目 錄序 言2第一部分 沖壓成形工藝設(shè)計(jì)3 明確設(shè)計(jì)任務(wù)，收集相關(guān)資料3 沖壓工藝性分析3 制定沖壓工藝方案3 確定毛坯形狀，尺寸和主要參數(shù)計(jì)算4第二部分 沖壓模具設(shè)計(jì)7 確定沖模類型機(jī)結(jié)構(gòu)形式7 計(jì)算工序壓力，選擇壓力機(jī)7 計(jì)算模具壓力中心8 模具零件的選用13設(shè)計(jì)總結(jié)16參 考 文 獻(xiàn)17 序 言 目前我國模具工業(yè)與發(fā)達(dá)國家相比還相當(dāng)落后。主要原因是我國在模具標(biāo)準(zhǔn)化，模具制造工藝及設(shè)備等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比差距很大。 隨著工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量的不斷提高，模具產(chǎn)品生成呈現(xiàn)的品種、少批量、復(fù)雜、大型精密更新?lián)Q代速度快。模具設(shè)計(jì)與技術(shù)由于手工設(shè)備，依靠人工經(jīng)驗(yàn)和常規(guī)機(jī)加工，技術(shù)向以計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，數(shù)控編程切屑加工，數(shù)控電加工核心的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD/CAM)技術(shù)轉(zhuǎn)變。 模具生產(chǎn)制件所表現(xiàn)出來的高精度，高復(fù)雜程度,高生產(chǎn)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(jīng)濟(jì)效益，因此在批量生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中有十分重要的地位，是我國國防工業(yè)及民用生產(chǎn)中必不可少的加工方法。 第一部分 沖壓成形工藝設(shè)計(jì) 明確設(shè)計(jì)任務(wù)，收集相關(guān)資料1.沖壓件的產(chǎn)品圖及技術(shù)要求零件圖如設(shè)計(jì)任務(wù)書中所示的零件圖。技術(shù)條件應(yīng)明確合理。由此可對(duì)拉深件的結(jié)構(gòu)，尺寸大小，精度要求以及裝配關(guān)系，實(shí)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。2.生產(chǎn)類型生產(chǎn)類型是企業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)業(yè)程度的分類，一般分為大量生產(chǎn)、成批生產(chǎn)、小批量生產(chǎn)。根據(jù)生產(chǎn)綱領(lǐng)和產(chǎn)品零件的特征或工作的每月?lián)?fù)的工序數(shù)，確定該零件的生產(chǎn)類型為大批量生產(chǎn)。3工藝裝備大批量的的采用專用夾具，標(biāo)準(zhǔn)附件，標(biāo)準(zhǔn)刀具和萬能量具，靠劃線和試切法達(dá)到精度要求。 沖壓工藝性分析1材料 10鋼是優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)剛，易于拉伸成形，具有良好的沖壓性能2工件結(jié)構(gòu) 該落料件為圓形件。3尺寸精度 零件圖上工件外形尺寸120.8700.30，一般沖壓均能滿足精度要求。 制定沖壓工藝方案1.工序性質(zhì)和數(shù)量。 該零件精度要求較低，故采用單模工序。2.工序順序和組合（ 1 ） 工序順序 由于為單工序模具，所以直接落料即可，無需進(jìn)行其他工序（ 2 ）工序組合方式選擇 沖壓工序的組合是指將兩個(gè)或兩個(gè)以上的工序分析合并在一道工序內(nèi)完成。減少工序及占用的模具設(shè)備和數(shù)量，提高效率和沖壓件的精度，在確定工序組合時(shí)，首先應(yīng)考慮組合的必要性和可行性，然后再?zèng)Q定是否組合。