汽車零件沖壓模具設(shè)計

本科畢業(yè)設(shè)計（論文）通過答辯PAGE摘要全文對該汽車零件的工藝分析確定與模具設(shè)計進(jìn)行了具體的論證設(shè)計。通過工藝分析確定需要兩套模具，分別是壓型模具和切邊模具。全文共有五章：第一章為概論部分，從課題的來源、選題的目的與意義、國內(nèi)外沖壓技術(shù)的發(fā)展趨勢、選題的先進(jìn)性、關(guān)鍵問題及創(chuàng)新點(diǎn)等方面進(jìn)行了總體概論。第二章對零件的工藝方案進(jìn)行了確定，并列舉了材料的力學(xué)性能。第三章按照傳統(tǒng)壓型模具的設(shè)計思路與方法，對第一道工序的壓型模具進(jìn)行了詳細(xì)設(shè)計。第四章則是對沖裁工序中的切邊模具進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計及計算。第五章利用UGCAM軟件，對各工序的主要零部件進(jìn)行了仿真加工，并生成了針對特定數(shù)控系統(tǒng)的加工程序。最后，文章末尾對全文進(jìn)行了總結(jié)。關(guān)鍵詞：汽車零件；沖壓；模具設(shè)計；仿真本科畢業(yè)設(shè)計（論文）通過答辯PAGEAbstractInthistextanalysisofthetechnologyofautopartsandthemoulddesignargumentationofdesign.Throughtheanalysisofthetechnologytothreesetsofmould,respectivelyisbluntbeforehandholemolds,mouldandtrimmingdies.Thefulltextcontainsfivechaptertotally:thefirstchapterofthefivechapterisabouttheintroductionsection,fromthetopicselection,thesourceofpurposeandmeaning,stampingtechnologyathomeandabroad,andthedevelopmenttrendoftheadvanced,keyproblemsandinnovativepointsintroductiontotheoverallaspects.Thesecondchaptertothepartshasdeterminedprocessscheme,andthemechanicalpropertiesofmaterials.Thethirdchaptercarryonthedetaileddesignofthedeepdrawinginaccordancewiththedeeptraditionalmolddesignideasandmethodsoftheprocedure.Thefourthchapterisaboutthedetaileddesignandcalculationofthecuttingprocesshedgecuttingmould.Thefifthchapter,simulatesthemaincomponentsofeachprocessforspecificprocessesusingUGCAMsoftware.Finally,thearticlesummarizedattheendoftext.Keywords:Autoparts；Stampingmoulddesign；SimulationprocesPAGEI目錄第一章緒論 11.1課題的來源、目的、意義 11.2模具技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀 21.3課題研究的主要內(nèi)容 61.3.1主要內(nèi)容 61.3.2關(guān)鍵問題 61.3.3技術(shù)要求 61.4課題的難點(diǎn)及解決思路 61.5研究課題的方法及步驟 71.5.1研究方法 71.5.2研究步驟 71.6設(shè)計方法 7第二章工藝分析及方案確定 82.1沖壓工藝分析 82.1.1沖壓工藝分類 82.2沖裁工藝審核 92.2.1零件工藝性分析 92.2.2工藝方案的確定 102.3零件工藝計算 112.3.1彎曲工藝計算 112.3.2沖裁間隙的選用 122.4本章小結(jié) 12第三章壓型模具設(shè)計 133.1彎曲工藝的相關(guān)簡介 133.1.1彎曲工藝的概念 133.1.2彎曲的基本原理 133.1.3彎曲的種類 133.2彎曲力的計算與壓力機(jī)的選用 