電池彈片級(jí)進(jìn)模具設(shè)計(jì)-沖壓模具
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電池彈片級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)學(xué) 生 ：李川指導(dǎo)老師：唐義峰 2012年4月25日設(shè)計(jì)題目n1.工件材料：黃銅n2.板厚：0.3mmn3.批量：大批量生產(chǎn)n4.零件圖：右圖工件圖：電池彈片 材 料：黃銅 料 厚：0.3mm沖裁件的工藝分析n1.材料分析：黃銅n2.工件結(jié)構(gòu)形狀分析 簡(jiǎn)單、對(duì)稱(chēng)n3.工件尺寸精度分析 未注公差（精度IT12-14）結(jié)論：適宜選用沖壓加工的方法加工沖裁工藝方案n工序分析：落料、沖圓孔、沖方孔、彎曲n沖裁工藝方案的確定 方案一：落料沖圓孔沖方孔彎曲。四道工序，采用單工序模具加工。方案二：沖圓孔沖方孔切邊彎曲落料級(jí)進(jìn)沖壓。采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。方案三：落料沖孔彎曲復(fù)合模沖壓。采用復(fù)合模生產(chǎn)。n通過(guò)對(duì)以上三個(gè)方案分析，該工件沖壓選用方案二模具排樣確定模具總體設(shè)計(jì)送料方式：手動(dòng)送料，用雙側(cè)刃控制送料距離；彈性方式：彈性卸料出料方式：向下出件上下模導(dǎo)向：用對(duì)角導(dǎo)柱模架的導(dǎo)向模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作零件:凸模、凹模定位零件：導(dǎo)料板、側(cè)刃卸料零件：卸料板、卸料螺釘、橡膠固定零件：凸模固定板、墊板導(dǎo)向零件：導(dǎo)柱、導(dǎo)套、上、下模座模具工作原理送料-沖裁-卸料 謝謝大家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(chēng)為冷沖壓模具（俗稱(chēng)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(lèi)：
１．根據(jù)工藝性質(zhì)分類(lèi)
?。?）沖裁模 沿封閉或敞開(kāi)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(kāi)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(lèi)
（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(chēng)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(chēng)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(guò)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(zhǎng)，在沖壓過(guò)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(wú)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(lái)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(lái)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(guò)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(xiāo)（板）、擋料銷(xiāo)（板）、導(dǎo)正銷(xiāo)、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(guò)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(xiāo)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(guò)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(guò)大或過(guò)小均不利于操作。
有些模具（落料、沖孔類(lèi)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(xiāo)、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(kāi)放以來(lái)，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，市場(chǎng)對(duì)冷沖模具的需求量不斷增長(zhǎng)。近年來(lái)，冷沖模具工業(yè)一直以15%左右的增長(zhǎng)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(guó)有專(zhuān)業(yè)模具廠外，集體、合資、獨(dú)資和私營(yíng)也得到了快速發(fā)展。
隨著與國(guó)際接軌的腳步不斷加快，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日益加劇，人們已經(jīng)越來(lái)越認(rèn)識(shí)到產(chǎn)品質(zhì)量、成本和新產(chǎn)品的開(kāi)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(guó)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?guó)內(nèi)模具企業(yè)已普及了二維CAD，并陸續(xù)開(kāi)始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等國(guó)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(chē)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(chē)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(chē)覆蓋件模具。此外，許多研究機(jī)構(gòu)和大專(zhuān)院校開(kāi)展模具技術(shù)的研究和開(kāi)發(fā)。經(jīng)過(guò)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(guó)冷沖模具工業(yè)在過(guò)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(guó)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(zhǎng)壽命冷沖模具依賴(lài)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(mén)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(guò)程中,應(yīng)注意以下幾方面：
(1)冷沖壓技術(shù)的發(fā)展過(guò)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(guó)外已開(kāi)始采用彈塑性有限元法對(duì)汽車(chē)覆蓋零件的成形過(guò)程進(jìn)行應(yīng)力應(yīng)變分析和計(jì)算機(jī)模擬,以預(yù)測(cè)某一工藝方案對(duì)零件成形的可能性和可能出現(xiàn)的問(wèn)題。
(2)加快產(chǎn)品更新?lián)Q代,克服模具設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)的缺點(diǎn).應(yīng)大力開(kāi)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(guó),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(kāi)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(jiǎn)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(kāi)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(lái)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(guò)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(wèn)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(kāi)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(guò)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(guò)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(zhǎng)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(wú)問(wèn)隙或小問(wèn)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(guó)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(lái)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(wàn)次；用Crl2MoV滲氮，其壽命可達(dá)40萬(wàn)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(zhǎng)。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(zhǎng)。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(wàn)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(guò)高，如采用Crl2MoV制造凹模硬度為58～62HRC時(shí)，一般壽命為2—3萬(wàn)件，失效形式是崩刃和開(kāi)裂以及如果將硬度降到54～58HRC，壽命提高到5～6萬(wàn)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(jiàn)，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(kāi)裂，使用過(guò)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(wàn)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(wàn)件。因此，對(duì)模具工作零件表面，一般都要經(jīng)過(guò)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(rùn)滑劑的情況，也影響模具使用壽命。
6．結(jié)語(yǔ)
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(wèn)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(lái)指導(dǎo)生產(chǎn)，具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。
南京工程學(xué)院高等教育自學(xué)考試
畢業(yè)生學(xué)士學(xué)位申請(qǐng)表
承辦學(xué)院 江蘇財(cái)經(jīng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 專(zhuān)業(yè) 數(shù)控加工與模具設(shè)計(jì)
姓 名
李川
性 別
男
身份證號(hào)
32032219890217505X
聯(lián)系電話
15152824265
準(zhǔn)考證號(hào)
088810202017
班 級(jí)
10模具（本）
入學(xué)年月
2010年 5 月
畢業(yè)年月
2012年 9 月
外 語(yǔ)
情 況
□國(guó)家大學(xué)英語(yǔ)四級(jí)考試成績(jī)達(dá)到授予標(biāo)準(zhǔn)
□國(guó)家組織的本科段自學(xué)考試英語(yǔ)成績(jī)達(dá)70分及以上
本科畢業(yè)
證書(shū)編號(hào)
擬申報(bào)學(xué)士學(xué)位科類(lèi)名稱(chēng)
工學(xué)學(xué)士
申報(bào)材料目錄
1、學(xué)習(xí)成績(jī)單
2、“外語(yǔ)情況”欄目中材料原件及復(fù)印件
3、身份證復(fù)印件
4、在校期間無(wú)違紀(jì)（如考試作弊等）行為
承辦學(xué)院蓋章 年 月 日
南京工程學(xué)院自考辦推薦意見(jiàn)：
（蓋章） 年 月 日
學(xué)位證書(shū)號(hào)碼：
南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文）
畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)(論文)
作 者： 李川 學(xué) 號(hào) 088810202017
學(xué) 院： 江蘇財(cái)經(jīng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院
專(zhuān) 業(yè)： 數(shù)控加工與模具設(shè)計(jì)
題 目： 電池彈片級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)
指導(dǎo)者：
評(píng)閱者：
2012 年 4 月 淮 安
第 I頁(yè)
摘要
在傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)中，工人生產(chǎn)的勞動(dòng)強(qiáng)度大、勞動(dòng)量大，嚴(yán)重影響生產(chǎn)效率的提高。隨著當(dāng)今科技的發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)中沖壓模具的使用已經(jīng)越來(lái)越引起人們的重視，而被大量應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)中來(lái)。沖壓模具的自動(dòng)送料技術(shù)也投入到實(shí)際的生產(chǎn)中，沖壓模具可以大大的提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率，減輕工人負(fù)擔(dān)，具有重要的技術(shù)進(jìn)步意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
本文介紹了級(jí)進(jìn)模冷沖壓成形過(guò)程，并且簡(jiǎn)要分析了坯料形狀、尺寸，排樣、裁板方案，沖壓工序性質(zhì)、數(shù)目和順序的確定。進(jìn)行了工藝力、壓力中心、模具工作部分尺寸及公差的計(jì)算，并設(shè)計(jì)出模具。還具體分析了模具的主要零部件（如凸、凹模、卸料裝置、墊板、凸模固定板等）的設(shè)計(jì)與制造，沖壓設(shè)備的選用，凸、凹模間隙調(diào)整和編制一個(gè)重要零件的加工工藝過(guò)程。列出了模具所需零件的詳細(xì)清單，并給出了合理的裝配圖。通過(guò)充分利用現(xiàn)代模具制造技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)機(jī)械零件進(jìn)行結(jié)構(gòu)改進(jìn)、優(yōu)化設(shè)計(jì)、優(yōu)化工藝方法能大幅度提高生產(chǎn)效率，這種方法對(duì)類(lèi)似產(chǎn)品具有一定的借鑒作用。
關(guān)鍵詞：電池彈片；級(jí)進(jìn)模
畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文）中文摘要畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文）外文摘要
Abstract
In the traditional industrial production, the labor intensity of production workers, labor capacity, seriously affect the production efficiency. With today's technology, the industrial production of stamping dies used in more and more attention has been paid already, and have been widely applied to industrial production in the past. Automatic feeding stamping technology into actual production, stamping dies can greatly improve labor productivity, reduce the burden on workers, has an important significance of technological progress and economic value.
