓設備和設計模具。選用沖壓設備的標準沖壓壓力必須大于所計算的沖裁力，所設計的模具必須能夠傳遞和承受所計算的沖裁力，以適應沖裁的要求。

該模具采用彈性卸料和下方出料方式?？倹_壓力F0由沖裁力F、卸料力F卸和推件力F推組成。若采用復合沖裁模，其沖裁力由落料沖裁力F落料和沖裁力F沖孔兩部分組成。

沖裁力是沖裁過程中凸模對材料的壓力，它是隨凸模行程而變化的。通常說的沖裁力是指沖裁力的最大值。平刃沖模的沖裁力可按下式計算：

F?KLt?b

（4.1）

式中 F——沖裁力（N）；

L——零件剪切周長（m m）； t——材料厚度（mm）； ?b——材料抗拉強度（MPa）。

K——系數(shù),一般取K=1.3。已知零件材料是Q235,取

?b=400Mpa，材料厚度t=1mm,L值由全部沖裁線即沖裁零件周長尺寸組成,由于零件是異形件，形狀比較復雜，用手工計算零件的周長比較困

1737544646 難，借助CAD中“面域、查詢面域∕質量特性”等命令測出該零件的周長為L＝187.98mm,取L＝188mm。

1）落料、沖裁力。材料Q235銅的抗拉強度可按?b?400MPa

F落料?Lt?b?188?1.5?400?112.8KN

2）推件力，K推=0.055

F推=nK推F=1×0.055×112.8＝6.2kN 3）力。查表得卸料力系數(shù)

F卸?K卸F落料?0.05?112.8?5.64KN

4）總沖壓力F0的確定

所以總沖壓力F0=F落＋F推＋F卸＝112.8+6.2+5.64＝134.64kN 沖壓力合力的作用點稱為沖模壓力中心。沖模壓力中心應盡可能和模柄的軸線以及和壓力機滑塊的中心線重合，以使沖模平穩(wěn)地工作，減少導向機構滑動件之間的磨損，提高運動精度以及模具和壓力機的壽命。

求合力作用點可轉化為求輪廓線的重心。具體的方法如下：

(1)按比例畫出每個凸模刃口輪廓的位置;(2))建立坐標軸線，分別凸模刃口輪廓的壓力中心及坐標位置x1，x2，x3，...，xn和y1，y2，y3，...，yn。

(3)分別計算凸模刃口輪廓的沖裁力F1，F(xiàn)2，F(xiàn)3，?，F(xiàn)n或每一個凸模刃口輪廓的周長L1，L2，L3，?Ln。

(4)對平行系，沖裁力的合力等于各力的代數(shù)和，即F＝F1﹢F2﹢F3﹢?Fn。(5)根據(jù)力學原理，即可求出壓力中心的坐標(x0,y0)。按下列公式求出沖模壓力中心的坐標值（x0,y0）

x0?L1x1?L2x2???Lnxn

（4.2）

L1?L2?...?LnL1y1?L2y2???Lnyn

（4.3）L1?L2?...?Lny0?由于該零件形狀對稱，所以壓力中心在該零件的中點上坐標值（X0,Y0），如圖3.1所示

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圖4.1 零件輪廓線劃分圖

xn0?L1x1?L2x2???LxnL1?L2?...?Ln

＝2788.17/173.83＝16 y10?Ly1?L2y2???LnynL1?L2?...?Ln

＝4134.46/173.83＝24 由以上計算可知沖裁件（云母片）的壓力中心的坐標為（16,24）。如下圖3.2所示

圖4.2 零件壓力中心圖

1737544646 5模具總體結構設計

5.1模具概要設計

沖壓制件的質量，不僅依賴于模具的正確設計，而且在很大程度上取決于模具的制造精度，而模具生產又多為單件小批量生產，這給模具生產帶來許多困難，為了獲得高質量的沖壓制件，沖模制造時，在工藝上要充分考慮模具零件的材料、結構形狀、尺寸、精度、工作特性和使用壽命等方面的不同要求。模具是用多個零件按照一定關系裝配而成的有機整體，結構是模具的“形”。模具的優(yōu)劣很大程度上體現(xiàn)在模具結構上，因此落料模具的結構對模具的工作性能、加工性、成本、周期、壽命等起著決定性作用。

在此次模具的結構設計大體可以分為兩步：第一步根據(jù)工序排樣的結果確定模具的基本結構框架，確定組成落料模具的主要結構單元及形式，對模具制造和使用提出要求；第二步確定各結構單元的組成零件及零件間的連接關系。結構設計的結果是模具裝配圖和零件明細表。

在結構設計中概要設計是模具結構設計的開始，它以工序排樣圖為基礎，根據(jù)產品零件要求，確定落料模具的基本結構框架。結構概要設計包括：

（1）模具主要零件凸凹模的設計，計算過程；

（2）模具基本結構：定位方式以及導向方式確定;卸料方式以及出件方式確定；（3）模具基本尺寸：模具工作空間尺寸、各個板件的厚度、模具閉合高度；（4）模架基本結構：模架的類型，導柱與導套選配以及模柄類型的選擇；（5）壓力機的選擇：壓力機的類型，壓力機規(guī)格；（6）設備校核：壓力機的校核。

5.2模具零件結構形式確定

該零件是用落料模具完成的。模架是模具的主體結構，采用自行設計的模架機構導向，采用后側導柱模架，導向裝置在后側，橫向或縱向送料都比較方便，并采用彈性卸料裝置，落料模具總裝圖如圖5.1所示

云母片沖壓工藝及模具設計

注：1—模柄；2—止動銷；3—凸模；4—內六角螺釘；5—上模座；6—凸模固定板；7—橡膠；8—卸料板；9—凹模；10—下模座；11—導柱；12—導套；13—內六角螺釘；14—卸料螺釘；15—圓柱銷；16—

圓柱銷；17—擋料銷；18—墊板

5.1 模具整裝圖

凹模外形尺寸應保證有足夠的強度和剛度。由于凹模的結構型式不一，受力狀態(tài)又比較復雜，首先考慮是在沖裁工位所要受到的沖裁力，所以要適當增加凹模厚，一般根據(jù)沖裁件尺寸和板料厚度，由文獻[2]凹模的厚度H可按以下經驗公式計算

H = Kb

（≥15mm）

（5.2）式中

K—考慮坯料厚度影響的系數(shù)；

b — 沖裁件最大外形尺寸（mm）； 查文獻 [1] 表8-1，得K=0.35； H= 0.35×45 mm=14.6mm＝15.75mm 考慮到壓窩凸模的高度，則H調整為25mm,此凹模用于大批量生產，其厚度要考慮修磨量（5~6mm），所以凹模厚度H為25 mm。

