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1、目 錄 一 冷沖壓工藝分析 1 1.1 零件工藝性分析 1 1.2 結構分析 1 1 二 確定工藝方案 2 三 確定毛坯畫出排樣圖 3 3.1 排樣與材料利用率 3 3.2 固定板排樣與材料利用率 4 四 確定模具類型 7 4.1 凹模設計主要內(nèi)容 7 4.2 凹模型孔側壁形狀確實定 7 4.3 凹模外形與裝配結構 8 4.4 凹模外形確實定 9 五 主要零件圖和總裝圖 11 5.1 凸凹模 11 5.2 凹模 12 5.3 下墊塊 12 5.4 卸料板 13 5.5 導套 13 5.6 總裝圖 14 六 模具工作局部尺寸計算 17 7.1 計算沖

2、裁力公式 19 7.2 計算相關卸料力、推件力和頂件力公式 21 7.3 固定板沖壓力的計算 23 7.4 壓力機的選擇 24 總 結 25 參考文獻 26 致 謝 27 全套設計，請加12401814 一 冷沖壓工藝分析 1.1 零件工藝性分析 1.零件：固定板 2.材料：08鋼 3.批量：大批量 1.2 結構分析 零件結構容易對稱，方便沖裁加工。零件沖壓兩個圓孔，孔尺寸為10mm，符合沖裁最小孔徑=10mm≥的要求，此外，通過沖裁的最小孔邊距=5mm≥要求，所以，該零件結構滿足于沖裁要求。 工件上有4個尺寸未標注公

3、差要求，從公差表查得其公差要求均屬于IT13，普通沖裁可以到達零件的精度要求。 二 確定工藝方案 落料沖孔零件，加工方案可以使用如下： 方案一：先落料，后沖孔。采用兩套單工序模生產(chǎn)。 方案二：落料—沖孔復合沖壓，采用復合模生產(chǎn)。 方案三：沖孔—落料連續(xù)沖壓，采用級進模生產(chǎn)。 方案一模具結構固然簡單，但是需兩道工序、兩副模具，生產(chǎn)效率比擬低，零件的精度差，不適用于生產(chǎn)批量較大的情況下。方案二需1副模具，沖壓件的形位精度和尺寸精度容易保證，而且生產(chǎn)效率很高。雖然模具結構比方案一復雜，但由于零件的幾何形狀較簡單，模具制造并不困難。方案三也只需一副模具，生產(chǎn)效率也很

4、高，與方案二比生產(chǎn)的零件精度稍差。保證沖壓件的形位精度，必須在模具，導向銷的導向設計，模具制造，裝配是稍微復雜的復合模具。 檢查在凸模和凹模的復合模壁的厚度，當材料厚度t為2.0mm，凸模、凹模、凸凹最小壁厚為5.0mm，因此采用方案二。 三 確定毛坯畫出排樣圖 3.1 排樣與材料利用率 1、排樣的概念與方法 沖裁件在板料、帶料或條料上布置排列的方法稱為排樣。排樣設計的內(nèi)容包括：選擇排樣方法、確定搭邊數(shù)值、計算條料寬度、計算送料步距、計算材料利用率、繪制排樣圖。 好的排樣，可以減少廢品率，保證制件的質量，使模具結構簡單

5、，使用壽命延長。 排樣時，制件與制件間，制件與條〔板〕料邊緣之間的余料稱為搭邊。搭邊過大，浪費材料；搭邊太小，可能會被拉入凸模和凹模的間隙，使模具容易磨損，甚至損壞模具刃口。一般來說，材料越厚，越軟以及沖裁件尺寸越大，形狀越復雜，那么搭邊值也應越大。搭邊值通常是由經(jīng)驗值確定。 根據(jù)沖裁件在條料上的布置方法，排樣有直排、斜排、對排、混合排等多種形式。在沖壓生產(chǎn)中，減少廢料的產(chǎn)生是節(jié)約本錢的有效措施之一。采用何種方式需要分析哪種排樣方式的材料利用率比擬高。 2、排樣圖的畫法 一張完整的排樣圖應標注條料寬度尺寸B、條料長度L、板料厚度t、端距l(xiāng)、步距S、工件間搭邊和側搭邊a;并以剖面線表示沖

