摘要沖壓模具在實際工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。隨著當(dāng)今科技的發(fā)展，模具已經(jīng)越來越多地被應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)中來。沖壓模具可以大大的提高勞動生產(chǎn)效率，減輕工人負擔(dān)，具有重要的技術(shù)進步意義和經(jīng)濟價值。沖壓工藝是一種生產(chǎn)效率很高的、少切屑或無切屑的先進加工方法，在經(jīng)濟和技術(shù)方面都有很多的優(yōu)點。沖壓工藝按其變形性質(zhì)可以分為材料的分離和成形兩大類，每一類中包括許多不同的工序.本次設(shè)計的零件為輪盤沖壓，所用材料是Q235。本論文分析了該工件的成形工藝，計算了該工件的毛坯形狀尺寸及各工序尺寸，并在此基礎(chǔ)上確定了合理的沖壓工序，分為三道工序分別為工序一落料和拉深，工序二沖孔腰形孔，工序三內(nèi)外緣翻邊。此方案的特點是模具結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低，操作方便，并且尺寸和精度達到工藝要求，具有良好的性價比。本設(shè)計工序采用曲柄壓力機進行沖壓，具有生產(chǎn)效率高、維修簡單、工作環(huán)境整潔等特點。本文模具進行模具結(jié)構(gòu)的分析，主要零件的設(shè)計和模具的經(jīng)濟分析，并且詳細介紹了設(shè)計方法和步驟。關(guān)鍵詞：沖壓工藝；模具設(shè)計；曲柄壓力機；復(fù)合模AbstractPunchingdieswasusedwidelyinindustrialproductionapplications.Withtoday'stechnologydevelopment,moldhasbeenanincreasinguseofindustrialproduction.Punchingdiecangreatlyimprovelaborproductivityandreducetheburdenoftheworkers,furthermoreithasimportanttechnologicalprogressandeconomicvalue.Punchingprocessisahighproductionefficiency,noorlessprocessmethods,intheeconomicandtechnicalaspectswhichhasmanyadvantages.TheessentialprocedureofPunchingareseparatingandshaping,eachcategoryincludesanumberofdifferentprocesses.Thisdesigncomponentsiswheelplate,thematerialofwheelplateisQ235.Inthepaper,themoldingtechnologyofthestainlesssteeldrawingpartwasanalyzed,thedimensionsandshapeoftheblankwerecalculated,thedrawingtimesanddimensionsofthepartweredeterminedandmadesureonthisfoundationreasonableofhurtleandpresstheworkprefaceisdividedintothreeworkingproceduredifferenceasthefirstworkingprocedureisblankandelongating,thesecondworkingprocedureistheworkprefacefourslicethesideandpressingtheraisedpackage,thethirdworkingprocedureispiercing.Thecharacteristicsofthisprojectisthemoldingtoolstructuresimple,themanufacturingcostislow,operationconvenience,andthesizeandaccuraciesattainthecraftrequest,havingthelowpriceandwellqualitytocompare.Thedesignprocedureadoptsthecrankpressuremachinetopresstheparts.Becauseithasmanymerits,suchasproducingefficiencyhigh,maintainingsimpleandworksurroundingneatness.Inthispaper,analyzesthecombinationdiecraftsrespectivelyandgivesadetailedintroductiontothecalculationmethodandsteps.Keywords:Punching；moldstructure；crank；combinationdie引言全世界的鋼材中，板材占很大比例，而其中大部分是經(jīng)過沖壓制成成品。如汽車的車身，底盤，郵油箱，散熱器片等均是沖壓加工而成。沖壓件具有薄，均，輕，強的特點且工作精度高，價格一致。沖壓是一種金屬塑性加工方法，其坯料主要是板材，利用沖壓設(shè)備通過模具的作用，使之獲得所需要的零件形狀和尺寸。沖壓的三要素是材料、模具和設(shè)備。沖壓加工要求被加工材料具有較高的塑性和韌性，較低的屈強比和時效敏感性，一般要求碳素鋼伸長率運16%、屈強叭勺0%,低合金高強度鋼左14%、叭經(jīng)°%。否則，沖壓成形性能較差，工藝上必須采取一定的措施。模具是沖壓加工的主要工藝裝備。沖壓件的表面質(zhì)量、尺寸公差、生產(chǎn)率以及經(jīng)濟效益等與模具結(jié)構(gòu)及其合理設(shè)計的關(guān)系很大。沖壓模具按照沖壓工序的組合方式不同分為：單工序的簡單模、多工序的連續(xù)模和復(fù)合模。沖壓設(shè)備主要有機械壓力機和液壓機。在大批量生產(chǎn)中,應(yīng)盡量選用高速壓力機或多工位自動壓力機；在小批量生產(chǎn)中,尤其是大型厚板沖壓件的生產(chǎn)中,多采用液壓機。它在工業(yè)中占有十分重要的地位。隨著當(dāng)今科技的發(fā)展,工業(yè)生產(chǎn)中模具的使用已經(jīng)越來越引起人們的重視,而被大量應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)中來。沖壓模具的自動送料技術(shù)也投入到實際的生產(chǎn)中,沖壓模具可以大大的提高勞動生產(chǎn)效率,減輕工人負擔(dān),具有重要的技術(shù)進步意義和經(jīng)濟價值。模具與壓力機是決定沖壓質(zhì)量、精度和生產(chǎn)效率的兩個關(guān)鍵因素。先進的壓力機只有配備先進的模具,才能充分發(fā)揮作用,取得良好效益。同時沖壓工藝在各行業(yè)都有廣泛的應(yīng)用。汽車行業(yè)的沖壓。以拉深為主。在我國這部份主要集中在汽車廠、拖拉機廠、飛機制造廠等大廠,獨立的大型沖壓拉深廠還很多見。汽車等行業(yè)零部件類沖壓。主要是沖剪成形。