【正文】 ........... 26 模架及其部件 .......................................................... 26 模具閉合高度校核 ...................................................... 26 模具安裝尺寸校核 ...................................................... 26 結(jié) 論 ..................................................................... 28 參考文獻(xiàn) ................................................................... 29 致 謝 ..................................................................... 30 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 1 緒 論 沖壓模具的概念 沖壓是在室溫下，利 用 壓力機(jī)上的模具對(duì)材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需零件（俗稱沖壓或沖壓件）的一種壓力加工方法。沖壓是材料壓力加工或塑性加工的主要方法之一，屬于材料成型工程術(shù)。沖模 是將材料（金屬或非金屬）批量加工成所需沖件的專用工具。沖壓工藝與模具、沖壓設(shè)備和沖壓材料構(gòu)成沖壓加工三要素，只有它們相互結(jié)合才能得出沖壓件。 根據(jù)工序組合程度分類 ，可分為 單工序模，復(fù)合模，級(jí)進(jìn)模（連續(xù)模），傳遞模。 2） 復(fù)合模：只有 一個(gè)工位，在壓力機(jī)的一次行程中，在同一工位上同事完成兩道或兩道上沖壓工序的模具。 4） 傳遞模：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，減低茶農(nóng)的生產(chǎn)成本，節(jié)約材料成本，并且質(zhì)量可靠穩(wěn)定。 1） 沖裁模：沿封閉或敞開的輪廓線使材料產(chǎn)生分離的模具。 3） 拉伸模：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。 5） 鉚合模：是借用外力使參與的零件按照一定的順序和方式連接或搭接在一起。 1） 沖裁模具：是以剪切作用完成工作的。 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 3） 抽制模具：抽制模具是將平面毛坯制成有底無縫的容器。 模具的未來發(fā)展趨勢(shì) 據(jù)相關(guān)專業(yè)人士分析，未來十年，中國(guó)模具工業(yè)和技術(shù)的主要發(fā)展方向?qū)⒅饕性谝韵?九 個(gè)方面。從 CAE/CAD/CAM 一體化的角度分析，其發(fā)展趨勢(shì)是三維化、集成化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化，其中心思想是讓用戶在統(tǒng)一的環(huán)境中實(shí)現(xiàn) CAE/CAD/CAM 協(xié)同作業(yè)，以便充分發(fā)揮各單元的優(yōu)勢(shì)和功效。 2） 模具結(jié)構(gòu)日趨精密、復(fù)雜、大型及壽命日益提高 隨著零件微型化和模具結(jié)構(gòu)發(fā)展的要求（如多工位級(jí)進(jìn)模工位數(shù)的增加，其步距精度的提高），模具精度由原來的 5μm 提高到了 2~3μm，今后有些模具加工精度公差更是要求在 1μm以下，這些必然會(huì)促進(jìn) 超精密加工的發(fā)展。新技術(shù)包括：表面現(xiàn)象成 型 技術(shù)、快速原型制造技術(shù)（ RPM）、冷擠壓及超塑成形制模技術(shù)、澆鑄成形制模技術(shù)、 KEVRON 鋼帶沖裁落料制模技術(shù)、無模多點(diǎn)成形技術(shù)及模具毛坯快速制造技術(shù)。模具標(biāo)準(zhǔn)件應(yīng)進(jìn)一步增加品種、規(guī)格、發(fā)展和完善銷售網(wǎng)絡(luò) ，保證供貨速度，為客戶提供精度高、交貨期短、使用壽命長(zhǎng)、生產(chǎn)工藝性好、價(jià)格低的優(yōu)質(zhì)模具標(biāo)準(zhǔn)件。 6） 開發(fā)優(yōu)質(zhì)模具材料和先進(jìn)的表面處理技術(shù) 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 模具材料是模具工業(yè)的基礎(chǔ)，目前，國(guó)外模具材料系列日趨完善與 細(xì)化，系列化程度已越來越高。 模具表面處理技術(shù)對(duì)模具的制造精度、模具的工作壽命、模具的強(qiáng)度、模具的制造成本等有著直接的影響。