6、壓位置。 其中條料長度L的給定可以計算出加工該制件需要的條料數(shù)目或鋼板數(shù)目，便于采購原材料。需要注意的是計算出的數(shù)值只是理論數(shù)值，在采購時考慮沖壓時出現(xiàn)的廢品量。 排樣圖不僅要表示清楚沖裁件輪廓形狀和沖壓順序，還要表示出凸模刃口的截面形狀、凹模的型孔形狀、數(shù)量和位置。而且沿送料方向應畫出數(shù)個制件的外形形狀，表示落料后留在條料上的廢料孔的形狀。 如果是對排等多排排樣圖，或者雙、多凸模結構，在條料上的工件輪廓至少畫出三個，用帶陰影的線表示出凹模型孔的位置與形狀，粗實線表示已經(jīng)沖完的孔，用雙點劃畫表示預沖工件。這樣才能清楚地表達出制件的沖裁過程，并使凹模上型孔間的尺寸關系非常清楚，計算方便。

7、 3、如何計算材料利用率 沖裁件的實際面積與所用板料面積的百分比叫材料的利用率。材料利用率是衡量合理利用材料的經(jīng)濟性指標。要確定材料利用率，首先要確定關料步距S。 條料在模具上每次送進的距離稱為送料步距，簡稱跳距。送料步距的大小應為條料上兩個對應沖裁件的對應點之間的距離。一個步距就等于零件直徑與兩個兩件間搭邊值的和。 材料利用率的具體公式為： 如果是板料沖裁，也可以用如下公式： 式中 A—— 一個工件的實際面積； n—— 一張板料上能加工工件的總數(shù)量； L—— 板料長

8、度； B—— 板料寬度； 排樣時搭邊值的選取直接影響到材料利用率的大小，但是提高材料利用率不能以提高模具制造難度為代價。 3.2 固定板排樣與材料利用率 固定板外形類似于矩形，一般可以采用直排或者多排，但是由于該制件尺寸較大，所以采用單排直排的排樣方案如下所示。 圖3-1 排樣方案一 圖3-2 排樣方案二 圖3-3 排樣方案三 A：排樣方案一材料利用率 條料寬度B=50+22.5=55mm 制件面積A≈.一個步

9、距的材料利用率為： ==66.0% B：排樣方案二材料利用率 條料寬度B=80+22.5=85mm 制件面積A≈.一個步距的材料利用率為： ==49.2% C：排樣方案三材料利用率 條料寬度B=50+22.5=55mm 制件面積A≈.一個步距的材料利用率為： ==48.4% 通過上面材料利用率的計算知，排樣方案一利用率最高，故采用方案一。 四 確定模具類型 4.1 凹模設計主要內(nèi)容 凹模設計時的主要內(nèi)容包括： 確定凹模材料； 確定凹模型孔側壁形狀； 確定外形形狀與裝配結構； 確定凹模周界尺寸； 確定凹模板上型孔、螺釘孔、銷釘孔的位置及尺寸等；

10、確定凹模板的厚度尺寸。 4.2 凹模型孔側壁形狀確實定 ①、凹模刃孔口結構 凹模刃口結構有直壁式、斜壁式兩類。從刃口強度方面，直壁式刃口比斜壁式高；從加工角度，斜壁式刃口更容易加工。一般情況下，全直壁式型孔和斜壁式只適用于逆出式模具，順出式模具常用階梯形直壁型孔；漏料口可以采用鉆孔或銑削制成。但是無論采取哪種結構，都要注意凹模刃口高度h的取值。 ②、廢料堆積 在選擇刃口形式時，還要考慮防止廢料堆積的問題。以下是常見的容易產(chǎn)生廢料堆積的因素： 凹模刃口有效高度〔直線部位〕過長； 骨外表讓位形狀不適合； 凹模內(nèi)部的外表較粗糙； 凹模、模具墊板、模座的孔中心偏移

