【正文】 模具制造費(fèi)用約占沖壓件成本的10～30％。 擬定沖壓件的工藝方案(1) 計算毛坯尺寸 根據(jù)零件圖確定毛坯尺寸。 (3) 對不同的工藝方案進(jìn)行分析、比較，確定一合理方案。如圖15所示，D、d、h不同，沖壓工序性質(zhì)不同?！　D 15 圖 162) 沖壓次數(shù)和沖壓順序的確定 　對于形狀復(fù)雜的沖裁件，由于受模具結(jié)構(gòu)或強(qiáng)度的限制，常常將其內(nèi)外輪廓分成幾個部分，用幾套模具沖裁，或者采用連續(xù)模進(jìn)行分段沖裁，非?？拷目撞荒芡瑫r沖裁；對于彎曲件，其工序數(shù)目決定于彎角的多少、彎角的相對位置和彎曲方向；拉深件可根據(jù)它的材料性能、階梯數(shù)目和高度與直徑的比值計算出拉延次數(shù)。當(dāng)工序順序的改變不影響制件質(zhì)量時，就要考慮不同順序的經(jīng)濟(jì)性。 (b) 對于帶孔的彎曲件，孔邊與彎曲區(qū)的間距較大，可以先沖孔后彎曲．如果孔邊在彎曲區(qū)附近，必須在零件彎后再沖孔。 (d) 多角彎曲件，應(yīng)從材料變形和彎曲時材料移動兩方面安排彎曲的先后順序。 3) 工序的組合方式 工序合并往往會使生產(chǎn)率提高、成本降低、操作方便和安全可靠。 工序組合有兩種方式；復(fù)合沖壓與連續(xù)沖壓。而小型和低精度的零件則應(yīng)采用連續(xù)模沖壓比較合適。 4) 其它輔助工序 如鉆孔、鉸孔、車削等機(jī)械加工，焊接、鉚合、熱處理，拉深工作中的潤滑、退火、酸洗、清理和去毛刺等工序。除技術(shù)上合理、可能以外，還必須考慮各方案的經(jīng)濟(jì)效益，進(jìn)行成本核算。并繪出各工序的模具結(jié)構(gòu)示意簡圖。σb/r+t U形件最大自由彎曲力： F自=（3）壓邊力、拉深力、拉深功的計算 第一次拉深力： F1=dltσbk1 第二次及n次拉深力： Fn=dntσbk２ 壓邊力： Q=F 一般可作概略計算：淺拉深時： ∑F≤(～)F壓機(jī)深拉深時： ∑F≤(～)F壓機(jī)（4）計算沖模壓力中心沖裁時對沖裁力合力的作用點(diǎn)或舵工畜牧各工序沖裁力的合力作用點(diǎn)稱為沖模的壓力中心。沖件的形狀千變?nèi)f化，但他們的幾何圖形周邊都可以分解成單元線段，最常見的就只有直線和圓弧兩種。 K——不均衡系數(shù) 　k=～ ηl——壓床效率 　ηl＝0．6～ η２——電動機(jī)效率 η２=～ N——所需電機(jī)功率 KW n——壓床每分鐘行程次數(shù) A——拉深功N考慮工藝方案時也應(yīng)確定模具種類。制件的尺寸精度及斷面質(zhì)量要求較高，應(yīng)采用精密沖模結(jié)構(gòu)，對于一般精度要求的制件，可采用普通沖模。 4) 根據(jù)制作的形狀大小、復(fù)雜程度，選擇結(jié)構(gòu)形式。 不同加工方法可能達(dá)到的加工零件的表面粗糙度與尺寸公差等級見表28～29，各類模具的特點(diǎn)比較見表30。 2) 模具結(jié)構(gòu)應(yīng)保證磨損后修模方便；盡量做到不拆卸即可修磨工作零件，影響修磨而必須去掉的零件(如模柄等)，可做成易拆卸的結(jié)構(gòu)等。 模具零件的選用、設(shè)計、計算 模具的工作零件、定位零件、壓料、卸料及出件零件、導(dǎo)向零件、固定零件、緊固及其它零件。固定卸料板結(jié)構(gòu)簡單、力大。～80186。這種裝置還可用于卸料。但橡皮易老化，使用壽命不如彈簧長。若h自由／D，則應(yīng)重新確定其尺寸。表31為圓柱螺旋彈簧的部分規(guī)格。