【文章內(nèi)容簡介】 形機、 CNC 萬能折彎機等新設備已投 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 8 小 批量生產(chǎn)，沖模零件既具的一定的復雜性和精密性，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?，這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)標準件廠家未形成規(guī)模化生產(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、服務等都還有待于進一步提高。 模具發(fā)展的現(xiàn)狀 現(xiàn)代模具有 ―不衰亡的工業(yè) ‖之稱。世界模具市場整體上供不應求，市場需求量維持在 600 億至 650 億美元，同時，我國模具產(chǎn)業(yè)也迎來 了新一輪的發(fā)展機遇。近幾年，我國模具產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值保持 13%的增長率（據(jù)不完全統(tǒng)計， 2021 年國內(nèi)模具進口總值達到 600 多億，同時，有近 200 個億的出口），到 2021 年模具產(chǎn)值預計為 600 億，模具據(jù)模具標準件出口將從現(xiàn)在的每年 9000 多玩美元增長到2021 年的兩億美元左右。但就汽車產(chǎn)業(yè)而言，一個型號的汽車所需模具達到幾千副，價值上億元，而當汽車更換時 80%的模具需要更換。另外電子和通信產(chǎn)品對模具的需求也很大，在發(fā)達國家往往占到市場總量的 20%之多。目前，中國17000 多個模具生產(chǎn)廠點，從業(yè)人數(shù)約 50 多萬。工業(yè)總 產(chǎn)值中企業(yè)自產(chǎn)用的約占三分之二，作為商品銷售的三分之一。在模具工業(yè)的總產(chǎn)值中，沖壓模具約占50%，塑料模具約占 33%，壓鑄模具約占 6%，其他模具約占 11%。 模具是工業(yè)生產(chǎn)中的基礎工藝裝備，是一種高附加值的高技術(shù)密集型產(chǎn)品，也是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要領域，其技術(shù)水平的高低已成為衡量一個國家制造水平的重要標志。隨著國民經(jīng)濟總量和工業(yè)產(chǎn)品技術(shù)的不斷發(fā)展，各行各業(yè)對模具的需求量越來越大，技術(shù)要求也越來越高。目前我國工業(yè)發(fā)展的步伐日益加快，模 9 具發(fā)展重點主要表現(xiàn)在： （ 1） 汽車覆蓋件模； （ 2） 精密沖模 ； （ 3） 大型及精密注塑模； （ 4） 主要模具標準件； （ 5） 其他高技術(shù)含量的模具。 目前我國模具年生產(chǎn)總量雖然以躍居世界第三，其中，沖壓模具占模具總量的 40%以上，但在整個模具設計制造水平和標準化程度上，與德國、美國、日本等發(fā)達國家相比還存在相當大的差距。以大型覆蓋件沖模為代表，我國以能生產(chǎn)部分轎車覆蓋件模具。轎車覆蓋件模具設計和制造難度大，質(zhì)量和精度要求高，代表覆蓋件模具的水平。在設計制造方法、手段上以基本達到了國際水平，模具結(jié)構(gòu)功能方面也接近國際水平，在轎車模具國產(chǎn)化進程中前進了以大步。但在制造質(zhì)量、精度、制造周期和成本方面，與國外想不還存在一定的差距。標志沖模技術(shù)先進水平的多工位級進模和多功能模具，是我國重點發(fā)展的精密模具品種，在制造精度、使用壽命、模具結(jié)構(gòu)和功能上，與國外多工位級進模和多功能模具相比，存在一定差距。 10 第 2 章 工藝分析及沖壓方案分析 制件的工藝性分析 沖壓技術(shù)要求：材料 H68 材料厚度： 生產(chǎn)批量：大批量 未注公差：按 IT13 級計算 沖裁部分的工藝性分析 制件的厚度為 ，材質(zhì)為 H62 普通黃銅， 由之間圖可知沖裁件的內(nèi)外輪廓轉(zhuǎn)角處均有圓角，最小圓角半徑 r=≥=，符合該材料的最小沖裁半徑。沖裁件上孔的尺寸不能太小，否則會導致凸模折斷，查表（多工位級進模 王俊彪編） 23 得無導向凸模圓形最小凸模為 ，矩形件為 ，均符合條件。 彎曲部分的工藝性分析 查表 26 知彎曲部分均為 90 彎曲，曲邊的高度 H≥2t+r，其中 r 為圓角半徑，由圖制件的尺寸可知，各個彎曲部分均滿 足。與軋制方向垂直時， H6 半硬黃銅的最小彎曲半徑為 。制件的工藝性均滿足要求，可以進行大批量生產(chǎn)。 11 沖裁件的精度與粗糙度 一般落料公差等級最好低于 IT10 級，沖孔件公差等級最好低于 IT9 級，該制件公差等級為 IT13 級，因此可用于一般精度的沖裁，普通沖裁即可達到要求，由于沖裁件沒有斷面粗糙度的要求，我們不必考慮。 