1、目 錄設計計算說明 2一、引言 2二、工藝分析 3三、沖裁工藝方案的確定 6四、模具結構形式的確定 6五、必要的尺寸計算 6六、選定設備 13七、有關模具的設計計算 14八、模具總體結構設計 15九、模具零件的加工 15十、模具的裝配 16十一、沖孔模的工藝分析 17十二、結束語 17參考文獻 19 設計項目 設計計算及過程計算結果一、引言二、工藝分析三、沖裁工藝方案的確定四、模具結構形式的確定五、必要的尺寸計算一、引言零沖壓工藝規程是模具設計的依據,而良好的模具結構設計又是實現工藝過程的可靠保證,若沖壓工藝有所改動,往往會造成模具的返工,甚至報廢,沖裁同樣的零件,通常可以采用幾種不同方法,工

2、藝過程設計的中心就是依據技術上先進,經濟上合理,生產上高效,使用上安全可靠的原則,使用上安全可靠的原則,使零件的生產在保證符合零件的各項技術要求的前提下達到最佳的技術效果和經濟效益。設計沖壓工藝過程要從分析產品的零件圖入手，分析零件圖包括技術和經濟兩個方面：（1）沖壓加工方法的經濟性分析 沖壓加工方法是一種先進的工工藝方法，因其生產率高，材料利用率高，操作簡單等一系列優點而廣泛使用，由于模具費用高，生產批量的大小對沖壓加工的經濟性起著決定性作用。批量越大，沖壓加工的單件成本就越低，批量小時，沖壓加工的優越性就不明顯，這時采用其他方法制作 該零件可能會更有效果。（2）沖壓件的工藝性分析沖壓件的工

3、藝性是指該零件在沖壓加工中的難易程度，在技術方面，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，良好的工藝性應保證材料消耗少，工序數目少，模具結構簡單，而且壽命長產品質量穩定，操作簡單，方便等。不論沖壓件的幾何形狀和尺寸大小如何，其生產過程一般都是從原材料剪切下料開始，經過各種沖壓工序和其他必要的輔助工序加工出圖紙所要求的零件。對于某些組合沖壓件或精度要求較高的沖壓件，還需要經過切削焊接或鉚接等加工才能完成。 本設計是一個內孔翻邊件，它是由落料、拉深、沖孔、內孔翻邊、切邊工序制成的工件。材料為08鋼，厚度為1.2mm，根據提供的零件圖，其數據如下： 圖 1

4、1二、工藝分析這是一個不帶底面的內孔翻邊件，零件是形狀對稱，無凹陷或其他形狀突變，屬于典型的板料沖壓件。零件外形上只有底面外徑有公差要求，。該零件形狀比較簡單，尺寸小。初步確定其生產工序為：落料沖孔翻邊切邊的方案加工。但能否一次翻邊成型達到零件所要求的高度，仍需進一步校核計算。1、翻邊工序計算（1）判斷一次翻邊能否達到所要求的高度。查相關表初取極限翻邊系數 K=0.6而零件的總高度h =25mm =.07mm由此可知一次翻邊不能達到零件高度要求，需要采用先拉深，然后沖孔并翻邊的工藝。計算翻邊高度：取極限翻邊系數 K=0.6由相關公式得翻邊所能達到的最大高度：取計算翻邊預沖孔的直徑：按公式可計算

5、實際采用于是，由以上分析可計算翻邊前需要拉深的高度為根據上述分析計算可畫出翻邊前拉深后的半成品圖，如圖12所示，取修邊余量為。 圖122、拉深工序計算：拉深后半成品的大經為：則毛坯的直徑為計算相對厚度：確定拉深次數：根據 查拉深系數相關表可知拉深次數為1，故可一次拉深成形。三、沖裁工藝方案的確定根據零件的結構，在沖裁部分工藝方案可以有以下幾種：方案一：采用落料、拉深、沖孔、翻邊、修邊的單工序模來進行生產。其特點是：模具結構簡單，制造方便，但是要用到五道工序，需要五副模具，在成本上是比較高的，而且生產率比較低，在生產中難以保證零件的尺寸精度，一般只適用于生產小批量和精度要求的零件。因而單工序難以