這部分的企業(yè)有許多都歸在標(biāo)準(zhǔn)件廠,也有一些獨立的沖壓廠,目前一些汽車廠或拖拉機廠的周圍都有許多這樣的小廠。電器件沖壓廠。這類廠是一個新的產(chǎn)業(yè),隨著電器的發(fā)展而發(fā)展起來,這部分廠主要集中在南方。生活日用品沖壓廠。做一些工藝品,餐具等,這些廠近幾年也有大的發(fā)展。家用電器部件沖壓廠。這些廠都是在我國家用電器發(fā)展起來后才出現(xiàn)的,大部分分布在家電企業(yè)內(nèi)。特種沖壓企業(yè)。如航空件的沖壓等就屬于這類企業(yè),但這些工藝廠也都歸在一些大廠。目前國內(nèi)專業(yè)從事沖壓的大型企業(yè)很少,如果有也是一些小廠。主要特征是零部件或部件廠,這是沖壓行業(yè)的主要特征。不同于其它毛坯制造廠。本文是輪盤的沖壓成形工藝及其模具設(shè)計。鑒于以上所述的沖壓三要素,該設(shè)計應(yīng)詳細論述輪盤的成形工藝特點、所采用的模具結(jié)構(gòu)、沖壓加工的具體方法及選用何種性能的壓力機。1.文獻綜述.沖壓生產(chǎn)工藝概況沖壓工藝介紹沖壓是靠壓力機和模具對板材、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沖壓件的成形加工方法。沖壓的坯料主要是熱軋和冷軋的鋼板和鋼帶。沖壓是高效的生產(chǎn)方法，采用復(fù)合模，尤其是多工位級進模，可在一臺壓力機上完成多道工序，實現(xiàn)由開卷，矯平，沖裁到成形，精整的全自動的生產(chǎn)。生產(chǎn)效率高，勞動條件好，生產(chǎn)成本低，一般每分鐘可生產(chǎn)數(shù)百件。沖壓的坯料主要是熱軋和冷軋的鋼板和鋼帶。世界的鋼材中，有60?70%是板材，其中大部分是經(jīng)過沖壓制成的成品。汽車的車身、底盤、油箱、散熱器片，鍋爐的汽包、容器的殼體、電機、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、辦公機械、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、強的特點。沖壓可制出其他方法難于制造的帶有加強筋、肋、起伏或翻邊的工件，以提高其剛性。由于采用精密模具，工件精度可達微米級，且重復(fù)精度高、規(guī)格一致，可以沖壓出孔窩、凸臺等。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，尤其是多工位級進模，可在一臺壓力機上完成多道沖壓工序，實現(xiàn)由帶料開卷、矯平、沖裁到成形、精整的全自動生產(chǎn)。生產(chǎn)效率高，勞動條件好，生產(chǎn)成本低，一般每分鐘可生產(chǎn)數(shù)百件。1.1.2沖壓的基本工序研究沖壓成形首先需要將沖壓工序進行分類，同時還要根據(jù)板料沖壓變形中的力學(xué)特點進行分類，在此基礎(chǔ)上分析研究每一類成形規(guī)律，為制定沖壓工藝規(guī)程、設(shè)計模具、確定工藝參數(shù)和解決成形工藝中的各種實際問題提供可靠的依據(jù)。所以只有能夠充分反映沖壓毛坯的受力與變形特點的分類方法，對于沖壓成形研究，才可能具有實用的意義。沖壓與其它加工方法相比，在技術(shù)方面和經(jīng)濟方面都有其獨特的優(yōu)點，其優(yōu)點主要是：生產(chǎn)率高，操作簡便，易于實現(xiàn)機械化和自動化，適合于大批量生產(chǎn)；制件精度較高，尺寸穩(wěn)定，互換性好；是一種能耗低、材料利用率高的少、無切削加工方法；能加工壁薄、形狀復(fù)雜、表面質(zhì)量好、剛性好、重量輕的零件。加工過程中，軋制板料表面一般不受破壞。沖壓工藝按其變形性質(zhì)可以分為材料的分離和成形兩大類，每一類中包括許多不同的工序.分離工序是在沖壓過程中，使沖壓件與板料在切應(yīng)力和拉應(yīng)力作用下，沿一定的輪廓線相互分離，其沖壓件分離面質(zhì)量應(yīng)該滿足一定的要求。分離工序主要是指沖裁，包括落料、沖孔、切斷、切邊、剖切等工序。成形工序是指在沖壓過程中，使毛坯在不破壞的條件下發(fā)生塑性變形，成為所要求的形狀，同時沖壓件應(yīng)該滿足尺寸精度方面的要求。成形工序主要包括彎曲、拉深、脹形、翻邊、擴口、旋壓等工序沖壓板料的表面和內(nèi)在性能對沖壓成品的質(zhì)量影響很大，要求沖壓材料厚度精確、均勻；表面光潔，無斑、無疤、無擦傷、無表面裂紋等；屈服強度均勻，無明顯方向性；均勻延伸率高；屈強比低；加工硬化性低。在實際生產(chǎn)中，常用與沖壓過程近似的工藝性試驗，如拉深性能試驗、脹形性能試驗等檢驗材料的沖壓性能，以保證成品質(zhì)量和高的合格率。沖壓設(shè)備除了厚板用水壓機成形外，一般都采用機械壓力機。以現(xiàn)代高速多工位機械壓力機為中心，配置開卷、矯平、成品收集、輸送等機械以及模具庫和快速換模裝置，并利用計算機程序控制，可組成高生產(chǎn)率的自動沖壓生產(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)是一個非常重要的問題。1.2.3沖壓工藝設(shè)計的基本內(nèi)容與步驟在清楚了解并掌握了原始資料的基礎(chǔ)上，工藝設(shè)計的基本內(nèi)容與步驟如下：（1）分析產(chǎn)品零件圖的沖壓工藝性沖壓工藝性是指沖壓件對沖壓工藝的適應(yīng)性，亦即沖壓結(jié)構(gòu)形狀、尺寸大小、精度要求及所用材料等方面是否符合沖壓加工的工藝要求。在工藝設(shè)計時，首先分析沖壓件的工藝性，目的是為制定工藝方案奠定基礎(chǔ)。分析沖壓件的工藝性，主要包括如下兩方面內(nèi)容：對產(chǎn)品圖進行工藝性審查根據(jù)產(chǎn)品圖樣，認(rèn)真分析研究該沖壓件的形狀特點、尺寸大小及精度要求，病的可能性，由此了解它們對沖壓加工難易程度的影響情況。在分析產(chǎn)品圖時，要特別注意零件的極限尺寸（如最小沖孔尺寸、最小窄槽寬度、最小孔間距和孔邊距、最小彎曲半徑、最小拉深圓角半徑）、尺寸公差、設(shè)計基準(zhǔn)及其他特殊要求。因為這些要素對所需的工序性質(zhì)、數(shù)量、排列順序的確定以及沖壓定位方式、模具結(jié)構(gòu)形式與制造精度的選擇均有顯著影響?？傊?，對產(chǎn)品圖進行工藝性審查，其目的就在于明確該零件是否適合沖壓加工的工藝特點，用沖壓方法制造是否經(jīng)濟合理及粗要解決的主要技術(shù)問題有哪些。對產(chǎn)品圖提出修改意見經(jīng)過上述的分析研究，如果發(fā)現(xiàn)沖壓件的工藝性很差，則應(yīng)會同產(chǎn)品設(shè)計人員，在不影響產(chǎn)品使用要求的前提下，對沖壓件形狀、尺寸、精度要求乃至原材料的選用等進行適當(dāng)?shù)男薷?。必要時，應(yīng)建議產(chǎn)品設(shè)計部門重新設(shè)計。具體來說若發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品圖中零件形狀過于復(fù)雜，或尺寸精度和表面質(zhì)量要求太高，或尺寸標(biāo)注及基準(zhǔn)選擇不合理，或通過適當(dāng)改變其局部形狀和尺寸，能有利于排樣和節(jié)約原材料的，或能用薄料代替厚料，用黑色金屬代替有色金屬，均可向產(chǎn)品設(shè)計部門提出修改意見。