【正文】 展的簡(jiǎn)易沖壓模具、組合沖壓模具、鋅基合金沖壓模具以及數(shù)控沖壓技術(shù)等為單件、小批量生產(chǎn)采用沖壓工藝創(chuàng)造了條件。（8） 冷沖壓模具設(shè)計(jì)尤其是對(duì)于復(fù)雜的冷沖壓模具來(lái)說(shuō)，需要很強(qiáng)的想象力和創(chuàng)造力。 因?yàn)槔錄_壓有許多突出的優(yōu)點(diǎn)，因此，它在機(jī)械制造、電子、電器等各行各業(yè)中都得到了廣泛的應(yīng)用。目前，采用冷沖壓工藝所獲得的沖壓制品，在現(xiàn)代汽車(chē)、拖拉機(jī)、電機(jī)、電器、儀器、儀表以及各種電子產(chǎn)品和人們?nèi)粘Ｉ钪?，都占有十分重要的地位?沖壓模具在我國(guó)的現(xiàn)狀及發(fā)展我國(guó)沖壓模具無(wú)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，但與國(guó)民經(jīng)濟(jì)需求和世界先進(jìn)水平相比，差距仍很大，一些大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命的高檔模具每年仍大量進(jìn)口，特別是中高檔轎車(chē)的覆蓋件模具，目前仍主要依靠進(jìn)口。一些低檔次的簡(jiǎn)單沖模，已趨供過(guò)于求，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈。 近年來(lái)，我國(guó)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。為中檔轎車(chē)配套的覆蓋件模具國(guó)內(nèi)也能生產(chǎn)了。精度達(dá)到1～2μm，壽命2億次左右的多工位級(jí)進(jìn)模國(guó)內(nèi)已有多家企業(yè)能夠生產(chǎn)。表面粗糙度達(dá)到 Ra≦，大尺寸（Φ≧300mm）精沖模及中厚板精沖模國(guó)內(nèi)也已達(dá)到相當(dāng)高的水平。 標(biāo)識(shí)沖模技術(shù)先進(jìn)水平的多工位級(jí)進(jìn)模和多功能模具，是我國(guó)重點(diǎn)發(fā)展的精密模具品種。有代表性的是集機(jī)電一體化的鐵芯精密自動(dòng)閥片多功能模具，已基本達(dá)到國(guó)際水平。但總體上和國(guó)外多工位級(jí)進(jìn)模相比，在制造精度、使用壽命、模具結(jié)構(gòu)和功能上，仍存在一定差距。沖壓模具共有7小類(lèi)，并有一些按其服務(wù)對(duì)象來(lái)稱(chēng)呼的一些種類(lèi)。目前急需發(fā)展的是汽車(chē)覆蓋件模具，多功能、多工位級(jí)進(jìn)模和精沖模。這些模具現(xiàn)在產(chǎn)需矛盾大，發(fā)展前景好。汽車(chē)覆蓋件模具中發(fā)展重點(diǎn)是技術(shù)要求高的中高檔轎車(chē)大中型覆蓋件模具，尤其是外覆蓋件模具。高強(qiáng)度板和不等厚板的沖壓模具及大型多工位級(jí)進(jìn)模、連續(xù)模今后將會(huì)有較快的發(fā)展。多功能、多工位級(jí)進(jìn)模中發(fā)展重點(diǎn)是高精度、高效率和大型、高壽命的級(jí)進(jìn)模。精沖模中發(fā)展重點(diǎn)是厚板精沖模大型精沖模，并不斷提高其精度。為了提高沖壓模具的壽命，模具表面的各種強(qiáng)化超硬處理等技術(shù)也是發(fā)展重點(diǎn)。在信息化帶動(dòng)工業(yè)化發(fā)展的今天，在經(jīng)濟(jì)全球化趨向日漸加速的情況下，我國(guó)沖壓模具必須盡快提高水平。通過(guò)改革與發(fā)展，采取各種有效措施，在沖壓模具行業(yè)全體職工的共同努力奮斗之下，我國(guó)沖壓模具也一定會(huì)不斷提高水平，逐漸縮小與世界先進(jìn)水平的差距。在科學(xué)發(fā)展觀指導(dǎo)下，不斷提高自主開(kāi)發(fā)能力、重視創(chuàng)新、堅(jiān)持改革開(kāi)放、走新型工業(yè)化道路，將速度效益型的增長(zhǎng)模式逐步轉(zhuǎn)變到質(zhì)量和水平效益型軌道上來(lái)，我國(guó)的沖壓模具的水平也必然會(huì)更上一層樓。