【文章內(nèi)容簡介】 ................................................................. 57 模具裝配圖 ......................................................................................................... 57 ...................................................................................................... 59 ................................................................................................................. 59 第十一章 總結(jié) ................................................................................................................ 65 參考文獻(xiàn) .......................................................................................................................... 66 致 謝 ............................................................................................................................ 67 附錄 .................................................................................................................................. 68 附錄一 ................................................................................................................................ 68 附錄二 ................................................................................................................................ 69 四川理工學(xué)院課程設(shè)計(jì)（論文） 1 第一章 緒論 沖壓與沖模的概念 沖壓是通過安裝在壓力機(jī)上的模具對(duì)材料施加外力，使之產(chǎn)生塑性變形或分離，從而獲得一定尺寸、形狀和性能的工件的加工方法。沖壓工藝的應(yīng)用范圍十分廣泛，既可以加工金屬材料，也可以加工多種非金屬材料。 在沖壓加工中，安裝在壓力機(jī)上，將材料（金屬或非金屬）加工成零件（或半成品）的一種特殊工藝 裝備，叫做沖壓模具（簡稱沖模）。沖模在實(shí)現(xiàn)沖壓加工中是必不可少的工藝裝備，與沖壓件是“一模一樣”的關(guān)系，若沒有符合要求的沖模，就不能生產(chǎn)出合格的沖壓件；沒有先進(jìn)的沖模，先進(jìn)的沖壓成形工藝就無法實(shí)現(xiàn)。在沖壓零件的生產(chǎn)中，合理的沖壓成形工藝、先進(jìn)的模具、高效的沖壓設(shè)備是必不可少的三要素。 沖壓加工的特點(diǎn) 冷沖壓生產(chǎn)靠壓力機(jī)和模具完成加工過程，與其他加工方法相比，在技術(shù)與經(jīng)濟(jì)方面具有下列特點(diǎn)： １ .冷沖壓是少、無切屑加工方法之一，所獲得的沖壓件一般無需再加工； ２ .普通壓力機(jī)每分鐘可生產(chǎn)幾十件，高速壓力機(jī)每 分鐘可生產(chǎn)千件以上，是一種高效率的加工方法；３ .