沖裁件的材料 沖裁件材料為 H68（黃銅），抗剪切強度 τ=285MP，斷面收縮率 18%，具有良好的彈性和塑性，沖裁性較好，可以沖裁加工。 工藝方案確定 該制件包括沖孔、落料和彎曲三個基本工序，可采用的沖裁工序有單工序沖裁和多工序沖裁，由于有彎曲存在，不能用復合模，零件沖裁工序較多，用單工序生產(chǎn)需要模具數(shù)量較多，生產(chǎn)效率低，所用費用高，不合理；用級進模生產(chǎn)時，生產(chǎn)效率高，操作方便，通過合理設計可達到較好的零件質(zhì)量和避免模具強度不夠的問題，根據(jù)以上分析，該制件采用級進模沖裁工藝方案。 12 第 3 章 沖壓模具總體結(jié)構(gòu)設計 模具類型 根據(jù)零件的沖裁工藝方案，采用級進模加工。 操作與定 位方式 零件大批量生產(chǎn)，宜采用自動送料方式，零件尺寸較大，保證孔的精度及較好的定位，宜采用導料板導向，導正銷導正，配合以側(cè)刃定距。 卸料與出件方式 考慮工序較多，應采用彈性卸料方式，為了便于操作，提高生產(chǎn)率，廢料采用直接從凹模洞口推下的下出料方 。 模架類型及精度 由于零件尺寸較大，間隙較小，又是級進模，因此采用導向較為平穩(wěn)的對角導柱導架，考慮零件精度要求不是很高，沖裁間隙較小，因此采用 I 級精度模架。 13 第 4 章 沖壓模具工藝與模具設計計算 排樣 考慮到零件彎曲工序較多，彎曲角度復雜，尺寸又大，只能采用橫排和直排方式，而橫排時，調(diào)料送進不方便，實際生產(chǎn)中不容易實現(xiàn)，只能采用直排方式。如下圖所示 : （ 1） 展開長度計算 彎曲件內(nèi)表面的圓角半徑 r=,r≤=,此時 l 彎 =Kt,該材料塑性良好，所以取 K=,l 彎 ==（ mm) 展開長度 l=+2l 彎 +42+2l 彎 +2+2l 彎 +2 =+8+++6=(mm) （ 2） 條料寬度、及步距計算 查表（塑性成形工藝與模具設計） 25 得側(cè)邊值 a1==,工件間搭邊值 a==，寬度 b=l+2a1=+2=(mm),取為 工件采用無側(cè)壓裝置。調(diào)料寬度可按下式計算： B=b+2Δ+z Δ—條料寬度的單項（負向）公差； z—條料 與導料板之間的間距； 查表（多工位級進模設計） 33 有 t≤,且調(diào)料寬度 ≤50 時， Δ=，z=。 則 B=+2+=（ mm） 14 當 t=，導正孔直徑 d≥4t=,這里取其為 ， 查表（塑性成形與模具設計） 2 26 得 導正孔與圓形邊界間距為 ： a1==(mm), 與方形邊界間距 a2==(mm).這里取為 由上可知步距 s=10+++++=(mm），取其為 t Amin ≤ ~ ~ ~ ~ 由表格可知側(cè)刃沖切刃口 Amin=,側(cè)刃長度與步距相同即為 凸凹模刃口尺寸計算 沖裁模刃口尺寸計算 由于沖裁部分均為沖孔，其尺寸應按沖孔尺寸計算，既已凸模尺寸為基準，由前所訴制件公差為 IT11 級，模具精度比零件精度高 3~4 級，取 IT8 級 查表（塑性成型與模具設計） 21 得厚度 t= 的 H68 黃銅雙面初始間隙zmin=,單面間隙 c=%t==。由于凸模形狀不標準，所以加工方式選用配合加工。 dp=(d+xΔ)0δp dd=(dp+zmin)0+δd=(d+xΔ+zmin)0+δd （ 1） d=： 零件精度為 IT11 級，取 x=,該制件為圓形制件， t=，查（沖壓手冊）表 25 得，內(nèi)孔公差 Δ=，則 δp=δd=Δ/4=， dp=(d+xΔ)0δp =(+） =(mm) dd=(dp+zmin)0+ =(+)0+ 15 =+(mm) （ 2） d=： dp=(d+xΔ)0δp =（ +) =(mm) dd=(dp+zmin)0+δd=(d+xΔ+zmin)0+δd=（ +）0+=0+ （ 3） l1=,l2=, l3=,l4=,d=15,R=6 查表 25 得， l1尺寸 Δ1=， δp1=δd1=Δ1/4= l l l4的尺寸公差 Δ2= δp2 =δd2=Δ2/4= d d2尺寸公差 Δ3=， δp3=δd3=Δ3/4= l l l l4 均為變小的尺寸， d1=15 為變大的尺寸， d2=12 為變小的尺寸 ，所以有一下計算： l1p=(l1+xΔ1)0δp1 =(+)0 =0 l1d=(l1p+c)0+δd1 =(+)0+ =0+ l2p=（ l2+xΔ2)0δp2 l2d=(l2p+c)0+δd2 =(+)0 =(+)0+ =0 =+ l3p=(l3+xΔ2)0δp2 l3d=(l3p+c)0+δd2 =(+)0 =(+)0+ =0 =+ l4p=(l4+xΔ2)0δp2 l4d=(l4p+c)0+δd2 =(+)0 =(+)0+ =0 = 0+ 16 d2p=(d2+xΔ3)0δp3 d2d=(d2p+zmin)0+δp3 =(12+) =(+)0+ =0 =+ d1p=(d1xΔ3)0δp3 d2d=(d2p+zmin) =() =(+) =+ = （ 4） l1= l2=10 查表 25 得，公差 Δ=， δp=δd=Δ/4= l1p=(l1+xΔ)0δp =(+)0