【正文】 模具CAD 國(guó)家工程研究中心開發(fā)的冷沖模和精沖研究中心開發(fā)的冷沖模和精沖模CAD 軟件等在國(guó)內(nèi)模具行業(yè)擁有不少的用戶。一些國(guó)內(nèi)模具企業(yè)已普及了二維CAD，并陸續(xù)開始使用UG、Pro/Engineer、IDEAS、EuclidIS 等國(guó)際通用軟件，個(gè)別廠家還引進(jìn)了Moldflow、CFlow、DYNAFORM、Optris 和MAGMASOFT 等CAE 軟件，并成功應(yīng)用于沖壓模的設(shè)計(jì)中。浙江寧波和黃巖地區(qū)的“模具之鄉(xiāng)”；廣東一些大集團(tuán)公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，科龍、美的、康佳等集團(tuán)紛紛建立了自己的模具制造中心；中外合資和外商獨(dú)資的模具企業(yè)現(xiàn)已有幾千家。模具CAD/CAM能顯著縮短模具設(shè)計(jì)及制造周期、降低生產(chǎn)成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量已成為人們的共識(shí)。其中，化學(xué)氣相沉積（CVD）、物理氣相沉積（PVD）以及鹽浴滲金屬（TD）的方法是幾種發(fā)展較快，應(yīng)用最廣的表面涂覆硬化處理的新技術(shù)。另一種是以提高耐磨性為主要目的， 以適應(yīng)高速、自動(dòng)化、大批量生產(chǎn)而開發(fā)的粉末高速鋼。沖壓模具使用的材料屬于冷作模具鋼，是應(yīng)用量大、使用面廣、種類最多的模具鋼。三坐標(biāo)數(shù)控測(cè)量機(jī)除了能高精度地測(cè)量復(fù)雜曲面的數(shù)據(jù)外，其良好的溫度補(bǔ)償裝置、可靠的抗振保護(hù)能力、嚴(yán)密的除塵措施以及簡(jiǎn)便的操作步驟，使得現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)化檢測(cè)成為可能。目前，精密模具制造廣泛使用數(shù)控成形磨床、數(shù)控光學(xué)曲線磨床、數(shù)控連續(xù)軌跡座標(biāo)磨床及自動(dòng)拋光機(jī)等先進(jìn)設(shè)備和技術(shù)?！?細(xì)絲線切割技術(shù)的開發(fā)，可實(shí)現(xiàn)凹凸模的一次切割完成， 內(nèi)圓角的切割加工。日本三菱公司最近推出的EDSCAN8E 電火花創(chuàng)成加工機(jī)床，配置有電極損耗自動(dòng)補(bǔ)償系統(tǒng)、CAD/CAM 集成系統(tǒng)、在線自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)和動(dòng)態(tài)仿真系統(tǒng)，體現(xiàn)了當(dāng)今電火花創(chuàng)成加工機(jī)床的水平。（4）可加工高硬材料可銑削50～54HRC 的鋼材，銑削的最高硬度可達(dá)60HRC。（2）高精度高速銑削加工精度一般為10μm，有的精度還要高。模具制造技術(shù)現(xiàn)代化是模具工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。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。一類是工藝零件，這類零件直接參與工藝過程的完成并和坯料有直接接觸，包括工作零件、定位零件、卸料與壓料零件等；另一類是結(jié)構(gòu)零件，這類零件部直接參與完成工藝過程，也不和坯料直接接觸，只對(duì)模具完成工藝過程起保護(hù)作用。模具設(shè)計(jì)與制造水平的高低，是衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志之一，在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。分離工序主要由剪裁和沖裁等。由于沖壓加工具有上述突出的優(yōu)點(diǎn)，因此在批量生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中占有十分重要的地位，是國(guó)防工業(yè)及民用工業(yè)生產(chǎn)中必不可少的加工方法。