沖壓件的尺寸精度由模具保證，所以質(zhì)量穩(wěn)定，互換性好； ４ .冷沖壓可以加工壁薄、重量輕、剛性好、形狀復(fù)雜的零件，為其他加工方法所不能替代。 另外，冷沖壓加工不需加熱、無氧化皮，表面質(zhì)量好，操作方便，費(fèi)用較低。 由于具有上述突出特點(diǎn)，冷沖壓在生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。全世界的鋼材中，有６０％～７０％是板材，其中大部分是經(jīng)過沖壓制成。汽車的車身、底盤、油箱、散熱器片，鍋爐的汽包、容器的殼體，電機(jī)、電器的鐵芯硅鋼片等都是沖壓加工的。儀器儀表、家用電器、自行車、辦公器械、 生活器皿等產(chǎn)品中，也有大量沖壓件。冷沖壓可加工各種類型的產(chǎn)品，尺寸從小到鐘表的秒針，大到汽車的縱梁、覆蓋件；沖切厚度已達(dá)２０ｍｍ以上，加工尺寸幅度大，適應(yīng)性強(qiáng)。 沖壓模具的分類 沿封閉或敞開的輪廓線使材料產(chǎn)生分離的模具。如落料模、沖孔模、切斷模、切口模、切邊模、剖切模等。 使板料毛坯或其他坯料沿著直線（彎曲線）產(chǎn)生彎曲變形，從而獲得一定角度和形狀的工件的模具。 是把板料毛坯制成開口空心件，或使空心件進(jìn)一步改變形狀和尺寸的模具。 是將毛坯或半成品工件按圖凸、凹模的形狀直接復(fù)制成形，而材料本身第一章 緒論 2 僅產(chǎn)生局部塑性變形的模具。如脹形模、縮口模、擴(kuò)口模、起伏成形模、翻邊模、整形模等。 在壓力機(jī)的一次行程中，只完成一道沖壓工序的模具。 只有一個(gè)工位，在壓力機(jī)的一次行程中，在同一工位上同時(shí)完成兩道或兩道以上沖壓工序的模具。 （也稱連續(xù)模） 在毛坯的送進(jìn)方向上，具有兩個(gè)或更多的工位，在壓力機(jī)的一次行程中，在不同的工位上逐次完成兩道或兩道以上沖壓工序的模具。 綜合了單工序模和級(jí)進(jìn)模的特點(diǎn)，利用機(jī)械手傳遞系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的模內(nèi)快速傳遞，可以大大提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率，減低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，節(jié)儉材料成本，并且質(zhì)量穩(wěn)定可靠。 依產(chǎn)品加工方法的不同，可將模具分成沖剪模具、彎曲模具、抽制模具、成形模具和壓縮模具等五大類。 ：是以剪切作用完成工作的，常用的形式有剪斷沖模、下料沖模、沖孔沖模、修邊沖模、整緣沖模、拉孔沖模和沖切模具。 ：是將平整的毛胚彎成一個(gè)角度的形狀，視零件的形狀、精度及生產(chǎn)量的多寡，乃有多種不同形式的模 具，如普通彎曲沖模、凸輪彎曲沖模、卷邊沖模、圓弧彎曲沖模、折彎沖縫沖模與扭曲沖模等。 ：抽制模具是將平面毛胚制成有底無縫容器。 ：指用各種局部變形的方法來改變毛胚的形狀，其形式有凸張成形沖模、卷緣成形沖模、頸縮成形沖模、孔凸緣成形沖模、圓緣成形沖模。 ：是利用強(qiáng)大的壓力，使金屬毛胚流動(dòng)變形，成為所需的形狀，其種類有擠制沖模、壓花沖模、壓印沖模、端壓沖模。 沖壓材料 沖壓對(duì)模具材料的要求 不同沖壓方法，其模具類型不同，模具工作條件有差異， 對(duì)模具材料的要求不同。 沖裁模 主要用于各種板料的沖切成形，其刃口在工作過程中受到強(qiáng)烈的摩擦和沖擊，具有高的耐磨性、沖擊韌性以及耐疲勞斷裂性能。 彎曲模 主要用于板料的彎曲成形，工作負(fù)荷不大，但有一定的摩擦，具有高的耐磨性 和斷裂抗力。 拉深模 要用于板料的拉深成形，工作應(yīng)力不大，但凹模入口處承受強(qiáng)烈的摩擦， 1．材料應(yīng)具有良好的塑性 在變形工序中，材料的內(nèi)應(yīng)力分拉應(yīng)力或壓應(yīng)力，其變形表現(xiàn)為伸長和壓縮。當(dāng)主要變形區(qū)的材料變形量超過材料的變形極限時(shí)，便會(huì) 產(chǎn)生破裂或皺褶。因此，材料必須有良好的塑性和塑性變形的穩(wěn)定性。 