【正文】 349 參考文獻(xiàn)3510 致謝36 1 緒論 沖壓加工與模具設(shè)計(jì)簡(jiǎn)介沖壓加工是借助于常規(guī)或?qū)Ｓ脹_壓設(shè)備的動(dòng)力，使板料在模具里直接受到變形力并進(jìn)行變形，從而獲得一定形狀,尺寸和性能的產(chǎn)品零件的生產(chǎn)技術(shù)。它是金屬塑性加工（或壓力加工）的主要方法之一，也隸屬于材料成型工程技術(shù)[1]。主要表現(xiàn)如下：　?。?）沖壓加工的生產(chǎn)效率高，且操作方便，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化與自動(dòng)化。（4）沖壓一般沒(méi)有切屑碎料生成，材料的消耗較少，且不需其它加熱設(shè)備，因而是一種省料，節(jié)能的加工方法，沖壓件的成本較低。沖壓模具的形式很多，一般可按以下幾個(gè)主要特征分類：根據(jù)工藝性質(zhì)分類：（1）沖裁模 沿封閉或敞開(kāi)的輪廓線使材料產(chǎn)生分離的模具。（4）成形模 是將毛坯或半成品工件按圖凸、凹模的形狀直接復(fù)制成形，而材料本身僅產(chǎn)生局部塑性變形的模具。（3）級(jí)進(jìn)模（也稱連續(xù)模） 在毛坯的送進(jìn)方向上，具有兩個(gè)或更多的工位，在壓力機(jī)的一次行程中，在不同的工位上逐次完成兩道或兩道以上沖壓工序的模具。像飛機(jī)，火車，汽車，拖拉機(jī)上就有許多大，中，小型沖壓件。所以，只有在沖壓件生產(chǎn)批量較大的情況下，沖壓加工的優(yōu)點(diǎn)才能充分體現(xiàn)，從而獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益的。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，特別是計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，隨著機(jī)電一體化技術(shù)的進(jìn)步，這些問(wèn)題一定會(huì)盡快二完善的得到解決。近年來(lái)，我國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)件的生產(chǎn)和銷售形勢(shì)是“產(chǎn)銷兩旺”，主要是因?yàn)槠嚬I(yè)的發(fā)展和國(guó)家“十一五”規(guī)劃確定要以重化工業(yè)為重點(diǎn)的拉動(dòng)。在引進(jìn)、消化的基礎(chǔ)上開(kāi)展自主創(chuàng)新，使新型模具標(biāo)準(zhǔn)件品種增多，特別是出現(xiàn)了不少與汽車模具配套的新產(chǎn)品。沖模CAD/CAM技術(shù)已成為沖壓工藝與模具的主要發(fā)展方向之一。 制造沖壓件用的傳統(tǒng)金屬材料，正逐步被高強(qiáng)鋼板、涂敷鍍層鋼板、塑料夾層鋼板和其他復(fù)合材料或高分子材料所替代。 （5）精沖與半精沖、液壓成形、旋壓成形、爆炸成形、電水成形、電磁成形、超塑成形等技術(shù)得到不斷發(fā)展和應(yīng)用，某些傳統(tǒng)的沖壓加工方法將被它們所取代，產(chǎn)品的沖壓加工趨于更合理、更經(jīng)濟(jì)。通過(guò)對(duì)所給零件的沖壓模具設(shè)計(jì)，可以促進(jìn)我們專業(yè)知識(shí)的鞏固，增長(zhǎng)見(jiàn)識(shí)，拓寬知識(shí)面，鞏固和加強(qiáng)機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)、沖壓模具設(shè)計(jì)與制造等專業(yè)理論知識(shí)在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用，培養(yǎng)我們綜合運(yùn)用所學(xué)過(guò)的知識(shí)分析、解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力，為今后的學(xué)習(xí)和工作積累經(jīng)驗(yàn)，奠定良好的基礎(chǔ)。