【正文】 不同又可分為沖裁、彎曲、拉深和成形四種基本工序，每種基本工序還包含有多種單一工序。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、剛度好的沖壓件所代替。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)點才能充分體現(xiàn)，從而獲得較好的經(jīng)濟效益。 （ 2）沖壓時由于模具保證了沖壓件的尺寸與形狀精度，且一般不破壞沖壓件的表面質(zhì)量 ,而模具的壽命一般較長 ,所以沖壓的質(zhì)量穩(wěn)定 ,互換性好 ,具有 “ 一模一樣 ” 的特征。沖壓工藝與模具、沖壓設(shè)備和沖壓材料構(gòu)成沖壓加工的三要素，只有它們相互結(jié)合才能得出沖壓件。沖壓是材料壓力加工或塑性加工的主要方法之一，隸屬于材料成型工程術(shù)。同時，由于機械零件的復(fù)雜程度和精度的不斷提高，對塑料模具的 要求也越來越高。由此，一方面是制品使用周期縮短，另一第一章 緒論 2 方面花樣變化頻繁，要求模具的生產(chǎn)周期愈短愈好。模具標準化及模具標準件的應(yīng)用將極大地影響模具制造周期，且還能提高模具的質(zhì)量和降低模具制造成本。熱流道模具在我國也已生產(chǎn)，有些企業(yè)使用率上升到20%~30%。 三是多功能復(fù)合模具將進一步發(fā)展。這是由于模具成 型的零件日漸大型化和高生產(chǎn)效率要求而發(fā)展的 一模多腔 所造成的。因此，只要國產(chǎn) 模具的質(zhì)量能夠有提高，交貨期能夠保證，模具出口的前景是十分樂觀的。另外由于采用的標準件少，所以 模具的制造成本加大。 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 再次拉深、沖孔、切邊復(fù)合模 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） I 摘 要 本設(shè)計說明書中概括了模具市場的發(fā)展趨勢及沖壓技術(shù)的概念和發(fā)展方向，主要是再次、拉深、沖孔復(fù)合模的詳細設(shè)計過程，包括工藝方案的確定，模具刃口尺寸的計算，以及壓力機校核等。由于采用了鑲拼結(jié)構(gòu)，故模具零件多，由于零件較小，還要與其它零件連接，故零件制造要求高。另外，隨著近年來工業(yè)發(fā)達國家的人工費用增加，其模具生產(chǎn)正向發(fā)展中國家特別是東南亞國家轉(zhuǎn)移。 模具市場十大發(fā)展趨勢 一是模具日趨大型化。這要求超精加工。由于采用熱流道技術(shù)的模具可提高制件的生產(chǎn)率和質(zhì)量，并能大幅度節(jié)約制作的原材料，因此熱流道技術(shù)的應(yīng)用在外國發(fā)展很快，許多塑料模具廠 生產(chǎn)的塑料模具一半以上采用了熱流道技術(shù)，有的廠家使用率達到 80%以上，效果十分明顯。 六是標準件的應(yīng)用將日漸廣泛。現(xiàn)在是多品種小批量生產(chǎn)時代， 21 世紀，這種生產(chǎn)方式占工業(yè)生產(chǎn)的比例將達到 75%以上。 九是以塑代鋼、以塑代木的進程進一步加快，塑料模具的比例將不斷增大。沖壓通常是在常溫下對材料進行冷變形加工，且主要采用板料來加工成所需零件，所以也叫冷沖壓或板料沖壓。沖模在沖壓中至關(guān)重要，沒有符合要求的沖模，批量沖壓生產(chǎn)就難以進行；沒有先進的沖模，先進的沖壓工藝就無法實現(xiàn)。這是因為沖壓是依靠沖模和沖壓設(shè)備來完成加工，普通壓力機的行程次數(shù)為每分鐘可達幾十次，高速壓力要每分鐘可達數(shù)百次甚至千次以上，而且每次沖壓行程就可能得到一個沖件。 