【正文】 及其制造技術(shù)也得到了迅速發(fā)展。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。設(shè)備選擇主要包括設(shè)備 類型和設(shè)備規(guī)格選擇兩方面。工序的組合要考慮組合的必要性、可行性與組合方式三個 方面。分析沖壓件的工藝性，主要包括如下兩方面內(nèi)容： ① 對產(chǎn)品圖進行工藝性審查 根據(jù)產(chǎn)品圖樣，認真分析研究該沖壓件的形狀特點、尺寸大小及精度要求，病的可能 性，由此了解它們對沖壓加工難易程度的影響情況。生產(chǎn)效率高， 勞動條件好，生產(chǎn)成本低，一般每分鐘可生產(chǎn)數(shù)百件。由 于 畢 業(yè) 設(shè) 計 的 設(shè) 計 面 較 廣 ， 有 一 定 難 度 。 (2)汽車等行業(yè)零部件類沖壓。沖壓加工要求被加工材料具有較高的塑性和韌性，較低的屈強比和時效敏感性，一般要求碳素鋼伸長率 δ≥16%、屈強 σs/σb≤70%，低合金高強度鋼 δ≥14%、σ s/σb≤80%。沖壓設(shè)備主要有機械壓力機和液壓機。 (4)生活日用品沖壓廠。生產(chǎn)效率 高，勞動條件好，生產(chǎn)成本低，一般每分鐘可生產(chǎn)數(shù)百件。 沖壓工藝按其變形性質(zhì)可以分為材料的分離和成形兩大類，每一類中包括許多不同的工序分離工序是在沖壓過程中，使沖壓件與板料在切應(yīng)力和拉應(yīng)力作用下，沿一定的輪廓線相互分離，其沖壓件分離面質(zhì)量應(yīng)該滿足一定的要求。必要時，應(yīng)建議產(chǎn)品設(shè)計部門重新設(shè)計。因此，在確定工藝方案時，應(yīng)從工廠現(xiàn) 有的生產(chǎn)條件出發(fā)，在保證產(chǎn)品質(zhì)量和滿足生產(chǎn)批量要求的前提下，尋求以最經(jīng)濟合理的 方式完成沖壓件的加工過程。 沖壓所使用的模具稱為沖壓模具，簡稱沖模。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。 模具制造技術(shù)現(xiàn)代化是模具工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。南京工程學院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）11設(shè)計要求:設(shè)計該零件的沖裁模 沖壓零件圖如下圖所示:沖壓技術(shù)要求:1. 材料:Q235；南京工程學院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）122. 材料厚度:；:大批量生產(chǎn)；第 二 章 零件的工藝性分析 零 件 工 藝 性 分 析沖壓件的工藝性是指沖壓件對沖壓工藝的適應(yīng)性。 (4) 由于該產(chǎn)品大批量生產(chǎn)，不宜采用單一工序，而用級進模模結(jié)構(gòu)又太復(fù)雜，南京工程學院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）14所以適用于復(fù)合模。沖孔與修邊復(fù)合。為了使作用在毛坯側(cè)表面上的應(yīng)力沿切離毛坯周長的變化不大，必須使搭邊的最小寬度大于塑變區(qū)的寬度，而塑變區(qū)寬度與材料性質(zhì)和材料厚度有關(guān)，一般約等于 。 圖 排樣圖 半成品尺寸計算 計算毛坯翻邊預(yù)制孔直徑 dd=D2() 式中：D—翻邊直徑（mm）,D=16mm+1=17mm ； H—翻邊高度（mm）,H=； r—豎邊緣的圓角半徑（mm） ，r=1mm ； t—料厚（mm）,t=1mm.則 d=17mm 2(1)mm=翻邊高度 h= 時，翻邊系數(shù) K=d/D=，查表 3，用圓柱形凸模，用沖孔模沖孔時，[K] （極限翻邊系數(shù)） =K=，即一次能安全翻出 h= 的高度。則 d 凸 =（d+x△） δ 凸 =(70+) (415) = mmd 凹 =(d+x△+Zmin) +δ 凹 =+ mm (416)南京工程學院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）39 工序力計算 (1) 推件力計算： F 推 =n K 推 F 沖 (417)式中: n——卡在凹模內(nèi)的工件數(shù)，n=1；F 推 =nK 推 F 沖 =1 kN = kN （2）頂件力計算：F 頂 =K 頂 F 沖 = (418) = kN （3）翻孔力計算：F 翻 =π st(D d0) (419)?