畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題 目 端蓋復(fù)合模設(shè)計(jì)院 （系） 專業(yè)班級學(xué)生姓名指導(dǎo)教師成 績年 月 日I端蓋復(fù)合模設(shè)計(jì)摘要沖壓模具在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。 沖壓模具的設(shè)計(jì)充分利用了機(jī)械壓力機(jī)的功用特點(diǎn)在室溫的條件下對坯件進(jìn)行沖壓成形，生產(chǎn)效率提高，經(jīng)濟(jì)效益顯著。沖壓模具的 設(shè)計(jì)充分利用了機(jī)械壓力機(jī)的功用特點(diǎn)，在室溫的條件下對坯件進(jìn)行沖壓成形，生產(chǎn)效 率提高，經(jīng)濟(jì)效益顯著。 本文介紹的模具實(shí)例是端蓋結(jié)構(gòu)，簡單實(shí)用，使用方便可靠，對類似工 件的大批量生產(chǎn)具有一定的參考作用。在傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)中，工人生產(chǎn)的勞動(dòng)強(qiáng)度大、 勞動(dòng)量大，嚴(yán)重影響生產(chǎn)效率的提高。隨著當(dāng)今科技的發(fā)展， 工業(yè)生產(chǎn)中模具的使用已 經(jīng)越來越引起人們的重視，而被大量應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)中來。沖壓模具的自動(dòng)送料技術(shù)也投入到實(shí)際的生產(chǎn)中，沖壓模具可以大大的提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率，減輕工人負(fù)擔(dān)，具有重要的技術(shù)進(jìn)步意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。關(guān)鍵詞：端蓋，沖壓模具，壓力機(jī)，生產(chǎn)效率IIAbstractStamping dies are widely used in industrial production. Stamping die design takes full advantage of the characteristics of the function of the mechanical press at room temperature conditions were stamping blank production efficiency, significant economic benefits. Stamping die design takes full advantage of the characteristics of the function of the mechanical press at room temperature conditions of the press-formed blank, improve production efficiency, significant economic benefits. This article describes a simple example of the structure of the mold and practical, easy to use and reliable, high-volume production of similar work piece has a certain reference. In conventional industrial production, production workers in labor-intensive, labor intensive, serious impact on production efficiency. With today's technology, the use of industrial production molds have been increasingly attracted people's attention, and been widely applied to industrial production in the past. Stamping die automatic feeding technology into actual production, stamping dies can greatly improve labor productivity, reduce the burden on the workers, technical progress has significance and economic value important.Keywords: cover, stamping dies, presses, production efficiencyIII目 錄摘要 .IAbstractII第 1 章 引言 11.1 模具行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及市場前景 .11.2 課題來源和研究意義 11.3 國內(nèi)外在該方向的研究現(xiàn)狀及分析 21.4 沖壓的概念、特點(diǎn)及應(yīng)用 41.5 沖壓工藝分析 51.6 畢業(yè)設(shè)計(jì)的意義與目的 6第 2 章 本課題沖壓件的工藝性分析 82.1 沖裁件的結(jié)構(gòu)工藝性 92.1.1 沖裁件的形狀 92.1.2 沖裁件的尺寸精度 92.2 制件沖壓工藝方案的確定 92.2.1 沖壓的基本工序 92.2.2 沖壓工藝分類 102.2.3 沖壓工序的組合 11第 3 章 制件排樣圖的設(shè)計(jì)及材料利用率的計(jì)算 123.1 展開尺寸的計(jì)算 .123.2 制件排樣圖的設(shè)計(jì) .143.2.1 搭邊與料寬 143.2.2 材料利用率的計(jì)算 15第 4 章 確定總沖壓力和選用壓力機(jī)及計(jì)算壓力中心 164.1 落料拉伸模 164.2 壓力中心的計(jì)算 174.3 壓力機(jī)的選用 19第 5 章 凸、凹模刃口尺寸計(jì)算 205.1 拉伸模 205.2 凸模和凹模配合加工 21第 6 章 模具整體結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì) 23IV6.1 落料拉伸模結(jié)構(gòu)形式 236.2 切邊沖孔模的結(jié)構(gòu)形式 236.3 模具的動(dòng)作原理 246.4 沖壓模具材料的選用及熱處理要求 24第 7 章 模具零件的落料拉伸模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 287.1 拉伸凸模的設(shè)計(jì) 287.2 拉伸凸凹模的設(shè)計(jì) 287.3 落料凹模的設(shè)計(jì) 29總結(jié) 33致 謝 34參考文獻(xiàn) 361第 1 章 引言1.1 模具行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及市場前景現(xiàn)代模具工業(yè)有“不衰亡工業(yè)”之稱。