荊塊冷沖模畢業(yè)設(shè)計(jì)(注塑冷沖數(shù)控畢業(yè)設(shè)計(jì))

四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書專 業(yè)：模具設(shè)計(jì)與制造班 級(jí)：學(xué)生姓名：指導(dǎo)老師：設(shè)計(jì)評(píng)分：二OO 年 月29畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書設(shè)計(jì)（論文）題目： 自動(dòng)擋料銷定位級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)機(jī)械工程系 專 業(yè)： 班級(jí)： 學(xué) 號(hào)：學(xué)生： 指導(dǎo)教師：接受任務(wù)時(shí)間教研室主任 （簽名）系主任 （簽名）1畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的主要內(nèi)容及基本要求1）按給定的主要技術(shù)參數(shù)，完成模具裝配圖和零件工作圖的設(shè)計(jì)（一套）：0#圖紙一張、3#圖紙不少于9張。2）提出所給沖壓件的工藝方案（至少兩種），進(jìn)行分析、比較和論證。3)排樣圖設(shè)計(jì)。4）總的沖壓力及壓力中心計(jì)算。5）刃口尺寸計(jì)算。6）分析零件的沖壓工藝性。并進(jìn)行相關(guān)計(jì)算。7）標(biāo)準(zhǔn)模具零件地選擇和校核；凸模、凹模和凸凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、計(jì)算以及非標(biāo)準(zhǔn)模具零件地設(shè)計(jì)和計(jì)算。8）編寫冷沖壓工藝卡片。9）編寫冷沖模零件機(jī)械加工工藝過程卡。10）編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書一份(字?jǐn)?shù)不少于2萬字)。11）畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書、冷沖壓工藝卡片、零件機(jī)械加工工藝過程卡片、設(shè)計(jì)圖等全部用電子版。2設(shè)計(jì)（論文）的原始數(shù)據(jù)：工件簡圖： 棘塊3.指定查閱的主要參考文獻(xiàn)1）中國模具工業(yè)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)編.中國模具標(biāo)準(zhǔn)件手冊.上海:上?？茖W(xué)普及出版社,1989。2）冷沖模國家標(biāo)準(zhǔn) 國家標(biāo)準(zhǔn)局 .中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，1989。3）沖壓工藝與模具設(shè)計(jì) 姜奎華 機(jī)械工業(yè)出版社，2002。4）模具制造工藝 黃毅宏 機(jī)械工業(yè)出版社，2004。5）沖模圖冊 李天佑 機(jī)械工業(yè)出版社，1998。6）冷沖模設(shè)計(jì) 丁松聚 機(jī)械工業(yè)出版社，1999。7）模具設(shè)計(jì)與制造簡明手冊 馮柄亮等 上?？萍脊I(yè)出版社，2002。8）冷沖壓與塑性成型工藝及模具設(shè)計(jì) 翁其金 機(jī)械工業(yè)出版社，1990。9)趙孟棟主編.冷沖模設(shè)計(jì)（第二版）.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1997。10）王孝培主編. 沖壓手冊.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1990。11）肖景容、姜奎華主編.沖壓工藝學(xué).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1990。4進(jìn)度安排設(shè)計(jì)（論文）各階段名稱起 止 日 期1熟悉、理解畢業(yè)設(shè)計(jì)課題、明確設(shè)計(jì)的目的；圍繞課題搜集、整理分析相關(guān)技術(shù)的資料；擬定設(shè)計(jì)方案。2初步計(jì)算與初校核。3復(fù)算與復(fù)核4結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。5系統(tǒng)整理、完善；編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書。準(zhǔn)備答辯、答辯（QQ：441976457。120677913）專業(yè)定做模具類、數(shù)控類畢業(yè)設(shè)計(jì)數(shù)控類畢業(yè)設(shè)計(jì)：箱體零件數(shù)控加工工藝杯軸數(shù)控加工工藝與編程齒輪泵泵體加工工藝及數(shù)控程序設(shè)計(jì)齒輪軸數(shù)控加工工藝與編程傳動(dòng)軸蓋數(shù)控加工工藝與編程導(dǎo)向架數(shù)控加工工藝與編程花鍵軸數(shù)控加工工藝與編程上蓋板數(shù)控加工工藝與編程拔叉數(shù)控加工工藝畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書電話機(jī)面殼凸模零件的數(shù)控加工 畢業(yè)論文閥門數(shù)控專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)加工中心數(shù)控加工工藝與編程輸出軸數(shù)控加工工藝與編程五角星的數(shù)控加工型腔零件的加工工藝與加工編程軸承套數(shù)控加工工藝與編程軸類零件的數(shù)控加工編程，殼類零件加工工藝與編程、箱體類零件加工工藝與編程作用桿套件數(shù)控加工工藝及編程等等塑料模具畢業(yè)設(shè)計(jì)：電器旋鈕塑料件模具設(shè)計(jì)套件尼龍塑料模具設(shè)計(jì)塑料盒模具設(shè)計(jì)外殼罩塑料模設(shè)計(jì)方殼罩塑料模設(shè)計(jì)尾燈罩注塑模具設(shè)計(jì)瓶蓋注塑模具畢業(yè)設(shè)計(jì)罩蓋塑料模設(shè)計(jì)電位器盒注塑模具設(shè)計(jì)蓋板注塑模具設(shè)計(jì)骨架注塑模畢業(yè)設(shè)計(jì)四孔螺蓋注塑模畢業(yè)設(shè)計(jì)限位塊注塑模畢業(yè)設(shè)計(jì)等等很多沖壓模具畢業(yè)設(shè)計(jì)：擺動(dòng)連桿冷沖模畢業(yè)設(shè)計(jì)滅弧罩腳墊片落料沖孔圓筒落料、拉深、成型、修邊復(fù)合模擋油盤拉伸及沖孔模具設(shè)計(jì)鐵心片沖裁復(fù)合模定觸片進(jìn)級(jí)模設(shè)計(jì)屏屏板冷沖進(jìn)級(jí)模設(shè)計(jì)擋板動(dòng)觸片1復(fù)合模心軸托架沖模蓋冒墊片沖模設(shè)計(jì)摩托車油箱注油口沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)汽車蓋板沖裁模設(shè)計(jì)止動(dòng)杠桿沖模畢業(yè)設(shè)計(jì)支架的冷沖模畢業(yè)設(shè)計(jì)墊圈冷沖模設(shè)計(jì)電機(jī)炭刷架冷沖壓模具設(shè)計(jì)傳感基座級(jí)進(jìn)模固定片多工位級(jí)進(jìn)模荊塊級(jí)進(jìn)模接觸片多工位級(jí)進(jìn)模排氣墊加強(qiáng)片級(jí)進(jìn)模夾頭簧片級(jí)進(jìn)模V形件沖壓成形工藝及模具設(shè)計(jì)等等很多很多摘 要本設(shè)計(jì)說明書中概括了模具市場的發(fā)展趨勢及沖壓技術(shù)的概念和發(fā)展方向，主要是棘塊沖壓模具的詳細(xì)設(shè)計(jì)過程，包括工藝方案的確定，模具刃口尺寸的計(jì)算，以及壓力機(jī)校核等。