確定凹模周界尺寸L×B

由文獻[2]可得凹模最小壁厚為1.6mm。

1737544646 由文獻[2]可得凹模壁厚（刃口到外邊緣的距離）可按下列公式確定

C﹦（1.5～2.0）H（≥30mm）

（5.3）C﹦1.5×40 mm﹦60 mm 所以 L=160mm;

B=160 mm 如下圖5.3所示

圖5.3 凹模圖

該模具使用定位銷定位夾緊，沖壓條料時，銷定位擋料銷進行導向擋料，由導柱導套導向向下運動，凸模和凹模完成零件的落料工序，彈性元件由于受壓反彈，致使得卸料板進行推出材料，制件從下孔掉出，完成整個落料過程。模具主要有模柄、上模座、墊板、凸模固定板、凸模、凹模、卸料板、凸模固定板、螺釘、銷釘、下模座、導柱、導套等。落料模具凹模周界長160mm,寬160mm,模具總長250mm，總寬215mm。模具的閉合高度是h﹦40+10+20+21+1+16+25+45﹦178mm。凸模固定板用于安裝所有凸模、凹模板用于落料。采用螺釘緊固、銷釘定位的方式固定。卸料板是一整塊，采用四個螺釘固定。

5.2.1定位機構

為限制被沖材料的進給步距和正確地將工件安放在沖模上完成下一步的沖壓工序，必須采用各種形式的定位裝置。用于沖模的定位零件有導料銷、導料板、擋料銷、定位板、導向銷、定距側刃和側壓裝置等。定位裝置應避免油污、碎屑的干擾并且不與運動14

云母片沖壓工藝及模具設計

機構干涉。定位精度要求較高時，要考慮粗精度和精精度兩套裝置，分步進行；坯料需要兩個以上工序的定位時，它們的定位應該一致，如圖5.2圓柱銷圖所示

圖5.2 圓柱銷圖

5.2.2卸料機構

卸料機構的主要作用是把材料從凸模上卸下，有時也可作壓料板用以防止材料變形，并能幫助送料導向和保護凸模等?？煞譃楣潭ㄐ读涎b置、彈壓卸料裝置和廢料切刀。固定卸料板僅起卸料作用時，凸模與卸料板的雙邊間隙取決于板料厚度，一般在0.2~0.5mm之間，板料薄時取小值，板料厚時去大值。當固定卸料板兼起導板作用時，一般按H7/h6配合制造，但應保證導板與凸模hi之間間隙小于凸、凹模之間的沖裁間隙，以保證凸、凹模的正確配合。固定卸料板的卸料力不大，卸料可靠。因此，當沖裁板料較厚（大于0.5mm）、卸料力較大、平直度要求不很高的沖裁件時，一般采用固定卸料裝置。

彈壓卸料裝置既起卸料作用又起壓料作用，所得沖裁質量較好，平直度較高。因此質量要求較高的沖裁件或薄板宜用彈壓卸料裝置。

廢料切刀是在沖壓過程中將廢料切斷成數(shù)塊，避免卡箍在凸模上，切刀夾角α一般為78~80度。主要用于小型模具和切斷薄廢料以及大型模具和切斷厚廢料。

在本次模具設計中采用彈壓卸料板，彈性卸料板具有卸料和壓料的雙重作用，多用于沖制薄料，使工件的平面度提高,卸料板的尺寸取160×160×20mm如圖5.3卸料板圖所示

1737544646

圖5.3 卸料板圖

5.2.3導向機構

對生產批量大，要求模具壽命和制件精度較高的沖模。一般應采用導向機構來保證上、下模的精確導向。上、下模導向，在凸、凹模開始閉合前或壓料板接觸制件前就應該充分的合上。導向機構有導柱、導套機構，側導板與導板機構和導塊機構。在此副模具中由于零件的尺寸較小，對制件的精度要求較高。所以采用后置導柱、導套和壓入式模柄配合，這樣的后置導柱導向精度比較平穩(wěn)，精度較高，圖5.4所示

圖5.4 滑動導柱、導套

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6模具零件的設計與計算

6.1工作零件

6.1.1沖裁凸、凹模刃口尺寸計算

1、沖裁凸、凹模刃口尺寸計算原則

計算沖裁凸、凹模刃口的依據(jù)為：①沖裁變形規(guī)律，即落料件尺寸與凹模刃口尺寸相等，尺寸與凸模刃口尺寸相同。②零件的尺寸精度。③合理的間隙值。④磨損規(guī)律，如圓形凹模尺寸磨損后變大，凸模尺寸磨損后變小，間隙磨損后變大。⑤沖模的加工制造方法。因而在計算入口尺寸時應按下述原則進行。

1）保證沖出合格的零件

根據(jù)沖裁變形規(guī)律，沖孔尺寸等于凸模刃口尺寸，落料件尺寸等于凹模刃口尺寸。所以沖孔時，應以凸模為基準。落料時，以凹模為基準?；鶞始某叽鐟诹慵墓罘秶鷥?。沖孔間隙取在凹模上，落料時間隙取在凸模上。

2)保證模具有一定的使用壽命

新模具的間隙應是最小的間隙，磨損后到最大合理間隙?？紤]到沖裁時凸、凹模的磨損，在設計凸、凹模刃口尺寸時，對基準刃口尺寸在磨損后增大的，其刃口的公稱尺寸應取工件尺寸公差范圍內較小的數(shù)值。對基準件刃口尺寸在磨損后減小的，其人口的公稱尺寸應取工件尺寸公差范圍內較大的數(shù)值。這樣，在凸凹模磨損到一定程度的情況下，仍能沖出合格的零件。

3)考慮沖模制造修理方便，降低成本

為使新模具的間隙值不小于最小合理間隙，一般凹模公差標注成+?d，凸模公差標注成??p。間隙能保證的條件下不要把制造公差定的太緊。一般模具制造精度比工件精度高2至4級。若零件沒有標注公差，對于非圓形件按國家標準“非配合尺寸的公差數(shù)值”IT14精度處理。本畢業(yè)設計對未標注公差的零件尺寸采用IT14精度處理。

2、沖裁刃口尺寸計算方法

制造沖模的關鍵主要是控制凸、凹模刃口尺寸及其間隙合理。由于模具加工方法不同，凸、凹模刃口尺寸計算公式和公差標注也不同。凸、凹模刃口尺寸的計算方法基本上可分為兩類，分別加工與配合加工，對于形狀復雜或薄料的沖裁件的沖裁，為了保證凸、凹模之間的間隙值，一般采用配合加工。此方法是先加工好其中一件（凸?；虬寄＃?/p>

