【正文】 模的功能是完成沖孔、翻邊，重要性大，其熱處理硬度也相對比落料凸模大，其材料選用 9Mn2V 鋼，熱處理硬度為 60～ 62HRC 1. 沖孔、翻邊凸凹模的高度 沖孔、翻邊凸凹模的高度 =沖孔、翻邊凸凹模固定板的厚度 +落料凹模的厚度 =12mm +22mm =34mm 2. 沖孔、翻邊凸凹模的 強(qiáng)度校核 1）沖孔凹模的 強(qiáng)度校核 查《中國模具設(shè)計(jì)大典》，第三卷， 表 凹模強(qiáng)度計(jì)算公式 Hmin= (65) 式中 Hmin— 沖孔、翻邊凸凹模 的最小厚度（ mm） F— 沖壓力（ N） ? wp— 許用彎曲應(yīng)力（ MPa） d、 do— 沖孔、翻邊凸凹模 刃口與支承口直徑（ mm） 這里 F= F 沖 = N ? wp= 500MPa d= do= Hmin= 1 .5 3 3 0 6 4 .2500X （ 1 ） = 2）翻邊凸模穩(wěn)定能力的校核 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 Lmax≤ （ 66） 式中 Lmax— 沖孔凸模許用的最大自由長度（ mm） E— 沖孔凸模材料的彈性模量（ MPa） d— 凸?；驔_孔直徑（ mm） σ — 沖件材料的抗剪強(qiáng)度（ MPa） t— 沖件材料的厚度（ mm） 這 里 E= MPa d=27mm t=1mm σ =300 MPa 于是 Lmax ≤ = 10 271 300??? = 而實(shí)際的 沖孔、翻邊凸凹模 厚度為 34mm，所以強(qiáng)度完全滿足要求。 查《冷沖模設(shè)計(jì)》，第 101頁，凹模厚度和壁厚公式為 凹模厚度 H=Kb(≥ 15mm) (61) 式中 K— 系數(shù)，考慮板料厚度的影響 b— 沖裁件的最大外形尺寸 凹模壁厚 C=(～ 2)H(≥ 30～ 40mm) (62) 查《冷沖模設(shè)計(jì)》，表 43 系數(shù) K值 因 b=54 mm 取 K= 故 H= 54 = C= 22 =33mm 考慮到翻邊高度 8mm 和保證 H≥ 15mm，最后取 H=22mm 凹模形狀簡圖如圖 62 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 圖 62 落料凹模 凹模 的強(qiáng)度校核 查《中國模具設(shè)計(jì)大典》，第三卷，表 凹模強(qiáng)度計(jì)算公式 Hmin= (63) 式中 Hmin— 凹模的最小厚度（ mm） F— 沖壓力（ N） ? wp— 許用彎曲應(yīng)力（ MPa） d、 do— 凹模刃口與支承口直徑（ mm） 這里 F= F 落 =（ N） ? wp= 500MPa d= do=64mm 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 21 Hmin= = 而真實(shí)的凹模厚度為 22mm，所以凹模的強(qiáng)度滿足要求。 9Mn2V鋼的化學(xué)成分和物理性能分別如表 62和表 63所示 表 62 9Mn2V 鋼化學(xué)成分（ GB/T 1299— 2022） W% C Si Mn V P S ～ ≤ ～ ～ ≤ ≤ 表 63 臨界溫度 臨界點(diǎn) Ac1 Acm Ar1 Ar3 溫度（近似值） 730 760 655 690 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 表 64 綜合性能 耐磨性 耐沖擊性 淬火不變形性 淬硬深度 中等 中等 好 淺 紅硬性 脫碳敏感性 切削加工性 差 較大 較好 所以這里不管是凸模、凹模還是凸凹模，材料都選用 9Mn2V鋼 這里的落料凹模的熱處理硬度為 60～ 62HRC 確定凹模外形尺寸 確定凹模外形尺寸的方法有多種，通常都是根據(jù)零件的材料厚度和排樣圖所確定的凹模型孔壁間最大距離為依據(jù)，來求凹模的外形尺寸。 沖孔落料復(fù)合模許用最小壁厚可按表 61選取， 形式如圖 61表示， 表值為經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。 查《互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)》表 36簡單形狀沖裁時(shí)凸凹模的制造偏差 δ 凹 =+ δ 凸 = 因此： |δ 凹 |+|δ 凸 |=+ mm = Zmax Zmin= = |δ 凹 |+|δ 凸 | Zmax – Zmin 因此在這 里 采用單配方法加工。 