6、滿足該零件生產要求。方案二：采用落料、拉深、沖孔、翻邊的復合模。復合模的特點是生產率高，沖裁件的內孔與外緣的相對位置精度高，沖模的輪廓尺寸較小。但是復合模結構復雜，制造精度要求高，成本高。復合模主要用于生產批量大、精度要求高的沖裁件。方案三：采用級進模加工。級進模比單工序模生產率高，減少了模具和設備的數量，工件精度較高，便于操作和實現生產自動化。對于特別復雜后孔邊距較小的沖壓件，用簡單模后復合模沖制有困難時，可用級進模逐步沖出。但是級進模輪廓尺寸較大，制造較復雜，成本較高，一般適用于大批量生產小型沖壓件。綜合以上的三個方案，根據零件的結構以及該零件是大批量生產的，因此選用方案二的復合模為佳。但

7、考慮到經濟性以及我們的設計要求和目的，可以采用單工序簡單模。四、模具結構形式的確定采用螺栓和定位銷進行定位、彈性卸料裝置、自然漏料方式的沖孔模進行加工。五、必要的尺寸計算1、計算毛坯尺寸 2、排樣設計與計算排樣方法的確定根據工件的形狀，確定采用無廢料排樣的方法是不可能做到的，但能采用有廢料和少廢料的排樣方法。應為是有規則的圓形件，所以采用單排方案。如圖13所示，由沖壓工藝與模具設計表213確定搭邊值，根據零件形狀，兩工件間按圓件取搭邊值,側邊取搭邊值。 圖 13查沖壓工藝與模具設計表214和215可取條料寬度公差。條料與導板之間的間隙。則板料的寬度為：進距：因此，一個進距內的材料利用率為：3、

8、計算沖壓力該模具采用彈性卸料和下出料方式。（1）落料力查沖壓工藝與模具設計附表12得08剛的(2)沖孔力（3）沖裁時的推件力 查沖壓工藝與模具設計表22得，夾在凹模刃口的沖孔廢料塊數n=4。(4) 計算拉深力根據相對厚度，查沖壓工藝與模具設計表418可知不需要使用壓邊圈。查沖壓工藝與模具設計表420，按線性關系取修正系數K=1.03。按照公式計算需要拉深力為：計算壓邊力凹模圓角半徑，查沖壓工藝與模具設計表419，取材料的單位壓邊力。壓邊力為(5)計算翻邊力采用圓柱形平底凸模時，圓孔翻邊力可用下式計算，查沖壓工藝手冊得，則翻邊力 4、確定模具的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

9、置。為了確保壓力機和模具正常工作，應使沖模的壓力中心與壓力機滑塊的中心相重合。否則，會使沖模和壓力機滑塊產生偏心載荷，使滑塊和導軌間產生過大的磨損，模具導向零件加速磨損，降低模具和壓力機的使用壽命。 沖模的壓力中心，可按下述原則來確定： 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中心。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。 形狀復雜的零件、多孔沖模、 級進模的 壓力中心可用解析計算法求出沖模壓力中心。解析法的計算依據是：各分力對某坐標軸的力矩之代數和 等于諸力的 合力對該軸的力矩。求出合力作用點的 座標 位置 O0(x0,y)，即為所求模具的壓力中心。計

10、算公式為：K=0.6=.07mm2.4mm.41mm173.9% 設計項目 設計計算及過程計算結果六、選定設備七、有關模具的設計計算八、模具總體結構設計九、模具零件的加工十、模具的裝配十一、沖孔模的工藝分析十二、結束語 因沖裁力與沖裁周邊長度成正比， 所以式中的各沖裁力 P、Pn，可分別用各沖裁周邊長度 L、Ln代替，即：由于設計的為對稱形狀的單個圓形沖裁件，所以沖模的壓力中心就是沖裁件的幾何中心。5、沖模刃口尺寸及公差的計算 （1）加工方法的確定模具制造有凸模和凹模分開加工和凸模和凹模配合加工兩種方法，凸模和凹模分開加工是指凸模和凹模分別按圖樣加工至尺寸，此種方法適用于圓形和簡單的工件；凸模