133.2.1彎曲力的計算 133.2.2壓力機(jī)的選用 143.3彎曲模工作部分尺寸設(shè)計 153.3.1凸模圓角半徑 153.3.2凹模圓角半徑 153.3.3凹模深度 153.3.4凸、凹模的間隙 153.3.5凸凹模具體尺寸 153.3.6V形彎曲處的凸、凹模工作部分尺寸及公差 163.3.7模具零件材料的選取 173.4模具零件形式的選取 173.4.1模架的選取 173.4.2導(dǎo)柱導(dǎo)套 183.4.3模柄的選擇 183.4.4橡膠柱的選用 193.4.5螺釘、銷釘?shù)倪x取 193.5模具整體結(jié)構(gòu) 203.6擋料板的設(shè)計 203.7本章小結(jié) 20第四章切邊模具設(shè)計 214.1沖裁工藝分析 214.2沖裁間隙的選用 214.3凸凹模工作部分尺寸的計算 214.3.1尺寸確定原則[1] 224.3.2尺寸確定方法 224.4沖裁工藝力的計算 224.4.1切邊力學(xué)計算 224.5零件材料的選取 234.6壓力機(jī)選擇 234.7其他結(jié)構(gòu)零件選擇 234.7.1模架選擇 234.7.2導(dǎo)柱導(dǎo)套 244.7.3模柄的選擇 244.7.4螺釘、銷釘?shù)倪x取 254.7.5部分非標(biāo)準(zhǔn)件的選用 254.8模具總體裝配圖 264.9本章小結(jié) 26第五章仿真加工 275.1建立加工毛坯 275.2建立機(jī)床坐標(biāo)系 275.3選擇工件以及毛坯 285.4刀具創(chuàng)建 285.5仿真加工 285.5.1粗加工 285.5.2半精加工 285.5.3精加工及程序 29結(jié)論 31致謝 32參考文獻(xiàn) 33PAGE26第一章緒論模具是大批量生產(chǎn)同形產(chǎn)品的工具，是工業(yè)生產(chǎn)的主要工藝設(shè)備。模具工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)。改革開放以來，隨著國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，市場對模具的需求量不斷增長。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(dú)資和私營也得到了快速發(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。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。近年許多模具企業(yè)加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投資力度，將技術(shù)進(jìn)步視為企業(yè)發(fā)展的重要動力。一些國內(nèi)模具企業(yè)已普及了二維CAD，并陸續(xù)開始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等國際通用軟件，個別廠家還引進(jìn)了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE軟件，并成功應(yīng)用于沖壓模的設(shè)計中。以汽車覆蓋件模具為代表的大型沖壓模具的制造技術(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。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)計制造周期等方面做出了貢獻(xiàn)。例如，吉林大學(xué)汽車覆蓋件成型技術(shù)所獨(dú)立研制的汽車覆蓋件沖壓成型分析KMAS軟件，華中理工大學(xué)模具技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的注塑模、汽車覆蓋件模具和級進(jìn)模CAD/CAE/CAM軟件，上海交通大學(xué)模具CAD國家工程研究中心開發(fā)的冷沖模和精沖研究中心開發(fā)的冷沖模和精沖模CAD軟件等在國內(nèi)模具行業(yè)擁有不少的用戶。雖然中國模具工業(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/CAM技術(shù)的普及率不高；許多先進(jìn)的模具技術(shù)應(yīng)用不夠廣泛等等，致使相當(dāng)一部分大型、精密、復(fù)雜和長壽命模具依賴進(jìn)口。