【正文】 異型沖裁 總計 由計算可知總的沖裁力為 。 排樣利用率的計算 由 零件的展開圖在 CAD 用計算機算得一個零件的面積為 2mm 一個進距內的坯料面積： BXS=50X60=3000 2mm ， 遼寧工程技術大學畢業(yè)設計（論文） 15 因此材料利用率為： η=(A/BS)X100% =()X100% =% 同理可算得圖 411 的材料利用率為 %. 此材料利用率比較高，所以此種排樣方法是一種較好的排樣。根據(jù)料厚 t=1mm，查劉建超所編的《沖壓模具設計與制造》 65P ，表 ，可知最小搭邊值分別為垂直 a=，水平 1a =，取 上 a =5mm， 下a =2mm，中間a =。零件的外形比較復雜，單獨沖裁比較復雜，但是如果以兩個為一組就比較簡單了。 范思民：側彎件模具設計 14 5 模具工藝與 設計計算 排樣方式的確定及其計算 設計級進模，首先要設計條料的排樣圖。 卸料出件方式的選擇 此零件沖壓工序應有卸料機構，又由于工件料厚為 1mm，相對較薄，卸料力較小，所以選用彈性卸料板，彈性卸料板具有卸料和壓料的雙重作用，彈性卸料下出件比較便于操作與提高生產率。 定位方式的選擇 工序件的定位分縱向和橫向，因為該模具采用的是條 料，無側壓裝置。 模具總體結構設計 模具類型的選擇 由沖壓工藝分析可知，采用級進模沖壓，所以模具類型為級進模。方案三，也只需一副模具，操作方便，工件的精度也能滿足要求。 比較各方案 方案一，模具結構簡單，但需多道工序，多副模具，成本較高而生產效率低，難以滿足中批量生產要求。 方案 2：落料 —沖裁 —然后再完成兩次 U 彎曲和兩次向下彎曲，采用復合模生產。 零件的工藝性分析結論 通過工藝分析，發(fā)現(xiàn)此工件沖裁和彎曲的工藝性都較好，工藝過程簡單，雖然模具結構比較復雜，但是壽命較長，產品質量穩(wěn)定、操作方便等。此零件精度要求較高，工位多，生產批量大。由于模具制造成本高，沖壓加工的單件成本主要取決于生產批量的大小，它對沖壓加工的經濟性起著決定性作用。年產量： 100 萬件／年，屬于大批量生產。 零件的尺寸精度 工件雖然只有兩處彎曲有公差要求，但是沖裁精度直接影響彎曲精度。此零件圓角半徑 R=2=，均滿足彎曲時的工藝性要求 ]7[ 。 ：孔邊與直壁之間應保持一定距離，一般取 L tR ?? ，而工件上的孔與直壁之間的距離 L= tR ?? =1，所以孔與直壁距離滿足要求。 零件結構分析 該零件外形不規(guī)則，整體為一叉形的彎曲件，有 4 處需彎曲，既有沖裁也有彎曲，所以應分別對其結構進行工藝分析并綜合考慮。 遼寧工程技術大學畢業(yè)設計（論文） 9 2 設計要求 設計題目 ： 側彎件模具 設計要求： 設計該零件的級進模，制件為支座，如下圖所示： （一）工件的特性 工件名稱： 側彎件 生產批量： 大批量 材 料： 2A12M 厚 度： 1mm 圖 21 制件圖 Figure 21 parts figure （二） 工件的平面展開如下： 圖 22 制件展開圖 Figure 22 parts graph 范思民：側彎件模具設計 10 3 零件的工藝性分析 零件的工藝性分析 零件材料分析 該零件材料采用 2A12M 板，材料較軟，彈性變形量較小，沖裁后的回彈值亦小，因而沖裁零件精度也高。因為級進沖模是將工件的內、外形逐次沖出的，每次沖壓都有定位誤差，較難穩(wěn)定保持工件內、外形相對位置的一次性。車間面積和倉庫面積可大大減小。不必集中在一個工位，不存在復合模中的 ―最小壁厚 ‖問題。級進模由多個工位組成，各工位完成不同的加工，各工位順序關聯(lián)，在沖床的一次形成中完成一系列不同的沖壓加工。