11、造成臺階； 沖裁廢料相互連接，呈棍狀下落時，堆積住讓位孔； 廢料帶磁性； 薄板或小孔沖裁，因沖裁廢料重量輕，即使一個小障礙也會導致廢料堆積。 例如，凹模刃口有效高度h過大，在沖裁過程中積存在凹模型孔內(nèi)的落料件或沖孔廢料的片數(shù)將增加，結果一方面是凸模受到的反頂力增大，會使凸模，尤其是細長凸模在沖壓時容易損壞。另一方面孔口內(nèi)堆積材料過多，會直接導致凹模刃口崩裂，導致模具報廢等嚴重后果。所以在設計時要綜合考慮刃口形狀。 又如在沖裁0.5mm以下的薄板時，臺階式直壁凹?？卓谌菀兹?，材料從孔口被推出后，材料會在凹模內(nèi)翻轉，所以，凹模底部擴孔尺寸不宜過大〔一般比型孔尺寸大0.5~1mm〕，否那

12、么容易因為材料的翻轉導致堵塞孔口，導致廢料堆積；而斜壁式那么可防止廢料轉落，減少由于廢料堆積帶來的故障，但是孔口是傾斜的，刃口強度不如直壁式高。 ③、廢料回跳 沖裁時，廢料回跳會引起制件質量缺陷、模具損傷等，特別是薄板小徑?jīng)_裁，凹模之間的約束力較少的切邊容易引起廢料回跳。廢料產(chǎn)生回跳的主要原因有真空產(chǎn)生的吸附、吸附到凸模刃口處、油液產(chǎn)生的吸附、凸模的磁力和凹模壓縮空氣引起的負壓等。一般的沖裁間隙中，排出廢料的尺寸小于凹?？讖匠叽?，也容易發(fā)生回跳。 解決廢料回跳的方法有以下幾種： 選用特種凸模 斜刃口凸模、頂料凸模、帶氣孔凸模等。 凹模結構改變 以真空產(chǎn)生吸引，增加刃口內(nèi)面的粗糙度

13、，切刃采用微小側角等。 其他措施 改變輪廓形狀，減小沖裁間隙，加大凸模進入凹模的深度。 專用防廢料回跳型凹模 一些提供模具標準件的廠家，有一種防廢料回跳型凹模。在這種凹模內(nèi)外表加工了兩條以上的斜槽，這樣在沖裁時，沖裁廢料被壓入凹模型孔，廢料對應于凹模斜槽的小突起部位，再經(jīng)過凸模往下壓，突起部位會被凹模側面壓縮，因而到達防止廢料回跳的作用。但是由于是通過在廢料上形成小突起部位而防止回跳的，所以這種結構不適合精密孔沖裁、下料等情況。 4.3 凹模外形與裝配結構 確定凹模尺寸前，要先考慮凹模的外形及裝配結構。 凹模的外形有圓形和矩形，裝配結構有整體式和鑲拼式，刃口也有平刃和斜刃。實際生

14、產(chǎn)中，在凹模上開設所需要的凹模型孔，用螺釘、銷釘將凹模板直接固定在下模座上。 由于該制件外形近似于矩形，且尺寸不大，所以該套模具凹模外形為矩形，并采用整體式凹模結構。 4.4 凹模外形確實定 1〕、確定原那么 凹模外形尺寸指的是凹模板的整體尺寸。凹模的外形有矩形和圓形兩種，需要根據(jù)模具結構確定。下面以矩形凹模為例說明如何確定凹模板尺寸。 凹模板的尺寸包括長〔L〕寬〔B〕高〔H〕，從凹模刃口〔bl〕至凹模板外邊緣的最短距離稱為凹模壁厚C。 此處刪減NNNNNNNN字 需全套設計請聯(lián)系12401814 圖5-2 落料凹模 5.3

