【正文】 根據(jù)上述的加工方法可提出以下幾種模具典型結(jié)構(gòu)所設(shè)計(jì)的模具加工方案：1）單工序模生產(chǎn) 單工序模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制作周期短，制作成本低廉，生產(chǎn)效率低，沖出的制件精度不高，且工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，不適合大批量的生產(chǎn)。第3章 工藝方案確定根據(jù)本工件的外形尺寸及形狀，可確定本工件屬于落料沖孔工序，中間帶有孔的凸臺(tái)。4．板材相對(duì)厚度越大，Kl越小，成形極限越大。3．用球形、錐形和拋物線形凸模翻邊時(shí)，變形條件比平底凸模優(yōu)越，Kl較小。2．孔緣如無(wú)毛刺和無(wú)冷作硬化時(shí)，Kl較小，成形極限較大。本工件翻邊高度較小，翻邊系數(shù)K（K=）較大滿(mǎn)足工藝要求。本工件屬于圓孔翻邊的中間階段，即凸模下面的材料尚未完全轉(zhuǎn)移到側(cè)面之前，如果停止變形，就會(huì)得到如圖18所示的成形，這種成形叫做擴(kuò)孔成形，其變形區(qū)材料受拉應(yīng)力，切向伸長(zhǎng)，厚度減薄，易發(fā)生破裂，屬伸長(zhǎng)類(lèi)翻邊。在彎曲件或拉深件上沖孔時(shí)，為避免凸模受水平推力而折斷，孔壁與工件直壁之間因保持一定的距離，使L≥R+。一般孔邊距取：對(duì)圓孔為（1～）t，對(duì)矩形孔為（～2）t（圖17）。如果采用帶保護(hù)套的凸模，穩(wěn)定性高，凸模不易折損，最小沖孔尺寸可以減小，參考文獻(xiàn)[4]第76頁(yè)表219。最小寬度一般不小于，若沖裁件為高碳鋼時(shí)，,當(dāng)材料厚度時(shí)，按計(jì)算。除在少、無(wú)廢料排樣或采用鑲拼模結(jié)構(gòu)時(shí)，都應(yīng)有適當(dāng)?shù)膱A角相連，以利于模具制造和提高模具壽命，圓角半徑R的最小值可參考文獻(xiàn)[4]第75頁(yè)表217選取。矩形孔兩端宜用原弧連接，以利于模具加工。所示工件部分要采用沖孔工序。 此工件為彈簧支架，工件體積不大。Q215F的屈強(qiáng)比，較小，塑性指標(biāo)也較高適宜沖壓成形。Q215F的機(jī)械性能的技術(shù)數(shù)據(jù)如下（查文獻(xiàn)[2]第106頁(yè)表82）：屈服強(qiáng)度（鋼材厚度（直徑））,抗拉強(qiáng)度，伸長(zhǎng)率（鋼材厚度（直徑））. 板料的機(jī)械性能對(duì)沖壓成形性能也有影響：板料的強(qiáng)度指標(biāo)越高，產(chǎn)生相同變形量的力越大；塑性指標(biāo)越高，成形時(shí)所承受的極限變形量就越大；剛性指標(biāo)越高，成形時(shí)抵抗失穩(wěn)的能力就越大。氧在鋼中無(wú)論以固溶液還是氧化物形式存在都使鋼的塑性降低，以氧化物形式存在時(shí)尤為嚴(yán)重，因?yàn)樗阡撝衅鹂昭ê臀⒘鸭y的作用。%，%，%，一般來(lái)說(shuō)、都是鋼中有害雜質(zhì)，它們?cè)阼F中會(huì)形成各種化合物，使鋼的強(qiáng)度、硬度提高，而使塑性降低，因而、應(yīng)盡量減少其含量。%~%，為鋼中的雜質(zhì)元素，元素會(huì)與鋼中的碳形成硬而脆的碳化物，使鋼的強(qiáng)度提高，而塑性下降，但碳化物的影響還與它的形狀、大小和分布狀態(tài)有密切關(guān)系。圖13為退火狀態(tài)下，含碳量對(duì)碳鋼的塑性和強(qiáng)度指標(biāo)的影響曲線。當(dāng)碳的含量超過(guò)鐵的溶碳能力時(shí)，多余的碳便與鐵形成化合物Fe3C,稱(chēng)為滲碳體。 工件材料Q215F，為碳素結(jié)構(gòu)鋼。其他未表注形位公差精度按一般的精度要求處理即可滿(mǎn)足工藝要求。本工件的標(biāo)注也屬于圖（b）類(lèi)型的標(biāo)注，它的孔位尺寸基準(zhǔn)在沖裁過(guò)程中不參加變形，因而能保證工件上兩孔的孔心距不受模具磨損的影響，比較合理。