【正文】 直徑（ mm） K —系數(shù)，這里取 1 b? —材料的抗拉強(qiáng)度（ MPa） t —材料厚度 因此 = k 2 9 0 . 5 4 5 0 1 3 . 1 4 2 0 4 8 8bF d t?? ? ? ? ? ? ?拉 N (312) （ 6）壓邊力 壓邊力的大小對拉深件的質(zhì)量是有一定影響的，如果過大，就要增加拉深力，因而會(huì)使制件拉裂，而壓邊圈的壓力過小就會(huì)使工 件的邊壁或凸緣起皺 [10] ，所以壓邊圈的壓力必須適當(dāng)。從圖中可以看出，在拉深開始時(shí)，由于凸緣變形區(qū)材料的變形不大，冷作硬化也小，所以雖然變形區(qū)面積較大，但材料變形抗力與變形區(qū)面積相乘所得的拉深力并不大；從初期到中期，材料冷作硬化的增長速度超過了變形區(qū)面積減少速度，拉深力逐漸增大，于前中期拉深力達(dá)到最高點(diǎn)位置；拉深到中期以后，變形區(qū)面積減少的速度超過了冷作硬化增加的速度，于是拉深力逐漸下降。 這里取 1K 為 。會(huì)使落料件梗塞在凹模內(nèi)，而沖裁后剩下的板料則箍緊在凸模上。其影響范圍的最小值和最大值在（ ～） P的范圍內(nèi)，一般 k取為 ～ 。 5. 材料利用率η的計(jì)算 在這里選擇了準(zhǔn)確材料利用率，所以還應(yīng)考慮料頭、料尾一直裁板以至裁板時(shí)邊料消耗情況，此時(shí)可用條料（或整個(gè)板料）的總利用率為： 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 14 2 100%nSLB? ?? （ 34） 其中： n— 整個(gè)板料上實(shí)際沖裁的零件數(shù)； L— 板料的長度； B— 板料的寬度； 2S — 每個(gè)零件的實(shí)際面積。為此，應(yīng)根據(jù)沖壓件的使用條件，使所選材料滿足相應(yīng)強(qiáng)度、剛度、韌性及耐蝕性和耐熱性等方面的要求。 有側(cè)壓裝置時(shí)，條料寬度計(jì)算式： 01( 2 )B D a ??? ? ?? （ 32） 無側(cè)壓裝置時(shí)，條料寬度計(jì)算式： 010( 2 2 )B D a b ??? ? ? ? ? （ 33） 其中： D— 沖裁件與送料方向垂直的最大尺寸； 1a — 沖裁件與條料側(cè)邊之間的搭邊； Δ — 板料剪裁時(shí)的下偏差（表 32）； 0b — 條料與導(dǎo)料板之間的間隙（表 33）。 所以，隔帽零件的步距： 6 1 1 6 2A D a m m? ? ? ? ?。 （ 1） 送料步距 A 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 12 條料在模具上每次送進(jìn)的距離稱為送料步距。搭邊的合理數(shù)值主要決定于材料厚度、材料種類、沖裁件的大小以及沖裁件的輪廓形狀等。 （ 2） 搭邊的數(shù)值 搭邊過大，浪費(fèi)材料。 ④使模具結(jié)構(gòu)簡單、模具壽命提高。因此，材料利用率每提高 1%，則可以使沖件的成本降低 %～ %。 表 23 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 10 第 3 章 主要工藝參數(shù)的計(jì)算 確定排樣、裁板方案 1. 排樣設(shè)計(jì) [8] 與計(jì)算 （ 1） 排樣原則： ①使工人操作方便、安全，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。 極限拉深系數(shù)值可以用理論計(jì)算的方法確定。4DA?? （ 21） 39。屬于大批量生產(chǎn)，可以選擇單工序模、連續(xù)模、復(fù)合?；蜃詣?dòng)模 [5] 。 隔帽的相關(guān)要求： 該零件材料選用 Q235，零件要求無嚴(yán)重劃傷，孔不許有變形，此外還要滿足有關(guān)技術(shù)要求如減小加工硬化現(xiàn)象 [3] 防止起皺等。 