世界模具市場總體上供不應(yīng)求，市場需求量維持在 700 億至 850 億美元，同時(shí)，我國的模具產(chǎn)業(yè)也迎來了新一輪的發(fā)展機(jī)遇。近幾年，我國模具產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值保持 15%的年增長率：據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2005 年國內(nèi)模具進(jìn)口總值達(dá)到 700 多億，出口近 250 個(gè)億，2007 年，模具產(chǎn)值預(yù)計(jì)為 700 億元，模具及模具標(biāo)準(zhǔn)件出口將從現(xiàn)在的每年9000 多萬美元增長到 2006 年的 2 億美元左右。單就汽車產(chǎn)業(yè)而言，一個(gè)型號的汽車所需模具達(dá)幾千副，價(jià)值上億元，而當(dāng)汽車更換車型時(shí)約有 80%的模具需要更換。2005 年我國汽車產(chǎn)銷量均突破550 萬輛，預(yù)計(jì) 2007 年產(chǎn)銷量各突破 700 萬輛，轎車產(chǎn)量將達(dá)到 300 萬輛。另外，電子和通訊產(chǎn)品對模具的需求也非常大，在發(fā)達(dá)國家往往占到模具市場總量的 20%之多。目前，中國 17000 多個(gè)模具生產(chǎn)廠點(diǎn)，從業(yè)人數(shù)約 50 多萬。1999 年中國模具工業(yè)總產(chǎn)值已達(dá) 245 億元人民幣。工業(yè)總產(chǎn)值中企業(yè)自產(chǎn)自用的約占三分之二，作為商品銷售的約占三分之一。在模具工業(yè)的總產(chǎn)值中，沖壓模具約占 50%，塑料模具約占 33%，壓鑄模具約占 6%，其它各類模具約占11%。模具的發(fā)展是體現(xiàn)一個(gè)國家現(xiàn)代化水平高低的一個(gè)重要標(biāo)志，就我國而言，經(jīng)過了這幾十年曲折的發(fā)展，模具行業(yè)也初具規(guī)模，從當(dāng)初只能靠進(jìn)口到現(xiàn)在部分進(jìn)口已經(jīng)跨了一大步，但還有一些精密的沖模自己還不能生產(chǎn)只能通過進(jìn)口來滿足生產(chǎn)需要。隨著各種加工工藝和多種設(shè)計(jì)軟件的應(yīng)用使的模具的應(yīng)用和設(shè)計(jì)更為方便。隨著信息產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，模具的設(shè)計(jì)和制造也越來越趨近于國際化?，F(xiàn)在模具的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和制造（CAD/CAM）技術(shù)的研究和應(yīng)用。大大提搞了模具設(shè)計(jì)和制造的效率。減短了生產(chǎn)周期。采用模具 CAD/CAM 技術(shù)，還可提高模具質(zhì)量，大大減少設(shè)計(jì)和制造人員的重復(fù)勞動(dòng)，使設(shè)計(jì)者有可能把精力用在創(chuàng)新和開發(fā)上。尤其是 pro/E 和 UG 等軟件的應(yīng)用更進(jìn)一步推動(dòng)了模具產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。。數(shù)控技術(shù)的發(fā)展使模具工作零件的加工趨進(jìn)于自動(dòng)化。電火花和線切割技術(shù)的廣泛應(yīng)用也對模具行業(yè)起到了飛越發(fā)展。模具的標(biāo)準(zhǔn)化程度在國內(nèi)外現(xiàn)在也比較明顯。特別是對一些通用件的使用應(yīng)用的越來越多。其大大的提高了它們的互換性。加強(qiáng)了各個(gè)地區(qū)的合作。對整個(gè)模具的行業(yè)水平的提高也起到了重要的作用。21.2 課題來源和研究意義本設(shè)計(jì)題目由實(shí)習(xí)單位提供，經(jīng)系指導(dǎo)老師審核通過的。本設(shè)計(jì)題目涉及的主要內(nèi)容是對沖壓模的設(shè)計(jì), 研究目的是在廠原有的基礎(chǔ)上，對模具進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)，提高產(chǎn)品質(zhì)量與效益。在二十世紀(jì)中期甚至更早,國外就已經(jīng)出現(xiàn)很多對模具及模具工業(yè)的高度評價(jià)與精辟的比喻。例如: “模具是美國工業(yè)的基石”(美國)；“模具是促進(jìn)社會(huì)繁榮富強(qiáng)的原動(dòng)力”(日本)；“模具工業(yè)是金屬加工的帝王”(德國)；“模具是黃金”(東歐)等。在二十世紀(jì)未,中國人才開始認(rèn)識到其極端重要性,作出了科學(xué)的評價(jià):“模具工業(yè)是現(xiàn)代工業(yè)之母”(中國)。21 世紀(jì)的制造業(yè)，正從以機(jī)器為特征的傳統(tǒng)技術(shù)時(shí)代，向著以信息為特征的技術(shù)時(shí)代邁進(jìn)，即用信息技術(shù)改造和提升傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)。經(jīng)濟(jì)全球化和世界市場一體化加速發(fā)展，不斷加劇了制造商之間的競爭，提出了快速反應(yīng)市場的要求，與之相適應(yīng)，制造業(yè)對柔性自動(dòng)化技術(shù)及裝備的要求更加迫切而強(qiáng)烈。同時(shí)，微電子技術(shù)和信息通信技術(shù)的快速發(fā)展，為柔性自動(dòng)化提供了重要的技術(shù)支撐，工業(yè)裝備的數(shù)控化、自動(dòng)化、柔性化呈現(xiàn)蓬勃發(fā)展的態(tài)勢?，F(xiàn)今,全世界模具工業(yè)年總產(chǎn)值約為 650 億美元，其中亞洲地區(qū)占到全世界一半的總產(chǎn)值。而在亞洲,最高屬于日本,年產(chǎn)值達(dá) 200 億美元上下。美國的年產(chǎn)值為 50 億美元。中國也在后來居上,現(xiàn)在已經(jīng)達(dá)到 70 億美元。然而,產(chǎn)值并不等同于技術(shù)質(zhì)量。雖然我國沖壓模具無論在數(shù)量上，還是在質(zhì)量、技術(shù)和能力等方面都已有了很大發(fā)展，但與發(fā)展經(jīng)濟(jì)需求和世界先進(jìn)水平相比，差距仍很大。一些大型、精度、復(fù)雜、長壽命的高檔模具每年仍大量進(jìn)口，特別是中高檔轎車的覆蓋件模具，目前仍主要依靠進(jìn)口。而技術(shù)含量低的模具已供過于求,市場利潤空間狹小。近五年來,平均每年進(jìn)口模具約為 11.2 億美元,2003 年就進(jìn)口了近 13.7 億的模具,這還未包括隨設(shè)備和生產(chǎn)線作為附件帶進(jìn)來的模具。這表示中國大陸模具業(yè)的發(fā)展?jié)摿θ匀缓芫薮?。