【正文】 ........................ 25 落料模的沖裁工序力的壓力中心 .......................................... 25 拉深模的拉深工序力和壓力中心 .......................................... 26 6 結(jié)論和展望 ............................................................... 27 結(jié)論 .................................................................. 27 展望 .................................................................. 27 致 謝 ..................................................................... 27 參考文獻(xiàn) ................................................................... 29 附 錄 ..................................................................... 30 軸承保持架沖壓模具設(shè)計(jì) 1 1 緒論 沖壓模具制造技術(shù)的現(xiàn)狀及其發(fā)展方向 沖壓技術(shù)是目前具有悠久歷史的制造技術(shù)和加工方法。目前， 到本世紀(jì) 10年代，沖壓加工技術(shù)已經(jīng)從一種從屬于機(jī)械加工或壓力加工藝的地位，發(fā)展成為一門具有自己的理論基礎(chǔ)的應(yīng)用技術(shù)科學(xué)。日本也有沖壓工學(xué)之說(shuō)?？梢哉J(rèn)為這一學(xué)科現(xiàn)現(xiàn)在已形成了比較系統(tǒng)的知識(shí)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)了。且由于電子計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng) 用，讓沖壓技術(shù)理論得到了充分發(fā)展，也使沖壓機(jī)械、模具設(shè)計(jì)及操作的自動(dòng)化程度等，都邁上了一個(gè)更高的階段。 改革開(kāi)放以來(lái)隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)不斷的高速發(fā)展，冷沖壓技術(shù)從最初的作坊式生產(chǎn)到現(xiàn)在的專業(yè)化模具工業(yè)生產(chǎn)，從無(wú)到有發(fā)展非常迅速。近年來(lái)我國(guó)的模具工業(yè)每年以 15%左右的增長(zhǎng)速度不斷的增大?？梢哉f(shuō)模具制造技術(shù)是用來(lái)衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)發(fā)展水平的重要標(biāo)志。 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和普及，沖壓模具也基本實(shí)現(xiàn)了計(jì)算 機(jī)化，在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)方面如今國(guó)內(nèi)沖模企業(yè)也幾乎甩掉了傳統(tǒng)繪圖板丟棄了落后的手工繪圖。抽高壓模具的計(jì)算機(jī)化也是日益發(fā)展趨勢(shì)下不可避免的 ??4 。所以沖壓模具加工工藝和裝備也是非常重要的。則近些年來(lái)各種多軸數(shù)控機(jī)床，激光切割機(jī)床數(shù)控雕刻機(jī)床 等等紛紛面世，這些設(shè)備在提高模具的數(shù)量，規(guī)模和制造能力上的作用是不可估量的 [5] 。還有快速模具技術(shù)，其利用 RP 技術(shù)成型功能零件尤其是金屬模具或零件的一種方法。應(yīng)用 RP技術(shù)制造快速 經(jīng)濟(jì)模具成為 RP技術(shù)發(fā)展的主要推動(dòng)力之一。 我國(guó)的模具產(chǎn)量位居世界第三，雖然其數(shù)量甚多但其質(zhì)量與美德日這些模具大國(guó)相差是非常大的，其壽命只有他們的一半。所以今年來(lái)我國(guó)的模具工業(yè)會(huì)更大的傾向于加大精密加工設(shè)備在模具中的應(yīng)用的比重，擴(kuò)大計(jì)算機(jī)輔助在模具設(shè)計(jì)中的普及率，還有擴(kuò)大先進(jìn)技術(shù)的使用范圍。當(dāng)然 沖壓技術(shù) (分為分離加工和成形加工兩大類 )無(wú)論從理論上或?qū)嵺`上仍會(huì)不斷向前發(fā)展。