確定沖壓工藝方案在對沖壓件進行工藝性分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)生產(chǎn)批量和工廠現(xiàn)有條件并綜合考慮產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率、模具壽命、材料消耗及操作方便安全等因素好，通過對各種方案的仔細分析、比較，然后確定一種最佳工藝方案。沖壓工藝方案的確定，要求工藝人員能在一系列技術(shù)和經(jīng)濟特征具體條件下，通過對各種方案反復(fù)研究，從中尋求最合理、最有效的工藝方案。工藝方案的確定一般可按如下步驟進行：進行必要的工藝計算根據(jù)產(chǎn)品圖樣，計算毛坯展開尺寸、工序間的半成品尺寸、沖壓力。上述工藝計算，無疑是確定工藝方案所必需的。提出各種可能的工藝方案在上述有關(guān)工藝計算的基礎(chǔ)上，通過對沖壓件的工序性質(zhì)、工序數(shù)量、工序順序及工序組合方式的綜合分析，提出各種可能的工藝方案。沖壓件的工序性質(zhì)是指工件所需的工序種類，如落料、沖孔、彎曲、拉深、翻邊等基本工序，一般可根據(jù)沖壓件的結(jié)構(gòu)形狀直觀確定。工序數(shù)量主要取決于工件的復(fù)雜程度、尺寸精度要求及材料的沖壓工藝性能。沖壓工序順序的安排，既要考慮沖壓件質(zhì)量的穩(wěn)定性，又要保證經(jīng)濟上的合理性，它主要取決于各工序的變形特點和尺寸要求。對沖壓件的工序性質(zhì)、數(shù)量和工序順序初步確定之后，還應(yīng)考慮這些工序的組合問題。工序的組合要考慮組合的必要性、可行性與組合方式三個方面。組合的必要性取決于生產(chǎn)批量，可行性則受沖壓變形特點、工件質(zhì)量、模具結(jié)構(gòu)及制模條件的限制。組合方式目前主要是復(fù)合沖壓和連續(xù)沖壓兩種。選擇最佳工藝方案任何一個沖壓件往往可有幾種不同的沖壓工藝方案，因此需綜合考慮各方面的因素，并通過分析、比較，從中選擇一種在技術(shù)和經(jīng)濟上都較為合理的最佳方案。所謂最佳方案總是相對而言的，它與工廠的具體生產(chǎn)條件有關(guān)。因此，在確定工藝方案時，應(yīng)從工廠現(xiàn)有的生產(chǎn)條件出發(fā)，在保證產(chǎn)品質(zhì)量和滿足生產(chǎn)批量要求的前提下，尋求以最經(jīng)濟合理的方式完成沖壓件的加工過程。此外還應(yīng)注意，對某些組合沖壓件或有特殊要求的沖壓件，尚需考慮非沖壓輔助工序，如鉆孔、鉸孔、車削等機加工工序，焊接、鉚合、熱處理、表面處理及去毛刺等工序。這些輔助工序應(yīng)視具體情況作出合理安排，有的可放在沖壓工序之間進行，有的可置于沖壓工序前或后進行。選擇模具類型工藝方案確定后，即確定了沖壓加工的工序數(shù)量、順序以及工序的組合方式。選擇模具類型時，需綜合考慮沖壓件的使用要求、生產(chǎn)批量大小、沖壓設(shè)備情況及模具制造能力等各方面的因素。通過分析比較，最終確定出采用簡易模、單工序模、還是采用復(fù)合模或級進模。一般來說，簡易模（聚氨酯橡膠模、低熔點合金模、鋅基合金模、板模及鋼帶沖模等）壽命低、成本低、通常適用于試制、小批量生產(chǎn)。對于生產(chǎn)批量大、精度要求高的沖壓件，應(yīng)選用復(fù)合?；蚣夁M模。當(dāng)沖壓件尺寸很大時，為便于制造模具及簡化模具結(jié)構(gòu)，應(yīng)采用單工序模；當(dāng)沖壓件尺寸小且形狀復(fù)雜時，為便于生產(chǎn)操作，常采用復(fù)合?；蚣夁M模。（4）選擇沖壓設(shè)備沖壓設(shè)備選擇是工藝設(shè)計中的一項重要內(nèi)容。它直接關(guān)系到設(shè)備的安全及合理使用，并對產(chǎn)品質(zhì)量、模具壽命、生產(chǎn)效率和生產(chǎn)成本等有著重要影響。設(shè)備選擇主要包括設(shè)備類型和設(shè)備規(guī)格選擇兩方面。一般來說，設(shè)備類型的選擇主要取決于沖壓的工藝性質(zhì)、生產(chǎn)批量、工件的幾何尺寸及精度要求等因素，而設(shè)備規(guī)格的選擇主要與沖壓力、模具閉合高度及其輪廓尺寸等因素有關(guān)。1.1.4沖壓工藝發(fā)展概況沖壓加工技開始于18世紀(jì)末葉至19世紀(jì)初年。因為產(chǎn)業(yè)革命促成了動力制造技術(shù)的發(fā)展，以機械化方式來加工金屬板就逐漸成為主流。其后，由于輥軋機（RollingMill）的發(fā)明，生產(chǎn)者利用它來高速，連續(xù)地生產(chǎn)金屬板。利用表面光滑，厚度均勻的金屬板來制造各種飾品，家庭用品以及機械零件的工作方法。逐步形成產(chǎn)業(yè)化。不過，利用板金工作方法所制造的精巧產(chǎn)品實際上卻是19世紀(jì)末葉20世紀(jì)初年的事。此期間隨著金屬板制造方法及其成型技術(shù)的改進，以及大量生產(chǎn)的需要，是沖壓加工和其所需的機械已日臻高速且大型化的階段。今天的沖壓加工技術(shù)仍然繼續(xù)不斷在改進其發(fā)展進步比往昔更為迅速驚人，尤其自動化的推進下，沖壓加工技術(shù)成為工業(yè)生產(chǎn)中降低成本不可或缺的最佳方案之一。沖壓技術(shù)的迅速發(fā)展主要由于其成本底，外觀美麗、重量輕、加工厚度均勻、能大量生產(chǎn)、有優(yōu)越的互換性與尺寸精度良好等。同時起工作時間短，節(jié)省勞力。適用于自動操作范圍廣泛和無須熟練技術(shù)人員等制造業(yè)。能滿足輕、薄、短、細、小的產(chǎn)品要求。此外又有生產(chǎn)量愈大，生產(chǎn)成本愈底的特點。與講求價廉物美的現(xiàn)代生活用品趨勢極為吻合。沖壓加工適用于制造精密機械、飛機、汽車、輪胎、軍火、建筑用板金零件及其鐘表、計算機、照相機、打字機、大家、電機、電子、家電等諸多產(chǎn)品的零組件。其應(yīng)用范圍極為廣泛。近來多數(shù)機械加工產(chǎn)品、鑄件、壓鑄品、鑄造品已逐漸被沖壓品所取代。所謂“沖壓加工”就是指利用板金加工機械（SheetMetalWorkingMachine泛稱沖壓機械）即沖床或壓床（Press）其專用工具，即模具（Die）對薄板金屬試行沖剪、成型、彎曲、拉深、壓縮等加工。借以制造各種工業(yè)用及家用鈑金零件與制品。而所謂“薄鈑”一般是指厚度在3.2mm以下的金屬板。1.2模具的技術(shù)發(fā)展模具技術(shù)介紹改革開放以來，隨著國民經(jīng)濟的高速發(fā)展，市場對模具的需求量不斷增長。模具，是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備，在電子、汽車、電機、電器、儀表、家電和通訊等產(chǎn)品中，60％—80％的零部件都依靠模具成形，模具質(zhì)量的高低決定著產(chǎn)品質(zhì)量的高低，模具生產(chǎn)的工藝水平及科技含量的高低，已成為衡量一個國家科技與產(chǎn)品制造水平的重要標(biāo)志，它在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益、新產(chǎn)品的開發(fā)能力，決定著一個國家制造業(yè)的國際競爭力。因此，模具被稱之為“百業(yè)之母”。