沖壓模具制造工藝

1、概述模具是工業(yè)生產(chǎn)中使用極為廣泛的工藝裝備之一， 也是發(fā)展工業(yè)的基礎(chǔ)。 模 具是成形金屬、塑料、橡膠、玻璃、陶瓷等制件的基礎(chǔ)工藝裝備，是工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)展和實(shí)現(xiàn)少無(wú)切屑加工技術(shù)不可缺少的工具。模具是一種高效率的工藝設(shè)備， 用模具進(jìn)行各種材料的成型， 可實(shí)現(xiàn)高速度的大批量生產(chǎn)， 并能在大量生產(chǎn)條件許多現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展和下穩(wěn)定的保證制件的質(zhì)量、節(jié)約原材料。因此，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，模具的應(yīng)用 日益廣泛，是當(dāng)代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段和工藝發(fā)展方向。技術(shù)水平的提高，在很大程度上取決于模具工業(yè)的發(fā)展水平。為了實(shí)現(xiàn)工業(yè)現(xiàn)代化今后的模具發(fā)展趨勢(shì)大致包括以下幾方面：1、發(fā)展高效模具。 對(duì)于大批量生產(chǎn)用模具，應(yīng)向高效率發(fā)展

2、。如為了 適應(yīng)當(dāng)前高速壓力機(jī)的使用， 應(yīng)發(fā) 5 沖模的工作部分零件必須具備的性能展多工 位級(jí)進(jìn)模以提高生產(chǎn)效率。2、發(fā)展簡(jiǎn)易模具。 對(duì)于小批量生產(chǎn)用模具，為了降低成本、縮短模具 制造周期應(yīng)盡量發(fā)展薄板沖模、聚氨酯模具、鋅合金、低熔點(diǎn)合金，環(huán)氧樹脂等 簡(jiǎn)易模具。3、發(fā)展多功能模具。 為了提高效率和保證制品的質(zhì)量，要發(fā)展多工位 級(jí)進(jìn)模及具有組合功能的雙色、多色塑料注射模等。4、發(fā)展高壽命模具。 高效率的模具必然需要高壽命，否則將必然造成 頻繁的模具拆卸和整修或需要更多的備模。 為了達(dá)到高壽命的要求， 除模具本身 結(jié)構(gòu)優(yōu)化外，還要對(duì)材料的選用和熱處理、表面強(qiáng)化技術(shù)予以開發(fā)和創(chuàng)新。5、發(fā)展高精度模具。

3、 計(jì)算機(jī)硬件，軟件以及模具加工，檢測(cè)技術(shù)的快 速發(fā)展使得精鍛模具CAD/CAM/CA一體化技術(shù)成為鍛造企業(yè)切實(shí)可行的技術(shù)。精 密，高效是現(xiàn)代鍛造業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)； 應(yīng)用該技術(shù)的實(shí)踐表明， 只有基于效率的模 具CAD/CAM/CAECAX平臺(tái)才能實(shí)現(xiàn)精鍛件及其模具的高效率開發(fā)。模具的發(fā)展與現(xiàn)狀模具是工業(yè)生產(chǎn)中的基礎(chǔ)工藝裝備，是一種高附加值的高技術(shù)密集型產(chǎn)品。 也是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要領(lǐng)域， 其技術(shù)水平的高低已成為衡量一個(gè)國(guó)家制造水平的重要標(biāo)志， 隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)總量和工業(yè)產(chǎn)品技術(shù)的不斷發(fā)展， 各行業(yè)對(duì)模具 的需求量越來(lái)越大， 技術(shù)要求也越來(lái)越高， 目前我國(guó)模具工業(yè)的發(fā)展步伐日益加快，“十一五期間”產(chǎn)品發(fā)展

4、重點(diǎn)主要應(yīng)表現(xiàn)在：1、汽車覆蓋件模；2、精密沖模；3、大型及精密塑料模；4、主要模具標(biāo)準(zhǔn)件；5、其它高技術(shù)含量的模具。目前我國(guó)模具年生產(chǎn)總量已位居世界第三，其中，沖壓模占模具總量的 40%以上，但在整個(gè)模具設(shè)計(jì)制造水平和標(biāo)準(zhǔn)化程度上，與德國(guó)、美國(guó)、日本等發(fā)達(dá) 國(guó)家相比還存在相當(dāng)大的差距， 以大型覆蓋件沖模為代表， 我國(guó)已能生產(chǎn)部分轎 車覆蓋件模具， 轎車覆蓋件模具設(shè)計(jì)和制造難度大， 質(zhì)量和精度要求高， 代表覆 蓋件模具的水平， 在轎車模具國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程中前進(jìn)了一大步， 但在制造質(zhì)量、精度、 制造周期和成本方面， 以國(guó)外相比還存在一定的差距， 標(biāo)志沖模技術(shù)先進(jìn)水平的 多工位級(jí)進(jìn)模和多功能模具， 是我

5、國(guó)重點(diǎn)發(fā)展的精密模具品種， 在只在精度、 適 用壽命、模具結(jié)構(gòu)和功能上， 與國(guó)外多工位級(jí)進(jìn)模和多功能模具相比， 存在一定差距。第一章沖壓制品設(shè)計(jì)概論前言：沖壓設(shè)備的選用根據(jù)所要完成的沖壓工藝性質(zhì)、 生產(chǎn)批量的大小、 沖壓件的幾何尺寸和精度 要求來(lái)選定設(shè)備類型。開式曲柄壓力機(jī)雖然剛度差，但它成本低，且又三個(gè)方向可以操作的優(yōu)點(diǎn)， 故廣泛應(yīng)用于中小型沖裁件、彎曲件、拉伸件的生產(chǎn)中。閉式曲柄壓力機(jī)剛度好、 精度高， 只能靠?jī)蓚€(gè)方向操作， 適用于大中型的生 產(chǎn)。雙動(dòng)曲柄壓力機(jī)又兩個(gè)滑塊， 壓邊可靠易調(diào)。 適用于較復(fù)雜的大中型拉伸件 的生產(chǎn)。1.1 模具的概念及其在工業(yè)生產(chǎn)中的作用在工業(yè)生產(chǎn)中， 用各種壓

