遮陽罩連接件級進模設計【含CAD圖紙+文檔】

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外文資料翻譯 專 業(yè)：模具設計制造及自動化 姓 名： 指 導 教 師： 申請學位級別： 提 交 日 期： 學位授予單位： 國際期刊的精密工程和制造第十三卷,第7號,第1239 - 1242頁。2012年7月/1239 DOI:10.1007 / s12541 - 012 - 0164 – 6 綠色替代處理技術彈簧定位銷的沖壓模組 Myeong-Sik Jeong1, Sang-Kon Lee1, Ji Hyun Sung1, Kang-Eun Kim1, Shinok Lee2, Kang-Won Lee2, andTae-Hoon Choi1,# 1綠色轉型技術中心、韓國工業(yè)技術研究所,大邱,大韓民國,704 - 230 2大邱韓國慶北區(qū)域劃分、韓國工業(yè)技術研究所,大邱,大韓民國,704 - 230 #通訊作者/電子郵件:?thchoi@kitech.re.kr,電話:+ 82-53-580-0131 ,傳真:+ 82-53-580-0130 關鍵詞:綠色制造、可持續(xù)生產、多級鍛造,彈簧定位銷,有限元分析 在這個研究中,一個多級冷鍛過程為一個彈簧定位銷的沖壓模組設計通過替代可持續(xù)生產過程。高能源和材料消耗過程需要轉換成能量保存過程。到目前為止,一個彈簧定位銷對沖壓模組通常的制造加工過程為了實現較高的尺寸精度。然而,加工過程有一些缺點如過度的物質損失,低生產力和可憐的機械性能。為了克服這些問題,一個多級冷鍛過程用于制造彈簧定位銷來實現更少的物質損失和更高的生產力。多級鍛造過程需要仔細設計措施防止缺陷的最終產品。因此,設計必須考慮材料流在整個過程和裝載的壓力限制，為了避免產品缺陷如折疊和填充不足。開發(fā)多級鍛造工藝對彈簧導銷成形載荷和材料流動在每一步都分析了使用的商業(yè)有限元變形代碼。該導銷由發(fā)展的多級鍛造工藝制造,并與仿真結果對比。利用率也是發(fā)達鍛造工藝和加工過程進行對比。發(fā)達過程是一種綠色制造工藝減少材料損耗,這可以達到降低成本通過提高材料的利用率和生產率，相比之下更能廣泛使用的加工過程。 手稿收到:2011年12月30日/接受:2012年1月25日 1.介紹 一個彈簧定位銷對新聞模組通常是制造通過加工過程如切割和車削為了實現空間的精度和足夠的強度。【1】然而加工過程是高能源消耗,因為它使用起來需要很多材料和時間。還需要額外的步驟如熱處理以達到必要的強度。圖1(b)顯示了彈簧定位銷通過加工過程產生的,和有關于60%的物質損失和加工過程(圖1(a))。制造技術的典范是轉向可持續(xù)的生產(圖2)在這個時代的能源危機?？沙掷m(xù)生產是實現通過最小化環(huán)境下影響整個生產周期的產品。這樣生產設計可以通過最少的生產使用最少的材料和能源之上而產生最小數量的浪費。有多項研究會有關由于制造方法的環(huán)境影響?！?-4】? 圖1?彈簧導銷由加工過程:(一)之前和(b)在加工過程 圖2?范式轉變的制造技術 2012年7月國際期刊的精密工程和制造第13卷,7號,1240 因此,這類能源消耗過程需要轉換成一個節(jié)能過程。為了這個目的鍛造過程是應用于制造彈簧定位銷的實現更少的物質損失和更高的生產力。然而一個廣泛蔓延的過程由兩個壁壘有限:幾何精度和強度不夠造成的填充不足和折疊等缺陷。 這些障礙是可以克服的如果物質流是完全符合給定的幾何形狀。 在這項研究中,多級鍛造工藝對彈簧定位銷的一個按模組設計考慮到材料流動使用有限元分析。設計多級鍛造工藝對彈簧導桿銷成形載荷和材料流動在每一步分析利用商業(yè)有限元代碼變形。然后,結果會由設計的冷鍛過程和原工藝效率的評估開發(fā)的過程做對比。 2.設計的冷鍛過程 2.1發(fā)展階段的鍛造 在冷鐓的軸對稱物體,最大應變是依賴于數量的形成階段。為了避免等缺陷在鐓粗過程與大翹曲變形,許多成形階段需要確定基于幾何的塑性變形。初始直徑(D0)和長度(LT)?為彈簧定位銷的鋼坯是24.5毫米和分別為219毫米。而破壞比s = 10 / D0是2.95塑性變形長度63.5毫米(圖3)。這種情況下需要一個雙沖程過程?！?】但增加為一個三階段的過程初始階段的頭直徑減少的多級成形性能冷鍛過程?(圖4)。 圖3?初始和目標維度對彈簧定位銷 圖4?三階段鍛造工藝對彈簧定位銷 2.2為有限元分析的條件 彈簧定位銷的材料是AISI1020,有效應力和應變之間的關系為有限元分析是與Capan and Bran的結果相符的.【6】流動應力可以表達成冪律公式，見公式(1): 有限元模擬的多是采用鍛造工藝一個隱式有限元代碼變形。這個過程是模擬在2 d,因為它是一個軸對稱變形模式。這個工件被認為是完美的塑料材料,穿孔和鋼模是假定為剛性。一個剪切摩擦系數m = 0.12工件之間和穿孔是用于仿真。沖頭速度是100 mm / s和工件的網格數量為3000。?表1總結了仿真條件為有限元分析。 圖5顯示了沖頭的三個階段每個階段過程的形狀。多級鍛造工藝的半徑R是顯示在圖5(d)。預成型的形狀的中間階段是決定的半徑R2第二拳,半徑R2決心從仿真結果考慮到裝載限制和缺陷在第三階段。 2.3有限元模擬的結果 圖6是有限元模擬結果的第一和第二階段鍛造過程使用穿孔設計在圖5。鋼坯的頭直徑減少到22.47毫米24.5毫米后第一階段,是證實沒有缺陷如裝桶和爆炸發(fā)生。鋼坯的頭直徑減少到20.16毫米在第二階段。預測的負載的鐵分析待低于250噸裝載限制的媒體圖6所示(d)。然而這個預成型與R2 = 5導致折疊缺陷在第三鍛造階段如圖8。這是由于物料流的在徑向方向比在軸向方向更慢。 表1?模擬條件的有限元分析 仿真模式 等溫 幾何 軸對稱 沖壓速度 100 mm/s 網格的數量 3000 摩擦值 0.12 圖5?每個穿孔的多級鍛造工藝形狀 國際期刊的精密工程和制造第13卷,7號，2012年7月，1241 圖6?多級鍛造工藝的有限元結果 圖7有限元分析結果:第二穿孔R2= 5 圖8?為第三階段鍛造的粗加工 為了避免折疊缺陷的預成型幾何的最后階段需要修改,這是通過重新設計的在第二階段沖壓試驗。優(yōu)化設計的預制塊,預成型形狀與半徑從5 r - 15 r，而設計和觀察變形行為結果如圖8所示?？梢钥闯稣郫B缺陷發(fā)生在半徑為R的第二次沖壓低于12 r。 而當半徑大于14 r的撞擊載荷極限時圖9總結了這個結果,?多級冷鍛的第二次沖壓的適當半徑確定為?13r?到?12r。 3.多級冷鍛結果 3.1工藝條件實驗 評估沖床和模具形狀的多級鍛造實驗的有效性，結果如圖10所示。第二次沖壓的半徑設置為12 r和材料的形狀在每個階段顯示在圖11。沒有缺陷如滾磨和爆炸發(fā)生在多級鍛造過程,沒有裂縫和有裂縫發(fā)現在最終的產品上。但有少量的反射形成和有限元分析顯示了類似的結果(圖12)。這樣的反射可能影響一生的彈簧定位銷,需要做更多的工作最小化反射。這可以通過修改模具的幾何形狀來實現。 圖9?負載在第三次沖壓的函數R2 圖10?穿孔的多級鍛造工藝對彈簧定位銷 圖11?每個階段的彈簧定位銷 國際期刊的精密工程和制造第13卷,7號，2012年7月，1242 3.2比較開發(fā)過程和原始過程 表2顯示了發(fā)達過程比原工藝的改進情況。當發(fā)達多級冷鍛過程應用于彈簧定位銷比一個沖壓模組初始坯直徑降低了50%,材料使用增加到100%。同樣的處理能力是每分鐘二百倍的原始過程。這些改進使單位成本下降了50%。換句話說,開發(fā)過程是一個節(jié)能過程，因為物質損失最小化,使生產原始材料使用減少能源、。 