h=++6= ⑤檢查彈簧最大允許壓縮量是滿足Fj≥hFj==h 經(jīng)檢查所選彈簧是合適的。應(yīng)該說明的是模具總體設(shè)計與部件、零件設(shè)計及計算的步驟是緊密相連的、相互結(jié)合、相互補(bǔ)充，以最終確定最佳方案。 如沖裁模的工作零件是在高的工作壓力、強(qiáng)烈的應(yīng)力集中和沖擊性負(fù)荷的條件下工作的，因而它們應(yīng)具有高的強(qiáng)度和硬度、高的耐磨性和足夠的韌性，必須采用工具鋼或硬質(zhì)合金。沖模常用材料及熱處理要求見表32，表33。在必要時，還應(yīng)畫出側(cè)視圖或局部剖視圖。如圖10所示。 在總裝圖上應(yīng)標(biāo)明閉合高度、輪廓尺寸，以及靠裝配保證的有關(guān)尺寸和精度。 繪制模具零件圖 按設(shè)計的模具總圖，拆繪模具零件圖。第二章 設(shè)計沖模的有關(guān)規(guī)定及注意事項(xiàng) 圖樣幅面及比例模具總圖和零件圖的圖紙幅面，—84的規(guī)定，選擇適當(dāng)?shù)膱D幅?！?4規(guī)定執(zhí)行。對稱的模具是上模和下模的俯視圖各畫一半。有落料工序的模具，還應(yīng)畫出排樣圖，一般也布置在總圖右上角。(3) 標(biāo)題欄和明細(xì)表標(biāo)題欄和明細(xì)表一般放在總圖的右下角如圖110。在圖21中“設(shè)計單位”指學(xué)院名稱及班級名稱，“模具名稱”填寫時注意是總裝圖要寫明總裝圖第幾副。例如“I—02”表示第一副模具第二張零件圖。 模具零件圖 拆繪模具零件圖時，應(yīng)盡量按該零件在總圖中的裝配位置畫出，不要任意旋轉(zhuǎn)和顛倒，以防畫錯，影響裝配。注意零件圖標(biāo)題欄中的件號和代號應(yīng)與總裝配圖中的件號和代號相對應(yīng)。 沖模圖的一些習(xí)慣畫法模具圖的畫法主要按機(jī)械制圖的國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定。內(nèi)六角螺釘和圓柱銷在俯視圖中分別用雙圓(螺釘頭外徑和窩孔)及單圓表示。(2) 圓柱螺旋壓縮彈簧的畫法在沖模圖中，彈簧可采用簡易畫法，用雙點(diǎn)劃線表示。目前很多工廠均有通用彈頂器可供選用，但有些模具的彈頂囂也需專門設(shè)計，故在畫圖時可以全都畫出，也可不畫，只在下模座上面出連接的螺孔。 第三章 沖壓模課程設(shè)計指導(dǎo)實(shí)例沖裁、彎曲、拉深及成形是冷沖壓的基本工序，下面以常見的沖裁件、彎曲件及拉深件為例，介紹沖裁、彎曲及拉深的沖壓工藝分析、工藝方案擬訂、工藝計算及模具設(shè)計。．將以上精度與零件簡圖中所標(biāo)注的尺寸公差相比較，可認(rèn)為該零件的精度要求能夠在沖裁加工中得到保證．其它尺寸標(biāo)注、生產(chǎn)批量等情況，也均符合沖裁的工藝要求，故決定采用利用導(dǎo)正銷進(jìn)行定位、剛性卸料裝置、自然漏料方式的沖孔落料模進(jìn)行加工.　　方案一采用復(fù)合模加工。　　方案二采用級進(jìn)模加工。 　比較方案一與方案二，對于所給零件，由于兩小孔比較接近邊緣，復(fù)合模沖裁零件時受到壁厚的限制，模具結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度方面相對較難實(shí)現(xiàn)和保證，所以根據(jù)零件性質(zhì)故采用級進(jìn)模加工。條料寬度：　 　 Δ=　　　　　 圖32圖34設(shè)沖模壓力中心離O1點(diǎn)的距離為x，根據(jù)力矩平衡原理得：F落?x=（25x）?