【正文】 摘 要 在 目前 激烈的市場競爭中，產(chǎn)品投入市場的遲早往往是成敗的關(guān)鍵。模具是高質(zhì)量、高效率的產(chǎn)品生產(chǎn)工具，模具開發(fā)周期占整個產(chǎn)品開發(fā)周期的主要部分 。因此，如何在保證質(zhì)量、控制成本的前提下加工模具是值得認(rèn)真考慮的 問題 。 模具 加工技術(shù)，可以提高制造業(yè)的綜合效益和競爭力。本文的主要目標(biāo) 就是構(gòu)建一個 沖壓 模具工藝 過程 ，將模具制造企業(yè)在實際生產(chǎn)中結(jié)合刀具、工件、機(jī)床與企業(yè)自身的實際情況積累得高速切削加工實例、工藝參數(shù)和經(jīng)驗等數(shù)據(jù)有選擇地存儲到高速切削數(shù)據(jù)庫中，不但可以節(jié)省大量的人力、物力、財力，而且可以指導(dǎo)高速加工生產(chǎn)實踐，達(dá)到提高加工效率，降低刀具費(fèi)用，獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益。沖壓通常是在常溫下對材料進(jìn)行冷變形加工，且主要采用板料來加工成所需零件，所以也叫冷沖壓或板料沖壓。 沖壓所使用的模具稱為沖壓模具，簡稱沖模。沖模在沖壓中至關(guān)重要，沒有符合要求的沖模，批量沖壓生產(chǎn)就難以進(jìn)行；沒有先進(jìn)的沖模，先進(jìn)的沖壓工藝就無法實現(xiàn)。 與機(jī)械加工及塑性加工的其它方法相 比，沖壓加工無論在技術(shù)方面還是經(jīng)濟(jì)方面都具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。 (1) 沖壓加工的生產(chǎn)效率高，且操作方便，易于實現(xiàn)機(jī)械化與自動化。 （ 2）沖壓時由于模具保證了沖壓件的尺寸與形狀精度，且一般不破壞沖壓件的表面質(zhì)量 ,而模具的壽命一般較長 ,所以沖壓的質(zhì)量穩(wěn)定 ,互換性好 ,具有 “ 一模一樣 ” 的特征。 （ 4）沖壓一般沒有切屑碎料生成，材料的消耗較少，且不需其它加熱設(shè)備，因而是一種省料，節(jié)能的加工方法，沖壓件的成本較低。所以，只有在沖壓件生產(chǎn)批量較大的情況下，沖壓加工的優(yōu)點(diǎn)才能充分體現(xiàn)，從而獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益。相當(dāng)多的工業(yè)部門越來越多地采用沖壓法加工產(chǎn)品零部件，如汽車、農(nóng)機(jī)、儀器、儀表、電子、航空、航天、家電及輕工等行業(yè)。不少過去用鍛造 =鑄造和切削加工方法制造的零件，現(xiàn)在大多數(shù)也被質(zhì)量輕、剛度好的沖壓件所代替。 沖壓的基本工序及模具 由于沖壓加工的零件種類繁多，各類零件的形狀、尺寸和精度 要求又各不相同，因而生產(chǎn)中采用的沖壓工藝方法也是多種多樣的。 上述兩類工序，按基本變形方式不同又可分為沖裁、彎曲、拉深和成形四種基本工序，每種基本工序還包含有多種單一工序。這時在工藝上多采用集中的方案，即把兩種或兩種以上的單一工序集中在一副模具內(nèi)完成，稱為組合的方法不同，又可將其分為復(fù)合級進(jìn)和復(fù)合 級進(jìn)三種組合方式。 級進(jìn)沖壓 —— 在壓力機(jī)上的一次工作行程中，按照一定的順序在同一模具的不同工位上完面兩種或兩種以上不同單一工序的一種組合方式。 沖模的結(jié)構(gòu)類型也很多。但不論何種類型的沖模，都可看成是由上模和下模兩部分組成，上模被固定在壓力機(jī)工作臺或墊板上，是沖模的固定部分。上?；厣龝r，模具的卸料與出件裝置將沖件或廢料從凸、凹模上卸下或推、頂出來，以便進(jìn)行下一次沖壓循環(huán)。其主要表現(xiàn)和發(fā)展方向如下。目前，國內(nèi)外對沖壓成形理論的研究非常重視，在材料沖壓性能研究、沖壓成形過程應(yīng)力應(yīng)變分析、板料變形規(guī)律研究及坯料與模具之間的相互作用研究等方面均取得了較大的進(jìn)展。