圖14顯示了能量消耗金額之間加工和冷鍛生產單個彈簧定位銷。計算是通過使用工具與SolidWorks可持續(xù)性計算方法符合ISO 1444。當冷鍛工藝應用,能源的消耗量可以減少了大約10%。這意味著,發(fā)達的過程比加工工藝過程生產彈簧導銷更加綠色化。 圖12?最終在的產品上的反射 圖13?彈簧導銷(a)和(b)鍛造加工結果 表2?比較的發(fā)展進程和原始過程 項目 原始過程 發(fā)展過程 材料 直徑 φ50 φ25 鋼種 A283-C AISI1020 制造過程 機械加工 多級冷鍛造 物料消耗（%） 40 100 生產率(EA/min) 1 200 單價 1 1/2 圖14?原始過程和冷鍛加工生產一個彈簧定位銷之間能源消耗 4.總結 在這項研究中,多級冷鍛工藝彈簧導針沖壓模組開發(fā)考慮到在制造周期的節(jié)能。這個過程是設計使用鐵分析和預成型形狀優(yōu)化的考慮到材料流和裝載限制的沖壓。合適的半徑第二沖頭是12r到13r,發(fā)達過程通過了實驗驗證過程的有效性。發(fā)達過程是一種綠色制造工藝不僅減少材料損失還節(jié)約能源。此外，這個過程通過高材料使用和高生產率達到降低成本相比更廣泛使用于加工過程。 致謝 這項研究是由“在大邱和尚慶北道省技術創(chuàng)新的中小型制造企業(yè)” 提供技術支持。 參考文獻 1.?Boothroyd, G. and Knight, W. A., “Fundamentals of machining and machine tools,” CRC, 2006. 2.?Park, C. W., Kwon, K. S., Kim, W. B., Min, B. K., Park, S. J., Sung, I. H., Yoon, Y. S., Lee, K. S., Lee, J. H., and Seok, J., “Energy consumption reduction technology in manufacturing-Aselective review of policies, standards, and research,” Int. J. Precis. Eng. Manuf., Vol. 10, No. 5, pp. 151-173, 2009. 3.?Dahmus, J. B. and Gutowski, T. G., “An environmental analysis of machining,” Proc. of IMECE, pp. 643-652, 2004. 4.?Kang, Y. C., Chun, D. M., Jun, Y., and Ahn, S. H., “Computer-aided environmental design system for the energy-using product (EuP) directive,” Int. J. Precis. Eng. Manuf., Vol. 11, No. 3, pp. 397-406, 2010. 5.?Lange, K., “Handbook of metal forming,” McGraw-Hill Book Company, 1985. 6.?Capan, L. and Baran, O., “Calculation method of the press force in a round shaped closed-die forging based on similarities to indirect extrusion,” JMPT, Vol. 102, No. 1, pp. 230-233, 2000. 11 摘 要 模具工業(yè)是國民經濟的基礎工業(yè)。模具是大批量生產同形產品的工具，是生產各種工業(yè)產品的重要工藝裝備。冷沖壓更是在實際生產中占有絕對重要的地位。本設計說明書是沖裁加彎曲的多工位級進模的具體設計過程，其中包括最初的對制件進行工藝分析，對沖裁件的外形分析，沖裁過程的合理性以及彎曲回彈的分析，再對工藝方案進行比較和最終的選擇，然后再對模具的工藝進行一些必要的計算和對模具主要零部件的選擇以及校核，最后選擇合適的模架和壓力機。因為級進模一般是要大批量生產的，所以又考慮了模具的定位問題，包括用側刃粗定距，用導正銷進行精定位。因為制件彎曲步驟較多，所以模具的各部分零件較復雜。 關鍵詞：沖壓；模具；彎曲；分析 ABSTRACT Mold industry is the basic industry of national economy. Mold is mass production tools, products of the same shape is an important craft equipment in the production of various industrial products . Cold stamping is occupies absolute important position in the actual production. This thesis was blanking and bending of multistep progressive die design process, including the initial process analysis to parts, hedge cutting shape analysis, the rationality of blanking process and the analysis of the bending springback, then carries on the comparison to process and the final choice, and then some necessary for the mould process is calculated and the choice of major parts of the mold and checking, and finally choose the right mold frame and press. Because progressive die is generally to mass production, they are considering the positioning mould problem, including using coarse side blade spacing, with the guide is fine positioning pin. Because the large parts bending steps, the mould parts of the parts is more complex. Key words：stamping；the mold；bend；analysis 目 錄 第一章 概述 1 第一節(jié) 冷沖壓模具的特點及其發(fā)展 1 第二節(jié) 冷沖壓加工工藝的分類 3 第三節(jié) 沖壓加工基本工序 4 第四節(jié) 畢業(yè)設計任務 5 第二章 制件的工藝性分析 6 第一節(jié) 沖裁件的工藝性 6 第二節(jié) 彎曲件的工藝性 7 第三節(jié) 彎曲件的工序安排原則 10 第四節(jié) 彎曲回彈的計算 10 第三章 工藝方案的確定 13 第四章 模具的工藝計算 16 第一節(jié) 毛坯長度尺寸計算 16 第二節(jié) 排樣圖設計 17 第三節(jié) 材料利用率 18 第四節(jié) 部分尺寸的計算 22 第五節(jié) 彎曲模成形部分尺寸的計算 33 第六節(jié) 各種力的計算 36 第七節(jié) 壓力中心的確定 38 第五章 模具主要零件的設計 41 第一節(jié) 模具成形零件的設計 41 第二節(jié) 彈性元件的選取 44 第三節(jié) 模架的選用以及導向裝置 46 第六章 設備的選擇 48 第一節(jié) 壓力機的初選 48 第二節(jié) 壓力機的校核 48 第七章 凸凹模的材料選擇以及加工工藝 50 參考文獻 51 致 謝 52 附 錄 53 遮陽罩連接件級進模畢業(yè)設計 SUN SHADE FITTING AND GRADUATION DESIGN OF PROGRESSIVE DIE 專 業(yè)：材料成型及控制工程（模具） 姓 名： 指導教師姓名： 申請學位級別： 論文提交日期： 學位授予單位：  摘 要 模具工業(yè)是國民經濟的基礎工業(yè)。