沖壓件模具設(shè)計(jì)畢業(yè)論文

1、<p><b>　　本科畢業(yè)論文</b></p><p>　　******件修邊沖孔工藝（二）及三維模具設(shè)計(jì)</p><p>　　****** piece’s trimming punching process and three-dimensional mold design</p><p>　　學(xué)生姓名：******</p&

2、gt;<p>　　班 級(jí)：******班</p><p>　　學(xué) 號(hào)：******</p><p>　　學(xué) 院：材料科學(xué)與工程學(xué)院</p><p>　　專 業(yè)：材料成型及控制工程</p><p>　　指導(dǎo)教師：****** 副教授</p><p>　　2011年6月11日</

3、p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　自從進(jìn)入20世紀(jì)以來，我們國(guó)家的汽車制造業(yè)就迅速膨脹起來，從上海大眾到廣東東風(fēng)，從通用汽車到天津吉利，從釀酒到進(jìn)軍汽車模具產(chǎn)業(yè)的四川五糧液集團(tuán)，掀起一股涉及行業(yè)內(nèi)由大型卡車到小型汽車生產(chǎn)的調(diào)整，老牌汽車基礎(chǔ)上出現(xiàn)新的產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)，跨行業(yè)的進(jìn)入性競(jìng)爭(zhēng)，形勢(shì)一片大好。</p><p>　　板料沖壓成

4、形以其生產(chǎn)效率高、操作簡(jiǎn)單、容易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化處理過程，適合成批生產(chǎn)；在材料消耗不多的情況下，可以獲得強(qiáng)度高、剛度大、而重量輕的零件；可得到其它加工方法難以實(shí)現(xiàn)的或無法加工的復(fù)雜形狀零件。這些特點(diǎn)符合了汽車制造業(yè)面對(duì)市場(chǎng)挑戰(zhàn)的要求，因此在汽車制造業(yè)中被廣泛應(yīng)用。</p><p>　　本文是關(guān)于汽車變速器加強(qiáng)板的沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)，從工件的尺寸特點(diǎn)，材料性能，沖壓的工藝性從而確定模具設(shè)計(jì)的工藝方案。重點(diǎn)分析了修

5、邊及沖孔的工藝性。重點(diǎn)介紹了模具尺寸的確定、成形力計(jì)算、沖壓設(shè)備的選擇和模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、各種標(biāo)準(zhǔn)件的選用以及模具材料的選用等。運(yùn)用CAD，CATIA軟件對(duì)模具進(jìn)行三維設(shè)計(jì)、虛擬裝配，模擬沖壓模具的工作過程。</p><p>　　關(guān)鍵詞:冷沖壓；模具；高強(qiáng)鋼；三維設(shè)計(jì)、虛擬裝配</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>

6、;　　Since entering since the 20th century, our country's car industry is quickly swell, from Shanghai Volkswagen to guangdong dongfeng, from gm to tianjin giovanni cobolli gigli, from brewing into auto mould industry

7、to the sichuan wu liang ye group, starting a shares involves by large trucks in the industry to small car production adjustment, based on old car appeared new industry competition, cross-industry into sexual competition,

8、 the situation is excellent. </p><p>　　Sheet metal stamping with its high production efficiency, simple operation, easy to realize mechanization and automation process, suitable for mass production; Few in m

9、aterial consumption, it can get high intensity, stiffness big, and lightweight parts; Other processing methods available difficult-to-achieve or unable to processing complex shape parts. These characteristics to meet the

10、 challenges facing the market of auto manufacturing requirements, so in automobile manufacturing industry has be</p><p>　　This paper is about the auto transmission reinforcing plate stamping technology and d

11、ie design, from size of workpiece material properties, stamping characteristics, the technology of mould design to determine the process scheme. Mainly analyzed the technology of trimming and punching. Mainly introduces

12、mold size determine, forming force calculation, stamping equipment selection and mold structure design, all kinds of standard selection and material selection of mould etc. Using CATIA software t</p><p>　　Ke

13、y words：cold stamping; Mould; three-dimensional design;virtual assembly;trixiality</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　前言1</b></p><p><b>　　第一章 緒論3</b&g

14、t;</p><p><b>　　1.1 引言3</b></p><p>　　1.2冷沖壓技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展3</p><p>　　1.2.1模具的發(fā)展現(xiàn)狀3</p><p>　　1.2.2沖壓的概念、特點(diǎn)及應(yīng)用5</p><p>　　1.2.3.沖壓技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)6</p>

15、<p>　　1.3選題意義及主要研究?jī)?nèi)容8</p><p>　　1.3.1 選題意義8</p><p>　　1.3.2 主要研究（設(shè)計(jì)內(nèi)容）9</p><p>　　1.4 發(fā)展趨勢(shì)與研究的主攻方向11</p><p>　　1.4.1 國(guó)內(nèi)外發(fā)展趨勢(shì)11</p><p>　　1.4.2 發(fā)展趨勢(shì)主要

16、表現(xiàn)12</p><p>　　第二章 設(shè)計(jì)任務(wù)及設(shè)計(jì)方案分析15</p><p>　　2.1 零件的分析15</p><p>　　2.1.1設(shè)計(jì)內(nèi)容15</p><p>　　2.1.2擬解決的主要問題18</p><p>　　2.2 設(shè)計(jì)方案及分析19</p><p>　　2.2.

17、1沖裁加工原理19</p><p>　　2.3零件沖裁工藝分析20</p><p>　　2.3.1 沖裁件最小孔間距的校核22</p><p>　　2.3.2 沖裁件最小孔邊距的校核22</p><p>　　2.3.3對(duì)零件精度的分析22</p><p>　　2.4擬訂工藝方案22</p>&

18、lt;p>　　2.4.1基本工藝方案確定22</p><p>　　2.4.2 模具形式與結(jié)構(gòu)比較24</p><p>　　2.4.3 模具總體設(shè)計(jì)25</p><p>　　第三章 模具設(shè)計(jì)計(jì)算29</p><p>　　3.1基本尺寸計(jì)算29</p><p>　　3.1.1毛坯尺寸29</p>

19、;<p>　　3.1.2計(jì)算材料利用率29</p><p>　　3.2沖壓力的計(jì)算29</p><p>　　3.2.1沖裁力的計(jì)算29</p><p>　　3.2.2推件力、頂件力、卸料力、的計(jì)算30</p><p>　　3.3模具壓力中心的確定31</p><p>　　3.4工作零件刃口尺寸計(jì)

20、算31</p><p>　　3.4.1沖裁間隙分析31</p><p>　　3.4.2落料沖孔凹、凸模刃口尺寸計(jì)算33</p><p>　　第四章 主要零部件設(shè)計(jì)35</p><p>　　4.1模架的選用35</p><p>　　4.2沖孔凸模35</p><p>　　4.3沖孔凹模

21、36</p><p>　　4.4卸料部件的設(shè)計(jì)37</p><p>　　4.4.1卸料件的設(shè)計(jì)37</p><p>　　4.4.2卸料螺釘?shù)倪x用38</p><p>　　4.5導(dǎo)向裝置的選用39</p><p>　　4.5.1導(dǎo)柱的選用39</p><p>　　4.5.2導(dǎo)套的選用

22、40</p><p>　　4.6頂件裝置的選用41</p><p>　　4.7壓力機(jī)的選擇43</p><p>　　4.8緊固件的選擇44</p><p>　　第五章 修邊沖孔模具CAD建模裝配及虛擬裝配仿真47</p><p>　　5.1 CAD平臺(tái)簡(jiǎn)介47</p><p>　　5.