這就是這次研究的意義。1.3 國內(nèi)外在該方向的研究現(xiàn)狀及分析在世界上大多數(shù)國家和地區(qū)，模具及模具工業(yè)早已成為了一個(gè)行業(yè)，有專門的行業(yè)組織機(jī)構(gòu)指導(dǎo)和推動(dòng)模具工業(yè)的發(fā)展。比如日本有“型技術(shù)協(xié)會(huì)” ，臺灣地區(qū)有“臺灣模具工業(yè)同業(yè)公會(huì)” ，我國有“中國模具工業(yè)協(xié)會(huì)”,各省市均有其分會(huì)。模具行業(yè)已成為一個(gè)大行業(yè)，僅我國的模具企業(yè)已達(dá)到了數(shù)萬家之多。近年來，我國沖壓模具水平已有很大提高。大型沖壓模具已能生產(chǎn)單套重量達(dá) 50 多噸的模具，中檔轎車配套的覆蓋件模具和多工位級進(jìn)模也能生產(chǎn)了。3模具精度達(dá)到 1~2μm，壽命 2 億次左右。表面粗糙度達(dá)到 Ra≤1.5μm 的精沖模、大尺寸（φ≥300mm）精沖模及中厚板精沖模國內(nèi)也已達(dá)到相當(dāng)高的水平。我國模具 CAD/CAM 技術(shù)的發(fā)展已有 20 多年歷史。由原華中工學(xué)院和武漢 733 廠于 1984 年共同完成的精沖模 CAD/CAM 系統(tǒng)是我國第一個(gè)自行開發(fā)的模具 CAD/CAM 系統(tǒng)。華中工學(xué)院和北京模具廠等在 1986 年共同完成的冷沖模 CAD/CAM 系統(tǒng)是我國自行開發(fā)的第一個(gè)沖裁模 CAD/CAM 系統(tǒng)。上海交通大學(xué)開發(fā)的冷沖模 CAD/CAM 系統(tǒng)也于同年完成。21 世紀(jì)開始，CAD/CAM技術(shù)逐漸普及，現(xiàn)在具有一定生產(chǎn)能力的沖壓模具企業(yè)基本都有了 CAD/CAM技術(shù)，其中部分骨干重點(diǎn)企業(yè)還具備各 CAE 能力。模具 CAD/CAM 技術(shù)能顯著縮短模具設(shè)計(jì)與制造周期，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量，已成為人們的共識。在“八五”、九五“期間，已有一大批模具企業(yè)推廣普及了計(jì)算機(jī)繪圖技術(shù)，數(shù)控加工的使用率也越來越高，并陸續(xù)引進(jìn)了相當(dāng)數(shù)量 CAD/CAM 系統(tǒng)。如美國 EDS 的 UG，美國 Parametric Technology 公司的 Pro/Engineer，美國 CV 公司的 CADSS，英國 DELCAM 公司的DOCT5，日本 HZS 公司的 CRADE 及 space-E, 以色列公司的 Cimatron 還引進(jìn)了 AutoCAD CATIA 等軟件及法國 Marta-Daravision 公司用于汽車及覆蓋件模具的 Euclid-IS 等專用軟件。國內(nèi)汽車覆蓋件模具生產(chǎn)企業(yè)普遍采用了CAD/CAM 技術(shù)/DL 圖的設(shè)計(jì)和模具結(jié)構(gòu)圖的設(shè)計(jì)均已實(shí)現(xiàn)二維 CAD，多數(shù)企業(yè)已經(jīng)向三維過渡，總圖生產(chǎn)逐步代替零件圖生產(chǎn)。在沖壓成型 CAE 軟件方面，除了引進(jìn)的軟件外，華中科技術(shù)大學(xué)、吉林大學(xué)、湖南大學(xué)等都已研發(fā)了較高水平的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的軟件，并已在實(shí)踐中得到成功應(yīng)用，產(chǎn)生了良好的效益?？焖僭停≧P）傳統(tǒng)的快速經(jīng)濟(jì)模具相結(jié)合，快速制造大型汽車覆蓋件模具，解決了原來低熔點(diǎn)合金模具靠樣件澆鑄模具，模具精度低、制件精度低和制造難等問題，實(shí)現(xiàn)了以三維 CAD 模型作為制模依據(jù)的快速模具制造。它標(biāo)志著 RPM 應(yīng)用于汽車身大型覆蓋件試制模具已取得了成功。圍繞著汽車車身試制、大型覆蓋件模具的快速制造，近年來也涌現(xiàn)出一些新的快速成型方法。例如，目前已開始在生產(chǎn)中應(yīng)用的無模多點(diǎn)成型及激光沖擊和電磁成型等技術(shù)。它們都表現(xiàn)出了降低成本、提高效率等優(yōu)點(diǎn)。現(xiàn)代模具工業(yè)有“不衰亡工業(yè)”之稱。世界模具市場總體上供不應(yīng)求，市場需求量維持在 600 億至 650 億美元，同時(shí)，我國的模具產(chǎn)業(yè)也迎來了新一輪的發(fā)展機(jī)遇。近幾年，我國模具產(chǎn)業(yè) 總產(chǎn)值保持 13%的年增長率（據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2004 年國內(nèi)模具進(jìn)口總值達(dá)到 600 多億，同時(shí)， 有近 200 個(gè)億的出口），到 2005 年模具產(chǎn)值預(yù)計(jì)為 600 億元，模具及模具標(biāo)準(zhǔn)件出口將從現(xiàn)在 的每年9000 多萬美元增長到 2005 年的 2 億美元左右。單就汽車產(chǎn)業(yè)而言，一個(gè)型號4的汽車所需 模具達(dá)幾千副，價(jià)值上億元，而當(dāng)汽車更換車型時(shí)約有 80%的模具需要更換。2003 年我國汽 車產(chǎn)銷量均突破 400 萬輛，預(yù)計(jì) 2004 年產(chǎn)銷量各突破 500 萬輛，轎車產(chǎn)量將達(dá)到 260 萬輛。另外， 電子和通訊產(chǎn)品對模具的需求也非常大，在發(fā)達(dá)國家往往占到模具市場總量的 20%之多。目前，中國 1.7 萬多個(gè)模具生產(chǎn)廠點(diǎn)，勞動(dòng)人數(shù)大約 500000 多。一九九九年中國模具工業(yè)總產(chǎn)值已達(dá)二百四拾五億元人民幣。工業(yè)總產(chǎn)值中企業(yè)自產(chǎn)自用的約占三分之二，作為商品銷售的約占三分之一。 在模具工業(yè)的總產(chǎn)值中，沖壓模具約占 50%，塑料模具約占 33%，壓鑄模具約占 6%，其它各 類模具約占 11%。1.4 沖壓的概念、特點(diǎn)及應(yīng)用沖壓的概念是通過使用安裝在沖壓設(shè)備/壓力機(jī)上的模具對材質(zhì)施加壓力，使材料產(chǎn)生分離或塑性變形，由些制造出所要零件（一般叫作沖壓或沖壓件）的一種壓力加工方法。主要是在常溫下沖壓，材料冷變形加工，主要用于板材到所需的部分，也稱為鈑金沖壓工藝的冷沖壓。沖壓是材料加工或塑性加工的壓力，材料操縱的部分技術(shù)的最重要的方法之一。沖壓模具沖壓模具使用的是所謂的，去死的意思。這是一種材料（金屬或非金屬）要求批處理過程的特殊工具件。模具沖壓本質(zhì)不能滿足模具沖壓生產(chǎn)批次難以落實(shí)的要求，可以實(shí)現(xiàn)無高級先進(jìn)的模具沖壓工藝。