【正文】 和民用產(chǎn)品的重要工藝裝備，模具設(shè)備發(fā)展成為一門(mén)行業(yè)。近幾十年來(lái)，產(chǎn)值以每年約 15％的速度快速增長(zhǎng)。 我國(guó)模具是在機(jī)械電子、家用電器、輕工和日用品等行業(yè)產(chǎn)品的制造的過(guò)程中起著非常重要作用的一種工藝設(shè)備。 沖壓模具是用來(lái)制造和加工沖壓產(chǎn)品的一種成形工藝設(shè)備，沖壓模具設(shè)計(jì)過(guò)程是跟據(jù)沖壓件的產(chǎn)品圖樣進(jìn)行沖壓工藝過(guò)程的設(shè)計(jì)，先定沖壓工藝方案，在收集、整理相關(guān)的設(shè)計(jì)參考資料跟技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行沖壓模具的設(shè)計(jì)。隨著沖壓零件的微型化，和模具結(jié)構(gòu)的發(fā)展的需求（例如多工位復(fù)和模工位數(shù)的增加，步距精度增高）精密的模具的精度已由以前的 5um 提高到了 2～ 3um，日后有些模具的加工精度與公差要求在 1um 以下，這就要求超精加工。多功能的模具除了沖壓零件外，還可以擔(dān)負(fù)轉(zhuǎn)位、疊壓、攻絲、鉚接、鎖緊等組裝。如各種小型電機(jī)、電器和儀表的鐵芯組件等。一方面由于制品的使用周期較短，品種更較新快，另一方面是由于制品的花樣變化頻繁，都要求各種模具的生產(chǎn)周期越短越好。例如，研制各類(lèi)超塑形材料（如環(huán)氧、聚脂等）的制作或者其中夾雜金屬粉末或玻璃纖維等的簡(jiǎn)易模具：中、低熔點(diǎn)的合金模具、噴涂成型模具、迅速電鍍模、 陶瓷形吸塑模、疊層模和快速成形模具等快速經(jīng)濟(jì)模具將更快發(fā)展。快速拭模技術(shù)也會(huì)快速發(fā)展和提高。因此，模具標(biāo)準(zhǔn)件應(yīng)用必定日漸廣泛。 模具要用優(yōu)質(zhì)材料以及采用先進(jìn)的表面處理技術(shù)將倍受受 重視 在模具的價(jià)格構(gòu)成中，所用材料所占的比例一般在 20％至 30％之間，所以選用優(yōu)質(zhì)鋼材和應(yīng)用先進(jìn)的表面處理技術(shù)來(lái)提高模具的壽命就顯得非常有必要。例如用粉末冶金當(dāng)中產(chǎn)生的一次碳化物粗大和偏析，進(jìn)而影響材質(zhì)的問(wèn)題。對(duì)于形狀復(fù)雜的注件和高速?zèng)_壓的模具，它的優(yōu)越性更加 突出。 模具熱處理與表面處理是能否充分發(fā)揮模具鋼材的主要功能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。常用模具表面處理完善普及常用表面處理方法，擴(kuò)滲如：滲碳、滲氮、滲硼、滲釩以外，還要發(fā)展設(shè)備較昂貴的、工藝先進(jìn)的氣相沉積和等離子噴涂等技術(shù)手段。實(shí)踐證明，模具 CAD/CAM/CAE 技術(shù)使模具的設(shè)計(jì)發(fā)展方向。由于模具 CAD/CAM/CAE 技術(shù)已發(fā)展成了一項(xiàng)很成熟的共性技術(shù)，近年來(lái)模具 CAD/CAM/CAE 技術(shù)的硬件和軟件的價(jià)格降到中削企業(yè)普遍可以接受的程度，尤其是是微機(jī)的普及應(yīng)用，更為廣大模具設(shè)計(jì)企業(yè)的普及模具 CAD/CAM/CAE 技術(shù)創(chuàng)造了很好的條件。在普及和推廣模具 CAD/CAM/CAE 技術(shù) 的過(guò)程中，應(yīng)注重給予，重點(diǎn)扶持我國(guó)產(chǎn)模具軟件的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。應(yīng)進(jìn)一步擴(kuò)大和發(fā)展 CAE 技術(shù)的應(yīng)用范圍。 第 1 章 零件的沖壓工藝性分析 零件的工藝性分析 圖 11 液壓閥彈簧座 上圖示為比較簡(jiǎn)單的蓋型拉 深 沖孔件，材料是 08 鋼，厚度為 ..從設(shè)計(jì)任務(wù)當(dāng)中可以看出，制件的精度要求不高 .產(chǎn)量為大批量生產(chǎn) . 查表 08 鋼的機(jī)械性能如下： σs=185 MPa、 σb=325Mpa、 σ5/%≥3硬度 (未熱處理 )131HB。 確定最佳工藝方案 方案一：先落料，在拉 深 ，再?zèng)_孔， 最 后修邊；采用單工序模生產(chǎn)。 方案三：落料拉深 復(fù)合沖壓， 沖孔修邊復(fù)合 模 沖壓；采復(fù)合模生產(chǎn)。 方案二：只需三副模具，沖壓件的形位精度和尺寸精度容易保證且生產(chǎn)率也高。 