1737544646 作為基準件，然后以此基準件來加工另一件，使他們之間保持一定的間隙。這種加工方法的特點是

⑴ 模具間隙是在配制中保證的，因此不需要校核|?p|?|?d|?Zmax?Zmin，所以加工基準時可以適當放寬公差，使其加工容易。

⑵ 尺寸標注簡單，只需在基準件上標注尺寸和公差，配制件僅標注基準尺寸并注明裝配時所留間隙值。

由于形狀復雜工件各部分尺寸性質不同，凸模與凹模磨損情況也不同，有變大的、有變小的、也有不變的，必須對有關尺寸進行具體分析后，按前述尺寸計算原則區(qū)別對待，查得模具沖裁間隙值Zmin?0.05mm，Zmax?0.08mm，查得凸、凹模制造公差：??p?0.007，??d?0.010，查得，因數(shù)x=0.75, ?取0.2 校核：Zmax-Zmin=0.08-0.05=0.03mm，?p??d?0.007?0.010?0.017mm 滿足校核條件： ?p??d?Zmax?Zmin

由于該工件時落料件，落料件尺寸的測量基準是大端尺寸，故落料件尺寸取決于凹模，而凸模刃口尺寸應按凹模人口尺寸來確定，即凸模應根據(jù)凹模按凹模配做。

沖壓制件的尺寸精度主要決定于模具刃口的尺寸精度，合理間隙的數(shù)值也必須靠模具的刃口尺寸來保證。因此，正確確定模具刃口尺寸極其公差，是設計沖模的主要任務之一。對于落料凸模的計算，采用配合加工的形式制作。零件圖未注尺寸公差，按ST8級選取，并按照“入體原則”標注，可得零件的公差要求如下圖6.1所示

圖6.1 零件圖

形狀不規(guī)則沖裁件的凹、凸模尺寸，在使用過程中磨損后會發(fā)生變大、變小、不變18

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三種情況即分別對應A、B、C三類。

（1）凹模磨損后，尺寸變大的有A1 ,A2，A3，A4，A5，A6，A7。由文獻[3]表2-6可知摩損系數(shù)X1＝0.5，X2＝0.5，X3＝0.5，X4＝0.75,X5＝0.75,X6＝0.75,X7＝0.5，??d（2）由公式A d=(A-x?)0 ﹙Δ 為工件公差﹚

（6.1）

A1d =﹙45.5－0.56×0.5﹚ mm＝mm A2d＝﹙16－0.5×0.40﹚mm＝mm A3d=﹙35－0.5×0.40﹚mm＝mm A4d＝﹙17.1－0.75×0.20﹚mm＝mm A5d＝﹙9.1－0.75×0.20﹚mm＝mm A6d＝﹙24.1－0.75×0.20﹚mm＝mm A7d＝﹙4.5－0.5×0.30﹚

mm＝

mm ﹙2﹚凹模磨損后尺寸變小的有B1=R2.5，磨損系數(shù)x=0.5，由公式

Bd＝﹙B﹢xΔ﹚0-δd

Bd1＝﹙2.5﹢0.5×0.25﹚0-0.25×0.25＝2.630-0.06mm ﹙3﹚凹模磨損后，尺寸不變的有C1,C2,C3,由公式Cd=C??d/2得： Cd1＝15.5±0.25×0.2÷2＝15.5±0.03mm Cd2＝10±0.25×0.2÷2＝10±0.03mm Cd3＝14±0.25×0.2÷2＝14±0.03mm 由上述計算可得，凹模形狀及尺寸公差如下圖6.2所示

圖6.2 零件圖

6.2）19

（1737544646 按計算尺寸和公差制造凸模后，再按凸模刃口實際尺寸并保證最小合理間隙Zmin配做凹模。

6.1.2凸模設計

凸模的長度應根據(jù)模具的具體結構確定，同時要考慮凸模的修磨量以及固定板與卸料板之間的安全距離等因素。本模具設計采用彈性卸料板，凸模的長度計算可按下式：

L=h1?h2?t?h

（6.3）

所以凸模長L=20+21+16+1+1=59mm 式中h1——凸模固定板的厚度mm；

h2——卸料板的厚度mm；

t——材料的厚度mm；

h——附加長度mm。包括凸模的修磨量，凸模進入凹模的深度（0.5~1mm），凸模固定板與卸料板之間的安全距離等。一般取h=15~20mm。，本次級進模具設計的凸模長度設計是以第六工位拉伸凸模高度h為基準，其余的凸模長度以此為基準進行必要的加長或縮短，凸模的尺寸按凹模配做。

6.2定位零件

模具上定位零件的作用是使毛坯或半成品在模具上能夠置于正確的位置根據(jù)毛坯形狀、尺寸及模具的結構形式，可以選用不同的定位方式。常見的定位零件有擋料銷、導正銷、側刃、導料板、導料銷和側壓裝置等。擋料銷用于限定條料送進距離、抵住條料的搭邊或工作輪廓，起定位作用。擋料銷有固定擋料銷、活動擋料銷和始用擋料銷.固定擋料銷分圓形與鉤形兩種,一般裝在凹模上。圓形擋料銷結構簡單，制造容易，本模具采用圓形擋料銷。

6.3出料零件

6.3.1卸料零件

卸料裝置有固定卸料裝置和彈壓卸料裝置兩種，彈性卸料裝置由卸料板、彈性元件（彈簧和橡膠）和卸料螺釘組成。彈性卸料既起卸料作用又起壓料作用，所以沖裁零件質量較好，平直度較高，因此，質量要求較高的沖裁或薄板沖裁宜用彈性卸料裝置。

本模具采用了彈性卸料裝置，零件的厚度為1mm，考慮卸料力的問題在前面算過20

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了，厚度為30mm的橡膠，具體計算如下(1)確定橡膠的自由高度HI?h工作?h修磨

h工作?t?1mm，t為材料厚度

h修磨取5~10mm HI?0.3?1?5?6.3mm

所以H0?(3.5~4)?6.3?25.2mm(2)確定橡膠的橫截面積A A?F卸/P

查表6-9得P=1.05，所以A?3032mm

2(3)橡膠的安裝高度

H預?（10%~15%）H0?5mm H裝＝H0－H預＝25.2﹣5＝20.0mm 在本副模具中，采用彈性卸料裝置卸料，彈頂器推動推桿，推桿推動零件，然后進行卸料。如圖6.3所示

圖6.3 橡膠圖

6.3.2頂件零件

在設計模具時，一般均采用卸料橡膠作為彈性元件，是模具中廣泛使用的彈性元件，主要為彈性卸料、壓料及出件裝置等提供所要求的作用力和行程，采用橡膠作為彈性元件的優(yōu)點是：橡膠允許承受的負荷比彈簧較大，而且安裝方便、調整方便。

