ZL50裝載機(jī)總體及工作裝置設(shè)計(jì)
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濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)
濟(jì)源職業(yè)技術(shù)學(xué)院
機(jī)電系2007屆畢業(yè)生畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯記錄
姓 名
張齊鋒
專 業(yè)
模具設(shè)計(jì)與制造
班 級(jí)
模具0401
答辯時(shí)間
答辯地點(diǎn)
設(shè)計(jì)題目
22型車門墊板沖裁模具設(shè)計(jì)與制造
1. 沖裁模刃口尺寸計(jì)算的基本原則有哪些？
（1） 由于凸、凹模之間存在間隙，是落下的料或沖出的孔都帶有錐度，且落料件的大端尺寸，沖孔件的小端尺寸等于凸模尺寸。
（2） 在測量與使用中，落料件是以大端尺寸為基準(zhǔn)，沖孔孔徑是以小端尺寸為基準(zhǔn)。
（3） 沖裁時(shí)，凸、凹模要與沖裁件或廢料發(fā)生摩擦，凸模愈磨愈小，凹模愈大，結(jié)果是間隙越來越大。
2. 間隙值的確定通常哪幾種方法？
（1） 理論確定法
（2） 經(jīng)驗(yàn)確定法
3. 沖壓的壓力中心確定原則？
（1） 對(duì)稱形狀的單個(gè)沖裁件，沖模的壓力中心就是沖裁件的幾何中心。
（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。
（3） 形狀復(fù)雜的零件、多凸模的壓力中心可用解析計(jì)算法求出。
4.設(shè)計(jì)排樣時(shí)應(yīng)考慮哪些原則？
（1）提高材料利用率（在不影響制件使用性能前提下，還可以改變制件形狀）。
（2）排樣方法應(yīng)使沖壓操作方便，勞動(dòng)強(qiáng)度小且安全。
（3）模具結(jié)構(gòu)簡單、壽命高。
（4）保證制件質(zhì)量和制件對(duì)板料纖維方向的要求。
5.沖壓加工的特點(diǎn)有哪些？
（1）沖壓件的尺寸精度由模具來保證，具有一模一樣的特征，所以質(zhì)量穩(wěn)定，互換性好。
（2）由于利用模具來加工，所以可獲得其他加工方法所不能或難以制造的壁薄、重量輕、剛性好、表面質(zhì)量高、形狀復(fù)雜的零件。
（3）沖壓加工一般不需要加熱毛坯，也不像切削加工那樣，大量切削金屬，所以它不但節(jié)能，而且節(jié)約金屬。
（4）普通壓力機(jī)每分鐘可生產(chǎn)幾十件沖壓件，而高速壓力機(jī)每分鐘可生產(chǎn)幾百甚至上千件。所以它是一種高效率的加工方法
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1
目錄
1．零件的工藝分析 - 1 -
2．確定工藝方案 - 1 -
3．排樣方式及材料利用率 - 2 -
4．沖裁力計(jì)算 - 3 -
5．壓力中心的計(jì)算 - 4 -
6 . 凸凹模刃口尺寸 - 5 -
7．主要零件的尺寸計(jì)算 - 7 -
8. 模架及導(dǎo)套、導(dǎo)柱的選用 - 10 -
9 . 沖壓設(shè)備的選擇 - 12 -
10．主要零部件的設(shè)計(jì) - 13 -
11．模具結(jié)構(gòu)形式 - 14 -
12. 模具的裝配 - 15 -
13．小結(jié) - 17 -
14．參考文獻(xiàn) - 18 -
附圖：
附圖 1.沖孔落料級(jí)進(jìn)模裝配圖
附圖 2.沖孔小凸模零件圖
附圖 3.沖孔大凸模零件圖
附圖 4.落料凸模零件圖
附圖 5.凹模零件圖
附圖 6.凸模固定板零件圖
附圖 7.卸料板零件圖
附圖 8.墊板零件圖
- 18 -
車門墊板的沖壓模具設(shè)計(jì)
1．零件的工藝分析
如圖1所示工件為客車車門墊板。每輛車數(shù)量為6個(gè)，材料為Q235，厚度t=4mm。
圖1 車門墊板
零件尺寸公差無特殊要求，按IT4級(jí)選取，利用普通沖裁方式可達(dá)到圖樣要求。由于該件外形簡單，形狀規(guī)則，材料為Q235鋼板，有一定的伸長率和強(qiáng)度，韌性及鑄造性均好，適于沖裁加工，查文獻(xiàn)[4]表2-3得：σb=450Mpa。
2．確定工藝方案
方案一： 落料-沖孔復(fù)合沖壓，采用復(fù)合模生產(chǎn)。
方案二： 先落料，后沖孔。采用單工序模生產(chǎn)。
方案三： 沖孔-落料連續(xù)沖壓，采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。
零件屬于大批生產(chǎn)，工藝性較好，但不宜采用方案一復(fù)合模。因?yàn)樽钫嶢的距離為6.5mm（圖1），查文獻(xiàn)【2】表6-1得復(fù)合模的凸凹模最小壁厚需要 （2.0-2.5）×t =（8-9）mm，所以不能采用復(fù)合模。如果采用方案二模具結(jié)構(gòu)簡單，但需要兩道工序兩副模具，則效率太低，而且質(zhì)量不易保證。方案三只需一副模具，生產(chǎn)效率高，沖壓精度較差，但由于零件的沖壓精度稍差級(jí)進(jìn)模也能滿足。通過對(duì)上述三種方案的分析比較，因此確定零件的工藝方案三為沖孔—落料級(jí)進(jìn)模較好，并考慮凹模刃口強(qiáng)度，其中間還需留一空步，排樣如圖2所示。
3．排樣方式及材料利用率
由文獻(xiàn)【3】表3-57查得搭邊數(shù)值：a=4.5，a1=4.0
由文獻(xiàn)【3】表3-58查得K=0.9
進(jìn)距 s=B+K×a1=40+4.0×0.9=43.6mm
條料寬度 b=L+2a×K=375+2×4.5=383mm
圖2 排樣圖
板料規(guī)格擬選用4×1400×3500
采用橫裁：
裁板條數(shù)n1=L/b=3500/383=9條 余53mm
每條個(gè)數(shù)n2=(B-a1)/s=(1400-3.6)/43.6=32條 余4.8mm
每板總個(gè)數(shù)n總=n1×n2=9×32=288個(gè)
材料利用率η總=(n總A/LB)×100%
=(288×10585)/(3500×1400)×100%
=62.22%
采用縱裁：
裁板條數(shù)n1=B/b=1400/383=3條 余251mm