15、下墊塊 下墊塊的作用是承受并擴散凸?；虬寄鬟f的壓力，以防止模座被擠壓損傷。 是否要用板，可按下式校核： P=F12/A 式中P—凸模頭部端面對模座的單位面積壓力； F12—凸模承受的總壓力； A—凸模頭部端面與承受面積。 由于計算的P值大于?冷沖壓工藝及模具設計?表3-34模座材料的許應壓力，因此在工作零件與模座之間加墊板。 墊板用45號鋼制造，淬火硬度為HRC43～48，其尺寸規(guī)格為： 160mm125mm18mm。 上下面須磨平，保證平行。 5.4 卸料板 為了便于可靠卸料，在模具開啟狀態(tài)時，卸料板工作平面應高出凸模刃口尺寸端面0.3～0.5，卸料

16、板的尺寸規(guī)格為：160mm125mm12mm，材料為:45#。 5.5 導套 導套材料采用20#，導套先淬火再回火至HRC40～45，形狀如圖5-4所示。 圖5-4 導套 5.6 總裝圖 圖5-5 主視圖 圖5-6 剖視圖一 圖5-7 剖視圖二 圖

17、5-8 明細表 說明 本模具是倒裝復合模，采用剛性推件裝置把卡在凹模中的沖件推下，剛性推件裝置由打桿12和推件塊8組成。沖孔廢料直接由沖孔凸模24從凸凹模6內(nèi)孔推下，無頂件裝置。 六 模具工作局部尺寸計算 計算刃口尺寸需要遵循以下原那么： 落料件光亮帶處于大端尺寸，其光亮帶是因凹模刃口擠材料產(chǎn)生的，且落料件的大端〔光面〕尺寸等于凹模尺寸；所以落料外形尺寸主要決定與凹?？卓诔叽纾绰淞夏Ｐ枰扔嬎惆寄３叽?。 沖孔件光亮帶處于小端尺寸，其光亮帶是凸模刃口擠切材料產(chǎn)生的，且沖孔件的小端〔光面〕尺寸等

18、于凸模尺寸；所以沖孔孔徑尺寸主要決定于凸模尺寸，即沖孔模需要先計算凸模尺寸。 凸、凹模刃制件應有合理間隙值。不管落料還是沖孔，沖裁間隙一般選用最小合理間隙值〔Z〕。 凸、凹模刃口計算公式由于落料與沖孔的基準尺寸不同而不同。落料時，首先確定凹模刃口尺寸，凸模刃口的根本尺寸等于凹模刃口的根本尺寸減去最小間隙值得到；沖孔時，首先確定凸模刃口尺寸，凹模根本刃口尺寸等于凸模刃口的根本尺寸加上最小間隙值得到。具體公式見表2-16所示。 凸、凹模的制造公差應與制件尺寸精度相適應，偏差值按照入體原那么標注。 綜上所述，計算刃口尺寸的根本步驟如表2-16所示。 表2-16 分

19、開加工法刃口尺寸計算根本步驟 序號 步驟 公差 依據(jù) 1 確定間隙值Z/mm (雙邊值) Z=D- d D——凹模尺寸〔D〕 d——凸模尺寸〔d〕 查表確定或經(jīng)驗值確定 2 確定凸、凹?；鶞嗜锌诔叽?mm 落料時，首先確定凹模刃口尺寸D D=〔D- 〕(+) 沖孔時，首先確定凸模刃口尺寸d d=〔d+ 〕〔0/-〕 —磨損系數(shù)；—制件公差 區(qū)分落料和沖孔工序： 落料尺寸=凹模尺寸 沖孔尺寸=凸模尺寸 3 計算凸、凹模刃口尺寸/mm 落料時，

