【正文】 采用壓邊圈，所以 ? ?mmKttc a x ?????? （ 326） 式中 K—— 系數(shù)，查 參考文獻(xiàn) [16]表 得 K=。 圓角半徑 拉深凹模圓角半徑可按經(jīng)驗(yàn)公式 由參考文獻(xiàn) [16]： ? ?? ?mmmmtdDr d 0 21 4 8，取?????? （ 324） 一次拉深成型中，凸模圓角半徑 rp 應(yīng)與工件的圓角半徑相等。 落料 落料凸模，落料凹模采用分別加工的方法。若零件沒有標(biāo)注公差，則 對(duì)于非圓形件，按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)“非配合尺寸的公共差數(shù)值”的公差等級(jí) IT14處理，對(duì)于圓形件可按公差等級(jí) IT10處理。這樣，在凸、凹模受到一定磨損的情況下仍能沖出合格的零件。因此設(shè)計(jì)落料模時(shí)，應(yīng)以凹模為基 準(zhǔn)，間隙上取在凸模上；設(shè)計(jì)沖孔模時(shí)，應(yīng)該以凸模為基準(zhǔn)，間隙取在凹模上因使用中隨著模具的磨損，凸、凹模都得間隙將越來(lái)越大，所以初始設(shè)計(jì)時(shí)，凸、凹模間隙應(yīng)取最小合理間隙。沖裁時(shí)，凸模會(huì)越磨越小，凹模會(huì)越磨越大。 實(shí)踐證明，落料件的尺寸接近凹模刃口的尺寸，而沖孔件尺寸則接近凸模刃口的尺寸。 0 0701 ??pdd （ 317） 預(yù)制孔 預(yù)制孔直徑 mmd ? ? ?NLtF b 6 3 5 2 93 7 5 5 6 8 ?????? ??沖孔 （ 318） 工作零件刃口尺寸的計(jì)算 凸模和凹模刃口尺寸和公差，直接 影響 到?jīng)_裁件的尺寸精度。 外緣拉深 由 參考文獻(xiàn) [16] 表的計(jì)算拉深力的實(shí)用公式得 ? ?NktdF b 74 11 ?????? ? ??外拉深 （ 311） 查 參考 文獻(xiàn) [16]表 得 ?K 由于 外緣拉深采用了壓邊圈，須計(jì)算壓邊力，由 參考文獻(xiàn) [16]表 中的公式得 ? ?? ?? ?? ? ? ?NprdDF d2422212????????? ?壓邊 （ 312） 式中單位壓力 由參考文獻(xiàn) [16]表 [16]查得 MPap 3? （ 313） 內(nèi)緣拉深 內(nèi)緣拉深的拉深高度 mmh ? 根據(jù)工件的結(jié)構(gòu)尺寸再內(nèi)緣拉深之前，外緣已正在進(jìn)行拉深，因此內(nèi)緣拉深的時(shí)候其凸緣上金屬不可能有徑向流動(dòng)，但內(nèi)緣拉深成型高度相對(duì)較淺 。排樣如圖 31所示。 確定搭邊值 查 參考文獻(xiàn) [16]表 ： 條料沿邊 2?a 工件間 ?a 條料進(jìn)舉 ????? aDh （ 31） 條料寬度 152221482 ?????? aDb （ 32） 材料的利用率 查 參考文獻(xiàn) [16]表 ，板料規(guī)格選用 mmmmmm 2 0 0 01 2 5 ?? 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 若用橫裁，則裁板條數(shù) ? ? mmbAn 241315220211 ，余條??? （ 33） 每條零件個(gè)數(shù) ? ? mmh aBn 5012 ，余個(gè)????? （ 34） 零件總個(gè)數(shù) ? ?個(gè)總 10413812 ????? nnn （ 35） 材料利用率 %%1001 2 5 02 0 0 0 1484%100422??? ?????? BA Dn?? 