23、1.1 CATIA功能模塊簡(jiǎn)介47</p><p>　　5.1.2 CATIA系統(tǒng)特點(diǎn)50</p><p>　　5.1.3 CATIA應(yīng)用領(lǐng)域52</p><p>　　5.2計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)建模方法53</p><p>　　5.2.1 產(chǎn)品設(shè)計(jì)建模流程及發(fā)展53</p><p>　　5.2.2 幾何實(shí)體建模方法

24、要點(diǎn)54</p><p>　　5.3 修邊沖孔模具實(shí)體模型建模過程56</p><p>　　5.3.1.依據(jù)二維圖紙建立零件的理論模型56</p><p>　　5.3.2 修邊沖孔模具組件模型56</p><p>　　5.4 修邊沖孔模具虛擬裝配61</p><p>　　5.4.2 基于CATIA的虛擬裝配基

25、本過程62</p><p>　　5.5 修邊沖孔模具電子樣機(jī)運(yùn)動(dòng)仿真64</p><p>　　5.5.1電子樣機(jī)技術(shù)簡(jiǎn)介64</p><p>　　5.5.2 左右連接板沖孔落料模裝配仿真過程66</p><p>　　5.6 設(shè)計(jì)并繪制模具總裝圖69</p><p>　　第六章 結(jié)論與展望73</p&g

26、t;<p>　　6.1 論文主要工作結(jié)論73</p><p>　　6.2 對(duì)今后工作的展望73</p><p><b>　　致 謝75</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)77</b></p><p><b>　　前言</b></p>

27、<p>　　自從進(jìn)入20世紀(jì)以來，我們國(guó)家的汽車制造業(yè)就迅速膨脹起來，從上海大眾到廣東東風(fēng)，從通用汽車到天津吉利，從釀酒到進(jìn)軍汽車模具產(chǎn)業(yè)的四川五糧液集團(tuán)，掀起一股涉及行業(yè)內(nèi)由大型卡車到小型汽車生產(chǎn)的調(diào)整，老牌汽車基礎(chǔ)上出現(xiàn)新的產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)，跨行業(yè)的進(jìn)入性競(jìng)爭(zhēng)，形勢(shì)一片大好。</p><p>　　板料沖壓成形以其生產(chǎn)效率高、操作簡(jiǎn)單、容易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化處理過程，適合成批生產(chǎn)；零件表面光潔、美觀、尺寸精

28、度穩(wěn)定、互換性好、成本底；在材料消耗不多的情況下，可以獲得強(qiáng)度高、剛度大、而重量輕的零件；可得到其它加工方法難以實(shí)現(xiàn)的或無法加工的復(fù)雜形狀零件。這些特點(diǎn)符合了汽車制造業(yè)面對(duì)市場(chǎng)挑戰(zhàn)的要求，因此在汽車制造業(yè)中被廣泛應(yīng)用。</p><p>　　基于沖壓模具加工具有以上的特點(diǎn)，聯(lián)系本次設(shè)計(jì)，又由于汽車變速器加強(qiáng)板是薄板料的成型件，可引入沖壓模具來進(jìn)行加工，故可采用連續(xù)沖壓技術(shù)和采用復(fù)合模進(jìn)行加工。在保證沖裁和拉深質(zhì)量的

29、條件下，可以提高加工的效率。能達(dá)到“交貨期短”、“精度高”、“質(zhì)量好”、“價(jià)格低”的要求。然而，由于模具的設(shè)備較龐大，能耗高，目前的模具設(shè)計(jì)到制造出成套的模具的周期還較長(zhǎng)，故不利于模具的更新?lián)Q代。所以采用如此加工辦法來加工，應(yīng)該考慮的沖壓件的批量的大小，由于汽車變速器加強(qiáng)板是汽車上的零件，屬于大批量的生產(chǎn)，所以值得設(shè)計(jì)一套沖壓模具。</p><p>　　本次設(shè)計(jì)立足于基礎(chǔ)知識(shí)的應(yīng)用和面向應(yīng)用性的一個(gè)創(chuàng)新設(shè)計(jì)，從我

30、們國(guó)家現(xiàn)有的工業(yè)技術(shù)狀況和標(biāo)準(zhǔn)，經(jīng)過計(jì)算后對(duì)實(shí)現(xiàn)汽車變速器加強(qiáng)板的沖壓加工的整套模具進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并對(duì)其進(jìn)行裝配，并進(jìn)行相應(yīng)分析，實(shí)現(xiàn)了對(duì)大批量汽車變速器加強(qiáng)板的模具設(shè)計(jì)。運(yùn)用了CAD 畫圖軟件對(duì)裝配圖繪畫和對(duì)重要零件工程圖繪畫，節(jié)約了手工繪圖的時(shí)間，提高了制圖效率，縮短模具制造時(shí)間。</p><p><b>　　第一章 緒論</b></p><p><b>

31、;　　1.1 引言</b></p><p>　　沖壓模具在實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛。在傳統(tǒng)的工業(yè)生產(chǎn)中，工人生產(chǎn)的勞動(dòng)強(qiáng)度大、勞動(dòng)量大，嚴(yán)重影響生產(chǎn)效率的提高。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(dòng)送料技術(shù)也投入到實(shí)際的生產(chǎn)中，沖壓模具可以大大的提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率，減輕工人負(fù)擔(dān)，具有重要的技術(shù)進(jìn)步意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。</p

32、><p>　　1.2冷沖壓技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展</p><p>　　1.2.1模具的發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>　　改革開放以來，隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，市場(chǎng)對(duì)模具的需求量不斷增長(zhǎng)。近年來，模具工業(yè)一直以15%左右的增長(zhǎng)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(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。浙江寧波和黃巖地區(qū)的“模具之鄉(xiāng)”；廣東一

33、些大集團(tuán)公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，科龍、美的、康佳等集團(tuán)紛紛建立了自己的模具制造中心；中外合資和外商獨(dú)資的模具企業(yè)現(xiàn)已有幾千家。</p><p>　　當(dāng)今世界正進(jìn)行著新一輪的產(chǎn)業(yè)調(diào)整，一些模具制造逐漸向發(fā)展中國(guó)家轉(zhuǎn)移，中國(guó)正成為世界模具大國(guó)。近年來，外資對(duì)我國(guó)模具行業(yè)投入量增大，工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家將模具向我國(guó)轉(zhuǎn)移的趨勢(shì)進(jìn)一步明朗化，這代表著我國(guó)模具行業(yè)迎來新一輪的發(fā)展機(jī)遇，也代表著面臨國(guó)外先進(jìn)技術(shù)和高品質(zhì)制品的挑戰(zhàn)。

34、</p><p>　　有數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)目前模具總產(chǎn)值已躍居世界第三，僅次于日本和美國(guó)，其中，汽車、摩托車、家電行業(yè)是模具最大的市場(chǎng)。據(jù)權(quán)威報(bào)告，中國(guó)已成為第一制造大國(guó)。</p><p>　　我國(guó)模具年生產(chǎn)總量雖然已位居世界第三。但設(shè)計(jì)制造水平在總體上要比工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家落后許多。其差距主要表現(xiàn)在下列六方面：</p><p>　　(1)國(guó)內(nèi)自配率不足80%。其中中低檔模具