式中: s——材料的屈服強度，其值查表 8 可得, s=240MPa；? D——翻邊直徑（mm）。 疲勞 裂 紋 萌 生 多 在 材 料 表 面 薄 弱 環(huán) 節(jié) ， 如 晶 界 、 縮 孔 、 碳 化 物 和 應(yīng) 力 集 中 部 位 等 。 （ 2） 非 正 常 磨 損 。 設(shè)備主要技術(shù)參數(shù)設(shè)備名稱：400kN 的開式雙柱可傾壓力機公稱壓力：400 kN滑塊行程：100mm最大閉合高度：300mm封閉高度調(diào)節(jié)量：80mm工作臺孔徑：420mm630mm模柄孔尺寸：Φ50mm70mm墊板厚度：65mm圖 落 料 拉 深 復(fù) 合 模 三 維 總 裝 圖南京工程學院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）32圖 落 料 拉 深 復(fù) 合 模 三 維 爆 炸 圖南京工程學院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）33 沖中間孔和腰形孔復(fù)合模模具設(shè)計 模具結(jié)構(gòu) 第二道工序采用復(fù)合模成形,結(jié)構(gòu)示意圖如圖 所示:圖 沖中間孔腰形孔復(fù)合模1—頂桿 2—下模座 3—六角螺釘 4—凹模 5—凸模 6—凸模 7—固定板 8—內(nèi)六角螺釘 9—上模座 10—模柄 11—定位銷 12—圓柱銷 13—墊板 14—彈簧 15—頂桿 16—導(dǎo)套 17—導(dǎo)柱 18—圓柱銷 刃口尺寸計算 根據(jù)表 7 查得，沖裁刃口雙面間隙 Zmin=,Zmax=. 以未注公差按IT13 級計算，查表 4 得，其極限偏差 △=。若搭邊值小于材料厚度，在沖裁中還可能被拉入凸、凹模間隙中，使 凸緣的相對直徑d凸/d凸緣直徑d凸 下 附圖25 150 2 100 3 150 3 200 5 250 300 6 5 4 3南京工程學院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）20零件產(chǎn)生毛刺，甚至損壞模具刃口，降低模具壽命。b? 該 制 件 中 ， )(?? 搭邊和條料寬度的計算（1）搭邊計算：排樣時工件之間以及工件與條料側(cè)邊之間留下的余料叫搭邊。方案二：落料與拉深復(fù)合——沖中間孔和外緣翻邊。南京工程學院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）13 (1)沖壓工件為輪盤，工件圖見圖 1。因為沖模屬單件小批量生產(chǎn)，沖模零件既具的一定的復(fù)雜性和精密性，又具有一定的結(jié)構(gòu)典型性。無模多點成形系統(tǒng)以 CAD/CAM/CAE 技術(shù)為主要手段，能快速經(jīng)濟地實現(xiàn)三維曲面的自動化成形。 （4）沖壓一般沒有切屑碎料生成，材料的消耗較少，且不需其它加熱設(shè)備，因而是一種省料，節(jié)能的加工方法，沖壓件的成本較低。它直接關(guān)系到設(shè)備的安全及合理使用，并對產(chǎn)品質(zhì)量、模具壽命、生產(chǎn)效率和生產(chǎn)成本等有著重要影響。 對沖壓件的工序性質(zhì)、 數(shù)量和工序順序初步確定之后， 還應(yīng)考慮這些工序的組合問題。在工藝設(shè)計時，首先分析沖壓件的工 藝性，目的是為制定工藝方案奠定基礎(chǔ)。沖壓是高效的生產(chǎn)方法，采用復(fù)合模，尤其是多工位級進模，可在一臺壓力機上完成 多道沖壓工序，實現(xiàn)由帶料開卷、矯平、沖裁到成形、精整的全自動生產(chǎn)。鑒于以上所述的沖壓三要素，該設(shè)計應(yīng)詳細論述輪盤的成形工藝特點、所采用的模具結(jié)構(gòu)、沖壓加工的具體方法及選用何種性能的壓力機。在我國這部份主要集中在汽車廠、拖拉機廠、飛機制造廠等大廠，獨立的大型沖壓拉深廠還很多見。沖壓的三要素是材料、模具和設(shè)備。在大批量生產(chǎn)中，應(yīng)盡量選用高速壓力機或多工位自動壓力機；在小批量生產(chǎn)中，尤其是大型厚板沖壓件的生產(chǎn)中，多采用液壓機。做一些工藝品，餐具等，這些廠近幾年也有大的發(fā)展。沖壓的坯料主要是熱軋和冷軋 的鋼板和鋼帶。分離工序主要是指沖裁，包括落 料、沖孔、切斷、切邊、剖切等工序。