止動件冷沖壓模具設(shè)計說明書

1、<p>　　止 動 板 沖 裁 模 設(shè) 計</p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本文介紹了止動件的冷沖壓模具設(shè)計，文章介紹了冷沖壓模具設(shè)計的全過程。對冷沖壓模具的設(shè)計進行了全面的介紹和分析，并在此基礎(chǔ)上進行了模具的設(shè)計，設(shè)計包括分析工藝性、擬定零件的工藝方案及模具結(jié)構(gòu)、排樣裁板、計算工具壓力選取壓力機及確定壓力中心、確定模具結(jié)

2、構(gòu)和繪制模具總裝草圖，沖裁刃口尺寸及公差的計算、沖模刃口尺寸及公差的計算、確定各主要的零件結(jié)構(gòu)尺寸、設(shè)計并繪制總圖和選取標準件、繪制出部分非標零件圖等一系列的工作。</p><p>　　關(guān)鍵詞:冷沖壓 止動件 模具設(shè)計</p><p>　　THE STAMPING AND PUNCHING MOLD DESIGN FOR STOPPER PLATE</p>&

3、lt;p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　This paper describes the stop moving pieces of cold stamping mould design, this paper introduces the whole process of cold stamping mould design. On cold stamp

4、ing 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 b

5、oard, computational tool pressure pressure center and confirming the selected press mould structure and rendering, ident</p><p>　　Keywords: cold stamping, stop moving parts, mold design</p><p>&

6、lt;b>　　目 錄</b></p><p>　　前言…………………………………………………………………………1</p><p>　　第一章：引言…………………………………………………………………2</p><p>　　1.1 模具行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及市場前景……………………………………2</p><p>　　1.2 沖壓工藝

7、介紹……………………………………………………………3</p><p>　　1.3 沖壓工藝的種類…………………………………………………4</p><p>　　1.4 冷沖壓模具發(fā)展簡介……………………………………………5</p><p>　　1.4.1 冷沖模工業(yè)在歷史上的背景………………………………………5</p><p>　　1.4.2冷

8、沖模工業(yè)現(xiàn)狀…………………………………………………5</p><p>　　1.4.3冷沖模的發(fā)展方向…………………………………………………7</p><p>　　1.5沖壓行業(yè)阻力和障礙與突破…………………………………………9</p><p>　　1.6相關(guān)研究的最新成果及動態(tài)…………………………………………12</p><p>　　1.7

9、畢業(yè)設(shè)計的意義…………………………………………………………14</p><p>　　第二章：必備理論知識……………………………………………………17</p><p>　　2.1沖裁變形過程……………………………………………………………..17</p><p>　　2.2沖裁件的質(zhì)量……………………………………………………18</p><p>

10、　　2.3沖裁間隙……………………………………………………………….19</p><p>　　2.4凸凹模尺寸計算…………………………………………………………21</p><p>　　2.5沖壓力的計算……………………………………………………………26</p><p>　　2.6壓力中心的計算…………………………………………………………27</p>&

11、lt;p>　　2.7沖裁排樣設(shè)計……………………………………………………………28</p><p>　　第三章止動件的設(shè)計…………………………………………………………31</p><p>　　3.1 設(shè)計題目一止動板………………………………………………31</p><p>　　3.2沖壓件工藝分析………………………………………………………32</p>

12、;<p>　　3.2.1材料性能……………………………………………………………….32</p><p>　　3.2.2沖裁件的形狀和尺寸…………………………………………32</p><p>　　3.2.3沖裁件的尺寸精度……………………………………………………..32</p><p>　　3.2.4尺寸標注………………………………………………………33

13、</p><p>　　3.3 方案及模具結(jié)構(gòu)類型…………………………………………………33</p><p>　　3.3.1工藝方案分析……………………………………………………33</p><p>　　3.3.2模具結(jié)構(gòu)類型的選定…………………………………………………33</p><p>　　3.4 排樣計算………… …………………………………

14、…………………....35</p><p>　　3.4.1材料利用率…………………………………………………37</p><p>　　3.4.2排樣方式…………………………………………………38</p><p>　　3.4.3搭邊……………………………………………………38</p><p>　　3.5壓力計算 … ………………………………………

15、…………………… .38</p><p>　　3.5.1沖裁力的計算………………………………………………………..38</p><p>　　3.5.2卸料力和推件力的計算……………………………………………39</p><p>　　3.6 模具壓力中心計算……………………………………………………40</p><p>　　3.7 零件刃口尺寸計算

16、………………………………………………41</p><p>　　3.7.1計算原則………………………………………………41</p><p>　　3.7.2沖孔刃口計算………………………………………………42</p><p>　　3.7.3落料刃口計算…………………………………………………43</p><p>　　3.8 凸凹模刃口尺寸計算………

17、…………………………………45</p><p>　　3.8.1刃口尺寸計算…………………………………………………45</p><p>　　3.8.2落料凹模板尺寸…………………………………………………45</p><p>　　3.8.3凸凹模尺寸……………………………………………………46</p><p>　　3.8.4沖孔凸模尺寸……………

18、………………………………………46</p><p>　　3.8.5沖孔刃口尺寸計算…………………………………………………47</p><p>　　3.9 彈性元件的設(shè)計計算…………………………………………………47</p><p>　　3.10其它模具零件結(jié)構(gòu)尺寸………………………………………………48</p><p>　　3.10.1模架的

19、選擇……………………………………………………48</p><p>　　3.10.2閉合高度………………………………………………………..48</p><p>　　3.11 模具的零件設(shè)計與計算……………………………………………49</p><p>　　3.11.1凸模的外形尺寸……………………………………………………49</p><p>　　

20、3.11.2凹模尺寸結(jié)構(gòu)……………………………………………………….50</p><p>　　3.11.3卸料設(shè)計與計算……………………………………………………51</p><p>　　3.11.4卸料螺釘……………………………………………………51</p><p>　　3.11.5卸料螺釘尺寸關(guān)系…………………………………………………51</p>&

21、lt;p>　　3.12 沖床選用………………………………………………………………52</p><p>　　3.12.1沖壓設(shè)備的選擇依據(jù)…………………………………………52</p><p>　　3.12.2壓力機的選擇……………………………………………………53</p><p>　　致謝…………………………………………………………………………………54<

