1、摘 要隨著中國經濟的迅速發展，模具已經成為現今工業生產不可或缺的裝備，占有著越來越重要的地位。在這樣的發展形式下選擇模具設計這樣一個有意義的是一次非常重要的鍛煉機會。沖壓是機械制造中先進的加工方法之一，它利用壓力機通過模具對板料加壓，使其產生塑性變形或者分離，從而獲得一定形狀、尺寸和性能的零件。沖壓的主要設備是沖床和沖裁模具。經過查閱資料，首先要對零件進行工藝分析，經過工藝分析和對比，采用沖孔落料工序，通過沖裁力、頂件力、卸料力等計算，確定壓力機的型號。再分析對沖壓件加工的模具適用類型選擇所需設計的模具。得出將設計模具類型后將模具的各工作零部件設計過程表達出來。 在模具設計當中，產品的沖壓工藝

2、不可能都象各種工藝的基本運動那樣簡單，應當要根據具體情況對產品工藝作好運動分析，再據此作進一步的設計。在對產品工藝運動作分析時，應主要考慮其必要性、時間性、可行性，還應具有創造性。必要性是指運用基本運動原理判斷需要那些運動來實現產品工藝；時間性是指所需各項運動的先后順序；可行性是指能否通過結構設計和力學設計來實現所需運動；創造性是指在前述運動無法被實現或運動無法完全實現產品工藝的情況下，要善于大膽采用新方法去努力實現產品工藝，也就是前面所說的對機械運動的靈活運用。沖壓過程存在多種多樣的機械運動，而各種機械運動對沖壓工藝實現與沖壓件品質的影響也各不相同，因而在沖壓模具設計中對機械運動的控制和靈活

3、運用對提高設計水平和保證沖壓件品質具有重要意義。 在論文中第一部分，主要敘述了沖壓模具的發展狀況，說明了沖壓模具的重要性與本次設計的意義，接著是對沖壓件的工藝分析，完成了工藝方案的確定。第二部分，進行沖裁工藝力的計算和沖裁模工作部分的設計計算，對選擇沖壓設備提供依據。最后對主要零部件的設計和標準件的選擇，為本次設計模具的繪制和模具的成形提供依據，以及為裝配圖各尺寸提供依據。通過前面的設計方案畫出模具各零件圖和裝配圖再結合現今模具生產廠家的具體經驗進行結構設計，切實將設計做到能夠應用在實際生產中，使模具更具有實用性。本次設計闡述了沖壓模具的結構設計及工作過程。本模具性能可靠，運行平穩，提高了產品

4、質量和生產效率，降低勞動強度和生產成本關鍵字：沖壓；沖孔；模具結構 ABSTRACTWith China's rapid economic development, mold has become indispensable to today's industrial production equipment, occupy an increasingly important position. Such a development in the form of mold design to choose a meaningful way is a very important

5、 training opportunity. Stamping machinery manufacture, one of the advanced processing methods, it presses through the use of sheet metal compression mold to produce plastic deformation or separation in order to obtain a certain shape, size and performance parts. The main device is a pressing punch a

6、nd stamping dies. Through access to information, the first parts to the process analysis, through process analysis and comparison, the use of punch blanking process, through the blanking force, the top piece, and in terms of discharge power to determine the model press. Further analysis of the stamp

7、ing dies for processing the application to select the desired type of mold design. Mold will be designed to draw upon the type of mold parts of the work expressed in the design process.     In the mold design, the product of the stamping process can not have all kinds of technolo

8、gy as basic as a simple movement, it should be according to the specific circumstances of the product ready motion analysis technology, which further re-design. Movement of products in the analysis process should be the main consideration of its necessity, timing, feasibility, but also creative. The

9、 need for the use of basic movement is the principle to determine the needs of those campaigns to achieve product technology; the timing of the movement refers to the order in which they required; feasibility refers to whether the adoption of the structural design and mechanical design to achieve th

10、e required movement; creativity is Movement refers to the aforementioned movement can not be achieved or not be fully realized product technology, it is necessary to be good at bold efforts to adopt a new approach to product technology, which is mentioned in front of the flexibility in the use of me

11、chanical movement. Stamping process of a wide range of mechanical movement, and a variety of mechanical movement of the stamping process with the quality of stampings also vary, therefore the design of stamping dies for the mechanical motion control and flexibility in the use of design standards to

12、enhance and ensure the quality stampings of great significance.      In the paper the first part, mainly describes the development of stamping die, stamping die illustrate the importance and significance of this design, and then stamping parts of the process analysis, completed a

13、 process to identify programs. The second part of blanking process for the calculation and Die Design and Calculation of the work of some of the stamping equipment to provide a basis to choose. Finally, the main components of standard design and the choice of design-based mapping tool and provide a

14、basis for forming mold, as well as the assembly drawing to provide the basis of the size. Through the draw in front of mold design and assembly of the parts diagram Fig mold combined with the current manufacturer of the specific structural design experience, effective design can be used in actual pr

