托架沖壓模具設(shè)計(jì)【含CAD圖紙+文檔】

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　　　　　　　　　　　 文獻(xiàn)綜述 學(xué)院（系） 專(zhuān) 業(yè) 班 級(jí) 姓 名 學(xué) 號(hào) 一 模具在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中的地位 在工業(yè)生產(chǎn)中，用各種壓力成型機(jī)械（如壓力機(jī)、塑料注塑機(jī)、壓鑄機(jī)等）和裝在其上的專(zhuān)用工藝設(shè)備，通過(guò)壓力機(jī)把金屬或非金屬材料制成所需形狀的零件或制品，這種專(zhuān)用的工藝設(shè)備稱(chēng)為模具。 模具是制造各種零件和制品的重要工藝裝備，現(xiàn)代零件和制品生產(chǎn)中，模具的加工效率高、互換性好、節(jié)約原材料，零件和制品的成本低，所以從航天、航空、汽車(chē)、船舶、電器、儀表、電子、醫(yī)療器械乃至人們的日常用品，幾乎各行各業(yè)都有模具生產(chǎn)的制品和零部件。模具工業(yè)已成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱，現(xiàn)代工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)模具工業(yè)都非常重視。模具技術(shù)水平的高低反映了一個(gè)國(guó)家制造業(yè)能力和工業(yè)生產(chǎn)水平的高低。 隨著機(jī)床工業(yè)和計(jì)算機(jī)軟、硬件數(shù)字化技術(shù)的飛速發(fā)展，我國(guó)模具工業(yè)發(fā)展很快，從20世紀(jì)80年代開(kāi)始，模具制造業(yè)逐漸開(kāi)始走向產(chǎn)業(yè)化發(fā)展道路，如我國(guó)一汽模具制造有限公司，正邁出國(guó)門(mén)，走向世界，不但成為國(guó)內(nèi)眾多汽車(chē)制造廠的合作伙伴，而且日本豐田公司，德國(guó)大眾公司，英國(guó)CP公司也成為一汽的客戶(hù)。我國(guó)已成為模具制造大國(guó)，不久的將來(lái)一定會(huì)成為模具制造強(qiáng)國(guó)，為各行各業(yè)的發(fā)展提供有力的模具支撐。 二 沖壓模具的優(yōu)點(diǎn)與應(yīng)用 2.1 沖壓的概念 冷沖壓是在常溫下利用沖模在壓力機(jī)上對(duì)材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或變形，從而獲得一定形狀、尺寸和性能的零件加工方法。它是一種壓力加工方法，是機(jī)械制造中的先進(jìn)加工方法之一。 沖壓模具是一種特殊的，一次性的一類(lèi)精密工具，通過(guò)切割與塑性變形的方式使金屬成為一個(gè)理想的形狀或外形。大多數(shù)模具構(gòu)造有幾個(gè)基本組成部分，包括模板，模柄，壓板，導(dǎo)柱，導(dǎo)套，導(dǎo)向銷(xiāo)，限位銷(xiāo)，彈簧，卸料螺釘，卸料版，頂桿，頂件塊，軸襯，墊塊，墊板，緊固螺釘，銷(xiāo)釘，和螺栓等。 2.2 沖壓的優(yōu)點(diǎn)與應(yīng)用 沖壓是一種生產(chǎn)效率高、互換性好、加工成本低、材料利用率高、操作簡(jiǎn)便，容易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化的加工方法，在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上具有優(yōu)勢(shì)，特別適合于大批量生產(chǎn)。沖壓模具成形作為現(xiàn)代工業(yè)中一種十分重要的加工方法，用以生產(chǎn)各種板料零件,是一種其它加工方法所不能相比和不可替代的先進(jìn)制造技術(shù)，在制造業(yè)中具有很強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力，被廣泛應(yīng)用于汽車(chē)、能源、機(jī)械、信息、航空航天、國(guó)防工業(yè)和日常生活的生產(chǎn)之中。 在吸收了力學(xué)、數(shù)學(xué)、金屬塑性材料學(xué)、機(jī)械科學(xué)以及自動(dòng)控制、計(jì)算機(jī)技術(shù)等方面的知識(shí)后，已經(jīng)形成了沖壓學(xué)科的成形基本理論。