This article describes the composite cold die stamping process, and a brief analysis of the blank shape, size, nesting, cutting board program, the nature of the stamping process, number and sequence determination. For the technological edge, center of pressure, mold dimensions and tolerances of the working part of the calculation and design mold. Also detailed analysis of the major components of the mold (such as punch and die, discharging device, plate, fixed plate punch, etc.) design and manufacturing, stamping equipment selection, adjustment and preparation of punch and die clearance is an important part of the processing process . Lists the components required for a detailed list of die, and gives a reasonable assembly drawing. By taking advantage of modern technology on the traditional mold manufacturing mechanical parts for structural improvements, optimization, process optimization method can significantly improve production efficiency, this method has a similar product for reference.
Keywords: battery which; progressive die
I
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南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文）
目 錄
第1章 緒 論 1
1.1 模具行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及市場(chǎng)前景 1
1.2 沖壓工藝介紹 1
1.3 沖壓工藝的種類(lèi) 2
1.4 沖壓行業(yè)阻力和障礙與突破 3
第2章 沖裁件的工藝分析 6
2.1 工件材料 6
2.2 工件結(jié)構(gòu)形狀 6
2.3 工件尺寸精度 6
2.4 工件展開(kāi)長(zhǎng)度計(jì)算 7
第3章 沖裁工藝方案的確定及模具的結(jié)構(gòu)形式 8
3.1 沖裁工藝方案的確定 8
3.2 模具結(jié)構(gòu)形式的確定 9
第4章 模具總體設(shè)計(jì) 10
4.1 模具類(lèi)型的選擇 10
4.2 操作方式 10
4.3 卸料、出件方式 10
4.3.1 卸料方式 10
4.3.2 出件方式 10
4.4 確定送料方式 10
4.5 確定導(dǎo)向方式 11
第5章 模具設(shè)計(jì)計(jì)算 12
5.1 排樣、計(jì)算條料寬度、確定步距、材料利用率 12
5.1.1 排樣方式的選擇 12
5.1.2 計(jì)算條料寬度 12
5.1.3 確定步距 14
5.1.4 計(jì)算材料利用率 14
5.2 沖壓力的計(jì)算 15
5.2.1 沖裁力和彎曲力的計(jì)算 15
5.2.2 卸料力的計(jì)算 17
5.3 壓力中心的確定 18
5.4 模具刃口尺寸的計(jì)算 19
5.4.1 沖孔模中凸模的尺寸及制造精度 19
5.5 模具彎曲部分工作尺寸計(jì)算 20
5.5.1 凸、凹模的間隙 20
5.5.5 U形彎曲處的凸、凹模工作部分尺寸及公差 21
第6章 主要零部件設(shè)計(jì) 23
6.1 工作零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 23
6.1.1 凹模洞的類(lèi)形 23
6.1.2凹模的外形尺寸 23
6.1.3 模具的其它零件 24
第7章 校核模具閉合高度及壓力機(jī)有關(guān)參數(shù) 29
7.1 校核模具閉合高度 29
7.2 沖壓設(shè)備的選定 29
第8章 設(shè)計(jì)并繪制模具總裝圖 30
8.1繪制模具裝配圖 30
8.2模具結(jié)構(gòu)的組成 30
第9章 模具的安裝調(diào)試 32
9.1 模具的安裝調(diào)試 32
9.1.1確定裝配方法和裝配順序 32
9.1.2裝配要點(diǎn) 32
第10章 總結(jié) 33
致 謝 34
參考文獻(xiàn) 35
第2頁(yè)
第1章 緒 論
1.1 模具行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及市場(chǎng)前景
現(xiàn)代模具工業(yè)有“不衰亡工業(yè)”之稱(chēng)。世界模具市場(chǎng)總體上供不應(yīng)求，市場(chǎng)需求量維持在600億至650億美元，同時(shí)，我國(guó)的模具產(chǎn)業(yè)也迎來(lái)了新一輪的發(fā)展機(jī)遇。近幾年，我國(guó)模具產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值保持13%的年增長(zhǎng)率（據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2004年國(guó)內(nèi)模具進(jìn)口總值達(dá)到600多億，同時(shí)，有近200個(gè)億的出口），到2005年模具產(chǎn)值預(yù)計(jì)為600億元，模具及模具標(biāo)準(zhǔn)件出口將從現(xiàn)在的每年9000多萬(wàn)美元增長(zhǎng)到2005年的2億美元左右。單就汽車(chē)產(chǎn)業(yè)而言，一個(gè)型號(hào)的汽車(chē)所需模具達(dá)幾千副，價(jià)值上億元，而當(dāng)汽車(chē)更換車(chē)型時(shí)約有80%的模具需要更換。2003年我國(guó)汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)量均突破400萬(wàn)輛，預(yù)計(jì)2004年產(chǎn)銷(xiāo)量各突破500萬(wàn)輛，轎車(chē)產(chǎn)量將達(dá)到260萬(wàn)輛。另外，電子和通訊產(chǎn)品對(duì)模具的需求也非常大，在發(fā)達(dá)國(guó)家往往占到模具市場(chǎng)總量的20%之多。目前，中國(guó)17000多個(gè)模具生產(chǎn)廠點(diǎn)，從業(yè)人數(shù)約50多萬(wàn)。1999年中國(guó)模具工業(yè)總產(chǎn)值已達(dá)245億元人民幣。工業(yè)總產(chǎn)值中企業(yè)自產(chǎn)自用的約占三分之二，作為商品銷(xiāo)售的約占三分之一。在模具工業(yè)的總產(chǎn)值中，沖壓模具約占50%，塑料模具約占33%，壓鑄模具約占6%，其它各類(lèi)模具約占11%。
南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文）
南 京 工 程 學(xué) 院
畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)(論文)
作 者： 李川 學(xué) 號(hào) 088810202017
學(xué) 院： 江蘇財(cái)經(jīng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院
專(zhuān) 業(yè)： 數(shù)控加工與模具設(shè)計(jì)
題 目： 電池彈片級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)
指導(dǎo)者：
評(píng)閱者：
2012 年 4 月 淮 安
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摘要
在傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)中，工人生產(chǎn)的勞動(dòng)強(qiáng)度大、勞動(dòng)量大，嚴(yán)重影響生產(chǎn)效率的提高。隨著當(dāng)今科技的發(fā)展，工業(yè)生產(chǎn)中沖壓模具的使用已經(jīng)越來(lái)越引起人們的重視，而被大量應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)中來(lái)。沖壓模具的自動(dòng)送料技術(shù)也投入到實(shí)際的生產(chǎn)中，沖壓模具可以大大的提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率，減輕工人負(fù)擔(dān)，具有重要的技術(shù)進(jìn)步意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
本文介紹了級(jí)進(jìn)模冷沖壓成形過(guò)程，并且簡(jiǎn)要分析了坯料形狀、尺寸，排樣、裁板方案，沖壓工序性質(zhì)、數(shù)目和順序的確定。進(jìn)行了工藝力、壓力中心、模具工作部分尺寸及公差的計(jì)算，并設(shè)計(jì)出模具。還具體分析了模具的主要零部件（如凸、凹模、卸料裝置、墊板、凸模固定板等）的設(shè)計(jì)與制造，沖壓設(shè)備的選用，凸、凹模間隙調(diào)整和編制一個(gè)重要零件的加工工藝過(guò)程。列出了模具所需零件的詳細(xì)清單，并給出了合理的裝配圖。通過(guò)充分利用現(xiàn)代模具制造技術(shù)對(duì)傳統(tǒng)機(jī)械零件進(jìn)行結(jié)構(gòu)改進(jìn)、優(yōu)化設(shè)計(jì)、優(yōu)化工藝方法能大幅度提高生產(chǎn)效率，這種方法對(duì)類(lèi)似產(chǎn)品具有一定的借鑒作用。
關(guān)鍵詞：電池彈片；級(jí)進(jìn)模
畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文）中文摘要畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文）外文摘要
Abstract
In the traditional industrial production, the labor intensity of production workers, labor capacity, seriously affect the production efficiency. With today's technology, the industrial production of stamping dies used in more and more attention has been paid already, and have been widely applied to industrial production in the past. Automatic feeding stamping technology into actual production, stamping dies can greatly improve labor productivity, reduce the burden on workers, has an important significance of technological progress and economic value.