沖壓工藝與模具，沖壓設(shè)備和沖壓設(shè)備沖壓三個(gè)要素，只有將它們結(jié)合在一起，以獲得各種在一起。與機(jī)械加工和塑性加工，沖壓的其他方法相比，在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上具有許多獨(dú)特的優(yōu)勢。主要表現(xiàn)如下。（1）生產(chǎn)效率高沖壓，易于操作，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化。這是因?yàn)闆_壓是依靠模具和沖壓設(shè)備來完成的過程中，把每分鐘的普通沖床行程數(shù)萬壓力甚至?xí)铀龠^十萬的每分鐘次，你每個(gè)沖壓過程得到一個(gè)工件。 （2）由于沖壓模具保證大小和沖壓的形狀，并且，在一般的精度，不損傷沖壓的表面質(zhì)量和模具壽命，通常更長的時(shí)間，從而使質(zhì)量穩(wěn)定沖壓，互換“相同的”的功能。 （3）用機(jī)器沖壓大量的格式，形狀較復(fù)雜的零件，如小秒表，大到汽車縱梁，其中鐘表零件，再加上如果沖壓件的材質(zhì)，強(qiáng)度和剛度的冷變形硬化效應(yīng)高沖。（4）沖壓一般無屑廢料生成物料消耗少，無需額外的加熱，所以它是一個(gè)節(jié)省材料，成本低，節(jié)能加工，沖壓。但是，沖壓加工所使用的模具一般具有專用性，有時(shí)一個(gè)復(fù)雜零件需要數(shù)套模具才能加 工成形，且模具 制造的精度高，技術(shù)要求高，是技術(shù)密集形產(chǎn)品。所以，只有在沖壓件生產(chǎn) 批量較大的情況下，沖壓加工的優(yōu)點(diǎn)才能充分體現(xiàn)，從而獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益。 沖壓加工在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，尤其是大批量生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛。相當(dāng)多的工業(yè)部門越 來越多地采用沖壓法加工產(chǎn)品零部件，如汽車、農(nóng)機(jī)、儀器、儀表、電子、航空、航天、家 電及輕工等行業(yè)。在這些工業(yè)部門中，沖壓件所占的比重都相當(dāng)?shù)拇?，少則560%以上，多則 90%以上。不少過去用鍛造=鑄造和切削加工方法制造的零件，現(xiàn)在大多數(shù)也被質(zhì)量輕、剛度 好的沖壓件所代替。因此可以說，如果生產(chǎn)中不諒采用沖壓工藝，許多工業(yè)部門要提高生產(chǎn) 效率和產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本、快速進(jìn)行產(chǎn)品更新?lián)Q代等都是難以實(shí)現(xiàn)的。 1.5 沖壓工藝分析板料成形一般稱為沖壓，它是對厚度較小的板料，利用專門的模具，使金屬板料通 過一定?？锥a(chǎn)生塑性變形，成型至所需的形狀和部分或范圍的毛坯尺寸。這種沖壓塑性加工方法可進(jìn)一步分為兩種類型的分離過程和模塑過程的。沖孔分離為沿著彼此分離的給定輪廓線，如沖孔使板構(gòu)件，切割等處理，坯料形成步驟塑性變形而不斷裂的，并要撤回組件，如彎曲，具有所需形狀和大小的步驟等工序。 隨著生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，還不斷產(chǎn)生新的塑性加工方法，例如連鑄連軋、液態(tài)模鍛、 等溫鍛造和超塑性成形等，這些都進(jìn)一步擴(kuò)大了塑性成形的應(yīng)用范圍。 塑性加工按成形時(shí)工件的溫度還可以分為熱成形、冷成形和溫成形三類。熱成形是充分 進(jìn)行再結(jié)晶的溫度以上所完成的加工，如熱軋、熱鍛、熱擠壓等；冷成形是在不產(chǎn)生回 復(fù)和再結(jié)晶的溫度以下進(jìn)行的加工，如冷軋、冷沖壓、冷擠壓、冷鍛等；溫成形是在介 于冷、熱成形之間的溫度下進(jìn)行的加工，如溫鍛、溫?cái)D壓等。本工件的成形屬于冷成形。 雖金屬塑性成形的方法多種多樣，具有各自的特點(diǎn)。但它們具有共同的特點(diǎn)，即都 要利用金屬的塑性，并都要借助于一定的外力使其產(chǎn)生塑性變形，這就是所謂的金屬塑性加工。金屬塑性加工為塑料的先決條件?？伤苄员冗@更好的表示該金屬具有更好的適應(yīng)性，注模塑料，由此變形的更大程度，反之，當(dāng)金屬打破力線，它是從工藝流視圖進(jìn)行的不可能塑料的工作，所以，人們希望始終金屬良好的塑性變形。 因而對金屬塑性成形工藝應(yīng)提出相應(yīng)的要求： 1）使金屬具有良好的塑性； 2）使變形抗力??； 3）保證塑性成形件質(zhì)量，即使成形件組織均勻、晶粒細(xì)小、強(qiáng)度高、殘余應(yīng)力小 等； 4）能了解變形力，以便為選擇成形設(shè)備、設(shè)計(jì)模具提供理論依據(jù)。沖壓工藝是塑性加工的基本加工方法之一。它主要用于鈑金零件的制造，所以有時(shí)叫板沖壓。沖壓金屬板不但可以，但也可以加工非金屬板。通過沖壓，金屬板模具其內(nèi)部產(chǎn)生的內(nèi)部力的作用下變形。當(dāng)內(nèi)力到一定程度，內(nèi)力的金屬板或坯料空白性質(zhì)和作用的一部分將產(chǎn)生對應(yīng)于該變形，使制備的特定形狀，尺寸和性能的部件。通過模具及沖壓設(shè)備來完成這一過程，使生產(chǎn)速度，而且還因?yàn)樗牟僮?簡單，而且易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化。利用模具加工，可以獲得其它加工方法所不能或難以制造的、形狀復(fù)雜的零件。沖壓產(chǎn)品的尺寸精度直接由模具控制，所以質(zhì)量穩(wěn)定，一般不需要再經(jīng)過機(jī)械加工便可以使用。沖壓通常不需要的坯料的加熱，而相比之下，許多操作材料的切削，所以不僅是節(jié)能和材料節(jié)省。更好的表面質(zhì)量沖壓產(chǎn)品，免受損壞沖孔表面期間在冶金工廠批量生產(chǎn)軋制板或帶材的所用的原料。所以沖裁工藝是優(yōu)質(zhì)優(yōu)價(jià)過程的產(chǎn)物。其產(chǎn)品通常還具有重量輕和良好的剛度。沖壓加工在汽車、拖拉機(jī)、電機(jī)、電器、儀器、儀表、各種民用輕工產(chǎn)品以及航空、航天和兵工等的生產(chǎn)方面占據(jù)十分重要的地位?，F(xiàn)代各種先進(jìn)工業(yè)化國家的沖壓生產(chǎn)都是十分發(fā)達(dá)的。在我國的現(xiàn)代化建設(shè)進(jìn)程中，沖壓生產(chǎn)占有重要的地位。當(dāng)今，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，沖壓工藝技術(shù)也在不斷革新和發(fā)展，這些革新和發(fā)展主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）工藝分析計(jì)算方法的現(xiàn)代化（2）模具設(shè)計(jì)及制造技術(shù)的現(xiàn)代化（3）沖壓生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)化（4）新的成型工藝以及技術(shù)的出現(xiàn)（5）不斷改進(jìn)板料的性能，以提高其成型能力和使用效果。