以沖壓產(chǎn)品為龍頭，以模具為中心，結(jié)合現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用，在產(chǎn)品的巨大市場(chǎng)需求刺激和推動(dòng)下，沖壓成形技術(shù)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化和提高人民生活水平方面發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。 三 沖壓模具技術(shù)的發(fā)展 3.1 沖壓加工的研究?jī)?nèi)涵 沖壓加工需研究沖壓工藝和模具兩個(gè)方面的問(wèn)題。沖壓工藝可以分成分離工序和成形工序兩大類(lèi)。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(chēng)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。 分離工序包括落料、沖孔、切斷、切邊和剖切等工序。成形工序包括彎曲、卷圓、扭曲、拉深、變薄拉深、翻孔、 翻邊、拉彎、脹形、起伏、擴(kuò)口、縮口、 旋壓和校形。 3.2 沖壓模具技術(shù)在我國(guó)的應(yīng)用現(xiàn)狀 我國(guó)模具CAD/ CAM 技術(shù)的發(fā)展已有20多年歷史。 由原華中工學(xué)院和武漢733 廠于1984年共同完成的精神模CAD/ CAM 系統(tǒng)是我國(guó)第一個(gè)自行開(kāi)發(fā)的模具CAD/ CAM 系統(tǒng)。由華中工學(xué)院和北京模具廠等于1986 年共同完成的冷沖模CAD/ CAM 系統(tǒng)是我國(guó)自行開(kāi)發(fā)的第一個(gè)沖裁模CA D/ CAM 系統(tǒng)。上海交通大學(xué)開(kāi)發(fā)的冷沖模CAD/ CAM 系統(tǒng)也于同年完成。 20 世紀(jì)90 年代以來(lái),國(guó)內(nèi)汽車(chē)行業(yè)的模具設(shè)計(jì)制造中開(kāi)始采用CAD/ CAM 技術(shù)。 國(guó)家科委863 計(jì)劃將東風(fēng)汽車(chē)公司作為CIMS 應(yīng)用示范工廠，由華中理工大學(xué)作為技術(shù)依托單位，開(kāi)發(fā)的汽車(chē)車(chē)身與覆蓋模具CA D/ CAPP/ CAM 集成系統(tǒng)于1996 年初通過(guò)鑒定。在此期間，一汽和成飛汽車(chē)模具中心引進(jìn)了工作站和CAD/ CAM 軟件系統(tǒng)， 并在模具設(shè)計(jì)制造中實(shí)際應(yīng)用，取得了顯著效益。1997年一汽引進(jìn)了板料成型過(guò)程計(jì)算機(jī)模擬CAE 軟件并開(kāi)始用于生產(chǎn)。 3.3 沖壓模具的研究現(xiàn)狀 3.3.1 沖壓成形理論及沖壓工藝 目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)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(guò)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(lái)國(guó)內(nèi)外已開(kāi)始應(yīng)用塑性成形過(guò)程的計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)，即利用有限元( FEM)等數(shù)值分析方法模擬金屬的塑性成形過(guò)程，根據(jù)分析結(jié)果，設(shè)計(jì)人員可預(yù)測(cè)某一工藝方案成形的可行性及可能出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題，并通過(guò)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)。 