簡單模是在模具上只有一個加工工位，而且在沖床的一次行程中只完成一類沖壓加工工藝。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)?；a，標準件質量也還存在較多問題。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。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 量和縮短制造周期。 （ 4）沖壓標準化及專業(yè)化生產方面： 模具的標準化及專業(yè)化生產，已得到模具行業(yè)和廣泛重視。 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)，生產過程完全由計算機控制，車間實現(xiàn) 24 小時無人控制生產。其中，無需設計專用模具、性能先進的轉塔數(shù)控多工位壓力機、激光切割和成形機、 CNC 萬能折彎機等新設備已投入使用。 近年來，為了適應市場的激烈競爭，對產品質量的要求越來越高，且其更新?lián)Q代的周期大為縮短。如在 數(shù)控四邊折彎機中送入板料毛坯后，在計算機程序控制下便可依次完成四邊彎曲，從而大幅度提高精度和生產率；在高速自動壓力機上沖壓電機定轉子沖片時，一分鐘可沖幾百片，并能自動疊成定、轉子鐵芯，生產效率比普通壓力機提高幾十倍，材料利用率高達 97%；公稱壓力為 250KN 的高速壓力機的滑塊行程次數(shù)已達 20xx 次 /min 以上。 （ 3）沖壓設備和沖壓生產自動化方面： 性能良好的沖壓設備是提高沖壓生產技術水平的基本條件，高精度、高壽命、高效率的沖模需要高精度、高自動化的沖壓設備相匹配。如清華大學開發(fā)研制的 ―MRPMSⅡ 型多功能快速原型制造系統(tǒng) ‖是我國自主知識產權的世界惟一擁有兩種快速成形工藝（分層實體制造SSM 和熔融擠壓成形 MEM）的系統(tǒng)，它基于 ―模塊化技術集成 ‖之概念而設計和制造，具有較好的價格性能比。此外，激光快速成形技術（ RPM）與樹脂澆注技術在快速經濟制模技術中得到了成功的應用。精度磨削及拋光已開始使用數(shù)控成形磨床、數(shù)控光學曲線磨床、數(shù)控連續(xù)軌跡坐標磨床及自動拋光等先進設備和技術 。高速銑削加工不但具有加工速度高以及良好的加工精度和表面質量 （主軸轉速一般為 15000~40000r/min） ， 加工精度一般可達 10 微米，最好的表面粗糙度 Ra≤1 微米），而且與傳統(tǒng)切削加工相比具有溫升低（工件只升高 3 攝氏度）、切削力小，因而可加工熱敏材料和剛性差的零件，合理選擇刀具和切削用量還可實現(xiàn)硬材料（ 60HRC）加工；電火花銑削加工（又稱電火花創(chuàng)成加工）是以高速旋轉的簡單管狀電極作三維或二維輪廓加工（像數(shù)控銑一樣），因此不再需要制造昂貴的成形電極，如日本三菱公司生產的 EDSCAN8E 電火花銑削加工機床，配置有電極損耗自動補償系統(tǒng)、CAD/CAM 集成系統(tǒng)、在線自 動測量系統(tǒng)和動態(tài)仿真系統(tǒng)，體現(xiàn)了當今電火花加工機床的技術水平；慢走絲線切割技術的發(fā)展水平已相當高，功能也相當完善，自動化程度已達到無人看管運行的程度，目前切割速度已達到 300mm2 /min， 加工精度可達 177。計算機技術、信息技術、自動化技術等先進技術正在不斷向傳統(tǒng)制造技術滲透、交叉、融合形成了現(xiàn)代模具制造技術。