每條個(gè)數(shù)n2=(L-a1)/s=(3500-4)/43.6=80條 余12mm
每板總個(gè)數(shù)n總=n1×n2=3×80=240個(gè)
材料利用率η總=(n總A/LB)×100%
=(204×10585)/(3500×1400)×100%
=44.07%
由此可見，采用橫裁有較高的材料利用率和較高的剪裁生產(chǎn)率，考慮到剪裁剩余量，將搭邊值a由4.05增大到5，a1由3.6增大到4。所以最終剪裁方式為385×1400的條料，具體排樣圖如圖2。
4．沖裁力計(jì)算
沖孔力： F孔=Ltσb=494×4×450N=889200N
落料力： F落=Ltσb=（40+375）×2×4×450N=1494000N
沖裁力： F沖=F孔+F落=889200N+1494000N=2383200N
L——沖裁周邊長度
沖孔及落料部分的卸料力
查文獻(xiàn)【1】表3-14得 KX=0.04 KT=0.45
F卸=(F孔+F落)KX=(889200+1494000)×0.04N=95328N
沖孔及落料部分的推料力
F推=n(F孔+F落)KT=2×(889200+1494000)×0.45N=2144880N
n——同時(shí)卡在凹模內(nèi)的沖裁件數(shù)
總沖壓力
F總=F沖+F卸+F推=2383200N+95328N+2144880N=4623408N
5．壓力中心的計(jì)算
X0=(375×187.5+214×95.5+20×215+132×247.5+5×281
+25×330+98×305.5)/(375+214+20+132+5+25+98)
=192.4
根據(jù)料寬385mm，則X0取192。
Y0=(375×71.5+214×12.5+280×12.5)/(375+214+280)
=37.96
則Y0取38，具體分布見圖３。
圖3 壓力中心分析圖
6 . 凸凹模刃口尺寸
查文獻(xiàn)【1】表3-5，查得凸凹模初始間隙：
Zmin=0.64mm, Zmax=0.88mm
由于沖孔落料部位形狀簡單規(guī)則且尺寸性質(zhì)相同，因此凸凹模刃口尺寸采用分開加工。
沖孔尺寸：dp=(d+X△)0-δp dd=(dp+Zmin)0+δd=(d+X△+Zmin)0+δd
落料尺寸：Dd=(D-X△)0+δd Dp=(Dd-Zmin)0-δp =(D-X△-Zmin)0-δp
① 小沖孔
工件小孔尺寸： 寬22mm，長850+1 mm（見圖1）
以凸模設(shè)計(jì)為基準(zhǔn)
由文獻(xiàn)【2】表2-14查得，
尺寸為22mm時(shí) δp=0.02mm δd=0.025mm
尺寸為85mm時(shí) δp=0.025mm δd=0.035mm
查文獻(xiàn)【1】表16-3得：
尺寸22的IT14級(jí)公差 △=0.52mm
查文獻(xiàn)【1】表3-7，磨損系數(shù)均為 x=0.5
dp1 =(22+0.5×0.52)0-0.025mm=22.260-0.025mm
dp2 =(85+0.5×1)0-0.035mm=85.50-0.035mm，
dd1=(22+0.5×0.52+0.64)0+0.025mm=22.90+0.025mm
dd2=(85+0.5×1+0.64)0+0.035mm=86.140+0.035mm
②大沖孔
工件大孔尺寸: 寬20mm、49mm,長25mm、1150+1mm(見圖1)
由文獻(xiàn)【2】表2-14查得，
尺寸為20mm、25mm時(shí) δp=0.02mm δd=0.025mm
尺寸為49mm時(shí) δp=0.02mm δd=0.03mm
尺寸為115mm時(shí) δp=0.025mm δd=0.035mm
查文獻(xiàn)【1】表16-3得：
尺寸20的IT14級(jí)公差 △1=0.52mm
尺寸26的IT14級(jí)公差 △2=0.52mm
尺寸49的IT14級(jí)公差 △3=0.62mm
查文獻(xiàn)【1】表3-7，磨損系數(shù)均為 x=0.5
dp1 =(20+0.5×0.52)0-0.02mm=20.260-0.02mm
dp2 =(26+0.5×0.52)0-0.02mm=25.260-0.02mm
dp3 =(49+0.5×0.62)0-0.02mm=49.310-0.02mm
dp4 =(115+0.5×1)0-0.025mm=115.50-0.025mm
dd1=(20+0.5×0.52+0.64)0+0.025mm=20.90+0.025mm
dd2=(26+0.5×0.52+0.64)0+0.025mm=25.90+0.025mm
dd3=(49+0.5×0.62+0.64)0+0.03mm=49.950+0.03mm
dd4=(115+0.5×1+0.64)0+0.035mm=116.140+0.035mm
③落料
工件外形尺寸： 長375mm，寬400-0.5mm(見圖1)
以凹模設(shè)計(jì)為基準(zhǔn)：
由文獻(xiàn)【2】表2-24查得：
尺寸為375mm時(shí) δp=0.04mm δd=0.06mm
尺寸為40mm時(shí) δp=0.02mm δd=0.03mm
由文獻(xiàn)【3】表16-3得：
尺寸375、40的IT14級(jí)公差分別為 △1=1.4mm, △2=0.5mm
查文獻(xiàn)【1】表3-7，磨損系數(shù)均為 x=0.5
Dd1=(375-0.5×1.4)0+0.06mm=374.30+0.06mm
Dd2=(40-0.5×0.5)0+0.03mm=39.750+0.03mm
Dp1=(375-0.5×1.4-0.64)0-0.04mm=373.660-0.04mm
Dp2=(40-0.5×0.5-0.64)0-0.02mm=39.110-0.02mm
7．主要零件的尺寸計(jì)算
（1）凹模外形尺寸
厚度： H=K×b
K——系數(shù)
b——凹模刃口的最大尺寸
由文獻(xiàn)【4】表3-33得： K=0.3
H=115×0.3=34.5mm
該件上還需沖一個(gè)較小的孔，且均在同一凹模上進(jìn)行，所以凹模厚度應(yīng)適當(dāng)增加故選： H=40mm
壁厚： C=（1.5-2）H
C=80mm
凹模長： L=（115+78+85）+2×C=438mm
凹模寬： B=（40+10+65）+2×C=275mm
故凹模外型尺寸為：500mm×315mm×40mm
（2）凸模固定板
凸模固定板的外形與尺寸通常與凹模板相同，厚度為凹模板厚度的0.6～0.8倍。
