【正文】 )2( ??? ?????? dZdd d ? (mm) ⑶ 沖孔工作部分尺寸 ① 確定凸凹模間隙及制造公差，根據(jù)《沖壓模具簡明設(shè)計手冊》得： 凸凹模的間隙： ?Z mm ?Z mm 20 若凸凹模的制造公差按 IT14 計算，則： 對于沖孔尺寸 Φ ：則凸模制造公差 ?p? mm， 凹模制造公差 ?p? mm。 ⑴ 落料模工作部分尺寸 ① 確 定凸凹模間隙及制造公差 落料模凸凹模間隙，可根據(jù)《沖壓模具簡明設(shè)計手冊》表 查得： 續(xù)表 19 ?Z mm ?Z mm 若凸凹模制造公差按 IT14 選取，則凸模制造公差 ?p? mm， 凹模制造公差 ?d? mm。因此，在進行模具刃口尺寸計算時，沖孔以凸模為基準模，落料以凹模為基準模。沖模除上下模之外，還包括定位裝置，頂件裝置，卸料裝置，導(dǎo)向裝置，連接固定部分等。但由前文的分析可以知道，沖壓該工件采用了三套復(fù)合模，即采用了工序集中，把落料和拉深復(fù)合，沖孔， 拉深、 翻孔和切邊 復(fù)合。 沖壓工藝卡的主要內(nèi)容包括：工序序號、工序名稱、工序草圖、工藝裝備、設(shè)備、材料種類與規(guī)格、工時定額等。提高材料利用率的途徑是減少廢料面積。 ⑷ 排樣方案的確定及排樣圖繪制 對于該工件，在沖壓時，出于結(jié)構(gòu)上的考慮，采用固定卸料板，零件尺寸較小，板料較薄，綜合以上考慮，采用有搭邊排樣。 搭邊的選用要合理。同時，由于是模具單邊受力，不但會加劇模具磨損，降低模具壽命，而且也直接影響制件的斷面質(zhì)量。這種排樣方法，材料的利用率較高，常用于某些尺寸要求不高的制件排樣。 ⑵ 排樣的種類及工藝特點 排樣一般分為有廢料排樣、少廢料排樣和無廢料排樣三種。 ⑴ 合理排樣的原則 在排樣時為達到合理性應(yīng)考慮下列原則： ①合理的排樣方法使操作方便，勞動強度低且安全。 綜上所述，考慮到該零件精度不高，表面質(zhì)量要求不高，批量較大，故選用第 1種方案。 方案 2 的優(yōu)點是工序最為集中，只需要兩副模具，尺寸 和形狀精確，占用人員和設(shè)備相對最少，但模具的壽命也是最短，工件表面的刮傷也最厲害。采用三副模具 ,先進行落料－拉深，然后進行沖孔，最后拉深－翻孔－切邊。但是增加了模具、壓力機和工作人員的數(shù)量，與方法 1 相比，同樣一個過程，方法 2 用了六副模具來完成，相對應(yīng)需要的壓力機和工作人員也是方法 1 的六倍，從某種意義上來說， 它造成了人力資源和設(shè)備的浪費。 ③由于拉深時可能由于壓邊力的分布不均勻和拉深部分形狀的不同使得工件的形狀和尺寸不精確，拉深部分易出現(xiàn)皺紋等拉深缺陷，彎角外材料邊薄嚴重，容易出現(xiàn)破裂的拉深缺陷，這是由于凸凹模圓角處的阻力大造成，和大壓邊力有直接關(guān)系。但也有以下缺點： ①模具磨損快，壽命低。 根據(jù)產(chǎn)品零件的形狀、尺寸精度 和其他技術(shù)要求，可以分別采用各種工序或復(fù)合工序?qū)Π辶厦鬟M行加工，以獲得所需要的零件。 分離工序是指坯料在模具刃口作用下，沿一定的輪廓線分離而獲得沖壓件的加工方法。上圓筒為φ 11，下圓筒為φ 4，無公差要求，下圓筒可考慮先沖孔，再翻孔。 ④材料利用率高，一般為 70%~80%，一般沒的切削碎料生成，材料消耗較少。 冷沖壓工藝是一 種先進的金屬加工方法，與機械加工及塑性加工的其他方法相比，它具有以下特點： ①生產(chǎn)效率高，且操作方便，易于實現(xiàn)機械化和自動化。 為了適應(yīng)用戶對模具制造的高精度、 快速生 產(chǎn) 、低成本的迫切要求，模具工業(yè)正廣泛應(yīng)用現(xiàn)代先進制造技術(shù)來加速模具工業(yè)的技術(shù)進步，滿足各行各業(yè)對模具這一基礎(chǔ)工藝裝備的迫切需求。