1、畢業設計說明書沖壓技術廣泛應用于航空、汽車、電機、家電、通信等行業的零部件的成形的 加工。據國際生產技術協會預測，到本世紀中，機械零部件中60%勺粗加工、80%勺精加工要有模具來完成加工。因此，沖壓技術對發展生產、增加效益、更新產品等 方面具有重要作用。目前，我國沖壓技術與先進工業發達國家相比還相當落后，主要原因是我國在 沖壓基礎理論及成形工藝、模具標準化、模具設計、模具制造工藝及設備等方面與 工業發達國家尚有相當大的差距，導致我國模具在壽命、效率、加工精度、生產周 期等方面與先進工業發達國家的模具相比差距相當大。本次設計是參考了眾多參考文獻及專業資料的規范要求編寫而成。本設計主要 介紹墊板的

2、沖壓工藝分析和落料沖孔模結構設計過程。本設計共分五章，主要包括 墊板材料工藝分析和成形性能、沖壓工序特點和工藝計算、模具總體結構設計、模 具主要零件結構設計及工藝性分析、主要零件工藝過程的制訂和主要工序的制訂等。 另外，還附有畢業設計任務書、論文評閱表、答辯小組成員表、部分模具零件沖壓 工藝過程卡、裝配圖一張、零件圖四張導師孫麗婭在編寫及內容安排提出不少有益的意見。在此，謹向尊敬的導師表 示真誠的感謝和崇高的敬意！由于本人知識水平和能力的有限，在設計的過程中難免存在很多的紕漏和不足之處，懇請 個各位老師的批評與指正。I畢業設計說明書模具工業作為一種新興工業，它有節約原材料、節約能源、較高的生產

3、效率， 以及保證較高的加工精度等特點，在國民經濟中越來越重要。模具技術成為衡量一 個國家制造水平的重要依據之一，其中沖載模具在模具工業中舉足輕重的地位。沖壓技術廣泛應用于航空、汽車、電機、家電、通信等行業的零部件的成形的 加工。據國際生產技術協會預測，到本世紀中，機械零部件中60%勺粗加工、80%勺精加工要有模具來完成加工。因此，沖壓技術對發展生產、增加效益、更新產品等 方面具有重要作用。目前，我國沖壓技術與先進工業發達國家相比還相當落后，主要原因是我國在 沖壓基礎理論及成形工藝、模具標準化、模具設計、模具制造工藝及設備等方面與 工業發達國家尚有相當大的差距，導致我國模具在壽命、效率、加工精度

4、、生產周 期等方面與先進工業發達國家的模具相比差距相當大。隨著工業產品質量的不斷提高，沖壓產品生產正呈現多品種、少批量，復雜、 大型、精密，更新換代速度快的變化特點，沖壓模具正向高效、精密、長壽命、大 型化方向發展。為適應市場變化，隨著計算機技術和制造技術的迅速發展，沖壓模 具設計與制造技術正由手工設計、依靠人工經驗和常規機械加工技術向以計算機輔 助設計(CAD、數控切削加工、數控電加工為核心的計算機輔助設計與制造 (CAD/CAM 技術轉變。本次畢業設計的目的是對所學知識的全面總結和運用，鞏固和加深各種 理論知識靈活運用。目標是通過這次畢業設計，可以很好的培養獨立思考，獨立工 作的能力，為走

5、上工作崗位從事技術工作打下良好的基礎。此次畢業設計課題為墊板沖壓復合模結構設計與制造。首先對墊板的沖壓工藝 進行了分析，介紹了落料沖孔模結構設計的要點，同時編制了落料沖孔復合模的制 造工藝和裝配工藝。沖壓工藝設計1.1 工藝設計內容沖壓工藝設計，就是根據沖壓件的要求，合理安排原材料準備、各種加工工序 等，使得沖壓過程在經濟和技術上合理可行。工藝過程設計包括以下幾個方面的內 容。一、工藝方案設計工藝方案設計就是根據沖壓件的形狀尺寸、材料、生產批量等特點，初步確定 出沖壓加工內容，并制定出幾種可行的加工工藝方案，通過對產品質量、生產效率、 設備條件、模具制造和壽命、操作的方便性和安全性、經濟性等方

6、面的綜合比較， 確定出適合具體生產條件的最佳工藝方案。二、工藝性分析根據產品零件的形狀尺寸、材料、精度等要求，對沖壓工藝方案設計中所確定 的各項工序內容逐一進行分析計算，確定它們對沖壓工藝的適應性。三、工藝計算為了進行模具設計和沖壓加工，工藝計算首先應根據產品零件的幾何形狀和尺 寸來計算所需毛坯的形狀和尺寸，然后按照節約材料、簡化模具結構的原則擬定合 理的排樣方案，并確定板料或條料的規格及下料方式。合理優選凸模和凹模之間的 間隙等。、墊板工藝分析及計算墊板的工序和零件如圖所示，工件使用材料為Q235鋼。材料厚度：2mm生產批 量：大批量。2畢業設計說明書圖2.1墊板零件圖2.1墊板的工藝設計2