1.1課題的來源、目的、意義來源：本課題來源于指導(dǎo)教師的畢業(yè)設(shè)計題目。目的：是在學(xué)生臨近畢業(yè)之際，很好的掌握設(shè)計的一般流程，設(shè)計思路，為適應(yīng)近年來沖壓加工技術(shù)日益廣泛的應(yīng)用形勢，培養(yǎng)急需的應(yīng)用型人才。還能讓學(xué)生了解沖壓成形的基本原理；熟悉沖壓用材料、模具用材料以及沖壓用設(shè)備等；掌握各種沖壓工藝的成形方法，并具有初步解決生產(chǎn)中常出現(xiàn)的工藝問題的能力。畢業(yè)設(shè)計的意義顯著，內(nèi)容由淺入深，有利于學(xué)生理解；理論和實(shí)踐相聯(lián)系，有利于應(yīng)用能力的培養(yǎng)；內(nèi)容豐富，難度適中，有利于學(xué)生將來在企業(yè)當(dāng)中能夠積極應(yīng)對意義。意義：隨著現(xiàn)代工業(yè)的不斷飛速發(fā)展，新產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)，對模具設(shè)計及加工制造速度都提出了更高要求。模具設(shè)計必須滿足工業(yè)迅速發(fā)展的要求。充分發(fā)揮模具生產(chǎn)特點(diǎn)，加速模具行業(yè)發(fā)展將對我國現(xiàn)代化建設(shè)及人民生活水平提高做出巨大貢獻(xiàn)。1.2模具技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀汽車模具技術(shù)集合了機(jī)械、電子、化學(xué)、光學(xué)、材料、計算機(jī)、精密檢測和信息網(wǎng)絡(luò)等諸多學(xué)科，是一個綜合性高學(xué)科的系統(tǒng)工程。汽車模具技術(shù)的發(fā)展趨勢主要是模具產(chǎn)品向著更大型、更精密、更復(fù)雜及更經(jīng)濟(jì)快捷的方向發(fā)展。汽車模具產(chǎn)品的技術(shù)含量不斷提高，模具制造周期不斷縮短，模具生產(chǎn)朝著信息化、無圖化、精細(xì)化、自動化的方向發(fā)展，模具企業(yè)向著技術(shù)集成化、設(shè)備精良化、產(chǎn)品品牌化、管理信息化、經(jīng)營國際化的方向發(fā)展。汽車模具型面的加工屬于高度復(fù)雜的自由曲面加工，能不能實(shí)現(xiàn)高速加工，主要取決于數(shù)控機(jī)床曲面加工的動態(tài)精度，而不是取決于一般機(jī)床產(chǎn)品樣本中所說的靜態(tài)精度。一臺適用于汽車模具的高速數(shù)控銑，必須同時具備剛度、高精度、高速度、優(yōu)良的動態(tài)性能、高速下的連續(xù)工作時間等綜合性能。高速加工的目的不單純是為了提高加工效率，更重要的是通過高速度實(shí)現(xiàn)小步距、低殘留的高精度加工。汽車模具的快速成形技術(shù)是一項(xiàng)集計算機(jī)輔助設(shè)計、精密機(jī)械、數(shù)控技術(shù)和材料學(xué)為一體的新興技術(shù)。快速成形技術(shù)，采用了離散堆積原理，將所設(shè)計物體的CAD模型轉(zhuǎn)化成實(shí)物樣件。以RP技術(shù)為支撐的快速模具制造技術(shù)，也正是為了縮短新產(chǎn)品開發(fā)周期，早日向市場推出適銷對路的產(chǎn)品而發(fā)展起來的新型模具制造技術(shù)。這種方法制造模具是有技術(shù)先進(jìn)，成本降低、設(shè)計制造周期短、精度適中等優(yōu)點(diǎn)。沖壓技術(shù)的進(jìn)步首先通過模具技術(shù)的進(jìn)步來體現(xiàn)出來。對沖模技術(shù)性能的研究已經(jīng)成為發(fā)展沖壓成形技術(shù)的中心和關(guān)鍵。20世紀(jì)60年代初期，國外飛機(jī)、汽車制造公司開始研究計算機(jī)在模具設(shè)計與制造中的應(yīng)用。通過以計算機(jī)為主要技術(shù)手段，以數(shù)學(xué)模型為中心，采用人機(jī)互相結(jié)合、各盡所長的方式，把模具的設(shè)計、分析、計算、制造、檢驗(yàn)、生產(chǎn)過程連成一個有機(jī)整體，使模具技術(shù)進(jìn)入到綜合應(yīng)用計算機(jī)進(jìn)行設(shè)計、制造的新階段。模具的高精度、高壽命、高效率成為模具技術(shù)進(jìn)步的特征。模具CAD/CAE/CAM是改造傳統(tǒng)模具生產(chǎn)方式的關(guān)鍵技術(shù)，是一項(xiàng)高科技、高效益的系統(tǒng)工程。