【正文】 凸臺(tái)式是一種低硬度的凹模刃口。 此制件我們采用了 剛性推沖件裝置 ， 如 圖 61。 綜上所述，此制件采用倒裝復(fù)合模?？煽s短模具制作周期，降低模具加工費(fèi)用。 （ 3）模具結(jié)構(gòu)緊湊，面積較小。 棘塊凸凹模尺寸公差標(biāo)注 如圖 45 和 圖 46 圖 45（凸模） 第四章 模具刃口尺寸計(jì)算 26 圖 46（凹模）四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 27 第五 章 模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 模具類型 因生產(chǎn)批量大，我們采用了復(fù)合模具。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。 查文獻(xiàn)（ 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。而間隙過小，則會(huì)使零件拉斷或變薄特別嚴(yán)重。制件精度與模具制造精度的關(guān)系見表 。正確確定模具刃口尺寸及其制造公差，是設(shè)計(jì)沖裁模主要任務(wù)之一。 校正、校平、整形等沖壓工序要求壓力機(jī)剛度大，可選用肘桿式精壓機(jī)。但是它成本低、且有三個(gè)方向都可操作，操作方便，容易安裝機(jī)械化裝置。 圖 壓邊力對(duì)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(gè)調(diào)節(jié)范圍，它的確定是建立在實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上，其大小可按下式計(jì)算，即表 ： 表 計(jì)算壓邊力的公式 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（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。 （ 3）形狀復(fù)雜的零件、多凸模的壓力中心可用解析計(jì)算法求出沖模壓力中心。一般常取 K=。使沖出的制件內(nèi)外形相對(duì)位置及各件的尺寸一致性非常好，制件平直。一般來(lái)說(shuō)，連續(xù)模的生產(chǎn)效率高，操作比較安全、簡(jiǎn)便，容易實(shí)現(xiàn)單機(jī)自動(dòng)化生產(chǎn)，若裝上自動(dòng)送料裝置，可適用小件的自動(dòng)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。主要是根據(jù)工序的變形特點(diǎn)和質(zhì)量要求來(lái)安排。 對(duì)于拉深模，可分為圓筒形和盒形件，圓筒形又可分為無(wú)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。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。 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(zhǔn)確等原因，拉深后零件的口部將出現(xiàn)凸耳 (口部不平 )。對(duì)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(jì)效益。圖 21 所示為 工件 。模具制造廠專業(yè)化程度越不定期越高，分工越來(lái)越細(xì)，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?，這樣更有利于制造水平的提高和制造周期的縮短。其中，無(wú)需設(shè)計(jì)專用模具、性能先進(jìn)的轉(zhuǎn)塔數(shù)控多工位壓力機(jī)、激光切割和成形機(jī)、 CNC 萬(wàn)能折彎?rùn)C(jī)等新設(shè)備已投入使用。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(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的世界惟一擁有兩種快速成形工藝（分層實(shí)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(jì)和制造，具有較好的價(jià)格性能比。計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)等先進(jìn)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)。其中，精密沖裁是提高沖裁件質(zhì)量的有效方法，它擴(kuò)大了沖壓加工范 圍，目前精密沖裁加工零件的厚度可達(dá) 25mm，精度可達(dá) IT16~17 級(jí)；用液體、橡膠、聚氨酯等作柔性凸?；虬寄５能浤３尚喂に?