1.6 畢業(yè)設(shè)計(jì)的意義與目的畢業(yè)設(shè)計(jì)是一種綜合性的訓(xùn)練，也是一個(gè)重要的專業(yè)實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)，它綜合性強(qiáng)，應(yīng)用知識面寬。隨著社會(huì)主義市場經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，工業(yè)產(chǎn)品增多，產(chǎn)品更新?lián)Q代加快，市場競爭激烈。模具作為一種工具已廣泛地應(yīng)用在各行各業(yè)之中。模具是現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)的重要工藝裝備。在國民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)工業(yè)部門都越來越多地依靠模具來進(jìn)行生產(chǎn)加工。模具已成為國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)。模具已成為當(dāng)代工業(yè)的重要手段和工藝發(fā)展方向之一?，F(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品的品種和生產(chǎn)效益的提高，在很大程度上取決于模具的發(fā)展和技術(shù)經(jīng)濟(jì)水平。為了更進(jìn)一步加強(qiáng)我們的設(shè)計(jì)能力，鞏固所學(xué)的專業(yè)知識，在畢業(yè)之際，特安排了此次的畢業(yè)設(shè)計(jì)。畢業(yè)計(jì)也是我們專業(yè)在學(xué)完基礎(chǔ)理論課，技術(shù)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的基礎(chǔ)上，所設(shè)置的一個(gè)重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。本次設(shè)計(jì)的目的：一、綜合運(yùn)用本專業(yè)所學(xué)的理論與生產(chǎn)實(shí)際知識，進(jìn)行一次沖壓模設(shè)計(jì)的7實(shí)際訓(xùn)練，從而提高我們獨(dú)立工作能力。二、鞏固復(fù)習(xí)三年以來所學(xué)的各門學(xué)科的知識，以致能融貫通，進(jìn)一步了解從模具設(shè)計(jì)到模具制造整個(gè)工藝流程。三、掌握模具設(shè)計(jì)的基本技能，如計(jì)算、繪圖、查閱設(shè)計(jì)資料和手冊，熟悉標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等。由于本人設(shè)計(jì)水平有限，經(jīng)驗(yàn)不足，錯(cuò)誤難免，敬請老師批評、指導(dǎo)，不勝感激。8第 2 章 本課題沖壓件的工藝性分析沖壓，主要以工藝性能分類，有分離工序以及成形工序二類。分離工序就是所說的沖裁，它的目標(biāo)是使沿一給定的輪廓線從片材分開沖壓，同時(shí)確保分離部分的質(zhì)量。的目標(biāo)是使片塑性變形成形過程而不破壞空狀態(tài)，形狀和工件的尺寸在所希望的一個(gè)。實(shí)際生產(chǎn)中，通常是在各種集成工件過程中使用。沖壓，彎曲，剪切，拉深，脹，紡紗，一些大型沖壓過程的修正。表面的內(nèi)在性能和最終產(chǎn)品的質(zhì)量沖壓打孔變大，需要精確沖壓材料厚度均勻，表面光滑，無污漬，無疤痕，跌打損傷，無裂縫：統(tǒng)一的屈服點(diǎn)，無顯著方向;均勻伸長率，低屈服比;路面。在實(shí)際生產(chǎn)中，常與沖壓工藝類似的測試過程中，如沖壓性能測試中的表現(xiàn)繪圖性能測試鼓鼓試驗(yàn)材料，以確保產(chǎn)品的質(zhì)量，產(chǎn)量高。精度和模具上形成有直接影響的結(jié)構(gòu)和沖壓精度。生產(chǎn)和生活在沖壓和質(zhì)量成本的重要因素。模具設(shè)計(jì)與制造需要更多的時(shí)間，給它的時(shí)間來準(zhǔn)備新的沖壓生產(chǎn)增加。模具庫，模具，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化和簡單的形狀（小編），復(fù)合成型，多工位級進(jìn)模（批量生產(chǎn)），快速模具開發(fā)的開發(fā)，沖壓生產(chǎn)準(zhǔn)備可以減少工作量，縮短了準(zhǔn)備時(shí)間沖壓生產(chǎn)制備合適用于減少工作量和的制備時(shí)間的縮短，使適合于大量生產(chǎn)的先進(jìn)的沖壓技術(shù)合理小批量多品種生產(chǎn)的。除了沖壓設(shè)備板坯成型液壓機(jī)一般采用機(jī)械壓力機(jī)。在現(xiàn)代高速多工位機(jī)械壓力機(jī)中心，配置展開，流平性，產(chǎn)品的收集，運(yùn)輸?shù)葯C(jī)械及模具庫和快速換模裝置，并采用電腦控制，全自動(dòng)沖壓生產(chǎn)線可以由一個(gè)高生產(chǎn)率。在生產(chǎn)幾十個(gè)，每分鐘的情況下數(shù)百個(gè)沖壓件，在很短的時(shí)間喂食，沖壓件出來，廢渣等流程，人員和設(shè)備的質(zhì)量事故傾銷恰巧頻繁。因此，安全的沖壓是一個(gè)非常重要的問題。隨著生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，還不斷產(chǎn)生新的塑性加工方法，例如連鑄連軋、液態(tài)模鍛、 等溫鍛造和超塑性成形等，這些都進(jìn)一步擴(kuò)大了塑性成形的應(yīng)用范圍。塑性加工按成形時(shí)工件的溫度還可以分為熱成形、冷成形和溫成形三類。熱成形是充分 進(jìn)行再結(jié)晶的溫度以上所完成的加工，如熱軋、熱鍛、熱擠壓等；冷成形是在不產(chǎn)生回 復(fù)和再結(jié)晶的溫度以下進(jìn)行的加工，如冷軋、冷沖壓、冷擠壓、冷鍛等；溫成形是在介 于冷、熱成形之間的溫度下進(jìn)行的加工，如溫鍛、溫?cái)D壓等。本工件的成形屬于冷成形。 雖金屬塑性成形的方法多種多樣，具有各自的特點(diǎn)。但它們具有共同的特點(diǎn)，即都 要利用金屬的塑性，并都要借助于一定的外力使其產(chǎn)生塑性變形，這就是所謂的金屬塑性加工。9沖裁件在沖裁加工中的難易程度是工藝性的問題。所謂沖裁工藝性好是指能用普通的沖裁方法，在確保壽命，確保比較高生產(chǎn)率、成本控制好的前提下得到質(zhì)量過硬的沖裁件。所以，沖裁件的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸大小、精度等級、材質(zhì)和厚度達(dá)到工藝加工要求，將會(huì)對沖裁件質(zhì)量、模具使用壽命以及生產(chǎn)效率有明顯的影響。