7、.1.1產品零件工藝性分析此產品零件只有落料和沖孔兩道工序，在本模具加工中落料和沖孔兩道工序都 要完成；材料為Q23密岡，為普通碳素鋼，具有良好的可沖壓性能；產品零件結構簡 單，有兩個10的圓形沖孔，在轉角處有四處R2!角，并且工件為對稱形狀，壁厚 2mm比較適合沖裁。零件的尺寸精度：產品零件圖上所有未注公差的尺寸，為自由公差，尺寸精度 要求較底，可按作IT14級確定零件尺寸的公差；孔邊距12mr的公差為0.11，屬IT11 級精度，普通沖裁加工即可滿足要求，但零件的強度應達到5862HRC有足夠的力 學性能。查公差表可得零件的各尺寸公差為:零件外形：0 0 065 4.74 mm 24-05

8、2mm R0.74mm10 w零件內形：0 mm孔心距：37-0.31mm結論：適合沖裁2.1.2沖壓工藝方案及模具結構類型的確定根據零件的結構形狀，該零件包括落料、沖孔兩個基本工序，材料Q235鋼，厚度為2mm般采用以下三種沖裁工藝方案：方案一：先落料、再沖孔成型，采用單工序模生產。方案二：落料一沖孔連續沖壓成型，采用級進模生產。方案三：落料一沖孔一次沖壓成型，采用復合模生產。方案一模具結構簡單，但需要先兩道工序，兩套模具才能完成零件的加工，工 件尺寸積累誤差大，而且增加了模具的復雜程度，又浪費了工時，生產效率較低， 難以滿足大批量生產要求。方案二是生產效率可大大提高，但模具的結構復雜，制

9、造難度大，成本較高。表2.1.1三類模具的優缺點比較:''類稱單工序模復合模級進模結構簡單較復雜復雜成本、周期小、短小、短高、長制造精度低較高高材料利用率高高低生產效率低低高維修不方便不方便方便產品精度高高低品質低低高安全性不安全不安全安全自動化易于自動化沖床性能要求低低高應用小批量牛產 大、中型零件的沖 壓試制大批量生產 內外形精度要 求高大批量生產 中、小零件 沖壓由于零件結構簡單，考慮到生產該零件加工成型的經濟性以及加工時效性，經檢驗并根據表1.1.1可得確定方案三比較合適。2.2排樣的設計及計算在沖壓工藝和模具設計中，沖裁件在條料、帶料、板料上的布置方法叫排樣。 排樣是

10、一項極為很重要的、技術性很強的工作，排樣的正確與否將影響到材料的合 理利用、零件質量、生產率、模具結構與壽命、生產操作與安全等。2.2.1排樣方法在沖壓生產實際中，由于零件的形狀、尺寸、精度要求、批量大小和原材料供 應等方面的不同，不可能提供一種固定不變的合理排樣方案。但在決定排樣方案時 應遵循的原則是：保證在最低的材料消耗和最高的勞動生產率的條件下得到符合技 術條件要求的零件，同時要考慮方便生產操作、沖模結構簡單、壽命長以及車間生 產條件和原材料供應情況等，總之要從各方面權衡利弊，以選擇出較為合理的排樣在沖裁件的成本中材料費用一般占60%以上，可見材料利用率是一項很重要的 經濟指標。提高材料

11、利用率的方法有：沖裁所產生的廢料可分為兩類：一類是結構廢料，是由沖件的形狀特點產生的; 另一類是由于沖件之間和沖件與條料側邊之間的搭邊，以及料頭、料尾和邊余料而 產生的廢料，稱為工藝廢料。要提高材料利用率，主要應從減少工藝廢料著手。減少工藝廢料的有力措施是: 設計合理的排樣方案，選擇合適的板料規格和合理的裁板法（減少料頭、料尾和邊 余料），或利用廢料作小零件（如表1.2.1中的混合排樣）等。根據材料的合理利用情況，條料排樣方法可分為三種，如圖1.2所示。有廢料排樣 如圖1.2a所示。沿沖件全部外形沖裁，沖件與沖件之間、沖件與條 料之間都存在有搭邊廢料。沖件尺寸完全由沖模來保證，因此精度高，模具

12、壽命也高，但材料利用率低。少廢料排樣 如圖1.2b所示。沿沖件部分外形切斷或沖裁，只在沖件與沖件之間 或沖件與條料側邊之間留有搭邊。因受剪裁條料質量和定位誤差的影響，其沖件質 量稍差，同時邊緣毛刺被凸模帶入間隙也影響模具壽命，但材料利用率稍高，沖模 結構簡單。無廢料排樣 如圖1.2c所示。沖件與沖件之間或沖件與條料側邊之間均無搭邊， 沿直線或曲線切斷條料而獲得沖件。沖件的質量和模具壽命更差一些，但材料利用 率最高。另外，如圖1.2c所示，當送進步距為兩倍零件寬度時，一次切斷便能獲得 兩個沖件，有利于提高勞動生產率。采用少、無廢料的排樣可以簡化沖裁模結構，減小沖裁力，提高材料利用率。 但是，因條