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)課題為汽車(chē)?yán)^電器插片成形工藝及級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)。汽車(chē)工業(yè)在當(dāng)今社會(huì)發(fā)展迅速，社會(huì)對(duì)汽車(chē)的大量需求就促進(jìn)了汽車(chē)模具制造業(yè)的發(fā)展。汽車(chē)?yán)^電器是一種被廣泛運(yùn)用的汽車(chē)元器件。汽車(chē)?yán)^電器的工作原理是線(xiàn)圈通電后產(chǎn)生磁場(chǎng)，然后把連著觸點(diǎn)鐵片吸進(jìn)來(lái)，從而使電路通路，達(dá)到保護(hù)電路的目的。一般的接法為線(xiàn)圈的兩線(xiàn)是一正一負(fù)，其中一頭接在開(kāi)關(guān)上。其它的線(xiàn)則接在用電器上。汽車(chē)?yán)^電器有專(zhuān)門(mén)的底座，直接把繼電器插上即可。汽車(chē)上多處都需要安裝繼電器，如大燈繼電器，空調(diào)繼電器，起動(dòng)機(jī)繼電器，雨刷繼電器，喇叭繼電器等。因此汽車(chē)?yán)^電器是十分重要的汽車(chē)零件。而作為汽車(chē)?yán)^電器上的插片來(lái)說(shuō)，它的精度要求較高以便滿(mǎn)足它的使用要求。而這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)，也需要學(xué)生具有獨(dú)立完成設(shè)計(jì)任務(wù)的能力，包括設(shè)計(jì)計(jì)算與查閱設(shè)計(jì)資料，標(biāo)準(zhǔn)，以及規(guī)范的能力。綜合運(yùn)用所學(xué)的相關(guān)理論知識(shí)，來(lái)提高理論聯(lián)系實(shí)際和綜合分析的技能。本課題是級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)。級(jí)進(jìn)模又稱(chēng)連續(xù)模、跳步模。連續(xù)模是指壓力機(jī)在一次行程中，依次在幾個(gè)不同的位置上同時(shí)完成多道工序的沖模。沖裁件在連續(xù)模中是逐步成形的。連續(xù)模有以下這些特點(diǎn)：（1） 在一副模具中可以完成沖裁、彎曲、拉深、成形等多種類(lèi)型，多道沖壓工序。（2） 由于級(jí)進(jìn)模的工序不必集中在一個(gè)工位上，故不存在復(fù)合模的最小壁厚問(wèn)題，為了保證模具的強(qiáng)度和壽命，可留出空工位。（3） 由于常采用高速?zèng)_床，自動(dòng)送料、出料裝置，所以操作安全，生產(chǎn)效率高。（4） 多工位級(jí)進(jìn)模結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造精度要求高，零件要求具有互換性。（5） 多工位級(jí)進(jìn)模主要用于中、小型復(fù)雜沖壓件的大批量生產(chǎn)。（6） 其缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造精度高，周期長(zhǎng)，成本高。相比復(fù)合模，級(jí)進(jìn)模有定位誤差。本課題的汽車(chē)?yán)^電器插片選用級(jí)進(jìn)模制造，原因有：首先，該零件要求大批量生產(chǎn)，而級(jí)進(jìn)模的生產(chǎn)效率較高。其次，該零件的形狀較復(fù)雜，選用級(jí)進(jìn)模更能保證零件的精度要求。并且，該零件有沖裁、彎曲、成形等多道工序，只能用級(jí)進(jìn)模來(lái)實(shí)現(xiàn)。此次的汽車(chē)?yán)^電器插片級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)應(yīng)盡量保證材料消耗少、工序數(shù)目少、占用設(shè)備數(shù)目少、模具簡(jiǎn)單而壽命高、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、操作簡(jiǎn)單安全。