沖模課程設計指導書.output

1、.沖壓工藝及模具設計課程設計指導書材料成型及控制工程（模具）專業(yè)適用編機械工程與自動化學院2012年6月目 錄序11 概述11.1 沖壓工藝及模具設計課程設計的目的和要求11.1.1 目的11.1.2 要求11.2 設計前的準備工作和注意事項11.2.1 設計的預備課程11.2.2 設計前的有關事宜和注意事項11.3 設計任務11.4 設計答辯和成績評定1第二章 沖壓件工藝過程設計的內容及步驟12.1 工藝過程設計的基本內容12.2 設計及繪制裝配圖12.3 設計及繪制零件圖12.4 沖模圖的一些習慣畫法12.5 編寫設計計算說明書1第三章 設計實例13.1 沖裁模13.2 彎曲模13.3 拉

2、深模1附錄1附錄11附錄21附錄31附錄41附錄51附錄61附錄71附錄81附錄91附錄101第一章 概述沖壓工藝及模具設計課程是材料成型及控制工程（模具）專業(yè)的主干專業(yè)課。本課程論述板材成形的機理，各種成形工序的特點，工藝計算方法，模具設計及冷沖模標準件的選用。要求學完該課程后，能掌握沖壓成形原理，能夠分析板材成形中出現(xiàn)的一般問題，初步具有解決沖壓件質量，分析經濟效益,從事沖壓新工藝，新技術的開發(fā)，制定沖壓工藝規(guī)程和設計沖模的能力。1.1 沖壓工藝及模具設計課程設計的目的和要求1.1.1 目的（1）為使學生掌握沖壓工藝的編制方法和設計沖模的實際技能，除了系統(tǒng)地講授必要的設計計算理論，做實驗，

3、做作業(yè)外，還應該對學生作較全面的設計技能訓練，即作課程設計，以達到如下目的。具體應用和鞏固本課程及有關先修課的基礎理論和專業(yè)知識了解沖壓工藝及模具的設計方法和步驟培養(yǎng)學生的初步設計能力，為畢業(yè)設計打基礎。（2）獨立地解決在制定沖壓工藝規(guī)程和設計沖模中的問題，會查閱技術文獻和資料，全面考慮設計內容及過程，培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力。課程設計是教學過程中的一個重要環(huán)節(jié)，必須認真對待。1.1.2 要求在課程設計中要求學生注意培養(yǎng)認真負責，踏實細致的工作作風和保質保量，按時完成任務的習慣。在設計過程中必須做到：1. 及時了解有關資料，作好準備工作，充分發(fā)揮自己的主觀能動性和創(chuàng)造性；2. 要求計算

4、正確，結構合理，圖面整潔，圖樣及標注符合國家標準；3. 設計計算說明書要求文字通順，書寫工整，其中的圖表等不準徒手畫;4. 按計劃循序進行，整個課程設計時間為兩周(10個工作日)，其進度可參考下表：時間內容備注一天布置題目，準備工作 三天工藝計算，結構草圖交指導教師檢查結構草圖二天繪制裝配圖 一天半繪制零件圖 二天編沖壓工藝卡，書寫設計說明書用圖袋裝好交教師簽字半天答辯 1.2設計前的準備工作和注意事項1.2.1 設計的預備課程沖壓工藝及模具設計課程設計是在學生具備了機械制圖，互換性與技術測量，工程材料及熱處理，機械原理及機械零件，材料成型工藝，材料成形

5、設備，模具制造基礎，沖壓工藝及模具設計等必要的基礎和專業(yè)知識的基礎上進行的。完成本專業(yè)教學計劃中所規(guī)定的認識實習，也是學生能順利進行沖壓模具課程設計的必須前提。學生除了必須具備沖壓工藝知識外，同時也應掌握模具加工工藝，知道自己設計的模具如何加工及制造，各種加工方法所能達到的精度等。熟悉冷沖模的各項標準等。1.2.2 設計前的有關事宜和注意事項（1）設計前必須預先準備好設計資料，手冊，圖冊，繪圖儀器，計算器，圖板，圖紙，報告紙等；（2）設計前應對課程設計的原始資料進行詳細了解和分析研究，明確設計要求和內容后再進行設計工作。原始資料包括：零件圖，生產綱領，原材料牌號與規(guī)格，現(xiàn)有沖壓設備的型號與規(guī)格

6、等（3）按時到規(guī)定的教室設計，不得在寢室或其他地方設計；（4）畫出的模具結構草圖經指導教師認可后方能繪制正式裝配圖及零件圖；（5）設計圖紙和計算書呈交指導教師審閱后進行課程設計答辯或總結。1.3 設計任務學生進行沖壓模具課程設計須完成下列任務：（1）對老師指定的沖壓件進行沖壓工藝設計：包括工藝分析及方案選擇，工藝計算，模具結構尺寸的確定，選擇壓力機；（2）設計一道工序的一套沖模的詳細結構：要求繪制沖?？傃b配圖及全套零件圖（其中的標準件除外）；完成1.5張零號圖紙的工作量；（3）制定沖壓工藝規(guī)范，編寫沖壓工藝過程卡片；（4）編寫設計計算說明書，說明書頁數(shù)約為2535頁，用本校設計說明書專用紙書寫

