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第二章 設(shè)計(jì)要求 無錫職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 題 目 支架冷沖模設(shè)計(jì) 英文并列題目 Bracket Die Design 院 系 機(jī)械技術(shù)學(xué)院 班 級 模具 11132 學(xué)生姓名 王雪松 學(xué) 號(hào) 1030113228 指導(dǎo)老師 范祖賢 職 稱 副教授 答辯委員會(huì)主任 主答辯人 于昂 第二章 設(shè)計(jì)要求 二 零 一 四 年 四 月 第二章 設(shè)計(jì)要求 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （ 論 文 ） 開 題 報(bào) 告 學(xué)生姓名: 王雪松 學(xué)號(hào)：1030113228 班級：模具 11132 所屬 院系專業(yè) ：模具設(shè)計(jì)與制造 指導(dǎo)教師 ：范祖賢 職稱：副教授 所在部門 ：無錫職業(yè)技術(shù) 學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目：支架沖壓模具設(shè)計(jì) 題目類型 工程設(shè)計(jì)（項(xiàng)目）□ 論文類□ 作品設(shè)計(jì)類□ 其他 □ 一、選題簡介、意義 沖壓是在室溫下，利用安裝在壓力機(jī)上地模具對材料施加壓力， 使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需零件地一種加工方法。 在沖壓加工中，將材料（金屬或非金屬）加工成零件（或半成 品）地一種特殊工藝裝備，稱為沖壓模具。沖模在實(shí)現(xiàn)沖壓加 工中是必不可少地工藝裝備，用模具加工出地沖壓件幾乎是 “一模一樣”，若沒有符合要求地沖模，就不能生產(chǎn)出合格地 沖壓件；沒有先進(jìn)地沖模，先進(jìn)地沖壓成形工藝就無法實(shí)現(xiàn)。 在沖壓零件地生產(chǎn)中，合理地沖壓成形工藝、先進(jìn)地模具、高 效地沖壓設(shè)備是必不可少地三要素。 第二章 設(shè)計(jì)要求 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)特地優(yōu)點(diǎn)。生產(chǎn)地制件所表現(xiàn)出來地高精 度，高復(fù)雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率與低消耗，是其他加工 制造方法所不能比擬地。但需要指出地是，由于進(jìn)行沖壓成形 加工必須具備相應(yīng)地模具，而模具是技術(shù)密集型產(chǎn)品，其制造 屬單位小批量生產(chǎn)，具有難加工、精度高、技術(shù)要求高、生產(chǎn) 成本高地特點(diǎn)。所以，只有在沖壓零件生產(chǎn)批量大地情況下， 沖壓成形加工地優(yōu)點(diǎn)才能充分體現(xiàn)，從而獲得好地經(jīng)濟(jì)效益。 由于沖壓加工具有上述突出特點(diǎn)，因此在批量生產(chǎn)中得到了廣 泛地應(yīng)用，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中占有十分重要地地位，是國防工 業(yè)及民用工業(yè)中必不可少地加工方法。 二、課題綜述（課題研究，主要研究地內(nèi)容，要解決地問題， 預(yù)期目標(biāo)，研究步驟、方法及措施等） 沖壓模具地設(shè)計(jì)在其生產(chǎn)、加工以及使用過程中尤為重要。特 別是它地結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，對加工、裝配、工期、成本乃至沖壓產(chǎn)品 地質(zhì)量及生產(chǎn)效率產(chǎn)生極大地影響。所以，此課題主要考慮以 下幾個(gè)方面地內(nèi)容： 1. 分析沖壓件地圖樣及技術(shù)條件。 2. 對沖壓件進(jìn)行工藝分析，為理論計(jì)算作準(zhǔn)備。 3. 計(jì)算沖裁、拉深力，確定壓力機(jī)參數(shù)，選擇合理地沖壓設(shè)備。 4. 確定模具地具體結(jié)構(gòu)，繪制草圖。 第二章 設(shè)計(jì)要求 5. 繪制模具地裝配圖及主要零件圖。 6. 零件圖標(biāo)注尺寸、公差及技術(shù)條件，并進(jìn)行必要地強(qiáng)度校核。 7. 根據(jù)開題地研究過程撰寫設(shè)計(jì)說明書。 三、設(shè)計(jì)（論文）體系、結(jié)構(gòu)（大綱） 本課題主要研究掌握模具設(shè)計(jì)地方法及工序，鞏固與加深對機(jī) 械二維、三維地制圖能力。設(shè)計(jì)過程中鍛煉查閱文獻(xiàn)與資料自 我設(shè)計(jì)地能力，培養(yǎng)與提升我們地創(chuàng)新能力，增強(qiáng)我們獨(dú)立思 考問題與解決問題地能力。在對模具設(shè)備地結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與理論計(jì) 算上，掌握模具設(shè)備地主要結(jié)構(gòu)與性能、工藝適應(yīng)性與技術(shù)參 數(shù)。從而能根據(jù)成型地生產(chǎn)要求，模具結(jié)構(gòu)等因素，經(jīng)濟(jì)、有 效地使用設(shè)備，合理地選擇工藝，正確地設(shè)計(jì)模具，保證成型 生產(chǎn)能夠經(jīng)濟(jì)、合理地進(jìn)行，提高自身在成型工藝與模具方面 地綜合著機(jī)水平，提高自身解決實(shí)際問題地能力。 指導(dǎo)教師意見： 第二章 設(shè)計(jì)要求 簽字： 年 月 日 院（系）審批意見： 簽章： 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 2013 年 9 月 19 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題 目 支架（一）冷沖模設(shè)計(jì) 題目來 源 自擬 第二章 設(shè)計(jì)要求 指導(dǎo)教師 ：范祖賢 職稱：副教授 所在部門 機(jī)械技術(shù)學(xué)院 學(xué)生姓名 ：王雪松 學(xué)號(hào)：1030113228 班 級 ：模具 11132 所屬院系專業(yè) ：模具 外語翻譯要求 翻譯后中文字?jǐn)?shù)約 2500 字左右，內(nèi)容與課題相 關(guān)。 