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1、摘 要 本文介紹了止動(dòng)件的冷沖壓模具設(shè)計(jì)，文章介紹了冷沖壓模具設(shè)計(jì)的全過程。通過對(duì)零件的工藝分析,改進(jìn)了工藝方案,用一套復(fù)合模完成落料沖孔工序,闡述了墊圈沖裁復(fù)合模具的整體結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及工作過程,應(yīng)注意的問題和裝配工藝性. 解決了薄板沖孔、沖縫復(fù)合模的凸模細(xì)長易斷、孔的同軸度難以保證以及模具使用壽命短的技術(shù)問題.改進(jìn)了落料、沖孔、沖縫的制作工藝,設(shè)計(jì)了一套新型復(fù)合沖裁模,提高了工件的同軸度精度,延長了模具的使用壽命.對(duì)定位板零件的沖壓工藝進(jìn)行了分析,改用沖孔-整孔-落料連續(xù)沖壓工藝,明顯提高工件質(zhì)量及生產(chǎn)率.簡述了定位板沖模的排樣圖、沖壓力及壓力中心等工藝計(jì)算,設(shè)計(jì)了沖孔-整孔-落料級(jí)進(jìn)模。

2、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)類似產(chǎn)品具有一定的借鑒作用。 關(guān)鍵詞: 止動(dòng)件 冷沖壓 模具設(shè)計(jì) 模具加工 模具結(jié)構(gòu) ABSTRACT This paper describes the stop moving pieces of cold stamping mould design, this paper introduces the whole process of c

3、old stamping mould design. On cold stamping mould design a comprehensive introduction and analysis, and on this basis the die design, the design includes analysis of the technology of technological scheme, drew up parts die structure, arrangement and cutting board, computational tool pressure press

4、ure center and confirming the selected press mould structure and rendering, identify sketch, punching mould assembly blade dimensions and tolerances of calculation, punching the blade dimensions and tolerances of computing, confirm the main parts structure size, design and drawing layout, and select

5、 the standard parts, and draw the part of non-standard parts graph, and a series of work 。Die requirements set out a detailed list of parts, and gives a reasonable assembly. By fully utilizing modern manufacturing technology to mold traditional mechanical parts for structural improvements, design op

6、timization, Process optimization methods can greatly enhance production efficiency, the method of similar products have some reference. Keywords: stop moving parts, cold stamping, mold design ， mold manufacturing ，the structure of mold 目 錄 前言…………………………………………………………………………1 第一章：引言……………………………………

7、……………………………2 1.1 模具行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及市場(chǎng)前景……………………………………2 1.2 沖壓工藝介紹……………………………………………………………3 1.3 沖壓工藝的種類…………………………………………………4 1.4 冷沖壓模具發(fā)展簡介……………………………………………5 1.4.1 冷沖模工業(yè)在歷史上的背景………………………………………5 1.4.2冷沖模工業(yè)現(xiàn)狀…………………………………………………5 1.4.3冷沖模的發(fā)展方向…………………………………………………7 1.5沖壓行業(yè)阻

8、力和障礙與突破…………………………………………9 1.6相關(guān)研究的最新成果及動(dòng)態(tài)…………………………………………12 1.7 畢業(yè)設(shè)計(jì)的意義…………………………………………………………14 第二章：必備理論知識(shí)……………………………………………………11 2.1沖裁變形過程……………………………………………………………..11 2.2沖裁件的質(zhì)量……………………………………………………12 2.3沖裁間隙……………………………………………………………….13 2.4凸凹模尺寸計(jì)算…………………………………………………………14 2.5沖壓力的計(jì)算…

9、…………………………………………………………18 2.6壓力中心的計(jì)算…………………………………………………………20 2.7沖裁排樣設(shè)計(jì)……………………………………………………………20 第三章止動(dòng)件的設(shè)計(jì)…………………………………………………………25 3.1 設(shè)計(jì)題目一止動(dòng)板………………………………………………25 3.2沖壓件工藝分析………………………………………………………25 3.2.1材料性能……………………………………………………………….25 3.2.2沖裁件的形狀和尺寸…………………………………………26

10、3.2.3沖裁件的尺寸精度……………………………………………………..26 3.2.4尺寸標(biāo)注………………………………………………………26 3.3 方案及模具結(jié)構(gòu)類型…………………………………………………26 3.3.1工藝方案分析……………………………………………………26 3.3.2模具結(jié)構(gòu)類型的選定…………………………………………………27 3.4 排樣計(jì)算………… ……………………………………………………....28 3.4.1材料利用率…………………………………………………30 3.4.

11、2排樣方式…………………………………………………31 3.4.3搭邊……………………………………………………31 3.5壓力計(jì)算 … …………………………………………………………… .31 3.5.1沖裁力的計(jì)算………………………………………………………..31 3.5.2卸料力和推件力的計(jì)算……………………………………………32 3.6 模具壓力中心計(jì)算……………………………………………………34 3.7 零件刃口尺寸計(jì)算………………………………………………34 3.7.1計(jì)算原則………………………………

12、………………34 3.7.2沖孔刃口計(jì)算………………………………………………34 3.7.3落料刃口計(jì)算…………………………………………………35 3.8 凸凹模刃口尺寸計(jì)算…………………………………………37 3.8.1刃口尺寸計(jì)算…………………………………………………37 3.8.2落料凹模板尺寸…………………………………………………38 3.8.3凸凹模尺寸……………………………………………………38 3.8.4沖孔凸模尺寸……………………………………………………38

13、3.8.5沖孔刃口尺寸計(jì)算…………………………………………………39 3.9 彈性元件的設(shè)計(jì)計(jì)算…………………………………………………39 3.10其它模具零件結(jié)構(gòu)尺寸………………………………………………34 3.10.1模架的選擇……………………………………………………40 3.10.2閉合高度………………………………………………………..40 3.11 模具的零件設(shè)計(jì)與計(jì)算……………………………………………40 3.11.1凸模的外形尺寸……………………………………………………40 3.11.2凹模尺寸

14、結(jié)構(gòu)……………………………………………………….41 3.11.3卸料設(shè)計(jì)與計(jì)算……………………………………………………42 3.11.4卸料螺釘……………………………………………………43 3.11.5卸料螺釘尺寸關(guān)系…………………………………………………43 3.12 沖床選用………………………………………………………………43 3.12.1沖壓設(shè)備的選擇依據(jù)…………………………………………43 3.12.2壓力機(jī)的選擇……………………………………………………44 致謝…………………………………………

15、………………………………………45 參考文獻(xiàn)………………………………………………………………………46 設(shè)計(jì)總結(jié)…………………………………………………………………………47 附錄…………………………………………………………………………..48 附表…………………………………………………………………………48 52 / 58文檔可自由編輯打印 前 言 冷沖模模具設(shè)計(jì)是為機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)學(xué)生在學(xué)完大學(xué)教學(xué)計(jì)劃所規(guī)定的全部基礎(chǔ)課和專業(yè)課后，所設(shè)置的一個(gè)重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。其目的是：具體應(yīng)用和鞏固本課程及有關(guān)已修課的理論知識(shí)、生產(chǎn)知識(shí)，了解沖壓模