6、力機(jī)和裝在壓力機(jī)上的專用工具， 通過(guò)壓力機(jī)的壓力，使金屬或非金屬材料在專用工具內(nèi)變形、流動(dòng)獲得所需形狀和尺寸的工件， 這種專用工具統(tǒng)稱為模具。模具是成型金屬、塑料、橡膠、玻璃、陶瓷等制件的基礎(chǔ)工藝設(shè)備，是工業(yè) 生產(chǎn)中發(fā)展和實(shí)現(xiàn)少無(wú)切屑技術(shù)不可缺少的工具。 如汽車、拖拉機(jī)、電器、電機(jī)、 儀器儀表、電子等行業(yè)有 60%- 80%勺零件需用模具加工，輕工日用品的生產(chǎn)需用模具更多，螺釘、螺母、墊圈等標(biāo)準(zhǔn)零件，沒有模具就無(wú)法大量生產(chǎn)。由此看 來(lái)，模具是工業(yè)生產(chǎn)中使用極為廣泛的主要工藝設(shè)備之一。模具是一種高效率的工藝設(shè)備， 用模具進(jìn)行各種材料的成型， 可實(shí)現(xiàn)高速度 的大批量生產(chǎn)， 并能在大量生產(chǎn)條件下穩(wěn)定

7、的保證制件的質(zhì)量、 節(jié)約原材料。 因 此，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中， 模具的應(yīng)用日益廣泛， 是當(dāng)代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段和工 藝發(fā)展方向。 許多現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展和技術(shù)水平的提高， 在很大程度上取決于模具 工業(yè)的發(fā)展水平。模具工業(yè)的水平和發(fā)展?fàn)顩r已被認(rèn)為是衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)水平 的重要標(biāo)志之一1.2 沖壓加工工藝及其應(yīng)用沖壓是指在常溫下利用模具在壓力機(jī)的作用下， 對(duì)材料施加壓力， 將材料分 離和變形， 從而獲得一定形狀、 尺寸和精度零件的一種加工方法， 又可稱為冷沖 壓或板料沖壓。沖壓加工與其它機(jī)械加工方法相比，具有很多優(yōu)點(diǎn)：1、效率高，可實(shí)現(xiàn)制品與零件的高速度大量的生產(chǎn)；2、原材料，可實(shí)現(xiàn)少切屑、無(wú)切屑加工；

8、3、質(zhì)量穩(wěn)定，有良好的互換性；4、工藝簡(jiǎn)單，利用模具生產(chǎn)制品時(shí)，不需要操作者有較高的技藝水平；5、模具批量生產(chǎn)的零件和制品成本低廉；6、工出的零件與制品可一次成型，不需進(jìn)行再加工；7、造出其他加工工藝方法難以加工、形狀比較復(fù)雜的零件制品；8、易實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的自動(dòng)化及半自動(dòng)化。由于沖壓工藝的這些特點(diǎn)， 因此其應(yīng)用范圍極廣， 從精細(xì)的電子元件、 儀表 指針到汽車的覆蓋件和大梁、 高壓容器封頭及航空航天器的蒙皮、 機(jī)身等， 均需沖壓加工。目前用沖壓工藝所獲得的制品，在現(xiàn)代汽車、拖拉機(jī)、電機(jī)電器、儀器儀表及無(wú)線電電子產(chǎn)品和人們?nèi)粘Ｉ钪校颊加惺种匾牡匚?。?dāng)然，沖壓工藝和其它加工方法一樣，也有其自身的

9、局限性，如：沖模結(jié)構(gòu) 比較復(fù)雜，制造周期長(zhǎng)，模具價(jià)格偏高，在單件小批量、多品種生產(chǎn)時(shí)經(jīng)濟(jì)上不 合算。沖模是沖壓生產(chǎn)中必不可少的工藝裝備。 其模具結(jié)構(gòu)必須滿足沖壓生產(chǎn)的要 求，不僅要沖壓出合格的零件制品，而且要適應(yīng)批量生產(chǎn)的需要，操作要方便、 使用壽命要長(zhǎng)、安全可靠、成本低廉，并能容易制造和維修。1.3 沖壓所用材料及其性能沖壓所用的材料主要是金屬材料， 有普通碳素鋼、 優(yōu)質(zhì)碳素鋼、 不銹鋼和黃銅板（帶）、鋁板（帶）等，有時(shí)也用非金屬材料，如膠木板、塑料板和纖維板 等。沖壓用材料大部分是各種規(guī)格的條料、帶料、卷料和塊料，有時(shí)也對(duì)某些型 材及管材進(jìn)行沖壓加工。用于沖壓的材料不僅要滿足制件的設(shè)計(jì)要求