課題需要完成地任務(wù) 【工程設(shè)計(jì)類課題：】 根據(jù)導(dǎo)師下達(dá)地畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)，查閱相關(guān)設(shè)計(jì)資料（不少 于 5 本），綜合應(yīng)用所學(xué)地專業(yè)知識(shí)，填寫開題報(bào)告。對產(chǎn)品 進(jìn)行冷沖壓工藝分析，制訂完整地沖壓工藝方案，計(jì)算所需地 工藝數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)合理地模具結(jié)構(gòu)，正確選用標(biāo)準(zhǔn)件與常用件。 繪制裝配圖（1-2 張）與主要工作部分零件圖（不少于 5 張）。 編寫冷沖壓工藝卡片與主要工作部分零件加工工藝過程卡，撰 寫完整地設(shè)計(jì)說明書 1 份（15000 字以上）。 課題 計(jì) 劃 安 排 序號(hào) 內(nèi) 容 時(shí) 間 安 排 1 查閱相關(guān)設(shè)計(jì)資料填寫開題報(bào)告 2013.9.23～9.29 2 制訂完整地沖壓工藝方案及計(jì)算工藝數(shù)據(jù) 2013.9.30～10.11 3 設(shè)計(jì)冷沖模結(jié)構(gòu)，繪制裝配圖與零件圖 2013.10.14～11.1 4 整理冷沖模設(shè)計(jì)說明書 2013.11.4～11.20 第二章 設(shè)計(jì)要求 5 填寫沖壓工藝卡、零件加工工藝過程卡、小結(jié) 打印所有資料并裝訂 2013.12.1～2014.3.21 計(jì)劃答辯 時(shí)間 2014 年 4 月 日 答辯提交資料 2014 年 月 日 教研室主任審核意見 簽名： 現(xiàn)代快速經(jīng)濟(jì)制造模具技術(shù) 摘要： 第二章 設(shè)計(jì)要求 隨著全球經(jīng)濟(jì)地發(fā)展，新地技術(shù)革命不斷取得新地進(jìn)展與突破， 技術(shù)地飛躍發(fā)展已經(jīng)成為推動(dòng)世界經(jīng)濟(jì)增長地重要因素。市場 經(jīng)濟(jì)地不斷發(fā)展，促使工業(yè)產(chǎn) 品越來越向多品種、小批量、高 質(zhì)量、低成本地方向發(fā)展，為了保持與加強(qiáng)產(chǎn)品在市場上地競 爭力，產(chǎn)品地開發(fā)周期、生產(chǎn)周期越來越短，于是對制造各種 產(chǎn)品地關(guān)鍵工藝裝備——模具地要求越來越苛刻。 一方面企業(yè) 為追求規(guī)模效益，使得模具向著高速、精密、長壽命方向發(fā)展； 另一方面企業(yè)為了滿足多品種、小批量、產(chǎn)品更新?lián)Q代快、贏 得市場地需要，要求模具向著制造周期短、成本低地快速經(jīng)濟(jì) 地方向發(fā)展。計(jì)算機(jī)、激光、電子、新材料、新技術(shù)地發(fā)展， 使得快速經(jīng)濟(jì)制模技術(shù)如虎添翼，應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，類型不 斷增多，創(chuàng)造地經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益越來越顯著。 快速經(jīng)濟(jì) 制模技術(shù)與傳統(tǒng)地機(jī)械加工相比，具有制模周期短、成本低、 精度與壽命又能滿足生產(chǎn)上地使用要求，是綜合經(jīng)濟(jì)效益比較 顯著地一類制造模具地技術(shù)。 AbstracAlong with the global economy development, the new technological revolution made the new progress and the breakthrough unceasingly, the technical leap development already becomes the important attribute which the impetus world economics grew. The market economy unceasing development, urges the industry product more and more to the multi- varieties, high grade, the low cost direction to develop, in order to maintain and strengthens the product in market competitive power, product development cycle, production cycle more and more short, thereupon to makes each kind of product the essential craft equipment mold request to be more and more harsh. On the one hand the enterprise for the pursue scale benefit, causes the mold to turn towards high speed, is precise, the long life direction develops; On the other hand enterprise in order to satisfy the multi- varieties,, the product renewal quickly, wins the market the need, requests the mold to turn towards the manufacture cycle to be short, the cost low fast economy direction develops. The computer, the laser, electronic, 第二章 設(shè)計(jì)要求 the new material, the new technical development, causes the fast economical pattern making technology even more powerful, the application scope