15、oduction, so that a more practical tool. The design of the structure of the stamping die design and working process. Reliable performance of the mold, smooth running, improved product quality and production efficiency, reduce labor intensity and production costs Keywords: Stamping; punching; die str

16、ucture目錄摘 要IABSTRACTIII第1章 緒論11.1 模具技術的歷史現狀與發展水平1 沖壓模具的歷史11.1.2 沖壓模具水平狀況2第2章 模具設計過程與基本概念52.1 沖壓模具設計的一般設計步驟5 取得必要的資料5 確定工藝方案及模具結構型式6 進行必要的工藝計算7 模具的總體設計7模具主要零部件的結構設計7選定沖壓設備8 繪制模具總圖8 繪制各非標零件的零件圖9填寫模具記錄卡和編寫沖壓工藝文件。92.2 沖壓模具的作用及基本要求92.3 模具的分類112.4 模具零件的分類13 工藝零件13 傳動零件13 輔助結構零件142.5 模具結構形式的選用14第3章 沖壓的定義與基

17、本概念163.1 沖壓的定義和優缺點16 冷沖壓的定義16 冷沖壓的優點如下。173.2 沖壓的主要工序183.3 沖壓件的精度193.4 沖壓材料及其沖壓成形性能20 材料的沖壓成形性能20 沖壓材料21第4章 模具的設計過程224.1 沖壓工藝分析22 材料22 尺寸精度23 結論234.2沖壓力與壓力中心計算24沖壓力分析24 沖壓力計算244.3 工作零件刃口尺寸計算24 沖孔部分以沖孔凸模為基準計算24 刃口尺寸計算25 凹模尺寸25 沖孔凸模尺寸264.5 凸模強度校核274.6 模具零件結構尺274.7 選擇壓力機324.8 模具工作過程32 初始狀態32 凸模在最低點時的狀態3

18、2 凸模隨橡膠螺柱上提時的狀態33 凹模、凸模繼續上提到達最高點完成一個工作循環33第5章 模具零件設計335.1 模架結構的選擇335.2 下模座的選擇設計335.3 上模座的選擇設計345.4 導柱的選擇設計355.5 導套的選擇設計365.6 各種版厚的確定37第6章 模具零件制造376.1 凹模固定板376.2 墊板386.3 凹模396.4 彈性卸料版406.5 凸模固定板416.6 上模座板426.7 下模座板436.8 沖孔凸模44參考文獻46致謝47附錄一48附錄二60第1章 緒論1.1模具技術的歷史現狀與發展水平沖壓模具的歷史我國考古發現，早在2000多年前，我國已有沖壓模具

19、被用于制造銅器，證明了中國古代沖壓成型和沖壓模具方面的成就就在世界領先。1953年，長春第一汽車制造廠在中國首次建立了沖模車間，該廠于1958年開始制造汽車覆蓋件模具。我國于20世紀60年代開始生產精沖模具。在走過了溫長的發展道路之后，目前我國已形成了300多億元（未包括港、澳、臺的統計數字，下同。）各類沖壓模具的生產能力。 一、沖壓模具市場情況 我國沖壓模具無論在數量上，還是在質量、技術和能力等方面都已有了很大發展，但與國發經濟需求和世界先進水平相比，差距仍很大，一些大型、精度、復雜、長壽命的高檔模具每年仍大量進口，特別是中高檔轎車的覆蓋件模具，目前仍主要依靠進口。一些低檔次的簡單沖模，已趨

20、供過于求，市場竟爭激烈。 現將2004年我國沖壓模具市場情況簡介如下： 沖壓模具水平狀況 近年來，我國沖壓模具水平已有很大提高。大型沖壓模具已能生產單套重量達50多噸的模具。為中檔轎車配套的覆蓋件模具內也能生產了。精度達到12m，壽命2億次左右的多工位級進模國內已有多家企業能夠生產。表面粗糙度達到Ra1.5m的精沖模，大尺寸（300mm）精沖模及中厚板精沖模國內也已達到相當高的水平。 1、 模具CAD/CAM技術狀況 我國模具CAD/CAM技術的發展已有20多年歷史。由原華中工學院和武漢733廠于1984年共同完成的精神模CAD/CAM系統是我國第一個自行開發的模具CAD/CAM系統。由華中工

21、學院和北京模具廠等于1986年共同完成的冷沖模CAD/CAM系統是我國自行開發的第一個沖裁模CAD/CAM系統。上海交通大學開發的冷沖模CAD/CAM系統也于同年完成。20世紀90年代以來，國內汽車行業的模具設計制造中開始采用CAD/CAM技術。國家科委863計劃將東風汽車公司作為CIMS應用示范工廠，由華中理工大學作為技術依托單位，開發的汽車車身與覆蓋模具CAD/CAPP/CAM集成系統于1996年初通過鑒定。在此期間，一汽和成飛汽車模具中心引進了工作站和CAD/CAM軟件系統，并在模具設計制造中實際應用，取得了顯著效益。1997年一汽引進了板料成型過程計算機模擬CAE軟件并開始用于生產。

