【正文】 ............................. 38 2 模具零件材料的選擇與熱處理 ....................................................................................... 38 主要零件的加工工藝設(shè)計(jì) ............................................................................................... 39 、凹模的加工工藝 ..................................................................................................... 39 ..................................................................................................... 40 ..................................................................................................................... 40 4 模具的安裝及試模與調(diào)整 ........................................................................................ 42 模具的安裝 ....................................................................................................................... 42 模具的試模與調(diào)整 ........................................................................................................... 43 結(jié) 論 .................................................................................................................................... 44 謝 辭 .................................................................................................................................... 45 參考文獻(xiàn) ................................................................................................................................. 1 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 1 頁 共 46 頁 引言 模具工業(yè)的發(fā)展標(biāo)志一個(gè)國(guó)家工業(yè)水平及產(chǎn)品開發(fā)能力。 沖壓加工作為一個(gè)國(guó)家的基礎(chǔ)行業(yè)，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的加工工業(yè)中占有重要的地位。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，沖壓件在各個(gè)行業(yè)中均占有相當(dāng)大的比重，尤其在汽車、電機(jī)、儀表、軍工、家用電器等方面所占比重更大。沖壓件在形狀和尺寸精度方面的互換性較好，所以具有質(zhì)量輕、剛度好、精度高和外表光滑、美觀等特點(diǎn)。而且沖壓加工是一種商生產(chǎn)率、高材料利用率的加工方法。 當(dāng)然，沖壓加工和其他加工方法一樣， 也有其自身的局限性，例如，沖模的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，模具價(jià)格又偏高。因此，對(duì)小批量，多品種生產(chǎn)時(shí)采用昂貴的沖蕈，經(jīng)濟(jì)上不合算。目前為了解決這個(gè)問題，正在努力發(fā)展某些簡(jiǎn)易沖模。采用沖壓與焊接或膠接等復(fù)合工藝，可以使零件結(jié)構(gòu)更趨合理，加工更為方便，成本更易降低，這是制造復(fù)雜形狀結(jié)構(gòu)件的發(fā)展方向之一。 模具心臟沖壓設(shè)備等正隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展而不斷發(fā)展，從總體看，現(xiàn)代沖壓工藝與模具的主要發(fā)展方向可以歸納為幾個(gè)方面： 沖壓成型工藝與理論研究； 沖壓加工自動(dòng)化和柔性化； 沖模 CAD/CAM；最后，關(guān)于沖模的破損機(jī)理和壽 命分析，以及新型模具材料方面，近年來也有不少新的進(jìn)展。 從其發(fā)展方向可以看出沖壓工藝和模具課程的理論性和實(shí)用性均很強(qiáng)，故研究時(shí)應(yīng)從理論和實(shí)踐相結(jié)合的角度來研究、探討，并側(cè)重加強(qiáng)工程實(shí)踐能力。 沖壓是利用安裝在沖壓設(shè)備（主要是壓力機(jī)）上的模具對(duì)材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需零件的一種壓力加工方法。