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(guó)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(wú)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)IT 6～7 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(duì)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(duì)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(wú)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(guó)已自主設(shè)計(jì)制造了具有國(guó)際領(lǐng)先水平的無(wú)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(wú)回彈成形。無(wú)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。 3.3.2 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(cè)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(jiǎn)易沖模及其制造技術(shù)也得到了迅速發(fā)展。 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(cè)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)硬質(zhì)材料(60HRC)加工；電火花銑削加工(又稱(chēng)電火花創(chuàng)成加工)是以高速旋轉(zhuǎn)的簡(jiǎn)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(cè)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(wú)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= 0.1～0.2 微米；精密磨削及拋光已開(kāi)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(guò)程中的檢測(cè)技術(shù)也取得了很大的發(fā)展，現(xiàn)在三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)除了能高精度地測(cè)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(jiǎn)單操作步驟, 使得現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)化檢測(cè)成為可能。此外，激光快速成形技術(shù)( RPM)與樹(shù)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(guò)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(kāi)發(fā)研制的“M - RPMS- Ⅱ型多功能快速原型制造系統(tǒng)” 是我國(guó)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)，采用瑞士汽巴化的高強(qiáng)度樹(shù)脂澆注成形的樹(shù)脂沖模應(yīng)用在國(guó)產(chǎn)轎車(chē)試制和小批量生產(chǎn)開(kāi)辟了新的途徑。 四 沖壓模具精加工的重要性 一套模具是由很多的零件組配而成，零件的質(zhì)量直接影響著模具的質(zhì)量，而零件的最終質(zhì)量又是由精加工來(lái)完成保證的，精加工可以采用精磨和電加工，兩種加工方式各有特點(diǎn)，對(duì)不同形狀的模具，有著不同的加工效果。控制模具零件的精加工過(guò)程，是針對(duì)不同的材質(zhì)，不同的形狀，不同的技術(shù)要求進(jìn)行適應(yīng)性加工。 根據(jù)零件的外觀形狀不同，大致可把零件分三類(lèi)：軸類(lèi)、板類(lèi)與異形零件，其共同的工藝過(guò)程大致為：粗加工——熱處理——精磨——電加工——鉗工(表面處理) 組配加工零件熱處理，零件的熱處理工序。針對(duì)零件獲得相應(yīng)硬度的同時(shí)，還需對(duì)內(nèi)應(yīng)力進(jìn)行控制，保證零件加工時(shí)尺寸的穩(wěn)定性防止變形，不同的材質(zhì)分別有不同的處理方式。生產(chǎn)中遇到形狀復(fù)雜的工件，回火還不足以消除淬火應(yīng)力，精加工前還需進(jìn)行去應(yīng)力退火或多次人工時(shí)效處理，充分釋放應(yīng)力。 