35、供過于求，中高檔模具自配率不足60%。</p><p>　　(2)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)都不夠合理。我國(guó)模具生產(chǎn)廠點(diǎn)中多數(shù)是自產(chǎn)自配的工模具車間（分廠），專業(yè)模具廠也大多數(shù)是“大而全”“小而全”的組織形式。國(guó)外模具企業(yè)大多是“小而?！?，“小而精”；模具自產(chǎn)自配比例高達(dá)50%以上，國(guó)外70%以上是商品模具。國(guó)內(nèi)模具總量中屬大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具的比例只有30%左右。國(guó)外在50%以上。進(jìn)出

36、口之比2003年為4.1：1；進(jìn)出口相抵后凈進(jìn)口為10.3億美元，為凈進(jìn)口量最大的國(guó)家。</p><p>　　(3)模具產(chǎn)品水平和生產(chǎn)工藝水平總體上比國(guó)際先進(jìn)水平低許多，而模具生產(chǎn)周期卻要比國(guó)際先進(jìn)水平長(zhǎng)許多。產(chǎn)品水平低主要表現(xiàn)在精度、型腔表面粗糙度、壽命及模具的復(fù)雜程度；工藝水平低主要表現(xiàn)在設(shè)計(jì)、加工、工藝裝備等方面。</p><p>　　(4)開發(fā)能力弱，經(jīng)濟(jì)效益欠佳。我國(guó)模具企業(yè)技術(shù)

37、人員比例較低，水平也較低。不重視產(chǎn)品開發(fā)，在市場(chǎng)中常處于被動(dòng)地位。我國(guó)每個(gè)職工平均每年創(chuàng)造模具產(chǎn)值約合1萬(wàn)美元左右，而模具工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家大多是15-20萬(wàn)美元，有的甚至達(dá)到25-30萬(wàn)美元。由此而來的是我國(guó)模具企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益差，大都微利，國(guó)有企業(yè)總體虧損，缺乏后勁。</p><p>　　(5)模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率低。國(guó)外先進(jìn)國(guó)家模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率達(dá)70%以上，國(guó)內(nèi)模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率只有45%左右。

38、</p><p>　　(6)與國(guó)際先進(jìn)水平相比，模具企業(yè)的管理落后更甚于技術(shù)落后。技術(shù)落后易被發(fā)現(xiàn)，管理落后易被忽視。國(guó)內(nèi)大多數(shù)模具企業(yè)還沿用過去作坊式管理模式。真正實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化企業(yè)管理的還不多。</p><p>　　1.2.2沖壓的概念、特點(diǎn)及應(yīng)用</p><p>　　沖壓是利用安裝在沖壓設(shè)備上的模具對(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

39、加工方法。沖壓通常是在常溫下對(duì)材料進(jìn)行冷變形加工，且主要是采用板料來加工成形所需零件，所以也叫冷沖壓或板料沖壓。沖壓是材料壓力加工或塑性加工的主要方法之一，隸屬于材料成形工程技術(shù)。</p><p>　　沖壓所使用的模具稱為沖壓模具，簡(jiǎn)稱沖模。沖模是將材料批量加工成所需沖件的專用工具。沖模在沖壓中至關(guān)重要，沒有符合要求的沖模，批量沖壓生產(chǎn)就難以進(jìn)行；沒有先進(jìn)的沖模，先進(jìn)的沖壓工藝就無法實(shí)現(xiàn)。</p>

40、<p>　　與機(jī)械加工及塑性加工的其他方法相比，沖壓加工無論在技術(shù)方面還是經(jīng)濟(jì)方面都具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。主要表現(xiàn)如下。</p><p>　　(1)沖壓加工的生產(chǎn)效率高，且操作方便，易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化與自動(dòng)化。</p><p>　　(2)沖壓是由模具保證了沖壓件的尺寸與形狀精度，且一般不破壞沖壓材料的表面質(zhì)量，而模具的壽命一般較長(zhǎng)，所以沖壓件的質(zhì)量穩(wěn)定，互換性好，具有“一模一樣”的特征

41、。</p><p>　　(3)沖壓可制造出尺寸范圍較大、形狀較復(fù)雜的零件，如小到鐘表的秒針，大到汽車縱梁、覆蓋件等，加上沖壓時(shí)材料的冷變形硬化效應(yīng)，沖壓件的強(qiáng)度和剛度均較高。</p><p>　　(4)沖壓一般沒有切削碎料生成，材料的消耗較少，且不需其他的加熱設(shè)備，因而是一種省料，節(jié)能的加工方法，沖壓件的成本較低。</p><p>　　但是，沖壓加工所使用的模具一般

42、具有專用性，有時(shí)一個(gè)復(fù)雜零件需要數(shù)套模具才能加工成形，且模具制造的精度高，技術(shù)要求高，是技術(shù)密集形產(chǎn)品。所以，只有在沖壓件生產(chǎn)批量較大的情況下，沖壓加工的優(yōu)點(diǎn)才能充分體現(xiàn)，從而獲得較好的經(jīng)濟(jì)利益。</p><p>　　沖壓在現(xiàn)代的工業(yè)生產(chǎn)中，尤其是大批量生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛。相當(dāng)多的工業(yè)部門越來越多地采用沖壓方法加工產(chǎn)品零部件，如汽車、農(nóng)機(jī)、儀器、電子、航空、航天、家電、及輕工等行業(yè)。在這些部門中，沖壓件所占的比重

43、都相當(dāng)大，少則60%以上，多則90%以上。不少過去用鍛造、鑄造和切削加工方法制造的零件，現(xiàn)在大多數(shù)也被質(zhì)量輕、剛度好的沖壓件所代替。因此可以說，如果生產(chǎn)中不廣泛采用沖壓工藝，許多工業(yè)部門要提高生產(chǎn)率、提高產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本、進(jìn)行產(chǎn)品更新?lián)Q代等都是難以實(shí)現(xiàn)的。</p><p>　　1.2.3.沖壓技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)</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”

44、、“質(zhì)量好”、“價(jià)格低”的要求服務(wù)。達(dá)到這一要求急需發(fā)展如下幾項(xiàng)：</p><p>　　(1)模具設(shè)計(jì)新技術(shù)的應(yīng)用</p><p>　　(a)CAD/CAM/CAE技術(shù) 模具CAD/CAM/CAE技術(shù)是模具設(shè)計(jì)制造的發(fā)展方向。隨著微機(jī)軟件的發(fā)展和進(jìn)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(jìn)一步擴(kuò)大CAE技術(shù)的應(yīng)用范圍

45、。計(jì)算機(jī)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(gè)行業(yè)中推廣成為可能，實(shí)現(xiàn)技術(shù)資源的重新整合，使虛擬制造成為可能。</p><p>　　(b)掃描及數(shù)字化系統(tǒng) 高速掃描機(jī)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(shí)現(xiàn)快速數(shù)據(jù)采集、自動(dòng)生成各種不同數(shù)控系統(tǒng)的加工程

46、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。(2)模具先進(jìn)制造技術(shù)的推廣及應(yīng)用</p><p>　　(a)高速銑削加工 國(guó)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(diǎn)。高速銑削加工技術(shù)的發(fā)展，對(duì)汽車、家電行業(yè)中大型型

47、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。 (b)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(jiǎn)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(guó)外已有使用這種技術(shù)的機(jī)床在模具加工中應(yīng)用。預(yù)計(jì)這一技術(shù)將得到發(fā)展。</p>&l

48、t;p>　　(c)先進(jìn)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(jìn)的氣相沉積(TiN、TiC等)、等離子噴涂等技術(shù)。(d)自動(dòng)化、智能化加工系統(tǒng) 模具表面的質(zhì)量對(duì)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(dòng)化、智能化的研磨與