H1=(0.6～0.8)H=24mm～32mm 取整數(shù)30mm
固定凸模的型孔決定與凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，對(duì)于用螺釘固定的直通式凸模，要求型孔按凸模實(shí)際尺寸配作成M7/h6。我們選擇的尺寸為500mm×315mm×30mm。
（3）墊板的采用與厚度
墊板作用是承受凸模或凹模的壓力，防止過大的沖壓力在上下模板上壓出凹坑，影響模具正常工作。是否采用墊板，以承壓面較小的凸模進(jìn)行計(jì)算，沖小矩形孔的凸模承壓面的尺寸為22×85，其承壓應(yīng)力
σ=F/A=[(22+85)×2×4×450]/(85×22)MPa=205.99MPa
查文獻(xiàn)【6】表2-46 表2-47得：
鑄鐵模板的σb=90～140Mpa，工件材料σb=400 Mpa
即工件材料σb＞模板的σb
因此須采用墊板，墊板厚度取10mm。選擇外形尺寸為500mm×315mm×10mm的標(biāo)準(zhǔn)件，材料為45號(hào)鋼。
（4）卸料橡皮的自由高度
由于橡皮允許承受的負(fù)荷較大，而且安裝調(diào)整比較靈活方便，因而它適用于彈性卸料元件，由于零件加工F沖較大，因而選用橡皮。
為保證橡皮不因過早失去彈性而被損壞，其允許最大壓縮量應(yīng)不超過其自由高度的10%-15%，即： h預(yù)=（0.10-0.15）h自由
故工作行程：
h工作= h總- h預(yù)=（0.25-0.30）h自由
所以橡皮的高度：h自由= h工作/(0.25-0.30)
根據(jù)工件材料厚度為4mm，沖裁時(shí)凸模進(jìn)入凹模深度取5mm，考慮模具維修時(shí)刃磨留量2mm，再考慮開啟時(shí)卸料板高出凸模1mm，則總的工作行程h工件=12mm
橡皮的自由高度
h自由=h工件/(0.25～0.3)=40～48mm
取 h自由=45mm
模具在組裝時(shí)橡皮的預(yù)壓量為
H預(yù)=(10%～15%)/h自由=4.5～6.75mm
取 h預(yù)=6mm
由此可算出模具中安裝橡皮的空間高度尺寸為39mm。
（5）卸料板厚度
卸料板厚度一般情況下取10～15mm，考慮到板料較薄，這里取卸料板的厚度為10mm。
（6）凸模長度
凸模固定板高度：h1=30mm
卸料板高度：h2=10mm
材料高度：h3=4mm
附加高度：h=34mm
凸模長度：L=h1+h2+h3+h
=30mm+10mm+4mm+34mm
=78mm
8. 模架及導(dǎo)套、導(dǎo)柱的選用
該沖孔 、落料級(jí)進(jìn)模為橫向送料，零件精度較低，加工批量較大，因此選用材料HT200的鑄鐵滑動(dòng)導(dǎo)向?qū)菍?dǎo)柱模架，根據(jù)凹模周界尺寸為500mm×315mm選用。
根據(jù)文獻(xiàn)【2】表10-53得：
模架允許使用閉合高度范圍：（245-290）mm
閉合高度：H模=250mm
模架根據(jù)文獻(xiàn)【3】表16-54 表16-53得：
500×315×（24-290）I GB/T2851.1-1990 如圖4所示
根據(jù)文獻(xiàn)【3】表16-55得：
模座厚度： H上=60mm
H下=75mm
根據(jù)文獻(xiàn)【2】表10-22
導(dǎo)柱選材料20鋼：GB/T2861.1 1×45×260
GB/T2861.1 1×50×260
導(dǎo)套選材料20鋼：GB/T2861.6 1×45×150×58
GB/T2861.6 1×50×150×58
圖4 鑄鐵滑動(dòng)導(dǎo)向?qū)菍?dǎo)柱模架
9 . 沖壓設(shè)備的選擇
根據(jù)： F總沖=4623.408 KN
為使壓力機(jī)能正常工作，則沖壓設(shè)備的F壓比計(jì)算的沖壓力大30%左右。所以F壓> F總沖(1+0.3)
F壓>6010.42 KN
該零件尺寸精度較低，尺寸較大，因此選用操作空間大，操作方便，容易安裝機(jī)械化的附屬設(shè)備和成本低廉的壓力機(jī)，所以根據(jù)文獻(xiàn)【3】表4-6選閉合雙點(diǎn)壓力機(jī)J36-630B
公稱力/KN : 6300
公稱力行程/mm : 26
滑塊行程長度/mm： 500
滑塊行程次數(shù)/（n/min）： 9
最大裝模高度/mm： 810
裝模高度調(diào)節(jié)量/mm： 340
工作臺(tái)尺寸（前后×左右）/mm： 1500×3450
滑塊底面尺寸（前后×左右）/mm： 1270×3450
主電動(dòng)機(jī)功率/mm： 75
10．主要零部件的設(shè)計(jì)
本模具是采用手工送料的級(jí)進(jìn)模，落料凸模面積較大可直接用螺釘固定，沖孔凸模則須用固定板固定，凹?？芍苯佑寐葆斉c圓柱銷固定。卸料裝置采用彈性的，導(dǎo)向裝置采用導(dǎo)柱導(dǎo)套。板料的定位和導(dǎo)向采用定位銷和導(dǎo)料銷。詳見圖5。
模具國標(biāo)規(guī)定了兩種卸料螺釘，即圓柱頭卸料螺釘（GB2867.5-81）與圓柱頭內(nèi)六角卸料螺釘（GB2867.6-81），均具有如下特點(diǎn)：螺紋長度雖短但與光桿段有臺(tái)階，可保證旋入彈壓卸料板后不易松動(dòng)；螺釘長度是指光桿段長度且有公差要求，便于保證彈壓卸料板工作平面與凹模面平行；螺釘材料為35號(hào)鋼且要求熱處理硬度為28～38HRC，以便保證螺釘有足夠的強(qiáng)度，能夠承受卸料過程中反復(fù)作用的拉應(yīng)力。
沖模上的緊固件包括連接螺釘和定位銷釘。受力較大的連接螺釘一般都采用內(nèi)六角螺釘，其特點(diǎn)是用35號(hào)鋼制造，并淬火達(dá)28～38HRC，因此可承受較大的拉應(yīng)力。受力不大的小螺釘可以采用普通圓柱頭螺釘，但一般不用半球頭螺釘或沉頭螺釘。前者一字槽容易擰環(huán)，后者裝配時(shí)不便調(diào)整。
定位銷釘采用普通圓柱銷，可以承受一定的切應(yīng)力。該模具中的標(biāo)準(zhǔn)件為：
螺釘????????????? ?GB/T 70—76
圓柱銷????????????GB/T 119—2000
擋料銷 JB/T 7649.9
模柄是連接上模和壓力機(jī)的零件，這里采用的具體規(guī)格是A60×96JB7646.3-94。由四個(gè)螺釘固定到上模座上。