13、料本身的公差以及條料導向與定位所產生的誤差影響，沖裁件公差等級 低。同時，由于模具單邊受力（單邊切斷時），不但會加劇模具磨損，降低模具壽命, 而且也直接影響沖裁件的斷面質量。為此，排樣時必須統籌兼顧、全面考慮。此外 對有廢料排樣，少、無廢料排樣還可以進一步按沖裁件在條料上的布置方法加以分 類，其主要形式列于表121。6畢業設計說明書7畢業設計說明書應用 用于簡單幾何 刑狀t方那、園 刑、拒形）的沖 件用于T形、L 瞬、S那、十宇 橢圓刑沖件用于丁龍、n 飛、山飛、様敕 三角形、半凰烹 的沖件州于材糾利用 率比直對搟局 時的詩況托于鋼料和厚 度部相同的兩 種以上的沖件用于大ilt生產 中尺寸不大

14、的 圓刑、六角形、 方帑、矩我沖件少、無度料排樣 tra應用用于矩形戒方 理沖件用于L形或苴 地那狀的沖 件，在外羽上 允許有不大的 缺隔用于T老、n 刑、山形、梯 竄三角形沖 件在外形上 允許有少毘的參用于T寵沖 件用于兩亍外形 互相匿入的不 同沖件（餃讎 等）用于大批量生 產中尺寸不大 的方形、矩形 尺亢菊電沖件沖載攜邊用于以責度均 勻的條鋁或帶 制沖栽喪那件大批生產中用 于小的窄神件 （表計及類伸 的沖件減帶料對于形狀復雜的沖件，通常用紙片剪成35個樣件，然后擺出各種不同的排樣 方法，經過分析和計算，決定出合理的排樣方案。由于此工件的形狀具有對稱結構，采用有廢料直排法排樣較為合理。2.2

15、.2 搭邊值排樣時沖裁件之間以及沖裁件與條料側邊之間留下的工藝廢料叫搭邊。搭邊的 作用一是補償定位誤差和剪板誤差，確保沖出合格零件；二是增加條料剛度，方便 條料送進，提高勞動生產率；同時，搭邊還可以避免沖裁時條料邊緣的毛刺被拉人 模具間隙，從而提高模具壽命。搭邊值對沖裁過程及沖裁件質量有很大的影響，因此一定要合理確定搭邊數值。搭邊過大，材料利用率低；搭邊過小時，搭邊的強度和剛度不夠，沖裁時容易翹曲 或被拉斷，不僅會增大沖裁件毛刺，有時甚至單邊拉入模具間隙，造成沖裁力不均， 損壞模具刃口。根據生產的統計，正常搭邊比無搭邊沖裁時的模具壽命高50%以上。影響搭邊值的因素：(1 )材料的力學性能：硬材

16、料的搭邊值可小一些；軟材料、脆材料的搭邊值要 大一些。(2 )材料厚度：材料越厚，搭邊值也越大。(3 )沖裁件的形狀與尺寸：零件外形越復雜，圓角半徑越小，搭邊值取大些。(4 )送料及擋料方式：用手工送料，有側壓裝置的搭邊值可以小一些；用側刃 定距比用擋料銷定距的搭邊小一些。(5 )卸料方式：彈性卸料比剛性卸料的搭邊小一些。搭邊值是由經驗確定的。表2.2.2為最小搭邊值的經驗數表之一，供設計時參考。8畢業設計說明書蕓"2呈扌IS邊值（mm）磁孫衿邊悵Log姮世件謖快l>50喚«JS*rOl工件1磯ffl®4工件間4LfflE*工件1',ME i皿20H

17、aTa2gpc-0 25-0512JJ|TFrioUrir00 8101 2fT5isIBpF0-12QZiofryrrr15fTF12U610u】513IS4201213U.8'202.22M51,1$ZD22立小S.2222H2525r?£tT252V厲亠2S3J *354.025222,53232334 5.5.030353.540rp-45532Ot0 7t0 7t0S1OSlFo$ia 23,2最小禧邊值(mm)一姮老件邊檢L<50min或圓審r<2t<1.2了1 2*1 61 6-2.03.5*4.04.5*5.0工件間a1321J0 陰1.01

18、21M戈衛2330弘t側面&2.0151.21.D1.21亦132.222&玄5otT工件間*2.2捕1.5亡L5加2D22“3.53.50.71加1遇1.5L8富鮎324.0C.S1工件間a2£2親1左11.82.02.22=空3衛J.0osT面日To 左訃2.D222d2用工2354.50 9t223零件毛坯尺寸計算查表1.2.2，確定搭邊值：兩工件間的搭邊值：a仁2.2mm工件邊緣的搭邊值：a=2.5mm 步距為：S=26.2mm 條料寬度：=(Dmax 2a)-.：= (65 2 2.5)1 .：=700-0.8式中Dmax條料寬度方向沖裁件的最大尺寸；a 側

19、搭邊值，可參考表2.2.2 ；條料寬度的單向(負向)偏差，表 2.2.3、表1.2.4 ；表223條料寬度偏差 :(mm)條料寬度材料厚度t/mm1122335 500.40.50.70.950 1000.50.60.81.01001500.60.70.91.11502200.70.81.01.22203000.80.91.11.3表1.2.4條料寬度偏差:(mm)條料寬度材料厚度t/mm 0.5> 0.5 1> 12200.050.080.10> 20300.080.100.15> 30 500.100.150.202.2.4材料利用率的計算確定后排樣圖如下圖2.3