16、模具設(shè)計(jì)的一般設(shè)計(jì)方法和步驟；培養(yǎng)設(shè)計(jì)能力，為以后進(jìn)行設(shè)計(jì)工作打下基礎(chǔ)；結(jié)合生產(chǎn)和使用等條件，獨(dú)立地完成模具總體結(jié)構(gòu)及其零部件的設(shè)計(jì)。熟練掌握徒手測(cè)繪的能力和AutoCAD繪圖軟件的應(yīng)用能力，熟悉和運(yùn)用參考文獻(xiàn)、設(shè)計(jì)手冊(cè)、了解有關(guān)國家（部頒）標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范等，加強(qiáng)對(duì)模具設(shè)計(jì)的認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)獨(dú)立分析問題和解決問題的能力。它是大學(xué)生活最后一個(gè)里程碑，是四年大學(xué)學(xué)習(xí)的一個(gè)總結(jié)，是我們結(jié)束學(xué)生時(shí)代，踏入社會(huì)，走上工作崗位的必由之路，是對(duì)我們工作能力的一次綜合性檢驗(yàn)。 由于本人設(shè)計(jì)水平有限，本設(shè)計(jì)定存在許多錯(cuò)誤和不妥之處，請(qǐng)各位指導(dǎo) 老師批評(píng)和雅正，懇請(qǐng)老師不吝賜教，同學(xué)提出寶貴的意見和建議，在此表示衷心的

17、感謝！ 第1章 引 言 1.1 模具行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及市場(chǎng)前景 1.1.1模具行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀 近幾年，我國模具產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值保持15%的年增長率，到2011年年底模具產(chǎn)值預(yù)計(jì)為1300億元。我國的模具工業(yè)的發(fā)展，日益受到人們的重視和關(guān)注，在電子、汽車、電機(jī)、電器、儀器、儀表、家電和通信等產(chǎn)品中，60%～80%的零部件都要依靠模具成型。用模具生產(chǎn)制件所具備的高精度、高復(fù)雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和代消耗，是其它加工制造方法所不能比擬的。國際模具及五金塑膠產(chǎn)業(yè)供應(yīng)商協(xié)會(huì)負(fù)責(zé)人羅百輝指出，在信息社會(huì)和經(jīng)濟(jì)全球化不斷發(fā)展的進(jìn)程中，模具行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)主要是模具產(chǎn)品向

18、著更大型、更精密、更復(fù)雜及更經(jīng)濟(jì)快速方面發(fā)展。伴隨著產(chǎn)品技術(shù)含量的不斷提高，模具生產(chǎn)向著信息化、數(shù)字化、無圖化、精細(xì)化、自動(dòng)化方面發(fā)展；模具企業(yè)向著技術(shù)集成化、設(shè)備精良化、產(chǎn)品品牌化、管理信息化、經(jīng)營國際化方向發(fā)展。 1.1.2模具行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)分析 A、模具市場(chǎng)全球化，模具生產(chǎn)周期進(jìn)一步縮短 模具市場(chǎng)全球化是當(dāng)今模具工業(yè)最主要的特征之一，模具的購買者和生產(chǎn)商遍布全世界，模具工業(yè)的全球化發(fā)展使生產(chǎn)工藝簡單、精度低的模具加工企業(yè)向技術(shù)相對(duì)落后、生產(chǎn)率較低的國家遷移，發(fā)達(dá)國家的模具生產(chǎn)企業(yè)則定位在生產(chǎn)高水準(zhǔn)的模具上，模具生產(chǎn)企業(yè)必須面對(duì)全球化的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，同時(shí)模具生產(chǎn)廠家不得不

19、千方百計(jì)地加快生產(chǎn)進(jìn)度，努力簡化和廢除不必要的生產(chǎn)工序，模具的生產(chǎn)周期將進(jìn)一步縮短。 B、模具CAD/CAM向集成化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展 軟件的功能模塊越來越齊全，同時(shí)各功能模塊采用同一數(shù)據(jù)模型，實(shí)現(xiàn)信息的綜合管理與共享，支持模具設(shè)計(jì)、制造、裝配、檢驗(yàn)、測(cè)試及生產(chǎn)管理的全過程。 C、模具技術(shù)向高速加工、硬銑削和復(fù)合加工方向發(fā)展 隨著模具向精密化和大型化方向發(fā)展，加工精度超過1μm的超精加工技術(shù)和集電、化學(xué)、超聲波、激光等技術(shù)綜合在一起的復(fù)合加工在今后的模具制造中將有廣闊的前景。 D、模具產(chǎn)品將向大型、精密、標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展

20、一方面模具成型零件日漸大型化和為提高生產(chǎn)效率開發(fā)的“一模多腔”造成了模具日趨大型化，另一方面電子信息產(chǎn)業(yè)、醫(yī)學(xué)的迅猛發(fā)展帶來了零件微型化及精密化，國外發(fā)達(dá)國家模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率一般為80％左右，隨著我國模具工業(yè)的發(fā)展，模具標(biāo)準(zhǔn)化工作必將加強(qiáng)，模具標(biāo)準(zhǔn)化程度將進(jìn)一步提高，模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用和生產(chǎn)在“十一五”期間必將得到較大的發(fā)展。 E、快速經(jīng)濟(jì)模具前景十分廣闊 多品種小批量生產(chǎn)時(shí)代的到來，人們要求模具的生產(chǎn)周期越短越好，因此快速經(jīng)濟(jì)模具將有廣闊的發(fā)展前景。 F、優(yōu)質(zhì)模具材料及先進(jìn)表面處理技術(shù)受到重視 因選材和用材不當(dāng)，致使模具過早失效，大約占失效模

21、具的45％以上，因此選用優(yōu)質(zhì)鋼材和應(yīng)用相應(yīng)的表面處理技術(shù)來提高模具的壽命顯得十分重要。 1.2 沖壓工藝介紹 沖壓加工是借助于常規(guī)或?qū)Ｓ脹_壓設(shè)備的動(dòng)力，使板料在模具里直接受到變形力并進(jìn)行變形，從而獲得一定形狀,尺寸和性能的產(chǎn)品零件的生產(chǎn)技術(shù)。板料，模具和設(shè)備是沖壓加工的三要素。按沖壓加工溫度分為熱沖壓和冷沖壓。前者適合變形抗力高，塑性較差的板料加工；后者則在室溫下進(jìn)行，是薄板常用的沖壓方法。它是金屬塑性加工的主要方法之一，也隸屬于材料成型工程技術(shù)。沖壓所使用的模具稱為沖壓模具，簡稱沖模。沖模是將材料（金屬或非金屬）批量加工成所需沖件的專用工具。沖模在沖壓中至關(guān)重要，沒有符合要求的沖

22、模，批量沖壓加工就難以進(jìn)行；沒有先進(jìn)的沖模，先進(jìn)的沖壓工藝就無法實(shí)現(xiàn)。沖壓工藝與模具、沖壓設(shè)備和沖壓材料構(gòu)成沖壓加工的三要素，只有它們相互結(jié)合才能得出沖壓件。 1.3 沖壓工藝的分類 1.3.1按變形性質(zhì)分類 A、分離工序 ：被加工材料在外力作用下產(chǎn)生變形，當(dāng)作用在變形部分的相當(dāng)應(yīng)力達(dá)到了材料的抗剪強(qiáng)度，材料便產(chǎn)生剪裂而分離，從而形成一定形狀和尺寸的零件。這些沖壓工序統(tǒng)稱分離工序，如剪裁一沖孔、落料、切口等。 B、成形工序 ：被加工材料在外力作用下，作用在變形部分的相當(dāng)應(yīng)力處于材料的屈服極限與強(qiáng)度極限之間，材料僅僅產(chǎn)生塑性變形，從而得到一定形狀和尺寸的零件，這些沖壓工