沖壓加工與其他的加工方法相比，無論在計(jì)算方面，還是在經(jīng)濟(jì)方面，都具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。在沖壓加工中，將材料（金屬或非金屬）加工成零件（或半成品）的一種特殊工藝裝備，稱為沖壓模具（俗稱沖模）。沖模在實(shí)現(xiàn)沖壓加工中是必不可少的工藝裝備。生產(chǎn)的制件所表現(xiàn)出來的高精度、高復(fù)雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和低消耗，是其他加工方法所無法比擬的。沖壓加工應(yīng)為制件的形狀、尺寸和精度不同，所采用的工序也不同。成形工序是指坯料在沖壓力作用下，變形部分的應(yīng)力達(dá)到屈服極限σ s ，但未達(dá)到強(qiáng)度極限σ b ，使坯料產(chǎn)生塑性變形，成為具有一定形狀、沖裁與精度制件的加工工序。沖壓模具可按以下幾個(gè)主要特征分類：可分為沖裁模、彎曲模、拉深模和成形模?；?qū)δ＞吖δ芷渫晟谱饔?，包括?dǎo)向零件、緊固零件、標(biāo)準(zhǔn)件及其他零件等。加強(qiáng)冷沖壓變形基礎(chǔ)理論的研究，以提供更加準(zhǔn)確、實(shí)用、方便的計(jì)算方法，正確地確定沖壓工藝參數(shù)和模具工作部分的幾何形狀與尺寸，解決冷沖壓變形中出現(xiàn)的各種實(shí)際問題，進(jìn)一步提高沖壓件的質(zhì)量。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)正不斷向傳統(tǒng)制造技術(shù)滲透、交叉、融合，對(duì)其實(shí)施改造，形成先進(jìn)制造技術(shù)。（3）高的表面質(zhì)量由于高速銑削時(shí)工件溫升?。s為3176。鑒于高速加工具備上述優(yōu)點(diǎn)，所以高速加工在模具制造中正得到廣泛應(yīng)用，并逐步替代部分磨削加工和電加工。目前，數(shù)控慢走絲線切割技術(shù)發(fā)展水平已相當(dāng)高，功能相當(dāng)完善，自動(dòng)化程度已達(dá)到無人看管運(yùn)行的程度。錐度切割技術(shù)已能進(jìn)行30176。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的復(fù)雜，必然導(dǎo)致模具零件形狀的復(fù)雜。模具先進(jìn)制造技術(shù)的應(yīng)用改變了傳統(tǒng)制模技術(shù)模具質(zhì)量依賴于人為因素，不易控制的狀況，使得模具質(zhì)量依賴于物化因素，整體水平容易控制，模具再現(xiàn)能力強(qiáng)。主要性能要求為強(qiáng)度、韌性、耐磨性。如德國(guó)的320CrVMo13，5 等。它們對(duì)提高模具壽命和減少模具昂貴材料的消耗，有著十分重要的意義。隨著功能強(qiáng)大的專業(yè)軟件和高效集成制造設(shè)備的出現(xiàn)，以三維造型為基礎(chǔ)、基于并行工程（CE）的模具CAD/CAM 技術(shù)正成為發(fā)展方向，它能實(shí)現(xiàn)面向制造和裝配的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)成形過程的模擬和數(shù)控加工過程的仿真，使設(shè)計(jì)、制造一體化。隨著與國(guó)際接軌的腳步不斷加快，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日益加劇，人們已經(jīng)越來越認(rèn)識(shí)到產(chǎn)品質(zhì)量、成本和新產(chǎn)品的開發(fā)能力的重要性。以汽車覆蓋件模具為代表的大型沖壓模具的制造技術(shù)已取得很大進(jìn)步，東風(fēng)汽車公司模具廠、一汽模具中心等模具廠家已能生產(chǎn)部分轎車覆蓋件模具。雖然中國(guó)模具工業(yè)在過去十多年中取得了令人矚目的發(fā)展，但許多方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍有較大的差距。30+，?+，mm，?，177。