2 沖壓工藝 沖壓件的工藝性分析本課題所要研究生產(chǎn)的零件為汽車(chē)?yán)^電器插片。（1）。（2）生產(chǎn)批量為大批量生產(chǎn)。 （3）零件材料為黃銅H68半硬，其抗剪強(qiáng)度為280MPa,抗拉強(qiáng)度為350MPa,伸長(zhǎng)率為25%，彈性模量為110000MPa。黃銅具有優(yōu)良的導(dǎo)電能力，并且黃銅具有較強(qiáng)的耐磨性能和抗蝕性能，滿(mǎn)足汽車(chē)?yán)^電器插片的使用要求。而且黃銅的價(jià)格較低?？紤]到該零件要求大批量生產(chǎn)，所以采用高效率，長(zhǎng)壽命的連續(xù)模，黃銅成本低，滿(mǎn)足了產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)性要求。 （4）零件的形狀及尺寸。 汽車(chē)?yán)^電器插片零件展開(kāi)圖 汽車(chē)?yán)^電器插片零件三視圖零件的各尺寸公差和極限偏差查閱《新編實(shí)用沖壓模具設(shè)計(jì)手冊(cè)》表2－5至表2－14所得。該汽車(chē)?yán)^電器插片零件的基本工序有：沖孔、成形、頭部打扁、彎曲以及落料。彎曲工序有兩道。 確定工藝方案方案一：?jiǎn)喂ば蚰?。它包括沖孔工序，落料工序以及彎曲工序等。方案二：復(fù)合模。采用復(fù)合模使沖孔落料等除彎曲工序以外的工序先一次完成，然后用兩道彎曲工序完成該零件的成形。方案三：級(jí)進(jìn)模。先進(jìn)行局部外形輪廓沖切，之后是彎曲工序，隨后是小凹槽的成形以及沖小孔，最后是落料。方案四：級(jí)進(jìn)模。先進(jìn)行沖小孔工序以及局部外形輪廓沖切，之后是小凹槽的成形以及頭部打扁，然后是兩道彎曲工序，最后是落料。方案五：級(jí)進(jìn)模。前面工序同方案四。兩道彎曲工序的順序顛倒。比較方案一的單工序模和其他方案的級(jí)進(jìn)模: 單工序模就是一副模具只完成一個(gè)工序。單工序模有效率低、壽命短、加工復(fù)雜、制件所需設(shè)備多明顯缺點(diǎn)，而級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)效率高，易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，操作也比較方便、安全，非常適合大批量生產(chǎn)。如果采用方案一，則需要落料模、彎曲模、沖孔模等多副模具才能完成，這樣整個(gè)加工效率低、成本會(huì)更高，并且因?yàn)槎啻味ㄎ徽`差使得尺寸精度難以保證，而采用級(jí)進(jìn)模就能克服這些不足，所以在精度要求高、批量大的沖壓生產(chǎn)時(shí)往往采用級(jí)進(jìn)模加工。所以，方案一不宜采用。比較方案二的復(fù)合模和其他方案的級(jí)進(jìn)模：復(fù)合模的工件精度較高，不受送料誤差的影響，內(nèi)外形相對(duì)位置重復(fù)性好。但復(fù)合模也存在一定問(wèn)題。凸凹模內(nèi)外形間的壁厚，或內(nèi)形與內(nèi)形間的壁厚，都不能過(guò)薄以免影響強(qiáng)度。另外，工件不能落下，需要解決出件問(wèn)題。而且該汽車(chē)?yán)^電器插片的外形形狀較復(fù)雜，因此制造這樣一副復(fù)合模也有一定的難度。而方案二三采用多工位的級(jí)進(jìn)模，級(jí)進(jìn)模具有比復(fù)合模更高的勞動(dòng)生產(chǎn)率，考慮到該汽車(chē)?yán)^電器插片為大量生產(chǎn)，所以級(jí)進(jìn)模更為合適。其次，級(jí)進(jìn)模能生產(chǎn)相當(dāng)復(fù)雜的沖壓件，考慮到該汽車(chē)?yán)^電器插片形狀工藝較復(fù)雜，所以選用級(jí)進(jìn)模。還有，級(jí)進(jìn)模操作安全，因?yàn)槿耸植槐剡M(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域。