23、序統(tǒng)稱成形工序，如彎曲、拉深、成形等變形工序。 常用的各種沖壓加工方法，可見表1-2和表1-3。 1.3.2按基本變形方式分類 A、沖裁 ：使材料沿封閉或不封閉的輪廓剪裂而分離的沖壓工序?yàn)闆_裁，如沖孔、落料等。 B、彎曲 ：將材料彎成一定角度或形狀的沖壓工序稱為彎曲，如壓彎、卷邊、扭曲等。 C、拉深 ：將平板毛坯拉成空心件，或?qū)⒖招募男螤詈统叽缬美钅Ｗ鬟M(jìn)一步改變的沖壓工序，稱為拉深，有不變薄拉深和變薄拉深。 D、成形 ：使材料產(chǎn)生局部變形，以改變零件或毛坯形狀的沖壓工序稱為成形，如翻邊、縮口等。 1.3.3按工序組合形式分 A、簡單工

24、序 ：當(dāng)零件批量不大、形狀簡單、要求不高、尺寸較大時(shí)，在工藝上常采用工序分散的方案，即在一副模具內(nèi)只完成零件的一個(gè)工序，此工序稱為簡單工序。 B、組合工序：當(dāng)零件批量較大、尺寸較小、公差要求較嚴(yán)時(shí)，用若干個(gè)分散的簡單工序來沖壓零件是不經(jīng)濟(jì)的或難于達(dá)到要求的。這時(shí)在工藝上多采用工序集中的方案，即將兩種或兩種以上的簡單工序集中在一副模具內(nèi)完成，稱為組合工序。根據(jù)工序組合的方法，又可將其分為三類： 1）．復(fù)合沖壓在壓力機(jī)的一次行程中，在一副模具的同一位置上同時(shí)完成兩種或兩種以上的簡單工序的沖壓方法。 2）．連續(xù)沖壓在壓力機(jī)的一次行程中，在一副模具的不同位置上同時(shí)完成兩種或兩種以上

25、的簡單工序的沖壓方法。連續(xù)沖壓所完成的沖壓工序依次分布在條料送進(jìn)的方向上，壓力機(jī)每一次行程中，條料送進(jìn)一個(gè)步距，同時(shí)沖壓相應(yīng)的工序。除最初幾次沖壓行程外，以后每次沖壓行程都可以完成一個(gè)零件。 3）．連續(xù)一復(fù)合沖壓在一副模具內(nèi)包括連續(xù)沖壓和復(fù)合沖壓的組合工序。 連續(xù)沖壓和連續(xù)一復(fù)合沖壓是高效率的組合工序，可使復(fù)雜零件在一副模具內(nèi)沖壓成形。在大批量生產(chǎn)中廣泛采用。 1.4冷沖壓模具發(fā)展簡介 1.4.1冷沖模具工業(yè)在歷史上的背景 我國考古發(fā)現(xiàn)，早在2000多年前，我國已有沖壓模具被用于制造銅器，證明了中國古代沖壓成型和沖壓模具方面的成就就在世界領(lǐng)先。1953年，長春第一汽車制造廠在中

26、國首次建立了沖模車間，該廠于1958年開始制造汽車覆蓋件模具。我國于20世紀(jì)60年代開始生產(chǎn)精沖模具。在走過了漫長的發(fā)展道路之后，目前我國已形成了300多億元各類沖壓模具的生產(chǎn)能力。 1.4.2 冷沖模具工業(yè)的現(xiàn)狀 A、冷沖壓模具市場(chǎng)情況 我國冷沖壓模具無論在數(shù)量上，還是在質(zhì)量、技術(shù)和能力等方面都雖有了很大發(fā)展，但與國發(fā)經(jīng)濟(jì)需求和世界先進(jìn)水平相比，差距仍很大，一些大型、精度、復(fù)雜、長壽命的高檔模具每年仍大量進(jìn)口，特別是中高檔轎車的覆蓋件模具，目前仍主要依靠進(jìn)口。一些低檔次的簡單沖模，已趨供過于求，市場(chǎng)竟?fàn)幖ち摇? B、冷沖壓模具水平狀況 近年來，我國沖壓模具水平已有很

27、大提高。大型沖壓模具已能生產(chǎn)單套重量達(dá)50多噸的模具。為中檔轎車配套的覆蓋件模具內(nèi)也能生產(chǎn)了。精度達(dá)到1~2μm，壽命2億次左右的多工位級(jí)進(jìn)模國內(nèi)已有多家企業(yè)能夠生產(chǎn)。表面粗糙度達(dá)到Ra≤1.5μm的精沖模，大尺寸（φ≥300mm）精沖模及中厚板精沖模國內(nèi)也已達(dá)到相當(dāng)高的水平。 1.4.3 冷沖模具的發(fā)展方向 A、中國冷沖模具市場(chǎng)前景廣闊。 冷沖模具應(yīng)用領(lǐng)域的不斷擴(kuò)大、已應(yīng)用領(lǐng)域?qū)錄_模具提出的更多和更高要求，使模具工業(yè)發(fā)展速度快于其他制造業(yè)的發(fā)展速度已成為普遍規(guī)律，目前世界模具市場(chǎng)供不應(yīng)求，隨著經(jīng)濟(jì)全球化發(fā)展趨勢(shì)日趨明顯，模具制造業(yè)逐漸向我國轉(zhuǎn)移以及跨國集團(tuán)

28、到我國進(jìn)行模具采購趨向日趨明顯，外資和民營資本繼續(xù)看好我國模具行業(yè)，我國模具行業(yè)機(jī)遇大于挑戰(zhàn)，未來國際模具市場(chǎng)前景廣闊，我國冷沖模具仍有較大發(fā)展空間。 B、冷沖模具產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力不斷提升。 當(dāng)前，我國面臨發(fā)達(dá)國家的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和發(fā)展中國家價(jià)格優(yōu)勢(shì)的雙重壓力。羅百輝指出，中國模具企業(yè)必須在技術(shù)、管理和人才培訓(xùn)方面下功夫，積極引進(jìn)國外先進(jìn)的模具制造技術(shù)，提升高端模具產(chǎn)品開發(fā)能力，調(diào)整模具產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，不斷提高我國模具產(chǎn)品的國際競(jìng)爭(zhēng)力。 C、冷沖模具行業(yè)發(fā)展速度持續(xù)增長 我國國民經(jīng)濟(jì)在“十二五”期間將繼續(xù)保持較快的發(fā)展速度，給模具行業(yè)的發(fā)展提供了可靠的宏觀支持。模具行業(yè)

29、機(jī)遇和挑戰(zhàn)并存。 1.5 沖壓行業(yè)阻力和障礙與突破  1．5.1  產(chǎn)品質(zhì)量不高 當(dāng)前我國模具生產(chǎn)廠中多數(shù)是“大而全”、“小而全”，國外模具企業(yè)大多是“小而專o、“小而精”。國內(nèi)模具總量中屬大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具的比例只有30％左右，國外在50％以上。 國內(nèi)模具生產(chǎn)廠商工藝條件參差不齊，差距很大。現(xiàn)代模具行業(yè)早已走出以手工制模的時(shí)代，進(jìn)入了數(shù)字化時(shí)代，實(shí)現(xiàn)了無圖化生產(chǎn)，靠計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)，通過計(jì)算機(jī)輸入數(shù)據(jù)加工制作模具。我國一些廠家由于設(shè)備不配套，很多工作依舊手工完成，嚴(yán)重影響了精度和質(zhì)量。受售價(jià)限制，國產(chǎn)模具多采用2Crl3和3Crl3作精密熱處理