22、/p><p>　　參考文獻………………………………………………………………………55</p><p>　　設(shè)計總結(jié)…………………………………………………………………………56</p><p>　　附錄…………………………………………………………………………..57</p><p>　　附表…………………………………………………………………………5

23、7</p><p>　　沖壓工藝制作……………………………………………………………60</p><p><b>　　前 言 </b></p><p>　　冷沖模模具設(shè)計是為模具設(shè)計與制造專業(yè)學(xué)生在學(xué)完基礎(chǔ)理論課、技術(shù)基礎(chǔ)和專業(yè)課的基礎(chǔ)上，所設(shè)置的一個重要的實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。其目的是：具體應(yīng)用和鞏固本課程及有關(guān)修課的理論知識、生產(chǎn)知識，了解沖壓模模

24、具設(shè)計的一般設(shè)計方法和步驟；培養(yǎng)設(shè)計能力，為以后進行設(shè)計工作打下基礎(chǔ)；結(jié)合生產(chǎn)和使用等條件，獨立地完成模具總體結(jié)構(gòu)及其零部件的設(shè)計。熟練掌握徒手測繪的能力和AutoCAD繪圖軟件的應(yīng)用能力，熟悉和運用參考文獻、設(shè)計手冊、了解有關(guān)國家（部頒）標準、規(guī)范等，加強對模具設(shè)計的認識，培養(yǎng)獨立分析問題和解決問題的能力。</p><p>　　由于個人設(shè)計水平有限，本設(shè)計定存在許多錯誤和不妥之處，請各位指導(dǎo)</p>

25、<p>　　老師批評和雅正，懇請老師不吝賜教，同學(xué)提出寶貴的意見和建議，在此表示衷心的感謝！</p><p><b>　　第一章 引 言 </b></p><p>　　1.1 模具行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及市場前景</p><p>　　模具是機械制造業(yè)中技術(shù)先進、影響深遠的重要工藝裝備,具有生產(chǎn)效率高、材料利用率高、制件質(zhì)量優(yōu)良、工藝適應(yīng)性

26、好等特點,被廣泛應(yīng)用于汽車、機械、航天、航空、輕工、電子、電器、儀表等行業(yè)。2005年中國模具工業(yè)產(chǎn)值達到610億元,增長率保持在25%的高水平,行業(yè)的生產(chǎn)能力約占世界總量的10%,僅次于日本、美國而位列世界第三【2】。當(dāng)前，我國模具制造方面與工業(yè)發(fā)達國家相比，差距較大主要表現(xiàn)在【3】： </p><p>　?。?）標準化程度低。 </p><p>　?。?）模具制造精度低、周期長【3】。

27、 </p><p>　　提高勞動生產(chǎn)率、產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本、擴大沖壓工藝應(yīng)用范圍；提高沖壓零件精度、減少制造周期、提高模具壽命；模具的標準化及專業(yè)化、管理的統(tǒng)一化及等級化；提高專業(yè)人員的技術(shù)水平。 </p><p>　　沖壓是利用安裝在沖壓設(shè)備上的模具對材料施加壓力，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[5]。由于沖壓加工具有許多突出的優(yōu)點，因此在工業(yè)生產(chǎn)中，尤其是大

28、批量生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用。從精細的電子元件、儀表指針到汽車的覆蓋件、高壓容器封頭以及航空航天器的蒙皮、機身等均需沖壓加工。隨著工業(yè)產(chǎn)品的不斷發(fā)展和生產(chǎn)技術(shù)水平不斷提高，不少過去用鑄造、鍛造、切削加工方法制造的零件，已被質(zhì)量輕、剛度好的沖壓件所代替[6]。 </p><p>　　我國沖壓模具無論在數(shù)量上，還是在質(zhì)量

29、、技術(shù)和能力等方面都已有了很大發(fā)展，但與國民經(jīng)濟需求和世界先進水平相比，差距仍很大，一些大型精密、復(fù)雜、長壽命的高檔模具每年仍大量進口，特別是中高檔轎車的覆蓋件模具，目前仍主要依靠進口。一些低檔次的簡單沖模，已趨供過于求，市場競爭激烈[7]。我國沖壓模具產(chǎn)品質(zhì)量水平低主要表現(xiàn)在精度、表面粗糙度、壽命及模具的復(fù)雜程度上；生產(chǎn)工藝水平低則主要表現(xiàn)在加工工藝、加工裝備等方面[8]。 </p><p>　　現(xiàn)代模具工業(yè)有

30、“不衰亡工業(yè)”之稱。世界模具市場總體上供不應(yīng)求，市場需求量維持在600億至650億美元，同時，我國的模具產(chǎn)業(yè)也迎來了新一輪的發(fā)展機遇。近幾年，我國模具產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值保持13%的年增長率（據(jù)不完全統(tǒng)計，2004年國內(nèi)模具進口總值達到600多億，同時，有近200個億的出口）。目前，中國17000多個模具生產(chǎn)廠點，從業(yè)人數(shù)約50多萬。 工業(yè)總產(chǎn)值中企業(yè)自產(chǎn)自用的約占三分之二，作為商品銷售的約占三分之一。在模具工業(yè)的總產(chǎn)值中，沖壓模具約占50%，塑

31、料模具約占33%，壓鑄模具約占6%，其它各類模具約占11%</p><p>　　雖然近年來我國模具行業(yè)發(fā)展迅速，但是離國內(nèi)的需要和國際水平還有很大的差距。制造產(chǎn)業(yè)是一個國家的綜合國力及技術(shù)水平的體現(xiàn)，而模具行業(yè)的發(fā)展是制造產(chǎn)業(yè)的關(guān)鍵。針對這種情況，國家出臺了相應(yīng)的政策，正積極發(fā)展模具制造產(chǎn)業(yè)。 </p><p>　　1.2 沖壓工藝介紹【6】</p><p>　　沖

32、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工件(沖壓件)的成形加工方法。沖壓和鍛造同屬塑性加 工(或稱壓力加工)，合稱鍛壓。沖壓的坯料主要是熱軋和冷軋的鋼板和鋼帶。</p><p>　　全世界的鋼材中，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