2.1 沖裁件的結(jié)構(gòu)工藝性 2.1.1 沖裁件的形狀圖 2-1 零件及尺寸此制件為端蓋，其形狀較簡單，且對稱，有圓角過渡，便于模具的加工和減少?zèng)_壓時(shí)在尖角處開裂的現(xiàn)象，所選材料為 Q235，此材料為普通碳素鋼，力學(xué)性能，抗拉強(qiáng)度為 380-470Mpa，抗剪強(qiáng)度為 310-380Mpa，具有較好的沖裁性能。2.1.2 沖裁件的尺寸精度沖裁件的精度主要以其尺寸精度、沖裁斷面粗糙度、毛刺高度三個(gè)方面的指標(biāo)來衡量，根據(jù)零件圖上的尺寸標(biāo)注及公差，可以判斷屬于尺寸精度為IT12—IT14 的經(jīng)濟(jì)級普通沖壓。2.2 制件沖壓工藝方案的確定2.2.1 沖壓的基本工序由各種沖壓，形狀，大小和各種組件和不同的精度要求，所以用于產(chǎn)生施10加沖裁工藝是變化的?？傊?，在分離步驟可以分為兩類，并且形成步驟;分離步驟，參考鋼坯獲得特定的形狀，大小和沿輪廓分離（俗稱沖裁件）步驟中的某些部分的沖壓質(zhì)量，成型步驟，參考空塑性變形而不獲得沖壓過程中的特定的形狀和大小斷裂的條件。兩者的根據(jù)基本變體，這些方法可以分為不同的沖壓，彎曲，拉深和形成四個(gè)基本步驟的每一步還幾個(gè)基本步驟。實(shí)際生產(chǎn)中，沖壓件生產(chǎn)批量較大，而小尺寸公差小，如果分散到?jīng)_壓工藝不經(jīng)濟(jì)或難以滿足要求。漸進(jìn)和化合物 - 在過程中的這一點(diǎn)上，以更濃縮的溶液，其中兩個(gè)或更多的單步濃縮在模具中完成，不同的方法的組合是，復(fù)合材料可分為使用 - 逐行三種可能的組合。復(fù)合沖壓 - 壓榨的做功沖程期間，和在同一臺同時(shí)進(jìn)行兩個(gè)或不同的方法式組合模具為一個(gè)步驟。漸進(jìn)沖壓 - 在根據(jù)不同的站的相同的模具表面上的排名的組合方式的兩個(gè)或更多個(gè)不同的單步上壓一個(gè)動(dòng)力沖程。復(fù)合 - 進(jìn)步 - 組成，并含有兩種方式對模具漸進(jìn)的步驟的組合。許多死于一種結(jié)構(gòu)。一般，在這個(gè)過程中的性質(zhì)，可以在模具沖壓分割，彎曲的形狀，拉深模和模具，由組合處理可分為單模式處理中，模制化合物和管芯。但是，什么樣的模具，可以通過兩部分的上，下模中可以看出，上模被固定在印刷機(jī)上表或板，模具的固定部分。在操作中，坯料面的下模的，定位部分定位壓力機(jī)滑塊的驅(qū)動(dòng)壓力下在模具到模具的工作部分（例如，沖頭，沖模）坯件的影響下，將塑性變形或分離，以所希望的最終形狀和尺寸件。當(dāng)上模具拾取模的片和排出裝置或凸凹形狀除去或推出前的片段，對以下按周期循環(huán)。2.2.2 沖壓工藝分類前面已提到二大工序是分離工序和成形工序，而成形又有彎曲、拉深、成形三小類。分離工序中，在消隱過程相互分離，沿著一給定輪廓的毛坯沖壓，而分離部沖壓我們一定要求的質(zhì)量，形成處理將采取沖壓坯件的條件下進(jìn)行，而不產(chǎn)生塑性變形，并轉(zhuǎn)換成所需的最終產(chǎn)物，尺寸公差，其特征在于，同時(shí)對其他要求。冷沖壓，并通過兩種方式與媒體打交道時(shí)的溫度燙印。它取決于材料的強(qiáng)度，韌性，厚度，變形和設(shè)備能力的程度，考慮到原料和最終使用條件的熱處理。1. 冷沖壓 11金屬在常溫下的加工，一般適用于厚度小于 4mm 的坯料。優(yōu)點(diǎn)為不需加熱、無氧化皮，表面質(zhì)量好，操作方便，費(fèi)用較低。缺點(diǎn)是有加工硬化現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)使金屬失去進(jìn)一步變形能力。冷沖壓要求坯料的厚度均勻且波動(dòng)范圍小，表面光潔、無斑、無劃傷等。2.熱沖壓將金屬加熱到一定的溫度范圍的沖壓加工方法。優(yōu)點(diǎn)為可消除內(nèi)應(yīng)力，避免加工硬化，增加材料的塑性，降低變形抗力，減少設(shè)備的動(dòng)力消耗。2.2.3 沖壓工序的組合沖裁工序可以分為單工序沖裁、復(fù)合工序沖裁和連續(xù)沖裁。沖裁方式根據(jù)下列因素確定：1、根據(jù)生產(chǎn)批量來確定 對于年產(chǎn)量需求 100 萬件的該產(chǎn)品來說，采用復(fù)合?；蜻B續(xù)模較合適。2、根據(jù)沖裁件尺寸和精度等級來確定 復(fù)合沖裁所得到的沖裁件尺寸精度等級高，而連續(xù)沖裁比復(fù)合沖裁的沖裁件尺寸精度等級低。3、根據(jù)對沖裁件尺寸形狀的適應(yīng)性來確定 該產(chǎn)品連桿的尺寸較小，考慮到單工序送料不方便和生產(chǎn)效率低，因此常采用復(fù)合沖裁或連續(xù)沖裁。連續(xù)沖裁又可以加工形狀復(fù)雜、寬度很小的異形沖裁件。4.模具制造容易，安裝和沖裁件的電平的調(diào)整的成本定義復(fù)雜形狀，復(fù)合消隱比連續(xù)沖孔更好，因?yàn)槟＞咧圃旃S和促進(jìn)適應(yīng)和成本相對較低。5.操作簡單，安全的定義從文件或從難廢棄物復(fù)合消隱，工作安全性差，連續(xù)沖壓安全。綜上所述分析，在滿足沖裁件質(zhì)量與生產(chǎn)率的要求下，選擇復(fù)合沖裁和單工序模結(jié)合的沖裁方式，其模具壽命較長，生產(chǎn)率高，操作較方便和工作安全性高。12第 3 章 制件排樣圖的設(shè)計(jì)及材料利用率的計(jì)算3.1 展開尺寸的計(jì)算產(chǎn)品工序分為落料，拉深，計(jì)算毛坯展開尺寸，通常是將工序反過來計(jì)算，即先要計(jì)算翻邊處展開尺寸，即切邊外圓直徑。根據(jù)應(yīng)變中性層在板料彎曲前后長度保持不變的特性，可將其作為確定彎曲件毛坯長度的依據(jù)。板料在塑性彎曲時(shí)，中性層的曲率半徑的位置同彎曲變形程序有關(guān)，當(dāng)其變形程度較?。╮/t5）時(shí)，應(yīng)變中性層與彎曲毛坯斷面中心的軌跡相重合，即=r+t/2，但當(dāng)變形彎曲程度較大（r/t5）時(shí)，因變形區(qū)內(nèi)應(yīng)力、應(yīng)變?yōu)榱Ⅲw狀態(tài)，中性層發(fā)生了內(nèi)移。相對彎曲半徑(r/t)愈小，中型層內(nèi)移量愈大，且不是圓弧形狀而類似拋物線形狀，同時(shí)板料變薄也愈顯著。這時(shí)，應(yīng)變中型層的位置，可以按彎曲前后體積不變條件確定。根據(jù)以上原理，計(jì)算中型層尺寸 D=85，產(chǎn)品翻邊時(shí)，材料流動(dòng)類似彎曲，展開尺寸及圖紙如下圖，此尺寸目前是待定，在實(shí)際生產(chǎn)時(shí)需調(diào)節(jié)。圖 3-1 端蓋展開尺寸圖按毛坯面積等于制件面積的原則確定展開毛坯尺寸。拉伸件的毛坯尺寸，很難預(yù)先精確地計(jì)算，這是因?yàn)槔旒诓吭诶爝^程中厚薄程序，隨毛坯退火與否、壓邊力的大小、凸凹模間隙以及變形程度等13因素有關(guān)。因此難以保持拉伸件完全均勻一致的高度，通常需要修邊，將不平齊的部分切去。所以在計(jì)算毛坯之前，要在拉伸件上增加切邊余量。