托架沖壓工藝分析及其模具設(shè)計(jì)【全套含CAD圖紙、說(shuō)明書】

托架沖壓工藝分析及其模具設(shè)計(jì)【全套含CAD圖紙、說(shuō)明書】,全套含CAD圖紙、說(shuō)明書,托架,沖壓,工藝,分析,及其,模具設(shè)計(jì),全套,CAD,圖紙,說(shuō)明書 編號(hào)： 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)外文翻譯 （譯文） 學(xué) 院： 機(jī)電工程學(xué)院 專 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué)生姓名： 盧盛釗 學(xué) 號(hào)： 1200110416 指導(dǎo)教師單位： 機(jī)電工程學(xué)院 姓 名： 楊曉清 職 稱： 講師 2016年6月3日 第 16 頁(yè) 共 14 頁(yè) 桂林電子科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告紙 沖壓模具行業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀及分析 模具工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)，是國(guó)際上公認(rèn)的關(guān)鍵工業(yè)，工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家稱之為“工業(yè)之母”。模具成型具有效率高，質(zhì)量好，節(jié)省原材料，降低產(chǎn)品成本等優(yōu)點(diǎn)。采用模具制造產(chǎn)品零件已成為當(dāng)今工業(yè)的重要工藝手段。模具在機(jī)械，電子，輕工，紡織，航空，航天等工業(yè)領(lǐng)域里，已成為使用最廣泛的工業(yè)化生產(chǎn)的主要工藝裝備，它承擔(dān)了這些工業(yè)領(lǐng)域中60%--80%產(chǎn)品零件，組件和部件的加工生產(chǎn)?！澳＞呔褪钱a(chǎn)品質(zhì)量”，“模具就是經(jīng)濟(jì)效益”的觀念已被越來(lái)越多的人所認(rèn)識(shí)和接受。在中國(guó)，人們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到模具在制造業(yè)中的重要基礎(chǔ)地位，認(rèn)識(shí)更新?lián)Q代的速度，新產(chǎn)品的開發(fā)能力，進(jìn)而決定企業(yè)的應(yīng)變能力和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。在目前用薄鋼板制造發(fā)動(dòng)機(jī)罩蓋的傳統(tǒng)還是會(huì)持續(xù)相當(dāng)一段時(shí)間，所以有必要在鋼板的基礎(chǔ)上通過(guò)利用計(jì)算機(jī)軟件的功能分析零件的工藝性能（結(jié)構(gòu)合理，受力，是否容易沖出破面、、、），發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有零件的不足之處，討論并確定改進(jìn)這些不足之處，進(jìn)而改善模具的設(shè)計(jì)，改良沖裁方式；最終實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的改良，改善產(chǎn)品的力學(xué)性能，外觀，使用效果，和造價(jià)等等。沖壓加工是通過(guò)模具來(lái)實(shí)現(xiàn)的，從模具角度來(lái)看，模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志，因?yàn)槟＞咴诤艽蟪潭壬蠜Q定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。“模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備”也已經(jīng)取得了共識(shí)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，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形。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)率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比擬的。同時(shí)，沖壓加工也創(chuàng)造了巨大的價(jià)值增值，模具是“效益放大器”，用模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品的價(jià)值，往往是模具自身價(jià)值的幾十倍、上百倍。目前全世界模具年產(chǎn)值約為600億美元，日、美等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的模具工業(yè)產(chǎn)值已超過(guò)機(jī)床工業(yè)，從1997年開始，我國(guó)模具工業(yè)產(chǎn)值也超過(guò)了機(jī)床工業(yè)產(chǎn)值。其中沖壓模具在所有模具（鍛造模、壓鑄模、注塑模等）中，無(wú)論從數(shù)量、重量或者是從價(jià)值上都位居榜首。 由此可見，板料沖壓加工及其模具制造技術(shù)對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展已經(jīng)并將繼續(xù)作出重大的貢獻(xiàn)。