11．模具結(jié)構(gòu)形式
該零件的生產(chǎn)批量不是很大，合理安排生產(chǎn)采用手工送料方式能夠達(dá)到批量要求，且能降低模具成本，因此采用手工送料方式；為了便于操作，提高生產(chǎn)率，采用彈性卸料方式，凸模與卸料板推下的出件方式?？紤]零件厚度較后，模架類型及精度，采用對(duì)角導(dǎo)柱模架。
根據(jù)模具總裝圖的繪制原則，繪制的車門墊板沖孔、落料級(jí)進(jìn)模的結(jié)構(gòu)如圖5所示。采用順裝式級(jí)進(jìn)模，上模主要有凸模9、11、12固定板3橡皮14卸料板16等組成，下模主要有凹模18組成。
工作過程：將剪裁好的板料15送入模具中，由定位銷定位。沖壓時(shí)，上模降下，卸料板16先壓住板料15，上模繼續(xù)下降閉合，沖孔凸模11、12沖出孔，落料凸模9，沖出零件，廢料被凸模11、12推出，零件由凸模9推出；沖完后磨具開啟，上模上升，卸料板16把板料15從凸模9、11、12上卸下；繼續(xù)送進(jìn)板料進(jìn)行下一次沖壓。沖下的廢料和零件落在落料槽中，隔一段時(shí)間由工人用推桿從落料槽中推出。
1-導(dǎo)套 2-上模座 3-凸模固定板 4-墊板 5、21-圓柱銷
6、17-內(nèi)六角螺釘 7、10-螺釘 8-模柄 9-落料凸模
11-沖孔小凸模 12-沖孔大凸模 13-卸料螺釘 14-卸料橡皮
15-料板? 16-卸料板 18-凹模 19-下模座 20-定位銷 22-導(dǎo)柱
圖5 車門墊板沖孔、落料級(jí)進(jìn)模
12. 模具的裝配
（1）導(dǎo)柱導(dǎo)套的裝配
導(dǎo)柱導(dǎo)套和模座的配合都為過盈配合，一般都用壓力機(jī)將導(dǎo)柱導(dǎo)套分別壓入下模座和上模座。裝好后檢查導(dǎo)柱對(duì)下模座底平面，導(dǎo)套對(duì)上模座上平面的垂直度,其誤差應(yīng)在要求的范圍內(nèi)。
（2）凸模的裝配
凸模用固定板將其裝在模座上的，凸模與固定板是采用過渡配合，裝配時(shí)是在壓力機(jī)上將凸模壓入固定板的，檢查其垂直度后,將凸模尾部與凸模上平面一起磨平并將凸模端面磨平。凸模、固定板、墊板和上模座安裝在一起，用圓柱銷定位，螺栓固定。
（3）裝配下模
先將下模座和凹模疊加起來，然后用圓柱銷定位，最后用螺釘固定。
（4）裝配上模
把上模座、墊板、固定板、橡膠和卸料板按順序疊加起來，然后用圓柱銷定位，然后用卸料螺釘把卸料板、橡膠與上模座連接。然后再安裝模柄。
（5）試沖與調(diào)整
裝機(jī)試沖并根據(jù)試沖結(jié)果進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。
13．小結(jié)
本文對(duì)車門墊板零件的沖壓模具進(jìn)行了設(shè)計(jì)，采用了沖孔、落料級(jí)進(jìn)模的結(jié)構(gòu)形式。主要論述了沖孔、落料級(jí)進(jìn)模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算，包括確定模具的結(jié)構(gòu)型式，計(jì)算了模具閉合高度和壓力中心，凸、凹模間隙和刃口尺寸的確定，模具主要零件的選擇和設(shè)計(jì)，并對(duì)沖壓設(shè)備進(jìn)行了選取。其中著重闡述了凸、凹模的設(shè)計(jì)過程，最后繪制了模具的凸、凹模零件圖和車門墊板級(jí)進(jìn)模裝配圖（附圖）。
14．參考文獻(xiàn)
[1]李奇涵主編. 沖壓成形工藝與模具設(shè)計(jì)．北京：科學(xué)出版社，2007
[2] 曹立文主編．新編實(shí)用沖壓模具設(shè)計(jì)手冊(cè)．北京：人民郵電出版社 ，2007
[3]薛啟翔主編．冷沖壓實(shí)用技術(shù)．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006
[4]中國機(jī)械工業(yè)教育協(xié)會(huì)組編．冷沖模設(shè)計(jì)及制造．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001
[5]《沖模設(shè)計(jì)手冊(cè)》組編．沖模設(shè)計(jì)手冊(cè)．機(jī)械工業(yè)出版社，1988
[6]張海星編 . 冷沖壓工藝與模具設(shè)計(jì). 浙江大學(xué)出版社，2006
沖壓工藝和模具畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)說明
一、設(shè)計(jì)目的和意義
畢業(yè)設(shè)計(jì)是沖壓工藝課教學(xué)環(huán)節(jié)之—。通過畢業(yè)設(shè)計(jì)，學(xué)會(huì)運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)和有關(guān)設(shè)計(jì)資料，培養(yǎng)學(xué)生分析和解決沖壓工藝問題，編制沖壓工藝規(guī)程和設(shè)計(jì)沖壓模具的能力。
二、設(shè)計(jì)內(nèi)容，步驟和要求
設(shè)計(jì)內(nèi)容是對(duì)沖壓制件進(jìn)行工藝規(guī)程設(shè)計(jì)和完成其多工序的沖壓模具設(shè)計(jì)。
(一)編制沖壓工藝規(guī)程
1.工件工藝性分析
分析沖壓件的沖壓工藝性，從沖壓工藝的角度審查沖壓件所用材料、形狀、尺寸、精度等方面是否適合于沖壓加工方法。
2.擬定沖壓件的工藝方案
根據(jù)沖壓件產(chǎn)品圖及其技術(shù)要求，生產(chǎn)批量和生產(chǎn)條件，擬定沖壓件可能采用的各種沖壓工藝方案，經(jīng)過技術(shù)和經(jīng)濟(jì)兩方面的綜合分析，選擇最佳的沖壓工藝方案。
①計(jì)算毛坯尺寸：如彎曲件毛坯展開尺寸，拉深零件毛坯形狀和尺寸等。
②進(jìn)行必要的工藝計(jì)算。
③擬定幾種不同的沖壓工藝方案，經(jīng)過技術(shù)和經(jīng)濟(jì)兩方面的綜合分析，選擇最佳工藝方案。
④按所擬定的沖壓工藝方案確定工序的半成品形狀和尺寸，繪出各工序圖。
3.確定合理的排樣方式、裁板方法，并計(jì)算材料的利用率。
4.計(jì)算各工序沖壓力，選擇沖壓設(shè)備。
