【文章內(nèi)容簡介】 公司生產(chǎn)的2000KN“沖壓中心”采用CNC控制，只需5min時間就可完成自動換模、換料和調(diào)整工藝參數(shù)等工作；美國惠特尼公司生產(chǎn)的CNC金屬板材加工中心，在相同的時間內(nèi)，加工沖壓件的數(shù)量為普通壓力機的4~10倍，并能進行沖孔、分段沖裁、彎曲和拉深等多種作業(yè)。近年來，為了適應(yīng)市場的激烈競爭，對產(chǎn)品質(zhì)量的要求越來越高，且其更新?lián)Q代的周期大為縮短。沖壓生產(chǎn)為適應(yīng)這一新的要求，開發(fā)了多種適合不同批量生產(chǎn)的工藝、設(shè)備和模具。其中，無需設(shè)計專用模具、性能先進的轉(zhuǎn)塔數(shù)控多工位壓力機、激光切割和成形機、CNC萬能折彎機等新設(shè)備已投入使用。特別是近幾年來在國外已經(jīng)發(fā)展起來、國內(nèi)亦開始使用的沖壓柔性制造單元（FMC）和沖壓柔性制造系統(tǒng)（FMS）代表了沖壓生產(chǎn)新的發(fā)展趨勢。FMS系統(tǒng)以數(shù)控沖壓設(shè)備為主體，包括板料、模具、沖壓件分類存放系統(tǒng)、自動上料與下料系統(tǒng)，生產(chǎn)過程完全由計算機控制，車間實現(xiàn)24小時無人控制生產(chǎn)。同時，根據(jù)不同使用要求，可以完成各種沖壓工序，甚至焊接、裝配等工序，更換新產(chǎn)品方便迅速，沖壓件精度也高。（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)，沖模零件既具有一定的復(fù)雜性和精密性，又具有一定的結(jié)構(gòu)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(zhì)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(shè)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?；驈澢＃@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。但總體情況還滿足不了模具工業(yè)發(fā)展的要求，主要體現(xiàn)在標準化程度還不高（一般在40%以下），標準件的品種和規(guī)格較少，大多數(shù)標準件廠家還未形成規(guī)?；a(chǎn)，標準件質(zhì)量也還存在較多問題。另外，標準件生產(chǎn)的銷售、供貨、服務(wù)等都還有待于進一步提高。綜上所述，模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標志，因為模具在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。隨著科學技術(shù)的不斷進步和工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，我國模具工業(yè)的發(fā)展將面臨新的機遇和挑戰(zhàn)。第二章 沖壓工藝分析及方案論證 沖壓工藝分析 零件的工藝分析圖1 法蘭盤零件圖該零件名稱為法蘭盤，結(jié)構(gòu)簡單，形狀對稱，主要尺寸孔、外形的精度為IT11級，材料為10鋼。（1）根據(jù)參考文獻[1]知沖孔時，因受凸模強度的限制，孔的尺寸不應(yīng)太小。沖孔的最小尺寸取決于材料性能，凸模的強度和模具結(jié)構(gòu)等?？刹榈脠A形孔最小值d=即：所以滿足工藝性要求。（2）沖裁件孔與邊緣之間a距離受模具的強度和沖裁件質(zhì)量的制約，其值不應(yīng)過小。在拉深件或彎曲件上沖孔時，孔邊與制件直邊之間的距離不能小于制件圓角半徑與一半料厚之和。由圖1可知，孔邊與制件直邊之間的距離a滿足沖裁工藝性要求。（3）在拉深時，拉深件的圓角半徑不能太小，應(yīng)滿足r≥t。由圖1可知，r==t，滿足拉深工藝性要求。 沖裁件的精度與粗糙度一般沖裁件內(nèi)、外形所能達到的經(jīng)濟精度均不高于IT10級。