49、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(shì)。模具自動(dòng)加工系統(tǒng)應(yīng)有多臺(tái)機(jī)床合理組合；配有隨行定位夾具或定位盤；有完整的機(jī)具、刀具數(shù)控庫(kù)；有完整的數(shù)控柔性同步系統(tǒng)；有質(zhì)量監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)。</p><p><b>　　(3)模具標(biāo)準(zhǔn)化</b></p><p>　　我國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)化程度正在不斷提高，估計(jì)目前我國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率已達(dá)到30%左右。國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家一

50、般為80%左右。</p><p>　　1.3選題意義及主要研究?jī)?nèi)容</p><p>　　1.3.1 選題意義</p><p>　　專家認(rèn)為，模具行業(yè)沖壓模的比例將不斷提高。隨著車輛和電機(jī)等產(chǎn)品向輕量化方向發(fā)展，沖壓模的數(shù)量、壽命和復(fù)雜程度將提出越來越高的要求，其精度和復(fù)雜程度也將隨著相應(yīng)提高。從以上的內(nèi)容可以看出模具正在向一個(gè)更高精度和復(fù)雜度上發(fā)展，在這期間需要充足

51、的理論知識(shí)來支撐這個(gè)發(fā)展。所以沖壓模具的設(shè)計(jì)與制造具有很強(qiáng)的時(shí)代進(jìn)步意義。</p><p>　　冷沖壓模具設(shè)計(jì)是為材料成型及控制工程專業(yè)（鍛壓）學(xué)生在學(xué)完基礎(chǔ)理論課、技術(shù)基礎(chǔ)課和專業(yè)課的基礎(chǔ)上，所設(shè)置的一個(gè)重要的實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)。</p><p><b>　　其目的是：</b></p><p>　　(1)綜合運(yùn)用本專業(yè)所學(xué)課程的理論和生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)

52、，進(jìn)行一次冷沖壓模具設(shè)計(jì)工作的實(shí)際訓(xùn)練，從而培養(yǎng)和 提高學(xué)生獨(dú)立工作的能力。</p><p>　　(2)鞏固與擴(kuò)充“冷沖壓模具設(shè)計(jì)”等課程所學(xué)的內(nèi)容，掌握冷沖壓模具設(shè)計(jì)的方法和步驟。</p><p>　　(3)掌握冷沖壓模具設(shè)計(jì)的基本技能，如計(jì)算、繪圖、查閱設(shè)計(jì)資料和手冊(cè)，熟悉標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等。</p><p>　　我選擇的題目正好是關(guān)于冷沖壓這個(gè)方面的內(nèi)容，通過我對(duì)沖

53、壓模具方面書籍的查閱，使我對(duì)沖壓模具的設(shè)計(jì)有了系統(tǒng)化的理解。況且我今后要從事這個(gè)方面的工作，這次的設(shè)計(jì)也是一次很好的學(xué)習(xí)和鍛煉的過程。所以我選擇了汽車變速器加強(qiáng)板修邊沖孔工藝及其模具設(shè)計(jì)這個(gè)題目，汽車變速器加強(qiáng)板是一個(gè)普通的沖壓零件，通過對(duì)它工藝性的分析和相關(guān)尺寸的計(jì)算從而展開了對(duì)該零件的模具設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)過程中通過自學(xué)和老師的講解逐漸地掌握了相關(guān)的知識(shí)。我做這個(gè)題目的最大收獲就是明白了設(shè)計(jì)的思想，在這個(gè)思想的指導(dǎo)下我完成了下面的設(shè)計(jì)內(nèi)容

54、。</p><p>　　1.3.2 主要研究（設(shè)計(jì)內(nèi)容）</p><p><b>　　(1)題目來源</b></p><p>　　題目名稱：變速器加強(qiáng)板修邊沖孔模具設(shè)計(jì)</p><p><b>　　題目來源：生產(chǎn)實(shí)際</b></p><p><b>　　題目類別：畢

55、業(yè)設(shè)計(jì)</b></p><p>　　(2)研究目的和意義</p><p>　　沖壓工藝是指沖壓加工的具體方法（各種沖壓工序的總和）和相關(guān)技術(shù)經(jīng)驗(yàn)沖壓加工是利用安裝在壓力機(jī)上的模具，對(duì)模具里的板料施加變形力，使板料在模具里產(chǎn)生變形，從而獲得一定形狀、尺寸和性能的產(chǎn)品零件的生產(chǎn)技術(shù)。由于沖壓加工經(jīng)常在材料的冷狀態(tài)下進(jìn)行，因此也稱冷沖壓。沖壓加工的原材料一般為板料或帶料，故也稱板料沖

56、壓。生產(chǎn)中為滿足沖壓零件形狀、尺寸、精度、批量、原材料性能等方面的要求，采用多種多樣的沖壓加工方法。概括起來沖壓加工可以分為分離工序與成型工序兩大類。分離工序又分為落料、沖孔和剪切等，其目的是沖壓過程中使沖壓件與板料沿一定的輪廓線相互分離，成形工序分為彎曲、拉深、翻邊、脹形、縮口等，目的是使沖壓毛坯在不被破壞的條件下發(fā)生塑性變形，并轉(zhuǎn)化成所要求的制件形。沖壓加工技術(shù)主要是利用沖壓設(shè)備和模具實(shí)現(xiàn)對(duì)金屬材料（板材）的加工過程。沖壓加工，有以

57、下特點(diǎn)：</p><p>　　大多是金屬塑性加工是金屬整體性保持的前提下，依靠塑性變形發(fā)生物質(zhì)轉(zhuǎn)移來實(shí)現(xiàn)工件形狀和尺寸變化的，切屑量相對(duì)較小，因而材料的利用率高。沖壓的加工過程中，除尺寸和形狀發(fā)生改變外，金屬的組織、性能也能得到改善和提高，經(jīng)過塑性加工將使其結(jié)構(gòu)致密、粗晶粒破碎細(xì)化和均勻，從而使性能提高。</p><p>　　此外，塑性流動(dòng)所產(chǎn)生的流線也能使其性能得到改善。加工過程便于實(shí)現(xiàn)

58、生產(chǎn)過程的連續(xù)化、自動(dòng)化，適于大批量生產(chǎn)，因而勞動(dòng)生產(chǎn)率高。成型件的精度高，可實(shí)現(xiàn)少、無切削加工。有些大型的薄板金屬件（如汽車的覆蓋件）只能通過沖壓模具成型來加工。</p><p>　　基于沖壓模具加工具有以上的特點(diǎn)，聯(lián)系本次設(shè)計(jì)，由于本課題汽車變速桿加強(qiáng)板是薄板料的成型件，可引入沖壓模具來進(jìn)行加工，故可采用連續(xù)沖壓技術(shù)和采用復(fù)合模進(jìn)行加工。在保證沖壓拉深質(zhì)量的條件下，可以提高加工的效率。能達(dá)到“交貨期短”、“精

59、度高”、“質(zhì)量好”、“價(jià)格低”的要求。然而，由于模具的設(shè)備較龐大，能耗高，目前的模具設(shè)計(jì)到制造出成套的模具的周期還較長(zhǎng)，故不利于模具的更新?lián)Q代。所以采用如此加工辦法來加工，應(yīng)考慮的沖壓件的批量的大小，由于汽車變速桿加強(qiáng)板屬于大批量的生產(chǎn)，所以值得設(shè)置一套沖壓模具。</p><p>　　1.4 發(fā)展趨勢(shì)與研究的主攻方向</p><p>　　1.4.1 國(guó)內(nèi)外發(fā)展趨勢(shì)</p>&

