沖壓模具設計步驟：
工件圖為圖15所示活接叉彎曲件，材料45鋼，料厚3mm。其工藝性分析內容如下：
45鋼為優質碳素結構鋼，具有良好的彎曲成形性能。
零件結構簡單，左右對稱，對彎曲成形較為有利。可查得此材料所允許的最小彎曲半徑，而零件彎曲半徑，故不會彎裂。另外，零件上的孔位于彎曲變形區之外，所以彎曲時孔不會變形，可以先沖孔后彎曲。計算零件相對彎曲半徑，卸載后彎曲件圓角半徑的變化可以不予考慮，而彎曲中心角發生了變化，采用校正彎曲來控制角度回彈。
零件上只有1個尺寸有公差要求，由公差表查得其公差要求屬于IT14，其余未注公差尺寸也均按IT14選取，所以普通彎曲和沖裁即可滿足零件的精度要求。
4.結論：由以上分析可知，該零件沖壓工藝性良好，可以沖裁和彎曲。
零件為U形彎曲件，該零件的生產包括落料、沖孔和彎曲三個基本工序，可有以下三種工藝方案：
方案一：先落料，后沖孔，再彎曲。采用三套單工序模生產。
方案二：落料—沖孔復合沖壓，再彎曲。采用復合模和單工序彎曲模生產。
方案三：沖孔—落料連續沖壓，再彎曲。采用連續模和單工序彎曲模生產。
方案一模具結構簡單，但需三道工序三副模具，生產效率較低。
方案二需兩副模具，且用復合模生產的沖壓件形位精度和尺寸精度易保證，生產效率較高。但由于該零件的孔邊距為4.75mm，小于凸凹模允許的最小壁厚6.7mm，故不宜采用復合沖壓工序。
方案三也需兩副模具，生產效率也很高，但零件的沖壓精度稍差。欲保證沖壓件的形位精度，需在模具上設置導正銷導正，故其模具制造、安裝較復合模略復雜。
通過對上述三種方案的綜合分析比較，該件的沖壓生產采用方案三為佳。
（1） （1）毛坯尺寸計算（圖2）
對于有圓角半徑的彎曲件，由于變薄不嚴重，按中性層展開的原理，坯料總長度應等于彎曲件直線部分和圓弧部分長度之和，可查得中性層位移系數，所以坯料展開長度為由于零件寬度尺寸為18mm，故毛坯尺寸應為64mm×18mm。彎曲件平面展開圖見圖16，兩孔中心距為46mm。
彎曲力是設計彎曲模和選擇壓力機的重要依據。該零件是校正彎曲，校正彎曲時的彎曲力和頂件力為對于校正彎曲，由于校正彎曲力比頂件力大得多，故一般可以忽略，即 ≥生產中為安全，取≥，根據壓彎力大小，初選設備為JH23—25。
由圖3-2可知，該零件屬于一般沖孔、落料件。根據零件形狀特點，沖裁模的凸、凹模采用分開加工方法制造。尺寸18mm、R9mm由落料獲得，2×φ8.5mm和46±0.31mm由沖孔同時獲得。查得凸、凹模最小間隙，最大間隙，所以。
按照模具制造精度高于沖裁件精度3～4級的原則，設凸、凹模按IT8制造，落料尺寸，凸、凹模制造公差，磨損系數取0.75。沖孔尺寸，凸、凹模制造公差，磨損系數取0.5。根據沖裁凸、凹模刃口尺寸計算公式進行如下計算：
落料尺寸，校核不等式≤，代入數據得。說明所取的與合適，考慮零件要求和模具制造情況，可適當放大制造公差為 。
將已知和查表的數據代入公式得故落料凸模和凹模最終刃口尺寸為。
落料R9mm，屬于半邊磨損尺寸。由于是圓弧曲線，應該與落料尺寸18mm相切，所以其凸、凹模刃口尺寸取為
沖孔：
校核，代入數據得：。說明所取的與合適，考慮零件要求和模具制造情況，可適當放大制造公差為：， 。
將已知和查表的數據代入公式得
故沖孔凸模和凹模最終刃口尺寸為：，。
孔心距46±0.31mm
因為兩個孔同時沖出，所以凹模型孔中心距為
分析零件形狀應采用單直排的排樣方式，零件可能的排樣方式有如圖17所示兩種。
