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1、
任務：沖裁模的設計
名稱：墊片
材料：45 鋼（冷軋，退火）
料厚：1mm
批量：100 萬件/年零件見圖 1-1
1—1
一、墊片沖壓工藝分析
1、產(chǎn)品結(jié)構形狀分析 由圖 1-1 可知，產(chǎn)品為圓片沖孔。產(chǎn)品形狀
簡單對稱，無狹槽、尖角；孔與孔之間、孔原零件邊緣之間最小距離 c
滿足 c>1.5t 要求。
2、產(chǎn)品尺寸精度、粗糙度、斷面質(zhì)量分析
①要求普通沖裁
2、件的尺寸精度低于 IT13 級，現(xiàn)在產(chǎn)品的射擊精度低
于 IT13 級，所以尺寸精度滿足要求。
②沖裁件斷面質(zhì)量。 因為一般用普通沖裁方式?jīng)_ 2mm 以下的金
屬板料時，其斷面粗糙度 Ra 可達 12.5—3.2um,毛刺允許高度為 0.01—
0.05mm；本產(chǎn)品在斷面粗糙度和毛刺高度上沒有太嚴格的要求，所以只
要模具精度達到一定要求，沖裁件的斷面質(zhì)量可以保證。
3、產(chǎn)品材料分析 對于沖壓件材料的一般要求力學性能是強度低、
塑性高，表面質(zhì)量和厚度公差符合國家標準。本設計的產(chǎn)品材料是 45 鋼，
屬于優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構鋼，其力學性能是強度、硬度和
3、塑性指標適中，經(jīng)退
1
火后，用沖裁的加工方法是完全可以成形的。另外產(chǎn)品對于厚度和表面
質(zhì)量沒有嚴格的要求，所以盡量采用公家標準的板材，期沖裁出的產(chǎn)品
的表面質(zhì)量和厚度公差就可以保證。
經(jīng)上述分析，產(chǎn)品的材料性能符合冷沖壓加工要求。
4、產(chǎn)量 100 萬件 /年。
由于產(chǎn)品的生產(chǎn)綱領 100 萬件 /年可知，產(chǎn)品批量為大批量，很適合
采用沖壓加工方法，最好采用復合?；蜻B續(xù)模，若是能加上自動送料裝
置，會大大提高生產(chǎn)效率，降低成本。零件如上所有尺寸均未標注公差，
可按 IT14 確定工件尺寸公差。
4、查標注公差數(shù)值表（ GB/T 1800.3—
1998）各尺寸公差為
二、墊片沖壓工藝方案的確定和模具結(jié)構類型
該零件包括落料、沖孔兩個基本工序，可以采用以下三種工藝方
案：
①先落料，再沖孔，采用單工序模生產(chǎn)。
②落料—沖孔復合沖壓，采用復合模生產(chǎn)。
③沖孔—落料連續(xù)沖壓，采用基金膜生產(chǎn)。
方案①模具結(jié)構簡單，但需要兩道工序、兩套模具才能完成零件的加工，生產(chǎn)效率較低，難以滿足
5、零件大批量生產(chǎn)的需求。由于零件結(jié)構
2
簡單，為提高生產(chǎn)效率，主要應采用復合沖裁和級進沖裁方式。為更好
地保證尺寸精度，最后確定用復合沖裁的方式進行生產(chǎn)。工件尺寸可知，
凸凹模壁厚大于最小壁厚，為便于操作，所以復合模采用倒裝復合模及
彈性卸料板和定位定方式定位。
三、排樣設計
查表確定搭邊值：
兩工件的搭邊： a=1.5mm；
工件邊緣搭邊： a1=1.8mm；
步距： 33mm；
調(diào)料寬度 B=（L+2a△1+ ） 0 △-
=（23+2*1.8+0.5）0 -0.5
6、
=27.10 -0.5
進行圓整，取 B=30mm
確定后排樣圖如圖 1-2 所示。
圖 1-2
一個步距內(nèi)的材料利用率 n 為：
n=A/(BS)*100%
=529.14/707.9*100%
=74.75%
四、沖壓力與壓力中心計算
1、沖壓力
①沖裁力： Fc=K LtTb
3
因為使用的材料是 45#鋼，所以可以通過機械設計手冊可以查得
45#鋼的抗剪強度為 Tb=
7、370MPa。
由零件圖可以計算得知：
L 落料 =87.41mm L 沖裁 =81.68mm
則 L= L 落料 +L 沖裁 =（ 87.41+81.68）mm=169.09mm
又因為 K=1.3；因此可以的以下等式：
Fc 落料 =K L 落料 tTb =（）N=42.05kN
Fc 沖孔 = K L 沖孔 tTb=（）N=39.29kN
Fc= K LtTb=（）N=81.33kN
②估算卸料力
表 1-1
材料厚 t/mm Kx Kt Kd
鋼 0.5-2.5 0.04-0.05 0.055 0.06
8、
Fx=K x*F c 查表 1-1 可知卸料力系數(shù) K x=0.05 所以
Fx
③估算推件力
