PAGEPAGEI本科畢業設計（論文）題目：訂書機針槽沖壓工藝與模具設計專題題目：學院：專業：班級：學號：學生：指導教師：職稱：指導教師：職稱：時間：年月日PAGEPAGE1目錄第一章緒論 11.1沖壓工藝的發展 11.2研究設計的理論 11.3研究設計的任務及步驟 2第二章沖裁件工藝分析及沖裁方案的確定 42.1材料分析 42.2零件結構及毛坯尺寸圖展開 42.3尺寸精度 52.4沖裁工藝方案的確定 62.5沖裁工藝方法的選擇 63.1模具類型的選擇 83.2送料方式的選擇 83.3定位方式的選擇 83.4卸料、出件方式的選擇 83.5導向方式的選擇 8第四章工藝參數計算 95.1排樣方式的選擇 94.1.1排樣及搭邊值的計算 94.1.2步距的計算 94.1.3條料寬度的確定 94.1.4材料利用率的計算 104.2沖裁力的計算 104.2.1落料力的計算 104.2.2沖孔力的計算 114.2.3彎曲力的計算 114.2.3卸料力的計算 114.2.4推件力F推的計算 124.2.5總壓力的計算 124.2.6初選壓力機 12第五章刃口尺寸計算 145.1沖裁間隙的確定 145.2刃口尺寸的計算及依據與法則 155.3彎曲工作部分尺寸計算 17第六章模具零部件設計 196.1凹模設計 196.1.1凹模外形的確定 196.1.2凹模刃口結構形式的選擇 206.1.3凹模精度與材料的確定 206.2凸模的設計 216.2.1凸模結構的確定 216.2.2凸模高度的確定 216.2.3凸模材料的確定 226.2.4凸模精度的確定 226.3卸料板的設計 246.3.1卸料板外型設計 246.3.2卸料板材料的選擇 256.3.3卸料板整體精度的確定 256.4固定板的設計 256.5墊板的設計 266.6上下模座、模柄的選用 276.6.1上下模座的選用 276.6.2模柄的選用 27第七章沖裁設備的校核與選定 297.1沖裁設備的校核 297.2沖裁設備的選定 29第八章繪制模具總裝圖及零件圖 308.1裝配圖繪制 308.2模具零件圖的繪制 30第一章緒論1.1沖壓工藝的發展隨著模具設計愈加成熟的發展，沖壓工藝之間具體的精細的分類也不再是相互不干擾，他們之間的明確的界限也在逐漸變得模糊。沖壓零件的精度越來越準確，生產效率也大幅提高。沖印工藝以高質量改善為新的開發水平目標。通過對沖壓成形性能和成形極限的研究、對沖壓件成形困難程度的確定以及對預測技術的開發，都顯示了它的過程與原始經驗不同。從實驗分析階段到理論為主導的科學階段，這些都說明了沖壓成形在逐漸趨于工程化和智能化。為了適應小生產批次的快速換代的發展趨勢，一些新的成形工藝(如高能成形和旋壓等)、簡單的形狀(如柔軟形狀和低熔點合金工具)開始產生并發展，另外還有適用于大量產和小批量生產的通用組合模具和數控沖壓等設備在不斷改進，不斷改善金屬板的成型能力和使用效果[1]。快速原型制造英文縮寫RPM,也可以簡單說成RP.(RPM)技術是美國首先推出的。可以說它的出現是當之無愧的一次技術革命。模具制造中可以直接或間接應用RPM技術，最先是從激光切割開始，后來3D打印，然后出現了成本非常低廉的FDM打印。不管是大型模具，還是人機，甚至到日常家用的小物件，RPM技術都將單件制造效率提高了無數倍。和傳統加工方法相比，運用RPM技術技術可以節省三分之一的時間和四分之一的成本。人們可以通過3D打印等方法得出制件圓形，并通過一些較為傳統的快速制模方法來獲得長壽命的金屬模具。