卸料螺釘屬于標準件，在此次畢業(yè)設計沖壓模具中選用。主要的選用數(shù)量如下：卸料螺釘個數(shù)n=4。

6.4 導向零件

導套、導柱都是圓柱形的，加工方便，容易裝配，是模具行業(yè)應用最廣泛的導向裝

1737544646 置，本模具采用滑動式導柱、導套，并導柱導套配合選用H7/h6配合：

導柱為：導柱D28×150 材料為20鋼 導套為：導套D38×100材料為20鋼 數(shù)量為2對，熱處理：滲碳加表面淬火

6.5 其他零件

1、模架選用的是：后側導柱模架形式，導向裝置在后側，橫向或縱向送料都比較方便，而且導向平穩(wěn)，一般用于較小的沖模。

2、凸模固定板是將凸模固定在模座上，其平面輪廓尺寸可與凹模、卸料板外形尺寸相同但還要考慮緊固螺釘（及銷釘）的位置。固定板的凸模安裝孔與凸模采用過渡配合H7/m6、H7/n6，壓裝后將凸模端面與固定板一起磨平。凸模固定板形式有圓形和矩形兩種，本模具采用矩形形式，其規(guī)格是：160mm×160mm×20mm 材料選用45鋼,如圖6.4所示

圖6.4 凸模固定板圖

3、墊板的作用是直接承受和擴散凸模傳遞的壓力，以降低模座所受的單位壓力，防止過大的沖裁力模座被局部壓陷，影響模具正常工作。其厚度一般取4~12mm，規(guī)格是：160mm×160mm×10mm 材料選用T8A，熱處理之后硬度達到58～62HRC,如圖6.5所示

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圖6.5墊板圖

4、中小型模具一般通過模柄將模具固定在壓力機滑塊上。對于大型模具則用螺釘、壓板直接將上模座固定在滑塊上。常用的模柄有旋入式模柄、壓入式模柄、凸緣模柄、槽型模柄、通用模柄、浮動模柄和推入式模柄等，本模具采用的是壓入式模柄，如圖6.6所示

圖6.6 模柄結構

1737544646 壓入式模柄的優(yōu)點是，它與上模座孔連接，采用過渡配合H7/m6，并加銷釘防轉。這種模柄可較好地保證軸線與上模座的垂直度，使得壓力中心線重合，提高了模具生產精度，提高了模具的運動精度和使用壽命。模柄支撐面應垂直于模柄軸線（垂直度不應超過0.02:100）。壓入式模柄配合面的表面粗糙度Ra應達到1.6~o.8μm，模柄壓入模座后，應將底面磨平。

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7設備選擇

7.1設備噸位確定

沖壓設備選用是沖壓工藝設計過程中的一項重要的內容。壓力機的主要技術參數(shù)是反應一臺壓力機的工藝能力、能加工零件的尺寸范圍以及有關生產率的指標。這些參數(shù)也是模具設計中選擇沖壓設備、確定模具結構的重要依據(jù)。必須根據(jù)沖壓工序的性質、沖壓力、變形功、模具結構型式、模具的閉合高度和輪廓尺寸以及生產批量、生產成本、產品質量等諸多因素，結合單位現(xiàn)有設備條件進行。

7.1.1設備類型的選擇

設備類型的選擇要依據(jù)沖壓件的生產批量、工藝方法與性質及沖壓件的尺寸、形狀與精度等要求來進行。

由參考文獻[5]，初步選擇開式通用機械式壓力機。

7.1.2設備規(guī)格的選擇

設備規(guī)格的選擇應根據(jù)沖壓件的形狀大小、模具尺寸及工藝變形力來進行。從模具設備上安裝并能開始工作的順序來考慮，其設備規(guī)格的主要參數(shù)有以下幾個。

1）行程 壓力機行程的大小，應該保證坯料的方便放進與零件的方便取出。例如：對于拉深工序所用的壓力機行程，至少應保證：壓力機的行程S>2h（h為零件的高度）。

2）裝配模具的相關尺寸 壓力機的工作臺面尺寸應大于模具的平面尺寸，還應有模具安裝與固定的余地，但過大的余地對工作臺受力不利；工作臺面中間孔的尺寸要保證漏料或順利的安裝模具頂出料裝置；大噸位壓力機滑塊上應加工出燕尾槽，用于固定模具，而一般開式壓力機滑塊上有模柄孔尺寸，為兩件哈夫式夾緊模柄用。

3）閉合高度 壓力機的閉合高度是指滑塊處于下死點時，滑塊底面至工作臺上表面之間的距離。壓力機的閉合高度是可通過連桿絲杠在一定范圍內調節(jié)的。當連桿調至最短，滑塊處于下止點時，滑塊底面到工作臺上表面之間的距離稱為壓力機的最大閉合高度，相反，連桿調至最長時，兩者之間的距離稱為最小閉合高度。由于縮短連桿對其剛度有利，同時在修模后模具的閉合高度可能要減小，因此一般模具的閉合高度要接近于壓力機的最大裝模高度，在實用上為：

Hmax-H1-5mm≥H≥Hmin-H1+10mm

（7.1）

1737544646 Hmax、Hmin、H1、H分別為壓力機的最大閉合高度、壓力機的最小閉合高度、墊板厚度和模具閉合高度

如果模具的閉合高度H大于壓力機的最大閉合高度，沖模將不能在該壓力機上工作。反之，H小于壓力機的最小閉合高度時，可加墊板。

設備噸位 設備噸位的選擇，首先要以沖壓工藝的所需要的變形力為前提。要求設備的名義壓力要大于所需的變形力，而且，還要有一定的力量儲備。

查參考文獻[3]表1.5(開式壓力機技術參數(shù))，初選擇160kN的開式壓力機J23-16，其技術參數(shù)如下:

公稱壓力：160kN

滑塊行程：55mm

滑塊行程次數(shù)：120次/min 最大閉合高度：220mm 封閉高度調節(jié)量：60mm 工模柄尺寸：φ40×50mm 作臺尺寸：前后300mm、左右450mm 7.2設備校核

7.2.1壓力行程

該模具的閉合高度有178mm，選擇的壓力機的滑塊行程為55mm,壓力機的行程滿足要求。

7.2.2壓力機工作臺面尺寸

由于模具外形尺寸為：前后250mm，左右215mm，而壓力機工作臺面尺寸為：前后300mm、左右450mm，所以滿足條件。主要參數(shù)均符合條件因此最終160kN的壓力機。壓力機的選擇也是至關重要的，壓力機提供的壓力過大，會把沖壓件沖壞，甚至損壞整一副模具和壓力機在選擇之后必須要校核才能使用。

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結 論

在落料模設計中，采用二維的畫法，從對工件的分析,再對其加工工藝的選擇與對比,然后選擇最佳的成形工藝方案；然后進行條料寬度，再到對模具加工方法的構思和模具形狀的設計以及沖壓工藝的計算。通過對本套落料模的設計、計算，使我對落料模的設計流程有了更深一層的了解，包括落料件的工藝分析、工藝方案的確定、模具結構形式的選擇、必要的工藝計算、主要零部件的設計、壓力機型號的選擇、總裝圖及零件圖的繪制。