總 （ 36） 若用縱裁，則 ? ? mmbBn 34815212501 ，余條??? （ 37） ? ? mmh aAn ，余個(gè)????? （ 38） 104?總n （ 39） 所以橫裁縱裁零件的總個(gè)數(shù)一樣，橫縱都可以。 由于該毛坯的直徑比較大，故采用有廢料排樣。少?gòu)U料或無(wú)廢料排樣時(shí)，工件和工件之間，工件和條料邊緣之間存在較少搭邊，或沒有搭邊的存在，材料的利用率高，模具的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但沖裁時(shí)由于凸模刃口受不均勻側(cè)向力作用，使模具容易遭到破壞，沖裁件質(zhì)量也比較差。 1） 根據(jù)工件結(jié)構(gòu)和材料利用的情況有三種排樣方式：有廢料排樣、無(wú)廢料排樣和少?gòu)U料排樣。 根據(jù)上一章計(jì)算，毛坯直徑已經(jīng)確定，可以進(jìn)行排樣設(shè)計(jì)。排樣是沖裁模的設(shè)計(jì)中一項(xiàng)十分重要的工作。 綜上所述，工藝方案確定為：落料 —— 外緣拉深 —— 內(nèi)緣拉深 —— 沖孔。 檢驗(yàn)拉深系數(shù)是否超過極限 根據(jù) 考文獻(xiàn) [16]表 ＞ mf＞ ， mf為 ～ ，因?yàn)?m1=＞ mf，所以拉伸系數(shù)符合要求。 毛坯直徑計(jì)算 ? ?mmrrddhdD 1 4 0 0 0 1 22220????????????? （ 21） 是否要使用壓邊圈 毛坯相對(duì)厚度 （ 22） 零件的拉深系數(shù) （ 23） 查參考文獻(xiàn) [16]表 ，需要采用壓邊圈 。 當(dāng)一次可拉成時(shí)，高度 H 最好為 H≤ (～ )d 3） 圓筒底與壁部的圓角半徑要滿足 r≥ t，最好取 r≈（ 3～ 5） t，若 r≥ (～ )t 的時(shí)候，須增加整形。本套筒為旋轉(zhuǎn)對(duì)稱結(jié)構(gòu)，工藝性良好。 1） 拉伸件的形狀應(yīng)該盡量對(duì)稱、簡(jiǎn)單，利于拉深的成形。由于材料的各向異性和拉深時(shí)金屬的流動(dòng)條件差異，為了保證零件尺寸，必須保留修邊余量，在計(jì)算毛坯尺寸的時(shí)候必須計(jì)入修邊余量。 圖 22所示的零件壁部的圓角半徑為 R3，大于零件的厚度 t(t=),符合拉伸加工工藝的要求。 拉伸件的制造精度不宜要過太高。 圖 22 工件展開前毛坯尺寸 外緣拉伸屬于無(wú)凸緣筒不變薄拉深，該零件外形簡(jiǎn)單，尺寸精度及沖裁斷面的質(zhì)量要求都不高，拉深件中未標(biāo)注尺寸的極限偏差按 GB/T150552021《未注公差成形件線性尺寸的極限偏差》選取，見 《未注公差成形件線性尺寸的極限偏差》 的 附錄 A5。 Q195是一種碳素結(jié)構(gòu)鋼 ， 價(jià)格比較便宜 ， 屈服強(qiáng)度為 195MPA,比 Q235(普通碳素結(jié)構(gòu)鋼又稱 A3板）強(qiáng)度低。零件為軸對(duì)稱旋轉(zhuǎn)體，沖裁性能較好； h/d較小，拉伸工藝性較好；為了節(jié)省材料，提高生產(chǎn)效率，最好采用沖孔翻 邊 工序。 表 21沖裁件內(nèi)外形所能達(dá)到的經(jīng)濟(jì)公差等級(jí) 材料厚度 /mm 公稱尺寸 /mm 0～ 3 ≥3～ 6 ≥6～ 10 ≥10～ 18 ≥18～ 500 ≥0～ 1 IT12～ IT13 IT11 ≥1～ 2 IT14 IT12～ IT13 IT11 ≥2～ 3 IT14 IT12～ IT13 ≥3～ 5 — IT14 IT12～ IT13 查公差等級(jí)表確定各尺寸的公差值， Φ70對(duì)應(yīng)的公差為 +， Φ100對(duì)應(yīng)的公差為+。 