22、21世紀開始CAD/CAM技術逐漸普及，現在具有一定生產能力的沖壓模具企業基本都有了CAD/CAM技術。其中部分骨干重點企業還具備各CAE能力。 模具CAD/CAM技術能顯著縮短模具設計與制造周期，降低生產成本，提高產品質量，已成為人們的共識。在“八五”、九五“期間，已有一大批模具企業推廣普及了計算機繪圖技術，數控加工的使用率也越來越高，并陸續引進了相當數量CAD/CAM系統。如美國EDS的UG，美國Parametric Technology公司 Pro/Engineer，美國CV公司的CADSS，英國DELCAM公司的DOCT5，日本HZS公司的CRADE及space-E, 以色列公司的Ci

23、matron 還引進了AutoCAD CATIA 等軟件及法國Marta-Daravision公司用于汽車及覆蓋件模具的Euclid-IS等專用軟件。國內汽車覆蓋件模具生產企業普遍采用了CAD/CAM技術/DL圖的設計和模具結構圖的設計均已實現二維CAD，多數企業已經向三維過渡，總圖生產逐步代替零件圖生產。且模具的參數化設計也開始走向少數模具廠家技術開發的領域。 在沖壓成型CAE軟件方面，除了引進的軟件外，華中科技術大學、吉林大學、湖南大學等都已研發了較高水平的具有自主知識產權的軟件，并已在生實踐中得到成功應用，產生了良好的效益。 快速原型（RP）傳統的快速經濟模具相結合，快速制造大型汽車覆蓋

24、件模具，解決了原來低熔點合金模具靠樣件澆鑄模具，模具精度低、制件精度低，樣樣制作難等問題，實現了以三維CAD模型作為制模依據的快速模具制造，它標志著RPM應用于汽車身大型覆蓋件試制模具已取得了成功。 圍繞著汽車車身試制、大型覆蓋件模具的快速制造，近年來也涌現出一些新的快速成型方法，例如目前已開始在生產中應用的無模多點成型及激光沖擊和電磁成型等技術。它們都表現出了降低成本、提高效率等優點。 2、模具設計與制造能力狀況 在國家產業政策的正確引導下，經過幾十年努力，現在我國沖壓模具的設計與制造能力已達到較高水平，包括信息工程和虛擬技術等許多現代設計制造技術已在很多模具企業得到應用。 雖然如此，我國的

25、沖壓模具設計制造能力與市場需要和國際先進水平相比仍有較大差距。這一些主要表現在高檔轎車和大中型汽車覆蓋件模具及高精度沖模方面，無論在設計還是加工工藝和能力方面，都有較大差距。轎車覆蓋件模具，具有設計和制造難度大，質量和精度要求高的特點，可代表覆蓋件模具的水平。雖然在設計制造方法和手段方面基本達到了國際水平，模具結構周期等方面，與國外相比還存在一定的差距。 標志沖模技術先進水平的多工位級進模和多功能模具，是我國重點發展的精密模具品種。有代表性的是集機電一體化的鐵芯精密自動閥片多功能模具，已基本達到國際水平。 但總體上和國外多工位級進模相比，在制造精度、使用壽命、模具結構和功能上，仍存在一定差距。

26、 汽車覆蓋件模具制造技術正在不斷地提高和完美，高精度、高效益加工設備的使用越來越廣泛。高性能的五軸高速銑床和三軸的高速銑床的應用已越來越多。NC、DNC技術的應用越來越成熟，可以進行傾角加工超精加工。這些都提高了模具面加工精度，提高了模具的質量，縮短了模具的制造周期。 模具表面強化技術也得到廣泛應用。工藝成熟、無污染、成本適中的離子滲氮技術越來越被認可，碳化物被覆處理（TD處理）及許多鍍（涂）層技術在沖壓模具上的應用日益增多。真空處理技術、實型鑄造技術、刃口堆焊技術等日趨成熟。激光切割和激光焊技術也得到了應用。第2章 模具設計過程與基本概念2.1 沖壓模具設計的一般設計步驟模具設計實質上是沖件

27、工藝方案的制定和模具結構的設計。一般步驟可歸納為以下幾點：取得必要的資料根據相關資料分析工件的沖壓工藝性，對工件進行工藝審核及標準化審核。 （1） 取得注明具體技術要求的產品零件圖樣。了解工件的形狀、尺寸與精度要求。關鍵孔的尺寸（大小和位置），關鍵表面，分析并確定工件的基準面。其實，沖壓件的各項工藝性要求并不是絕對的。尤其在當前沖壓技術迅速發展的情況下，根據生產實際的需要和可能，綜合應用各種沖壓技術，合理選擇沖壓方法，正確進行沖壓工藝的確定和模具結構的選擇使之既滿足產品的技術要求，又符合沖壓工藝的條件。 （2）收集工件加工的工藝過程卡片。由此可研究其前后工序的相互關系和在各工序間必須相互保證的