表 （ GB/T7081988） 板料規(guī)格選用 750mm 1500mm(tmm Bmm Lmm) 1）若采用縱裁： 裁板條數(shù) n1=B/b=750/56=13 條余 22mm 每條個(gè)數(shù) n2= = =27個(gè)余 每板總個(gè)數(shù) n 總 =n1 n2 =13 27 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 =351(個(gè) ) 材料利用率 η 總 = 100% (33) = 100% = % 2）若采用橫裁： 裁板條數(shù) n1=L/b=1500/56=26 條余 44mm 每條個(gè)數(shù) n2= = =13個(gè)余 每板總個(gè)數(shù) n 總 =n1 n2 =26 13 =338(個(gè) ) 材料利用率 η 總 = 100% (34) = 100% = % 顯然縱裁的材料利用率要高些，因此選用縱裁。而倒裝不能達(dá)到平整要求，而且廢料在凸凹?？變?nèi)積聚，凸凹模要求有較大的壁厚以增加強(qiáng)度。 方案二：生產(chǎn) 效率不高，由于要多機(jī)床或多道工序完成，致使生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益都降低；但模具 制造周期短 。 翻邊工藝性 r=(2～ 3)t h=8≥ = d/t=(～ 2),所以翻邊后有良好的圓筒壁 ，翻邊后工件質(zhì)量沒大影響。 查《冷沖壓模具設(shè)計(jì)與制造》表 、外形所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度，因制件形狀簡單、對稱， 沖裁件內(nèi)外形所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)精度為 IT12IT13。由于引入了計(jì)算機(jī)輔助工程（ CAE）沖壓成形已從原來對應(yīng)力應(yīng)變進(jìn)行有限元分析而逐步發(fā)展到采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行工藝過程的模擬 與分析，以實(shí)現(xiàn)沖壓過程的優(yōu)化分析設(shè)計(jì)。 、新工藝、新技術(shù)和新材料。激光切割和激光焊技術(shù)也得到了應(yīng)用。這些都提高了模具面加工精度，提高了模具的質(zhì)量，縮短了模具的制造周期。 但總體上和國外多工位級進(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。轎車覆蓋件模具，具有設(shè)計(jì)和制造難度大，質(zhì)量和精度要求高的特點(diǎn)，可代表覆蓋件模具的水平。它們都表現(xiàn)出了降低成本、提高效率等優(yōu)點(diǎn)。且模具的參數(shù)化設(shè)計(jì)也開始走向少數(shù)模具廠家技術(shù)開發(fā)的領(lǐng)域。 模具 CAD/CAM技術(shù)能顯著縮短模具設(shè)計(jì)與制造周期，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量，已成為人們的共識。在此期間，一汽和成飛汽車模具中心引進(jìn)了工作站和 CAD/CAM軟件系統(tǒng)，并在模具設(shè)計(jì)制造中實(shí)際應(yīng)用，取得了顯著效益。由華中工學(xué)院和北京模具廠等于 1986年共同完成的冷沖模 CAD/CAM系統(tǒng)是我國自行開發(fā)的第一個(gè)沖裁模 CAD/CAM系統(tǒng)。精度達(dá)到 1~2μ m，壽命 2億次左右的多工位級進(jìn)模國內(nèi)已有多家企業(yè)能夠生產(chǎn)。 但改革開放以來，在國家產(chǎn)業(yè)政策和與之配套的一系列國家經(jīng)濟(jì)政策的支持和引導(dǎo)下，尤其是國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，大大地提高了模具的商品化程度，推動了模具技術(shù)和模具工業(yè)的迅速發(fā)展，在 CAD/CAM/CAE的運(yùn)用、加工工藝手段、沖壓件質(zhì)量及 模具性能方面，均已達(dá)到或接近國際水平。 ，效率低，經(jīng)濟(jì)效益也差。 據(jù)中國模具工業(yè)協(xié)會發(fā)布的統(tǒng)計(jì)材料， 2022年我國沖壓模具總產(chǎn)出約為 220億元，其中出口 ,約合 . 根據(jù)我國海關(guān)統(tǒng)計(jì)資料 ,2022年我國共進(jìn)口沖壓模具 ,約合 .從上述數(shù)字可以得出 2022年我國沖壓模具市場總規(guī)模約為 .其中國內(nèi)市場需求為 ,總供應(yīng)約為 ,市場滿足率為 82%.在上述供求總體情況中 ,有幾個(gè) 具體情況必須說明 :一是進(jìn)口模具大部分是技術(shù)含量高的大型精密模具 ,而出口模具大部分是技術(shù)含量較低中的中低檔模具 ,因此技術(shù)含量高的中高檔模具市場滿足率低于沖壓模具總體滿足率 ,這些模具的發(fā)展已滯后于沖壓件生產(chǎn) ,而技術(shù)含量低的中低檔模具市場滿足率要高于沖壓模具市場總體滿足率 。