【正文】 ............................. 15 模具類型的選擇 ........................................................................................ 15 定位方式的選擇 ........................................................................................ 16 卸料方式的選擇 ........................................................................................ 16 出件方式 .................................................................................................... 16 確定送料方式 ............................................................................................ 16 導(dǎo)向方式的選擇 ........................................................................................ 16 3 模具工作部分尺寸計(jì)算 ................................................................................ 17 工作零件刃口尺寸計(jì)算 ........................................................................... 17 沖載間隙分析 ................................................................................ 17 落料模具工作零件刃口尺寸計(jì)算 ............................................... 18 沖孔模具工作零件刃口尺寸計(jì)算 ................................................ 18 ................................................................... 19 卸料塊的設(shè)計(jì) ............................................................................... 19 彈性元件橡膠的設(shè)計(jì) .................................................................... 20 4 主要零部件設(shè)計(jì) .................................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 7 模具主要零件加工工藝的制定 ........................................ 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 在沖壓加工中，將材料加工成零件的一種特殊工藝裝備，稱為沖壓模具。在沖壓零件的生產(chǎn)中，合理的沖壓成形工藝、先進(jìn)的模具、高效的沖 壓設(shè)備是必不可少的三要素。 沖壓加工與其他加工方法相比，無論在技術(shù)方面，還是在經(jīng)濟(jì)方面，都具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。但需要指出的是，由于進(jìn)行沖壓成形加工必須具備相應(yīng)的模具，而模具是技術(shù)密集型產(chǎn)品，其制造屬單件小批量生產(chǎn)，具有難加工、精度高、技術(shù)要求高、生產(chǎn)成 本高（占產(chǎn)品成本的10%~30%）等特點(diǎn)。 2模具工業(yè)在當(dāng)今市場(chǎng)的發(fā)展?fàn)顩r和前景： 模具工業(yè)作為現(xiàn)代社會(huì)的一種新興工業(yè)，它能夠節(jié)約能源、節(jié)約原材料以及較高的生產(chǎn)效率，它能夠保證比較高的加工精度等特點(diǎn)。模具工業(yè)在我國(guó)最近幾年總產(chǎn)值保持 %的年增長(zhǎng)率，截止至 2021 年底模具產(chǎn)值預(yù)計(jì) 超過 550 億元。由于采用模具進(jìn)行生產(chǎn)能提高生產(chǎn)效率、節(jié)約原材料、降低成本，并保證一定的加工質(zhì)量要求，所以，汽車、飛機(jī)、拖拉機(jī)、電器、儀表、玩具和日常品等產(chǎn)品的零部件很多都采用模具進(jìn)行加工。 4 沖壓工藝的種類 沖壓主要是按工藝分類，可分為分離工序和成形工序兩 大類。成形工序的目的是使板料在不破坯的條件下發(fā)生塑性變形，制成所需形狀和尺寸的工件。沖裁、彎曲、剪切、拉深、脹形、旋壓、矯正是幾種主要的沖壓工藝。在實(shí)際生產(chǎn)中，常用與沖壓過程近似的 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。