33、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。</p><p>　　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、凸臺等。</p><p>　　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

34、狀態(tài)低于冷沖壓件，但仍優(yōu)于鑄件、鍛件，切削加工量少。</p><p>　　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【2】。</p><p>　　1.3 沖壓工藝的種類【3】</p><p>　　沖壓主要是按工藝

35、分類，可分為分離工序和成形工序兩大類。分離工序也稱沖裁，其目的是使沖壓件沿一定輪廓線從板料上分離，同時保證分離斷面的質(zhì)量要求。成形工序的目的是使板料在不破坯的條件下發(fā)生塑性變形，制成所需形狀和尺寸的工件。在實際生產(chǎn)中，常常是多種工序綜合應(yīng)用于一個工件。沖裁、彎曲、剪切、拉深、脹形、旋壓、矯正是幾種主要的沖壓工藝。</p><p>　　沖壓用板料的表面和內(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；

36、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。</p><p>　　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。</p><p>　　模具的精度和結(jié)構(gòu)直接影響沖壓件的成形和精度。 模具制造成本和壽命則是影響沖壓件成本和質(zhì)量的重要因素。模具設(shè)計和制

37、造需要較多的時間，這就延長了新沖壓件的生產(chǎn)準備時間。</p><p>　　模座、模架、導(dǎo)向件的標準化和發(fā)展簡易模具(供小批量生產(chǎn))、復(fù)合模、多工位級進模(供大量生產(chǎn))，以及研制快速換模裝置，可減少沖壓生產(chǎn)準備工作量和縮短準備時間，能使適用于減少沖壓生產(chǎn)準備工作量和縮短準備時間，能使適用于大批量生產(chǎn)的先進沖壓技術(shù)合理地應(yīng)用于小批量多品種生產(chǎn)。</p><p>　　沖壓設(shè)備除了厚板用水壓機成形

38、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。</p><p>　　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。</p><p>　　1

39、.4冷沖壓模具發(fā)展簡介【5】</p><p>　　1.4.1冷沖模具工業(yè)在歷史上的背景 </p><p>　　冷沖壓加工工藝，在我國已有悠久的歷史。據(jù)文獻記載：我國勞動人民遠在青銅時期就發(fā)現(xiàn)了金屬具有錘擊變形的性能；到了戰(zhàn)國時代（公元前403-221年）已經(jīng)能煉劍淬火。可以肯定，我們的祖先，在2300年前已掌握了錘擊金屬制造兵器和各種日用品技術(shù)。在漫長的封建社會時期，我國勞動在金、銀、銅裝

40、飾品和日用品的制作中，顯示出精巧的工藝技術(shù)和高超的藝術(shù)水平[9]。 </p><p>　　1.4.2 冷沖模具工業(yè)的現(xiàn)狀 </p><p>　　由于沖壓工藝具有生產(chǎn)率、生產(chǎn)成本低、材料利用率高、能成形復(fù)雜零件、適合大批量生產(chǎn)等優(yōu)點，在某些領(lǐng)域已取代機械加工，并正逐步擴大其應(yīng)用范圍。據(jù)國際生產(chǎn)技術(shù)協(xié)會預(yù)測，到本世紀中，機械零部件中60%的粗加工、80%的精加工要由模具來完成。因此，沖壓技術(shù)對

41、發(fā)展生產(chǎn)、增加效益、更新產(chǎn)品等方面具有重要作用[10]。在近半個世紀以來，我國的冷沖壓工藝和其它生產(chǎn)工藝一樣，得到了迅速的發(fā)展。在一些工廠中，建立了具有現(xiàn)代規(guī)模和技術(shù)先進的冷沖壓生產(chǎn)車間，并建立了專門研究冷沖壓技術(shù)的科研機構(gòu)及專業(yè)性工廠，培養(yǎng)了大批從事冷沖壓生產(chǎn)的科技人員，廣泛地開展了冷沖壓生產(chǎn)的科技及學(xué)術(shù)活動，編輯出版了各種冷沖壓技術(shù)資料，從而使冷沖壓生產(chǎn)技術(shù)得到了迅速發(fā)展。在冷沖壓生產(chǎn)中，出現(xiàn)了很多可喜的高科技成果。沖壓加工的工藝和

42、設(shè)備正在不斷地發(fā)展，例如精密沖裁、冷擠壓、多工位自動沖壓、高速成形、液壓成形、超塑沖壓等，把冷沖壓生產(chǎn)技術(shù)提高到了新的水平。為了適應(yīng)冷沖壓工藝水平的提高，我國對沖模的研制也在不斷加強。近年來，出現(xiàn)了很多制造周期短、使用壽命長的新型沖模結(jié)構(gòu)。并且，模具加工工藝及模具材料也相應(yīng)地在不斷革新，例如采用鋼結(jié)硬質(zhì)合金、硬</p><p>　　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、電器、儀器、儀

43、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（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。近幾年，我國模具工業(yè)一直以每年15%左右的增長速度發(fā)展，2003年，我國模具總產(chǎn)值超過400億元人民幣[12]。模具工業(yè)的發(fā)展和進步，在很大程度上取決于模具加工設(shè)備、軟件及切削刀具的制造水平。如今，人們對手機、電腦、汽車、手表、數(shù)碼電子等商品的要求一點也不低于發(fā)達國家

44、。但另一方面，我國生產(chǎn)這些商品所需模具的工作母機即模具加工設(shè)備的制造水準，從總體上來說還是比較低的。這就出現(xiàn)了一個奇怪的現(xiàn)象，這些年我國模具生產(chǎn)所需的先進加工設(shè)備、制造軟件及切削刀具進口越來越多。去年，我國機床進口約60億美元，其中用于模具生產(chǎn)的就占十分之一；去年我國模具生產(chǎn)所需超硬質(zhì)合金和陶瓷等超硬刀具銷售額約12億元，其中90%依賴進口[13]。 隨著計算機軟件的發(fā)展和進步，CAD/CAE/CAM 技術(shù)也日臻成熟，其現(xiàn)代模具中的應(yīng)用