5.填寫沖壓工藝卡。
(二)沖模設(shè)計(jì)
設(shè)計(jì)某一多工序工件的沖模，繪制模具總裝配圖和零件圖。
1.繪制模具總裝配圖
①模具類型及結(jié)構(gòu)形式的確定，根據(jù)確定的沖壓工藝方案，沖壓件的形狀和尺寸，精度要求，生產(chǎn)批量，模具制造和維修條件，上料和出料方式，使用設(shè)備，操作與安全等方面的情況。
②確定沖模壓力中心的位置。
③彈簧和橡皮的選用和計(jì)算。
④沖模工作零件，定位零件、壓料、卸料和拔出零件，固定零件的設(shè)計(jì)。
⑤沖模標(biāo)準(zhǔn)件（模板、導(dǎo)向零件，緊固零件等）的選用。
⑥繪制模具總裝配圖
在總裝配圖設(shè)計(jì)中，應(yīng)繪制主視圖和俯視圖，必要時(shí)繪制剖面圖或局部視圖。
在總裝配圖上還應(yīng)繪制工序圖、排樣圖、零件明細(xì)表和技術(shù)要求。
2. 繪制模具零件圖
按設(shè)計(jì)的模具總裝配圖，拆繪模具的零件圖。
零件圖繪制時(shí)，還應(yīng)有剖視圖。
零件圖應(yīng)注明詳細(xì)尺寸、制造公差、形位公差，表面粗糙度，材料熱處理，技術(shù)要求。
(三)編制設(shè)計(jì)說明書
說明書內(nèi)容包括：
1.目錄
2.設(shè)計(jì)任務(wù)書
3.序言
4.沖壓件工藝性分析
5.沖壓件工藝方案的擬定
6.排樣方式、裁板方法以及材料的利用率計(jì)算
7.沖壓力計(jì)算和沖壓設(shè)備選擇
8.模具類型和結(jié)構(gòu)形式的確定
9.沖模壓力中心計(jì)算
10.彈簧和橡皮的選用和計(jì)算
11.沖模工作零件刃口尺寸和公差計(jì)算
12.沖模工作零件和非標(biāo)準(zhǔn)件的設(shè)計(jì)
13.沖模標(biāo)準(zhǔn)件的選用
14.對(duì)本設(shè)計(jì)的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析和個(gè)人設(shè)計(jì)心得
15.參考文獻(xiàn)
三、設(shè)計(jì)參考資料
1. 中國機(jī)械工業(yè)教育協(xié)會(huì)組編 《冷沖模設(shè)計(jì)及制造》，機(jī)械工業(yè)出版社，2006
2. 王孝培 主編《實(shí)用沖壓技術(shù)手冊(cè)》，機(jī)械工業(yè)出版社，2001
3. 陳錫棟 主編《實(shí)用模具技術(shù)手冊(cè)》，機(jī)械工業(yè)出版社，2002
4. 劉心治 主編《冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)》，重慶大學(xué)出版社，1994
5. 陳劍鶴 主編《冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)》，機(jī)械工業(yè)出版社，2002
6. 鐘毓斌 主編《冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)》，機(jī)械工業(yè)出版社，2000
7. 馮小明 主編《冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)》，重慶大學(xué)出版社，2004
8. 丁松聚 主編《冷沖模設(shè)計(jì)》，機(jī)械工業(yè)出版社，2001
四、設(shè)計(jì)進(jìn)度安排
14周周一至14周周二：布置畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)，計(jì)算準(zhǔn)備（熟悉課題、查閱參考文獻(xiàn)等）；
14周周三至15周周一：編制沖壓工藝規(guī)程；
15周周二至16周周一：沖模設(shè)計(jì)（繪制模具總裝配圖和模具零件圖）；
16周周二至16周周五：編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書和答辯。
課題十二 級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)
如圖所示零件：車門墊板
生產(chǎn)批量：大批量
材料：Q235
料厚：t=4mm
設(shè)計(jì)該零件的沖壓工藝與模具。
設(shè)計(jì)及計(jì)算的主要內(nèi)容：
一、沖壓件的工藝分析
二、排樣
三、計(jì)算沖壓力
1.落料力計(jì)算
2.沖孔力計(jì)算
3.卸料力計(jì)算
總沖壓力為：
四、確定模具壓力中心
五、凸、凹模刃口尺寸計(jì)算
六、凸模、凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
七、模具總體設(shè)計(jì)及主要零部件設(shè)計(jì)
1.卸料彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算
2.模架的選擇
八、沖壓設(shè)備的選擇
附:
尺寸
編號(hào)
a
b
c
d
e
f
1
22
20
25
77
50
45
2
23
21
26
77
50
45
3
22
20
25
78
49
45
4
22
20
26
78
49
45
5
23
21
25
77
50
45
6
23
21
26
77
49
45
冷沖模具使用壽命的影響及對(duì)策
沖壓模具概述
沖壓模具--在冷沖壓加工中，將材料（金屬或非金屬）加工成零件（或半成品）的一種特殊工藝裝備，稱為冷沖壓模具（俗稱冷沖模）。沖壓--是在室溫下，利用安裝在壓力機(jī)上的模具對(duì)材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需零件的一種壓力加工方法。
沖壓模具的形式很多，一般可按以下幾個(gè)主要特征分類：
１．根據(jù)工藝性質(zhì)分類
?。?）沖裁模 沿封閉或敞開的輪廓線使材料產(chǎn)生分離的模具。如落料模、沖孔模、切斷模、切口模、切邊模、剖切模等。
（2）彎曲模 使板料毛坯或其他坯料沿著直線（彎曲線）產(chǎn)生彎曲變形，從而獲得一定角度和形狀的工件的模具。
（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。
