【文章內(nèi)容簡介】 沖壓模具是執(zhí)行沖壓加工的工具，根據(jù)工序的組合方式，可以分為級進模、單工序模和復合模。 考慮到用途和要求差異，它可以分為普通、簡易、高效率、高壽命和高精度這幾種沖模。對于沖壓模具的設計和結構方案的選擇，必須要綜合考慮到?jīng)_壓件的生產(chǎn)條件、技術要求、經(jīng)濟成本和生產(chǎn)批量等各 方面的因素。 沖壓模的特點 沖壓件的尺寸精度、形狀以及表面質量取決于模具，不受沖壓工的技術水平的影響，所以沖壓件在生產(chǎn)中的加工質量可以得到保證。沖壓加工也可以通過塑性變形制造出復雜形狀的零件，這是其他工藝很難以實現(xiàn)的。在一般的沖壓裝置上，沖壓加工具有很高的生產(chǎn)率并大大的降低了生產(chǎn)成本。在大量的生產(chǎn)中采用沖壓加工鈑金件是最經(jīng)濟實惠的工藝方法，以沖裁為例吧，一般的沖裁模的壽命可以達到幾百萬次，硬質合金沖裁模的壽命則可以達到幾千萬至上億次。還有沖壓生產(chǎn)的材料廢棄率很低，通常情況下它的材料利用率可以達到 70%以上。 沖壓工藝在制造業(yè)中的地位 因為沖壓加工具有很多優(yōu)點，比如它的生產(chǎn)率高、成本較為低廉，不單可以加工出復雜形狀的工件而且質量也較為穩(wěn)定，在很多行業(yè)中的應用都十分普遍。 江西科技學院本科畢業(yè)論文（設計 ） 2 在全球形形色色的鋼材品種里，用作沖壓加工的帶料和板料就占有 67%之多。在模具行業(yè)的生產(chǎn)總值里，沖壓模具就占有一半之多 [3]。在航天航空的薄殼制件中，沖壓件占 70%以上的比例 [2]。所以，當前在輕工、機械、電子、國防等工業(yè)部門的產(chǎn)品零件中，它的成形方式已經(jīng)轉向優(yōu)先選用塑性加工工藝，使得制件優(yōu)質、低耗和成本低，在激烈的市場競爭中占據(jù)顯 著的優(yōu)勢 [2]。 沖壓技術的發(fā)展趨勢 （ 1）沖壓生產(chǎn)及模具制造向專業(yè)化生產(chǎn)的方向發(fā)展。 （ 2）板材的成形設備向自動化、機械化、精密化和柔性化的方向發(fā)展 [1]。 （ 3） CAD/CAE/CAM 運用技術的日趨成熟，它代表著模具設計與制造的發(fā)展方向 [2]。 （ 4）著重發(fā)展模具表面的各種強化超硬處理等方面技術，使模具的使用壽命得以提高。 本論文內(nèi)容簡介 本論文的設計分為六個章節(jié)，第一章為緒言，了解沖壓和對沖壓模的分析介紹；第二章節(jié)為工件的工藝分析，對工件作出準確的工藝分析和確定工藝方案；第三章節(jié)為工藝 計算，它包括排樣設計和它的材料利用率分析計算，還有沖壓力的計算、壓力中心的計算和沖壓設備的選擇；第四章對工件各個尺寸的計算。如落料模尺寸計算、沖孔模尺寸計算等；第五章節(jié)為對模具主要零件和它的結構進行準確的設計，畫出零件圖及裝配圖；第六章是校核壓力機安裝尺寸，確保所有尺寸均符合安裝要求；第七章為總結與展望。 江西科技學院本科畢業(yè)論文（設計 ） 3 第 2 章 工件的工藝分析 沖壓工件的工藝分析 圖 角墊片 圖 角墊片 為所需生產(chǎn)的工件圖，該工件的材料 采用 Q235 號鋼，厚度定為 2(mm)，尺寸精度是 IT9 級，用于大批量生產(chǎn)。 根據(jù)工件的形狀尺寸、厚度、材料，在進行沖壓工藝設計過程中，從以下幾點進行分析： 孔徑的太小是否合適，太小會導致凸模強度不夠。 該工件有兩道工序完成，是否應該分為兩個工位完成，還是一個工位完成，哪種方法能更好的保證達到加工的要求，應該認真驗算； 此工件大批量生產(chǎn)，應該重視模具材料和結構的選擇。 該模具的落料凹模形狀較復雜，應注意它的制造工藝和精度。 