（F孔1+F孔2）由此算得： x=沖模刃口尺寸及公差的計算1）沖孔部分、凹模分開的加工方法得：Zmin=，Zmax=； Zmax Zmin==得對沖f11孔時：δp=，δd=：δp=，δd=δp+δd =故滿足δp+δd Zmax Zmin條件　　得x=，則沖孔部分：：尺寸極限偏差轉(zhuǎn)化為；2）落料部分對外輪廓的落料，由于形狀較復(fù)雜，故采用配合加工方法。確定各主要零件結(jié)構(gòu)尺寸1）凹模外形尺寸的確定凹模厚度的確定：H=p——取總壓力W==26mmLd=b+2W=30+226=82mm工件長：b=30mm凹模寬度Bd的確定：Bd=步距+工件寬+2W2取步距=25mm； 工件寬=； W2==32mmBd=25++232=109mm2）凸模長度Lp的確定凸模長度計算為：Lp=h1+h2+h3+Y其中初定：導(dǎo)尺厚 h1=6mm 卸料板厚 h2=12mm 凸模固定板厚 h3=18mm 凸模修磨量 Y=18mm則：Lp=6+12+18+18=54mm先用沖床的公稱壓力應(yīng)大于計算出的總壓力F總=89756N；最大閉合高度應(yīng)大于沖模閉合高度；工作臺臺面尺寸應(yīng)能滿足模具的正確安裝。（三）設(shè)計并繪制總圖、選取標(biāo)準(zhǔn)件　　按已確定的模具形式及參數(shù)，從冷沖模標(biāo)準(zhǔn)中選取標(biāo)準(zhǔn)模架，繪制總圖。（四）繪制非標(biāo)準(zhǔn)零件圖　　本實(shí)例只繪制凸模、凹模、凸模固定板和卸料板四個零件圖樣，供初學(xué)者參考。 （一）沖壓件的工藝分析該零件為備輪架加固板，材料較厚，其主要作用是增加汽車備輪架強(qiáng)度。 圓孔精度不高，彎曲角為90186。 同理，可計算出其他部位尺寸，最后得出如圖314所示的彎曲毛坯的形狀和尺寸。查表得：沿送料進(jìn)方向的搭邊a=4mm，側(cè)向搭邊a1=5mm，因此，三種單排樣方式產(chǎn)材料利用率分別為64％、64％和70％。b）材料利用率64%c）材料利用率70% 圖315 加固板的排樣方式?jīng)_壓工序性質(zhì)和工序次數(shù)的選擇沖壓該零件，需要的基本工序和次數(shù)有：（a） 落料；根據(jù)以上這些工序，可以作出下列各種組合方案。（d） 首次彎曲成形，如圖317所示。（c） 首次彎曲成形，見圖317。（c） 二次彎曲成形，見圖318。 （d） 二次彎曲成形，見圖318。 （b） 首次彎曲成形，見圖317。 （f） 沖側(cè)壁六個f11孔。 （d） 二次彎曲成形，見圖318。方案二，落料和沖腰圓孔組合以及底部兩個f11孔和壁部六個f11孔組合沖出，可以節(jié)省一道工序，但是模具結(jié)構(gòu)比方案一復(fù)雜，同時多凸模厚板沖孔模容易磨損，刃磨次數(shù)增多，模具壽命低。方案五，全部沖孔工序安排在彎曲成形后進(jìn)行，缺點(diǎn)是成形后沖孔，模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，刃磨和修理比較困難，上、下料操作也不方便。確定了工藝方案以后，就可以進(jìn)行該方案的模具結(jié)構(gòu)形式的確定，各工序的沖壓力計算和沖壓設(shè)備的選用。 