1、第1章沖壓零件的工藝性分析該零件形狀簡單、對稱，是由圓弧和直線組成的。沖裁件內外形所能達到的經濟精度為IT13IT14。凡產品圖樣上沒有標注公差等級或者公差的尺寸，其極限偏差數值通常按IT14級處理。將以上精度與零件的精度要求相比較，可以為該零件的精度要求能夠在沖裁加工中得到保證，其他尺寸標注、生產批量等情況，也均符合沖裁的工藝要求，故決定采用沖壓方式進行加工。經查公差表，各尺寸公差為： 60-00.62mm 32+00.52mm 35+00.52mm 6+00.3mm第2章.確定工藝方案及模具結構形式該工件所需的沖壓工序包括落料、沖孔兩個基本工序，可以擬定出以下三種工藝方案：方案一：先落料，

2、后沖孔,采用單工序模分兩次加工。方案二：落料-沖孔復合沖壓,采用復合模加工。方案三：落料-沖孔級進沖壓,采用級進模加工。方案一模具結構簡單，但需兩道工序兩副模具，成本高而生產效率低，難以滿足顧客的要求，而且工件的累積誤差大，操作不方便。由于該工件大批量生產，所以方案二和方案三更具優越性。·該零件32mm×35mm的孔與60mm的最小距離為25mm，大于此零件要求的最小壁厚（1.2mm），可以采用沖孔、落料復合模或沖孔、落料級進模，復合模模具的形位精度和尺寸精度容易保證，且生產率也高，盡管模具結構比較復雜，但由于零件的幾何形狀簡單對稱，模具制造并不困難。級進模雖生產率也高，但

3、零件的沖裁精度稍差，欲保證沖壓件的形位精度，需要在模具上設置導正銷導正，故模具制造、安裝較復合模復雜。通過對上述三種方案的分析比較，該零件的沖壓生產采用方案二的復合模為佳。第3章模具設計計算3.1排樣方式的確定及其計算設計復合模時，首先要設計條料的排樣圖，因該零件外形為圓形，可采用有廢料排樣的直排比較合適。參考沖壓工藝與模具設計表2.8確定其排樣方式為直排畫出排樣圖排 樣 圖由于R=302×2查表2.9最小搭邊值可知：最小工藝搭邊值a(側面)=1.5mm a1(工件間)=1.2mm 分別取a=2 a1 =2計算條料的寬度： B=60+2×2=64mm步距：S=60+2=62

4、mm材料利用率的計算：計算沖壓件毛坯的面積：A=×R2 =×302 =2826mm 2一個步距的材料利用率：=2826/(64×62)=61.213.2計算凸、凹模刃口尺寸 查沖壓工藝與模具設計書中表2.4得間隙值Zmin=0.246mm，Zmax=0.360mm。1）沖孔32mm×35mm凸、凹模刃口尺寸的計算由于制件結構簡單，精度要求不高，所以采用凹模和凸模分開加工的方法制作凸、凹模。其凸、凹模刃口尺寸計算如下：查沖壓工藝與模具設計書中表2.5得32mm凸、凹模制造公差： 凸 =0.020mm 凹 =0.025mm校核： Zmax-Zmin =（）=

5、0.114mm 而凸+凹 =（0.020+0.025）=0.045mm滿足 Zmax-Zmin凸+凹的條件查沖壓工藝與模具設計書中表2.6得：IT14級時標準公差=0.52，因為0.520.20所以磨損系數X=0.5,按式（2.5） d凸=（32+0.5×0.52）-00.020=mm D凹=mm查沖壓工藝與模具設計書中表2.5得2.2mm×4mm的矩形凸、凹模制造公差： 凸 =0.020mm 凹 =0.020mm 凸+凹 =0.020+0.020=0.040mm滿足 Zmax-Zmin凸+凹的條件3.3外形落料凸、凹模刃口尺寸的計算由于外形形狀簡單，精度要求不高，所以采用

6、凸模和凹模分開加工的方法制作凸、凹模。其凸、凹模刃口尺寸計算如下： 查沖壓工藝與模具設計書中表2.5得凸、凹模制作公差 凸=0.020mm 凹 =0.030mm校核：Zmax-Zmin =0.360-0.246=0.114mm而T+A =0.050mm滿足 Zmax-Zmin凸+凹的條件查沖壓工藝與模具設計書中表2.6得：IT14級時磨損系數X=0.5,按式（2.5） d凸=64.26-00.020mm d凹=64.506+00.030mm3.4沖壓力的計算落料力 F落 = Ltb=（2R×2×450）N=169.56KN沖孔力 F沖 = Ltb=（336.9×1

7、0/180+4+2×2.2）×2 ×450=60.453KN沖孔時的推件力F推=n K推F孔由沖壓工藝與模具設計書中表2.21得h=6mm 則n=h/t=6mm/2=3個查沖壓工藝與模具設計書中表2.7得K推=0.05 F推=n K推F孔=3×0.05×60.453=9.068KN落料時的卸料力 F卸=K卸F落查沖壓工藝與模具設計書中表2.7取K卸=0.04故 F卸=K卸F落=0.04×169.56=6.7824KN總沖壓力為：F總=F落+F孔+F推+F卸=（169.56+60.453+9.068+4.748）KN=243.829KN