7、，并裝訂成冊。1.4 設計答辯和成績評定學生在設計過程中，指導教師可以向學生提出問題質疑，以了解學生對設計的掌握和消化情況。學生完成課程設計后，將圖紙，說明書裝入檔案袋交指導教師審查，然后進行設計答辯和總結，并評定設計成績。課程設計成績按以下五個等級評定：一. 優(yōu)秀(1).設計分案合理，內容正確，有獨立見解或創(chuàng)造性；(2).設計中能正確運用本專業(yè)的基礎知識，設計計算方法正確，計算結果準確；(3).全面完成規(guī)定的設計任務，圖面質量好，且所繪圖紙符合國家制圖標準；(4).說明書內容完整，書寫工整清晰；(5).答辯中自述清楚，回答問題全面正確，(6).設計中有個別缺點，但不影響設計質量。二. 良好(

8、1).設計分案及內容，有一定見解；(2).設計中能正確運用本專業(yè)的基礎知識，設計計算方法正確；(3).能完成規(guī)定的全部設計任務，圖面質量較好，所繪圖紙符合國家制圖標準；(4).說明書內容較完整，正確，書寫整潔；(5).答辯中自述清楚，能正確回答教師提出的大部分問題；(6).設計中有個別缺點和小錯誤，但不是原則性的，基本上不影響設計的正確性。三. 中等(1).設計方案及內容基本正確，分析問題基本正確，無原則性錯誤；(2).設計中基本能運用本專業(yè)的基礎知識進行模擬設計；(3).能完成規(guī)定的設計任務，圖面質量一般，(4).說明書中能進行基本分析，計算基本正確；(5).答辯中自述較清楚，回答問題大部分

9、正確，(6).設計中有個別小原則性錯誤。四. 及格(1).設計方案及內容基本合理，分析問題能力較差，但無原則性錯誤；(2).設計中尚能運用本專業(yè)的基礎知識進行設計，考慮問題不夠全面；(3).基本上能完成規(guī)定的設計任務，圖面質量尚可；(4).說明書內容基本正確完整，書寫工整；(5).答辯中表達能力一般，能回答教師提出的部分問題；(6).設計中有一些原則性小錯誤。五. 不及格(1). 設計方案不合理，有嚴重的原則性錯誤；(2).設計內容沒有達到規(guī)定的基本要求；(3).沒有在規(guī)定的時間內完成設計；(4).設計中不加消化，照搬照抄；(5).答辯中自述不清楚，回答問題時錯誤較多。第二章 沖壓工藝過程設計

10、的內容及步驟不論沖壓件的幾何形狀和尺寸大小如何,其生產過程一般都是從原材料剪切下料開始，經過各種沖壓工序和其他必要的輔助工序（如退火，酸洗，表面處理等）加工出圖紙所要求的零件。對于某些組合沖壓件或精度要求較高的沖壓件，還需要經過切削，焊接或鉚接等加工，才能完成。沖壓件工藝過程的制定和模具設計是冷沖壓課程設計的主要內容。進行沖壓設計就是根據(jù)已有的生產條件，綜合考慮影響生產過程順利進行的各方面因素，合理安排零件的生產工序，最優(yōu)地選用，確定各工藝參數(shù)的大小和變化范圍，設計模具，選用設備等，以使零件的整個生產過程達到優(yōu)質，高產，低耗，安全的目的。2.1工藝過程設計的基本內容沖壓工藝規(guī)程是模具設計的依據(jù)

11、，而良好的模具結構設計，又是實現(xiàn)工藝過程的可靠保證，若沖壓工藝有改動，往往會造成模具的返工，甚至報廢。沖制同樣的零件，通?？梢圆捎脦追N不同方法。工藝過程設計的中心就是依據(jù)技術上先進，經濟上合理，生產上高效，使用上安全可靠的原則，使零件的生產在保證符合零件的各項技術要求的前提下，達到最佳的技術效果和經濟效益。沖壓件工藝過程設計的主要內容和步驟是： 一、分析零件圖（沖壓件圖）產品零件圖是分析和制定沖壓工藝方案的重要依據(jù)，設計沖壓工藝過程要從分析產品的零件圖入手。分析零件圖包括技術和經濟兩個方面：1. 沖壓加工的經濟性分析沖壓加工方法是一種先進的工藝方法，因其生產率高，材料利用率高，操作簡單等一系列

12、優(yōu)點而廣泛使用。由于模具費用高，生產批量的大小對沖壓加工的經濟性起著決定性作用，批量越大，沖壓加工的單件成本就越低，批量小時，沖壓加工的優(yōu)越性就不明顯，這時采用其他方法制作該零件可能有更好的經濟效果。例如在零件上加工孔，批量小時采用鉆孔比沖孔要經濟；有些旋轉體零件，采用旋壓比拉深會有更好的經濟效果。所以，要根據(jù)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。2. 沖壓件的工藝性分析沖壓件的工藝性是指該零件在沖壓加工中的難易程度。在技術方面，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。良好的工藝性應保證材料消耗少，工序數(shù)目少，模具結構簡

13、單，且壽命長，產品質量穩(wěn)定，操作簡單，方便等。在一般情況下，對沖壓件工藝性影響最大的是沖壓件結構尺寸和精度要求，如果發(fā)現(xiàn)零件工藝性不好，則應在不影響產品使用要求的前提下，向設計部門提出修改意見，對零件圖作出適合沖壓工藝性的修改。另外，分析零件圖還要明確沖壓該零件的難點所在，對于零件圖上的極限尺寸，設計基準以及變薄量，翹曲，回彈，毛刺大小和方向要求等要特別注意，因為這些因素對所需工序的性質，數(shù)量和順序的確定，對工件定位方法，模具制造精度和模具結構形式的選擇，都有較大影響。二、確定沖壓件的總體工藝過程在綜合方析，研究零件成形性的基礎上，以材料的極限變形參數(shù)，各種變形性質的復合程度及趨向性，當前的生