20、凸模刃口的根本尺寸d= D- Z 沖孔時，凹模根本刃口尺寸D= d+ Z 4 刃口偏差/mm 凹模刃口偏差(+) 凸模刃口偏差〔0/-〕 入體原那么 5 刃口精度/mm 凹模刃口公差+凸模刃口公差 Z- Z 與制件尺寸精度相適應 計算設計基準刃口尺寸時，需要查表確定參數(shù)〔磨損系數(shù)〕，該值在0.5~1之間。 制件尺寸未標注公差，為了降低工作難度，所以在實際生產(chǎn)中按照IT14等級確定各尺寸公差；零件為不規(guī)那么形狀，屬于落料件，所以凹模尺寸按零件圖尺寸加工，各尺寸減去一個間隙值即為凸模尺寸。本例中間隙按表2-15選取0.120。

21、 七 計算工序壓力，選用壓力機 7.1 計算沖裁力公式 平刃沖裁的沖壓力計算公式： F=KLt 或 F=Lt 式中 F—— 沖裁力 L—— 沖裁周長，mm t —— 制件厚度，mm —— 材料抗剪強度，Mpa —— 抗拉強度； K—— 平安系數(shù)，一般取值1.3. 7.2 計算相關卸料力、推件力和頂件力公式 沖裁完畢，從凸?；蛲拱寄Ｉ蠈⒅萍驈U料卸下

22、所需要的力稱為卸料力F〔F〕；從凹模內(nèi)順沖裁方向將制件或廢料推出所需要的力稱為推料力F〔F〕；從凹模內(nèi)逆沖裁方向將制件從凹模孔內(nèi)頂出的力稱為頂料力F〔F〕。 計算公式分別為： 卸料力 F=KF 推件力 F=nK F 頂件力 F= K F 式中 K，K，K——系數(shù)，具體數(shù)據(jù)可根據(jù)制件材料、厚度取值〔見表2-9〕； n——卡在凹模直壁洞口內(nèi)的制件〔或廢料〕件數(shù)； h——刃口高度，mm. 表2-9 卸料力、推件力和頂件力系數(shù)〔制件為鋼件〕 料厚t/mm K K K

23、 >2.5~5 7.3 固定板沖壓力的計算 固定板沖壓力的計算見表2-10 表2-10 沖壓力的計算 制件〔落料〕周長L=198.16mm、L=31.4mm; 類 別 計算過程 結論 沖 裁 力 F=Lt40010KN F=Lt40010KN 模具采用彈性卸料，K=0.04~0.05，K 卸 料 力 F=KF F=KF 推 料 力 F=nK F F=nK F 由于該固定板模具采用剛性卸料裝置

24、，所以總沖壓力的計算公式為： F= F+ F+ F 7.4 壓力機的選擇 1、壓力機參數(shù)的作用 壓力機確定后，需要查取相關參數(shù)，如壓力機的類型、規(guī)格、閉合高度、工作臺尺寸、模柄孔尺寸、滑塊行程等。這些參數(shù)會影響模具的結構尺寸，如模具的閉合高度、模架尺寸等確實定。 壓力機相關參數(shù)及與后續(xù)局部工藝計算的聯(lián)系如表2-11所示 表2-11 壓力機相關參數(shù) 壓力機相關參數(shù) 關聯(lián)工藝數(shù)據(jù) 關系 公稱壓力F 總沖壓力F 壓力機的公稱壓力大于總沖壓力：F>F 最大封閉高度〔裝模高度〕H、 H 模具閉合高度H 模具閉合高度在壓力機的最大、最小裝模高度之間H—