根據(jù)零件圖的要求及批量，為單工序模具，所以無需考慮工序組合！ 確定毛坯形狀，尺寸和主要參數(shù)計(jì)算1.毛坯尺寸計(jì)算 該工件位無凸緣圓筒形件，根據(jù)等面積原則采用解析法求毛坯直徑 圖11.毛坯尺寸1 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，甚至出現(xiàn)突耳，需在拉深后進(jìn)行修邊，所有在計(jì)算坯料直徑時(shí)，要確定是否需要增加修邊余量。零件的相對(duì)高度h/d(48-1)/(58-2)0.783，根據(jù)查表7-4可知，修邊余量2（1） 計(jì)算毛坯直徑 D d146， d260，2， h40，rg6+17 取D128.87mm 2排樣及材料利用率（1）排樣方法 沖裁件在板料，帶料或條料上的布置方法稱為排樣。 根據(jù)零件的形狀和排樣方法確定為直排排樣。（2）搭邊與料寬1搭邊排樣中相鄰兩個(gè)零件之間的余量或零件與條料邊緣件的余量稱為搭邊。由排樣圖知搭邊值a1=1.5，a=1.2式中a1側(cè)面搭邊值a沖件之間的搭邊值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(jìn)的距離稱為送料步距（簡稱步距或進(jìn)距）其大小應(yīng)為條料上兩個(gè)對(duì)應(yīng)沖裁件的對(duì)應(yīng)點(diǎn)之間的距離。b.條料寬度 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(shí)順利在導(dǎo)料板之間送行并與導(dǎo)料板之間有一定的間隙。根據(jù)零件圖要求，導(dǎo)料板之間無測(cè)壓裝置。送料進(jìn)距： s=D+ a=120.87+1.2mm=122.07mm條料寬度： b=D+2 a1=120.87+2×1.5mm=123.87mm式中 D平行于送料方向沖裁件的寬度3裁板方法板料規(guī)格選用2 mm×1120 mm×2240mm每張鋼板裁板條數(shù)n1:為了操作方便，采用橫裁，即 n1 =2240/123.87=18條余10.42mm每條裁板上的工件數(shù)n2 n2=(Ba1)/s=(1120-1.2)/ 122.07=9個(gè) 式中B鋼板寬度（每條裁板的長度）1000mm每張鋼板上的工件總數(shù)： n總=n1×n2=162個(gè)（3）材料的利用率 衡量材料的經(jīng)濟(jì)利用率的指標(biāo)是材料的利用率 =(n總×D2）/(4L×B) x 100% =(162×3.14×120.872）/(4×1120×2240)× 100% = 74%第二部分 沖壓模具設(shè)計(jì) 確定沖模類型機(jī)結(jié)構(gòu)形式在沖壓工藝性分析后擬定沖壓工藝方案時(shí)選擇單工序模，又因零件的幾何形狀簡單對(duì)稱，工件間無搭邊值，單工序結(jié)構(gòu)相對(duì)簡單，操作方便，又可直接利用壓力機(jī)的打桿裝置進(jìn)行推件，卸件可靠、便于操作，所以模具類型為少廢料單工序模。 計(jì)算工序壓力，選擇壓力機(jī)1.沖裁力，推薦力是沖裁時(shí)選擇壓力機(jī)，進(jìn)行模具設(shè)計(jì)校核強(qiáng)度和剛度的重要依據(jù)。1）沖裁力F落Dt 3.14×120.87×360×2N 273.262 KN274KN 式中材料抗剪強(qiáng)度 查文獻(xiàn)【2】P345附錄表可知 10鋼294432MPa 取360Mpa 2.推件力據(jù)文獻(xiàn)【1】P66查表3-18知凹模直刃口高度h=8mm n=ht=82=4 F推nK推F沖 4×0.055×274KN60.28KN 式中n沖孔時(shí)卡在凹模內(nèi)的廢料數(shù)，n4； K推推件力因素，K推0.055。 故總沖壓力為： F總F落+F推 274+60.28334.28KN從滿足沖壓力要求看，選用400KN規(guī)格的壓力機(jī)其主要技術(shù)參數(shù)為： 公稱壓力： 400KN滑塊行程： 100mm行程次數(shù)： 80次min最大封閉高度： 300mm最大封閉調(diào)節(jié)量： 70mm工作臺(tái)尺寸： 560mm×3600mm 模柄孔尺寸： 50mm×70 mm工作臺(tái)模板厚度： 70mm 計(jì)算模具壓力中心模具的壓力中心就是沖裁力合力的作用點(diǎn)。