expands unceasingly, the type increases unceasingly, the creation economic efficiency and the social efficiency are more and more remarkable. The fast economical pattern making technology and the traditional machine-finishing compares, has the pattern making cycle short, the cost is low, the precision and the life can satisfy in the production the operation requirements, is synthesizes an economic efficiency quite remarkable kind to make the mold the technology. 關(guān)鍵詞：沖壓模； CAD；支架；工藝卡片 Modern fast economy manufacture mold technology Keyword：Stamping die；Computer Aided Design ；Bend the bracket；Process card 摘要 快速經(jīng)濟(jì)制模技術(shù)種類很多，其所具有的特點(diǎn)、應(yīng)用范圍各不相同，本文 第二章 設(shè)計(jì)要求 僅能概括地做一些簡單介紹，每種技術(shù)在具體應(yīng)用和實(shí)施過程中尚有許多具體 的工藝過程、工藝參數(shù)及其技術(shù)特性。 模具是基礎(chǔ)工業(yè)之一，在全球化市場 經(jīng)濟(jì)和各種高新技術(shù)的迅猛發(fā)展形勢下，快速經(jīng)濟(jì)模具賦予了新的使命和全新 的內(nèi)涵，分類不斷增加，快速經(jīng)濟(jì)制模材料向著多品種系列化邁進(jìn)，工藝不斷 有新的創(chuàng)新和突破，與之配套設(shè)備相繼問世，服務(wù)領(lǐng)域在不斷地拓寬，創(chuàng)造的 經(jīng)濟(jì)效益越來越顯著。隨著商品經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，激烈的市場競爭，產(chǎn)品更新?lián)Q代 的加速，對快速經(jīng)濟(jì)制模技術(shù)在縮短周期、降低成本，提高精度和延長壽命方 面的要求勢必會(huì)越來越高。由于它能使企業(yè)贏得市場，創(chuàng)造顯著的經(jīng)濟(jì)效益， 越來越受到企業(yè)家的青睞和有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)部門的極大關(guān)注與政策資金的支持。各種 快速經(jīng)濟(jì)制模技術(shù)在推廣應(yīng)用過程中也會(huì)不斷完善成熟和發(fā)展，由于高新技術(shù) 的發(fā)展，各種技術(shù)的復(fù)合與滲透，為適應(yīng)生產(chǎn)中的不同需求，今后必定會(huì)形成 一些新型、節(jié)約能源、節(jié)約材料的快速制模技術(shù)。 The mold is one of foundation industries, in the globalization market economy and under each kind of high technology and new technology swift and violent development situation, the fast economical mold has entrusted with the new mission and the brand-new connotation, the classification increases unceasingly, the fast economical pattern making material turns towards the multi- varieties seriation to make great strides forward, the craft has the new innovation and the breakthrough unceasingly, is published one after another with it supplementary equipment, the service domain in opens up unceasingly, the creation economic efficiency is more and more remarkable. Along with the commodity economy development, the intense market competition, the product renewal acceleration, is reducing the cycle to the fast economical pattern making technology, reduces the cost, will increase the precision and lengthens the life aspect the request to be able to be more and more high inevitably. Because it can cause the enterprise to win the market, creates the remarkable economic efficiency, more and more receives entrepreneur's favor and the concerned leader department's enormous attention and the policy fund support. Each kind of fast economical pattern making technology also can consummate mature and the development unceasingly in the promoted application process, as a result of the high technology and new technology development, each kind of technical bonding with the seepage, for the adaption production in different demand, surely will be able to form some, the frugal energy, the frugal material fast pattern making technology new from now on. 