This article describes the composite cold die stamping process, and a brief analysis of the blank shape, size, nesting, cutting board program, the nature of the stamping process, number and sequence determination. For the technological edge, center of pressure, mold dimensions and tolerances of the working part of the calculation and design mold. Also detailed analysis of the major components of the mold (such as punch and die, discharging device, plate, fixed plate punch, etc.) design and manufacturing, stamping equipment selection, adjustment and preparation of punch and die clearance is an important part of the processing process . Lists the components required for a detailed list of die, and gives a reasonable assembly drawing. By taking advantage of modern technology on the traditional mold manufacturing mechanical parts for structural improvements, optimization, process optimization method can significantly improve production efficiency, this method has a similar product for reference.
Keywords: battery which; progressive die
II
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南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文）
目 錄
第1章 緒 論 1
1.1 模具行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及市場(chǎng)前景 1
1.2 沖壓工藝介紹 1
1.3 沖壓工藝的種類(lèi) 2
1.4 沖壓行業(yè)阻力和障礙與突破 3
第2章 沖裁件的工藝分析 6
2.1 工件材料 6
2.2 工件結(jié)構(gòu)形狀 6
2.3 工件尺寸精度 6
2.4 工件展開(kāi)長(zhǎng)度計(jì)算 7
第3章 沖裁工藝方案的確定及模具的結(jié)構(gòu)形式 8
3.1 沖裁工藝方案的確定 8
3.2 模具結(jié)構(gòu)形式的確定 9
第4章 模具總體設(shè)計(jì) 10
4.1 模具類(lèi)型的選擇 10
4.2 操作方式 10
4.3 卸料、出件方式 10
4.3.1 卸料方式 10
4.3.2 出件方式 10
4.4 確定送料方式 10
4.5 確定導(dǎo)向方式 11
第5章 模具設(shè)計(jì)計(jì)算 12
5.1 排樣、計(jì)算條料寬度、確定步距、材料利用率 12
5.1.1 排樣方式的選擇 12
5.1.2 計(jì)算條料寬度 12
5.1.3 確定步距 14
5.1.4 計(jì)算材料利用率 14
5.2 沖壓力的計(jì)算 15
5.2.1 沖裁力和彎曲力的計(jì)算 15
5.2.2 卸料力的計(jì)算 17
5.3 壓力中心的確定 18
5.4 模具刃口尺寸的計(jì)算 19
5.4.1 沖孔模中凸模的尺寸及制造精度 19
5.5 模具彎曲部分工作尺寸計(jì)算 20
5.5.1 凸、凹模的間隙 20
5.5.5 U形彎曲處的凸、凹模工作部分尺寸及公差 21
第6章 主要零部件設(shè)計(jì) 23
6.1 工作零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 23
6.1.1 凹模洞的類(lèi)形 23
6.1.2凹模的外形尺寸 23
6.1.3 模具的其它零件 24
第7章 校核模具閉合高度及壓力機(jī)有關(guān)參數(shù) 29
7.1 校核模具閉合高度 29
7.2 沖壓設(shè)備的選定 29
第8章 設(shè)計(jì)并繪制模具總裝圖 30
8.1繪制模具裝配圖 30
8.2模具結(jié)構(gòu)的組成 30
第9章 模具的安裝調(diào)試 32
9.1 模具的安裝調(diào)試 32
9.1.1確定裝配方法和裝配順序 32
9.1.2裝配要點(diǎn) 32
第10章 總結(jié) 33
致 謝 34
參考文獻(xiàn) 35
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第1章 緒 論
1.1 模具行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及市場(chǎng)前景
現(xiàn)代模具工業(yè)有“不衰亡工業(yè)”之稱(chēng)。世界模具市場(chǎng)總體上供不應(yīng)求，市場(chǎng)需求量維持在600億至650億美元，同時(shí)，我國(guó)的模具產(chǎn)業(yè)也迎來(lái)了新一輪的發(fā)展機(jī)遇。近幾年，我國(guó)模具產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值保持13%的年增長(zhǎng)率（據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2004年國(guó)內(nèi)模具進(jìn)口總值達(dá)到600多億，同時(shí)，有近200個(gè)億的出口），到2005年模具產(chǎn)值預(yù)計(jì)為600億元，模具及模具標(biāo)準(zhǔn)件出口將從現(xiàn)在的每年9000多萬(wàn)美元增長(zhǎng)到2005年的2億美元左右。單就汽車(chē)產(chǎn)業(yè)而言，一個(gè)型號(hào)的汽車(chē)所需模具達(dá)幾千副，價(jià)值上億元，而當(dāng)汽車(chē)更換車(chē)型時(shí)約有80%的模具需要更換。2003年我國(guó)汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)量均突破400萬(wàn)輛，預(yù)計(jì)2004年產(chǎn)銷(xiāo)量各突破500萬(wàn)輛，轎車(chē)產(chǎn)量將達(dá)到260萬(wàn)輛。另外，電子和通訊產(chǎn)品對(duì)模具的需求也非常大，在發(fā)達(dá)國(guó)家往往占到模具市場(chǎng)總量的20%之多。目前，中國(guó)17000多個(gè)模具生產(chǎn)廠點(diǎn)，從業(yè)人數(shù)約50多萬(wàn)。1999年中國(guó)模具工業(yè)總產(chǎn)值已達(dá)245億元人民幣。工業(yè)總產(chǎn)值中企業(yè)自產(chǎn)自用的約占三分之二，作為商品銷(xiāo)售的約占三分之一。在模具工業(yè)的總產(chǎn)值中，沖壓模具約占50%，塑料模具約占33%，壓鑄模具約占6%，其它各類(lèi)模具約占11%。
1.2 沖壓工藝介紹