14、產條件和零件的產量質量要求為依據(jù)，提出各種可能的零件成形總體工藝方案。根據(jù)技術上可靠，經濟上合理的原則對各種方案進行對比，分析，從而選出最佳工藝方案（包括成形工序和各輔助工序的性質，內容，復合程度，工序順序等），并盡可能進行優(yōu)化。1. 選擇沖壓基本工序剪裁，落料，沖孔，切邊，彎曲，拉深，翻邊等是常見的沖壓工序，各工序有其不同的性質，特點和用途。有些可以從產品零件圖上直觀地看出沖壓該零件所需工序的性質。例如平板件上的各種型孔只需要沖孔，落料或剪切工序；開口筒形件則需拉深工序。有些零件的工序性質，必須經過分析和計算才能確定。如圖2-1 (a)和(b)分別為油封內夾圈和外夾圈沖壓件，兩個沖壓件形狀基

15、本相同，只是直邊高度和外徑不同經分析計算，內夾圈可選用落料沖孔和翻邊，共兩道工序；而外夾圈選用落料，拉深，沖孔和翻邊等四道工序來加工較為合理。圖2-1  油封內夾圈和外夾圈的沖壓工藝過程a) 油封內夾圈  b)油封外夾圈材料：08鋼，厚度：0.8mm2. 確定沖壓次數(shù)和沖壓順序沖壓次數(shù)是指同一性質的工序重復進行的次數(shù)。對于拉深件，可根據(jù)它的形狀和尺寸，以及板料許可的變形程度，計算出拉深次數(shù)。其它如彎曲件，翻邊件等的沖壓次數(shù)也是根據(jù)具體形狀和尺寸以及極限變形程度來決定。沖壓順序的安排應有利于發(fā)揮材料的塑性以減少工序數(shù)量。主要根據(jù)工序的變形特點和質量要求來安排，確定沖壓順序的一

16、般原則如下：(1).對于有孔或有缺口的平板件，如選用簡單模時，一般先落料，再沖孔或切口，使用連續(xù)模時，則應先沖孔或切口，后落料。(2).對于帶孔的彎曲件，孔邊與彎曲區(qū)的間距較大，可先沖孔，后彎曲。如孔邊在彎曲區(qū)附近或孔與基準面有較高要求時，必須先彎曲后沖孔。(3).對于帶孔的拉深件，一般都是先拉深后沖孔，但是孔的位置在零件底部，且孔徑尺寸要求不高時，也可先在毛坯上沖孔，后拉深。(4).多角彎曲件，應從材料變形和彎曲時材料移動兩方面考慮安排先后順序，一般情況下先彎外角，后彎內角。(5).對于形狀復雜的拉深件，為便于材料變形和流動，應先成形內部形狀，再拉深外部形狀。(6).整形或校平工序，應在沖壓

17、件基本成形以后進行。3. 工序的組合方式一個沖壓件往往需要經過多道工序才能完成，因此，編制工藝方案時，必須考慮是采用簡單模一個個工序沖壓呢？還是將工序組合起來，用復合模或連續(xù)模生產。通常，模具的選用主要取決于沖壓件的生產批量，尺寸大小和精度要求等因素。生產批量大，沖壓工序應盡可能地組合在一起，采用復合?；蜻B續(xù)模沖壓；小批量生產，常選用單工序簡單模。但對于尺寸過小的沖壓件，考慮到單工序模上料不方便和生產率低，也常選用復合?；蜻B續(xù)模生產；若選用自動送料，一般用連續(xù)模沖壓；為避免多次沖壓的定位誤差，常選用復合模生產，當用幾個簡單模制造費用比復合模高，而生產批量又不大時，也可考慮用將工序組合起來，選用

18、復合模生產。工序的組合方式，可選用復合模或連續(xù)模。一般來說，復合模的沖壓精度比連續(xù)模高，結構緊湊，模具輪廓面積比連續(xù)模??；但是，連續(xù)模的生產率較高，操作比較安全，容易實現(xiàn)單機自動化生產，若裝上自動送料裝置，可適用小件的自動沖壓。常見的復合模和連續(xù)模的工序組合方式，可按表2-1選用。4. 輔助工序對于某些組合沖壓件或有特殊要求的沖壓件，在分析了基本工序，沖壓次數(shù)，順序及工序的組合方式后，尚須考慮非沖壓輔助工序，如鉆孔，鉸孔，車削等機械加工，焊接,鉚合,熱處理，表面處理，清理和去毛刺等工序。如多次拉深工序之間，為消除加工硬化，要進行退火處理；為除銹要酸洗等。這些輔助工序可根據(jù)沖壓件結構特點和使用要

19、求選用，安排在各沖壓工序之間進行，也可安排在沖壓工序前或后完成。三. 確定并設計各工序的工藝方案依據(jù)所確定的零件成形的總體工藝方案，確定并設計各道沖壓工序的工藝方案。內容包括：確定完成本工序成形的加工方法；確定本工序的主要工藝參數(shù)；根據(jù)各沖壓工序的成形極限，進行必要的工藝計算，如彎曲件的最小彎曲半徑，一次翻邊的高度等；確定毛坯的形狀，尺寸和下料方式，計算材料利用率，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，由所定的工藝方案計算并確定每個的工件形狀和尺寸，繪出各工序的工件圖。四. 確定模具的類型和結構尺寸，進行模具設計設計模具的一般程序如下：1. 模具類型和結構形式的確定&#