Ft=n*K t* Fc 沖孔 查表可知推件力系數(shù) K t=0.055。假設 n=4，則
可得：
Ft
=8.64kN
④估算頂件力
Fd=K d* Fc 落料 查表可知 K d=0.06 所以可得
Fd
⑤沖裁工序力計算
4
因為零件的成型方式是使用復合模，所以沖裁工序力為：
F= Fc+ Fx+ Ft+ Fd
=(81.33+4.0
9、7+8.64+2.53)kN
=96.57kN
2、壓力中心的計算
由于該零件的幾何形狀比較簡單，可以很明顯的看出，該零件的壓力中心就在幾何中心。
五、計算沖模刃口尺寸
1、查課本表 2— 13，確定沖裁間隙為 Zmin =0.27mm, Zmax=0.31mm
2、計算落料刃口尺寸。（尺寸的分類見下圖）
采用配制加工，刃口尺寸以凹模為基準，凸模尺寸按相應的凹模尺寸進行配制，保證雙面間隙為 0.27
10、 —0.33mm。
查課本表 2-15，確定所有尺寸的磨損系數(shù)均為 x=0.5 。落料刃口尺
寸均為 A 類尺寸，δ △d = /4 ，按式（ 2-12 ）得到：
A2=(A2max-x △2 ) △0 +2/4
0+0.52/4
=23.26 0+0.13 mm
5
為保證 R3.5 與尺寸 7 的輪廓線相切， R3.5 的凹模尺寸，取尺寸 7
的一半，公差也取一半，故有：
A1=(A1max-x △1 ) △0 +1/4
=（ ）0+0.18/4
=3.590+0.
11、045 mm
3、計算沖孔刃口尺寸。
仍采用配制加工，刃口尺寸以凸模為基準，凹模尺寸按相應的凹模
實際尺寸進行配制，保證雙面間隙為 0.22-0.26mm。
查課本表 2-15，得磨損系數(shù) x=0.5 。取 δ△d = /4 ，按式（ 2-13 ）得
B =(B+x
△3
)
0
/4
11min
△ - 3
=（）△0 - 3/4
=17.790-0.108mm
B =(B
+x
△4
)
0
22min
△- 4/4
=(3.7+0.5*0.3)
0
-0.3/4
=3.850-
12、0.075mm
在沖壓過程中，不隨磨損變化的尺寸，按式（ 2-14 ）計算得
△C=（Cmax- /2 ）±△ /8
=(28.52- 0.52/2) ±(0.52/8)
=28.26±0.065mm
六、確定各主要零件的結(jié)構尺寸
1、凹模外形尺寸的確定
凹模厚度 Ha的確定，由式（ 2-30 ）得
Ha=(0.1F) 1/3 =24.19mm查表圓整取標準值 Ha=25mm
根據(jù)式（ 2-31 ）, 計算凹模壁厚 c=1.3Ha=32.5mm, 查資料圓整取值
c=33.5mm
凹模寬度 B 的確定 :
13、
6
B=b+2c
=23+2*33.5
=90
凹模長度 L 的確定：
L=l+s+2c
=（30+33+2*33.5 ）mm
=130mm
根據(jù) GB/T 8057—1995，確定凹模的外形尺寸為 140*100*20 2、凸模長度尺寸的確定。
由式（ 2-29 ）可知，采用彈性卸料時凸模的長度為 L=h1+h2+t+A。
其中，導料板厚度 h1=12mm，卸料板厚度 h2=18mm，A 由 3 部分組成：閉
合狀態(tài)時固定板和卸料板之間的距離，凸模的修磨量，凸模進入凹模的
距
14、離 0.5-1mm。A 相對要長一些，要考慮彈性元件的壓縮量。此處取
A=22mm，則
L=12+18+1+22=53mm
6、其它模具零件結(jié)構尺寸
根據(jù)倒裝復合模形式特點：凹模板尺寸查標準 JB/T-6743.1-94, 確定其他模板尺寸列于下表
根據(jù)模具零件結(jié)構尺寸 , 查標準 GB/T2855.5-90 選取后側(cè)導柱
125×25 標準模架一副。
7、壓力機的選用
7
選用壓力
15、機的公稱壓力應大于沖裁工序力，即 Fp≧1.2F=115.88kN;
最大閉合高度應大于沖裁模閉合高度 5mm；工作臺面尺寸應能滿足模具
的正確安裝。綜上所述，查表 1-5 ，可選擇用 J23-25 開式雙柱可傾式壓
力機，并需要在工作臺面上配備墊塊，墊塊實際尺寸可以配制。
七、模具總裝配圖
工作原理：
當模具處于開口狀態(tài)時，放入毛坯板，并使用活動擋料銷 16 定位。固定
好毛坯以后，啟動壓力機，此時彈性卸料板 17 壓緊毛坯。下一步?jīng)_裁時，
凸模 5 和凸凹模 2（做沖孔凹模）完成沖孔工序；凹模 3 和凸凹模 2（做
落料凹模用）完成落料
16、工序。沖孔廢料有凸凹模的?？字苯勇┫?，制件
被凸凹模頂入落料凹模，再由推件塊 11 推出。
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沖裁模復合模模具設計