圖317 務(wù)輪架加固板第一次彎曲模 圖318 備輪架支架加固板第二次彎曲模圖319 加固板沖孔模1－下模板 2－導(dǎo)柱 3－導(dǎo)套 4－上模板 9－凹模 10－凸模1120－定位銷 12－墊板 13－凸模固定板 1117－緊固螺釘15－卸料板 19－凹模固定板 21－定程柱 22－擋料銷（四）計算各工序沖壓力和選擇沖壓設(shè)備第一道工序——落料（a）平刃口模具沖裁時，落料力按下式計算： F落=將加固板毛坯的周長L=1395mm，厚度t=4mm以及08鋼材料的抗剪強(qiáng)度τ=260MPa代入上式，得：F落=13954260=1886040N為了降低落料力，改用斜刃口模具，落料力：F落=（KL1tτ+L2tτ）上式中，L1為模具斜刃口部分長度。（b） 推件力：F推=nK1F落設(shè)同時梗塞在凹模內(nèi)的零件數(shù)n=2，查表系數(shù)K1=，代入上式，得F推=2884200=79500N。 F3=2（2π14+252）426=519000N（d）選用沖壓設(shè)備工序總的沖孔力：=F1+F2+F3=700KN，故可選用1000kN壓力機(jī)。（a）自由彎曲力 上式中，安全系數(shù)：k=；寬度：b=（116+）=170mm；彎曲半徑：r=5mm；08鋼抗拉強(qiáng)度：；則：（b）校正彎曲力 沖壓件在行程終了時受到的校正彎曲力，可按近似計算。 第四道工序——二次彎曲成形（圖318）（五）編寫工藝文件，填寫沖壓工藝卡設(shè)計實(shí)例3：柴油機(jī)通風(fēng)口座子拉深模及翻邊模設(shè)計零件簡圖：如圖320所示。翻邊工序計算（1）一次翻邊所能達(dá)到的高度：按照相關(guān)表取極限翻邊系數(shù)K最小=由相應(yīng)公式計算：而零件的第三階高度H=H最大=由此可知一次翻邊不能達(dá)到零件高度要求，需要采用拉深成三階形階梯件并沖底孔，然后翻邊。圖322 翻邊前半成品形狀拉深工序計算圖322所示的階梯形半成品需要幾次拉深，各次拉深后的半成品尺寸如何，需進(jìn)行如下拉深工藝計算。表33 毛料計算附表（mm）根據(jù)公式計算得毛坯直徑：計算相對厚度：由于參與第二次拉深變形的區(qū)域是從圖323中的l5開始，因此以l5開始計算面積，并求出相應(yīng)的直徑。上述計算是否正確，即第一次能否由f206的平板毛坯拉深成圖322所示的半成品，需進(jìn)行核算。共計四道工序。單邊間隙：Z==凹模尺寸按公式（433a）得：式中δ凹由表查得。初算模具閉合高度：H閉=外輪廓尺寸估算為：f420mm 圖325 模具結(jié)構(gòu)草圖（五）模具主要零部件設(shè)計該模具的零件比較簡單，可以在繪制總圖時，邊繪邊設(shè)計。 滑塊行程：400 mm 連桿調(diào)節(jié)量：250 mm凸模零件圖如圖327所示。第三道拉深沖孔復(fù)合模，如圖330所示。附：專業(yè)設(shè)計相關(guān)選用標(biāo)準(zhǔn)表1 一般沖孔?？蓻_壓的最小孔徑材料鋼τ700MPad≥b≥b≥b≥鋼τ=400～700MPad≥b≥b≥b≥t鋼τ400MPad≥tb≥b≥b≥黃銅、銅d≥b≥b≥b≥鋁、鋅d≥b≥b≥b≥紙膠板、布膠板d≥b≥b≥b≥硬紙、紙d≥b≥b≥b≥注：t——材料厚度。177。177。177。177。177。177?！?0180。177。177。177。2176。177。177。2176。15180。1176。177。15180。1176。50180。40180。30180。25180。20180。15180。表11 圓筒形拉深件徑向尺寸的偏差值/mm板料厚度t/mm拉深件直徑/mm5050100100300177。177。177。177。177。177。177。177。177。177。177。177。177。177。177。177。177。177。177。177。177。177。177。177。177。 ②被包容表面尺寸是指被量具包容的尺寸，如圓柱體直徑和