根據(jù)工件相對高度 H/d=26/85=0.3068，查表的修邊余量為 2.5計(jì)算產(chǎn)品展開尺寸:公式是 D*D=d*d－1.72d1(r1+r2) －0.56（r1*r1 －r2*r2）+4dH其中:D——展開尺寸d——拉伸直徑r——拉伸圓角H——拉伸高度經(jīng)過實(shí)際計(jì)算 L1=110.4，這里取 110此尺寸目前是待定，在實(shí)際生產(chǎn)時(shí)需調(diào)節(jié)。展開圖紙如下圖所示：圖 3-2 展開圖拉伸次數(shù)的確定判斷能否一次拉伸H/d=26/52=0.5(t/D)*100=1.8214d/d1=1.05m=d/D=0.473根據(jù)以上數(shù)據(jù)查表得首次拉伸系數(shù) m1=0.43，由于 m1＜0.473（實(shí)際拉伸系數(shù)） ，故能一次拉伸成型，另外根據(jù)數(shù)據(jù)查表，首次拉伸的最大相對高度H1/d1=0.82，由于 0.82＞ 0.5，也能說明能一次拉身成型。 3.2 制件排樣圖的設(shè)計(jì)排樣時(shí)需考慮如下原則：1、提高材料利用率（不影響沖件使用性能前提下，還可適當(dāng)改變沖件的形狀）2、合理排樣方法使操作方便，勞動(dòng)強(qiáng)度低且安全。3、模具結(jié)構(gòu)簡單、壽命長。4、保證沖件的質(zhì)量和沖件對板料纖維方向的要求。3.2.1 搭邊與料寬 1．搭邊 排樣中相鄰兩個(gè)零件之間的余料或零件與條料邊緣間的余料稱為搭邊。搭邊的作用是補(bǔ)償補(bǔ)償定位誤差，保持條料有一定的剛度，以保證零件質(zhì)量和送料方便。搭邊值要合理確定，值過大，材料利用率低；值過小，搭邊的強(qiáng)度與剛度不夠，沖裁時(shí)容易翹曲或被拉斷，不僅會(huì)增大沖裁件毛刺，有時(shí)甚至單邊拉入模具間隙，造成沖裁力不均，損壞模具刃口。因此，搭邊的最小寬度大于塑性變形區(qū)的寬度，一般可取等于材料的厚度。搭邊值的大小還與材料的力學(xué)性能、厚度、零件的形狀與尺寸、排樣的形式、送料及擋料方式、卸料方式等因素有關(guān)。搭邊值一般由經(jīng)驗(yàn)確定，根據(jù)所給材料厚度 δ=2.0mm，確定搭邊工作間 a1 為 2.5mm, a 為 2.5mm。具體可見排樣圖 3-3。15圖 3-3 排樣圖2．送料步距和條料寬度的確定（1）送料步距 條料在模具上每次送進(jìn)的距離成為送料步距。每次只沖一個(gè)零件的步距 S 的計(jì)算公式為S=D+a1 (1) S=110+2.5=112.5mm式中 D——平行于送料方向的沖裁寬度；a1——沖裁之間的搭邊值。（2） 條料寬度 條料寬度的確定原則：最小條料寬度要保證沖裁時(shí)零件周邊有足夠的搭邊值，最大條料寬度要能在沖裁時(shí)順利地在導(dǎo)料板之間送進(jìn)，并與導(dǎo)料板之間有一定的間隙。當(dāng)用孔定距時(shí)，可按下式計(jì)算條料寬度 B-Δ=(Dmax+2a)-Δ (2) =(110+2×2.5) -0.5 =115-0.5 mm式中 B——條料的寬度（mm） ；Dmax——沖裁件垂直于送料方向的最大尺寸（mm ） ；a——側(cè)搭邊值；Δ——條料寬度的單向（負(fù)向）公差；剪切條料寬度偏差 Δ=0.5, 因此 B=115-0.5 。16導(dǎo)料板間距離：B0=B+Cmin=115+0.5=115.5 mm Cmin——條料與導(dǎo)料板間的最小間隙。3.2.2 材料利用率的計(jì)算一個(gè)步距內(nèi)的材料利用率 η為η=nF/Bs×100% （3）η=1×9503.32/115×112.5×100%=73.456%式中 F——一個(gè)步距內(nèi)沖裁件面積（包括沖出的小孔在內(nèi)） ；n——一個(gè)步距內(nèi)沖裁件數(shù)目；B——條料寬度（mm） ；s——步距； 17第 4 章 確定總沖壓力和選用壓力機(jī)及計(jì)算壓力中心4.1 落料拉伸模落料力計(jì)算F=KLδτ (5-1)F=1.3×345.57×2.0×380=341423.16N=341.42KN式中 F——沖裁力（N） ；L——沖裁件周邊長度（mm） ；τ——材料抗剪強(qiáng)度（MPa） ；δ——材料厚度；(mm)K——系數(shù)，通常 K=1.3；拉伸力用理論計(jì)算很復(fù)雜，一般采用經(jīng)驗(yàn)計(jì)算方法，經(jīng)驗(yàn)公式建立的基點(diǎn)是，拉伸力的數(shù)值略小于拉伸件危險(xiǎn)斷面的斷裂力；斷裂與拉伸力的比值用系數(shù) K 表示；K 值的大小取決于拉伸件的形狀及變形方式。其數(shù)值由實(shí)驗(yàn)確定。拉伸力可按下式計(jì)算P=3.14Kd1tδ (5-2)F=3.14×0.72×52×2.0×380=89346.82 N=89.35KN式中 F——拉伸力（N） ；d1——拉伸直徑（mm） ；τ——材料抗剪強(qiáng)度（MPa） ；t——材料厚度；(mm)K——修正系數(shù)（查表可得） ，K=0.72； F 卸=K 卸 F (5-3) =0.045×（341.42+89.35）=19.38 KN F 頂=K 頂 F (5-4) 18=0.06×（341.42+89.35）=25.85 KN 式中 F——沖裁力；F 卸、 F 頂——分別為卸料系數(shù)和頂件系數(shù)綜上所述，總的落料拉深力為 F 總=430.77+19.38+25.85=476KN4.2 壓力中心的計(jì)算模具壓力中心是指沖壓時(shí)諸沖壓力合力的作用點(diǎn)位置。為了確保壓力機(jī)和模具正常工作，應(yīng)使沖模的壓力中心與壓力機(jī)滑塊的中心相重合。否則，會(huì)使沖模和壓力機(jī)滑塊產(chǎn)生偏心載荷，使滑塊和導(dǎo)軌間產(chǎn)生過大的磨損，模具導(dǎo)向零件加速磨損，降低模具和壓力機(jī)的使用壽命。 沖模的壓力中心，可按下述原則來確定： （１）對稱形狀的單個(gè)沖壓件，沖模的壓力中心就是沖壓件的幾何中心。（２）工件形狀相同且分布位置對稱時(shí)，沖模的壓力中心與零件的對稱中心相重合。 （３）形狀復(fù)雜的零件、多孔沖模、 級進(jìn)模的 壓力中心可用解析計(jì)算法求出諸力的 合力對該軸的力矩。求出合力作用點(diǎn)的座標(biāo)位置 O0(x 0,y ０)，即為所求模具的壓力中心。圖 4-1 座標(biāo)位置圖計(jì)算公式為：19因沖壓力與沖壓周邊長度成正比， 所以式中的各沖壓力 P１、Ｐ２、Ｐ３ ……Pn，可分別用各沖壓周邊長度 L１、Ｌ２、Ｌ３……Ln代替，即：落料拉深模：F1——落料力 F1=KLδτ，得 F1=341.42KNF2——拉深力 F1=3.14Kd1tδ，得 F2=89.35KNY1——F1 到 X 軸的力臂 Y1=020X1——F1 到 Y 軸的力臂 X1=0Y2——F2 到 X 軸的力臂 Y2=0X2——F2 到 Y 軸的力臂 X2=0根據(jù)合力距定理：YG=（Y1F1+ Y2F2）/（F1+ F2）XG=（X1F1+ X2F2）/（F1+ F2）YG——F 沖壓力到 X 軸的力臂；YG =0XG——F 沖壓力到 Y 軸的力臂；XG =0由于該零件形狀對稱，受力基本平衡，所以壓力中心在工件中心，即模具中心。