棘塊這種零件采用沖壓生產(chǎn)時(shí)必要的，由于零件的尺寸、結(jié)構(gòu)、產(chǎn)量限制最好采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)，還采用自動(dòng)擋料銷提高生產(chǎn)效率。但是棘塊零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不是很合理，使得模具制造難度增大，若適當(dāng)改變其結(jié)構(gòu)可大大降低生產(chǎn)成本。關(guān)鍵詞：沖模；級(jí)進(jìn)模；排樣。ABSTRACTThis brochure outlines the design of the development of the market die stamping technology trends and concepts and the development direction of the main block is the spine of the detailed design of stamping die process, including the determination of technology programs, the calculation of die cutting size, and press Check, etc. . Oxytropis block the use of such parts stamping production necessary, due to the size of components, structure, the best use of production-limiting progressive die production, and marketing materials to increase the use of automatic production efficiency. But the spine of the structural design of block parts is not very reasonable, making mold manufacturing difficult, if appropriate changes in its structure can greatly reduce the production costs.Keywords: Stamping mold; progressive mol目 錄摘 要IABSTRACTII第1章 緒論11.1 模具市場十大發(fā)展趨勢11.2 沖壓的概念、特點(diǎn)及應(yīng)用21.3 沖壓的基本工序及模具31.4 沖壓技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展方向4第2章 工藝性分析82.1 分析零件圖82.1.1、沖壓加工的經(jīng)濟(jì)性分析82.1.2、沖壓件的工藝性分析82.2 確定沖壓件的總體工藝過程92.2.1、選擇沖壓基本工序92.2.2、確定沖壓次數(shù)和沖壓順序92.2.3、工序的組合方式10第3章 排樣圖設(shè)計(jì)123.1 排樣1133.2 排樣2143-3 排樣3153-4 排樣4163-5確定排樣方案163-6建議17第4章 計(jì)算沖壓力及確定壓力中心194.1 計(jì)算沖壓力194.1.1沖裁力的計(jì)算194.1.2 推件力的計(jì)算194.1.3 總沖壓力204.2 確定壓力中心20第5章 模具刃口尺寸計(jì)算225.1 確定制件尺寸公差225.2計(jì)算落料凸凹模刃口尺寸235.3計(jì)算沖孔凸凹模刃口尺寸245.4棘塊凸凹模尺寸公差標(biāo)注25第6章 模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)266.1 模具類型266.2 操作與定位方式266.3 卸料與出件方式266.4 模架類型及精度26第7章 凸凹模設(shè)計(jì)287.1 凹模設(shè)計(jì)287.1.1凹模洞口形狀的選擇287.1.2凹模的外形尺寸287.1.3凹模的固定方法307.2 凸模設(shè)計(jì)307.2.1凸模形式307.2.2凸模長度307.2.3落料凸模結(jié)構(gòu)317.2.4沖孔凸模結(jié)構(gòu)圖317.3凸凹模材料選取的原則327.3.1選取的一般原則327.3.2模具選材的具體考慮因素327.4凸模、凹模材料的選擇327.5凸模的校核33第8章 模具零部件設(shè)計(jì)358.1模架選用358.2 模柄選用368.3凸模固定板設(shè)計(jì)378.4墊板設(shè)計(jì)378.5 定位零件選用388.5.1自動(dòng)擋料銷的工作過程和結(jié)構(gòu)388.5.2始用擋料銷398.6導(dǎo)正銷408.7螺釘及銷釘選用408.7.1螺釘408.7.2釘規(guī)格的選用40第9章 壓力機(jī)選擇及校核419.1設(shè)備類型選擇419.2壓力機(jī)主要參數(shù)429.3壓力機(jī)校核429.3.1 工稱壓力429.3.2滑塊行程439.3.3滑塊行程次數(shù)439.3.4壓力機(jī)工作臺(tái)面才尺寸439.3.5滑塊模柄孔尺寸439.3.6閉合高度43設(shè)計(jì)總結(jié)44參考文獻(xiàn)45致謝46附圖47四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第一章 緒論1.1 模具市場十大發(fā)展趨勢 目前，國內(nèi)市場對中高檔模具的需求量很大，但要求國產(chǎn)模具必須在質(zhì)量、交貨期等方面滿足用戶的需求。另外，隨著近年來工業(yè)發(fā)達(dá)國家的人工費(fèi)用增加，其模具生產(chǎn)正向發(fā)展中國家特別是東南亞國家轉(zhuǎn)移。因此，只要國產(chǎn)模具的質(zhì)量能夠有提高，交貨期能夠保證，模具出口的前景是十分樂觀的。 有專家認(rèn)為，伴隨著世界經(jīng)濟(jì)的一體化浪潮，全球制造業(yè)加速向中國大陸地區(qū)轉(zhuǎn)移已是大勢所趨，中國也將逐步發(fā)展成為世界級(jí)的制造業(yè)基地。廣東珠江三角地區(qū)將在十年之內(nèi)發(fā)展成為世界模具生產(chǎn)中心。 模具市場十大發(fā)展趨勢 一是模具日趨大型化。這是由于模具成型的零件日漸大型化和高生產(chǎn)效率要求而發(fā)展的"一模多腔"所造成的。 二是模具的精度越來越高。10年前，精密模具的精度一般為5微米，現(xiàn)在已達(dá)到2-3微米，不久1微米精度的模具將上市。這要求超精加工。 三是多功能復(fù)合模具將進(jìn)一步發(fā)展。