第一篇：沖壓沖裁模具設計--課程設計

沖壓模具設計說明書

一、課題名稱：墊片沖孔落料連續模

二、設計要求：

1．主要內容（1）編制沖壓工藝

（2）設計模具（分析、計算、裝配圖、非標零件圖）（3）編制模具主要零件制造工藝（4）分析估算工時，確定完成工期（5）核算成本，報價

（6）編寫全套設計制造說明書 2．基本要求：

（1）分析計算全面，圖紙表達準確；（2）工藝水平規程制定，力求符合實際；（3）必要的數據須進行市場調查；（4）分析核算工期、成本，著重于過程。

工件為圖1所示的落料沖孔件，材料08，t=1.2mm。精度要求為IT14生產批量為大批量。工藝性分析內容如下：

1.材料分析

沖裁件材料為08鋼板，其中08是沸騰鋼，08表示為含碳量為萬分之八，是優質碳素結構鋼，具有良好的可沖壓性能。2.結構分析

沖裁件結構簡單對稱，但外形的直角不便于模具的加工，并且影響模具的壽命建議將90o的直角改為R1的工藝圓角。3.精度分析：

.14零件上有3個尺寸標注了公差要求，由公差表查得350 ?160都?0.14、0為IT11級，所以普通沖裁可以達到零件的精度要求。由以上分析可知，該零件可以用普通沖裁的加工方法制得。

（二）沖裁工藝方案的確定

零件為一落料沖孔件，可提出的加工方案如下：

方案一：先落料，后沖孔。采用兩套單工序模生產。方案二：落料—沖孔復合沖壓，采用復合模生產。方案三：沖孔—落料連續沖壓，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，生產效率低，零件精度較差，在生產批量較大的情況下不適用。方案二只需一副模具，沖壓件的形位精度和尺寸精度易保證，且生產效率高。盡管模具結構較方案一復雜，但由于零件的幾何形狀較簡單，模具制造并不困難。方案三也只需一副模具，生產效率也很高，但與方案二比生產的零件精度稍差。欲保證沖壓件的形位精度，需在模具上設置導正銷導正，模具制造、裝配較復合模略復雜。所以，比較三個方案欲采用方案二生產。

（三）零件工藝計算

1.刃口尺寸計算 查表的2-5得x=0.5 凹模尺寸的計算

當沖裁精度在IT14時，x=0.5。

凹模變大尺寸20,10.尺寸公差20?0.52,10?0.36,5?0.30 落料時

DA=（35－0.5×0.2）0?0.13=34.90?0.13㎜ DT=（DA－0.2）0?0.09=34.70?0.09

沖孔時 以凸模為計算標準配合加工凹模 當沖裁精度在IT12時，x=0.75。

dT=（16+0.75×0.14）0?0.075=16.1050?0.075 Da=16.105 2.排樣計算

查《冷沖壓工藝及模具設計》P55，表2-8，搭邊值取2.5mm和2mm a=2.5mm，計算得寬度b=φ+2a=35+2.5*2+1=41mm，步距L=D+a1=35+2=37mm。一個步距的材料利用率為67.5%查板材標準，宜選1400×3000mm的鋼板，每張鋼板可剪裁34張條料，每張可沖出81個工件，故每張鋼板的利用率為67.15%

3.1.3、材料利用率： A—沖裁件面積

B—調料寬度 h—送料進距

n—一個進距內沖件數

?1?n1A?100% Bh其中n=1 B=41 H=37 沖裁面積為；A=35*35-64*3.14=1024.04mm2 所以其材料利用率為：?=1024.04/(41?37)=67.5% 排樣原則：

（1）提高材料的利用率（在不影響使用性能的前提下，還可適當改變零件形狀）

（2）拍樣方法應使沖壓操作方便，勞動強度小且安全（3）模具結構簡單、壽命高

（4）保證質量和制件對板料纖維方向的要求

沖擊力的計算： 方形沖裁力為F=140?1.2?1.3?390=85176N 中間圓形沖裁力為:F=3.14?16?1.3?1.2×390=30566.016N 總的沖裁力為；F=85176+30566.016=115742.016N 5

查常用T08鋼的力學性能表得

?b=390Mpa 查表得

K卸=0.045 K推=0.55 F卸=K卸F=0.045×115742.016=5208.39N F推=nK推F=0.55×115742.016×7=445606.762N 總的沖裁力為：F=115742.016+5208.39+445606.762=566.6KN 因為總的沖裁力不得超過壓力機的80%所以所需壓力機的總的沖壓里為 F=566.6/0.8=708.25KN 4.壓力中心計算