28、加工工藝要求及裝配關系等。 （3）了解工件的生產批量。零件的生產對沖壓加工的經濟性起著決定性的作用，為此，必須根據零件的生產批量和零件的質量要求，來決定模具的型式、結構、材料等有關事項，并由此分析模具加工工藝的經濟性及工件生產的合理性，描繪沖壓工步的輪廓。 （4）確認工件原材料的規格及毛胚情況（如板料、條料、卷料、廢料等），了解材料的性質和厚度，根據零件的工藝性確定是否采用無廢料排樣，并初步確定材料的規格和精度等級。在滿足使用性能和沖壓工藝性能要求的前提下，盡量采用低廉的材料。（5）分析設計和工藝上對材料纖維方向的要求、毛刺的方向。 （6）分析工（模）具車間制造模具的技術能力和設備條件以及可以

29、采用的模具標準件的情況。 （7）熟悉沖壓車間的設備資料或情況。 （8）研究消化上述資料，初步構思模具的結構方案。必要時可對既定的產品設計和工藝過程提出修改意見，使產品設計、工藝過程和模具設計與制造三者之間能更好的結合，已取得更加完善的效果。 確定工藝方案及模具結構型式 工藝方案的確定是沖壓件工藝分析之后應進行的一個最重要的環節。它包括：（1）根據工件的形狀特征、尺寸精度及表面的質量的要求，進行工藝分析，判斷出他的主要屬性，確定基本工序的性質。即落料、沖孔、彎曲、拉深、翻邊和漲形等基本工序。列出沖壓所需的全部單工序，一般情況可從產品圖樣要求直接確定。（2）根據工藝計算，確定工序數目。對于拉深件，

30、還應計算拉深次數。而彎曲件、沖裁件等也應根據其形狀、尺寸及精度要求等，確定是一次還是幾次加工。（3）根據工序的變形特點、尺寸精度要求及操作方便性等要求，確定工序排列的先后順序。如采用先沖孔后彎曲、還是先彎曲后沖孔等。（4）根據生產批量、尺寸大小、精度要求以及模具制造水平、設備能力等多種因素，將已初步依次而排的單工序予以可能的工序組合。如復合沖壓工序、連續沖壓工序等。通常，厚料、低精度、小批量、大尺寸的沖件宜采用單工序生產，選用簡單模；薄料小尺寸、大批量的沖件宜用級進模連續生產；而形位精度高的沖件，則宜采用復合模進行沖壓。 在確定工序的性質、順序及工序的組合后，即確定了沖壓的工藝方案。也即決定了

31、各工序模具的結構型式。 進行必要的工藝計算（1）設計材料的排樣和計算毛胚尺寸。（2）計算沖壓力（包括沖裁力、彎曲力、拉深力、翻邊力、漲形力、及卸料力、推件力、壓邊力等），必要時還需計算沖壓功和功率。（3）計算模具的壓力中心。（4）計算或估算各主要零件的厚度。如凹模、凸模固定板、墊板的厚度以及卸料橡皮或彈簧的自有高度等。（5）決定凸、凹模的間隙，計算凸、凹模工作部分的的尺寸。（6）對于拉深工序，需決定拉深的方式（壓邊或不壓邊），計算拉深次數及中間工序的半成品的尺寸。對于某些工藝，如帶料的料、連續拉深，則需進行專門的工藝計算。 模具的總體設計在上述分析計算的基礎上，進行模具結構的總體設計并初步計算

32、出模具的閉合高度，概略地定出模具的外形尺寸。 模具主要零部件的結構設計（1）工作部分零件。如凸模、凹模、凸凹模等結構形式的設計及固定形式的選擇。（2）定位零件。在模具中常用的定位裝置有很多的型式。如可調定位板、固定擋料銷、活動擋料銷及定居側刀，需要根據具體的情況進行選用及設計。在連續模中還需要考慮是否采用初始擋料銷。（3）卸料和推件裝置。如選用剛性還是彈性的，彈簧和橡皮的選用和計算等。（4）導向零件。如選用導柱、導套導向還是導板導向，選用中間導柱、后側導柱還是對角導柱，是滑動導套還是帶鋼球的滾珠導套等。（5）支持及夾持零件、緊固零件。如模柄、上下模座的結構形式的選擇等。 選定沖壓設備沖壓設備的

33、選擇是工序設計和模具設計的一項重要的內容。合理的選用設備對工件質量的保證、生產率的提高、操作時的安全性等都有重要的影響，也為模具的設計帶來方便。沖壓設備的選擇主要決定001其類型和規格。沖壓設備類型的選定，主要取決于工藝要求和生產批量。沖壓設備規格的確定，主要取決于工藝參數及模具結構尺寸。對于曲柄壓力機來說，必須滿足以下要求：（1）壓力機的標稱壓力必須大于沖壓的工藝力。即P壓>P。更確切的說，應該是沖壓過程的負荷曲線必須在壓力機的許用負荷之下。對于拉深件還需計算拉深功。（2）壓力機的裝模高度必須符合模具閉合高度的要求。（3）壓力機的行程要滿足工件成形的要求。如對拉深工序所用的壓力機，其行