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 但是，沖壓 加工所使用的模具一般具有專用性，有時一個復(fù)雜零件需要數(shù)套模具才能加工成形，且模具制造的精度高，技術(shù)要求高，是技術(shù)密集形產(chǎn)品。在這些工業(yè)部門中，沖壓件所占的比重都相當(dāng)?shù)拇螅賱t 60%以上，多則 90%以上。概括起來，可分為分離工序和成形工序兩大類；分離工序是指使坯料沿一定的輪廓線分離而獲得一定形狀、尺寸和斷面質(zhì)量的沖壓（俗稱沖裁件）的工序；成形工序是指使坯料在不破裂的條件下產(chǎn)生塑性變形而獲得一定形狀和尺寸的沖壓件的工序。 復(fù)合沖壓 ——在壓力機的一次工作行程中，在模具的同一工位上同時完成兩種或兩種以上不同單一工序的一種組合方法式。通常按工序性質(zhì)可分為沖裁模、彎曲模、拉深模和成形模等；按工序的組合方式可分為單工序模、復(fù)合模和級進模等。 沖壓技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展方向 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步和工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，許多新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備、新材料不斷涌現(xiàn)，因而促進了沖壓技術(shù)的不斷革新和發(fā)展。特別是隨著計算機技術(shù)的飛躍發(fā)展和塑性變形理論的進一步完善，近年來國內(nèi)外已開始應(yīng)用塑性成形過程的計算機模擬技術(shù)，即利用有限元（ FEM）等有值分析方法模擬金屬的塑性成形過程，根據(jù)分析結(jié)果，設(shè)計人員可預(yù)測某一工藝方案成形的可行性及可能出現(xiàn)的質(zhì)量問題，并通過在計算機上選擇修改相關(guān)參數(shù)，可實現(xiàn)工藝及模具的優(yōu)化設(shè)計。其中，精密沖裁是提高沖裁件質(zhì)量的有效方法，它擴大了沖壓加工范 圍，目前精密沖裁加工零件的厚度可達 25mm，精度可達 IT16~17 級；用液體、橡膠、聚氨酯等作柔性凸模或凹模的軟模成形工藝，能加工出用普通加工方法難以加工的材料和復(fù)雜形狀的零件，在特定生產(chǎn)條件下具有明顯的經(jīng)濟效果；采用爆炸等高能效成形方法對于加工各種尺寸在、形狀復(fù)雜、批量小、強度高和精度要求較高的板料零件，具有很重要的實用意義；利用金屬材料的超塑性進行超塑成形，可以用一次成形代替多道普通的沖壓成形工序，這對于加工形狀復(fù)雜和大型板料零件具有突出的優(yōu)越性；無模多點成形工序是用高度可調(diào)的凸模群體代替?zhèn)鹘y(tǒng)模具進行板料曲面成形的一種先進技術(shù)，我國已自主設(shè)計制造了具有國際領(lǐng)先水平的無 模多點成形設(shè)備，解決了多點壓機成形法，從而可隨意改變變形路徑與四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 5 受力狀態(tài)，提高了材料的成形極限，同時利用反復(fù)成形技術(shù)可消除材料內(nèi)殘余應(yīng)力，實現(xiàn)無回彈成形。目前， 50 個工位以上的級進模進距精度可達到 2微米，多功能級進模不僅可以完成沖壓全過程，還可完成焊接、裝配等工序。計算機技術(shù)、信息技術(shù)、自動化技術(shù)等先進技術(shù)正在不斷向傳統(tǒng)制造技術(shù)滲透、交叉、融合形成了現(xiàn)代模具制造技術(shù)。 精度磨削及拋光已開始使用 數(shù)控成形磨床、數(shù)控第一章 緒論 6 光學(xué)曲線磨床、數(shù)控連續(xù)軌跡坐標磨床及自動拋光等先進設(shè) 備和技術(shù) 。