模具是大批量生產同形產品的工具，是生產各種工業(yè)產品的重要工藝裝備。冷沖壓更是在實際生產中占有絕對重要的地位。本設計說明書是沖裁加彎曲的多工位級進模的具體設計過程，其中包括最初的對制件進行工藝分析，對沖裁件的外形分析，沖裁過程的合理性以及彎曲回彈的分析，再對工藝方案進行比較和最終的選擇，然后再對模具的工藝進行一些必要的計算和對模具主要零部件的選擇以及校核，最后選擇合適的模架和壓力機。因為級進模一般是要大批量生產的，所以又考慮了模具的定位問題，包括用側刃粗定距，用導正銷進行精定位。因為制件彎曲步驟較多，所以模具的各部分零件較復雜。 關鍵詞：沖壓；模具；彎曲；分析  ABSTRACT Mold industry is the basic industry of national economy. Mold is mass production tools, products of the same shape is an important craft equipment in the production of various industrial products . Cold stamping is occupies absolute important position in the actual production. This thesis was blanking and bending of multistep progressive die design process, including the initial process analysis to parts, hedge cutting shape analysis, the rationality of blanking process and the analysis of the bending springback, then carries on the comparison to process and the final choice, and then some necessary for the mould process is calculated and the choice of major parts of the mold and checking, and finally choose the right mold frame and press. Because progressive die is generally to mass production, they are considering the positioning mould problem, including using coarse side blade spacing, with the guide is fine positioning pin. Because the large parts bending steps, the mould parts of the parts is more complex. Key words：stamping；the mold；bend；analysis  目 錄 第一章 概述 1 第一節(jié) 冷沖壓模具的特點及其發(fā)展 1 第二節(jié) 冷沖壓加工工藝的分類 3 第三節(jié) 沖壓加工基本工序 4 第四節(jié) 畢業(yè)設計任務 5 第二章 制件的工藝性分析 6 第一節(jié) 沖裁件的工藝性 6 第二節(jié) 彎曲件的工藝性 7 第三節(jié) 彎曲件的工序安排原則 10 第四節(jié) 彎曲回彈的計算 10 第三章 工藝方案的確定 13 第四章 模具的工藝計算 16 第一節(jié) 毛坯長度尺寸計算 16 第二節(jié) 排樣圖設計 17 第三節(jié) 材料利用率 18 第四節(jié) 部分尺寸的計算 22 第五節(jié) 彎曲模成形部分尺寸的計算 33 第六節(jié) 各種力的計算 36 第七節(jié) 壓力中心的確定 38 第五章 模具主要零件的設計 41 第一節(jié) 模具成形零件的設計 41 第二節(jié) 彈性元件的選取 44 第三節(jié) 模架的選用以及導向裝置 46 第六章 設備的選擇 48 第一節(jié) 壓力機的初選 48 第二節(jié) 壓力機的校核 48 第七章 凸凹模的材料選擇以及加工工藝 50 參考文獻 51 致 謝 52 附 錄 53 第一章 概述 第一節(jié) 冷沖壓模具的特點及其發(fā)展 一、 特點 冷沖壓模具多為在室溫下，安裝在壓力機上的，對放置在之內的板料施加變形力，使其產生變形，從而獲得一定形狀,尺寸和性能的產品零件的特殊的專用工藝設備。沖模在冷沖壓之中占有至關重要的作用，一般情況下，如果沖模不符合所需具備的要求，則冷沖壓就無法進行；一個先進的冷沖壓工藝就必須要依靠與其相對應的沖模才能夠實現。 板料、設備和模具是構成冷沖壓加工的三個必要的因素。冷沖壓加工的三要素之構成與其相互之間的關系可以用下面的關系圖1-1表示。確切的說，此三要素是冷沖壓加工所必須具備的硬件條件，然后經過人類對他們進行有機的協(xié)調，其中包括進行較合理的工藝設計、計算以及用有效的組織管理軟件等方面的工作，之后獲得所需的理想產品或制件。 此三要素的定義如下圖： 圖1-1 冷沖壓加工三要素 其中，板料即是沖壓加工的對象，也就是能夠直接制造出沖壓件的原材料。冷沖壓加工所用的板料只要是各種金屬板料，包括鋼板，銅、鋁及其合金的板料等等。而模具，也就是冷沖壓加工中安裝在設備之上的專用的模型或者成為工具，并且能夠制造出同一種規(guī)格的一定數量的沖壓件。冷沖壓模具一般就簡稱為冷沖壓?；蛘呃錄_模。所謂的設備，就是那些進行沖壓加工時所必須依靠的成套的機器、裝置、生產線或者加工中心?，F如今，實際上所采用的多為傳統(tǒng)的沖壓設備，也就是各種的壓力機、液壓機等等。但是作為21世紀正在發(fā)展起來的先進制造技術中所使用的沖壓設備，除了傳統(tǒng)的機器零部件之外，還應該包括各種微電子、計算機技術以及其他周邊裝置部分。 冷沖壓生產過程的最最主要的特點是依靠沖模和沖壓設備來完成加工，有利于實現自動化，它的生產率非常的高，而且操作起來也是異常的簡便。冷沖壓所獲得的零部件大多數無需進行什么切削加工，因此可以認為冷沖壓是一種又節(jié)省能源的、又節(jié)省原材料的少屑或者無屑的加工方式。又由于冷沖壓加工所使用的原材料多為表面質量比較好的板料或者帶料，而沖件的尺寸公差又是由沖模來保證的，所以產品的尺寸非常的穩(wěn)定，互換性也非常的好。冷沖壓產品大多是壁薄、質量較輕、剛度較好，而且可以加工成形狀及其復雜的零部件，小到鐘表的秒針，大到汽車的縱梁和其覆蓋件等。