【文章內容簡介】 法對于加工各種尺寸在、形狀復雜、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，我國已自主設計制造了具有國際領先水平的無模多點成形設備，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，同時利用反復成形技術可消除材料內殘余應力，實現(xiàn)無回彈成形。無模多點成形系統(tǒng)以 CAD/CAM/CAE 技術為主要手段，能快速經(jīng)濟地實現(xiàn)三維曲面的自動化成形。(2.)沖模是實現(xiàn)沖壓生產(chǎn)的基本條件.在沖模的設計制造上,目前正朝著以下兩方面發(fā)展:一方面,為了適應高速、自動、精密、安全等大批量現(xiàn)代生產(chǎn)的需要，沖模正向高效率、高精度、高壽命及多工位、多功能方向發(fā)展，與此相比適應的新型模具材料及其熱處理技術，各種高效、精密、數(shù)控自動化的模具加工機床和檢測設備以及模具 CAD/CAM 技術也在迅速發(fā)展；另一方面，為了適應產(chǎn)品更新?lián)Q代和試制或小批量生產(chǎn)的需要，鋅基合金沖模、聚氨酯橡膠沖模、薄板沖模、鋼帶沖模、組合沖模等各種簡易沖模及其制造技術也得到了迅速發(fā)展。精密、高效的多工位及多功能級進模和大型復雜的汽車覆蓋件沖模代表了現(xiàn)代沖模的技術水平。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。我國已能自行設計制造出達到國際水平的精度達 2~5 微米，進距精度 2~3 微米，總壽命達 1 億南京工程學院畢業(yè)設計說明書（論文）9次。我國主要汽車模具企業(yè)，已能生產(chǎn)成套轎車覆蓋件模具，在設計制造方法、手段方面已基本達到了國際水平，但在制造方法手段方面已基本達到了國際水平，模具結構、功能方面也接近國際水平，但在制造質量、精度、制造周期和成本方面與國外相比還存在一定差距。 模具制造技術現(xiàn)代化是模具工業(yè)發(fā)展的基礎。計算機技術、信息技術、自動化技術等先進技術正在不斷向傳統(tǒng)制造技術滲透、交叉、融合形成了現(xiàn)代模具制造技術。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、數(shù)控測量等代表了現(xiàn)代沖模制造的技術水平。高速銑削加工不但具有加工速度高以及良好的加工精度和表面質量（主軸轉速一般為 15000~40000r/min） ，加工精度一般可達 10 微米，最好的表面粗糙度 Ra≤1 微米） ，而且與傳統(tǒng)切削加工相比具有溫升低（工件只升高 3 攝氏度） 、切削力小，因而可加工熱敏材料和剛性差的零件，合理選擇刀具和切削用量還可實現(xiàn)硬材料（60HRC）加工；電火花銑削加工（又稱電火花創(chuàng)成加工）是以高速旋轉的簡單管狀電極作三維或二維輪廓加工（像數(shù)控銑一樣） ，因此不再需要制造昂貴的成形電極，如日本三菱公司生產(chǎn)的 EDSCAN8E 電火花銑削加工機床，配置有電極損耗自動補償系統(tǒng)、CAD/CAM 集成系統(tǒng)、在線自動測量系統(tǒng)和動態(tài)仿真系統(tǒng)，體現(xiàn)了當今電火花加工機床的技術水平；慢走絲線切割技術的發(fā)展水平已相當高，功能也相當完善，自動化程度已達到無人看管運行的程度，目前切割速度已達到 300mm /min，加工精度可達177。 微米，表面粗糙度達2Ra=01~ 微米。精度磨削及拋光已開始使用數(shù)控成形磨床、數(shù)控光學曲線磨床、數(shù)控連續(xù)軌跡坐標磨床及自動拋光等先進設備和技術。模具加工過程中的檢測技術也取得了很大的發(fā)展,現(xiàn)在三坐標測量機除了能高精度地測量復雜曲面的數(shù)據(jù)外,其良好的溫度補償裝置、可靠的抗振保護能力、嚴密的除塵措施及簡單操作步驟，使得現(xiàn)場自動化檢測成為可能。 (3) 沖壓設備和沖壓生產(chǎn)自動化方面性能良好的沖壓設備是提高沖壓生產(chǎn)技術水平的基本條件，高精度、高壽命、高效率的沖模需要高精度、高自動化的沖壓設備相匹配。為了滿足大批量高速生產(chǎn)的需要，目前沖壓設備也由單工位、單功能、低速壓力機朝著多工位、多功能、高南京工程學院畢業(yè)設計說明書（論文）10速和數(shù)控方向發(fā)展，加之機械乃至機器人的大量使用，使沖壓生產(chǎn)效率得到大幅度提高，各式各樣的沖壓自動線和高速自動壓力機紛紛投入使用。