沖壓模具設計的九個核心步驟

 實戰(zhàn)案例分享：五金模具設計的工廠實戰(zhàn)案例，步驟詳細，過程

一、取得必要的資料：

　　根據(jù)相關資料分析共建的沖壓工藝性，對工件進行工藝審核及標準化審核。

　　1）取得注明具體技術(shù)要求的產(chǎn)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(shù)迅速發(fā)展的情況下，根據(jù)生產(chǎn)實際的需要和可能，綜合應用各種沖壓技術(shù)，合理選擇沖壓方法，正確進行沖壓工藝的制定和模具結(jié)構(gòu)的選擇，使之既滿足產(chǎn)品的技術(shù)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間的相互關系和在各工序間必須相互保證的加工工藝要求及裝配關系等。

　　3）了解工件的生產(chǎn)批量。零件的生產(chǎn)對沖壓加工的經(jīng)濟性起著決定性的作用，為此，必須根據(jù)零件的生產(chǎn)批量和零件的質(zhì)量要求，來決定模具的型式、結(jié)構(gòu)、材料等有關事項，并由此分析模具加工工藝的經(jīng)濟性及公建生產(chǎn)的合理性，描繪沖壓工步的輪廓。

　　4）確定工件原材料的規(guī)格及毛料情況（如板料、條料、卷料、廢料等），了解材料的性質(zhì)和厚度，根據(jù)零件的工藝性確定是否采用少無廢料拍樣嗎，并初步確定材料的規(guī)格和精度等級。

　　在滿足使用性能和沖壓性能要求的前提下，應盡量采用廉價的材料。

　　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(shù)能力和設備條件以及可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(gòu)思模具的結(jié)構(gòu)方案。必要時可對既定的產(chǎn)品設計和工藝過程提出修改意見，使產(chǎn)品設計、工藝過程和模具設計與制造三者之間能更好的結(jié)合，以取得更加完善的效果。

　　二、確定工藝方案及模具結(jié)構(gòu)型式：

　　工藝方案的確定是沖壓件工藝性分析之后應進行的一個最重要的環(huán)節(jié)。它包括：

　　1）根據(jù)工件的形狀特征、尺寸精度及表面質(zhì)量的要求，進行工藝分析，判斷出它的主要屬性，確定基本工序的性質(zhì)。即落料、沖孔、彎曲、拉深、翻邊和脹形等基本工序。列出沖壓所需的單全部工序，一般情況可從產(chǎn)品零件圖樣要求直接確定。

　　2）根據(jù)工藝計算，確定工序數(shù)目。對于拉伸件，還應計算拉深次數(shù)。而彎曲件、沖裁件也應根據(jù)其形狀、尺寸及精度要求等，確定是一次或幾次加工。

　　3）根據(jù)各加工的變形特點、尺寸精度要求及要求操作的方便性等要求，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(jù)生產(chǎn)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的組合。如復合沖壓工序、連續(xù)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(chǎn)，選用簡單模；薄料、小尺寸、大批量的沖件宜采用級進模進行連續(xù)生產(chǎn)；而型位精度高的沖件，則宜采用復合模進行沖壓。