20、160; 根據(jù)確定的工藝方案，沖壓件的形狀特點，精度要求，生產批量，模具的制造和維修條件，操作的方便性與安全性要求，以及利用和實現(xiàn)機械化自動化的可能性等確定選用復合模，連續(xù)?；蛘吆唵文?。應特別注意使模具類型，模具的結構形式與模具的強度，剛度，使用壽命要求等取得協(xié)調一致。復合模常常遇到強度問題，如落料，沖孔及翻邊集中到一副復合模上，而翻邊高度又小，這時，復合模的凸凹模壁厚薄，不能滿足強度要求。2. 工件定位方式的選擇工件在模具中的定位主要考慮定位基準，上料方式，操作安全可靠等因素。選擇定位基準時應盡可能與設計基準重合，如果不重合，就需要根據(jù)尺寸鏈計算理論重新分配公差，把設計尺寸換算成工藝尺寸。不

21、過，這樣將會使零件的加工精度要求提高。當零件是采用多工序分別在不同模具上沖壓時，應盡量使各工序采用同一基準。為使定位可靠，應選擇精度高，沖壓時不發(fā)生變形和移動的表面作為定位表面。沖壓件上能夠用作定位的表面隨零件的形狀不同而不同，平板零件最好用相距較遠的兩孔定位，或者一個孔和外形定位；彎曲件可用孔或形體定位；拉深件可用外形，底面或切邊后的凸緣定位。3. 模具零件的選用、設計、計算模具的工作零件，定位，壓料和卸料零件，導向零件，連接和緊固零件要盡量按冷沖模國家標準(GB28512875-81)選用，若無標準可選用，再進行設計。此外還有彈簧,橡皮的選用和計算。對于小而長的沖頭，壁厚較薄的凹模等還需要

22、進行強度校核。如設計計算確定了凹模的結構尺寸后，可根據(jù)凹模周界選用模架；模具的閉合高度，輪廓大小，壓力中心應與選用設備相適應，并畫出模具結構草圖。4. 繪制模具總裝配圖  根據(jù)模具結構草圖繪制正式裝配圖，裝配圖應能清楚地表達各零件之間的相互關系，應有足夠說明模具結構的投影圖及必要的剖面，剖視圖。還應畫出工件圖，排樣，填寫零件明細表和技術要求等。5. 繪制模具零件圖  按照模具的總裝配圖，拆繪模具零件圖。零件圖應標注全部尺寸，公差,表面粗糙度，材料及熱處理，技術要求等。五. 合理選擇沖壓設備根據(jù)零件的大小，所需的沖壓力（包括壓料力，卸料力等），沖壓工序的性質和工序數(shù)目，模具的

23、結構型式，模具閉合高度和輪廓尺寸，結合現(xiàn)有設備的情況，來決定所需設備的類型，噸位，型號和數(shù)量。選擇設備和設計模具的工作是相互聯(lián)系的，許多工作可交叉進行或同時進行。如先根據(jù)計算的沖壓力，粗選的設備不大，但模具的輪廓尺寸大時，可重選大些的設備，使設備的閉合高度，漏料孔的尺寸與模具的結構尺寸相適應。通常，設計模具和選擇壓力機應注意下列幾點：1. 為保證沖模正確和平衡地工作，沖模的壓力中心必須通過模柄軸線而和壓力機滑塊中心線相重合，以免滑塊受偏心載荷，從而減少沖模和壓力機導軌的不正常磨損。2. 模具的閉合高度H應介于壓力機的最大裝模高度Hmax和最小裝模高度Hmin之間，即滿足關系式 

24、60;         Hmin+10mm<H<Hmax-5mm壓力機的裝模高度是指滑塊在下死點時，滑塊下表面至工作臺墊板上表面之間的距離。3. 對于深拉深的模具，要計算拉深功，校核壓力機的電機功率。4. 拉深，彎曲工序一般需要較大行程，在拉深中，為了便于安放毛坯和取出工件，要校核模具出件時壓力機的行程，其行程不小于拉深件高度的2.5倍。六. 編寫工藝文件和設計計算說明書為了科學地組織和實施生產，在生產中準確地反應工藝過程設計中確定的各項技術要求,保證生產過程的順利進行，必須根據(jù)不同的生產類型，編寫詳細

25、程度不同的工藝文件。沖壓件的工藝文件，一般以工藝過程卡的形式表示，內容包括：工序名稱，工序次數(shù)，工序草圖（半成品形狀和尺寸），所用模具，所選設備，工序檢驗要求，板料規(guī)格和性能，毛坯形狀和尺寸等(沖壓工藝卡格式見附錄4)。設計計算說明書是編寫工藝文件指導生產的主要依據(jù)，也是一項重要的技術文件。主要內容包括零件成形過程設計中的各項計算，選用依據(jù)和技術經濟分析等。2.2設計及繪制裝配圖沖模圖紙由總裝配圖，零件圖兩部分組成。一個零件往往需多道工序，用幾副模具才能加工完成，由指導老師指定一副模具進行設計。為防止總裝配圖設計反復，應先畫裝配結構草圖，經指導教師認可后，再畫正式的總裝配圖。總裝配圖應有足夠說

26、明沖模構造的投影圖及必要的剖視，剖面圖，一般主視圖和俯視圖對應繪制。繪圖時，先畫工作零件，再畫其它各部分零件，并注意與上一步計算工作聯(lián)合進行。如發(fā)現(xiàn)模具不能保證工藝的實施，則須更改工藝設計。裝配圖的繪制除遵守機械制圖的一般規(guī)定外，它還有一些習慣或特殊規(guī)定的繪制方法。繪圖的步驟如下：一. 布置圖面及選定比例1. 圖樣幅面應符合國家標準(GB4457.1-84)，基本幅面代號及尺寸如下表2-2：表2-2 圖紙基本幅面代號及尺寸必要時允許將表中幅面的一邊加長(1號及0號幅面允許加長兩邊），其加長量根據(jù)需要確定。一般常用1號圖紙繪制裝配圖即可，必要時亦可用0號圖紙。繪圖時先將圖紙及標題欄的外框線按規(guī)定