近年來，模具工業(yè)一直以15%左右的增長速度快速發(fā)展，模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了巨大變化，除了國有專業(yè)模具廠外，集體、合資、獨資和私營也得到了快速發(fā)展。我國模具工業(yè)的技術(shù)水平近年來也取得了長足的進步。大型、精密、復(fù)雜、高效和長壽命模具上了一個新臺階。大型復(fù)雜沖模以汽車覆蓋件模具為代表，已能生產(chǎn)部分新型轎車的覆蓋件模具。體現(xiàn)高水平制造技術(shù)的多工位級進模的覆蓋面，已從電機、電器鐵芯片模具，擴展到接插件、電子槍零件、空調(diào)器散熱片等家電零件模具。在精密塑料模具方面，已能生產(chǎn)照相機塑料模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具等。在大型精密復(fù)雜壓鑄模方面，國內(nèi)已能生產(chǎn)自動扶梯整體踏板壓鑄模及汽車后橋齒輪箱壓鑄模。在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，模具是生產(chǎn)各種產(chǎn)品的重要工藝裝備，它以其特定的形狀通過一定的方式使得材料成形。采用模具生產(chǎn)零部件，具有生產(chǎn)效率高、質(zhì)量好、成本低、節(jié)省能源和原材料等一系列優(yōu)點，在鑄造、鍛造、沖壓、塑料、橡膠、玻璃、粉末冶金、陶瓷制品等生產(chǎn)行業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用，成為當(dāng)代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段和工藝發(fā)展方向。模具工業(yè)對國民及和社會的發(fā)展起著越來越重要的作用。隨著與國際接軌的腳步不斷加快，市場競爭的日益加劇，人們已經(jīng)越來越認(rèn)識到產(chǎn)品質(zhì)量、成本和新產(chǎn)品的開發(fā)能力的重要性。而模具制造是整個鏈條中最基礎(chǔ)的要素之一，模具制造技術(shù)現(xiàn)已成為衡量國家經(jīng)濟實力的標(biāo)志之一。國內(nèi)外的模具設(shè)計發(fā)展概況模具分類及其特征模具基本上是單件生產(chǎn)的，其形狀復(fù)雜，對結(jié)構(gòu)強度、剛度、表面硬度、表面粗糙度和加工精度都有很高的要求，所以模具生產(chǎn)需要有很高的技術(shù)水平。加工金屬的模具按所采用的加工工藝分類，常用的有：沖壓模，包括沖裁模、彎曲模、拉深模、翻孔模、縮孔模、起伏模、脹形模、整形模等；鍛模，包括模鍛用鍛模、鐓鍛模等；以及擠壓模和壓鑄模。用于加工非金屬和粉末冶金的模具，則按加工對象命名和分類，有塑料模、橡膠模和粉末冶金模等。沖模大型沖模覆蓋件模具為代表。我國已能生產(chǎn)部分轎車覆蓋件模具。如東風(fēng)汽車公司沖模廠，已設(shè)計制造了富康轎車部分內(nèi)覆蓋件模具。一汽模具中心生產(chǎn)了捷達王轎車外覆蓋件模具。轎車覆蓋件模具，具有設(shè)計和制造難度大，質(zhì)量和精度要求高的特點?？纱砀采w件模具的水平。在設(shè)計制造方法，模具結(jié)構(gòu)功能方面也接近國際水平，在轎車模具國產(chǎn)化進程中前進了一大步。有代表性的是集機電一體化的鐵芯精密自動疊片多功能模具，已達到國際水平。如南京長江機器制造廠的電機鐵芯自動疊鉚硬質(zhì)合金多工位級進模具有自動沖切、疊壓、鉚合、計數(shù)、分組，轉(zhuǎn)子鐵芯扭斜，安全保護等功能，凹模采用拼塊式，零備件可互換。常州寶馬集團公司的步進電機定轉(zhuǎn)子帶雙回疊片硬質(zhì)合金級進模。具有轉(zhuǎn)子沖片落料、旋轉(zhuǎn)72°再疊片，定子沖片落料、回轉(zhuǎn)90°再疊片、（以消除料厚誤差）等功能。②塑料模塑料模應(yīng)用最廣泛的一類模具。近年來，我國塑料模有長足的進步。在大型塑料模方面，已能生產(chǎn)34〃大屏幕彩電塑殼模具，6kg大容量洗衣機全套塑料模具及汽車保險杠和整體儀表板等的塑料模具。模具重要可達10-20噸。在精密塑料模具方面，能生產(chǎn)多型腔小模數(shù)齒輪模具和600腔塑封模具，還能生產(chǎn)厚度僅為0.08mm的一模兩腔的航空杯模具和難度較高的塑料門窗擠出模等。在制造技術(shù)方面，首先是采用CAD/CAM技術(shù)，用計算機造型、編程并由數(shù)控機床加工已是主要手段，CAE軟件也得到應(yīng)用。一般均采用內(nèi)熱式或外熱式熱流道裝置。少數(shù)單位采用具有世界先進水平的高難度針閥式熱流道模具，完全消除了制件的澆口痕跡。其它沖裁模平面沖裁?？捎秒娀鸹庸こ醭尚?，再用成形磨削、坐標(biāo)磨削等方法進一步提高精度。坐標(biāo)磨床一般用于模具的精密定位，以保證精密孔徑和孔距。也可用計算機數(shù)控連續(xù)軌跡坐標(biāo)磨床，磨削任何曲線形狀的凸模和凹模。型腔模主要用于立體形狀工件的成形，因此在長、寬、高三個方向都有尺寸要求，形狀復(fù)雜，制造難度較大。像冷擠壓模、壓鑄模、粉末冶金模、塑料模、橡膠模等都屬于型腔模，型腔模多用仿形銑床加工、電火花加工和電解加工。將仿形銑加工與數(shù)控聯(lián)合應(yīng)用，和在電火花加工中增加三向平動頭裝置，都可提高型腔的加工質(zhì)量。（2）現(xiàn)代模具工業(yè)的發(fā)展趨勢現(xiàn)代模具與傳統(tǒng)模具不同，它不僅形狀與結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，而且技術(shù)要求更高，用傳統(tǒng)的模具制造方法顯然難于制造，必須借助于現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，采用先進制造技術(shù)，才能達到技術(shù)要求。當(dāng)前整個工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展特點是產(chǎn)品品種多、更新快、市場競爭激烈。為適應(yīng)市場對模具制造的短交貨期，高精度、低成本的迫切要求，模具將有如下發(fā)展趨勢。愈來愈高的模具精度10年前，精密模具一般為5pm,現(xiàn)在已達2-3ym，不久lym精度的模具即將上市。隨著零件微型化及精度要求的提高,有些模具的加工精度要求在lpm以內(nèi)，這就要求發(fā)展超精加工。日趨大型化的模具這一方面是由于用模具成形的零件日漸大型化，另一方面也是由于高生產(chǎn)率要求的一模多腔（現(xiàn)在有的已達一模幾百腔）所致。擴大應(yīng)用熱流道技術(shù)由于采用熱流道技術(shù)的模具可提高制件的產(chǎn)效率和質(zhì)量，并能大幅度節(jié)約制件的原材料。因此，熱流道技術(shù)的應(yīng)用在國外發(fā)展較快，許多塑料模具廠所生產(chǎn)的模具50%以上采用的熱流道技術(shù)，甚至80%以上，效果十分明顯。熱流道在國內(nèi)也已用于生產(chǎn)，有些企業(yè)使用率達到20%?30%。123未來沖壓模具制造技術(shù)發(fā)展趨勢口模具技術(shù)的發(fā)展應(yīng)該為適應(yīng)模具產(chǎn)品“交貨期短”、“精度高”、“質(zhì)量好”、“價格低”的要求服務(wù)。