60、lt;p>　　目前，一些工業(yè)先進(jìn)國(guó)家，都擁有世界水平的沖壓公司和沖壓技術(shù)。而板料沖壓的出現(xiàn)要比它晚10 年左右的時(shí)間。在板材沖壓成形中經(jīng)歷了三次大的革命性進(jìn)程，1849 年出現(xiàn)的手動(dòng)曲柄式壓力機(jī)是薄板成形的第一塊里程碑，它標(biāo)志著機(jī)械式薄板成形的開始。1879 年Adamso 研究開發(fā)碳鋼和鐵的機(jī)械性能，并提出了擴(kuò)孔試驗(yàn)的單拉伸試驗(yàn)，隨后各種成形工藝及模擬試驗(yàn)相繼出現(xiàn)，薄板成形從手工作坊走向工廠，大多數(shù)手工工具被大型模具及機(jī)器所取代

61、，勞動(dòng)生產(chǎn)率得到了空前的提高。</p><p>　　近年來，模具工業(yè)一直以15%左右的增長(zhǎng)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(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。浙江寧波和黃巖地區(qū)的“模具之鄉(xiāng)”；廣東一些大集團(tuán)公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，科龍、美的、康佳等集團(tuán)紛紛建立了自己的模具制造中心；中外合資和外商獨(dú)資的模具企業(yè)現(xiàn)已有幾千家。以汽車覆蓋件模具為代表的大型沖壓模具的制

62、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。</p><p>　　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)過多年的努力， 在模具設(shè)計(jì)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)。據(jù)中國(guó)模具工業(yè)協(xié)會(huì)發(fā)布的統(tǒng)計(jì)材料，2004 年我國(guó)沖壓模具總產(chǎn)出約為220 億元，其中

63、出口0.75 億美元，約合6.2 億元。根據(jù)我國(guó)海關(guān)統(tǒng)計(jì)資料，2004 年我國(guó)共進(jìn)口沖壓模具5.61 億美元，約合46.6 億元。從上述數(shù)字可以得出2004 年我國(guó)沖壓模具市場(chǎng)總規(guī)模約為266.6 億元。其中國(guó)內(nèi)市場(chǎng)總需求為260.4 億元，總供應(yīng)約為213.8 億元，市場(chǎng)滿足率為82%。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。而模具制造是整個(gè)鏈條中最基礎(chǔ)的要素之一

64、，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。雖然中國(guó)模具工業(yè)在過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)備在模具加工設(shè)備中的比重比較低；CAD/CAE/CA</p><p>　　沖壓技術(shù)仍在繼續(xù)進(jìn)入新的技術(shù)領(lǐng)域，它將以更快的速度發(fā)展，發(fā)展方向?qū)⑼怀觥熬⑹?、凈”的需求。將更加科學(xué)化、數(shù)字化、可控化等幾個(gè)方向，而人

65、工智能技術(shù)、智能化控制從實(shí)驗(yàn)階段投入真正的大幅度的使用階段。將給整個(gè)工業(yè)領(lǐng)域造成新的局面。</p><p>　　1.4.2 發(fā)展趨勢(shì)主要表現(xiàn)</p><p>　　從普通沖裁到精密沖裁、普通成型到精密成型、塑性到超塑性成型的研究，各種性的成型工藝日新月異，沖壓件的成型精度日趨精確，生產(chǎn)率也有了極大提高，沖壓加工到了高質(zhì)量，高精度的水平，現(xiàn)在的精密沖裁主要對(duì)象是對(duì)平板零件進(jìn)行沖裁，過去精密沖裁

66、只能對(duì)5-8mm 以下的薄板進(jìn)行加工，而現(xiàn)在可以厚達(dá)到25mm 的厚板實(shí)現(xiàn)精密沖裁。</p><p>　　由于采用了計(jì)算機(jī)輔助工程（CAE），沖壓成型從原來的對(duì)應(yīng)力應(yīng)變進(jìn)行有限元分析而逐步發(fā)展到采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行工藝過程的模擬與分析，以實(shí)行沖壓過程中的優(yōu)化設(shè)計(jì)。此外，對(duì)材料的成形性能和成形極限的研究，沖壓成形難度的判定以及成形預(yù)報(bào)等技術(shù)的發(fā)展，都標(biāo)志沖壓成形已經(jīng)從原來的經(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

67、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。為了適應(yīng)大批量、高效生產(chǎn)的需要，在沖壓模具和設(shè)備上廣泛應(yīng)用了各種自動(dòng)化的進(jìn)、出料機(jī)構(gòu)。例如在汽車的覆蓋件，專門配置了機(jī)械手，這不僅提高了生產(chǎn)效率，而且增加了沖壓工作人員的安全性。各種中小型沖壓件廣泛采用多任務(wù)位級(jí)進(jìn)模、多任務(wù)位或告訴壓力機(jī)。為了適應(yīng)多種產(chǎn)品生產(chǎn)時(shí)不斷更換模具的需要，而將柔性制造系統(tǒng)的概念引入模具成形生產(chǎn)。而沖壓加工中心的出現(xiàn)正標(biāo)志著沖壓向著自動(dòng)化發(fā)展。</p&g

68、t;<p>　　未來沖壓技術(shù)主攻方向會(huì)是一種將控制論、信息技術(shù)、數(shù)理邏輯、優(yōu)化理論、計(jì)算機(jī)科學(xué)與板料成型理論有機(jī)結(jié)合而產(chǎn)生的綜合的新技術(shù)。就是智能化沖壓。</p><p>　　第二章 設(shè)計(jì)任務(wù)及設(shè)計(jì)方案分析</p><p><b>　　2.1 零件的分析</b></p><p><b>　　2.1.1設(shè)計(jì)內(nèi)容</

69、b></p><p>　　(1)問題描述：本課題是針對(duì)所給沖壓件的具體要求設(shè)計(jì)沖壓件的沖壓工藝及其模具。沖壓件外形及尺寸見圖2-1、圖2-2、圖2-3、圖2-4、圖2-5，變速桿加強(qiáng)板，材料：St 14 HF（C<0.08、Mn<0.40、P<0.020、S<0.030、Al>0.025），德國(guó)的普通結(jié)構(gòu)鋼，強(qiáng)度極限=270～350，延伸率大于42%，和普通低碳鍍鋅板相比硬度高

70、，但是可塑性和韌性差，料厚t=2.0mm，大批量生產(chǎn)。</p><p>　　圖2-1 修邊沖孔工藝面三維圖</p><p>　　圖2-2 修邊沖孔坯料三維圖</p><p>　　圖2-3 修邊沖孔工藝面性能數(shù)據(jù)</p><p>　　圖2-4 修邊沖孔工藝圖</p><p>　　圖2-5 變速桿加強(qiáng)板零件圖</p&

71、gt;<p>　　(2)具體應(yīng)完成的設(shè)計(jì)內(nèi)容有:</p><p>　?、倌＞哒w方案設(shè)計(jì)，包括零件的工藝分析、模具類型的確定、壓力中心計(jì)算、刃口尺寸計(jì)算、壓力機(jī)選擇、定位方案、推件、出件裝置的確定等；</p><p>　?、谀＞哒w裝配圖和模具主要零件圖的設(shè)計(jì)；</p><p>　　③模具三維圖的繪制分析；</p><p>　　