模具制造成本和壽命則是影響沖壓件成本和質(zhì)量的重要因素。 模座、模架、導(dǎo)向件的標(biāo)準(zhǔn)化和發(fā)展簡(jiǎn)易模具 (供小批量生產(chǎn) )、復(fù)合模、多工位級(jí)進(jìn)模 (供大量生產(chǎn) )，以及研制快速換模裝置，可減少?zèng)_壓生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量和縮短準(zhǔn)備時(shí)間，能使適用于減少?zèng)_壓生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量和縮短準(zhǔn)備時(shí)間，能使適用于大批量生產(chǎn)的先進(jìn)沖壓技術(shù)合理地應(yīng)用于小批量 多品種生產(chǎn)。以現(xiàn)代高速多工位機(jī)械壓力機(jī)為中心，配置開卷、矯平、成品收集、輸送等機(jī)械以及模具庫(kù)和快速換模裝置，并利用計(jì)算機(jī)程序控制，可組成高生產(chǎn)率的自動(dòng)沖壓生產(chǎn)線。因此，沖壓中的安全生產(chǎn)是一個(gè)非常重要的問題。 突破點(diǎn)：走專業(yè)化道路 迅速改變目前 “ 大而全 ” 、 “ 散亂差 ” 的格局，盡快從汽車集團(tuán)中把沖壓零部件分離出來，按沖壓件的大、中、小分門別類，成立幾個(gè)大型的沖壓零部件制造供應(yīng)中心及幾十個(gè)小而專的零部件工廠。 阻力二：機(jī)械化、自動(dòng)化程度低 止動(dòng)片沖壓工藝分析及模具設(shè)計(jì) 7 美國(guó) 680 條沖壓線中有 70%為多工位壓力機(jī)，日本國(guó)內(nèi) 250 條生產(chǎn)線有 32%為多工位壓力機(jī)，而這種代表當(dāng)今國(guó)際水平的大型多工位壓力機(jī)在我國(guó)的應(yīng)用卻為數(shù)不多；中小企業(yè)設(shè)備普遍較落后，耗能耗材高，環(huán)境污染嚴(yán)重；封頭成形設(shè)備簡(jiǎn)陋，手工操作比重大；精沖機(jī)價(jià)格昂貴，是普通壓力機(jī)的 5~10 倍，多數(shù)企業(yè)無力投資阻礙了精沖技術(shù)在我國(guó)的推廣應(yīng)用；液壓成形，尤其是內(nèi)高壓成形，設(shè)備投資大，國(guó)內(nèi)難以起步。汽車車身覆蓋件沖壓應(yīng)向 單機(jī)連線自動(dòng)化、機(jī)器人沖壓生產(chǎn)線，特別是大型多工位壓力機(jī)方向發(fā)展。而隨著微電子技術(shù)和通訊技術(shù)的發(fā)展使板材成形裝備自動(dòng)化、柔性化有了技術(shù)基礎(chǔ)。同時(shí)改造國(guó)內(nèi)舊設(shè)備，使其發(fā)揮新的生產(chǎn)能力。先進(jìn)沖壓工藝應(yīng)用不 多，有的僅處于試用階段，吸收、轉(zhuǎn)化、推廣速度慢。目前，國(guó)內(nèi)企業(yè)大部分仍采用傳統(tǒng)沖壓技術(shù)，對(duì)下一代輕量化汽車結(jié)構(gòu)和用材所需的成形技術(shù)缺少研究與技術(shù)儲(chǔ)備。所以應(yīng)圍繞大型開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目，以高校和科研單位為技術(shù)支持，企業(yè)為應(yīng)用基地，形成產(chǎn)品、設(shè)備、材料、技術(shù)的企業(yè)聯(lián)合實(shí)體，形成 既能開發(fā)創(chuàng)新，又能迅速產(chǎn)業(yè)化的良性循環(huán)。 突破點(diǎn)：所用的材料應(yīng)與行業(yè)協(xié)調(diào)發(fā)展 汽車用鋼板的品種應(yīng)更趨向合理，朝著高強(qiáng)、高耐蝕和各種規(guī)格的薄鋼板方向發(fā)展，并改善沖壓性能。 止動(dòng)片沖壓工藝分析及模具設(shè)計(jì) 8 阻力五：大、精模具依賴進(jìn)口 當(dāng)前，沖壓模具的材料、設(shè)計(jì)、制作均滿足不了國(guó)內(nèi)汽車發(fā)展的需要，而且標(biāo)準(zhǔn)化程度尚低，大約為 40%~45%，而國(guó)際上一般在 70%左右。加速我國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程，提高精度和互換率。 止動(dòng)片沖壓工藝分析及模具設(shè)計(jì) 9 1 止動(dòng)片沖壓工藝分析及模具設(shè)計(jì) ，零件圖如下 : 圖 11為止動(dòng)片制件，材料為 Q235A，厚度為 2mm，大批量生產(chǎn)。 沖壓件工藝分析 （ 1）材料 :該沖裁件的材料 Q235A是普通碳素鋼，具有較好的可沖壓性能?？着c邊緣的最小壁厚為 3mm，孔與孔之間的最小距? ，滿足沖裁件最小孔邊距 in ?? tl 的要求，滿足許用壁厚要求，因此，該制件具有良好的沖壓工藝性，比較適合沖裁。有七個(gè)尺寸標(biāo)注了公差要求，由公差表查得其公差要求都屬 IT12。 沖壓工藝方案的確定 由圖 11可知 該零件包括落料、沖孔兩個(gè)基本工序，可以采用以下三種工藝方案 : （ 1）先落料，再?zèng)_孔，采用單工序模生產(chǎn)。 （ 3）中孔一落料連續(xù)沖壓，采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。 