級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)時(shí)，工序可以分散，不必集中在一個(gè)工位，不存在復(fù)合模中的“最小壁厚”問(wèn)題。因而模具強(qiáng)度相對(duì)較高，壽命較長(zhǎng)。級(jí)進(jìn)模也容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)送料，自動(dòng)出件，自動(dòng)疊片。級(jí)進(jìn)?？梢圆捎酶咚賶毫C(jī)生產(chǎn)，以為工件和廢料可以直接漏下。使用級(jí)進(jìn)模也可以減少壓力機(jī)，減少半成品的運(yùn)輸，車(chē)間面積和倉(cāng)庫(kù)面積可大大減小。因此該零件采用多工位級(jí)進(jìn)模比采用復(fù)合模要好。所以，方案二也不能被采用。比較方案三和方案四五：方案三是先彎曲后沖孔及成形，而方案四和五是先沖孔以及成形后再?gòu)澢?。方案三將彎曲工序安排在先，?huì)導(dǎo)致彎曲工序完成后的回彈以及帶動(dòng)條料的位置精度發(fā)生微小的變化等影響，從而使之后沖的孔以及成形的小凹槽位置精度不精確。而如果將沖孔等工序安排在彎曲工序之前，而彎曲工序后不再有別的工序直接落料，這樣會(huì)使工件的精度更加得到保證。所以，方案三也存在一定缺陷。比較方案四和方案五：兩個(gè)方案的區(qū)別在于兩道彎曲工序的順序不一樣。方案四的第一道彎曲工序是將零件向上彎曲，第二道彎曲工序是向下彎曲。而方案五的第一道彎曲工序是向下彎曲，而第二道工序會(huì)變成需要側(cè)彎?rùn)C(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。而側(cè)彎?rùn)C(jī)構(gòu)的加入會(huì)增大模具的制造難度，同時(shí)也很難保證模具的彎曲精度，所以，在模具設(shè)計(jì)的時(shí)候應(yīng)盡量避免采用側(cè)彎?rùn)C(jī)構(gòu)。因此方案五沒(méi)有方案四好。綜合以上的分析，選用方案四最佳。 排樣圖的設(shè)計(jì)與計(jì)算沖裁件在條料上的布置方法成為排樣。設(shè)計(jì)級(jí)進(jìn)模首先要設(shè)計(jì)排樣圖，這是設(shè)計(jì)級(jí)進(jìn)模的重要依據(jù)。排樣的要求是切除廢料，將零件留在條料上，以分步完成各個(gè)工序，最后根據(jù)需要將零件從條料上分離下來(lái)。 排樣的原則以及排樣設(shè)計(jì)的工作內(nèi)容排樣的原則有：（1）提高材料利用率。對(duì)沖裁件來(lái)說(shuō)，由于產(chǎn)量大，沖壓的生產(chǎn)率高，所以材料費(fèi)用常會(huì)占沖件總成本的60%以上。材料利用率是一項(xiàng)很重要的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。要提高材料利用率，就必須減少?gòu)U料面積。沖裁過(guò)程中所產(chǎn)生的廢料可分為結(jié)構(gòu)廢料與工藝廢料兩種。結(jié)構(gòu)廢料由工件的形狀決定，而工藝廢料則是由沖壓方式與排樣方式所決定的。因此，要提高材料利用率主要應(yīng)從減少工藝廢料著手，設(shè)計(jì)合理的排樣方案。（2）使工人操作方便，安全，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。條料在沖裁過(guò)程中搬動(dòng)要少，在材料利用率相同或相近時(shí)，應(yīng)盡可能選條料寬，進(jìn)距小的排樣方法。他還可減少板料裁切次數(shù)，節(jié)省剪裁備料時(shí)間。（3）使模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，模具壽命較高。（4）排樣應(yīng)保證沖裁件的質(zhì)量。對(duì)于彎曲件的落料，在排樣時(shí)還應(yīng)考慮板料的纖維方向。排樣設(shè)計(jì)的工作內(nèi)容包括選擇排樣方法；確定搭邊的數(shù)值；計(jì)算條料寬度及送料步距；畫(huà)出排樣圖。有必要時(shí)還應(yīng)核算材料的利用率。 