【正文】 汽車儀表板沖壓工藝及模具設計第一章 前言 中國模具的發(fā)展現(xiàn)狀模具是機械、汽車、電子、通訊、儀表、家電工業(yè)產(chǎn)品的基礎工藝裝備， 模具制造是一切制造業(yè)之首，模具行業(yè)實現(xiàn)工業(yè)化和商品化生產(chǎn)，是制造業(yè)生產(chǎn)技術進步的標志?，F(xiàn)代模具設計與制造技術，涉及機械工程、信息與電子工程、冶金與材料工程、工程管理等學科專業(yè)范圍。中國經(jīng)濟的高速發(fā)展對模具工業(yè)提出了越來越高的要求，也為其發(fā)展提供了巨大的動力。近10年來，中國模具工業(yè)一直以每年15％左右的增長速度快速發(fā)展。目前，根據(jù)專家統(tǒng)計統(tǒng)計，中國約有模具生產(chǎn)廠點2萬余家，從業(yè)人員有50多萬人，全年模具產(chǎn)值達534億元人民幣。近年來，模具行業(yè)結構調整步伐加快，主要表現(xiàn)為大型、精密、復雜、長壽命模具標準件、模具標準件發(fā)展速度高于行業(yè)的總體發(fā)展速度；塑料模和壓鑄模比例增大；面向市場的專業(yè)模具廠家數(shù)量及能力增加較快；隨著經(jīng)濟體制改革的不斷深入，“三資”及民營企業(yè)的發(fā)展很快。中國模具工業(yè)的發(fā)展在地域分布上存在不平衡性，東南沿海地區(qū)發(fā)展快于中西部地區(qū)，南方的發(fā)展快于北方。模具生產(chǎn)最集中的地區(qū)在珠江三角和長江三角地區(qū)，其模具產(chǎn)值約占全國產(chǎn)值的三分之二以上。 中國模具的發(fā)展趨勢“十二五”時期是我國妥善應對國內外發(fā)展環(huán)境重大變化、加快實現(xiàn)全面建設小康社會目標的關鍵時期，也是我國模具制造行業(yè)健康發(fā)展的關鍵時期，國內外環(huán)境不確定因素雖然很多，但我國經(jīng)濟發(fā)展仍在高速增長期內，我國模具在國際模具市場上的比較優(yōu)勢仍舊存在，國內模具市場預期也繼續(xù)看好，模具行業(yè)發(fā)展呈現(xiàn)大趨勢。一是模具的精度越來越高。10年前，精密模具的精度一般為5微米，現(xiàn)在已達到2～3微米，不久1微米精度的模具將上市。這要求超精加工。 二是模具日趨大型化。這是由于模具成型的零件日漸大型化和高生產(chǎn)效率要求而發(fā)展的一模多腔所造成的。 三是多功能復合模具將進一步發(fā)展。新型多功能復合模具除了沖壓成型零件外，還擔負疊壓、攻絲、鉚接和鎖緊等組裝任務，對鋼材的性能要求也越來越高。 四是熱流道模具在塑料模具中的比重逐漸提高。由于采用熱流道技術的模具可提高制件的生產(chǎn)率和質量，并能大幅度節(jié)約制作的原材料，因此熱流道技術的應用在外國發(fā)展很快，許多塑料模具廠生產(chǎn)的塑料模具一半以上采用了熱流道技術，有的廠家使用率達到80%以上，效果十分明顯。熱流道模具在我國也已生產(chǎn)，有些企業(yè)使用率上升到20%~30%。 五是隨著塑料成型工藝的不斷改進與發(fā)展，氣輔模具及適應高壓注射成型等工藝的模具將隨之發(fā)展。這類模具要求剛性好，耐高壓，特別是精密模具的型腔應淬火，澆口密封性好，模溫能準確控制，所以對模具鋼的性能要求很嚴。 六是標準件的應用將日漸廣泛。模具標準化及模具標準件的應用將極大地影響模具制造周期，且還能提高模具的質量和降低模具制造成本。因此，模具標準件的應用在十五期間必將得到較大的發(fā)展。 七是快速經(jīng)濟模具的前景十分廣闊?，F(xiàn)在是多品種小批量生產(chǎn)時代，21世紀，這種生產(chǎn)方式占工業(yè)生產(chǎn)的比例將達到75%以上。由此，一方面是制品使用周期縮短，另一方面花樣變化頻繁，要求模具的生產(chǎn)周期愈短愈好。因此開發(fā)快速經(jīng)濟模具將越來越引起人們的關注。 八是隨著車輛和電機等產(chǎn)品向輕量化發(fā)展，壓鑄模的比例將不斷提高，同時對壓鑄模的壽命和復雜程度也將提出越來越高的要求。 九是模具技術含量將不斷提高，中、高檔模具比例將不斷增大，這也是產(chǎn)品結構調整所導致模具市場走勢的變化。 十是以塑代鋼、以塑代木的進程進一步加快，塑料模具的比例將不斷增大。