沖壓是靠壓力機(jī)和模具對(duì)板材、帶材、管材和型材等施加外力，使之產(chǎn)生塑性變形或分離，從而獲得所需形狀和尺寸的工件(沖壓件)的成形加工方法。沖壓和鍛造同屬塑性加工(或稱(chēng)壓力加工)，合稱(chēng)鍛壓。沖壓的坯料主要是熱軋和冷軋的鋼板和鋼帶。
全世界的鋼材中，有60～70%是板材，其中大部分是經(jīng)過(guò)沖壓制成成品。汽車(chē)的車(chē)身、底盤(pán)、油箱、散熱器片，鍋爐的汽包、容器的殼體、電機(jī)、電器的鐵芯硅鋼片等都是沖壓加工的。儀器儀表、家用電器、自行車(chē)、辦公機(jī)械、生活器皿等產(chǎn)品中，也有大量沖壓件。
沖壓件與鑄件、鍛件相比，具有薄、勻、輕、強(qiáng)的特點(diǎn)。沖壓可制出其他方法難于制造的帶有加強(qiáng)筋、肋、起伏或翻邊的工件，以提高其剛性。由于采用精密模具，工件精度可達(dá)微米級(jí)，且重復(fù)精度高、規(guī)格一致，可以沖壓出孔、凸臺(tái)等。
冷沖壓件一般不再經(jīng)切削加工，或僅需要少量的切削加工。熱沖壓件精度和表面狀態(tài)低于冷沖壓件，但仍優(yōu)于鑄件、鍛件，切削加工量少。
沖壓是高效的生產(chǎn)方法，采用復(fù)合模，尤其是多工位級(jí)進(jìn)模，可在一臺(tái)壓力機(jī)上完成多道沖壓工序，實(shí)現(xiàn)由帶料開(kāi)卷、矯平、沖裁到成形、精整的全自動(dòng)生產(chǎn)。生產(chǎn)效率高，勞動(dòng)條件好，生產(chǎn)成本低，一般每分鐘可生產(chǎn)數(shù)百件。
1.3 沖壓工藝的種類(lèi)
沖壓主要是按工藝分類(lèi)，可分為分離工序和成形工序兩大類(lèi)。分離工序也稱(chēng)沖裁，其目的是使沖壓件沿一定輪廓線從板料上分離，同時(shí)保證分離斷面的質(zhì)量要求。成形工序的目的是使板料在不破坯的條件下發(fā)生塑性變形，制成所需形狀和尺寸的工件。在實(shí)際生產(chǎn)中，常常是多種工序綜合應(yīng)用于一個(gè)工件。沖裁、彎曲、剪切、拉深、脹形、旋壓、矯正是幾種主要的沖壓工藝。
沖壓用板料的表面和內(nèi)在性能對(duì)沖壓成品的質(zhì)量影響很大，要求沖壓材料厚度精確、均勻；表面光潔，無(wú)斑、無(wú)疤、無(wú)擦傷、無(wú)表面裂紋等；屈服強(qiáng)度均勻，無(wú)明顯方向性；均勻延伸率高；屈強(qiáng)比低；加工硬化性低。
在實(shí)際生產(chǎn)中，常用與沖壓過(guò)程近似的工藝性試驗(yàn)，如拉深性能試驗(yàn)、脹形性能試驗(yàn)等檢驗(yàn)材料的沖壓性能，以保證成品質(zhì)量和高的合格率。
模具的精度和結(jié)構(gòu)直接影響沖壓件的成形和精度。模具制造成本和壽命則是影響沖壓件成本和質(zhì)量的重要因素。模具設(shè)計(jì)和制造需要較多的時(shí)間，這就延長(zhǎng)了新沖壓件的生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間。
模座、模架、導(dǎo)向件的標(biāo)準(zhǔn)化和發(fā)展簡(jiǎn)易模具(供小批量生產(chǎn))、復(fù)合模、多工位級(jí)進(jìn)模(供大量生產(chǎn))，以及研制快速換模裝置，可減少?zèng)_壓生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量和縮短準(zhǔn)備時(shí)間，能使適用于減少?zèng)_壓生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量和縮短準(zhǔn)備時(shí)間，能使適用于大批量生產(chǎn)的先進(jìn)沖壓技術(shù)合理地應(yīng)用于小批量多品種生產(chǎn)。
沖壓設(shè)備除了厚板用水壓機(jī)成形外，一般都采用機(jī)械壓力機(jī)。以現(xiàn)代高速多工位機(jī)械壓力機(jī)為中心，配置開(kāi)卷、矯平、成品收集、輸送等機(jī)械以及模具庫(kù)和快速換模裝置，并利用計(jì)算機(jī)程序控制，可組成高生產(chǎn)率的自動(dòng)沖壓生產(chǎn)線。
在每分鐘生產(chǎn)數(shù)十、數(shù)百件沖壓件的情況下，在短暫時(shí)間內(nèi)完成送料、沖壓、出件、排廢料等工序，常常發(fā)生人身、設(shè)備和質(zhì)量事故。因此，沖壓中的安全生產(chǎn)是一個(gè)非常重要的問(wèn)題。
1.4 沖壓行業(yè)阻力和障礙與突破
阻力一：機(jī)械化、自動(dòng)化程度低
美國(guó)680條沖壓線中有70%為多工位壓力機(jī)，日本國(guó)內(nèi)250條生產(chǎn)線有32%為多工位壓力機(jī)，而這種代表當(dāng)今國(guó)際水平的大型多工位壓力機(jī)在我國(guó)的應(yīng)用卻為數(shù)不多；中小企業(yè)設(shè)備普遍較落后，耗能耗材高，環(huán)境污染嚴(yán)重；封頭成形設(shè)備簡(jiǎn)陋，手工操作比重大；精沖機(jī)價(jià)格昂貴，是普通壓力機(jī)的5~10倍，多數(shù)企業(yè)無(wú)力投資阻礙了精沖技術(shù)在我國(guó)的推廣應(yīng)用；液壓成形，尤其是內(nèi)高壓成形，設(shè)備投資大，國(guó)內(nèi)難以起步。
突破點(diǎn)：加速技術(shù)改造
要改變當(dāng)前大部分還是手工上下料的落后局面，結(jié)合具體情況，采取新工藝，提高機(jī)械化、自動(dòng)化程度。汽車(chē)車(chē)身覆蓋件沖壓應(yīng)向單機(jī)連線自動(dòng)化、機(jī)器人沖壓生產(chǎn)線，特別是大型多工位壓力機(jī)方向發(fā)展。爭(zhēng)取加大投資力度，加速?zèng)_壓生產(chǎn)線的技術(shù)改造，使盡早達(dá)到當(dāng)今國(guó)際水平。而隨著微電子技術(shù)和通訊技術(shù)的發(fā)展使板材成形裝備自動(dòng)化、柔性化有了技術(shù)基礎(chǔ)。應(yīng)加速發(fā)展數(shù)字化柔性成形技術(shù)、液壓成形技術(shù)、高精度復(fù)合化成形技術(shù)以及適應(yīng)新一代輕量化車(chē)身結(jié)構(gòu)的型材彎曲成形技術(shù)及相關(guān)設(shè)備。同時(shí)改造國(guó)內(nèi)舊設(shè)備，使其發(fā)揮新的生產(chǎn)能力。
阻力二：生產(chǎn)集中度低
許多汽車(chē)集團(tuán)大而全，形成封閉內(nèi)部配套，導(dǎo)致各企業(yè)的沖壓件種類(lèi)多，生產(chǎn)集中度低，規(guī)模小，易造成低水平的重復(fù)建設(shè)，難以滿足專(zhuān)業(yè)化分工生產(chǎn)，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力弱；摩托車(chē)沖壓行業(yè)面臨激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，處于“優(yōu)而不勝，劣而不汰”的狀態(tài)；封頭制造企業(yè)小而散，集中度僅39.2%。
突破點(diǎn)：走專(zhuān)業(yè)化道路
迅速改變目前“大而全”、“散亂差”的格局，盡快從汽車(chē)集團(tuán)中把沖壓零部件分離出來(lái)，按沖壓件的大、中、小分門(mén)別類(lèi)，成立幾個(gè)大型的沖壓零部件制造供應(yīng)中心及幾十個(gè)小而專(zhuān)的零部件工廠。通過(guò)專(zhuān)業(yè)化道路，才能把沖壓零部件做大做強(qiáng)，成為國(guó)際上有競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力的沖壓零部件供應(yīng)商。
阻力三：沖壓板材自給率不足，品種規(guī)格不配套
目前，我國(guó)汽車(chē)薄板只能滿足60%左右，而高檔轎車(chē)用鋼板，如高強(qiáng)度板、合金化鍍鋅板、超寬板(1650mm以上)等都依賴(lài)進(jìn)口。