45、將越來越廣泛。可以預(yù)料不久的將來，模具</p><p>　　1.4.3 冷沖模具的發(fā)展方向 </p><p>　　發(fā)展模具工業(yè)的關(guān)鍵是制造模具的技術(shù)和相關(guān)人才以及模具材料。 </p><p>　　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[14]： </p><p>

46、;　　(1) 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)資源重新整合，使虛擬制造成為可能[15]。 </p>&l

47、t;p>　　(2) 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[16]。 </p><p>　　(3) 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C

48、AD數(shù)據(jù)，用于模具制造業(yè)的“逆向工程” [17]。  </p><p>　　(4) 電火花銑削加工。 </p><p>　　5) 提高模具標準化程度：我國模具標準化程度正在不斷提高，估計目前我國模具標準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。 </p><p>　　(6) 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)

49、來提高模具的壽命就顯得十分必要。 </p><p>　　(7) 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[18]。 </p><p>　　(8) 模具自動加工系統(tǒng)的發(fā)展 。然近年來我國模具行業(yè)職工隊伍發(fā)展迅速，估計目前已達近百萬人，但由于模具企業(yè)數(shù)量的

50、急劇膨脹、傳統(tǒng)教育的力不從心以及模具技師的老齡化，模具人才遠遠跟不上行業(yè)的發(fā)展需求，主要表現(xiàn)在 （1）總量不足。對中國的模具企業(yè)來說，如何更好地管理人才，如何留住人才，如何為人才提供足夠的平臺和發(fā)展空間是擺在眼前的一個嚴峻的、迫切需要解決的課題，否則，人才緊缺問題將成為中國模具工業(yè)繼續(xù)高速發(fā)展的一個重要障礙[19]。（2） 因選材和用材不當(dāng)，致使模具過早失效，大約占失效模具的45%以上。在整個模具價格構(gòu)成中，材料所占比重不

51、大，一般在20% ～30% 。因此，選用優(yōu)質(zhì)鋼材和應(yīng)用表面處理技術(shù)來提高模具的壽命就顯得十分必要。對于模具鋼來說，要采用電渣重熔工藝，如采用粉末冶金工藝制造的粉末高速鋼等。(3)模具鋼品種規(guī)格多樣化、產(chǎn)品精細化、制品化，盡量縮短供貨時間亦是重要發(fā)展趨勢。 </p><p>　　這只是發(fā)展模具工業(yè)的三個重要部分，要向使模具工業(yè)在我國經(jīng)濟建設(shè)中發(fā)揮更大的作用，需要國家更大的關(guān)注與投入，帶動相關(guān)人員研究和發(fā)展</

52、p><p>　　1.5 沖壓行業(yè)阻力和障礙與突破【3】</p><p>　　阻力一：機械化、自動化程度低</p><p>　　美國680條沖壓線中有70%為多工位壓力機，日本國內(nèi)250條生產(chǎn)線有32%為多工位壓力機，而這種代表當(dāng)今國際水平的大型多工位壓力機在我國的應(yīng)用卻為數(shù)不多；中小企業(yè)設(shè)備普遍較落后，耗能耗材高，環(huán)境污染嚴重；封頭成形設(shè)備簡陋，手工操作比重大；精沖機價

53、格昂貴，是普通壓力機的5~10倍，多數(shù)企業(yè)無力投資阻礙了精沖技術(shù)在我國的推廣應(yīng)用；液壓成形，尤其是內(nèi)高壓成形，設(shè)備投資大，國內(nèi)難以起步。</p><p>　　突破點：加速技術(shù)改造</p><p>　　要改變當(dāng)前大部分還是手工上下料的落后局面，結(jié)合具體情況，采取新工藝，提高機械化、自動化程度。汽車車身覆蓋件沖壓應(yīng)向單機連線自動化、機器人沖壓生產(chǎn)線，特別是大型多工位壓力機方向發(fā)展。爭取加大投資

54、力度，加速沖壓生產(chǎn)線的技術(shù)改造，使盡早達到當(dāng)今國際水平。而隨著微電子技術(shù)和通訊技術(shù)的發(fā)展使板材成形裝備自動化、柔性化有了技術(shù)基礎(chǔ)。應(yīng)加速發(fā)展數(shù)字化柔性成形技術(shù)、液壓成形技術(shù)、高精度復(fù)合化成形技術(shù)以及適應(yīng)新一代輕量化車身結(jié)構(gòu)的型材彎曲成形技術(shù)及相關(guān)設(shè)備。同時改造國內(nèi)舊設(shè)備，使其發(fā)揮新的生產(chǎn)能力。</p><p>　　阻力二：生產(chǎn)集中度低</p><p>　　許多汽車集團大而全，形成封閉內(nèi)部配

55、套，導(dǎo)致各企業(yè)的沖壓件種類多，生產(chǎn)集中度低，規(guī)模小，易造成低水平的重復(fù)建設(shè)，難以滿足專業(yè)化分工生產(chǎn)，市場競爭力弱；摩托車沖壓行業(yè)面臨激烈的市場競爭，處于“優(yōu)而不勝，劣而不汰”的狀態(tài)；封頭制造企業(yè)小而散，集中度僅39.2%。</p><p>　　突破點：走專業(yè)化道路</p><p>　　迅速改變目前“大而全”、“散亂差”的格局，盡快從汽車集團中把沖壓零部件分離出來，按沖壓件的大、中、小分門別

56、類，成立幾個大型的沖壓零部件制造供應(yīng)中心及幾十個小而專的零部件工廠。通過專業(yè)化道路，才能把沖壓零部件做大做強，成為國際上有競爭實力的沖壓零部件供應(yīng)商。</p><p>　　阻力三：沖壓板材自給率不足，品種規(guī)格不配套</p><p>　　目前，我國汽車薄板只能滿足60%左右，而高檔轎車用鋼板，如高強度板、合金化鍍鋅板、超寬板(1650mm以上)等都依賴進口。</p><p

