【文章內(nèi)容簡介】 以家用電器、電子產(chǎn)品、汽車、家居用品等為主導的商品迎來了好時期，這些都為模具產(chǎn)業(yè)提供了一個非常廣闊的發(fā)展空間。模具產(chǎn)業(yè)在如今已形成自己的產(chǎn)業(yè)鏈，客戶需求、模具設計、模具制造、模具銷售、模具維護，均需對各個環(huán)節(jié)進行有效監(jiān)控，具備各種機制，從市場中來，到市場中去，發(fā)掘市場潛能，快速占領市場；還有一個重要點，加強自身產(chǎn)品建設，用心做好每一樣產(chǎn)品，提高服務水平，樹立模具企業(yè)形象，更好地服務市場，激發(fā)客戶的購買欲望。我國的綜合國力不斷提高，人民生活水平不斷改善，各類產(chǎn)品的需求膨脹，也推動了我國工業(yè)化的發(fā)展，我國的沖壓模具必須上一臺階，才能滿足國內(nèi)生產(chǎn)力之間的需求，滿足人民群眾的需求。改革開放，是我國經(jīng)濟的起步，如今到了2013年，經(jīng)濟平穩(wěn)快速發(fā)展了三十多年，模具產(chǎn)業(yè)也在這期間得到了快速發(fā)展，通過模具產(chǎn)業(yè)所有人的共同努力，與發(fā)達國家的模具設計制造水平也在不斷縮小。在未來的世界制造業(yè)格局中，同樣，中國模具仍持續(xù)具有競爭力[5]。習總書記提出的構建“中國夢”，建設一個富強、民主、文明的社會主義現(xiàn)代化國家，就必須走工業(yè)化道路，重視科技創(chuàng)新，不斷提高自主開發(fā)能力，堅持改革開放，更加注重我國產(chǎn)業(yè)的質量，我國沖壓模具產(chǎn)業(yè)在這一新機遇下，技術水平必能更上一層樓，也將迎來美好的未來。2. 大地板左右梁的工藝性分析及沖壓工藝方案的確定汽車覆蓋件是指覆蓋發(fā)動機、底盤、構成駕駛室和車身的薄鋼板的異形體的表面零件和內(nèi)部零件。載重汽車的駕駛室、客車車身、轎車車身等都是由覆蓋件和一般沖壓件構成的。對覆蓋件的要求（1）、表面質量（2）、尺寸形狀（3）、剛性（4）、工藝性 沖壓件的特點大地板左右梁的材料為JSH400WNP熱板材。汽車覆蓋件表面任何微小的缺陷涂漆后都會由于光線的漫反射而影響外部的美觀，所以零件成型后不能有翹曲、褶皺、擦傷、裂紋等缺陷，要求棱線清晰，剛度好。圖1為大地板左右梁的UG三維造型圖，該零件結構較為簡單，中間凸起部分開設有3個孔，沒有側孔，零件上下、左右大概對稱，兩邊緣的拉延深度稍有不同，左側與垂直線成一定角度切開。ab圖1 零件圖 工藝性 零件的工藝性是由零件的尺寸和結構形狀決定的。此零件的工藝性主要考慮到拉深工藝性，由于零件拉深深度較淺，可以采用一次拉延成形，為了創(chuàng)造一個良好的拉延條件，通常將翻邊展開，有窗口的需將其補好，和工藝補充部分結合，形成一個拉延件。在考慮沖壓件的工藝性時，一般應遵循下列原則：(1) 生產(chǎn)工序的多少將直接影響到零件的生產(chǎn)效率，因此在保證生產(chǎn)質量的前提下，盡量減少生產(chǎn)工序。(2) 保證產(chǎn)品質量的穩(wěn)定性，減少廢品率。(3) 為了模具的制造加工和維護簡便，需降低模具結構的復雜程度，盡量使模具結構簡單化，使模具具有更長的壽命。(4) 有利于提高金屬材料的利用率，同時盡量減少所用材料的品種規(guī)格。(5) 有利于產(chǎn)品的通用性和互換性。(6) 零件的設計應便于沖壓操作，并有利于生產(chǎn)的機械化和自動化。 