因為制件形狀對稱，所以沖模的壓力中心位于其制件的幾何中心。

3.5、沖裁模刃口尺寸

四、沖壓設備的選用

根據沖壓力的大小，選取開式雙柱可傾壓力機JH23—16，其主要技術參數如下：

公稱壓力：160kN 滑塊行程：55mm 最大閉合高度：220 mm 閉合高度調節量：45 mm 滑塊中心線到床身距離：160mm 工作臺尺寸：300 mm×450 mm 工作臺孔尺寸：160 mm×240 mm 模柄孔尺寸：φ40 mm×60 mm 墊板厚度：40 mm

五、模具零部件結構的確定 1.標準模架的選用

查《沖壓工藝與模具設計》由公式（2-19）可知，凹模的高度H

為；

H=kb=0.38*35=13.3mm(查表2.9.5得k=0.38)H取20mm 凹模壁厚c=(1.5∽2)H=19.95∽26.6mm 凹模壁厚C取20mm 凹模寬度 B=b+2c=35+40=75mm 凹模長度L取120mm 凹模輪廓尺寸為120mm×100mm×20mm 有沖壓工藝與模具設計可得；

H上模板 =30~45mm 圓整按照標準取值30mm 墊板厚度為（6~12）取值10 凸模固定板H固定板=18~24mm H固定板取20mm H凹=35mm 有標準模架可查的：下模座為35mm 模具采用后置導柱模架，根據以上計算結果，可查得模架規格為上模座125mm×125mm×30mm，下模座125mm×125mm×35mm，導柱22mm×110mm，導套22mm×80mm×28mm。

六、卸料裝置中彈性元件的計算

模具采用彈性卸料裝置，彈性元件選用橡膠，其尺寸計算如下：（1）確定橡膠的自由高度H0

H0?（3.5~4）H工 H工?h工作?h修磨?t?1?(5~10)?(1.5?1?7.5)mm?10mm

由以上兩個公式，取H0?40mm。

（2）確定橡膠的橫截面積A

A?FX/p

查得矩形橡膠在預壓量為10%~15%時的單位壓力為0.6MPa，所以

A?3112N?5186.67mm2

0.6MPa（3）確定橡膠的平面尺寸

外形暫定一邊長為125mm，去除螺釘銷釘孔，大約為260mm2，則另一邊長b為

b?125?260?A 5186.67?260b?mm?44mm125（4）校核橡膠的自由高度H0

為滿足橡膠墊的高徑比要求，將橡膠墊分割成四塊裝入模具中，其最大外形尺寸為62.5mm，所以

H038??0.608 D62.5橡膠墊的高徑比在0.5~1.5之間，所以選用的橡膠墊規格合理。橡膠的裝模高度約為0.85×40mm =34mm。

3.其他零部件結構

凸模由凸模固定板固定，兩者采用過渡配合關系。模柄采用凸緣

式模柄，根據設備上模柄孔尺寸，選用規格A40×60的模柄。

六、模具裝配圖

模具裝配圖如圖6—1所示。

圖6—1

七、模具零件圖

模具中上模座、下模座、墊板、凸模固定板、卸料板、凸凹模固定板、沖孔凸模、凸凹模、凹模、推件塊零件圖如圖7—1,7—2,7—3,7—4,7—5,7—6,7—7,7—8,7—9,7—10所示。

圖7—1上模座

圖7—2下模座

圖7—3墊板

圖7—4凸摸固定板

圖7—5卸料板

圖7—6凸凹模固定板

圖7—7沖孔凸摸

圖7—8凸凹模

圖7—9落料凹模

圖7—10 推件塊

三 設計心得

設計心得體會

一個月的實訓結束了，在這個月內，我們學到了很多的知識，讓我對模具設計與制造有了一個更清晰的了解，更堅定了自己對模具行 20

業的信心。

第一周里，我們在襄樊環宇車燈廠實訓，看到了了很多模具，注塑模具和沖壓模具。看到了模具鉗工裝配和管理模具，通過觀看和親自動手拆裝模具，讓我們對模具有了更深刻的認識以及讓我們更清楚地認識模具的內外部結構，和操作原理。結合書本上的知識，使我們能夠更好的設計模具。