沖壓通常是在常溫下對(duì)材料進(jìn)行冷變形加工，且主要采用板料來加工成所需零件，所以也叫冷沖壓或板料沖壓。沖壓所使用的模具稱為沖壓模具，簡(jiǎn)稱沖模。沖模是將材料（金屬或非金屬）批量加工成所需沖件的專用工具。 沖模在沖壓中至關(guān)重要，沒有符合要求的沖模，批量沖壓生產(chǎn)就難以進(jìn)行；沒有先進(jìn)的沖模，先進(jìn)的沖壓工藝就難以實(shí)現(xiàn)。 第一、沖壓特點(diǎn) 沖壓加工與其他加工方法相比，具有以下特點(diǎn)： 操作簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，并且具有較高的生產(chǎn)效率。 沖壓加工可以獲得其他加工方法不能或難以制造的形狀復(fù)雜，精度一至的制件，而且可以保證互換性。 沖壓過程耗能少，材料利用率高，加工成本低。沖壓加工不像切削加工呢樣需要消耗很多能量，把大量金屬切成碎屑后獲得零件，材料的利用律一般可達(dá) 70%85%。 沖壓件剛性好，強(qiáng)度高，重量輕， 表面質(zhì)量好。沖壓加工過程中，材料邊面不易遭受破壞，而且通過塑料變形還可以使制件的機(jī)械性能有所提高。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 2 頁 共 46 頁 沖壓加工中所用的模具結(jié)構(gòu)一般比較復(fù)雜，制造周期長(zhǎng)，生產(chǎn)成本高，因此在小批量生產(chǎn)中受到限制。 沖壓件的精度主要取決于模具精度，如果零件的精度要求過高，用沖壓生產(chǎn)的方法就難于達(dá)到。 第二、沖壓加工的作用和地位 由于沖壓加工具有許多突出的優(yōu)點(diǎn)，因此在工業(yè)生產(chǎn)中，尤其是大批量生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。從精細(xì)的電子元件，儀表針到汽車的覆蓋件，高壓容器封頭以及航空航天器的蒙皮，機(jī)身等均許沖壓加工。據(jù)粗略統(tǒng)計(jì)，在汽車制造 業(yè)中，有 60%70%的零件是采用沖壓工藝制成的。在機(jī)電及儀表生產(chǎn)中有 60%70%的零件是用沖壓工藝完成的。在電子產(chǎn)品中，沖壓件的數(shù)量約占總數(shù)的 85%以上。在飛機(jī)，導(dǎo)彈。各中槍彈與炮彈生產(chǎn)中。沖壓件所占的比例也相當(dāng)大。占世界鋼產(chǎn)量 60%70%以上的板材，管材及型材，其中大部分是通過沖壓制成成品。隨著工業(yè)長(zhǎng)品的不斷發(fā)展和生產(chǎn)技術(shù)水平的不斷提高，不少過去用鑄造，切削加工的方法制造的零件啊，已被質(zhì)量輕，剛度好的沖壓件所代替?？梢哉f，沖壓加工已成為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段和發(fā)展方向，是提高生產(chǎn)效率，提高產(chǎn)品質(zhì)量， 降低產(chǎn)品成本，進(jìn)行產(chǎn)品更新?lián)Q代的重要保證。 第三、沖壓技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) 沖壓技術(shù)一直在不斷發(fā)展。國(guó)內(nèi)、外 21 世紀(jì)的發(fā)展方向和動(dòng)向主要有以下幾點(diǎn)： 沖壓成型工藝與理論研究。 計(jì)算機(jī)輔助工程（ CAE）的引人，使蟲牙成型已從原來對(duì)應(yīng)力應(yīng)變進(jìn)行有限元等分析而逐步發(fā)展到采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行工藝工程的模擬與分析，以實(shí)現(xiàn)沖壓過程的優(yōu)化設(shè)計(jì)。 對(duì)沖壓成型性能極限的研究，沖壓件成型難度的判斷以及成型預(yù)報(bào)等技術(shù)的發(fā)展，均標(biāo)志著沖壓成型走向計(jì)算機(jī)輔助工程化和智能化的發(fā)展道路。 新一代沖模設(shè)計(jì)軟件技術(shù)。 新一代沖模設(shè)計(jì)軟件是建立 在從模具設(shè)計(jì)實(shí)踐總共歸納總結(jié)出大量知識(shí)上，具有智能化意義的軟件。 新一代沖模設(shè)計(jì)軟件以立體的思想，直觀的感覺來設(shè)計(jì)模具結(jié)構(gòu)，所生成的三維結(jié)構(gòu)信息能方便地用于模具可制造性評(píng)價(jià)和數(shù)控加工，既可對(duì)多方案進(jìn)行篩選，又可對(duì)模具設(shè)計(jì)過程中的合理性和經(jīng)濟(jì)性評(píng)估，并為模具設(shè)計(jì)者提供修改依據(jù)。 新一代沖模設(shè)計(jì)軟件還具有面向裝配的功能，因?yàn)槟＞叩墓δ苤挥型ㄟ^其裝配結(jié)構(gòu)才能體現(xiàn)出來。 在模具設(shè)計(jì)制造中廣泛運(yùn)用 CAD/CAE/CAM/技術(shù)。 模具設(shè)計(jì)制造是一個(gè)多環(huán)節(jié)的復(fù)雜過程，從處始設(shè)計(jì)到最后的裝配檢測(cè)，實(shí)際上是將產(chǎn)品設(shè)計(jì)信息 在生產(chǎn)環(huán)節(jié)間不斷傳送，處理并反饋的過程。正確的模具設(shè)計(jì)制造方法應(yīng)該是采用并行工程的方法，要實(shí)現(xiàn)模具 CAD/CAE/CAM 等各個(gè)模具見信息的提取，交換和處理的集成化，必須建立模具集成化的產(chǎn)品信息模型。采用基于他正變量化設(shè)計(jì)， 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 3 頁 共 46 頁 工程數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)等技術(shù)已成為目前研究的熱門。 