?。?）成形模 是將毛坯或半成品工件按圖凸、凹模的形狀直接復(fù)制成形，而材料本身僅產(chǎn)生局部塑性變形的模具。如脹形模、縮口模、擴(kuò)口模、起伏成形模、翻邊模、整形模等。
２．根據(jù)工序組合程度分類
（1）單工序模 在壓力機(jī)的一次行程中，只完成一道沖壓工序的模具。
（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。
（3）級(jí)進(jìn)模（也稱連續(xù)模） 在毛坯的送進(jìn)方向上，具有兩個(gè)或更多的工位，在壓力機(jī)的一次行程中，在不同的工位上逐次完成兩道或兩道以上沖壓工序的模具。
沖冷沖模全稱為冷沖壓模具。
冷沖壓模具是一種應(yīng)用于模具行業(yè)冷沖壓模具及其配件所需高性能結(jié)構(gòu)陶瓷材料的制備方法，高性能陶瓷模具及其配件材料由氧化鋯、氧化釔粉中加鋁、鐠元素構(gòu)成，制備工藝是將氧化鋯溶液、氧化釔溶液、氧化鐠溶液、氧化鋁溶液按一定比例混合配成母液，滴入碳酸氫銨，采用共沉淀方法合成模具及其配件陶瓷材料所需的原材料，反應(yīng)生成的沉淀經(jīng)濾水、干燥，煅燒得到高性能陶瓷模具及其配件材料超微粉，再經(jīng)過成型、燒結(jié)、精加工，便得到高性能陶瓷模具及其配件材料。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是本發(fā)明制成的冷沖壓模具及其配件使用壽命長，在沖壓過程中未出現(xiàn)模具及其配件與沖壓件產(chǎn)生粘結(jié)現(xiàn)象，沖壓件表面光滑、無毛刺，完全可以替代傳統(tǒng)高速鋼、鎢鋼材料。
冷沖模具主要零件
冷沖模具是沖壓加工的主要工藝裝備，沖壓制件就是靠上、下模具的相對(duì)運(yùn)動(dòng)來完成的。加工時(shí)由于上、下模具之間不斷地分合，如果操作工人的手指不斷進(jìn)入或停留在模具閉合區(qū)，便會(huì)對(duì)其人身安全帶來嚴(yán)重威脅。
（一）模具的主要零件、作用及安全要求
1．工作零件凸凹模是直接使坯料成形的工作零件，因此，它是模具上的關(guān)鍵零件。凸凹模不但精密而且復(fù)雜，它應(yīng)滿足如下要求：
（1）應(yīng)有足夠的強(qiáng)度，不能在沖壓過程中斷裂或破壞．
?。?）對(duì)其材料及熱處理應(yīng)有適當(dāng)要求，防止硬度太高而脆裂。
2．定位零件定位零件是確定坯件安裝位置的零件，有定位銷（板）、擋料銷（板）、導(dǎo)正銷、導(dǎo)料板、定距側(cè)刀、側(cè)壓器等。設(shè)計(jì)定位零件時(shí)應(yīng)考慮操作方便，不應(yīng)有過定位，位置要便于觀察，最好采用前推定位、外廓定位和導(dǎo)正銷定位等。
3．壓料、卸料及出料零件壓料零件有壓邊圈、壓料板等。
壓邊圈可對(duì)拉延坯料加壓邊力，從而防止坯料在切向壓力的作用下拱起而形成皺褶。壓料板的作用是防止坯料移動(dòng)和彈跳。頂出器、卸料板的作用是便于出件和清理廢料。它們由彈簧、橡膠和設(shè)備上的氣墊推桿支撐，可上下運(yùn)動(dòng)，頂出件設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)具有足夠的頂出力，運(yùn)動(dòng)要有限位。卸料板應(yīng)盡量縮小閉合區(qū)域或在操作位置上銑出空手槽。暴露的卸料板的四周應(yīng)設(shè)有防護(hù)板，防止手指伸入或異物進(jìn)入，外露表面棱角應(yīng)倒鈍。
4．導(dǎo)向零件導(dǎo)柱和導(dǎo)套是應(yīng)用最廣泛的一種導(dǎo)向零件。其作用是保證凸凹模在沖壓工作時(shí)有精確的配合間隙。因此，導(dǎo)柱、導(dǎo)套的間隙應(yīng)小于沖裁間隙。導(dǎo)柱設(shè)在下模座，要保證在沖程下死點(diǎn)時(shí)，導(dǎo)柱的上端面在上模板頂面以上最少5至10毫米。導(dǎo)柱應(yīng)安排在遠(yuǎn)離模塊和壓料板的部位，使操作者的手臂不用越過導(dǎo)柱送取料。
5．支承及夾持零件它包括上下模板、模柄、凸凹模固定板、墊板、限位器等。
上下模板是冷沖模具的基礎(chǔ)零件，其他各種零件都分別安裝固定在上面。模板的平面尺寸，尤其是前后方向應(yīng)與制件相適應(yīng)，過大或過小均不利于操作。
有些模具（落料、沖孔類模具）為了出件方便，需在模架下設(shè)墊板。這時(shí)墊板最好與模板之間用螺釘連接在一起，兩墊板的厚度應(yīng)絕對(duì)相等。墊板的間距以能出件為準(zhǔn)，不要太大，以免模板斷裂。
6．緊固零件它包括螺釘、螺母、彈簧、柱銷、墊圈等，一般都采用標(biāo)準(zhǔn)件。冷沖模具的標(biāo)準(zhǔn)件用量較多，設(shè)計(jì)選用時(shí)應(yīng)保證緊固和彈性頂出的需要，避免緊固件暴露在表面操作位置上，防止碰傷人手和妨礙操作。
冷沖模具的發(fā)展
改革開放以來，隨著國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，市場對(duì)冷沖模具的需求量不斷增長。近年來，冷沖模具工業(yè)一直以15%左右的增長速度快速發(fā)展，冷沖模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了巨大變化，除了國有專業(yè)模具廠外，集體、合資、獨(dú)資和私營也得到了快速發(fā)展。
隨著與國際接軌的腳步不斷加快，市場競爭的日益加劇，人們已經(jīng)越來越認(rèn)識(shí)到產(chǎn)品質(zhì)量、成本和新產(chǎn)品的開發(fā)能力的重要性。而冷沖模具制造是整個(gè)鏈條中最基礎(chǔ)的要素之一，冷沖模具制造技術(shù)現(xiàn)已成為衡量一個(gè)國家制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)志，并在很大程度上決定企業(yè)的生存空間。
近年許多冷沖模具企業(yè)加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投資力度，將技術(shù)進(jìn)步視為企業(yè)發(fā)展的重要?jiǎng)恿?。一些國?nèi)模具企業(yè)已普及了二維CAD，并陸續(xù)開始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等國際通用軟件，個(gè)別廠家還引進(jìn)了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE軟件，并成功應(yīng)用于沖壓模的設(shè)計(jì)中。