唯一的缺點是冷沖壓生產只能在生產的批量大時才會獲得較高的經濟效益，為什么呢，究其原因在于沖模制造一般都是單件小批量生產的，其精度要求高、技術要求也高，也就是所謂的技術密集型產品，所以制造成本非常的高。 二、發(fā)展 冷沖壓加工與其他的加工方法相比下具有其獨到的特點，所以其在工業(yè)生產之中，尤其是在大批量的生產中應用非常廣泛。 上世紀20年代初開始，金屬制件、玩具產品還有小五金等行業(yè)中就有使用沖床、壓力機等傳統(tǒng)的機械設備及相應的模具加工出產品的毛坯或者某些產品的零部件，而其中有用于落料、沖孔的“刀口模子”，也有用于金屬拉伸的“塢工模子”。當然當時各廠使用的沖壓設備功率都不大，大多數的還是依靠人的手扳腳踏。模具的加工過程除了使用少量的簡陋的通用設備之外，都是以手工制造為主體，因此說模具的制造精度都不高，而且損壞率也很大。時間推移到40年代初，才出現水壓機冷沖模具，這時的模具制造水平有了些微的提高。而50年代公私體制合營之后，由于增添了磨床、銑床和鋸床等較高級的設備，又配上了硬度計、外徑內徑測定器和塊規(guī)等精密工具，才使得冷沖模具的精度得以較大的提高。隨著產品的生產大量使用沖壓機床，1960～1970年，冷沖模具已經從原來簡易的單沖落料、單沖孔模具發(fā)展成為了落料、沖孔復合模，而復合模的出現說明模具制造技術有了較大飛躍。又由于冷沖模架標準件的出現，使的模具設計結構形式變得多種多樣化，模具的精度也由此之后有了較大提高。而且隨著熱處理技術的不斷進步和現代檢測手段的不斷完善，冷沖模具的使用壽命提高了5～7倍，這說明模具水平已經不可同日而語了。而且這一時期，還由于成型磨削機、電脈沖和線切割機等機床的相繼投入使用，加上采用硬質合金為模具原材料，冷沖模具的制作工藝有了質的飛躍。硬質合金冷沖模具的使用壽命已經從原來低等的3.5萬次躍增到達了高等的150萬次以上，這表明材料的利用有了很大的提高，對節(jié)省材料和能源做出了相當大的貢獻。由于設計人員又改進了制造模具的工藝方案，大量具有自動送料裝置、自動理片裝置和接料裝置的復合模具相繼問世。當靠模銑床引進之后，用石膏、臘、木?；驅嵨锛纯煞瞥鲂螤钕嗤母鞣N模芯，給制作復合、拉深模具提供了方便，同時又能夠保證模具的精度。而70年代以后，由于使用斜度線切割機加工冷沖模具，使得其凸模（沖頭）和凹?？上却慊鹛幚碓偾懈钛b配，完全取代了原來的冷沖模具制作過程：熱處理－裝配－變形修正的繁瑣工藝。而且模具的光潔度也相應的提高了一個等級，精度已經能夠達到0.01毫米，這是一個偉大的進步。 隨著冷加工技術的不斷深化，且加工件精度的日趨提高，模具制造技術更是有著長足的進步。至今為止，我國模具制造行業(yè)的產值已經超過機床行業(yè)的。有關沖壓技術方面的問題更是越來越為人們所關注。與之相對應的沖壓工藝理論研究和沖壓加工機里的探討也是隨之不斷深化。所以模具的設計和加工、改善沖件的質量精度、提高模具的使用壽命也就自然顯得尤為重要。 綜上所述，冷沖壓加工和其他加工方法相比下具有其獨到的特點，因此在工業(yè)生產中，尤其是在大批量的生產之中其應用最為廣泛。有相當多的工業(yè)部門也越來越多的采用冷沖壓加工的產品零部件，包括機械制造、車輛生產、航天航空、電子、電器、輕工、儀表以及日用品等各種行業(yè)。在這些工業(yè)生產部門中，沖壓件所占的比重都是相當的大，例如有不少的過去用鑄造、鍛造、切削加工的方法制造出的零部件，現如今都已被質量輕、剛度好的沖壓件所替代。所以說，如果不能在生產加工中廣泛的采用沖壓工藝，則許許多多的工業(yè)部門它們的產品想要提高其生產率、提高產品質量、降低其成本，進行產品的更新?lián)Q代都是難以實現的。 第二節(jié) 冷沖壓加工工藝的分類 從加工的工藝角度來看，沖壓的產品及零件往往要經過沖壓基本的工序和其他的工序才能完成。而所謂的基本工序則是指借助于典型的沖壓設備以及沖壓模具來實現拌料的沖壓加工工序。而所謂的其他加工工序則是指除了基本工序外，成為沖壓產品所涉及的那些加工工序，其中包括備料工序、特殊工序、接合工序、裝配工序、輔助工序、修飾工序和包裝工序等。 沖壓加工的工序分類是指針對于其基本工序而言的，沖壓工藝的知識結構體系也是一基本工序為單元來構成的。沖壓基本工序也可以進一步理解為：在沖壓設備工作的一次行程中和沖模的一次功能作用里，對每次送進的板料，完成其成型加工的變形過程。沖壓加工工藝的分類方法、一局機器基本工序的名稱舉例見表1-1。 表1-1 沖壓工藝分類分組表 第三節(jié) 沖壓加工基本工序 一、 分離工序類組中的基本工序 分離工序是按照其不同的變形機理劃分為沖裁、整修、精密沖裁及半精密沖裁四小組。其中沖裁：切斷、切口、剖切、落料、沖孔和切（修）邊；整修：外緣整修和內緣整修；精密沖裁：精沖落料和精沖孔；半精密沖裁：小間隙圓角刃口沖裁、負間隙沖裁、上下沖裁、對向凹模沖裁、擠壓式沖裁和脹拉沖裁。 二、成形工序類組中的基本工序 成形工序按照板料變形區(qū)的力學性質分為三類：壓縮類、拉伸類和復合類沖壓成形。其中壓縮類成形：拉深和縮口；拉伸類成形：翻邊、脹形和擴口；復合類成形：彎曲、曲面形狀零件拉深成形、拉形和卷邊。 三、復合變形工序類組中的基本工序 復合變形工序是按照板料在不連續(xù)變形部位產生各自的塑形變形或斷裂分離，而劃分成分離工序復合、成形工序復合及分離成形復合三個組別的。其中分離工序復合：落料沖孔、沖裁整修和精沖落料與辦沖孔；成形工序復合：拉深翻邊、拉深脹形和正反彎曲；分離成形復合：落料拉深（或沖孔翻邊）、落料拉深沖孔翻邊和拉深成形切口沖孔。 第四節(jié) 畢業(yè)設計任務 一、 設計題目：遮陽罩連接件沖壓模具設計 二、材料：08F 三、厚度：1mm 四、技術要求： 1.制造精度為IT10，表面光滑無毛刺。 2.制件要求大批量生產。 五、制件圖 圖1-2 制件圖 第二章 制件的工藝性分析 第一節(jié) 沖裁件的工藝性 沖裁件的工藝性主要是指沖裁件對相應的沖壓工藝的適應性，亦指為了提高產品的經濟效益，使產品在滿足使用條件的情況下，生產工藝的過程能夠簡便易行。充分的分析和考慮對沖裁件的形狀結構、尺寸大小、尺寸偏差、形位公差以及尺寸基準等是否能符合沖裁加工的經濟合理的工藝要求。沖裁件的工藝性是否合理對沖裁件的質量、模具的壽命還有生產效率的影響是相當大的。 沖裁件的形狀以及尺寸要求如下列出： 1. 沖裁件的形狀應該盡可能的對稱、簡單以及便于實現無廢料和少廢料的排樣。 2. 沖裁件的外形，除了無廢料沖裁或者鑲拼結構之外，應避免尖銳的棱角。在各直線或曲線的連接處，則應該具有適宜的圓角來相連。 事實上呢，即使是將沖裁件的凹模拐角處制成是清角（即圓角半徑為R=0），在沖裁件上也是必然會出現半徑為間隙值的2.5倍左右的小圓角。所以，嚴格意義上來說，在進行普通的沖裁時，是根本不可能制得具有尖角的沖裁件。但是在不影響制件的功能的沖裁件外拐角處的圓角值或者沖孔件的孔型內拐角處的圓角的情況下呢，應該要考慮到便于設計與制造這種模具以及容易沖制的沖壓件，同時呢，還應該考慮如何延長模具的壽命等問題。圓角的下極限值可以參照下面： 沖裁時 當α ≥ 90°時，R≥0.25t，但R≥0.25mm； 當α<90°時，R≥0.5t，但R≥0.5mm。 沖孔時 當α ≥ 90°時，R≥0.3t，但R≥0.3mm； 當α<90°時，R≥0.6t，但R≥0.6mm。 3. 沖裁件的形狀呢，應盡量避免有著過長的凸出懸臂和過窄的凹槽。因此，對于軟鋼、黃銅等材料來說，其寬度b≥1.5t，高碳鋼或者合金鋼等比較硬的材料b≥2t，板料t<1mm時需要按照1mm來考慮。懸臂和凹槽的最大長度不能超過5b。 4. 為了避免工件的變形，沖裁件的最小孔邊距不能太小了。 