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)這種生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展及專業(yè)技術(shù)人才的需求將與日俱增。因此，加強(qiáng)對(duì)板料沖壓加工及其模具制造技術(shù)的研究，具有重要的意義。 現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì) 經(jīng)過(guò)了100多年的發(fā)展,目前小型汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的罩殼的設(shè)計(jì)技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟的了，但是隨著各式各樣的小型發(fā)動(dòng)機(jī)的開發(fā)，發(fā)動(dòng)機(jī)的前后罩也做了很大的改進(jìn)?，F(xiàn)在，對(duì)小型汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的罩殼的改進(jìn)主要表現(xiàn)在對(duì)其構(gòu)造材料的改進(jìn)；例如用樹脂基復(fù)合材料替代傳統(tǒng)的薄鋼板，用 RTM制造 發(fā)動(dòng)機(jī)水箱、隔熱罩、發(fā)動(dòng)機(jī)罩等等，由于用復(fù)合材料來(lái)取代原有金屬的發(fā)動(dòng)機(jī)殼體類零件，重量會(huì)有所減輕，且成本也將大大降低，對(duì)制造商而言，這個(gè)改進(jìn)創(chuàng)造了很大了利潤(rùn)空間，所以這方面的技術(shù)進(jìn)步還會(huì)持續(xù)相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間。就目前而言，我國(guó)沖壓模具還存在許多問題，其中模具生產(chǎn)周期、質(zhì)量和數(shù)量仍舊是關(guān)鍵。與國(guó)際水平相比，一般來(lái)說(shuō)，我國(guó)沖壓模具生產(chǎn)周期要比國(guó)外先進(jìn)水平長(zhǎng)、壽命約相差一倍、精度差距也較大。數(shù)量的不足主要反映在大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具上。存在這些問題的主要原因是：1)行業(yè)結(jié)構(gòu)(如企業(yè)組織結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、技術(shù)結(jié)構(gòu)和進(jìn)出口結(jié)構(gòu)等)不合理： 2)企業(yè)綜合素質(zhì)欠佳、設(shè)計(jì)制造水平較低、開發(fā)能力弱、管理較落后；3 ）模具人才嚴(yán)重不足 ；4)資金投入不夠；5)專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化、商品化程度低，協(xié)作差：6)模具材料及相關(guān)技術(shù)落后；7)模具生產(chǎn)企業(yè)的效率和效益較低，等等。 柳州天隆機(jī)械有限公司所用的沖壓模具還比較落后，利用沖壓模具沖出的零件質(zhì)量也不是很高，經(jīng)常有起皺，尺寸和形狀精度不高，壽命短等缺陷。同時(shí)，在排樣時(shí)的不合理更造成原材料的浪費(fèi)。這些因素?zé)o不影響著公司產(chǎn)品質(zhì)量和效益的提高。歸及以上原因主要是由于模具設(shè)計(jì)得不夠合理，考慮得不夠周全等所造成的。其次不合理的工藝設(shè)計(jì)也是造成零件質(zhì)量不高的原因。工藝設(shè)計(jì)是聯(lián)接產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造的橋梁和紐帶，合理的成形工藝設(shè)計(jì)是模具設(shè)計(jì)與制造的基礎(chǔ)，也是決定零件能否順利成形的關(guān)鍵，它將直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量、成本、生產(chǎn)效率以及模具的使用壽命等方面。在現(xiàn)在這個(gè)科技突飛猛進(jìn)的時(shí)代里，模具設(shè)計(jì)技術(shù)同樣也是在快速的發(fā)展著。模具技術(shù)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)主要是朝信息化、高速化生產(chǎn)與高精度化發(fā)展。 而如今的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)，競(jìng)爭(zhēng)又十分激烈，要想在市場(chǎng)中站得住腳，那么就必須不斷的提高自己設(shè)計(jì)模具的水平，使自己設(shè)計(jì)出來(lái)的沖壓模具更合理，沖出來(lái)的零件質(zhì)量，尺寸和形狀精度，壽命以及資源利用率都能得到大幅度的提高，進(jìn)而才能提高公司的效益和競(jìng)爭(zhēng)力。 近年來(lái)沖壓成形工藝與理論的研究成果 近年來(lái)，沖壓成形工藝有很多新的進(jìn)展，特別是精密沖裁、精密成形、精密剪切、復(fù)合材料成形、超塑性成形、軟模成形以及電磁成形等新工藝日新月異，沖壓件的精度日趨精確，生產(chǎn)率也有極大提高，正在把沖壓加工提高到高品質(zhì)的、新的發(fā)展水平。 