34、程必須大于該工序中工件高度的22.5倍，以便放入毛胚和取出工件。（4）壓力機的臺面尺寸必須大于模具下模座的外形尺寸，并留有固定模具的位置。一般每邊應大出5070mm以上。壓力機臺面上的漏料孔尺寸必須大于工件（或廢料）的尺寸。 繪制模具總圖模具總圖（包括零件工作圖）的繪制應嚴格按照制圖標準（GB/T4457GB/T4460和GB/T1311993）。同時在實際生產中，結合模具的工作特點和安裝、調整的需要，其圖面的布置已形成一定的習慣。模具總圖包括：（1）主視圖。繪制模具在工作位置的剖面圖。一般情況下，其中一半繪制沖壓開始以前（沖床滑塊在上止點位置時）毛胚置入的情況；另一半繪制沖壓結束后、工件已成

35、形（或已分離）、沖床滑塊在下止點位置的狀態。（2）俯視圖。通常情況下一半繪制下半部分俯視圖，另一半繪制上半部分的俯視圖。（3）列出零件明細表，注明材質及數量。凡標件都要選定規格。（4）技術要求及說明。技術要求包括沖壓力、所選用的設備型號、模具總體的形位公差及裝配、安裝、調試、模具閉合高度、模具間隙以及其他技術要求。繪制各非標零件的零件圖零件圖上應注明全部尺寸、公差及配合、形位公差、表面粗糙度、所用材料及熱處理要求，以及其他各項技術要求。 填寫模具記錄卡和編寫沖壓工藝文件。對于小批量生產時，應填寫工藝路線明細表；而在大量生產時，則需對每個零件制定工藝過程卡和工序卡。2.2 沖壓模具的作用及基本要

36、求模具的作用一方面是將壓力機的作用力通過模具傳遞給金屬板料，在其內部產生使之變形的內力。當內力的作用達到一定的數值時，板料毛胚或毛胚的某個部分便會產生與內力的作用性質相對應的變形，從而獲得滿足一定性能要求及符合所需尺寸及形狀的制品；另一方面，通過模具的作用，可以保證上下模之間的正確導向，并使配料穩固的壓緊與精確的定位，從而沖制出達到一定精度要求的沖件。在生產實際中，模具的作用在于保證沖件的質量、提高生產率和降低成本等。為此，除了采用行之有效的工藝手段、進行正確的模具設計及選擇合理的模具結構之外，還必須以先進的模具制造技術作為保證。對于各類模具的制造，一般都應滿足如下的幾個基本要求沖壓模具制造的

37、基本要求包括兩個方面：一方面是對沖壓模具制造工藝過程的基本要求；另一方面是對制造出來的沖壓模具在質量和使用方面的基本要求。 1. 對沖壓模具制造工藝過程的基本要求沖壓模具制造工藝過程中，應滿足以下基本要求。要保證模具的質量。保證模具的質量是指在正常生產條件下，按工藝過程所加工的模具零件應能達到模具設計圖樣所規定的全部精度和表面質量要求，并通過裝配后能批量成形出合格的產品零件來。一般情況下，沖壓模具的質量是由制造工藝規程的合理性、機床的加工精度及先進程度、操作者的技術水平等決定的。2. 要保證模具的制造周期。沖壓模具的制造周期是指完成沖壓模具制造全過程所需的時間。沖壓模具制造周期的長短主要取決于

38、制模技術和生產管理水平的高低。為了滿足生產需要，提高產品競爭能力，必須在保證質量的前提下盡量縮短模具制造周期。為此，在制造沖壓模具時，應力求縮短模具零件加工工藝路線，制定合理的加工工序，編制科學的工藝標準，經濟合理地使用加工設備，并推行和采用“成組加工工藝”、模具標準件和模具技術。3 .要保證模具的使用壽命。模具的使用壽命是指模具在使用過程中的耐用程度，一般同一模具成形的沖壓件越多，則標志模具的壽命越長。提高沖壓模具壽命是一個綜合性問題，除了正確選用模具材料以外，還應在模具結構設計、制造方法、測試設備、熱處理工藝、模具使用時的潤滑條件及所用沖壓設備的精度等方面綜合予以改進和提高。4. 要保證模

39、具的精度。模具精度包括模具零件（主要是工作零件本身的精度和發揮模具效能所具有的精度，如凸、凹模的尺寸精度、形狀與位置精度，模具零件裝配后各零件之間的平行度、垂直度及定位與導向配合等精度。但通常所講的模具精度，主要是指模具工作零件的精度。一般來說，模具精度是通過制造精度來獲得的，而制造精度又受到加工方法及加工自身精度的限制。對大批量沖壓成形用的模具，對其精度要求是：一方面要求同一模具成形出來的沖壓件可以互換；另一方面模具本身的工作零件如有損壞，也要求可以互換。5. 要保證模具的成本低廉。模具成本是指模具設計制造費用與模具維修保養費用之和與模具成形出的沖壓件總數的比值。在模具生產廠家，主要是指模具