方案（ 2）只需要一套模具，沖壓件的形位精度和尺寸易于保證，且生產(chǎn)效率也高。 方案（ 3）也只需要一套模具，生產(chǎn)效率也很高，但零件的沖壓精度較復(fù)合模的低。 廢料不會(huì)在凸凹模孔內(nèi)積聚，每次由打棒打出，可減少孔內(nèi)廢料的漲力，有利于凸凹模減小最小壁厚。 制件的平直度要求較高，孔邊距較小，工件最小壁厚為 3mm，小于倒裝式復(fù)合模要求最小許用壁厚 ，不能使用倒裝式復(fù)合模生產(chǎn)。 排樣設(shè)計(jì) 排樣是指沖裁件在條料、帶料或板料上的布置方法。 排樣的方式有多種多樣，如：直排、斜排、直對(duì)排、混合排、少?gòu)U料和五廢料等排樣方式，由止動(dòng)片圖 得，此沖裁件采用直排。搭邊的作用是補(bǔ)償條料的定位誤差，保證沖出合格的工件；保持條料有一定的剛度，便于送料。 （ 2） 工件的形狀與尺寸，工件的尺寸大或者有圓角半徑較小的凸起時(shí)，搭邊值取大一些。 （ 4） 送料及擋料方式， 手工送料、有側(cè)壓裝置的模具，搭邊值要小一些 ；止動(dòng)片沖壓工藝分析及模具設(shè)計(jì) 11 用側(cè)刃定距比用擋料銷定距的搭邊小一些。 搭邊是廢料，從節(jié)省材料出發(fā)，搭邊值應(yīng)愈小愈好。 查《沖壓模具設(shè)計(jì)與制造》表 2. 5. 2,確定搭邊值 : 條料邊緣的搭邊和工件間的搭邊分別為 2mm和 從而可計(jì)算出條料寬度和送進(jìn)步距分別為 38mm。 圖 12 止動(dòng)片排樣圖 一個(gè)步距內(nèi)的材料利 用率η為 . 裁單件材料的利用率按 [2]式計(jì)算 ,即 %100bhn 1 ?? A? 止動(dòng)片沖壓工藝分析及模具設(shè)計(jì) 12 式中 A— 沖裁面積 (不包括內(nèi)形結(jié)構(gòu)廢料 )； 1n — 一個(gè)沖距內(nèi)沖沖裁件數(shù)目； b— 條料寬度； h— 進(jìn)距。 K— 系數(shù)，取 K=； 所以 KNK L tF ?????? ? 沖孔力： 孔 mm4? 的沖載力 ?KLtF ?2 式中： 2F — 沖孔力（ KN）； L— 工件外輪廓周長(zhǎng)，其中 mmdL ???? ? t— 材料厚度， t=2mm； ? — 材料的搞剪強(qiáng)度（ Mpa），查表得?。?350Mpa。 K— 系數(shù)，取 K= 所以 KNK L tF 5 ?????? ? 孔 mm9? 的沖載力 ?KLtF ?4 式中： 4F — 沖孔力（ KN）； L— 工件外輪廓周長(zhǎng)，其中 mmdL ???? ? t— 材料厚度， t=2mm； ? — 材料的搞剪強(qiáng)度（ Mpa），查表得?。?350Mpa。 則卸料力： KNF X ??? 頂件力計(jì)算按式 ： )( 1FFKF DD ?? 沖 (37) 式中： DK — 頂件力因數(shù)，其值由表 查得 ?DK 頂件力則為 ： KNF D ) 9 ( ???? ： KNFFFFF TX 1 9 71 ????????? 沖總 壓力中心的計(jì)算 模具壓力中心是指沖壓時(shí)諸沖壓力合力的作用點(diǎn)位置。否則，會(huì)使沖模止動(dòng)片沖壓工藝分析及模具設(shè)計(jì) 14 和壓力機(jī)滑塊產(chǎn)生偏心載荷，使滑塊和導(dǎo)軌間產(chǎn)生過大的磨損，模具導(dǎo)向零件加速磨損，減低模具和壓力機(jī)的使用壽命。 （ 2）工件形狀相同且分布位置對(duì)稱時(shí)，沖模的壓力中心與零件的對(duì)稱中心相重合。 初選壓力機(jī) 壓力機(jī)公稱壓力的確定：對(duì)于沖裁工序，壓力機(jī)的公稱壓力應(yīng)大于或等于沖裁時(shí)總沖壓力的 ～ 倍，即 KNFP 1 4~ 5 0)~( ?? ? 因此初選壓力機(jī)為： J23－ 40。 單工序模是指在壓力 機(jī)的一次行程內(nèi)只完成一種沖裁工序的模具，如落料模、沖孔模、切斷模，落料模只適用于沖裁精度要求不高，形狀簡(jiǎn)單和生產(chǎn)批量小的沖件。它在結(jié)構(gòu)上的主要特點(diǎn)是有一個(gè)或幾個(gè)具有雙重作用的工作零件 —— 凸凹模，如在落料沖孔復(fù)合模中只有一個(gè)既能作落料凸模又能作沖孔凹模的凸凹模。復(fù)合模因壓料較好，沖件平整精度高，該生產(chǎn)采用的是大批量生產(chǎn)，生產(chǎn)效率較高。在級(jí)進(jìn)模上，根據(jù)沖件的實(shí)際需要，將各工序沿送料方向按一定順序安排在模具的各工位上，通過級(jí)進(jìn)沖壓便可獲得所需沖件。它可分為普通級(jí)進(jìn)模和多工位精密級(jí)進(jìn)模。此模具的結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，降低了模具的加工難度，減少生產(chǎn)成本，提高了生產(chǎn)效益。且該模具采用的是條料，根據(jù)模具具體結(jié)構(gòu)兼顧經(jīng)濟(jì)效益，控制條料的送進(jìn)方向采用導(dǎo)料銷。 卸料方式的選擇 剛性卸料與彈性卸料的比較： 剛性卸料是采用固定卸料板結(jié)構(gòu)。當(dāng)卸料板只起卸料作用時(shí)與凸模的間隙隨材料厚度的增加而增大，單邊間隙取 )~( t 。此時(shí)要求凸模卸料時(shí)不能完全脫離卸料板。 彈壓卸料板具有卸料和壓料的雙重作用，主要用于 料厚 小于或等于 2mm 的板料，由于有壓料作用，沖件比較平整。常用作落料模、沖孔模、正裝復(fù)合模的卸料裝置。 出件 方式 因采用正裝式