工藝補充為適應拉延工藝的要求，對絕大多數(shù)汽車覆蓋件來說，要將其形狀、輪廓或深度進行工藝補充。工藝補充一般可以分為兩大類：一類是零件內(nèi)部的工藝補充，如填補零件本身內(nèi)部的孔，如本零件凸起部分的3個孔，為拉延成形創(chuàng)造良好的條件，這部分工藝補充是在零件內(nèi)部進行的，不影響毛坯的尺寸；另一類是零件外部工藝補充，設置在零件輪廓邊緣上，它包括拉延部分的補充和壓料面兩部分，這部分工藝補充使毛坯的尺寸有所增大。工藝補充一般的設計方法和步驟如下：填平窗口 凸緣改造 無凸緣補充壓料面 工藝補充部分是拉延工藝中不可缺少的部分,與成型零件的最終形狀尺寸無關，拉延后又需要修邊切掉,在設計工藝補充時應盡量減少工藝補充部分,以達到比較高的材料利用率。由于本零件的長度比較短，考慮到生產(chǎn)效率，本設計把模具設計成一模雙零件結構。當零件對稱變形或者變形接近均勻及不需要很大的脹形成分等情況下,不設置拉延筋而采用平面壓邊形式，汽車大地板左右梁變形基本對稱，且拉延深度比較淺，為了進料均勻，所以本設計中在直線部分分段設置拉延筋。零件的工藝補充如圖2所示，粉紅色部分為所需得到的零件，綠色部分需在下一道工序中切邊和沖孔裁掉。圖2 工藝補充圖 方案的提出工藝方案是在保證沖壓質量的前提下，經(jīng)過各項分析，使用最少的時間，最少的成本，實現(xiàn)最大的經(jīng)濟效益。本零件為汽車大地板左右梁，屬于大批量生產(chǎn)。如何制定合理的工藝方案，將直接決定材料的利用率，影響沖壓件拉延后是否需要整形，影響修邊、翻邊、沖孔等工序的排列順序，以及影響完成這些工序的模具復雜程度和使用壽命，甚至關系到是否方便工人的操作等。在—定生產(chǎn)批量條件下，高質量、低成本地制造出零件，取得很好的生產(chǎn)效益。初步提出以下三個工藝方案：A方案：首先把整個零件的數(shù)學模型展開，然后進行零件的外形尺寸計算，先下料和垂直沖孔后拉延成形，共兩套模具；B方案：首先對整個零件數(shù)學模型進行工藝補充，后進行拉延成形，最后同時修邊和沖孔，共兩套模具；C方案：首先對整個零件數(shù)學模型進行工藝補充，后進行拉延成形，然后修邊，最后沖孔，共三套模具。 對工藝方案的分析和最終確定A方案：只需要兩套模具，工序比較少，減少了模具的制造成本，從提高勞動生產(chǎn)率的角度考慮，還是很不錯的選擇。但是實際操作起來比較困難，下料沖孔和拉延成形兩道工序，需要對毛坯的計算非常精確，很難用目前所使用的軟件實現(xiàn)精確計算；另一方面，首先沖孔，很難保證先前沖的孔在拉延工序中不發(fā)生變形，影響零件的精度。此方案在理論上可行，在實際生產(chǎn)中并不合理。B方案：此方案和A方案一樣，也是使用兩套模具，所不同的是，此方案先進行拉延，然后才修邊沖孔。兩道工序，兩套模具，降低了模具制造成本和提高了勞動生產(chǎn)率。最后進行修邊和沖孔，前期不需要對毛坯進行比較精確的計算，也能保證孔的精度。C方案：此方案把拉延，修邊，沖孔單獨分開，降低了模具制造的復雜程度。但需要使用3套模具，反而增加了模具制造成本。3道工序，也影響了勞動生產(chǎn)率。作為大批量生產(chǎn)的汽車大地板左右梁，此方案并不是最合理的。綜合上面所述：最終選擇B方案作為本次設計采用的方案。3. 拉延方向的確定和毛坯尺寸的計算 沖壓方向的確定為了保證覆蓋件在沖壓中能夠順利地成形，確定沖壓方向是覆蓋件拉延設計的重中之重。要想得到滿意的拉延件，沖壓方向的確定至關重要，而且也影響到工藝補充部分的多少和壓料面形狀。