它以計算機(jī)軟件的形式，為企業(yè)提供一種有效的輔助工具，使工程技術(shù)人員借助于計算機(jī)對產(chǎn)品性能、模具結(jié)構(gòu)、成形工藝、數(shù)控加工及生產(chǎn)管理進(jìn)行設(shè)計和優(yōu)化。模具CAD/CAE/CAM技術(shù)能顯著縮短模具設(shè)計與制造周期，降低生產(chǎn)成本和提高產(chǎn)品質(zhì)量已成為模具界的共識。模具CAD/CAE/CAM在近20年中經(jīng)歷了從簡單到復(fù)雜，從試點(diǎn)到普及的過程。進(jìn)入本世紀(jì)以來，模具CAD/CAE/CAM技術(shù)發(fā)展速度更快，應(yīng)用范圍更廣。在級進(jìn)模CAD/CAE/CAM發(fā)展應(yīng)用方面，本世紀(jì)初，美國UGS公司與我國華中科技大學(xué)合作在UG-II（現(xiàn)為NX）軟件平臺上開發(fā)出基于三維幾何模型的級進(jìn)模CAD/CAM軟件NX-PDW。該軟件包括工程初始化、工藝預(yù)定義、毛坯展開、毛坯排樣、廢料設(shè)計、條料排樣、壓力計算和模具結(jié)構(gòu)設(shè)計等模塊。具有特征識別與重構(gòu)、全三維結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)等顯著特色，已在2003年作為商品化產(chǎn)品投入市場。與此同時，新加波、馬來西亞、印度及我國臺灣、香港有關(guān)機(jī)構(gòu)和公司也在開發(fā)和試用新一代級進(jìn)模CAD/CAM系統(tǒng)。我國從上世紀(jì)90年代開始，華中科技大學(xué)、上海交通大學(xué)、西安交通大學(xué)和北京機(jī)電研究院等相繼開展了級進(jìn)模CAD/CAM系統(tǒng)的研究和開發(fā)。如華中科技大學(xué)模具技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在AutoCAD軟件平臺上開發(fā)出基于特征的級進(jìn)模CAD/CAM系統(tǒng)HMJC，包括板金零件特征造型、基于特征的沖壓工藝設(shè)計、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計、標(biāo)準(zhǔn)件及典型結(jié)構(gòu)建庫工具和線切割自動編程5個模塊。上海交通大學(xué)為瑞士法因托（Finetool）精沖公司開發(fā)成功精密沖裁級進(jìn)模CAC/CAM系統(tǒng)。西安交通大學(xué)開發(fā)出多工位彎曲級進(jìn)模CAD系統(tǒng)等。近年來，國內(nèi)一些軟件公司也競相加入了級進(jìn)模CAD/CAM系統(tǒng)的開發(fā)行列，如深圳雅明軟件制作室開發(fā)的級進(jìn)模系統(tǒng)CmCAD、富士康公司開發(fā)的用于單沖模與復(fù)合模的CAD系統(tǒng)Fox-CAD等。展望國內(nèi)外模具CAD/CAE/CAM技術(shù)的發(fā)展，本世紀(jì)的科學(xué)技術(shù)正處于日新月異的變革之中，通過與計算機(jī)技術(shù)的緊密結(jié)合，人工智能技術(shù)、并行工程、面向裝配、參數(shù)化特征建模以及關(guān)聯(lián)設(shè)計等一系列與模具工業(yè)相關(guān)的技術(shù)發(fā)展之快，學(xué)科領(lǐng)域交叉之廣前所未見。今后10年新一代模具CAD/CAE/CAM系統(tǒng)必然是當(dāng)今最好的設(shè)計理念、最新的成形理論和最高水平的制造方法相結(jié)合的產(chǎn)物，其特點(diǎn)將反映在專業(yè)化、網(wǎng)絡(luò)化、集成化、智能化四個方面。模具不是批量生產(chǎn)的產(chǎn)品，它具有單件生產(chǎn)和對特定用戶的依賴特性。就模具行業(yè)來說，引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)，不能采用通常的引進(jìn)產(chǎn)品許可證和技術(shù)轉(zhuǎn)讓等方式，而主要是引進(jìn)已經(jīng)商品化了的CAD/CAM/CAE軟件和精密加工設(shè)備，引進(jìn)國外模具先進(jìn)的制造理念、引進(jìn)國外模具先進(jìn)制造人才，利用中外模具聯(lián)合設(shè)計、聘請國外專家等途徑發(fā)展自己的民族模具工業(yè)等。