40、的制造費用。由于模具是單件生產，加之模具本身的復雜程度和精度要求都較高，故模具的成本較高。為了降低模具的制造成本，應根據沖壓件批量大小，合理選擇模具材料，制定合理的加工工藝規程及設法提高勞動效率。對沖壓模具的基本要求沖壓模具制造出來以后，應達到以下基本要求。能沖出質量合格的沖壓件。沖壓件的質量包括其形狀、尺寸、精度、斷面質量和外觀等方面。具有一定的使用壽命。制造和修理沖壓模具時均應考慮到沖壓模具在使用過程中的受力情況和可能的磨損，使沖壓模具的強度、剛性、耐磨性和沖擊韌度都具有足夠的耐用度。能正確而順利地安裝到規定的壓力機上。即沖壓模具的閉合高度、模柄或安裝槽（孔尺寸、頂桿和推桿尺寸等）要與壓力

41、機有關技術規格相適應。沖壓模具的技術狀態良好。包括各零件的配合關系是否正確和穩定，對于沖壓模具的安裝、操作和維修是否方便等。保證交貨期。根據訂貨單位生產的需要，在保證質量的前提下，盡量縮短制造周期，按期交出合格的沖壓模具。沖壓模具的成本應低廉。2.3 模具的分類沖床用的模具種類繁多，且變化無窮，由于生產成品的不同或使用沖床及材料的種類各異，則模具的設計構造、制造及使用變化隨之而異，又模具幾乎都只適于單一產品的加工，致使其分類極為困難，一般分類的方法是依模具的工作方式與依產品的加工方法。 一， 依模具的工作方式分類 ，依模具工作方式的不同而分類，是根據在一副模具內所能完成的工程數目而定，分為單工

42、程沖模和多工程沖模兩種。 單工程沖模：沖床每一程僅能作一單獨加工。 多工程沖模：將數個單工程沖模聚在一副模具內，使沖床每一沖程能同時作多種單工程的工作，由于設計方式的不同又可區分為復合模沖模、組合沖模和連續沖模三種。   復合沖模：在不改變毛胚的位置，使沖床每一次沖擊下，可同時完成兩個或兩個以上的不同工程，但僅限于剪切加工的工程。 組合沖模：如果模具是由非剪切性的加工工程（如成形、彎曲、抽制、壓印等）相互組成，或非剪切性的加工與剪切性的加工組合在一起，也是不改毛胚的位置，在沖床每一沖制下，可同時完成數種單工程的工作，此即稱為組合沖模。 連續模：將各種作用的單工程沖模分級排列

43、在沖床上，帶料則依次通過每一級去施行加工，一件完整的零件是在最后一級完成的。 二， 依產品的加工方法分類 依產品加工方法的不同，可將模具分成沖剪模具、彎曲模具、抽制模具、成形模具和壓縮模具等五大類。    沖剪模具：是以剪切作用完成工作的，常用的形式有剪斷沖模、下料沖模、沖孔沖模、修邊沖模、整緣沖模、拉孔沖模和沖切模具。 彎曲模具：是將平整的毛胚彎成一個角度的形狀，視零件的形狀、精度及生產量的多寡，乃有多種不同形式的模具，如普通彎曲沖模、凸輪彎曲沖模、卷邊沖模、圓弧彎曲沖模、折彎沖縫沖模與扭曲沖模等。 抽制模具：抽制模具是將平面毛胚制成有底無縫容器。 成形模具：指用各種局部

44、變形的方法來改變毛胚的形狀，其形式有凸張成形沖模、卷緣成形沖模、頸縮成形沖模、孔凸緣成形沖模、圓緣成形沖模。 壓縮模具：是利用強大的壓力，使金屬毛胚流動變形，成為所需的形狀，其種類有擠制沖模、壓花沖模、壓印沖模、端壓沖模。2.4模具零件的分類根據沖件的形狀、大小、精度和不同的工藝要求，以及考慮到生產量、經濟性等不同的要求，模具的結構型式和復雜程度各不相同。但模具的結構組成是很有規律性的。對功能齊全的手工送料模具來說，根據其模具的作用情況，所以的零件可以分為工藝零件、傳動零件和輔助結構零件三大類。工藝零件這類零件是直接參加完成沖壓工序及與材料和沖件相互接觸，他們對完成工藝過程其主要作用，直接使板

45、料產生金屬流動、造成塑性變形或引起材料分離的零件。其中包括：（1）工作零件-直接完成工作要求的一定變形或造成材料分離的零件。如凸模、凹模、凸凹模等；（2）定位零件-用以確定加工中材料和毛胚正確位置的零件。如當料銷。定位板、定距側刀等；（3）卸料、推料及壓料零件-用于夾持毛胚或在沖壓完成后進行推件及卸料的零件。在某些情況下，也能起到限位，校整和幫助提高沖件精度的作用。如卸料版壓邊圈、頂件器、廢料切刀以及與模具安裝在一起的送料、送件裝置等。傳動零件使板料進給送料、或使模具工作部分產生某種特定的運動方向，使得壓力機垂直上下運動變成工藝過程中所需的運動方向的零件。如凸輪。斜楔、滑板、鉸鏈接頭等。輔助結