新型多功能復(fù)合模具除了沖壓成型零件外，還擔(dān)負(fù)疊壓、攻絲、鉚接和鎖緊等組裝任務(wù)，對鋼材的性能要求也越來越高。 四是熱流道模具在塑料模具中的比重逐漸提高。由于采用熱流道技術(shù)的模具可提高制件的生產(chǎn)率和質(zhì)量，并能大幅度節(jié)約制作的原材料，因此熱流道技術(shù)的應(yīng)用在外國發(fā)展很快，許多塑料模具廠生產(chǎn)的塑料模具一半以上采用了熱流道技術(shù)，有的廠家使用率達(dá)到80%以上，效果十分明顯。熱流道模具在我國也已生產(chǎn)，有些企業(yè)使用率上升到20%30%。 五是隨著塑料成型工藝的不斷改進(jìn)與發(fā)展，氣輔模具及適應(yīng)高壓注射成型等工藝的模具將隨之發(fā)展。這類模具要求剛性好，耐高壓，特別是精密模具的型腔應(yīng)淬火，澆口密封性好，模溫能準(zhǔn)確控制，所以對模具鋼的性能要求很嚴(yán)。 六是標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用將日漸廣泛。模具標(biāo)準(zhǔn)化及模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用將極大地影響模具制造周期，且還能提高模具的質(zhì)量和降低模具制造成本。因此，模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用在"十五"期間必將得到較大的發(fā)展。 七是快速經(jīng)濟(jì)模具的前景十分廣闊。現(xiàn)在是多品種小批量生產(chǎn)時(shí)代，21世紀(jì)，這種生產(chǎn)方式占工業(yè)生產(chǎn)的比例將達(dá)到75%以上。由此，一方面是制品使用周期縮短，另一方面花樣變化頻繁，要求模具的生產(chǎn)周期愈短愈好。因此開發(fā)快速經(jīng)濟(jì)模具將越來越引起人們的關(guān)注。 八是隨著車輛和電機(jī)等產(chǎn)品向輕量化發(fā)展，壓鑄模的比例將不斷提高，同時(shí)對壓鑄模的壽命和復(fù)雜程度也將提出越來越高的要求。九是以塑代鋼、以塑代木的進(jìn)程進(jìn)一步加快，塑料模具的比例將不斷增大。同時(shí)，由于機(jī)械零件的復(fù)雜程度和精度的不斷提高，對塑料模具的要求也越來越高。 十是模具技術(shù)含量將不斷提高，中、高檔模具比例將不斷增大，這也是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整所導(dǎo)致模具市場走勢的變化。1.2 沖壓的概念、特點(diǎn)及應(yīng)用沖壓是利用安裝在沖壓設(shè)備（主要是壓力機(jī)）上的模具對材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需零件（俗稱沖壓或沖壓件）的一種壓力加工方法。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。沖壓是材料壓力加工或塑性加工的主要方法之一，隸屬于材料成型工程術(shù)。沖壓所使用的模具稱為沖壓模具，簡稱沖模。沖模是將材料（金屬或非金屬）批量加工成所需沖件的專用工具。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(shí)現(xiàn)。沖壓工藝與模具、沖壓設(shè)備和沖壓材料構(gòu)成沖壓加工的三要素，只有它們相互結(jié)合才能得出沖壓件。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)。主要表現(xiàn)如下：（1）沖壓加工的生產(chǎn)效率高，且操作方便，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化與自動(dòng)化。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。（2）沖壓時(shí)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。（3）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。（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。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。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。沖壓在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，尤其是大批量生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛。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)。在這些工業(yè)部門中，沖壓件所占的比重都相當(dāng)?shù)拇?，少則60%以上，多則90%以上。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。因此可以說，如果生產(chǎn)中不諒采用沖壓工藝，許多工業(yè)部門要提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本、快速進(jìn)行產(chǎn)品更新?lián)Q代等都是難以實(shí)現(xiàn)的。1.3 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。概括起來，可分為分離工序和成形工序兩大類；分離工序是指使坯料沿一定的輪廓線分離而獲得一定形狀、尺寸和斷面質(zhì)量的沖壓（俗稱沖裁件）的工序；成形工序是指使坯料在不破裂的條件下產(chǎn)生塑性變形而獲得一定形狀和尺寸的沖壓件的工序。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。在實(shí)際生產(chǎn)中，當(dāng)沖壓件的生產(chǎn)批量較大、尺寸較少而公差要求較小時(shí)，若用分散的單一工序來沖壓是不經(jīng)濟(jì)甚至難于達(dá)到要求。這時(shí)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(jí)進(jìn)和復(fù)合-級(jí)進(jìn)三種組合方式。復(fù)合沖壓在壓力機(jī)的一次工作行程中，在模具的同一工位上同時(shí)完成兩種或兩種以上不同單一工序的一種組合方法式。級(jí)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。   復(fù)合-級(jí)進(jìn)在一副沖模上包含復(fù)合和級(jí)進(jìn)兩種方式的組合工序。沖模的結(jié)構(gòu)類型也很多。通常按工序性質(zhì)可分為沖裁模、彎曲模、拉深模和成形模等；按工序的組合方式可分為單工序模、復(fù)合模和級(jí)進(jìn)模等。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(tái)或墊板上，是沖模的固定部分。工作時(shí)，坯料在下模面上通過定位零件定位，壓力機(jī)滑塊帶動(dòng)上模下壓，在模具工作零件（即凸模、凹模）的作用下坯料便產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需形狀與尺寸的沖件。