按其可行性初步設(shè)計(jì)了三套模具方案： （ 1）三個(gè)簡單模，即要分別做出落料、拉深、沖孔三套模具。 此材料具有良好的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和塑性，西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 6 其沖裁加工性較好。 工藝性要求材料具有良好的塑性，屈強(qiáng)比 bs ??/ 值越小，一次拉深允許的極限變形程度越大，拉深的性能越好；板厚方向性系數(shù) r 和板平面方向性系數(shù) r? 反映了材料的各向異性性能，當(dāng) r 較大或 r? 較小時(shí)，材料寬度的變形比厚度方向的變形容易，板平面方向性能差異較小，拉深過程 中材料不易變薄或拉裂，因而有利于拉深成形。 該零件是隔帽，如圖 11，該零件可看成帶凸緣的筒形件，料厚 t=，拉深后厚度不變；零件底部圓角半徑 r=1mm 凸緣處的圓角半徑為 R=；尺寸公差都為自由公差，滿足拉深工藝對精度等級的要求。雖然沖壓加工工藝過程包括備料 — 沖壓加工工序 — 必要的輔助工序 — 質(zhì)量檢驗(yàn) — 組合、包裝的全過程，但分析工藝性的重點(diǎn)要在沖壓加工工序這一過程里?？梢娖囆袠I(yè)發(fā)展之快，同時(shí)看到模具在汽車行業(yè)中的重要地位，模具專業(yè)人才的需求也是越來越大，而對于一個(gè)畢業(yè)生來說，這也是我們的機(jī)遇。 隔帽零件設(shè)計(jì)的背景和意義 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 4 按照汽車發(fā)展趨勢，今后汽車模具產(chǎn)品的技術(shù)含量將日益增加，大型化、復(fù)雜化、精密化、自動(dòng)化是其發(fā)展方向。對這些模具的制造精度要求是高的。 3. 進(jìn)一步發(fā)展多功能復(fù)合模具 一幅多功能模具除了沖壓成形零件外，還擔(dān)負(fù)著疊壓、攻絲、鉚接和鎖緊等組裝任務(wù)，這種多功能復(fù)合生產(chǎn)出來的不再是單個(gè)零件，二是成批組件，可大大縮短產(chǎn)品的生產(chǎn)及裝配周期，對模具材料的性能要求也越來越高。為適應(yīng)市場對模具制造的短交貨期，高精度、低成本的迫切要求，模具將有如下發(fā)展趨勢。由于過低價(jià)格所必然造成的低質(zhì)量，已嚴(yán)重影響一些企業(yè)的生存，迫使某些企業(yè)加速調(diào)整其定位，少數(shù)企業(yè)面臨被淘汰局面也是不足為奇的。 市 場競爭加劇。雖然近年來我國模具行業(yè)職工隊(duì)伍發(fā)展迅速，估計(jì)目前已達(dá)近百萬人，但仍然跟不上行業(yè)發(fā)展需求。據(jù)中國模具工業(yè)協(xié)會(huì)對全國 270個(gè)主要模具生 產(chǎn)企業(yè)調(diào)查， 2020 年產(chǎn)值利潤率比上年下降了 個(gè)百分點(diǎn)，銷售收入利潤率比上年下降了 個(gè)百分點(diǎn)。 2. 不利因素 雖然我國模具行業(yè)已經(jīng)駛?cè)氚l(fā)展快車道，但由于在精度、壽命、制造周期及能力等方面，與國際水平和工業(yè)先進(jìn)國家相比尚有較大差距，所以還不能滿足我國制造業(yè)發(fā)展的需求。隨著高新技術(shù)的發(fā)展，越來越多的模具生產(chǎn)企業(yè)被各級政府有關(guān)部門認(rèn)定為高新技術(shù)企業(yè)。目前全國年產(chǎn) 1 億元以上模具的企業(yè)已有 40 多個(gè)，超過 3000 萬元以上的企業(yè)已有 200 多個(gè)，具有一定規(guī)模的 “ 模具城 ” 已有近十個(gè)，正在建設(shè)或正在籌建的還有十多個(gè)。 