一般情況下，對(duì)沖裁工藝性影響最大的是制件的結(jié)構(gòu)形狀、精度要求、行為公差及技術(shù)要求等?？孜怀叽缁鶞?zhǔn)應(yīng)盡量選擇在沖裁過(guò)程中始終不參加變形的面或線上，切不要與參加變形的部分聯(lián)系起來(lái)。硬鋁（—％Cu、—％Mg、—%Mn、少量的硅，其余是鋁），有良好的機(jī)械性能、強(qiáng)度大又便于加工，而且密度小，可作輕型結(jié)構(gòu)材料。有包鋁層時(shí)強(qiáng)度有所下降。對(duì)制件技術(shù)要求是表面不得有劃痕，無(wú)毛刺等，而2A12M材料表面容易劃痕，因此要求沖件間隙合理，工作面表面粗糙度值要小。矩形孔兩端宜用原弧連接，以利于模具加工。 沖裁工藝方案的對(duì)比及確定 沖裁工序的組合沖裁工序按工序的組合程度可分為單工序沖裁、復(fù)合沖裁和級(jí)進(jìn)沖裁。（2）沖裁件尺寸精度 復(fù)合沖裁所得的工件公差等級(jí)高，內(nèi)、外形同軸度一般可達(dá)177。（3）對(duì)工件尺寸、形狀的適應(yīng)性 復(fù)合沖裁可用于各種尺寸的工件。若采用復(fù)合沖裁，則該部位的凸凹模的壁厚因小于最小極限值，易因強(qiáng)度不足而破裂。為提高生產(chǎn)效率和材料利用率常采用多排沖壓。對(duì)簡(jiǎn)單形狀、精度要求不高的零件，采用級(jí)進(jìn)沖裁，模具結(jié)構(gòu)較之復(fù)合模簡(jiǎn)單，易于制造。首先沖出的孔一般作后續(xù)工序定位用。沖裁大小不同、相距較近的孔時(shí)，為減少孔的變形，應(yīng)先沖大孔，后沖小孔。復(fù)合模結(jié)構(gòu)緊湊，沖出的制件精度較高，適合大批量生產(chǎn)，特別是孔與制件外形的同心度容易保證。由于采用條料（或帶料）進(jìn)行連續(xù)沖壓，所以操作方便安全。若采用方案二，由于有3次彎曲，需三副以上模具才可完成。通過(guò)上述三種方案的分析比較，沖壓方法采用方案三為佳，即采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。（3）無(wú)廢料排樣工件與工件之間，工件與條料側(cè)邊之間均無(wú)搭邊存在，條料沿直線或曲線切斷而得到工件所示。但它們的應(yīng)用范圍有一定局限性，受工件形狀的限制，且由于條料本身的寬度公差，條料導(dǎo)向與定位所產(chǎn)生的誤差，會(huì)直接影響工件尺寸而使工件精度降低。成形此零件包括沖裁、彎曲、沖孔等工序。另外，還可以防止沖裁時(shí)條料邊緣的毛刺拉入模具中損壞模具。（2）材料的厚度 材料越厚，搭邊值也越大。圖23 搭邊值沖壓件展開(kāi)長(zhǎng)54mm，非圓形，查圖23，搭邊值a=~,a1=~取a=2mm,a1=2mm圖24 條料寬度圖25 最小間隙圖26 極限偏差無(wú)側(cè)壓裝置的導(dǎo)料板之間送料條料寬度：B0Δ=[D+2(a1+Δ)+bo]0Δ=［54+2（2+）+］==式中　　B——條料標(biāo)稱寬度（mm）； 　 D——工件垂直于送料方向的最大尺寸（mm）； 　 a1——側(cè)搭邊值（mm）；——條料寬度的公差（mm）；b0——條料與導(dǎo)料板間的間隙（mm）查以上兩圖得：＝, b0= 步距的確定步距是指條料在模具上每次送進(jìn)的距離，進(jìn)距的計(jì)算與排樣方式有關(guān)。此時(shí)，在整個(gè)輪廓曲線上所受到?jīng)_裁力合力的作用點(diǎn)或多工序模各工序沖裁力的合力作用點(diǎn)稱為沖模的壓力中心。． 