30、。而國外則采用專用模具材料D1一N12316，其綜合性能，耐磨、耐腐蝕性能及感光亮度均明顯優(yōu)于國產(chǎn)材料。這也從根本上影響了圈產(chǎn)模具的外觀質(zhì)量和使用壽命。 模具就其本質(zhì)而言屬于工裝，生產(chǎn)出合格產(chǎn)品才是最終目的。因此，模具的質(zhì)量、性能依靠試模結(jié)果檢驗(yàn)。國內(nèi)模具廠因交貨期短，試模設(shè)備局限。往往把質(zhì)量檢驗(yàn)工作放在用戶試模，易給用戶造成大量的經(jīng)濟(jì)損失和資源浪費(fèi)。而且由于修模受時(shí)間、場(chǎng)地限制，往往難以調(diào)試到最佳狀態(tài)。而國外一些發(fā)展較好的企業(yè)都擁有自己專業(yè)試模場(chǎng)所和試模設(shè)備，可以模擬用戶的工非條件試模，所以能在最短的時(shí)間達(dá)到最好的效果。  我國目前的生產(chǎn)仍以手工為主，造成質(zhì)量不穩(wěn)定、周期

31、長，而且工人從業(yè)環(huán)境差，制約了我國模具向更高層次發(fā)展。傳統(tǒng)的人工打模和仿型、拷貝型的模具生產(chǎn)方式，整體技術(shù)工藝和設(shè)計(jì)能力水平不高。附加值很低。沒有能力承接一些大型、精密、復(fù)雜和長壽命高檔模具的大宗訂單。 1.5.2.  標(biāo)準(zhǔn)化水平不高    模具是專用成形工具產(chǎn)品，雖然個(gè)性化強(qiáng)，但也是工業(yè)產(chǎn)業(yè)，所以標(biāo)準(zhǔn)化工作十分重要。模具標(biāo)準(zhǔn)化工作主要包括模具技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制訂和執(zhí)行、模具標(biāo)準(zhǔn)件的生產(chǎn)和應(yīng)用以及有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的宣傳、貫徹和推廣等工作。中國模具標(biāo)準(zhǔn)化工作起步較晚，加之宣傳、貫徹和推廣工作力度小，因此模具標(biāo)準(zhǔn)化落后于生產(chǎn)。更落后于世界上許多工業(yè)發(fā)

32、達(dá)的國家。國外模具發(fā)達(dá)國家，如日本、美國、德國等，模具其標(biāo)準(zhǔn)化工作已有近100年的歷史，模具標(biāo)準(zhǔn)的制訂、模具標(biāo)準(zhǔn)件的生產(chǎn)與供應(yīng)，已形成了完善的體系。國內(nèi)模具標(biāo)準(zhǔn)化工作只是在“全國模具標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)”成立以后的1983年才開始的。目前國內(nèi)已有約2萬家模具生產(chǎn)單位．模具生產(chǎn)有了很大發(fā)展，但與工業(yè)生產(chǎn)要求相北，尚很不適應(yīng)．其中一個(gè)重要原因就是模具標(biāo)準(zhǔn)化程度和水平不高。    1.5.3．  缺遷相關(guān)人才 當(dāng)今世界正進(jìn)行著新一輪的產(chǎn)業(yè)調(diào)整，一些模具產(chǎn)品逐漸向發(fā)展中國家轉(zhuǎn)移。中國正成為世界模具大國，但我國模具行業(yè)人才緊缺成為一個(gè)迫在眉睫的問題。

33、據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國模具行業(yè)目前從業(yè)人員宥600多萬，但模具設(shè)計(jì)師僅60萬。據(jù)勞動(dòng)部門調(diào)查顯示．目前企業(yè)對(duì)模具人才的需求越來越大，在北京、廣東、浙江等地，模具設(shè)計(jì)人員、模具開發(fā)人員、模具維修人員等已成為人才市場(chǎng)最緊缺的人才之一，盡管許多企業(yè)打出“年薪10萬”的招聘啟事，但也難以招到合適人才。 模具行業(yè)是一個(gè)需長期積累經(jīng)驗(yàn)的行韭，一個(gè)模具師傅起碼要有2到3年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，一個(gè)精通模具設(shè)計(jì)的工程師，也要宥5到8年的經(jīng)驗(yàn)積累?，F(xiàn)在的年輕人能堅(jiān)持下來且有所成就的很少。由于最初的學(xué)習(xí)非?？菰铮虼嗽S多初學(xué)者常半途而廢。此外．我國傳統(tǒng)教育方式對(duì)模具人才的培養(yǎng)存在不足。一些高校盡管在近年內(nèi)設(shè)立模具專業(yè)，但是培養(yǎng)出

34、的學(xué)員實(shí)際技能不夠。而社會(huì)上各種各樣的模具培訓(xùn)班，由于缺乏規(guī)范的職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，因此學(xué)員質(zhì)量良莠不齊。    1.5.4．  受到外資企業(yè)的挑戰(zhàn)     目前世界制造業(yè)生產(chǎn)基地加速向我國轉(zhuǎn)移。國際模具行業(yè)巨頭繼20世紀(jì)90年代中期進(jìn)入中國，再掀投資熱潮，目的正為搶占先機(jī)。中國本土模具行業(yè)面臨國外先進(jìn)技術(shù)與高質(zhì)量制品的挑戰(zhàn)，生存空間受擠壓。國際模具工業(yè)巨頭芬蘭貝爾羅公司投資興建的深圳模具制造廠已正式投入生產(chǎn)。這家制造廠完全根據(jù)歐美標(biāo)準(zhǔn)建造，首期工程投入人民幣6000萬元，主要為電信、保健、電子、汽車等行業(yè)

35、提供高階模具產(chǎn)品，同時(shí)具備測(cè)試及驗(yàn)證能力。2005年5月。日本排名第一的汽車模具制造商富士工業(yè)技術(shù)株式會(huì)社與三井物產(chǎn)株式會(huì)社共同組建的三井富士汽車模具公司在山東煙臺(tái)落戶；美國科爾亞洲公司也與中國東風(fēng)汽車模具公司合資建立武漢東風(fēng)科爾模具標(biāo)準(zhǔn)件公司，科爾亞洲公司占六成三股份。2005年7月，日本從事模具生產(chǎn)的AB公司首度與臺(tái)灣地區(qū)個(gè)人計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備廠商同赴上海設(shè)廠，生產(chǎn)鼠標(biāo)及移動(dòng)電話模具產(chǎn)品。歐洲聯(lián)盟、韓國、新加坡模具企業(yè)也密集組團(tuán)到中國考察，尋求進(jìn)駐區(qū)域及合作伙伴。 1.5. 5．  缺乏自有品牌 目前廣東省有2000多家機(jī)械五金模具銷售和服務(wù)機(jī)構(gòu)，但擁有自