8、為了保證沖壓力足夠，一般沖裁時壓力機噸位應比計算的沖F總=1.3×F總=1.3×243.829=316.9777KN3.5壓力中心的計算用解析法求模具的壓力中心的坐標，建立如下圖所示的坐標系XOY. 由圖可知工件上下對稱，將工件 沖裁周邊分成L1、L2、L3、L4、 L5基本線段，求出各段 長度的重心位置： 因工件相對x軸對稱，所以Yc =0,只需計算XCL1=2R=188.4 X1=0L2=58.77mm X2=-0.68L3=L5=2.2mm X3=X5=10.9L4=4mm X4=12將以上數據代入壓力中心坐標公式 X=(L1 X1 +L2 X2+ L5 X5 )/

9、L1+ L2+ L5 X=188.4×0+58.77×(-0.68)+2.2×10.9+4×12+2.2×10.9/(188.4+58.77+2.2+4+22.2)=0.28mm第4章.模具的總體設計根據上述分析，本零件的沖壓包括沖壓和落料兩個工序，且孔邊距較大，可采用倒裝復合模，可直接利用壓力機的打桿裝置進行推件，卸料可靠，便于操作。工件留在落料凹?？斩粗校瑧诎寄？自O置推件塊，卡于凸凹模上的廢料可由卸料板推出；而沖孔廢料則可以在下模座中開設通槽，使廢料從空洞中落下。由于在該模具中壓料是由落料凸模與卸料板一起配合工作來實現的，所以卸料板還應有

10、壓料的作用，應選用彈性卸料板卸下條料。因是大批量生產，采用手動送料方式，從前往后送料。因該零件采用的是倒裝復合模，所以直接用擋料銷和導料銷即可。為確保零件的質量及穩定性，選用導柱、導套導向。由于該零件導向尺寸較小，且精度要求不是太高，所以宜采用后側導柱模架。第5章.模具主要零部件的結構設計 5.1凸模、凹模、凸凹模的結構設計 落料凸、凹模的結構設計在落料凹模內部，由于要放置推件塊，所以凹模刃口應采用直筒形刃口，并查沖壓工藝與模具設計書中表2.21，取得刃口高度h=6mm,該凹模的結構簡單，宜采用整體式。查沖壓工藝與模具設計書中表2.22，得k=0.40即 凹模高度H=ks=0.40×

11、60mm=24mm 凹模壁厚C=1.5H=1.5×=36mm凹模外形尺寸的確定：凹模外形長度：L=(30+16×2)=62凹模外形寬度：B=(30+16×2)=62凹模整體尺寸標準化，取為80mm×80mm×40mm凹模的工藝路線工序號工序名稱工序內容1下料將毛坯鍛成平行六面體。尺寸為：160mm×160mm×30mm2熱處理退火3銑平面銑各平面，厚度留磨削余量0.8mm，側面留磨削余量0.5mm4磨平面磨上下平面，留磨削余量0.30.4mm磨相鄰兩側面，保證垂直5鉗工劃線劃出對稱中心線，固定孔及銷孔線6型空粗加工在仿銑床上

12、加工型孔，留單邊加工余量0.15mm7加工余孔加工固定孔及小孔8熱處理淬火回火，保證5862HRC9磨平面磨上下面及基準面達要求10型孔精加工在坐標磨床上磨型孔，留研磨余量0.01mm11研磨型孔鉗工研磨型孔達規定技術要求沖孔凸模的設計為了增加凸模的強度與剛度，凸模固定板厚度取25mm,因凸模比較長，所以選用帶肩的臺階式凸模，凸模長度根據結構上需要來確定。L= h凸模固定板+h落料凹模=（25+24）mm=49mm (取50mm)凸凹模的結構設計本模具為復合沖裁模，除了沖孔凸模和落料凹模外還有一個凸凹模。根據整體模具的結構設計需要，凸凹模的結構簡圖如下圖所示： 確定凸凹模安排在模架上的位置時，

13、要依據計算的壓力中心的數據，使壓力中心與模柄中心重合。校核凸凹模的強度：查沖壓工藝與模具設計書中表2.23得凸凹模的最小壁厚為4.9mm，而實際最小壁厚為9mm。故符合強度要求。凸凹模的刃口尺寸按落料凹模尺寸配制，并保證雙間隙為0.246mm0.360mm.5.2卸料彈簧的設計 根據模具的結構初選6根彈簧，每根彈簧的預壓力F卸/n=(4.75×103/6)N=791.7N根據預壓力和模具結構尺寸，初選序號6267的彈簧，其最大工作負荷F1=1120N >791.7N雖彈簧的最大工作負荷符合要求，但其彈簧太長，會使模具的高度增加，所以選用最大工作負荷為1550N范圍內的彈簧。試選