RPM設計是典型的需要設計上多下一點功夫，然后在制造和組裝上獲取較低難度的新技術,因此具有成本低的優點。新技術的出現在質量控制和可重復性的方面是非常有優勢的。在PRM技術成熟之前，即使是裝個床架如果手工切割，想控制好公差和隼口的裝配精度是需要很多經驗并且要下很多功夫的。將新的技術和CAD相結合實現了優勢互補，降低制件設計時的難度，因此新技術具有很大的發展其那里與空間。利用出現的新技術，結合所學到沖壓專業知識，以及在CAD基本技能的操作之下，在很大程度上可以非常便捷地做出復雜結構、復雜外形，但這在以前必須花費大量時間才能做到。所以，快速制模技術與快速原型制造技術的結合，會將傳統快速制模技術和模具設計帶入一個更深層次的發展方向[2]。1.2研究設計的理論1.基于沖壓工藝的基本理論本文通過分析不同沖壓方法的基本運動，對沖壓模的設計提出要求。首先，解釋說明了沖壓工序中機械運動的基本概念，其次分析了沖裁、彎曲、拉深過程的基本運動機理，并說明了模具設計中靈活應用機械運動的過程。最后，根據具體情況模具設計中靈活應用機械操作的重要性，總結設計過程的機械運動分析方法，確保水平和沖壓件的質量。彎曲過程的基本運動：卸料板一開始接觸板料，之后壓緊，凸模下降到與板料相接觸的高度，然后繼續下降使其進入凹模。凸、凹模以及板料相對運動，致使板料進行折彎變形，之后分離開凸、凹模，完成彎曲動作。卸料板和頂桿在其間的運動起著非常重要的作用，它們直接決定了彎曲件的質量。要特別注意，首先，卸料板與凸模相比要先接觸板料，應保證充足的壓料力，才能保證足夠的尺寸精度，以及較好的平面度。其次，為了能夠順利地推出彎曲件，頂件力應該足夠。否則，彎曲部分會發生變形。2.沖壓過程中機械運動的概述沖壓就是使不同的板料產生變形和分離,以此獲取具有特定的形狀、尺寸、性能的零件,獲取零件的工具包括模具和沖壓設備。一般來說，立式沖床用于生產，在沖壓過程中主要的運動是上下方向的。機械式運動可以分為三種基本形態:滑動、轉動和滾動。但是，運動形態不同，其特性不同，對沖壓的影響也不同。由于沖壓時的運動種類繁多，為了滿足沖壓設計的要求，有必要嚴格控制沖壓設計中所有種類的運動。同時，為了滿足產品的要求，需要根據特定的設計情況靈活地使用所有機械運動類型。沖壓過程的主要運動是上下運動。而楔形結構、轉銷結構、輥結構和滾軸結構和旋切結構等設計，可以將主要運動方式轉換為水平運動，滾動。在形狀設計中，這些特殊結構更復雜、更困難，成本也更高，但為了滿足產品形狀和尺寸的要求，這是一個有效的解決方案。3.沖裁模具中機械運動的控制和運用沖壓工序的基本動作是卸貨板最初與板料相接觸，用力擠壓牢固，然后繼續下降以進入凹模。凸、凹模及板料進行相對的運動，致使凸、凹模被分離。廢料被卸料板從凸模中壓出，完成沖裁動作。一些沖孔模具的沖孔數量較多時，如果沖孔力不大，可能會對沖壓生產不利。為避免這種情況，可以使用兩個或四個不同長度的批沖頭，以便在沖壓時讓沖孔運動分時間進行，從而有效地減少沖裁力。1.3研究設計的任務及步驟設計步驟：沖壓模具課程設計按以下幾個步驟進行。(1)制定好沖壓工序安排方案、畫出工件圖、畫出排樣圖(2)計算相關的工藝參數。計算沖裁力、卸料力、計算凹模尺寸、選用模具組合等，初選壓力機噸位；(3)確定壓力機噸位；(4)設計及繪制模具裝配圖；(5)設計及繪制模具零件圖；(6)按規定格式編制設計說明書；(7)課程設計面批后或答辯。第二章沖裁件工藝分析及沖裁方案的確定圖2-1訂書機針槽生產批量：大批量；材料：Q235；材料厚度：1mm；未注公差：IT14。