上?；厣龝r(shí)，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)。1.4 沖壓技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展方向隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，許多新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備、新材料不斷涌現(xiàn)，因而促進(jìn)了沖壓技術(shù)的不斷革新和發(fā)展。其主要表現(xiàn)和發(fā)展方向如下。(1)沖壓成形理論及沖壓工藝方面沖壓成形理論的研究是提高沖壓技術(shù)的基礎(chǔ)。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。特別是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛躍發(fā)展和塑性變形理論的進(jìn)一步完善，近年來國內(nèi)外已開始應(yīng)用塑性成形過程的計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)，即利用有限元（FEM）等有值分析方法模擬金屬的塑性成形過程，根據(jù)分析結(jié)果，設(shè)計(jì)人員可預(yù)測某一工藝方案成形的可行性及可能出現(xiàn)的質(zhì)量問題，并通過在計(jì)算機(jī)上選擇修改相關(guān)參數(shù)，可實(shí)現(xiàn)工藝及模具的優(yōu)化設(shè)計(jì)。這樣既節(jié)省了昂貴的試模費(fèi)用，也縮短了制模具周期。研究推廣能提高生產(chǎn)率及產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本和擴(kuò)大沖壓工藝應(yīng)用范圍的各種壓新工藝，也是沖壓技術(shù)的發(fā)展方向之一。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。其中，精密沖裁是提高沖裁件質(zhì)量的有效方法，它擴(kuò)大了沖壓加工范圍，目前精密沖裁加工零件的厚度可達(dá)25mm，精度可達(dá)IT1617級(jí)；用液體、橡膠、聚氨酯等作柔性凸?；虬寄５能浤３尚喂に?，能加工出用普通加工方法難以加工的材料和復(fù)雜形狀的零件，在特定生產(chǎn)條件下具有明顯的經(jīng)濟(jì)效果；采用爆炸等高能效成形方法對于加工各種尺寸在、形狀復(fù)雜、批量小、強(qiáng)度高和精度要求較高的板料零件，具有很重要的實(shí)用意義；利用金屬材料的超塑性進(jìn)行超塑成形，可以用一次成形代替多道普通的沖壓成形工序，這對于加工形狀復(fù)雜和大型板料零件具有突出的優(yōu)越性；無模多點(diǎn)成形工序是用高度可調(diào)的凸模群體代替?zhèn)鹘y(tǒng)模具進(jìn)行板料曲面成形的一種先進(jìn)技術(shù)，我國已自主設(shè)計(jì)制造了具有國際領(lǐng)先水平的無模多點(diǎn)成形設(shè)備，解決了多點(diǎn)壓機(jī)成形法，從而可隨意改變變形路徑與受力狀態(tài)，提高了材料的成形極限，同時(shí)利用反復(fù)成形技術(shù)可消除材料內(nèi)殘余應(yīng)力，實(shí)現(xiàn)無回彈成形。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(shí)現(xiàn)三維曲面的自動(dòng)化成形。(2)沖模是實(shí)現(xiàn)沖壓生產(chǎn)的基本條件在沖模的設(shè)計(jì)制造上,目前正朝著以下兩方面發(fā)展:一方面,為了適應(yīng)高速、自動(dòng)、精密、安全等大批量現(xiàn)代生產(chǎn)的需要，沖模正向高效率、高精度、高壽命及多工位、多功能方向發(fā)展，與此相比適應(yīng)的新型模具材料及其熱處理技術(shù)，各種高效、精密、數(shù)控自動(dòng)化的模具加工機(jī)床和檢測設(shè)備以及模具CAD/CAM技術(shù)也在迅速發(fā)展；另一方面，為了適應(yīng)產(chǎn)品更新?lián)Q代和試制或小批量生產(chǎn)的需要，鋅基合金沖模、聚氨酯橡膠沖模、薄板沖模、鋼帶沖模、組合沖模等各種簡易沖模及其制造技術(shù)也得到了迅速發(fā)展。精密、高效的多工位及多功能級(jí)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。目前，50個(gè)工位以上的級(jí)進(jìn)模進(jìn)距精度可達(dá)到2微米，多功能級(jí)進(jìn)模不僅可以完成沖壓全過程，還可完成焊接、裝配等工序。我國已能自行設(shè)計(jì)制造出達(dá)到國際水平的精度達(dá)2 5微米，進(jìn)距精度23微米，總壽命達(dá)1億次。我國主要汽車模具企業(yè)，已能生產(chǎn)成套轎車覆蓋件模具，在設(shè)計(jì)制造方法、手段方面已基本達(dá)到了國際水平，但在制造方法手段方面已基本達(dá)到了國際水平，模具結(jié)構(gòu)、功能方面也接近國際水平，但在制造質(zhì)量、精度、制造周期和成本方面與國外相比還存在一定差距。模具制造技術(shù)現(xiàn)代化是模具工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)正在不斷向傳統(tǒng)制造技術(shù)滲透、交叉、融合形成了現(xiàn)代模具制造技術(shù)。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。高速銑削加工不但具有加工速度高以及良好的加工精度和表面質(zhì)量（主軸轉(zhuǎn)速一般為1500040000r/min）,加工精度一般可達(dá)10微米，最好的表面粗糙度Ra1微米），而且與傳統(tǒng)切削加工相比具有溫升低（工件只升高3攝氏度）、切削力小，因而可加工熱敏材料和剛性差的零件，合理選擇刀具和切削用量還可實(shí)現(xiàn)硬材料（60HRC）加工；電火花銑削加工（又稱電火花創(chuàng)成加工）是以高速旋轉(zhuǎn)的簡單管狀電極作三維或二維輪廓加工（像數(shù)控銑一樣），因此不再需要制造昂貴的成形電極，如日本三菱公司生產(chǎn)的EDSCAN8E電火花銑削加工機(jī)床，配置有電極損耗自動(dòng)補(bǔ)償系統(tǒng)、CAD/CAM集成系統(tǒng)、在線自動(dòng)測量系統(tǒng)和動(dòng)態(tài)仿真系統(tǒng)，體現(xiàn)了當(dāng)今電火花加工機(jī)床的技術(shù)水平；慢走絲線切割技術(shù)的發(fā)展水平已相當(dāng)高，功能也相當(dāng)完善，自動(dòng)化程度已達(dá)到無人看管運(yùn)行的程度，目前切割速度已達(dá)到300mm /min,加工精度可達(dá)±1.5微米，表面粗糙度達(dá)Ra=010.2微米; 精度磨削及拋光已開始使用數(shù)控成形磨床、數(shù)控光學(xué)曲線磨床、數(shù)控連續(xù)軌跡坐標(biāo)磨床及自動(dòng)拋光等先進(jìn)設(shè)備和技術(shù);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(dòng)化檢測成為可能。