與傳統(tǒng)模具加工技術(shù)相比，快速經(jīng)濟制模技術(shù)具有制模周期短、成本較低的特點，精度和壽命又能滿足生產(chǎn)需求，是綜合經(jīng)濟效益比較顯著的模具制造技術(shù) 。 模具檢測、加工設(shè)備向精密、高效和多功能方向發(fā)展 。 模具設(shè)計、分析、制造 的三維化、無紙化要求新一代模具軟件以立體的、直觀的感覺來設(shè)計模具，所采用的三維數(shù)字化模型能方便地用于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的 CAE 分析、模具可制造性評價和數(shù)控加工、成形過程模擬及信息的管理與共享 。 沖模設(shè)計與制造的現(xiàn)狀和發(fā)展 模具 CAD/CAE/CAM 正向集成化、三維化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展 。 ② 彎曲模 彎曲模結(jié)構(gòu)形式是隨彎曲件的形狀尺寸和采用不同彎曲方式?jīng)Q定的。 ⑶ 沖模的結(jié)構(gòu)形式 沖模的結(jié)構(gòu)形式按沖壓工序可分為以下幾類。 連續(xù)沖壓是在沖床滑塊的一次行程中，按一定程序完成兩個或兩個以上的工序，如沖孔 —— 落料、切口 —— 沖孔 —— 彎曲 —— 切斷、切口 — — 拉深 —— 沖孔 —— 落料等。 ⑵ 單工序沖模和復(fù)合模、連續(xù)模 ① 單工序 沖模 單工序沖模又稱簡單沖模，在一套沖模中只完成一個工序，如落料模、沖孔模、彎曲模、拉深模等。非金屬沖模主要有橡膠沖模和塑料（樹脂）沖模。 固定導(dǎo)板模一般適用于料厚大于 、沖 孔或多工序跳步?jīng)_孔、落料和連續(xù)拉深等沖壓工序。 導(dǎo)柱、導(dǎo)套導(dǎo)向的模架制造技術(shù)的成熟和標準沖壓模架供應(yīng)的市場商品化，使導(dǎo)柱模得到廣泛的應(yīng)用。上、 下模的相對位置由壓力機來保證。 ① 按沖壓工序的工作性質(zhì)分類 按沖壓工序不同，可分為落料模、沖孔模、彎曲模、拉深模、冷擠壓模等。因此可以說，如果生產(chǎn)中不廣泛采用沖壓工藝，許多工業(yè)部門要提高生產(chǎn)效率、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本、進行產(chǎn)品更新?lián)Q代等都是難以實現(xiàn)的。 沖壓在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，尤其在大批量生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛。 冷沖壓也有其不足之處，主要缺點為： ①需要有專用的模具，其制造周期長、費用高。 ⑤ 操作簡單，便于組織生產(chǎn)。沖壓時可不需加熱，也不像切削加工那樣將金屬切成碎屑而需要消耗很大的能量。 ⑵ 經(jīng)濟上 ①原材料是冶金廠大量生產(chǎn)的廉價的軋制板材或帶材。并且經(jīng)過塑性變形后，金屬內(nèi)部的組織得到改善，機械強度有所提高。一般是以金屬板料為原材料（也有采用金屬管料和非金屬管料的），利用壓力機上的模具作往復(fù)運動，在常溫下對金屬板料施加壓力，使金屬板料內(nèi)被產(chǎn) 生變形的內(nèi)力。我們進行畢業(yè)設(shè)計的目的就是為了通過畢業(yè)設(shè)計對大學(xué)四年所學(xué)的各門知識進行一個總結(jié)，它就是一個融會貫通的過程。本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。 