57、>　　突破點：所用的材料應(yīng)與行業(yè)協(xié)調(diào)發(fā)展</p><p>　　汽車用鋼板的品種應(yīng)更趨向合理，朝著高強、高耐蝕和各種規(guī)格的薄鋼板方向發(fā)展，并改善沖壓性能。鋁、鎂合金已成為汽車輕量化的理性材料，擴大應(yīng)用已勢在必行。</p><p>　　阻力四：科技成果轉(zhuǎn)化慢先進工藝推廣慢</p><p>　　在我國，許多沖壓新技術(shù)起步并不晚，有些還達到了國際先進水平，但常常很難形

58、成生產(chǎn)力。先進沖壓工藝應(yīng)用不多，有的僅處于試用階段，吸收、轉(zhuǎn)化、推廣速度慢。技術(shù)開發(fā)費用投入少，導(dǎo)致企業(yè)對先進技術(shù)的掌握應(yīng)用慢，開發(fā)創(chuàng)新能力不足，中小企業(yè)在這方面的差距更甚。目前，國內(nèi)企業(yè)大部分仍采用傳統(tǒng)沖壓技術(shù)，對下一代輕量化汽車結(jié)構(gòu)和用材所需的成形技術(shù)缺少研究與技術(shù)儲備。</p><p>　　突破點：提升信息化、標準化水平</p><p>　　必須用信息化技術(shù)改造模具企業(yè)，發(fā)展重點在于

59、大力推廣CAD/CAM/CAE一體化技術(shù)，特別是成形過程的計算機模擬分析和優(yōu)化技術(shù)(CAE)。加速我國模具標準化進程，提高精度和互換率。力爭2005年模具標準件使用覆蓋率達到60%，2010年達到70%以上基本滿足市場需求。</p><p>　　阻力五：大、精模具依賴進口</p><p>　　當(dāng)前，沖壓模具的材料、設(shè)計、制作均滿足不了國內(nèi)汽車發(fā)展的需要，而且標準化程度尚低，大約為40%～4

60、5%，而國際上一般在70%左右。</p><p>　　突破點：走產(chǎn)、學(xué)、研聯(lián)合之路</p><p>　　我國與歐、美、日等相比，存在的最大的差距就是還沒有一個產(chǎn)、學(xué)研聯(lián)合體，科研難以做大，成果不能盡快轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力。所以應(yīng)圍繞大型開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化項目，以高校和科研單位為技術(shù)支持，企業(yè)為應(yīng)用基地，形成產(chǎn)品、設(shè)備、材料、技術(shù)的企業(yè)聯(lián)合實體，形成既能開發(fā)創(chuàng)新，又能迅速產(chǎn)業(yè)化的良性循環(huán)。</p&g

61、t;<p>　　阻力五：大、精模具依賴進口。當(dāng)前，沖壓模具的材料、設(shè)計、制作均滿足不了國內(nèi)汽車發(fā)展的需要，而且標準化程度尚低，大約為40%～45%，而國際上一般在70%左右。</p><p>　　阻力六：專業(yè)人才缺乏</p><p>　　業(yè)內(nèi)掌握先進設(shè)計分析技術(shù)和數(shù)字化技術(shù)的高素質(zhì)人才遠遠不能滿足沖壓行業(yè)飛速發(fā)展的需要，尤其是摩托車行業(yè)中具備沖壓知識和技術(shù)和技能的專業(yè)人才更為

62、缺乏且大量外流。另外，眾多合資公司由外方進行工程設(shè)計，掌握設(shè)計權(quán)、投資權(quán)，我方?jīng)_壓技術(shù)人員難以真正掌握沖壓工藝的真諦。</p><p>　　突破點：提高行業(yè)人員素質(zhì)</p><p>　　這是一項迫在眉睫的任務(wù)，又是一項長期而系統(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、具有現(xiàn)代管理知識和能力的企業(yè)家，大批掌握先進技術(shù)、工藝的高級技能人才。要舍得花大力氣，有計劃、

63、分層次地培養(yǎng)。</p><p>　　1.6 相關(guān)研究的最新成果及動態(tài)【3】</p><p>　　模具的出現(xiàn)可以追溯到幾千年以前的陶瓷燒制和青銅器鑄造，但其大規(guī)模應(yīng)用確是隨著現(xiàn)代工業(yè)的崛起而發(fā)展起來的。從世界范圍看，當(dāng)時美國的沖壓技術(shù)走在最前列，而瑞士的精沖、德國的冷擠壓技術(shù)、蘇聯(lián)對塑性加工的研究也處于世界先進行列。20世紀50年代以前模具設(shè)計多憑經(jīng)驗，參考已有的圖紙和感性認識，根據(jù)用戶的要

64、求，制作能滿足產(chǎn)品要求的模具，但對所設(shè)計模具零件的機械性能缺乏了解。從1955年到1965年，人們通過對模具主要零件的機械性能和受力狀況進行數(shù)學(xué)分析，對金屬塑性加工工藝及原理進行深入探討，使得沖壓技術(shù)得到迅猛發(fā)展。在這期間歸納出的設(shè)計原則使得壓力機械、沖壓材料、加工方法、模具結(jié)構(gòu)、模具材料、模具制造方法、自動化裝置等領(lǐng)域面貌一新，并向?qū)嵱没姆较蛲七M。進入20世紀70年代，不斷涌現(xiàn)出各種高效率、高精度、高壽命的多功能的自動模具。從20世

65、紀70年代至今，計算機逐漸進入了模具生產(chǎn)的設(shè)計、制造、管理等各個領(lǐng)域；輔助進行零件圖形輸入、毛胚展開、調(diào)料排樣、確定模具尺寸和標準、繪制裝配圖和零件圖、輸出NC程序等工作，使得模具設(shè)計、加工精度與復(fù)雜性不斷提高，模具制造周期不斷縮短。當(dāng)前國際上計算機（CAD）和計</p><p>　　隨著工業(yè)技術(shù)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和快速適應(yīng)工業(yè)產(chǎn)品更新?lián)Q代和提高質(zhì)量的要求，發(fā)達國家從20世紀50年代就開始了模具CAD/CAM技術(shù)的