達到這一要求急需發(fā)展如下幾項：全面推廣CAD/CAM/CAE技術(shù)模具CAD/CAM/CAE技術(shù)是模具設(shè)計制造的發(fā)展方向。隨著微機軟件的發(fā)展和進步，普及CAD/CAM/CAE技術(shù)的條件已基本成熟，各企業(yè)將加大CAD/CAM技術(shù)培訓(xùn)和技術(shù)服務(wù)的力度；進一步擴大CAE技術(shù)的應(yīng)用范圍。計算機和網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展正使CAD/CAM/CAE技術(shù)跨地區(qū)、跨企業(yè)、跨院所地在整個行業(yè)中推廣成為可能，實現(xiàn)技術(shù)資源的重新整合，使虛擬制造成為可能。高速銑削加工國外近年來發(fā)展的高速銑削加工，大幅度提高了加工效率，并可獲得極高的表面光潔度。另外，還可加工高硬度模塊，還具有溫升低、熱變形小等優(yōu)點。高速銑削加工技術(shù)的發(fā)展，對汽車、家電行業(yè)中大型型腔模具制造注入了新的活力。目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向發(fā)展。模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng)高速掃描機和模具掃描系統(tǒng)提供了從模型或?qū)嵨飹呙璧郊庸こ銎谕哪Ｐ退璧闹T多功能，大大縮短了模具的在研制制造周期。有些快速掃描系統(tǒng)，可快速安裝在已有的數(shù)控銑床及加工中心上，實現(xiàn)快速數(shù)據(jù)采集、自動生成各種不同數(shù)控系統(tǒng)的加工程序、不同格式的CAD數(shù)據(jù)，用于模具制造業(yè)的“逆向工程”。模具掃描系統(tǒng)已在汽車、摩托車、家電等行業(yè)得到成功應(yīng)用，相信在“十五”期間將發(fā)揮更大的作用。電火花銑削加工電火花銑削加工技術(shù)也稱為電火花創(chuàng)成加工技術(shù)，這是一種替代傳統(tǒng)的用成型電極加工型腔的新技術(shù)，它是有高速旋轉(zhuǎn)的簡單的管狀電極作三維或二維輪廓加工(像數(shù)控銑一樣)，因此不再需要制造復(fù)雜的成型電極，這顯然是電火花成形加工領(lǐng)域的重大發(fā)展。國外已有使用這種技術(shù)的機床在模具加工中應(yīng)用。預(yù)計這一技術(shù)將得到發(fā)展。提高模具標(biāo)準(zhǔn)化程度我國模具標(biāo)準(zhǔn)化程度正在不斷提高，估計目前我國模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率已達到30%左右。國外發(fā)達國家一般為80%左右。優(yōu)質(zhì)材料及先進表面處理技術(shù)選用優(yōu)質(zhì)鋼材和應(yīng)用相應(yīng)的表面處理技術(shù)來提高模具的壽命就顯得十分必要。模具熱處理和表面處理是否能充分發(fā)揮模具鋼材料性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。模具熱處理的發(fā)展方向是采用真空熱處理。模具表面處理除完善應(yīng)發(fā)展工藝先進的氣相沉積(TiN、TiC等)、等離子噴涂等技術(shù)。模具研磨拋光將自動化、智能化模具表面的質(zhì)量對模具使用壽命、制件外觀質(zhì)量等方面均有較大的影響，研究自動化、智能化的研磨與拋光方法替代現(xiàn)有手工操作，以提高模具表面質(zhì)量是重要的發(fā)展趨勢。方案論證2.1沖壓工藝性分析沖壓件的工藝性，是指沖壓件對沖壓工藝的適應(yīng)性，即沖壓件的結(jié)構(gòu)、形狀，尺寸及公式差等技術(shù)要求是否符合沖壓加工的工藝要求。工藝性是否合理，對沖壓件的質(zhì)量、模具壽命和生產(chǎn)率有很大的影響。(1)沖壓工件為輪盤，工件圖見圖1。該工件外輪廓為圓形，直徑為71mm。058圖1工件圖該工件形狀尺寸精度要求為沖壓件的經(jīng)濟精度。從變形的程度來看屬于局部淺拉深的起伏件，但需要內(nèi)外緣同時翻邊。因此，在起伏過程中能否一次成型，保證工件平整而且無裂紋是該工件模具設(shè)計的關(guān)鍵。該零件用Q235-A制造，且形狀規(guī)則，適宜采用沖壓加工。由于該產(chǎn)品大批量生產(chǎn)，不宜采用單一工序，而用級進模模結(jié)構(gòu)又太復(fù)雜，所以適用于復(fù)合模。2.2工藝方案論證2.2.1該沖壓零件需要的基本工序落料、沖孔、拉深、翻邊。2.2.2該工件設(shè)計的出擬工藝方案方案一：落料拉深與沖中間孔復(fù)合——外緣翻邊復(fù)合。方案二：落料——拉深——沖孔——外緣翻邊。方案二：落料與拉深復(fù)合——沖中間孔和外緣翻邊。2.2.3工序組合方案及比較方案一：落料拉深與沖中間孔復(fù)合，外緣翻邊。該方案的特點是落料拉深沖孔工件中間孔的尺寸難以保證，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。方案二：落料——拉深——沖孔——外緣翻邊。該方案的特點是模具制造簡單，工件尺寸比較精確，但工序過于復(fù)雜，生產(chǎn)效率不高。方案三：落料與拉深復(fù)合，沖中間孔和外緣翻邊。沖孔與修邊復(fù)合。該方案的特點是模具制造簡單，模具使用壽命長。工件形狀尺寸較精確，而且工序比較少。大大提高了工件的生產(chǎn)效率。2.3確定工藝方案落料與拉深復(fù)合——沖中間孔和外緣翻邊。工藝計算3.1搭邊毛坯尺寸計算根據(jù)等面積原則，用解析法求該零件的毛胚直徑。首先將該零件分成圓，圓環(huán)，圓錐臺三個簡單的幾何體，由表1查得它們的面積公式分別為：A]=nd]2/4=3.14X38/4=1133.54A2=n(d32-d22)/4=3.14X(58-42)/4=1256A3=nl(d]2+d22)/2=3.14X4.8X40=602.88則毛坯展開尺寸D=71.1mm表1有凸緣圓簡件的修邊余量Ah(mm)凸緣直徑d凸凸緣的相對直徑d凸凸緣直徑d凸凸緣的相對直徑d凸/d1.5以下1.5-2>2-2.5>2.5-31502.521.81.61003.532.52.21504.33.632.52002502.83006543附圖3.1.2搭邊計算排樣時工件之間以及工件與條料側(cè)邊之間留下的余料叫搭邊。搭邊的作用是補償定位誤差，保證沖出合格的工件。搭邊還可以使條料有一定的剛度，便于送進。搭邊值要合理確定。從節(jié)省材料出發(fā)，搭邊值越小越好，但搭邊小于一定數(shù)值后，對模具壽命和剪切表面質(zhì)量不利。在搭邊值過小時，作用在凸模側(cè)表面上的法向壓力沿著落料毛坯周長的分布將不均勻。為了使作用在毛坯側(cè)表面上的應(yīng)力沿切離毛坯周長的變化不大，必須使搭邊的最小寬度大于塑變區(qū)的寬度，而塑變區(qū)寬度與材料性質(zhì)和材料厚度有關(guān)，一般約等于0.5t。所以搭邊的最小寬度可取大約等于毛坯的厚度。若搭邊值小于材料厚度,在沖裁中還可能被拉入凸、凹模間隙中，使零件產(chǎn)生毛刺，甚至損壞模具刃口，降低模具壽命。Q235-A在沖裁時的搭邊值，t=1mm.降低模具壽命。查表1得，搭邊值a=1.5mm,a1=1.5mm.