比較方案a和方案b，方案a是少廢料排樣，顯然材料利用率高，但因條料本身的剪板公差以及條料的定位誤差影響，工件精度不易保證，且模具壽命低，操作不便，排樣不適合連續模，所以選擇方案b。同時，考慮凹模刃口強度，其中間還需留一空工位。現選用規格為3mm×1000mm×1500mm的鋼板，則需計算采用不同的裁剪方式時，每張板料能出的零件總個數。
經查得零件之間的搭邊值，零件與條料側邊之間的搭邊值，條料與導料板之間的間隙值，則條料寬度為
步距
由于彎曲件裁板時應考慮纖維方向，所以只能采用橫裁。即裁成寬71.5mm、長1000mm的條料，則一張板材能出的零件總個數為
計算每個零件的面積，則材料利用率為。排樣圖如圖18所示。
3.沖裁力計算
此例中零件的落料周長為148.52mm，沖孔周長為26.69mm，材料厚度3mm，45鋼的抗剪強度取500MPa，沖裁力基本計算公式。則沖裁該零件所需落料力
沖孔力
模具結構采用剛性卸料和下出件方式，所以所需推件力為
計算零件所需總沖壓力
初選設備為JC23—63。
4.壓力中心計算（圖5）
零件為一對稱件，所以壓力中心就是沖裁輪廓圖形的幾何中心，但由于采用級進模設計，因此需計算模具的壓力中心。排樣時零件前后對稱，所以只需計算壓力中心橫坐標，如圖19所示建立坐標系。設模具壓力中心橫坐標為（計算時取代數值），則有即 ，解得 所以模具壓力中心坐標點為（-31.2 , 0）。
根據沖壓力的大小，選取開式雙柱可傾臺壓力機JC23—63，其主要技術參數如下：
公稱壓力：630kN
滑塊行程：120mm
最大閉合高度：360 mm
閉合高度調節量：80 mm
滑塊中心線到床身距離：260mm
工作臺尺寸：480 mm×710 mm
工作臺孔尺寸：φ250mm
模柄孔尺寸：φ50 mm×80 mm
墊板厚度：90 mm
根據彎曲力的大小，選取開式雙柱可傾臺壓力機JH23—25，其主要技術參數如下：
公稱壓力：250kN
滑塊行程：75mm
最大閉合高度：260 mm
閉合高度調節量：55mm
滑塊中心線到床身距離：200mm
工作臺尺寸：370 mm×560mm
工作臺孔尺寸：φ260mm
模柄孔尺寸：φ40 mm×60mm
墊板厚度：50 mm
1.沖孔落料連續模零部件設計
標準模架的選用依據為凹模的外形尺寸，所以應首先計算凹模周界的大小。根據凹模高度和壁厚的計算公式得
凹模高度
凹模壁厚
所以，凹模的總長，為了保證凹模結構對稱并有足夠的強度，將其長度增大到163mm。凹模的寬度。
模具采用后側導柱模架，根據以上計算結果，查得模架規格為：上模座200mm×200mm×45mm，下模座200mm×200mm×50mm，導柱32mm×160mm，導套32mm×105mm×43mm。
凸模固定板與凸模采用過渡配合關系，厚度取凹模厚度的0.8倍，即20mm，平面尺寸與凹模外形尺寸相同。
卸料板的厚度與卸料力大小、模具結構等因素有關，取其值為14mm。
導料板高度查表取12mm，擋料銷高度取4mm。
模具是否需要采用墊板，以承壓面較小的凸模進行計算，沖孔凸模承壓面的尺寸如圖20所示。則其承受的壓應力為
查得鑄鐵模板的為90～140MPa，故 。因此需采用墊板，墊板厚度取8mm。
模具采用壓入式模柄，根據設備的模柄孔尺寸，應選用規格為A50×105的模柄。
根據工件的材料、形狀和精度要求等，彎曲模采用非標準模架。下模座的輪廓尺寸為255mm×110mm。
（1）工作部分結構尺寸設計
1）凸模圓角半徑
在保證不小于最小彎曲半徑值的前提下，當零件的相對圓角半徑較小時，凸模圓角半徑取等于零件的彎曲半徑，即。
2）凹模圓角半徑