第二天和第三天我們都在學校的畫圖室里進行模具的計算和設計畫圖。模具的工藝計算挺復雜的，不僅有大量的計算，還要查閱很多資料。很慶幸我能夠認真仔細的在一周內完成了我的工件工藝計算。然后，我們開始了在圖紙上把自己的設計畫到圖紙上，孫然我們已經多次畫圖，但是我們在細節上還是要認真仔細，不能馬虎。在以后的工作中，一點出錯，就可能導致整個模具的實效。畫圖時，要養成良好的習慣，保持紙張的整潔，線條清晰。

第四天我們主要是將設計的圖紙轉化為CAD圖紙，這樣更標準化。通過cad畫圖，讓我們對模具有了更深入的了解，一套模具，最終在電腦上成型了，看著自己的設計，心懷激動。

在這個月的實訓中我非常感謝陪伴在我們身邊的劉老師，讓我們理論與實踐結合，更深刻的里了解了模具設計，讓我對模具行業有了更深入的了解，對未來充滿。

四、參考文獻

⑴《汽車車身制造工藝學》 北京理工大學出版社

⑵《互換性與測量技術》 中國計量出版社 ⑶《現代冷沖模設計—應用實例》 化學工業出版社 ⑷《沖壓模具設計與制造—實訓教程》 化學工業出版社

第二篇：《沖壓工藝及模具設計》課程設計任務書

《沖壓工藝及模具設計》課程設計

任 務 書

南京工程學院編

江蘇省高等教育自學考試委員會辦公室

二〇一二年八月

沖壓工藝及模具課程設計任務書

一、課程性質及其設置目的與要求

《沖壓工藝與模具設計課程設計》是江蘇省高等教育自學考試數控加工與模具設計專業（本科階段）的實踐與應用課程，是檢驗應考者對沖壓模具設計的

掌握情況而設置的一門課程。

本課程設計是在學完《沖壓工藝與模具設計》課程之后進行的。目的是訓練學生對沖壓理論知識的綜合運用能力；沖壓工藝分析、工藝計算及模具設計的實踐能力；沖壓模具標準、沖壓工具書和設計資料的使用能力。學生通過該課程設計，能初步掌握制訂合理沖壓工藝過程和模具設計的方法；國標、沖壓工具書和設計資料的使用方法。

二、選題要求

選題可由指導教師選定，或由指導教師提供幾個選題供學生選擇；也可由學生自己選題，但學生選題需通過指導教師批準。課題應在設計周之前提前公布，并盡量早些，以便學生有充分的設計準備時間。

選題要符合本課程的教學要求，選題內容不應太簡單，難度要適中，最好結合工程實際情況進行選題，并且有一定的實用價值。同時注意選題內容的先進性、綜合性、實踐性，應適合實踐教學和啟發創新教學的要求。

三、有關說明和實施要求

1、課程設計時間安排（參考）

本課程設計按2周時間計，具體安排請學生根據自己工作情況而定。

2、考核方法及成績評定

A、方案合理，結構正確，圖形完整，說明書格式規范、內容翔實 70% B、創新能力 10% C、態度和紀律 10% D、答辯成績 10％

成績按優、良、中、及格和不及格五檔。

四、參考資料

《沖壓手冊》（修訂版），王孝培主編，機械工業出版社，2005年；

《沖壓工藝與模具設計》，賈俐俐主編，人民郵電出版社，2009年；

《沖模設計應用實例》（第1版），模具實用叢書編委會編著，機械工業出版社，2000年；《冷沖壓模具設計與制造》，王秀鳳、萬良輝主編，北京航空航天大學出版社，2005年；

附件：

一、課程設計題目（以下表格可以用CAD打開）

二、選題要求

1.自選題目：學生可以結合自己崗位選擇課程設計題目，但難度要適當高些；每個選題只允許1人完成； 2.教師給題：學生可以從教師給的題目中選擇1個題目作為課程設計題目，每個題目的選題學生不超過7人； 3.自選題目時間：7月29日-7月31日；教師選題時間：8月1日-8月7日

序號 1序號 3名稱：力調節杠桿材料：板厚：5批量：大批量生產序號 2名稱：彈性片材料：65板厚：2批量：中批量生產序號 4處名稱：止退墊片材料：板厚：1.5批量：中批量生產名稱：連接墊板材料：235板厚：3批量：中批量生產名材板批4.選題表見上表

5.每位學生可以選擇2個課題，供教師調整課題時參考；

6.對每個零件進行沖壓工藝分析，并以其中1道（或2道）工序作為沖壓課程設計課題；

7.填寫課程設計選題表文件名稱以自己“姓名”命名，于8月10日前以電子檔形式發zzw99530@163.com或qq郵箱（只要發送一次就可以）。

三、課程設計工作量要求;1.論文總頁碼不少于25頁（不含附件），按提供的格式排版，具體內容可以調整； 2.裝配總圖1張（A0或A1圖紙一張）； 3.主要零件圖紙不少于4張（越多越好）；