5. 盡可能的避免沖裁寬度小于3倍材料厚度的狹長零件（也就是B≥3t）。如果必要時，可以用金屬絲壓扁的方法來作為替代，但是這時的沖裁件兩邊是允許有自然的圓弧。 6. 沖孔時，孔的最小尺寸與孔的形狀，還有材料的力學性能和材料的厚度等因素都有關。 結論：經過該工藝分析，證明該制件能夠進行沖裁。如圖2-1所示。 圖2-1 沖裁件的展開圖 第二節(jié) 彎曲件的工藝性 彎曲件的結構應該具有良好的工藝性。這不僅能夠簡化彎曲工藝過程及模具的設計，而且能夠提高彎曲件的精度，又能節(jié)省原材料。彎曲件的結構工藝性可以分述如下。 1.彎曲件的圓角半徑 彎曲件的結構設計，它的圓角半徑不應該小于最小彎曲半徑。否則會使得外層圓角處的拉伸應力超過材料的強度極限值，致使外層產生斷裂現象，甚至與使得制件報廢掉。但是圓角半徑也不能過大，由于過大的圓角會使得制件受回彈的影響從而使得彎曲角度與圓角半徑的精度都不容易得到保證。最小彎曲半徑也只有在產品的設計有需要時才采用。 要是彎曲件的圓角半徑值小于最小彎曲圓角半徑值時，那么可以設法提高材料的塑形（比如退火處理、熱彎曲等等），或者整修切去材料的外表面硬化層以及滾光毛坯表面的毛刺等。 對于1mm以下的板料，常常采用如圖2-2a所示的壓r凸肩的方法；而對于厚板料時則可以預先壓槽彎曲或者彎曲后再銑槽（見圖2-2b、c）。 圖2-2 彎曲件直邊的高度 a） 壓凸肩 b）、c） 厚板料預先壓槽彎曲 多角彎曲件的彎曲半徑應該左右對應相等（如圖2-3a所示），以免彎曲過程中材料產生錯動而使得工件造成偏移。此時，應該保證r1=r2；r3=r4 若有特殊的要求時，也可以采用壓凸肩的方法（如圖2-3b所示）。 圖2-3 對稱型工件的圓角半徑 a） 彎曲圓角左右對稱 b） 壓凸肩 2.彎曲件的直邊高度 為了保證彎曲件的直邊部分是平直的，則其直邊高度h不應該小于2t，最好是能夠大于3t。若是h＜2t，則必須在彎曲件的圓角處預先給壓槽然后再彎曲，或直接加長直邊的部分，待得彎曲完之后再切掉那些多余的部分。但彎曲件的直邊部分帶有斜角時，如果斜線到達變形區(qū)，則應該改變零件的形狀，使得其帶有一直邊。 3.彎曲件上孔的位置 彎曲件預先沖好孔的毛坯，其孔如果位于變形區(qū)內，那么該孔的形狀將會直接受到彎曲變形的影響而產生畸變。為了避免產生類似的缺陷，就必須使孔處在彎曲變形區(qū)之外，如圖2.2-3a所示。孔的邊緣到彎曲半徑r中心的距離要根據料厚的不同而取得不同的值： t＜2mm，l≥t； t≥2mm，l≥2t。 當孔的邊緣到彎曲半徑中心的距離過小而不能滿足上面的要求時，則可以預先在彎曲線上沖出工藝孔從而防止孔的變形，如圖2-4b所示。如果孔的形狀精度要求較高，那么應該在彎曲之后再沖孔。 t＜2mm；l=3-1.5-1=0.5＜t=1mm 故應該在彎曲完之后再沖孔。 圖2-4 彎曲件上的孔邊距離 4.定位工藝孔 當彎曲件的形狀較復雜或者需要進行多道的彎曲時，為了使得毛坯在彎曲模內定位的準確，可以在彎曲件上設計出定位工藝孔。 第三節(jié) 彎曲件的工序安排原則 1.形狀簡單、精度不太高的彎曲件，比如V形、U形、Z形件等，可以進行一次彎曲成形。 2.形狀比較復雜的彎曲件，一般情況下需要采用兩次或者多次的彎曲成形。一般來說，要先彎外角，然后再彎內角。而且前次的彎曲要給后次的彎曲留出可靠的定位，并且要保證后次彎曲不破壞前次已彎的的形狀。 3.對于批量比較大的、而尺寸又比較小的彎曲件，為了要提高生產率，可以采用多工序的沖裁、彎曲、切斷等連續(xù)的工藝成形。 4.對于單面不對稱的幾何形狀的彎曲件，若是單個彎曲時則容易發(fā)生偏移，那么可以采用成對彎曲成形，等彎曲完了之后再切開。 第四節(jié) 彎曲回彈的計算 只有當彎曲凸模的圓角半徑值R≥（5~8）t時，計算才會近視正確。 回彈系數是回彈后工件圓弧部分的中心角與回彈角的對比，也即K=α0α 回彈前后圓弧部分的展開應相等，是故 ΑR+0.5t=α0（R0+0.5t）（2-1） 或 K=R+0.5tR0+0.5t （2-2） 式中K表示回彈系數 R0表示工件（回彈后）圓角半徑值 R表示工件回彈前的圓角半徑，相當于凸模的圓角半徑值（mm） α0表示工件（回彈后）圓弧所對應的中心角（度） α表示工件回彈前圓弧所對的中心角，相當于是凸模圓弧所對應的中心角（度） t表示工件的材料厚度（mm） R0、α0和t可以從工件圖上讀出或者求得，如果能夠知道回彈系數K，則就可以計算出凸模工作部分的尺寸α和R，如圖2-5所示。 根據材料為08F，則K=1-3cσb（R0+0.5t）Et （2-3） 表2-1系數c的數值 圖2-5 回彈系數K 其中E表示彈性模數（N/mm2） σb表示材料的抗拉強度（N/mm2） C表示系數 圖2-6 凸模 其中θ=180°-α 因為材料為08F，所以有 抗拉強度σb≥295MPa 屈服強度σs≥175MPa 彈性模量E=200~220GPa 又因為不是V形彎曲件，則K值按照下式計算 K=1-aσs+σb2+bσs+σb2R0t（2-4） 式中σs表示材料的屈服點（N/mm2） a表示系數，a=0.0001 b表示系數，b=0.0000015. 所以有K=0.0001*295+1752+0.0000015*295+1752*112=0.9751 α=α0K=90°0.9761=92.204° R=KR0+0.5t-0.5t=0.9761*1+0.5*1-0.5*1=0.964 減少回彈的措施： 1.降低相對彎曲半徑r/t能夠有效的減少制件的回彈 2.減小彎曲的中心角α，則回彈的積累值就會相對減小，故回彈角也會相應減少 3.U形件的回彈要小于V形件，所以盡量的采用U形彎 4.在彎曲U形件時，模具的凸、凹模間隙值對彎曲件的回彈有著直接的影響，間隙值減小，則回彈就減小。 第三章 工藝方案的確定 根據制件的外形結構可以初步確定需要完成沖孔、落料和彎曲三個工序。其中沖孔即是將廢料沿封閉的輪廓從材料或者工序件上給分離下來，從而在材料或者工序件上獲得所需要的孔；落料則為將材料沿封閉的輪廓分離，而被分離下來的部分大多數是平板形零件或者工序件；所謂彎曲則是用彎曲模使得材料產生塑形變形，從而彎成一定曲率、一定角度的零件。它可以加工各種復雜的彎曲件。 制件的工藝方案的安排應該根據工件的形狀的復雜程度、精度高低、生產批量以及材料的力學性能等因素來綜合考慮。合理的工藝方案安排能夠實現工序少、質量高、生產效率高而成本則相對較低。 初步擬定三個工藝方案： 方案一：先落料，再沖孔，最后彎曲的單工序模； 方案二：沖孔、落料、彎曲的一次成形復合模； 方案三：沖孔、落料、彎曲級進模。 1.單工序模的特點： 單工序模一般是結構比較的簡單，幾何形狀與尺寸精度要求較高，在制造師，凸凹模的工作表面往往需要做好樣板以便于控制，從而保證制造精度。加工凸凹模的圓角半徑以及間隙時應該均勻，工作部位的表面需要拋光處理。凸凹模的加工次序應該按照制品的外形尺寸標注情況來選定，對于尺寸標注在內的制件，一般是先加工凸模，而凹模按照凸模來配置；對于尺寸標注在外的制件則相反，并且要保證雙面間隙值。它的優(yōu)點是制造比較簡單，生產周期相對較短，生產效率算是比較高，模具結構比較簡單，成本較低，沖壓時不會受到材料的厚度、外形、尺寸等條件的約束。缺點則是工件尺寸精度比較的低，生產效率較其他的要低。適用于沖裁精度要求不是很高、形狀較簡單、批量較小的沖裁件。但是此制件要求的是大批量生產，需要的是生產效率比較高，單工序模需要多副的模具，成本相對來說是比較高，所以不能滿足要求，故不采用單工序模來生產。 圖3-1 單工序模典型結構 2.復合模的特點： 復合模相對于其他的冷沖壓模具結構來說，就具備有如下幾個優(yōu)點：工序件的同軸度是最好的，尺寸精度相對較高，生產效率比較的高，而且表面平直，況且可以不受條料外形尺寸的精度要求所限制，有時候廢角料還可以用來做在生產。