突破點(diǎn)：所用的材料應(yīng)與行業(yè)協(xié)調(diào)發(fā)展
汽車(chē)用鋼板的品種應(yīng)更趨向合理，朝著高強(qiáng)、高耐蝕和各種規(guī)格的薄鋼板方向發(fā)展，并改善沖壓性能。鋁、鎂合金已成為汽車(chē)輕量化的理性材料，擴(kuò)大應(yīng)用已勢(shì)在必行。
阻力四：科技成果轉(zhuǎn)化慢先進(jìn)工藝推廣慢
在我國(guó)，許多沖壓新技術(shù)起步并不晚，有些還達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平，但常常很難形成生產(chǎn)力。先進(jìn)沖壓工藝應(yīng)用不多，有的僅處于試用階段，吸收、轉(zhuǎn)化、推廣速度慢。技術(shù)開(kāi)發(fā)費(fèi)用投入少，導(dǎo)致企業(yè)對(duì)先進(jìn)技術(shù)的掌握應(yīng)用慢，開(kāi)發(fā)創(chuàng)新能力不足，中小企業(yè)在這方面的差距更甚。目前，國(guó)內(nèi)企業(yè)大部分仍采用傳統(tǒng)沖壓技術(shù)，對(duì)下一代輕量化汽車(chē)結(jié)構(gòu)和用材所需的成形技術(shù)缺少研究與技術(shù)儲(chǔ)備。
突破點(diǎn)：走產(chǎn)、學(xué)、研聯(lián)合之路
我國(guó)與歐、美、日等相比，存在的最大的差距就是還沒(méi)有一個(gè)產(chǎn)、學(xué)研聯(lián)合體，科研難以做大，成果不能盡快轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力。所以應(yīng)圍繞大型開(kāi)發(fā)和產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目，以高校和科研單位為技術(shù)支持，企業(yè)為應(yīng)用基地，形成產(chǎn)品、設(shè)備、材料、技術(shù)的企業(yè)聯(lián)合實(shí)體，形成既能開(kāi)發(fā)創(chuàng)新，又能迅速產(chǎn)業(yè)化的良性循環(huán)。
阻力五：大、精模具依賴(lài)進(jìn)口
當(dāng)前，沖壓模具的材料、設(shè)計(jì)、制作均滿足不了國(guó)內(nèi)汽車(chē)發(fā)展的需要，而且標(biāo)準(zhǔn)化程度尚低，大約為40%~45%，而國(guó)際上一般在70%左右。
突破點(diǎn)：提升信息化、標(biāo)準(zhǔn)化水平
必須用信息化技術(shù)改造模具企業(yè)，發(fā)展重點(diǎn)在于大力推廣CAD/CAM/CAE一體化技術(shù)，特別是成形過(guò)程的計(jì)算機(jī)模擬分析和優(yōu)化技術(shù)(CAE)。加速我國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)化進(jìn)程，提高精度和互換率。力爭(zhēng)2005年模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率達(dá)到60%，2010年達(dá)到70%以上基本滿足市場(chǎng)需求。
阻力六：專(zhuān)業(yè)人才缺乏
業(yè)內(nèi)掌握先進(jìn)設(shè)計(jì)分析技術(shù)和數(shù)字化技術(shù)的高素質(zhì)人才遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足沖壓行業(yè)飛速發(fā)展的需要，尤其是摩托車(chē)行業(yè)中具備沖壓知識(shí)和技術(shù)和技能的專(zhuān)業(yè)人才更為缺乏且大量外流。另外，眾多合資公司由外方進(jìn)行工程設(shè)計(jì)，掌握設(shè)計(jì)權(quán)、投資權(quán)，我方?jīng)_壓技術(shù)人員難以真正掌握沖壓工藝的真諦。
突破點(diǎn)：提高行業(yè)人員素質(zhì)
這是一項(xiàng)迫在眉睫的任務(wù)，又是一項(xiàng)長(zhǎng)期而系統(tǒng)的任務(wù)。振興我國(guó)沖壓行業(yè)需要大批高水平的科技人才，大批熟悉國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)、具有現(xiàn)代管理知識(shí)和能力的企業(yè)家，大批掌握先進(jìn)技術(shù)、工藝的高級(jí)技能人才。要舍得花大力氣，有計(jì)劃、分層次地培養(yǎng)。
第2章 沖裁件的工藝分析
本次設(shè)計(jì)沖壓工件如下圖，材料為黃銅，厚度為0.3mm。
圖2.1 工件圖
2.1 工件材料
由圖1.1分析知：此工件材料采用黃銅，生產(chǎn)批量為大批量，需要用模具進(jìn)行生產(chǎn)。由于該零件有2個(gè)Ф2mm和一個(gè)3×12的長(zhǎng)方形孔，而且有直線、圓弧組成的輪廓外形，因而模具包含有沖孔、落料工序。對(duì)于2小孔，由于孔徑大于或者等于料厚，不屬于深孔沖裁，因此在模具設(shè)計(jì)時(shí)沒(méi)有必要對(duì)沖孔小凸模采取適當(dāng)保護(hù)措施加以保護(hù)，也沒(méi)有必要對(duì)凸模進(jìn)行強(qiáng)度校驗(yàn)。從材質(zhì)上看，沖裁材料銅母線為黃銅，屬低強(qiáng)度、高延伸性、高延伸率、塑性及流動(dòng)性好的軟材料，有利于成型，總體來(lái)說(shuō)，該零件沖壓工藝性較好。
2.2 工件結(jié)構(gòu)形狀
工件結(jié)構(gòu)形狀相對(duì)簡(jiǎn)單，圓形彎曲，有一個(gè)圓形孔，孔與邊緣之間的距離滿足要求，料厚為0.3mm滿足許用壁厚要求（孔與孔之間、孔與邊緣之間的壁厚），可以沖裁加工。
2.3 工件尺寸精度
根據(jù)零件圖上所注尺寸，工件要求不高，尺寸精度要求較低，采用IT14級(jí)精度，普通沖裁完全可以滿足要求。
根據(jù)以上分析：該零件沖裁工藝性較好，綜合評(píng)比適宜沖裁加工。
2.4 工件展開(kāi)長(zhǎng)度計(jì)算
一般折彎:(R=0, θ=90°)
L=A+B+K （2.1）
1. 當(dāng)0￠T(mén)￡0.3時(shí), K=0
2. 對(duì)于鐵材:
(如SPCC,SGCC,SECC,SECD,SPTE, SUS等)
a. 當(dāng)0.3￠T(mén)￠1.5時(shí), K=0.4T
b. 當(dāng)1.5￡T￠2.5時(shí), K=0.35T
c. 當(dāng) T/2.5時(shí), K=0.3T
3. 對(duì)于其它有色金屬材料如AL,CU.
當(dāng) T$0.3時(shí), K=0.4T
圖2.2工件展開(kāi)長(zhǎng)度、
工件厚度為0.3mm，所以展開(kāi)長(zhǎng)度為：
L=10+1.7×2=13.4mm
如圖1.3所示:
圖2.3 工件展開(kāi)圖
第3章 沖裁工藝方案的確定及模具的結(jié)構(gòu)形式
3.1 沖裁工藝方案的確定
方案一：落料--沖圓孔--沖方孔--彎曲。單工序模生產(chǎn)。
方案二：沖圓孔--沖方孔—切邊--彎曲-落料級(jí)進(jìn)沖壓。級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。
方案三：落料-沖孔--彎曲復(fù)合模沖壓。復(fù)合模生產(chǎn)。
表3.1 各類(lèi)模具結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)比較
模具種類(lèi)比較項(xiàng)目
單工序模
（無(wú)導(dǎo)向）（有導(dǎo)向）
級(jí)進(jìn)模
復(fù)合模
零件公差等級(jí)
低
一般
可達(dá)IT13～I(xiàn)T10級(jí)