凹模圓角半徑不應過小，以免擦傷零件表面，影響沖模的壽命，凹模兩邊的圓角半徑應一致，否則在彎曲時坯料會發生偏移。根據材料厚度取。
3）凹模深度（圖7）
凹模深度過小，則坯料兩端未受壓部分太多，零件回彈大且不平直，影響其質量；深度過大，則浪費模具鋼材，且需壓力機有較大的工作行程。該零件為彎邊高度不大且兩邊要求平直的U形彎曲件，則凹模深度應大于零件的高度，且高出值，如圖21所示。
4）凸、凹模間隙
根據U形件彎曲模凸、凹模單邊間隙的計算公式得
5）U形件彎曲凸、凹模橫向尺寸及公差
零件標注內形尺寸時，應以凸模為基準，間隙取在凹模上。而凸、凹模的橫向尺寸及公差則應根據零件的尺寸、公差、回彈情況以及模具磨損規律而定。因此，凸、凹模的橫向尺寸分別為
（2）彈頂裝置中彈性元件的計算
由于該零件在成型過程中需壓料和頂件，所以模具采用彈性頂件裝置，彈性元件選用橡膠，其尺寸計算如下
1）確定橡膠墊的自由高度
認為自由狀態時，頂件板與凹模平齊，所以
由上兩個公式取。
2）確定橡膠墊的橫截面積
查得圓筒形橡膠墊在預壓量為10%~15%時的單位壓力為0.5MPa，所以
3）確定橡膠墊的平面尺寸
根據零件的形狀特點，橡膠墊應為圓筒形，中間開有圓孔以避讓螺桿。結合零件的具體尺寸，橡膠墊中間的避讓孔尺寸為φ17mm，則其直徑D為
4）校核橡膠墊的自由高度
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0.85×140=120mm。
有了上述各步計算所得的數據及確定的工藝方案，便可以對模具進行總體設計并畫出沖裁裝配圖如圖22所示。
模具閉合高度H模=45+8+20+15+14+12+25+50=189mm。
由上述各步計算所得的數據，對彎曲模具進行總體設計并畫出裝配圖如圖23所示。（圖8）
模具閉合高度H模=40+20+4+103=167 mm。（圖9）
第二部分 編寫設計計算說明書應考慮的問題
一、設計計算說明書的內容與要求
設計計算說明書應以計算內容為主，要求寫明整個設計的主要計算及簡要的說明。
對于計算過程的書寫，要求寫出公式并注明來源，同時帶入相關數據，直接得出運算結果。
在設計計算說明書中，還應附有與計算有關的必要簡圖，如壓力中心計算中應繪制零件的排樣圖；確定工藝方案時應繪制多種工藝方案的結構圖，以便于比較。
設計計算說明書應在全部計算及全部圖樣完成之后整理編寫，主要內容有沖壓件的工藝性分析，毛坯的展開尺寸計算，排樣方式及經濟性分析，工藝過程的確定，工序件的形狀及尺寸計算，模具結構形式的合理性分析，模具主要零件的結構形式、材料選擇、公差配合和技術條件，凸、凹模工作部分的尺寸計算，沖壓力計算，壓力中心的確定，彈性元件的選用等。具體概括如下：
1. 1.目錄
2. 2.設計任務書
3. 3.工藝方案分析及確定
4. 4.工藝計算
5. 5.模具結構設計
6. 6.模具零部件工藝設計
7. 7.參考資料目錄
8. 8.結束語
二、設計總結
總結與答辯是冷沖壓模具課程設計的最后環節，是對整個設計過程的系統評價和總結。學生在完成全部圖樣和編寫設計計算說明書之后，應全面分析此次設計中存在的優缺點，找出設計中應注意的問題，掌握模具設計的一般步驟和方法，通過總結，提高分析問題和解決問題的能力。設計過程中的問題與不足，搞清尚未弄懂的、甚至不理解和沒有考慮到的問題，從而獲得更大的收獲，完滿的達到整個設計的目的及要求。
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