但是它的缺點也是較大的，例如模具的零部件加工及制造都是相對比較困難的，成本是很高的，而且凸凹模容易受到最小壁厚的限制，從而使得一些內孔間距、內孔與外邊緣的間隙較小的制件不宜采用。所以本制件不采用復合模來生產。 圖3-2 復合模典型結構 3.級進模的特點： 又稱之為跳步模、連續(xù)模、多工位級進模。指的是模具上沿著被沖原材料的直線送進方向，一副模具內至少具有兩個或者兩個以上的工位，并且在壓力機的一次行程之下，在不同的工位上完成兩道或者兩道以上的沖壓工序（每一工位在一般的情況之下，只能完成一個工序，也有在一個工位上同時完成兩個工序的，如沖孔落料復合工序工位）的沖壓模具，常見的沖壓工序有沖孔（如圓孔、方孔、異性孔、窄縫、窄槽等）、壓彎、拉深、再拉深、整形、成形、落料等。由于沖件各不相同，所完成的沖壓工序和工位數就因件而異，也是各不相同的。 級進模的最大特點就是能夠在一副模具上，能夠完成一個沖件的全部加工過程。一般情況下來說，對于中小型件，無論其形狀復雜程度如何大，只要是合理的進行工藝分析與工序的分解，再將不同的工序分布在不同的工位上來完成，那么就能夠達到將多工序集合到同一副模具上，從而實現采用多工位級進模沖壓零件的目的。如果能夠配合上自動送料裝置和使用高速壓力機以后，就能夠進行自動、告訴沖壓生產、效率很高。 圖3-3 級進模典型結構 綜上所述，最后選定級進模來生產。 第四章 模具的工藝計算 第一節(jié) 毛坯長度尺寸計算 根據彎曲件結構形狀的不同、彎曲圓角半徑的各異還有就是彎曲方式的不同，工件的毛坯尺寸較合理的計算方法也就隨之而不盡一樣了。對于不同的情況我們應該分別對待。 1.當r＞0.5t時的彎曲件 因為這種零部件的彎曲變形區(qū)的材料變薄現象不是很厲害，再加上斷面的畸變非常的小，所以應該根據應變的中性層與毛坯的長度相等這個原理來確定。例如，有一個90度角的彎曲變形件，那么它的毛坯計算公式就應該是 L=l1+l2+πα180°（r+Kt）（4-1） 式中L表示的是毛坯的展開長度（mm）； l1、l2表示的是工件的直邊長度（mm）； K表示的是應變的中性層位移系數（見表4-1）； r表示的是彎曲件內彎曲半徑值（mm）； t表示的是板料的厚度（mm）。 2.當r＜0.5t時的彎曲件 小圓角的半徑值（r＜0.5t）或者無圓角半徑的彎曲件，那么它的毛坯尺寸長度就是根據彎曲前后的材料的體積一樣的原理做為確認的方法。經過整理后，如下： L1=l1+l2+0.785t（4-2） 當然，對于毛坯形狀特別復雜的，彎曲的個數比較多的還有就是要求比較高的彎曲制件，一般情況下需要用實驗的方法最后確定毛坯的展開長度。由于上述的計算方法收到很多因素（比如材料的性能、模具的自身情況還有彎曲的方式等）的影響，所以也許會有比較的誤差產生，是故只能用作形狀比較簡單、彎曲的個數比較少還有就是對精度的要求不高的彎曲件。 表4-1 V形壓彎90°時中性層的位移系數K值 L1=16+8.5+8.5+π2（1+0.30*1）=37 L2=20+12.5+12.5+8+8+3+3+12.5+12.5+π2*（1+0.30*1）=93 第二節(jié) 排樣圖設計 根據對材料的利用情況分析，排樣的方式主要有一下三種。 1.有廢料的排樣 沿著工件全部外形沖裁，工件的周邊都是留有搭邊值，如圖4.2-1a所示。由于有搭邊值的存在，使得這種排樣能夠保證沖裁件的質量要求，沖模的壽命也是比較長的，但唯一的缺點就是材料的利用率非常的低。 2.少廢料的排樣 沿著沖件部分的外形來切斷或者沖裁，只是給沖件之間或者沖件和條料的側邊之間留下一點點的搭邊，如圖4.2-1b所示。由于受到剪裁的條料質量的影響，加上存在定位誤差，使得沖件的質量稍微差點兒，而且加上邊緣毛刺被凸模帶入凸凹模間隙會嚴重影響模具的使用壽命，可是材料的利用率比較的高，沖模的結構比較的簡單。 3.無廢料排樣 沿著直線或者曲線切斷條料從而獲得沖件，沒有任何的搭邊值存在，如圖4-1c、d。沖裁件的質量和模具的使用壽命要比上面兩種更加差，可是材料的利用率最高。另外呢，當送進的步距為兩倍的零件寬度時，一次切斷便可以獲得兩個一模一樣的沖件，這樣做有利于提高勞動生產率，更有利于節(jié)省原材料。 圖4-1 排樣方法的分類 有廢料、少廢料還有無廢料的排樣又可以分成直排、斜排、直對排、斜對排、混合排、多行排以及裁搭邊等等。 圖4-2 直排 圖4-3 橫排 圖4-4 斜排 經過初步的計算加上制件分布情況的統(tǒng)計得出結果是：制件橫排時，一個條料上制件數比較少，意味著將黨務更多的時間來換條料，從而降低了制件的生產效率，延長了工作的時間，所以不宜使用橫排；而斜排，因為材料的利用率相對與直排來說高了些，而且模具的結構設計時相對直排來說復雜了點，于是也就不宜用斜排；在材料利用率基本上差不多的情況下，由于直排的模具結構相對簡單點，故著重考慮直排。 第三節(jié) 材料利用率 在沖壓零件的所有成本之中，就單單材料費用就已經占到了60%以上，所以材料的經濟有效的利用成了一個非常值得考慮的問題，但是材料的經濟有效的利用又是跟排樣有著很直接的掛鉤。而所謂的排樣，也就是通常說的沖裁件在條料上或者板料上的布置方法。實際上，材料利用率就是指沖裁件的實際面積與所用的板料實際面積的百分比，是一個比值，而它是作為一個衡量材料合理使用的一個非常重要的技術經濟指標。 排樣時工件之間還有工件與條料之間留下的余料就是所謂的搭邊。搭邊的作用是為了補償定位時產生的誤差，從而保證能夠沖出合理的工件。搭邊還能夠使得條料有一定的剛度，從而達到條料送進時方便。 搭邊值必須要合理的選擇。當然，從節(jié)省原材料的方向考慮，搭邊值固然是越小越好，但是搭邊小于一定的數值以后，對于模具的使用壽命還有剪切表面的質量問題都是很不利的。搭邊值太大時，材料的利用率就會比較低下；而搭邊值取得太大時，那么搭邊的強度還有剛度都是不夠的，容易在沖裁時候突然就被拉斷掉，甚至于有時會將工件的單邊突然給它拉入模具的凸凹模間隙，到那時，將會使得產生不均勻的沖裁力，從而使得模具的刃口被損壞。搭邊值的最小寬度應該是與條料的厚度相當。搭邊值的大小與材料的力學性能、工件的形狀和尺寸、材料的厚度還有就是送料以及擋料方式等因素有關系?？偟膩碚f，搭邊值是由經驗來確定的。目前常用的表格如表4-2所示。 表4-2 搭邊a和a1的數值 由于矩形件邊長L＞50mm或者圓角r≤2t L=93mm，t=1mm，r=1mm 所以初步選定搭邊值為 沿邊a=1.8mm，工件間a1=1.5mm 經過優(yōu)化后最終確定為 a=2.8mm，a1=2mm 沖裁步距值為35/2+2+35/2=37mm 條料寬度的計算是安排在排樣方式和搭邊值確定完之后才來進行的。若是采用導料板導向則需要計算導料板間的距離。還有就是條料的寬度計算更是與有沒有采用側壓裝置或者側刃有關。 1.有側壓裝置（圖4-5） 條料的寬度：B=（D+2a+Δ） 導料板間距離：A=B+z1=D+2a+z1+Δ 2.無側壓裝置（圖4-6） 條料寬度：B=D+2（a+Δ） 導料板間距離：A=B+2z1=D+2（a+Δ+z1） 式中B表示條料寬度的基本尺寸（mm）； D表示垂直于送料方向的工件最大尺寸（mm）； A表示側搭邊值（mm）； z1表示條料與導料板之間的最小間隙（mm）； Δ表示條料寬度的單向極限偏差（mm）。 