【正文】 這是因?yàn)闆_壓是依靠沖模和沖壓設(shè)備來完成加工，普通壓力機(jī)的行程次數(shù)為每分鐘可達(dá)幾十次，高速壓力要每分鐘可達(dá)數(shù)百次甚至千次以上，而且每次沖壓行程就可能得到一個(gè)沖件?！　。?）沖壓可加工出尺寸范圍較大、形狀較復(fù)雜的零件，如小到鐘表的秒表，大到汽車縱梁、覆蓋件等，加上沖壓時(shí)材料的冷變形硬化效應(yīng)，沖壓的強(qiáng)度和剛度均較高。沖壓模具是沖壓生產(chǎn)必不可少的工藝裝備，是技術(shù)密集型產(chǎn)品。模具設(shè)計(jì)與制造技術(shù)水平的高低，是衡量一個(gè)國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志之一，在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力[3]。如落料模、沖孔模、切斷模、切口模、切邊模、剖切模等。（3）拉深模 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。如脹形模、縮口模、擴(kuò)口模、起伏成形模、翻邊模、整形模等。（2）復(fù)合模 只有一個(gè)工位，在壓力機(jī)的一次行程中，在同一工位上同時(shí)完成兩道或兩道以上沖壓工序的模具。沖壓加工主要應(yīng)用[4]：由于沖壓具有如此優(yōu)越性，沖壓加工在國民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用范圍相當(dāng)廣泛。不但整個(gè)產(chǎn)業(yè)界都用到它，而且每個(gè)人都直接與沖壓產(chǎn)品發(fā)生聯(lián)系。小轎車的車身，車架及車圈等零部件都是沖壓加工出來的。但是，沖壓加工所使用的模具一般具有專用性，有時(shí)一個(gè)復(fù)雜零件需要數(shù)套模具才能加工成形，且模具制造的精度高，技術(shù)要求高，是技術(shù)密集形產(chǎn)品。當(dāng)然，沖壓加工也存在著一些問題和缺點(diǎn)。不過，這些問題并不完全是由于沖壓加工工藝及模具本身帶來的，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。 冷沖壓與模具技術(shù)國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀沖壓模具是沖壓生產(chǎn)必不可少的工藝裝備，是技術(shù)密集型產(chǎn)品。模具設(shè)計(jì)與制造技術(shù)水平的高低，是衡量一個(gè)國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志之一，在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。根據(jù)對部分模具標(biāo)準(zhǔn)件企業(yè)的書面調(diào)查，2007 年與2004 年相比，%，%。根據(jù)對部分單位的調(diào)查，近3 萬元，主要增添了加工中心、數(shù)控設(shè)備等。國外模具標(biāo)準(zhǔn)件快速進(jìn)入我國，使市場競爭日趨激烈，促使國內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)件企業(yè)采取了諸多新的應(yīng)對舉措[5]。我國模具標(biāo)準(zhǔn)件從改革開放以前的“自產(chǎn)自銷，自我配套”，到近年來的“委托經(jīng)銷”向“網(wǎng)絡(luò)銷售”發(fā)展，為此，標(biāo)準(zhǔn)件委員會經(jīng)過3年的努力已建成“中國模標(biāo)商務(wù)網(wǎng)”，實(shí)現(xiàn)了與中國模協(xié)“信息網(wǎng)”的鏈接，現(xiàn)已開通為用戶服務(wù)；加大了標(biāo)準(zhǔn)件委員會主辦的“模標(biāo)商情”雜志的信息量，設(shè)立了“專題論述”、“協(xié)會信息”、“技術(shù)交流”、“經(jīng)驗(yàn)交流”、“專題論述”、“企業(yè)采風(fēng)”等欄目，加大了對標(biāo)準(zhǔn)件企業(yè)的宣傳力度。我國在沖壓模具的CAD/CAM方面也取得了重大的發(fā)展?