65Mn 鋼性能：65Mn 鋼具有較高的硬度，淬透性好，脫碳傾向少，價(jià)格低廉，切削性好等優(yōu)點(diǎn)，但它有過熱敏感性，易產(chǎn)生淬火裂紋，并有回火脆性， 65Mn 鋼用途廣泛，主要生產(chǎn)成鋼絲，鋼帶、用于制造各種截面較少的扁，圓彈簧，板簧和彈簧片等。第3 章沖裁方案的擬定在沖裁工藝性分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)沖裁件的特點(diǎn)確定沖裁工藝方案。所使用的模具對(duì)應(yīng)為單工序模具、復(fù)合模具、級(jí)進(jìn)模具。（3）根據(jù)對(duì)沖裁件的尺寸形狀的適應(yīng)性來確定，沖裁件的尺寸比較小時(shí)，考慮到單工序送料不方便和生產(chǎn)效率低，常采用復(fù)合沖裁或者級(jí)進(jìn)沖裁。對(duì)于復(fù)雜形狀的沖裁件來說采用復(fù)合沖裁比采用級(jí)進(jìn)較為適宜，因?yàn)槟＞咧圃彀惭b調(diào)整比較容易，且成本較低。必須對(duì)這些工藝方案進(jìn)行比較，選取在滿足質(zhì)量與生產(chǎn)率的前提下，模具制造成本較低、模具壽命較高、操作比較方便及安全的工藝方案。當(dāng)定位要求較高時(shí)則可沖裁專供定位的工藝孔（一般為兩個(gè)）。先落料使坯料與條料分離，在沖孔或者沖缺口。方案二：落料—沖孔復(fù)合模沖壓。如果使用復(fù)合模具難以達(dá)到要求，并且生產(chǎn)簡(jiǎn)單零件時(shí)成本較高，生產(chǎn)率較低。級(jí)進(jìn)模具所能達(dá)到的精度為IT13—IT10級(jí)，而沖裁件內(nèi)孔的尺寸? 0+ 為IT8級(jí)，所以這里為了不影響工件的使用要求應(yīng)該采用精密級(jí)精度。一個(gè)步距內(nèi)材料的利用率η可以用下式表示：η=ABSx100% （41）式中：A—一個(gè)步距內(nèi)沖裁件的實(shí)際面積；B—條料寬度； S—步距。要提高材料利用率，主要應(yīng)該從減少工藝廢料著手。而軸用彈性擋圈的結(jié)構(gòu)廢料面積特別大，所以根據(jù)實(shí)際情況的要求可以合理使用沖件結(jié)構(gòu)廢料，以便節(jié)約成本，提高材料利用率。確定搭邊搭邊值為：工件間a1= 側(cè)面a = 排樣方法根據(jù)材料的合理利用情況，條料的排樣方法可分為三種情況：有廢料排樣，少?gòu)U料排樣，無廢料排樣。=, B2=b2++2= η2=3AB2S=340=%%%，所以三排為最合理的排樣方案。將各值帶入公式43 得到：B?0=導(dǎo)料板間距離：B‘=B+C=LMAX++nb1+c (44) =100++22+1 ≈108mm B1’=LMAX++y =100++ ≈103mm第5 章沖裁力和壓力中心的計(jì)算 沖裁力的計(jì)算沖裁力是沖裁過程中凸模對(duì)板料施加的壓力，他是隨著凸模進(jìn)入材料的深度（凸模行程）而變化的。一般K=。為使沖裁工作繼續(xù)進(jìn)行，必須將箍在凸模上的料卸下，將卡在凹模內(nèi)的料推出。影響這些里的因素較多，主要有材料的力學(xué)性能、材料厚度、模具間隙、凹模洞口的結(jié)構(gòu)、搭邊的大小、潤(rùn)滑情況、制件的形狀和尺寸等。 卸料力、推件力系數(shù)料厚 t /mmKXKT鋼≤＞～＞～＞～＞～～～～～鋁、鋁合金純銅、黃銅～～～～通過查表可知： KX =，KT =， n =3將各系數(shù)帶入公式51 和52 得：FX== FT== 壓力機(jī)公稱壓力的確定壓力機(jī)的公稱壓力必須大于或者等于各種沖壓工藝力得總和F Z 。坐標(biāo)軸的位置選擇可以適當(dāng)簡(jiǎn)化。（5）對(duì)于平行力系，沖裁力的合力等于各力得代數(shù)和。，參考下表 按生產(chǎn)批量選擇設(shè)備零件大小選用壓力機(jī)類型特點(diǎn)適用工序小型或中小型開式機(jī)械壓力機(jī)有一定的精度和剛度；操作方便，價(jià)格低廉分離及成形（深度淺的成形件）大中型閉式機(jī)械壓力機(jī)精度與剛度更高；結(jié)構(gòu)緊湊，工作平穩(wěn)分離、成形（深度大的成形件及復(fù)合工序），參照下表 按生產(chǎn)批量選擇設(shè)備零件批量設(shè)備類型特點(diǎn)適合工序小批量薄板適合機(jī)械壓力機(jī)速度快、生產(chǎn)效率高，質(zhì)量較穩(wěn)定各種工序厚板液壓機(jī)行程不固定，不會(huì)因超載而損壞設(shè)備拉深、脹形、彎曲等大中批量告訴壓力機(jī)和多工位自動(dòng)壓力機(jī)高效率，消除了半成品堆存等問題沖裁各種工序。