【正文】 產(chǎn)品的材料和工藝特性不同，生產(chǎn)用的設(shè)備也各異，模具種類(lèi)繁多，但用的最為廣泛的大約有以下幾種：冷沖壓模、塑料成型模、鍛 造模、精密鑄造模、粉末冶金模、橡膠成型模、玻璃成型模 等。其中以冷沖壓模、塑料模的技術(shù)要求和復(fù)雜程度較高。 隨著工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量的不斷提高，沖壓產(chǎn)品生產(chǎn)正呈現(xiàn)多品種、少批量，復(fù)雜、大型、精密 ，更新?lián)Q代速度快的變化特點(diǎn)，沖壓模具正向高效、精密、長(zhǎng)壽命、大型化方向發(fā)展。為適應(yīng)市場(chǎng)變化，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和制造技術(shù)的迅速發(fā)展，沖壓模具設(shè)計(jì)與制造技術(shù)正由手工設(shè)計(jì)、依靠人工經(jīng)驗(yàn)和常規(guī)機(jī)械加工技術(shù)向以計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（ CAD）、數(shù)控切削加工、數(shù)控電加工為核心的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造（ CAD/CAM）技術(shù)轉(zhuǎn)變。 在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（ CAD）繪制模具主要工作零件圖和模具的總裝配圖，運(yùn)用了數(shù)控切削加工、數(shù)控線切割電加工等先進(jìn)加工技術(shù)。是一次對(duì)所學(xué)知識(shí)的全面總結(jié)和運(yùn)用，是鞏固和加深各種理論知識(shí)靈活運(yùn)用的實(shí) 踐過(guò)程。 在這次設(shè)計(jì)中根據(jù)所給題目的要求， 首先對(duì)沖壓件進(jìn)行了分析，分析該零件的尺寸精度得出用一般精度的模具即可滿足零件精度的要求，再?gòu)牧慵男螤?、尺寸?biāo)注及生產(chǎn)批量等情況看，選擇加工方案。 根據(jù)對(duì)零件的綜合分析，在這次設(shè)計(jì)中我設(shè)計(jì)的模具是倒裝落料沖孔復(fù)合模，主要介紹的是沖裁工藝、沖裁模的結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)、沖裁模落料沖孔的工作原理等。希望能夠靈活運(yùn)用所學(xué)的專業(yè)知識(shí)和技能，圓滿完成此次的畢業(yè)設(shè)計(jì)。 5 課 題：墊片落料沖孔復(fù)合模 零件簡(jiǎn)圖 ：如圖所示 工件名稱 ：墊片 擋片生產(chǎn)批量 ：大批量 材 料 ： 10 號(hào)鋼 厚 度 ： 3mm 1 沖裁工藝設(shè)計(jì) 沖裁件的工藝性分析 沖壓件的工藝性是指沖壓件對(duì)沖壓工藝的適應(yīng)性。沖裁件的工藝性是否合理，對(duì)沖裁件的質(zhì)量、模具壽命和生產(chǎn)率有很大影響，在一般情況下，對(duì)沖壓件工藝性影響最大的幾何形狀尺寸和精度要求。良好的沖壓工藝性應(yīng)能滿足材料較省、工序較少、模具加工較容易、壽命較高、操作方便及產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定等要求。 10 號(hào)鋼 具有 較 高的強(qiáng)度和 較好 的 沖壓 加工性能 。該零件形狀簡(jiǎn)單 ,但對(duì)孔邊距接近凸凹模所允許的最小壁厚，如零件圖所示，故可以考慮采用積存廢料的復(fù)合沖壓工序。 6 沖壓工藝方案的確定 該工件包括沖孔、落料兩個(gè)基本工序，可以有以下三種方案： 方案一：先落料，后沖孔，采用單工序模生產(chǎn)； 方案二：落料 — 沖孔復(fù)合沖壓，采用復(fù)合模生產(chǎn)； 方案三：沖孔 — 落料連續(xù)沖裁，采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。 三種方案比較見(jiàn)表 表 模具種類(lèi) 比較項(xiàng)目 單工序模 復(fù)合模 級(jí)進(jìn)模 沖件精度 較低 高 一般 生產(chǎn)效率 較低 較高 高 生產(chǎn)批量 適合大、中、小 批量 適合大批量 適合大批量 模具復(fù)雜程度 較易 較復(fù)雜 復(fù)雜 模具成本 較低 較高 高 模具制作精度 較低 較高 高 模具制造周期 較快 較長(zhǎng) 長(zhǎng) 模具外形尺寸 較小 中等 較大 沖壓設(shè)備能力 較小 中等 較大 工作條件 一般 較好 好 方案一模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但需要兩道工序，兩副模具，生產(chǎn)率較低，難以滿足該零件的年產(chǎn)量要求。方案二只需一套模具，沖壓件的形位精度容易保證，且生產(chǎn)率也高。盡管模具結(jié)構(gòu)較方案一復(fù)雜，但由于零件的幾何形狀簡(jiǎn)單，模具制造并不困難。