72、④模具運(yùn)動(dòng)動(dòng)態(tài)模擬分析和裝配分析；</p><p>　?、菥帉懺O(shè)計(jì)畢業(yè)論文或者設(shè)計(jì)說明書。</p><p>　　(3)本研究主要是研究沖壓過程中的工藝性、沖裁間隙、凸凹模刃口尺寸的確定、排樣、沖壓力與壓力的中心的計(jì)算。完成本課題后可獲得以下成果：</p><p>　　①熟練掌握沖壓模具設(shè)計(jì)過程，完成工藝設(shè)計(jì)，完成一套完整的模具設(shè)計(jì),電腦繪制出模具的裝配圖和零件圖。&

73、lt;/p><p>　?、谑炀氄莆杖S零件的繪制和裝配制作。</p><p>　?、郢@得一副沖裁模具的設(shè)計(jì)技術(shù)與圖紙，沖裁過程中可能出現(xiàn)的問題及解決方案。撰寫出設(shè)計(jì)說明書。</p><p>　　2.1.2擬解決的主要問題</p><p>　　重點(diǎn)解決的是如何合理實(shí)現(xiàn)修邊沖孔工藝的模具設(shè)計(jì)。</p><p>　　由于變速桿加

74、強(qiáng)板的零件形狀復(fù)雜，難點(diǎn)是合理地設(shè)計(jì)修邊沖孔工序，并準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)模具的刃口配合尺寸，保證沖壓件的成形及成型質(zhì)量。</p><p>　　2.2 設(shè)計(jì)方案及分析</p><p>　　2.2.1沖裁加工原理</p><p>　　沖裁是利用沖模在壓力機(jī)上使板料分離的一種沖壓工藝。它包括切斷、落料、沖孔、修邊、切口等多種工序，但一般說來主要是落料和沖孔工序。</p>

75、<p>　　沖裁變形過程可分為四個(gè)階段：</p><p>　　圖2-6 沖裁變形過程</p><p>　　第一階段：彈性變形階段</p><p>　　凸模與材料接觸后，先將材料壓平，繼而凸模及凹模刃口壓入材料中，由于彎曲力矩的作用，材料不僅產(chǎn)生彈性壓縮且略有彎曲。隨著凸模繼續(xù)壓入，材料在刃口部分所受的應(yīng)力也逐漸增大，到一定程度時(shí)，材料內(nèi)應(yīng)力達(dá)到彈性極限

76、，此為材料的彈性變形階段。</p><p>　　第二階段：塑性變形階段</p><p>　　凸模繼續(xù)壓入，壓力增加，材料內(nèi)的應(yīng)力達(dá)到屈服極限，產(chǎn)生塑性變形。隨著塑性變形程度的增大，材料內(nèi)部的拉應(yīng)力和彎矩隨之增大，變形區(qū)材料硬化加劇，當(dāng)壓入深度達(dá)到一定程度時(shí)，刃口附近材料的應(yīng)力值達(dá)到最大值，此為塑性變形階段。</p><p>　　第三階段：裂紋延伸階段</p&g

77、t;<p>　　凸模壓入在塑性變形進(jìn)行到一定程度時(shí)，材料的內(nèi)應(yīng)力達(dá)到剪切強(qiáng)度極限時(shí)，材料在刃口出出現(xiàn)裂紋，并且隨著凸模的繼續(xù)壓入，裂紋沿刃口方向延伸擴(kuò)展。</p><p>　　第四階段：斷裂分離階段</p><p>　　凸模壓入深度達(dá)到一定程度時(shí)，先后在凹、凸模刃口側(cè)面產(chǎn)生裂紋，裂紋產(chǎn)生后沿最大剪應(yīng)力方向向材料內(nèi)層發(fā)展，當(dāng)凹、凸模刃口處的裂紋相遇重合時(shí)，材料便被剪斷分離。&l

78、t;/p><p>　　2.3零件沖裁工藝分析</p><p>　　沖裁件的工藝性是指沖裁件對(duì)沖壓工藝的適應(yīng)性，即沖裁件的結(jié)構(gòu)、形狀、尺寸及公差等技術(shù)要求是否是否符合沖裁加工的工藝要求。 </p><p>　　圖2-7 汽車變速器加強(qiáng)板實(shí)物圖</p><p>　　汽車變速器加強(qiáng)板的零件實(shí)物圖如圖2-7所示，其加工工藝分為四個(gè)步驟：拉延--修邊沖孔—

79、翻邊—沖孔，本設(shè)計(jì)為其中的修邊沖孔工序，所用材料為第一步經(jīng)拉延工序完成后的金屬板料，此板料具有拉延后的拉延曲面，可作為本設(shè)計(jì)的定位面。</p><p>　　圖2-1、圖2-2、圖2-3、圖2-4所示為修邊沖孔工藝零件工藝參數(shù)，修邊量1188.7mm，沖孔部分是兩個(gè)直徑11.1mm的孔，周長(zhǎng)和69.7mm。</p><p>　　從接觸面的工藝孔來保證此零件上的修邊位置及小孔位置是該零件設(shè)計(jì)需

80、要做的重點(diǎn)工作。該零件的毛坯的外形尺寸較大，修邊位置靠沖孔后形成的定位曲面來確定，沖孔則需要靠保持凸模和凹模之間的刃口尺寸，相對(duì)位置來保證。</p><p>　　本工序所需的板料尺寸較大，在完成修邊沖孔工序后，為方便取下廢料，應(yīng)該在修邊沖孔工藝后對(duì)廢料板進(jìn)行裁剪，根據(jù)廢料的形狀，擬將廢料板切成四塊，并在模具上設(shè)計(jì)滑道，方便廢料自動(dòng)滑出。</p><p>　　2.3.1 沖裁件最小孔間距的校

81、核</p><p>　　根據(jù)沖壓手冊(cè)查得，料厚為2.0mm的凸凹模最小壁厚為4.9mm。</p><p>　　通過幾何關(guān)系計(jì)算，本零件的最小孔間距為：</p><p>　　a=220mm<6.7mm ，</p><p>　　因此，該零件的最小孔間距滿足凸凹模的最小壁厚要求。</p><p>　　2.3.2 沖裁件

82、最小孔邊距的校核</p><p>　　同樣根據(jù)沖壓手冊(cè)查得，材料厚為3.0的凸凹模最小壁厚為6.7mm，通過幾何關(guān)系計(jì)算：本零件最外圈孔離零件邊緣的最小邊距為：</p><p>　　a=17.8mm>4.9mm</p><p>　　因此，該零件的最小孔邊距滿足凸凹模的最小壁厚要求。</p><p>　　2.3.3對(duì)零件精度的分析<

83、/p><p>　　沖裁件內(nèi)外形的經(jīng)濟(jì)精度不高于GB1800-79IT11級(jí)。一般要求落料件精度最好低于IT10，沖孔件最好低于IT9級(jí)。</p><p>　　經(jīng)過對(duì)零件圖的觀察分析之后，該零件為汽車變速器加強(qiáng)板，加強(qiáng)變速器的機(jī)械性能，對(duì)外觀要求不高，對(duì)整個(gè)零件曲面精度要求較高。為了保證成形尺寸及精度，要求拉延工序使用精度較高的拉延模具，在修邊沖孔工序中，對(duì)沖孔模具和修邊模具的相對(duì)位置有較高的要

84、求，可通多改善這些方面的模具精度來提高零件的生產(chǎn)精度。</p><p><b>　　2.4擬訂工藝方案</b></p><p>　　2.4.1基本工藝方案確定</p><p>　　首先根據(jù)零件形狀確定沖壓工序類型和選擇工序順序。沖壓該零件需要的基本工序由剪切（或落料）、沖孔、切廢料。</p><p>　　通過對(duì)制件的結(jié)構(gòu)