沖壓件精度分析及確定 零件 的形狀及尺寸如圖下 21 所示，公差未給出，該零件的內(nèi)外形狀均為圓形。因?yàn)橐欢ǖ哪＞唛g隙適用一定厚度的材料，材料的厚度公差太大，不僅會(huì)影響工件的質(zhì)量，還會(huì)導(dǎo)致廢品的出現(xiàn)。表面質(zhì)量好的材料，沖壓的時(shí)候不容易擦傷模具，不容易破裂，工件的表面質(zhì)量也好。對(duì)于分離工序，要求材料具有一定的塑性。 4）繪制后蓋沖壓模的裝配圖及重要零件的零件圖。 2）對(duì)給定后蓋進(jìn)行工藝性分析，確定合適的沖壓工藝方案。 3） 國(guó)產(chǎn)材料，特別是耐熱鋼仍依賴于進(jìn)口，折射出國(guó)產(chǎn)材料與國(guó)外還存在著一定距離 。我國(guó)壓鑄模與國(guó)外工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家 相比尚有以下差距： 1） 模具使用可靠性不穩(wěn)定，易龜裂，破裂，故障率高，壽命不如進(jìn)口模具。計(jì)算機(jī)等多門學(xué)科以及鍛、鑄、機(jī)加工、熱處理、檢測(cè)等諸多工種共同打造的系統(tǒng)工程。近 10 多年來(lái) ， 模具行業(yè)的年均增長(zhǎng)率超過 15％ ， 2021 年的模具進(jìn)口量和出口量分別為 億美元和 億美元。高速銑削加工技術(shù)的發(fā)展，促進(jìn)了模具加工的發(fā)展，特別給家電、汽車行業(yè)中大型腔模具制造方面注入了新的活力。其基本思想是：通過對(duì)實(shí)物或零件進(jìn)行掃描測(cè)量以及各種先進(jìn)的數(shù)據(jù)處理手段獲得產(chǎn)品的幾何信息，然后充分利用 CAD/CAM 技術(shù)準(zhǔn)確、快速地建立產(chǎn)品的數(shù)學(xué)幾何模型，進(jìn)行數(shù)據(jù)重構(gòu)設(shè)計(jì)，最后經(jīng)過適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工程分析和 CAM 編程，就可以加工出產(chǎn)品模具。 8） 研究和應(yīng)用模具的高速測(cè)量技術(shù)與逆向工程 隨著三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)、激光跟蹤儀、便攜式掃描儀等先進(jìn)測(cè)量?jī)x器的應(yīng)用，現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù)正向高速度、高適應(yīng)性、高精度、自動(dòng)化、數(shù)字化方向發(fā) 展，并且不斷融入模具產(chǎn)品逆向工程設(shè)計(jì)中，進(jìn)一步推動(dòng)模具制造產(chǎn)品快速制造的響應(yīng)能力。 7） 開發(fā)成 型 新工藝和模具，培養(yǎng)新理念和新模式 隨 著先進(jìn)制造技術(shù)的不斷發(fā)展和模具行業(yè)整體水平的提高，在模具行業(yè)出現(xiàn)了一些新的生產(chǎn)、設(shè)計(jì)、管理模式與理念。稀土表面工程技術(shù)和納米表面工程技術(shù)的出現(xiàn)進(jìn)一步推動(dòng)模具制造的表面工程技術(shù)的發(fā)展。中國(guó)是世界第一產(chǎn)鋼大國(guó)，國(guó)內(nèi)開發(fā)的高級(jí)優(yōu)質(zhì)模具鋼品種很多，已納入國(guó)標(biāo)的如： 7Cr7Mo2V2Si（ LD） ， 6Cr4W3Mo2VNb（ 65Nb） ， 7CrSiMnMoV（ CH1） 等。 