2.1材料分析表2-1抗剪性能材料名稱牌號抗剪強度（MPa）抗拉強度（MPa）屈服點（MPa）伸長率（%）碳素結構鋼Q23536045031029由上表2-1可知：Q235是碳素結構鋼中應用最為廣泛的一個品種。總體來說Q235沖裁成形性性能較好，作為一般的工件材料沖裁符合要求。綜合考量之下，Q235可以用于沖裁加工。2.2零件結構及毛坯尺寸圖展開此工件有沖孔、落料和彎曲、切斷四個工序。工件所選用材料為Q235，具有良好的耐蝕性、壓力加工性，適合沖裁。工件結構相對簡單，形狀屬于對稱結構，適合沖裁。孔與邊之間最小壁厚為2.0mm。工件的尺寸精度IT14級，普通沖裁完全能滿足要求。圖2-2毛坯展開圖2.3尺寸精度一般而言，在處理加工后，調整實際和理想的幾何參數，可以提升它的加工準確性。此部分給出的精度為IT14。見表2-2通過查公差等級表，發現普通沖裁能夠滿足零件精度要求[4]。表2-2常見零件的公差等級表公差等級IT4IT5IT6IT7IT8IT9IT10IT11IT12IT13IT14基本尺寸/mm/μm/mm≤3＞3~6＞6~10＞10~18＞18~30＞30~50＞50~80＞80~120＞120~180＞180~250＞250~315＞315~400＞400~500344567810121416182045689111315182023252768991316192225293236401012151821253035404652576314182227333946546372818997253036435262748710011513014015540485870841001201401601852102302506075901101301601902202502903203604000.100.120.150.180.210.250.300.350.400.460.520.570.630.140.180.220.270.330.390.460.540.630.720.810.890.970.250.300.360.430.520.620.740.871.001.151.301.401.552.4沖裁工藝方案的確定基于工藝和技術經濟的分析，制定了一套基于沖裁件的特性的工藝方案。共有方案有沖裁工藝的組合以及順序的安排。2.5沖裁工藝方法的選擇模具工藝方案的確定對于模具設計開始之前是一個重要的分析準備工作，可以說,只有在進行工藝方案的確定情況下,才能確定模具后期的工序數目，工序順序，以及沖裁方案。因此在設計開始之前我們通過對于本次設計的工藝分析，要制定幾個方案設計，經過各方面的考量選擇一種比較合適的沖裁方案，用于我的此次設計。依據上面對制件的分析可知，可以明確本次制件屬于標準的落料、沖孔、彎曲經三步工序使制件成形的，對于本次設計安排了三種常用的模具組合，如下所示：第一種工藝方案是：通過對制件的外形分析，確認可以使用落料模具進行生產，沖孔也使用單工序沖孔模來完成，彎曲也使用單工序彎曲模來完成。第二種工藝方案是：觀察分析可以用復合模進行生產。第三種工藝方案是：本次的制件還可以使用一副級進模的模具來進行生產，需要使用多個工位生產。工藝方案1：如果有三副模具用于生產，為了完成成型，模具必須前后更換，生產效率低下。因為零件需要大量生產，所以不能用方案1生產。工藝方案2：復合模的結構較為復雜，但是可以對產品一次加工成型，加工誤差較小且效率極高，但是設計、制造難度較高且一旦零件損壞，維修較為復雜，因此也不適合由于生產該產品。