以汽車覆蓋件模具為代表的大型沖壓模具的制造技術(shù)已取得很大進(jìn)步，東風(fēng)汽車公司模具廠、一汽模具中心等模具廠家已能生產(chǎn)部分轎車覆蓋件模具。此外，許多研究機(jī)構(gòu)和大專院校開展模具技術(shù)的研究和開發(fā)。經(jīng)過多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技術(shù)方面取得了顯著進(jìn)步；在提高模具質(zhì)量和縮短模具設(shè)計(jì)制造周期等方面做出了貢獻(xiàn)。
雖然中國冷沖模具工業(yè)在過去十多年中取得了令人矚目的發(fā)展，但許多方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比仍有較大的差距。例如，精密加工設(shè)備在冷沖模具加工設(shè)備中的比重比較低；CAD/CAE/CAM技術(shù)的普及率不高；許多先進(jìn)的模具技術(shù)應(yīng)用不夠廣泛等等，致使相當(dāng)一部分大型、精密、復(fù)雜和長壽命冷沖模具依賴進(jìn)口。
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)日益復(fù)雜與多樣化,產(chǎn)品性能和質(zhì)量也在不斷提高,因而對(duì)冷沖壓技術(shù)提出了更高的要求.為了使冷沖壓技術(shù)能適應(yīng)各工業(yè)部門的需要,冷沖壓技術(shù)自身也在不斷革新和發(fā)展.冷沖壓技術(shù)的發(fā)展思路就是盡可能地完善和擴(kuò)充冷沖壓工藝的優(yōu)點(diǎn),克服其缺點(diǎn).在冷沖壓技術(shù)的發(fā)展過程中,應(yīng)注意以下幾方面：
(1)冷沖壓技術(shù)的發(fā)展過程中應(yīng)正確地確定工藝參數(shù)及冷沖模具工作部分的形狀與尺寸,提高沖壓件的質(zhì)量、縮短新產(chǎn)品試制周期,應(yīng)在加強(qiáng)沖壓成形理論研究的基礎(chǔ)上,使沖壓成形理論達(dá)到能對(duì)生產(chǎn)實(shí)際起指導(dǎo)作用,逐步建立起一套密切結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際的先進(jìn)的工藝分析計(jì)算方法.國外已開始采用彈塑性有限元法對(duì)汽車覆蓋零件的成形過程進(jìn)行應(yīng)力應(yīng)變分析和計(jì)算機(jī)模擬,以預(yù)測某一工藝方案對(duì)零件成形的可能性和可能出現(xiàn)的問題。
(2)加快產(chǎn)品更新?lián)Q代,克服模具設(shè)計(jì)周期長的缺點(diǎn).應(yīng)大力開展模具計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和制造(CAD/CAM)技術(shù)的研究.在我國,目前要特別注意加強(qiáng)多工位級(jí)進(jìn)模CAD/CAM技術(shù)的研究。
(3)滿足大量生產(chǎn)需要以及減輕勞動(dòng)強(qiáng)度.應(yīng)加強(qiáng)冷沖壓生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)化研究,使一般中、小件能在高速壓力機(jī)上采用多工位級(jí)進(jìn)模生產(chǎn),達(dá)到生產(chǎn)高度自動(dòng)化,進(jìn)一步提高沖壓的生產(chǎn)率。
(4)擴(kuò)大冷沖壓生產(chǎn)的運(yùn)用范圍.使冷沖壓既適合大量生產(chǎn),也適合小批量生產(chǎn);既能生產(chǎn)一般精度的產(chǎn)品,也能生產(chǎn)精密零件.應(yīng)注意開發(fā)如精密沖裁(特別是厚料精沖)、高能成形、軟模成形、施壓和超塑性加工等新成形工藝,還要推廣簡易模(軟模和低熔點(diǎn)合金模)、通用組合模、數(shù)控沖床等設(shè)備的運(yùn)用。
此外,對(duì)沖壓板料性能的改進(jìn),模具新材料、模具新加工方法的開發(fā)也應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)。
冷沖模具使用壽命的影響及對(duì)策
冷沖模具的使用壽命是以沖制出的工件數(shù)量來計(jì)算的。影響冷沖模壽命的因素很多。主要有模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、制造模具所用凸模和凹模的材料、模具的熱處理質(zhì)量與表面強(qiáng)化、沖模零件的制造精度和冷沖壓材料的選取。除此之外，還有沖模的安裝、調(diào)整、使用以及維修等。
1．模具設(shè)計(jì)對(duì)壽命的影響
(1)排樣設(shè)計(jì)的影響排樣方法與搭邊值對(duì)模具壽命的影響很大，過小的搭邊值，往往是造成模具急劇磨損和凸、凹?？袀闹匾?。從節(jié)約材料出發(fā)，搭邊值愈小愈好，但搭邊值小于一定數(shù)值后，對(duì)模具壽命和剪切表面質(zhì)量不利。在沖裁中有可能被拉人模具問隙中，使零件產(chǎn)生毛刺，甚至損壞模具刃口，降低模具壽命。因此，在考慮提高材料利用率的同時(shí)，必須根據(jù)零件產(chǎn)量、質(zhì)量和壽命，確定排樣方法和搭邊值。
(2)凹模結(jié)構(gòu)的影響對(duì)容易產(chǎn)生應(yīng)力集中而開裂的凹模結(jié)構(gòu)，可以采用組合結(jié)構(gòu)或鑲拼結(jié)構(gòu)，以及預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，從而提高模具使用壽命。