由于引入了CAE，沖壓成形已從原來(lái)的對(duì)應(yīng)力應(yīng)變進(jìn)行有限元等分析而逐步發(fā)展到采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行工藝過(guò)程的模擬與分析，以實(shí)現(xiàn)沖壓過(guò)程的優(yōu)化設(shè)計(jì)。在沖壓毛坯設(shè)計(jì)方面也開展了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，可以對(duì)排樣或拉深毛坯進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。 此外，對(duì)沖壓成形性能和成形極限的研究，沖壓件成形難度的判定以及成形預(yù)報(bào)等技術(shù)的發(fā)展，均標(biāo)志著沖壓成形以從原來(lái)的經(jīng)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)分析階段開始走上由沖壓理論指導(dǎo)的科學(xué)階段，使沖壓成形走向計(jì)算機(jī)輔助工程化和智能化的發(fā)展道路。 當(dāng)前，我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)的特點(diǎn)是產(chǎn)品品種多、更新快和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈。在這種情況下，用戶對(duì)模具制造的要求是“交貨期短”、“精度高”、“質(zhì)量好”、“價(jià)格低”。 而供需兩旺是近幾年來(lái)我國(guó)模具市場(chǎng)的總體表現(xiàn)，2004年仍舊是這個(gè)格局。由于汽車、機(jī)電等工業(yè)的發(fā)展增幅回落，再加上原材料漲價(jià)，能源緊張，電力供應(yīng)不足，資金周轉(zhuǎn)不暢和運(yùn)費(fèi)增加，所以2004年模具市場(chǎng)在供需兩旺的情況下，發(fā)展增幅也有所回落。2005年相比，預(yù)計(jì)要回落5個(gè)百分點(diǎn)以上。 在歐美，CAD/CAE/CAM已成為模具企業(yè)普遍采用的技術(shù)。在CAD方面，目前3D設(shè)計(jì)也達(dá)到了70%～89%。澳大利亞3D設(shè)計(jì)已達(dá)到60%，而我國(guó)只是剛剛起步。CAE技術(shù)在歐美應(yīng)用逐漸成熟。在沖模設(shè)計(jì)中應(yīng)用CAE軟件，模擬金屬變形過(guò)程，分析應(yīng)力應(yīng)變的分布，預(yù)測(cè)破裂、起皺和回彈等缺陷，我國(guó)只有少部分企業(yè)開始CAE技術(shù)的應(yīng)用。 DL圖（沖壓工藝過(guò)程圖）設(shè)計(jì)的過(guò)程中，在沖壓工藝分析、沖壓方向的確定和工序劃分方面我國(guó)與國(guó)外水平接近。但在工藝補(bǔ)充面的設(shè)計(jì)和產(chǎn)品數(shù)模的工藝處理方面還存在著較大的差距，如過(guò)拉延部分的設(shè)計(jì)，回彈值的處理等方面國(guó)外具有豐富的經(jīng)驗(yàn)，特別是在高精度轎車零件的工藝設(shè)計(jì)方面與國(guó)外相比仍存在著很大的差距。 高速切削是以高切削速度、高進(jìn)給速度和高加工質(zhì)量為主要特征的加工技術(shù)。在國(guó)外已是比較成熟的技術(shù)，型面加工精度≤0.05mm，不需要研合間隙。修邊模刃口間隙由機(jī)加工保證；鉗裝不需要研配間隙，加工后可直接裝配合模。而國(guó)內(nèi)的模具鉗工工作量仍較大。 國(guó)內(nèi)的加工機(jī)床性能基本與國(guó)外設(shè)備相當(dāng)，但在NC技術(shù)參數(shù)方面，走刀路徑、方式及技術(shù)的設(shè)計(jì)方面仍存在著差距。 另外在模具制造周期、質(zhì)量方面和標(biāo)準(zhǔn)化程度方面也存在著較大的差距。 沖壓工藝過(guò)程設(shè)計(jì) 沖壓工藝過(guò)程的優(yōu)劣，決定了沖壓件制造技術(shù)的合理性、沖壓件的質(zhì)量和產(chǎn)品成本。因此必須對(duì)沖壓件進(jìn)行詳盡的工藝分析，分析沖壓件的結(jié)構(gòu)、性能及加工難易程度，確定科學(xué)的、合理的工序方案。并在保證產(chǎn)品的設(shè)計(jì)要求、滿足使用條件的情況下盡量減少工序，采用適宜的材料，盡量節(jié)約用料，選擇先進(jìn)且合理的加工技術(shù)，力求生產(chǎn)工藝過(guò)程簡(jiǎn)單易行，以降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。 模具CAE技術(shù)就是在設(shè)計(jì)制造模具之前，在計(jì)算機(jī)上模擬出沖壓件在模具中成形的真實(shí)過(guò)程，向用戶告知模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、工藝條件狀況是否合理，并最終為用戶提供出最佳的模具設(shè)計(jì)工藝方案，可靠性達(dá)到80%以上。從而縮短模具設(shè)計(jì)與制造周期2/5（對(duì)于復(fù)雜模具而言），并提高模具質(zhì)量和產(chǎn)品合格率，進(jìn)而可大幅度降低制造成本，增強(qiáng)產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。 