4.1 磨削加工 對(duì)以崩刃為主要失效形式的模具很適用零件的磨削加工，磨削加工采用的機(jī)床有三種主要類(lèi)型：平面磨床、內(nèi)外圓磨床及工具磨具。精加工磨削時(shí)要嚴(yán)格控制磨削變形，因此，精磨的進(jìn)刀要小，冷卻液要充足，尺寸公差在 0.01mm 以?xún)?nèi)的零件要盡量恒溫磨削，防止熱變形對(duì)工件尺寸造成的誤差，各精加工工序都需充分考慮這一因素的影響。精磨時(shí)選擇好恰當(dāng)?shù)哪ハ魃拜喪种匾?，根?jù)模具鋼材的具體狀況，選用 GD 單晶剛玉砂輪比較適用；淬火硬度高的材質(zhì)時(shí)，優(yōu)先采用有機(jī)粘結(jié)劑的金剛石砂輪，有機(jī)粘結(jié)劑砂輪自銳性好，磨出的工件粗糙可達(dá) Ra=0.2 mm 。磨削加工中，要注意及時(shí)修整砂輪，保持砂輪的銳利，當(dāng)砂輪鈍化后會(huì)在工件表面滑擦、擠壓，造成工件表面燒傷。 強(qiáng)度較低板類(lèi)零件的加工大部分采用平面磨床加工，磨削時(shí)以精密平口鉗，等高塊墊，百分表，塊規(guī)，表座等保證平行、垂直、對(duì)稱(chēng)尺寸，加工時(shí)小進(jìn)刀，多光刀，加工好一面后，翻面裝卡找正平行、垂直、對(duì)稱(chēng)，這樣可改善磨削效果，達(dá)到技術(shù)要求。軸類(lèi)零件具有回轉(zhuǎn)面，其加工廣泛采用內(nèi)外圓磨床及工具磨床，加工過(guò)程中，加工時(shí)多采用工藝頭，正、反頂尖，中心架裝卡。如果中心孔存在形狀誤差，加工出來(lái)的工件同樣會(huì)產(chǎn)生此問(wèn)題，影響零件的質(zhì)量，因此在加工前要精研修中心孔。進(jìn)行內(nèi)孔磨削時(shí)，由于砂輪桿伸出教長(zhǎng)且轉(zhuǎn)速較高，砂輪桿的剛性較差，要減少砂輪與工件的接觸面積，砂輪可以修整成到錐，只有前端很少的一端約4- 6mm 與工件接觸，可充分降低磨削阻力，在磨削時(shí)要小進(jìn)刀，不進(jìn)刀多次光刀，直到砂輪火花基本沒(méi)有時(shí)，才能再進(jìn)刀。加工薄壁套類(lèi)零件，最好采用工藝彈性套夾持工件，防止夾持工件變形，否則容易在工件圓周上產(chǎn)生內(nèi)等三角變形。 4.2 電加工控制 現(xiàn)代的模具工廠，不能缺少電加工，電加工可以對(duì)各類(lèi)異形高硬度零件進(jìn)行加工，它分為線切割與電火花二種。線切割加工精度較高，加工開(kāi)始時(shí)，先預(yù)加工出大致形狀，然后再進(jìn)行熱處理，并進(jìn)行去應(yīng)力熱處理，讓熱處理加工應(yīng)力在精加工前先行釋放，保證熱穩(wěn)定性，熱處理完后，在平面磨床上，磨出一個(gè)基準(zhǔn)平面，以基準(zhǔn)平面定位，上線切割機(jī)床加工形腔，這樣工件在熱處理中已完全變形，在精加工中就不會(huì)再變形。 4.3 表面處理及組配 零件表面在加工時(shí)留下刀痕、磨痕是應(yīng)力集中的地方，是裂紋擴(kuò)展的源頭，在加工結(jié)束后，需要對(duì)零件進(jìn)行表面強(qiáng)化，通過(guò)鉗工打磨，處理掉加工隱患，對(duì)工件的一些棱邊、銳角、孔口進(jìn)行倒鈍， R化。電加工表面會(huì)產(chǎn)生 6- 10 m 左右的變質(zhì)硬化層，顏色呈灰白色，硬化層脆而且?guī)в袣埩魬?yīng)力，在使用之前要充分消除硬化層，方法為表面拋光，打磨去掉硬化層，在磨削加工，電加工過(guò)程中，工件會(huì)有一定磁化，具有微弱磁力，十分容易吸著一些小鐵沫，在組裝之前，要對(duì)工件作退磁處理，組裝過(guò)程中，裝配一般先裝模架，后配凸凹模，然后再對(duì)各處間隙，特別是凸凹模間隙進(jìn)行組配調(diào)整，裝配完成后要實(shí)施模具檢測(cè)，對(duì)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，從精加工到粗加工，逐一檢查，直到找出癥結(jié)，解決問(wèn)題。 實(shí)踐證明，良好的精加工過(guò)程控制，可以有效減少零件超差報(bào)廢，有效提高模具的一次成功率及使用壽命。 五 沖壓模具間隙分析 金屬能進(jìn)行塑性加工的條件是金屬具備良好的塑性，塑性越好，金屬承受塑性變形的能力就越強(qiáng)。在一般的沖裁過(guò)程中，材料在凸模、凹模作用下，其變形過(guò)程分為塑性變形，剪切變形，斷裂分離變形。