此外，激光快速成形技術(shù)（RPM）與樹脂澆注技術(shù)在快速經(jīng)濟(jì)制模技術(shù)中得到了成功的應(yīng)用。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。如清華大學(xué)開發(fā)研制的“M-RPMS-型多功能快速原型制造系統(tǒng)”是我國自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的世界惟一擁有兩種快速成形工藝（分層實(shí)體制造SSM和熔融擠壓成形MEM）的系統(tǒng)，它基于“模塊化技術(shù)集成”之概念而設(shè)計(jì)和制造，具有較好的價(jià)格性能比。一汽模具制造公司在以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。(3) 沖壓設(shè)備和沖壓生產(chǎn)自動(dòng)化方面性能良好的沖壓設(shè)備是提高沖壓生產(chǎn)技術(shù)水平的基本條件，高精度、高壽命、高效率的沖模需要高精度、高自動(dòng)化的沖壓設(shè)備相匹配。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(dòng)線和高速自動(dòng)壓力機(jī)紛紛投入使用。如在數(shù)控四邊折彎機(jī)中送入板料毛坯后，在計(jì)算機(jī)程序控制下便可依次完成四邊彎曲，從而大幅度提高精度和生產(chǎn)率；在高速自動(dòng)壓力機(jī)上沖壓電機(jī)定轉(zhuǎn)子沖片時(shí)，一分鐘可沖幾百片，并能自動(dòng)疊成定、轉(zhuǎn)子鐵芯，生產(chǎn)效率比普通壓力機(jī)提高幾十倍，材料利用率高達(dá)97%；公稱壓力為250KN的高速壓力機(jī)的滑塊行程次數(shù)已達(dá)2000次/min以上。在多功能壓力機(jī)方面，日本田公司生產(chǎn)的2000KN“沖壓中心”采用CNC控制，只需5min時(shí)間就可完成自動(dòng)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(shí)間內(nèi)，加工沖壓件的數(shù)量為普通壓力機(jī)的410倍，并能進(jìn)行沖孔、分段沖裁、彎曲和拉深等多種作業(yè)。近年來，為了適應(yīng)市場的激烈競爭，對產(chǎn)品質(zhì)量的要求越來越高，且其更新?lián)Q代的周期大為縮短。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。其中，無需設(shè)計(jì)專用模具、性能先進(jìn)的轉(zhuǎn)塔數(shù)控多工位壓力機(jī)、激光切割和成形機(jī)、CNC萬能折彎機(jī)等新設(shè)備已投入使用。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。FMS系統(tǒng)以數(shù)控沖壓設(shè)備為主體，包括板料、模具、沖壓件分類存放系統(tǒng)、自動(dòng)上料與下料系統(tǒng)，生產(chǎn)過程完全由計(jì)算機(jī)控制，車間實(shí)現(xiàn)24小時(shí)無人控制生產(chǎn)。同時(shí)，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。(4)沖壓標(biāo)準(zhǔn)化及專業(yè)化生產(chǎn)方面模具的標(biāo)準(zhǔn)化及專業(yè)化生產(chǎn)，已得到模具行業(yè)和廣泛重視。因?yàn)闆_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。因此，只有實(shí)現(xiàn)了沖模的標(biāo)準(zhǔn)化，才能使沖模和沖模零件的生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)專業(yè)化、商品化，從而降低模具的成本，提高模具的質(zhì)量和縮短制造周期。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)70%80%，模具廠只需設(shè)計(jì)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。模具制造廠專業(yè)化程度越不定期越高，分工越來越細(xì)，如目前有模架廠、頂桿廠、熱處理廠等，甚至某些模具廠僅專業(yè)化制造某類產(chǎn)品的沖裁?；驈澢?，這樣更有利于制造水平的提高和制造周期的縮短。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。但總體情況還滿足不了模具工業(yè)發(fā)展的要求，主要體現(xiàn)在標(biāo)準(zhǔn)化程度還不高（一般在40%以下），標(biāo)準(zhǔn)件的品種和規(guī)格較少，大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)件廠家未形成規(guī)?；a(chǎn)，標(biāo)準(zhǔn)件質(zhì)量也還存在較多問題。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。第二章 工藝性分析2.1 分析零件圖產(chǎn)品零件圖是分析和制定沖壓工藝方案的重要依據(jù)。圖2-1所示為棘塊。 圖2-1棘塊2.1.1、沖壓加工的經(jīng)濟(jì)性分析沖壓加工方法是一種先進(jìn)的工藝方法，因其生產(chǎn)效率高，材料利用率高，操作簡單等一系列優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用。由于一套模具的費(fèi)用很高，生產(chǎn)批量的大小對沖壓加工的經(jīng)濟(jì)性起著決定性的作用。批量越大，沖壓加工的單件成本就越低。反之，批量小時(shí)，沖壓加工的優(yōu)越性就不明顯。對于棘塊這種零件，由于是大批量生產(chǎn)，故而采用沖壓加工生產(chǎn)能夠減少單件產(chǎn)品的成本，可以取得很好的經(jīng)濟(jì)效益。2.1.2、沖壓件的工藝性分析沖壓件的工藝性分析是指該零件在沖壓加工中的難易程度。在技術(shù)方面，主要分析該零件的形狀特點(diǎn)、尺寸大小、精度要求和材料性能等因素是否符合沖壓工藝的要求。良好的工藝性應(yīng)保證材料消耗少，工序數(shù)目少，模具結(jié)構(gòu)簡單且壽命長，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，操作簡單、方便等。在一般情況下，對沖壓件工藝性影響最大的是沖壓件的結(jié)構(gòu)尺寸和精度要求。沖壓工序：只有落料、沖孔；材料：該零件材料選用的是20鋼，為碳素鋼，具有良好的可塑性，具有良好的沖壓性能，適合沖裁；結(jié)構(gòu)：相對簡單，棘塊厚度為4mm，有12mm和6mm的兩個(gè)孔。右下方突出的狹小部分頭部寬度只有4mm，與料厚相同，限于工件的用途，此部分不能加寬，但用沖壓加工的方法仍然可以成型；精度：全部為自由公差，尺寸精度要求不高可看作IT13級(jí)，尺寸精度較低，普通沖裁完全能滿足要求。