27、繪出，這樣在圖紙上所剩的空白圖面即為繪圖的有效面積。2. 繪圖比例最好取1:1，這樣直觀性好。小尺寸模具的模具圖可放大，大尺寸可以縮小，但必須按照機械制圖要求縮放。二. 模具總裝配圖模具總裝配圖的一般布置情況如圖2-21. 視圖一般情況下，用主視圖和俯視圖表示模具結構(圖2-3)。主視圖上盡可能將模具的所有零件剖出，可采用全剖視或階梯剖視，繪制出的視圖要處于閉合狀態(tài)或接近閉合狀態(tài)，也可一半處于工作狀態(tài)，另一處于非工作狀態(tài)(圖2-4)。俯視圖可只繪出下?；蛏?，下模各半的視圖。有必要時再繪一側視圖以及其它剖視圖和部分視圖。圖2-2在剖視圖中所剖切到的凸模和頂件塊等旋轉體時，其剖面不畫剖面線；有時為

28、了圖面結構清晰，非旋轉形的凸模也可以不畫剖面線。條料或制件輪廓涂黑（涂紅），或用雙點畫線表示。2. 工件圖和排樣圖工件圖是經模具沖壓后所得到的沖壓件圖形。有落料工序的模具，還應畫出排樣圖。工件圖和排樣圖一般畫在總圖的右上角，并注明材料名稱，厚度及必要的尺寸。若圖面位置不夠，或工件較大時，可另立一頁。工件圖的比例一般與模具圖一致，特殊情況可以縮小或放大。工件圖的方向應與沖壓方向一致（即與工件在模具中的位置一樣），若特殊情況下不一致時，必須用箭頭注明沖壓方向。3. 技術條件在模具總裝配圖中，只要簡要注明對該模具的要求和注意事項，在右下方適當位置注明技術條件。技術條件包括沖壓力、所選設備型號、模具閉

29、合高度、以及模具打的印記，沖裁模要注明模具間隙等。4. 標題欄和明細表標題欄和明細表放在總圖右下角，若圖面不夠，可另立一頁。其格式應符合國家標準（GB10609.1-89,GB10609.2-89)。(見附錄2)     圖2-3 裝配樣圖1  圖2-4 裝配樣圖25. 標注總裝配圖中需標注模具的閉合高度，外圍尺寸，便于沖模使用管理。此外，還應標注靠裝配保證的有關配合尺寸及精度，其它尺寸一般不標注。2.3設計及繪制零件圖完成模具的總裝配圖設計后，還不能直接按它制造各個零件。因而必須拆繪及設計模具零件圖，以作為生產及檢驗各個零

30、件的技術文件。模具零件圖既要反應出設計意圖，又要考慮到制造的可能性及合理性，零件圖設計的質量直接影響沖模的制造周期及造價。因此，設計得好的零件圖可以減少出廢品，方便制造，降低模具成本，提高模具使用壽命。目前大部分模具零件已標準化，供設計時選用，這對簡化模具設計，縮短設計及制造周期，集中精力去設計那些非標準件，無疑會收到良好效果。在課程設計中，主要是鍛煉同學們的設計能力，掌握零件圖的要求及繪制方法。在生產中，標準件不需繪制，模具總裝配圖中的非標準零件均需繪制零件圖。有些標準零件（如上，下模座）需補加工的地方太多時，也要求畫出。模具零件圖是沖模零件加工的唯一依據(jù)，包括制造和檢驗零件的全部內容，因而

31、必須滿足下列要求：1. 正確而充分的視圖所選的視圖應充分而準確地表示出零件內部和外部的結構形狀和尺寸大小。而且視圖及剖視圖等的數(shù)量應為最少。2. 具備制造和檢驗零件的數(shù)據(jù)零件圖中的尺寸是制造和檢驗零件的依據(jù)，故應慎重細致地標注。尺寸既要完備，同時又不重復。在標注尺寸前，應研究零件的工藝過程，正確選定尺寸的基準面，以利加工和檢驗。零件圖的方位應盡量按其在總裝配圖中的方位畫出，不要任意旋轉和顛倒，以防畫錯，影響裝配。3. 注有加工尺寸的公差及表面粗糙度所有的配合尺寸或精度要求較高的尺寸都應標注公差（包括表面形狀及位置公差）。未注尺寸公差按IT14級制造。模具的工作零件（如凸模，凹模和凸凹模）的工作

32、部分尺寸按計算出的標注。所有的加工表面都應注明表面粗糙度等級。正確決定表面粗糙度等級是一項重要的技術經濟工作。一般地說，零件表面粗糙度等級可根據(jù)對各個表面的工作要求及精度等級來決定。具體決定表面粗糙度等級時，可參考表2-3或圖冊中相應的圖紙類比確定。4. 技術條件凡是圖樣或符號不便于表示，而在制造時又必須保證的條件和要求都應注明在技術條件中。它的內容隨著不同的零件，不同的要求及不同的加工方法而不同。其中主要應注明：（1）對材質的要求。如熱處理方法及熱處理表面所應達到的硬度等。（2）表面處理，表面涂層以及表面修飾（如銳邊倒鈍，清砂）等要求。（3）未注倒圓半徑的說明，個別部位的修飾加工要求。（4）