Structure design 湖南農(nóng)業(yè)大 2 學(xué)東方科技學(xué)院 全日制普通本科生畢業(yè)論文 圓蓋沖壓工藝及模具設(shè)計 DESIGN OF PUNCHING PROCESS AND MOLD FOR ROUNDED LID 學(xué)生姓名 ： 陳鍵津 學(xué) 號： 202041914401 年級專業(yè)及班級： 2020 級機制（ 4）班 指導(dǎo)老師及職稱： 吳明亮教授 學(xué) 院： 東方科技學(xué)院學(xué)院 湖南 本文通過對一個實際的零件 —— 圓蓋的沖壓工藝及模具 設(shè)計，說明了常用的機械結(jié)構(gòu)設(shè)計的一般方法和步驟，并給出了一些在設(shè)計過程中所遇到的問題和參加實際設(shè)計的感受 。 1 圓蓋沖壓工藝及模具設(shè)計 學(xué) 生 ： 陳鍵津 指導(dǎo)老師： 吳明亮 (湖南農(nóng)業(yè)大學(xué) 東方科技學(xué)院，長沙 410128) 摘 要： 沖壓模具在實際工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。沖壓模具的自動送料技術(shù)也投入到實際的生產(chǎn)中，沖壓模具可以大大的提高勞動生產(chǎn)效率，減輕工人負擔(dān)，具有重要的技術(shù)進步意義和經(jīng)濟價值。 Punching mould process calculation。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體在文中均作了明確的說明并表示了謝意。畢業(yè)設(shè)計對我們一個本科生而言要想有什么創(chuàng)新，是非常困難，也不太現(xiàn)實的。 2 冷沖壓的概念 冷沖壓也稱板料沖壓，是塑性加工的一種基本方法。由于在沖壓過程中材料的表面不受破壞，使得制件的表面質(zhì)量較好，外觀光滑美觀。不需進一步的機械加工即可以滿足一般的裝配和使用要求。 ③節(jié)省能源。目前的高速沖壓生產(chǎn)率則每分鐘高達數(shù)百件甚至一千件以上。當生產(chǎn)發(fā)展需要時，用短期培訓(xùn)的方法即可解決操作人員不足的矛盾。因此，有時不能制造出精度要求的制件。不少過去用鍛造、鑄造和切削加工方法制造的零件，現(xiàn)在大多數(shù)也被質(zhì)量輕、剛度好的沖壓件多代替。 ⑴ 沖模的分類 冷沖模的種類很多，按其工作特點和結(jié)構(gòu)形式不同，可作如下分類。 無導(dǎo)向沖模又稱為敞開模，多用于單工序沖壓、生產(chǎn)批量較小或沖壓件精度要求低的情況。使用滾動導(dǎo)向的模架可比滑動導(dǎo)向模架提供更高的導(dǎo)向精度。也可將導(dǎo)板導(dǎo)向與導(dǎo)柱導(dǎo)向連用。 ⑤ 按使用模具材料分 按使用模具材料的不同，可分為金屬沖模和非金屬沖模兩類。一般生產(chǎn)中使用的沖模多為專用沖模，即一副模具只沖壓某一種或幾種零件。 ③ 連續(xù)模 連續(xù)模又稱為級進模、跳步模。多工位級進模 10 用語大批量生產(chǎn)中，多采用帶（卷）料沖壓，必要時與自動送料裝置聯(lián)用。 角。 ③ 拉伸模 拉深分首次拉深和以后各次拉深，首次拉深的毛坯為平板毛坯，而以后各次拉深是在上一次拉深成的半成品件的基礎(chǔ) 上進行的，一般是用上一次拉深件的形狀定位的。國內(nèi)有上海交通大學(xué)金屬塑性成型有限元分析系統(tǒng)和沖裁模 CAD/CAM系統(tǒng) 。即是模具設(shè)計的網(wǎng)絡(luò)花。縮短產(chǎn)品開發(fā)周期是贏得市場競爭的有效手段之一。 而我國的模具技術(shù)由于歷史的原因，與國外先進的設(shè)計制造技術(shù)還有很大的距離。沖壓工藝與模具、沖壓設(shè)備和沖壓材料構(gòu)成了沖壓加工的“三要素”。 ③適應(yīng)性廣，沖壓可以加工出尺寸范圍大，形狀復(fù)雜的零件。 如上圖所示，該零件為圓蓋沖壓零件，零件加工公差為 IT14。 