20、:十F1I fr / /11i%11.1o1IfIJL,/ F* r B-n查板材標準，宜選取850 1500mr的軋制薄鋼板，厚度允許偏差為 -0.15mm 每張鋼板可裁條料數為C:C=850/7012 根每張鋼板能沖出的工件數目N:12畢業設計說明書1500n=26212:687個一個步距內的材料利用率n為:n RS100%1560=70 26.2100%:85%13畢業設計說明書#畢業設計說明書材料總的利用率為總:NA總二 LB 2100%687 1560850 1500100%#畢業設計說明書=84%式中N 張板料能沖出的工件數目A 一個工件的實際面積B1 一根條料寬度B2板料總寬度L

21、 條料總長度即每張板料的材料利用率為84%2.3沖裁力和壓力中心的計算2.3.1 沖裁力在沖裁過程中，沖裁力是隨凸模進入材料的深度（凸模行程）而變化的。圖2.3.1 所示為Q235鋼沖裁時的沖裁力與凸模行程變化曲線，圖中 OA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AB段所示。雖然由于凸模擠入材料使承受 沖裁力的材料面積減小，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B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

22、。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BC段所示，此為沖裁的斷裂階段。CD段壓力主要是用于克服磨擦力和將材料由凹模內的料推出。通常所說的沖裁力是指沖裁力的最大值，它是選用壓力機和設計模具的重要依據之一計算沖裁力的目的是為了選用合適的壓力機、設計模具和檢驗模具的強度。壓 力機的噸位必須大于所計算的沖裁力，以適應沖裁的需求。普通平刃沖裁模，其沖 裁力F般可按下式計算：(2-1)式中F沖裁力;b材料抗剪強度（MPa）；L沖裁周邊總長（mm）；t材料厚度（mm）；K 系數；系數K是考慮到沖裁模刃口的磨損、凸模與 凹模間隙之波動（數值的變化或分布不均）、潤滑情況、材料力學性能與厚

23、度公差的變化等因素而設置的安全系數， 一般取 K=1.3。材斜名稱牌號材料狀態力學性能抗剪徑度屈服強度_伸長率;彈性模星%皿P&巧加pa込加piE/103HpaQ】聖255314313 號Q215265333333412216Q235304373432461232125'Q255333412431531255嗎23Q2753號4如559&032751519當查不到抗剪強度b時，可用抗拉強度二b代替b，而取K= 1的近似計算法計算公式為:(2-2)式中二b 材料的抗拉強度。當上模完成一次沖裁后，沖入凹模內的制件或廢料因彈性擴張而梗塞在凹模內，模面上的材料因彈性收縮而緊箍在

24、凸模上。為了使沖裁工作繼續進行，必須將箍在 凸模上的材料料刮下，將梗塞在凹模內的制件或廢料向下推出或向上頂出。從凸模 上刮下材料所需的力，稱為卸料力；從凹模內向下推出制件或廢料所需的力，稱為 推料力；從凹模內向上頂出制件需的力，稱為頂件力 （圖232）。影響卸料力、推 料力和頂件力的因素很多，要精確地計算是困難的。在實際生產中常采用經驗公式 計算:卸料力推料力頂件力式中F 沖裁力（N）:Kx卸料力系數，其值為見表Kt 推料力系數，其值為見表Kd 頂件力系數，其值為見表Fq =KxF（2-3）Fqi = nKfF（2-4）Fq2 二 OF（2-5）2.3.2 （薄料取大值，厚料取小值）；2.3.

25、2 （薄料取大值，厚料取小值）；2.3.2 （薄料取大值，厚料取小值）；n梗塞在凹模內的制件或廢料數量（n = h/t）;h凹模洞口的直刃口部分的高度（mm）；t 材料厚度（mm）。卸料力和頂件力還是設計卸料裝置和彈頂裝置中彈性元件 的依據。表232卸料力、推料力、頂件力系數材料厚度t/mmKxKtKd< 0.10.065 0.0750.10.14> 0.1 0.50.045 0.0550.0630.08鋼> 0.5 2.50.04 0.050.0550.06> 2.5 6.50.03 0.040.0450.05> 6.50.02 0.030.0250.03鋁、鋁

26、合金0.025 -0.080.03 -0.07純銅、黃銅0.02 0.060.03 -0.09注：卸料力系數 Kx，在沖多孔、大搭邊和輪廓復雜時取上限值。2.3.2沖裁力的計算由于該沖裁件是落料、沖孔倒裝復合模，只受沖裁力、卸料力、推件力，其沖 裁力由公式（2-1 ）計算。沖裁力沖孔力F 二 KLt b= 1.3 2 89 2 350=162knf?l = KCt - b= 1.3 2 3.14 10 370-60.41KN式中L沖裁輪廓的總長度（mm）b 板料的抗拉強度（Mpa查下表2.3.1 ； t板料厚度（mm）C圓周長（mm）卸料力由公式（2-3）計算:17畢業設計說明書18畢業設計說