另外，輝光離子氮化技術(shù)、激光強(qiáng)化及電鍍（刷鍍）防腐強(qiáng)化等技術(shù)也日益受到重視。主要有：適應(yīng)模具單件生產(chǎn)特點(diǎn)的柔性制造技術(shù)；創(chuàng)造最佳管理和效益的團(tuán)隊(duì)精神，精益生產(chǎn)；提高快速應(yīng)變能力的并行工程、網(wǎng)絡(luò)制造等新的生產(chǎn) 理念 、虛擬制造及全球敏捷制造；廣泛采用標(biāo)準(zhǔn)件的分工協(xié)作生產(chǎn)模式；適應(yīng)環(huán)保要求的綠色設(shè)計(jì)與制造和可持續(xù)發(fā)展等。 逆向工程 （ RE） 又稱反向工程或反求工程，是相對(duì)于傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)流程即正向工程（ FE） 而提出的。 9） 高速銑削在模具加工中的推廣應(yīng)用 高速銑削具有工件溫升低、加工效率高、切削力小、加工平 穩(wěn)、加工質(zhì)量好及可加工硬材料等許多優(yōu)點(diǎn)，是高精度型腔模具的重要加工手段。 我國(guó)沖壓模具的發(fā)展情況和存在問題 目前 ， 中國(guó)模具行業(yè)的生產(chǎn)廠點(diǎn)有 3 萬余家 ， 從業(yè)人員超過百萬。 模具技術(shù)涉及新工藝、新技術(shù)、新設(shè)備、新材料的開發(fā)與推廣應(yīng)用，是一門技術(shù)綜合性強(qiáng)的精密基礎(chǔ)工藝裝備技術(shù)，是材料、冶金 、計(jì)量、理化、潤(rùn)滑與摩擦， 機(jī)電 一體化 。 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 近幾年，隨著國(guó)際交往的日益增多和外資在中國(guó)模具行業(yè)的投入日漸增加，中國(guó)模具已經(jīng)與世界模具密不可分，中國(guó)模 具在世界模具中的地位和影響越來越重要。 2） 高速銑、 CAE 技術(shù)、石墨電檢加工中心應(yīng)用不普及 。 本設(shè)計(jì)的任務(wù) 本次設(shè)計(jì)需要通過 運(yùn)用所學(xué)過的理論知識(shí)和設(shè)計(jì)實(shí)踐知識(shí)，自己查閱與模具相關(guān)的書籍雜志等資料收集、整理、篩選自己所設(shè)計(jì)中所需要的參數(shù)，公差等級(jí)及一些相關(guān)公式，解決 以 下問題： 1）了解沖壓模具技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及一般設(shè)計(jì)方法。 3）進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)計(jì)算，確定沖壓設(shè)備。 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 2 沖壓件工藝性分析 沖壓材料的基本要求 沖壓成型性能：對(duì)于成型工序，為了利于沖壓變形和工件質(zhì)量的提高，材料應(yīng)該具備良 好的沖壓成型性能，應(yīng)具有良好的抗破裂性能，良好的定形性（形狀凍結(jié)性）和貼模性。 表面質(zhì)量：材料表面應(yīng)該平整、光潔、無損傷和缺陷。 材料厚度公差：材料的厚度公共差必須符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。在校正彎曲、整形等工序中，也有可能因?yàn)楹穸确较虻墓钸^大引起模具或壓力機(jī)的損壞。 圖 21 工件 根據(jù)下表得出該零件的精度等級(jí)為 IT11級(jí)。 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 沖壓件的結(jié)構(gòu)分析 此零件材料為 Q195，材料厚度為 。因此，初步分析該零件的基本沖壓工序有：落料、拉伸、沖孔、翻 邊 。 確定工藝方案 計(jì)算毛坯尺寸 拉伸后 的 沖壓件如圖 22。具體的公差等級(jí)選擇級(jí)別一般是由企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)確定。一般的精度要求在 IT11以下。 毛坯展開尺寸根據(jù)毛坯的面積等于拉伸件的面 積原則來確定。 除上述分析外，對(duì)于無凸緣筒形的拉伸件工藝還應(yīng)該考慮以下方面的內(nèi)容。對(duì)某些半敞開和不對(duì)稱 容易 使 其 變形困難。 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 2） 筒體拉深深度 H（含修邊余量）最好不好大于 2d(d 為筒體直徑 )，本套筒的修邊余量 h/d=28/=,根據(jù) h/d 數(shù)值查 參考文獻(xiàn) [16]得修邊余量為 2， 所以 h 修正為h=28+2=30(mm)(注： d 為中徑 ),H=302d=,故拉深高度不大，工藝性良好。本套筒 r=3=,基本能滿足工藝要求。 