影響材料塑性的主要因素是材料的化學(xué)成分、金相組織和機(jī)械性能。碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)低于 %~%的低碳鋼具有良好的塑性。硅的質(zhì)量分?jǐn)?shù)在 %以下，對(duì)材料塑性影響不大，但質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于這一數(shù)值時(shí)，即使碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)很小也會(huì)使材料變得又硬又脆。硫在鋼中與錳或鐵相結(jié)合以硫化物的形態(tài)出現(xiàn)時(shí)，會(huì)嚴(yán)重地影響鋼的熱軋性能，硫四川理工學(xué)院課程設(shè)計(jì)（論文） 3 化物促使條狀組織產(chǎn)生，使鋼的塑性降低。 金屬材料的晶粒大小對(duì)塑性影響也很大。晶粒大，塑性差，變形時(shí)容易破裂，或在制件表面上呈現(xiàn)粗糙的橘 皮，對(duì)制件以后的拋光、電鍍、涂漆等工序均有影響；金屬材料的品粒過細(xì)，則使材料的彈性回復(fù)現(xiàn)象增加，因而材料的晶粒大小要適中。 材料塑性的高低，通常用延伸率、屈強(qiáng)比、冷彎試驗(yàn)中的彎心直徑和杯突試驗(yàn)深度來表示。延伸率、杯突試驗(yàn)深度值越大，塑性就越好；屈強(qiáng)比、彎曲半徑越小，則材料的塑性越好。 2．材料應(yīng)具有抗壓失穩(wěn)起皺的能力 在制件的變形區(qū)，當(dāng)材料內(nèi)部主要承受壓縮應(yīng)力時(shí)，如直壁零件的拉深、縮口及外凸曲線翻邊等，其應(yīng)變主要表現(xiàn)為縮短或厚度增加，這時(shí)就容易產(chǎn)生受壓失穩(wěn)起皺。 3．材料應(yīng)具有良好的表面質(zhì)量 材料表面如有劃 傷、麻點(diǎn)、氣孔、縮孔，或材料斷面上有分層現(xiàn)象時(shí)，則在沖壓過程中，會(huì)在材料的缺陷部位造成應(yīng)力集中而產(chǎn)生破裂；材料表面扭曲不平，會(huì)使剪裁或沖裁時(shí)定位不穩(wěn)而造成沖壓廢品，或損壞模具。 金屬板料厚度公差的大小是鋼板軋制精度的主要標(biāo)志，也是影響沖壓加工質(zhì)量穩(wěn)定性的重要因素之一。模具間隙一經(jīng)確定，所用材料的厚度公差就受到限制。板料的長、寬尺寸是根據(jù)制件的最佳的排樣方案選定的。 1 模具材料的選用，不僅關(guān)系到模具的使用壽命，而且也直接影響到模具的制造成本，因此是模具 設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重要工作。在沖壓過程中，模具承受沖擊負(fù)荷且連續(xù)工作，使凸、凹模受到強(qiáng)大壓力和劇烈摩擦，工作條件極其惡劣。因此選擇模具材料應(yīng)遵循如下原則： （ 1）根據(jù)模具種類及其工作條件，選用材料要滿足使用要求，應(yīng)具有較高的強(qiáng)度、硬度、耐磨性、耐沖擊、耐疲勞性等； （ 2）根據(jù)沖壓材料和沖壓件生產(chǎn)批量選用材料； （ 3）滿足加工要求，應(yīng)具有良好的加工工藝性能，便于切削加工，淬透性好、熱處理變形小； （ 4）滿足經(jīng)濟(jì)性要求。 模具材料的種類很多，應(yīng)用也極為廣泛。沖壓模具所用材料主要有 碳鋼、合金鋼、鑄鐵、鑄鋼、硬質(zhì)合金、鋼基硬質(zhì)合金以及鋅基合金、低熔點(diǎn)合金、環(huán)氧樹脂、聚氨酯橡膠等。沖壓模具中凸、凹模等工作零件所用的材料主要是模具鋼，常用的模具鋼包括碳素工具鋼、合金工具鋼、軸承鋼、高速工具鋼、基體鋼、硬質(zhì)合金和鋼基硬質(zhì)合金等。 沖壓常用金屬材料的力學(xué)性能比較見表 11， 常用模具鋼的性能比較見表 12， 常用冷作模具鋼國內(nèi)、外牌號(hào)對(duì)照見表 13。 