隨著現(xiàn)代生產(chǎn)制造的需要，新產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)、制造的質(zhì)量和周期已成為企業(yè)在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)中能夠生存發(fā)展的重要決定性因素之一。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)及制造(CAM)技術(shù)的推廣應(yīng)用，不僅將產(chǎn)品開發(fā)的設(shè)計(jì)者們從繁重的手工制圖方式中解脫出來(lái)，同時(shí)，對(duì)加工制造業(yè)而言應(yīng)該是一次巨大的革命性飛躍。然而，在并行工程CE (ConcurrentEngineering)的概念提出和應(yīng)用前，產(chǎn)品的CAD ／CAM／CAE／CAPP由于分屬不同部門的工作內(nèi)容，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造、分析是在自上而下的串行設(shè)計(jì)中完成的，很顯然，針對(duì)并行設(shè)計(jì)，前者在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中受到不能及時(shí)更新的約束，很難做到產(chǎn)品開發(fā)制造集成同步實(shí)現(xiàn)，增加了開發(fā)周期和生產(chǎn)成本。公司完成的“國(guó)家863／CIMS主題”重大應(yīng)用項(xiàng)目并行工程， 通過(guò)在新產(chǎn)品開發(fā)CAD／CAM／CAE過(guò)程中的實(shí)施，體現(xiàn)了良好的應(yīng)用前景。其中，PRO／E三維設(shè)計(jì)系統(tǒng)在產(chǎn)品開發(fā)過(guò)程中沖壓模具的并行全相關(guān)參數(shù)化設(shè)計(jì)已得到很好的應(yīng)用。 近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)綜合應(yīng)用技術(shù)的迅速發(fā)展，計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)、并行工程(CE)、虛擬生產(chǎn)(VM)等一系列新技術(shù)將機(jī)械工程制造業(yè)帶進(jìn)了一個(gè)嶄新的生產(chǎn)過(guò)程模式。有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)表明，我國(guó)在863／CIMS應(yīng)用推廣過(guò)程中，相關(guān)企業(yè)均獲得了明顯的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益，在提高生產(chǎn)效率，降低成本、縮短產(chǎn)品周期、提高質(zhì)量方面的成 績(jī)尤為突出。 “并行工程”就其意義而言是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)過(guò)程，它解決如何有效的將產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)、工藝準(zhǔn)備過(guò)程、制造、過(guò)程管理、經(jīng)營(yíng)銷售等過(guò)程合理的組織，實(shí)現(xiàn)獲得最佳的產(chǎn)品周期和成本。幾年來(lái)，公司并行工程項(xiàng)目的啟動(dòng)和實(shí)施，在不同部門的協(xié)同應(yīng)用實(shí)施仍處于不斷探索驗(yàn)證的階段，其中，沖壓模具并行設(shè)計(jì)已經(jīng)基本形成了較為完善的過(guò)程框架，對(duì)于模具設(shè)計(jì)制造過(guò)程，并行設(shè)計(jì)的根本實(shí)現(xiàn)必須由核心CAD／CAM／CAE軟件的支持，作為并行工程的設(shè)計(jì)系統(tǒng)平臺(tái)，公司引進(jìn)了美國(guó)PTC公司的PRO／ENGINEER作為CAD／CAM 軟件平臺(tái)，而沖壓成形數(shù)值模擬分析則引進(jìn)了專業(yè)CAE分析系統(tǒng)DYNAFORM，在模具展開設(shè)計(jì)前和過(guò)程中，對(duì)于模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)意圖的關(guān)鍵要素利用PRO／E建模并通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式提交給DYNAFORM 進(jìn)行計(jì)算分析，預(yù)測(cè)可行性干預(yù)改進(jìn)模具結(jié)構(gòu)相關(guān)參數(shù)。另外，在模具的制造上可以實(shí)現(xiàn)在PR0／E內(nèi)部的CAD／CAM無(wú)縫轉(zhuǎn)接，從而不僅可以完全體現(xiàn)模具設(shè)計(jì)意圖、避免工程圖紙的信息損失，還能夠大大縮短制造周期。PRO／ENGINEER在設(shè)計(jì)過(guò)程中可以利用參數(shù)設(shè)置、關(guān)系(Relations)、參考(Reference)管理實(shí)現(xiàn)全相關(guān)(Dependency)參數(shù)化設(shè)計(jì)，換言之，在模具設(shè)計(jì)的過(guò)程中，設(shè)計(jì)產(chǎn)品的任何變化都將傳遞到模具所有相關(guān)的結(jié)構(gòu)件上并按照結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)意圖自動(dòng)更新。