【正文】 ................. 2 第二章 沖壓工藝與沖壓設(shè)備 ...................................... 5 沖壓工藝 .................................................. 5 沖壓材料 .................................................. 7 沖壓材料的選取原則 .................................... 7 材料中主要元素對沖壓性能影響 ........................... 9 模具材料 ................................................. 10 冷沖壓變形原理 ........................................... 11 塑性變形、變形抗力的概念 ............................. 11 影響金屬塑性和變形抗力的因素 ......................... 11 沖壓成形的應(yīng)力和應(yīng)變 ................................. 12 塑性變形時應(yīng)力與應(yīng)變的關(guān)系 ........................... 15 冷沖壓成形中的硬化現(xiàn)象 ............................... 15 沖壓設(shè)備 ................................................. 17 常用的壓力機(jī)類型 .................................... 17 冷擠壓用壓力機(jī)的要求 ................................. 17 選用沖壓設(shè)備準(zhǔn)則 .................................... 18 精拉深模具設(shè)計(jì) ........................................... 19 沖壓工藝分析 ........................................ 19 V 沖壓工藝方案制定 .................................... 20 模具總體設(shè)計(jì) ........................................ 25 主要零部件設(shè)計(jì) ...................................... 26 切邊沖孔復(fù)合模的設(shè)計(jì) ........................ 錯誤 !未定義書簽。 精拉深模具的三維造型 ........................ 錯誤 !未定義書簽。 SimulationeXpress 簡介 ................. 錯誤 !未定義書簽。直到 20世紀(jì) 80年代后期，中國模具工業(yè)才駛?cè)氚l(fā)展的快車道。再次，電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)在模具行業(yè)中的應(yīng)用，使塑性成形加工設(shè)備向數(shù)控的方向發(fā)展。由于缺乏必要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)，進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析難度較大，因此不進(jìn)行此項(xiàng)分析。 第二章 沖壓工藝與沖壓設(shè)備 5 第二章 沖壓工藝與沖壓設(shè)備 沖壓成形所用的板料毛坯的幾何形狀的特點(diǎn)和所用設(shè)備與模具的特殊性， 使沖壓成形除具有塑性加工普遍存在的特點(diǎn)和遵循其一般的變形規(guī)律外，它還具有一些與一般的壓力加工不同的特點(diǎn)與獨(dú)特的規(guī)律。儀器儀表、家用電器、自行車、辦公機(jī)械、生活器皿等產(chǎn)品中，也有大量沖壓件。 氣缸蓋罩沖壓組合模具設(shè)計(jì) 6 沖壓工藝的種類 （ 一） 沖壓主要是按工藝分類，可分為分離工序和成形工序兩大類。冷沖壓要求坯料的厚度均勻且波動范圍小，表面光潔、無斑、無劃傷等。 一般來說，沖壓用材料應(yīng)滿足以下幾點(diǎn)要求： 1)．良好的使用性能 從不同產(chǎn)品的使用性能出發(fā)，對材料的力學(xué)性能、物理性能等提出了各種要求，例如：機(jī)械和儀器制造等零件著重要求機(jī)械強(qiáng)度、剛度和沖擊韌度；化學(xué)和醫(yī)療儀器零件著重要求耐腐蝕性；飛機(jī)和宇航飛行器等零件著重要求傳熱和耐熱性能；汽車、摩托車等零件著重于表面質(zhì)量；運(yùn)輸和農(nóng)業(yè)機(jī)械等零件著重于耐磨和耐久性。 影響材料塑性的因素是化學(xué)成分、金相組織和力學(xué)性能。復(fù)雜拉深用的冷軋薄鋼板，其晶粒度 6一 8級，中板為 5 一 7 級，且相鄰級別不超過 2 級。屈強(qiáng)比 r/rm 小，對于壓縮類成形工藝有利。 (3)材料表面有銹，不僅影響沖壓性能、損傷模具，而且還會影響后續(xù)焊接和涂漆等工序的正常進(jìn)行。 模具材料 沖模是在較大的沖擊、溫升、磨損等狀況下工作，尤其是凸模、凹模的工作條件更差，所以凸、凹模材料要求有好的耐磨性、耐沖擊性、熱變形小、淬透性及優(yōu)良的機(jī)加工性能等，而且要價格便宜，采購方便。 (4)高速工具鋼（ W18Cr4V, W6Mo5Cr4V2） 高速工具鋼熱處理后具有很高的抗壓屈服強(qiáng)度和良好的韌性、熱硬性和耐磨性。