10、，還必須滿足材料的沖壓性能。材料的沖壓性能是指它們對(duì)各種沖壓加工的適應(yīng)能力，即具有良好的塑性、便于加工、容易得到高質(zhì)量和高精度的沖壓件，生產(chǎn)效率高、模具損耗低、不易 出廢品等。金屬材料的沖壓性能， 是各種材料的力學(xué)指數(shù)通過(guò)比較進(jìn)行分析的。 其力學(xué)性能的強(qiáng)度指數(shù)主要有材料的屈服強(qiáng)度CS、抗拉強(qiáng)度C b、屈強(qiáng)比C s/ C b縮頸應(yīng)力C j、斷裂應(yīng)力C f、材料的彈性模量E與屈服強(qiáng)度的比值E/（T s，塑性指數(shù)有材料的總伸長(zhǎng)率S、均勻收縮率S u、斷面收縮率p、均勻變形的單面收縮率Ip u 等。一般地說(shuō)，材料的C s/（T b值愈小，形成過(guò)程中斷裂的危險(xiǎn)愈小，E/（T S值愈大，材料成形過(guò)程中的回

11、彈愈小，材料的與p值愈大，材料在破壞前的可塑 性愈大，S w p w、S w/w/書的值愈大，材料的溫定性能愈好，因而其沖壓性能也愈好。1.4 沖模的組成沖模主要由以下幾部分組成：1、工作零件工作零件用以直接和板料接觸， 由其施加給板料壓力后使之分離或變形完成 板料沖壓過(guò)程。工作零件主要包括凸模、凹模、凸凹模等2、定位零件定位零件的作用是確定板料或胚件相對(duì)于沖模的正確位置，以保證沖件質(zhì) 量。主要包括擋料銷、定距側(cè)刀、導(dǎo)正銷、定位板、定位銷、導(dǎo)料板和導(dǎo)向槽等3、卸料裝置零件卸料零件主要用來(lái)卸除套在凸模上的零件或廢料。 主要包括卸料板、卸料桿、 廢料刀等。4、壓料裝置及零件用來(lái)壓住胚料或胚件以保證

12、在沖壓時(shí)， 使材料能順利的進(jìn)行變形。 它主要包 括壓料板、壓邊圈等，主要用于拉深模結(jié)構(gòu)。5、導(dǎo)向零件導(dǎo)向零件主要用以保證凸模與凹模之間具有準(zhǔn)確位置。 主要包括導(dǎo)套、導(dǎo)柱、 導(dǎo)板等。6、推件裝置與零件推件零件主要用來(lái)將沖后的零件制品及廢料， 從凹?；虬纪鼓＠锿瞥?。 包括 推桿、推板、打料桿及各類推件器等。7、支撐及支持零件支撐及支持零件主要用來(lái)連接及固定工作零件，使之成為完整的模具結(jié)構(gòu)。主要包括上、下模板，模柄，凸、凹模固定板，墊板，限位器等。8、緊固零件緊固零件主要用來(lái)緊固、連接各類沖模零件，如各類螺釘、銷釘?shù)?，其中?具中的圓柱銷還起穩(wěn)固定位的作用。9、緩沖零件緩沖零件主要包括彈簧、 壓簧、

13、 緩沖橡皮等。 模具中的緩沖零件主要利用其 彈力，起卸退料作用通常情況下， 模具的工作零件、 定位零件、 卸、推料零件稱為模具的藝零件，而導(dǎo)向零件、支撐及支持零件、緊固零件、緩沖零件稱為沖模的輔助零件。實(shí)際上， 對(duì)于每一套沖模， 它們都必然形成完整的獨(dú)立整體， 是由各種不同 零件結(jié)合而成的。 根據(jù)每個(gè)零部件的作用、 要求可以進(jìn)行基本分類。 對(duì)于同樣作 用的零部件，由于使用條件不同，其結(jié)構(gòu)形式也多種多樣。目前，我國(guó)對(duì)沖壓模 具以制定了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)（簡(jiǎn)稱國(guó)標(biāo)） ，其中包括：模架、典型組合、零部件、模架 技術(shù)條件、典型組合技術(shù)條件、零部件技術(shù)條件等。這對(duì)簡(jiǎn)化模具設(shè)計(jì)與制造、 提高模具壽命、降低成本、縮短

14、模具制造周期都有十分重要的意義。1.5 沖模的工作部分零件必須具備的性能沖模的工作部分零件又稱成型零件， 它主要包括凸模、 凹模及凸凹模等。 由 于沖壓有冷沖壓與熱沖壓，而沖壓工序又分為分離工序（沖裁）與成型工序（彎曲、拉深、成形）兩大類。在分離工序的工作過(guò)程中，除承受使材料分離所需的 沖壓力外， 還承受著與材料斷面間的劇烈摩擦； 在成形工序的工作過(guò)程中， 沖模 除承受材料塑性變形所需的沖壓力外， 其表面也受到材料的塑性流動(dòng)而產(chǎn)生的強(qiáng) 力摩擦。因此，這就要求沖模的工作部位要具備耐沖擊、耐磨損的高強(qiáng)度、高硬 度性能。 而在材料加熱狀態(tài)下使用的沖模， 工作零件還要求具有耐熱性能， 這樣 才能保證其

15、沖模的耐用度及使用壽命。根據(jù)沖模的上述要求， 沖模的工作部分一般采用碳素工具鋼或合金工具鋼制成。對(duì)于高速?zèng)_壓或要求高壽命的沖模，其工作部分可采用硬質(zhì)合金制作。1.6 沖模的成形特點(diǎn)沖模是指在室溫下把金屬或非金屬板料放在模具內(nèi)， 通過(guò)壓力機(jī)和模具對(duì)板 料施加壓力， 使板料發(fā)生分離或變形制成所需零件的模具。 各類冷沖模的成形特 點(diǎn)是：1、模沖裁模的成形特點(diǎn)是： 將一部分材料與另一部分材料分離。落料 沖裁模的成型特點(diǎn)是將材料封閉的輪廓分開， 而最終得到的是一平整的零件。 而 沖孔沖裁模的成型特點(diǎn)是將零件內(nèi)的材料與封閉的輪廓分離，使零件得到孔。2、模彎曲模的成形特點(diǎn)是： 將板料或沖裁后的胚料通過(guò)壓力在