這大大提高了模具設(shè)計(jì)的效率，支持設(shè)計(jì)的反復(fù)性，高效率的進(jìn)行設(shè)計(jì)更新。PRo／ENGINEER提供了一套方法和各種工具構(gòu)成了一個(gè)相對(duì)完善的Top-Down Design的環(huán)境，Top—Down Design是指在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的一種組織方式，其實(shí)，不單純?cè)赑Ro／E環(huán)境下，以往在手工及二維設(shè)計(jì)過(guò)程中也體現(xiàn)了它的宗旨。Top—Down Design的主題思想是以圍繞核心設(shè)計(jì)意圖進(jìn)行關(guān)聯(lián)式展開設(shè)計(jì)。模具并行設(shè)計(jì)的實(shí)現(xiàn)一般按以下6個(gè)步驟來(lái)完成： (1)模具設(shè)計(jì)者參與提取產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中確定產(chǎn)品或原型產(chǎn)品的模型要素，接受或自行完成已經(jīng)具備最終產(chǎn)品全部特點(diǎn)的建模。 (2)對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行工藝分析，以Top-Down De—sign方式規(guī)劃確定模具重要結(jié)構(gòu)件的層級(jí)骨架(Skeletions)組織設(shè)計(jì)過(guò)程。 (3)在Pro／E系統(tǒng)中圍繞產(chǎn)品沖壓加工建立核心組件模型，并根據(jù)工藝需要確定結(jié)構(gòu)參數(shù)，轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)格式提交沖壓CAE分析軟件DYN 刪進(jìn)行可靠性分析計(jì)算。 (4)在Pro／E系統(tǒng)中進(jìn)行模具設(shè)計(jì)。由于準(zhǔn)備隨時(shí)接受來(lái)自設(shè)計(jì)部門的變更及分析結(jié)果的干預(yù)進(jìn)行設(shè)計(jì)更新，需要利用建模結(jié)構(gòu)、順序、參照控制、特征間關(guān)系、元件間關(guān)系、組件間關(guān)系有效的保證整個(gè)模型的可靠性，如當(dāng)產(chǎn)品局部變更時(shí)，相應(yīng)凸凹模、定位元件、固定板、上下模板結(jié)構(gòu)特征等必須保證成功的再生(Regenerate)。 (5)模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)完成后，輸出二維工程圖。基于工程圖與三維建模的全相關(guān)性，無(wú)論在設(shè)計(jì)過(guò)程中還是在今后都可確保模具局部結(jié)構(gòu)變化后工程圖自動(dòng)及時(shí)準(zhǔn)確的更新。 (6)同時(shí)提交模具的CAM 部門進(jìn)行工藝分析及編程。Pro／E系統(tǒng)CAD／CAM 的無(wú)縫連接，使得NC程序同樣可以得到更新. 沖模在裝配前應(yīng)根據(jù)沖模的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和技術(shù)要求，確定合理的裝配順序和裝配方法。沖模裝配之后，必須在生產(chǎn)條件下進(jìn)行試沖，沖出的工件按沖壓零件產(chǎn)品圖或試樣進(jìn)行檢查驗(yàn)收。如果發(fā)現(xiàn)不合格者，必須對(duì)沖模進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和修理，然后再試沖，直到生產(chǎn)合格的沖件為止。在沖模工作一段時(shí)間后，可采用超前維修。沖模的受力只局限于刃口的附近在使用一段時(shí)間以后，刃口處會(huì)不可避免地出現(xiàn)不均勻磨損和磨損溝痕，如果提前維修，可避免因凸、凹模間隙不均勻而產(chǎn)生附加彎矩和防止磨損溝痕產(chǎn)生裂紋，以提高模具壽命。 實(shí)踐證明，并行參數(shù)化設(shè)計(jì)技術(shù)在工藝準(zhǔn)備過(guò)程中的應(yīng)用，大幅度降低了產(chǎn)品周期，增強(qiáng)了設(shè)計(jì)的可靠性，同時(shí)為企業(yè)取得了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益?？梢灶A(yù)見，計(jì)算機(jī)立用技術(shù)將在生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)揮更力Ⅱ重要的作用，并已漸漸成為現(xiàn)代制造業(yè)的—個(gè)重要特征。 沖壓模具冷沖壓加工? ? 沖壓模具概述? 沖壓模具--在冷沖壓加工中，將材料（金屬或非金屬）加工成零件（或半成品）的一種特殊工藝裝備，稱為冷沖壓模具（俗稱冷沖模）。沖壓--是在室溫下，利用安裝在壓力機(jī)上的模具對(duì)材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需零件的一種壓力加工方法。? 沖壓模具的形式很多，一般可按以下幾個(gè)主要特征分類： １．