可達(dá)IT10～I(xiàn)T8級(jí)
零件特點(diǎn)
尺寸不受限制厚度不受限制
中小型尺寸厚度較厚
小零件厚度0.2～6mm可加工復(fù)雜零件，如寬度極小的異形件
形狀與尺寸受模具結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度限制，尺寸可以較大，厚度可達(dá)3mm
零件平面度
低
一般
中小型件不平直，高質(zhì)量制件需較平
由于壓料沖件的同時(shí)得到了較平，制件平直度好且具有良好的剪切斷面
生產(chǎn)效率
低
較低
工序間自動(dòng)送料，可以自動(dòng)排除制件，生產(chǎn)效率高
沖件被頂?shù)侥＞吖ぷ鞅砻嫔?，必須手?dòng)或機(jī)械排除，生產(chǎn)效率較低
安全性
不安全，需采取安全措施
比較安全
不安全，需采取安全措施
模具制造工作量和成本
低
比無(wú)導(dǎo)向的稍高
沖裁簡(jiǎn)單的零件時(shí)，比復(fù)合模低
沖裁較復(fù)雜零件時(shí)，比級(jí)進(jìn)模低
適用場(chǎng)合
料厚精度要求低的小批量沖件的生產(chǎn)
大批量小型沖壓件的生產(chǎn)
形狀復(fù)雜，精度要求較高，平直度要求高的中小型制件的大批量生產(chǎn)
根據(jù)分析結(jié)合表分析：
方案一模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造周期短，制造簡(jiǎn)單，但需要多副模具，成本高而生產(chǎn)效率低，難以滿足大批量生產(chǎn)的要求。
方案二只需一副模具，生產(chǎn)效率高，操作方便，精度也能滿足要求，模具制造工作量和成本比較高。適合大批量生產(chǎn)。
方案三只需一副模具，制件精度和生產(chǎn)效率都較高，且工件最小壁厚大于凸凹模許用最小壁厚模具強(qiáng)度也能滿足要求。沖裁件的內(nèi)孔與邊緣的相對(duì)位置精度較高，板料的定位精度比方案二低，模具輪廓尺寸較小。
通過(guò)對(duì)上述三種方案的分析比較，該工件的沖壓生產(chǎn)采用方案二最佳。
3.2 模具結(jié)構(gòu)形式的確定
級(jí)進(jìn)模是指在條料的送料方向上，具有兩個(gè)以上的工位，并在壓力機(jī)的一次行程中，在不同的工位上同時(shí)完成兩道或兩道以上的沖壓工序的沖模。級(jí)進(jìn)模的定距方式有兩種：擋料銷(xiāo)定距和側(cè)刃定距。
本模具采用側(cè)刃定距。側(cè)刃代替了擋料銷(xiāo)控制條料送進(jìn)距離（步距），側(cè)刃是特殊功用的凸模，其作用是在壓力機(jī)每次沖壓行程中，沿條料邊緣切下一塊長(zhǎng)度等于送料近距的料邊。在條料送進(jìn)過(guò)程中，切下的缺口向前送進(jìn)被側(cè)刃擋塊擋住，送進(jìn)的距離即等于步距。
第4章 模具總體設(shè)計(jì)
4.1 模具類(lèi)型的選擇
由沖壓工藝分析可知，采用級(jí)進(jìn)模方式?jīng)_壓，所以模具類(lèi)型為級(jí)進(jìn)模。
4.2 操作方式
零件的生產(chǎn)批量為大批量，但合理安排生產(chǎn)可用手動(dòng)送料方式，既能滿足生產(chǎn)要求，又可以降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。
4.3 卸料、出件方式
4.3.1 卸料方式
剛性卸料與彈性卸料的比較：
剛性卸料是采用固定卸料板結(jié)構(gòu)。常用于較硬、較厚且精度要求不高的工件沖裁后卸料。當(dāng)卸料板只起卸料作用時(shí)與凸模的間隙隨材料厚度的增加而增大，單邊間隙取（0.2～0.5）t。當(dāng)固定卸料板還要起到對(duì)凸模的導(dǎo)向作用時(shí)卸料板與 凸模的配合間隙應(yīng)該小于沖裁間隙。此時(shí)要求凸模卸料時(shí)不能完全脫離卸料板。主要用于卸料力較大、材料厚度大于2mm且模具結(jié)構(gòu)為倒裝的場(chǎng)合。
彈壓卸料板具有卸料和壓料的雙重作用，主要用于料厚小于或等于2mm的板料由于有壓料作用，沖件比較平整。卸料板與凸模之間的單邊間隙選擇（0.1～0.2）t,若彈壓卸料板還要起對(duì)凸模導(dǎo)向作用時(shí)，二者的配合間隙應(yīng)小于沖裁間隙。常用作落料模、沖孔模、正裝復(fù)合模的卸料裝置。
工件平直度較高，料厚為0.3mm相對(duì)較薄，卸料力較小，彈壓卸料模具比剛性卸料模具方便，操作者可以看見(jiàn)條料在模具中的送進(jìn)動(dòng)態(tài)，且彈性卸料板對(duì)工件施加的是柔性力，不會(huì)損傷工件表面，所以采用彈性卸料。
4.3.2 出件方式
因采用連續(xù)模生產(chǎn)，故采用向下落料出件。
4.4 確定送料方式
因選用的沖壓設(shè)備為開(kāi)式壓力機(jī)且垂直于送料方向的凹模寬度B小于送料方向的凹模長(zhǎng)度L故采用橫向送料方式，即由右向左（或由左向右）送料。
4.5 確定導(dǎo)向方式
方案一：采用對(duì)角導(dǎo)柱模架。由于導(dǎo)柱安裝在模具壓力中心對(duì)稱(chēng)的對(duì)角線上，所以上模座在導(dǎo)柱上滑動(dòng)平穩(wěn)。常用于橫向送料級(jí)進(jìn)模或縱向送料的落料模、復(fù)合模。
方案二：采用后側(cè)導(dǎo)柱模架。由于前面和左、右不受限制，送料和操作比較方便。因?yàn)閷?dǎo)柱安裝在后側(cè)，工作時(shí)，偏心距會(huì)造成導(dǎo)套導(dǎo)柱單邊磨損，嚴(yán)重影響模具使用壽命，且不能使用浮動(dòng)模柄。
方案三：四導(dǎo)柱模架。具有導(dǎo)向平穩(wěn)、導(dǎo)向準(zhǔn)確可靠、剛性好等優(yōu)點(diǎn)。常用于沖壓件尺寸較大或精度要求較高的沖壓零件，以及大量生產(chǎn)用的自動(dòng)沖壓模架。
方案四：中間導(dǎo)柱模架。導(dǎo)柱安裝在模具的對(duì)稱(chēng)線上，導(dǎo)向平穩(wěn)、準(zhǔn)確。但只能一個(gè)方向送料。
根據(jù)以上方案比較并結(jié)合模具結(jié)構(gòu)形式和送料方式，為提高模具壽命和工件質(zhì)量，該級(jí)復(fù)合模采用對(duì)角側(cè)導(dǎo)柱模架的導(dǎo)向方式，即方案一最佳。
第5章 模具設(shè)計(jì)計(jì)算
5.1 排樣、計(jì)算條料寬度、確定步距、材料利用率
5.1.1 排樣方式的選擇
方案一：有廢料排樣 沿沖件外形沖裁，在沖件周邊都留有搭邊。沖件尺寸完全由沖模來(lái)保證，因此沖件精度高，模具壽命高，但材料利用率低。
方案二：少?gòu)U料排樣 因受剪切條料和定位誤差的影響，沖件質(zhì)量差，模具壽命較方案一低，但材料利用率稍高，沖模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。
方案三：無(wú)廢料排樣 沖件的質(zhì)量和模具壽命更低一些，但材料利用率最高。
通過(guò)上述三種方案的分析比較，綜合考慮模具壽命和沖件質(zhì)量，該沖件的排樣方式選擇方案一為佳?？紤]模具結(jié)構(gòu)和制造成本有廢料排樣的具體形式選擇直排最佳。
5.1.2 計(jì)算條料寬度
搭邊的作用是補(bǔ)償定位誤差，保持條料有一定的剛度，以保證零件質(zhì)量和送料方便。搭邊過(guò)大，浪費(fèi)材料。搭邊過(guò)小，沖裁時(shí)容易翹曲或被拉斷，不僅會(huì)增大沖件毛刺，有時(shí)還有拉入凸、凹模間隙中損壞模具刃口，降低模具壽命。
搭邊值通常由表5.1.2(a)所列搭邊值和側(cè)搭邊值確定。
根據(jù)零件形狀，查表5.1.2(a)，并考慮到工件的切邊，工件之間搭邊值a=1.5mm, 工件與側(cè)邊之間搭邊值取a1=2mm, 條料是有板料裁剪下料而得，為保證送料順利，規(guī)定其上偏差為零，下偏差為負(fù)值—△
B0-△=（Dmax＋a1＋2b1）0-△ 公式（5.1）