工藝方案3：該方案使用一副模具完成多道工序，生產效率遠高于單工序級進模且制造、維修成本低于復合模，且可以加工形狀較為復雜的產品，來實現快速生產，極大地提高了生產效率。在比較上述三種方案的缺點和優點之后，此時訂書機針槽最適合于方案3的生產，比較后采用級進模制造訂書機針槽的方案。實現批量的生產，以此來確保精度[5]。。 第三章模具總體結構的確定3.1模具類型的選擇經由以上沖裁工藝性分析可知，采用級進模沖裁。3.2送料方式的選擇由于訂書機針槽的生產批次是大批次，所以出于生產的合理配置的考慮，可以采用左右手工送料。3.3定位方式的選擇由于訂書機針槽采用條料生產，在條料的前進方向由無側面推動裝置，采用的是導料板在與送料方向的垂直方向上定位。為控制條料的送進步距，采用側刃定距。3.4卸料、出件方式的選擇剛性卸料采用固定卸料板結構，如果工件較硬的或者較厚，還有低精密度工件沖裁后卸料，一般采用剛性卸料板。彈性卸料不僅具有卸載功用，還有壓料的功能。主要用于壓住和卸下厚度2mm以下的板料。由于有壓料的功能，沖裁件比較平坦。彈性卸料板、彈性元件及卸料螺釘組成彈壓裝置。由于本次加工的訂書機針槽的厚度為1mm，且對表面精度的要求不太高，所以選擇彈性卸料板，且為帶臺階結構的卸料板，以配合所選用的導料板導料的模具[6]。3.5導向方式的選擇（a）（b）（c）（d）圖4-1導柱模架（a）中間導柱（b）后側導柱（c）對角（d）四角通過對上述方案的模具結構和送料方式的比較，為了結構質量的提高,而采用四角導柱模架，即:由于前面和左、右不受限制，所以工件成形的條件能滿足。第四章工藝參數計算5.1排樣方式的選擇4.1.1排樣及搭邊值的計算在級進模具的排樣設計里，要設計三個部分，先是毛坯的排樣方式、其次是沖切刃口的分解圖、最后是工序的具體排樣。在板料上進行沖裁時，所沖裁出來的工件的邊緣部分，也就是在工件之間以及工件與條料的側面部分的距離,即搭邊值。它的作用是：使得產品是合格的，保證材料的剛性適合送料，以防止廢料絲穿過模具的間隙損壞模具。要使得材料盡可能的節省，邊緣值越小就越好。但是，當邊緣值小于特定值時，模具的壽命和剪切面的質量是不理想的，因此搭邊值要合理確定。考慮到工作質量和成本，根據零件的形狀、尺寸、材料的厚度、材料的機械特性、送料、擋料的種類，從而使得搭邊值的選取是合理的值[7]。本次設計采用了彈性的卸料裝置，為了高效地利用材料，采用了有廢料排樣方式，采用直排。根據表確定工件邊緣值為3.0mm和3.0mm。4.1.2步距的計算步距又叫做進距，指的是在壓力機的作用下對板料施加壓力，沖下回程一次的板料向前走的距離，其值是沿著布局供給方向的兩個相鄰的毛坯之間的最小距離。步距可定義為：S=L+b(5-1)式中S—沖裁步距；L—沿條料送進方向，毛坯外形輪廓的最大寬度值；b—沿送進方向的搭邊值在該設計中，采用少廢料的方式，邊緣值b＝3.0mm，沿著條料送進方向方向，與步距：S=L+b=43.7mm4.1.3條料寬度的確定條料寬度是指根據布局結果需要毛坯的條寬方向的最小尺寸。理論上，條料寬度可以按以下公式計算=（116.8+3×1.5+1.5）=mm(5-2)式中B—條料寬度的基本尺寸；D—工件在寬度方向的尺寸；a—側搭邊值。b—側刃切除的寬度。△—條料寬度偏差（查表得本設計△=0.5）4.1.4材料利用率的計算材料利用率定義為：η=A/BS×100%(5-3)式中η—材料利用率A—產品毛坯外形所包容的面積B—條料寬度S—沖裁步距A=3162.8mm2（利用cad面積測量工具測量）所以一個步距內的材料利用率：η＝A/BS×100%=（3162.8/43.7×122.8）×100%≈58.93%η越越小，廢料越浪費更多的空間。