規(guī)模經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生效益，模具集群生產(chǎn)發(fā)展迅速。 1. 有利因素 模具行業(yè)內(nèi)部體制改革和機(jī)制轉(zhuǎn)換加速，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)漸趨合理，并且加強(qiáng)了管理，提高了水平。我國模具行業(yè)盡管面臨著在中低端產(chǎn)品領(lǐng)域國內(nèi)企業(yè)競爭日趨劇烈以及在中高端產(chǎn)品領(lǐng)域國外或外資企業(yè)壓力日益增大的局面，但經(jīng)過近年來的持續(xù)發(fā)展，實(shí)力已大大增強(qiáng)，完全有能力變壓力為動(dòng)力，繼續(xù)保持平穩(wěn)發(fā)展。通過各種質(zhì)量體系認(rèn)證的企業(yè)一年比一年多。據(jù)不少企業(yè)反映，集群生產(chǎn)與分散生產(chǎn)相比，至少有下列好處：市場更廣闊了，協(xié)作更方便了，生產(chǎn)成本降低了，相互交流多了，優(yōu)惠政策享受到了。 例如汽車零部件級進(jìn)模具、精密多工位級進(jìn)模具、轎車大型復(fù)雜覆蓋件沖壓模具、自動(dòng)化汽車內(nèi)飾件澆注模具、高強(qiáng)度板熱壓成型模具等。由于我國模具特別是中、低檔模具在國際市場上存在著較大的價(jià)格優(yōu)勢，有的模具價(jià)格甚至只有國際西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 2 市場的幾分之一，再加上我國有較低廉的優(yōu)質(zhì)勞動(dòng)力資源及較好的技術(shù)基礎(chǔ)和基礎(chǔ)配套設(shè)施，因此近年來外商在我國模具行業(yè)的投資額一年比一年大，到我國采購模具的跨國公司也越來越多。 現(xiàn)階段模具原材料價(jià)格和人員工資不斷上漲，但模具價(jià)格卻不漲反落，致使模具企業(yè)利潤不斷下降，部分企業(yè)出現(xiàn)虧損，虧損額增大。 人才緊缺日益突出。目前尤其緊缺的是高素質(zhì)和高水平的模具企業(yè)管理人員和中高層技術(shù)人員及高級技術(shù)工人。有的已經(jīng)是進(jìn)入無序狀態(tài)，到了擾亂正常市場秩序的地步。當(dāng)前整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展特點(diǎn)是產(chǎn)品品種多、更新快、西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 3 市場競爭激烈。 2. 日趨大型化的模具 這一方面是由于用模具成形的零件日漸大型化，另一方面也是由于高生產(chǎn)率要求的一摸多腔（現(xiàn)在有的已達(dá)一摸幾百腔）所致。新型材料的采用，不僅改變產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和性能而使是生產(chǎn)工藝發(fā)生了根本變革，相應(yīng)地出現(xiàn)了液態(tài)（半固態(tài)）擠壓模具及粉末鍛模。因此快速成型模具將越來越引起人們的重視和關(guān)注?！边@是業(yè)內(nèi)人事說的一句話。 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 5 第 2章 分析零件的工藝性 零件的工藝性 沖壓件工藝性 [1] 是指沖壓零件在沖壓加工過程中加工的難易程度。這里我們重點(diǎn)分析零件 的結(jié)構(gòu)工藝性。