同時，由于機械零件的復雜程度和精度的不斷提高，對塑料模具的要求也越來越高。第二章 工藝方案的制訂 零件的工藝性分析本零件為汽車儀表板，材料為Q235，板厚為1，大批量生產(chǎn)。 汽車儀表板該零件有四處90度彎曲，有多處沖孔。因而此工件包含了落料，彎曲，沖孔等工藝步驟。其工件最小圓角半徑1mm符合最小圓角半徑要求。從技術要求和使用條件來看，零件的精度要求一般，適合沖壓生產(chǎn)。工件的沖壓精度和粗糙度都要求不高，符合沖裁要求。 毛胚尺寸計算工件的主要成形工序為落料、彎曲、沖孔，所以毛坯的尺寸即為彎曲件的展開尺寸。U型彎曲件的毛胚展開長度計算公式 （21）式中 —U型彎曲件直邊長度—U型彎曲件直邊長度—U型彎曲件直邊長度—彎曲半徑—彎曲件厚度—中性層位移系數(shù)則工件毛坯的長度L1為工件毛坯的寬度L2為依上所述，該零件的坯料尺寸可定為長度404，寬度350。 工藝方案的制定經(jīng)過以上分析，可以進一步明確，該零件的沖壓加工包括以下基本工序：落料、沖孔、彎曲。此工件的成形工藝可以有以下幾種方案：方案一：按照基本工序順序：落料→沖孔→彎曲方案二：落料→彎曲→沖孔方案三：落料、沖孔復合，其他按照基本工序：落料、沖孔→彎曲分析以上三種方案，可以看到：方案一：按照基本工序排列的沖壓工藝每步工序都只使用簡單模具，結構簡單，制造周期短，成本較低，但不能保證沖孔件孔的精度。方案二：落料后先彎曲，再沖孔，不僅使模具結構簡單，制造周期短，成本較低，而且保證沖孔件孔的精度。方案三：將落料、沖孔復合，實現(xiàn)二道工序在一副模具上完成，減少了工序數(shù)和模具數(shù)，但模具復雜，提高了生產(chǎn)成本。通過上述對三種方案的分析，最終選用方案二：落料→彎曲→沖孔（1） 零件的排樣圖。搭邊的最小寬度大于塑變區(qū)的寬度，由板厚1查搭邊數(shù)值表，沿邊搭邊為2。 排樣圖（2） 第一步工序：落料。 落料工件圖（3） 第二步工序：彎曲， 彎曲工件圖（4） 第三步工序：沖孔。 沖孔工件圖第三章 落料模設計查表212 合理搭邊值 [1]，確定搭邊數(shù)值。當t=1時，沿邊搭邊為2。 排樣圖一個進距的材料利用率 % （31）式中 A—沖裁件的面積； n—一個進距內沖裁件數(shù)目； b—條料寬度； h—進距；所以 = =%（1） 落料沖裁力 （32）式中 f1—系數(shù)；取決于材料的屈強比，可從圖25 f1與材料屈強比的關系[1]求得，因此取f1=； L—落料件周長；； — 材料厚度；； —材料抗拉強度；；Q235 =375~460，取=420；所以 =2（404+350）1420 =(KN)（2） 推件力的計算 （33）式中 n—卡在凹模洞口里的工件數(shù)； k2—推件力系數(shù)；查表27 卸料力、推件力和頂件力系數(shù)[1]，取k2=； F0—落料力；所以 =1 =(KN)（3） 總沖壓力的計算 （34） =+ =(KN)（4） 壓力機的初步選擇選擇壓力機噸位時，考慮刃口磨損和材料厚度及波動、力學性能等因素，實際沖裁力可能增大，所以取 （35） =(KN) 因此初步選擇壓力機的型號為J23—63開式雙柱可傾壓力機，公稱壓力為630KN，最大封閉高度為360，最小封閉高度為270。由于毛坯內外周邊形狀對稱，所以模具的幾何中心就是壓力中心。根據(jù)表24 沖裁模始用間隙[1]查得間隙值Zmin=，Zmax=。根據(jù)表215凸凹模的制造公差表[1]查得凸凹模的制造公差為： 凸模 凹模 為了保證沖模的間隙小于最大合理間隙： 因為 則 由于零件形狀比較簡單，所以凸凹?？梢苑珠_加工，且零件的公差等級為IT12，精度要求不高。由零件的基本尺寸L1=404,L2=350,L3=384,L4=330 查表32常用尺寸的標準公差數(shù)值表[6]得公差查表27 系數(shù)x[7]得系數(shù)則落料凹模的尺寸： （36） 落料凸模的尺寸： (37) （1） 厚度Ha 查表96 凹模厚度H和壁厚C[1]，從凹?？椎淖畲髮挾龋?04﹥200）及料厚（1～），取凹模厚度Ha=30，壁厚C=48。（2） 凹模的外形尺寸由壁厚C=48，可確定凹模的外形尺寸。 凹模長：404+48+48=500 凹模寬：350+48+48=446（3） 刃壁形式因此落料模結構簡單，且材料較薄，結合表93