沖模壓力中心應(yīng)盡可能和模柄軸線以及壓力機(jī)滑塊中心線重合，以使沖模平穩(wěn)地工作，減少導(dǎo)向件的磨損，從而提高模具的壽命。沖模壓力中心的求法，采用求平行力系合力的作用點(diǎn)方法。由于絕大部分沖裁件沿沖裁輪廓線的斷面厚度不變，輪廓部分的沖裁力與輪廓長度成正比，所以，求合力的作用點(diǎn)可轉(zhuǎn)化為求輪廓線的中心。由圖3可知，其壓力中心就在圓心上。即X0=0，Y0=0。圖3 計(jì)算模具零件主要工作部分的刃口尺寸 1 凸、凹模刃口尺寸的確定凸、凹模刃口尺寸的確定原則1）考慮落料和沖孔的區(qū)別，落料件的尺寸取決于凹模。因此，落料模應(yīng)先決定凹模的尺寸，用減小凸模尺寸來保證合理的間隙。沖孔件的尺寸取決于凸模，因此，沖孔模應(yīng)先決定凸模尺寸。用增大凹模尺寸來保證合理的間隙。2）考慮刃口的磨損對(duì)沖件尺寸的影響。刃口磨損后尺寸變大， 其刃口的基本尺寸應(yīng)接近或等于沖件的最小極限尺寸；刃口磨損后尺寸變小，應(yīng)接近或等于沖件的最大極限尺寸。3）考慮沖件精度與模具精度之間的關(guān)系，選擇模具制造公差時(shí)，既要保證沖件的精度要求又要保證有合理的間隙值。一般沖模精度較沖件精度高23級(jí)。2 凸、凹模分別加工時(shí)的工作部分尺寸其公式見表：表一 凸、凹模分別加工時(shí)的工作部分尺寸的計(jì)算公式工序性 質(zhì)沖件尺寸凸模尺寸凹模尺寸落料D0-Dp=（DXZmin）0-pDd=（DX）0+d表示：Dp，Dd分別為落料凸，凹模刃口尺寸 dp，dd 分別為沖孔凸，凹模刃口尺寸 D， d 分別為落料件外徑和沖孔件的基本尺寸 p，d分別為凸凹模的制造公差，凸模按IT6，凹模按IT7. 制件的制造公差 Zmin最小合理間隙 X磨損系數(shù)，其值在0.51之間。零件精度IT10以上，X=1，工件精度IT11，X=0.5為了保證沖模的間隙小于最大合理間隙（Zmax），凸模和凹模制造公差必須 p+dZmax Zmin3 凸、凹模配合加工時(shí)的工作部分尺寸（1） 落料刃口尺寸計(jì)算據(jù)文獻(xiàn)【1】P45查表，對(duì)于落料部分按公差I(lǐng)T11級(jí)計(jì)算，所以落料件尺寸為120.8700.30mm，根據(jù)文獻(xiàn)【3】P93 查4-4表得沖裁刃口雙面間隙為Zmin0.246mm,Zmax0.360mm. 120.8700.30的制造公差查表得凹0.040mm，凸0.030mm 凹+凸=0.04+0.03mm=0.070mm Zmax-Zmin=0.360-0.246mm =0.114 mm由于凹+凸Zmax-Zmin，故采用凸模與凹模分別制造的法。磨損系數(shù)為x=0.5.則凹模刃口尺寸為 D凹 =(Dmax-x）+凹0 =(120.87-0.5×0.3)+0.04 0 =120.885+0.04 0D凸=( D凹-Zmin）0-p=（120.885-0.246）0-0.03=120.6390-0.03 凹模刃口尺寸d凹按凹模實(shí)際尺寸配制，其雙面間隙為0.10.4mm為保證模具刃口有較長的使用壽命，即保證刃口磨損后還能沖出合格的制件來，制造是按最小間隙Zmin=0.01mm配合間隙。 模具零件的選用1. 模架的選擇模架產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)：（GB/T2851.1GB/T2851.7, GB/T2852.14為鑄鐵模架, JB/T7181.17181.4和JB/T7182.17182.4為鋼板模架）。模架的選擇一般根據(jù)凹模定位和卸料裝置的平面而定，選擇模座的形狀和尺寸，模座外形，尺寸比凹模相應(yīng)尺寸大4070mm。模座厚度一般取凹模厚度的11.5倍。下模座外形尺寸至少超過壓力機(jī)約50mm，同時(shí)選擇的模架與閉合后的模具設(shè)計(jì)的高度相適應(yīng)。通常所說的模架由上模座，下模座，導(dǎo)柱，導(dǎo)套四部分組成，一般標(biāo)準(zhǔn)模架不包括模柄。模架是整副模具的骨架，它是連接沖模主要零件的載體，模具的全部零件都固定在它上面，并承受沖壓過程的全部載荷。