66、研究。如美國通用汽車公司早在20世紀50年代就將CAD/CAM技術(shù)應(yīng)用于汽車覆蓋件的設(shè)計與制造；20世紀70年代日本機械工程實驗室和日本旭光學(xué)工業(yè)公司分別開發(fā)了連續(xù)模設(shè)計系統(tǒng)MEL和沖空彎曲模系統(tǒng)PENTAX；1982年，日立公司研制了沖裁模CAD系統(tǒng)。到20世紀80年代，模具CAD/CAM技術(shù)已廣泛應(yīng)用于冷沖模具的設(shè)計與制造[5]。 </p><p>　　冷沖壓的加工工藝在我國的具有悠久的歷史。半個世紀以來，我

67、國的冷沖壓工藝和其他生產(chǎn)工藝一樣得到了迅速的發(fā)展。冷沖壓加工的工藝和設(shè)備正在不斷的發(fā)展（包括沖壓模具技術(shù)的發(fā)展），把冷沖壓技術(shù)提高到了新的水平。為適應(yīng)冷沖壓工藝水平的提高，我國對沖模的研制也在不斷加強。但是總體上說，我國模具工業(yè)起步較晚、基礎(chǔ)差，就總量來看，大型、精密、浮渣、長壽名命模具產(chǎn)需矛盾仍然十分突出。雖然在模具的制造方法、手段方面達到了國際水平，模具結(jié)構(gòu)、功能方面也接近國際水平，但是在制造的質(zhì)量、精度、制造周期和成本方面和國外還

68、存在一定的差距。我國模具CAD/CAM技術(shù)從20世紀80年代才起步，長期處于低水平重復(fù)開發(fā)階段，許多軟件依賴于進口，對許多引進的CAD/CAM系統(tǒng)缺乏二次開發(fā)。以下是我國近年來模具產(chǎn)值模具進出口情況表[6]： </p><p>　　表1 2000年以來中國歷年模具產(chǎn)值表/（億元人民幣） </p><p>　　表2 2000年以來中國歷年模具進出口情況表/（萬美元） </p>

69、<p>　　從表一我們可以看出模具行業(yè)的發(fā)展是迅速的，其產(chǎn)值正在一年比一年提高。從表二看出我國模具的進出口重量保持上升勢頭，由于在大型、精密、浮渣、長壽命模具缺乏的情況下，高技術(shù)的模具依賴于進口。所以研究和提高冷沖壓模具，并把CAD/CAM技術(shù)運用于模具設(shè)計的實際中去對于我國模具的發(fā)展具有十分重要的意義。 </p><p>　　1.7目前沖壓技術(shù)的發(fā)展方向[7]： </p><p&

70、gt;　?。?）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。 </p><p>　?。?）應(yīng)用先進工藝：氣體、液體、橡膠、超塑性成型等先進工藝，對某些復(fù)雜零件的成型有明顯的效果，要深入研究其變形機理，確定合理工藝參數(shù)，提高

71、成型效能和實用性。 </p><p>　?。?）沖壓生產(chǎn)機械化、自動化：研制自動送、退料裝置，多工位自動壓力機，自動生產(chǎn)線，帶自動保護的監(jiān)視和檢測裝置等，這是提高勞動生產(chǎn)率、減輕勞動強度和保證操作安全的有效措施。 </p><p>　?。?）模具標準化：不僅要有各種規(guī)格和精度的模架標準，還要發(fā)展典型模具結(jié)構(gòu)和零部件的標準化工作，降低模具設(shè)計復(fù)雜程度，降低模具制造技術(shù)，縮短生產(chǎn)準備周期。 &

72、lt;/p><p>　?。?）發(fā)展具的計算機輔助設(shè)計與輔助制造：計算機輔助設(shè)計，就是用電子計算機作為信息處理手段，進行最佳判斷、計算，實現(xiàn)綜合設(shè)計。計算機輔助制造，就是生產(chǎn)人員借助計算機對模具制造實行監(jiān)督、控制和管理。將模具設(shè)計與制造聯(lián)成一個統(tǒng)一的計算機控制系統(tǒng)，是向自動化發(fā)展的有效途徑，對提高模具設(shè)計與制造質(zhì)量、簡化模具設(shè)計和生產(chǎn)管理將起巨大的作用</p><p>　　1.7畢業(yè)設(shè)計的意義&

73、lt;/p><p>　　畢業(yè)設(shè)計是大學(xué)四年的綜合性實踐環(huán)節(jié)，目的是通過課題的設(shè)計研究，培養(yǎng)綜合運用各門課程知識的能力，培養(yǎng)獨立分析問題和解決問題的能力。但是，雖然是作為本科學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計，但設(shè)計過程中應(yīng)密切與生產(chǎn)實際相結(jié)合，應(yīng)與培養(yǎng)職業(yè)能力相結(jié)合，應(yīng)體現(xiàn)與實際貼切的特點。</p><p>　　在指導(dǎo)教師周密安排和精心指導(dǎo)下，這次畢業(yè)設(shè)計從確定設(shè)計課題、擬定設(shè)計方案、設(shè)計過程到畢業(yè)答辯都按照畢業(yè)

74、設(shè)計工作計劃進行。</p><p>　　第一，充分調(diào)研，確定應(yīng)用型畢業(yè)設(shè)計課題。</p><p>　　選好畢業(yè)設(shè)計題目是實現(xiàn)畢業(yè)設(shè)計目標、保證畢業(yè)設(shè)計質(zhì)量的前提，我的畢業(yè)設(shè)計的課題取自企業(yè)生產(chǎn)實際。這個課題能較全面地應(yīng)用所學(xué)專業(yè)知識或者將來工作所需的專業(yè)技術(shù)，達到綜合運用的目的，既能夠解決企業(yè)急需解決的生產(chǎn)技術(shù)問題，又能夠培養(yǎng)自己的職業(yè)崗位能力，難度不是很大，符合我們本科生的專業(yè)理論知識水

75、平和實際設(shè)計能力，工作量恰當(dāng)，能夠在規(guī)定時間內(nèi)完成。</p><p>　　但是該課題是真題真做，雖然難度不是很大，但要使設(shè)計圖紙能真接用于生產(chǎn)，去造出零件，并能滿足使用要求，也是不容易的。</p><p>　　第二，反復(fù)論證，確定產(chǎn)品設(shè)計方案。</p><p>　　明確課題的性質(zhì)、意義、設(shè)計內(nèi)容、設(shè)計要達到的技術(shù)經(jīng)濟指標和完成時間，并確定好正確合理的設(shè)計方案是完成設(shè)