因此，η作為衡量毛坯排樣方案是否成功的指標。計算材料使用率，可能會基于一個進距，也可以整個條料為基礎計算。圖5-2零件排樣圖4.2沖裁力的計算4.2.1落料力的計算沖裁力是指在沖裁力時凸模對板料施加的壓力，根據凸模進入材料的深度而變化。一般來說，計算沖裁力最大值目的是選擇合適的壓力機，設計模具，檢驗模具的強度。為了滿足沖裁的要求，沖壓機的噸數必須大于計算的沖裁力[8]。普通平刃沖裁模，其沖裁力F按公式（5-1）計算：F=KLt（5-1）式中：F-沖裁力L-沖裁周邊長度t-材料厚度-材料抗剪強度K-系數系數K是考慮模具間隙值的變動或不均勻性的影響而提供的修正系數，實際生產中的變動一般取K＝1.3。的值根據材料的種類和坯料的原始狀態，可在表中查找，本次的值取360Mpa。材料厚度：t=1mm沖裁周邊長度：L=126.8mm+115.5mm+42.7mm+203.7mm+36.8mm=525.5mm（包含切邊和切斷工序）=KLt(5-2)=1.3×525.5×1×360N=246KN4.2.2沖孔力的計算L1=15.7*4mm+11.3*2mm=85.4mm所以:=1.3×85.4×1×360=40KN4.2.3彎曲力的計算由于零件的彎曲部位為兩次彎曲，分別按一次L形彎曲和一次U形彎曲計算，彎曲倒角按工藝倒角R0.5計算。L形工件計算如下，帶入數據得出：(5-3)U形彎曲計算如下，帶入數據得出：(5-3)總的彎曲力：F總彎=8KN+27KN=35KN4.2.3卸料力的計算在沖裁的結尾，由于材料彈性回程和摩擦的存在，材料的沖下的部分留在了凹模中，剩余的沖裁材料則緊緊地箍在凸模上。為了后續工作，必須要去除凸模上的材料，推出遺留在凹模中的材料。為了從凸模除去材料而所需要的力被稱作卸料力，為了推出壓入凹模內的材料所需要的力，則被稱作推件力。因此需要計算卸料力，卸料力的計算式如下[9]。卸料力：=KF(5-3)式中：K-卸料力系數，其值為0.02～0.06（薄料取大值，厚料取小值）F-沖裁力F=+由公式（4-3）得卸料力=KF=0.045×﹙246+40）KN≈12.9KN4.2.4推件力F推的計算=nKTF（5-4）式中：K-卸料力系數，其值為0.03～0.09F-沖裁力由公式（5-4）得=0.055×﹙246+40）KN=15.7KN4.2.5總壓力的計算總壓力等于該模具中所有壓力之和。即=＋＋＋+（5-5）=246KN+40KN+35KN+12.9KN+15.7KN=349.6KN故模具的總壓力取為349.6KN。4.2.6初選壓力機壓力機可以選用機械式和液壓式兩種，在實際生產中一般選用機械式中的曲柄壓力機，它分為開式和閉式兩種。開式機形狀是因為像英語的文字「C」，操作可見度大，但機身的剛性差，工作負荷下沖壓容易生成變形，一般噸位不能太大。然機械式的封閉式，操作不方便，但是機身的剛性良好，沖壓的工件屬于高精度。考慮到經濟效益、處理要求，操作起來很方便，所以可以選用這種開式壓力機。根據上述計算值，表4-2的為J23-63型壓力機[10]。