該工件可以用冷沖壓加工成型。2.2 確定沖壓件的總體工藝過程在綜合分析，研究零件成型性的基礎(chǔ)上，以材料的極限變形參數(shù)，各種變形性質(zhì)的復(fù)合程度及趨向性，當(dāng)前的生產(chǎn)條件和零件的產(chǎn)品質(zhì)量要求為依據(jù)，提出各種可能的零件成形總體工藝方案。根據(jù)技術(shù)上可靠，經(jīng)濟(jì)上合理的原則對各種方案進(jìn)行對比、分析，從而選出最佳的工藝方案（包括成形工序和各種輔助工序的性質(zhì)、內(nèi)容、復(fù)合程度、工序順序等），并盡可能的進(jìn)行優(yōu)化。2.2.1、選擇沖壓基本工序剪切、落料、切邊、沖孔、彎曲、拉深、翻邊等是常見的沖壓工序，各工序有其不同的性質(zhì)、特點(diǎn)和用途。有些可以從產(chǎn)品零件圖上直觀地看出沖壓該零件所需工序的性質(zhì)。有些零件的工序性質(zhì)，則必須經(jīng)過分析和計(jì)算才能確定。就棘塊而言，很明顯，從零件圖上便能很直觀的看出需要沖孔和落料兩中基本工序。故，對于棘塊而言，所需的工序有沖12mm孔，沖6mm孔，落料。2.2.2、確定沖壓次數(shù)和沖壓順序（1）沖壓次數(shù)沖壓次數(shù)是指同一性質(zhì)的工序重復(fù)進(jìn)行的次數(shù)。如拉深件，可根據(jù)它的形狀和尺寸，以及板料許可的變形程度，計(jì)算出拉深次數(shù)。但對于平板件，如沖孔、落料件，一般來說都是一次成形。就棘塊來說，由于只有沖孔和落料兩種性質(zhì)的工序，屬于平板件，故而沖12mm孔次數(shù)為一次，沖6mm孔的次數(shù)為一次，落料的次數(shù)為一次。（2）沖壓順序沖壓順序的安排應(yīng)該有利于發(fā)揮材料的塑性以減少工序數(shù)量。主要是根據(jù)工序的變形特點(diǎn)和質(zhì)量要求來安排。對于有孔或有缺口的平板件，若選用簡單模時(shí)，一般先落料，再?zèng)_孔或切口；若使用連續(xù)模時(shí)，則應(yīng)先沖孔或切口。2.2.3、工序的組合方式一個(gè)沖壓件往往要經(jīng)過多道工序才能完成。因此，編制工藝方案時(shí)，必須考慮是采用簡單模一個(gè)一個(gè)工序完成還是將某些工序組合起來，用復(fù)合?；蜻B續(xù)模生產(chǎn)。通常，模具的選用主要取決于沖壓件的生產(chǎn)批量，尺寸大小和精度要求等因素。生產(chǎn)批量大，沖壓工序應(yīng)盡可能地組合在一起，采用復(fù)合?；蜻B續(xù)模沖壓；小批量生產(chǎn)時(shí)，通常選用單工序簡單模。但對于尺寸過小的沖壓件，考慮到單工序模上料不方便和生產(chǎn)效率低，也通常選用復(fù)合模或連續(xù)模生產(chǎn)；若采用自動(dòng)送料，一般用連續(xù)模沖壓；為避免多次沖壓的定位誤差，通常選用復(fù)合模生產(chǎn)；當(dāng)用幾個(gè)簡單模制造費(fèi)用比復(fù)合模還高，而生產(chǎn)批量又不大時(shí)，也可考慮將工序組合起來，選用復(fù)合模生產(chǎn)。工序組合方式，可選用復(fù)合模或連續(xù)模。一般來說，復(fù)合模的沖壓精度比連續(xù)模高，結(jié)構(gòu)緊湊，模具輪廓尺寸比連續(xù)模??；但是，連續(xù)模的生產(chǎn)效率高，操作比較安全、簡便，容易實(shí)現(xiàn)單機(jī)自動(dòng)化生產(chǎn)，若裝上自動(dòng)送料裝置，可適用小件的自動(dòng)沖壓。對于如圖2-1所示的棘塊，先擬訂以下三種工序組合方式：方案一：先落料，后沖孔，采用單工序模生產(chǎn)。方案二：落料-沖孔復(fù)合沖壓，采用復(fù)合模生產(chǎn)。方案三：沖孔-落料級(jí)進(jìn)沖壓，采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。三種類型模具優(yōu)缺點(diǎn)比較如下：單工序模復(fù)合模級(jí)進(jìn)模結(jié)構(gòu)簡單較復(fù)雜復(fù)雜成本、周期小、短小、短高、長制造精度低較高高材料利用率高高低生產(chǎn)效率低低高維修不方便不方便方便產(chǎn)品精度高高低品質(zhì)低低高安全性不安全不安全安全自動(dòng)化易于自動(dòng)化沖床性能要求低低高應(yīng)用小批量生產(chǎn)大中型零件的沖壓試制大批量生產(chǎn)內(nèi)外形精度要求高大批量生產(chǎn)中小零件沖壓分析：方案一模具結(jié)構(gòu)簡單，即落料，沖12mm孔，沖6mm孔，各需要一套模具，使得成本高而生產(chǎn)效率低，不能達(dá)到大批量生產(chǎn)。方案二工件的精度及生產(chǎn)效率都較高，查文獻(xiàn)【1】p237表7-7有凸凹模的最小壁厚為a=8.5mm，若采用復(fù)合沖裁模壁厚實(shí)際a=3mm，顯然a<a，則采用復(fù)合模生產(chǎn)不妥。方案三可以完成復(fù)雜零件的沖裁，雖然工位數(shù)量增加但是不影響生產(chǎn)效率。（1）操作安全簡單，不必將手伸入模具的危險(xiǎn)區(qū)域，對于棘塊大批量生產(chǎn)采用自動(dòng)擋料機(jī)構(gòu)。(2)模具壽命長，工序分散在若干個(gè)工位，在工序集中的區(qū)域還可以設(shè)置空位，從而避免了凸、凹模壁厚過小的問題，改變了凸、凹模的受力狀態(tài)，提高了模具強(qiáng)度。(3)產(chǎn)品質(zhì)量高，級(jí)進(jìn)模在一副模具內(nèi)完成產(chǎn)品的全部成形工序，克服了用簡單模時(shí)多次定位帶來的操作不變和累積誤差。(4)生產(chǎn)成本較低，級(jí)進(jìn)模由于結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，所以制造費(fèi)用較高，同時(shí)材料利用率較低，單由于級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)率高、壓力機(jī)占有數(shù)少、需要的操作工人數(shù)和車間面積少，減少了產(chǎn)品的儲(chǔ)存和運(yùn)輸，因而產(chǎn)品零件的綜合生產(chǎn)成本并不高。(5)設(shè)計(jì)和制造難度大，對經(jīng)驗(yàn)的依賴性強(qiáng)，級(jí)進(jìn)模結(jié)構(gòu)復(fù)雜，技術(shù)含量高，設(shè)計(jì)靈活性大、難度大；設(shè)計(jì)和制造中的經(jīng)驗(yàn)、推斷和目測工作量多，人才培養(yǎng)時(shí)間長，個(gè)人之間的差異大；同一產(chǎn)品零件可有多種不同德設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)的靈活性大；設(shè)計(jì)和制造周期長，費(fèi)用高，適用大批量生產(chǎn)。級(jí)進(jìn)模還受產(chǎn)品零件尺寸限制，產(chǎn)品尺寸不宜太大。（6）按訂單生產(chǎn)，而不是按計(jì)劃生產(chǎn)，訂貨市場影響大，交貨期要求短。結(jié)論：采用方案三為佳。 第三章 排樣圖設(shè)計(jì)沖壓件在條料上的布置方法稱為排樣。排樣工作雖然看似比較簡單，但很有講究，而且非常重要。排樣是否合理，對材料利用率的大小有直接影響。