模具的上模座盒下模座分別與沖壓設(shè)備的滑塊和工作臺(tái)固定。上下模間的精確位置由導(dǎo)柱導(dǎo)套來實(shí)現(xiàn)。模架的選擇應(yīng)從三方面入手：依據(jù)產(chǎn)品零件精度，模具工作零件配合精度、高低確定模架精度；根據(jù)產(chǎn)品零件精度要求，形狀，板料送料方向選項(xiàng)二模架類型；根據(jù)凹模周界尺寸確定模架的大小規(guī)格。查文獻(xiàn)【4】P982 表5.13選擇后側(cè)導(dǎo)柱模架GB/T2851.3-1990。后側(cè)導(dǎo)柱模架的特點(diǎn)是導(dǎo)向裝置在后側(cè)，橫向和縱向送料都比較方便，但如果有偏心載荷，壓力機(jī)導(dǎo)向又不精確，就會(huì)造成上模歪斜，導(dǎo)向裝置和凸、凹模都容易磨損，從而影響模具壽命，此模架一般用于較小的沖裁模。2.凹模尺寸計(jì)算凹模厚度 Hd =Kb K為系數(shù)，b是沖裁件最大外形尺寸查文獻(xiàn)【1】P66 表319 k =0.2 =120.87×0.2=24.174凹模壁厚 C=（1.52 Hd）=36.26148.384 取C=40mm 凸模采用圓形沖孔凸模，采用固定板式固定方式據(jù)凹模外形尺寸200mm，選用近似標(biāo)準(zhǔn)模板L×B，為200mm×200mm. 取50mm，上模墊板厚度8mm，凸模固定板為36mm,下模座厚度取40mm. GB/T2861.1 A型導(dǎo)套dmm×Lmm×Dmm為32×115×48(mm)GB/T2861.1 A型導(dǎo)柱d/mm×L/mm×為32×210 (mm)GB/T2865.5上模座GB/T2865.6下模座3.模柄的選擇根據(jù)壓力機(jī)模柄孔尺寸，選擇GB/T7646.1-1994壓入式模柄。4.其他結(jié)構(gòu)尺寸墊板：200×8 (mm)凸模固定板：200×36 (mm) 剛性卸料板：200×12(mm)導(dǎo)料板：200×8(mm)凸模長度：Hp=凸模固定板厚+卸料版厚+導(dǎo)料板厚+安全距離+凸模磨損修量=36+12+8+20+0.5=76.5取Hp=77mm那么該模具的閉合高度：板厚 H0= Hp+H上+H下+H墊板+式中上模板厚H上=50mm下模板厚H下=60mm凹模厚度=40mm下模板厚H墊板=8mm所以= Hp+50+60+8+40=234mm。設(shè)計(jì)總結(jié)沖壓模具設(shè)計(jì)是為模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)學(xué)生再學(xué)完基礎(chǔ)理論課，技術(shù)基礎(chǔ)深和專業(yè)課的基礎(chǔ)上所設(shè)置的一個(gè)重要實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)，其目的是綜合運(yùn)用本專業(yè)所學(xué)課程的理論和生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)，進(jìn)行一次沖壓模具設(shè)計(jì)工作的實(shí)際訓(xùn)練，從而培養(yǎng)和提高我們獨(dú)立工作的能力，鞏固與擴(kuò)大課程所學(xué)的內(nèi)容，掌握冷沖壓模具設(shè)計(jì)的方法和步驟，掌握冷沖壓模具設(shè)計(jì)的基本技能，如計(jì)算，繪圖，查閱設(shè)計(jì)資料和手冊(cè)，熟悉標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等，通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，使自己再其后各方面知識(shí)有所提高。參 考 文 獻(xiàn)1、 胡建華主編沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)北京大學(xué)出版社2、 李啟涵主編沖壓成型工藝模具設(shè)計(jì)科學(xué)出版社3、 趙偉閣主編模具設(shè)計(jì)西安電子科技大學(xué)出版社4、 王孝培編中國模具工程大典電子工業(yè)版社5、 楊占堯主編現(xiàn)代模具工手冊(cè)化學(xué)工業(yè)出版社17