如圖12所示：原設(shè)計(jì)尺寸的標(biāo)注圖（a），對(duì)沖裁圖樣是不合理的，因?yàn)檫@樣的標(biāo)注，尺寸LL2必須考慮到模具的磨損而相應(yīng)給以較寬的公差，造成孔心距的不穩(wěn)定，孔心距公差會(huì)隨著模具磨損而增大。 沖裁件的尺寸基準(zhǔn)應(yīng)盡可能和制模時(shí)的定位基準(zhǔn)重合，以避免產(chǎn)生基準(zhǔn)不重合誤差。 第2章 沖壓件工藝分析 沖壓件的工藝性，是指沖壓件對(duì)沖壓工藝的適應(yīng)性，即沖裁件的形狀結(jié)構(gòu)、尺寸大小、尺寸偏差、形位公差與尺寸基準(zhǔn)等是否符合沖壓工藝要求。塑性越好，則預(yù)示著金屬具有更好的塑性成形適應(yīng)能力，允許產(chǎn)生更大的變形量；反之，如果金屬一受力即行斷裂，則塑性加工也就無(wú)從進(jìn)行，因而，從工藝角度出發(fā)，人們總是希望變形金屬具有良好的塑性。但它們具有共同的特點(diǎn)，即都要利用金屬的塑性，并都要借助于一定的外力使其產(chǎn)生塑性變形，這就是所謂的金屬塑性加工。本工件的成形屬于冷成形。塑性加工按成形時(shí)工件的溫度還可以分為熱成形、冷成形和溫成形三類(lèi)。分離工序用于使沖裁件與板料沿一定的輪廓線相互分離，如沖裁、剪切等工序；成形工序用來(lái)使坯料在不破壞的條件下發(fā)生塑性變形，成為具有要求形狀和尺寸的零件，如彎曲、拉深等工序。 Flanging 第1章 緒 論板料成形一般稱(chēng)為沖壓，它是對(duì)厚度較小的板料，利用專(zhuān)門(mén)的模具，使金屬板料通過(guò)一定模孔而產(chǎn)生塑性變形，從而獲得所需的形狀、尺寸的零件或坯料。 Punch。 Stamping process。本模具結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，性能可靠，工作平穩(wěn)，提高了生產(chǎn)效率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度和生產(chǎn)成本。落料凹模通過(guò)凹模固定板與下模座連接來(lái)固定。摘 要 闡述了級(jí)進(jìn)模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工程及其工作過(guò)程，通過(guò)系統(tǒng)的工藝分析，采用沖孔、翻邊 、落料等工序進(jìn)行加工。通過(guò)計(jì)算工藝力以確定模具壓力中心，并選擇壓力機(jī)的型號(hào)。模具采用下出料方式和彈性卸料卸料裝置。 關(guān)鍵字：級(jí)進(jìn)模，沖壓工藝，模具設(shè)計(jì)，沖孔，落料，翻邊ABSTRACTThe passage expounds on the structure designing project and work process of the progressive die, and uses some working procedures, such as punching, flanging, blanking and so on, to process through the technologic analysis of the system. Through calculating the process to determine the center of the die’s pressure, and select the model of the presses. Blanking die is fixed by connecting the die holder with the die set. The die adopts the way of lower ejection and elasticity discharge devices. Its structure is relatively simple, the performance is reliable and the work is steady. It has improved the producing efficiency and reduced the intensity of labor and cost of production. Keywords: Progressive die。 