還會(huì)影響到模具結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)率、制件質(zhì)量、生產(chǎn)操作方便與安全等，因此，排樣是沖裁工藝與模具設(shè)計(jì)中一項(xiàng)很重要的工作。沖壓件大批量生產(chǎn)成本中，毛坯材料費(fèi)用占60%以上，排樣的目的就在于合理利用原材料。衡量排樣經(jīng)濟(jì)性、合理性的指標(biāo)是材料利用率。要提高材料利用率，就必須減少廢料面積，沖裁過程中所產(chǎn)生的廢料，可分為兩種情況：（1）結(jié)構(gòu)廢料 由于工件結(jié)構(gòu)形狀的需要，如工件內(nèi)孔的存在而產(chǎn)生的廢料稱為結(jié)構(gòu)廢料，它取決于工件的形狀，一般不能夠改變。（2）工藝廢料 工件之間和工件與條料邊緣之間存在的搭邊，定位需要切去的料邊與定位孔，不可避免的料頭和料尾廢料稱為工藝廢料，它決定于沖壓方式和排樣方式。因此，提高材料利用率要從減少工藝廢料著手，同一個(gè)工件，可以有幾種不同的排樣方法。一般而言，排樣原則有：1.提高材料利用率。對沖壓件來說，由于產(chǎn)量大，沖壓生產(chǎn)效率高，原材料費(fèi)用常會(huì)占到?jīng)_件總成本的60%以上，所以材料利用率是是一項(xiàng)很重要的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)；2.使工人操作方便、安全，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，保證有較高的生產(chǎn)效率。應(yīng)盡量選條料寬、進(jìn)距小的排樣方法；3.使模具結(jié)構(gòu)簡單，模具壽命較高；4.排樣應(yīng)保證沖壓件的質(zhì)量。由于棘塊的外形比較復(fù)雜，為了節(jié)約材料要通過多次作圖分析來確定工件在條料上的方位。通常來說，對于這種形狀較復(fù)雜的沖裁件，要用計(jì)算的方法選擇一個(gè)合理的排樣方式是比較困難的?？捎煤窦埰?-5個(gè)樣件，在擺出各種可能的排樣方案后，從中選擇一個(gè)比較合理的方案作為排樣圖。根據(jù)材料的經(jīng)濟(jì)實(shí)用程度，排樣方法可分為有廢料排樣、少廢料排樣、無廢料排樣3種：（1）有廢料排樣，沿工件的全部外形沖裁，工件與工件之間，工件與條料側(cè)邊之間都有工藝余料（搭邊）存在，沖裁后搭邊成為廢料。（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。（3）無廢料排樣，工件與工件之間。工件與條料側(cè)邊之間均無搭邊存在，條料沿直線或曲線切斷而得工件。3.1 排樣1（圖3-1）圖3-1 排樣1由文獻(xiàn)【2】p72表2-13如圖3-2查得搭邊a和a1的值分別為：a=3.2mm，a1=3.5mm （1） 條料寬度確定采用有側(cè)壓裝置查文獻(xiàn)【2】p73表2-4條料寬度公差。按如下公式求得條料寬度：（2） 進(jìn)距A確定按文獻(xiàn)【2】p74公式則一個(gè)步距內(nèi)的材料利用率為：=S/(AB)×100% =251/（21.2×40.9）×100%=28.95%圖3-2 搭邊值3.2 排樣2（圖3-3）圖3-3 排樣2由文獻(xiàn)【2】p72表2-13如圖3-2查得搭邊a和a1的值分別為：a=3.2mm，a1=3.5mm （1） 條料寬度確定采用有側(cè)壓裝置查文獻(xiàn)【2】p73表2-4條料寬度公差。按如下公式求得條料寬度：（2） 進(jìn)距A確定按文獻(xiàn)【2】p74公式則一個(gè)步距內(nèi)的材料利用率為：=S/(AB)×100% =（251×2）/（40.9×36.18）×100% =34%3-3 排樣3（圖3-4）圖3-4 排樣3采用這種排樣搭邊值分兩種情況，由文獻(xiàn)【2】p72表2-13查得搭邊a和a1的值分別為：a=2.8mm或a=2.5mm，a1=2.8mm （1） 條料寬度確定采用有側(cè)壓裝置查文獻(xiàn)【2】p73表2-4條料寬度公差。按如下公式求得條料寬度：（2） 進(jìn)距A確定由autocad軟件測定。 則一個(gè)步距內(nèi)的材料利用率為：=S/(AB)×100% =（251）/（29.5×28.8）×100% =29.5%3-4 排樣4（圖3-5）圖3-5 排樣4（1） 條料寬度確定采用有側(cè)壓裝置查文獻(xiàn)【2】p73表2-4條料寬度公差。按如下公式求得條料寬度：（2） 進(jìn)距A確定由autocad軟件測定則一個(gè)步距內(nèi)的材料利用率為：=S/(AB)×100% =（251）/（36.7×24.34）×100% =28.1%3-5確定排樣方案由材料利用率可知， ，即采用排樣2方式材料利用率要高一些。但是沖孔凸模之間距離太短，凹模上孔之間距離太短凹模強(qiáng)度不夠，并且沖裁時(shí)板料還要調(diào)轉(zhuǎn)180°，操作不方便，板料會(huì)翹曲沖裁精度會(huì)大大降低，排樣2不宜采用，排樣1、4和3能達(dá)到凹模強(qiáng)度要求，從材料利用率考慮選擇排樣3要合理些。采用GB/T 708-1988規(guī)格為1500×1800mm的板料來裁剪條料，縱橫剪裁對比如下： 若用縱裁: 裁板條數(shù)N: N=B/b=1500/29.5=50條余25mm 每條個(gè)數(shù)n: n=(1800-2.8)/28.8=62個(gè)余12mm 每板總個(gè)數(shù): =Nn=5062=3100個(gè)材料利用率: 若用橫裁: 裁板條數(shù)N: N=1800/b=1800/29.5=61條余0.5mm 每條個(gè)數(shù)n: n=(1500-2.8)/28.8=52個(gè)余0.1mm 每板總個(gè)數(shù): =Nn=6152=3172個(gè)材料利用率: 綜上兩種裁板方案,可見橫裁有較高的材料利用率,且工件沒有纖維性的考慮,因此決定采用橫裁,總的材料利用率為29.3%。如圖3-6圖3-6 板材裁剪樣圖3-6建議通過各種排樣方案都可以看出利用率都很低，產(chǎn)生的廢料可分為兩種情況，一是結(jié)構(gòu)廢料，二是工藝廢料。結(jié)構(gòu)廢料是由于工件結(jié)構(gòu)形狀的需要，如工件內(nèi)孔的存在而產(chǎn)生的廢料，一般不能改變。工藝廢料是工件之間和工件與條料邊緣之間存在的搭邊，定位需要截取的料邊與定位孔，不可避免的料頭和料尾廢料。由于工件通過多種排樣方式后材料利用率都不是很高，并不能減少更多的工藝廢料，為了考慮適當(dāng)?shù)慕?jīng)濟(jì)性。在不影響使用情況下可以著手改變一點(diǎn)工件的結(jié)構(gòu)。如圖3-7：圖3-7 修改樣圖采用上圖結(jié)構(gòu)后材料利用率可達(dá)到30%以上，原先的尖角該成圓角，避免工件應(yīng)力集中降低使用壽命，也使模具制造更容易且提高模具的壽命。第四章 計(jì)算沖壓力及確定壓力中心4.1 計(jì)算沖壓力沖裁力是指板料作用在凸模上的最大抗力。沖裁力是選擇壓力機(jī)的主要依據(jù)，也是設(shè)計(jì)模具所必須的數(shù)據(jù)。4.1.1沖裁力的計(jì)算沖裁力按文獻(xiàn)【2】p50公式2-1，進(jìn)行計(jì)算式中 L沖裁件周邊長度，用autocad軟件查詢得L=146.9458mm t材料厚度，t=4mm 材料抗剪強(qiáng)度，查文獻(xiàn)【3】p38表2-3查得20鋼的抗剪強(qiáng)度 =300 MPa K系數(shù)，考慮到刃口鈍化、間隙不均勻、材料力學(xué)性能與厚度波動(dòng)等因素而增加的安全系數(shù)。