而沖裁件的斷面質(zhì)量由圓角帶，光亮帶，斷裂帶，毛刺四部分組成，其中光亮帶的切面質(zhì)量是最佳的，而且該區(qū)域發(fā)生在材料塑性變形階段，這個(gè)部分所占整個(gè)斷面的比例隨著材料的性能，模具的間隙，刃口的狀態(tài)及摩擦條件的不同而變化。 5.1 模具間隙對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響 當(dāng)模具間隙過(guò)大時(shí)，材料上下產(chǎn)生的裂紋不重合，材料中的拉應(yīng)力將增加，使拉伸斷裂過(guò)早發(fā)生因而使塑性變形較早結(jié)束，光亮帶窄，斷裂帶，圓角帶增寬，毛刺和斜度較大，拱彎，翹曲也較明顯，沖裁件斷面質(zhì)量較差，當(dāng)模具間隙小時(shí)上下裂紋也不重合，兩裂紋之間的材料隨著沖裁的進(jìn)行將被第2次剪切，在斷面上形成第2 光亮帶，該光亮帶中部有殘留的斷裂帶。為了得到合格的制品，一般在設(shè)計(jì)模具時(shí)要根據(jù)產(chǎn)品的特點(diǎn)和實(shí)際情況制定合理的沖裁模具間隙，設(shè)計(jì)合理的模具結(jié)構(gòu)。 5.2 合理間隙值的確定 在沖裁過(guò)程中，由于不同厚度相同的材料，或者相同厚度不同性質(zhì)的材料等，各質(zhì)量因素與磨損方式都在演變，一個(gè)間隙值不能同時(shí)滿(mǎn)足諸多的因素的要求，所以只能在不同的質(zhì)量要求前提下，通過(guò)合理安排各種間隙的大小來(lái)滿(mǎn)足各方面的要求，從而生產(chǎn)出合格的零件。 5.3 沖裁變形區(qū)的應(yīng)力分析及應(yīng)力狀態(tài) 在沖裁過(guò)程中，如果材料在變形的過(guò)程中，材料有良好的塑性，工件的斷面質(zhì)量將得到提高，通過(guò)材料的變形過(guò)程分析可知，材料的塑性大小和金屬所受壓應(yīng)力的數(shù)目的多少有關(guān)，在主應(yīng)力圖中壓應(yīng)力的個(gè)數(shù)越多，數(shù)值越大，則金屬的塑性越高；反之，拉應(yīng)力的個(gè)數(shù)越多，數(shù)值越大，則金屬的塑性就越差。因此在塑性加工中可以通過(guò)改變應(yīng)力的狀態(tài)，增大變形的靜水壓力來(lái)提高金屬的塑性，通過(guò)對(duì)材料在沖裁過(guò)程中的材料受的應(yīng)力分析可知，減小沖裁間隙和增減材料的反頂力可以增加材料變形區(qū)的靜水壓力，在變形過(guò)程中的靜水壓力越大，材料晶間變形困難，因而材料的塑性越高。 5.4 普通間隙值的確定 在實(shí)際生產(chǎn)中，通常選擇一個(gè)合適的間隙范圍，只要模具間隙在這個(gè)范圍之內(nèi)，就可以滿(mǎn)足使用的要求，這個(gè)范圍的最小值稱(chēng)為最小合理間隙最大值稱(chēng)為最大合理間隙?？紤]到模具使用中的磨損，設(shè)計(jì)和制造模具時(shí)要選擇最小合理間隙，確定最小合理間隙的基本方法有兩種：理論確定法和經(jīng)驗(yàn)確定法。隨著計(jì)算機(jī)在模具設(shè)計(jì)中的運(yùn)用程度越來(lái)越廣泛，確定合理沖裁模具間隙的方法也變得多種多樣。例如，通過(guò)建立模糊評(píng)判數(shù)學(xué)模型來(lái)計(jì)算得到最佳方案，利用最小二乘原理根據(jù)技術(shù)資料中推薦的離散間隙值，建立相關(guān)的函數(shù)曲線，然后通過(guò)查圖法來(lái)確定合理間隙值。根據(jù)近年來(lái)的研究與應(yīng)用實(shí)踐，在確定間隙值時(shí)一般按照分類(lèi)選用，對(duì)于尺寸精度高，斷面垂直度要求較高的制件，應(yīng)選用較小的間隙值；對(duì)于尺寸精度，斷面垂直度要求不太高的制件，應(yīng)降以低沖裁力，提高模具壽命為主，故選用較大的間隙值，選用時(shí)可以閱讀有關(guān)行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)。 六 沖壓模具壽命的影響因素探究 模具壽命是指模具在保證產(chǎn)品零件質(zhì)量的前提下，所能加工制件的總數(shù)量，它包括工作面的多次修磨和易損件更換后的壽命。模具壽命一般可分為設(shè)計(jì)壽命和使用壽命，在模具設(shè)計(jì)階段就應(yīng)明確該模具適用的生產(chǎn)批量類(lèi)型或者模具生產(chǎn)制件的總數(shù)量，即模具的設(shè)計(jì)壽命；在正常情況下，模具的使用壽命應(yīng)大于設(shè)計(jì)壽命。不同類(lèi)型的模具正常損壞的形式也不一樣，沖壓模具失效形式主要為磨損失效、變形失效、斷裂失效和啃傷失效等。