14、6872號中69號彈簧，校驗彈簧最大許可壓縮量Lmax大于彈簧實際總壓縮量L總。69號彈簧的具體參數是：彈簧外徑D=45mm，材料直徑d=9mm，自由高度H0=80mm,節距t=11.5mm，F1=1550N,極限載荷時彈簧高度H1=58.2mm。彈簧的最大的最大許可壓縮量Lmax=（80-58.2）mm=21.8mm彈簧預壓縮量L/=LmaxF0/F1=791.7×21.8/1550=11.13mm校核：卸料板工作行程t+h1+h2=2+1+0.5=3.5mm 凸模刃磨量和調節量 h3=6mm 彈簧實際總壓縮量 L總=L/+t+h1+h2+h3=（11.13+3.5+6）mm =2

15、4.23mm由于25.65>24.23，即Lmax>L總,所以所選彈簧是合適的。69號彈簧規格為：外 徑: D=50mm鋼絲直徑： d=9mm自由高度： H0=80mm 裝配高度： H2= H0- L/=(90-11.13)=78.87mm彈簧的窩座深度：h= H0-Lmax+ h卸料板+ t +1- h凸凹模- h修模=（90-24.23+14+2+1-58-6）mm=18.77mm彈簧外露高度：H3= H2-h- h卸料板窩深=（）mm=50.1mm5.3 模具主要零件尺寸 1.模柄 2.上模座 3.墊板 4.凹模 5.凸模 6.凹模卸料板 7.墊板 8.下模板 9. 凸凹模

16、10.凸模固定板 5.4模架的設計 模架各零件標記如下： 上模座：140mm×140mm×35mm 下模座：140mm×140mm×35mm 導 柱: 116mm×22mm 導 套：22mm×65mm×33mm模 柄：42mm×52mm墊板厚度：140mm×140mm×16mm卸料板厚度：140mm×140mm×24mm凸模固定板厚度：140mm×140mm×20mm模具的閉合高度：H閉= h上模座+h墊板+h凸模固定板+h落料凹模+t+ h卸料板+h橡膠

17、墊+h下模座 =（25+10+28+24+2+14+50+30）（mm） =183mm第6章.沖壓設備的選擇6.1壓力機類型的選擇(1)中、小型沖壓件選用開式機械壓力機。(2)大、中型沖壓件選用雙柱閉式機械壓力機。(3)導板?；蛞髮撞浑x開導柱的模具，選用偏心壓力機。(4)大量生產的沖壓件選用高速壓力機或多工位自動壓力機。(5)校平、整形和溫熱擠壓工序選用摩擦壓力機。(6)薄板沖裁、精度沖裁選用剛度高的精密壓力機。(7)大型、形狀復雜的拉伸件選用雙動或三動壓力機。(8)小批量生產中大型厚板件的成形工序多采用液壓壓力機。6.2壓力機規格的選擇(1)工稱壓力拉深時壓力機噸位比計算出的拉伸力大60

18、%100%。(2)滑塊行程長度成形拉伸件和彎曲件應使滑行塊長度大于制件高度的2.53.0倍。(3)行程次數應根據材料的變形要求和生產率來考慮。(4)工作臺面尺寸當制件或廢料需下落時，工作臺面尺寸必須大于下落件的尺寸。對有彈定裝置的模具，工作臺面孔尺寸還應大于彈頂裝置的外形尺寸。(5)滑塊模柄尺寸模柄孔直徑要與模柄直徑相符合，模柄孔的深度應大于模柄的長度。(6)閉合高度。(7)電動機功率的選擇必須保證壓力機的電機功率大于沖壓時所需要的功率。通過校核，選擇開式雙柱可傾壓力機J23-25能滿足使用要求。其主要技術參數如下表。公稱壓力/KN 250滑塊行程/mm 60行程次數(不小于)(次/min)

19、100封閉高度/mm 300最大封閉高度調節量/mm 70滑塊中心至機身距離/mm 180(標準型)工作臺尺寸(左右×前后)/mm 500×350(標準型)工作臺孔尺寸(直徑)/mm 150(標準型)立柱間距離(不小于)/mm 240模柄孔尺寸(直徑×深度)/mm 42×60工作臺板厚度/mm 55傾斜角(不小于)(°) 20電動機/kw 2.2外形尺寸（前后×左右×高）/mm 1100×800×2000總重量/公斤 1300第7章.繪制模具總裝圖工作原理：條料送進時采用固定擋料銷進行定位，而有導料銷保證送料沿正確的方向送進。當條料送到指定位置時，上模在壓力機的作用下下行，卸料板首先接觸條料。上模部分繼續下行，即可完成沖孔落料復合工序。當沖壓完成時，在壓力機的作用下上模上行回程，卡在凸凹模上的條料由彈性卸料板卸下，當模具上的打料桿碰到壓力機上的打料橫梁時，打料橫梁給模具打料桿一個作用力，在此作用力的作用下，將沖孔廢料推出來。而制件則有下模座的推件裝置推出，此時即完成一次沖裁。然后，把條料抬起，越過擋料銷，在