11、和凹模配合加工可使凸模和凹模具有互換性，便于模具成批制造，但需要較高的公差等級才能保證合理間隙，模具制造困難，加工成本高。所以此方法是與加工形狀復雜或薄板制件的模具。結合模具制造及工件的形狀特點，選用凸模和凹模分開加工的方法。 （2）落料部分 由沖壓工藝與模具設計表210查得凸、凹模的制造公差,查沖壓工藝與模具設計表211得x=0.5，查沖壓工藝與模具設計表25，取，則可計算刃口尺寸。 所以 保證雙面間隙值=0.130.0mm. (3) 沖孔部分 查表210，取，查表211，取。 （4）拉深部分 該工件要求外形尺寸，因此拉深時以凹模為基準，間隙取在凸模上。單邊間隙Z=1.1，查沖壓工藝與模具設

12、計表423取凸凹模的制造公差為：。凹模尺寸按相關公式得 凸模尺寸按公式得 圓角處的尺寸經分析，其以凸模成形，則以凸模為基準，間隙取在凹模上。 6、有關模具的設計計算 （1）確定沖孔凸模的允許最大自由長度： 沖孔時的沖壓力 圓形凸模的最大自由長度根據GB2863.281的標準L的系列，選擇L=160mm.沖孔凸凹模采用T10A鋼制造，查沖壓工藝與模具設計實用技術附表12，取，許用應力。對圓形凸模承壓能力進行校核而d=40mm ,則承壓能力足夠，因此符合使用要求。（2）確定沖孔凹模的高度和壁厚查沖壓工藝與模具設計表81，取系數K=0.385，則沖孔凹模的高度為： 由于要求，因此凹模高度滿足強度要求

13、，根據實際可加大凹模的高度，可取。 凹模壁厚：取45mm所以沖孔部分凹模外徑：，為了與模架標準相配合，可適當加大壁厚，使140mm。 六、選定設備 本工件在沖孔工序中，總的沖裁力為：，但要求壓力機的行程應滿足：，所以在實際生產中選用160KN的固定臺開式壓力機J23-16。其主要規格為： 標稱壓力：160KN 標稱壓力行程：3.5mm 滑塊行程：70mm 最大封閉高度：220mm 工作臺尺寸：300450mm 立柱間距離：150mm 模柄孔尺寸：mm七、有關模具的設計計算1、選擇上模版和下模版及模柄 根據選用的壓力，采用GB2851.681的后側帶導柱形式的模架。根據計算的凹模外徑D=140m

14、m，根據規格標準GB2855.1181確定上模座厚度為35，根據GB2855.1281確定下模座厚度為40mm。根據壓力機模柄孔尺寸，按GB2862.181選A3073壓入式的模柄。2、凸模固定板、墊板由于沖孔后采用自然落料裝置，而且為了對凸模的固定，所以橡膠厚度取10mm，墊板厚度取5mm,凸模固定板根據凸模的徑向尺寸可取40mm。凸模固定板對凸模起著固定和加大凸模在沖壓時的強度，對凸模有著定位的作用。3、閉合高度磨具的閉合高度應為上模座、下模座、凸模、凹模、墊板和固定板等的厚度總和，即H=35+5+40+10+10+20+30-5+40=185mm“-5”為凸模進入凹模的深度，可根據實際做

15、適當調整。所選壓力機的閉合高度，。滿足4、導柱、導套按GB2861.281選d=20mm,其中導柱長度有130180mm，模具閉合高度185mm，選導柱長度。按GB2861.681選d=33mm的導套，考慮模具的閉合高度，在此選L=85mm。 5、銷、螺釘：由于沖孔的直徑為55mm，直徑比較大，所以采用d=6mm的銷，d=10mm的螺釘。八、模具總體結構設計 1、模具類形的選擇 由沖壓工藝分析和設計目的、要求以及從經濟方面考慮，本套磨具選用單工序的簡單模。 2、定位方式的選擇 因為該模具所加工的坯料是已經落料和拉深好的半成品，控制坯料的位置方向采用定位板。 3、卸料、出件方式的選擇 根據模具沖