第二章 設(shè)計(jì)要求 目 錄 設(shè)計(jì)總說明 DESIGN GENERAL INFORMATION 目 錄 第一章 引 言 1.1 級進(jìn)模的概述 1.2 級進(jìn)模的特點(diǎn) 1.3 級進(jìn)模的發(fā)展概況 1.4 級進(jìn)模的特點(diǎn) 1.5 步距與定距方式 1.6 排樣圖設(shè)計(jì) 1.7 沖壓技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展方向 第二章 設(shè)計(jì)要求及工藝圖分析 2.1 設(shè)計(jì)題目 2.2 設(shè)計(jì)要求 2.3 零件的工藝性分析 2.3.1 零 件 的 工 藝 性 分 析 2.3.2 沖 裁 件 的 精 度 與 粗 糙 度 2.3.3 沖 裁 件 的 材 料 分 析 2.4 確定工藝方案 第三章 模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.1 模據(jù)類型的選擇 3.2 送料方式的選擇 3.3 定距方式的選擇 3.4 定位方式的選擇 3.5 卸料裝置的選擇 3.6 導(dǎo)向方式的選擇 第四章 沖壓模具工藝與設(shè)計(jì)計(jì)算 第二章 設(shè)計(jì)要求 4.1 排樣設(shè)計(jì)與計(jì)算 4.2 側(cè)刃的選擇 4.3 設(shè)計(jì)沖壓力與壓力中心 初選壓力機(jī) 4.4 壓力機(jī)公稱壓力的確定及壓力機(jī)的初選 4.4.1 壓 力 機(jī) 公 稱 壓 力 的 確 定 4.4.2 壓 力 設(shè) 備 的 確 定 4.4.3 壓 力 中 心 的 確 定 及 相 關(guān) 計(jì) 算 4.5 計(jì)算凹凸模刃口尺寸及公差 4.5.1 凹 凸 模 刃 口 尺 寸 的 計(jì) 算 原 則 4.5.2 凹 模 與 凸 模 配 做 法 4.5.3 凹 凸 模 刃 口 尺 寸 計(jì) 算 方 法 4.5.4 凹 凸 模 刃 口 尺 寸 計(jì) 算 第五章 模具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 第六章 其他零件的設(shè)計(jì)與選用 6.1 主 要 零 件 的 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 形 式 6.2 模 具 外 形 尺 寸 的 選 用 6.3 導(dǎo) 正 銷 的 設(shè) 計(jì) 6.4 導(dǎo) 料 板 的 設(shè) 計(jì) 及 選 用 6.5 螺 釘 規(guī) 格 的 選 用 6.6 墊 板 的 設(shè) 計(jì) 與 選 用 6.7 卸 料 板 的 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 6.8 導(dǎo) 柱 導(dǎo) 套 的 結(jié) 構(gòu) 設(shè) 計(jì) 第七章 壓力機(jī)的校核 7.1 公稱壓力 7.2 滑塊行程 7.3 行程和次數(shù) 7.4 工作臺(tái)面的尺寸 7.5 閉合高度 第二章 設(shè)計(jì)要求 第八章 模具標(biāo)準(zhǔn)化 8.1 冷沖模國家標(biāo)準(zhǔn)的使用 總結(jié) 參考文獻(xiàn) ................................................................................................................. 致 謝 ..................................................................................................................... 第二章 設(shè)計(jì)要求 第一章 引言 1.1 級進(jìn)模概述 級進(jìn)模，又稱多工位級進(jìn)模、連續(xù)模、跳進(jìn)模，它是在一副模具內(nèi)，按所 加工的工件分為若干等距離的工位，在每個(gè)工位上設(shè)置一個(gè)或幾個(gè)基本沖壓工 序，來完成沖壓工件某部分的加工。被加工材料，事先加工成一定寬度的條料， 采用某種送料方式，每次送進(jìn)一個(gè)步距。經(jīng)逐個(gè)工位沖制后，便得到一個(gè)完整 的沖壓工件。在一副級進(jìn)模中，可以連續(xù)完成沖裁、彎曲、拉伸、成形等工序。 一般來說。無論沖壓零件形狀怎樣復(fù)雜，沖壓工序怎樣多，均可用一副級進(jìn)模 沖制完成。 近幾年來，模具技術(shù)的迅速發(fā)展，模具設(shè)計(jì)制造已成為一個(gè)行業(yè)越來越引 起人們的重視。為此，金屬板料冷沖壓是一種在工業(yè)中應(yīng)用廣泛的加工方法。 隨著市場競爭日趨加劇，產(chǎn)品質(zhì)量不斷提高，對生產(chǎn)的安全性、操作的方便性 等要求也日益提高。模具作為沖壓生產(chǎn)的基本要素，其設(shè)計(jì)制造技術(shù)受到普遍 重視，模具工業(yè)被認(rèn)為是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)，國際模具協(xié)會(huì)認(rèn)為：模具是進(jìn) 入富裕社會(huì)的原動(dòng)力。級進(jìn)模作為現(xiàn)代沖壓生產(chǎn)的先進(jìn)模具，能夠在一副模具 內(nèi)完成復(fù)雜零件的沖裁、翻邊、彎曲、拉深、立體成形以及裝配等復(fù)雜工序， 具有生產(chǎn)效率高、操作安全可靠、可以加工復(fù)雜零件等特點(diǎn)而受到普遍重視， 應(yīng)用也日益廣泛。 1.2 級進(jìn)模的特點(diǎn) 1）級進(jìn)模是多工序沖模，在一副模具內(nèi)，可以包括沖裁、彎曲、成形和 拉深等多種多道工序，具有比復(fù)合模更高的勞動(dòng)生產(chǎn)率，也能生產(chǎn)相當(dāng)復(fù)雜的 沖壓件； 2)級進(jìn)模設(shè)計(jì)時(shí)，工序可以分散。