【文章內(nèi)容簡介】 比例大約是 1:100，即模具發(fā)展 1 億元，可帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè) 100 億元，因此，模具產(chǎn)業(yè)做為朝陽產(chǎn)業(yè)，前景向好。 沖壓工藝介紹 沖壓加工是借助于常規(guī)或?qū)Ｓ脹_壓設(shè)備的動力，使板料在模具里直接受到變形力并進(jìn)行變形，從而獲得 一定形狀 ,尺寸和性能的產(chǎn)品零件的生產(chǎn)技術(shù)。板料，模具和設(shè)備是沖壓加工的三要素。沖壓加工是一種金屬冷變形加工方法。所以，被稱之為冷沖壓或板料沖壓，簡稱沖壓。它是金屬塑性加工（或壓力加工）的主要方法之一，也隸屬于材料成型工程技術(shù)。 沖壓工藝的種類 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。分離工序也稱沖裁，其目的是使沖壓件沿一定輪廓線從板料上分離，同時保證分離斷面的質(zhì)量要求。成形工序的目的是使板料在不破坯的條件下發(fā)生塑性變形，制成所需形狀和尺寸的工件。在實(shí)際生產(chǎn)中，常常是多種工序綜合應(yīng)用于 一個工件。沖裁、彎曲、剪切、拉深、脹形、旋壓、矯正是幾種主要的沖壓工藝。 沖壓用板料的表面和內(nèi)在性能對沖壓成品的質(zhì)量影響很大，要求沖壓材料厚度精確、均勻；表面光潔，無斑、無疤、無擦傷、無表面裂紋等；屈服強(qiáng)度均勻，無明顯方向性；均勻延伸率高；屈強(qiáng)比低；加工硬化性低。 在實(shí)際生產(chǎn)中，常用與沖壓過程近似的工藝性試驗(yàn)，如拉深性能試驗(yàn)、脹形性能試驗(yàn)等檢驗(yàn)材料的沖壓性能，以保證成品質(zhì)量和高的合格率。 模具的精度和結(jié)構(gòu)直接影響沖壓件的成形和精度。模具制造成本和壽命則是影響沖壓件成本和質(zhì)量的重要因素。模具設(shè)計和制造需要 較多的時間，這就延長了新沖壓 2 件的生產(chǎn)準(zhǔn)備時間。 模座、模架、導(dǎo)向件的標(biāo)準(zhǔn)化和發(fā)展簡易模具 (供小批量生產(chǎn) )、復(fù)合模、多工位級進(jìn)模 (供大量生產(chǎn) )，以及研制快速換模裝置，可減少沖壓生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量和縮短準(zhǔn)備時間，能使適用于減少沖壓生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量和縮短準(zhǔn)備時間，能使適用于大批量生產(chǎn)的先進(jìn)沖壓技術(shù)合理地應(yīng)用于小批量多品種生產(chǎn)。 沖壓設(shè)備除了厚板用水壓機(jī)成形外，一般都采用機(jī)械壓力機(jī)。以現(xiàn)代高速多工位機(jī)械壓力機(jī)為中心，配置開卷、矯平、成品收集、輸送等機(jī)械以及模具庫和快速換模裝置，并利用計算機(jī)程序控制，可組成高生產(chǎn)率的自動沖 壓生產(chǎn)線。 在每分鐘生產(chǎn)數(shù)十、數(shù)百件沖壓件的情況下，在短暫時間內(nèi)完成送料、沖壓、出件、排廢料等工序，常常發(fā)生人身、設(shè)備和質(zhì)量事故。因此，沖壓中的安全生產(chǎn)是一個非常重要的問題。 3 第 2 章 沖 裁件的工藝分析 沖裁工藝 沖裁工藝概念 沖裁是指利用裝在壓力機(jī)上的模具使板料沿著一定的輪廓形狀產(chǎn)生分離的一種沖壓工藝。 沖裁模分類 按工序性質(zhì)分類： 落料模具：沿封閉輪廓將沖件與板料分離，沖下來的是零件。 沖孔 模具：沿封閉輪廓將廢料與板料分離，沖下來的是廢料。 圖 21 墊圈沖裁成型件 沖裁件的工藝性 本次設(shè)計的沖壓工件零件名稱：墊圈，如圖 23 生產(chǎn)批量：大批量；材料： 鋁板 、厚度 t=1；圖中未標(biāo)注公差可按 IT10 確定工件尺寸公差；沖壓件為兩個同心圓，無需圓角。