4.工藝文件（沖壓工藝卡片和沖壓工序卡片）1套； 5.提供打印稿和電子稿；

第三篇：沖壓模具設計總結

一、設計過程

1、沖裁件工藝性分析：

① 材料性能分析：是否具有良好的沖壓工藝性能； ② 工件結構分析：

結構要求：如果只是對孔的定位有高要求，對外形要求不高，可以改進外形，以實現無廢料排樣

料厚：是薄板材料還是厚板材料？t<0.3mm？

t<2mm？

t>2mm？ 孔邊距：c≥1.5t或c≥t 圓角過渡：轉角處盡量用圓角過渡，有利于減少沖裁時尖角處的崩刃和過快磨損，一般可取r=0.5t，范圍大致在0.2?1mm

2、設計該零件的沖壓生產工藝，編制其冷沖壓工藝卡片，要求至少提出兩種以上的沖壓工藝方案分析比較，確定可行的工藝方案。

3、論文正文中需要有該零件的模具結構總圖一套及主要零件圖。另外，需打印出來至少三張用Autocad畫的規范三視圖，打印圖號至少A3號或以上。

4、選擇沖壓設備，所有設備參數計算需注明取值來源，并將源圖表重新繪制在論文中。

5、編寫設計說明書，所有工藝參數計算需注明來源，并將源圖表重新繪制在論文中。

6、設計論文的最后，將所有來源參考文獻按[1]，[2]，[3]等順序列出。

二、設計進度

第1周，完成工藝分析、工藝方案制定及工藝計算； 第2周，完成模具總圖設計與繪制；

第3周，設計繪制主要零件圖，撰寫設計計算說明書，答辯。

三、參考書

1）王孝培.沖壓手冊（或沖壓設計資料）.機工版，第11章 2）肖景容.沖壓工藝學.機工版，第7章 3）太原工學院主編.冷沖模結構圖冊

4）中華人民共和國國家標準.機械制圖.GB4457~4460-84 5）* 周玲.沖模設計實例詳解.化學工業出版社.2007

1．支架，設計該零件的沖壓生產工藝及模具。

2．支架，設計該零件的沖壓生產工藝及模具。

3．法蘭零件，試設計該零件的沖壓生產工藝及模具。

4．筒形零件，試設計該零件的沖壓生產工藝及模具。

第四篇：沖壓課程設計

目錄

第一章 概述…………………………………………………………………………………2 1.1沖壓工藝的基本現狀及發展趨勢 ………………………………………………………2 1.2課程設計的目的及意義 …………………………………………………………………2 第二章 沖壓工藝性分析與生產方案的確定………………………………………………3 2.1設計任務 …………………………………………………………………………………3 2.2沖壓件工藝性分析 ………………………………………………………………………3 2.3沖壓生產方案的確定 ……………………………………………………………………4 2.4確定模具類型 ……………………………………………………………………………4 第三章 沖壓工藝設計與計算………………………………………………………………6 3.1排樣設計 …………………………………………………………………………………6 3.2壓力中心的確定 …………………………………………………………………………8 3.3刃口尺寸的計算 …………………………………………………………………………8 3.4沖壓力的計算 ……………………………………………………………………………9 3.5沖壓設備的選擇 …………………………………………………………………………10 總

結………………………………………………………………………………………11 參考文獻………………………………………………………………………………………11 致

謝………………………………………………………………………………………11

常用簡單沖壓零件的工藝設計

摘要

本設計為常用簡單沖壓零件的工藝設計，根據設計題目零件的尺寸、材料、大批量生產等要求，首先分析沖壓零件成形的結構工藝性，分析沖壓件的形狀、特點、尺寸大小、精度要求及所用材料是否符合沖壓工藝要求，確定沖裁工藝方案及模具結構方案，然后通過設計計算毛坯尺寸，材料利用率等工藝計算，確定排樣，計算沖壓力和確定壓力中心，確定模具間隙，計算模具刃口尺寸和公差，并繪出模具刃口尺寸圖，計算沖壓工藝力，選擇沖壓設備，確定壓力機的各種類型、型號、規格。其中在結構設計中，主要對凸模、凹模、凸凹模、定位零件、卸料與出件裝置、模架、沖壓設備等進行了分析和選擇。通過設計，學會運用標準、手冊、圖冊和查閱有關技術資料，培養了工藝設計的基本技能，綜合運用和鞏固了沖壓工藝等課程及有關課程的基礎理論和專業知識，最終才完成這篇課程設計。