圖4-5 有側壓裝置沖裁模 圖4-6 無側壓裝置沖裁模 因為所選的結構是無側壓裝置的沖裁模，所以 B=93+2*2.5=98mm 由于要增加側刃和定位孔，最后確定為 B=93+8+2+2=105mm 一個步距內的材料利用率η可以用下式表示： η1=n1A0Bh*100%（4-3） 條料的材料利用率： η2=n2A0LB*100%（4-4） 板料的材料利用率： η3=n3A0L0B0*100%（4-5） 式中A0表示沖件的實際面積（mm2）； B表示調料的寬度（mm）； h表示送料步距（mm）； L表示條料長度（mm）； n1表示一個步距內的沖件數； n2表示條料上的沖件總數； n3表示板料上的沖件總數； L0表示拌料的長度（mm）； B0表示板料的寬度（mm）。 從上面的式子可以看出，若是能夠減小廢料的面積，那么材料的利用率就會相應提高。嚴格意思上來說，廢料分為工藝廢料和結構廢料兩種。搭邊與余料屬于工藝廢料，這種是跟排樣的結構形式還有沖壓的方式有關的廢料；而結構廢料則是由工件的形狀特點所決定的，一般情況下是不會改變的。因此，只有設計出合理的排樣方案，減少工藝廢料的產生，如此才能提高材料的利用率。 經過篩選，最后選擇850*1500的冷軋鋼板，如表4-3示 鋼板能夠切成的條數是n1=850/105=8.095，取整就是n=8（條） 側面搭邊值是一邊為8mm，另一邊為4mm 每條板料上的制件數是n2=（1500-35-2.5）/37=39.527，圓整之后，可以確定為n2=40，即是共40個制件 工件間的搭邊值為2mm 最后確定材料利用率為 η=8*40*1975.903850*1500*100%=49.591% 式中A=1975.903mm2，具體計算過程詳見本章第六節(jié)的沖裁件面積。 表4-3 冷軋鋼板的規(guī)格尺寸 第四節(jié) 部分尺寸的計算 一、 尺寸計算原則 模具刃口尺寸的精度是影響到整個沖裁件尺寸精度的首要的因素，而且模具的合理間隙值也要依靠模具的刃口尺寸還有它的公差來保證。經過實際生產的經驗中可以得到已下幾點： 1.因為模具的凸凹模之間是存在間隙的，而且落下的廢料或者沖出的孔都是帶有錐度的，還有就是落料件的打斷的尺寸跟凹模的尺寸是一樣的，而沖孔件的小段尺寸也跟凸模的尺寸是一樣的。 2.在實際的測量跟使用過程中，落料件是按照打斷的尺寸作為基準的，而沖孔件則是按照小端尺寸作為的基準。 3.當進行沖裁時，凸凹模是要跟沖裁的零件說著廢料制件發(fā)生摩擦的，所以凸模會越來越小，然而凹模卻是越來越大，最終的結果就是使得凸凹模的間隙值越來越大。 計算刃口尺寸以及制造公差時，就必須按照落料還有沖孔這兩種情況來分別進行考慮，其原則就是： 1.落料制件的尺寸必須根據凹模的尺寸來確定，而沖孔時孔的尺寸就必須要根據凸模的尺寸來確定。所以說，當要設計落料模時，應該以凹模為基準，間隙值要取在凸模之上；而當要設計沖孔模時，就應該以凸模為基準，間隙值就要取在凹模之上。 2.考慮到沖裁過程之中凸凹模的刃口磨損，當要設計落料模時，凹模的基本尺寸應該取在工件尺寸的公差范圍內的較小的尺寸；而要設計沖孔模時，則凸模的基本尺寸就必須是工件孔的尺寸公差范圍內的較大的尺寸值。這樣的話，凸凹模即使是磨損到一定的程度，依然可以沖制出比較合格的制件。 3.因為凸凹模都要和沖裁件或者廢料之間發(fā)生摩擦，這樣就會造成模具的磨損，凸模將會越來越小，凹模卻是越來越大，這樣發(fā)展到后來，就會使得模具的間隙值越來越大，所以我們在設計一套新的模具時，凸凹模間隙值就需要取最小的合理間隙值。 4.要確定凸凹模的制造公差時，就必須考慮到制件的精度要求。要是對凸凹模的刃口尺寸精度要求的太高，也就是說讓制造公差過小，那么就會使得模具的制造困難度增加，而且還會增加生產成本，又延長了生產的周期；但是，如果精度要求太低，也就是說制造時公差值太大，那么生產出來的制件很有可能就會不符合要求，或者也有可能使得模具的使用壽命降低。所以要合理的確定凸凹模的制造公差，這樣才可以制造出合格的零件，同時又不會造成浪費。 二、凸凹模尺寸的計算方法 因為呢模具的加工還有它的測量方式的各異，那么凸模還有凹模的刃口部分具體的計算方式也是不一樣的，而且凸凹模的制造公差的正確標注當然也是不一樣的，然后基本上主要是以下的兩種類型。 1.凸模還有凹模的各自分別加工法 這類的加工方法呢在目前是一般情況下應用在圓形或者比較簡單的形狀的沖裁工件，比如那些方形或者矩形的制件。工件的邊緣與模具的凸凹模刃口他們之間的基本的尺寸還有公差的配合關系可以參照圖4-7所示。而且根據凸凹模的刃口尺寸的計算原則，那么計算的公式可以參照下式： 落料Dd=Dmax-x?0+δd Dp=Dd-Zmin-δp0（4-6） 沖孔dp=dmin-x?-δp0 dd=dp+Zmin0+δd（4-7） 孔心距 Ld=Lmin+?2±?8 （4-8） 圖4-7 落料、沖孔時各部分的尺寸還有公差的分布情況 a）落料 b）沖孔 公式之中，DdDp是落料凹凸模的完整尺寸；dpdd為沖孔凸凹模的完整尺寸；Ld為模具的凹模的孔心距的完整尺寸，公差取工件的公差的1/4就行了，也就是δd=?4；Lmin是工件的孔心距的最下極限時的尺寸；Dmax是落料件的上極限時的尺寸；dmin是沖孔件的孔的下極限時的尺寸；?是沖裁制件的完整的制造時的公差；Zmin是最小的初始的雙面的間隙值；δpδd是凸凹模的制造時的公差值，當然我們能夠取得δp≤0.4Zmax-Zmin,δd≤0.6Zmax-Zmin；x是一個系數，想要避開沖裁時沖裁件的所有的尺寸都給向極限的尺寸偏移，那么就必須使得沖裁制件的實際的尺寸進可能的接近作用沖裁制件的公差帶的靠中間的尺寸。X的值一般情況下要取0.5~1，這是跟沖裁制件的精度的等級有關系的，如表4.4-1所示。 表4-4 系數x 當采用凸凹模的分開加工法制造時，必須在圖樣上面各自標注出凸凹模的刃口尺寸以及他們的制造公差值，當然，想要保證它們的間隙值，那么就應該符合下面的表達式 δp+δd≤Zmax-Zmin（4-9） 要是經過檢驗不能滿足上面的表達式，那么如果相差的不是非常的大，也能夠通過適當的改變從而達到符合上面的表達式，而此時模具的凸凹模公差值就嫩能夠直接的用上上面分析時出現的表達式。但是，要出現了 δp+δd?Zmax-Zmin（4-10） 那么就不得不用上之后提到的那種加工方法，也就是所謂的凸凹模的配合加工法。 凸凹模的分別加工法有利于保證凸模還有凹模都具有各自的互換性，而且制造所用的時間比較的短，當然這對于成批的制造是非常的有效的。但是她也有不可避免的缺點，也就是模具的制造后的公差值是比較的小的，而且模具的制造過程是非常的困難的，而且成本是很高的。 2.凸模和凹模的配合加工法 配做法是首先要按照設計的尺寸先給制造出一個作為參照的基準件，比如先造出一個凸?；蛘甙寄?，接下來再通過那個基準件的完整的實際的尺寸來作為參考而且按照間隙值來配制出另外的那個制件。這個加工的方法有著優(yōu)點，也存在著缺點，就比如說，模具的間隙值是通過配置做來保證的會比較的可靠，而且加工工藝是相對來說比較的簡單的，再加上可以比較有范圍的放大那個作為基準件的本身的制造公差值，這樣就會使得總體制造起來非常的簡單，因此呢，現在大多數的工廠都是采用這種加工的方法來加工凸凹模的。 落料時，如圖4-8所示的工件圖，其中a是制件圖本身，b是為了能夠沖裁出這樣的工件而需要用到的凹模的人口的總體輪廓圖形，該圖中的雙點劃線就是表示說凹模的刃口在被磨損之后它的尺寸會產生怎樣的變化。 圖4-8 落料凹模的人口尺寸磨損后的變化情況 a）制件 b）凹模刃口輪廓 當然，落料的時候必須要根據凹模的尺寸來作為參照，也就是通常所說的基準，再去制造出與它相對應的凸模。我們從圖中的b可以很快發(fā)現，就是凹模的刃口在磨損之后，它的尺寸有三種變化的情況，分別是： 凹模被磨損之后尺寸變大，比如上圖中的，按照一般的落料凹模的尺寸計算公式來計算時，也就是 Ad=Amax-x?0+?4（4-11） 凹模被磨損時候尺寸出現變小的情況時，那么就要依照沖孔凸模的計算公式來計算出該凹模的尺寸，因為這時它在該凹模上就跟沖孔的凸模是一樣的，所以有 Bd=Bmin+x?