25、5mm H H+10mm 滑塊行程 模具高度 工作臺墊板尺寸 模具長、寬尺寸；下模座孔尺寸 壓力機的工作臺面應大于模具尺寸，并有安裝位置，一般每邊大50~70mm 壓力機工作臺面的孔應能保證沖壓件或廢料落下 模柄孔尺寸 〔直徑深度〕 模柄尺寸 模柄直徑尺寸要等于模柄孔尺寸 模柄高度要小于模柄孔深度尺寸 漏料孔尺寸 凹模型孔尺寸、下模座相應尺寸 工作臺漏料孔尺寸要大于凹模型孔尺寸、下模座相應尺寸，以免塞料，導致爆模 行程次數(shù) 生產(chǎn)效率 2、固定板模具選用壓力機 根據(jù)總的沖壓力〔202.9KN〕，結合工廠實際生產(chǎn)條件，確定采用JC23-63型壓力機。其主

26、要參數(shù)如下： 公稱壓力：630KN〔63tf〕 最大封閉高度：220mm 封閉高度調節(jié)量：40mm 工作臺尺寸：315mm200mm 總 結 時間飛快的在流逝著，我們也到了離校的時候了。隨著畢業(yè)日子的到來，畢業(yè)設計也接近了尾聲。經(jīng)過幾周的奮戰(zhàn)我的畢業(yè)設計終于完成了。在沒有做畢業(yè)設計以前覺得畢業(yè)設計只是對這幾年來所學知識的單純總結，但是通過這次做畢業(yè)設計發(fā)現(xiàn)自己的看法有點太片面。畢業(yè)設計不僅是對前面所學知識的一種檢驗，而且也是對自己能力的一種提高。通過這次畢業(yè)設計使我明白了自己原來知識還比擬欠缺。自己要學習的東西還太多，以前老是覺得自己什么東西都會，什么東西都懂，有點眼高手低。通過這次

27、畢業(yè)設計，我才明白學習是一個長期積累的過程，在以后的工作、生活中都應該不斷的學習，努力提高自己知識和綜合素質。 在這次畢業(yè)設計中也使我們的同學關系更進一步了，同學之間互相幫助，有什么不懂的大家在一起商量，聽聽不同的看法對我們更好的理解知識，所以在這里非常感謝幫助我的同學。 我的心得也就這么多了，總之，不管學會的還是學不會的確實覺得困難比擬多，真是萬事開頭難，不知道如何入手。最后終于做完了有種如釋重負的感覺。此外，還得出一個結論：知識必須通過應用才能實現(xiàn)其價值!有些東西以為學會了，但真正到用的時候才發(fā)現(xiàn)是兩回事，所以我認為只有到真正會用的時候才是真的學會了。 在以后的時間里我將更加努力的學

28、習，加強自己的專業(yè)知識，因為我覺得只有困難中才能成長的更快，所以我必須克服困難，才能成功。 參考文獻 [1]王孝培主編. 沖壓手冊. 機械工業(yè)出版社 1990.11 致 謝 在此要感謝我的指導老師熊偉對我悉心的指導，感謝老師給我的幫助。在設計過程中，我通過查閱大量有關資料，與同學交流經(jīng)驗和自學，并向老師請教等方式，使自己學到了不少知識，也經(jīng)歷了不少艱辛，但收獲同樣巨大。在整個設計中我懂得了許多東西，也培養(yǎng)了我獨立工作的能力，樹立了對自己工作能力的信心，相信會對今后的學習工作生活有非常重要的影響。而且大大提高了動手的能力，使我充分體會到了在創(chuàng)造過程中探索的艱難和成功時的喜悅。雖然這個設計做的也不太好，但是在設計過程中所學到的東西是這次畢業(yè)設計的最大收獲和財富，使我終身受益。大學三年就會在這最后的畢業(yè)設計總結劃上一個圓滿的句號.我曾經(jīng)以為時間是一個不快不慢的東西,但現(xiàn)在我感到時間過的是多么的飛快,三年了,感覺就在一眨眼之間結束了我的大學生涯，畢業(yè),最重要的一個過程,最能把理論知識運用到實踐當中的過程就數(shù)畢業(yè)設計了，這也是我們從一個學生走向社會的一個轉折，另一個生命歷程的開始。謝謝所有老師，在我大學期間教會了我很多的專業(yè)知識和動手能力，謝謝！