不必集中在一個(gè)工位，不存在復(fù)合模中 的“最小壁厚 ”問題。因而模具強(qiáng)度相對較高，壽命較長。 4)級進(jìn)模易于自動(dòng)化，即容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)送料，自動(dòng)出件，自動(dòng)疊片； 5)級進(jìn)?？梢圆捎酶咚賶毫C(jī)生產(chǎn)，因?yàn)楣ぜ蛷U料可以直接往下漏； 第二章 設(shè)計(jì)要求 6)使用級進(jìn)?？梢詼p少壓力機(jī)，減少半成品的運(yùn)輸。車間面積和倉庫面積 可大大減小。 級進(jìn)模的缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造精度高，周期長，成本高。因?yàn)榧夁M(jìn)沖模 是將工件的內(nèi)、外形逐次沖出的，每次沖壓都有定位誤差，較難穩(wěn)定保持工件 內(nèi)、外形相對位置的一次性。但精度高的零件，并非全部輪廓的所有內(nèi)、外形 相對位置要求都高，可以在沖內(nèi)形的同一工位上，把相對位置要求高的這部分 輪廓同時(shí)沖出，從而保證零件的精度要求。 1.3 級進(jìn)模的發(fā)展?fàn)顩r 級進(jìn)模設(shè)計(jì)往往包含多種機(jī)構(gòu)，甚至需要幾個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)由數(shù)百個(gè)零件裝 配在一起，其模具的體積有限，所以考慮必須全面、細(xì)致。多工位級進(jìn)模設(shè)計(jì) 流程可以分為四個(gè)階段，即工藝分析、設(shè)置排樣、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)計(jì)算、零件 選用。 工藝設(shè)計(jì)就是對產(chǎn)品零件所包括的成形工序進(jìn)行分析，以確定產(chǎn)品零件的 加工工藝方案。工藝設(shè)計(jì)前應(yīng)充分了解產(chǎn)品零件的要求及實(shí)際的生產(chǎn)條件。 排樣與概要設(shè)計(jì)以工藝設(shè)計(jì)可行為提前，具體確定級進(jìn)模加工產(chǎn)品零件時(shí) 的工序方案和模具的基本結(jié)構(gòu)形式，初步給出模具的估價(jià)和制造周期，確定是 否繼續(xù)開展模具詳細(xì)的設(shè)計(jì)和制造。 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算和零件設(shè)計(jì)就是為級進(jìn)模正式投入生產(chǎn)而具體地開展的設(shè) 計(jì)，在這一階段部分模具零件的加工也將同期展開。結(jié)構(gòu)與零件設(shè)計(jì)的主要結(jié) 果是模具裝配圖需加工的模具零件的工程圖。 在模具概要設(shè)計(jì)完成后，設(shè)計(jì)部門繼續(xù)設(shè)計(jì)，生產(chǎn)開始備料、聯(lián)系外協(xié)加 工和外購件訂貨等。隨著模具零件設(shè)計(jì)的進(jìn)行，加工逐步開展，待零件加工完 成時(shí)，外購件和外協(xié)件也到齊，即可開始模具的裝配。 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，CAD/CAM和NC加工技術(shù)等為模具設(shè)計(jì)制造提供 了全新的手段，以往需要設(shè)計(jì)人員完成的計(jì)算、制圖和編程等工作，可以由計(jì) 第二章 設(shè)計(jì)要求 算機(jī)完成，從而提高了設(shè)計(jì)效率和質(zhì)量。由此，不僅促進(jìn)了模具設(shè)計(jì)手段、方 法的變化，而且設(shè)計(jì)結(jié)果的表達(dá)方式等也在發(fā)生著變化。 采用CAD/CAM 技術(shù)，不僅可使生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間縮短，產(chǎn)品更新?lián)Q代加快， 產(chǎn)品在市場地競爭力增強(qiáng)，而且計(jì)算機(jī)地高速運(yùn)算和繪圖機(jī)的自動(dòng)化大大節(jié)省 了勞動(dòng)力，節(jié)省了原材料；提高了模具設(shè)計(jì)質(zhì)量，減輕了設(shè)計(jì)人員地繁重勞動(dòng)。 隨著科學(xué)技術(shù)地不斷進(jìn)步和工業(yè)地迅速發(fā)展，許多新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備、 新材料不斷地涌現(xiàn)，促進(jìn)了沖壓技術(shù)地革新與發(fā)展。目前國內(nèi)外相繼涌現(xiàn)了精 密沖壓工藝、軟模成形工藝、高能高速成形工藝、超塑性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，精密沖裁是提高質(zhì)量地有 效方法，它擴(kuò)大了沖壓加工的范圍，目前精密沖件地厚度可達(dá)25mm，精度可 達(dá)IT6----IT7；用液體、橡膠，聚氨酯等作柔性凸?；虬寄泶鎰傂酝鼓；虬?模的軟模成形工藝，能加工出用普通加工方法難以加工地材料和復(fù)雜形狀地零 件，在特定地生產(chǎn)條件下具有明顯的經(jīng)濟(jì)效果；采用精爆炸等高能高效成形方 法對于加工各種尺寸大、形狀復(fù)雜、批量小、強(qiáng)度高和精度要求較高地板料零 件，具有很重要地實(shí)用意義；利用金屬材料的超塑性進(jìn)行超塑性成形，可以一 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 有突出地優(yōu)越性。 1.3.1級 進(jìn) 模 的 特 點(diǎn) 在一幅級進(jìn)模內(nèi)，可以包括沖裁、彎曲、成形、拉伸等多道工序，故用一 臺(tái)沖床可以完成從板料到成品的各種沖壓過程，從而免去了用單位工序模的周 轉(zhuǎn)和每次沖壓的定位過程，提高了生產(chǎn)率和設(shè)備利用率。有些復(fù)雜的小零件， 若不采用級進(jìn)模幾乎是不能生產(chǎn)的。 級進(jìn)模的設(shè)計(jì)和制造都比較費(fèi)事，與其他模具相比，好像是成本高，但如 果用許多單工序模代替一幅級進(jìn)模，其許多單工序模的總造價(jià)比一幅級進(jìn)模高 很多，一次在許多的情況下采用級進(jìn)模往往是降低了模具成本的較好措施。采 用級進(jìn)?？