表2沖裁金屬材料的搭邊值 (單位為mm)材料厚度t手工送料自動送料圓形非圓形往復(fù)送料a a】a a】aa注：a—材料寬度方向上的搭邊值;a1——材料長度方向上的搭邊值;3.1.2條料的寬度的計算：條料寬度B=D0+2c=71.1mm+2xl.5mm=74.1mmc—側(cè)搭邊的最小值條料送進步距h=71.1mm+1.5mm=72.6mm3.1.3材料的經(jīng)濟利用在沖壓零件的成本中，材料費用占60%以上，因此材料的經(jīng)濟利用是一個重要問題，而材料的經(jīng)濟利用又與排樣方式有關(guān)。衡量排樣經(jīng)濟性的標(biāo)準(zhǔn)是材料利用率，也就是工件的實際面積與所占材料面積的比值，可分為：一個進距內(nèi)的材料利用率:n=（nF/Bh）xlOO% （3-1）式中：F 沖裁件面積（可以包括沖出小孔在內(nèi)）；n——一個進距內(nèi)沖件數(shù)目；B——條料寬度；h——進距。則n=（nF/Bh）X100%=74%3.2排樣工件的合理布置（即材料的經(jīng)濟利用）與零件的形狀有密切關(guān)系。按零件的不同幾何形狀，可得出其適合的排樣類型，經(jīng)分析該零件的排樣類型如圖2。

圖2排樣圖3.3半成品尺寸計算3.3.1計算毛坯翻邊預(yù)制孔直徑dd=D-2（H-0.43r-0.72t）式中：D一翻邊直徑（mm）,D=16mm+l=17mm；H一翻邊高度（mm）,H=1.4mm；r一豎邊緣的圓角半徑（mm）,r=1mm；t一料厚（mm）,t=1mm.則d=17mm-2x（1.4-0.43x1-0.72x1）mm=16.5mm翻邊高度h=1.4mm時，翻邊系數(shù)K=d/D=0.97，查表3,用圓柱形凸模，用沖孔模沖孔時,［K］（極限翻邊系數(shù)）=0.85vK=0.97，即一次能安全翻出h=1.4mm的高度。外緣翻邊可算得K=0.92。［K］（極限翻邊系數(shù)）=0.85vK=0.92,即外緣也能一次安全翻出h=3.4mm的高度。表3低碳鋼的極限翻邊系數(shù)K翻邊方法孔的加工方法比 值 d/t100503520151086.5531球形凸模鉆后去毛刺用沖孔模沖孔0.700.600.520.450.400.360.330.310.3050.650.570.520.480.450.440.430.420.42

落料拉深復(fù)合模模具設(shè)計4.1工作零件設(shè)計刃口尺寸計算（1）落料模：圓形凹模和凸?？刹捎梅珠_加工的方法。^7213Lr/O.B圖3凸模落料件直徑為70.2mm,以未注公差按IT13級計算，查表4得,其極限偏差△=0.46mm。磨損系數(shù)由表5得x=0.5,由表5查得，凹模的制造公差（5凸=0.012mm,表4沖裁件內(nèi)形和外形的尺寸公差厶 （單位為mm）公等基本尺寸料厚t-3>3-6>6-10>10-18>18-30IT13級-20.270.33IT14級IT14級>1-00.360.430.52IT12級>30-50>50-80>80-120>120-180>180-260IT13級-10.390.460.54IT14級1.001.15IT14級>1-2.50.620.740.87

表5磨損系數(shù)x材料厚度t/mm非圓形圓形10.750.50.750.5工件公差△/mm-1<0.160.17-0.35>0.36<0.16>0.161-2<0.200.21-0.41>0.42<0.20>0.202-4<0.240.25-0.49>0.50<0.24>0.24>4<0.300.31-0.59>0.60<0.30>0.30表6 圓形凸、凹模的極限偏差 （單位為mm）=69.7+00.008又由表7查得，Z.=0.100mm,Z =0.140mmmin max表7沖裁模初始雙面間隙z（z=2c） （單位為mm）材料厚度小于0.508、10、35、09Mn、A3、B316Mn40、5065MnZ. min L-極Z max 1小Z. min !間Z max 1隙Z. min 1Z maxZ. min L-Z max L0.50.0400.0600.0400.0600.0400.0600.0400.0600.80.0720.1040.0720.1040.0720.1040.0640.0921.00.1000.1400.1000.1400.1000.1400.0900.126

1.5 0.132 0.240 0.170 0.2400.1700.2302.0 0.246 0.360 0.260 0.3800.2600.3802.50.3600.5000.3800.5400.3800.5401.5 0.132 0.240 0.170 0.2400.1700.2302.0 0.246 0.360 0.260 0.3800.2600.3802.50.3600.5000.3800.5400.3800.540由表7查得，8=0.010mm凸則D=(D-xA-Zmin)-8=(70.2-0.5x1.00-0.100)0001 (4-2)凸凸-0.01=69.70mm-0.01式中：D—落料凹模的刃口尺寸（mm）；凹D—落料凸模的刃口尺寸（mm）；凸D—落料件外形的最大的極限尺寸（mm）；d—沖孔件孔徑的最小極限尺寸（mm）；△—零件的公差（mm）；Zmin,Zmax一最小和最大合理間隙（mm）；8—凹模的制造公差（mm）；凹8—凸模的制造公差（mm）；凸校核：8+8=0.008+0.01=0.018mmWZman-Zmin=0.04mm凹凸

故上述計算是恰當(dāng)?shù)摹＃?）拉深模：拉深件直徑為60mm的凸、凹模刃口尺寸按下列公式計算：TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"D=（d+0.4A+2c）+8凹 （4-3）凹\o"CurrentDocument"D=（d+0.4A）良 （4-4）凸 -8凸式中：c—拉深成形模的單邊間隙，c=1.t=1.0mm。查表4得，△=0.46mm,查表8得，8=0.05mm,8=0.08mm.凹凸表8圓形拉深模凸、凹模的制造公差 （單位為mm）材料 工件直徑的基本尺寸厚度-10>10-50>50-200>200-500888888880.250.0150.0100.020.0100.030.0150.030.0150.350.0200.0100.030.0200.040.0200.040.025

則D=(d+0.4A+2c)+6凹=(60+0.4x0.46+2x1.0)+0.05凹0=62.2+00.05mmD=(d+0.4^)尺=(60+0.4x0.46)0005凸 -6凸 -0.05=60.2-00.05mm-0.05工序力計算（1）落料力計算：F=1.3LtT落式中：F—落料力（N）落(4-5)(4-6)(4-7)L—工件外輪廓周長，L=nDt—材料厚度，t=1.0(4-5)(4-6)(4-7)t—材料的抗剪強度（MPa），可查表9得到。表9黑色金屬的力學(xué)性能材料名稱牌號材料狀態(tài)抗剪強度T/MPa抗拉強度GJMPa伸長率S（%）屈服強度G/MPa普通碳素結(jié)構(gòu)鋼Q195未退火260-320320-40028-33Q215270-340340-42026-31220Q235310-380380-47021-25240Q255340-420420-52019-23260Q275400-500500-62015-19280優(yōu)質(zhì)碳素鋼05已退火2002302805F210-300260-3803208F220-310280-3903218008260-360300-45032200