表4-2開式壓力機規格及參數型號J23-10J23-16J23-25J23-35J23-63公稱壓力/KN100160250350630滑塊行程/mm455565100120最大閉合高度/mm180220270290360閉合高度調節/mm3545556070滑塊中心線至身距離/mm130160200200300滑塊底面尺寸/mm前后150180220220300左右170200250250260模柄孔尺寸/mm直徑3040404050深度5560606080第五章刃口尺寸計算模具的刃口的精度在很大程度上決定了沖裁件的大小精度，刃口尺寸的大小和可靠的制造精度還能保證間隙值的合理性。因此，沖裁的主要任務之一就是確定刃口尺寸和及其制造公差。5.1沖裁間隙的確定圖6-1沖裁間隙圖因為沖裁間隙對斷面質量、工件尺寸精度、模具壽命、沖裁力等的影響不是完全一樣的。沒有一個絕對意義上合理的間隙值，可以滿足最佳斷面質量，尺寸精度，沖裁的最小值和其他方面的要求。因此，在實際生產中，沖裁間隙一般原則上能使模具壽命達到最大即可，但應確保保證滿足沖裁件剪切斷面質量和尺寸精度要求。現在廣泛應用經驗法和查表法，以確定合理的間隙值。該模具集合中使用查表法來確定間隙值[11]。表6-1沖裁模初始雙邊間隙值mm材料厚度08、10、20、35、09Mn、Q23516Mn40、5065MnZminZmaxZminZmaxZminZmaxZminZmax小于0.5極小間隙（或無間隙）0.50.60.70.80.91.01.21.51.752.02.12.52.753.00.0400.0480.0640.0720.0920.1000.1260.1320.2200.2460.2600.2600.4000.4600.0600.0720.0920.1040.1260.1400.1800.2400.3200.3600.3800.5000.5600.6400.0400.0480.0640.0720.0900.1000.1320.1700.2200.2600.2800.3800.4200.4800.0600.0720.0920.1040.1260.1400.1800.2400.3200.3800.4000.5400.6000.6600.0400.0480.0640.0720.0900.1000.1320.1700.2200.2600.2800.3800.4200.4800.0600.0720.0920.1040.1260.1400.1800.2400.3200.3800.4000.5400.6000.6600.0400.0480.0640.0640.0900.0900.0600.0720.0920.0920.1260.126查得：=0.1 =0.145.2刃口尺寸的計算及依據與法則沖裁件的尺寸精度是由凸模和凹模的刃口尺寸和公差決定。模具的合理間隙值也靠凸模、凹模刃口尺寸及其公差來保證。因此，正確確定凸模和凹模刃口尺寸和公差，是沖裁模設計中的一項重要工作。凸模、凹模工作部分尺寸（凸、凹模刃口尺寸）的計算，有兩種計算方法，第一種計算方式是凸模與凹模圖樣分開加工法計算；第二種計算方法是凸模與凹模配作法。該沖件尺寸較多，若采用分開加工法計算，計算量較大，不宜采用，而且考慮到本件是薄材料，加上形狀較為復雜，故采用第二種計算方法：凸模與凹模配作法來計算凸、凹模刃口尺寸。配作法的主要原理就是一個加工基準件先按設計尺寸制出(凸模或凹模)，然后根據基準件的實際尺寸再以最小合理間隙配制另一件非基準件[12]。（1）凸模或凹模磨損后會增大的尺寸第一類尺寸AAj=(Amax-x△)凸模或凹模磨損后會減小的尺寸第一類尺寸B（3）凸模或凹模磨損后基本不變的尺寸第一類尺寸CCj=(Cmin+)，x磨損系數,工件公差。