16、模具內(nèi) 彎成一定的角度和形狀。3、拉深模的成形特點(diǎn)是： 將經(jīng)過(guò)沖裁所得到的平板胚料，壓制成開口的空心零件。4、成形模的成形特點(diǎn)是： 用各種局部變形的方法來(lái)改變零件或胚料的 形狀。5、壓模冷擠壓模的成形特點(diǎn)是： 在室溫下，在模具型腔內(nèi)將金屬胚 料加壓，使其產(chǎn)生塑性變形，擠壓成所需的形狀、尺寸及性能的零件制品。第二章 級(jí)進(jìn)模零件及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.1 級(jí)進(jìn)模級(jí)進(jìn)模，又稱為多工位級(jí)進(jìn)模、連續(xù)模、跳步模，它是在一副模懼內(nèi)，或通 行不暢；寬度過(guò)小則影響定位精度，還容易損壞側(cè)刃、凸模等零件。級(jí)進(jìn)模在沖壓過(guò)程中，壓力機(jī)每次行程完成一個(gè)（或幾個(gè)）工件的沖壓。條 料要及時(shí)的向前送進(jìn)一個(gè)步距，稱為送料。送料的方法可分為

17、三種：1、手工送料。 常用于生產(chǎn)批量不大、材料厚度、工件較大時(shí)的送料。2、自動(dòng)送料器送料。 所用的材料，一般是成卷的條料。自動(dòng)送料裝置 由放料架（放在距沖床有 13 米的地方，裝有電動(dòng)機(jī)，按照材料消耗的速度，自 動(dòng)間斷地向外送料）、氣動(dòng)送料器（裝在級(jí)進(jìn)模條料入口處，由壓縮空氣驅(qū)動(dòng)， 向模具送料。 氣動(dòng)送料器有標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品可供選用， 其送料精度相當(dāng)高， 在模具中 一般只需加導(dǎo)正銷導(dǎo)正，不必再設(shè)定距裝置） 、收料架（或稱卷料架。如果沖壓 的工件不脫離條料， 可以用其收卷起來(lái)供進(jìn)一步加工使用。 往往沖床沖壓后， 條 料已分為工件和廢料，就不用收料架了）等三部分組成。3、在模具上附設(shè)自制的送料裝置。 常

18、用斜契、小滑塊驅(qū)動(dòng)，在級(jí)進(jìn) 模中應(yīng)用較少。使用級(jí)進(jìn)模通常是連續(xù)沖壓， 故要求沖床應(yīng)有足夠的剛性及與模具相適應(yīng)的 精度。使用級(jí)進(jìn)模在連續(xù)沖壓的情況下， 因模架的導(dǎo)向系統(tǒng)不能脫開， 所以沖床 的行程不宜過(guò)大，應(yīng)選用行程可調(diào)的偏心沖床或高速?zèng)_床。 級(jí)進(jìn)模設(shè)有許多工位， 模具尺寸比較大，設(shè)計(jì)模具和選用沖床時(shí)要注意工作臺(tái)面的有效安裝尺寸。4、級(jí)進(jìn)模的特點(diǎn)：1）一副級(jí)進(jìn)模內(nèi)，可以包括沖裁、彎曲、成形、拉深等多道工序，故用一臺(tái)沖床可完成從板料到成品的各種沖壓過(guò)程， 從而免去了用單工序模的周轉(zhuǎn)和每次沖壓的定位過(guò)程，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率和設(shè)備利用率。有些復(fù)雜的小型零件， 若不采用級(jí)進(jìn)模幾乎是不能生產(chǎn)的。2）級(jí)進(jìn)模的

19、設(shè)計(jì)和制造都比較費(fèi)事，與其他模具相比，好象是成本高，但如果用許多單工序模代替一副級(jí)進(jìn)模， 其許多單工序模的總造價(jià)比一副級(jí)進(jìn)模 要高的多，因此，在條件允許的情況下采用級(jí)進(jìn)模往往是降低模具成本的較好措 施。采用級(jí)進(jìn)模可以用一臺(tái)沖床取代數(shù)臺(tái)甚至十幾臺(tái)沖床的工作。 對(duì)提高生產(chǎn)效 率、降低產(chǎn)品成本十分有利。另外，級(jí)進(jìn)模自動(dòng)化程度高，操作者可在沖床危險(xiǎn) 區(qū)以外操作， 具有操作安全是顯著特點(diǎn)。 對(duì)于工序復(fù)雜的工件應(yīng)首先考慮采用級(jí) 進(jìn)模。3）采用級(jí)進(jìn)模也受到一些限制。首先是工件的大小，太大的工件，工位按所加工的工件分為若干等距離的工位， 在每個(gè)工位上設(shè)置一個(gè)或幾個(gè)基本沖壓 工序，來(lái)完成沖壓工件某部分的加工。