Mold designing。 Blanking。沖壓這類(lèi)塑性加工方法可進(jìn)一步分為分離工序和成形工序兩類(lèi)。隨著生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，還不斷產(chǎn)生新的塑性加工方法，例如連鑄連軋、液態(tài)模鍛、等溫鍛造和超塑性成形等，這些都進(jìn)一步擴(kuò)大了塑性成形的應(yīng)用范圍。熱成形是充分進(jìn)行再結(jié)晶的溫度以上所完成的加工，如熱軋、熱鍛、熱擠壓等；冷成形是在不產(chǎn)生回復(fù)和再結(jié)晶的溫度以下進(jìn)行的加工，如冷軋、冷沖壓、冷擠壓、冷鍛等；溫成形是在介于冷、熱成形之間的溫度下進(jìn)行的加工，如溫鍛、溫?cái)D壓等。雖金屬塑性成形的方法多種多樣，具有各自的特點(diǎn)。金屬的塑性加工是以塑性為前提條件。因而對(duì)金屬塑性成形工藝應(yīng)提出相應(yīng)的要求：1）使金屬具有良好的塑性；2）使變形抗力??；3）保證塑性成形件質(zhì)量，即使成形件組織均勻、晶粒細(xì)小、強(qiáng)度高、殘余應(yīng)力小等；4）能了解變形力，以便為選擇成形設(shè)備、設(shè)計(jì)模具提供理論依據(jù)。本次設(shè)計(jì)的工件形狀如圖21，現(xiàn)對(duì)該工件沖壓工藝性進(jìn)行分析：工件中對(duì)標(biāo)有尺寸精度的尺寸按照零件圖的精度進(jìn)行設(shè)計(jì)，對(duì)其他未標(biāo)尺寸按一般精度設(shè)計(jì)，即按國(guó)標(biāo)對(duì)非圓形工件精度等級(jí)取IT14級(jí)設(shè)計(jì)，對(duì)圓形工件精度等級(jí)取IT10級(jí)設(shè)計(jì)?？孜怀叽缁鶞?zhǔn)應(yīng)盡量選擇在沖裁過(guò)程中始終不參加變形的面或線上，切不要與參加變形的部分聯(lián)系起來(lái)。改用圖（b）的標(biāo)注，兩孔的孔心距才不會(huì)受模具磨損的影響，比較合理。 通過(guò)分析零件圖，該零件的主要形位公差精度是中心凸臺(tái)處中心孔的位置公差。該工件為標(biāo)有表面質(zhì)量精度要求按照一般要求處理即可滿(mǎn)足工藝要求，即表面粗糙度。其化學(xué)成分（查文獻(xiàn)[2]第105頁(yè)表81）及影響如下：%～%，為低碳鋼，碳對(duì)碳鋼性能的影響最大，碳能固溶于鐵，形成鐵素體和奧氏體，它們都具有良好的塑性。滲碳體具有很高的硬度，而塑性幾乎為零，對(duì)基體的塑性變形起阻礙作用，而使碳鋼的塑性降低，隨著含碳量的增加，滲碳體的數(shù)量亦增多，塑性的降低也越大。因而，對(duì)于冷成形用的碳鋼，含碳量應(yīng)低。因而在該工件的材料中含量不宜過(guò)高。氧在鐵中的溶解度很小，主要是以氧化物的形式存在于鋼中，它們多以雜亂、零散的點(diǎn)狀分布于晶界處。氧化物還會(huì)與其他夾雜物形成易熔共晶體分布于晶界處，造成鋼的熱脆性，因而氧元素在鋼中也不宜太高，因而脫氧方法采用沸騰處理，以減少氧在鋼中的含量，提高鋼的塑性。對(duì)沖壓成形性能的要求，即屈強(qiáng)比要小。綜上所述，本工件采用Q215F較為合理，可滿(mǎn)足該工件的生產(chǎn)工藝要求。主要工序?yàn)闆_孔、落料、翻邊。沖裁件的形狀應(yīng)盡可能簡(jiǎn)單、對(duì)稱(chēng)、避免復(fù)雜形狀的曲線，在許可的情況下，把沖裁件設(shè)計(jì)成少、無(wú)廢料排樣的形狀，以減少?gòu)U料。沖裁件各直線或曲線的連接處，盡量避免銳角，嚴(yán)禁尖角。沖裁件凸出或凹入部分不能太窄，盡可能避免過(guò)長(zhǎng)的懸臂和窄槽，見(jiàn)圖16。沖裁件的孔徑受沖孔凸模強(qiáng)度和剛度的限制，不宜太小，否則容易折斷或壓彎，沖孔的最小尺寸可參考文獻(xiàn)[4]第75頁(yè)表218。沖孔件上孔和孔、孔與邊緣之間的距離不能過(guò)小，以避免工件變形、模壁過(guò)薄或因材料易被拉入凹模而影響模具壽命?？拙嗟淖钚〕叽缈梢?jiàn)文獻(xiàn)[4]第76頁(yè)表220。