(1)幫助學生具體運用和鞏固《模具設計與制造》課程及相關的理論知識，了解設計沖壓模的一般程序。 (2)是使學生能夠熟練地運用有關技術資料，如《冷沖模國家標準》、《模具設計與制造簡明手冊》、《冷沖壓模具結構圖冊》及其它有關規范等。 (3)訓練學生初步設計冷沖壓模具的能力，為以后的工作打下初步的基礎。 1 沖壓模設計...
(1)幫助學生具體運用和鞏固《
模具設計與制造》課程及相關的理論知識，了解設計
沖壓模的一般程序。
(2)
使學生能夠熟練地運用有關技術資料，如《冷沖模
家標準》、《模具設計與制造簡明手冊》、《冷沖壓模具結構圖冊》及其它有關規范等。
(3)訓練學生初步設計冷沖壓模具的能力，為以后的工作打下初步的基礎。
1 沖壓模設計的準備工作
根據課程設計目的，設計課題由指導教師用“設計任務書”的形式下達，課題難度以輕度復雜《如沖孔落料復合模》為宜。設計工作量根據課程設計時間安排情況，由指導教師酌定。
1.1 研究設計任務
學生應充分研究設計任務書，了解產品用途，并進行沖壓件的
工藝性及尺寸公差等級分析，對于一些沖壓件結構不合理或工藝性不好的，必須征詢指導教師的意見后進行改進。在初步明確設計要求的基礎上，可按以下步驟進行沖壓總體方案的論證。
第一步，醞釀沖壓工序安排的初步方案，并畫出各步的沖壓工序草圖；
第二步，通過工序安排計算及《冷沖壓模具結構圖冊》等技術資料，驗證各步的沖壓
成型方案是否可行，構畫該道工序的模具結構草圖。
第三步，構畫其它模具的結構草圖，進一步推敲上述沖壓工序安排方案是否合理可行。
第四步，沖壓工序安排方案經指導教師過目后，即可正式繪制各步的沖壓工序圖，并著手按照“設計任務書”上的要求進行課程設計。
1.2 資料及工具準備
課程設計開始前必須預先準備好《冷沖模國家標準》、《模具設計與制造簡明手冊》、《冷沖壓模具結構圖冊》等技術資料，及圖板、圖紙、繪圖
儀器等工具。也可將課程設計全部或部分工作安排在計算機上用Auto
CAD等軟件來完成，相應地需事前調試設備及軟件、準備好打印用紙及墨盒等
材料。
1.3 設計步驟
沖壓模課程設計按以下幾個步驟進行。
(1)擬定沖壓工序安排方案、畫出沖壓工序圖、畫出待設計模具的排樣圖(階段考核比例為15%)
(2)計算沖裁力、確定模具壓力中心、計算凹模周界、確定待設計模具的有關結構要素、選用模具典型組合等，初選壓力機噸位(25%)；
(3)確定壓力機噸位(5%)；
(4)設計及繪制模具裝配圖(25%)；
(5)設計及繪制模具零件圖(25%)；
(6)按規定格式編制設計說明書(5%)；
(7)課程設計面批后或答辯(建議對總成績在10%的范圍內適度調整)。
1.4 明確考核要求
根據以上6個階段應該形成的階段設計成果實施各階段的質量及考核，從而形成各階段的考核成績。其中課程設計面批或答辯不僅有助與當面指出學生的各類設計錯例，也是課程設計考核的重要手段。最終的考核成績在6個階段考核成績的基礎上，由指導教師結合考勤記錄及面批或答辯記錄對總成績在10%左右的范圍內適度調整。
2 沖裁模結構設計示范
2.1 排樣論證的基本思路
排樣論證的目的是為了畫出正確的模具排樣圖。一個較佳的排樣方案必須兼顧沖壓件的公差等級、沖壓件的生產批量、模具結構和材料利用率等方面的因素。
1) 保證沖壓件的尺寸精度
圖1所示沖壓件，材料為10鋼板，料厚1mm，其未注公差尺寸精度等級為IT12，屬一般沖裁模能達到的公差等級，不需采用精沖或整修等特殊沖裁方式。從該沖壓件的形狀來看，完全可以實現少、無廢料排樣法。但該沖壓件的尺度精度等級決定了應采用有廢料排樣法。