33、其它特殊要求。表2-3 沖模零件表面粗糙度表注：1.表中 輪廓的算術平均偏差， 不平度十點平均高度。    2. 和 分別以 和 表示為合理，表中數(shù)值為 和 兩者間的參考對應值，圓括號中數(shù)值為對應原表面光潔度等級的粗糙度系列范圍中的表達值。2.4沖模圖的一些習慣畫法模具圖的畫法主要按機械制圖的國家標準規(guī)定?？紤]到模具圖的特點，允許采用一些常用的習慣畫法。  一. 內六角螺釘和圓柱銷的畫法  同一規(guī)格，尺寸的內六角螺釘和圓柱銷，在模具總裝配圖中的剖視圖中可各畫一個，各引一個件號。當剖視圖中不易表達時，也可從俯視圖中引出件號。內六角螺釘和圓柱銷在俯

34、視圖中分別用雙圓（螺釘頭外徑和窩孔）同一規(guī)格，尺寸的內六角螺釘和圓柱銷，在模具總裝配圖中的剖視圖中可各畫一個，各引一個件號。當剖視圖中不易表達時，也可從俯視圖中引出件號。內六角螺釘和圓柱銷在俯視圖中分別用雙圓（螺釘頭外徑和窩孔）及單圓表示。當剖視位置比較小時，螺釘和圓柱銷可各畫一半，見圖2-5中的件1,2,3,4。圖2-5在總裝配圖中，螺釘過孔一般情況下要畫出，為了簡化畫圖，可以不畫過孔，但在一副模具圖中應一致。 二. 彈簧窩座及圓柱螺旋壓縮彈簧的畫法在沖模中，彈簧可用簡化畫法，用雙點劃線表示。當彈簧個數(shù)較多時，在俯視圖中可只畫一個彈簧，其余只畫窩座，見圖2-6 圖2-6三

35、. 彈頂器的畫法裝在下模座下面的彈頂器起壓料和卸料作用。目前許多工廠均有通用彈頂器可供選用，但有些模具的彈頂器也需專門設計，故畫圖時要全部畫出。 四. 繪制零件圖時的習慣畫法1. 直徑尺寸大小不同的各組孔可用涂色，符號，陰影線區(qū)別（圖2-7）。圖2-72. 圓柱銷孔尺寸標注（圖2-8）圖2-83. 推桿長度按尺寸計算后，加10-15使成整數(shù)。2.5 編寫設計計算說明書編寫設計說明書，是整個設計工作中的一個重要組成部分。它是設計者設計思想的體現(xiàn)，是設計成果的文字表達，也是學生撰寫技術性總結和文件的能力的體現(xiàn)。說明書是設計者將自己的設計成果、意圖、理論根據(jù)等用文字，圖表系統(tǒng)地闡述而成的，

36、它應重點對設計方案加以論證和分析。除此之外，它還應包括設計過程中獨立考慮問題的出發(fā)點和最后抉擇的依據(jù)，以及必要的計算過程或其他說明。說明書要求內容完整，分析透徹，文字簡明通順，計算結果準確，書寫工整清晰，并按合理的順序及規(guī)定的格式繕寫，計算部分只須寫出計算公式，代人有關數(shù)據(jù)，即直接得出計算結果（包括“合格”，“安全”等結論），不必寫出全部運算及修改過程。設計說明書的內容及順序建議為：（1）封面（用統(tǒng)一的設計說明書專用封面）（2）設計任務書及產品圖（應裝訂入原發(fā)的任務書）（3）目錄（標題及頁次）（4）序言（5）零件的工藝性分析（6）沖壓零件工藝方案的擬定（7）排樣形式和裁板方法，材料利用率計算（

37、8）工序壓力計算，壓力中心的確定，壓力機的選擇（9）模具類型及結構形式的選擇（10）模具零件的選用、設計以及必要的計算（11）模具工作零件刃口尺寸及公差的計算（12）對本設計在技術上和經濟上的分析（13）其它需要說明的內容（14）參考資料設計說明書中引用的重要數(shù)據(jù)均應注明出處，只注參考資料的統(tǒng)一編排代號*及頁次，圖號或表號等。下面舉例說明設計計算說明書的編制方法及繕寫格式。設計計算說明書編制方法及繕寫格式 30mm(設計內容)(計算及說明)25mm(結果)1計算毛坯   尺寸       

38、60;  2確定排樣   方案     毛坯尺寸直徑D1，按表4.7公式計算：式中 d1=3.6；h1=5.7-1.8-1.7=2.2；d2=5.1；d3=8；h2=1.8；代入得 計算包括修邊余量的毛坯尺寸D：查表4-32得修邊余量d =1.2，D=D1+d；代入得    D=12.32+1.2=13.52，取D=13.6mm。 帶料寬度B的計算：  查表4-32得帶料連續(xù)拉伸料寬的計算公式 B=1.03×D2n2查表得n2=1.5；則B=1.03

39、15;13.62×1.5=17mm帶料進料步距A的計算： 查表4-32得A=Dn查表4-34得n=1.5；代入得    A=13.6+1.5=15.1；取步距A=15mm             D=13.6mm  B=17mm   A=15mm第三章 設計實例沖裁、彎曲、拉深及成形是冷沖壓的基本工序，下面以常見的沖裁件、彎曲件及拉深件為例介紹沖裁、彎曲及拉深的沖壓工藝分析、工

40、藝方案擬訂、工藝計算及模具設計。3.1 沖裁模零件簡圖：如圖3-1所示名稱：墊圈生產批量：大批量材料：Q235鋼材料厚度：2mm 要求設計此工件的沖裁模。圖3-1 零件圖一. 沖壓件工藝分析該零件形狀簡單、對稱，是由圓弧和直線組成的由表2-10、2-11查得，沖裁件內外所能達到的經濟精度為IT14，孔中心與邊緣距離尺寸公差為±0.2mm將以上精度與零件簡圖中所標注的尺寸公差相比較，可認為該零件的精度要求能夠在沖裁加工中得到保證其它尺寸標注、生產批量等情況，也均符合沖裁的工藝要求，故決定采用利用導正銷進行定位、剛性卸料裝置、自然漏料方式的沖孔落料模進行加工。方案一采用復合模加工。復合模