(3)間隙的影響當(dāng)間隙過小時(shí)，壓縮擠壓利害，摩擦力增大，磨損增大，側(cè)面的磨損加劇，沖裁后卸料和推件時(shí)，材料與凸、凹模之間的摩擦還將造成刃口側(cè)面的磨損比端面的磨大大，同時(shí)也容易造成凸、凹模溫度很高，把金屬碎屑吸附在刃口側(cè)面，形成金屬瘤，使凸、凹模出現(xiàn)崩刃或脹裂現(xiàn)象。因此，過小的間隙對(duì)模具壽命極為不利。間隙太大，會(huì)增加凸模與凹模端面邊緣的集中應(yīng)力，致使壓應(yīng)力急劇增加，于是刃口邊很快屈服變形而失去棱角。因此又增加了沖裁力，進(jìn)而使刃口邊更快磨損，降低模具壽命。但為了減小凸、凹模的磨損，延長模具使用壽命，在保證沖裁件質(zhì)量的前提下，設(shè)計(jì)時(shí)適當(dāng)采用較大間隙是十分必要的。
(4)模具導(dǎo)向結(jié)構(gòu)對(duì)壽命的影響可靠的導(dǎo)向?qū)τ跍p小工作零件的磨損，避免凸、凹模啃傷是非常有效的。特別對(duì)無問隙或小問隙沖裁模、復(fù)合模和多工位級(jí)進(jìn)模更為重要。為提高模具壽命，必須根據(jù)工序和零件精度要求，正確選擇導(dǎo)向形式和導(dǎo)向精度，所選擇導(dǎo)向精度應(yīng)高于凸、凹模的配合精度。
(5)冷沖壓材料選取的影響冷沖壓材料應(yīng)滿足制件的設(shè)計(jì)要求和沖壓工藝要求，否則容易損傷模具，降低模具使用壽命。冷沖壓材料表面質(zhì)量不好，沖壓時(shí)制件易破裂，也易擦傷模具。冷沖壓材料塑性不好，變形量小，沖壓時(shí)制件易破裂，也易擦傷模具。另外，材料的厚度公差應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)。因?yàn)橐桓睕_模適用于一定材料的厚度，成形、彎曲、翻邊、引伸模具的凸、凹模結(jié)構(gòu)間隙是直接根據(jù)材料厚度來確定的。所以材料厚度不均勻，會(huì)導(dǎo)致廢品產(chǎn)生和模具損壞。
2．模具材料對(duì)模具壽命的影響
模具材料對(duì)模具壽命的影響是模具材料性質(zhì)、化學(xué)成分、組織結(jié)構(gòu)、硬度和冶金質(zhì)量等的綜合反映。其中，材料性質(zhì)和熱處理質(zhì)量影響最為明顯。模具材料性質(zhì)對(duì)模具壽命的影響是很大的。如將同一種工件，使用不同的模具材料做彎曲試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果：用9Mn2V材料，其壽命為5萬次；用Crl2MoV滲氮，其壽命可達(dá)40萬次。因此，在選用材料時(shí)，應(yīng)根據(jù)制件的批量大小，合理選用模具材料。模具工作零件的硬度對(duì)模具壽命的影響也很大。但并不是硬度愈高、模具壽命愈長。這是因?yàn)橛捕扰c強(qiáng)度、韌性及耐磨性等有密切的關(guān)系。有的沖模要求硬度高，壽命長。如采用T10鋼制造沖模，硬度為54～58HRC，只沖幾千次，制件毛刺就很大。如果將硬度提高到60～64HRC，則刃磨壽命可達(dá)2～3萬次。但如果繼續(xù)提高硬度，則會(huì)出現(xiàn)早期斷裂。有的沖模硬度不宜過高，如采用Crl2MoV制造凹模硬度為58～62HRC時(shí)，一般壽命為2—3萬件，失效形式是崩刃和開裂以及如果將硬度降到54～58HRC，壽命提高到5～6萬件，但硬度降低到50～53HRC會(huì)出現(xiàn)凹模刃口易磨鈍現(xiàn)象。由此可見，模具硬度必須根據(jù)材料性質(zhì)和失效形式而定。應(yīng)使硬度、強(qiáng)度、韌性及耐磨性、耐疲勞強(qiáng)度等達(dá)到特定沖壓工序所需要的最佳配合。
3．模具的熱處理質(zhì)量與表面強(qiáng)化對(duì)壽命的影響
模具的熱處理質(zhì)量對(duì)模具的性質(zhì)與使用壽命影響很大。實(shí)踐證明，模具工作零件的淬火變形與開裂，使用過程中早期斷裂，雖然與材料的冶金質(zhì)量、鍛造質(zhì)量、模具結(jié)構(gòu)及加工有關(guān)，但與模具的熱處理關(guān)系更大。根據(jù)模具失效原因的分析統(tǒng)計(jì)，熱處理不當(dāng)引起的失效占50％ 以上。實(shí)踐證明，高級(jí)的模具材料必須配以正確的熱處理工藝，才能真正發(fā)揮材料的潛力。模具工作零件表面強(qiáng)化處理的目的，是獲得外硬內(nèi)韌的效果，從而得到硬度、耐磨性、韌性、耐疲勞強(qiáng)度的良好配合。模具表面強(qiáng)化處理方法很多，表面處理的新技術(shù)工藝發(fā)展很快。除氮碳共滲和離子氮化、滲硼、滲鈮、滲釩、表面鍍硬鉻和電火花強(qiáng)化外，化學(xué)氣相沉積(CVD)和物理氣相沉積(PVD)已逐步采用。經(jīng)CVD和PVD處理后，模具表面覆蓋一層超硬物質(zhì)，如TiC、TiN等。硬度極高、耐磨性、耐蝕性、抗黏合性很好，可提高模具壽命幾倍到幾十倍。
4．沖模零件的制造精度對(duì)模具壽命的影響
沖模制造的精度與使用壽命關(guān)系很大，特別是模具表面粗糙度對(duì)模具影響很大。如用Crl2MoV鋼制造落料模，如果表面粗糙度值R =1．6 m時(shí)，其壽命為3萬件左右。如經(jīng)精拋光，表面粗糙度值R =0．4 m，壽命可提高到4—5萬件。因此，對(duì)模具工作零件表面，一般都要經(jīng)過磨削、研磨、拋光等精加工和精細(xì)加工。
5．其他方面對(duì)模具壽命的影響
(1)壓力機(jī)的精度不高，也易使沖模損壞。
(2)沖模在壓力機(jī)上安裝的正確與否及操作者的技術(shù)水平高低，對(duì)模具壽命也有很大影響。
(3)沖模的保管和維護(hù)好壞，以及使用潤滑劑的情況，也影響模具使用壽命。
6．結(jié)語
在實(shí)際生產(chǎn)中，對(duì)于薄板沖模使用，很少出現(xiàn)非正常磨損的情況。但對(duì)于厚板沖模時(shí)則發(fā)現(xiàn)易出現(xiàn)非正常磨損，我們總是針對(duì)出現(xiàn)的問題進(jìn)行研究總結(jié)。因?yàn)橐桓崩錄_模，從設(shè)計(jì)、加工制造、裝配、調(diào)試到安裝、使用，都耗費(fèi)了眾多工時(shí)，同時(shí)沖模的凸、凹模使用的材料，大都是優(yōu)質(zhì)合金鋼。因此，沖模的成本都是比較高的。所以在生產(chǎn)中了解影響沖模壽命的因素及采取相應(yīng)的對(duì)策來指導(dǎo)生產(chǎn)，具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。