在選取沖裁件的精度時，一般要求的沖裁件精度最好低于IT10級，沖孔件最好低于IT9級，而Φ20孔的精度為IT11級，所以普通沖裁即可達到要求。由于工件沒有粗糙度要求，我們不予考慮。 確定工藝方案由以上分析可知，生產(chǎn)出該工件需經(jīng)過落料、拉深、沖孔、整孔四道工序。由于材料厚度較小，145176。倒角尺寸很小，設(shè)計整孔模具時凸模精度要求較高，給模具工作零件的加工帶來一定困難，所以在經(jīng)過前三道工序之后，采用機加工加工145176。倒角與修邊。總體而言，加工該零件要經(jīng)過落料—拉深—沖孔三道工序。該零件結(jié)構(gòu)簡單，形狀對稱，數(shù)量6000PCS，一般對于這樣的工件，通常采用落料、拉深，沖孔單工序加工方法。單工序模具加工模具壽命長，結(jié)構(gòu)簡單，但生產(chǎn)成本高，工序多，模具數(shù)量多，生產(chǎn)效率低，精度不容易保證，在進行第二道之后的工序時，操作者需把手伸進模具中，安全性差。由于該工件中批量成產(chǎn)，如果采用復(fù)合模，生產(chǎn)效率高，減輕工作量，節(jié)約能源，降低成本，易保證精度，而且避免傳統(tǒng)加工方法中須將手伸進模具的問題，對保護操作者的安全也有利，沖出制件的質(zhì)量也好。采用復(fù)合?？梢杂幸韵聝蓚€不同的方案：方案一：落料一沖孔一拉深 方案二：落料一拉深一沖孔采用方案一加工工件，沖孔之后再拉深可能在內(nèi)孔邊緣出現(xiàn)毛刺，也可能使沖孔時留下的微裂紋在拉深時擴大；采用方案二加工的工件外觀平整，產(chǎn)品質(zhì)量較高。經(jīng)綜合分析考慮，選用方案二為工件的加工方案。第三章 主要工藝參數(shù)計算 毛坯尺寸的計算根據(jù)等面積原則，用解析法求該零件的毛坯直徑。由參考文獻[1]可查得制件形狀的面積公式為：圖2工件的相對高度 由表31可查得制件拉深的修邊余量 表31 無凸緣圓筒件的修邊余量（mm）工件高度 h工件相對高度 h/d~~~~41022025024100356代入數(shù)據(jù)，可得毛坯直徑：取 判斷拉深次數(shù)工件的總拉深因數(shù) 毛坯的相對厚度 判斷是否采用壓邊裝置 查參考文獻[2]可查得不采用壓邊的條件 ：即： 故不需采用壓邊裝置。由參考文獻[2]表41可查得無凸緣圓筒件不采用壓邊圈拉深時的極限拉深因數(shù)，而，故工件可一次拉深成形。 壓力中心的確定因為該工件結(jié)構(gòu)簡單，形狀對稱，毛坯板料為圓形，所以其重心在圓心點位置，即壓力中心點。 排 樣 排樣設(shè)計該工件排樣根據(jù)落料工序設(shè)計，考慮操作方便及模具結(jié)構(gòu)簡單，采用單排排樣設(shè)計。查表32得搭邊值，采用單擋料銷擋料。表32 沖裁金屬材料搭邊值料厚（mm）手送料自動送料圓形非圓形往復(fù)送料aa1aa1aa1aa1~12321~222322~3234則：條料寬 條料的進距為 排樣如圖3所示圖3 排樣圖 沖裁單件材料的利用率 查參考文獻[2]可得：一個進距的材料利用率式中 A——沖裁件面積；n——一個進距內(nèi)沖裁件的數(shù)目；b——條料寬度；h——進距。則材料的利用率為 計算工序壓力 落料力計算查參考文獻[3]得：平刃口沖裁時，沖裁力的計算公式為：式中 P——沖裁力；L——沖刃口周長；t——材料厚度；——材料抗剪強度。在生產(chǎn)使用中，考慮到刃口變鈍、間隙不勻和材料性能波動等因素，通常按下式計算沖裁力： 查10鋼 ，取 。則落料力為 卸料力計算查參考文獻[3]得卸料力的計算公式為：式中 ——卸料力系數(shù)，查表33得 =；P——落料力。則卸料力為 表33 卸料力、推件力和頂件力系數(shù)料厚/mmKxKtKd鋼≤~~~~~~~~ 沖孔力計算，沖裁力計算公式為 則沖孔力為 推件力計算查參考文獻[3]得推件力的計算公式為：式中 ——推件力系數(shù)，=；P——沖孔力；n——卡在凹模內(nèi)的工件數(shù)，取n=2。則推件力為 拉深力計算查參考文獻[3]得圓筒形拉深件的拉深力：首次拉深 以后各次拉深 式中 P——最大拉深力；，——各次拉深件直徑；，——各次拉深系數(shù)；t——材料厚度；——抗拉強度。因為工件可一次拉深成形，拉深系數(shù)