其屬于塑性加工方法之一，又稱之為冷沖壓或者板料沖壓。 沖壓所使用的模具稱為沖壓模具，簡(jiǎn)稱沖模。 沖壓成形那個(gè)是一種先進(jìn)的加工方法，其優(yōu)點(diǎn)有 : (1)模具使用壽命長(zhǎng)，生產(chǎn)成本低。 (3)節(jié)約材料，一般沖壓成形沒(méi)有切屑碎料，通常情況下材料的 650k一 800k都可以充分利用到生產(chǎn)中，甚至加工大型零件的廢料還可以被用來(lái)加工某些小型制件，故其成本低。 (5)生產(chǎn)工件的尺寸較精確，其產(chǎn)品還具有高剛度，輕質(zhì)量和低表面粗糙度等優(yōu)點(diǎn)。 綜上所述沖壓的優(yōu)點(diǎn)其實(shí)有很多，但其也有不足之處。其沖壓加工時(shí)噪音打振動(dòng)大也是屬于兩種公害，還有操作的安全事故也時(shí)有發(fā)生，不過(guò)這些問(wèn)題并不完全是由于沖壓加工工藝及模具本身帶來(lái)的，而主要是由于傳統(tǒng)的沖壓設(shè)備及落后的手工操作造成的。 綜合沖壓所具有的優(yōu)越性其應(yīng)用也是非常廣泛的，列如汽車中、航天、航空、電子、交通、化工、醫(yī)療等等。其范圍還在伴隨著越來(lái)越先進(jìn)的沖壓技術(shù)越來(lái)越大，幾乎整個(gè)行業(yè)都可以看到其身影。綜述上一節(jié)對(duì)沖壓特點(diǎn)的描述我們不防把沖壓的應(yīng)用歸述為以下五點(diǎn)： (1）以拉深為主。汽車行業(yè)零部件類沖壓，主要是指沖剪成形。 (2）電器元件的加工，電器件沖壓件是一個(gè)新型產(chǎn)業(yè)，人們對(duì)電器的需求量越來(lái)越高，電器的發(fā)展也越來(lái)越好。主要針對(duì)一些家具用品，如門、窗的彈簧、還有合頁(yè)一些等等，這些家具沖壓廠未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)也越來(lái)越 大。汽車的車身、油箱、散熱器片、鍋爐汽包、容器的殼體、電機(jī)、電器的鐵芯硅鋼片等都是通過(guò)沖壓加工而成的的。 (4）冷沖壓件一般加工再經(jīng)切削加工，僅需要少量的切削加工。 (5）生產(chǎn)應(yīng)用方面，沖壓主要是按工藝分類，在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中常常是多種工序綜合應(yīng)用于一個(gè)工件。在實(shí)際生產(chǎn)中，常用不沖壓過(guò)程近似的工藝性試 驗(yàn)，如拉深性能試驗(yàn)、脹形性能試驗(yàn)等檢驗(yàn)材料的沖壓性能，以保證成品質(zhì)量和高的合格率 ]10[ 。非金屬材料只適宜于分離工序。板料的尺寸較大，可用于大型零件的沖壓，也可將板料按排樣尺寸剪裁成條料后用于中小型零件的沖壓；帶料（又稱卷料）有各種規(guī)格的寬度，展開(kāi)長(zhǎng)度可達(dá)幾十米， 成卷狀供應(yīng)，適應(yīng)于大批量生產(chǎn)的自動(dòng)送料。 對(duì)于厚度在 4mm以下的軋制鋼板，根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB/T708一 1991規(guī)定，鋼板厚度的精度分為 A（高級(jí)精度）、 B（較高級(jí)精度）、 C（普通精度）三級(jí)。 沖壓材料的選用要考慮沖壓件的使 用要求、沖壓工藝要求及經(jīng)濟(jì)性等。 (1）按沖壓件的要求合理選用材料，所選擇的材料至少能在壓力機(jī)上能正常使用，并能有一定的壽命。 (2）按沖壓工藝要求合理的選材，對(duì)于任何一種沖壓件，要選擇的材料必須要滿足沖壓工藝的要求，能夠穩(wěn)定地成形出不能開(kāi)裂或起皺的合格產(chǎn)品，這是最基本同時(shí)也是最重要的選材要求。 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 4 一般在不知道模具這個(gè)概念時(shí)，每個(gè)人對(duì)其都有不同的概念，我們生活中接觸到的不同的模具產(chǎn)品讓我們對(duì)其非常的好奇，對(duì)模具具有一種神秘感，其實(shí)模具實(shí)質(zhì)上就是一種工具，是我們生產(chǎn)中的一種裝備工藝。模具制造企業(yè)中有各式各樣的模具，如用于汽車變速箱的壓鑄模，生產(chǎn)塑料的注射模，生產(chǎn)不銹鋼餐具的沖裁模，擠壓模等等。因?yàn)槠溆媚＞呱a(chǎn)零件所表現(xiàn)出來(lái)的高精度、高復(fù)雜度、高一致性、高生產(chǎn)率、低消耗是其他加工方法所不能比擬的。