模具的CAD/CAE/CAM及CAD/CAE/CAM的集成，涉及面廣、集多種學(xué)科與工程技術(shù)于一體，是綜合型、技術(shù)密集型產(chǎn)品。現(xiàn)代化的模具要實(shí)現(xiàn)數(shù)字化設(shè)計、數(shù)字化制造、數(shù)字化管理、數(shù)字化生產(chǎn)流程，沒有模具的數(shù)字化，就沒有現(xiàn)代模具。模具的CAD/CAE/CAM技術(shù)日新月異，重要的工作是后續(xù)對于引進(jìn)的軟件進(jìn)行二次開發(fā)，模具人才自然也肩負(fù)著軟件的推廣、軟件的二次開發(fā)工作，從這個角度來看，模具高技術(shù)人才還扮演著對模具相關(guān)領(lǐng)域的研究與再設(shè)計的角色。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和工業(yè)生產(chǎn)的迅猛發(fā)展，冷沖技術(shù)及模具不斷革新和發(fā)展，主要反映在以下幾個方面：（1）全面推廣CAD/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(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。計算機(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。（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。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，對汽車、家電行業(yè)中大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。（3）模具掃描及數(shù)字系統(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，大大縮短了模具的研制和制造周期。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。（4）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)控銑削一樣)，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(jī)床在模具加工中應(yīng)用。預(yù)計這一技術(shù)將得到發(fā)展。（5）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(dá)到30%左右。國外發(fā)達(dá)國家一般為80%左右。（6）優(yōu)質(zhì)材料及先進(jìn)表面處理技術(shù)（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。（8）模具自動加工系統(tǒng)的發(fā)展這是我國長遠(yuǎn)發(fā)展的目標(biāo)。模具自動加工系統(tǒng)應(yīng)有多臺機(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；有完整的數(shù)控柔性同步系統(tǒng)；有質(zhì)量監(jiān)測控制系統(tǒng)。我國沖模CAD/CAM從80年代起步，基本上屬于低水平重復(fù)開發(fā)，所需基礎(chǔ)軟件也靠引進(jìn)（如圖形軟件、數(shù)據(jù)庫軟件、NC軟件等），缺乏實(shí)用和商品化價值；由于人員素質(zhì)低、不配套，對引進(jìn)的許多CAD/CAM系統(tǒng)缺乏二次開發(fā)能力，不能獲得顯著效益；由于國產(chǎn)計算機(jī)不能滿足使用要求，大量引進(jìn)的各種計算機(jī)和工作站種類繁多、價格昂貴、硬件維修和軟件交流都很困難。至90年代初，全國擁有數(shù)控加工設(shè)備近萬臺，絕大部分沒有配備自動編程系統(tǒng)，機(jī)床利用率極低。針對上述情況，我們認(rèn)為應(yīng)首先在現(xiàn)有數(shù)控機(jī)床上廣泛采用自動編程，減少手工編程，提高數(shù)控設(shè)備的開工率。下一步工作應(yīng)加強(qiáng)直接CAM技術(shù)--應(yīng)用幾何程序，生成所需數(shù)據(jù)和指令。