20、被加工材料，事先加工成一定寬度的條料， 采用某中送進(jìn)方法， 每次送進(jìn)一個(gè)步距。 竟逐個(gè)工位沖制后， 便得到一個(gè)完整的 沖壓工件。在一副級(jí)進(jìn)模中，可以連續(xù)完成沖材、彎曲、拉深、成型等工序。一 般來(lái)說(shuō)，無(wú)論沖壓零件形狀怎樣復(fù)雜， 沖壓工序怎樣多， 均可用一副級(jí)進(jìn)模沖制 完成。4）用于級(jí)進(jìn)模的材料，都是長(zhǎng)條狀的板料。材料較厚，生產(chǎn)批量較小時(shí)，可剪成條料；生產(chǎn)批量大時(shí)，應(yīng)選擇卷料。卷料可以自動(dòng)送料，自動(dòng)收料，可使 用高速?zèng)_床自動(dòng)沖壓。級(jí)進(jìn)模對(duì)材料的厚度和寬度都有嚴(yán)格的要求。寬度過(guò)大， 條料不能進(jìn)入模具的導(dǎo)料板數(shù)較多， 模具自然也就比較大， 這時(shí)要考慮模具與沖 床工作臺(tái)面的匹配性。 其二是幾進(jìn)模要采用條

21、料， 對(duì)某些形狀復(fù)雜的工件產(chǎn)生的 廢料較多， 在選用幾進(jìn)模的時(shí)候要注意材料利用率。 一般級(jí)進(jìn)模的材料利用率較 低。其三是級(jí)進(jìn)模由于連續(xù)地進(jìn)行各種沖壓， 必然會(huì)引起條料載體和工序件的變 形，一般來(lái)說(shuō)級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)的工件精度較低。2.2 彈簧片級(jí)進(jìn)模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1、工藝分析彈簧片是電冰箱溫控器的零件， 其厚度很薄。 沖裁或沖孔時(shí)間隙小， 故對(duì)模 具的導(dǎo)向精度的要求較高。 主要沖壓工序有： 工件上小異形孔的沖制， 最小的方孔是1.3mm*1mm工件上5個(gè)部位的彎曲。工件是批量生產(chǎn)，質(zhì)量要求高，在一副級(jí)進(jìn)模內(nèi)，可以包括沖裁、彎曲、成形、拉深等多道工序，故用一臺(tái)沖床可完 成從板料到成品的各種沖壓過(guò)程， 從而免

22、去了用單工序模的周轉(zhuǎn)和每次沖壓的定 位過(guò)程，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率和設(shè)備利用率。 像彈簧片這樣復(fù)雜的小型零件， 若不 采用級(jí)進(jìn)模幾乎是不能生產(chǎn)的。 級(jí)進(jìn)模的設(shè)計(jì)和制造都比較費(fèi)事， 與其他模具相 比，好象是成本高， 但如果用許多單工序模代替一副級(jí)進(jìn)模， 其許多單工序模的 總造價(jià)比一副級(jí)進(jìn)模要高的多， 因此，在條件允許的情況下采用級(jí)進(jìn)模往往是降 低模具成本的較好措施 .2、排樣圖設(shè)計(jì)要點(diǎn)排樣圖設(shè)計(jì)的好壞， 對(duì)模具設(shè)計(jì)的影響很大， 因此要反復(fù)思考， 設(shè)計(jì)出多種 進(jìn)行比較，以定出最佳方案。1）工序安排各工序的順序關(guān)系除一些常規(guī)考慮之外， 級(jí)進(jìn)模的工序安排還要注意以下內(nèi) 容。1）沖裁工序盡量避免一次完成復(fù)雜形

23、狀的沖裁，復(fù)雜工件的外形可通過(guò)多次局部沖裁，最后完成工件的外形要求。對(duì)于沖孔落料件，應(yīng)先沖孔，再逐步完 成外形的沖裁。應(yīng)考2）對(duì)于沖裁彎曲類的工件，應(yīng)在切除彎曲部位周邊的廢料后進(jìn)行彎曲，然后再切除其余廢料。 對(duì)于有沖孔的彎曲件彎曲工序可能影響孔的位置精度， 慮先彎曲后沖孔。3）對(duì)于有拉深又有彎曲和其他工序的工件，應(yīng)當(dāng)先進(jìn)行拉深，再安排其他工序。這是由于在拉深過(guò)程中必然有材料的流動(dòng)， 若先安排其他工序， 拉深過(guò)程 中將使已定型的部位產(chǎn)生變形。4）有嚴(yán)格要求的局部?jī)?nèi)、外形及成組的孔，應(yīng)考慮在同一工位上沖出，以保證位置精度。5）對(duì)于復(fù)雜的彎曲件，為了保證彎曲角度，有利于消除回彈，可以分成幾次進(jìn)行彎曲

24、。側(cè)刃與導(dǎo)正孔的安排， 側(cè)刃常安排在第一工位， 也可安排在第二工位。 如果側(cè)刃靠后，將打亂條了的沖壓順序，使沖壓無(wú)法進(jìn)行。側(cè)刃必須靠后時(shí)，在前幾步可安裝使用定位銷定位。 由于側(cè)刃安排在后邊有利于將最后的條料尾部沖壓完 成，而減少?gòu)U料， 因此在一些模具上常采用雙側(cè)刃結(jié)構(gòu)， 即在第一工位和最后工 位上，條了得兩側(cè)各設(shè)一個(gè)側(cè)刃， 這樣安排的缺點(diǎn)是側(cè)刃廢料增大， 沖裁力增大， 應(yīng)綜合考慮。導(dǎo)正銷是各種定距模具中普遍采用的精確定位方法。 采用自動(dòng)送料器的級(jí)進(jìn) 模，在條料排樣的第一工位就要沖出工藝性的導(dǎo)正銷孔， 在第二工位及以后每相 隔24工位的相應(yīng)位置設(shè)置導(dǎo)正銷。如果借用工件本身的孔作為導(dǎo)正孔，應(yīng)注 意