5） 熱流道技術(shù) 在塑料模具中的推廣應(yīng)用 采用新型熱流道技術(shù)是塑料模設(shè)計(jì)制造中的一大變革，可顯著提高模具制造的生產(chǎn)效率和質(zhì)量，并能大幅度節(jié)約能源和 節(jié) 省制作的原材料，氣體輔助注射成型也是塑料成型的一種新工藝，它具有制品翹曲變形少、注射壓力低、表面好、壁厚差異較大、易于成型等優(yōu)點(diǎn)，可在保證產(chǎn)品質(zhì)量前提下，大幅度降低成本。 4） 提高模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件的使用率 模具標(biāo)準(zhǔn)化及模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用將極大地影響模具制造周期，還能降低模具制造成本和提高模具的質(zhì)量。 3）快速經(jīng)濟(jì)制模技術(shù)的推廣應(yīng)用 快速模具制造及快速成型技術(shù) （ RP） 是在近兩年內(nèi)迅速發(fā)展起來(lái)的，并 向著更快捷、高精度的方向發(fā)展。因此，應(yīng)大力進(jìn)行 MSC、ANSYS 等高端輔助設(shè)計(jì)制造軟件的培訓(xùn)、推廣和應(yīng)用。 1） CAE/CAD/CAM 技術(shù)在模具設(shè)計(jì)制造中的廣泛應(yīng)用 實(shí)踐證明，模具 CAE/CAD/CAM 技術(shù)是當(dāng)代最合理的模具生產(chǎn)方式，既可用于建模、為數(shù)控加工提供 NC 程序，也可針對(duì)不同的模具類型，以相應(yīng)的基礎(chǔ)理論，通過數(shù)值模擬方法達(dá)到預(yù)測(cè)產(chǎn)品成型過程的目的，改 善模具結(jié)構(gòu)。 4） 壓縮模具：是利用強(qiáng)大的壓力，使金屬毛坯流動(dòng)變形，成為所需要的形狀。 2） 彎曲模具：是將平整的毛坯彎曲成一個(gè)角 度的形狀。 根據(jù)產(chǎn)品的加工方法分類 ，可分為沖裁模具，彎曲模具，抽制模具，壓縮模具。 4） 成形模：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，而材料本身僅產(chǎn)生局部塑性變形的模具。 2） 彎曲模：使板料毛坯或其他坯料沿著直線（或彎曲線）產(chǎn)生彎曲變形，從而獲得一定的角度和形狀的工件的模具。 根據(jù)工藝性分類 ，可分為 沖裁模，彎曲模，拉伸模，成形模，鉚合模。 3） 級(jí)進(jìn)模（連續(xù)模）在毛坯的送進(jìn)方向上，具有兩個(gè)或者更多的工位，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的沖壓工序的模具。 1） 單工序模：在壓力機(jī)的一次行程中，只完成一道沖壓工序的模具。 沖壓模具的分類 沖壓模具的形式很多種，沖模也根據(jù)工作的性質(zhì)，模具的構(gòu)造，模具的材料三方面來(lái)分類。沖模在沖壓中非常重要，沒有符合要求的沖模，批量沖壓生產(chǎn)就難以進(jìn)行；沒有先進(jìn)的沖模，先進(jìn)的沖壓工藝就無(wú)法實(shí)現(xiàn)。 沖壓所使用的模具稱為沖壓模具，簡(jiǎn)稱沖模。沖壓通常在常溫下對(duì)材料進(jìn)行冷變形加工，主要采用板料來(lái)加工成所需零件，所以也叫冷沖壓或板料沖壓。 Process analysis。 關(guān)鍵詞 ：沖壓技術(shù)；沖壓模具；工藝分析；高效生產(chǎn) 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） II DESIGN OF STAMPIN