關鍵詞：沖壓件

工藝

沖壓力

刃口尺寸

沖壓設備

第二章 沖壓工藝性分析與生產方案的確定

2.1設計任務

如圖2-1為沖壓工藝設計的零件圖，此次課程設計的題目為常用簡單沖壓零件的工 藝設計，工件材料為：H62-M（黃銅），料厚：t=1.5mm，生產批量：大批量

圖1-1 零件圖

設計具體內容及步驟如下：（1）零件的工藝性分析

根據設計題目的要求，分析沖壓零件成形的結構工藝性，分析沖壓件的形狀特點、尺寸大小、精度要求及所用材料是否符合沖壓工藝要求。如發現沖壓零件工藝性差，則需對沖壓零件產品提出修改意見，但要經產品設計者同意。（2）生產方案的制定

在分析了沖壓件的工藝性之后，通常可以列出幾種不同的沖壓工藝方案，從產品質量、生產效率、設備占用情況、模具制造難易程度和模具壽命高低、工藝成本、操作方便和安全程度等方面，進行綜合分析、比較，然后確定適合于具體生產條件的最經濟合理的工藝方案。根據所確定的工藝方案和沖壓零件的形狀特點、精度要求、生產批量、模具制造條件等選定沖壓模具類型。2.2沖壓件工藝性分析

一 結構與尺寸

該零件的結構較簡單，形狀對稱，尺寸較小，最小寬度6≧1.5t，沖模所能沖制的最小孔徑尺寸6.5≧3.5t，孔至邊緣的最小距離3.75>1.5t，均適宜于沖裁加工。且零件與曲線的連接處允許有R﹥0.25t的圓弧過渡。

二 精度

零件圖中未標注尺寸精度和位置精度，粗糙度也無要求，設計時一般按IT14級選取公差值。普通沖裁的沖孔精度一般在IT13級以下，所以精度滿足要求。三 材料

黃銅H62-M，軟態，帶料，抗剪強度?b?260MPa，退火狀態下斷面伸長率??3.500，此材料具有較高的彈性和良好的塑性，其沖裁加工性較好。

四 表面質量

當沖裁厚度為2mm以下的金屬板料時，其斷面粗糙度可達12.5~3.2?m滿足該零件的工藝要求。

根據以上分析，該零件的工藝性較好，可以沖裁加工。

根據零件的沖裁工藝方案，采用級進沖裁模。雖然零件的生產批量較大，但合理安排生產可用手工送料方式，能夠達到批量要求且能降低成本，因此采用手工送料方式。考慮零件尺寸較小，材料厚度較薄，為了便于操作和保證零件的精度，宜采用導料板導向，側刃定距的定位方式。為了減少料頭和料尾的消耗和提高定距的可靠性，采用雙側刃前后對角布置。考慮到零件厚度較薄為1.5mm采用固定卸料裝置，為了便于操作 提高生產率 采用剛性推件裝置。由于零件厚度較薄 沖裁件隙較小，又是級進模因此采用導向平穩的對角導柱模架。

綜上所述，該級進模的主要零部件為落料模，沖孔模，導料板，側刃，對角模柱，剛性卸料裝置，剛性推件裝置。

二、方案二

查查參考書《沖壓工藝與模具設計》表2-18得相關數據： a'=mm

a=1.44mm a1=1.8mm n=2 b1=1.3mm y=0.1mm z=0.5mm

條料寬度為

0B???Dmax?2a'?2a?nb1

=14+1+2.88+2.6 =20.5mm

沖裁后廢料寬度為

B1?Dmax?2a'?2a

=14+5+1

=17.9mm 導料板之間的距離為

B'?B?Z

=17.93mm

B1'?B1?Z

=20.53mm 一個沖裁零件的面積為

A=206.35mm2

進距為

s=24.1mm 根據條料規格查表得板坯尺寸為

b?2050mm L=2410mm t=1.5mm 一根條料所能沖裁的零件的個數為

n=2410÷24.1=100 一根條料內總的利用率為

nA ??