圖1 沖壓件及排樣圖
2) 考慮沖壓件的生產批量
該沖壓件的月生產批量為3000件，屬于中等批量的生產類型，因此不考慮多排、或一模多件的方案(該方案較適宜大批量生產，約幾十萬件以上)；也不考慮采用簡易沖裁模常用的單、直排方案，根據成批生產的特點，再結合該沖壓的形狀特點，以單斜排、一模一件、級進排樣方案為宜。
3) 提高原材料利用率
在繪制排樣圖的過程中，應注意提高沖壓原材料的利用率。但提高原材料的利用率，不能以大幅提高沖裁模結構的復雜程度為代價。圖2所示是墊圈沖壓件及其沖裁排樣圖。如果單純為了提高原材料的利用率而采用三排或三排以上、一模多件的沖載方案，雖然確實有助于提高原材料的利用率，但模具制造成本卻隨之大幅提高，其結果往往得不償失。
排樣圖上搭邊值設計是否合理，直接影響到原材料的利用率和模具制造的難易程度。總是采用最小許用搭邊值、[a1min]往往
為地提高了模具的制造難度，而在通常情況下卻并不能提高原材料的利用率。以一條
1000mm的料條為例，若對圖2所示的墊圈沖壓件以=0.8mm進行排樣，可排(1000-0.8)/(34+0.8)=28.7個，實際為28個；若以a=1.5mm進行排樣，則可排(1000-1.5)/(34+1.5)=28.1個。可見每個步距上省下0.7mm長的料，最終整張條料上并不能多排一個工件，兩者的利用率是完全相同的。除使用卷料進行沖壓外，一般搭邊值均應在的基礎上圓整(料寬尺寸也須圓整)，以降低模具制造難度。
圖2 墊圈沖壓件及沖裁排樣圖
4) 模具結構論證
在保證產品尺寸公差等級的前提下，應盡量簡化模具結構復雜程度，降低模具制造費用，
是設計模具的鐵則。圖2所示的墊圈沖壓件，因外形比較簡單，且壁厚較大，所以采用復合模沖裁排樣方案就比采用級進模沖裁的方案好。
倒裝復合模的結構比順裝復合模簡單，所以應優先考慮采用倒裝復合模。最終能否采用復合模沖裁方案以及采用何種復合模結構的關鍵是驗算沖壓件的最小壁厚。經驗算墊圈沖壓件的最小壁厚，可用倒裝復合模沖裁方案。
2.2 選擇壓力機及確定壓力中心示范
根據圖2復合模沖裁排樣圖，經計算模具工藝總力P∑=10.32(tf)，可初步選擇J23-16F壓力機。記錄有關技術
數供今后校核用。最大封閉高度：205mm；封閉高度調節量：45mm；工作臺尺寸前后：300mm、左右：450mm；墊板尺寸厚度：40mm；孔徑：Φ210mm；模柄孔尺寸直徑：Φ40mm；模柄孔深度：60mm。
計算壓力中心的方法
教材上已有詳盡的介紹。要計算出壓力中心的精確位置既繁鎖又無必要。除了少數幾種情況，例如：精密沖裁模具、多工位自動級進模和一些造價昂貴的模具為保險起見需要精確計算外，一般情況下，可以根據對稱原理把壓力中心大致定在條料寬向的中心線和送料方向上最遠的兩個凸模(有側刃時，側刃也算作凸模)距離的中線的交合點”O”上，只要這個0點與實際壓力中心之間的偏距小于模柄半徑(已知模柄直徑為Φ40mm)，就能達到模具平穩工作要求；而一旦0點與實際壓力中心之間的偏距超出模柄半徑的范圍，就要調整各凹模洞口在凹模板上的位置，使實際壓力中心進入模柄半徑范圍內。
2.3 冷沖模國家標準的使用
根據圖2復合模沖裁排樣圖，結合模具制造工藝，圓形模板比矩形模板