確定拉延件沖壓方向，應遵循以下原則：保證拉伸件凸模能夠順利進入拉伸凹模，不應該出現(xiàn)凸模接觸不到的死區(qū)，所有需要拉延的部位要在一次沖壓中完成。拉延開始時，凸模和拉延毛坯要有大的接觸面積。壓料應該盡量保證毛坯平放，壓料面各部位進料阻力應該均勻，拉入角相等，才能有效地保證進料阻力均勻，避免產(chǎn)生破裂和皺紋。拉延方向有利于防止產(chǎn)生表面缺陷。在進行拉延件的設計時，要在拉延件圖上和沖壓工藝文件上將確定的拉延沖壓方向明確標注，標注沖壓方向時，首先要能使模具設計人員、現(xiàn)場施工員及加工操作人員等明確辨明沖壓方向而不引起異議；其次要能夠使模具設計人員在進行模具設計時方便地確定拉延模中的唯一位置。當拉延沖壓方向垂直于拉延件的某一平面時，應以此平面為基準進行標注。綜合考慮，得出以下的零件的沖壓方向：如圖3圖 3 沖壓方向示意圖 毛坯尺寸的確定毛坯的形狀和尺寸如圖4所示。圖4 毛坯尺寸圖 模具壓力中心的確定沖裁的合力作用點或多工序沖壓壓力的合力作用點，稱為模具壓力中心。模具壓力中心與壓力機滑塊中心一致，如果不一致，沖壓時會產(chǎn)生偏裁，導致模具以及壓力機滑塊導軌的急劇磨損，降低模具和壓力機的使用壽命，由于本覆蓋件的外形尺寸不規(guī)則，想通過幾何作圖方法來確定壓力中心顯得比較困難，因此本設計中采用毛坯的幾何中心作為模具壓力中心。由以上步驟得出毛坯的尺寸為：,壓力中心與毛坯對角線的交點重合：如圖5圖 5 壓力中心圖 沖壓設備的選用 拉延力的計算因為汽車大地板左右梁的形狀不是規(guī)則的，不能用形狀規(guī)則的圓筒件、帶法蘭圓筒件、錐形零件等公式來進行計算，本次設計采用以下計算方法：（覆蓋件的材料為JSH400WNP熱板材，由《中國鋼及合金實用標準牌號1000種》得，屈服強度325410MPa，抗剪強度392MPa，抗拉強度510MPa,拉伸強度270370N㎡，伸長率為32% ，硬度為57HRB）P =LtδbK，式中，L —凸模周邊的長度，t—，δb—材料的抗拉強度（Mpa）K—系數(shù)，~[6]，本設計取2δb由上面已知條件，得510M pa,，拉延件凸模的輪廓線與凸模外形輪廓一致，極其不規(guī)則，不能通過一般的幾何計算方法得出其長度，本設計采用UG進行輔助計算（“分析—高級質量屬性—用曲線計算面積(A)—邊界（臨時的）”選擇凸模的外輪廓曲線,選取“周長/面積”,。因此拉延力為：P =LtδbK==2583366N= 壓邊力的計算在對汽車大地板左右梁零件進行拉延時，為了保證拉延質量，壓邊圈起到了非常重要的作用，在壓邊圈上施加的壓力也是有所要求的，一定要適合，既不能過大，也不能過小。如果過大，要完成完整的拉延過程，就需要同步增加拉延力，如此一來零件則很容易被拉裂。與此相反，壓邊圈壓邊力過小也不是好事，壓邊力的不足又容易引起零件拉延邊緣起皺的現(xiàn)象，嚴重影響零件的外形形狀。壓邊力的計算公式為Q=Fq,其中q為單位壓邊力，由《沖壓設計應用實例》表416得,q取3,F為壓邊圈上坯料的投影面積。所以算得 Q=== 壓力機的選擇對于單動壓床P壓=P+Q，式中P壓—— 壓床的公稱壓力；P——拉延力Q——壓邊力單動壓力機的P壓=P+Q=+=.在實際生產(chǎn)中按下式確定壓力機的公稱壓力Fg≥() P壓==,所以，所選壓機為：SE260012072(閉式雙點單動壓力機)。主要技術參數(shù)如表1所示：表 1 SE260012072壓力機參數(shù)型號SE260012072型式閉式單點雙動數(shù)量1噸位600噸工作臺尺寸3048mmX8