36、主品牌的企業(yè)卻只有兩三家。由于缺乏自有品牌。目前國內(nèi)每個(gè)職工平均每年創(chuàng)造模具產(chǎn)值約合1萬美元左右，而模具行業(yè)發(fā)達(dá)國家大多是15萬～20萬美元，有的甚至達(dá)到25萬～30萬美元。國內(nèi)企業(yè)開發(fā)能力弱、沒有品牌，導(dǎo)致了經(jīng)濟(jì)效益欠佳，在市場(chǎng)中常處于被動(dòng)地位。 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)長期而系統(tǒng)的任務(wù)。振興我國沖壓行業(yè)需要大批高水平的科技人才，大批熟悉國內(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)。 1.6 相關(guān)研究的最新成果及動(dòng)態(tài) 對(duì)品質(zhì)要求日益提升，近年來模具的開發(fā)，除

37、兼顧速度及成本，面對(duì)同質(zhì)產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)及需求，國內(nèi)精密模具開發(fā)的技術(shù)研發(fā)比往年更加積極且成熟，已逐漸趕上國際技術(shù)水準(zhǔn)的腳步。精密模具加工領(lǐng)域中，微細(xì)加工對(duì)國內(nèi)從業(yè)者來說屬于較新的領(lǐng)域，業(yè)者面對(duì)國外硬體設(shè)備的天價(jià)，雖需投入大量的成本，但由于未來市場(chǎng)潛力看好，仍有業(yè)者積極投入研發(fā)工作。如國內(nèi)的奇鈺精微公司為減少進(jìn)口設(shè)備的成本，自行研發(fā)符合超精密CNC中心加工機(jī)技術(shù)，采用符合國際市場(chǎng)的標(biāo)準(zhǔn)研發(fā)設(shè)計(jì)，為掌握機(jī)臺(tái)精度及穩(wěn)定度，整臺(tái)機(jī)床以美制花岡巖材料制造，這樣的設(shè)備加工3C生技產(chǎn)業(yè)、精細(xì)模具、零組件等，符合國內(nèi)市場(chǎng)大多數(shù)的要求，目前加工最小孔徑己微小至φ0.05，刀具φ0.2，且適用各種鋼材、非鐵金屬、

38、工程塑膠、矽板等。奇鈺精微公司總經(jīng)理邱憲堂表示，國內(nèi)外產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不同，國外業(yè)者在關(guān)鍵零組件、微孔、精細(xì)結(jié)構(gòu)元件要求一向極高，因此一直都是投入大量成本從事研發(fā)工作。國內(nèi)業(yè)者在規(guī)模上雖無法國外相比，但在交期、價(jià)位及少量多樣化的競(jìng)爭(zhēng)條件下，仍有一定的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，這也是這是臺(tái)灣在國際市場(chǎng)最有利的條件。高科技的電子產(chǎn)業(yè)中，微細(xì)加工及精密微小模具一直都是進(jìn)口產(chǎn)品的天下，但面交期難估及高昂的使用成本一直無法改善，讓國內(nèi)業(yè)者在其它找到生存的空間，目前開發(fā)相關(guān)精密模具的技術(shù)近年已經(jīng)逐漸符合電子業(yè)的需求，相信在相關(guān)業(yè)者持續(xù)努力下，未來國內(nèi)精密模具的微細(xì)加工領(lǐng)域?qū)⒂袠O大的成長空間。 目前沖壓技術(shù)的發(fā)展方向： （

39、1）精密沖裁：普通沖裁件斷面粗糙、精度低，而精密沖裁可以使零件有光潔的斷面和高的精度。目前已有的相當(dāng)一部分過去用切割加工的零件改為精密沖裁，精密沖裁工件的厚度可達(dá)到2mm。因此，精密沖裁以無切屑加工代替了大量切削加工，從而大大降低了生產(chǎn)成本。 （2）應(yīng)用先進(jìn)工藝：氣體、液體、橡膠、超塑性成型等先進(jìn)工藝，對(duì)某些復(fù)雜零件的成型有明顯的效果，要深入研究其變形機(jī)理，確定合理工藝參數(shù)，提高成型效能和實(shí)用性。 （3）沖壓生產(chǎn)機(jī)械化、自動(dòng)化：研制自動(dòng)送、退料裝置，多工位自動(dòng)壓力機(jī)，自動(dòng)生產(chǎn)線，帶自動(dòng)保護(hù)的監(jiān)視和檢測(cè)裝置等，這是提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度和保證操作安全的有效措施。

40、（4）模具標(biāo)準(zhǔn)化：不僅要有各種規(guī)格和精度的模架標(biāo)準(zhǔn)，還要發(fā)展典型模具結(jié)構(gòu)和零部件的標(biāo)準(zhǔn)化工作，降低模具設(shè)計(jì)復(fù)雜程度，降低模具制造技術(shù)，縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期。 （5）發(fā)展具的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與輔助制造：計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，就是用電子計(jì)算機(jī)作為信息處理手段，進(jìn)行最佳判斷、計(jì)算，實(shí)現(xiàn)綜合設(shè)計(jì)。計(jì)算機(jī)輔助制造，就是生產(chǎn)人員借助計(jì)算機(jī)對(duì)模具制造實(shí)行監(jiān)督、控制和管理。將模具設(shè)計(jì)與制造聯(lián)成一個(gè)統(tǒng)一的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，是向自動(dòng)化發(fā)展的有效途徑，對(duì)提高模具設(shè)計(jì)與制造質(zhì)量、簡化模具設(shè)計(jì)和生產(chǎn)管理將起巨大的作用 1.7畢業(yè)設(shè)計(jì)的意義 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)，對(duì)于一個(gè)即將進(jìn)入社會(huì)的大學(xué)生來說，是很有意義的事，不同

41、于原來的一些課程設(shè)計(jì)，首先難度勝于以往的一些設(shè)計(jì)，因?yàn)檫@個(gè)設(shè)計(jì)很可能因?yàn)樗x題目涉及到的知識(shí)涵蓋量相當(dāng)大，從理論學(xué)習(xí)到實(shí)踐，還需要學(xué)習(xí)一些輔助軟件，其次設(shè)計(jì)的可行性要求很高，有的需要做出產(chǎn)品，這是個(gè)困難重重的過程，所以很大程度上，我認(rèn)為畢業(yè)設(shè)計(jì)是從校園理論學(xué)習(xí)到社會(huì)運(yùn)用的一個(gè)過渡階段，畢業(yè)設(shè)計(jì)是個(gè)很好的過渡跳板，認(rèn)真做收獲會(huì)很大，實(shí)際幫助最大的那就是選擇課題時(shí)候，選和未來工作相關(guān)的題目，有壓力有動(dòng)力去做好，并且未來工作時(shí)候收益很多，高等工科院校的畢業(yè)設(shè)計(jì)是完成教學(xué)計(jì)劃達(dá)到本科生培養(yǎng)目標(biāo)的重要環(huán)節(jié)。它通過深入實(shí)踐、了解社會(huì)、完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)或撰寫論文等諸環(huán)節(jié)，著重培養(yǎng)學(xué)生綜合分析和解決問題的能力