方案三也只需要一副模具，生產(chǎn)率也高，但 零件的沖壓精度較差。欲 7 保證沖壓件的形位精度，需要在模具上設(shè)置導(dǎo)正銷(xiāo)導(dǎo)正，故模具制造安裝較復(fù)合模復(fù)雜，且成本高。通過(guò)對(duì)上述三種方案的分析比較，該件的沖壓生產(chǎn)采用方案二為佳。 2 沖裁排樣設(shè)計(jì) 排樣方案的確定 排樣是指沖裁零件在條料、帶料或板料上布置的方法。合理有效的排樣有利于保證在最低的材料消耗和高生產(chǎn)率的條件下，得到符合設(shè)計(jì)技術(shù)要求的工件。在沖壓生產(chǎn)過(guò)程中，保證很低的廢料百分率是現(xiàn)代沖壓生產(chǎn)重要的技術(shù)指標(biāo)之一。合理利用材料是降低成本的有效措施，尤其在大批量生產(chǎn)中，沖壓件的年產(chǎn)量達(dá)數(shù)十萬(wàn)件，甚至數(shù)百萬(wàn) 件，材料合理利用的經(jīng)濟(jì)效益更為突出。 保證在最低的材料消耗和最高的勞動(dòng)生產(chǎn)率的條件下得到符合技術(shù)要求的零件，同時(shí)要考慮方便生產(chǎn)操作、沖模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、壽命長(zhǎng)以及車(chē)間生產(chǎn)條件和原材料供應(yīng)等情況，以選擇較為合理的排樣方案。 根據(jù)材料的合理利用情況，條料排樣方法可以分為以下三種： （一）有廢料排樣：沖件與沖件之間、沖件與條料之間都存在搭邊廢料，沖件尺寸完全由沖模來(lái)保證，因此精度高，模具壽命也高，但材料利用率低。 （二）少?gòu)U料排樣：只在沖件與沖件之間或沖件與條料之間留有搭邊值，因受剪裁條料質(zhì)量和定位誤差的影響，其沖件質(zhì) 量稍差，同時(shí)邊緣毛刺被凹模帶入間隙也影響模具壽命，但材料利用率高，沖模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。 （三）無(wú)廢料排樣：沖件與沖件之間或沖件與條料之間均無(wú)搭邊，沿直線或曲線切斷條料而獲得沖件。沖件的質(zhì)量較差，模具壽命較短，但材料利用率高。 采用少、無(wú)廢料的排樣可以簡(jiǎn)化沖裁模結(jié)構(gòu)，減小沖裁力，提高材料利用率。但是，因條料本身的公差以及條料導(dǎo)向與定位所產(chǎn)生的誤差影響，沖裁件公差等級(jí)低。同時(shí)，由于模具單邊受力，不但會(huì)加劇模具磨損，降低模具壽命，而且也直接影響沖裁件的斷面質(zhì)量。 綜上分析，并考慮沖裁零件的形狀、尺寸、材料，選取有廢料排 樣。 8 搭邊的選取 排樣時(shí)，工件及工件與條料側(cè)邊之間的余料叫搭邊，搭邊的作用是補(bǔ)償定位誤差和保持條料有一定的剛度，以保證沖壓件質(zhì)量和送料方便。搭邊太寬，浪費(fèi)材料；搭邊太窄會(huì)引起搭邊斷裂或翹曲，可能“啃刃”現(xiàn)象或沖裁時(shí)會(huì)被拉斷，有時(shí)還會(huì)拉入模具間隙中、損壞模具刃口，從而影響模具壽命。 搭邊值的大小與下列因素有關(guān)： ① 材料的力學(xué)性能。硬材料可小些，軟材料的搭邊可要大些。 ② 工件的形狀與尺寸。尺寸大或有尖突的復(fù)雜的形狀時(shí)，搭邊要取得大值。 ③ 材料厚度。薄材料的搭邊值應(yīng)取的大一些。 ④ 送料方式及擋料方式。用手工送料、有側(cè)壓板導(dǎo)向的搭邊值可以取小些。 材料厚度 t 圓形件或圓角 r2t 矩形件或邊長(zhǎng) L50 矩形件邊長(zhǎng) L50或 r2t 工件間 側(cè)面 工件間 側(cè)面 工件間 側(cè)面 0～ ～ ～ ～ ～ 表 搭邊值 表 由表 確定搭邊值 根據(jù)零件形狀兩式件間按 圓 形取 工件間 搭邊值 a= ，側(cè)邊取搭邊值1a = 。 9 送料步距、條料寬度及板料間距計(jì)算 送料步距 送料步距是指兩次沖裁間板料在送料方向移動(dòng)的距離，用 S表示，其值等于沖 裁件相應(yīng)部分寬度加上工件間搭邊值 1a ，即 1adS ?? =27+= mm 條料寬度及板料間距的計(jì)算 條料寬度 按下式： ? ?02 ???? ??? CaDB （ 21） 其中 D 為沖裁件寬度方向的 最大尺寸； C 為導(dǎo)料板與最寬條料之間的間隙查表取 C=。 表 條料厚度 t 無(wú)側(cè)壓裝置 條料寬度 B 100以下 100～ 200 ～ ～ 1 2～ 3 3～ 4 1 4～ 5 1 10 BA=(+2 +)= 排樣圖 圖 排樣圖 沖裁力和壓力中心的計(jì)算 沖裁力 沖裁力是沖裁過(guò)程中凸模對(duì)板料施加的壓力，它是隨凸模進(jìn)入材料的深度而變化的。通常說(shuō)的沖裁力是指沖裁力的最大值，它是選用壓力機(jī)和設(shè)計(jì)模具的重要依據(jù)之一。 用普通平刃口模具沖裁時(shí)，其沖裁力 F 一般按下式計(jì)算： F=KLtτ b （ 22） = 136 3 400 = 式中 F沖裁力 L沖裁周邊長(zhǎng)度 t材料厚度 τ b材料抗剪強(qiáng)度（τ b=400MPa） K系數(shù)（一般取 K=） 11