【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_壓設備的動力，使板料在模具里直接受到變形力并進行變形，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。在實際生產(chǎn)中，常常是多種工序綜合應用于 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；屈服強度均勻，無明顯方向性；均勻延伸率高；屈強比低；加工硬化性低。 在實際生產(chǎn)中，常用與沖壓過程近似的工藝性試驗，如拉深性能試驗、脹形性能試驗等檢驗材料的沖壓性能，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)準備時間。 模座、模架、導向件的標準化和發(fā)展簡易模具 (供小批量生產(chǎn) )、復合模、多工位級進模 (供大量生產(chǎn) )，以及研制快速換模裝置，可減少沖壓生產(chǎn)準備工作量和縮短準備時間，能使適用于減少沖壓生產(chǎn)準備工作量和縮短準備時間，能使適用于大批量生產(chǎn)的先進沖壓技術(shù)合理地應用于小批量多品種生產(chǎn)。 沖壓設備除了厚板用水壓機成形外，一般都采用機械壓力機。以現(xiàn)代高速多工位機械壓力機為中心，配置開卷、矯平、成品收集、輸送等機械以及模具庫和快速換模裝置，并利用計算機程序控制，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。查標準公差數(shù)值表（ GB/） ， 各尺寸公差為：、 φ 。設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，需要用模具進行生產(chǎn)。 綜合性能較 好， 強度 、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，應有適當?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準中的概念，關(guān)鍵就是推薦這兩字，實際的沖壓生產(chǎn)過程中一般是不采用的，沒有什么實際的意義，一般企業(yè)生產(chǎn)會根據(jù)自己生產(chǎn)的產(chǎn)品要求和實際需要編制未注公差標準和要求，或者采用國家標準公差數(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?？沙踹x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 沖孔復合沖壓，采用復合摸生產(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，采用級進摸生產(chǎn)。一副模具，生產(chǎn)率高，沖壓精度稍差，但經(jīng)濟性好。 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，采用復合模生產(chǎn)。 6 第 3 章 模具的方案設計 模具結(jié)構(gòu)形式的確定 復合模是指 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，宜采用導料板導向，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距離（步距），送進的距離即等于步距 。 模具類型的選擇 由沖壓工藝分析可知，采用復合模方式?jīng)_壓，所以模具類型為復合模。 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，單邊間隙取（ ～ ） t。當固定卸料板還要起到對凸模的導向作用時卸料板與 凸模的配合間隙應該小于沖裁間隙。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向作用時，二者的配合間隙應小于沖裁間隙。常用作落料模、沖孔模、正裝復合模的卸料裝置。 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 因選用的沖壓設備為開式壓力機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。 確定導向方式 方案一：采用對角導柱模架。由于導柱安裝在模具壓力中心對稱的對角線上，所以上模座在導柱上滑動平穩(wěn)。常用于橫向送 料級進模或縱向送料的落料模、復合模。 方案二：采用后側(cè)導柱模架。由于前面和左、右不受限制，送料和操作比較方便。因為導柱安裝在后側(cè)，工作時，偏心距會造成導套導柱單邊磨損，嚴重影響模具使用壽命，且不能使用浮動模柄。 方案三：四導柱模架。具有導向平穩(wěn)、導向準確可靠、剛性好等優(yōu)點。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：中間導柱模架。導柱安裝在模具的對稱線上，導向平穩(wěn)、準確。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 級復合模采用對角側(cè)導柱模架的導向方式，即方案一最佳。 8 第 4 章 模具設計計算 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)量達數(shù)十萬件，甚至數(shù)百萬件，材料合理利用的經(jīng)濟效益更為突出。 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