排樣方法排樣方法分為有廢料排樣法、少?gòu)U料排樣法和無(wú)廢料排樣法。采用少?gòu)U料排樣或無(wú)廢料排樣法，材料的利用率高，不但有利于一模獲得多個(gè)沖壓件，而且可以簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)，降低沖裁力。但是它們的應(yīng)用范圍有一定的局限性，受到工件形狀和結(jié)構(gòu)的限制，而且由于條料本身的寬度公差以及條料導(dǎo)向與定位所產(chǎn)生的誤差會(huì)直接影響沖裁件尺寸而使沖裁件的精度降低。同時(shí)，往往因模具單面受力而加快磨損，降低模具壽命，也會(huì)直接影響沖裁件的斷面質(zhì)量。鑒于該汽車(chē)?yán)^電器插片的尺寸精度要求較高而且形狀比較復(fù)雜，所以采取有廢料排樣的方法。根據(jù)沖件在條料上的不同排列形式，又可分為直排、斜排、直對(duì)排、斜對(duì)排、混合排、多排及沖裁搭邊。確定排樣方案的原則是：保證在最低的材料消耗和最高勞動(dòng)生產(chǎn)率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，使沖模的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，壽命長(zhǎng)，并能適應(yīng)車(chē)間生產(chǎn)條件和原材料的供應(yīng)等情況。綜合考慮，選用斜排。 排樣圖中具體工位的安排確定了汽車(chē)?yán)^電器插片的成形方案后，需要確定的是級(jí)進(jìn)模的工序安排。對(duì)于多工位級(jí)進(jìn)模來(lái)說(shuō)，各工序的安排是最為關(guān)鍵的問(wèn)題。各工序安排的前后順序都可以影響零件的尺寸精度等要求，因此要安排好。級(jí)進(jìn)模工序的安排順序原則一般為：先沖孔，再切掉彎曲部位周邊的廢料后進(jìn)行彎曲，接著切去余下的廢料并落料。切除廢料時(shí)，應(yīng)注意保證條料的剛性和零件在條料上的穩(wěn)定性。彎曲部位須經(jīng)幾次才能彎曲成形時(shí)，應(yīng)從最遠(yuǎn)端開(kāi)始，依次向與基準(zhǔn)平面連接的根部彎曲，這樣可以避免或減少側(cè)彎?rùn)C(jī)構(gòu)，簡(jiǎn)化模具結(jié)構(gòu)。對(duì)于靠近彎曲帶的孔和側(cè)面有位置精度要求的側(cè)壁孔，則應(yīng)安排在彎曲后再?zèng)_孔。對(duì)于復(fù)雜的彎曲件，為了保證彎曲角度，可以分成幾次進(jìn)行彎曲，有利于控制回彈。因?yàn)樵摿慵噜徆の恢g的空間距離很小，所以為了保證凸模和凹模的強(qiáng)度并且為了有足夠的空間安裝必要的機(jī)構(gòu)所以設(shè)置一些空工位。因此根據(jù)工序安排的原理及為了保證零件的精度要求，工序方案如下安排：(1) 第一工位為沖導(dǎo)正銷(xiāo)孔、沖直徑2毫米的小孔以及沖局部外形輪廓。（2）第二工位為導(dǎo)正銷(xiāo)導(dǎo)正以及沖局部外形輪廓。（3）第三工位為沖局部形狀，即切出零件的外形輪廓。（4）第四工位為空工位。（5）第五工位為小凹槽的成形以及零件頭部的打扁。凸模進(jìn)入凹模一定的深度，成形出一個(gè)符號(hào)，該符號(hào)是零件上的一個(gè)標(biāo)記。（6）第六工位為空工位。（7）第七工位為第一道彎曲工序。（8）第八工位為空工位。彎曲工序后跟一空工位，因?yàn)閺澢装l(fā)生回彈等問(wèn)題。（9）第九工位為第二道彎曲工序。（10）第十工位為空工位。（11）第十一道工序?yàn)樽詈蟮穆淞稀?排樣圖。 排樣圖 排樣圖的計(jì)算（1） 搭邊搭邊的合理數(shù)值主要決定于材料厚度、材料種類(lèi)、沖裁件的大小以及沖裁件的輪廓形狀等。一般來(lái)說(shuō)，材料愈厚，材料愈軟以及沖裁件尺寸愈大，形狀愈復(fù)雜，則搭邊值a與a1也應(yīng)愈大。本零件材料為黃銅。，查閱《沖壓模具設(shè)計(jì)和加工計(jì)算速查手冊(cè)》表1－2可得，a＝，a1＝。，于是得：a＝＝，a1＝＝（2） 送料步距條料在模具上每次送進(jìn)的距離稱(chēng)為送料步距。送料步距的大小應(yīng)為條料上