目前世界模具產(chǎn)品年產(chǎn)值約有 600億美元，日、美、德等工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家的模具工業(yè)產(chǎn)值早已經(jīng)超過(guò)了其機(jī)床工業(yè)的產(chǎn)值。目前模具生產(chǎn)水平的高低還有技術(shù)的是否成熟已經(jīng)用來(lái)衡量一個(gè)國(guó)家的產(chǎn)品制造能力高低的重要標(biāo)志之一，在很大程度上甚至決定了綜合國(guó)力的發(fā)展水平。 (1)現(xiàn)如今的模具早已經(jīng)成為高新技術(shù)的重要主成部分。不僅僅電子產(chǎn)品如此，在航空領(lǐng)域也離不開(kāi)精密模具技術(shù)的支持。生產(chǎn)這些模具的企業(yè)已經(jīng)被命名為“高新技術(shù)企業(yè)”。模具制造技術(shù)水平和模具工業(yè)的技術(shù)的提高離不開(kāi)高新技術(shù)的支 持。數(shù)控精密、高效的加工設(shè)備對(duì)模具的開(kāi)發(fā)和模具制造水平的提高有不可估量的作用。 (3）模具工業(yè)作為裝備工業(yè)的一個(gè)組成部分也是基礎(chǔ)工藝裝備，在裝備工業(yè)中自然擁有其重要的地位。模具也用于大量電子部門，好像一個(gè)人，不僅僅要有聰明的腦袋和靈敏的系統(tǒng)，還要有堅(jiān)強(qiáng)的軀干和靈巧的雙手和雙腳來(lái)支持其完成任務(wù)。 (4）模具工業(yè)地位的重要，還在于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的五大支柱產(chǎn)業(yè)其相適應(yīng)，以滿足五大支柱產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的需要。 從廣義上講模具可以分為兩類； (1）有腔型的模具，如沖裁模，注射模。 軸承保持架沖壓模具設(shè)計(jì) 5 (2）無(wú)腔型的模具，如木模，仿型模。 有腔型的模具，是通過(guò)型腔制造出產(chǎn)品；沒(méi)有型腔的模具，是通過(guò)仿型復(fù)制出產(chǎn)品，或通過(guò)它制造出型腔然后在制造出產(chǎn)品。 一個(gè)有實(shí)質(zhì)使用意義的模具，其重要的 標(biāo)志之一，就是具有“重復(fù)使用性”。從多方面對(duì)模具進(jìn)行分類，如沖模、塑料模、壓鑄模等等。 分離工序是指板料在壓力的作用下，其壓力超過(guò)材料的抗剪強(qiáng)度，而沿一定的輪廓斷裂成制件的工序，又稱為沖裁。 成形工序是指板料在壓力的作用下，其應(yīng)力超過(guò)屈服強(qiáng)度（未達(dá)到抗剪強(qiáng)度）而產(chǎn)生的塑性變形，從而獲得一定形狀和尺寸的制件的工序。 工序順序的安排可遵循下列原則： (1)對(duì)于帶孔的或有缺口的沖裁件，如果選用單工序模沖裁，一般先落料、再?zèng)_孔或切口。若工件上同時(shí)存在直徑不等的大小兩孔，且相距又較近時(shí)，則應(yīng)先沖大孔再?zèng)_小孔。孔位于彎曲變形區(qū)附近或以內(nèi)，必須先彎曲再?zèng)_孔。 (3)對(duì)于帶孔的拉深件，一般先拉深，再?zèng)_孔。 (4)對(duì)于多角彎曲件，主要從材料變形和材料運(yùn)動(dòng)兩方面安排彎曲的順序。 (5)對(duì)于形狀復(fù)雜的拉深件，為便于材料的變形流動(dòng)，應(yīng)先成形內(nèi)部形狀，再拉深外部形狀。 沖壓變形的理論基礎(chǔ) 、塑性與變形抗力的概念 塑性變形是指物體在外力作用下會(huì)產(chǎn)生變形，若外力去除以后，物體并不能完全恢復(fù)自己的原有形狀和尺寸。塑性指標(biāo)是以材料開(kāi)始破壞時(shí)的變形量表示，它可借助于各種試驗(yàn)方法測(cè)定。變形抗力反映了物體在外力作用下抵抗塑性變形的能力。如奧氏不銹鋼允許的塑性變形程度大，說(shuō)明它的塑性好，但其變形抗力也大，說(shuō)明它需要較大的外力才能產(chǎn)生塑性變形。 力的因素 金屬的塑性不是固定不變的，影響因素很多，主要有以下幾個(gè)方面： (1) 金屬的成分和組織結(jié)構(gòu)，一般來(lái)說(shuō)，組成金屬的元素越少 (如純金屬和固體 )、晶粒愈細(xì)小、組織分布愈均勻，則金屬的塑性愈好。與此相反，拉應(yīng)力則易于擴(kuò)展材料的裂紋與缺陷，所以拉應(yīng)力的成分愈大，愈不利于金屬可塑性的發(fā)揮。就大多數(shù)金屬而言，其總的趨勢(shì)是：隨著溫度的升高，塑性增加，變形抗力降低（金屬的軟 化）。一般情況下：對(duì)于小型件的沖壓，一般可以不考慮速度因素，只需考慮設(shè)備的類型、標(biāo)稱壓力和功率等；對(duì)于大型復(fù)雜件，宜采用低速成形（如采用液壓機(jī)或低速壓力機(jī)沖壓）。 (5) 尺寸因素，同一種材料，在其他條件相同的情況下，尺寸越大，塑性越差。