，F(xiàn)代沖壓加工的發(fā)展趨勢，可以概括為以下幾個(gè)方面：（1）深入研究沖壓變形的基本規(guī)律、各種沖壓工藝的變形理論、失穩(wěn)理論與極限變形程度等；應(yīng)用有限元、邊界元等技術(shù)，對沖壓過程進(jìn)行數(shù)字模擬分析，以預(yù)測某一工藝過程中坯料對沖壓的適應(yīng)性及可能出現(xiàn)的質(zhì)量問題，從而優(yōu)化沖壓工藝方案，使塑性現(xiàn)代沖壓加工的發(fā)展趨勢，可以概括為以下幾個(gè)方面： （2）深入研究沖壓變形的基本規(guī)律、各種沖壓工藝的變形理論、失穩(wěn)理論與極限變形程度等；應(yīng)用有限元、邊界元等技術(shù)，對沖壓過程進(jìn)行數(shù)字模擬分析，以預(yù)測某一工藝過程中坯料對沖壓的適應(yīng)性及可能出現(xiàn)的質(zhì)量問題，從而優(yōu)化沖壓工藝方案，使塑性變形理論逐步起到對生產(chǎn)過程的直接指導(dǎo)作用。隨著材料科學(xué)的發(fā)展，加強(qiáng)研究各種新材料的沖壓成形性能，不斷發(fā)展和改善沖壓成形技術(shù)。 （4）推廣應(yīng)用數(shù)控沖壓設(shè)備、沖壓柔性加工系統(tǒng)（FMS）、多工位高速自動沖壓機(jī)以及智能機(jī)器人送料取件，進(jìn)行機(jī)械化與自動化的流水線沖壓生產(chǎn)。 選題的意義沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)在制造行業(yè)中占有十分重要的地位，在機(jī)械、電子、汽車、航空以及輕工業(yè)等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。國外發(fā)達(dá)國家對沖壓加工技術(shù)的應(yīng)用、研究和開發(fā)都比較重視，我國也非常重視沖壓技術(shù)人才的培養(yǎng)[7]。2 工藝分析、排樣設(shè)計(jì)及方案對比確定沖裁工藝設(shè)計(jì)主要包括沖裁件的工藝分析和沖裁工藝方案的確定兩方面的內(nèi)容。本次設(shè)計(jì)工件圖如圖21，零件三維圖如圖22：圖21 零件圖圖22 零件三維圖 沖裁件工藝性分析沖裁件的工藝性，是指沖裁件對沖裁工藝的適應(yīng)性，在沖裁加工中的難易程度。沖裁件的工藝性合理與否，影響到?jīng)_裁件的質(zhì)量、模具壽命、材料消耗、生產(chǎn)效率等。 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。 （2）主要加工表面的形位公差精度通過分析零件圖，零件的主要形位公差精度未標(biāo)注，形位公差精度按一般的精度要求處理即可滿足工藝要求。 零件材料的選用工件材料為2A12M，即硬鋁。 一般的硬鋁中，鎂不超過2%。 硬鋁的缺點(diǎn)主要有：（1）耐蝕性不良，因此不得不在硬鋁板材表面用軋制方法包一層工業(yè)純鋁（純鋁厚度占板材厚度35%）成為包鋁硬鋁。（2）固溶處理溫度范圍窄，小于此溫度不能發(fā)揮最大強(qiáng)化效果，而超出上限溫度，又有產(chǎn)生晶界“過”的可能使晶粒聚集受到破壞。 零件的結(jié)構(gòu)工藝性分析此零件為側(cè)彎支座，材料為2A12M，厚度為，生產(chǎn)批量為100萬件。采用級進(jìn)模生產(chǎn)，選用連續(xù)彎曲方式，以適應(yīng)大批量生產(chǎn)的需求。沖裁件的形狀應(yīng)盡可能簡單、對稱、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、無廢料排樣的形狀，以減少廢料。沖裁件各直線或曲線的連接處，盡量避免銳角，嚴(yán)禁尖角。沖孔件上孔和孔、孔與邊緣之間的距離不能過小，以避免工件變形、模壁過薄或因材料易被拉入凹模而影響模具壽命。復(fù)合沖裁是在壓力機(jī)一次行程中，在模具的同一位置同時(shí)完成兩個(gè)或兩個(gè)以上的工序；級進(jìn)沖裁是把一個(gè)沖裁件的幾個(gè)工序排列成一定順序，組成級進(jìn)模，在壓力機(jī)的一次行程中，在模具的不同位置同時(shí)完成兩個(gè)或兩個(gè)以上的工序，除最初幾個(gè)沖程外，每次沖程都可完成一個(gè)沖裁件。一般說來，新產(chǎn)品試制與小批量生產(chǎn)，模具結(jié)構(gòu)簡單，力求制造快，成本低，采用單工序沖裁，對于中批和大批量生產(chǎn)，模具結(jié)構(gòu)力求完善，要求效率高、壽命長，采用復(fù)合沖裁或級進(jìn)沖裁。