梢杂靡慌_(tái)沖床取代數(shù)臺(tái)甚至幾十臺(tái)沖床的工作。對提高生產(chǎn)率、降 低生產(chǎn)成本十分有利。另外，級進(jìn)模自動(dòng)化程度高，操作者可以在沖床危險(xiǎn)區(qū) 第二章 設(shè)計(jì)要求 以外操作，具有操作安全的顯著特點(diǎn)。對工序復(fù)雜的工件應(yīng)首選考慮采用級進(jìn) 模。 采用級進(jìn)模也受到一些限制。首選是工件的大小，太大的工件，工位數(shù)多， 模具自然也就比較大，這時(shí)要考慮模具與沖床工作臺(tái)面的匹配性。其二是級進(jìn) 模要采用條料，對某些形狀復(fù)雜的工件產(chǎn)生的廢料較多，在選用級進(jìn)模的時(shí)候 要注意材料的利用率。一般級進(jìn)模的材料利用率偏低。其三是級進(jìn)模由于連續(xù) 地進(jìn)行各種沖壓，必然會(huì)引起條料載體和工序件的變形，一般來說級進(jìn)模生產(chǎn) 的工件精度較低。 1.3.2 步距與定距方式 步距的基本尺寸就是兩相鄰的工位中心距離 級進(jìn)模任何兩相鄰的中心距 離必須相等。對于簡單的單排列的排樣，步距等于沖件的外輪廓尺寸與搭邊余 量之和。搭邊值的大小可參照沖裁排樣的搭邊數(shù)值。定距的方式有以下幾種： 擋料銷定距 擋料銷定距多使用于手工送料的簡單級進(jìn)模，利用工件落料 后的廢料孔于凹模上的定位釘實(shí)現(xiàn)的定位。一次沖壓后，用手將條料上沖裁的 廢料孔頂在擋料銷上定位，再進(jìn)行下一次沖壓，這種定位常用于沖床的單次工 作。不適于連續(xù)工作。以上的定距是粗定距，模具上必須設(shè)有導(dǎo)正銷將料導(dǎo)正， 實(shí)現(xiàn)精確定位。 擋料銷的形狀可結(jié)合廢料型孔的形狀設(shè)計(jì)稱圓形、扇形、鉤形等。 側(cè)刃定距 側(cè)人定距在級進(jìn)模中是常用的定距形式，適用于0.1-1.5 mm厚 的板料。太薄的板料用擋塊定位時(shí)因板料易產(chǎn)生變形而影響定位精度；太厚的 料則不適用于側(cè)刃沖切。 自動(dòng)送料器定距 自動(dòng)送料器有定型產(chǎn)品可供選擇，它配合沖床的沖壓 動(dòng)作，使條料能按時(shí)、定量地送進(jìn)高速?zèng)_床。自動(dòng)沖壓必須采用自動(dòng)送料器送 料。 1.3.3 排樣圖設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)級進(jìn)模首選要設(shè)計(jì)條料排樣圖，這是級進(jìn)模設(shè)計(jì)的重要的依據(jù)。條料 排樣圖設(shè)計(jì)完成，也就確定了一下內(nèi)容： 第二章 設(shè)計(jì)要求 1） 模具的工位數(shù)和各工位的工序內(nèi)容。 2） 被沖裁件各工序的安排及先后順序。 3） 工件的排列方式。 4） 模具的步距、條料的寬度和材料利用率。 5） 導(dǎo)料的方式、彈頂器的設(shè)置和導(dǎo)正銷的安排。 6） 基本上確定了模具的結(jié)構(gòu)。 排樣圖設(shè)計(jì)的好壞，對模具設(shè)計(jì)的影響很大，因此要反復(fù)思考，并設(shè)計(jì)出 多種方案進(jìn)行比較，以定出最合理的方案。設(shè)計(jì)排樣圖時(shí)要考慮以下問題： （1）工序安排 各工序的順序關(guān)系除一些常考慮之外，級進(jìn)模的工序安 排還要注意以下內(nèi)容。 1）沖裁工序盡量避免一次完成復(fù)雜形狀的沖裁，復(fù)雜工件的外形可通過 多次局部沖裁，最后完成工件的外形要求。對于沖孔落料件，應(yīng)先沖孔，再逐 步完成外形的沖裁。 2）對于沖裁彎曲類工件，應(yīng)在切除彎曲部位周邊的廢料后進(jìn)行彎曲，然 后再切除余廢料。 對于有孔的彎曲件，彎曲工序可能影響孔的位置精度，應(yīng)先考慮彎曲后 沖孔。 3）對于有拉伸又有彎曲和其他工序的工件，應(yīng)當(dāng)先進(jìn)行拉伸，再安排其 他工序。這是由于在拉伸過程中必然有材料的流動(dòng)，若先安排其他工序，拉伸 過程中將使已經(jīng)定型的部位產(chǎn)生變形。 4）有嚴(yán)格要求的局部內(nèi)、外形及成組的孔，應(yīng)考慮在同一工位上沖出， 以保證位置精度。 5）對于復(fù)雜的彎曲件，為了保證彎曲角度，有利于消除回彈，可以分成 幾次進(jìn)行彎曲。 （2）側(cè)刃與導(dǎo)正孔的安排 側(cè)刃常安排再第一工位，也可安排在第二工 第二章 設(shè)計(jì)要求 位。如果側(cè)刃靠后，將打亂條料的沖壓順序，使沖壓無法進(jìn)行。側(cè)刃必須靠后 時(shí)，在前幾步可以安裝始用定位銷定位。由于側(cè)刃安排在后邊有利于將最后的 條料尾部沖壓完成，而減少廢料，因此在一些模具上常采用雙側(cè)刃結(jié)構(gòu)，即在 第一工位和最后工位上，條料的兩側(cè)各設(shè)一側(cè)刃，這樣安排的缺點(diǎn)是側(cè)刃廢料 增大，沖裁力增大，應(yīng)綜合考慮。 導(dǎo)正銷是各種定距模具中普遍采用的精確定位方法。采用自動(dòng)送料器的級 進(jìn)模，在條料拍樣的第一工位就沖出工藝性的導(dǎo)正銷孔，在第二工位以及以后 沒相隔 2-4 個(gè)工位的相應(yīng)位置設(shè)導(dǎo)正銷。如果借用工件本身的孔作為導(dǎo)正孔， 應(yīng)注意控制導(dǎo)正孔和導(dǎo)正銷之間的配合精度，以滿足定位的要求。同時(shí)也應(yīng)注 意，被借用的孔經(jīng)導(dǎo)正銷導(dǎo)正后，會(huì)損壞導(dǎo)正孔的精度，甚至使孔有所變形。 對于見到級進(jìn)模上體積比較大的凸模，常在凸模上安裝導(dǎo)正銷，在凸模工 作之前自行導(dǎo)正，所用的導(dǎo)正銷可設(shè)專用的，也可把工件自身的孔用作導(dǎo)正孔。 對于某些圓形拉伸件的級進(jìn)模，可以不設(shè)導(dǎo)正銷，因?yàn)楦鞴ぜ睦焱鼓?本身就有導(dǎo)正作用。 （3）載體 在級進(jìn)模內(nèi)，條料送進(jìn)過程中，不斷的被切除余料，但是各 工件之間達(dá)到最后工位以前，總要保留一些材料將其連接起來，這部分材料稱 為載體。 限于被加工工件的形狀和工序的要求，其載體的形式也各不相同。 理想的載體是雙側(cè)載體，即到最后一個(gè)工位前條料的兩側(cè)仍保持有完整的 外形， 對于一些有彎曲工序的工件，很難形成雙側(cè)載體，往往只能保持條料的一 側(cè)有完整的外形，這樣的載體稱為單側(cè)載體。