查標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值表（ GB/） ， 各尺寸公差為：、 φ 。設(shè)計該工件沖裁模工藝方案并繪制模具結(jié)構(gòu)圖。 圖 22 沖裁零件圖 4 由圖 22 分析知：此工件材料采用 鋁板 ，生產(chǎn)批量為大批量，需要用模具進(jìn)行生產(chǎn)。 綜合性能較 好， 強(qiáng)度 、塑性等性能較好，有利于成型，總的來說，該零件沖壓 工藝性較好。 沖裁件的結(jié)構(gòu)工藝性 沖裁件的形狀應(yīng)符合材料合理的排樣，減少廢料。 沖裁件各直線或曲線的連接處，應(yīng)有適當(dāng)?shù)膱A角，如表 角，不僅給沖裁模的制造帶來困難，而且模具也容易損壞，只有在采用少廢料、無 廢料排樣或鑲拼模具結(jié)構(gòu)時不要圓角料。 表 21 沖裁件的最小過渡圓角半徑 沖裁件的尺寸精度和表面粗糙度 沖壓件尺寸精度的等級要求和表面粗糙度的等級要求是國家推薦標(biāo)準(zhǔn)中的概念，關(guān)鍵就是推薦這兩字，實(shí)際的沖壓生產(chǎn)過程中一般是不采用的，沒有什么實(shí)際的意義，一般企業(yè)生產(chǎn)會根據(jù)自己生產(chǎn)的產(chǎn)品要求和實(shí)際需要編制未注公差標(biāo)準(zhǔn)和要求，或者采用國家標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值 斷面表面粗糙度。 沖裁件的斷面粗糙度一般為，最高為，見表 22。 表 22 一般沖裁件斷面的 表 面粗糙度 5 2. 3 工藝方案的確定 該零件包括落料、沖孔兩個基本工序。可初選以下幾種方案： 方案一：先落料，后沖孔，采用單工序摸生 產(chǎn)。模具結(jié)構(gòu)簡單、但需要兩道工序兩副模具，生產(chǎn)效率低。 方案二：落料 沖孔復(fù)合沖壓，采用復(fù)合摸生產(chǎn)。一副模具，形位精度和尺寸精度容易保證，生產(chǎn)率高。 方案三：沖孔 落料連續(xù)沖壓，采用級進(jìn)摸生產(chǎn)。一副模具，生產(chǎn)率高，沖壓精度稍差，但經(jīng)濟(jì)性好。 綜上分析，由于沖裁件尺寸精度要求高，形狀較小，大批量生產(chǎn)，且板料厚度為。為了保證空位精度和生產(chǎn)效率，分析比較幾種沖裁方案后，采用復(fù)合模生產(chǎn)。 6 第 3 章 模具的方案設(shè)計 模具結(jié)構(gòu)形式的確定 復(fù)合模是指 沖床 在一次行程中，完成 落料 、 沖孔 等多個工序的一種模具結(jié)構(gòu)。 零件 大 批量生產(chǎn) ， 安排生產(chǎn)可采用手工送料方式能夠達(dá)到批量生產(chǎn) ， 且能降低模具成本 ， 因此采用手工送料方式 。 保證孔的精度及較 好的定位，宜采用導(dǎo)料板導(dǎo)向，為了提高材料利用率采用始用擋料銷和固定擋料銷。 擋料銷控制條料送進(jìn)距離（步距），送進(jìn)的距離即等于步距 。 模具類型的選擇 由沖壓工藝分析可知，采用復(fù)合模方式?jīng)_壓，所以模具類型為復(fù)合模。 操作方式 零件 的生產(chǎn)批量為大批量，但合理安排生產(chǎn)可用手動送料方式，既能滿足生產(chǎn)要求，又可以降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。 卸料、出件方式 卸料方式 剛性卸料是采用固定卸料板結(jié)構(gòu)。常用于較硬、較厚且精度要求不高的工件沖裁后卸料。當(dāng)卸料板只起卸料作用時與凸模的間隙隨材料厚度的 增加而增大，單邊間隙?。?～ ） t。當(dāng)固定卸料板還要起到對凸模的導(dǎo)向作用時卸料板與 凸模的配合間隙應(yīng)該小于沖裁間隙。此時要求凸模卸料時不能完全脫離卸料板。主要用于卸料力較大、材料厚度大于 2mm 且模具結(jié)構(gòu)為倒裝的場合。 