85、進(jìn)行分析和工藝方案的確定，可采用的沖裁方案及模具形式為：</p><p>　　方案一：先沖孔，后落料。單工序模生產(chǎn)。</p><p>　　方案二：沖孔——落料復(fù)合沖壓。復(fù)合模生產(chǎn)。</p><p>　　方案三：沖孔——落料級(jí)進(jìn)沖壓。級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。</p><p><b>　　分析各工序有：</b></p>&

86、lt;p>　　方案一是單工序模生產(chǎn)。單工序模是在沖壓的一次行程過程中，只能完成一個(gè)沖壓工序的模具。</p><p>　　方案二是復(fù)合模生產(chǎn)。復(fù)合模是在沖壓的一次行程過程中，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。</p><p>　　方案三是級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。級(jí)進(jìn)模是多任務(wù)序沖模，在一副級(jí)進(jìn)模上可對(duì)形狀十分復(fù)雜的沖壓件進(jìn)行沖裁、彎曲、拉深成型等工序。</p><

87、;p>　　表2-1 單工序模、復(fù)合模和連續(xù)模的特點(diǎn)比較</p><p>　　綜上所述，對(duì)以上兩個(gè)方案從模具結(jié)構(gòu)、材料利用率、生產(chǎn)成本和生產(chǎn)效率以及自動(dòng)化程度等多方面因素考慮，最終選擇第二套方案。</p><p>　　2.4.2 模具形式與結(jié)構(gòu)比較</p><p>　　模具的結(jié)構(gòu)形式很多，可根據(jù)沖壓件的形狀、尺寸、精度、材料性能和生產(chǎn)批量及沖壓設(shè)備、模具加工條件

88、、工藝方案等設(shè)計(jì)。在滿足沖壓件品質(zhì)要求的前提下，力求模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造周期短、成本低、生產(chǎn)效率高、壽命長(zhǎng)。</p><p>　　(1)根據(jù)沖壓件的形狀和尺寸，確定凸、凹模的加工精度、結(jié)構(gòu)形式和固定方法；</p><p>　　(2)根據(jù)毛坯的特點(diǎn)、沖壓件的精度和生產(chǎn)批量，確定定位、導(dǎo)料和擋料方式；</p><p>　　(3)根據(jù)工件和廢料的形狀、大小，確定進(jìn)料、出件和

89、排出廢料的方式；</p><p>　　(4)根據(jù)板料的厚度和沖壓件的精度要求，確定壓料與卸料方式，壓料或不壓料，彈性卸料或剛性卸料；</p><p>　　(5)根據(jù)生產(chǎn)批量，確定操作方式：手工操作，自動(dòng)或半自動(dòng)操作；</p><p>　　(6)根據(jù)沖壓件的特征和對(duì)模具壽命的要求，確定合理的模具加工精度，選取合理的導(dǎo)向方式和模具固定方式；</p><

90、;p>　　(7)根據(jù)所使用的設(shè)備，確定模具的安裝與固定方式。</p><p>　　模具總體結(jié)構(gòu)形式的確定是設(shè)計(jì)時(shí)必須先解決的問題，也是沖摸設(shè)計(jì)的關(guān)鍵，它直接影響沖壓件的質(zhì)量、成本和沖壓生產(chǎn)的水平，模具類型的選定，應(yīng)以合理的沖壓工藝為基礎(chǔ)，根據(jù)沖壓件的形狀、尺寸、精度要求、材料性能、生產(chǎn)批量、沖壓設(shè)備、模具加工條件等多方面的因素，做綜合的分析研究并比較其綜合經(jīng)濟(jì)效果，以期在滿足沖壓件質(zhì)量的要求的前提下，達(dá)到最

91、大限度地降低沖壓件的生產(chǎn)成本，確定模具的結(jié)構(gòu)形式時(shí)，必須解決以下方面的問題：</p><p>　　(1)模具類型簡(jiǎn)單模，連續(xù)模，復(fù)合模等；</p><p>　　(2)操作方式手工操作，自動(dòng)化操作，半自動(dòng)化操作；</p><p>　　(3)進(jìn)出料方式根據(jù)原材料的型式確定進(jìn)料的方法，取出和整理零件的方法，原料定位方法；</p><p>　　(4)

92、壓料與卸料方式壓料或不壓料，彈性或鋼性卸料；</p><p>　　(5)模具精度根據(jù)沖壓件的特點(diǎn)確定合理的加工精度，選取合理的導(dǎo)向方式及模具的固定方法等。</p><p>　　除生產(chǎn)批量、生產(chǎn)成本、沖壓件的質(zhì)量要求外，在設(shè)計(jì)沖模時(shí)還必須對(duì)其維修性能、操作方便、安全性特別是手工操作模的安全方面等予以充分的注意。</p><p>　　2.4.3 模具總體設(shè)計(jì)</p

93、><p>　　2.4.3.1操作方式</p><p>　　零件的生產(chǎn)批量較大，但合理安排生產(chǎn)可用手工送料方式，提高經(jīng)濟(jì)效益。</p><p>　　2.4.3.2定位方式</p><p>　　本設(shè)計(jì)為修邊沖孔工序，所用材料為第一步經(jīng)拉延工序完成后的金屬板料，此板料具有拉延后的拉延曲面，可作為本設(shè)計(jì)的定位面。</p><p>

94、　　2.4.3.3卸料方式 </p><p>　　剛性卸料與彈性卸料的比較：</p><p>　　剛性卸料是采用固定卸料板結(jié)構(gòu)。常用于較硬、較厚且精度要求不高的工件沖裁后卸料。當(dāng)卸料板只起卸料作用時(shí)與凸模的間隙隨材料厚度的增加而增大，單邊間隙取（0.2～0.5）t。當(dāng)固定卸料板還要起到對(duì)凸模的導(dǎo)向作用時(shí)卸料板與 凸模的配合間隙應(yīng)該小于沖裁間隙。此時(shí)要求凸模卸料時(shí)不能完全脫離卸料板。主要用于

95、卸料力較大、材料厚度大于2mm且模具結(jié)構(gòu)為倒裝的場(chǎng)合。</p><p>　　彈壓卸料板具有卸料和壓料的雙重作用，主要用于料厚小于或等于2mm的板料由于有壓料作用，沖件比較平整。卸料板與凸模之間的單邊間隙選擇（0.1～0.2）t,若彈壓卸料板還要起對(duì)凸模導(dǎo)向作用時(shí)，二者的配合間隙應(yīng)小于沖裁間隙。常用作落料模、沖孔模、正裝復(fù)合模的卸料裝置。

96、

97、 </p><p>　　工件面為曲面，料厚為2mm相對(duì)較薄，卸料力較大，由于彈壓卸料模具比剛性卸料模具方便，操作者可以看見條料在模具中的送進(jìn)動(dòng)態(tài)，且彈性卸料板對(duì)工件施加的是柔性力，不會(huì)損傷工件表面，

98、故可采用彈性卸料。</p><p>　　2.4.3.4出件方式</p><p>　　因采用復(fù)合模生產(chǎn)，故采人工前后出件為佳。</p><p>　　2.4.3.5確定送料方式</p><p>　　因選用的沖壓設(shè)備為開式壓力機(jī)，采用縱向送料方式，即由前向后送料。</p><p>　　2.4.3.6確定導(dǎo)向方式</p&