42、和獨(dú)立工作能力、組織管理和社交能力；同時(shí)，對(duì)我們的思想品德，工作態(tài)度及作風(fēng)等諸方面都會(huì)有很大影響。對(duì)于增強(qiáng)事業(yè)心和責(zé)任感，提高畢業(yè)生全面素質(zhì)具有重要意義。是學(xué)生在校期間的昀后學(xué)習(xí)和綜合訓(xùn)練階段；是學(xué)習(xí)深化、拓寬、綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的重要過程；是學(xué)習(xí)、研究與實(shí)踐成果的全面總結(jié)；是綜合素質(zhì)與工程實(shí)踐能力培養(yǎng)效果的全面檢驗(yàn)；是實(shí)現(xiàn)從學(xué)校學(xué)習(xí)到崗位工作的過渡環(huán)節(jié)；是畢業(yè)及學(xué)位資格認(rèn)定的重要依據(jù)；是衡量高等教育質(zhì)量和辦學(xué)效益的重要評(píng)價(jià)內(nèi)容。 由于本人設(shè)計(jì)水平有限，必然在設(shè)計(jì)中仍有很多缺點(diǎn)和錯(cuò)誤，敬請(qǐng)老師們批評(píng)指正。 第二章． 必備理論知識(shí) 2.1沖裁變形過程 沖裁變形過程。

43、如果模具間隙正常，沖裁變形過程大致可分為如下三個(gè)階段。 2.1.1 彈性變形階段(圖2.2.2Ⅰ) 在凸模壓力下，材料產(chǎn)生彈性壓縮、拉伸和彎曲變形，凹模上的板料則向上翹曲，間隙越大，彎曲和上翹越嚴(yán)重。 2.1.2 塑性變形階段(圖2.2.2Ⅱ)    隨凸模擠入板料深度的增大，塑性變形程度增大，變形區(qū)材料硬化加劇，沖裁變形抗力不斷增大，直到刃口附近側(cè)面的材料由于拉應(yīng)力的作用出現(xiàn)微裂紋時(shí)，塑性變形階段便告終，此時(shí)沖裁變形抗力達(dá)到最大值。由于凸、凹模間存在有間隙，故在這個(gè)階段中板料還伴隨著彎曲和拉伸變形。間隙越大，彎曲和拉伸變形也越大。 2.1.3 斷裂分離階段

44、(圖2.2.2Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ)    內(nèi)裂紋首先在凹模刃口附近的側(cè)面產(chǎn)生，緊接著才在凸模刃口附近的側(cè)面產(chǎn)生。已形成的上下微裂紋隨凸模繼續(xù)壓入沿最大切應(yīng)力方向不斷向材料內(nèi)部擴(kuò)展，當(dāng)上下裂紋重合時(shí)，板料便被剪斷分離。 2.2.3所示沖裁力-凸模行程曲線可明顯看出沖裁變形過程的三個(gè)階段。圖中OA段是沖裁的彈性變形階段；AB段是塑性變形階段，B點(diǎn)為沖裁力的最大值，在此點(diǎn)材料開始剪裂，BC段為微裂紋擴(kuò)展直至材料分離的斷裂階段，CD段主要是用于克服摩擦力將沖件推出凹?？卓跁r(shí)所需的力。 圖2.2.2 沖裁變形過程

45、 2.2沖裁件質(zhì)量 沖裁件質(zhì)量是指斷面狀況、尺寸精度和形狀誤差。斷面狀況盡可能垂直、光潔、毛刺小。尺寸精度應(yīng)該保證在圖紙規(guī)定的公差范圍之內(nèi)。零件外形應(yīng)該滿足圖紙要求；表面盡可能平直，即拱彎小。 2.2.1．沖裁件斷面質(zhì)量    由于沖裁變形的特點(diǎn)，沖裁件的斷面明顯地分成四個(gè)特征區(qū)，即圓角帶a、光亮帶b、斷裂帶c與毛刺區(qū)d，如圖2.2.4所示。 圖2.2.3沖裁力曲線 圓角帶a ：該區(qū)域的形成是當(dāng)凸模刃口壓入材料時(shí)，刃口附

46、近的材料產(chǎn)生彎曲和伸長變形，材料被拉入間隙的結(jié)果；    光亮帶b ：該區(qū)域發(fā)生在塑形變形階段，當(dāng)刃口切入材料后，材料與凸、凹模切刃的側(cè)表面擠壓而形成的光亮垂直的斷面。通常占全斷面的1/2-1/3；    斷裂帶c ：該區(qū)域是在斷裂階段形成。是由刃口附近的微裂紋在拉應(yīng)力作用下不斷擴(kuò)展而形成的撕裂面，其斷面粗糙，具有金屬本色，且略帶有斜度。    毛刺區(qū)d ：毛刺的形成是由于在塑性變形階段后期，凸模和凹模的刃口切入被加工板料一定深度時(shí)，刃口正面材料被壓縮，在應(yīng)力的作用下，裂紋加長，材料斷裂而產(chǎn)生毛刺。 2.3 沖裁

47、間隙 2．3．1. 沖裁間隙Z 沖裁間隙是指沖裁模中凹模刃口橫向尺寸DA與凸模刃口橫向尺寸dT的差值，如圖2.3.1所示。Z表示雙面間隙，單面間隙用Z/2表示，如無特殊說明，沖裁間隙就是指雙面間隙。Z值可為正，也可為負(fù)，但在普通沖裁中，均為正值。 圖2.3.1 沖裁模間隙 2.3.2 沖裁間隙的確定方法 在沖壓實(shí)際生產(chǎn)中，主要根據(jù)沖裁件斷面質(zhì)量、尺寸精度和模具壽命這三個(gè)因素綜合考慮，給間隙規(guī)定一個(gè)范圍值。只要間隙在這個(gè)范圍內(nèi)，就能得到質(zhì)量合格的沖裁件和較長的模具壽命。這個(gè)間隙范圍就稱為合理間隙，這個(gè)范圍的最小值稱為最小合理間隙（Zmin），最大值稱

48、為最大合理間隙（Zmax）?？紤]到在生產(chǎn)過程中的磨損使間隙變大，故設(shè)計(jì)與制造新模具時(shí)應(yīng)采用最小合理間隙Zmin。確定合理間隙值有理論法和經(jīng)驗(yàn)確定法兩種。 A、理論法 主要是根據(jù)凸、凹模刃口產(chǎn)生的裂紋相互重合的原則進(jìn)行計(jì)算。圖2.3.2所示為沖裁過程中開始產(chǎn)生裂紋的瞬時(shí)狀態(tài)，根據(jù)圖中幾何關(guān)系可求得合理間隙 圖 2.3.2沖裁產(chǎn)生裂紋的瞬時(shí)狀況 Z為 上式可看出，合理間隙Z與材料厚度t、凸模相對(duì)擠入材料深

49、度 、裂紋角 有關(guān)，而h0/t及β又與材料塑性有關(guān)，見表2.3.1。因此，影響間隙值的主要因素是材料性質(zhì)和厚度。材料厚度越大，塑性越低的硬脆材料，則所需間隙Z值就越大；材料厚度越薄，塑性越好的材料，則所需間隙Z值就越小。由于理論計(jì)算法在生產(chǎn)中使用不方便，故目前廣泛采用的是經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)。 B、經(jīng)驗(yàn)確定法 根據(jù)研究與實(shí)際生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，間隙值可按要求分類查表確定。對(duì)于尺寸精度、斷面質(zhì)量要求高的沖裁件應(yīng)選用較小間隙值（表2.3.2），這時(shí)沖裁力與模具壽命作為次要因素考慮。對(duì)于尺寸精度和斷面質(zhì)量要求不高的沖裁件，在滿足沖裁件要求的前提下，應(yīng)以降低沖裁力、提高模具壽命為主，選