根據(jù)工藝性質(zhì)分類 （1）沖裁模 沿封閉或敞開的輪廓線使材料產(chǎn)生分離的模具。如落料模、沖孔模、切斷模、切口模、切邊模、剖切模等。 （2）彎曲模 使板料毛坯或其他坯料沿著直線（彎曲線）產(chǎn)生彎曲變形，從而獲得一定角度和形狀的工件的模具。 （3）拉深模 是把板料毛坯制成開口空心件，或使空心件進(jìn)一步改變形狀和尺寸的模具。 （4）成形模 是將毛坯或半成品工件按圖凸、凹模的形狀直接復(fù)制成形，而材料本身僅產(chǎn)生局部塑性變形的模具。如脹形模、縮口模、擴(kuò)口模、起伏成形模、翻邊模、整形模等。 ２．根據(jù)工序組合程度分類 （1）單工序模 在壓力機(jī)的一次行程中，只完成一道沖壓工序的模具。 （2）復(fù)合模 只有一個(gè)工位，在壓力機(jī)的一次行程中，在同一工位上同時(shí)完成兩道或兩道以上沖壓工序的模具。 （3）級(jí)進(jìn)模（也稱連續(xù)模） 在毛坯的送進(jìn)方向上，具有兩個(gè)或更多的工位，在壓力機(jī)的一次行程中，在不同的工位上逐次完成兩道或兩道以上沖壓工序的模具。 沖冷沖模全稱為冷沖壓模具。 冷沖壓模具是一種應(yīng)用于模具行業(yè)冷沖壓模具及其配件所需高性能結(jié)構(gòu)陶瓷材料的制備方法，高性能陶瓷模具及其配件材料由氧化鋯、氧化釔粉中加鋁、鐠元素構(gòu)成，制備工藝是將氧化鋯溶液、氧化釔溶液、氧化鐠溶液、氧化鋁溶液按一定比例混合配成母液，滴入碳酸氫銨，采用共沉淀方法合成模具及其配件陶瓷材料所需的原材料，反應(yīng)生成的沉淀經(jīng)濾水、干燥，煅燒得到高性能陶瓷模具及其配件材料超微粉，再經(jīng)過(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． （2）對(duì)其材料及熱處理應(yīng)有適當(dāng)要求，防止硬度太高而脆裂。 2．定位零件定位零件是確定坯件安裝位置的零件，有定位銷（板）、擋料銷（板）、導(dǎo)正銷、導(dǎo)料板、定距側(cè)刀、側(cè)壓器等。設(shè)計(jì)定位零件時(shí)應(yīng)考慮操作方便，不應(yīng)有過(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、沖孔類模具）為了出件方便，需在模架下設(shè)墊板。這時(shí)墊板最好與模板之間用螺釘連接在一起，兩墊板的厚度應(yīng)絕對(duì)相等。墊板的間距以能出件為準(zhǔn)，不要太大，以免模板斷裂。 6．緊固零件它包括螺釘、螺母、彈簧、柱銷、墊圈等，一般都采用標(biāo)準(zhǔn)件。冷沖模具的標(biāo)準(zhǔn)件用量較多，設(shè)計(jì)選用時(shí)應(yīng)保證緊固和彈性頂出的需要，避免緊固件暴露在表面操作位置上，防止碰傷人手和妨礙操作。 冷沖模具的發(fā)展 改革開放以來(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ΑＲ恍﹪?guó)內(nèi)模具企業(yè)已普及了二維CAD，并陸續(xù)開始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等國(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。? 以汽車覆蓋件模具為代表的大型沖壓模具的制造技術(shù)已取得很大進(jìn)步，東風(fēng)汽車公司模具廠、一汽模具中心等模具廠家已能生產(chǎn)部分轎車覆蓋件模具。此外，許多研究機(jī)構(gòu)和大專院校開展模具技術(shù)的研究和開發(fā)。經(jīng)過(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)壽命冷沖模具依賴進(jìn)口。? ???? 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)日益復(fù)雜與多樣化,產(chǎn)品性能和質(zhì)量也在不斷提高,因而對(duì)冷沖壓技術(shù)提出了更高的要求.為了使冷沖壓技術(shù)能適應(yīng)各工業(yè)部門的需要,冷沖壓技術(shù)自身也在不斷革新和發(fā)展.冷沖壓技術(shù)的發(fā)展思路就是盡可能地完善和擴(kuò)充冷沖壓工藝的優(yōu)點(diǎn),克服其缺點(diǎn).在冷沖壓技術(shù)的發(fā)展過(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)外已開始采用彈塑性有限元法對(duì)汽車覆蓋零件的成形過(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發(fā)也應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)。 沖模的沖壓精度分析 對(duì)沖模投產(chǎn)至失效報(bào)廢各個(gè)時(shí)期沖件的實(shí)際誤差分析，可以看出其增大的時(shí)期及趨向，從而分析其增大的因素。新沖模投產(chǎn)至第一次刃磨前沖制沖件的誤差即所謂的初始誤差；沖模經(jīng)過(guò)20次左右刃磨至失效報(bào)廢前沖制的沖件誤差稱之為常規(guī)誤差；而沖模失效報(bào)廢前沖制的最后一批合格沖件的允許最大誤差稱之為極限誤差。在現(xiàn)場(chǎng)，確定沖模刃磨壽命的依據(jù)是沖件沖孔與落料的毛刺高度。由于任何成形件都具有沖裁作業(yè)（毛坯落料或沖孔），對(duì)于復(fù)合模尤為如此。