第一章 緒論 4 表 11沖壓常用金屬材料的力學(xué)性能 四川理工學(xué)院課程設(shè)計(jì)（論文） 5 表 12常用模具鋼的性能比較 表 13常用冷作模具鋼國內(nèi)、外牌號(hào)對(duì)照 第一章 緒論 6 沖壓的優(yōu) 勢 與 機(jī)械加工 及塑性加工的其它方法相比，沖壓加工無論在技術(shù)方面還是經(jīng)濟(jì)方面都具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。主要表現(xiàn)如下。 ，且操作方便，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化與自動(dòng)化。這是因?yàn)闆_壓是依靠沖模和沖壓設(shè)備來完成加工，普通 壓力機(jī) 的行程次數(shù)為每分鐘可達(dá)幾十次，高速壓力要每分鐘可達(dá)數(shù)百次甚至千次 以上，而且每次沖壓行程就可能得到一個(gè)沖件。 精度 ，且一般不破壞沖壓件的表面質(zhì)量 ,而模具的壽命一般較長 ,所以沖壓的質(zhì)量穩(wěn)定 ,互換性好 ,具有“一模一樣”的特征。 、形狀較復(fù)雜的零件，如小到鐘表的秒表，大到汽車縱梁、覆蓋件等，加上沖壓時(shí)材料的冷變形硬化效應(yīng)，沖壓的 強(qiáng)度 和剛度均較高。 ，材料的消耗較少，且不需其它加熱設(shè)備，因而是一種省料，節(jié)能的加工方法，沖壓件的成本較低。 由于沖壓具有如此優(yōu)越性，沖壓加工在國民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用范圍相當(dāng)廣泛。例如，在宇航，航空，軍工，機(jī)械，農(nóng)機(jī)，電子，信息，鐵道，郵電，交通，化工，醫(yī)療器具，日用電器及輕工等部門里都有沖壓加工。不但整個(gè)產(chǎn)業(yè)界都用到它，而且每個(gè)人都直接與沖壓產(chǎn)品發(fā)生聯(lián)系。像飛機(jī)，火車，汽車，拖拉機(jī)上就有許多大，中，小型沖壓件。小轎車的車身， 車架 及車圈等零部件都是沖壓加工出來的。據(jù)有關(guān)調(diào)查統(tǒng)計(jì)，自行車，縫紉機(jī)，手表里有 80%是沖壓件；電視機(jī)，收錄機(jī)，攝像機(jī)里有 90%是沖壓件；還有食品 金屬罐 殼，鋼精鍋爐，搪瓷盆碗及 不銹鋼餐具 ，全都是使用模具的沖 壓加工產(chǎn)品；就連電腦的硬件中也缺少不了沖壓件。 沖壓加工所使用的模具一般具有專用性，有時(shí)一個(gè)復(fù)雜零件需要數(shù)套模具才能加工成形，且模具制造的精度高，技術(shù)要求高，是技術(shù)密集形產(chǎn)品。所以，只有在沖壓件生產(chǎn)批量較大的情況下，沖壓加工的優(yōu)點(diǎn)才能充分體現(xiàn)，從而獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益的。 沖壓應(yīng)用領(lǐng)域 全世界的鋼材中，有 60～ 70%是板材，其中大部分是經(jīng)過沖壓制成成品。汽車的車身、底盤、油箱、散熱器片，鍋爐的汽包、容器的殼體、電機(jī)、電器的鐵芯硅鋼片等都是沖壓加工的。儀器儀表、家用電器、自行車、辦公機(jī)械、生活器皿等 產(chǎn)品中，也有大量沖壓件。主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： 。以拉深為主。在我國這部份主要集中在汽車廠、拖拉機(jī)廠、飛機(jī)制造廠等大廠，獨(dú)立的大型沖壓拉深廠還不多見； 。主要是沖剪成形。這部分的企業(yè)有許多都?xì)w在標(biāo)準(zhǔn)件廠，也有一些獨(dú)立的沖壓廠，目前一些汽車廠或拖拉機(jī)廠的周圍都有許多這樣的小廠； 。這類廠是一個(gè)新的產(chǎn)業(yè)，隨著電器的發(fā)展而發(fā)展起來，這部分廠主要集中在南方； 。做一些工藝品，餐具等，這些廠近幾年也有大的發(fā)展； 器部件沖壓廠。這些廠都是在我國家用電器發(fā)展起來后才出現(xiàn)的，大部分分布在家電企業(yè)內(nèi)； 。如航空件的沖壓等就屬于這類企業(yè)，但這些工藝廠也都?xì)w在一些大廠。