式中 Dmax—條料寬度方向沖裁件的最大尺寸；
a---沖裁件之間的搭邊值；
a1---工件與側(cè)邊之間搭邊值取。
△—板料剪裁下的偏差；（其值查表5.1.2(b)）可得△=0.4mm。
B0-△=32＋2×2＋2×1
=380-0.40mm
故條料寬度為38mm。
表5.1.2（a） 搭邊值和側(cè)邊值的數(shù)值
材料厚度t（mm)
圓件及類(lèi)似圓形制件
矩形或類(lèi)似矩形制件長(zhǎng)度≤50
矩形或類(lèi)似矩形制件長(zhǎng)度＞50
工件間a
側(cè)邊a1
工件間a
側(cè)邊a1
工件間a
側(cè)邊 a1
≤0.25
1.0
1.2
1.2
1.5
1.5~2.5
1.8~2.6
＞0.25～0.5
0.8
1.0
1.0
1.2
1.2~2.2
1.5~2.5
＞0.5～1.0
0.8
1.0
1.0
1.2
1.5~2.5
1.8~2.6
＞1～1.5
1.0
1.3
1.2
1.5
1.8~2.8
2.2~3.2
＞1.5～2.0
1.2
1.5
1.5
1.8
2.0~3.0
2.4~3.4
＞2.0～2.5
1.5
1.9
1.8
2.2
2.2~3.2
2.7~3.7
表5.1.2(b)普通剪床用帶料寬度偏差△（mm）
條料厚度t(mm)
條料寬度b(mm)
≤50
＞50～100
＞100～200
＞200
≤１
0.4
0.5
0.6
0.7
＞１～2
0.5
0.6
0.7
0.8
＞2～3
0.7
0.8
0.9
1.0
＞3～5
0.9
1.0
1.1
1.2
表5.1.3(c) 側(cè)刃沖切得料邊定距寬度b1（mm）
條料厚度t(mm)
條料寬度b(mm)
金屬材料
非金屬材料
≤1.5
1.5
2.0
＞1.5～2.5
2.0
3.0
＞1.5～2.5
2.5
4.0
5.1.3 確定步距
送料步距S：條料在模具上每次送進(jìn)的距離稱(chēng)為送料步距，每個(gè)步距可沖一個(gè)或多個(gè)零件。進(jìn)距與排樣方式有關(guān)，是決定側(cè)刃長(zhǎng)度的依據(jù)。條料寬度的確定與模具的結(jié)構(gòu)有關(guān)。
進(jìn)距確定的原則是，最小條料寬度要保證沖裁時(shí)工件周邊有足夠的搭邊值；最大條料寬度能在沖裁時(shí)順利的在導(dǎo)料板之間送進(jìn)條料，并有一定的間隙。
級(jí)進(jìn)模送料步距S
S=Dmax+a1 公式（5.2）
Dmax零件橫向最大尺寸，a1搭邊
S＝13.4＋1.5
＝14.9mm
排樣圖如圖5.1.3所示。
圖5.1.3 排樣圖
5.1.4 計(jì)算材料利用率
沖裁件的實(shí)際面積與所用板料面積的百分比叫材料的利用率，它是衡量合理利用材料的重要指標(biāo)。
一個(gè)步距內(nèi)的材料利用率
η＝Ａ/BS×100% 公式（5.3）
式中 A—一個(gè)步距內(nèi)沖裁件的實(shí)際面積；
B—條料寬度；
S—步距；
由此可之，η值越大，材料的利用率就越高，廢料越少。廢料分為工藝廢料和結(jié)構(gòu)廢料，結(jié)構(gòu)廢料是由本身形狀決定的，一般是固定不變的，工藝廢料的多少?zèng)Q定于搭邊和余量的大小，也決定于排樣的形式和沖壓方式。因此，要提高材料利用率，就要合理排樣，減少工藝廢料。
排樣合理與否不但影響材料的經(jīng)濟(jì)和利用，還影響到制件的質(zhì)量、模具的的結(jié)構(gòu)和壽命、制件的生產(chǎn)率和模具的成本等指標(biāo)。因此，排樣時(shí)應(yīng)考慮如下原則：
1）、提高材料利用率（不影響制件使用性能的前提下，還可以適當(dāng)改變制件的形狀）。
2)、排樣方法使應(yīng)操作方便，勞動(dòng)強(qiáng)度小且安全。
3)、 模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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。
一個(gè)步距內(nèi)沖裁件的實(shí)際面積，運(yùn)用CAD軟件，工具-查詢-面積：
A=336.257mm2
所以一個(gè)步距內(nèi)的材料利用率
Η=Ａ／BS×100% 公式（5.4）
=336.257／38×14.9×100%
根據(jù)計(jì)算結(jié)果知道選用直排材料利用率可達(dá)59.4%，滿足要求。
5.2 沖壓力的計(jì)算
5.2.1 沖裁力和彎曲力的計(jì)算
在沖裁過(guò)程中，沖裁力是隨凸模進(jìn)入凹模材料的深度而變化的。通常說(shuō)的沖裁力是指沖裁力的最大值，它是選用壓力機(jī)和設(shè)計(jì)模具重要依據(jù)之一。
用平刃沖裁時(shí)，其沖裁力Ｆ一般按下式計(jì)算：
F=KLtτb 公式（5.5）
式中 F—沖裁力；
L—沖裁周邊長(zhǎng)度；
t—材料厚度；
τb—材料抗剪強(qiáng)度；
Ｋ—系數(shù)；
系數(shù)Ｋ是考慮到實(shí)際生產(chǎn)中，模具間隙值的波動(dòng)和不均勻，刃口磨損、板料力學(xué)性能和厚度波動(dòng)等原因的影響而給出修正系數(shù)，一般取Ｋ=1.3。
τb的值查表2為τb=540Mpa
所以
（5.6）
=1.3×78.8×0.3×540/1000
=16.6（KN）
P2=1.3×33.12×0.3×540/1000
=6.98(KN)
按推件力公式計(jì)算推件力Pt：
Pt=nKtP （5.7）
其中：n 為卡在凹模里料的個(gè)數(shù)=h/t。h為凹模刃壁垂直部分高度（mm）
t為料厚（mm）
見(jiàn)表5.2.2
P 為沖裁力N。
取n=1，查表得，Kt=0.055
Pt=1×0.055×23.58=1.3(KN)
計(jì)算總沖壓力PZ：
PZ=P1+P2+Pt=23.58+1.3 =24.88(KN)
根據(jù)計(jì)算，模具沖裁力為32.4KN。
彎曲力是指彎曲件在完成預(yù)定彎曲時(shí)所需要的壓力機(jī)施加的壓力，是設(shè)計(jì)沖壓工藝過(guò)程和選擇設(shè)備的重要依據(jù)之一。彎曲力的大小與毛坯尺寸、零件形狀、材料的機(jī)械性能、彎曲方法和模具結(jié)構(gòu)等多種因素有關(guān)，理論分析方法很難精確計(jì)算，在實(shí)際生產(chǎn)中常按經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計(jì)算。
1）自由彎曲時(shí)的彎曲力公式
V形彎曲件：（5.8） ； U形彎曲件： （5.9）；
式中：、——自由彎曲力；B——彎曲件的寬度；t——彎曲件厚度；r——內(nèi)圓彎曲半徑；——彎曲材料的抗拉強(qiáng)度；K——安全系數(shù)，一般取1.3。
2）校正彎曲力公式
（5.10）
式中：——校正力；——單位面積上的校正力，Mpa，見(jiàn)表5.2.1；A——彎曲件被校正部分的投影面積，mm2。
表5.2.1單位校正彎曲力 單位（MPa）
3）計(jì)算
本彎曲件彎曲部分，只有一處U形彎曲。20#鋼的
U形彎曲力：
=
=87.3N
5.2.2 卸料力的計(jì)算
在沖裁結(jié)束時(shí)，由于材料的彈性回復(fù)（包括徑向回復(fù)和彈性翹曲回復(fù)）及摩擦的存在，將使沖落的材料梗塞在凹模內(nèi)，而沖裁剩下的材料則緊箍在凸模上。為使沖裁工作繼續(xù)進(jìn)行，必須將緊箍在凸模上的料卸下，將梗塞在凹模內(nèi)的材料推出。從凸模上卸下箍著的料稱(chēng)卸料力；一般按以下公式計(jì)算：
卸料力
F X=KXF 公式（5.11）
FX=KXF
=0.04×32.4KN=1.3KN
（KX 、KD為卸料力系數(shù)，其值查表可得）
所以總沖壓力
FZ=F+FX+FD
=32.4N+0.087KN+1.3N
=33.8KN
壓力機(jī)公稱(chēng)壓力應(yīng)大于或等于沖壓力，根據(jù)沖壓力計(jì)算結(jié)果擬選壓力機(jī)為J23—63。
表5.2.2 卸料力、推件力和頂件力系數(shù)