所以，沖件毛刺高度的觸模檢查和測(cè)量并按企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)或JB4129-85《沖壓件毛刺高度》對(duì)照檢測(cè)就顯得十分重要。 沖模的初始誤差通常是沖模整個(gè)壽命中沖件誤差最小的。其大小主要取決于沖模的制造精度與質(zhì)量及沖件尺寸、料厚以及間隙值大小與均勻度。沖模的制造精度及質(zhì)量又取決于制模工藝。對(duì)于料厚t≤1mm的中碳鋼復(fù)合沖裁模沖件，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與生產(chǎn)實(shí)踐都證明，電火花線切割制造的沖模沖件毛刺高度比用成型磨或NC與CNC連續(xù)軌跡座標(biāo)磨即精密磨削工藝制造的沖模沖件要高25%～30%。這是因?yàn)楹笳卟粌H加工精度高，而且加工面粗糙度Ra值要比前者小一個(gè)數(shù)量級(jí)，可達(dá)到0.025μm。因此，沖模的制造精度與質(zhì)量等因素決定了沖模的初始沖壓精度，也造就了沖件的初始誤差。 沖件的常規(guī)誤差是沖模經(jīng)第一次刃磨到最后一次刃磨后沖出最后一個(gè)合格沖件為止，沖件實(shí)際具有的誤差。隨著刃磨次數(shù)的增加，刃口的自然磨損而造成的尺寸增量逐漸加大，沖件的誤差也隨之加大。當(dāng)其誤差超過(guò)極限偏差時(shí)，沖件就不合格，沖模也就失效報(bào)廢。沖件上孔與內(nèi)形因凸模磨損尺寸會(huì)逐漸變?。黄渫庑温淞铣叽鐣?huì)因凹模磨損而逐漸增大。所以，沖件上孔與內(nèi)形按單向正偏差標(biāo)允差并依接近或幾乎等于極限最大尺寸制模。同理，沖件外形落料按單向負(fù)偏差標(biāo)注允差并依接近或幾乎等于極限最小尺寸制模。這樣就使沖件的常規(guī)誤差范圍擴(kuò)大，沖?？扇心ゴ螖?shù)增加，模具壽命提高。 沖件的極限誤差是具有極限偏差的沖件所具有的實(shí)際允許的最大尺寸誤差。 這類沖件通常是在沖模失效報(bào)廢前沖制的最后一批合格沖件。 對(duì)各類沖模沖件誤差在沖模整個(gè)壽命中出現(xiàn)的波動(dòng)、增減趨向及規(guī)律等進(jìn)行全面分析便可發(fā)現(xiàn)：沖件誤差的主導(dǎo)部分是不變的；因刃口或型腔的自然磨損而出現(xiàn)的誤差增量隨沖模刃磨沖數(shù)增加而使這部分誤差逐漸加大；還有部分誤差的增量是非常規(guī)的、不可預(yù)見的。所以，各類沖模沖件誤差是由因定誤差、漸增誤差、系統(tǒng)誤差及偶發(fā)誤差等幾部分綜合構(gòu)成。 1、固定誤差 新沖模在指定的沖壓設(shè)備上投入使用至失效報(bào)廢的整個(gè)（總）壽命過(guò)程中，其合格沖件誤差的主導(dǎo)部分固定不變即所謂固定誤差。其大小就是新沖模第一次刃磨前沖制的合格沖件的偏差，也即沖模的初始誤差，而此時(shí)的沖模具有初始沖壓精度。刃磨后的沖模，因其工作零件（凸、凹模）磨損而改變尺寸誤差，使沖件識(shí)差增量隨刃磨次數(shù)增加而逐漸加大，故沖模刃磨后的沖壓精度亦稱“刃磨精度”比其初始精度要低。沖模沖件的固定誤差取決于以下各要素： （1）沖件的材料種類、結(jié)構(gòu)（形狀）尺寸及料厚 沖裁間隙的大小及其均勻度對(duì)沖裁件的尺寸精度有決定性的影響。不同沖裁工藝、不同材料種類與不等料厚，間隙相差懸殊，沖壓精度差異很大。同一種模數(shù)m=0.34的2mm的料厚、中心有孔的H62黃銅材料片齒輪復(fù)合模沖件，當(dāng)取間隙C=0.5%t（單邊），用復(fù)合精沖模沖制，沖件尺寸精度達(dá)到IT7級(jí)，沖件平直無(wú)拱彎，沖切面垂直度可達(dá)89.5°，其表面粗糙Ra值為0.2μm；而用普通復(fù)合模沖制，間隙C=5%t（單邊），沖件初始誤差亦即沖模的初始沖壓精度為1T9級(jí)，沖切面粗糙度Ra值為12.5μm，毛刺高度為0.10mm；還是這個(gè)沖件用連續(xù)模沖制，間隙C=7%t（單邊），初始沖件精度為IT11級(jí)，沖切面更粗糙，甚至有肉眼可見的臺(tái)階。通常情況下，沖件材料及其厚度t是選取沖裁間隙的主要依據(jù)。一旦選定間隙就確定了沖件的平面尺寸的固定誤差的主體；沖件結(jié)構(gòu)剛度及立體形狀則影響其形位精度。 （2）沖壓工藝及沖模結(jié)構(gòu)類型 采用不同的沖壓工藝，沖件的精度及固定誤差相差甚大。除上述片齒輪實(shí)例說(shuō)明，精沖工藝與普通沖裁的沖件精度與固定誤差相差一個(gè)數(shù)量級(jí)之外，即便在普通沖裁中，采用不同間隙沖裁，固定誤差相差也很大。例如料厚t=1.5mm的H62黃銅沖裁件，選用C≤40%t單邊Ⅰ類小間隙沖裁比選用C≤8%t（單邊）Ⅲ類大間隙沖裁，沖件固定誤差將加大40%～60%，精度至少降一級(jí)。此外，采有無(wú)搭邊排樣，沖件的誤差要遠(yuǎn)大于有搭邊排樣沖件。無(wú)搭邊排樣沖件。無(wú)搭邊排樣沖件的精度低于IT12級(jí)，而多數(shù)有搭邊排樣的沖件精度在IT11～I(xiàn)T9級(jí)之間，料厚t＞4mm的沖件，尺寸精度會(huì)更低一些。 不同沖模結(jié)構(gòu)類型，由于適用沖壓料厚及制造精度的差異，導(dǎo)致沖件的固定誤差有別。復(fù)合模中，多工位連續(xù)式復(fù)合模由于沖件連續(xù)重復(fù)定位加上制模誤差較大，故其沖件的固定誤差比單工位復(fù)合沖裁模要大1～2級(jí)。 （3）沖模制造工藝 沖模主要工作零件即凸、凹模的加工程序，對(duì)操作上的技術(shù)要求不高，能夠一次成形較復(fù)雜的模腔。但其加工表面約厚＞0.03～0.05mm為高溫?zé)g的殘余樹枝狀?yuàn)W氏體組織，硬度可高達(dá)HRC67～70，有顯微裂紋，容易在沖裁時(shí)出現(xiàn)崩刃或剝落。