計算機(jī)輔助設(shè)計方面，應(yīng)努力完善標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化，提高模具零部件的標(biāo)準(zhǔn)化程序，提高國產(chǎn)計算機(jī)的功能，抓緊人才培訓(xùn)，特別是在模具技術(shù)人員中普及計算機(jī)知識，加強(qiáng)軟件的二次開發(fā)能力；建立只能數(shù)據(jù)庫和專家系統(tǒng)，制止盲目引進(jìn)；分工合作，大力開發(fā)適合中國國情的CAD/CAM系統(tǒng)。模具是制造業(yè)的重要工藝基礎(chǔ)，中國雖然很早就開始設(shè)計制造模具但長期未形成產(chǎn)業(yè)。直到20世紀(jì)80年代后期，中國模具工業(yè)才進(jìn)入發(fā)展的快車道，中國模具產(chǎn)量已位居世界第三，模具被應(yīng)用的領(lǐng)域也越來越廣。世界模具有著很好的趨勢發(fā)展一、模具日趨大型化。二、模具的精度將越來越高。10年前精密模具的精度一般為5微米，現(xiàn)在已經(jīng)達(dá)到2-3微米，1微米精度的模具也將上市。三、多功能復(fù)合模具將進(jìn)一步發(fā)展。新型多功能復(fù)合模具除了沖壓成型零件外，還擔(dān)負(fù)疊壓、攻絲、鉚接和鎖緊等組裝任務(wù)，對鋼材的性能要求越來越高。四、熱流道模具在塑料模具中的比重也將逐漸提高。五、隨著塑料成型工藝的不斷改進(jìn)與發(fā)展，氣輔模具及適應(yīng)高壓注塑成型等工藝的模具也將隨之發(fā)展。六、標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用將日益廣泛。模具標(biāo)準(zhǔn)化及模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用將極大地影響模具制造周期，還能提高模具的質(zhì)量和降低模具制造成本。七、快速經(jīng)濟(jì)模具的前景十分廣闊。八、隨著車輛和電機(jī)等產(chǎn)品向輕量化發(fā)展，壓鑄模的比例將不斷提高。同時對壓鑄模的壽命和復(fù)雜程度也將提出越來越高的要求。九、以塑代鋼、以塑代木的進(jìn)程進(jìn)一步加快，塑料模具的比例將不斷增大。由于機(jī)械零件的復(fù)雜程度和精度的不斷提高，對塑料模具的要求也越來越高。十、模具技術(shù)含量將不斷提高。中國模具雖然發(fā)展迅速但是與需求相比，顯然是供不應(yīng)求的，其主要缺口集中于精密、大型、復(fù)雜、長壽等模具領(lǐng)域。中國在模具精度、壽命和制造周期及生產(chǎn)能力方面與國際平均水平和發(fā)達(dá)國家仍有較大的差距，國內(nèi)主業(yè)模具廠是“大而全”、“小而全”的組織形式，而在國外模具企業(yè)是“小而專”、“小而精”。因而發(fā)現(xiàn)了中國模具業(yè)的四大弊?。海?）體制不順、基礎(chǔ)薄弱（2）科研開發(fā)及技術(shù)攻關(guān)方面投入太少（3）工藝裝備水平低，且配套性不好，利用率低（4）模具材料及模具相關(guān)技術(shù)落后1.3課題研究的主要內(nèi)容1.3.1主要內(nèi)容（1）沖壓件的圖樣和技術(shù)文件。（2）沖壓工藝。（3）壓力機(jī)的技術(shù)參數(shù)。（4）有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。（5）模具設(shè)計資料和模具結(jié)構(gòu)圖。1.3.2關(guān)鍵問題關(guān)鍵問題：切邊模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計。1.3.3技術(shù)要求（1）結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，簡單實(shí)用。（2）制件材料08AL，料厚1.5mm。（3）模具結(jié)構(gòu)簡單可靠。（4）使用UGCAM軟件對主要零件進(jìn)行仿真加工。1.4課題的難點(diǎn)及解決思路課題得難點(diǎn)是合理地設(shè)計工序等，并準(zhǔn)確的設(shè)計實(shí)現(xiàn)模具的側(cè)沖結(jié)構(gòu)，保證沖壓件成形及成型質(zhì)量及克服由回彈造成的零件型面偏差和沖壓件的取件。對零件進(jìn)行工藝分析及批量大小，確定簡單模具、沖裁力、頂件力、卸料力等計算。確定壓力機(jī)的類型。生產(chǎn)批量大，沖壓工序應(yīng)盡可能地組合在一起，進(jìn)行復(fù)合?；蜻B續(xù)模沖壓；小批量生產(chǎn)，常選用單工序簡單模。