本工件基本符合上述各項(xiàng)要求，因而在結(jié)構(gòu)上是滿(mǎn)足工藝的，能夠進(jìn)行沖孔落料加工。所以在圓孔翻邊時(shí)，應(yīng)保證毛坯孔邊緣的金屬伸長(zhǎng)變形小于材料塑性伸長(zhǎng)所允許的極限值。影響圓孔翻邊成形極限的因素如下：1．材料伸長(zhǎng)率和硬化指數(shù)n大，Kl小，成形極限大。為改善孔緣狀況，可采用鉆孔代替沖孔，或在沖孔后進(jìn)行整修，有時(shí)還可在沖孔后退火，以消除孔緣表面硬化。在平底凸模中，其相對(duì)圓角半徑rp/t越大，極限翻邊系數(shù)可越小。綜上所述，本工件結(jié)構(gòu)滿(mǎn)足工藝要求，可以采用模具進(jìn)行加工。凸臺(tái)的加工方法有兩種：1）凸臺(tái)采用翻邊的中間工序，擴(kuò)孔成形，即先沖孔，再翻邊；2）先進(jìn)行淺拉深，再采用沖孔的方法將孔沖出。2）復(fù)合模生產(chǎn) 復(fù)合模結(jié)構(gòu)緊湊，沖出的制件精度較高，適合大批量生產(chǎn)，特別是孔與制件外形的同心度容易保證。3）級(jí)進(jìn)模生產(chǎn) 在一副級(jí)進(jìn)模上可對(duì)形狀十分復(fù)雜的沖壓件進(jìn)行沖裁、彎曲、拉深成形等工序，故生產(chǎn)率高，便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化，適于大批量生產(chǎn)。級(jí)進(jìn)模的主要缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造精度高，周期較長(zhǎng)，成本高。若采用復(fù)合模生產(chǎn)，本工件因工件有帶孔凸臺(tái)，且為內(nèi)圓翻邊，若采用擴(kuò)孔成形，則模具中間部分不但結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜，而且加工非常困難，裝配也困難，故不采用擴(kuò)孔成形加工帶孔凸臺(tái)，而采用先進(jìn)行淺拉深再?zèng)_孔。而且模具因?yàn)楸竟ぜ^小而使其制作困難，成本增加。而采用先沖預(yù)孔，再進(jìn)行擴(kuò)孔成形，翻邊時(shí)材料流動(dòng)的特點(diǎn)是預(yù)孔周?chē)牟牧涎貓A周方向伸長(zhǎng)，使材料變薄；而徑向材料長(zhǎng)度幾乎沒(méi)有變化，即材料在徑向沒(méi)有伸長(zhǎng)，因而不會(huì)引起主板上的材料流動(dòng)。綜合上述幾種方案的比較，應(yīng)選用級(jí)進(jìn)模進(jìn)行生產(chǎn)，既可實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn)，也可以節(jié)約材料。 空工位的設(shè)置是為了保證模具具有足夠的強(qiáng)度，確保模具的壽命，或是為了便于設(shè)置特殊結(jié)構(gòu)。定位部分零件的作用是使毛胚（條料或塊料）送料時(shí)有準(zhǔn)確的位置，保證沖出合格制件，不致沖缺而造成浪費(fèi)。模具使用條料，用手工送料。手工送料時(shí)，放在下一工位的凹模中即可。在第一和第二工位各設(shè)置一個(gè)始用擋料銷(xiāo)，供條料開(kāi)始送進(jìn)時(shí)的第一、第二工位使用。固定卸料板的卸料力大，但無(wú)壓料作用。因本工件中加工工程中有一翻邊工序，需要有壓料作用，且工件卸料力不大，故選用彈性卸料裝置。故出料方式選用下出料方式。因此，排樣是沖裁工藝與模具設(shè)計(jì)中一項(xiàng)很重要的工作。衡量排樣經(jīng)濟(jì)性、合理性的指標(biāo)是材料的利用率。要提高材料的利用率，就必須減少?gòu)U料面積，沖裁過(guò)程中所產(chǎn)生的廢料可分為兩種情況（如圖41）。（2）工藝廢料 工件之間和工件與條料邊緣之間存在的搭邊，定位需要切去的料邊與定位孔，不可避免的料頭和料尾廢料，稱(chēng)為工藝廢料，它決定于沖壓方式和排樣方式，是可以改變的，我們提高材料的利用率，主要就是減少工藝廢料，優(yōu)化排樣方式。2．少?gòu)U料排樣沿工件的部