這樣既節(jié)省了昂貴的試模費(fèi)用，也縮短了制模具周期。目前，國內(nèi)外相繼涌現(xiàn)出精密沖壓工藝、軟模成形工藝、高能高速成形工藝及無模多點(diǎn)成形工藝等精密、高效、經(jīng)濟(jì)的沖壓新工藝。無模多點(diǎn)成形系統(tǒng)以 CAD/CAM/CAE 技術(shù)為主要手段，能快速經(jīng)濟(jì)地實現(xiàn)三維曲面的自動化成形。 山東工業(yè)職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文（畢業(yè)設(shè)計） 5 精密、高效的多工位及多功能級進(jìn)模和大型復(fù)雜的汽車覆蓋件沖模代表了現(xiàn)代沖模的技術(shù)水平。我國已能自行設(shè)計制造出達(dá)到國際水平的精度達(dá) 2~5 微米，進(jìn)距精度 2~3 微米，總壽命達(dá) 1 億次。 模具制造技術(shù)現(xiàn)代化是模具工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。其中高速銑削加工、電火花 銑削加工、慢走絲切割加工、精密磨削及拋光技術(shù)、數(shù)控測量等代表了現(xiàn)代沖模制造的技術(shù)水平。 微米 ， 表面粗糙度達(dá) Ra=01~ 微米 。模具加工過程中的檢測技術(shù)也取得了很大的發(fā)展 ,現(xiàn)在三坐標(biāo)測量機(jī)除了能高精度地測量復(fù)雜曲面的數(shù)據(jù)外 ,其良好的溫度補(bǔ)償裝置、可靠的抗振保護(hù)能力、嚴(yán)密的除塵措施及簡單操作步驟，使得現(xiàn)場自動化檢測成為可能。利用 RPM技術(shù)快速成形三維原型后，通過陶瓷精鑄、電弧涂噴、消失模、熔模等技術(shù)可快速制造各種成形模。一汽模山東工業(yè)職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文（畢業(yè)設(shè)計） 6 具制造公司在以 CAD/CAM 加工的主模型為基礎(chǔ)，采用瑞士汽巴精化的高強(qiáng)度樹脂澆注成形的樹脂沖模應(yīng)用在國產(chǎn)轎車試制和小批量生產(chǎn)開辟了新的途徑。為了滿足大批量高速生產(chǎn)的需要，目前沖壓設(shè)備也由單工位、單功能、低速壓力機(jī) 朝著多工位、多功能、高速和數(shù)控方向發(fā)展，加之機(jī)械乃至機(jī)器人的大量使用，使沖壓生產(chǎn)效率得到大幅度提高，各式各樣的沖壓自動線和高速自動壓力機(jī)紛紛投入使用。在多功能壓力機(jī)方面，日本田公司生產(chǎn)的 2021KN“沖壓中心”采用 CNC 控制，只需 5min 時間就可完成自動換模、換料和調(diào)整工藝參數(shù)等工作；美國惠特尼公司生產(chǎn)的 CNC金屬板材加工中心，在相同的時間內(nèi)，加工沖壓件的數(shù)量為普通壓力機(jī)的 4~10 倍，并能進(jìn)行沖孔、分段沖裁、彎曲和拉深等多種作業(yè)。沖壓生產(chǎn)為適應(yīng)這一新的要求，開發(fā)了多種適合不同批量生產(chǎn)的工藝、設(shè)備和模具。特別是近幾年來在國外已經(jīng)發(fā)展起來、國內(nèi)亦開始使用的沖壓柔性制造單元（ FMC）和沖壓柔性制造系統(tǒng)（ FMS）代表了沖壓生產(chǎn)新的發(fā)展趨勢。同時，根據(jù)不同使用要求，可以完成各種沖壓工序，甚至焊接、裝配等工序，更換新產(chǎn)品方便迅速，沖壓件精度也高。因為沖模屬單件小批量生產(chǎn)，沖模 零件既具的一定的復(fù)雜性和精密性，又具有一定的結(jié)構(gòu)典型性。