99、gt;<p>　　方案一：采用對(duì)角導(dǎo)柱模架。由于導(dǎo)柱安裝在模具壓力中心對(duì)稱的對(duì)角線上，所以上模座在導(dǎo)柱上滑動(dòng)平穩(wěn)。常用于橫向送料級(jí)進(jìn)?；蚩v向送料的落料模、復(fù)合模。</p><p>　　方案二：采用后側(cè)導(dǎo)柱模架。由于前面和左、右不受限制，送料和操作比較方便。因?yàn)閷?dǎo)柱安裝在后側(cè)，工作時(shí)，偏心距會(huì)造成導(dǎo)套導(dǎo)柱單邊磨損，嚴(yán)重影響模具使用壽命，且不能使用浮動(dòng)模柄。</p><p>　　

100、方案三：四導(dǎo)柱模架。具有導(dǎo)向平穩(wěn)、導(dǎo)向準(zhǔn)確可靠、剛性好等優(yōu)點(diǎn)。常用于沖壓件尺寸較大或精度要求較高的沖壓零件，以及大量生產(chǎn)用的自動(dòng)沖壓模架。</p><p>　　方案四：中間導(dǎo)柱模架。導(dǎo)柱安裝在模具的對(duì)稱線上，導(dǎo)向平穩(wěn)、準(zhǔn)確。但只能一個(gè)方向送料。</p><p>　　根據(jù)以上方案比較并結(jié)合模具結(jié)構(gòu)形式和送料方式，為提高模具壽命和工件質(zhì)量，采用四導(dǎo)柱模架的導(dǎo)向方式，即方案一最佳。</p&

101、gt;<p>　　2.4.3.7沖裁質(zhì)量、模具磨損與潤(rùn)滑</p><p><b>　　(1)沖裁質(zhì)量</b></p><p>　　沖裁件的翹曲、沖裁件與沖孔的粗糙斷面，除用精密沖裁方法外，都是不可避免的。在普通沖裁中，這張缺陷是由于在裁斷部分凸模和凹模力不重合形成了彎矩以及材料剪斷時(shí)板平面內(nèi)受到的拉應(yīng)力造成的，其主要原因是間隙。彎曲造成工件翹曲，拉應(yīng)力增

102、加了斷面的粗糙度。為了提高沖裁件與沖孔質(zhì)量，具體方法時(shí)看：</p><p>　　(a)盡量用最小的合理間隙；</p><p>　　(b)用壓板壓緊凹模面上的板料，不使其翹曲；</p><p>　　(c)用強(qiáng)有力的頂件裝置對(duì)沖裁件施加反力，也是為了不使其翹曲；</p><p>　　(d)減小搭邊寬度，以減小拉應(yīng)力。搭邊小時(shí)，會(huì)將沖裁轉(zhuǎn)變?yōu)檎蓿?/p>

103、即將剪斷變?yōu)榍邢餍再|(zhì)，但這是不易做到的，而且影響進(jìn)料和模具壽命；</p><p>　　(e)用適當(dāng)?shù)臐?rùn)滑劑。</p><p>　　(2)模具磨損與潤(rùn)滑</p><p>　　間隙小對(duì)模具壽命不利，應(yīng)視具體要求，采用適當(dāng)大的間隙。加快磨損和惡化沖裁件質(zhì)量的一大原因是金屬件的粘貼。粘貼的原因是：粘貼的基本原因是金屬間的附著力；無氧化、干凈光潔的表面和相同的材料，容易造成分

104、子間的吸附條件；高溫、高壓和塑性變形會(huì)加強(qiáng)這種作用；強(qiáng)度小的金屬，容易失去金屬，粘到強(qiáng)大的金屬上；又基于高溫是粘貼的有利條件，故金屬?？偸侨菀踪N到導(dǎo)熱性差的金屬上。模具材料與沖裁材料相比，總是強(qiáng)大而導(dǎo)熱性低，故總是強(qiáng)度小的沖裁材料貼在模具上。</p><p>　　粘貼后，是材料與模具間的摩擦變成了材料與材料之間的摩擦，大大提高了摩擦力和摩擦熱，更加劇了粘貼并惡化了沖裁質(zhì)量?；诘诙€(gè)理由，拋光的凸模不如車削的凸模

105、。車削的凸模表面其脫料力比拋光的凸模表面低，壽命比拋光的長(zhǎng)。故沖裁工作面并不是愈光潔愈好，尤其是在容易粘貼的情況下如此。對(duì)于細(xì)凸模，由于熱容量小，在沖裁中溫度迅速升高，粘貼后脫料力大大增加，凸模會(huì)被脫料力拉斷。凹模由于質(zhì)量大，散熱容易，切潤(rùn)滑劑匯集，溫度升高不顯著，故粘貼現(xiàn)象較小。為了避免同類材料之間的吸附作用，沖裁鋼材使，對(duì)凸凹模鍍鉻是一個(gè)減輕粘貼的方法。沖裁對(duì)潤(rùn)滑劑的要求，降溫比潤(rùn)滑本身的作用更重要。用機(jī)油反而會(huì)提高脫料力，而切削用

106、的冷卻劑可是脫料力降低15-60％，減輕粘貼現(xiàn)象，提高模具壽命。也可以用水和一般潤(rùn)滑油比為20：1的稀釋潤(rùn)滑劑進(jìn)行沖裁，這樣存留在沖裁件上的殘跡不顯著，也便于清除。</p><p>　　第三章 模具設(shè)計(jì)計(jì)算</p><p><b>　　3.1基本尺寸計(jì)算</b></p><p><b>　　3.1.1毛坯尺寸</b><

107、;/p><p>　　所用毛坯尺寸：410mm×580mm。</p><p>　　3.1.2計(jì)算材料利用率</p><p>　　沖裁件的實(shí)際面積與所用板料面積的百分比叫材料的利用率，它是衡量合理利用材料的重要指標(biāo)。</p><p>　　材料利用率η＝?jīng)_裁面積/毛胚面積</p><p>　　=0.105mm2/0.2

108、38mm2=44.1％</p><p><b>　　3.2沖壓力的計(jì)算</b></p><p>　　3.2.1沖裁力的計(jì)算</p><p>　　用平刃沖裁時(shí)，其沖裁力F一般按下式計(jì)算：</p><p>　　F=KLtτb (《沖壓工藝學(xué)》2-10)</p><p>　　式中　　F—沖裁力；&l

109、t;/p><p><b>　　L—沖裁周邊長(zhǎng)度；</b></p><p><b>　　t—材料厚度；</b></p><p>　　τb—材料抗剪強(qiáng)度；　　　</p><p>　　K—系數(shù)，系數(shù)Ｋ是考慮到實(shí)際生產(chǎn)中，模具間隙值的波動(dòng)和不均勻，刃口磨損、板料力學(xué)性能和厚度波動(dòng)等原因的影響而給出修正系數(shù)，一般

110、取Ｋ=1.3。</p><p>　　查表取τb=320Mpa，且t=2.0mm，用CATIA軟件測(cè)算(見圖3-1)修邊周長(zhǎng)L1=1188.773mm，沖孔周長(zhǎng)總和L2=69.7mm。</p><p>　　圖3-1 修邊周長(zhǎng)尺寸</p><p>　　所以 F=KLtτb</p><p>　　=1.3×(1188.773+69.7

111、)×320×2.0</p><p>　　=732.892KN</p><p>　　3.2.2推件力、頂件力、卸料力、的計(jì)算</p><p>　　推件力： F1=n K1F </p><p>　　頂件力： F2= K2F </p><p>　　卸料力： F3= K3F