由于工件的內形尺寸相當于是沖孔件尺寸，選凸模為設計的基準件，凸模基準件的刃口尺寸及制造公差需先設計出，凹模刃口尺寸再由凸模實際尺寸按間隙要求配作即可；同理，工件的外形尺寸相當于落料件尺寸，選凹模為設計的基準件，剩下的凸模非基準件按上面相同原理計算。這種加工方法的特點是模具的間隙由配制保證，工藝簡單，不需要校核[13]。由公差表查得工件各尺寸的公差等級，然后確定磨損系數x得：工件精度IT10級以上x=1工件精度IT11-IT13x=0.75工件精度IT14x=0.5因為本工件尺寸均為基本尺寸，故按IT14級精度，x=0.5。在所有的尺寸中，零件外形尺寸：，mm,mm,mm，mm，mm,mm,mm、mm零件內形尺寸：mm，mm零件距離尺寸：mm，mm，mm注：其中，x為磨損系數。具體計算如表6.2。表6-2工作零件刃口尺寸計算尺寸類型公稱尺寸公式計算后尺寸備注A類保證雙邊間隙為0.1-0.14。B類C類Cj=(Cmin+)5.3彎曲工作部分尺寸計算彎曲時，L形件的彎曲，必須選擇適當的間隙，間隙的大小對于工件質量和彎曲力的大小有很大的影響[10]。間隙越小，彎曲力越大。間隙過小，會使工件壁變薄，并降低凸模壽命。若間隙過大，則回彈較大，還會降低工件精度。彎曲時，間隙值利用公式計算。式中——彎曲凸、凹模的單面間隙；t——材料的公稱厚度；代入公式可得：取彎曲凸、凹模的制造公差為IT17、IT18,查表得：彎曲凸模的尺寸計算：16mmmm為彎曲件的外形尺寸13mmmm為彎曲件的外形尺寸彎曲件標注的為外形公差，應計算模具的凹模尺寸，凸模根據單面間隙配作。（6-2）代入數據：第六章模具零部件設計每一種沖裁模模具的結構形式都不相同,根據模具內的功能和特性，模具的零部件能分成工藝零件和結構零件2種。在設計主要零件時，首先要考慮主要零件的定位、固定和整體裝配方法。本套模具主要采用螺釘固定模具零件，銷釘起到定位零件的作用，采用擋料銷送進定距和導料銷送進定位，導料板導向，無側壓力裝置。下面分別介紹各部分的設計方法[14]。6.1凹模設計6.1.1凹模外形的確定首先進行凹模的設計，因為可以根據凹模的結構形式和尺寸設計選用模具的多個零件，因此凹模的設計十分關鍵。凹模的2種形狀一般為矩形和圓形。凹模的外形尺寸要保證足夠的強度、剛度。如圖7-1所示，一般根據被沖材料的厚度和沖裁件的最大外形尺寸確定凹模的外形尺寸。凹模各尺寸計算公式如下：凹模的高度H=Kb1（7-1）凹模邊壁厚c=（1.5~2）H（7-2）凹模板邊長L=b1+2c（7-3）凹模板邊寬B=b2+2c（7-4）查表7-1。表7-1凹模厚度修正系數K值材料料寬s/mm材料厚度t/mm≤1>1～3>3～6≤500.30～0.400.35～0.500.45～0.60>50～1000.20～0.300.22～0.350.30～0.45>100～2000.15～0.200.18～0.220.22～0.30>2000.10～0.150.12～0.180.15～0.22查表7-1得：K=0.2。根據公式（7-1）可計算落料凹模板的尺寸：凹模的厚度或高度：H=Kb2=0.2×113.8=22.76（mm）根據公式（7-2）可計算凹模邊壁厚：c=（1.5~2）H=1.5×22.76=34.14（mm）取凹模邊壁厚為35mm。 根據凹模厚度和凹模邊邊壁厚可確定凹模板的長、寬的尺寸。結合排樣圖的外形，取整后：L×B×H=400mm×200mm×40mm6.1.2凹模刃口結構形式的選擇凹模的選用主要是由沖件的形狀、厚度、尺寸精度、模具結構決定的。