　　在確定工序的性質(zhì)、順序及工序的組合后，即確定了沖壓的工藝方案。也即決定了各工序模具的結(jié)構(gòu)型式。

　　三、進行必要的工藝計算：

　　1）設計材料的排樣和計算毛坯尺寸。

　　2）計算沖壓力（包括沖裁力、彎曲力、拉深力、翻邊力、脹形力、及卸料力、推件力、壓邊力等），必要時還須計算沖壓功和功率。

　　3）計算模具的壓力中心。

　　4）計算或估算模具各主要零件的厚度。如凹模、凸模固定板、墊板的厚度以及卸料橡皮或彈簧的自由高度等。

　　5）決定凸、凹模的間隙，計算凸、凹模工作部分的尺寸。

　　6）對于拉深工序，需要決定拉深的方式（壓邊或不壓邊），計算拉深次數(shù)及中間工序的半成品尺寸。

　　對于有些工藝，如帶料的連續(xù)拉深，則需要進行專門的工藝計算。

　　四、模具的總體設計：

　　在上述分析計算的基礎上，進行模具結(jié)構(gòu)的總體設計（此時一般只需勾出草圖即可），并初步算出模具的閉合高度，概略地定出模具的外形尺寸。

　　五、模具主要零部件的結(jié)構(gòu)設計：

　　1）工件部分零件。如凸模、凹模、凸凹模等結(jié)構(gòu)型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(diào)定位板、固定擋料銷、活動擋料銷及定距側(cè)刃等，需要根據(jù)具體的情況進行選用及設計。

　　在連續(xù)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、側(cè)后導柱還是對角導柱，是用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(jié)構(gòu)型式的選擇等。

　　六、選定沖壓設備：

　　沖壓設備的選擇是工序設計和模具設計的一項重要的內(nèi)容。合理地選用設備對工件質(zhì)量的保證、生產(chǎn)率的提高、操作時的安全性等都有重大的影響，也為模具的設計帶來方便。

　　沖壓類型的選定，主要取決于工藝要求和生產(chǎn)批量。

　　沖壓設備規(guī)格的確定，主要取決于工藝參數(shù)及模具結(jié)構(gòu)尺寸。對曲柄壓力機來說，必須滿足一下要求：

　　1）壓力機的標稱壓力必須大于沖壓的工藝力。即

　　更確切地說，應該是沖壓過程的負荷曲線必須在壓力機的許用負荷曲線之下。

　　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。對于拉深工序所用的壓力機，其行程必須大于該工序中工件高度的2~2.5倍，以便放入毛坯和取出工件。

　　4）壓力機的臺面尺寸必須大于模具下模座的外形尺寸，并要留有固定模具的位置。一般每邊大出50~70mm以上。壓力機臺面上的漏孔尺寸必須大于工件（或廢料）的尺寸。

　　七、繪制模具總圖：

　　模具總圖（包括零件工件圖）的繪制嚴格按照制圖標準（GB/T4457~ GB/T4460和GB/T131-1993）。同時，在實際生產(chǎn)中，結(jié)合模具的工作特點和安裝、調(diào)整的需要，其圖面的布置以形成一定的習慣。

　　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）毛坯置入的情況；另一半則繪制沖壓結(jié)束后、工件已成形（或已分離）、沖床滑塊在下止點位置的狀態(tài)。

　　2）俯視圖。通常情況下半部分俯視圖，另一半繪制上半部分的俯視圖。根據(jù)需要有時也完全繪制下半部分俯視圖。

　　3）側(cè)視圖、仰視圖及局部剖視等。必要時須繪制模具工作位置的側(cè)視圖。有時在圖樣的右上角還繪制模具上半部分的仰視圖以及局部剖視等。

　　4）工件圖。一般工件圖畫在右上角。對于由數(shù)套模具完成的工作，除了繪出本工序的工件圖外，還需要繪出上道工序的工件圖。

　　5）排樣圖。對于級進模則需要繪出排樣方式、工序安排順序及各工步所完成的沖壓內(nèi)容；應標出工步間距、搭邊值、條料尺寸。沖裁模的排樣圖則需標出排樣方式、條料尺寸和搭邊值的大小。

　　6）列出零件明細表，注明材料及數(shù)量。凡標準零件都要選定規(guī)格。

　　7）技術(shù)要求及說明。技術(shù)要求包括沖壓力、所選用的設備型號、模具總體的行位公差及裝配、安裝調(diào)試、模具閉合高度、模具間隙以及其他要求等。

　　八、繪制各非標準件的零件圖：

　　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、所用材料及其熱處理要求，以及其他各項技術(shù)要求。

　　九、填寫模具記錄卡和編寫沖壓工藝文件：

　　對于小批量生產(chǎn)時，應填寫工藝路線明細表；而在大批量生產(chǎn)時，則需對每個零件制定工藝過程卡和工序卡。  (伺服壓力機www.lyjingtong.com)