在設計過程中，有些數(shù)據(jù)、尺寸是一點也馬虎不得，只要一個數(shù)據(jù)有誤，就得全部改動，使設計難度大大的增加。在這次設計中，我感覺要完成好一次設計不僅要有扎實的專業(yè)知識，使用CAD、UG等繪圖軟件繪圖，這就要有過硬的計算機基礎，并且善于查閱資料,與別人多交流，才能完成本次設計。

通過這次自己設計沖壓模具，讓我對沖壓模有了更加深刻的了解，使我能夠綜合運用各種沖壓模具設計資料上的知識，懂得了在遇到難題時該如何去查找資料來解決問題，進一步鞏固、加深和拓寬所學知識。同時也發(fā)現(xiàn)自己的不足，專業(yè)知識不夠扎實，所以在今后的學習中不僅要學好應該所學的，還要盡可能多的去拓展我們在其它方面的領域，只有更好地充實自己,拓寬自己的視線,才能更好地把握和發(fā)揮自己所學過的知識,就更好地應用于實踐當中。

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云母片沖壓工藝及模具設計

致謝

本論文（設計）是在指導老師悉心教導、嚴格要求和大力支持下完成的。從論文的選題、方案論證到論文的撰寫和修改過程中，都傾注了雷敏娟老師的大量心血。

通過對本套落料模的設計、計算，使我對落料模的設計流程有了更深一層的了解，包括落料件的工藝分析、工藝方案的確定、模具結構形式的選擇、必要的工藝計算、主要零部件的設計、壓力機型號的選擇、總裝圖及零件圖的繪制。

在設計過程中，有些數(shù)據(jù)、尺寸是一點也馬虎不得，只要一個數(shù)據(jù)有誤，就得全部改動，使設計難度大大的增加。在這次設計中，我感覺要完成好一次設計不僅要有扎實的專業(yè)知識，還要有過硬的計算機基礎作保障，因為其中涉及很多繪圖的地方，并且善于查閱資料,與別人多交流,才能取長補短,很好的完成這次設計。

所以說我們今后的學習中不僅要學好應該所學的，還要盡可能多的去拓展我們在其它方面的領域，只有更好地充實自己,拓寬自己的視線,才能更好地把握和發(fā)揮自己所學過的知識,就更好地應用于實踐當中。

第一次進行沖壓模具設計，由于理論知識粗淺和實際經驗有限，難免存在不足、錯誤的地方，敬請批評指正。在設計過程中參考了部分相關的文獻資料，在此對其作者和對在設計過程中提供幫助與支持的同學們表示由衷的感謝。

同時，對我們設計過程中的指導老師雷敏娟老師表示衷心的感謝，感謝她對此次設計過程中提供大量指導性意見和建議。

第二篇：沖壓工藝及模具設計六

第六章 沖壓工藝規(guī)程

內容簡介:

掌握沖壓工藝過程設計步驟、一般沖壓工藝方案的確定以及相應的模具結構設計。

章節(jié)內容:

6.1 沖壓工藝過程設計步驟 6.2 沖壓工藝方案的確定 6.3 沖壓工藝過程設計實例

學習目的與要求：

1.了解沖壓工藝過程設計步驟； 2.了解沖壓工藝方案的確定方法。

重點內容： 沖壓工藝方案的確定

難點內容：

沖壓工藝方案的確定以及相應的模具結構設計。

主要參考書：

[1] 王同海.實用沖壓設計技術.北京：機械工業(yè)出版社，2000 [2] 馮炳堯.模具設計與制造簡明手冊.上海：上?？茖W技術出版社，2000

復習思考題：

6-1 簡述沖壓工藝過程設計的一般流程？ 6-2 分析圖6.1零件的工藝性？

6-3 詳細分析圖6.9汽車空調前端蓋的沖壓工藝設計過程？

例題與解答：

[1]沖壓工藝設計過程應用舉例

電子教材

6.1 沖壓工藝過程設計步驟 沖壓工藝過程是沖壓件各加工工序的總和。加工工序不僅包括沖壓所用到的沖壓加工基本工序，而且包括基本工序之前的準備工序、基本工序之間的輔助工序和基本工序之后的后續(xù)工序。工藝過程設計的任務就是根據(jù)生產條件，對這些工序的先后次序做出合理安排（協(xié)調組合），其基本要求是技術上可行、經濟上合算，還要考慮操作方便與安全。沖壓工藝過程的優(yōu)劣，決定了沖壓件的質量和成本，所以，沖壓工藝過程設計是一項十分重要的工作。

1．分析沖壓件零件圖

產品零件圖是制訂沖壓工藝方案和模具設計的重要依據(jù)，制訂沖壓工藝方案要從產品的零件圖入手。分析零件圖包括技術和經濟兩個方面：

⑴沖壓加工的經濟性分析根據(jù)沖壓件的生產綱領，分析產品成本，闡明采用沖壓生產可以取得的經濟效益。

⑵沖壓件的工藝性分析沖壓件的工藝性是指該零件沖壓加工的難易程度。技術方面，主要分析該零件的形狀特點，尺寸大小，精度要求和材料性能等因素是否符合沖壓工藝的要求。如果發(fā)現(xiàn)沖壓工藝性差，則需要對沖壓件產品提出修改意見，經產品設計者同意后方可修改。

2．制定沖壓工藝方案

⑴在分析了沖壓件的工藝性之后，通常在對工序性質、工序數(shù)目、工序順序及組合方式的分析基礎上，制定幾種不同的沖壓工藝方案。

⑵從產品質量、生產效率、設備占用情況、模具制造的難易程度和模具壽命高低、工藝成本、操作方便和安全程度等方面，進行綜合分析、比較，確定適合于工廠具體生產條件的最經濟合理的工藝方案。

3．確定沖壓并設計各工序的工藝方案

1>依據(jù)所確定的零件成形的總體方案，確定并設計各道沖壓工序的工藝方案。

2>確定沖壓工序的工藝方案的內容。

⑴確定完成本工序成形的加工方法；

⑵確定本工序的主要工藝參數(shù)；

⑶根據(jù)各沖壓工序的成形極限，進行必要的成形工藝計算；

⑷確定各工序的成形力，計算本工序的材料、能源、工時的消耗定額等；

⑸計算并確定每個工序件的形狀和尺寸，繪出各工序圖。4．完成工藝計算

5．選擇模具類型與結構形式

工藝方案確定后，選擇模具類型時，需綜合考慮生產批量、設備、模具制造等情況，選用簡易模、單工序模、復合?；蜻B續(xù)模。一般來說，簡易模（聚氨酯橡膠模、低熔點合金模、鋅基合金模、板模、鋼帶沖模等）壽命低，成本低，通常使用于試制、小批量生產。對于大批量、精度要求較高的沖壓件，應應用復合模或連續(xù)模。當沖壓件尺寸較大時，為便于制造模具和簡化模具結構，應采用單工序模具。當沖壓件尺寸小且性質復雜時，為便于操作，常用復合?；蜻B續(xù)模。6．選擇沖壓設備