27、明書卸料力Fq 二 KxF= 0.04 165= 7KN推件力的公式（2-4）計算:推件力Fq! = nKF孔=0.05 6 165-49.5KN式中n=6是因為有兩個孔233壓力機公稱壓力的選取沖裁時,壓力機的公稱壓力必須大丁誠等門屮裁各丄藝力的總和C采用彈壓卸料裝置和卜出件的模匚時:F總二 F Fq Fq!采用彈壓卸料裝置和上岀件的模匚時：(2-6)F總二 F Fq Fq2采用剛性掃料裝置利卜岀件模U時：(2-7)F總二 FFq!(2-8)在生產中，當壓力機的噸位不足時，可采用凸模的階梯布置（各凸模工作端面不 在一個平面）；斜刃沖裁（沖孔凸模或落料凹模作成斜刃）或加熱沖裁等措施以降低沖 裁

28、力。因為本次設計采用的是彈壓卸料裝置和下出件的模具，所以根據公式（2-6 ）計算壓力機的公稱壓力：壓力機的公稱壓力F總二F Fq Fq!19畢業設計說明書= 165 7 49.5= 221.52.3.4壓力中心的確定沖壓力合力的作用點稱謂模具壓力中心。為了確保壓力機和模具正常工作，應 使沖裁模的壓力中心與壓力機滑塊的中心相重合。否則，會使沖裁模和壓力機滑塊 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。沖裁模的壓力中心，可按下述原則來確定：1. 討稱形欣旳單個；i喘件,?：裁模的出力屮心就是沖栽件的兒何屮心"2. 工件形狀相同且分布位

29、置對稱時，沖模的壓力中心與零件的對稱中心相重合。2.形狀復雜的零件、多孔沖裁模、級進模的壓力中心可用解析計算法求出沖裁 模壓力中心。2.3.5沖裁件的壓力中心2.3.5壓力機的選擇一般情況下，設備的公稱壓力應大于或等于成型工藝所需力和輔助工藝力總和 的1.3倍。根據總沖壓力F=252.85KN,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雙柱開式可傾壓力機。壓力機主要參數：壓力機技術規格：J2363公稱壓力：630KN滑塊行程：120mm滑塊行程及次數：70次/分最大閉合高度：360mm閉合高度調節量：90mm工作臺尺寸（前后X左右）：480mrK 710mm此壓力機規

30、定完全符合本模具所要求條件、故選用此壓力機2.3.6降低沖裁力的措施當采用平刃沖裁壓力過大時，或因現有設備無法滿足沖裁需要時，可采用斜刃 進行沖裁以降低沖裁力。為了能得到平整的工件，落料時斜刃做在凸模上，如圖 2.3.6a所示。斜刃一般做成中間凹進的形狀。在沖壓高強度材料、厚料和大尺寸沖壓件時，需要的沖裁力較大，生產現場壓 力機的噸位不足時，為不影響生產，可采用一些有效措施降低沖裁力。1.凸模的階梯布置（如圖2.3.6 ）凸模階梯布置由于各凸模工作端面不在一個平面，各凸模沖裁力的最大值不同 時出現，從而達到降低沖裁力的目的。當凸模直徑有較大差異時，一般把小直徑凸 模做短一些，高度差H=（0.5

31、1 ）t。凸模的階梯布置會給刃磨造成一定困難，僅在 小批量生產采用。2.斜刃沖裁（如圖2.3.7 ）斜刃是將沖孔凸模或落料凹模的工作刃口作成斜刃，沖裁時刃口不是全部同時 切入，而是逐步地將材料分離，能顯著降低沖裁力，但斜刃刃口制造和刃磨都比較 困難，刃口容易磨損，沖件也不夠平整。為了能得到較平整的工件，落料時斜刃做 在凹模上；沖孔時斜刃做在凸模上。另外，加熱沖裁使金屬抗剪強度降低，也能降低沖裁力。三、墊板的模具設計與標準選用由沖壓工藝分析可知，采用復合沖壓模具，復合沖壓模具有倒裝和順裝之分， 倒裝復合模在結構上比順裝簡單，少一套排除沖孔廢料的打料裝置，因此優先選用 倒裝復合模。3.1模具零件的

32、分類和標準化3.1.1模具零件的分類按模具零件的不同作用，可將其分為工藝零件和結構零件兩大類。工藝零件是 在完成沖壓工序時，與材料或制件直接發生接觸的零件；結構零件是在模具的制造 和使用中起裝配、安裝、定位作用的零件，以及制造和使用中起導向作用的零件 冷沖壓模具零件的詳細分類如下表：模具零件的分類結構零件工藝零件成形零件定位零件料零件 卸料及壓導向零件I其他零件緊固件及23畢業設計說明書I I I I其彈銷螺導導導導 他簧釘釘筒套柱板 零件上模座、下模座H模柄凸、凹模固定板I I I I I I I I I I I I I I 壓頂卸承側側導定凸導始擋凸凹凸 料件料料刃壓料位、正用料凹模模 板