BL206.35?100= 20.5?2410=41.8% 其排樣圖如下：

圖3-2 零件排樣

3.2壓力中心的確定

沖裁模的中心就是沖裁力合力的作用點。沖壓時，模具的壓力中心一定要與沖床滑塊的中心線重合，否則滑塊就會承受偏心載荷；使模具歪斜，間隙不均，導致沖床滑塊與導軌和模具的不正常磨損，降低沖床和模具的壽命。所以在設計模具時，必須要確定模具的壓力中心，并使其通過模柄的軸線，從而保證模具壓力中心與沖床滑塊中心重合。因沖裁件尺寸較小，沖裁力不大，且選用了對角導柱模架，受力平穩，則沖裁的壓力中心位于沖件輪廓圖形的幾何中心上。3.3 刃口尺寸的計算

圖3-3 零件圖

0?0.360零件外形尺寸?140屬于沖孔 ?0.45 6?0.30 22.3?0.52 屬于落料，內形?6.501.落料凹模刃口尺寸。

零件圖的尺寸均是凹模磨損后變大的尺寸，凹模各尺寸所以按公式

Ad?(Amax?x?)0?0.4540??4（3-6）

計算，凸模尺寸根據凹模尺寸按間隙配制，計算結果如下：

?140?0.45 Ad1?(14?0.5?0.45)?0.1125?13.7750 mm 6 0?0.30 Ad2?(6?0.75?0.30)?0.3040?0.075?5.7750mm

3-8）

（3-9）

（114.44×260×1.5

=1.3×

=58021.08N 查參考書《沖壓模具簡明設計手冊》表2.40得凹模刃口直壁高度 h=6mm 故n?ht=4 取KT=0.06

則推件力為：

FT?nKTF

（3-10）

=4×0.06×58021.08

=13925.06N 由于壓力機采用剛性卸料裝置和下出料方式，故其沖裁時的總壓力為：

FZ?FT?F

（3-11）

=71946.14N 壓力機的公稱壓力為：

F標?(1.1～1.3)FZ

（3-12）

=(1.1～1.3)×

= 79.2 kN～93.6 kN 3.5沖壓設備的選擇

通過校核，選擇開式雙柱可傾壓力機J23—10能滿足使用要求。其主要技術參數如下：

公稱壓力：100 kN

滑塊行程：45 mm 滑塊行程次數：145 次/min

最大封閉高度：180 mm 封閉高度調節量：130 mm

滑塊中心線至床身距離：180 mm 立柱距離：180 mm

工作臺尺寸（前后左右）：130mm×200mm 墊板尺寸（厚度）：35 mm

模柄尺寸（直徑深度）：38mm×55mm 滑塊底面尺寸（前后左右）：90mm×100mm

011-

第五篇：沖壓工藝及模具設計六

第六章 沖壓工藝規程

內容簡介:

掌握沖壓工藝過程設計步驟、一般沖壓工藝方案的確定以及相應的模具結構設計。

章節內容:

6.1 沖壓工藝過程設計步驟 6.2 沖壓工藝方案的確定 6.3 沖壓工藝過程設計實例

學習目的與要求：

1.了解沖壓工藝過程設計步驟； 2.了解沖壓工藝方案的確定方法。

重點內容： 沖壓工藝方案的確定

難點內容：

沖壓工藝方案的確定以及相應的模具結構設計。

主要參考書：

[1] 王同海.實用沖壓設計技術.北京：機械工業出版社，2000 [2] 馮炳堯.模具設計與制造簡明手冊.上海：上海科學技術出版社，2000

復習思考題：

6-1 簡述沖壓工藝過程設計的一般流程？ 6-2 分析圖6.1零件的工藝性？

6-3 詳細分析圖6.9汽車空調前端蓋的沖壓工藝設計過程？

例題與解答：

[1]沖壓工藝設計過程應用舉例

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6.1 沖壓工藝過程設計步驟 沖壓工藝過程是沖壓件各加工工序的總和。加工工序不僅包括沖壓所用到的沖壓加工基本工序，而且包括基本工序之前的準備工序、基本工序之間的輔助工序和基本工序之后的后續工序。工藝過程設計的任務就是根據生產條件，對這些工序的先后次序做出合理安排（協調組合），其基本要求是技術上可行、經濟上合算，還要考慮操作方便與安全。沖壓工藝過程的優劣，決定了沖壓件的質量和成本，所以，沖壓工藝過程設計是一項十分重要的工作。

1．分析沖壓件零件圖

產品零件圖是制訂沖壓工藝方案和模具設計的重要依據，制訂沖壓工藝方案要從產品的零件圖入手。分析零件圖包括技術和經濟兩個方面：

⑴沖壓加工的經濟性分析根據沖壓件的生產綱領，分析產品成本，闡明采用沖壓生產可以取得的經濟效益。

⑵沖壓件的工藝性分析沖壓件的工藝性是指該零件沖壓加工的難易程度。技術方面，主要分析該零件的形狀特點，尺寸大小，精度要求和材料性能等因素是否符合沖壓工藝的要求。如果發現沖壓工藝性差，則需要對沖壓件產品提出修改意見，經產品設計者同意后方可修改。