76、計任務(wù)的保證，指導(dǎo)教師、企業(yè)技術(shù)員讓我參與設(shè)計方案的討論，使我對課題設(shè)計方案心中有數(shù)。</p><p>　　第三，虛心求教，仔細認真地進行畢業(yè)設(shè)計。</p><p>　　我們本科學(xué)生基礎(chǔ)理論知識充分，但設(shè)計能力與實際生產(chǎn)所需仍有不小距離。為了使我很快地進入工作狀態(tài)，指導(dǎo)教師耐心向我們介紹機械產(chǎn)品設(shè)計方法、一般步驟和設(shè)計過程中應(yīng)注意的事項。單位領(lǐng)導(dǎo)給我們足夠的空間到機加工生產(chǎn)車間，熟悉零件加

77、工對設(shè)計的要求，使設(shè)計能用于生產(chǎn)。在設(shè)計中能主動請教指導(dǎo)老師，培養(yǎng)綜合運用機械制圖、工程材料與熱處理、公差配合、計算機繪圖、機械制造工藝等專業(yè)知識的能力，培養(yǎng)查閱技術(shù)資料和其它專業(yè)文獻的能力，培養(yǎng)嚴謹?shù)墓ぷ鲬B(tài)度和踏實的工作作風(fēng)，明確必須有高度責(zé)任心、嚴肅認真的工作習(xí)慣，才能做好設(shè)計工作，減少工作失誤，避免給企業(yè)生產(chǎn)造成損失。充分發(fā)揮主觀能動性，積極思考，大膽創(chuàng)新。</p><p>　　第四，完善設(shè)計，準備畢業(yè)設(shè)計

78、答辯。</p><p>　　完整的設(shè)計包括設(shè)計圖紙和設(shè)計說明書等技術(shù)文件。根據(jù)設(shè)計任務(wù)書要求，全面檢查設(shè)計技術(shù)資料，按照指導(dǎo)教師的批改，認真修改圖紙錯誤，認真修改設(shè)計說明書.</p><p>　　應(yīng)該說，在指導(dǎo)教師的認真指導(dǎo)下，我基本完成了這套沖裁模的設(shè)計工作，通過這次設(shè)計，學(xué)到了很多知識和技術(shù)。</p><p>　　由于本人設(shè)計水平有限，必然在設(shè)計中仍有很多缺點和

79、錯誤，敬請老師們批評指正。</p><p>　　第二章． 必備理論知識</p><p>　　2.1沖裁變形過程【12】</p><p>　　沖裁變形過程。如果模具間隙正常，沖裁變形過程大致可分為如下三個階段。</p><p>　　2.1.1 彈性變形階段(圖2.2.2Ⅰ)</p><p>　　在凸模壓力下，材料產(chǎn)生彈性

80、壓縮、拉伸和彎曲變形，凹模上的板料則向上翹曲，間隙越大，彎曲和上翹越嚴重。</p><p>　　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，塑性變形階段便告終，此時沖裁變形抗力達到最大值。由于凸、凹模間存在有間隙，故在這個階段中板料還伴隨著彎曲和拉

81、伸變形。間隙越大，彎曲和拉伸變形也越大。</p><p>　　2.1.3 斷裂分離階段(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)部擴展，當(dāng)上下裂紋重合時，板料便被剪斷分離。 </p><p>　　2.2.3所示沖裁力-凸模行程曲線可明顯

82、看出沖裁變形過程的三個階段。圖中OA段是沖裁的彈性變形階段；AB段是塑性變形階段，B點為沖裁力的最大值，在此點材料開始剪裂，BC段為微裂紋擴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所需的力。</p><p>　　圖2.2.2 沖裁變形過程 圖2.2.3沖裁力曲線</p><p><b>　　2.2沖裁件

83、質(zhì)量</b></p><p>　　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。</p><p>　　2.2.1．沖裁件斷面質(zhì)量【6】   由于沖裁變形的特點，沖裁件的斷面明顯地分成四個特征區(qū)，即圓角帶a、光亮帶b、斷裂帶c與

84、毛刺區(qū)d，如圖2.2.4所示。 圓角帶a ：該區(qū)域的形成是當(dāng)凸模刃口壓入材料時，刃口附近的材料產(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)力作用下不斷擴展而形成的

85、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，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。</p><p>　　a）沖孔件 b）落料件</p><p>　　2.3 沖裁間隙【14】</p><p>　　2．3．1.

86、沖裁間隙Z</p><p>　　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，但在普通沖裁中，均為正值。</p><p>　　圖2.3.1 沖裁模間隙</p><p>　　2.3.2 沖裁間隙的確定方法【13】</p&g

87、t;<p>　　在沖壓實際生產(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因素綜合考慮，給間隙規(guī)定一個范圍值。只要間隙在這個范圍內(nèi)，就能得到質(zhì)量合格的沖裁件和較長的模具壽命。這個間隙范圍就稱為合理間隙，這個范圍的最小值稱為最小合理間隙（Zmin），最大值稱為最大合理間隙（Zmax）?？紤]到在生產(chǎn)過程中的磨損使間隙變大，故設(shè)計與制造新模具時應(yīng)采用最小合理間隙Zmin。確定合理間隙值有理論法和經(jīng)驗確定法兩種。</

88、p><p><b>　?。?）理論法</b></p><p>　　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行計算。圖2.3.2所示為沖裁過程中開始產(chǎn)生裂紋的瞬時狀態(tài)，根據(jù)圖中幾何關(guān)系可求得合理間隙Z為</p><p>　　上式可看出，合理間隙Z與材料厚度t、凸模相對擠入材料深度 、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

89、。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。由于理論計算法在生產(chǎn)中使用不方便，故目前廣泛采用的是經(jīng)驗數(shù)據(jù)。</p><p><b>　　(2)．經(jīng)驗確定法</b></p><p>　　根據(jù)研究與實際生產(chǎn)經(jīng)驗，間隙值可按要求分類查表確定。對于尺寸精度、斷面質(zhì)量要