，還應(yīng)考慮生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際可能。因此，初步選定設(shè)備類型為開式機(jī)械壓力機(jī)。一般開式壓機(jī)滑塊上有模柄孔尺寸(直徑高度)，此時(shí)，模具的模柄應(yīng)當(dāng)與此相適應(yīng)。沖床的最大閉合高度要大于模具的閉合高度，最小閉合高度又要能小于模具的閉合高度。二是模柄長(zhǎng)度L1 應(yīng)稍小于設(shè)備滑塊孔的深度L；模柄直徑d1應(yīng)稍小于滑塊孔徑d。最新的觀點(diǎn)是使設(shè)備留有(4030)％的余量，即只使用設(shè)備容量的(6070)％。第7 章模具主要零件的設(shè)計(jì) 沖裁模間隙沖裁間隙Z 是指凹模刃口橫向尺寸D A 與凸模刃口橫向尺寸d T 的差值，Z 表示雙面間隙，單面間隙用Z/2 表示，如果無特別的說明，沖裁間隙是指雙面間隙。間隙對(duì)沖裁力的影響試驗(yàn)證明，隨間隙的增大沖裁力有一定程度的降低，但當(dāng)單面間隙介于材料厚度的5%20%范圍內(nèi)時(shí)沖裁力的降低不超過5%10%。間隙對(duì)模具壽命的影響模具壽命分為刃磨壽命和模具總壽命。沖裁過程中作用于凸、凹模上的力為被沖材料的反作用力。而沖裁中的接觸壓力的增大，還會(huì)引起刃口的壓縮疲勞破壞，使之崩刃，小間隙還會(huì)還會(huì)產(chǎn)生凹模脹裂、小凹模折斷、凸凹模相互啃刃等異常損壞。根據(jù)以上分析可見，間隙對(duì)沖裁件質(zhì)量、沖裁力、模具使用壽命等都有很大的影響。確定合理間隙值有理論法和經(jīng)驗(yàn)確定法兩種，生產(chǎn)中多用經(jīng)驗(yàn)確定法?？稍斠奊B/T16743—1997 中間隙沖裁表（t%）材料厚度t/mm11~2層壓紙板、層壓布板4~85~9鋁、鉛、銅4~85~91J74J295~96~10Q23H626~108~124508~1210~1465Mn、T8A10~1412~16需要指出的是，當(dāng)模具采用線切割加工，如果直接從凹模中制取凸模，此時(shí)凸、凹模間隙決定于電極絲直徑、放電間隙和研磨量。、凹模刃口計(jì)算原則由于凸、凹模之間存在間隙，所以沖裁件斷面都帶有錐度，而在沖裁件尺寸的測(cè)量和使用中，都是以光亮帶的尺寸為基準(zhǔn)。沖裁過程中，凸、凹模要與沖裁零件或廢料發(fā)生摩擦，凸模輪廓越磨越小，凹模輪廓越磨越大，結(jié)果使間隙越用越大。以凸模為基準(zhǔn)，間隙取在凹模上，沖裁間隙通過增大凹模刃口沖裁來取得。用xΔ表示，其中Δ為工件的公差值，x為磨損系數(shù)，～1 之間，根據(jù)工件制造精度選取：工件精度IT10 以上x =1工件精度IT10～I(xiàn)T13 x =工件精度IT14 x =不管落料還是沖孔，沖裁間隙一般選取最小合理間隙值（ Zmin ）。 ）。其一為凸模與凹模圖樣分別加工法，另外一種方法為凸模與凹模配作法。其缺點(diǎn)是，為了保證初始間隙在合理的范圍內(nèi)，需要采用較小的凸、凹模具有制造公差才能滿足δA+δT≤Z max Z min 的要求，所以模具制造成本相對(duì)較高。對(duì)于沖制薄材料的沖模，或者沖制復(fù)雜形狀工件的沖模，或者單件生產(chǎn)的沖模，常常采用凸模與凹模配作的加工方法。—第一類尺寸A落料凹?；驔_孔凸模磨損后將會(huì)增大的尺寸。Cj=（Cmin+12?）177。177。凸模結(jié)構(gòu)通常分為兩大類，一類是鑲拼式，另一類為整體式。若工作部分為非圓形．固定部分為圓形，則要加止轉(zhuǎn)銷。凸模一般常用以下幾種固定方式：（1）鉚接固定法：一般用作非圓形小截面直通式凸模的固定。使固定板的型孔與模具固定部分形狀一致。第一工位和第二工位的沖圓孔使用臺(tái)階式圓凸模， 所示， 所示：臺(tái)階式的凸模剛度剛性較好，裝配修磨方便，其工作部分尺寸由就算而得；與凸模固定板配合部分