33、器板板、板板釘凹銷擋銷模側、模料 刃導定固裝 擋向位定置 塊銷板板3.1.2模具標準化的意義模具標準化，就是將模具的許多零件的形狀和尺寸以及各種典型組合和典型結 構按統一結構形式及尺寸，實行標準系列并組織專業化生產，以充分滿足用戶選用， 象普通工具一樣在市場上銷售和選購。模具標準化還可促使模具工業的發展，促進 技術交流，簡化模具設計，縮短生產周期。國家標準總局制訂了 GB2851287590 冷沖模國家標準。該標準根據模具類型、導向方式、送料方向、凹模形狀等不同， 規定了十四種典型組合形式。每一種典型組合中，又規定了多種凹模周界尺寸（長X寬）以及相配合的凹模厚度、凸模高度、模架類型和尺寸及固定

34、板、卸料板、墊板、 導料板等具體尺寸，還規定了選用標準件的種類、規格、數量、位置及有關的尺寸。 這樣在進行模具設計時，僅設計直接與沖壓件有關的部分，其余都可從標準中選取。簡化了模具設計，縮短了設計周期，為模U的計算機輔助設計嘗定了基礎。3.2模具工作零件的結構設計3.2.1凸模的結構設計（一）凸跖勺給松川賦#畢業設計說明書24畢業設計說明書#畢業設計說明書a)b)c)圖 3.2.1#畢業設計說明書#畢業設計說明書圖322#畢業設計說明書25畢業設計說明書#畢業設計說明書圖323凸模結構通常分為兩大類。一類是鑲拼式，圖3.2.1，另一類為整體式。整體式中，根據加工方法的不同，又分為直通式（圖3.

35、2.2c）和臺階式（圖3.2.2a、b）。直通式凸模的工作部分和固定部分的形狀與尺寸做成一樣，這類凸模一般采用線切 割方法進行加工。臺階式凸模一般采用機械加工，當形狀復雜時，成形部分常采用 成型磨削。對于圓形凸模,GB286381的冷沖模標準已制訂出這類的凸模的標準結 構形式與尺寸規格（圖3.2.3） o設計時可按國標選擇。圖323圖324（二）凸模長度的確定（圖324）凸模長度應根據模具結構的需要來確定。若采用固定卸料板和導料板結構時， 門模的長度應該為：L= hi+ h2+ h3 （1520） mm（3 1）式中：hi、h2、h3分別為凸模固定板、卸料板、導料板的厚度。1520mr為附加長

36、度，包括凸模的修磨量，凸模進入凹模的深度及凸模固定板與卸料板間的安全 距離'（三）門模材外模具刃口要求有較高的耐磨性，并能承受沖裁時的沖擊力。因此應有高的硬度 與適當的韌性。形狀簡單且模具壽命要求不高的凸模可選用T8A、T10A等材料；形狀復雜且模具有較高壽命要求的凸模應選Cr12、Cr12MoV CrWM等制造，HR取5862 更求州壽殳、周曲濟屮匸的I nl枳選硬壩合金材卡* “（四）凸模強反和剛應在一般情況下，凸模的強度是足夠的，不必進行強度計算。但是，對細長的凸 模，或凸模斷面尺寸較小而毛坯厚度又比較大的情況下，必須進行承壓能力和抗縱 向彎曲能力兩方面的校驗C1.凸模承載能力校

37、核凸模最小斷面承受的壓應力C，必須小于凸模材料強度允許的壓力（T T即：（T = P/Fmint 故非圓凸模Fmin > P/ 門（3 2）對圓形凸模 dmi n > 4t t / t （3 3）式中t凸模最小斷面的壓應力（MPa）:P 凸模縱向總壓力（N）；2 Fmin 凸模最小斷面積（mm）idmin凸模最小直徑（mm）；t沖裁材料厚度（mm）t沖裁材料抗剪強度（MPa）；門一一凸模材料的許用壓應力（MPa）圖3252凸模抗彎能力校核凸模沖裁時穩定性校驗采用桿件受軸向壓力的歐拉公式。根據模具結構的特點，可分為無導向裝置和有導向裝置的凸模 （圖3.2.5）進行校驗。對無導向裝置的

38、凸模，其受力情況相當于一端固定另一端自由的壓桿，其縱向 的抗彎能力可用下列公式校驗：對圓形凸模 Lmax <30d2M/F（ 34）對非圓形凸模Lmax乞135.J/F（ 3 5）冇導向裝置的凸模，其不發牛失様彎血的口模最大長度為：對圓形凸模Lmax蘭85d2/JF（3 6）對非圓形凸模Lmax空38° J /F （3 7）以上各式中，J為凸模最小截面的慣性距（mm）； F為凸模的沖裁力（N） ； d為凸模 最小直徑（mm”曰一述公式“知口模號曲不決穩討的恭大長度Lmax ，與凸模截面尺寸、沖截力的大小、材料機械性能等因素有關。同時還受到模具精度、刃口 鋒利程度、制造過程、熱處

39、理等影響。為防止小凸模的折斷，常采用如圖3.2.6所小的結構進彳側兒（五）凸機的護賓圖3.2.6a、b是兩種簡單的圓形凸模護套。圖a所示護套1、凸模2均用鉚接固定。 圖b所示護套1采用臺肩固定，凸模2很短，上端有一個錐形臺，以防卸料時拔出凸 模，沖裁時，凸模依靠芯軸3承受壓力。c所示護套1固定在卸料板（或導板）4上,護 套1與上模導板5呈H7/h6的配合，凸模2與護套1呈H8/h8的配合。工作時護套1始終 在上模導板5內滑動而不脫離（起小導柱作用，以防卸料板在水平方向擺動 ）。當上 模下降時，卸料彈簧壓縮，凸模從護套中伸出沖孔。此結構有效地避免了卸料板的 擺動和凸模工作端的彎曲，可沖厚度大于直