90、求高的沖裁件應(yīng)選用較小間隙值（表2.3.2），這時沖裁力與模具壽命作為次要因素考慮。對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，選用較大的雙面間隙值（表2.3.3）?？稍斠奊B/T16743-1997。 </p><p>　　2.4凸凹模尺寸計算【10】</p><p>　　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

91、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)計中的一項重要工作。</p><p>　　2.4.1.凸凹模尺寸計算原則</p><p>　　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量和使用中，則是以光亮帶的尺寸為基準。</p><p>　　落料件的光亮帶處于大端尺寸，其光亮帶是因凹模刃口

92、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。</p><p>　　沖孔件的光亮帶處于小端尺寸，其光亮帶是凸模刃口擠切材料產(chǎn)生的，且沖孔件的小端（光面）尺寸等于凸模尺寸【2】。</p><p>　　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【4】：

93、0;    （１）．設(shè)計落料模先確定凹模刃口尺寸。以凹模為基準，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)計沖孔模先確定凸模刃口尺寸。以凸模為基準，間隙取在凹模上，沖裁間隙通過增大凹模刃口尺寸來取得。 （２）．根據(jù)沖模在使用過程中的磨損規(guī)律，設(shè)計落料模時，凹?；境叽鐟?yīng)取接近或等于工件的最小極限尺寸；設(shè)計沖孔模時，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

94、定程度時，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)工件制造精度進行選?。?#160;    工件精度IT10以上 X=1     工件精度IT11～IT13 X=

95、0.75     工件精度IT14 X=0.5     （３）．不管落料還是沖孔，沖裁間隙一般選用最小合理間隙值（Zmin）。</p><p>　　2.4.2．凸凹模刃口計算方法【14】</p><p>　　由于沖模加工方法不同，刃口尺寸的計算方法也不同，基本上可分為兩類。</p>&l

96、t;p>　?。?）．按凸模與凹模圖樣分別加工法</p><p>　　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、凹模制造相對簡單，精度容易保證，所以采用分別加工，設(shè)計時，需在圖紙上分別標注凸模和凹模刃口尺寸及制造公差。</p><p>　　凸、凹模分別加工法的優(yōu)點是，凸、凹模具有互換性，制造周期短，便于成批制造。其缺點是，為了保證初始間隙在合理范圍內(nèi)，需要采用較小

97、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較高。</p><p>　　沖模刃口與工件尺寸及公差分布情況如圖2.4.1所示。其計算公式如下： </p><p><b>　　落料</b></p><p><b>　　沖孔</b></p><p><b&

98、gt;　　孔心距</b></p><p><b>　　足以下條件</b></p><p>　?。?）．凸模與凹模配作法【3】</p><p>　　對于沖制薄材料（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，常常采用凸模與凹模配作的加工方法。   配作法就是先按設(shè)計尺

99、寸制出一個基準件（凸?；虬寄＃?，然后根據(jù)基準件的實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，并且還可放大基準件的制造公差，使制造容易。設(shè)計時，基準件的刃口尺寸及制造公差應(yīng)詳細標注，而配作件上只標注公稱尺寸，不注公差，但在圖紙上注明：“凸（凹）模刃口按凹（凸）模實際刃口尺寸配制，保證最小雙面合理間隙值Zmin”。  

100、采用配作法，計算凸模或凹模刃口尺寸，首先是根據(jù)凸?；虬寄Ｄp后輪廓變化情況，正確判斷出模具刃口各個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算【14】。  1）凸?；虬寄Ｄp后會增大的尺寸——第一類尺寸A   落料凹?；驔_孔凸模磨損后將會增大的尺寸，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</p>&l

101、t;p><b>　　第一類尺寸： </b></p><p>　　2）凸?；虬寄Ｄp后會減小的尺寸——第二類尺寸B</p><p>　　沖孔凸?；蚵淞习寄Ｄp后將會減小的尺寸，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。</p><p><b>　　第二類尺寸： </b>

102、;</p><p>　　3）凸?；虬寄Ｄp后會基本不變的尺寸——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）計算。</p><p><b>　　第三類尺寸： </b></p><p>　　2.5沖壓力的計

103、算【18】</p><p><b>　　2.5.1．沖裁力</b></p><p>　　沖裁力是沖裁過程中凸模對板料施加的壓力，它是隨凸模進人材料的深度(凸模行程)而變化的。通常說的沖裁力是指沖裁力的最大值，它是選用壓力機和設(shè)計模具的重要依據(jù)之一。 用普通平刃口模具沖裁時，其沖裁力F一般按下式計算：F=KLtτ</p><p>　　式

104、中 F——沖裁力 L——沖裁周邊長度；  t——材料厚度；  τ——材料抗剪強度； K——安全修正系數(shù)。 一般取K＝1.3。    為計算簡便，也可按下式估算沖裁力：</p><p>　　(2.6.2)式中σb——材料的抗拉強度【16】。</p><p>　　2.5.2．頂件力、推件力、卸料力計算【

105、12】</p><p>　　在沖裁結(jié)束時，由于材料的彈性回復(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。</p><p>　　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。</p>

106、;<p>　　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】</p><p>　　卸料力 F=KxF (2.6.3)</p><p>　　推件力 FT=nKTF (2.6.4)</p><p>　　頂件力 FD=KDF     

107、0; (2.6.5)</p><p>　　式中 F——沖裁力；  ——卸料力、推件力、頂件力系數(shù)，見表2.6.1；     n——同時卡在凹模內(nèi)的沖裁件(或廢料)數(shù)。    h——凹模洞口的直刃壁高度； t——板料厚度</p><p>　　注：卸料力系數(shù)Kx，在沖多孔、大搭邊和輪廓復(fù)雜制件時

108、取上限值【3】。</p><p>　　2.5.3.壓力機公稱壓力的計算【12】</p><p>　　壓力機的公稱壓力必須大于或等于各種沖壓工藝力的總和Fz。Fz的計算應(yīng)根據(jù)不同的模具結(jié)構(gòu)分別對待，即采用彈性卸料裝置和下出料方式的沖裁模時 (2.6.6) 采用彈性卸料裝置和上出料方式的沖裁模時  (2.6.7) 采用剛性卸料裝置和下出料方式的沖裁模  (2