意大利Corrada公司的有關(guān)研究報(bào)告稱“線切割加工對(duì)表面金相結(jié)構(gòu)產(chǎn)生不利的影響，實(shí)際上已經(jīng)改變了金相結(jié)構(gòu)。我們必須用金剛石粉研磨或數(shù)控連續(xù)軌跡坐標(biāo)磨削（對(duì)線切割件）作精加工”。近年來(lái)瑞士和日本等國(guó)，對(duì)電加工設(shè)備進(jìn)行了深入的研究和較大的改進(jìn)，制造出功能齊全的高精度NC和CNC線切割機(jī)，加工精度可達(dá)±0.005～0.001mm，甚至更小。加工表面粗糙度Ra值能達(dá)到0.4μm。根據(jù)近年對(duì)國(guó)內(nèi)12家生產(chǎn)線切割機(jī)工廠的調(diào)研，國(guó)產(chǎn)線切割機(jī)加工精度各別廠家的各別型號(hào)線切割機(jī)可達(dá)±0.008～±0.005mm，一般都在±0.01mm或更大一些，個(gè)別也能達(dá)到±0.005mm，加工表面粗糙度Ra值均大于1.6μm。然而，電加工燒蝕金屬表面從而改變和損壞加工面金相結(jié)構(gòu)的特性不會(huì)改變，除非用磨削或其他加工法去除這一有害層。所以，僅僅用電加工法，包括電火花線切割與電穿孔，難以達(dá)到?jīng)_模，尤其高精度、高壽命沖模對(duì)尺寸精度與工作零件表面粗糙度Ra值要求。 用精密磨削法制造沖模，特別是制造高精度、高壽命沖模，諸如：薄料小間隙復(fù)合沖裁模、多工位連續(xù)式復(fù)合模等，具有尺寸精度高、工作零件加工面粗糙度Ra值小、模具壽命高等特點(diǎn)。其加工工藝目前已由過(guò)去的普通機(jī)床粗加工改為電火花線切割或電穿孔機(jī)粗加工，最后精密磨削，也由成型磨、光學(xué)曲線磨、手動(dòng)座標(biāo)磨逐步過(guò)濾到連續(xù)軌跡座標(biāo)磨及NC與CNC連續(xù)軌跡座標(biāo)磨，加工粗度可達(dá)±0.001～0.0005mm，加工表面粗糙度Ra值可達(dá)0.1～0.025μm。所以，用該工藝制造的沖模，無(wú)論尺寸精度、工作零件表面粗糙度，都能滿足沖模，尤其各種復(fù)合模的要求，比電加工工藝制造的沖模高一個(gè)檔次。 （4）間隙的大小與均勻度 拉深、彎曲、翻邊及其他板料成形件一般都要先沖裁（落料）出平板展開毛坯，也有成形后落料、切開得到單個(gè)成品沖件。故沖裁作業(yè)，包括常用的沖孔、切口、切邊等，對(duì)于每種板料沖壓件都是必要的。所以沖裁間隙對(duì)沖件的外廓尺寸精度有決定性的影響。沖裁間隙小而均勻，可使沖裁尺寸獲取更高精度。對(duì)于拉深、彎曲等成形模，間隙大定將增大沖件口部尺寸誤差及回彈。間隙不均勻會(huì)使沖件毛刺加大并招致刃口的不均勻磨損。 （5）沖壓設(shè)備的彈性變形 在沖壓過(guò)程中，沖床承載后會(huì)產(chǎn)生一定的彈性變形。雖然這種變形量依沖壓力的大小變化且具有明顯的方向性，但就沖壓件，主要是對(duì)具有體積沖壓性質(zhì)的壓印、壓花、校平、壓凸、起波、沖擠、鐓形、翻邊、鐓粗、打扁、變薄拉深等工藝作業(yè)沖制成形的沖件，對(duì)其沖壓方面的尺寸精度有重大影響。 ? 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、凹模啃傷的重要原因。從節(jié)約材料出發(fā)，搭邊值愈小愈好，但搭邊值小于一定數(shù)值后，對(duì)模具壽命和剪切表面質(zhì)量不利。在沖裁中有可能被拉人模具問隙中，使零件產(chǎn)生毛刺，甚至損壞模具刃口，降低模具壽命。因此，在考慮提高材料利用率的同時(shí)，必須根據(jù)零件產(chǎn)量、質(zhì)量和壽命，確定排樣方法和搭邊值。? (2)凹模結(jié)構(gòu)的影響對(duì)容易產(chǎn)生應(yīng)力集中而開裂的凹模結(jié)構(gòu)，可以采用組合結(jié)構(gòu)或鑲拼結(jié)構(gòu)，以及預(yù)應(yīng)力結(jié)構(gòu)，從而提高模具使用壽命。? (3)間隙的影響當(dāng)間隙過(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?？袀欠浅Ｓ行У?。特別對(duì)無(wú)問隙或小問隙沖裁模、復(fù)合模和多工位級(jí)進(jìn)模更為重要。為提高模具壽命，必須根據(jù)工序和零件精度要求，正確選擇導(dǎo)向形式和導(dǎo)向精度，所選擇導(dǎo)向精度應(yīng)高于凸、凹模的配合精度。? (5)冷沖壓材料選取的影響冷沖壓材料應(yīng)滿足制件的設(shè)計(jì)要求和沖壓工藝要求，否則容易損傷模具，降低模具使用壽命。冷沖壓材料表面質(zhì)量不好，沖壓時(shí)制件易破裂，也易擦傷模具。冷沖壓材料塑性不好，變形量小，沖壓時(shí)制件易破裂，也易擦傷模具。另外，材料的厚度公差應(yīng)符合國(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，模具硬度必須根據(jù)材料性質(zhì)和失效形式而定。應(yīng)使硬度、強(qiáng)度、韌性及耐磨性、耐疲勞強(qiáng)度等達(dá)到特定沖壓工序所需要的最佳配合。? 3．模具的熱處理質(zhì)量與表面強(qiáng)化對(duì)壽命的影響? 模具的熱處理質(zhì)量對(duì)模具的性質(zhì)與使用壽命影響很大。實(shí)踐證明，模具工作零件的淬火變形與開裂，使用過(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。