41、的特點是生產率高，沖裁件的內孔與外緣的相對位置精度高，沖模的輪廓尺寸較小。但復合模結構復雜，制造精度要求高，成本高。復合模主要用于生產批量大、精度要求高的沖裁件。方案二采用級進模加工。級進模比單工序模生產率高，減少了模具和設備的數(shù)量，工件精度較高，便于操作和實現(xiàn)生產自動化。對于特別復雜或孔邊距較小的沖壓件，用簡單模或復合模沖制有困難時，可用級進模逐步沖出。但級進模輪廓尺寸較大，制造較復雜，成本較高，一般適用于大批量生產小型沖壓件。比較方案一與方案二，對于所給零件，由于兩小孔比較接近邊緣，復合模沖裁零件時受到壁厚的限制，模具結構與強度方面相對較難實現(xiàn)和保證，所以根據(jù)零件性質故采用級進模加工。二.

42、 模具設計計算1排樣、計算條料寬度及確定步距采用單排方案，如圖3-2。由表2-18確定搭邊值，根據(jù)零件形狀兩式件間按矩形取搭邊值，側邊取搭邊值。則 進距： 條料寬度： 查表2-19， 圖3-2 排樣圖2計算沖壓力該模具采用鋼性卸料和下出料方式1） 落料力查表8-7 2） 沖孔力中心孔： 2個小孔： 3） 沖裁時的推件力查表2-37 取表2-38，序號1的凹模刃口形式，則個故 為避免各凸模沖裁力的最大值同時出現(xiàn)，且考慮到凸模相距很近時避免小直徑凸模由于承受材料流動擠壓力作用而產生傾斜或折斷故把三沖孔凸模設計成階梯凸模如圖3-3圖3-3 階梯凸模則最大沖壓力： 3確定模具壓力中心如圖3-4，根據(jù)圖

43、形分析，因為工件圖形對稱，故落料時的壓力中心在上；沖孔時、的壓力中心在上。圖3-4 確定壓力中心示意圖設沖模壓力中心離點的距離為，根據(jù)力矩平衡原理得： 由此算得 4沖模刃口尺寸及公差的計算1）沖孔部分對沖孔和采用凸、凹模分開的加工方法由表2-23查得， 由表2-28查得對沖孔時：， 對沖孔時： ， 故滿足條件查表2-30得 ，則沖孔部分： 沖孔部分：尺寸極限偏差轉化為 2）落料部分對外輪廓的落料，由于形狀較復雜，故采用配合加工方法當以凹模為基準件時，凹模磨損后刃口部分尺寸都增大，因此均屬于A類尺寸。零件圖中末注公差的尺寸由表10-11查出其極限偏差： 、尺寸極限偏差轉化為、查表2-30得 則：

44、 該零件凸模刃口各部分尺寸按上述凹模的相應部分尺寸配制，保證雙面間隙值。5確定各主要零件結構尺寸1）凹模外形尺寸的確定凹模厚度的確定： 取總壓力 工件長凹模寬度的確定： 取 步距工件寬 2）凸模長度Lp的確定凸模長度計算為 其中初定：導尺厚 卸料板厚 凸模固定板厚 凸模修磨量 則： 先用沖床的公稱壓力應大于計算出的總壓力；最大閉合高度應大于沖模閉合高度；工作臺臺面尺寸應能滿足模具的正確安裝。按上述要求，結合工廠實際，可稱用J23-16開式雙柱可傾壓力機。并需在工作臺面上配備墊塊，墊塊實際尺寸可配制。雙柱可傾壓力機J23-16參數(shù)： 公稱壓力： 滑塊行程： 最大閉合高度： 連桿調節(jié)量： 工作臺尺

45、寸（前后×左右）： 墊板尺寸（厚度×孔徑）： 模柄尺寸（直徑×深度）： 最大傾斜角度：三. 設計并繪制總裝圖、選取標準件按已確定的模具形式及參數(shù)，從冷沖模標準中選取標準模架。繪制總裝圖如圖3-5所示，為單排沖孔落料連續(xù)模。按模具標準，選取所需的標準件，查得標準件代號及標記，寫在總圖明細表內，并將各零件標出統(tǒng)一代號。部分零件尺寸：上模座：下模座：導柱： 導套：墊板： 凸模固定板：凹模：卸料板：圖3-5 單排沖孔落料連續(xù)模四. 繪制非標準零件圖（略）3.2 彎曲模零件簡圖：如圖3-6所示零件名稱：汽車備輪架加固板材料：08鋼板厚度：4mm生產批量：大量生產要求編制工藝

46、方案。圖3-6 汽車備輪架加固板零件圖一. 沖壓件的工藝分析該零件為備輪架加固板，材料較厚，其主要作用是增加汽車備輪架強度。零件外形對稱，無尖角、凹陷或其他形狀突變，系典型的板料沖壓件。零件外形尺寸無公差要求，壁部圓角半徑,相對圓角半徑為1.25，大于表相關資料所示的最小彎曲半徑值，因此可以彎曲成形。11mm的八個小孔和兩個腰圓孔分別均布在零件的三個平面上，孔距有們置要求，但孔徑無公差配合。圓孔精度不高，彎曲角為90°，也無公差要求。通過上述工藝分析，可以看出該零件為普通的厚板彎曲件，尺寸精度要求不高，主要是輪廓成形問題，又屬大量生產，因此可以用沖壓方法生產。二. 確定工藝方案（1）