，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(jì)效果；采用爆炸等高能效成形方法對(duì)于加工各種尺寸在、形狀復(fù)雜、批量小、強(qiáng)度高和精度要求較高的板料零件，具有很重要的實(shí)用意義；利用金屬材料的超塑性進(jìn)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(duì)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(wú)模多點(diǎn)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(jìn)行板料曲面成形的一種先進(jìn)技術(shù)，我國(guó)已自主設(shè)計(jì)制造了具有國(guó)際領(lǐng)先水平的無(wú) 模多點(diǎn)成形設(shè)備，解決了多點(diǎn)壓機(jī)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(jì)（論文） 5 受力狀態(tài)，提高了材料的成形極限，同時(shí)利用反復(fù)成形技術(shù)可消除材料內(nèi)殘余應(yīng)力，實(shí)現(xiàn)無(wú)回彈成形。 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(jìn)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(jìn)了沖壓技術(shù)的不斷革新和發(fā)展。 復(fù)合沖壓 ——在壓力機(jī)的一次工作行程中，在模具的同一工位上同時(shí)完成兩種或兩種以上不同單一工序的一種組合方法式。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。這是因?yàn)闆_壓是依靠沖模和沖壓設(shè)備來(lái)完成加工，普通壓力機(jī)的行程次數(shù)為每分鐘可達(dá)幾十次，高速壓力要每分鐘可達(dá)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(gè)沖件。沖壓通常是在常溫下對(duì)材料進(jìn)行冷變形加工，且主要采用板料來(lái)加工成所需零件，所以也叫冷沖壓或板料沖壓?，F(xiàn)在是多品種小批量生產(chǎn)時(shí)代， 21 世紀(jì)，這種生產(chǎn)方式占工業(yè)生產(chǎn)的比例將達(dá)到 75%以上。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(guó)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(dá)到 80%以上，效果十分明顯。 模具市場(chǎng)十大發(fā)展趨勢(shì) 一是模具日趨大型化。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。另外由于采用的標(biāo)準(zhǔn)件少，所以 模具的制造成本加大。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。熱流道模具在我國(guó)也已生產(chǎn)，有些企業(yè)使用率上升到20%~30%。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。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)。 （ 2）沖壓時(shí)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(zhǎng) ,所以沖壓的質(zhì)量穩(wěn)定 ,互換性好 ,具有 “ 一模一樣 ” 的特征。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。 級(jí)進(jìn)沖壓 ——在壓力機(jī)上的一次工作行程中，按照一定的順序在同一模具的不同工位上完面兩種或兩種以上不同單一工序的一種組合方式。其主要表現(xiàn)和發(fā)展方向如下。無(wú)模多點(diǎn)成形系統(tǒng)以 CAD/CAM/CAE 技術(shù)為主要手段，能快速經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)三維曲面的自動(dòng)化成形。其中高速銑削加工、電火花銑削加工、慢走絲切割加工、精密磨削及拋光技術(shù)、數(shù)控測(cè)量等代表了現(xiàn)代沖模制造的技術(shù)水平。一 汽模具制造公司在以 CAD/CAM 加工的主模型為基礎(chǔ)，采用瑞士汽巴精化的高強(qiáng)度樹脂澆注成形的樹脂沖模應(yīng)用在國(guó)產(chǎn)轎車試制和小批量生產(chǎn)開辟了新的途徑。特別是近幾年來(lái)在國(guó)外已經(jīng)發(fā)展起來(lái)、國(guó)內(nèi)亦開始使用的沖壓柔性制造單元（ FMC）和沖壓柔性制造系統(tǒng)（ FMS）代表了沖壓生產(chǎn)新的發(fā)展趨勢(shì)。我國(guó)沖模標(biāo)準(zhǔn)化與專業(yè)化生產(chǎn)近年來(lái)也有較大發(fā)展，除反映在標(biāo)準(zhǔn)件專業(yè)化生產(chǎn)廠家有較多增加外，標(biāo)準(zhǔn)件品種也有擴(kuò)展，精度亦有提高。 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 圖 21 工件圖 圖 22 毛坯圖 、沖壓加工的經(jīng)濟(jì)性分析 所謂經(jīng)濟(jì)性，就是以最少的耗費(fèi)取得最大的經(jīng)濟(jì)效果。 、沖壓件的工藝性分析 沖壓件的工藝性分析是指該零件在沖壓加工中的難易程度 ， 即分析沖壓件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否合理可靠、便于加工 ,并從幾種可行的加工方案中選出最經(jīng)濟(jì)、最合理的方案。為了得到口部平 1? ??L L四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 齊，高度一致的拉深件，需要拉深后增加切邊工序，將不平齊的部分切去。 