~,因?yàn)樗苊饬硕啻螞_壓的定位誤差，并且在沖裁過程中可以進(jìn)行壓料，工件較平整，不翹曲。單工序沖裁的工件精度最底。材料厚度一般在3mm以下。孔邊距小于最小合理值時(shí)。此時(shí)也不宜采用單工序沖裁，因孔邊距過小，落料后沖孔時(shí)，這些部位會發(fā)生外脹和歪扭變形，得不到合格的產(chǎn)品，這時(shí)宜采用級進(jìn)沖裁，這樣可避免這些缺陷。但級進(jìn)沖裁受壓力機(jī)臺面尺寸與工序數(shù)的限制，沖裁工件一般為中、小型件。級進(jìn)沖裁時(shí)廣泛采用多排沖壓，但復(fù)合沖裁則很少使用。尺寸中等的工件，由于制造多副單工序比復(fù)合模昂貴、也宜采用復(fù)合沖裁。（5）操作方便與安全 復(fù)合沖裁工件不能漏下，出件或清除廢料較困難，工作安全性較差，級進(jìn)模沖裁時(shí)操作者不必將手伸入模具的危險(xiǎn)區(qū)域。 沖裁順序的安排 級進(jìn)沖裁和多工序沖裁的工序順序安排可參考以下原則：（1）級進(jìn)沖裁的順序安排 先沖孔（缺口或工件的結(jié)構(gòu)廢料），最后落料或切斷，將工件與調(diào)料分離。若定位要求較高，則要沖出專供定位用的工藝孔。后續(xù)各沖裁工序的定位基準(zhǔn)要一致，以避免定位誤差和尺寸鏈換算。根據(jù)以上情況，結(jié)合工件的外形尺寸和形狀，確定工件包括落料、沖孔、彎曲等工序，可以有以下三種工藝方案：方案一：采用單工序模生產(chǎn)。方案二：采用復(fù)合模生產(chǎn)。但模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，模具制造較困難，制造成本高，制造周期長等。在一副級進(jìn)模上可對形狀十分復(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)械化和自動化，適于大批量生產(chǎn)。級進(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，成本高。生產(chǎn)效率低，生產(chǎn)過程復(fù)雜，浪費(fèi)了人力、物力、財(cái)力，從經(jīng)濟(jì)性的角度考慮，難以滿足工件要求的大批量生產(chǎn)的生產(chǎn)要求。根據(jù)復(fù)合模的特點(diǎn)，制件的精度和批量都能滿足，但用三副以上模具，使生產(chǎn)效率大大下降，且提高了生產(chǎn)成本。雖然級進(jìn)模結(jié)構(gòu)復(fù)雜、周期長、成本高，但只需一副模具，總的周期和成本也比單工序模和復(fù)合模低。由于工件的彎曲較多，在級進(jìn)模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和加工制造上都有一定的困難，且級進(jìn)模是單件生產(chǎn)，試模失敗后很難修改，因此要精心設(shè)計(jì)，各種問題都應(yīng)該考慮周全。（2）少廢料排樣沿工件的部分外形輪廓切斷或沖裁，只在工件之間或是工件與條料側(cè)邊之間有搭邊存在。有廢料排樣法的材料利用率較低，但制件的質(zhì)量和沖模壽命較高，常用于工件形狀復(fù)雜、尺寸精度要求較高的排樣。由于這兩種排樣法沖切周邊減少，所以還可以簡化模具結(jié)構(gòu)，降低沖裁力。同時(shí)也會降低沖模的壽命，并會影響到工件的斷面質(zhì)量，所以少、無廢料排樣常用于精度要求不高的工件排樣。（2）零件在兩個(gè)方向都有彎曲線，而鋁合金材料的方向性不明顯，采用直排方式不會影響兩個(gè)不同方向的彎曲質(zhì)量，還是模具加工難度大大降低。為使材料很好定位，在最初安排了側(cè)刃和沖導(dǎo)正銷孔，在每一成形工位前，應(yīng)先沖掉周圍妨礙成形的廢料。此外，還應(yīng)保持條料有一定的強(qiáng)度和剛度，保證送料的順利進(jìn)行，從而提高制件質(zhì)量，使凸、凹模刃口沿整個(gè)封閉輪廓線沖裁，使受力平衡，提高模具壽命和工件斷面質(zhì)量。搭邊值要合理確定。影響搭邊值大小的因素主要有：（1）材料的力學(xué)性能 塑性好的材料，搭邊值要大些，硬度高與強(qiáng)度大的材料，搭邊值可小一些。（3）工件的形狀和尺寸 工件外形越復(fù)雜，圓角半徑越小，搭邊值越大。