但對于尺寸過小的沖壓件，考慮到單工序模上料不方便和生產(chǎn)率低，也常選用復(fù)合?；蜻B續(xù)模生產(chǎn)。對與有精度要求的零件，為了避免多次沖壓的定位誤差，也應(yīng)選用復(fù)合模沖壓[20]。1.5研究課題的方法及步驟1.5.1研究方法一般覆蓋件成形都要依次拉延、切邊、整形、翻邊和沖孔等幾道工序。在實(shí)際生產(chǎn)中，當(dāng)沖壓件的生產(chǎn)批量較大、尺寸較少而公差要求較小時，若用分散的單一工序來沖壓是不經(jīng)濟(jì)甚至難于達(dá)到要求。這時在工藝上多采用集中的方案，即把兩種或兩種以上的單一工序集中在一副模具內(nèi)完成，稱為組合的方法不同，又可將其分為復(fù)合-級進(jìn)和復(fù)合-級進(jìn)三種組合方式[14]。復(fù)合沖壓——在壓力機(jī)的一次工作行程中，在模具的同一工位上同時完成兩種或兩種以上不同單一工序的一種組合方法式。級進(jìn)沖壓——在壓力機(jī)上的一次工作行程中，按照一定的順序在同一模具的不同工位上完面兩種或兩種以上不同單一工序的一種組合方式。復(fù)合-級進(jìn)——在一副沖模上包含復(fù)合和級進(jìn)兩種方式的組合工序[15]。期中確定最佳工藝方案。設(shè)計出的沖裁模結(jié)構(gòu)必須能夠正常運(yùn)行；沖裁力和彎曲力和模架最大閉合高度選擇壓力機(jī)合理選擇沖壓設(shè)備；彎曲時如何控制回彈的影響；合理排樣，最大限度的提高材料利用率；脹形件的形狀應(yīng)盡可能簡單、對稱避免過大的高徑比和h/d或高寬比h/b，因?yàn)檫^大的h/d或h/b將引起破裂，一般需要增加預(yù)先聚料來防止破裂發(fā)生。1.5.2研究步驟（1）對零件進(jìn)行工藝分析，進(jìn)行沖壓工藝方案及模具結(jié)構(gòu)方案設(shè)計；（2）對沖壓模具零部件工藝參數(shù)進(jìn)行參數(shù)選擇；（3）確定冷沖壓加工工藝方案，繪制沖壓模具裝配圖和零件圖。1.6設(shè)計方法首先進(jìn)行相關(guān)資料的搜索，為本課題提供理論支持。然后結(jié)合本課題，確定初步工藝方案，通過方案的論證，確定最終設(shè)計方案。最后，進(jìn)行詳細(xì)的結(jié)構(gòu)設(shè)計，及各零部件的設(shè)計。利用三維設(shè)計軟件UG4.0進(jìn)行三維模型的創(chuàng)建，以及各零部件的詳細(xì)設(shè)計。然后，對各零部件進(jìn)行裝配，檢查配合特性，校核整體強(qiáng)度。利用UG4.0制圖功能生成主要零部件的零件草圖和模具的裝配草圖，并導(dǎo)入AutoCAD二維設(shè)計軟件中，按照國標(biāo)進(jìn)行修改。最后，利用UG4.0CAM后處理功能對模具主要零部件進(jìn)行仿真加工，并生成詳細(xì)的工藝文件。第二章工藝分析及方案確定2.1沖壓工藝分析沖壓是金屬塑性成形的基本方法之一，它是利用沖模在壓床上對金屬（非金屬）板料施加壓力使其分離或變形，從而得到一定形狀，并且滿足一定使用要求零件的加工方法。由于通常是在常溫（冷態(tài)）下進(jìn)行的，所以又稱為冷沖壓。又由于它主要用于加工板料零件，所以有時也叫板料沖壓。（1）沖壓加工的三要素：1）沖床：沖床供給變形所需的力。2）模具：沖壓所用的工具是各種形式的沖模，沖模對板料塑性變形加以約束，并直接是板料變成所需的零件。3）原材料：所用的原料多為金屬和非金屬的板料。（2）沖壓是一種先進(jìn)的金屬加工方法，與其它加工方法（比如切削）比較，在技術(shù)上、經(jīng)濟(jì)上有許多優(yōu)點(diǎn)：1）它是無屑加工，材料利用率高，一般為70%～85%。2）壓力機(jī)簡單沖壓下，能得到形狀復(fù)雜的零件，而這些零件用其它的方法是不可能或者很難得到的，如薄殼件。3）制得的零件一般不進(jìn)一步加工，可直接用來裝配，并具有一定精度和互換性。4）被加工的金屬在再結(jié)晶溫度以下產(chǎn)生塑性變形，不產(chǎn)生切削，變形中金屬產(chǎn)生加工硬化。在耗料不大的情況下，能得到強(qiáng)度高、足夠剛性而重量輕的零件，由于加工過程中不損壞原材料的表面質(zhì)量，制得的零件外表光滑美觀。5）生產(chǎn)率高，沖床沖一次一般可得一個零件，而沖床一分鐘的行程少則幾次，多則幾百次、上千次。同時，毛坯和零件形狀規(guī)則，便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動化。6）沖壓零件的質(zhì)量主要靠沖模保證，所以操作簡單，要求的工人技術(shù)等級不高，便于組織生產(chǎn)。