其使用壽命約為一般模具鋼的幾十倍至幾百倍，是一種很好的模具材料。加熱的目的是提高塑性，增加材料在 — 次成形中所能達(dá)到的變形程度；降低材料的變形抗力；提高工件的成形準(zhǔn)確度。 沖壓成形的應(yīng)力和應(yīng)變 在各種沖壓過程中，材料的塑性變形都是沖模對材料施加的外力所引起的內(nèi)力或由內(nèi)力直接作用的結(jié)果。金屬由彈性變形過渡到塑性變形，主要取決于在一定變形條件 (變形溫度與變形速度 )下金屬的物理力學(xué)性能和所處的應(yīng)力狀態(tài)。第二部分是以各向主應(yīng)變與 m? 的差值為應(yīng)變值構(gòu)成的應(yīng)變 狀態(tài)，表示了微元體形狀的變化。 冷沖壓成形中的硬化現(xiàn)象 （一）硬化現(xiàn)象 一般常用的金屬材料，在冷塑性變形時會引起材料性能的變化。假象應(yīng)力是各加載瞬間之載荷 F除以變形前按試樣的原始截面積 0A 計(jì)算的，而沒有考慮變形過程中試樣截面積的變化，在塑性加工中，為了真實(shí)反映硬化規(guī)律，應(yīng)力以各加載瞬間之載荷可以與該瞬間試件的截面面積 A之比 F／ A表示，應(yīng)變以相對應(yīng)變 (δ或ψ )或?qū)嶋H應(yīng)變(ε )表示，這類曲線稱之為實(shí)際應(yīng)力曲線或真實(shí)應(yīng)力曲線 (又叫硬化曲線或變形抗力曲線 )。 常用的壓力機(jī)類型 ⒈專用臥式擠壓機(jī)：這類壓力機(jī)在滑塊的工作行程中，具有很大的能量，剛性好，工作行程時滑塊速度變化較平穩(wěn)； ⒉曲軸或偏心式壓力機(jī)：即為通常沖壓加工用的壓力機(jī)，為各有關(guān)廠具有的通用設(shè)備。參考文獻(xiàn) 19 第三章 氣缸蓋罩沖壓模具 的設(shè)計(jì) 柴油機(jī)的氣缸蓋罩位于整個發(fā)動機(jī)的最上端，圖 31為氣缸蓋罩拉深成型零件的三維線框圖和實(shí)體圖。 拉深件與側(cè)壁間的圓角半徑一般取 ?3r （ 48） t，此處取 18mm。 ⑵拉深次數(shù)的確定 ⒈根據(jù)相對高度 H／ B進(jìn)行校核：一次拉探所能拉出的盒形件最大相對高度11/BH 見 [2]表 1416。因相對轉(zhuǎn)角半徑 r/B=10/=，相對高度 H/r=。 參考文獻(xiàn) 23 表 33 采用或不采用壓邊圈的條件 注： t 為材料厚度， D為坯料直徑， m為拉深系數(shù) 由表 33可得氣壓缸蓋 的兩次拉深均需要對毛坯進(jìn)行壓邊。 式中 F ：壓力機(jī)的公稱壓力（ N）； 1F ：內(nèi)滑塊公稱壓力（ N）； 2F ：外滑塊公稱壓力（ N）； LF ：拉深力（ N）； yF ：壓邊力（ N）。 為了避免拉深完成后零件附在上模的凹模中，特在上模中設(shè)計(jì)了一個彈性卸料裝置對此種情況進(jìn)行卸料。 ⑴凹凸模的圓角 一般說來，大的凹凸模半徑可以增加極限拉深系數(shù)，而且還可以提高拉深件的質(zhì)量。 氣缸蓋罩沖壓組合模具設(shè)計(jì) 28 （ a） （ b） 圖 35 圓角 部分間隙取法 （ a） 內(nèi)形尺寸 （ b）外形尺寸 表 35 有壓邊圈拉深的單邊間隙值 （ mm） 注： ，去材料允許偏差的中間值； ，對最后一次拉深間隙取 Z/2=t。 為了提高成形質(zhì)量和成形極限、盡量降低筒壁傳力區(qū)的最大拉力，或提高危險斷面的承載能力，在模具設(shè)計(jì)和制造中，除了對凹凸模的尺才公差嚴(yán)格要求外，對其表面質(zhì)量還應(yīng)有以下要求： ⒈凸、凹模加工后的表面，不 允許有影響使用的砂眼、縮孔、裂紋和機(jī)械損傷等缺陷； 氣缸蓋罩沖壓組合模具設(shè)計(jì) 30 ⒉凹模工作表面和型腔表面的粗糙度應(yīng)達(dá)到及 aR ．而凹模圓角處的表面粗糙度數(shù)值一般要求為 aR ，目的是降低徑向拉應(yīng)力，保證拉深順利進(jìn)行； ⒊在拉深過程中，凸模的工作表面特別是凸模的圓角處材料的摩擦阻力有利予抵制材料的變薄。因此，壓邊圈與凸模的間隙不能太大。剛性壓邊圈主要用于大型拉深件的拉深模，安裝在雙動壓力機(jī)的外滑塊上。 精拉深凹、凸模設(shè)計(jì)效果分別如圖 36，圖 37： 圖 36 精拉深凹模 圖 37 精拉深凸模 ⑷凸模、凹模 工作表面的技術(shù)要求 在拉深過程中，凸緣變形區(qū)的變形程度最大，與凹模接觸的面積也最大。它影響拉探件質(zhì)量、拉深力的大小以及模具的壽命。如果凸模圓角參考文獻(xiàn) 27 半徑過大，會使在拉深初始階段不與模具表面接觸的毛坯寬度加大，因而這部分毛坯容易起皺 (稱此為內(nèi)皺 )。對于本副模具來說，壓力中心就在矩形對角線處。 （二）定位方式 在拉伸的準(zhǔn)備工作中，合理選擇定位基準(zhǔn)和定位方法是保證沖壓件質(zhì)量和尺寸精度的基本條件，也直接影響沖壓工藝過程的穩(wěn)定、影響操作和生產(chǎn)安全。 ⒋拉深功的計(jì)算 拉深功在拉伸過程中是變化的，拉深功的計(jì)算公式為： 3m ax 10hc ?? PA =?189000?90? 310? =（ J） （ 37） 氣缸蓋罩沖壓組合模具設(shè)計(jì) 24 式中 maxP ：最大拉深力 (N)； h：拉深深度（ mm）； c：系數(shù)，取 。 切去的弓形高度 h,由 00 d/h =,查 [2]圖 7118a,得 。若 m? 1m ，則可一次拉成；若 m 1m ，則需多次拉成。 沖壓工藝方案制定 （一）工藝計(jì)算 ⑴切邊余量的確定 在拉深過程中，由于材料力學(xué)性能的方向性，模具間隙的不均勻，摩擦不均勻以及定位不準(zhǔn)確等原因，會使拉深件邊緣不齊，因此拉伸后