此時(shí)導(dǎo)正銷放在單側(cè)載體上，對 條料導(dǎo)正和定位都造成困難，對此在設(shè)計(jì)中應(yīng)予認(rèn)真考慮。 載體的強(qiáng)度很重要，載體發(fā)生變形將使沖壓無法進(jìn)行，甚至損壞模具，因 此在排樣中，在工件排列形式和選擇條料寬度以及其他方面等，都要使載體有 足夠的強(qiáng)度。 第二章 設(shè)計(jì)要求 （4）分?jǐn)嗲谐械拇罱?級進(jìn)模在沖壓過程中，各工步分?jǐn)嗲谐嗔虾螅?形成工件完整的外形，此時(shí)一個(gè)重要的問題就是如何使各段沖裁的連接部位平 直或圓滑，以免出現(xiàn)毛刺、錯(cuò)位、尖角等。搭接方法可分為搭接和平接。 （5）其他因素 對于有彎曲工序的工件還要考慮材料纖維的方向。對于 倒沖或切斷、切口的部位，應(yīng)注意毛刺的方向。 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) IT16~17 級；用液體、橡膠、聚氨酯等作柔性凸?；虬寄５能浤３尚喂に嚕?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 第二章 設(shè)計(jì)要求 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)工位以上的級進(jìn)模進(jìn)距精度可達(dá)到 2 微米， 多功能級進(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 2~3 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 第二章 設(shè)計(jì)要求 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 15000~40000r/min）,加工精度一般可達(dá) 10 微米，最好的表面粗糙度 Ra≤1 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)2 Ra=01~0.2 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-Ⅱ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、 第二章 設(shè)計(jì)要求 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 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)。 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＃@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 第二章 設(shè)計(jì)要求 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。 第二章 設(shè)計(jì)要求 第二章 設(shè)計(jì)要求 2.1 設(shè) 計(jì) 題 目 ： 芯 軸 托 架 級 進(jìn) 模 設(shè) 計(jì) 圖 1 制件的尺寸要求如圖所示 2.2 設(shè) 計(jì) 要 求 ： 沖壓技術(shù)要求: 材料:0 8鋼 材料厚度:1.5mm 生產(chǎn)批量:年產(chǎn)量2萬件 第二章 設(shè)計(jì)要求 2.3 零件的工藝性分析 2.3.1 零件的工藝性分析 從 零 件 的 結(jié) 構(gòu) 分 析 ， 既 有 沖 裁 又 有 彎 曲 成 形 ， 故 需 對 制 件 進(jìn) 行 工 藝 分 析 ： （ 1） 沖 裁 件 的 工 藝 性 ： 該 制 件 φ10mm 孔 內(nèi) 裝 有 芯 軸 ，通 過 4 個(gè) φ5mm 孔 與 機(jī) 身 連 接 ， 為 保 證 良 好 的 裝 配 條 件 ， 5 個(gè) 孔 的 公 差 均 為 IT9 級 ， 表 面 不 允 許 有 嚴(yán) 重 劃 傷 。 該制件 的彎曲半徑均大于其材料的最小彎曲半徑，且制件精度要求不高，不需要校形。所有的孔 可以用高精度沖模沖出。因此，該制件可以用沖壓加工成形。 料 》 （ 2） 壓 彎 的 工 藝 性 ： 在 制 件 的 制 造 過 程 中 ， 壓 彎 成 形 是 此 模 具 的 關(guān) 鍵 ， 決 定 制 件 的 好 壞 ， 為 了 滿 足 要 求 ， 模 具 的 上 下 部 分 采 用 鑲 拼 結(jié) 構(gòu) ， 并 能 調(diào) 整 ， 有 利 于 控 制 尺 寸 ， 便 于 加 工 加 工 制 造 ， 且 鑲 件 可 以 采 用 磨 削 加 工 成 較 精 確 尺 寸 。 壓 彎 成 形 的 深 度 比 較 大 ， 采 用 兩 次 彎 曲 成 形 ， 滿 足 制 件 的 精 度 要 求 。 該 制 件 的 彎 曲 半 徑 均 大 于 其 材 料 的 最 小 彎 曲 半 徑 ， 且 制 件 精 度 要 求 不 高 ， 不 需 要 校 形 。 所 有 的 孔 可 以 用 高 精 度 沖 模 沖 出 。 2.3.2 沖裁件的精度與粗糙度 沖裁件的經(jīng)濟(jì)公差等級不高于 IT14 級,一般落料公差等級最好低于 IT10 級, 沖孔件公差等級最好低于 IT9 級,由表 3-5 可得落料公差 ,沖孔公差分別為 0.15,0.025.而沖件落料公差,最高精度沖孔公差分別為 0.5,0.025,因此可用于中級 精度的沖裁,普通沖裁可以達(dá)到要求. 由于沖裁件沒有斷面粗糙度的要求,我們不必考慮. 2.3.3 沖裁件的材料分析 由下表所示,08 鋼的抗剪強(qiáng)度和斷后伸長率,此材料具有良好的沖壓性能,沖 裁性較好,可以沖裁加工。 第二章 設(shè)計(jì)要求 ——《實(shí)用模具設(shè)計(jì)手冊》 2.4 確定工藝方案. 沖壓該制件所需的基本工序?yàn)闆_孔、落料及彎曲。其彎曲工藝方案有圖 11.2.11 所示的 3 種。因此，沖壓該制件的工藝方案可能有以下幾種。 圖 2 芯軸托架彎曲工藝方案 方案 1 落料與沖 φ10mm 孔復(fù)合( 如圖 11.2.12(a)所示 )，彎曲外部兩角并使 中間兩角預(yù)彎 45°(如圖 11.2.12(b)所示)，彎曲中間兩角 (如圖 11.2.12(c)所示)， 沖四個(gè) φ5mm 孔( 如圖 11.2.12(d)所示)。 