拉深次數(shù)的計(jì)算 拉深件的相對(duì)高度 （ 24） 根據(jù)毛坯的相對(duì)厚度和拉深件的高度查 考文獻(xiàn) [16]表 ，得出拉深次數(shù) n=1。 落料工序 落料工序需要沖裁出直徑 D=148mm的板料。 011???mDdm 130 ??dh%1000 ?Dt% ?華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 3 工藝設(shè)計(jì)計(jì)算 確定排樣裁板方案以及材料利用率的 計(jì)算 沖裁件在帶料、板料或條料上的布置方法稱為排樣。在沖裁件的成本中，材料費(fèi)約占 60%或以上，排樣的方案對(duì)材料的經(jīng)濟(jì)利用有很重要的意義，不僅如此，排樣方案對(duì)沖裁件的生產(chǎn)率、模具的結(jié)構(gòu)和壽命、沖裁件的質(zhì)量等都有重要的影響。 確定排樣方式 排樣方法，沖裁排樣有兩種分類方法 。有廢料排樣的時(shí)候，工件和工件之間、工件和條料邊緣之間都有搭邊存在，沖裁件尺寸完全由沖模來保證，精度高，并且具有保護(hù)模具的作用，但材料的利用率低。 2）按工件在材料 上 的排列形式來分，可分為斜排樣、直排樣、對(duì)排法、多行排、混合排、裁搭邊 法等形式。 為了 操作方便，排樣采用單排。材料的利用率 %，如果考慮結(jié)構(gòu)廢料，則材料利用率為 64%。 圖 31條料排樣 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 沖壓力計(jì)算 落料 ? ? NNLtF b ????? ?? ?落料 （ 310） σb 為板料抗拉強(qiáng)度，查 參考 文獻(xiàn) [16]表 得 Q195 的 σb 為（ 315～ 390） MPa。 a x ??dh （ 314） 金屬的流動(dòng)阻力不大，可按寬凸緣的筒形件拉深計(jì)算其沖壓壓力，根據(jù) 參考文獻(xiàn) [16]表 ? ?NktdF b 31 ?????? ? ??內(nèi)拉深 （ 315） 式中 k3—— 由凸緣相對(duì)直徑 0 01 ??dd p （ 316） 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 和拉深系數(shù) 經(jīng)插值求得。合理的間隙值是靠凸模和凹模的刃口尺寸和公差來保 證的，它的確定需要考慮到?jīng)_裁的變形規(guī)律、模具的磨損、沖裁件精度要求和制造特點(diǎn)等情況。在測(cè)量與使用中，落料件是以大端的尺寸為基準(zhǔn)，即沖孔和落料都是以光亮帶尺寸為基準(zhǔn)?？紤]以上所說的情況，在決定模具刃口尺寸及制造公差時(shí)應(yīng)遵循以下的原則： 表 31凸、凹模刃口尺寸計(jì)算原則 序號(hào) 內(nèi)容 1 落料時(shí)，工件的尺寸決定于凹模的尺寸；沖孔時(shí)，孔的尺寸決定于凸模的尺寸。 2 由于沖裁中凸、凹模的磨損，故在設(shè)計(jì) 落料模時(shí)，凹模公稱尺寸應(yīng)取工件尺寸的公差范圍內(nèi)的較小尺寸；設(shè)計(jì)沖孔模時(shí)，凸模公稱尺寸應(yīng)該取工件尺寸公差范圍內(nèi)的較大尺寸。 3 凸、凹模的制造公差主要跟沖裁件的精度和形狀有關(guān)，一般比沖裁件的凈高度高 2～ 3級(jí)。 4 沖裁模刃口尺寸均按照“人體”原則標(biāo)注，即凹模刃口尺寸偏差標(biāo)注正值，凸模刃口尺寸偏差標(biāo)注負(fù)值；面對(duì)于空心距，以及不隨刃口磨損而變的尺寸，取為雙向偏差。 落料件尺寸為 華北電力大學(xué)科技學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 12 mm0 ? 根據(jù) mmt ? 查參考文獻(xiàn) [16] 表 、表 、表 ，得 mmZ ? mmZ ? mmp ??? mmd ??? ?x ? ?mmZZdp m i nm a x ??????? ?? （ 319） 說明所取凸、凹模公差不能滿足 m inm a x ZZdp ??? ?? （ 320） 的條件，但相差不大，可調(diào)整如下： ? ? 0 2 1 5 m inm a x ????? ZZp? （ 321） 凹模刃口尺寸： ? ? ? ? ? ?mmxDD dd 0 3 a x ??? ??????? ? （ 322） 凸模刃口尺寸： ? ? ? ? ? ?mmZDD pdp 0 02 02 i n ??? ????? ? （ 323） 外緣拉深 外緣拉深的尺寸為 ? 。但是對(duì)于厚度小于 6mm的材料，數(shù)值不能小于 3t。 拉深凸模，凹模工作部分的尺寸確定 根據(jù) 參考文獻(xiàn) [16]表 得 凹模： ? ?? ? ? ?mmcdD dd 0 ???????????????? ? （ 327） 凸模： ? ?? ? ? ?mmdd pp 0???????????? ? （ 328） 式中 δp、 δd—— 圓形凹模、凸模的制造公差，根據(jù)制作件的材料厚度和制作件的直徑來選擇，由 參考文獻(xiàn) [16]表 查得 ?? dp ?? ， 內(nèi)緣拉深 內(nèi)緣拉深的尺寸為 ? 。 驗(yàn)證