目前，國外先進(jìn)工業(yè)國家模具標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)程度已達(dá)山東工業(yè)職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文（畢業(yè)設(shè)計） 7 70%~80%，模具廠只需設(shè)計制造工作零件，大部分模具零件均從標(biāo)準(zhǔn)件廠購買，使生產(chǎn)率大幅度提高。我國沖模標(biāo) 準(zhǔn)化與專業(yè)化生產(chǎn)近年來也有較大發(fā)展，除反映在標(biāo)準(zhǔn)件專業(yè)化生產(chǎn)廠家有較多增加外，標(biāo)準(zhǔn)件品種也有擴(kuò)展，精度亦有提高。另外，標(biāo)準(zhǔn)件生產(chǎn)的銷售、供貨、服務(wù)等都還有待于進(jìn)一步提高。+0+0+0+021177。00 沖壓技術(shù)要求 : 1. 材料 :H62 2. 材料厚度 :4mm 3. 生產(chǎn)批量 :中批量 4. 未注公差 :按 IT14 級確 定 。 沖孔的最小尺寸取決于材料性能 ， 凸模的強(qiáng)度和模具結(jié)構(gòu)等 。 沖裁件孔與孔之間 ： 孔與邊緣之間的距離受模具的強(qiáng)度和沖裁件質(zhì)量的制約 ， 其值不應(yīng)過小 ， 一般要求 C≥(1 ～ )t,C′( ～ 2)t 所以由沖件圖可知 C1=1X4=4, C2==1X4=4, C′=18/2 6=3=6. 由以上可知孔與孔之間距離 C1 滿足工藝性要求 ， C2至少增加 ，而孔到邊緣的距離 至少增加 3才能滿足工藝性要求 ， 因此必須在總長 加上 ， 即總長為 才能滿足工藝性要求 ， 總寬 18 加上 3X2， 即總寬為 24 才能滿足工藝性要求 。 00 31. 5177。+0 .30+0 .250+0 .150 +0 .2012177。 而沖件落料公差 ， 最高精度沖孔公差分別為 、 由表 36 得孔中心距公差 177。 ， 因此可用于一般精度的沖裁 ， 普通沖裁可以達(dá)到要求 。 沖裁件的材料 H62(黃銅 )， 抗剪強(qiáng)度 τ=255Mpa ， 斷后伸長率 35%， 此材料具有良好的塑性級較高的彈性 ， 沖裁性較好 ， 可以沖裁加工 。 零件屬于中批量生產(chǎn) ， 因此采用單工序須要模具數(shù)量較多 ， 生產(chǎn)率低 ，所用費(fèi)用也高 ， 不合理 ； 若采用復(fù)合沖 ， 可以得出沖件的精度和平直度較好 ， 生產(chǎn)率較高 ，但因零件的孔邊距太小 ， 模具強(qiáng)度不能保證 ； 用用級進(jìn)模沖裁時 ， 生產(chǎn)率高 ， 操作方便 ，通過合理設(shè)計可以達(dá)到較好的零件質(zhì)量和避免模具強(qiáng)度不夠的問題 ， 根據(jù)以上分析 ， 該零件采用級進(jìn)沖裁工藝方案 。 操作與定位方式 零件中批量生產(chǎn) ， 安排生產(chǎn)可采用手工送 料方式能夠達(dá)到批量生產(chǎn) ， 且能降低模具成本 ， 因此采用手工送料方式 。 卸料與出件方式 考慮零件尺寸較大，厚度較高 ， 采用固定卸料方式，為了便于操作，提高生產(chǎn)率，沖件和廢料采用凸模直接從凹模洞口推下的下出件方式。 4．沖壓模具工藝與設(shè)計計算 排樣設(shè)計與計算 該沖裁件材料厚度較厚，尺寸大，近似方形，因此可采用橫排和直排比較合理 ,如圖411， 412 所示。 (2)壓力中心 根據(jù)排樣 ,我們可以在 CAD 里使用查詢便能得出沖孔的壓力中心 ,如圖 52 所示先取原點(diǎn)在 O處 ,則它的壓力中心為 A(,), 而落料各邊的壓力中心分別為 B(0,3)。D(,0)； E(,24)。 由落料尺寸得 ， 凹模會變小 ， 所以得下圖 44 以凹模為基準(zhǔn) ， 配作凸模 。 如圖 44刃口尺寸 山東工業(yè)職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文（畢業(yè)設(shè)計） 13 31 .5177。+ 0+ 50+ 50+ 012 177。 由落料 ， 凹模磨損后變大 ， 有 A1=? ， A2=? 