沖壓設(shè)備類型的選擇沖壓設(shè)備的選擇是工藝設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重要內(nèi)容，它直接關(guān)系到設(shè)備的合理使用、安全、產(chǎn)品制造、模具壽命、生產(chǎn)效率和成本等一系列重要的問(wèn)題?？墒牵捎谒峁┝藰O為方便的操作條件和非常容易安裝機(jī)械化附屬裝置的特點(diǎn)，使它成為目前中、小型沖壓設(shè)備的主要形式。液壓機(jī)沒(méi)有固定的行程，不會(huì)因?yàn)榘辶虾穸茸兓d，而且在需要很大的施力行程加工時(shí)，與機(jī)械壓力機(jī)相比具有明顯的優(yōu)點(diǎn)。結(jié)合以上所述和工件自身及生產(chǎn)狀況，選用開(kāi)式曲柄壓力機(jī)。模具閉合高度是指上模在最低工作位置時(shí)，下模板的底面到上模板頂面的距離。如果模具閉合高度實(shí)在太小，可以在壓床下面加墊板。為避免設(shè)備過(guò)載，按公稱壓力選擇壓力機(jī)。沖裁間隙分為單邊間隙和雙邊間隙單邊間隙用C表示,雙邊間隙用Z表示。零件表明應(yīng)盡可能平整。這個(gè)差值包括兩方面的偏差，一是沖裁件相對(duì)凸?；虬寄３叽绲钠?，二是模具本身的制造偏差。當(dāng)間隙較大時(shí)，材料所受拉伸作用增大，沖裁完畢后，因材料的彈性恢復(fù)，沖裁件尺寸向?qū)嶓w方向收縮，使落料件尺寸小于凹模尺寸，而沖孔件的尺寸則大于凸模尺寸。材料硬，彈性恢復(fù)就大。沖裁過(guò)程模具的損壞有磨損、崩刃、折斷、啃壞等多種形式。這種高的壓力會(huì)使沖裁模具和板材的接觸面之間產(chǎn)生局部附著現(xiàn)象，當(dāng)接觸面發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，附著部分便發(fā)生剪切而引起磨損——附著磨損。而接觸壓力的增大，還會(huì)引起刃口等異常損壞。同時(shí)，間隙過(guò)大，卸料力會(huì)隨之增大，也會(huì)增加模具的磨損。刃口的鈍化會(huì)使裂紋發(fā)生點(diǎn)由刃口端面向側(cè)面移動(dòng)，發(fā)生在刃口磨損部分終止處，從而產(chǎn)生大小和磨損量相當(dāng)?shù)拿蹋ㄍ鼓Ｈ锌谀モg，毛刺產(chǎn)生在落料件上，凹模刃口磨鈍，毛刺產(chǎn)生在孔上），所以必須注意盡量減小模具磨損。間隙增大時(shí)，而沖裁件光滑帶窄，落料件尺寸偏差為負(fù)，沖孔件尺寸偏差為正，因此使卸料力、推件力或頂件力減小。但嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，并不存在一個(gè)同時(shí)滿足所有理想要求的合理間隙。確定合理間隙的方法主要有理論計(jì)算法和查表選取法兩種：（1）理論計(jì)算法確定間隙時(shí)理論計(jì)算的依據(jù)主要是：在合理間隙的情況沖裁時(shí)，材料在凸、凹模刃口處產(chǎn)生的裂紋成直線會(huì)合。板材越厚、越硬或塑性越差，值越小，合理間隙值越大。由于這種方法用起來(lái)不方便，所以目前生產(chǎn)上普遍使用的是查表選取法。本模具設(shè)計(jì)沖裁間隙的選取，采用查表選取法。在測(cè)量與使用過(guò)程中，落料件是以大端尺寸為 基準(zhǔn)，沖孔件孔徑是以小端尺寸為基準(zhǔn)。凹模刃口的標(biāo)稱尺寸應(yīng)比凸模大一個(gè)最小合理間隙。 計(jì)算方法模具工作部分尺寸及公差的計(jì)算方法與加工方法有關(guān)，基本上可分為兩類。（2）凸模與凹模配合加工 對(duì)于沖制件形狀復(fù)雜或薄板制件的模具,其凸、凹模往往采用配合加工的方法?？煞糯蠡鶞?zhǔn)件的制造公差。沖孔部分的凹模尺寸按凸模的實(shí)際尺寸配制，保證雙邊間隙值。屬于這類零件的有擋料銷、導(dǎo)正銷、定位板、側(cè)壓板和定距側(cè)刃等。導(dǎo)正銷和固定板、卸料板的配合均選用H7/h6，導(dǎo)正銷直徑為。