2．制定沖壓工藝方案

⑴在分析了沖壓件的工藝性之后，通常在對工序性質、工序數目、工序順序及組合方式的分析基礎上，制定幾種不同的沖壓工藝方案。

⑵從產品質量、生產效率、設備占用情況、模具制造的難易程度和模具壽命高低、工藝成本、操作方便和安全程度等方面，進行綜合分析、比較，確定適合于工廠具體生產條件的最經濟合理的工藝方案。

3．確定沖壓并設計各工序的工藝方案

1>依據所確定的零件成形的總體方案，確定并設計各道沖壓工序的工藝方案。

2>確定沖壓工序的工藝方案的內容。

⑴確定完成本工序成形的加工方法；

⑵確定本工序的主要工藝參數；

⑶根據各沖壓工序的成形極限，進行必要的成形工藝計算；

⑷確定各工序的成形力，計算本工序的材料、能源、工時的消耗定額等；

⑸計算并確定每個工序件的形狀和尺寸，繪出各工序圖。4．完成工藝計算

5．選擇模具類型與結構形式

工藝方案確定后，選擇模具類型時，需綜合考慮生產批量、設備、模具制造等情況，選用簡易模、單工序模、復合模或連續模。一般來說，簡易模（聚氨酯橡膠模、低熔點合金模、鋅基合金模、板模、鋼帶沖模等）壽命低，成本低，通常使用于試制、小批量生產。對于大批量、精度要求較高的沖壓件，應應用復合模或連續模。當沖壓件尺寸較大時，為便于制造模具和簡化模具結構，應采用單工序模具。當沖壓件尺寸小且性質復雜時，為便于操作，常用復合模或連續模。6．選擇沖壓設備

主要有：曲柄壓力機、螺旋壓力機、多工位壓力機、沖壓液壓機、高速壓力機、精密沖裁壓力機、沖模回轉頭壓力機。曲柄壓力機：最常用，有開式、閉式壓力機，單動和雙動壓力機。螺旋壓力機：大型零件的沖壓。使用于校平、壓印等。多工位壓力機：能夠在同一工作臺上，按順序完成多道工序，每個行程產生一個零件。精密沖裁壓力機：能沖出具有光潔、平直斷面的工件（Ra0.8~3.2）。7．編寫工藝卡

6.2 沖壓工藝方案的確定

6．2．1 工序性質的確定

通常，在確定工序性質時，可以從以下三個方面考慮： 在一般情況下，可以從零件圖上直觀地確定出工序。平板件沖壓加工時，常采用剪裁、落料、沖孔等工序； 當工件平直度要求高時，需在最后采用校平工序進行精整；

當工件的斷面質量和尺寸精度要求高時，需在最后增加修整工序，或用精密沖裁工藝； 彎曲件沖壓時，常采用剪裁、落料、彎曲工序；若彎曲件上有孔，還需增加沖孔工序；當彎曲件彎曲半徑小于允許值時，常需在彎曲后增加一道整形工序；

拉深件沖壓時，常采用剪裁、落料、拉深、切邊工序；當拉深件徑向尺寸精度較高或圓角半徑較小時，需在拉深后增加一道精整或整形工序。

在某些情況下，需進行必要的分析比較后，才能準確地確定出工序性質。有時，為了改善沖壓變形條件或方便定位，往往需要增加一些輔助工序。

6．2．2 工序數目確定 1．沖壓件的形狀、尺寸要求 2．工序合并情況

料薄、尺寸小的沖壓件，宜通過工序合并，用級進工序進行沖壓；形位精度高的沖壓件，宜通過工序合并，用復合工序加工相關尺寸，反之宜采用單工序分散沖壓。工序合并與否，還需要考慮沖壓設備能力、模具制造能力、模具造價及使用的可靠性。3．沖壓件的尺寸精度及形位公差要求

彎曲件彎曲角度公差要求較高時，需增加校正彎曲；有凸緣拉深件底部與凸緣有平面度要求時，要增加整形工序。

拉深件的口部、翻邊件的邊緣等都難以直接做到規則而平齊，因而一般情況下，拉深件、翻邊件等最后都有一道修邊工序。若對周邊口部沒有較高要求時，修邊工序可省略。4．操作安全與方便方面的要求