（5）送料及檔料方式 用手工送料，有側(cè)壓板導(dǎo)向的搭邊值可小一些。本次設(shè)計(jì)排樣中步距為。第一次彎曲：第二次彎曲： 第三次彎曲： （2）落料力共有3個(gè)工位中有落料力：工位1：沖側(cè)刃和導(dǎo)正銷孔工位2：異形沖裁工位3：沖孔工位1中：零件周長 32 推件力、卸料力查圖32得： 初步假設(shè)h=6，則n=h/t=6/1=6工位2中：零件周長 查圖32得： 工位3中：零件周長 查圖32得： 沖裁過程中，在凸模和凹模刃口附近所收到的力是相當(dāng)復(fù)雜的。為使模具能平衡工作，在設(shè)計(jì)和加工模具時(shí)，必須根據(jù)沖壓件的技術(shù)要求及沖壓件的形狀尺寸分析沖裁過程中的受力狀態(tài)及其對模具的作用與影響，選取相適應(yīng)的模具壓力中心，并使之與壓力機(jī)滑塊中心（即模具的模柄中心）和模具導(dǎo)向部分的對稱中心相重合。零件展開圖如圖所示，建立直角坐標(biāo)系: 壓力中心計(jì)算公式：對于第一工位：； 對于第二工位： 對于第三工位： 對于第四工位，； 對于第五工位： 對于第六工位：對于第七工位： 對于第八工位： 則，對于整個(gè)零件的壓力中心為： 取 取 所以，離壓力機(jī)壓力中心（相對于坐標(biāo)系為，），偏移（，）偏離不大，符合要求。沖壓設(shè)備的類型應(yīng)根據(jù)所要完成的沖壓工藝的性質(zhì)，生產(chǎn)批量的大小，沖壓件的幾何尺寸和精度要求等來選擇。雖然開式?jīng)_床的剛度差，在沖壓力的作用下床身的變形能夠破壞沖裁模的間隙分布，降低模具的壽命或沖裁件的表面質(zhì)量。對于大中型沖壓件的生產(chǎn)．多采用閉式結(jié)構(gòu)形式的機(jī)械壓力機(jī)，其中有一般用途的通用壓力機(jī)，也有臺面較小而剛度大的專用擠壓壓力機(jī)、精壓機(jī)等。在小批量生產(chǎn)當(dāng)中，尤其是大型厚板沖壓件的生產(chǎn)多采用液壓機(jī)。但是，液壓機(jī)的速度小，生產(chǎn)效率低，而且零件的尺寸精度有時(shí)因受到操作因素的影響而不十分穩(wěn)定。但是，摩擦壓力機(jī)的行程次數(shù)較少，生產(chǎn)率低，而且操作也不太方便。 確定壓力機(jī)設(shè)備的規(guī)格（1）壓力機(jī)的行程大小，應(yīng)能保證成型零件的取出和毛坯的放進(jìn)，例如拉深所用的壓力機(jī)行程，至少應(yīng)大于成型零件的高度兩倍以上。（3）所用壓力機(jī)的閉合高度應(yīng)與沖模閉合高度相適應(yīng)。壓力機(jī)的閉合高度是指滑塊在下死點(diǎn)時(shí)，工作臺面到滑塊的距離。設(shè)計(jì)模具時(shí)，模具的閉合高度的數(shù)值應(yīng)該滿足下式 如無特殊情況應(yīng)取上限值，即最好取在，這是為了避免連桿調(diào)節(jié)過長，螺紋接觸面積小而壓壞。（4）沖壓力與壓力機(jī)能的配合關(guān)系：當(dāng)進(jìn)行沖裁等沖壓加工時(shí)，由于其施力行程較小，近于板料的厚度，所以可按沖壓過程中作用于壓力機(jī)滑塊上所有力的總和選取壓力機(jī)。本模具在沖裁過程中總壓力F沖=。因?yàn)榧夁M(jìn)模水平長度較長，考慮安裝等因素，選取J2380型開式雙柱可傾式壓力機(jī)。 4 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 沖裁間隙沖裁間隙是沖裁模的凸模和凹模刃口之間的間隙。間隙值的大小對沖裁件質(zhì)量、模具壽命、沖裁力的影響很大，是沖裁工藝與模具設(shè)計(jì)中一個(gè)極其重要的工藝參數(shù)。斷面應(yīng)平直、光滑；圓角??；無裂紋、撕裂、夾層和毛刺等缺陷。尺寸應(yīng)在圖樣規(guī)定的公差范圍內(nèi)。沖裁件的尺寸精度是指沖裁件實(shí)際尺寸與標(biāo)稱尺寸的差值（δ），差值越小，精度越高。沖裁件相對凸模或凹模尺寸的偏差，主要是由于沖裁過程中，材料受拉伸、擠壓、彎曲等作用引起的變形，在加工結(jié)束后工件脫離模具時(shí)，會產(chǎn)生彈性恢復(fù)而造成的。影響這一偏差值的因素主要是凸、凹模的間隙。當(dāng)間隙較小時(shí)，凸模壓入板料接近擠壓狀態(tài)，材料受凸、凹模擠壓力大，壓縮變形大，沖裁完畢后，材料的彈性恢復(fù)使落料件尺寸增大，而沖孔件的孔徑則變小。