、確定沖壓次數(shù)和沖壓順序 （ 1）沖壓次數(shù) 沖壓次數(shù)是指同一性質(zhì)的工序重復(fù)進(jìn)行的次數(shù)。對(duì)于圓筒形件，一般按材料厚度有兩種拉深方法。 此工件的沖壓順序?yàn)樵俅卫睿瑳_孔，切邊。 對(duì)于 此工件 ，先擬訂以下三種工序組合方式： 方案一：再次拉深，后沖孔，再切邊， 采用 單工序模 生產(chǎn)。適宜沖制薄料和脆性或軟質(zhì)材料；生產(chǎn)效率高；模具結(jié)構(gòu)緊湊，面積較小。 所以， KNKLF 0 2 0 ?????? ? 由于影響推件力的因素主要有材料的力學(xué)性能、材料厚度、模具間隙、凸凹模表明粗糙度、零件形狀和尺寸以及潤(rùn)滑情況等。 解析法的計(jì)算依據(jù)是：各分力對(duì)某坐標(biāo)軸的力矩之代數(shù)和等于諸力的合力對(duì)該坐標(biāo)軸力矩。 表 單位壓邊力 q/MPa 生產(chǎn)中也可根據(jù)第一次的拉深力 F１，計(jì)算壓邊力： FQ＝ （ N) ．拉深力的計(jì)算 圓筒形零件拉深時(shí)拉深力理論上是由變形區(qū)的變形抗力、摩擦力和彎曲變形力等組成。適宜于精度要求不太高的沖壓件生產(chǎn)。這類壓力機(jī)的剛度大．滑塊行程小，在行程末端停留時(shí)間長(zhǎng)。從生產(chǎn)實(shí)踐中可以發(fā)現(xiàn)： （ 1）由于凸模、凹模之間存在間隙，使落下的料或沖出的孔都帶有錐度，且落料 （ 2）在測(cè)量與使用中，落料件是以大端尺寸為基準(zhǔn)，沖孔孔徑是以小端尺寸為基準(zhǔn)。若制件沒有標(biāo)注公差，則對(duì)于非圓形件按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)“非配合尺寸的公差數(shù)值” IT14 級(jí)處理，沖模則可按 IT11 級(jí)制造；對(duì)于圓形件，一般可按 IT7～ IT6 級(jí)制造模具。故間隙過大或過小均會(huì)降低零件質(zhì)量。 凹模工作平面與模腔表面要求加工為 m；圓角表面一般要求為 m。通?？砂唇?jīng)驗(yàn)公式計(jì)算： ? ? 7 5 0 ????d mm 式中 ：Ｄ為毛坯直徑或上道工序拉深件直徑； D=100mm d 為本道工序拉深件的直徑 d=78mm。 所謂復(fù)合模具結(jié)構(gòu)，就是在沖床的一次行程內(nèi)，完成兩道以上的沖壓工序。 按照落料凹模安裝的位置，復(fù)合?？煞譃檎b和倒裝兩種形式。 （ 4）由于壓邊力只在平板坯料沒有完全被拉入凹模前起作用，所以適用于旋轉(zhuǎn)體體的拉伸。 操作與定位方式 零件雖屬于大批量生產(chǎn)，但在此安排手工送料方式能夠達(dá)到批量生產(chǎn)，且能夠降低模具的成本。 圖 51 1—打桿； 2—推板； 3—推桿； 4—推件塊 剛性推件裝置 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 29 模架類型及精度 采用后側(cè) 滑動(dòng)導(dǎo)柱模架 。又稱鉚刀口凹模，主要用于沖裁板料厚度 以下的小間隙、無(wú)間隙模具。斜壁式其特點(diǎn)與直壁式相反，在一般的工件或廢料向下落的模具中應(yīng)用廣泛。推板的形狀和推桿的布置應(yīng)根據(jù)被推材料的尺寸和形狀來(lái)確定。此工件的拉深深度為 70mm,故采用倒裝拉深模具。 （ 3）由于工件或廢料不在凹模也內(nèi)積聚，因此也就沒有必要加工凹模的反面孔（出料孔）。 （ 2）生產(chǎn)效率高。 因?yàn)檫@是最后一次拉深，所以凸模圓角半徑 應(yīng)等于零件圓角半徑 =15mm。在拉深后期毛坯外緣過早脫離壓邊作用而起皺，使拉深件質(zhì)量不好，在側(cè)壁下部 和口部形成皺褶。當(dāng)零件公差為 IT3 級(jí)以上者，δ 采用 IT6— 8級(jí)；當(dāng)零件公差為 IT14 級(jí)以下者， δ 采用 IT10 級(jí)。 2. 零件質(zhì)量 間隙過大，容易起皺，毛坯口部的變厚的不到消除；另外，也會(huì)使零件出現(xiàn)錐度。如果對(duì)刃口精度要求過高 ( 即制造公差過小 )，會(huì)使模具制造困難，增加成本，延長(zhǎng)生產(chǎn)周期；如果對(duì)刃口精度要求過低 (即制造公差過大 )，則生產(chǎn)出來(lái)的制件可能不合格，會(huì)使模具的壽命降低。四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 19 第 四 章 模具刃口尺寸計(jì)算 沖裁模刃口尺寸計(jì)算的基本原則 沖裁件的尺寸精度主要決定于模具刃口的尺寸精度，模具的合理間隙值也要靠模具刃口尺寸及制造精度來(lái)保證。在大批量生產(chǎn)中，應(yīng)選用高速壓力機(jī)或多工位自動(dòng)壓力機(jī)。這種壓力機(jī)雖然剛度差，降低了模具壽命和制件質(zhì)量。但在實(shí)際上是很難做到。 （ 2）工件形狀相同且分布位置對(duì)稱時(shí)，沖模的壓力中心與零件的對(duì)稱中心相重合。 沖裁力按文獻(xiàn)（ 2） p50 公式 21， ?tKLF? 進(jìn)行計(jì)算 式中 L—— 沖裁件周邊長(zhǎng)度，用 L= ????r? mm t—— 材料厚度， t=1mm ? —— 材料抗剪強(qiáng)度，查文獻(xiàn)（ 3） p38 表 23 查得 08 鋼的抗剪強(qiáng)度 τ =300 MPa K—— 系數(shù)， 考慮到刃口鈍化