據(jù)統(tǒng)計(jì)，利用沖模制造的零件，在飛機(jī)、汽車、電機(jī)電器、儀器儀表等機(jī)電產(chǎn)品中占 60%~70%，在電視機(jī)、錄音機(jī)、計(jì)算機(jī)等電子產(chǎn)品中占 80%以上，在自行車、手表、洗衣機(jī)、電冰箱、電風(fēng)扇等輕工產(chǎn)品中占 85%以上。 沖壓模具是沖壓生產(chǎn)必不可少的工藝裝備，是技術(shù)密集型產(chǎn)品。 沖壓可分為五個(gè)基本工序：沖裁、彎曲、拉深、成形和立體壓制。模具的形狀決定著這些產(chǎn)品的外形，模具的加工質(zhì)量與精度也就決定著這些產(chǎn)品的質(zhì)量。1 前 言 沖壓加工技術(shù)是工業(yè)的一項(xiàng)基礎(chǔ)技術(shù) ,在機(jī)械、電子、航空、航天、汽車、輕工等制造行業(yè)中應(yīng)用廣泛。 概 論 引言 日常生產(chǎn)、生活中所使用到的各種工具和產(chǎn)品，大到機(jī)床的底座、機(jī)身外殼，小到一個(gè)胚頭 螺絲、紐扣以及各種家用電器的外殼，無不與模具有著密切的關(guān)系。 沖壓模地位及我國沖壓技術(shù) 沖壓模相關(guān)介紹 冷沖壓 :是在常溫下利用沖模在壓力機(jī)上對材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或變 形，從而獲得一定形狀、尺寸和性能的零件的加工方法。 復(fù)合模與單工序模相比減少了沖壓工藝，其結(jié)構(gòu)緊湊，面積較??；沖出的制件精度高，工件表面較平直，特別是孔與制件的外形同步精度容易保證；適于沖薄料，可充分利用短料和邊角余料；適合大批量生產(chǎn)，生產(chǎn)率 高，所以得到廣泛應(yīng)用，但模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造困難。 沖模在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中的地位 在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，沖模約占模具工業(yè)的 50%，在國民經(jīng)濟(jì)各個(gè)部門，特別是汽車、航空航天、儀器儀表、機(jī)械制造、家用電器、石油化工、輕工日用品等工業(yè)部門得到 極其廣泛的應(yīng)用。一些低檔次的簡單沖模，已趨供過于求，市場竟?fàn)幖ち摇? 我國沖模工業(yè)不能滿足國內(nèi)經(jīng)濟(jì)需要的原因主要有： 。 ，管理落后。為中檔轎車配套的覆蓋件模具內(nèi)也能生產(chǎn)了。由原華中工學(xué)院和武漢 733廠于 1984年共同完成的精神模 CAD/CAM系統(tǒng)是我國第一個(gè)自行開發(fā)的模具 CAD/CAM系統(tǒng)。國家科委 863計(jì)劃將東風(fēng)汽車公司作為 CIMS應(yīng)用示范工廠，由華中理工大學(xué)作為技術(shù)依托單位，開發(fā)的汽車車身與覆蓋模具 CAD/CAPP/CAM集成系統(tǒng)于 1996年初通過 鑒定。其中部分骨干重點(diǎn)企業(yè)還具備各 CAE能力。國內(nèi)汽車覆蓋件模具生產(chǎn)企業(yè)普遍采用了 CAD/CAM技術(shù) /DL圖的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 設(shè)計(jì)和模 具結(jié)構(gòu)圖的設(shè)計(jì)均已實(shí)現(xiàn)二維 CAD，多數(shù)企業(yè)已經(jīng)向三維過渡，總圖生產(chǎn)逐步代替零件圖生產(chǎn)。 圍繞著汽車車身試制、大型覆蓋件模具的快速制造，近年來也涌現(xiàn)出一些新的快速成型方法，例如目前已開始在生產(chǎn)中應(yīng)用的無模多點(diǎn)成型及激光沖擊和電磁成型等技術(shù)。這一些主要表現(xiàn)在高檔轎車和大中型汽車覆蓋件模具及高精度沖模方面，無論在設(shè)計(jì)還是加工工藝和能力方面，都有較大差距。有代表性的是集機(jī)電一體化的鐵芯精密自動閥片多功能模具，已基 本達(dá)到國際水平。 NC、 DNC技術(shù)的應(yīng)用越來越成熟，可以進(jìn)行傾角加工超精加工。真空處理技術(shù)、實(shí)型鑄造技術(shù)、刃口堆焊技術(shù)等日趨成熟。 CAD/CAM技術(shù)，提高模具制造過程的自動化程度。近年來，沖壓成型工藝有了很多新的進(jìn)展，特別是精密沖裁、精密成形、精密剪切、復(fù)合材料成形、超塑性成形、軟模成形以及電磁成形等新工藝日新月異，沖壓件的成形精度日趨精確，生產(chǎn)率有了極大的提高，正把沖壓加工提高到高品質(zhì)、新的發(fā)展水平。 該零件的外徑為Φ 54mm,屬于小制件，形狀簡單且對稱，適于沖裁加工。 查表 . 查《冷沖模設(shè)計(jì)》表 2— 3，得材料 10號鋼的力學(xué)性能如下 表 ： 表 21 10 號鋼的性能 抗剪強(qiáng)度σ 255～ 333MPa 抗拉強(qiáng)度