如清華大學(xué)開發(fā)研制的“ MRPMSⅡ 型多功能快速原型制造系統(tǒng) ” 是我國自主知識產(chǎn)權(quán)的世界惟一擁有兩種快速成形工藝（分層實體制造 SSM 和熔融擠壓成形 MEM）的系 統(tǒng)，它基于 “模塊化技術(shù)集成 ”之概念而設(shè)計和制造，具有較好的價格性能比。如在數(shù)控四邊折彎機中送入板料毛坯后，在計算機程序控制下便可依次完成四邊彎曲，從而大幅度提高精度和生產(chǎn)率；在高速自動壓力機上沖壓電機定轉(zhuǎn)子沖片時，一分鐘可沖幾百片，并能自動疊成定、轉(zhuǎn)子鐵芯，生產(chǎn)效率比普通壓力機提高幾十倍，材料利用率高達 97%；公稱壓力為 250KN 的高速壓力機的滑塊行程次數(shù)已達 20xx 次 /min 以上。其中，無需設(shè)計專用模具、性能先進的轉(zhuǎn)塔數(shù)控多工位壓力機、激光切割和成形機、 CNC 萬能折彎機等新設(shè)備已投入使用。 (4)沖壓標準化及專業(yè)化生產(chǎn)方面 模具的標準化及專業(yè)化生產(chǎn)，已得到模具行業(yè)和廣泛重視。模具制造廠專業(yè)化程度越不定期越高，分工越來越細，如目前有模架廠、頂桿廠、熱處理廠等，甚至某些模具廠僅專業(yè)化制造某類產(chǎn)品的沖裁?；驈澢＃@樣更有利于制造水平的提高和制造周期的縮短。 第二章 工藝性分析 8 第二章 工藝性分析 材料分析 牌號： 08 鋼 標準： GB/T 699 ●化學(xué)成份： C: %% iS ： % % Mn:%% ● 力學(xué)性能： σ b =325MPa s? a195MP? ● 特性和用途： 這種鋼強度不大，而塑性和韌性高，有良好的沖壓，拉延和彎曲性能，焊接性好。圖 21 所示為 工件 。 沖壓加工方法是一種先進的工藝方法，因其生產(chǎn)效率高，材料利用率高，操作簡單等一系列優(yōu)點而得到廣泛應(yīng)用。對于這種零件，由于是大批量第二章 工藝性分析 10 生產(chǎn)，故而采用沖壓加工生產(chǎn)能夠減少單件產(chǎn)品的成本，可以取得很好的經(jīng)濟效益。 在技術(shù)方面，主要分析該零件的形狀特點、尺寸大小、精度要求和材料性能等因素是否符合沖壓工藝的要求。 毛坯的面積與旋轉(zhuǎn)體的表面積相等，則由 得 2211 22 LRLR Ss ?? ? 由于拉深材料厚度有公差，板料具有各向異性；模具間隙和摩擦阻力的不一致以及毛坯的定位不準確等原因，拉深后零件的口部將出現(xiàn)凸耳 (口部不平 )。根據(jù)技術(shù)上可靠，經(jīng)濟上合理的原則對各種方案進行對比、分析，從而選出最佳的工藝方案（包括成形工序和各種輔助工序的性質(zhì)、內(nèi)容、復(fù)合程度、工序順序等），并盡可能的進行優(yōu)化。就 此工件 而言，很明顯，從零件圖上便能很直觀的看出需要 在再次拉深，沖孔和切邊三道 工序。 （ 2）拉深系數(shù) 所謂拉深系數(shù)，即每次拉深后的圓筒形件的直徑與拉深前毛坯（或半成品）的直徑之比。 對于拉深模，可分為圓筒形和盒形件，圓筒形又可分為無凸緣和有凸緣形，有凸緣形再可分為窄凸緣形和寬凸緣形件。 另外對于拉深件首先要計算拉深系數(shù)，如果結(jié)果大于材料的拉深極限系數(shù)則可以一次拉出，否則要多道拉深。主要是根據(jù)工序的變形特點和質(zhì)量要求來安排。通常，模具的選用主要取決于沖壓件的生產(chǎn)批量，尺寸大小和精度要求等因素。一般來說，連續(xù)模的生產(chǎn)效率高，操作比較安全、簡便，容易實現(xiàn)單機自動化生產(chǎn)，若裝上自動送料裝置，可適用小件的自動沖壓 ， 復(fù)合模的沖壓精度比連續(xù)模高，結(jié)構(gòu)緊湊，模具輪廓尺寸比連續(xù)模小。 分析： 方案一模具結(jié)構(gòu)簡單 ，各需要一套模具， 使得 成本高而生產(chǎn)效率低； 不宜采用。