50、用較大的雙面間隙值（表2.3.3）?？稍斠奊B/T16743-1997。 2.4凸凹模尺寸計(jì)算 凸模和凹模的刃口尺寸和公差，直接影響沖裁件的尺寸精度。模具的合理間隙值也靠凸、凹模刃口尺寸及其公差來保證。因此，正確確定凸、凹模刃口尺寸和公差，是沖裁模設(shè)計(jì)中的一項(xiàng)重要工作。 2.4.1.凸凹模尺寸計(jì)算原則 由于凸、凹模之間存在著間隙，所以沖裁件斷面都帶有錐度。但在沖裁件尺寸的測(cè)量和使用中，則是以光亮帶的尺寸為基準(zhǔn)。 落料件的光亮帶處于大端尺寸，其光亮帶是因凹模刃口擠切材料產(chǎn)生的，且落料件的大端（光面）尺寸等于凹模尺寸。 沖孔件的光亮帶處于小端尺寸，其光亮帶是凸

51、模刃口擠切材料產(chǎn)生的，且沖孔件的小端（光面）尺寸等于凸模尺寸。 沖裁過程中，凸、凹模要與沖裁零件或廢料發(fā)生摩擦，凸模輪廓越磨越小，凹模輪廓越磨越大，結(jié)果使間隙越用越大。因此，確定凸、凹模刃口尺寸應(yīng)區(qū)分落料和沖孔工序，并遵循如下原則：     A、設(shè)計(jì)落料模先確定凹模刃口尺寸。以凹模為基準(zhǔn)，間隙取在凸模上，即沖裁間隙通過減小凸模刃口尺寸來取得。設(shè)計(jì)沖孔模先確定凸模刃口尺寸。以凸模為基準(zhǔn)，間隙取在凹模上，沖裁間隙通過增大凹模刃口尺寸來取得。 B、根據(jù)沖模在使用過程中的磨損規(guī)律，設(shè)計(jì)落料模時(shí)，凹模基本尺寸應(yīng)取接近或等于工件的最小極限尺寸；

52、設(shè)計(jì)沖孔模時(shí)，凸模基本尺寸則取接近或等于工件孔的最大極限尺寸。這樣，凸、凹在磨損到一定程度時(shí)，仍能沖出合格的零件。模具磨損預(yù)留量與工件制造精度有關(guān)。用x、Δ表示，其中Δ為工件的公差值，x為磨損系數(shù)，    其值在0.5～1之間，根據(jù)工件制造精度進(jìn)行選取：      工件精度IT10以上 X=1      工件精度IT11～I(xiàn)T13 X=0.75      工件精度IT14 X=0.5   C

53、、不管落料還是沖孔，沖裁間隙一般選用最小合理間隙值（Zmin）。   D、選擇模具刃口制造公差時(shí)，要考慮工件精度與模具精度的關(guān)系，即要保證工件的精度要求，又要保證有合理的間隙值。一般沖模精度較工件精度高2～4級(jí)。對(duì)于形狀簡單的圓形、方形刃口，其制造偏差值可按ＩＴ６～ＩＴ７級(jí)來選??；對(duì)于形狀復(fù)雜的刃口制造偏差可按工件相應(yīng)部位公差值的1/4來選?。粚?duì)于刃口尺寸磨損后無變化的制造偏差值可取工件相應(yīng)部位公差值的1/8并冠以（±）。    G、工件尺寸公差與沖模刃口尺寸的制造偏差原則上都應(yīng)按“入體”原則標(biāo)注為單向公差，所謂“入體”原則是指標(biāo)

54、注工件尺寸公差時(shí)應(yīng)向材料實(shí)體方向單向標(biāo)注。但對(duì)于磨損后無變化的尺寸，一般標(biāo)注雙向偏差【3】。 2.4.2．凸凹模刃口計(jì)算方法 由于沖模加工方法不同，刃口尺寸的計(jì)算方法也不同，基本上可分為兩類。 A、按凸模與凹模圖樣分別加工法 圖2.4.1沖模刃口與工件尺寸及公差分布 這種方法主要適用于圓形或簡單規(guī)則形狀的工件，因沖裁此類工件的凸、凹模制造相對(duì)簡單，精度容易保證，所以采用分別加工，設(shè)計(jì)時(shí)，需在圖紙上分別標(biāo)注凸模和凹模刃口尺寸及制造公差。凸、凹模分別加工法的優(yōu)點(diǎn)是，凸、凹模具有互換性，制造周期短，便于成批制造。其缺點(diǎn)是，為了保證初始間隙在合理范圍內(nèi)，需

55、 要采用較小的凸、凹模具制造公差才能滿足δT+δA≤ Zmax-Zmin的要求，所以模具制造成本相對(duì)較高。   沖模刃口與工件尺寸及公差分布情況如圖2.4.1所示。其計(jì)算公式如下： 落料 DA=(Dmax-X△)0+σ Dr=(DA-Zmin)0-b1=(D-X△-Zmin)0-b1 沖孔 dr =(dr+Zmin )0+σ=(dmin+X△+Zmin )0b 孔心距 Ld=L±1/8△ 式中 DA、Dr---落料凹、凸模尺寸 Dr、da---沖孔凹、凸模尺寸

56、 Dmin-----落料件的最大極限尺寸 Dmin-----沖孔件孔的最小極限尺寸 L、Ld---工件孔心距和凹?？仔木嗟墓Q尺寸 △------工件制造公差 Zmin------最小合理間隙 X-------磨損系數(shù) δr、δA--凸、凹模的制造公差，其可按IT6 ~IT7級(jí)來選取，也可查表2.4.1選取，或取δr≤0.4（Zmax-Zmin ）、δA ≤0.6（Zmax-Zmin）。為了保證初始間隙不超過Zm

57、ax 即δr+δA+Zmax≤Zmax，δr和δA必須滿足以下條件δr+δA≤Zmax-Zmin 表2.4.1規(guī)則形狀（圓形、方形）沖裁時(shí)凸模、凹模的制造偏差（mm） 基本尺寸 凸模偏差 凹模偏差 ≤ 0.020 0.020 ＞18～30 0.020 0.025 ＞30～80 0.020 0.030 ＞80～120 0.025 0.035 ＞120～

58、180 0.030 0.040 ＞180～260 0.030 0.045 ＞260～360 0.025 0.050 ＞360～500 0.040 0.055 ＞500 0.050 0.060 B、凸模與凹模配作法【3】 對(duì)于沖制薄材料（因Zmax與Zmin的差值很小）的沖模，或沖制復(fù)雜形狀工件的沖模，或單件生產(chǎn)的沖模，常常采用凸模

59、與凹模配作的加工方法。    配作法就是先按設(shè)計(jì)尺寸制出一個(gè)基準(zhǔn)件（凸模或凹模），然后根據(jù)基準(zhǔn)件的實(shí)際尺寸再按最小合理間隙配制另一件。這種加工方法的特點(diǎn)是模具的間隙由配制保證，工藝比較簡單，不必校核δT+δA≤ Zmax-Zmin的條件，并且還可放大基準(zhǔn)件的制造公差，使制造容易。設(shè)計(jì)時(shí)，基準(zhǔn)件的刃口尺寸及制造公差應(yīng)詳細(xì)標(biāo)注，而配作件上只標(biāo)注公稱尺寸，不注公差，但在圖紙上注明：“凸（凹）模刃口按凹（凸）模實(shí)際刃口尺寸配制，保證最小雙面合理間隙值Zmin”。    采用配作法，計(jì)算凸?；虬寄Ｈ锌诔叽纾紫仁歉鶕?jù)凸?；虬寄Ｄp后輪廓變化情況，正確判斷出模具