主要有：曲柄壓力機、螺旋壓力機、多工位壓力機、沖壓液壓機、高速壓力機、精密沖裁壓力機、沖?；剞D頭壓力機。曲柄壓力機：最常用，有開式、閉式壓力機，單動和雙動壓力機。螺旋壓力機：大型零件的沖壓。使用于校平、壓印等。多工位壓力機：能夠在同一工作臺上，按順序完成多道工序，每個行程產生一個零件。精密沖裁壓力機：能沖出具有光潔、平直斷面的工件（Ra0.8~3.2）。7．編寫工藝卡

6.2 沖壓工藝方案的確定

6．2．1 工序性質的確定

通常，在確定工序性質時，可以從以下三個方面考慮： 在一般情況下，可以從零件圖上直觀地確定出工序。平板件沖壓加工時，常采用剪裁、落料、沖孔等工序； 當工件平直度要求高時，需在最后采用校平工序進行精整；

當工件的斷面質量和尺寸精度要求高時，需在最后增加修整工序，或用精密沖裁工藝； 彎曲件沖壓時，常采用剪裁、落料、彎曲工序；若彎曲件上有孔，還需增加沖孔工序；當彎曲件彎曲半徑小于允許值時，常需在彎曲后增加一道整形工序；

拉深件沖壓時，常采用剪裁、落料、拉深、切邊工序；當拉深件徑向尺寸精度較高或圓角半徑較小時，需在拉深后增加一道精整或整形工序。

在某些情況下，需進行必要的分析比較后，才能準確地確定出工序性質。有時，為了改善沖壓變形條件或方便定位，往往需要增加一些輔助工序。

6．2．2 工序數(shù)目確定 1．沖壓件的形狀、尺寸要求 2．工序合并情況

料薄、尺寸小的沖壓件，宜通過工序合并，用級進工序進行沖壓；形位精度高的沖壓件，宜通過工序合并，用復合工序加工相關尺寸，反之宜采用單工序分散沖壓。工序合并與否，還需要考慮沖壓設備能力、模具制造能力、模具造價及使用的可靠性。3．沖壓件的尺寸精度及形位公差要求

彎曲件彎曲角度公差要求較高時，需增加校正彎曲；有凸緣拉深件底部與凸緣有平面度要求時，要增加整形工序。

拉深件的口部、翻邊件的邊緣等都難以直接做到規(guī)則而平齊，因而一般情況下，拉深件、翻邊件等最后都有一道修邊工序。若對周邊口部沒有較高要求時，修邊工序可省略。4．操作安全與方便方面的要求

工人操作是否安全、方便也是在確定工藝方案時要考慮的一個十分重要的問題。例如，對于一些形狀復雜、需要進行多道工序沖壓的小型件，如果用單工序模分步沖壓，需要用手鉗放置或取出坯料/工序件/制件，多次進出危險區(qū)域，很不安全。還可能出現(xiàn)定位困難。為此，有時即使批量不大，也采用比較安全的級進模進行沖壓。圖6.5所示為一實例。

6.2.3工序順序的安排

工序順序是指沖壓加工過程中各道工序進行的先后次序。沖壓工序的順序應根據(jù)工件的形狀、尺寸精度要求、工序的性質以及材料變形的規(guī)律進行安排。一般遵循以下原則：

1.對于帶孔或有缺口的沖壓件，選用單工序模時，通常先落料再沖孔或缺口。選用連續(xù)模時，則落料安排為最后工序。

2.如果工件上存在位置靠近、大小不一的兩個孔，則應先沖大孔后沖小孔，以免大孔沖裁時的材料變形引起小孔的形變。

3.對于帶孔的彎曲件，在一般情況下，可以先沖孔后彎曲，以簡化模具結構。當孔位于彎曲變形區(qū)或接近變形區(qū)，以及孔與基準面有較要求時，則應先彎曲后沖孔。

4.對于帶孔的拉深件，一般先拉深后沖孔。當孔的位置在工件底部、且孔的尺寸精度要求不高時，可以先沖孔再拉深。5.多角彎曲件應從材料變形影響和彎曲時材料的偏移趨勢安排彎曲的順序，一般應先彎外角后彎內角。

6.對于復雜的旋轉體拉深件，一般先拉深大尺寸的外形，后拉深小尺寸的內形。對于復雜的非旋轉體拉深尺寸的應先拉深小尺寸的內形，后拉深大尺寸的外部形狀。7.整形工序、校平工序、切邊工序，應安排在基本成形以后。6.2.4工序件/半成品形狀與尺寸

正確地確定沖壓工序間半成品形狀與尺寸可以提高沖壓件的質量和精度，確定時應注意下述幾點：

1.對某些工序的半成品尺寸，應根據(jù)該道工序的極限變形參數(shù)計算求得。如多次拉深時各道工序的半成品直徑、拉深件底部的翻邊前預沖孔直徑等，都應根據(jù)各自的極限拉深系數(shù)或極限翻邊系數(shù)計算確定。圖 6.2.4 所示工件出氣閥罩蓋的沖壓過程。該沖壓件需分六道工序進行，第一道工序為落料拉深，該道工序的拉深后半成品直徑 φ 22 毫米是根據(jù)極限拉深參數(shù)計算出來的結果。

2.確定半成品尺寸時，應保證已成形的部分在以后各道工序中不再產生任何變動，而待成形部分必須留有恰當?shù)牟牧嫌嗔?，以保證以后各道工序中形成工件相應部分的需要。例如圖 6.2.4 中第二道工序為再次拉深，拉深直徑為 φ 16.5毫米，該成形部分的形狀尺寸與工件相應部分相同，所以在以后各道工序中必須保持不變。假如第二道工序中拉深底部為平底，而第三道工序成形凹坑直徑為φ5.8毫米，拉深系數(shù)（m=5.8/16.5=0.35）過小，周邊材料不能對成形部分進行補充，導致第三道工序無法正常成形。因此，只有按面積相等的計算原則儲存必需的待成形材料，把半成品工件的底部拉深成球形，才能保證第三道工序凹坑成形的順利進行。