沖壓工序的選擇及工藝方案的確定 冷沖壓工藝大致可以區(qū)分為分離工序和成形工序兩大類。成形工序可分為彎曲、拉深、翻孔、翻邊、漲形、擴口、縮口和旋壓等。這樣可以提高生產(chǎn)率，減少所需沖床和操作人員數(shù)量。 ②由于在多次拉深的工件時必須要有壓邊裝置，即存在壓邊力，該力會使得工件與模具間的接觸面積大為增加，同時也增大了工件與模具間的摩擦力，使得工件表面擦傷嚴重且擦傷面積很大。因為在拉深的時候，由于沒有要求要把沖孔翻孔部分也同時加工出來，所以，它可以不要或少要壓邊力，這使得工件與模具間的摩擦力和接觸面積都大為降低，從而減少了模具與工件之間的摩擦而增強了工件的表面質(zhì)量，使劃傷的缺陷減少，模具的工作條件大為改善。 對于該圓筒形零件，根據(jù)前面的分析，沖壓該零件可能有以下幾種方案： 方案 1：工序集中，落料與拉深復(fù)合；再進行沖孔；拉深、翻孔與切邊復(fù)合。 比較上述幾種方案： 方案 1 的優(yōu)點是工序比較集中，只需要三副模具，尺寸和形狀精確，占用人員和 14 設(shè)備相對較少，但模具的壽命較短，工件表面的刮傷厲害，厚度有變薄，但該零件要求的表面質(zhì)量不高，盡管復(fù)合模的結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，但對于幾何形狀簡單對稱的零件，模具的制造并不困難。 方案 3 的優(yōu)點是模具結(jié)構(gòu)簡單，模具的壽命長，制造周期短，投產(chǎn)快，但尺寸和形狀精度低，工序分散，需要六套模具，生產(chǎn)效率低，難以滿足該零件的年產(chǎn)量要求，需用人員和壓力機多，勞動量大。合理的排樣可以有效的降低成本和保證制件質(zhì)量及模具壽命。 ④保證制件質(zhì)量和制件對板料纖維方向的要求。 ②少廢料排樣：是指沿制件的部分外輪廓切斷或沖裁，即制件與條料的側(cè)邊，或制件與制件之間有部分搭邊的排樣。 采用少廢料和無廢料排樣可以簡化沖裁模結(jié)構(gòu)，減少沖裁力，但因其本身的公差以及條料導(dǎo)向與定位所產(chǎn)生的誤差影響，沖裁件公差等級低。沖裁時，搭邊可以補償定位誤差，保證沖裁精度；搭邊還可以使沖裁后的條料 具有一定的剛度，便于條料的送入。 合理的搭邊值應(yīng)該是在保證制件質(zhì)量的前提下，盡可能的小。材料面積包括制件的實際面積和廢料面積。 冷沖壓工藝規(guī)程的制訂及工藝過程卡片的編制 工藝文件一般指沖壓工藝卡片，它主要用于闡述加工工藝路線和實施其工藝路線所需的工序數(shù)量、順序、相應(yīng)的工藝裝備與設(shè)備 類型，以及其他輔助工序等。 對于該圓蓋沖壓工件，主要有六個單工序來完成，即： 落料 —— 拉深 —— 沖孔 ——翻邊 —— 切邊 —— 拉深 。在沖壓設(shè)備里都選用了JH2140 開式壓力機 對于該零件的沖壓工藝規(guī)程卡見表 1所示： 表１ 圓蓋沖壓工藝規(guī)程卡 Table 1 Rounded lid stamping process planning card 工序號 工序 名稱 工序草圖 工裝名稱 及圖號 設(shè)備 檢驗 要求 備注 10 下料 900 116 剪床 20 落料 拉深 落料拉深 復(fù)合模 JH2140 按草圖 檢 驗 30 沖孔 沖孔模 JH2140 按草圖 檢 驗 18 40 拉深 翻孔 切邊 拉深 翻孔 切邊 復(fù)合模 JH2140 按草圖 檢 驗 50 去毛刺 滾筒 60 檢驗 檢 驗 4 沖模設(shè)計 不同的沖壓零件，不同的沖壓工序所使用的模具是不一樣的，但不論何種沖模，都可以看成是由上模和下模兩部分組成，上模被緊固在壓力機滑塊上，可隨滑塊做上下往復(fù)運動，是沖模的活動部分；下模固定在壓力機工作臺或墊板上，是沖模的固定部分。沖裁時 ，如果不考慮材料回彈對工件尺寸的影響