落（2）卸料力F=KF（4-8）卸落落式中：K―因數(shù)，查表10得，K=0.05卸卸表10卸料力、推件力和頂件力系數(shù) （單位為mm）料厚KKK鋼<0.10.065-0.0750.10.14>0.1-0.50.045-0.0550.0630.08>0.5250.04-0.050.0550.06>2.5-6.50.03-0.040.0450.05>6.50.02-0.030.0250.03鋁、鋁合金0.025-0.080.03-0.07紫銅、黃銅0.02-0.060.03-0.09則F嚴(yán)落F落=0.05x91.7kN=4.59kN（3）拉深力計算由于該零件為淺拉深，故可按有壓邊圈的圓筒形件近似計算．F=nKdtb （4-9）拉 b式中:F—拉深力（N）；拉d—拉深件直徑，d=60mm；t—材料厚度；bb—材料的強度極限（MPa）,可由表查得K—修正因數(shù)，由表11查得修正因數(shù)K=0.40表11修正系數(shù)K1、K2和九1、九2拉深系數(shù)m10.600.650.670.700.720.750.770.800.860.720.660.600.550.500.450.40

人 0.77 0.74拉深系數(shù)m20.700.720.670.750.770.640.800.850.900.95K21.000.950.900.850.800.700.600.50九00.800.800.750.70則F=nKdtb=3.14x0.40x60xl.0x400kN拉=30.14kN則F=F+F+F=91.7kN+4.59kN+30.14kN總落卸拉=126.43kN圖4落料拉深件4.2輔助零件設(shè)計模架的設(shè)計首先根據(jù)模具尺寸選擇模架類型，選用后側(cè)導(dǎo)柱模架，再根據(jù)凹模周界和閉合高度在表12中選擇適合的模架。表12后側(cè)導(dǎo)柱模架凹模界限閉合咼度h零件件號、名稱及標(biāo)準(zhǔn)編號1234上模座GB2855.5-81下模座GB2855.6-81導(dǎo)柱2861.1-81導(dǎo)套GB2861.6-81數(shù) 量LBD最小最大1122規(guī) 格160160160160200160x160x40160x160x4528x 15028x 100x384.3設(shè)備選擇對于淺拉深可按F＞（1.6?1.8）F、，估算公稱壓力來選取壓力機。參照資料[1],壓總選用設(shè)備。設(shè)備主要技術(shù)參數(shù)設(shè)備名稱：400kN的開式雙柱可傾壓力機公稱壓力：400kN滑塊行程：100mm最大閉合高度：300mm封閉高度調(diào)節(jié)量：80mm工作臺孔徑：420mmx630mm模柄孔尺寸：①50mmx70mm墊板厚度：65mm沖中間孔和外圓翻邊復(fù)合模模具設(shè)計5.1工作零件設(shè)計刃口尺寸計算根據(jù)表7查得，沖裁刃口雙面間隙Z.=0.10mm,Z =0.14mm.以未注公差按IT13級min max計算，查表4得，其極限偏差△=0.46mm。磨損系數(shù)由表5得x=0.5,沖孔凸、凹模的制造公差由表6查得，8=0.012mm,8=0.008mm.凸凹校核：8+8=0.012+0.008=0.02mmWZ-Z.=0.04mm凸凹 maxmin因此，凸、凹模采用配作加工方法。TOC\o"1-5"\h\z則d凸=(d+xA)-8凸=(70+0.5 0.46)-°0.012 (5-1)=70.23-°g.g12mmd=(d+xA+Z.)+8凹=70.23+g-g°8mm (5-2)凹 m.n 05.1.2沖孔工序力計算沖中間孔力計算：F=1.3LTt (5-3)沖式中:F——沖中間孔力(N)；沖L 工件內(nèi)輪廓周長(mm),L=nD=3.14x8=25.12.F=1.3LTt=1.3x3.14x25.12x320kNxl.0mm=32.8kN沖推件力計算：F=nKF (5-4)推 推沖式中:n 卡在凹模內(nèi)的工件數(shù)，n=1；F=nKF=1x0.05x32.8kN=1.64kN推 推沖(3)頂件力計算：F=KF=0.06x32.8=1.97kN (5-5)頂頂沖則F=F+F+F=32.8kN+1.64kN+1.97kN=36.4kN總沖推頂(5-6)5.2.1翻邊工序力計算推件力計算：F=nKF (5-7)推 推沖式中:n 卡在凹模內(nèi)的工件數(shù)，n=1；F=nKF=1x0.05x91.4kN推 推沖=4.57kN頂件力計算：F=KF=0.06x91.4 (5-8) 頂 頂沖

=5.48=5.48kN3）翻孔力計算：(5-9)F=1.15gst（D-d）(5-9)翻0式中：gs——材料的屈服強度，其值查表8可得，gs=240MPa；D 翻邊直徑（mm）;d0 毛胚預(yù)制孔直徑（mm）.F=1.15gst（D-do）翻0=1.1x3.14x240x1.0x（15-8）=6283N(5-10)（4）翻邊力的計算：(5-10)F=1.25LgbtK翻邊式中：gb——材料的抗拉強度，其值查表8可得，gb=400MPa；L 翻邊曲線長度（mm）;t 材料厚度（mm）.K——系數(shù)，近似取0.2-0.3F=1.25x3.14x60x400x0.3=2.83kN翻邊則F=F+F+F+F=4.57kN+5.48kN+6283N+2.83=13.5kN總推頂翻翻邊5.3設(shè)備選擇根據(jù)F估算公稱壓力來選取壓力機，滿足FVF。參照資料⑴，選用設(shè)備。總 總 公設(shè)備主要參數(shù)為：設(shè)備名稱：100kN的開式雙柱可傾壓力機公稱壓力：100kN滑塊行程：45mm最大閉合高度：180mm封閉高度調(diào)節(jié)量：35mm工作臺孔徑：240mmx370mm模柄孔尺寸：①30mmx55mm墊板厚度：35mm058圖5成品件成本分析6.1輪盤沖壓件制造成本構(gòu)成沖壓件的制造成本是由可變成本和不變成本兩部分構(gòu)成的。通常隨沖壓產(chǎn)量的增加而成正比的增加，故稱之為可變成本。它包括工件材料費C和加工費C。與沖壓件的生產(chǎn)材工數(shù)量基本無關(guān)，一旦模具加工完畢，其費用基本上就保持不變，因此可稱為不變成本。它主要指模具費C。模沖壓件的制造成本為：C=C+C+CX 材 工 模式中C—制造成本（費用）；XC材一工件材料費；C工一工件加工費（包括工人工資、設(shè)備折舊費、企業(yè)管理費等）；C模一模具費（包括模具材料費、模具加工費等）。要提高沖壓加工的經(jīng)濟性，必須從降低可變成本和不變成本兩方面考慮。在實際生產(chǎn)中的許多情況下，可變成本和不變成本又是矛盾的。所以，在分析沖壓件的制造成本時，必須綜合考慮產(chǎn)品的生產(chǎn)批量、質(zhì)量要求、工廠制模能力及沖壓設(shè)備等因素，合理解決不變成本與可變成本之間的矛盾，以取得最佳的沖壓加工經(jīng)濟效果。6.2降低成本分析6.2.1排樣排樣是指沖裁件在條料、帶料或板料上布置的方法。工件的合理布置（即材料的經(jīng)濟利用）與零件的形狀有密切關(guān)系。按零件的不同幾何形狀，可得出其適合的排樣類型，經(jīng)分析該零件的排樣類型如下圖：6.2.2搭邊排樣時工件之間以及工件與條料側(cè)邊之間留下的余料叫搭邊。搭邊的作用是補償定位誤差，保證沖出合格的工件。搭邊還可以使條料有一定的剛度，便于送進。