46、構零件這類零件不直接參與完成工藝過程，也不和胚料直接發生作用。只是在模具結構中有安裝夾持及裝配的作用，對模具完成工藝過程其保證作用或對模具功能起完善與輔助的作用。其中包括：（1）導向零件-作為上模在工作時的運動方向，保證模具上、下部分正確的相對位置的零件。（2）夾持及支持零件-用以安裝工藝零件及傳遞工作壓力，并將模具安裝固定到壓力機上的零件。（3）緊固及其他零件-連接緊固工藝零件與輔助零件，及將模具固定到壓力機臺面上的零件。2.5 模具結構形式的選用沖模設計時，首先要根據工藝方案選定模具類型（簡單模、級進模或復合模），確定具體的模具總體結構形式。這是沖模設計的關鍵一步，它直接影響沖壓件的品質，

47、成本和沖壓生產率。 模具的結構形式很多，可根據沖壓件的形狀、尺寸、精度、材料性能和生產批量及沖壓設備、模具加工條件、工藝方案等設計。在滿足沖壓件品質要求的前提下，力求模具結構簡單、制造周期短、成本低、生產效率高、壽命長。確定模具結構形式的內容包括以下幾個方面:：1)根據沖壓件的形狀和尺寸，確定凸、凹模的加工精度、結構形式和固定方法；2)根據毛坯的特點、沖壓件的精度和生產批量，確定定位、導料和擋料方式；3)根據工件和廢料的形狀、大小，確定進料、出件和排出廢料的方式；4)根據板料的厚度和沖壓件的精度要求，確定壓料與卸料方式，壓料或不壓料，彈性卸料或剛性卸料；5)根據生產批量，確定操作方式：手工操作

48、，自動或半自動操作；6)根據沖壓件的特征和對模具壽命的要求，確定合理的模具加工精度，選取合理的導向方式和模具固定方式；7)根據所使用的設備，確定模具的安裝與固定方式。表2-5的內容供選定模具種類時參考。表2-5  沖壓件生產批量與合理模具形式   2-5 級進模與復合模性能比較比較項目復合模級進模沖壓精度高級和中級精度（35級）中級和低級精度（58級）制件形狀特點    零件的幾何形狀與尺寸受到模具結構與強度方面的限制   可以加工復雜、特殊形狀的制件，如寬度很小的異形件等制件品質  

49、 由于壓料沖裁同時得到校平，制件平正（不彎曲）且有較好的剪切斷面   中、小制件不平正（彎曲），高質量制件要求校平 生產效率     制件被頂到模具工作面上，必須用或機械排除，生產效率稍低   工序間自動送料可以自動排除工件，生產效率高使用高速自動壓力機   操作時出件困難可能損壞彈簧緩沖機構不作推薦   在行程次數為每分鐘400次或更多的高速壓力機上工作 工作安全性        手需

50、伸入模具的工作區不安全，需采用安全的措施  手不需伸人模具工作區，比較安全多排沖壓法的應用       很少采用廣泛用于尺寸較小的制件模具制造工作量和成本沖裁復雜形狀制件比級進模低沖裁簡單形狀制件比復合模低  此外在設計沖模時，還必須對其加工、維修、操作安全等方面予以注意。1)大型、復雜形狀的模具零件，加工困難時，應考慮采用鑲拼結構，以利于加工。2)模具結構應保證磨損后修磨方便；盡量做到不拆卸即可修磨工作零件；影響修磨而必須去掉的零件(如模柄等)，町做成易拆卸的結構等等。3)沖模的工作零件較多，而且使用壽

51、命相差較大時，應將易損壞及易磨損的工作零件做成快換結構的形式，而且盡量做到可以分別調整和補償易磨損件的相關尺寸。4)需要經常修磨和調整的部分盡量放在模具的下部。5)頃鞋較大的模填應有方便的起運孔或鉤環等。第3章 沖壓的定義與基本概念3.1沖壓的定義和優缺點冷沖壓的定義沖壓加工是借助于常規或專用沖壓設備的動力，使板料在模具 里直接受到變形力并進行變形，從而獲得一定形狀,尺寸和性能的產品零件的生產技術。板料，模具和設備是沖壓加工的三要素。沖壓加工是一種金屬冷變形加工方法。所以，被稱之為冷沖壓或板料沖壓，簡稱沖壓。它是金屬塑性加工（或壓力加工）的主要方法之一，也隸屬于材料成型工程技術。沖壓所使用的模