使沖出的制件內(nèi)外形相對位置及各件的尺寸一致性非常好，制件平直。 結(jié)論： 經(jīng)過比較，聯(lián)系生產(chǎn)實際和此零件的結(jié)構(gòu)特點， 采用方案二 為佳。一般常取 K=。對于帶有模柄的沖壓模，壓力中心應(yīng)通過模柄的軸心線。 （ 3）形狀復(fù)雜的零件、多凸模的壓力中心可用解析計算法求出沖模壓力中心。 拉深工藝力的計算 . 壓邊力的計算 施加壓邊力是為了防止毛坯在拉深變形過程中的起皺，壓邊力的大小對拉深工作的影響很大 (如圖 所示 )。 圖 壓邊力對拉深工作的影響 圖 首次拉深壓邊力 Q 的理論曲線 生產(chǎn)中，壓邊力 FQ 都有一個調(diào)節(jié)范圍，它的確定是建立在實踐經(jīng)驗基礎(chǔ)上，其大小可按下式計算，即表 ： 表 計算壓邊力的公式 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 17 此制件的壓邊力 NAF Q 9 3 )(q 22 ??????? 式中 q為單位壓邊力 MPa 見表 ； A 為壓邊面積。一般常取 K=。但是它成本低、且有三個方向都可操作，操作方便，容易安裝機械化裝置。這類壓力機結(jié)構(gòu)簡單、造價低，不 易發(fā)生超負荷損壞。 校正、校平、整形等沖壓工序要求壓力機剛度大，可選用肘桿式精壓機。但是液壓機的速度低 ，生產(chǎn)效率低，制件尺寸精度因受操作的影響不太穩(wěn)定。正確確定模具刃口尺寸及其制造公差，是設(shè)計沖裁模主要任務(wù)之一。這樣，在凸模、凹模磨損到一定程度的情況下，仍能沖出合格制件。制件精度與模具制造精度的關(guān)系見表 。 使用過程中凸模磨損后，刃口尺寸的變化有增大、減小、不變?nèi)N情況，如圖 41加括號尺寸 A1,A2 是凸模磨損后變小尺寸。而間隙過小，則會使零件拉斷或變薄特別嚴重。故間隙值可按下式計算 CtZ ?? maxt =+ 1? = 式中 maxt 材料的最大厚度，其值 ???ttmax =1+=； 其中 ? 板料的正偏差； C增大系數(shù)，考慮材料的增厚以減小摩擦。 查文獻（ 2）， P163 表 423 凸模制造公差 δ p與凹模制造公差 δ d，查得 ?? mm ?d? mm 0 )( ????PD =? mm )( ?? ??????D mm 凸模工作表面粗糙度一般要求為 R m；圓角和端面加工為 m。較小的 還會使拉深件表面刮傷，結(jié)果使工件的表面質(zhì)量受損。在生產(chǎn)上一般應(yīng)盡量避免采用過小的凹模圓角半徑，在保證工件質(zhì)量的前提下盡量取較大的值，以滿足模具壽命的要求。 過大時，凸模端面與毛坯接觸面積減小，如圖 所示，易使拉深件底部變簿增大和圓角處出現(xiàn)內(nèi)皺。 棘塊凸凹模尺寸公差標注 如圖 45 和 圖 46 圖 45（凸模） 第四章 模具刃口尺寸計算 26 圖 46（凹模）四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 27 第五 章 模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 模具類型 因生產(chǎn)批量大，我們采用了復(fù)合模具。因而不存在累積定位誤差。 （ 3）模具結(jié)構(gòu)緊湊，面積較小。 倒裝模具結(jié)構(gòu)的優(yōu)點 ： （ 1）由于采用打料桿將工件或廢料從凹模孔中打下，因而工件或廢料不在凹?？變?nèi)積聚，可減少工件可廢料對孔的漲力?？煽s短模具制作周期，降低模具加工費用。沖裁過程中對制件不起壓緊作用。 綜上所述，此制件采用倒裝復(fù)合模。 此制件沖孔產(chǎn)生的廢料從模具中的圓形通道漏出。 此制件我們采用了 剛性推沖件裝置 ， 如 圖 61。直壁式其孔壁垂直于頂面，刃口尺寸不隨修磨刃口增大。凸臺式是一種低硬度的