40、徑兩倍的小孔。d是一種比較完善的凸模 護套，三個等分扇形塊6固定在固定板中，具有三個等分扇形槽的護套1固定在導板 4中，可在固定扇形塊6內滑動，因此可使凸模在任意位置均處于三向導向與保護之 中。但其結構比較復雜，制造比較困難。采用c、d兩種結構時應注意兩點：一是，上模處于上止點位置時，護套1的上端不能離開上模的導向元件（如上模導板5、扇 形塊6，其最小重疊部分長度不小于35mm其二，上模處于下止點位置時，護套1 的上端不能受到碰撞。圖 3.2.629畢業設計說明書#畢業設計說明書（六）凸険的訓定方式#畢業設計說明書圖327平面尺寸比較大的凸模，可以直接用銷釘和螺栓固定（圖327）。中、小型凸模

41、 多采用臺肩、吊裝或鉚接固定（圖3.2.8） o對于有的小凸模還可以采用粘接固定（圖 329） o對于大型沖模中沖小孔的易損凸模，可以采用快換凸模的固定方法，以便 于修理與更換，如圖3.2.10所示。30畢業設計說明書#畢業設計說明書圖 3.2.8#畢業設計說明書31畢業設計說明書k* I L J Jfbl圖329I圖 3.2.103.2.2凹模的結構設計（一）凹帥I U炎型常用凹模洞口類型如圖3.2.11所示，其中a）、b）、c）型為直筒式刃口凹模。其 特點是制造方便，刃口強度高，刃磨后工作部分尺寸不變。廣泛用于沖裁公差要求 較小，形狀復雜的精密制件。但因廢料（或制件）的聚集而增大了推件力和

42、凹模的漲裂力，給凸、凹模的強度都帶來了不利的影響。一般復合模和上出件的沖裁模用 a）、c）型下出件的用b）或a）型。d）、e）型是錐筒式刃口，在凹模內不聚集材料，側壁磨 損小。但刃口強度差，刃磨后刃口徑向尺寸略有增大（如a = 30°時，刃磨0.1mm其尺寸增大0.0017mm）凹模錐角a、后角B和洞口高度h，均隨制件材料厚度的增加而增大，一般取a = 15'30'、 B = 2° 3、h= 410mmbicid)圖 3.2.1132畢業設計說明書#畢業設計說明書圖 3.2.12#畢業設計說明書凹模的外形一般有矩形與圓形兩種。凹模的外形尺寸應保證有足夠的強度

43、、剛 度和修磨量。凹模的外形尺寸一般是根據被沖材料的厚度和沖裁件的最大外形尺寸 來確定的如上圖3212所示。凹模厚度 H= Kb( > 15mm)(3 8)凹模壁厚 c = (1.5 2)H ( > 30 40mm) (3 9)表3.2.1 系數K值b材料厚度t0.5123> 3>0.30.350.420.50.6>0.20.220.280.350.420.150.180.20.240.30.10.120.150.180.22式中b沖裁件的授丈外形丿K系數，考慮板料厚度的影響，查表 3.2.1根據凹模壁厚即可算出其相應凹模外形尺寸的長和寬，然后可在冷沖模國家標 準

44、手冊中選取標準值。(三)凹模旳九定刀法和浚技術聽求凹模一般采用螺釘和銷釘固定。螺釘和銷釘的數量、規格及它們的位置應可根 據凹模的大小，可在標準的典型組合中查得。位置可根據結構需要作適當調整。螺 孔、俏孔之間以及它們到模板邊緣尺寸,應滿足冇關耍求。凹模洞孔軸線應與凹模頂面保持垂直，上下平面應保持平行。型孔的表面有粗 糙度的要求Ra = 0.80.4卩m凹模材料選擇與凸模一樣，但熱處理后的硬度應略 局尸凸模3.2.3主要工作零件的尺寸計算本模具有落料、沖孔兩道工序，落料部分以落料凹模為基準計算，落料凸模按間隙值配作；沖孔部分沖孔凸模為基準計算，沖孔凹模按間隙值配作。既以落料凹 模、沖孔凸模為基準，

45、凸凹模按間隙值配作。模具刃口尺寸計算見表322表3.2.2刃口尺寸計算基本尺寸及分類沖裁間隙Z磨損系數x計算公式制造 公差計算結果及說明落料凹模D0u max 襄=65 °0.74Z min =0.246Zmax P.36Zmax -Znin= 0.36 -0.246= 0.11制造精度為級故D d = (D max - xA $ 4rc, c"185D d = 64.63。相應凸模尺寸按凹模尺 寸配作，保證雙面間隙在0.2460.36之間D max L =2 £0.52rcc r ,也13D d = 23.74。同上沖孔凸模d i乜d mn 0=10若6同上同上