料厚t/mm
KX
KT
KD
鋼
≤0.1
＞0.1~0.5
＞0.5~2.5
＞2.5~6.5
＞6.5
0.06~0.075
0.045~0.055
0.04~0.05
0.03~0.04
0.02~0.03
0.1
0.063
0.050
0.045
0.025
0.14
0.08
0.06
0.05
0.03
鋁、鋁合金
純銅，黃銅
0.025~0.08
0.02~0.06
0.03~0.07
0.03~0.09
5.3 壓力中心的確定
模具壓力中心是指沖壓時(shí)諸沖壓力合力的作用點(diǎn)位置。為了確保壓力機(jī)和模具正常工作，應(yīng)使模具的壓力中心與壓力機(jī)滑塊的中心相重合，否則，會(huì)使沖模和力機(jī)滑塊產(chǎn)生偏心載荷，使滑塊和導(dǎo)軌之間產(chǎn)生過(guò)大的摩擦，模具導(dǎo)向零件加速磨損，降低模具和壓力機(jī)的使用壽命。沖模的壓力中心，可以按下述原則來(lái)確定：
1）對(duì)稱(chēng)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(chēng)時(shí)，沖模的壓力中心與零件的對(duì)稱(chēng)中心相重合。
3）形狀復(fù)雜的零件、多孔沖模、級(jí)進(jìn)模的壓力中心可以用解析計(jì)算法求出沖模壓力中心。
X0=（L1x1＋L2x2＋…Lnxn）/(L1＋L2＋…Ln) 公式（5.12）
Y0=（L1y1＋L2y2＋……Lnyn ）/（L1＋L2＋…＋Ln）公式（5.13）
由于該工件在Y方向上高度對(duì)稱(chēng)，所以代入數(shù)據(jù)計(jì)算得：壓力中心為（21.6，11）。
5.4 模具刃口尺寸的計(jì)算
5.4.1 沖孔模中凸模的尺寸及制造精度
凸、凹模加工方法一般分為兩種：凸、凹模分開(kāi)加工法和凸、凹模配合加工法。當(dāng)凸、凹模分開(kāi)加工時(shí)，模具具有互換性，便于模具成批制造。但是制模精度要求高、制造困難、相應(yīng)地會(huì)增加加工成本。凸、凹模配合加工適合于較復(fù)雜的、非圓形的模具，制造簡(jiǎn)便，成本低廉。
采用配做法制模時(shí)，配做件的最后精加工要等基準(zhǔn)件完全加工完才進(jìn)行。按配做法制模的加工順序，落料時(shí)先加工凹模，配做凸模；沖孔時(shí)先加工凸模，配做凹模。在工件尺寸精度較低，特別是板料較薄時(shí)，基準(zhǔn)件的公差值較大，而配做件允許的公差值要小得多。這說(shuō)明基準(zhǔn)件加工較容易，而配做件加工較難。由于現(xiàn)在凹?；旧隙疾捎镁€切割方法加工，精度可達(dá)±0.01～0.02mm，而凸模因結(jié)構(gòu)形式不同有多種加工方法。在留出不小于0.02mm研磨量的情況下，凹模型孔一般都能采用線切割方法一次加工出來(lái)。因此，對(duì)于常用的沖裁模，選擇凹模為配做件，加工比較方便。
選擇凹模為配做件，對(duì)于沖孔，按前述方法計(jì)算的刃口尺寸仍可以直接在凸模和凹模工作圖上進(jìn)行標(biāo)注。而對(duì)于落料，則需要將計(jì)算的凹模刃口尺寸換算為凸模刃口尺寸后，再進(jìn)行標(biāo)注，由先制凹模改為先制凸模。
凸、凹模間隙：
查《沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)》中表2.3,知
=0.120mm,=0.050mm，則
=+=0.170mm
凹模按照沖孔凸模、落料凸模的實(shí)際尺寸進(jìn)行配做，雙邊最小間隙為0.120mm，最大間隙不得超過(guò)0.170mm。
取中間值Z=0.15mm。
為保證沖出合格沖件。沖裁件精度IT10以上，X取1. 沖裁件精度IT11~IT13,X取0.75. 沖裁件精度IT14，X取0.5。由于本產(chǎn)品采用IT14級(jí)精度，所以X取0.5.
320-0.24 DA=( Dmax－△x) +0.020=(32－0.24×0.5) +0.020=31.88 +0.020
DT=( DA－Zmin) 0-0.02=(31.88－0.15) 0-0.02=31.530-0.02
200-0.12 DA=( Dmax－△x) +0.020=(20－0.12×0.5) +0.020=19.94 +0.020
DT=( DA－Zmin) 0-0.02=(19.94 －0.15) 0-0.02=19.79 0-0.02
13.40-0.12 DA=( Dmax－△x) +0.020=(13.4－0.12×0.5) +0.020=13.34 +0.020
DT=( DA－Zmin) 0-0.02=(13.34 －0.15) 0-0.02=13.19 0-0.02
120-0.12 DA=( Dmax－△x) +0.020=(12－0.12×0.5) +0.020=11.94 +0.020
DT=( DA－Zmin) 0-0.02=(11.94 －0.19) 0-0.02=11.79 0-0.02
R50-0.06 DA=( Dmax－△x) +0.020=(5－0.1×0.5) +0.020=4.95 +0.020
DT=( DA－Zmin) 0-0.02=(4.95 －0.15) 0-0.02=4.9 0-0.02
30-0.06 DA=( Dmax－△x) +0.020=(3－0.06×0.5) +0.020=2.97 +0.020
DT=( DA－Zmin) 0-0.02=(2.97 －0.15) 0-0.02=2.82 0-0.02
Φ20-0.06 DA=( Dmax－△x) +0.020=(2－0.06×0.5) +0.020=1.97 +0.020
DT=( DA－Zmin) 0-0.02=(1.97 －0.15) 0-0.02=1.82 0-0.02
5.5 模具彎曲部分工作尺寸計(jì)算
5.5.1 凸、凹模的間隙
V形件彎曲時(shí)，凸、凹模的間隙是靠調(diào)整壓力機(jī)的閉合高度來(lái)控制的。但在模具設(shè)計(jì)中，必須考慮到要使模具閉合時(shí)，模具的工作部分與工件能緊密貼合，以保證彎曲質(zhì)量。
U形件彎曲時(shí)必須合理確定凸、凹模之間的間隙，間隙過(guò)大則回彈大，工件的形狀和尺寸誤差增大。間隙過(guò)小會(huì)加大彎曲力，使工件厚度減薄，增加摩擦，擦傷工件并降低模具的壽命。U形件凸、凹模的單面間隙值一般可按下式計(jì)算：
； （5.14）
式中：Z/2——凸、凹模的單面間隙；t——板料厚度的基本尺寸；
△——板料厚度的正偏差；
C——根據(jù)彎曲件的高度和寬度而決定的間隙系數(shù)。
表5.5.1間隙系數(shù)C值（單位mm）
當(dāng)工件精度要求較高時(shí)，間隙值應(yīng)適當(dāng)減小，可以取Z/2=t。
查有關(guān)資料板料厚度的正偏差為
由公式可得：
5.5.5 U形彎曲處的凸、凹模工作部分尺寸及公差
凸、凹模工作部分尺寸主要是指彎曲件的凸、凹模的橫向尺寸。當(dāng)工件標(biāo)注外形尺寸時(shí)，應(yīng)以凹模為基準(zhǔn)件，間隙取在凸模上；當(dāng)工件標(biāo)注內(nèi)形尺寸時(shí)，應(yīng)以凸模為基準(zhǔn)件，間隙取在凹模上。而凸、凹模的尺寸和公差應(yīng)根據(jù)工件尺寸、公差、回彈情況以及模具的磨損規(guī)律而定。
1）彎曲件標(biāo)注外形尺寸
凹模尺寸為 （5.15）
凸模尺寸為 （或凸模尺寸按凹模實(shí)際尺寸配制，保重單面間隙Z/2） （5.16）
2) 彎曲件標(biāo)注內(nèi)形尺寸
凸模尺寸為 （5.17）
凹模尺寸為 （或凹模尺寸按凸模實(shí)際尺寸配制，保重單面間隙Z/2） （5.18）
式中：L——U形彎曲件基本尺寸，mm；、——凸、凹模工作部分尺寸，mm；——彎曲件公差，mm；、——凸、凹模制造公差，選用IT7~IT9級(jí)精度，mm；Z/2——凸、凹模單面間隙。
由彎曲件圖
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