加工簡便，因此本模具就采用圓形模板。首先要計算圓形凹模板的輪廓尺寸：厚度H=K·b1=0.4×38=15.2mm；直徑D=L1+2l1=34+2×22=78mm。查閱GB2858.4-81，根據”就近就高”的原則初定凹模周界：H×D=16×Φ80。
1. 確定模具的主要結構要素
根據墊圈產品圖排樣方案論證結果，已確定本模具采用倒裝式復合模結構。在此基礎上，尚須確定如下結構要素。
(1) 確定送料方式
模具相對于模架是采用從前往后的縱向送料方式，還是采用從右往左的橫向送料方式，這主要取決于凹模的周界尺寸。如L(送料方向的凹模長度)＜B(垂直于送料方向的凹模寬度)時，采用縱向送料方式；L＞B時，則采用橫向送料方式；L=B時，縱向或橫向均可。就本例的圓形凹模板而言，其送料方式應采用縱向送料。另外采用何種送料方式，還得考慮壓力機本身是開式還是閉式而定。
(2) 確定卸料形式
模具是采用彈壓卸料板，還是采用固定卸料板，取決于卸料力的大小，其中材料料厚是主要考慮因素。由于彈壓卸料模具操作時比固定卸料模具方便，操作者可以看見條料在模具中的送進動作，且彈壓卸料板卸料時對條料施加的是柔性力，不會損傷工件表面，因此實際設計中盡量采彈壓卸料板，而只有在彈壓卸料板卸料力不足時，才改用固定卸料板。隨著模具用彈性元件彈力的增強(如采用矩形彈簧)，彈壓卸料板的卸料力大大增強。根據目前情況，當材料料厚約在2mm以下時采用彈壓卸料板，大于2mm時采用固定卸料板較為貼近實際。本模具所沖材料的料厚為1mm，因此可采用彈壓卸料板。
(3) 模架形式
如采用縱向送料方式，適宜采用中間導柱導套模架(對角導柱導套模架也可)；橫向送料適宜采用對角導柱導套模架：而后側導柱導套模架有利于送料(縱橫向均可且送料較順暢)，但工作時受力均衡性和對稱性比中間導柱導套模架及對角導柱導套模架差一些；四角導柱導套模架則常用于大型模具；而精密模具還須采用滾珠導柱導套。本模具采用中間導柱導套模架，一是對縱向送料方式較適宜，二是中間導柱導套模架工作時受力比較均衡、對稱。
2. 典型組合選擇示范
計算凹模周界及確定模具的主要結構是為了選用合適的模具結構典型組合。根據本模具采用縱向送料方式、彈壓卸料板、倒裝復合模、中間導柱導套模架及凹模周界為H×D=16×Ф80，可從《冷沖模國家標準》查到復合模圓形厚凹模典型組合(GB2873.3-81)。各模具零件的標準外形尺寸H×D如下：
(1)上墊板(GB2858.6-81) 4×Ф80 1塊；
(2)固定板(GB2858.5-81) 12×Ф80 1塊；
(3)凹模(GB2858.4-81) (22×Ф80)調整至18×Ф80 1塊；
(4)卸料板(GB2858.5-81) 10×Ф80 1塊；
(5)固定板(GB2858.5-81) 14×Ф80 1塊；
(6)下墊板(GB2858.6-81) 4×Ф80 1塊；
本典型組合推薦使用3只M8的緊固螺釘、2只Ф8的圓柱銷、3只桿部直徑為Ф8的臺肩式卸料螺釘、凸凹模的推薦長度為42mm、配用模架閉合高度在140～165mm之間。
有了模具結構的典型圖，模具設計就大為簡化。只要根據排樣圖中凸模或凸凹模的位置，分別把各個凸模或凸凹模畫入典型組合可，并相應地在凹模板或凸凹模上開制相應的凹模洞口及在其它零件上畫出漏料孔、打料系統等，就可得到一張完整又正確的裝配圖。
3. 非標準模具的對照設計
有些矩形凹模板根據計算結果會很難選到一個合適的標準凹模板。例如某狹長沖壓件，其凹模周界的計算值：H×L×B=20×60×125，