對于所沖小孔Φ 14（ mm），查文獻《沖壓工藝與模具設計》（表 217） 得，可沖孔的最小孔徑 d=，因而Φ 14（ mm）孔符合工藝要求；分析零件的尺寸標注情況，符合要求。所以適合沖裁。 確定工藝方案 根據(jù)工件的工藝分析，其基本工序有落料和沖孔兩種，按其先后順序組合可得以下三種方案： 江西科技學院本科畢業(yè)論文（設計 ） 4 (1)采用單工序模生產(chǎn)（先落料后沖孔）； (2)采用級進模生產(chǎn)（沖孔 落料連續(xù)沖壓）； (3)采用復合模生產(chǎn)（沖孔 落料復合沖壓）； 考慮到工件的生產(chǎn)批量較大、工件自身的尺寸較小，方案（ 1)的生產(chǎn)效率低下且操作安全系數(shù)低，不適用；方案（ 2）雖然容易實現(xiàn)自動化生產(chǎn)，但價格與工位成比例 上升，需要為它分別設計配套模具，過程較為復雜、成本高，所以這個沖裁方案不適合；方案（ 3）中在同一工位里能同時完成兩道共序，符合生產(chǎn)要求且操作簡單，所以這個方案最好。 按照復合模工作零件的安裝位置不同，可以分為正裝式復合模和倒裝式復合模兩種：正裝復合模凸凹模在上模，落料凹模和沖孔凸模在下模；倒裝式復合模凸凹模在下模，落料凹模和沖孔凸模裝在上模 [8]。 (這里選擇的復合模生產(chǎn)為倒裝式復合模 ) 江西科技學院本科畢業(yè)論文（設計 ） 5 第 3 章 工藝計算 排樣設計及其材料利用率的分析計算 排樣設計 沖裁件在條料或板料上的排列方法稱為 排樣。排樣的作用有很多，合理的排樣可以減少材料的浪費，它是核算材料定額、材料剪裁的依據(jù)，排樣為模具結構設計提供重要的參考。 因為工件的形狀比較復雜，且加工起來比較困難，為了能加工出最好的產(chǎn)品，這里采用的是單排排樣方案如圖 排樣圖所示： 圖 排樣圖 查文獻《沖壓工藝與模具設計》（表 212） 可知，搭邊尺寸 a 的取值，得a＝ 3(mm)， a1＝ 2(mm)。 由圖 11 角墊片 可 以 算 出 沖 裁 件 垂 直 于 送 料 方 向 的 尺 寸D= 153*153153*153 ? =（ mm） 又因為 a=3（ mm），所以根據(jù)條料寬度 B 的計算公式： B= 0)2a(D ΔΔ ??? =+2*3=(mm) 可得步距 H= 22 2)(5 22)(5 2 ??? =(mm) 這樣排樣將只有一個工位，將沖孔和落料兩道工序復合在一起，沖孔落料。 材料利用率計算分析 由文獻《沖壓模具技術手冊》可知材料利用率的計算公式 : 江西科技學院本科畢業(yè)論文（設計 ） 6 η＝ nA/bh 100%[2] 式中 ： n—— 在整塊板上沖裁的零件數(shù)； A—— 一個零件的實際面積， A＝ 12916(mm178。)； b—— 條料寬度 (mm)； h—— 送料步距 (mm)； 得：η＝ [12916/( ) 100%≈ % 沖裁力的計算 在沖裁過程中板料受到凸模施加的壓力稱為沖裁力；模具的設計和壓力機的選用都以沖裁力為重要根據(jù)。其計算公式為 : F=ltσ b[3] 式中 ： F—— 沖裁力（ N）； l—— 沖裁工件周邊長度（ mm）； t—— 沖裁工件材料厚度（ mm）； σ b —— 被沖工件材料的抗拉強度（ MPa） 沖孔力的計算 由公式： F 沖 ＝ ltσ b 根據(jù)制件材料類型選得： σ b—— 材料的抗拉強度， 460(MPa)； 而： l＝ 2 14π＝ (mm)； t=2(mm)； 所以得： F 沖 ＝ 2 460＝ (KN). 落料力的計算 由公式： F 落 ＝ ltσ b 式中 t=2(mm)； σ b =460（ MPa）； 而： l＝ 40 +2 42+2 91+2 133＝ （ mm)； 所以得： F 落 ＝ 2 460＝ （ KN） 江西科技學院本科畢業(yè)論文（設計 ） 7 卸料力的計算 由公式：