下面就沖壓模具在的模具設(shè)計(jì)，模具制造，模具使用等方面來(lái)分析沖壓模具壽命的影響因素，并提出相應(yīng)的改善措施來(lái)提高模具的使用壽命 6.1 沖壓模具的設(shè)計(jì) 6.1.1 模具的設(shè)計(jì)質(zhì)量 模具從結(jié)構(gòu)、選材，到關(guān)鍵參數(shù)的確定，都由模具設(shè)計(jì)員來(lái)確定，這就要求設(shè)計(jì)員有較高的技術(shù)水平和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，這樣才能保證設(shè)計(jì)的模具的質(zhì)量。 6.1.2 模具結(jié)構(gòu) 合理的模具結(jié)構(gòu)有助于提高模具的承載能力，減輕模具承受的機(jī)械負(fù)荷水平。例如，模具可靠的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，對(duì)于避免凸模和凹模間的互相啃傷是有幫助的。 6.1.3 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)精度 為了提高模具壽命，必須根據(jù)工序性質(zhì)和零件精度等要求，正確選擇導(dǎo)向形式和確定導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的精度，準(zhǔn)確、可靠的導(dǎo)向，對(duì)于減少模具工作零件的磨損，避免凸、凹模啃傷影響極大，一般情況下，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的精度應(yīng)高于凸、凹模配合精度。 6.1.4 凸、凹模刃口幾何參數(shù) 凸、凹模的形狀，配合間隙和圓角半徑不僅對(duì)沖壓件成型有較大的影響，而且對(duì)于模具的磨損及壽命也影響很大。精度要求較高的，宜選較小的間隙值；反之，則可適當(dāng)加大間隙，以提高模具壽命。 6.2 沖壓模具的制造質(zhì)量 在制造模具時(shí)，應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品零件生產(chǎn)批量的大小，選擇模具材料。注意模具材料的冶金質(zhì)量可能造成的工藝缺陷機(jī)工作時(shí)承載能力的影響，應(yīng)采取必要的措施來(lái)彌補(bǔ)冶金質(zhì)量的不足，以提高模具壽命。通常根據(jù)沖壓件的材料特性，生產(chǎn)批量精度要求等，選擇性能優(yōu)良的模具材料，同時(shí)兼顧其工藝性和經(jīng)濟(jì)性。模具制造質(zhì)量的好壞取訣于模具每一個(gè)零件的制造精度和工人的裝配水平，也受到機(jī)床精度，工人技能，檢驗(yàn)手段的影響。 6.3 模具零件加工表面質(zhì)量 模具工作零件加工表面質(zhì)量的優(yōu)劣對(duì)于模具的耐磨性，抗膠合能力，抗斷裂能力產(chǎn)生顯著的影響。其直接影響模具的使用壽命，尤其是表面粗糙度值對(duì)模具壽命影響很大，若表面粗糙度值過(guò)大，在工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象，并在其峰、谷間容易產(chǎn)生裂紋，影響沖模的耐用度，還會(huì)影響工件表面的耐蝕性，直接影響沖模的使用壽命和精度。 6.4 使用和維護(hù)模具 為了使模具能正常生產(chǎn)，提高沖壓件質(zhì)量，降低成本，延長(zhǎng)沖模壽命，要正確使用和合理維護(hù)模具，嚴(yán)格執(zhí)行沖壓模具三檢查制度。即：用前檢查，使用過(guò)程中檢查與使用后檢查。要做好模具的保養(yǎng)及檢修工作，其工作內(nèi)容包括：模具的正確安裝與調(diào)試；凸模進(jìn)入凹模深度；校正彎曲、冷擠、整形等工序上模的下止點(diǎn)伸置；還要注意及時(shí)復(fù)磨，研光模具刃口；注意保持模具的清潔和合理的潤(rùn)滑，等等。 6.5 試模的影響 在模具調(diào)試中，所使用試模設(shè)備的精度，試模人員的技能、經(jīng)驗(yàn)及試模中問(wèn)題是否全面暴露，都對(duì)試模次數(shù)有很大影響，如果試模設(shè)備的精度差，試模人員的技能差，可能會(huì)造成模具損壞，或是造成試模零件不合格。 