利用和集成各種計(jì)算機(jī)技術(shù)，以網(wǎng)絡(luò)為通訊手段，協(xié)調(diào)企業(yè)的各種行為以獲得最好的經(jīng)濟(jì)效益為目標(biāo)來制造產(chǎn)品。模具工業(yè)為一種特殊的工業(yè)無疑要向集成制造方向發(fā)展這是未來模具設(shè)計(jì)制造總的發(fā)展趨勢(shì)。 沖壓加工自動(dòng)化，精密化和柔性化。 為了適應(yīng)大批量，高效 生產(chǎn)需要，在沖壓模具和設(shè)備上廣泛運(yùn)用了各種自動(dòng)化的進(jìn)、出料機(jī)構(gòu)。近年來，集成制造系統(tǒng)（ CIMS）也正在被引入沖壓加工系統(tǒng)，出項(xiàng)了沖壓加工中心，并且使設(shè)計(jì)、沖壓生產(chǎn)、零件運(yùn)輸、倉(cāng)儲(chǔ)、品質(zhì)檢查以及生產(chǎn)管理等全面實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。 沖模新材料及模具熱處理新技術(shù)的研制、開發(fā)以及推廣運(yùn)用。 我國(guó)模具的使用壽命與國(guó)外模具的使用壽命仍存在著較大的差距，究其原因，很大程度在于模具材料和熱處理、表面處理技術(shù)上。使用進(jìn)口模具材料，雖然對(duì)提高模具壽命有利，但價(jià)格昂貴，增加了模具成本。因此，必須努力提高國(guó)產(chǎn)模具材料的質(zhì)量，研究和推廣 先進(jìn)的熱處理、表面處理技術(shù)，充分發(fā)揮模具材料的潛力。 提高沖模標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件的使用率。 實(shí)現(xiàn)模具零件標(biāo)準(zhǔn)化和專業(yè)化是縮短模具制造周期、降低模具成本的行之有效的途徑，同時(shí)也會(huì)為計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造創(chuàng)造有利條件。因此，也必須加快模具制造的產(chǎn)業(yè)調(diào)整以滿足市場(chǎng)的需要，走出一條降低成本、高效益的發(fā)展之路。 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 4 頁 共 46 頁 1 零件工藝性分析與工藝方案確定 沖裁工藝設(shè)計(jì)包括沖裁件的工藝性分析和沖裁工藝方案確定。良好的工藝性和合理的工藝方案，可以用最少的材料，最少的工序數(shù)和工時(shí)，使得模具結(jié) 構(gòu)簡(jiǎn)單且壽命長(zhǎng)，能穩(wěn)定地獲得合格沖件，因而可以減小勞動(dòng)量和沖件成本。勞動(dòng)量和沖裁件成本是衡量沖裁工藝設(shè)計(jì)合理性的主要指標(biāo)。 零件工藝性分析 N5 汽車后座架氣彈簧板零件如圖 11 所示，零件的材料為 20＃，厚度 1mm，形狀較簡(jiǎn)單。主要工序有沖孔、切口、落料、折彎、 漲形 。彎曲時(shí)考慮最小彎曲半徑，查表41《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》取最小彎曲半徑 mmtr ?? 。若采用單工序模，工序很多，工件小，手工操作，定位難以達(dá)到精度，生產(chǎn)效率低，誤差較大，質(zhì)量難以保證。該工件屬于大批量生產(chǎn)， 因而適宜采用多工位級(jí)進(jìn)模制造，采用多工位級(jí)進(jìn)模制造提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率和設(shè)備利用率、降低了生產(chǎn)成本、提高了操作的安全性。 零件材料主要參數(shù)查表（參考文獻(xiàn) [11] 548 頁）可得：經(jīng)退火后，抗剪強(qiáng)度 τ=280～400 MPa，抗拉強(qiáng)度 σb＝ 360～ 510MPa，屈服強(qiáng)度 σs=250MPa，拉伸率 δs=25%，因此，取 τ=330 MPa， σb＝ 390 MPa。該材料具有較高的彈性和良好的塑性，其可成形性性能較好。沖裁加工性能好，易于裁切和彎曲成形。 圖 11（ a） 零件圖 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 5 頁 共 46 頁 圖 11（ b） 零件實(shí)體 加工工藝方案設(shè)計(jì) 根據(jù)零件的工藝性特點(diǎn)其加工方案初步設(shè)計(jì)有以下幾種： 方案一、沖孔、切口、切邊、落料、折彎、 漲型 多工位級(jí)進(jìn)模具進(jìn)行加工，其加工工序?yàn)?，首先通過沖裁方法沖出 Φ10mm 的孔、切口及 Φ10mm 工藝孔，然后利用沖裁落料方法裁剪余料，最后折彎與沖凸包。 方案二、落料、沖孔、切口、折彎、 漲型 多工位級(jí)進(jìn)模具進(jìn)行加工，其加工工序?yàn)?，首先通過沖裁方法沖出 Φ10mm 的孔與切口，然后利用沖裁落料方法裁剪余料，最后折彎與沖凸包。 根據(jù)以上幾種方案的特點(diǎn)進(jìn)行確定合理的加工方案： 第一種方案，零件的精度要求能夠在沖裁加工中得到保證。其它尺寸標(biāo)注、生產(chǎn)批量等情況，也均符合沖裁的工藝要求，故決定采用利用定位銷或?qū)е鶎?dǎo)套進(jìn)行定位、剛性卸料裝置、自然漏料方式的落料沖孔級(jí)進(jìn)模進(jìn)行加工。 第二種方案，需要多次進(jìn)行定位，使得零件由于累計(jì)誤差的影響，達(dá)不到設(shè)計(jì)的要求。并且用幾副模具進(jìn)行加工使得操作不方便，生產(chǎn)率較低。 由以上的分析可以看出，