力學(xué)性能 材料狀態(tài) 抗剪強(qiáng)度 抗拉強(qiáng)度 屈服點(diǎn) 伸長率 彈性模量 E 軟的 255MPa 294MPa 137MPa 38 硬的 471MPa 539MPa 3~5 98000MPa 特硬 490MPa 637MPa 535MPa 1~2 122000MPa 第二章 設(shè)計(jì)要求 圖 3 芯軸托架工藝方案 1 及模具結(jié)構(gòu)形式 方案 2 落料與沖 φ10mm 孔復(fù)合(同方案 1)，彎曲外部兩角(如圖 11.2.13(a) 所示) ，壓彎中間兩角( 如圖 11.2.13(b)所示)，沖 4 個(gè) φ5mm 孔(同方案 1)。 方案 3 落料與沖 φ10mm 孔復(fù)合(同方案 1)，壓彎 4 個(gè)角( 圖 11.2.14)，沖 4 個(gè) φ5mm 孔( 同方案 1)。 方案 4 全部工序采用帶料級進(jìn)沖壓，圖 11.2.15 所示的排樣圖表示了它的 沖壓過程。 圖 4 芯軸托架工藝方案 2 及模具結(jié)構(gòu)形式 第二章 設(shè)計(jì)要求 圖 11.2.14 芯軸托架工藝方案 3 及模具結(jié)構(gòu)形式 圖 11.2.15 芯軸托架工藝方案 4(級進(jìn)沖壓排樣圖) 比較上述各方案可以看出： 方案 1 的優(yōu)點(diǎn)是：模具結(jié)構(gòu)簡單，壽命長，制造周期短，投產(chǎn)快；制件的 回彈容易控制，尺寸和形狀準(zhǔn)確，表面質(zhì)量高；除工序 1 外，各工序都能用 φ10mm 孔和一個(gè)側(cè)面定位，定位基準(zhǔn)一致且與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，操作也比較方便。 缺點(diǎn)是：工序分散，需用模具、壓力機(jī)和操作人員較多，勞動(dòng)量較大。 方案 2 和方案 1 相比，制件的回彈難以控制，尺寸和形狀不精確，且同樣 存在工序分散、勞動(dòng)量較大、占用設(shè)備多的缺點(diǎn)。 方案 3 的工序比較集中，占用設(shè)備和人員少，但模具壽命低，制件表面有 劃傷，厚度有變薄，回彈不易控制，尺寸和形狀不夠精確。 方案 4 的特點(diǎn)是采用工序高度集中的級進(jìn)模完成方案 1 分散的各個(gè)工序。 其生產(chǎn)效率很高，但模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，安裝、調(diào)試、維修比較困難，制造周期長。 考慮到制件的精度要求較高、生產(chǎn)批量不大，故采用第 1 種方案。 第二章 設(shè)計(jì)要求 第二章 設(shè)計(jì)要求 第三章 模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.1 模 具 類 型 的 選 擇 由 方 案 的 可 行 性 可 知 ， 采 用 級 進(jìn) 模 沖 壓 ， 所 以 模 具 類 型 為 級 進(jìn) 模 。 3.2 送 料 方 式 的 選 擇 選 擇 自 動(dòng) 送 料 操 作 方 式 ， 模 具 相 對 于 模 架 采 用 從 前 往 后 的 縱 向 送 料 方 式 還 是 采 用 從 左 向 右 的 送 料 方 式 ， 這 主 要 取 決 于 凹 模 的 周 界 尺 寸 ， 采 用 從 左 向 右 的 橫 向 送 料 方 式 。 3.3 定 距 方 式 的 選 擇 定 距 的 方 式 有 多 種 ， 根 據(jù) 零 件 尺 寸 精 度 的 要 求 ， 合 理 選 擇 粗 定 位 和 精 定 位 ， 一 般 選 用 側(cè) 刃 或 導(dǎo) 正 銷 進(jìn) 行 導(dǎo) 正 ， 另 外 加 工 的 具 體 要 求 增 加 擋 料 銷 等 。 由 所 選 定 的 條 料 ， 選 擇 側(cè) 刃 作 為 定 距 裝 置 。 3.4 定 位 方 式 的 選 擇 工 序 件 的 定 位 分 縱 向 和 橫 向 ， 因 該 模 具 采 用 的 是 條 料 ， 無 側(cè) 壓 裝 置 。 采 用 側(cè) 向 導(dǎo) 料 板 導(dǎo) 向 ， 由 模 外 的 自 動(dòng) 送 料 裝 置 自 動(dòng) 將 料 送 進(jìn) ， 用 成 形 側(cè) 刃 定 距 。 3.5 卸 料 裝 置 的 選 擇 此 零 件 沖 壓 工 序 應(yīng) 有 卸 料 機(jī) 構(gòu) ， 又 由 于 工 件 料 厚 為 1.5mm， 相 對 較 薄 ， 卸 料 力 較 小 ， 所 以 選 用 彈 性 卸 料 板 ， 彈 性 卸 料 板 具 有 卸 料 和 壓 料 的 雙 重 作 用 ， 彈 性 卸 料 下 出 件 比 較 便 于 操 作 與 提 高 生 產(chǎn) 率 。 3.6 導(dǎo) 向 方 式 的 選 擇 因?yàn)楣ぜ纫筝^高，所以采用后側(cè)式滑動(dòng)導(dǎo)柱的導(dǎo)向方式，模具的偏斜有卸料板、 凹模與固定板另有導(dǎo)柱作精導(dǎo)向，保證模具的導(dǎo)向精度和工作穩(wěn)定。 第二章 設(shè)計(jì)要求 第四章 沖壓模具工藝與設(shè)計(jì)計(jì)算 4.1 排樣設(shè)計(jì)與計(jì)算 該沖裁件材料厚度較薄，尺寸小，近似方形，因此可采用橫排和直排比較 合理,如圖 4-1 所示： 圖 4-1 芯軸托架級進(jìn)模排樣圖（橫排） 排樣圖分為 8 個(gè)工位，各工位的工序內(nèi)容如下： 第一工位：沖 1 個(gè) mm 孔，沖 2 個(gè)定距側(cè)刃；0? 第二工位：沖 2 個(gè)條形的兩端余料； 第三工位：第一次彎曲； 第四工位：空工位； 第五工位：第二次彎曲； 第六工位：沖 4 個(gè) mm 的孔；5? 第七工位：空位； 第八工位：制件成形，載體切斷； 在此排樣圖中芯軸條料排樣圖寬度為 108mm，各工位之間的步距為 31.8mm。 第二章 設(shè)計(jì)要求 4.2 側(cè) 刃 的 選 擇 側(cè)刃用以切去條料旁的少量材料來限定進(jìn)距，一般用于級進(jìn)模沖制窄長 形工件沖裁。 1.）側(cè)刃的斷面形狀： 側(cè)刃的截面形狀有長方形的、成形的和尖角的。長方形側(cè)刃制造簡單，擔(dān) 當(dāng)側(cè)刃刃部磨鈍后，使調(diào)料邊緣處出現(xiàn)毛刺，影響正常送料、成形側(cè)刃可克服 上述的缺點(diǎn)，但制造較復(fù)雜。尖角側(cè)刃需與彈簧擋銷配合使用，其優(yōu)點(diǎn)是不浪 費(fèi)材料，但沒送一進(jìn)距需把料往后拉，利用擋銷背面定位，操作麻煩，影響生 產(chǎn)效率。 2.）側(cè)刃的斷面尺寸： 側(cè)刃尺寸的標(biāo)注，采用