一般常取K=1.3。所以，4.1.2 推件力的計(jì)算由于影響推件力的因素主要有材料的力學(xué)性能、材料厚度、模具間隙、凸凹模表明粗糙度、零件形狀和尺寸以及潤滑情況等。要準(zhǔn)確計(jì)算這些力是很困難，實(shí)際生產(chǎn)中常有經(jīng)驗(yàn)公式文獻(xiàn)【2】p52 進(jìn)行計(jì)算，但實(shí)際生產(chǎn)時(shí)，凹?？卓谥袝?huì)同時(shí)卡有好幾個(gè)工件，所以計(jì)算推件力時(shí)應(yīng)該考慮工件的數(shù)目， 式中 F沖裁力，F(xiàn)=230KN； n工件數(shù)目，由文獻(xiàn)【3】p101表4-2得，根據(jù)材料厚度取凹模刃口直壁高度h8mm，為了修模時(shí)能保證模具仍有足夠的強(qiáng)度，必須留有一定的富余量，所以取直壁高度h=8+4=12 mm,故留在凹模內(nèi)的沖件數(shù)：n=h/t=12/4=3 系數(shù)，查文獻(xiàn)【2】p52表2-2，取 所以 ，4.1.3 總沖壓力因采用剛性卸料裝置和下出料方式的沖裁模，所以總壓力為 因此可以初步選定壓力機(jī)的型號(hào)為J21-40。4.2 確定壓力中心壓力中心是指沖壓力合力的作用點(diǎn)。模具的壓力中心必須通過模柄軸線而和壓力機(jī)滑塊的中心線重合。否則滑塊就會(huì)受到偏心載荷而導(dǎo)致滑塊導(dǎo)軌和模具的不正常磨損，降低模具壽命甚至損壞模具。因此壓力中心的確定是非常有必要的。對于圖2-1所示零件，由于其形狀比較復(fù)雜，要根據(jù)合力對某軸之力矩之和的力學(xué)原理求得。如圖4-1所示。圖4-1 壓力中心（1）先選定坐標(biāo)軸x和y（2）將工件周邊分成若干段簡單的直線和圓弧段，求出各段壓力中心的坐標(biāo)尺寸。=31 =20.06 =-24.28=9 =6.06 =-16.25=27.6252 =16.67 =-10.09=37.6991 =73.55 =-14=18.8494 =54.22 =-21.45=11.4886 =28.76 =-18.49 =5 =33.64 =-23.46=6.2832 =36.42 =-26.19（3）計(jì)算壓力中心A的坐標(biāo)位置：計(jì)算出C點(diǎn)的坐標(biāo)如圖4-1表示。第五章 模具刃口尺寸計(jì)算凸模和凹模工作部分尺寸直接決定了沖裁件的尺寸和間隙大小，是模具上最重要的尺寸。一般來說，凸模和凹模工作部分尺寸計(jì)算的原則如下：1.落料時(shí)，落料件的尺寸是由凹模決定的，因此應(yīng)以落料件凹模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。沖孔件的尺寸是由凸模決定的，因此應(yīng)以沖孔件凹模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。2.凸模和凹模應(yīng)考慮磨損規(guī)律。凹模磨損后會(huì)增大落料件的尺寸，凸模磨損后會(huì)減小沖孔件的尺寸。為了提高模具壽命，在制造新模具時(shí)應(yīng)把凹模尺寸做得趨向于落料件的最小極限尺寸，把凸模尺寸做得趨向于沖孔件的最大極限尺寸。3.凸模和凹模之間應(yīng)保證有合理間隙，對于落料件，凹模是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，間隙應(yīng)由減少凸模尺寸在取得；對于沖孔件，凸模是設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，間隙應(yīng)由增大凹模尺寸來取得。由于間隙在模具磨損后會(huì)增大，所以在設(shè)計(jì)凸模和凹模時(shí)取得初始間隙的最小值Z。4.凸模和凹模的制造公差應(yīng)與沖裁件的尺寸精度相適應(yīng)。而偏差值應(yīng)按入體方向標(biāo)注。5.尺寸計(jì)算要考慮模具制造的特點(diǎn)。模具制造有兩種加工方法：分別加工法和單配加工法。分別加工法主要用于沖裁件的形狀簡單、間隙較大的模具或用精密設(shè)備加工凸模和凹模的模具。單配加工法則多用于沖裁件的形狀復(fù)雜、料薄、間隙小的模具。對于圖2-1所示零件，因料較厚，形狀較復(fù)雜，采用單配加工的方法制造，工藝比較簡單，并且還可以放大基準(zhǔn)件的制造公差，（一般可取沖件公差的1/4），使制造容易。5.1 確定制件尺寸公差通常沖裁件的精度不是很高一般情況IT12、IT13、IT14或者更低精度，由于制件沒有標(biāo)注尺寸公差確定為IT13級(jí)，查文獻(xiàn)（4）p104表9-1尺寸公差表示如圖5-1：圖5-1 制件公差5.2計(jì)算落料凸凹模刃口尺寸通常沖裁件都不是規(guī)則的圓柱直壁，基本上時(shí)呈錐臺(tái)形狀，在制造凸、凹模是通?？戳慵r(shí)落料件還是沖孔件來確定模具制造的基準(zhǔn)件，然后保證一個(gè)合理間隙配做另一模具。制造時(shí)按沖裁件向?qū)嶓w方向收縮原則，落料件的大端尺寸等于凹模尺寸，所以落料件應(yīng)以凹模為基準(zhǔn)件，然后配做凸模。使用過程中凹模磨損后刃口尺寸的大小有增大、減小、不變?nèi)N情況。如圖5-1不加括號(hào)尺寸A1-A5是凹模磨損后變大尺寸，C1-C2是凹模磨損后尺寸不變尺寸。（1）磨損后尺寸變大由文獻(xiàn)【2】p64查下表5-1表5-1 系數(shù)x材料厚度非圓形圓形10.750.50.750.5工件公差查得： 由文獻(xiàn)【2】p63查下表5-2表5-2 規(guī)則形狀沖裁時(shí)凸模、凹模的制造公差基本尺寸凸模偏差凹模偏差基本尺寸凸模偏差凹模偏差0.0200.0200.0300.0450.0200.0250.0350.0500.0200.0300.0400.0600.0250.0350.0500.0700.0300.040查得制造公差由文獻(xiàn)【2】p58表2-5查得由上面查得數(shù)據(jù)滿足如下條件由文獻(xiàn)【2】p64公式2-11 計(jì)算凹模刃口尺寸如下（2）磨損后尺寸不變由文獻(xiàn)【2】p64公式2-15計(jì)算凹模刃口尺寸如下（3）凸模尺寸由文獻(xiàn)【2】p62公式2-7 計(jì)算凸模尺寸如下5.3計(jì)算沖孔凸凹模刃口尺寸通常沖裁件都不是規(guī)則的圓柱直壁，基本上時(shí)呈錐臺(tái)形狀，在制造凸、凹模是通?？戳慵r(shí)落料件還是沖孔件來確定模具制造的基準(zhǔn)件，然后保證一個(gè)合理間隙配做另一模具。制造時(shí)按沖裁件向?qū)嶓w方向收縮原則，沖孔件的小端尺寸等于凸模尺寸，所以沖孔應(yīng)以凸模為基準(zhǔn)件，然后配做凹模。使用過程中凸模磨損后，刃口尺寸的變化有增大、減小、不變?nèi)N情況，如圖5-1加括號(hào)尺寸A1,A2是凸模磨損后變小尺寸。（1）凸模尺寸由文獻(xiàn)【2】p63表2-10如圖5-3，查得制造公差由文獻(xiàn)【2】p58表2-5查得由上面查得數(shù)據(jù)滿足如下條件由文獻(xiàn)【2】p64表2-11如圖5-2查得 由文獻(xiàn)【2】p65公式2-16 得（2）凹模尺寸由文獻(xiàn)【2】p63公式2-9 計(jì)算凹模尺寸如下