直筒式和錐形是沖裁凹模刃口的兩種形式。因為本次部件的尺寸大，采用刃口為直通式，所以這個類型的刃口強度高，修磨后的刀尖的大小不變。6.1.3凹模精度與材料的確定因為凹模作為模具的主要工作零件，它的精度要求較高，外形精度為IT11級，內型腔精度為IT7級，表面粗糙度為Ra3.2um，上下平面的平行度為0.02，材料選用Cr12。圖7-1凹模6.2凸模的設計6.2.1凸模結構的確定凸模結構有兩個：鑲拼式結構和整體式結構。在整體式結構中，根據不同的加工方法，又凸模結構可以細分為直通式和臺階式。由于落料模本身的工作形狀并不復雜，因此可以將落料模設計成臺階式凸模。它的工作部是以固定部相同的形狀制作的。凸模與凸模固定板的配合按H7/m6。6.2.2凸模高度的確定因為工件的形狀不太復雜，所以沖頭模被設計成臺階式凸模。凸模與凸模固定板的配合按H7/m6。凸模的高度如圖7-3所示，凸模的厚度，落料凹模，和附加長度的總和[13]。

圖7-2凸模高度尺寸凸模高度為：L=h1+h2+（1～2）(7-5)式中:h1-凸模固定板厚度，可得：h1=26mm；h2-卸料板厚度(包含模具閉合時固定板與卸料板的距離等自由高度)，可得：h2=68mm；1～2-附加長度。附加長度包括凸模的修磨量，凸模進入凸凹模的深度。（附加長度取3mm）由公式(7-5)得：L=26+68+3=97(mm)6.2.3凸模材料的確定該模具需要更高的壽命和耐磨性，并能承受沖裁時的沖擊力，因此材料可以選擇Cr12、熱處理58-62HRC。6.2.4凸模精度的確定作為凸模的工作零件，因精度需要高，因此選擇IT7水平精度，表面粗糙度Ra1.6um。圖7-2.1沖孔凸模圖7-2.2彎曲凸模圖7-2.3彎曲凹模6.3卸料板的設計6.3.1卸料板外型設計在本次的沖裁工藝分析中，選擇了彈性卸料裝置，并使用了卸料板。卸料板不僅具有卸料功能，還具有凸凹模導向功能，可保護凸凹模。卸料板的整個外形邊界大小與凹模的邊界大小相同。卸料板與凸凹模之間的間隙值為0.1mm。卸料板與凹模的外形尺寸相同，在查閱相關文獻得厚度值為16mm。材料選用45鋼。根據凹模的尺寸，從而可以確定卸料板的尺寸400mm×200mm×16mm。圖7-4卸料板6.3.2卸料板材料的選擇由于卸料板主要起卸料的作用，其強度和硬度要求高，因此材料的選擇為45鋼。45鋼是高品質的碳結構用鋼，其質量好，碳含量（0.45%）變動小，性能較穩定。熱處理后，具有良好的綜合機械特性。6.3.3卸料板整體精度的確定由于卸料板的外輪廓精度不高，所以選擇IT11的精度，粗糙度為Ra3.2。內輪廓的精度比外側的輪廓的精度稍微高，選擇IT11的精度水平，粗糙度是Ra1.6，2個螺紋，和擋料銷、導料銷因有定位的功能，水平需要提高精度選擇IT7，粗糙度是Ra3.2[15]。6.4固定板的設計沖頭固定板主要用來固定沖頭，以確保沖頭有足夠的強度，同時也能對凸模和凹模、上模座、墊板進行更好的定位。沖頭和固定板之間的配合是H7/m6。凸模固定板的厚度通常是0.6～0.8倍的凹模厚度。則凸模固定板的厚度：H凸固=（0.6～0.8）H凹（7-6）式中：H凸固-凸模固定板厚度；H凹-凹模厚度。根據公式（7-6）得凸模固定板厚度為：H凸固=（0.6～0.8）H凹=（0.6～0.8）H凹=（0.6～0.8）×40=24～32（mm）凸模固定板厚度取26mm。圖7-5凸模固定板6.5墊板的設計由于墊板功能直接承擔了凸模傳遞來的壓力，在凸模端部對材料施加的壓力大的情況下，需在凸模端部與上模座之