它既起卸料作用，又起壓料作用，由于在工作前對(duì)板料有預(yù)壓作用，所得沖裁零件的質(zhì)量較好，平直度較高。（2）將壓力機(jī)的壓力和能量通過(guò)上模座直接或間接地傳遞繪裝配在上模的凸?；虬寄！＃?）使模具的維修和刃口重磨變得容易。模架類型按其導(dǎo)柱和導(dǎo)套之間的摩擦性質(zhì)分為：滑動(dòng)導(dǎo)向模架滑動(dòng)導(dǎo)向指導(dǎo)柱和導(dǎo)套間具有空氣隙(再無(wú)別的零件)的導(dǎo)向方式。為了提高抵抗偏心載荷的能力，可利用兩種導(dǎo)向方式的優(yōu)點(diǎn)，組成混合導(dǎo)向模架(部分為滑動(dòng)導(dǎo)向方式，部分為滾珠導(dǎo)向方式)。但是，它的導(dǎo)向結(jié)構(gòu)復(fù)雜，滾柱及其保持圈的制造要求高、難度大。小導(dǎo)柱和小導(dǎo)套的配合精度應(yīng)當(dāng)更小，一般為凸模與卸料板配合間隙的1/2。模具的卸料板裝置不僅要有良好的穩(wěn)定性、剛性，而且要有很好的工藝性。 導(dǎo)料裝置模具安裝了局部導(dǎo)料板和導(dǎo)料塊，并安裝了浮頂器，其作用是在導(dǎo)向的同時(shí)具有向上浮料的作用，使條料運(yùn)行過(guò)程中從凹模板上浮起，以利于條料運(yùn)行。還要注明必要尺寸，如封閉高度、輪廓尺寸、壓力中心以及靠裝配保證的有關(guān)尺寸和精度。另外，還要標(biāo)注出零件的詳細(xì)尺寸、制造公差、形位公差、表面粗糙度、材料熱處理、技術(shù)要求等。圖樣幅面應(yīng)符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)()，基本幅面代號(hào)及尺寸采用規(guī)定的尺寸，其格式上圖所示。6 模具零件設(shè)計(jì)及強(qiáng)度校核模具，無(wú)論其結(jié)構(gòu)形式如何，一般都是由固定和活動(dòng)兩部分組成。但無(wú)論其復(fù)雜程度如何，或是哪種形式，根據(jù)模具零件的作用情況，可以分成三種類型的零件：工藝零件這類零件直接參與完成沖壓工序及與材料和沖壓件相互接觸，他們對(duì)完成工藝過(guò)程起主要作用，直接使板料金屬產(chǎn)生流動(dòng)、造成塑性變形或引起材料分離。如推件器、卸料板、廢料切刀等。只是在模具結(jié)構(gòu)中有安裝夾持及裝配的作用，對(duì)模具完成工藝過(guò)程起保證作用或?qū)δ＞吖δ芷鹜晟婆c輔助作用。如上模板、下模板、模柄、固定板、墊板、螺釘、圓柱銷等。左右。 落料凸模設(shè)計(jì)在第二工位和第三工位，沖外形落料及沖切分隔，落料凸模為分別為矩形凸模和異型凸模，用螺釘通過(guò)凸模固定板固定。單邊切斷凸模設(shè)計(jì)矩形截面，考慮到切料時(shí)用卸料板起壓料作用，所以該凸模仍然裝在卸料板中。上下墊板如圖所示： 上墊板下墊板 凸模固定板的作用是固定凸模，保護(hù)凸模。表 凹模板工藝過(guò)程工序號(hào)工序名稱工序內(nèi)容設(shè)備1備料將毛坯鍛成70025030mm鍛壓設(shè)備2熱處理退火熱處理設(shè)備3銑銑六面，～銑床4平磨磨厚度到上限尺寸，磨側(cè)基面保證相互垂直平面磨床5鉗工劃各型孔、螺孔和異型孔的位置線劃線尺，測(cè)量工具等6銑銑異型孔達(dá)到要求銑床7鉗工鉆8－16mm，鉆攻8－M10，鉆攻4－M8，鉆攻4－M10，在各型孔處鉆穿絲孔鉆床8熱處理淬火、回火，保證熱處理硬度58～62HRC熱處理設(shè)備9平磨磨厚度及側(cè)基面見(jiàn)光平面磨床10線切割按圖切割各型孔，～線切割機(jī)床11鉗工研光各型孔達(dá)到要求——12檢驗(yàn)————8 結(jié)束語(yǔ)四年的大學(xué)生活就快走入尾聲，我們的校園生活就要?jiǎng)澤暇涮?hào)，心中是無(wú)盡的難舍與眷戀。經(jīng)過(guò)半年多的努力，終于