搭邊值要合理確定。從節(jié)省材料出發(fā)，搭邊值越小越好，但搭邊小于一定數(shù)值后，對模具壽命和剪切表面質(zhì)量不利。在搭邊值過小時，作用在凸模側(cè)表面上的法向壓力沿著落料毛坯周長的分布將不均勻。為了使作用在毛坯側(cè)表面上的應(yīng)力沿切離毛坯周長的變化不大，必須使搭邊的最小寬度大于塑變區(qū)的寬度，而塑變區(qū)寬度與材料性質(zhì)和材料厚度有關(guān)，一般約等于0.5t。所以搭邊的最小寬度可取大約等于毛坯的厚度。若搭邊值小于材料厚度,在沖裁中還可能被拉入凸、凹模間隙中，使零件產(chǎn)生毛刺，甚至損壞模具刃口，降低模具壽命。對于Q235在沖裁時的搭邊值，查表得：a=2,al=1.5。條料的寬度和導(dǎo)尺間距離的計算對于有側(cè)壓的沖裁：條料寬度：B-A=(D+2a)-A=74.2mm式中：D 沖裁件垂直于送料方向的尺寸；a 側(cè)搭邊的最小值。查表得a=2mm；A——條料寬度的單向(負向)偏差。查表得A=-0.9；Z——導(dǎo)尺與最寬條料之間的最小間隙。查表得：Z=4mm。6.3材料的經(jīng)濟利用在沖壓零件的成本中，材料費用占60%以上，因此材料的經(jīng)濟利用是一個重要問題，而材料的經(jīng)濟利用又與排樣方式有關(guān)。排樣是指沖裁件在條料或板料上的布置方法。衡量排樣經(jīng)濟性的標(biāo)準(zhǔn)是材料利用率，也就是工件的實際面積與所占材料面積的比值，可分為：B-=(D+2a)-=82.2-0.9mm-A -A -0.9一個進距內(nèi)的材料利用率n=(nF/Bh)x100%=74%式中：F 沖裁件面積(可以包括沖出小孔在內(nèi))；n——一個進距內(nèi)沖件數(shù)目；B——條料寬度；h——進距。6.4降低制造成本的措施降低產(chǎn)品成本，包括增產(chǎn)、節(jié)約兩個方面，增產(chǎn)可降低產(chǎn)品成本中的固定費用，相對地減少消耗，節(jié)約便能直接降低消耗，它們都是降低成本的重要途徑。沖壓件的成本包括材料費、加工費、模具費等項。因此，降低成本，就是要降低以上各項費用，以下討論降低成本的措施。6.4.1小批量生產(chǎn)中的成本問題試制和小批量沖壓生產(chǎn)中，降低成本中的固定費能取得較好的經(jīng)濟效果，其中降低模具費，是降低成本的有效措施。除工件質(zhì)量要求嚴(yán)格，必須采用價高的正規(guī)模具外，一般情況下是采用工序分散、結(jié)構(gòu)簡單、制造快速，而價格低廉的簡單模具，用焊接、機械加工及鈑金等方法制成。對外形尺寸小的工件，采用通用模、簡單模、甚至鋼絲鉗、剪刀等工具生產(chǎn)；外形尺寸大的可采用剪床、電動工具、火焰切割等方法。工藝合理化沖壓生產(chǎn)中，工藝合理化是降低成本的有力手段，一般在制定新產(chǎn)品工藝時進行。當(dāng)產(chǎn)量發(fā)生變化，模具壽命短或因事故發(fā)生損壞時，由于更改產(chǎn)品設(shè)計而改變模具時，以及變更設(shè)備等生產(chǎn)條件發(fā)生變化時，要重新討論產(chǎn)品工藝。由于工藝的合理化能降低模具費、節(jié)約加工工時，降低材料費等，所以必然降低零件總成本。例如：制造燈頭，過去采用的方法是：落料、拉深、切邊、沖孔、滾螺紋和銑槽等六道工序。而后改為落料、壓卷成杯形件、壓制螺紋和沖孔四道工序。由于取消了銑槽工序，材料厚度由0.5減至0.35mm，節(jié)約材料達56%。在制定工藝時，工序的分散與集中是比較復(fù)雜的問題。它取決于零件的批量、結(jié)構(gòu)(形狀)、質(zhì)量要求、工藝特點等。對于板材沖壓件，一般說來，在大批量生產(chǎn)情況下，應(yīng)當(dāng)盡量把工序集中起來，采用復(fù)合或連續(xù)模進行沖壓，很小的零件，適合于復(fù)合或連續(xù)沖壓加工，這樣既提高了生產(chǎn)率，又能安全生產(chǎn)。復(fù)合模對于大的零件也是適合的，因為一副大的復(fù)合模，有時比兩副同樣大小的單工序模費用低，而小批量生產(chǎn)時，則以采用單工序模分散沖壓為宜。提高材料利用率，降低材料費在沖壓生產(chǎn)中，工件的厚材料費占制造成本的60%左右，所以節(jié)約原材料，利用廢料具有非常重要的意義。提高材料利用率是降低沖壓件制造成本的重要措施之一。特別是材料單價高的工件，必須慎重研究。降低材料費的方法如下：在滿足零件強度和使用要求的情況下，減少材料厚度；降低材料單價；改進毛坯形狀，合理排樣；減少搭邊，采用少廢料或無廢料排樣單列排樣改為多列排樣；三維建模研究7.1SolidWorks三維軟件介紹SolidWorks創(chuàng)立于1993年，其宗旨是將三維的威力提供給設(shè)計和制造的每個人，在開發(fā)、運作產(chǎn)品不到10年的時間里，SolidWorks已在全球總計發(fā)行了25多萬套軟件，現(xiàn)在SolidWorks在全球都有分公司，在全球都有分公司，通過230多個經(jīng)銷商網(wǎng)絡(luò)將產(chǎn)品銷售到70多個國家。SolidWorks是一家專注于三維CAD技術(shù)的專業(yè)化軟件公司，它把三維CAD作為公司唯一的開發(fā)方向，將三維CAD軟件雕琢的盡善盡美是他們始終不渝的目的。SolidWorks自創(chuàng)辦之日起，就非常明確自己的宗旨：“三維機械CAD軟件，工程師人手一套”。正是基于這樣一個思路，SolidWorks以性能優(yōu)越、易學(xué)易用、價格平易而在微機三維CAD市場中稱雄。SolidWorks軟件時Windows原創(chuàng)軟件的典型代表。SolidWorks軟件是在總結(jié)和繼承了大型機械CAD軟件的基礎(chǔ)上，在Windows環(huán)境下實現(xiàn)的第一個機械CAD軟件。SolidWorks軟件是面向產(chǎn)品及的機械設(shè)計工具，它全面采用非全約束的特征建模技術(shù)，為設(shè)計師提供了極強的設(shè)計靈活性。其設(shè)計過程的全相關(guān)性，使設(shè)計師可以在設(shè)計過程的任何階段修改設(shè)計，同時牽動相關(guān)部分的改變。SolidWorks完整的機械設(shè)計軟件包包括了設(shè)計師必備的設(shè)計工具：零件設(shè)計、裝配設(shè)計、工程制圖。機械工程師使用三維CAD技術(shù)進行產(chǎn)品設(shè)計是一種手段，而不是產(chǎn)品的終結(jié)。三維實體能夠直接用于工程分析和數(shù)控加工，并直接進入電子倉庫存檔，才是三維CAD的目的。由于SolidWorks是Windows是原創(chuàng)的三維設(shè)計軟件，充分利用了Windows的底層技術(shù)，因此集成其他Windows原創(chuàng)軟件一蹴而就。所以在不脫離SolidWorks工作環(huán)境的情況下可以直接啟動各個專業(yè)的應(yīng)用程序，實現(xiàn)了三維設(shè)計、工程分析、數(shù)控加工、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理的全相關(guān)性。SolidWorks不僅是設(shè)計部門的設(shè)計工具，也是企業(yè)各個部門產(chǎn)品信息交流的核心。因此，SolidWorks公司的宗旨將由“