。 (2).由沖孔尺寸凸模磨損后變小有 : b1= ? , b2= ? , b3= ? , b4= ? , b5=6, b6=12, b7=2 而 b5 , b7 為自由尺寸 ， 其公差為 IT14， 所以查表可得 △5= ， △7= 由表 314,表 316 可得 ， 磨損系數(shù) X1=X1=X5=, X3=X4=X7= 因圓弧 R6與尺寸 12相切 ， 故 bp6 不需采用刃口尺寸公式計算 ， 而直接取 bp6=2bp5。 未注公差為 IT14， 所以 的公差為 ， 由表 316得 :Cp=(Cmin+△) ? 8/? ,所以 : Cp1=(Cmin+△) ? 8/? =(+)? =21? Cp2=(Cmin+△) ? 8/? =(+)? =? Cp3=(Cmin+△) ? 8/? =(+)? =12? Cp4=(Cmin+△) ? 8/? =(+)? =? 5. 模具的總張圖與零件圖 根據(jù)前面的設(shè)計與分析 ,我們可以得出如級進(jìn)模具的總張圖 如圖 51所示 : 材料: 622. 材料厚度:41 2177。0. 52 3 1. 5177。 ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； ； 。 考慮凹模的磨損和保證沖件的質(zhì)量 ， 凹模刃口采用直筒形刃口壁結(jié)構(gòu) ， 刃口高度根據(jù)前面 “ ” 計算沖裁力時所取 h=14mm， 漏料部分刃 口輪廓適當(dāng)擴(kuò)大 ， 可以擴(kuò)大 ～ 1mm， 取 1mm， 為便山東工業(yè)職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文（畢業(yè)設(shè)計） 15 于加工 ， 落料凹模漏料孔可設(shè)計成近似于刃口輪廓的簡化形狀 ， 凹模輪廓尺寸計算如下 : 凹模輪廓尺寸的確定 凹模輪廓輪廓尺寸包括凹模板的平面尺寸 LXB(長 X 寬 )及厚度尺寸 ， 由于壓力中心即對稱中心 ， 所以凹模和平面尺寸即可沿刃口型孔向四周擴(kuò)大一個凹模壁厚來確定 ，所以 : L=l+2C=+2X54= B=l+2C=+12+6+2X54= 整體式凹模板的厚度可按 如下經(jīng)驗公式估算 : H=K1K23 F = X =55mm, K1 取 1， K2 取 。 凹材料的選用 :材料選用 Cr4WmoV 孔與孔的校核 :校核最小 A 值為 29,最小 B值為 29， 最小C值為 19， 最小 D值為 ， 以上都能達(dá)到要求 ， 因此得以校核 。設(shè)計 中 ， 因為壓力中心與凹模板的幾何中心相差不太 ， 由壓力機(jī)根據(jù)模柄孔尺寸為 φ60 ，壓力中心仍在模柄投影面積 ， 可設(shè)他們在同軸線上 。 沖孔凸模由于相隔很近 ， 不宜采用階梯結(jié)構(gòu) ，設(shè)計成鉚接方式 。 山東工業(yè)職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文（畢業(yè)設(shè)計） 16 凸模材料：參照沖壓模具設(shè)計與制造選用 CrWMn。 強(qiáng)度校核 :凸模的最小直徑 d應(yīng)滿足 : d≥[б 壓 ]=,所以 ＞ ,凸模強(qiáng)度得以校核 .參照ISO 80201986 B 型圓形沖孔凸模 ,設(shè)計如圖 53,54所示 . 余下凸模根據(jù)凸模長度及其加工可設(shè)計 ，具體零件圖如后面所附零件圖為準(zhǔn)，在這只是初步設(shè)計。 山東工業(yè)職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文（畢業(yè)設(shè)計） 17 反鉚后磨平反鉚后磨平反鉚后磨平淬硬淬硬淬硬圖56 落料 凸模圖55 沖孔 凸模 圖57 沖孔 凸模 (3).選擇堅固件及定位零件 螺釘規(guī)格的選用 :由凹模板的厚度可選用 M12,在根據(jù)實際要求 ,查標(biāo)準(zhǔn)選用 GB 7085 M12X70， 這里要 1