例如厚板沖裁時(shí)，產(chǎn)生剪裂紋時(shí)凸模擠入板料的深度與板料厚度的比值 (稱為相對(duì)擠入深度 )比薄板沖裁時(shí)小。 （ 2）選擇工件定位方式： 1)工件在模具中的定位主要考慮定位基準(zhǔn)，上料方式，操作安全可靠等因素。不過(guò)，這樣將會(huì)使零件的加工精度要求提高。 軸承保持架沖壓模具設(shè)計(jì) 7 3)為使定位可靠，應(yīng)選擇精度高、沖壓時(shí)不發(fā)生變形和移動(dòng)的表面作為定位表面。彎曲件可用孔或形體定位。 （ 3）選擇卸料方式 為了沖壓后卡在凸模上、凸凹模上的制件或廢料卸掉。設(shè)計(jì)模具時(shí)，必須正確選擇卸料方式和設(shè)計(jì)卸料裝置。出料方式是上出料，還是下出料。一般情況對(duì)于沖裁較硬、較厚且精度要求不是非常高的工件，可選擇剛性卸料方式。對(duì)于彎曲、拉深等成形零件的卸料方式選擇及卸料裝置的設(shè)計(jì)，應(yīng)考慮既不損壞成 形部位，又能滿足卸料要求的卸料裝置。 (4）進(jìn)行必要的模具設(shè)計(jì)計(jì)算： 1)計(jì)算模具壓力中心。 3)確定凸、凹模的間隙，計(jì)算凸凹模工作部分尺寸。 本文研究的目的及其意義 綜合運(yùn)用和鞏固機(jī)械設(shè)計(jì)相關(guān)課程的基本理論和專業(yè)知識(shí) ，培養(yǎng)從事模具設(shè)計(jì)與機(jī)械設(shè)計(jì)的初步能力，為實(shí)際工作打下良好的基礎(chǔ)。經(jīng)過(guò)該設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，應(yīng)該能全面理解掌握沖壓工藝，模具設(shè)計(jì)以及制造等相關(guān)機(jī)械設(shè)計(jì)的內(nèi)容。能夠獨(dú)立解決在制定沖壓工藝中的規(guī)程，設(shè)計(jì)沖模的結(jié)構(gòu)、編制模具零件加工工藝規(guī)程中出現(xiàn)的問(wèn)題。培養(yǎng)認(rèn)真負(fù)責(zé)、踏實(shí)細(xì)致的工作作風(fēng)和嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)態(tài)度，強(qiáng) 化質(zhì)量意，識(shí)的時(shí)間觀念，養(yǎng)成良好的職業(yè)習(xí)慣。 無(wú)錫太湖學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 8 2 沖壓模具設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 零件的工藝分析 沖壓所用的材料，不僅要滿足沖壓件的使用要求，還應(yīng)滿足沖壓工藝的要求和后續(xù)加工（如切削加工、電鍍、焊接等）的要求。對(duì)于分離工序，只要求材料有一定的塑性，而對(duì)材料的其他成形性能指標(biāo)沒(méi)有嚴(yán)格的要求。因?yàn)楸砻尜|(zhì)量比較好的材料，成形時(shí)是不易破裂的，也不易擦傷模具的，沖件的質(zhì)量也是不錯(cuò)的。 沖壓模具 按加工要求的不同分為沖裁，拉深，彎曲和成形模。 其中沖裁是沖壓中最基本的沖壓工藝，所有的沖壓零件都要經(jīng)過(guò)沖裁這一工序。所以沖裁模按工序組合一般可分為單工序沖裁模，連續(xù)沖裁模，復(fù)合沖裁模。 圖 如圖 ：材料 Q235， Rm=320MPa。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，材料為 Q235鋼，是一種低碳鋼，可塑性還好硬度不大。 模具的總體工藝方案和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 從零件的外形來(lái)看有兩套方式來(lái)完成此零件的制作。 由于考慮到此工件需要 。這樣從軸承保持架沖壓模具設(shè)計(jì) 9 經(jīng)費(fèi)和生產(chǎn)時(shí)間考慮不適宜由復(fù)合模具完成。 本文將會(huì)采用沖裁拉深兩道工序來(lái)完成零件加工，接下來(lái)將是對(duì)這兩套模具的設(shè)計(jì)。其中拉伸模是用無(wú)壓邊圈式拉深模其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單便于安裝，制造周期也小。該模具的上下模座通過(guò)導(dǎo)柱導(dǎo)套向?qū)?，不宜偏差? （ 2）拉伸模，考慮到板料厚度 ，塑性較好在拉伸的過(guò)程中是不易起皺的。該模具的工作零件為凹、凸模；定位零件是定位板；連接固定零件時(shí)模柄、上下模、凸模固定板。 拉深模按 IT10級(jí)取值。 這里選擇橫向，橫向只需要保證條料的送進(jìn)方向。 落料模的卸料主要是