-?40（4-12） 凹模被磨損之后也有尺寸沒做多大變化的情況，而根據制件的不同標注方式，我們又能夠給它列出三中的類型來作為計算公式： 制件的尺寸是C0+?時 Cd=C+0.5?±?8（4-13） 制件的尺寸是C-?0時 Cd=C-0.5?±?8（4-14） 制件的尺寸是C±?'時 Cd=C±?'4（4-15） 上面的式子中，AdBdCd是與它想對應的凹模的刃口部分的尺寸；而Amax是制件的上極限尺寸；Bmin是制件的下極限尺寸；C是所謂制件的公稱尺寸；還有?是制件的制造公差；而?'是制件的尺寸偏差。 上述都是落料凹模的刃口尺寸該有的計算方式。而落料用到的凸模的刃口尺寸，就應該依照與之相對應的凹實際的尺寸來配置做，而且要保證它們的最小間隙值Zmin。因此在這樣的凸模之上只要標注出公稱尺寸即可，而不用標注出他們的偏差，與此同時在該種圖樣的技術要求上面必須要寫出：“凸模刃口尺寸要按照凹模的實際尺寸來配制做，并且保證雙面間隙值為Zmin~Zmiax”。 沖孔時，應該按照凸模的尺寸來作為參考基準，并根據該尺寸配制對應的凹模。而凸模的刃口尺寸的計算方式跟落料時的是一樣的，當然可以對照上面的公式然后自己分析。同樣，配制做的凹模圖樣上也要認真寫下：“凹模的刃口尺寸必須按照凸模的實際尺寸來配制做，并且保證雙面間隙值為Zmin~Zmiax”。 制件材料為08F，精度要求為IT10 （1）沖孔 如圖4-9所示，凸模磨損后尺寸變小，屬于B類尺寸， ?=0.048；Zmax=0.140mm；Zmin=0.100mm；x=0.75； Bd=Bdmin+x?-?400 =5+0.75*0.048-0.0120=5.036-0.0120 所以凸模基本尺寸是?=5.036mm 凹模的刃口尺寸需要按照凸模的實際尺寸來配制做，并且保證雙面間隙值為0.100~0.140mm。 圖4-9 沖孔尺寸 （2）沖側刃 如圖4-10所示，凸模磨損之后尺寸變小，屬于B類尺寸 a=37.20+0.100；b=100+0.058；?a=0.100；?b=0.058； Xa=1；Xb=1； Bda=Bamin+xa?a-?40=(37.2+1*0.100)-0.0250=37.3-0.0250 Bdb=Bbmin+xbb-?40=(10+1*0.058)-0.01450=10.058-0.01450 所以凸模的基本尺寸是a=37.3mm； b=10.058mm 凹模的刃口尺寸按照凸模的實際尺寸來配制做，并且保證雙面間隙值為0.100~0.140mm。 圖4-10 沖側刃的尺寸 （3）沖裁 如圖4-11所示，B類尺寸有：a，c，e，g；C類尺寸有：b，d，f，h； a=200+0.084；b=9.50+0.058；c=20+0.040；d=9.50+0.058；e=200+0.084； f=9.50+0.058；g=20+0.040；h=9.50+0.058； ?a=0.084；?b=0.058；?c=0.040；?d=0.058； ?e=0.084；?f=0.058；?g=0.040；?h=0.058 xa=1；xb=1 ；xc=1；xd=1； xe=1；xf=1；xg=1；xh=1 Bda=Bamin+xa?a-?40=(20+1*0.084)-0.0210=20.084-0.0210 Bdc=Bcmin+xc?c-?40=(2+1*0.040)-0.0100=2-0.0100 Bde=Bemin+xe?e-?40=(20+1*0.084)-0.0210=20.084-0.0210 Bdg=Bgmin+xg?g-?40=(2+1*0.040)-0.0100=2-0.0100 Cdb=Cb+0.5?b±?8=(9.5+0.5*0.058)±0.0588=9.529±0.00725 Cdd=Cd+0.5?d±?8=(9.5+0.5*0.058)±0.0588=9.529±0.00725 Cdf=Cf+0.5?f±?8=(9.5+0.5*0.058)±0.0588=9.529±0.00725 Ch=Ch+0.5?h±?8=(9.5+0.5*0.058)±0.0588=9.529±0.00725 所以凸模的基本尺寸是：a=20.084mm；b=9.529mm；c=2.040mm；d=9.529； e=20.084mm；f=9.529；g=2.040mm；h=9.529mm 凹模的刃口尺寸需要按照凸模的實際尺寸來配制做，并且要保證雙面間隙值為0.100~0.140mm。 圖4-11 沖裁尺寸 （4）沖裁 如圖4-12所示，A類尺寸有：d，h； B類尺寸有：a，b，c，e，f，g，m，n a=270+0.084；b=12.50+0.070；c=R50+0.040；d=R80+0.058；e=30+0.040； f=100+0.058；g=30+0.040；h=R80+0.058；m=R0.50+0.040；n=12.50+0.070 xa=1；xb=1；xc=1；xd=1；xe=1；xf=1；xg=1； xh=1；xm=1；xn=1； ?a=0.084；?b=0.070；?c=0.040；?d=0.058；?e=0.040；?f=0.058 ?g=0.040；?h=0.058；?m=0.040；?n=0.070 Add=Admax-xd?d0+?4=(8+0.058-1*0.058)0+0.0145=80+0.0145 Adh=Ahmax-xh?h0+?4=(8+0.058-1*0.058)0+0.0145=80+0.0145 Bda=Bamin+xa?a-?40=(27+1*0.084)-0.0210=27.084-0.0210 Bdb=Bbmin+xb?b-?40=(12.5+1*0.070)-0.01750=12.570-0.01750 Bdc=Bcmin+xc?c-?40=(0.5+1*0.040)-0.0100=0.540-0.0100 Bde=Bemin+xe?e-?40=(3+1*0.040)-0.0100=3.040-0.0100 Bdf=Bfmin+xf?f-?40=(10+1*0.058)-0.01450=10.058-0.01450 Bdg=Bgmin+xg?g-?40=(3+1*0.040)-0.0100=3.040-0.0100 Bdm=Bmmin+xm?m-?40=(0.5+1*0.040)-0.0100=0.540-0.0100 Bdn=Bnmin+xn?n-?40=(12.5+1*0.070)-0.01750=12.570-0.01750 所以凸模的基本尺寸是：a=27.084mm；b=12.570mm；c=0.540mm；d=8mm； e=3.040mm；f=10.058mm；g=3.040mm；h=8mm；m=0.540mm；n=12.570mm 凹模的刃口尺寸需要按照凸模的實際尺寸來配制做，并且保證雙面間隙值為0.100~0.140mm。 圖4-12 沖裁尺寸 （5）沖裁 如圖4-13所示，A類尺寸有：c，f，k，j； B類尺寸有：a，b，d，g，h，l，n，i； C類尺寸有：e，m； a=100+0.058；b=30+0.040；c=R80+0.048；d=R0.50+0.040；e=11.8650+0.070； f=R16.50+0.070；g=2.50+0.040；h=370+0.100；l=2.50+0.040；k=R16.50+0.070； m=11.8650+0.070；n=R0.50+0.040；j=R80+0.048；i=30+0.040; ?a=0.058；?b=0.040；?c=0.048；?d=0.040；?e=0.070；?f=0.070；?g=0.040；?h=0.10