具體來說若發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品圖中零件形狀過于復(fù)雜，或尺寸精度和表面質(zhì)量要求太高，或尺寸標注及基準選擇不合理，或通過適當改 變其局部形狀和尺寸，能有利于排樣和節(jié)約原材料的，或能用薄料代替厚料，用黑色金屬 代替有色金屬，均可向產(chǎn)品設(shè)計部門提出修改意見。此外還應(yīng)注意，對某些組合沖壓件或有特殊要求的沖壓件， 尚需考慮非沖壓輔助工序，如鉆孔、鉸孔 、車削等機加工工序，焊接、鉚合、熱處理、 表面處理及去毛刺等工序。沖模是將材料（金屬或非金屬）批量加工成所需沖件的專用工具。因此可以說，如果生產(chǎn)中不諒采用沖壓工藝，許多工業(yè)部門要提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本、快速進行產(chǎn)品更新?lián)Q代等都是難以實現(xiàn)的。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)。沖裁件的工藝性是否合理，對沖裁件的質(zhì)量、模具壽命和生產(chǎn)率有很大影響，在一般情況下，對沖壓件工藝性影響最大的幾何形狀尺寸和精度要求。 工 藝 方 案 確 定沖 壓 模 的 結(jié) 構(gòu) 形 式 多 種 多 樣 ， 如 果 按 工 序 的 組 合 分 類 ， 可 分 為 單 工 序 模 、級 進 模 、 復(fù) 合 模 等 。該方案的特點是模具制造簡單，模具使用壽命長。所以搭邊的最小寬度可取大約等于南京工程學院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）18毛坯的厚度。外緣翻邊可算得 K=。 d0——毛胚預(yù)制孔直徑（mm）.F 翻 =π st(D d0)?=240(158) =6283N （4）翻邊力的計算： F 翻邊 = btK (420)?式中: b——材料的抗拉強度，其值查表 8 可得, b =400MPa；? L——翻邊曲線長度（mm）。所 以 防 止 疲 勞 失 效 的 措 施 主 要 有 ： 提 高 鍛 件 鍛 造 比 ， 均 勻 內(nèi) 部 組 織 ； 增 加 退 火南京工程學院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）44和 回 火 工 序 ， 以 細 化 晶 粒 和 消 除 內(nèi) 應(yīng) 力 ； 作 噴 丸 、 滾 壓 等 表 面 強 化 處 理 。模 具 工 作 部 位 與 被 加 工 材 料 之 間 的 均 勻 摩 擦 損 耗 ， 使 工 作 部 位 （ 刃 口 、 型 腔 ）形 狀 和 尺 寸 發(fā) 生 變 化 引 起 的 失 效 。表 后側(cè)導(dǎo)柱模架零件件號、名稱及標準編號1 2 3 4上模座81下模座81導(dǎo)柱導(dǎo)套凹模界限 閉合高度h數(shù) 量1 1 2 2L B D 最小最大 規(guī) 格190 230 180220 2602502504525025055 21011543210 255 200250250240 2852502505025025065352303512548215 250 200245 2803152505031525060 23012548245 290 230315275 3203152505531525070 26014053215 250 200245 2804002505040025060 23012548400250—245 290 4002505 400250740230401405南京工程學院畢業(yè)設(shè)計說明書（論文）31275 320 5 0 260 3根據(jù)表 此套模具選用的模架的規(guī)格為：190200200 設(shè)備選擇 對于淺拉深可按 F 壓 （～）F 總 ，估算公稱壓力來選取壓力機。所以搭邊的最小寬度可取大約等于毛坯的厚度。?選 擇 設(shè) 備 噸 位 時 ， 考 慮 刃 口 磨 損 和 材 料 厚 度 及 力 學 性 能 波 動 等 因 數(shù) ， 實 際 沖裁 力 可 能 增 大 ， 所 以 應(yīng) 取 bLtF???? 式 中 —— 最 大 可 能 沖 裁 力 （ 稱 沖 裁 力 ） ； —— 材 料 抗 拉 強 度 （ Mpa） 。方案二：落料——拉深——沖孔——外緣翻邊。工藝性是否合理，對沖壓件的質(zhì)量、模具壽命和生產(chǎn)率有很大的影響。(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。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)