彈壓卸料板具有卸料和壓料的雙重作用，主要用于料厚小于或等于 2mm的板料由于有壓料作用，沖件比較平整。卸料板與凸模之間的單邊間隙選擇（ ～ ） t,若彈壓卸料板還要起對凸模導(dǎo)向作用時，二者的配合間隙應(yīng)小于沖裁間隙。常用作落料模、沖孔模、正裝復(fù)合模的卸料裝置。 工件平直度較高，料厚為 1mm 相對較薄，卸料力較小，彈壓卸料模具比剛性卸 7 料模具方便，操作者可以看見條料在模具中的送進(jìn)動態(tài)，且彈性卸料板對工件施加的是柔性力，不會損傷工件表面，所以采用彈性卸料。 出件方式 因采用連續(xù)模生產(chǎn)，故采用向下落料出件。 確定送料方式 因選用的沖壓設(shè)備為開式壓力機(jī)且垂直于送料方向的凹模寬度 B小于送料方向的凹模長度 L 故采用橫向送料方式，即由右向左（或由左向右）送料。 確定導(dǎo)向方式 方案一：采用對角導(dǎo)柱模架。由于導(dǎo)柱安裝在模具壓力中心對稱的對角線上，所以上模座在導(dǎo)柱上滑動平穩(wěn)。常用于橫向送 料級進(jìn)?；蚩v向送料的落料模、復(fù)合模。 方案二：采用后側(cè)導(dǎo)柱模架。由于前面和左、右不受限制，送料和操作比較方便。因?yàn)閷?dǎo)柱安裝在后側(cè)，工作時，偏心距會造成導(dǎo)套導(dǎo)柱單邊磨損，嚴(yán)重影響模具使用壽命，且不能使用浮動模柄。 方案三：四導(dǎo)柱模架。具有導(dǎo)向平穩(wěn)、導(dǎo)向準(zhǔn)確可靠、剛性好等優(yōu)點(diǎn)。常用于沖壓件尺寸較大或精度要求較高的沖壓零件，以及大量生產(chǎn)用的自動沖壓模架。 方案四：中間導(dǎo)柱模架。導(dǎo)柱安裝在模具的對稱線上，導(dǎo)向平穩(wěn)、準(zhǔn)確。但只能一個方向送料。 根據(jù)以上方案比較并結(jié)合模具結(jié)構(gòu)形式和送料方式，為提高模具壽命和工件質(zhì)量，該 級復(fù)合模采用對角側(cè)導(dǎo)柱模架的導(dǎo)向方式，即方案一最佳。 8 第 4 章 模具設(shè)計計算 排樣方案的確定 排樣是指沖裁零件在條料、帶料或板料上布置的方法。合理有效的排樣有利于保證在最低的材料消耗和高生產(chǎn)率的條件下，得到符合設(shè)計技術(shù)要求的工件。在沖壓生產(chǎn)過程中，保證很低的廢料百分率是現(xiàn)代沖壓生產(chǎn)重要的技術(shù)指標(biāo)之一。合理利用材料是降低成本的有效措施，尤其在大批量生產(chǎn)中，沖壓件的年產(chǎn)量達(dá)數(shù)十萬件，甚至數(shù)百萬件，材料合理利用的經(jīng)濟(jì)效益更為突出。 保證在最低的材料消耗和最高的勞動生產(chǎn)率的條件下得到符合技術(shù)要求的零件，同 時要考慮方便生產(chǎn)操作、沖模結(jié)構(gòu)簡單、壽命長以及車間生產(chǎn)條件和原材料供應(yīng)等情況，以選擇較為合理的排樣方案。 根據(jù)材料的合理利用情況，條料排樣方法可以分為以下三種： 有廢料排樣：沖件與沖件之間、沖件與條料之間都存在搭邊廢料，沖件尺寸完全由沖模來保證，因此精度高，模具壽命也高，但材料利用率低。 少廢料排樣：只在沖件與沖件之間或沖件與條料之間留有搭邊值，因受剪裁條料質(zhì)量和定位誤差的影響，其沖件質(zhì)量稍差，同時邊緣毛刺被凹模帶入間隙也影響模具壽命，但材料利用率高，沖模結(jié)構(gòu)簡單。 無廢料排樣：沖件與沖件之間或 沖件與條料之間均無搭邊，沿直線或曲線切斷條料而獲得沖件。沖件的質(zhì)量較差，模具壽命較短，但材料利用率高。 采用少、無廢料的排樣可以簡化沖裁模結(jié)構(gòu)，減小沖裁力，提高材料利用率。但是，因條料本身的公差以及條料導(dǎo)向與定位所產(chǎn)生的誤差影響，沖裁件公差等級低。同時，由于模具單邊受力，不但會加劇模具磨損，降低模具壽命，而且也直接影響沖裁件的斷面質(zhì)量。 綜上分析，并考慮沖裁零件的形狀、尺寸、材料，選取有