4.3 壓力機(jī)的選用初步確定壓力機(jī)的型號：F 公稱≥F 總因此落料拉深，工序選擇壓力機(jī)的型號為：J23—63 摩擦壓力機(jī)，其基本參數(shù)如下表格：（表 4-1）公稱壓力/KN 630滑塊行程/mm 120墊板尺寸/mm直徑 50滑塊行程次數(shù)/（次/min）70 模柄孔尺寸/mm深度 70最大封閉高度/mm 360封閉高度調(diào)節(jié)量 90滑塊底面積尺寸/mm立柱間距離 340 床身最大可傾角 20°前后 480工作臺尺寸/mm左右 710工作臺厚度 9021第 5 章 凸、凹模刃口尺寸計(jì)算5.1 拉伸模凸凹模圓角半徑對拉伸工作影響很大。毛坯經(jīng)凹模圓角進(jìn)入凹模時(shí)，受彎曲和摩擦作用，若凹模圓角半徑過小，因徑向拉力增大，易使拉伸件表面劃傷或產(chǎn)生斷裂；若過大，則壓邊面積小，由于懸空增大，易起內(nèi)皺。因此，合理的選擇凹模圓角半徑很重要。具體數(shù)值查表可得。拉伸的凸凹模之間的間隙對拉伸力、制件質(zhì)量、模具壽命等都有影響。間隙過大，容易起皺，制件有錐度，精度差；間隙過小，增加摩擦，導(dǎo)致之間邊薄嚴(yán)重，甚至拉裂。因此，正確地確定凸模和凹模之間的間隙是很重要的。拉伸模間隙是單面間隙，即凹模和凸模直徑之差的一半。本次設(shè)計(jì)的模具結(jié)構(gòu)為有壓邊圈的，在選擇間隙時(shí)可以直接查表，拉伸一次成型，所以查表可知間隙為(1-1.2t)，t 為材料厚度。凸、凹模工作部分尺寸的確定，主要考慮模具的磨損和拉伸件的回彈。尺寸公差在最后一道工序考慮，本次設(shè)計(jì)只有一道拉伸，所以要考慮。由于產(chǎn)品計(jì)算拉深系數(shù)時(shí)，數(shù)值比較小，勉強(qiáng)大于最小拉深系數(shù)，所以合理的模具間隙才能確保產(chǎn)品能夠順利拉深而不破。本設(shè)計(jì)中取間隙為1.15t，1.15×2=2.3 ，雙邊間隙為 4.6。1） 、制件標(biāo)注外形尺寸凹模尺寸為L d=（Lmax –0.75Δ）凸模尺寸為L p=（Ld–0.75Δ–Z）2） 、制件標(biāo)注內(nèi)尺寸凸模尺寸為L p=（Lmin +0.4Δ）凹模尺寸為L d=（Lp+0.4Δ+Z）其中 L—拉伸件的外形或內(nèi)尺寸Δ—拉伸件的尺寸偏差L d—拉伸凹模的基本尺寸22L p—拉伸凸模的基本尺寸Z—凸凹模雙面間隙具體計(jì)算如下，制件標(biāo)注內(nèi)形尺寸，按此公式計(jì)算凸模尺寸為L p=（Lmin +0.4Δ）=50凹模尺寸為L d=（Lp+0.4Δ+Z）=50+4.6=54.6凸、凹模工作表面粗造度要求：凹模工作表面和型腔表面粗造度應(yīng)達(dá)到 0.8；圓角處的表面粗造度一般要求 0.4；凸模工作部分表面粗造度一般要求 0.8-1.6。5.2 凸模和凹模配合加工 配合加工方法，就是先按尺寸和公差制造出凹?；蛲鼓Ｆ渲幸粋€(gè)，然后依此為基準(zhǔn)再按最小合理間隙配做另一件。采用這種方法不僅容易保證沖裁間隙，而且還可以放大基準(zhǔn)件的公差，不必檢驗(yàn) δd+δp≤Zmax-Zmin 。同時(shí)還能大大簡化設(shè)計(jì)模具的繪圖工作。目前，工廠對單件生產(chǎn)的模具或沖制復(fù)雜形狀的模具，廣泛采用配合加工的方法來設(shè)計(jì)制造。沖孔凸模和落料凹模尺寸按下列公式計(jì)算：沖孔時(shí) dp=(dmin+XΔ)- δp (5-1)落料時(shí) Dp=(Dmax-XΔ-Zmin)- δp (5-2)式中 Dp dp——分別為落料和沖孔凸模的刃口尺寸（ mm） ；Dmax ——為落料件的最大極限尺寸（mm） ；dmin——為沖孔件的最小極限尺寸（mm） ；Δ——工件公差；Δp——凸模制造公差，通常取 δp=Δ/4；δp’— —刃口中心距對稱偏差，通常取 δp’=Δ/8；Lp——凸模中心距尺寸（mm） ；23L——沖件中心距基本尺寸（mm） ；Zmin——最小沖裁間隙（mm） ；落料凹模尺寸：Aj1= (Amax-XΔ)+ Δ=110-0.5×0.04=109.98+0.02;落料凸模尺寸：Ah1=(Aj1-2Z)+ Δ=110-2×0.08=109.84+0.02; 24第 6 章 模具整體結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì)6.1 落料拉伸模結(jié)構(gòu)形式圖 6-1 落料拉伸結(jié)構(gòu)形式裝配圖6.2 切邊沖孔模的結(jié)構(gòu)形式圖 6-2 切邊沖孔模的結(jié)構(gòu)形式裝配圖256.3 模具的動(dòng)作原理落料拉深模具，切邊沖孔模具（裝配圖如圖所示）在一次行程過程中完成制件的落料、拉深，切邊、沖孔全部工作。模具上模采用剛性卸料裝置，將條料插入定位，頂?shù)角懊娑ㄎ唬@時(shí)下模的頂件板與落料凹模一樣平。當(dāng)壓力滑塊下行時(shí)，毛坯料被壓在凹模與凸凹模之間，繼續(xù)下行，毛坯料被四周落料，繼續(xù)下行，凸模中間頂出，毛坯料沿凹模 R 角往里拉深，到達(dá)拉深跟部，達(dá)到要求，壓力滑塊上行，產(chǎn)品在凹模里，這時(shí)反拉伸圖模又起到卸料的作用，將產(chǎn)品打下，下模的頂料板靠模具下面的樹脂壓縮頂出復(fù)位，完成一次沖壓過程。本次設(shè)計(jì)的復(fù)合模，在壓力機(jī)的一次行程中，經(jīng)一次送料定位，在模具的同一部位同時(shí)完成兩道工序,其沖裁件的相互位置精度高,對條料的定位精度也比較高，因?yàn)樾枰脤?dǎo)料板對條料寬度進(jìn)行導(dǎo)向。沖壓件精度高, 可以很好的保證工件的形狀和尺寸精度,模具結(jié)構(gòu)較一般,制造精度要求比較高,制造周期短,價(jià)格相對較低，節(jié)約了成本。工序較集中排除了半成品搬運(yùn)時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率。這種模具適用于生產(chǎn)批量大,精度要求高,內(nèi)外形尺寸差較大的沖裁件。這樣操作方便，生產(chǎn)效率提高很多。所選的模架螺釘?shù)攘慵际菑臉?biāo)準(zhǔn)件中選取,這樣可有效的降低成本。6.4 沖壓模具材料的選用及熱處理要求選用沖裁模具材料應(yīng)考慮工件生產(chǎn)的批量，若批量不大就沒有必要選擇高壽命的模具材料；還應(yīng)考慮被沖工件的材質(zhì)，不同材質(zhì)適用的模具材料亦有所不同。對于沖裁模具，耐磨性是決定模具壽命的重要因素，鋼材的耐磨性取決于碳化物等硬質(zhì)點(diǎn)相的狀況和基體的硬度，兩者的硬度越高，碳化物的數(shù)量越多，則耐磨性越好。常用沖壓模具鋼材耐磨性的劣優(yōu)依次為碳素工具鋼—合金工具鋼—基體鋼—高碳高鉻鋼—高速鋼—鋼結(jié)硬質(zhì)合金—硬質(zhì)合金。 此外還必須考慮工件的厚度、形狀、尺寸大小、精度要求等因素對模具材料選擇的影響。 1. 傳統(tǒng)模具用鋼 長期以來，國內(nèi)薄板沖裁模用鋼為 T10A、CrWMn、9Mn2V、Cr12 和Cr12MoV 等。 其中 T10A 為碳素工具鋼，有一定強(qiáng)度和韌性。但耐磨性不高，淬火容易變形及開裂，淬透性差，只適用于工件形狀簡單、尺寸小、數(shù)量少的沖裁模具。 T10A 碳素工具鋼的熱處理工藝為：760~810 ℃水或油淬，160~180 ℃回火，