1、模具課程設計試做例：沖裁模設計與制造實例工件名稱：手柄；生產批量：中批量；材料：Q235-A鋼；材料厚度：1.2mm工件簡圖：如下圖所示。設計步驟：一、沖壓件工藝性分析此工件只有落料和沖孔兩個工序。 材料為Q235-A鋼，具有良好的沖壓性能，適合沖裁。工件結構相對簡單，有一個8mm的孔和5個5mm的孔；孔與孔、孔與邊緣之間的距離也滿足要求，最小壁厚為35mm(大端4個5mm的孔與8mm孔、5mm的孔與R16mm外圓之間的壁厚)。工件的尺寸全部為自由公差，可看作IT14級，尺寸精度較低，普通沖裁完全能滿足要求。二、沖壓工藝方案的確定該工件包括落料、沖孔兩個基本工序，可有以下三種工藝方案：方案一：

2、先落料，后沖孔。采用單工序模生產。方案二：落料-沖孔復合沖壓。采用復合模生產。方案三：沖孔-落料級進沖壓。采用級進模生產。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，難以滿足中批量生產要求。方案二只需一副模具，工件的精度及生產效率都較高，但工件最小壁厚35mm接近凸凹模許用最小壁厚32mm，模具強度較差，制造難度大，并且沖壓后成品件留在模具上，在清理模具上的物料時會影響沖壓速度，操作不方便。方案三也只需一副模具，生產效率高，操作方便，工件精度也能滿足要求。通過對上述三種方案的分析比較，該件的沖壓生產采用方案三為佳。 三、主要設計計算（1）排樣方式的確定及其計算設計級進模，首先

3、要設計條料排樣圖。手柄的形狀具有一頭大一頭小的特點，直排時材料利用率低，應采用直對排，如圖二所示的排樣方法，設計成隔位沖壓，可顯著地減少廢料。隔位沖壓就是將第一遍沖壓以后的條料水平方向旋轉180，再沖第二遍，在第一次沖裁的間隔中沖裁出第二部分工件。搭邊值取25mm和35mm，條料寬度為135mm，步距離為53 mm，一個步距的材料利用率為78%（計算見表一）。查板材標準，宜選950mm1500mm的鋼板，每張鋼板可剪裁為7張條料（135mm1500mm），每張條料可沖56個工件，故每張鋼板的材料利用率為76%。圖二 排樣（2）沖壓力的計算該模具采用級進模，擬選擇彈性卸料、下出件。沖壓力的相關計

4、算見表一。 根據計算結果，沖壓設備擬選J23-25。（3）壓力中心的確定及相關計算計算壓力中心時，先畫出凹模型口圖，如圖三所示。在圖中將xoy坐標系建立在圖示的對稱中心線上，將沖裁輪廓線按幾何圖形分解成L1L6共6組基本線段，用解析法求得該模具的壓力中心C點的坐標（13.57，11.64）。有關計算如表二所示。由以上計算結果可以看出，該工件沖裁力不大，壓力中心偏移坐標原點O較小，為了便于模具的加工和裝配，模具中心仍選在坐標原點O。若選用J23-25沖床，C點仍在壓力機模柄孔投影面積范圍內，滿足要求。（4）工作零件刃口尺寸計算在確定工作零件刃口尺寸計算方法之前，首先要考慮工作零件的加工方法及模具

5、裝配方法。結合該模具的特點，工作零件的形狀相對較簡單，適宜采用線切割機床分別加工落料凸模、凹模、凸模固定板以及卸料板，這種加工方法可以保證這些零件各個孔的同軸度，使裝配工作簡化。因此工作零件刃口尺寸計算就按分開加工的方法來計算，具體計算見表三所示。表一：條料及沖壓力的相關計算表二：壓力中心數據表圖三 凹模型口圖（5）卸料橡膠的設計卸料橡膠的設計計算見表四。選用的四塊橡膠板的厚度務必一致，不然會造成受力不均勻，運動產生歪斜，影響模具的正常工作。四、模具總體設計（1）模具類型的選擇由沖壓工藝分析可知，采用級進沖壓，所以模具類型為級進模。（2）定位方式的選擇表四：卸料橡膠的設計計算（3）卸料、出件方

6、式的選擇因為工件料厚為1.2mm，相對較薄，卸料力也比較小，故可采用彈性卸料。又因為是級進模生產，所以采用下出件比較便于操作與提高生產效率。（4）導向方式的選擇為了提高模具壽命和工件質量，方便安裝調整，該級進模采用中間導柱的導向方式。五、主要零部件設計（1）工作零件的結構設計 落料凸模結合工件外形并考慮加工，將落料凸模設計成直通式，采用線切割機床加工，2個M8螺釘固定在墊板上，與凸模固定板的配合按H6/m5。其總長L可按公式計算：=20+14+1.2+28.8=64mm具體結構可參見圖四（a）所示。 沖孔凸模因為所沖的孔均為圓形，而且都不屬于需要特別保護的小凸模，所以沖孔凸模采用臺階式，一方面