60、刃口各個(gè)尺寸在磨損過程中是變大，變小還是不變這三種情況，然后分別按不同的公式計(jì)算。   1）凸?；虬寄Ｄp后會(huì)增大的尺寸——第一類尺寸A    落料凹?；驔_孔凸模磨損后將會(huì)增大的尺寸，相當(dāng)于簡單形狀的落料凹模尺寸，所以它的基本尺寸及制造公差的確定方法與公式（2.4.1）相同 第一類尺寸：Aj =（AMAX -X△）1/4△0 2）凸模或凹模磨損后會(huì)減小的尺寸——第二類尺寸B 沖孔凸?；蚵淞习寄Ｄp后將會(huì)減小的尺寸，相當(dāng)于簡單形狀的沖孔凸模尺寸，所以它的基本尺寸及制造公差的確定方法與公式（2.4.3）相同。 第二類尺寸：BJ =（BMIN +

61、X△）0-1/4△0 3）凸?；虬寄Ｄp后會(huì)基本不變的尺寸——第三類尺寸C    凸?；虬寄Ｔ谀p后基本不變的尺寸，不必考慮磨損的影響，相當(dāng)于簡單形狀的孔心距尺寸，所以它的基本尺寸及制造公差的確定方法與公式（2.4.5）計(jì)算。 第三類尺寸： CJ =（C min +1/2△）±1/8 △ 式中 Aj 、BJ、 CJ-- 模具基準(zhǔn)件尺寸（mm） AMAX、BMIN、C min ---工件極限尺寸 （mm） △----工件公差（mm） 2.5沖壓力的計(jì)算 2.5.1．沖裁力 沖裁力是沖裁過程中凸模

62、對(duì)板料施加的壓力，它是隨凸模進(jìn)人材料的深度(凸模行程)而變化的。通常說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)模具的重要依據(jù)之一。 用普通平刃口模具沖裁時(shí)，其沖裁力F一般按下式計(jì)算：F=KLtτ 式中 F——沖裁力 L——沖裁周邊長度；  t——材料厚度；τ——材料抗剪強(qiáng)度； K——安全修正系數(shù)。 一般取K＝1.3。    為計(jì)算簡便，也可按下式估算沖裁力：  F≈Ltσb(2.6.2)式中σb——材料的抗拉強(qiáng)度。 2.5.2．頂件力、推件力、卸料力計(jì)算 在沖裁結(jié)束時(shí)，由于材料的彈性回

63、復(fù)（包括徑向彈性回復(fù)和彈性翹曲的回復(fù)）及摩擦的存在，將使沖落部分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，必須將箍在凸模上的料卸下，將卡在凹模內(nèi)的料推出。卸料力：從凸模上卸下箍著的料所需要的力稱卸料力。 推件力：將梗塞在凹模內(nèi)的料順沖裁方向推出所需要的力稱推件力。 頂件力：逆沖裁方向?qū)⒘蠌陌寄?nèi)頂出所需要的力稱頂件力【15】 卸料力 F=KxF (2.6.3) 推件力 FT=nKTF (2.6.4) 頂件力 FD=KDF      

64、 (2.6.5) 式中 F——沖裁力； Kx、KT、KD ——卸料力、推件力、頂件力系數(shù)，見表2.6.1；      n——同時(shí)卡在凹模內(nèi)的沖裁件(或廢料)數(shù)。n=h/t     h——凹模洞口的直刃壁高度； t——板料厚度 表2.6.1卸料力、推桿力和頂件力系數(shù) 料厚t/mm Kx KT KD 鋼 ≤0.1 0.065～0.075 0.1 0.14 ＞0.

65、1～0.5 0.045～0.055 0.63 0.08 ＞0.5～2.5 0.04～0.05 0.55 0.06 ＞2.5～6.5 0.03～0.04 0.45 0.05 ＞6.5 0.02～0.03 0.025 0.03 鋁、鋁合金、純銅、黃銅 0.025～0.08 0.03～0.07 0.02～0.06 0.03～0.09 注：卸料力系數(shù)Kx，在沖多孔、大搭邊和輪廓復(fù)雜制件時(shí)取上限值。 2.5.3.壓力機(jī)公稱壓力的計(jì)算 壓力機(jī)的公稱壓力必須大于或等于各種沖壓工藝力的總和Fz。Fz的計(jì)算應(yīng)根據(jù)

66、不同的模具結(jié)構(gòu)分別對(duì)待，即 采用彈性卸料裝置和下出料方式的沖裁模時(shí) FZ=F+FX+Fr (2.6.6) 采用彈性卸料裝置和上出料方式的沖裁模時(shí) FZ=F+FX+FD  (2.6.7) 采用剛性卸料裝置和下出料方式的沖裁模 FZ=F+FR  (2.6.8) 2.6壓力中心的計(jì)算 模具的壓力中心就是沖壓力合力的作用點(diǎn)。為了保證壓力機(jī)和模具的正常工作，應(yīng)使模具的壓力中心與壓力機(jī)滑塊的中心線相重合。否則，沖壓時(shí)滑塊就會(huì)承受偏心載荷，導(dǎo)致滑塊導(dǎo)軌和模具導(dǎo)向部分不正常的磨損，還會(huì)使合理間隙得不到保證，從而影響制件質(zhì)量

67、和降低模具壽命甚至損壞模具。 2.7沖裁排樣設(shè)計(jì) 沖裁件在條料、帶料或板料上的布置方法叫排樣。合理的排樣是提高材料利用率、降低成本，保證沖件質(zhì)量及模具壽命的有效措施。 2.7.1．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利用率，它是衡量合理利用材料的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)。一個(gè)步距內(nèi)的材料利用率 (圖2.5.1)可用下式表示 η=A/BSx100%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 2.7.1 廢料的種類圖 若考慮到料頭、

68、料尾和邊余料的材料消耗，則一張板料(或帶料、條料)上總的材料的利用率η總為η總=(nA1/LB)x100% 式中 n----一張板料（或帶料、條料）上沖裁件的總數(shù)目 A1---一個(gè)沖裁件的實(shí)際面積 L----板料長度 B----板料寬度 可見材料利用率是一項(xiàng)很重要的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。 2.7.2．排樣方法 根據(jù)材料的合理利用情況，條料排樣方法可分為三種，如圖2.5.3所示。 圖2.5.3 排樣方法分類 A、有廢料排樣 如圖2.5.3a所示。沿沖件全部外形沖裁，沖件與沖件之間、沖件與條料之間都存在有搭邊廢料。沖件尺寸完全由沖模來保證，因此精度高，模具壽命也高，但材料利用率低。 B、少廢料排樣 如圖2.5.3b所示。沿沖件部分外形切斷或沖裁，只在沖件與沖件之間或沖件與條料側(cè)邊之間留有搭邊。因受剪裁條料質(zhì)量和定位誤差的影響，其沖件