25、控制孔和導(dǎo)正銷之間的配合精度， 以滿足定位的要求。 同時(shí)也應(yīng)注意， 被借用 的孔被導(dǎo)正銷導(dǎo)正后，回?fù)p壞孔的精度，甚至使孔有所變形。對(duì)于簡(jiǎn)單級(jí)進(jìn)模上體積較大的凸模， 常在凸摸上安裝導(dǎo)正銷， 在凸模工作之前自行導(dǎo)正，所用的導(dǎo)正孔可設(shè)專用的，也可把工件自身的孔用做導(dǎo)正孔。對(duì)于某些圓形拉深件的級(jí)進(jìn)模， 可以不設(shè)導(dǎo)正銷， 因?yàn)楦鞴の坏睦钔鼓１?身就具有導(dǎo)正的作用。2）載體在級(jí)進(jìn)模內(nèi)， 條料送進(jìn)過(guò)程中， 不斷地被切除余料， 但是各工位之間到達(dá)最 后工位以前，總要保留一些材料將其連接起來(lái)，這部分材料稱為載體。限于被加工工件的形狀和工序的要求，其載體的形式也是各不相同的。理想的載體是雙側(cè)載體，即到最后一個(gè)工

26、位前條料的兩側(cè)仍保持有完整外 形，這對(duì)于送進(jìn)、定位和導(dǎo)正都十分有利。對(duì)于一些有彎曲工序的工件， 很難形成雙側(cè)載體， 往往只能保持材料的一側(cè) 有完整的外形， 這樣的載體稱為單側(cè)載體。 此時(shí)導(dǎo)正銷放在單側(cè)載體上， 對(duì)條料 導(dǎo)正和定位都造成一些困難，因此在設(shè)計(jì)中應(yīng)予認(rèn)真考慮。載體的強(qiáng)度很重要， 載體發(fā)生變形將使沖壓無(wú)法進(jìn)行， 甚至損壞模具， 因此 在排樣設(shè)計(jì)中， 在工件排列形式和選擇條料寬度以及其他方面等， 都要使載體具 有足夠的強(qiáng)度。3）分?jǐn)嗲谐械拇罱蛹?jí)進(jìn)模在沖壓過(guò)程中， 各工步分?jǐn)嗲谐嗔虾螅?形成工件完整的外形， 此時(shí)一個(gè)重要的問題就是如何使各斷沖裁的連接部位平直或圓滑，以免出現(xiàn)毛刺、 錯(cuò)

27、位、尖角等。搭接方法可分為搭接和平接。4）其他因素對(duì)于有彎曲工序的工件還要考慮材料纖維的方向。 對(duì)于有倒沖或切斷、切口 的部位，應(yīng)注意毛刺方向，因?yàn)榈箾_時(shí)毛刺留在上表面，切斷和切口時(shí)，被切開 工件的毛刺一邊在上面，另一邊在下面。排樣時(shí)應(yīng)考慮毛刺的方向是否影響工件 使用。對(duì)每個(gè)排樣都要計(jì)算出材料利用率，并進(jìn)行經(jīng)濟(jì)效率分析。3、主要計(jì)算1）沖壓力的計(jì)算、球頭凸包的計(jì)算先計(jì)算它的變形程度，若當(dāng)變形程度超過(guò)規(guī)定值時(shí)，將產(chǎn)生裂紋或不能成形。 變形程度可粗略地用下式驗(yàn)算 =S式中工件變形程度;變形后沿截面的材料長(zhǎng)度（ mm）；L變形前的材料原有長(zhǎng)度（mm；S材料的伸長(zhǎng)率（）。因數(shù)（0. 700. 75）視

28、局部成形的形狀而定，半球形取大值，梯形取小值。 有關(guān)的汁算，如圖 7-43 所示。計(jì)算球面中間的一條圓弧線。設(shè)變形前圓的弦長(zhǎng)為L(zhǎng),變形后圓弧長(zhǎng)為，圖中角a按幾何關(guān)系可計(jì)算出a= 600，進(jìn)而可計(jì)算出L1=3.14mm,L=3mm則:材料的伸長(zhǎng)率S可從表中查出，約為10%。即為0.7 X 10% = 7%,則4.6 %7，變形程度在允許值之內(nèi)。沖凸包所需的沖壓力，可近似用下式計(jì)算，即：F=Lt (T bK式中L球面底邊周長(zhǎng)（mm，R=1.5mm的周長(zhǎng)L為9.42mmK因數(shù)，K= 0.7 1,取 K= 0.7 ;t材料厚度（mm ,t=0.2mm ;T b材料抗拉強(qiáng)度（MP a，取T b=400M

29、Pa則：F= 9. 42mm1mm較厚的板料，當(dāng)工件對(duì)圓角半徑?jīng)]有要求時(shí)，可選取 較小的圓角半徑， 使其回彈最小。 因此，如果彈簧片零件圖上沒有注明圓角半徑 時(shí)，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量取小值。彈簧片的厚度是 0. 2mm圓角半徑定為0. 1mm因?yàn)閳A角半徑不能再小了，如果再小，考慮磨損、模具間隙等因素，圓角半徑的 值就很難保證了。彎曲回彈值可查表確定。C部位屬于U形彎曲，表中所列鋼材品種有限，以30CrMnSiA作近似計(jì)算。C部位取間隙Z/2=1t，按R/t=1，則回彈角度為Oo。D和G部位，按R/t=1查表后，回彈角度為0o30。A部位按V形彎曲查表，彎曲900回彈角度為20，B部位同樣也是20。通