在沖壓模具設(shè)計(jì)、制造、使用以及維護(hù)保養(yǎng)過(guò)程中，應(yīng)該采用高質(zhì)量的設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)，先進(jìn)的制造技術(shù)和實(shí)行全面質(zhì)量管理，減小和消除影響模具壽命的因素，致力于發(fā)展專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)，加強(qiáng)模具標(biāo)準(zhǔn)化工作，不斷提高模具設(shè)計(jì)和制造水平，這樣才能提高模具壽命。 七 沖壓模具技術(shù)的展望 近年來(lái)，全球制造業(yè)正以垂直整合的模式向亞太地區(qū)轉(zhuǎn)移，我國(guó)正成為世界制造業(yè)的重要基地，中國(guó)已成為第一制造大國(guó)。作為產(chǎn)品制造的重要工藝裝備，國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)之一的模具工業(yè)將直面競(jìng)爭(zhēng)的第一線。我國(guó)模具工業(yè)在政府關(guān)懷和扶植下，提出相應(yīng)的優(yōu)惠政策進(jìn)行模具技術(shù)開(kāi)發(fā)，在模具工業(yè)中大量采用先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備，努力提高模具設(shè)計(jì)和制造水平，取得顯著的經(jīng)濟(jì)效益。另外，從資料獲悉，目前，美國(guó)、日本、德國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家的模具總產(chǎn)值都已超過(guò)機(jī)床總產(chǎn)值。 模具技術(shù)的進(jìn)步極大地促進(jìn)了工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)與發(fā)展，模具是“效益放大器”，用模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品的價(jià)值將超過(guò)自身價(jià)格的幾十倍乃至上百倍及上千倍。 模具工業(yè)在歐美等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家被稱(chēng)之“點(diǎn)鐵成金”的“磁力工業(yè)”,如今世界模具工業(yè)的發(fā)展速度超過(guò)了新興的電子工業(yè)，已實(shí)現(xiàn)了模具專(zhuān)業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化和商業(yè)化，因而深受贊譽(yù)。美國(guó)工業(yè)界認(rèn)為“模具工業(yè)是美國(guó)工業(yè)的基石”，日本稱(chēng)模具工業(yè)為“進(jìn)入富裕社會(huì)的原動(dòng)力”，在德國(guó)，被冠之以“金屬加工業(yè)中的帝王”之稱(chēng)號(hào),而歐盟一些國(guó)家稱(chēng)“模具就是黃金” ,新加坡政府則把模具工業(yè)作為“磁力工業(yè)”，中國(guó)模具權(quán)威經(jīng)理稱(chēng)為“模具是印鈔機(jī)”?？梢?jiàn)模具工業(yè)在世界各國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中具有重要的地位。 模具技術(shù)已成為衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造水平的重要標(biāo)志之一。 參考文獻(xiàn) 馬朝興，沖壓模具設(shè)計(jì)手冊(cè)，北京，化學(xué)工業(yè)出版社，2009.10 林承金，沖壓模具設(shè)計(jì)，北京，中國(guó)輕工業(yè)出版社，2010.6 鄭展、王秀鳳、郭潔民，沖壓模具制造工，北京，機(jī)械工業(yè)出版社，2009.9 胡彥輝，模具制造工藝學(xué)，重慶，重慶大學(xué)出版社，2005 翁其金，冷沖壓技術(shù)，北京，機(jī)械工業(yè)出版社，2001 劉潔，現(xiàn)代模具設(shè)計(jì)，北京，化學(xué)工業(yè)出版社，2005 艾合買(mǎi)提·沙迪爾，沖壓模具精加工分析，實(shí)用科技，2010.1 金敦水，沖壓模具間隙及模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，煤礦機(jī)械，2010.5 向偉、李波，沖壓模具設(shè)計(jì)，應(yīng)用技術(shù)，1674-6708（2011）54-0120-03 11