(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。因為沖模屬單件小批量生產(chǎn)，沖模零件既具的一定的復雜性和精密性，又具有一定的結構典型性。因此，只有實現(xiàn)了沖模的標準化，才能使沖模和沖模零件的生產(chǎn)實現(xiàn)專業(yè)化、商品化，從而降低模具的成本，提高模具的質量和縮短制造周期。目前，國外先進工業(yè)國家模具標準化生產(chǎn)程度已達 70%~80%，模具廠只需設計制造工作零件，大部分模具零件均從標準件廠購買，使生產(chǎn)率大幅度提高。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)品的沖裁模或彎曲模，這樣更有利于制造水平的提高和制造周期的縮短。 我國沖模標準化與專業(yè)化生產(chǎn)近年來也有較大發(fā)展，除反映在標準件專業(yè)化生產(chǎn)廠家有較多增加外，標準件品種也有擴展，精度亦有提高。另外，標準件生產(chǎn)的銷售、供貨、服務等都還有待于進一步提高。南京工程學院畢業(yè)設計說明書（論文）11設計要求:設計該零件的沖裁模 沖壓零件圖如下圖所示:沖壓技術要求:1. 材料:Q235；南京工程學院畢業(yè)設計說明書（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性。沖裁件的工藝性是否合理，對沖裁件的質量、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。良好的沖壓工藝性應能滿足材料較省、工序較少、模具加工較容易、壽命較高、操作方便及產(chǎn)品質量穩(wěn)定等要求。本 次 設 計 的 輪 盤 零 件 的 材 料 為 Q235， 厚 度 為 ， 如 圖 及 圖 所 示 。沖 壓 工 藝 設 計 的 基 本 要 求 為 ：（ 1） 材 料 利 用 率 高 ；（ 2） 制 定 出 的 工 藝 方 案 在 技 術 上 可 行 ， 經(jīng) 濟 上 合 理 ； （ 3） 工 序 組 合 方 式 和 工 序 排 列 順 序 要 符 合 沖 壓 變 形 規(guī) 律 ， 能 保 證 沖 制 合 格 的 工件 ；（ 4） 工 序 數(shù) 量 盡 可 能 少 ， 生 產(chǎn) 效 率 盡 可 能 高 。良 好 的 沖 壓 工 藝 能 保 證 材 料 消 耗 少 、 工 序 次 數(shù) 少 、 模 具 結 構 簡 單 、 操 作 方 便 、壽 命 長 、 產(chǎn) 品 質 量 穩(wěn) 定 等 等 。 即 沖 壓 工 藝 的 質 量 就 決 定 了 模 具 三 維 質 量 ， 因 此 ，制 定 合 理 的 沖 壓 工 藝 方 案 是 至 關 重 要 的 。 材 料 分 析該 輪 盤 零 件 的 材 料 為 Q235， 是 普 通 碳 素 結 構 鋼 ， 具 有 良 好 的 沖 壓 性 能 。沖壓件的工藝性，是指沖壓件對沖壓工藝的適應性，即沖壓件的結構、形狀，尺寸及公式差等技術要求是否符合沖壓加工的工藝要求。工藝性是否合理，對沖壓件的質量、模具壽命和生產(chǎn)率有很大的影響。南京工程學院畢業(yè)設計說明書（論文）13 (1)沖壓工件為輪盤，工件圖見圖 1。該工件外輪廓為圓形，直徑為 58mm。圖 1 工件圖(2)該工件形狀尺寸精度要求為沖壓件的經(jīng)濟精度。從變形的程度來看屬于局部淺拉深的起伏件，但需要內外緣同時翻邊。因此，在起伏過程中能否一次成型，保證工件平整而且無裂紋是該工件模具設計的關鍵。(3) 該零件用 Q235A 制造，且形狀規(guī)則，適宜采用沖壓加工。 (4) 由于該產(chǎn)品大批量生產(chǎn)，不宜采用單一工序，而用級進模模結構又太復雜，南京工程學院畢業(yè)設計說明書（論文）14所以適用于復合模。 工 藝 方 案 確 定沖 壓 模 的 結 構 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 合 模 等 。 各 種 沖 模 的 構 成 大 體 相 同 ， 主 要 由 工 作 零 件 、 定 位 零 件 、卸 料 與 推 料 零 件 、 導 向 零 件 、 聯(lián) 接 與 固 定 零 件 等 組 成 。由 于 本 制 件 結 構 簡 單 ， 精 度 要 求 不 高 ， 經(jīng) 分 析 由 落 料 、 沖 孔 、 彎 曲 三 道 工 序組 成 。 