46、dp =(dmin +X占仏4dp =10.18人9相應凹模尺寸按凸模尺 寸配作，保證雙面間隙在0.2460.36之間孔邊距L min=12°0.11同上制造精度為IT11級，故 x=0.75Bj =(Bmin 說仏_4Lp 二11*97 匕.028同上孔 心 距L ±2=37 ±0.31同上x=0.5Ld =(Lmin +0.5 心)Ld =37±0.078落料凹模板尺寸凹模板厚度：H二kb-15mmH =0.28 65 = 18.2mm凹模邊壁厚：c- 152H二 1.5 218.2二 27.3 36.4 mm實取c=30mm凹模板邊長：L = b

47、2c=65 2 30=125mm查國家標準JB/T6743.1-94 :凹模板寬B=125mm故確定凹模板外形尺寸為：125X 125X 18(mm)b將凹模板作成薄型形式并加空 心墊板后實取為：125 X 125 x 14(mm)b凸凹模尺寸凸凹模長度：L刈1 h2 h=16 1024=50 mm其中：hr,凸凹模固定板厚度；h2 彈性厚度；h增加長度(包括凸模進入凹模深度，彈性元件安裝高度等)；凸凹模內外刃口間壁厚校核：根據沖裁件結構凸凹模內外刃口最小壁厚為 7mm 根據強度要求查沖壓模具設計與制造表 2.9.6知,該壁厚為4.9mn即可,故該凸凹 模側壁強度足夠。沖孔凸模長度凸模長度：L

48、兒1 h2 h3141214=40 mm其中：g凸模固定板厚度；h2 空心墊板厚度；h3 凹模板厚度；凸模強度校核：該凸模不屬于細長桿，強度足夠。具體結構參見圖紙。3.3定位零件的設計為保證出外形完整的合格零件。毛坯在模具中應該有正確的位置，稱謂定位。 定位應符合六點定位原則。正確位置是依靠定位零件來保證的。由于毛坯形式和模 具結構不同，所以定位零件的種類很多。設計時應根據毛坯形式、模具結構、零件公差大小、生產效率等進行選擇。定位包含控制送料進距的擋料和垂直方向的導料該模具沖裁用的是條料，控制條料的送進方向采用無側壓裝置。控制條料的送進步 距，采用擋料銷定距。同時接觸兩個導料銷和一個擋料銷來進

49、行精確定位。從凹模 強度考慮，采用彈頂式導料銷。為了便于送料且有利于防止條料偏斜，將兩個導料銷的位置適當地相對中心距進行擴大，且又考慮到工作人員的安全操作， 將兩個導料銷置于近人的一側。擋料銷選用固定擋料銷，將其設置在凹模型孔出料 一側，利于落料以后的廢料孔進行擋料，控制送料進距。如圖 3213所示。331擋料銷國標中常見的擋料銷有三種形式。固定擋料銷（圖3.3.1）活動擋料銷（圖3.3.2） 和始用擋料銷（圖3.3.3） o固定擋料銷安裝在凹模上，用來控制條料的進距。特點是 結構簡單，制造方便。由于安裝在凹模上，安裝孔可造成凹模強度的削弱。常用的 有圓形和鉤形擋料銷。活動擋料銷常用于倒裝復合

50、模中。始用擋料銷用于級進模中開始定位圖 3.3.1圖332圖 3.3.33.3.2導料銷導料銷通常與擋料銷配合使用在級進模中，以減小定位誤差，保證孔與外形的相對位置尺寸要求。當零件上有適宜于導料銷導正用的孔時，導料銷固定在落料凸 模上。按其固定方法可分為如圖334所示的六種。圖a）、b）、c）用于直徑小于10mm 的孔導正；圖d）用于直徑為1030m的孔；圖e）用于直徑為2050mr的孔。為了便 于裝卸，對小的導料銷也可采用圖f所示的結構，其更換十分方便。當零件上沒有適宜于導料銷導正用的孔時，對于工步數較多、零件精度要求較高的級進模，應在條料兩側的空位處設置工藝孔，以供導料銷導正條料用。此時，

51、導料銷固定在凸模固定板上或彈壓卸料板上，圖3.3.5氐小:.39畢業設計說明書補bc)0)c)0圖 3.3.4h I圖 3.3.5圖 3.361當導料銷與擋料銷配合使用時，其相互位置如圖3.3.6.1所示。如按圖a)所示方式定位，其擋料銷的位置尺寸可按下式計算：L = A - D P/2 + D/2 + 0.1=A - (D p - D)/2 + 0.1如按圖b)所示方式定位，其擋料銷的位置尺寸可按下式計算：L'= A + D p/2 -D/2 -0.1=A + (D p - D)/2 - 0.1式中A步距(mm);Dp落料凸模直徑(mm);D擋料銷頭部直徑(mm);L、L' 擋料銷軸心與落料凸模軸心距(mmK3.3.3定位板和定位釘定位板和定位釘是作為單個毛坯的定位裝置，以保證前后工序相對位置精度或對工件內孔與外輪廓的位置精度的要求。圖3.3.6.2a)所示為毛坯外輪廓定位，圖3.3.6b)所示為毛坯內孔定位。A I0 > Xitl I圖 3.361335送料方向的控制