材料：H62 厚度：0.3mm

1－落料、拉深 2－再拉深 3－成形 4－沖孔.切邊 5－內孔、外緣翻邊 6－折邊

圖6.2.4 出氣閥罩蓋的沖壓過程

圖6.2.5 曲面零件拉深時的半成品形狀

3.半成品的過渡形狀，應具有較強的抗失穩(wěn)能力。如圖 6.2.5 所示第一道拉深后的半成品形狀，其底部不是一般的平底形狀，而做成外凸的曲面。在第二道工序反拉深時，當半成品的曲面和凸模曲面逐漸貼合時，半成品底部所形成的曲面形狀具有較高的抗失穩(wěn)失穩(wěn)能力，從而有利于第二道拉深工序。

4.半成品的過渡形狀與尺寸時應考慮其對工件質量的影響。如多次拉深工序中，凸模的圓角半徑或寬凸緣邊工件多次拉深時的凸模與凹模圓角半徑都不宜過小，否則會在成形后的零件表面殘留下經圓角部位彎曲變薄的痕跡使表面質量下降。

6.3 沖壓工藝過程設計實例

第三篇：《沖壓工藝及模具設計》教學大綱

《沖壓工藝及模具設計》教學大綱

適用四年制本科材料成型專業(yè)（參考時數(shù)：48學時）

一、課程的性質、任務

本課程是材料成型及控制專業(yè)模具設計與制造專業(yè)方向學生的一門專業(yè)必修課程，其教學目的主要是使學生掌握沖壓工藝及模具設計的基本知識，培養(yǎng)從事沖壓工藝及沖壓模具設計、現(xiàn)場實施沖壓工藝的能力，為就業(yè)后進行沖壓工藝及沖壓模具設計和沖壓工藝的現(xiàn)場實施打下基礎。

二、課程基本要求

通過學習，掌握沖壓基本工序（沖裁、彎曲和拉深）的變形規(guī)律、變形特點、有關工藝計算、模具結構設計和工作部分尺寸計算，了解其它沖壓工藝（翻邊、脹形、縮口、整形及校平）的工藝特點及模具結構，能夠根據(jù)沖壓件制定沖壓工藝規(guī)程和設計沖壓模具。

本課程的前程課程主要有機械制圖、機械原理、機械設計基礎、工程材料學、材料成形理論基礎、材料成形技術基礎、認識實習等；本課程的后續(xù)課程包括生產實習、成型模具課程設計、畢業(yè)實習及畢業(yè)設計等。

三、課程內容

第一章：沖壓基本知識

（4學時）

第一節(jié)：概論 第二節(jié)：沖壓基本工序 第三節(jié)：沖壓過程中的變形規(guī)律 第四節(jié)：沖壓變形引起的材料硬化 第五節(jié)：沖壓常用材料

第二章：沖裁工藝設計

（6學時）

第一節(jié)：沖裁基本知識 第二節(jié)：沖裁間隙

第三節(jié)：凸模與凹模刃口尺度幾制造公差 第四節(jié)：提高沖裁件精度的方法 第五節(jié)：沖裁工藝設計

第三章：彎曲工藝設計

（4學時）

第一節(jié)：彎曲的基本原理 第二節(jié)：最小彎曲半徑 第三節(jié)：彎曲回彈 第四節(jié)：彎曲工藝計算

第五節(jié)：彎曲模結構及工作部分計算

第四章：拉深工藝設計

（10學時）

第一節(jié)：拉深基本原理 第二節(jié)：圓筒形拉深件工藝計算 第三節(jié)：有凸緣圓筒形件拉深 第四節(jié)：拉深模設計計算 第五節(jié)：盒形件拉深 第六節(jié)：其它旋轉體件的拉深

第五章：其它成形工藝設計

第一節(jié)：翻邊 第二節(jié)：賬形 第三節(jié)：縮口 第四節(jié)：整形與校平

第六章：沖模結構設計及壓力機選用

第一節(jié)：沖?；绢愋秃徒Y構組成 第二節(jié)：沖模結構設計 第三節(jié)：壓力機的選用

第七章：連續(xù)模設計

第一節(jié)：連續(xù)模的特點及應用 第二節(jié)：沖裁連續(xù)模設計

第三節(jié)：拉深連續(xù)模設計

第八章：沖壓工藝規(guī)程的制定

第一節(jié)：沖壓工藝制定的一般步驟

第二節(jié)：實例

四、學時分配

總學時：48學時

其中： 課堂教學44學時

實驗教學`4學時

4學時）

（10學時）4學時）

（2學時）（（各章學時參見教學內容

五、課程實驗內容及基本要求

實驗一：模具結構及拆裝實驗

（2學時）實驗二：沖壓工藝操作和沖壓件質量控制實驗

（2學時）

六、推薦教材及參考書

1、丁松聚.冷沖模設計.北京： 機械工業(yè)出版社,2001

2、馬正元，韓晵.沖壓工藝與模具設計.北京： 機械工業(yè)出版社,1995

3、王孝培.沖壓手冊.北京： 機械工業(yè)出版社,1995

4、沖模圖冊，北京： 機械工業(yè)出版社，2007

七、大綱使用說明

第四篇：《沖壓工藝及模具設計》課程設計任務書

《沖壓工藝及模具設計》課程設計

任 務 書

南京工程學院編

江蘇省高等教育自學考試委員會辦公室

二〇一二年八月

沖壓工藝及模具課程設計任務書

一、課程性質及其設置目的與要求

《沖壓工藝與模具設計課程設計》是江蘇省高等教育自學考試數(shù)控加工與模具設計專業(yè)（本科階段）的實踐與應用課程，是檢驗應考者對沖壓模具設計的

掌握情況而設置的一門課程。

本課程設計是在學完《沖壓工藝與模具設計》課程之后進行的。目的是訓練學生對沖壓理論知識的綜合運用能力；沖壓工藝分析、工藝計算及模具設計的實踐能力；沖壓模具標準、沖壓工具書和設計資料的使用能力。學生通過該課程設計，能初步掌握制訂合理沖壓工藝過程和模具設計的方法；國標、沖壓工具書和設計資料的使用方法。

二、選題要求

選題可由指導教師選定，或由指導教師提供幾個選題供學生選擇；也可由學生自己選題，但學生選題需通過指導教師批準。課題應在設計周之前提前公布，并盡量早些，以便學生有充分的設計準備時間。

選題要符合本課程的教學要求，選題內容不應太簡單，難度要適中，最好結合工程實際情況進行選題，并且有一定的實用價值。同時注意選題內容的先進性、綜合性、實踐性，應適合實踐教學和啟發(fā)創(chuàng)新教學的要求。

三、有關說明和實施要求

1、課程設計時間安排（參考）

本課程設計按2周時間計，具體安排請學生根據(jù)自己工作情況而定。

2、考核方法及成績評定

A、方案合理，結構正確，圖形完整，說明書格式規(guī)范、內容翔實 70% B、創(chuàng)新能力 10% C、態(tài)度和紀律 10% D、答辯成績 10％