如 果 使 用 單 工 序 模 則 會 使 制 造 周 期 增 長 ， 不 利 于 提 高 生 產(chǎn) 率 ； 經(jīng) 分 析 可知 ： 該 制 件 也 不 適 合 級 進 模 。 故 采 用 在 壓 力 機 一 次 行 程 內 ， 完 成 落 料 、 沖 孔 及拉 深 等 數(shù) 道 工 序 的 復 合 模 。 復 合 模 具 由 以 下 特 點 ：（ 1） 沖 件 精 度 高 ， 不 受 送 料 誤 差 的 影 響 ， 內 外 形 相 對 位 置 一 致 性 好 ；（ 2） 沖 件 表 面 較 為 平 整 ；（ 3） 適 宜 沖 薄 料 ；（ 4） 可 以 充 分 利 用 短 料 和 邊 角 余 料 ；（ 5） 沖 模 面 積 較 小 。 該沖壓零件需要的基本工序落料、沖孔、拉深、翻邊。 該工件設計的出擬工藝方案方案一：落料拉深與沖中間孔復合——外緣翻邊復合。方案二：落料——拉深——沖孔——外緣翻邊。方案二：落料與拉深復合——沖中間孔和外緣翻邊。 工序組合方案及比較方案一：落料拉深與沖中間孔復合，外緣翻邊。該方案的特點是落料拉深沖孔工件中間孔的尺寸難以保證，結構復雜。方案二：落料——拉深——沖孔——外緣翻邊。該方案的特點是模具制造簡單，工件尺寸比較精確，但工序過于復雜，生產(chǎn)效率不高。方案三：落料與拉深復合，沖中間孔和外緣翻邊。沖孔與修邊復合。該方案的特點是模具制造簡單，模具使用壽命長。工件形狀尺寸較精確，而且工序比較少。大大提高了工件的生產(chǎn)效率。 確定工藝方案南京工程學院畢業(yè)設計說明書（論文）15落料與拉深復合——沖中間孔和腰形孔——內外緣翻邊。 沖裁件的精度與粗糙度沖裁件的經(jīng)濟公差等級不高于 IT14 級,一般落料公差等級最好低于 IT10 級,沖孔件公差等級最好低于 IT9 級,由表 35 可得落料公差,沖孔公差分別為 ,.而沖件落料公差,最高精度沖孔公差分別為 , 由表 36 得孔中心距公差 177。 而沖件孔中心距最高精度公差為177。,因此可用于一般精度的沖裁,普通沖裁可以達到要求.由于沖裁件沒有斷面粗糙度的要求,我們不必考慮. 零 件 工 藝 計 算 毛 坯 尺 寸 計 算根據(jù)等面積原則，用解析法求該零件的毛胚直徑。首先將該零件分成圓，圓環(huán)，圓錐臺三個簡單的幾何體，由表 1 查得它們的面積公式分別為：A1=πd 12/4=38/4=A2=π(d 32d22)/4=（5842)/4=1256A3=πl(wèi)(d 12+d22)/2=40=則毛坯展開尺寸 D= 表 1 有凸緣圓簡件的修邊余量 △h（mm ） 凸緣的相對直徑d凸/d 凸緣直徑 d凸 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)設計說明書（論文）16圖 輪 盤 零 件 圖南京工程學院畢業(yè)設計說明書（論文）17圖 輪 盤 零 件 三 維 圖 沖 裁 力 的 計 算(1)沖 裁 力 計 算 ： ?tLFO?式 中 —— 沖 裁 件 周 長 （ mm)； L —— 材 料 厚 度 ；T —— 材 料 抗 剪 強 度 （ Mpa） 。?選 擇 設 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 取 bLtF???? 式 中 —— 最 大 可 能 沖 裁 力 （ 稱 沖 裁 力 ） ； —— 材 料 抗 拉 強 度 （ Mpa） 。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邊之間留下的余料叫搭邊。搭邊的作用是補償定位誤差，保證沖出合格的工件。搭邊還可以使條料有一定的剛度，便于送進。搭邊值要合理確定。從節(jié)省材料出發(fā)，搭邊值越小越好，但搭邊小于一定數(shù)值后，對模具壽命和剪切表面質量不利。在搭邊值過小時，作用在凸模側表面上的法向壓力沿著落料毛坯周長的分布將不均勻。為了使作用在毛坯側表面上的應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)寬度與材料性質和材料厚度有關，一般約等于 。所以搭邊的最小寬度可取大約等于南京工程學院畢業(yè)設計說明書（論文）18毛坯的厚度。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，使零件產(chǎn)生毛刺，甚至損壞模具刃口，降低模具壽命。Q235A 在沖裁時的搭邊值，t=。查表 1 得，搭邊值 a=,a1=. 表 2 沖裁金屬材料的搭邊值 (單位為 mm)手工送料圓形 非圓形 往復送料自動送料材料厚度ta a1 a a1