16、裁的運動特點以及推件力的大小,該模具采用彈性卸料方式比較方便同時采用卸料螺釘限位，限制卸料板的運動行程，同時還起到卸料的作用。因為工件料厚為1.5mm。利用模具的彈簧通過卸料板把夾在凸模上的工件推出即安全又可靠。故采用剛性裝置取出工件。 4、導柱、導套位置的確定為了提高模具的壽命和工件質量，方便安裝、調整、維修模具，該簡單模采用后側導柱模架。其導柱和導套則根據所選定的模架按標準選取。九、模具零件的加工普通零件的加工是按產品零件圖要求全部加工完畢，再進行總裝。而模具零件的加工有些是不能按模具零件圖全部加工完畢的，要待部件組裝或整模組裝時修配或配鉆，所以模具零件圖上的形狀和尺寸是否全部加工出來，還

17、要根據模具加工的裝配方法而定。若以凸模凹模為基準裝配時，零件圖上的導柱孔在零件加工時就不加工，若以四導柱導套作型腔，凸模相對位置控制基準時，則凹模及凸模固定板的導柱孔應與凹模或凸模固定板的型孔在各板之上同時加工出來。使用銑床加工一個零件時，必須先把零件的相關尺寸、材料、使用刀具、加工參數確定下來，保證加工能順利完成，同時，設計方面也要考慮到加工的難易程度，以減少加工的困難，在加工模具零件之前要慎重考慮各種細節。在買回來的模板里，要確定模板的加工基準，哪些面是基準面，這一般在訂購模板時會標明哪幾個面是經過打磨，之后就是把加工基準定下來，當然事前必須準備好零件圖，根據零件圖來定位加工方案，如果要用

18、到數控編程，就必須把加工原點定出來。定好加工方案后，就可以開始加工，先把工件裝夾到虎口鉗上，使用銅錘敲擊以使工件被夾緊，然后打表，在打表時要非常小心，當表很靠近工件時，不能使用加速進給，否則很容易碰壞儀器，在校平行度時，最好先來回走幾遍，觀察大概偏向，然后要小心敲擊工件，使其保持在很小的偏差范圍就行了，把兩個基準方向的平行度定好后，就要用分中器確定原點坐標，在設置坐標時要將分中器的半徑算進去，這樣才能使主軸對應工件原點，x-y平面的坐標定下來后，就要把刀具裝到銑床上，使用半徑范圍內的夾具把刀具夾緊，裝上道具后就是確定z方向上的原點，一般選擇工件表面為0以方便編程。之后就是加工，如果是選用數控加

19、工，必須使程序和當前銑床的刀具起點相一致，否則加工位置就會錯誤，同時還要察看刀具路線是否會超出銑床的工作行程，防止出事故。如果程序沒錯，就可以傳到數控銑床運行。不同刀具要使用不同轉速，鉆孔要比銑槽的轉速慢，進給速度要根據觀察來手動調試，加工時要時刻觀察走刀情況，同時適當加冷卻液及掃除鐵屑，若發生事故，必須馬上停止。當程序完成后，刀具就會回原點，繼續做下一工序。十、模具的裝配根據簡單模的工作特點,先裝上模,再裝下模較為合理,并調整間隙,試沖,返修.具體過程如下:1、 上模裝配仔細檢查各將要裝配零件是否符合圖紙要求,形狀并作好劃線,定位等準備工作.先將凸模與凸模固定板裝配,再與凹模板裝配,并調整間

20、隙.把已裝配好的凸模及凹模與上模座,并在次檢查間隙是否合理后,打入銷釘及擰入螺絲.2、下模裝配仔細檢查各將要裝配零件是否符合圖紙要求,形狀并作好劃線,定位等準備工作.先將凸凹模放在下模座上,再裝入凸凹模固定板并調整間隙,以免發生干涉及工件損壞.接著依次按順序裝入銷釘,活動擋料銷,彈頂橡膠塊及卸料板,檢查間隙等合理后擰入卸料螺釘,再擰入緊固螺釘,并再次檢查調整.將經調整后的上下模按導柱,導套配合進行組裝,檢查間隙及其它裝配合理后裝機進行試沖并根據試沖結果作出相應調整,直到生產出合格制件.十一、沖孔模的工藝分析該零件外形對稱，壁部圓角半徑為3mm，相對圓角半徑r/t為2所需要沖裁的底孔直徑為55mm，因為采用的是簡單模加工成形，所以可以直接進行沖孔