30、過(guò)以上粗略地計(jì)算，A和B部位回彈角度較大。B部位對(duì)回彈要求不高，故不再采取消除回彈的措施。對(duì)A部位則采取兩次彎曲成形的方法消除回彈。圖 7-44 所示為二次彎曲工藝原理示意圖。先在A點(diǎn)進(jìn)行一次彎曲，a是需要補(bǔ)償?shù)幕貜椊恰５谝淮螐澢菫椋? +a）.口角取值為450。第二次彎曲是在距離A點(diǎn)為e的B點(diǎn)進(jìn)行彎曲，彎曲角度為90o-0。兩次總計(jì)彎曲的角度是 90o+a。這樣就實(shí)現(xiàn)了補(bǔ)償回彈。e取值為5t，即 lmm。2.3 步距與定距方式步距的基本尺寸就是兩相鄰工位的中心距。 級(jí)進(jìn)模任何兩相鄰工位的中心距 必須相等。 對(duì)于單排列的排樣， 步距等于沖件的外輪廓尺寸與搭邊余量之和。 搭 邊值的大小可參照沖

31、裁排樣的搭邊數(shù)值。在連續(xù)模中， 每次送料前進(jìn)的距離稱為步距。 步距計(jì)算的正確與否直接關(guān)系 到制品的質(zhì)量和尺寸精度。如圖所示，側(cè)刃定距的步距大小可按下式計(jì)算：x=c+a1=14+1=15mm式中x步距（mm；c制品最大寬度（mm；a1 制品零件間搭邊寬度（mm。側(cè)刃定距是級(jí)進(jìn)模中常用的定距方式適用于0.11.5mm厚的板料。太薄的板料用擋塊定位時(shí)因板料易產(chǎn)生變形而影響定位精度； 太厚的板料則不適于側(cè)刃沖 切。2.4 凹模2.4.1 凹模結(jié)構(gòu)形式1、整體式凹模整體式凹模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但在使用時(shí)，局部損壞就得更換，每更換一次，其定位基準(zhǔn)及間隙也隨之變動(dòng)， 故使制品尺寸精度發(fā)生變化。 同時(shí)， 工作部分和非

32、 工作部分全用同一優(yōu)質(zhì)鋼材制作， 故增加了模具的成本。 這種凹模結(jié)構(gòu)適用于沖 制中小型制件及尺寸要求比較精密的沖壓用模具。2、組合式凹模組合式凹模其凹模工作部位及非工作部位（緊固連接部位）是分開制成的。其工作部位用優(yōu)質(zhì)模具鋼制作， 而非工作部位用普通模具鋼制作， 故模具成本較低，便于維修，在修理好后并不影響定位基準(zhǔn)和間隙值，其易損零件定位可靠、 互換性好、拆裝快，適于制作大、中型和精度要求不太高的落料與沖孔模。3、鑲塊式凹模適于沖制窄臂、 形狀復(fù)雜的沖件。 其優(yōu)點(diǎn)是便于加工， 減少了型孔的加工難 度，適于制作形狀復(fù)雜的制品沖模。2.4.2 凹模的結(jié)構(gòu)尺寸的確定圓形凹?？砂蠢錄_模國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或工廠標(biāo)

33、準(zhǔn)選用， 非標(biāo)準(zhǔn)尺寸的凹模可按經(jīng)驗(yàn) 公式計(jì)算，即：凹模厚度 H=Kb=0.3*15=4.5=30（ 15mm）凹模壁厚c= （1.52） H=45（小型凹模）式中 b 沖壓件最大外形尺寸（ mm）；K系數(shù)，其值可查表。凹模寬度 B1 取 80mm。2.5 凸模2.5.1 凸模的類型1、凸模的結(jié)構(gòu)種類很多其主要有以下幾種類型1 ） 按凸模的動(dòng)作性質(zhì)，凸模有沖裁凸模、方形凸模、拉深凸模、擠壓凸模等；2） 按凸模的工作斷面形狀，凸模有圓形凸模、方形凸模、矩形凸模、及不規(guī)則異形凸模等；3）按凸模固定方式，凸模有背臺(tái)式凸模，鉚裝式凸模、疊裝式凸模、澆注或粘結(jié)式凸模、壓塊式凸模、電鍵式凸模、插入式凸模、護(hù)

34、套式凸模、浮動(dòng)式 凸模及組合式凸模等。2、凸模的結(jié)構(gòu)形式冷沖模凸模的結(jié)構(gòu)總的來(lái)說(shuō)都包含兩大部分，即凸模的工作部分和凸模的安裝部分。凸模的工作部分是直接完成沖壓加工的，其斷面形狀、 尺寸應(yīng)根據(jù)沖壓件的形狀尺寸以及沖壓工序的性質(zhì)、 特點(diǎn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。 凸模的安裝部分是將凸模安裝在凸模固定板上，然后固定在模座上，使之成為一體構(gòu)成上模。在厚板料上沖小孔時(shí)， 為了不使小孔凸模由于細(xì)而在沖模時(shí)折斷，可在細(xì)小凸模外面加以護(hù)套保護(hù)為了增加凸模的強(qiáng)度和剛度， 對(duì)于小型整體式凸模的非工作部分，應(yīng)采用直徑或斷面尺寸逐步增大的多級(jí)凸模結(jié)構(gòu)形式， 但臺(tái)階之間要圓滑過(guò)度，以免由于沖壓時(shí)應(yīng)力集中而造成凸模折斷。2.5.2 凸模