47、 計算毛坯尺寸該零件的毛坯展開尺寸可按式下式計算： 上式中圓角半徑；板料厚度；為中性層系數(shù)，由表查得；，為直邊尺寸，由圖3-6可知，。將這些數(shù)值代入，得毛坯寬度方向的計算尺寸 考慮到彎曲時板料纖維的伸長，經過試壓修正，實際毛坯尺寸取。同理，可計算出其他部位尺寸，最后得出如圖3-7所示的彎曲毛坯的形狀和圖3-7 加固板沖壓件展開圖尺寸。（2） 確定排樣方式和計算材料利用率圖3-7的毛坯形狀和尺寸較大，為便于手工送料，選用單排沖壓。有三種排樣方式，見圖。由表查得沿送料進方向的搭邊，側向搭邊，因此，三種單排樣方式生產材料利用率分別為64、64和70。第三種排樣方式，落料時需二次送進，但材料利用率最高

48、，為此，本實例可選用第三種排樣方法。 （3） 沖壓工序性質和工序次數(shù)的選擇 a）材料利用率64% b）材料利用率64%c）材料利用率70%圖3-8 加固板的排樣方式沖壓該零件，需要的基本工序和次數(shù)有：（a） 落料； （b） 沖11孔6個；（c） 沖底部11孔2個；（d） 沖孔；（e） 沖2個腰圓孔； （f） 首次彎曲成形；（g） 二次彎曲成形。（4） 工序組合及其方案比較根據(jù)以上這些工序，可以作出下列各種組合方案。方案一：（a）落料，如圖3-9所示。 （b）沖壁部11孔6個。 （c）沖底部兩個11孔、一個圓孔和兩個腰圓形孔，見圖3-12。 （d）首次彎曲成形，如圖3-10所示。 （e）二次彎曲

49、成形，如圖3-11所示。方案二：（a）落料和沖2個腰圓孔。 （b）沖底部兩個11孔、壁部六個11孔和孔。 （c）首次彎曲成形，見圖3-10。 （d）二次彎曲成形，見圖3-11。方案三：（a）落料和沖零件上的全部孔。（c）首次彎曲成形，見圖3-10。 （d）二次彎曲成形，見圖3-11。方案四：（a）落料，見圖3-9。 （b）沖底部兩個11孔、一個圓孔和兩個腰圓形孔，見圖3-12。 （c）首次彎曲成形，見圖3-10。 （d）二次彎曲成形，見圖3-11。 （e）沖壁部兩個11孔。 （f）沖另一個面壁部四個11孔。方案五：（a）落料，見圖3-9。 （b）首次彎曲成形，見圖3-10。 （c）二次彎曲成形

50、，見圖3-11。 （d）沖底部兩個11孔和一個孔。 （e）沖腰圓孔。 （f）沖側壁六個11孔。方案六：（a）落料，見圖3-9。 （b）沖底部兩個11孔、一個孔和兩個腰圓孔，見圖3-12。（c）首次彎曲成形，見圖3-10。 （d）二次彎曲成形，見圖3-11。 （e）鉆壁部六個11孔。對以上六種方案進行比較，可以看出：方案一，從生產效率、模具結構和壽命方面考慮，將落料和零件上的孔組合在三套模具上沖壓，有利于降低沖裁力和提高模具壽命，同時模具結構比較簡單，操作也較方便。但是，該方案的二次彎曲均安排大沖孔以后進行，彎曲回彈后孔距不易保證，影響零件精度。方案二，落料和沖腰圓孔組合以及底部兩個11孔和壁部

51、六個11孔組合沖出，可以節(jié)省一道工序，但是模具結構比方案一復雜，同時多凸模厚板沖孔模容易磨損，刃磨次數(shù)增多，模具壽命低。二次彎曲工序均在沖孔后進行，產生與方案一相同的缺點。方案三，落料和零件上的孔采用復合模組合沖壓，優(yōu)點是節(jié)省了工序和設備，可以提高和生產效率，但模具結構復雜，且壁部六個11孔處的孔邊與落料外緣間距僅8mm，模壁強度較差，模具容易磨損或破壞，因此不宜采用。方案四，壁部六個11孔安排在彎曲后進行，可以提高孔距精度，保證零件質量，但是壁部沖孔的操作不便，同時彎曲后二次沖孔的模具費用也較高。方案五，全部沖孔工序安排在彎曲成形后進行，缺點是成形后沖孔，模具結構復雜，刃磨和修理比較困難，上

52、、下料操作也不方便。方案六，情況與方案四基本相同，但壁部六個11孔改為鉆孔，可以保證孔間尺寸，提高了零件精度，同時可減少兩套沖孔模，有利于降低零件的生產成本。缺點是增加了鉆孔工序，增加工序時間。通過以上的方案分析，可以看出，在一定的生產批量條件下，選用方案六是比較合理的。確定了工藝方案以后，就可以進行該方案的模具結構形式的確定，各工序的沖壓力計算和沖壓設備的選用。圖3-9 加固板落料模1下模板、2導柱、3導套、4卸料板、5螺釘、6螺釘、7凹模、8上模板、9銷釘、10擋料銷、11螺釘、12凸模、13銷釘、14銷釘三. 各工序模具結構形式的確定上面的工藝方案分析和比較中，已選用了模具種類，如選用落料模、沖孔模、首次彎曲模和二次彎曲模等，在最佳工藝方案六選定后，再確定各工序模具的具體結構形式。本實例為便于介紹和分析，在各工藝方案分析和