7、加工簡單，另一方面又便于裝配與更換。其中沖5個5的圓形凸?？蛇x用標準件B型式（尺寸為5.1564）。沖8mm孔的凸模結構如圖四（b）所示。 凹模凹模采用整體凹模，各沖裁的凹模孔均采用線切割機床加工，安排凹模在模架上的位置時，要依據計算壓力中心的數據，將壓力中心與模柄中心重合。其輪廓尺寸可按公式2.9.3、2.9.4計算：凹模厚度 H=kb=0.2127mm=25.4mm（查表2.9.5得k=0.2）凹模壁厚 c=（1.52）H=3850.8mm取凹模厚度H=30mm，凹模壁厚c=45mm，凹模寬度B=b+2c=（127+245）mm=217mm凹模長度L取195mm（送料方向）凹模輪廓尺寸為1

8、95mm217mm30mm，結構如圖四（c）所示。（2）定位零件的設計落料凸模下部設置兩個導正銷，分別借用工件上5mm和8mm兩個孔作導正孔。8mm導正孔的導正銷的結構如圖五所示。導正應在卸料板壓緊板料之前完成導正，考慮料厚和裝配后卸料板下平面超出凸模端面lmm ，所以導正銷直線部分的長度為18mm。導正銷采用H7/r6安裝在落料凸模端面，導正銷導正部分與導正孔采用H7/h6配合。起粗定距的活動擋料銷、彈簧和螺塞選用標準件，規格為816。（3）導料板的設計導料板的內側與條料接觸，外側與凹模齊平，導料板與條料之間的間隙取1mm，這樣就可確定了導料板的寬度，導料板的厚度按表七選擇。導料板采用45鋼

9、制作，熱處理硬度為4045HRC，用螺釘和銷釘固定在凹模上。導料板的進料端安裝有承料板。（4）卸料部件的設計 卸料板的設計卸料板的周界尺寸與凹模的周界尺寸相同，厚度為14mm。卸料板采用45鋼制造，淬火硬度為4045HRC。卸料螺釘的選用卸料板上設置4個卸料螺釘，公稱直徑為12mm，螺紋部分為M1010mm。卸料釘尾部應留有足夠的行程空間。卸料螺釘擰緊后， 應使卸料板超出凸模端面lmm，有誤差時通過在螺釘與卸料板之間安裝墊片來調整。（5）模架及其它零部件設計該模具采用中間導柱模架，這種模架的導柱 在模具中間位置，沖壓時可防止由于偏心力矩而引起的模具歪斜。以凹模周界尺寸為依據，選擇模架規格。導柱

10、d/mmL/mm分別為28160，32160；導套d/mmL/mmD/mm分別為2811542，3211545。上模座厚度H上模取45mm，上模墊板厚度H墊取10mm，固定板厚度H固取20mm，下模座厚度H下模取50mm，那么，該模具的閉合高度：H閉=H上模 H墊L H H下模h2 =（45106430502）mm=197mm式中 L凸模長度，L=64 mm； H凹模厚度，H=30mm； h2凸模沖裁后進入凹模的深度，h2=2mm。可見該模具閉合高度小于所選壓力機J23-25的最大裝模高度（220mm），可以使用。材料：Crl2MoV 熱處理：5862HRC技術要求：尾部與凸模固定板按H6/m

11、5配合 材料：Crl2MoV熱處理：5862HRC 材料：Crl2 MoV 熱處理：6064HRC圖四 工作零件六、模具總裝圖通過以上設計，可得到如圖六所示的模具總裝圖。模具上模部分主要由上模板、墊板、凸模（7個）、凸模固定板及卸料板等組成。卸料方式采用彈性卸料，以橡膠為彈性元件。下模部分由下模座、凹模板、導料板等組成。沖孔廢料和成品件均由漏料孔漏出。條料送進時采用活動擋料銷13作為粗定距，在落料凸模上安裝兩個導正銷4，利用條料上5mm和8孔作導正銷孔進行導正，以此作為條料送進的精確定距。操作時完成第一步沖壓后，把條料抬起向前移動，用落料孔套在活動擋料銷13上，并向前推緊，沖壓時凸模上的導正銷

12、4再作精確定距。活動擋料銷位置的設定比理想的幾何位置向前偏移02mm，沖壓過程中粗定位完成以后，當用導正銷作精確定位時，由導正銷上圓錐形斜面再將條料向后拉回約02mm而完成精確定距。用這種方法定距，精度可達到002mm。 七、沖壓設備的選定通過校核，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：公稱壓力：250KN滑塊行程：65mm最大閉合高度：270mm最大裝模高度：220mm圖五 導正銷圖六 手柄級進模裝配圖工作臺尺寸（前后左右）：370mm560mm墊板尺寸（厚度孔徑）：50mm200mm模柄孔尺寸：40mm60mm最大傾斜角度：30八、模具零件加工工藝本副沖裁模，模具零件加工的關鍵在工作零件、固定板以及卸料板，若采用線切割加工技術，