方案三：需二副模具，生產(chǎn)率也很高，但零件的沖壓精度比較差，要保證沖壓件的形位精度需要在模具上設(shè)置導(dǎo)正銷(xiāo)導(dǎo)正，故模具制造、安裝較復(fù)合模復(fù)雜，通過(guò)對(duì)上述三種方案的分析比較，該零件的沖壓生產(chǎn)采用方案二為佳 第 2 章 毛坯計(jì)算 修邊余量的確定 在沖壓過(guò)程中，常常由于材料機(jī)械性能有方向性，模具間隙不均勻，板料厚度 t，摩擦阻力不等以及定位不準(zhǔn)等因素的影響，造成拉深件口部或凸緣周邊不齊，必須要進(jìn)行修邊。 查《冷沖模設(shè)計(jì)》表 63，當(dāng)厚度 t= 修邊余量取 3mm 由于該零件為拉深件，需要對(duì)它進(jìn)行展開(kāi)計(jì)算，展開(kāi)的目的是為了計(jì) 圖 21 液壓彈簧閥彈簧座 計(jì)算毛坯的直徑，和條料的尺 寸、排樣等理論計(jì) 。 由 h/d= （ 24 ） dt/d= （ 25） t/D＝ ＝ 查表得 ， 第一次拉深許可高度 到 所以不能一次拉深出來(lái)。 選取 m1 和 d1，應(yīng) 確定寬凸緣首次拉深系數(shù) m1，需要 假設(shè) 一個(gè) dt/d1值，所以用逼近法以表格形式列出有關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較來(lái)選取 m1 與 d1。 實(shí)際工件 h1/d1=， 顯然＜ 所選 m1 不在范圍內(nèi)，在范圍重新計(jì)算。 計(jì)算以后的拉深 工件的尺寸 。 確定以后各次拉深 的 R 凹 R 凸 R 凹 2=R 凸 2=4mm R 凹 3R 凸 3=3mm 計(jì)算以后各次工序的高度尺寸 設(shè)以后各次拉入凹模的材料面積為百分之 其余百分之 材料返回到凸面。 計(jì)算一次拉深后法蘭的直徑： m1=[82d2d4d12h]/2= (211) 帶凸緣的拉深 工序圖 圖 23 拉深 成形過(guò)程圖 零件的排樣及利用率 沖裁件在條料或板料上的布置方法叫排樣。排樣時(shí)選擇合適的搭邊值對(duì)沖壓件有重要的意義，搭邊可以補(bǔ)償誤差，保證沖出合格的工件。 壓力計(jì)算，壓力中心及壓力機(jī)的選用 沖裁力的計(jì)算 沖裁時(shí)，工件或廢料從凸模上取下來(lái)的力叫卸料力，從凹模內(nèi)將工件或廢料順著沖裁的方向推出的力叫推件力，逆沖裁方向頂出的力叫頂件力。 故 ： 落 1. 3L bF t Lt???? (214) 落料力計(jì)算：落F ＝ t ＝ 255 ＝ 1 2 6 4 7 .0 5K L N? ?? (215) F卸 、 F推 、 頂F 是由壓力機(jī)和模具的卸料 裝置 、頂件裝置 獲得。實(shí)際生產(chǎn)中常用下列經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算： 卸 1 落F KF? (216) 推 2 落F K F? (217) 頂 3 落F K F? (218) 拉深力計(jì)算： bF K dt??? (219) 因?yàn)?m1＝ 表 6－ 11， k1＝ b? ＝ 324 bF Lt K?? F= 83 324= 式中 L — 拉深件截面周長(zhǎng)（ mm） 。 壓邊力的計(jì)算： 在拉深過(guò)程中，為防止凸緣部分材料起皺，可采用壓扁的方法。根據(jù)《沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)》 P 239，知壓邊力計(jì)算公式： qQ AFF ? (220) 式中 A — 初始有效壓邊面積（ 2mm ）； qF — 單位壓邊力 ? ?MPa 壓邊力 ： Q=Fq＝ (221) 卸料力 ：因?yàn)槭?t＝ 表 38 卸K ＝ 卸 卸P ＝ 12 64 70 .56 5＝ 31 61 .76 4KN? (222) 壓邊力： 23 . 1 4 8 1 2 . 5 5 1 5 0 3 . 8 5QPF A N? ? ? ? ? (223) 2 壓力機(jī)的選用 采用落料拉深復(fù)合模時(shí)，不能簡(jiǎn)單地將落料力與拉深力相加， 選擇壓力機(jī)，應(yīng)該注意壓力機(jī)的壓力噸位曲線(xiàn)。 (2)壓力機(jī)的工作臺(tái)面的尺寸應(yīng)不小于沖模的平面尺寸，而且還須留有安裝固定模具的余地，但是太大的工作平面上安裝小尺寸的冷沖模具對(duì)工作臺(tái)和工件的受力是不合理的。 模具的閉合高度 H0 是指上模在最低的工作位置時(shí)，下模板的底面到上模板的頂面的最小距離。大多數(shù)壓力機(jī)，其連桿長(zhǎng)短都能調(diào)節(jié)，也即壓力機(jī)的閉合高度也可以調(diào)整，所以壓力機(jī)有最大閉合高度 Hmax 和最小閉合高度 Hmin。 第 3 章 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及校核 復(fù)合模的功能結(jié)構(gòu) 根據(jù)復(fù)合模備部分的功能 ，它的結(jié)構(gòu)也可以劃分為工作單元和輔助單元，工作單元完成沖壓作 業(yè)，主要內(nèi)凸?？郯寄＝M成。 本次模具凹模和凸模裝在上模上是典型的倒裝結(jié)構(gòu)。 下面是復(fù)合模中從功能上考慮的主要結(jié)構(gòu) 工作部分包括：凸模、凹模 、凸