拉深工藝性對結(jié)構(gòu)與尺寸的要求是拉深件因盡量簡單、對稱，并能一次拉深成形；拉深件的壁厚公差或變薄量一般不應(yīng)超出拉深工藝壁厚變化規(guī)律；當(dāng)零件一次拉深的變形程度過大時(shí)，為避免拉裂，需采用多次拉深，這時(shí)在保證必要的表面質(zhì)量前提下，應(yīng)允許內(nèi)、外表面存在拉深過程中可能產(chǎn)生的痕跡；在保證裝配要求下，應(yīng)允許拉深件側(cè)壁有一定的斜度；拉深件的徑向尺寸應(yīng)只標(biāo)注外形尺寸或內(nèi)形尺寸，而不能同時(shí)標(biāo)注內(nèi)、外形尺寸。零件材料為 Q235，退火抗拉強(qiáng)度為 450Mpa，屈服強(qiáng)度為 235Mpa。 根據(jù)這些基本工序，可以擬出如下幾種工藝方案： 隔帽零件的基本加工工序包括落料、拉深和沖孔三步，由于零件為拉深件，必須先進(jìn)行落料，然后才能進(jìn)行拉 深和沖孔，而所以落料必須放在工序的第一步，而拉深和沖孔兩步工序中，如果先沖孔再拉深，有可能影響孔的尺寸精度以及同軸度，所以工序最后確定為：落料→拉深→沖孔。 方案的比較與選擇 方案（ 2）是三個(gè)方案中效率最高的，同時(shí)也是最復(fù)雜的，拉深之前的落料是必須的，落料以后的定位對于連續(xù)模來說是比較困難的，而且落 料上不可能再打孔進(jìn)行西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 7 定位，同時(shí)連續(xù)模還需要增加抬料和送料機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)復(fù)雜而且不便于維修；方案（ 1）相對于其它兩個(gè)方案來說最簡單，只需要三套簡單模，但由于模具分開，生產(chǎn)效率就相對要低一些；方案（ 3）應(yīng)該是一個(gè)中間方案，模具結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜，效率也比較高，故選取方案（ 3）作為本次設(shè)計(jì)的模具方案。而零件年產(chǎn)量。 / 42 / 29 ?? 由冷沖模設(shè)計(jì)表 63 查得 ? 毛坯直徑的計(jì)算： 如圖 22，拉深件面積計(jì)算公式： 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 8 圖 22 毛坯尺寸計(jì)算圖 39。也就是說，對于每道拉深工序，應(yīng)在毛坯側(cè)壁強(qiáng)度允許的條件下，采用最大的變形程度，即極限變形程度。 零件的總拉深系數(shù)為 30 0 .5 4 655dm D? ? ?總，毛配相對高度 t/D=《冷沖模設(shè)計(jì)》丁松 聚表 23 查 得拉深系數(shù) 1 ~ ? ，所以零件只需要一次拉深。 ② 加工此零件為大批大量生產(chǎn)，沖壓件的材料費(fèi)用約占總成本的 60%～ 80%之多。對于彎曲件的落了，在排樣是還應(yīng)考慮板料的纖維方向。 2. 搭邊的分析與計(jì)算 （ 1） 搭邊的作用 西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文 11 起補(bǔ)償條料的裁剪誤差、送料步距誤差以及補(bǔ)償由于條料與導(dǎo)料板之間有間隙所造成的送料歪斜誤差的作用，若沒有搭邊則可能發(fā)生工件缺角、缺邊或尺寸超差等廢品；使凸、凹模刃口雙邊受力，由于搭邊的存在，是凸、凹模刃口沿整個(gè)封閉輪廓線沖裁，受力平衡，合理間隙不易破壞，模具壽命與工作斷面質(zhì)量都能提高；對于利用搭邊拉條料的自動(dòng)送料模具，搭邊使條料有 一定的剛度，以保證條料的連續(xù)送進(jìn)。搭邊的合理數(shù)值就是保證沖裁件質(zhì)量、保證模具較長壽命、保證自動(dòng)送料時(shí)不被拉彎拉斷條件下允許的最小值。 3. 送料步距與條料寬度的計(jì)算 選定排樣方法與確定搭邊值之后，就要計(jì)算送料步距與條料寬度，這樣才能畫出排樣圖。每次只沖一個(gè)零件的步距 A 的計(jì)算公式為： A D a??