52、具稱為沖壓模具，簡稱沖模。沖模是將材料（金屬或非金屬）批量加工成所需沖件的專用工具。沖模在沖壓中至關重要，沒有符合要求的沖模，批量沖壓生產就難以進行；沒有先進的沖模，先進的沖壓工藝就無法實現。沖壓工藝與模具、沖壓設備和沖壓材料構成沖壓加工的三要素，只有它們相互結合才能得出沖壓件。冷沖壓的優點如下。與機械加工及塑性加工的其它方法相比，沖壓加工無論在技術方面還是經濟方面都具有許多獨特的優點。主要表現如下。(1) 沖壓加工的生產效率高，且操作方便，易于實現機械化與自動化。這是因為沖壓是依靠沖模和沖壓設備來完成加工，普通壓力機的行程次數為每分鐘可達幾十次，高速壓力要每分鐘可達數百次甚至千次以上，而且每

53、次沖壓行程就可能得到一個沖件。（2） 沖壓時由于模具保證了沖壓件的尺寸與形狀精度，且一般不破壞沖壓件的表面質量,而模具的壽命一般較長,所以沖壓的質量穩定,互換性好,具有“一模一樣”的特征。（3） 沖壓可加工出尺寸范圍較大、形狀較復雜的零件，如小到鐘表的秒表，大到汽車縱梁、覆蓋件等，加上沖壓時材料的冷變形硬化效應，沖壓的強度和剛度均較高。（4） 沖壓一般沒有切屑碎料生成，材料的消耗較少，且不需其它加熱設備，因而是一種省料，節能的加工方法，沖壓件的成本較低。由于沖壓具有如此優越性，沖壓加工在國民經濟各個領域應用范圍相當廣泛。例如，在宇航，航空，軍工，機械，農機，電子，信息，鐵道，郵電，交通，化工，

54、醫療器具，日用電器及輕工等部門里都有沖壓加工。不但整個產業界都用到它，而且每個人都直接與沖壓產品發生聯系。像飛機，火車，汽車，拖拉機上就有許多大，中，小型沖壓件。小轎車的車身，車架及車圈等零部件都是沖壓加工出來的。據有關調查統計，自行車，縫紉機，手表里有80%是沖壓件；電視機，收錄機，攝像機里有90%是沖壓件；還有食品金屬罐殼，鋼精鍋爐，搪瓷盆碗及不銹鋼餐具，全都是使用模具的沖壓加工產品；就連電腦的硬件中也缺少不了沖壓件。但是，沖壓加工所使用的模具一般具有專用性，有時一個復雜零件需要數套模具才能加工成形，且模具制造的精度高，技術要求高，是技術密集形產品。所以，只有在沖壓件生產批量較大的情況下，

55、沖壓加工的優點才能充分體現，從而獲得較好的經濟效益的。當然，沖壓加工也存在著一些問題和缺點。主要表現在沖壓加工時產生的噪音和振動兩種公害，而且操作者的安全事故時有發生。不過，這些問題并不完全是由于沖壓加工工藝及模具本身帶來的，而主要是由于傳統的沖壓設備及落后的手工操作造成的。隨著科學技術的進步，特別是計算機技術的發展，隨著機電一體化技術的進步，這些問題一定會盡快二完善的得到解決。3.2沖壓的主要工序由于沖壓加工的零件種類繁多，各類零件的形狀、尺寸和精度要求又各不相同，因而生產中采用的沖壓工藝方法也是多種多樣的。概括起來，可分為分離工序和成形工序兩大類；分離工序是指使坯料沿一定的輪廓線分離而獲得

56、一定形狀、尺寸和斷面質量的沖壓（俗稱沖裁件）的工序；成形工序是指使坯料在不破裂的條件下產生塑性變形而獲得一定形狀和尺寸的沖壓件的工序。上述兩類工序，按基本變形方式不同又可分為沖裁、彎曲、拉深和成形四種基本工序，每種基本工序還包含有多種單一工序。在實際生產中，當沖壓件的生產批量較大、尺寸較少而公差要求較小時，若用分散的單一工序來沖壓是不經濟甚至難于達到要求。這時在工藝上多采用集中的方案，即把兩種或兩種以上的單一工序集中在一副模具內完成，稱為組合的方法不同，又可將其分為復合-級進和復合-級進三種組合方式。復合沖壓在壓力機的一次工作行程中，在模具的同一工位上同時完成兩種或兩種以上不同單一工序的一種組

57、合方法式。級進沖壓在壓力機上的一次工作行程中，按照一定的順序在同一模具的不同工位上完面兩種或兩種以上不同單一工序的一種組合方式。   復合-級進在一副沖模上包含復合和級進兩種方式的組合工序。沖模的結構類型也很多。通常按工序性質可分為沖裁模、彎曲模、拉深模和成形模等；按工序的組合方式可分為單工序模、復合模和級進模等。但不論何種類型的沖模，都可看成是由上模和下模兩部分組成，上模被固定在壓力機工作臺或墊板上，是沖模的固定部分。工作時，坯料在下模面上通過定位零件定位，壓力機滑塊帶動上模下壓，在模具工作零件（即凸模、凹模）的作用下坯料便產生分離或塑性變形，從而獲得所需形狀與尺寸的沖件。上模回升時，模具的卸料與出件裝置將沖件或廢料從凸