35、長(zhǎng)度的確定凸模的長(zhǎng)度一般根據(jù)結(jié)構(gòu)上的需要而定。一般常用的長(zhǎng)度為4065mm可按計(jì)算結(jié)果根據(jù)凸模國(guó)標(biāo)的長(zhǎng)度系列選取。凸模長(zhǎng)度 L 的計(jì)算公式為L(zhǎng)=h1+h2+a=26+20+12=58mm式中 h1固定板的厚度（ mm）；h2固定卸料板的厚度（mm；a附加長(zhǎng)度，它包括凸模的修模量、凸模進(jìn)入凹模的深度及凸模固定板與卸料板的安全距離等，一般可取 1020mm第三章 模具的熱處理模具零件的熱處理沖裁模各零件的熱處理要求：處理要求沖裁是冷沖壓的基本工序之一。 它是利用沖裁模在壓力機(jī)上把被沖材料分離的一種沖壓工序。 沖裁模是一種帶刃口的模具。 在沖裁時(shí)切刃陷進(jìn)被沖 材料之中， 并承受著強(qiáng)烈勺沖擊和材料勺激

36、烈摩擦， 使刃口部位經(jīng)一段使用后會(huì)而且還要嚴(yán)重磨損，由開始的鋒利、到最后變成圓鈍，影響了后續(xù)制品的質(zhì)量。為了保證 制品零件的質(zhì)量長(zhǎng)期穩(wěn)定性， 這就要求沖模的凸模要有較高的耐磨性， 有一定的抗壓強(qiáng)度、 抗彎強(qiáng)度和一定的沖擊刃性。 而對(duì)于凹模， 除抗彎強(qiáng)度似乎 要求不高外，其抗壓強(qiáng)度、韌性的要求要比凸模更高。對(duì)于沖裁模凸、凹模上述 要求，除了正確選用凸、 凹模所用鋼材外， 還要有合理的熱處理工藝來(lái)保證熱處 理后的硬度、韌性等要求，兩者缺一不可。沖裁模各類零件的熱處理要求見下表：沖裁模工作零件熱處理要求沖裁模類型材料熱處理硬度 HRC凸模凹模形狀簡(jiǎn)單、沖裁材料厚度小于3mm勺模具所用凸模、凹模、凸凹

37、模T8、 T8A、 T10、 T10A58 6260 64形狀復(fù)雜、沖裁材料厚度大于3mm勺模具所用凸模、凹模、凸凹模及凹模鑲 塊、側(cè)刃等Cr12、 CrWMnCr12MoV、 9Mm2VGCr15、 W2MoV58 6262 64生產(chǎn)量較大勺沖模工作部位Cr12MoV、 GCr15=58=62沖裁模輔助零件熱處理要求零件名稱選用材料熱處理硬度 HRC上、下模板HT210- 400HT220- 440Q235F、Q275導(dǎo)柱、導(dǎo)套20、 T8A、T10A60 6220 滲碳淬火模柄、固定板卸料板、導(dǎo)板45墊板T7A、T8A40 45導(dǎo)正銷、定位銷T7、T852 56擋料銷、擋料塊45、T7A4

38、3 4852 56Q235各中彈簧65Mn40 48圓柱銷內(nèi)六角螺釘、螺桿4543 48頭部淬硬4348沖裁模成形零件熱處理順序安排在最終熱處理淬硬后，需進(jìn)行電加工的熱處理工序安排的工藝順序是：鍛造7熱處理退火7機(jī)械粗加工7熱處理淬火與回火7電加工（電火花穿孔 或線切割）加工成型-鉗修裝配。不僅要遵由此可以看出， 熱處理工藝在沖模制造中， 是非常重要也是不可缺少的加工 工藝。對(duì)于級(jí)進(jìn)模、 復(fù)合模等位置公差和尺寸公差要求較精密的沖模， 守上述工序安排， 為了減少熱處理變形， 常在加工中還穿插去除應(yīng)力處理、 調(diào)質(zhì) 等熱處理工序。第四章 試模及模具的維修與保養(yǎng)41模具維護(hù)與保養(yǎng)的意義與內(nèi)容模具是比較

39、精密又比較復(fù)雜的生產(chǎn)工藝設(shè)備。 一般來(lái)說(shuō)，它的制造周期較長(zhǎng)， 生產(chǎn)成本較高， 并且是在及其惡劣的環(huán)境中工作。 在使用時(shí)， 模具經(jīng)常會(huì)受到突 如其來(lái)的沖擊力、剪切力、摩擦力和熱變交換應(yīng)力的沖擊。因此，模具在使用一 段時(shí)間后，其工作部分、 導(dǎo)向部位及靜止配合部位都會(huì)逐漸被磨損或磨壞， 使模 具性能下降， 影響了制品零件質(zhì)量， 進(jìn)而還會(huì)造成停工， 甚至?xí)l(fā)生嚴(yán)重安全事 故。為了使模具在使用過(guò)程中能正常工作， 始終保持良好的技術(shù)狀態(tài)性能， 確保 生產(chǎn)穩(wěn)定，提高制品質(zhì)量，延長(zhǎng)模具使用壽命，對(duì)模具必須精心的維護(hù)和保養(yǎng)。同時(shí)，在生產(chǎn)中貫徹執(zhí)行一套切實(shí)可行的使用、維護(hù)、保養(yǎng)、管理模具的組織和措施，這不但能提高模具的耐用度和精度等級(jí)，而且，也是保證產(chǎn)品質(zhì)量、降低 制件成本、 確保安全、文明生產(chǎn)的有效途徑之一。 所以維護(hù)保養(yǎng)與修配不僅是 項(xiàng)必不可少的工作， 而且也是一項(xiàng)企業(yè)管理工作的重要組成部分， 有著很現(xiàn)實(shí)的 重要意義。模具的日常維護(hù)與保養(yǎng)內(nèi)容很多，主要包括以下幾方面：1、模具的技術(shù)資料保管；2、模具的技術(shù)狀態(tài)鑒定；3、件的制模