工人操作是否安全、方便也是在確定工藝方案時要考慮的一個十分重要的問題。例如，對于一些形狀復雜、需要進行多道工序沖壓的小型件，如果用單工序模分步沖壓，需要用手鉗放置或取出坯料/工序件/制件，多次進出危險區域，很不安全。還可能出現定位困難。為此，有時即使批量不大，也采用比較安全的級進模進行沖壓。圖6.5所示為一實例。

6.2.3工序順序的安排

工序順序是指沖壓加工過程中各道工序進行的先后次序。沖壓工序的順序應根據工件的形狀、尺寸精度要求、工序的性質以及材料變形的規律進行安排。一般遵循以下原則：

1.對于帶孔或有缺口的沖壓件，選用單工序模時，通常先落料再沖孔或缺口。選用連續模時，則落料安排為最后工序。

2.如果工件上存在位置靠近、大小不一的兩個孔，則應先沖大孔后沖小孔，以免大孔沖裁時的材料變形引起小孔的形變。

3.對于帶孔的彎曲件，在一般情況下，可以先沖孔后彎曲，以簡化模具結構。當孔位于彎曲變形區或接近變形區，以及孔與基準面有較要求時，則應先彎曲后沖孔。

4.對于帶孔的拉深件，一般先拉深后沖孔。當孔的位置在工件底部、且孔的尺寸精度要求不高時，可以先沖孔再拉深。5.多角彎曲件應從材料變形影響和彎曲時材料的偏移趨勢安排彎曲的順序，一般應先彎外角后彎內角。

6.對于復雜的旋轉體拉深件，一般先拉深大尺寸的外形，后拉深小尺寸的內形。對于復雜的非旋轉體拉深尺寸的應先拉深小尺寸的內形，后拉深大尺寸的外部形狀。7.整形工序、校平工序、切邊工序，應安排在基本成形以后。6.2.4工序件/半成品形狀與尺寸

正確地確定沖壓工序間半成品形狀與尺寸可以提高沖壓件的質量和精度，確定時應注意下述幾點：

1.對某些工序的半成品尺寸，應根據該道工序的極限變形參數計算求得。如多次拉深時各道工序的半成品直徑、拉深件底部的翻邊前預沖孔直徑等，都應根據各自的極限拉深系數或極限翻邊系數計算確定。圖 6.2.4 所示工件出氣閥罩蓋的沖壓過程。該沖壓件需分六道工序進行，第一道工序為落料拉深，該道工序的拉深后半成品直徑 φ 22 毫米是根據極限拉深參數計算出來的結果。

2.確定半成品尺寸時，應保證已成形的部分在以后各道工序中不再產生任何變動，而待成形部分必須留有恰當的材料余量，以保證以后各道工序中形成工件相應部分的需要。例如圖 6.2.4 中第二道工序為再次拉深，拉深直徑為 φ 16.5毫米，該成形部分的形狀尺寸與工件相應部分相同，所以在以后各道工序中必須保持不變。假如第二道工序中拉深底部為平底，而第三道工序成形凹坑直徑為φ5.8毫米，拉深系數（m=5.8/16.5=0.35）過小，周邊材料不能對成形部分進行補充，導致第三道工序無法正常成形。因此，只有按面積相等的計算原則儲存必需的待成形材料，把半成品工件的底部拉深成球形，才能保證第三道工序凹坑成形的順利進行。

材料：H62 厚度：0.3mm

1－落料、拉深 2－再拉深 3－成形 4－沖孔.切邊 5－內孔、外緣翻邊 6－折邊

圖6.2.4 出氣閥罩蓋的沖壓過程

圖6.2.5 曲面零件拉深時的半成品形狀

3.半成品的過渡形狀，應具有較強的抗失穩能力。如圖 6.2.5 所示第一道拉深后的半成品形狀，其底部不是一般的平底形狀，而做成外凸的曲面。在第二道工序反拉深時，當半成品的曲面和凸模曲面逐漸貼合時，半成品底部所形成的曲面形狀具有較高的抗失穩失穩能力，從而有利于第二道拉深工序。

4.半成品的過渡形狀與尺寸時應考慮其對工件質量的影響。如多次拉深工序中，凸模的圓角半徑或寬凸緣邊工件多次拉深時的凸模與凹模圓角半徑都不宜過小，否則會在成形后的零件表面殘留下經圓角部位彎曲變薄的痕跡使表面質量下降。

6.3 沖壓工藝過程設計實例