與之最為接近的標準凹模板尺寸為：H×L×B=20×125×125，仍相差懸殊。解決的辦法是根據H×L×B=20×125×125的標準凹模板找到模具的典型組合，同樣根據該典型組合構畫裝配圖，只是把模具內的所有模板的L尺寸全部換成非標準尺寸60mm，而尺寸H及B保持不變，進行必要的有限非標準設計。
2.4 繪制模具裝配圖示范
有了模具結構典型組合圖，就可以著手繪制模具裝配圖。我們一般應根據模具結構典型組合圖繪制模具結構草圖，這樣無論在布置圖面、還是考慮結構細節等問題上都將帶來許多便利之處。
1. 圖面布置規范
為了繪制一張美觀、正確的模具裝配圖，必須掌握模具裝配圖面的布置規范。圖3所示是模具裝配圖的圖面布置示意圖，可參考使用。
圖紙的左上角1處是檔案編號。如果這份圖紙將來要歸檔，就在該處編上檔案號(且檔案號是倒寫的)，以便存檔。不能隨意在此處填寫其它內容。
圖3 圖面布置示意圖
1-檔案編號處 2-布置主視圖 3-布置俯視圖 4-布置產品圖 5-布置排樣圖
6-技術要求說明處 7-明細表 8—標題欄
2處通常布置模具結構主視圖。在畫主視圖前，應先估算整個主視圖大致的長與寬，然后選用合適的比例作圖。主視圖畫好后其四周一般與其它圖或外框線之間應保持有約50～60mm的空白，不要畫得“頂天立地”，也不要畫得“縮成一團”，這就需要選擇一合適的比例。推薦盡量采用1:1的比例，如不合適，再考慮選用其它《
機械制圖國家標準》上推薦的比例。
3處布置模具結構俯視圖。應畫拿走上模部分后的結構形狀，其重點是為了反映下模部分所安裝的工作零件的情況。俯視圖與邊框、主視圖、標題欄或明細表之間也應保持約50～60mm的空白。
4處布置沖壓產品圖。并在沖壓產品圖的右方或下方標注沖壓件的名稱、材料及料厚等參數。對于不能在一道工序內完成的產品，裝配圖上應將該道工序圖畫出，并且還要標注本道工序有關的尺寸。
5處布置排樣圖。排樣圖上的送料方向與模具結構圖上的送料方向必須一致，以使其他讀圖人員一目了然。
6處主要技術要求。如模具的閉合高度、標準模架及代號及裝配要求和所用的沖壓設備型號等。
7處布置明細表及標題欄。結合圖4標題欄及明細表填寫示例，應注意的要點如下。
(1)明細表至少應有序號、圖號、零件名稱、數量、材料、標準代號和備注等欄目；
(2)在填寫零件名稱一欄時，應使名稱的首尾兩字對齊，中間的字則均勻插入；
(3)在填寫圖號一欄時，應給出所有零件圖的圖號。數字序號一般應與序號一樣以主視圖畫面為中心依順時針旋轉的方向為序依次編定。由于模具裝配圖一般算作圖號00，因此明細表中的零件圖號應從01開始計數。沒有零件圖的零件則沒有圖號。
(4)備注一欄主要標標準件規格、
熱處理、外購或外加工等說明。一般不另注其它內容。
圖4 標題欄及明細表填寫示例
8處布置標題欄。作為課程設計，標題欄主要填寫的內容有模具名稱、作圖比例及簽名等內容。其余內容可不填。
圖5 倒裝復合模
1－下模座 2、3－導柱 4－卸料螺釘 5－下墊板 6－凹模固定板 7－凸凹模
8－彈壓橡皮 9－卸料板 10－擋料頂 11－推塊 12、27－沖孔凸模 13－沖孔凸模固定板
14－開制三叉通孔的墊板 15、25、33－圓柱銷 16－上模座 17、18－導套 19－模柄
20－防轉銷 21－打桿 22－三叉打板 23－上墊板 24－頂桿 26－凹模 28－內六角螺釘
29－活動擋料銷 30－半圓頭螺釘 31－扭簧 32－內六角螺釘