成績按優(yōu)、良、中、及格和不及格五檔。

四、參考資料

《沖壓手冊》（修訂版），王孝培主編，機械工業(yè)出版社，2005年；

《沖壓工藝與模具設計》，賈俐俐主編，人民郵電出版社，2009年；

《沖模設計應用實例》（第1版），模具實用叢書編委會編著，機械工業(yè)出版社，2000年；《冷沖壓模具設計與制造》，王秀鳳、萬良輝主編，北京航空航天大學出版社，2005年；

附件：

一、課程設計題目（以下表格可以用CAD打開）

二、選題要求

1.自選題目：學生可以結合自己崗位選擇課程設計題目，但難度要適當高些；每個選題只允許1人完成； 2.教師給題：學生可以從教師給的題目中選擇1個題目作為課程設計題目，每個題目的選題學生不超過7人； 3.自選題目時間：7月29日-7月31日；教師選題時間：8月1日-8月7日

序號 1序號 3名稱：力調節(jié)杠桿材料：板厚：5批量：大批量生產序號 2名稱：彈性片材料：65板厚：2批量：中批量生產序號 4處名稱：止退墊片材料：板厚：1.5批量：中批量生產名稱：連接墊板材料：235板厚：3批量：中批量生產名材板批4.選題表見上表

5.每位學生可以選擇2個課題，供教師調整課題時參考；

6.對每個零件進行沖壓工藝分析，并以其中1道（或2道）工序作為沖壓課程設計課題；

7.填寫課程設計選題表文件名稱以自己“姓名”命名，于8月10日前以電子檔形式發(fā)zzw99530@163.com或qq郵箱（只要發(fā)送一次就可以）。

三、課程設計工作量要求;1.論文總頁碼不少于25頁（不含附件），按提供的格式排版，具體內容可以調整； 2.裝配總圖1張（A0或A1圖紙一張）； 3.主要零件圖紙不少于4張（越多越好）；

4.工藝文件（沖壓工藝卡片和沖壓工序卡片）1套； 5.提供打印稿和電子稿；

第五篇：沖壓工藝與模具設計心得

沖壓工藝與模具設計

開學以來經過十幾周的緊張的學習，在李老師的教導下使我對沖壓工藝與模具設計這門課程有了一些了解，十幾周學習，收獲頗豐，同時也感到肩上的壓力很大，很有一種危機感，一種現(xiàn)代化科技的潮流所淘汰、被其他學校所超越的危機感。

在課本的緒論中，我知道了沖壓技術的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢。隨著工業(yè)的發(fā)展，工業(yè)產品的品種、數(shù)量越來越多；對產品質量和外觀的要求，更是日趨精美。所以模具設計這一技術，在我國國民經濟中的地位也越來越重要。

在學習中，我們一開始學習了沖壓工藝類型及變形特點。在這一節(jié)中我了解了一些常用的沖壓工序和沖壓工序的變形特點，同時呢對沖壓件的沖壓工藝性有一點點的了解。沖壓加工的基本工序可以分為分離和成形兩類。分離工序包括切斷、沖裁、切口、切邊。其中沖裁又包括落料和沖孔。變形工序包括彎曲、拉深、成形、縮口、脹形、整形。其中成形包括起伏和翻邊。沖裁是落料和沖孔工序的總稱。其變形過程分為三個階段：

1、彈性變形階段。

2、塑性變形階段。

3、剪裂分離階段。凸凹模刃口間隙對沖裁變形區(qū)的受力和變形有重要影響，他直接影響沖裁件的質量、模具的壽命和力能消耗。

彎曲是一種使板料在彎矩作用下產生塑性變形、彎成有一定角度形狀零件的方法。彎曲變形過程可以分為三個階段：

1、彈性彎曲階段。

2、彈塑性彎曲階段。

3、塑性彎曲階段。在彎曲成型過程中存在回彈現(xiàn)象，在設計模具時應該考慮并采取措施避免回彈。在拉深變形和翻邊變形時，要充分考慮拉深件的形狀。因為拉深變形和翻邊是的受力情況、變形特點與拉深件的具體形狀密切相關。

之后我們學習了拉深變形過程分析，知道了拉深又稱拉延，是利用專用模具將平板毛坯制成開口空心零件的一種沖壓工藝方法。拉深過程中，毛坯各部分的受力及變形時不同的，并且隨之拉深過程的進行而變化。

我對最后一章的冷擠壓工藝比較感興趣，所以就多點自己學到的東西吧。冷擠壓顧名思義就是利用金屬材料的塑性，在室溫條件下，將金屬毛坯放入裝在壓力機上的模具型腔內，在強大的壓力和一定的速度作用下，迫使金屬毛坯產生塑性流動，通過凸模與凹模之間的間隙或凹模出口，擠出空心零件或斷面比毛坯斷面小的實心零件。冷擠壓工藝可按金屬流動方向、金屬流動速度及變形溫度等進行分類。按金屬流動方向分類

1、正擠壓。

2、反擠壓。

3、復合擠壓。

4、減徑擠壓。

5、徑向擠壓。

6、墩擠復合法。按溫度分還可以分成：

1、冷擠壓。

2、溫擠壓。

3、熱擠壓。冷擠壓加工有許多特點，可以增強金屬的塑性變形能力，可以使制品綜合質量提高，節(jié)約原材料，生產靈活性大、生產效率高，工藝流程簡單、設備投資較少。

在風一樣流逝的歲月里，十幾周如曇花一線，彈指最多可以與一揮間相提并論。但讓我們自己學到的東西，那絕對的不是一般可以概括，也不是僅僅的再加上相當二字就可以了得的，絕對的該是可以達到意想不到的可喜的收獲方才罷休。慢慢的意識到，不是自己學不到，不是自己沒本事，沒能力學，而是在于自己敢不敢去學，想不想去學，有沒有學習的那股子沖勁。它的著實的參與，讓自己不得不把原先的許多的想法拋棄，讓自己不得從不一直以來的游手好閑，無所事事中跳躍出來。其實那些只會危害自己，別人是不會對你投以一丁點的好感的，并不是因為別人都沒有一視同仁的雙眼，而是自己甘愿選擇逃避，墮落。讓自己深深的認識到，只有選擇振作，去做，去思考，去學習，才會真正的有所收獲。雖然短暫的實踐會漸漸的從自己的學習與生活中遠去，褪去，但是它給自己帶來的變化是永遠抹不掉的。那敲打鐵塊的聲響帶給自己的心靈美妙的旋律，時時的會在自己的耳畔響起。它雖然已經結束，但它給自己的對內心的理想，未來的進發(fā)并沒有停止。它就像是一個警鐘，人生路上的一個警鐘，時時告誡著自己，提醒著自己，要有所作為，事先就必須有所為，之后才有所成。然而它更像是一個在海中航行的小船的航標，時時指引著自己，向著明天，向著未來不懈的追求。