我國主要汽車模具企業(yè)，已能生產成套轎車 覆蓋件模具，在設計制造方法、手段方面已基本達到了國際水平，但在制造方法手段方面已基本達到了國際水平，模具結構、功能方面也接近國際水平，但在制造質量、精度、制造周期和成本方面與國外相比還存在一定差距。目前， 50 個工位以上的級進模進距精度可達到 2 微米，多功能級進模不僅可以完成沖壓全過程，還可完成焊接、裝配等工序。 （ 2）沖模是實現(xiàn)沖壓生產的基本條件 .在沖模的設計制造上 ， 目前正朝著以下兩方面發(fā)展 ：遼寧工程技術大學畢業(yè)設計（論文） 5 一方面 ， 為了適應高速、自動、精密、安全等大批量現(xiàn)代生產的需要，沖模正向高效率、高精度、高壽命及多工位、多功能方向發(fā)展，與此相比適應的新型模具材料及其熱處理技術，各種高效、精密、數(shù)控自動化的模具加工機床和檢測設備以及模具 CAD/CAM 技術也在迅速發(fā)展；另一方面，為了適應產品更新?lián)Q代和試制或小批量生產的需要，鋅基合金沖模、聚氨酯橡膠沖模、薄板沖模、鋼帶沖模、組合沖模等各種簡易沖模及其制造技術也得到了迅速發(fā)展。其中，精密沖裁是提高沖裁件質量的有效方法，它擴大了沖壓加工范圍，目前精密沖裁加工零件的厚度可達 25mm，精度可達 IT16~17 級；用液體、橡膠、聚氨酯等作柔性凸?；虬?模的軟模成形工藝，能加工出用普通加工方法難以加工的材料和復雜形狀的零件，在特定生產條件下具有明顯的經濟效果；采用爆炸等高能效成形方法對于加工各種尺寸在、形狀復雜、批量小、強度高和精度要求較高的板料零件，具有很重要的實用意義；利用金屬材料的超塑性進行超塑成形，可以用一次成形代替多道普通的沖壓成形工序，這對于加工形狀復雜和大型板料零件具有突出的優(yōu)越性；無模多點成形工序是用高度可調的凸模群體代替?zhèn)鹘y(tǒng)模具進行板料曲面成形的一種先進技術，我國已自主設計制造了具有國際領先水平的無模多點成形設備，解決了多點壓機成形法，從 而可隨意改變變形路徑與受力狀態(tài)，提高了材料的成形極限，同時利用反復成形技術可消除材料內殘余應力，實現(xiàn)無回彈成形。 研究推廣能提高生產率及產品質量、降低成本和擴大沖壓工藝應用范圍的各種壓新工藝，也是沖壓技術的發(fā)展方向之一 ]5[ 。特別是隨著計算機技術的飛躍發(fā)展和塑性變形理論的進一步完善，近年來國內外已開始應用塑性成形過程的計算機模擬技術，即利用有限元（ FEM）等有值分析方法模擬金屬的塑性成形過程，根據(jù)分析結果，設計人員可預測某一工藝方案成形的可行性及可能出現(xiàn)的質量問題，并通過在計算機上選擇修改相關參數(shù)，可實現(xiàn)工藝及模具的優(yōu)化設計。 （ 1）沖壓成形理論及沖壓工藝方面： 沖壓 成形理論的研究是提高沖壓技術的基礎。 范思民：側彎件模具設計 4 沖壓技術的現(xiàn)狀及發(fā)展方向 隨著科學技術的不斷進步和工業(yè)生產的迅速發(fā)展，許多新技術、新工藝、新設備、新材料不斷涌現(xiàn)，因而促進了沖壓技術的不斷革新和發(fā)展 ]4[ 。工作時，坯料在下模面上通過定位零件定位，壓力機滑塊帶動上模下壓，在模具工作零件（即凸模、凹模）的作用下坯料便產生分離或塑性變形，從而獲得所需形狀與 尺寸的沖件 ]3[ 。通常按工序性質可分為沖裁模、彎曲模、拉深模和成形模等；按工序的組合方式可分為單工序模、復合模和級進模等。 復合級進 ——在一副沖模上包含復合和級進兩種方式的