7）在大量生產(chǎn)的條件下，產(chǎn)品的成本低。2.1.1沖壓工藝分類由于各種沖壓零件的形狀、尺寸、公差要求和批量等的不同，所以生產(chǎn)中所采用的沖壓工序種類繁多。通常可按下述方法分類：（1）按變形性質(zhì)分類1）分離工序被加工材料在外力下產(chǎn)生變形，但作用在變形部分的應(yīng)力達(dá)到了材料的抗剪強(qiáng)度，材料便產(chǎn)生裂痕而分離，從而形成一定形狀和尺寸的零件。這些沖壓工序統(tǒng)稱為分離工序，如剪裁、沖壓、落料、切口等。2）成形工序被加工材料在外力作用下，作用在變形部分的相當(dāng)于應(yīng)力處于材料的屈服強(qiáng)度與抗拉強(qiáng)度之間，材料僅僅產(chǎn)生塑性變形，從而得到一定形狀和尺寸的零件，這種沖壓工序統(tǒng)稱為稱為成形工序，如彎曲、拉伸、成形等。（2）按基本變形方式分類沖裁：是材料沿封閉或不封閉的輪廓裁減而分離的沖壓工序稱為沖裁，如沖孔、落料。彎曲：將材料完成一定角度或形狀的沖壓工序稱為彎曲,如壓彎、卷邊、扭曲等。拉伸：將平板毛坯拉成空心件，或?qū)⒖招募男螤詈统叽缬美炷＿M(jìn)一步改變的沖壓工序稱為拉伸，分為變薄和不變薄拉伸。成形：使材料產(chǎn)生局部變形，以改變零件或毛坯形狀的沖壓工序稱為成形，如：翻邊、縮口等。（3）按工序組合形式分1）簡單工序批量不大、形狀簡單、要求不高、尺寸較大時，在工藝上采用工序分散的方案，即在一副模具內(nèi)只完成零件的一個工序，此工序稱為簡單工序。2）組合工序當(dāng)零件較大、尺寸較小、公差要求嚴(yán)時，用若干個分散的簡單工序來沖壓零件是不經(jīng)濟(jì)的或難于達(dá)到要求的。這時，在工藝上多采用工序集中的方案，即將兩種或兩種以上的簡單工序集中在一套模具中完成，稱為組合工序。（4）按組合方法又可分為三類1）復(fù)合沖壓在壓力機(jī)的一次行程中，在一副模具的同一位置上同時完成兩種或兩種以上簡單工序的沖壓方法。2）連續(xù)沖壓在壓力機(jī)的一次行程中在一副模具的不同位置上同時完成兩種或兩種以上簡單工序的沖壓方法。連續(xù)沖壓所完成的沖壓工序一次分部在條料的送料方向上，壓力機(jī)在一次行程中，條料送進(jìn)一個步距同時沖壓相應(yīng)工序。除最初幾次沖壓行程外，以后每次沖壓行程都可以完成一個零件。3）連續(xù)—復(fù)合沖壓在一副模具內(nèi)包括連續(xù)沖壓和復(fù)合沖壓的組合工序。連續(xù)沖壓和連續(xù)復(fù)合沖壓是高效率的組合工序，可以使復(fù)雜零件在一副模具內(nèi)沖壓成形。在大批量生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用。2.2沖裁工藝審核2.2.1零件工藝性分析圖2.1產(chǎn)品零件圖材料為08Al,料厚1.5mm。采用GB708—88標(biāo)準(zhǔn)。表2.1GB08A1鋼板成分牌號化學(xué)成分/（%）CSiMn酸溶A1PS08Ａ１≤0.08痕跡≤0.400.02～0.07≤0.020≤0.030性能及性用范圍：08AL是AL脫氧的優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)剛，厚度為：0.8～3.0mm。用于深沖壓的低碳冷軋鋼板，與普通軋鋼相比具有更好的綜合力學(xué)性能和成形性能。廣泛應(yīng)用于車輛中復(fù)雜的深沖壓零件。2.2.2工藝方案的確定根據(jù)如圖2.2設(shè)計如下圖所示設(shè)計汽車零件（對稱件）的壓型、切邊模具圖2.2汽車零件(對稱件)方案一：采用單工序模具。（1）加工順序?yàn)槁淞希瑝盒?，沖孔，切分。（2）加工順序?yàn)閴盒?，切邊，沖孔，切分。第一種方法模具結(jié)構(gòu)設(shè)計簡單，但在壓型工序中，零件不能準(zhǔn)確定位，從而保證不了零件的沖壓精度。第二種方法模具結(jié)構(gòu)設(shè)計較第一種復(fù)雜，但是零件可以準(zhǔn)確定位，沖壓精度可以得到保證。方案二：采用復(fù)合模具。方案一分析：優(yōu)點(diǎn)：采用兩套模具，模具結(jié)構(gòu)比較簡單，凸凹模加工相對較簡單。缺點(diǎn)：零件的沖壓至少需要兩次裝夾，不易實(shí)現(xiàn)零件的自動化生產(chǎn)。方案二分析：優(yōu)點(diǎn)：一次裝夾即可完成零件的沖壓。缺點(diǎn)：模具結(jié)構(gòu)很復(fù)雜，凸凹模的加工難度較高，安裝維護(hù)不方便。因?yàn)橹灰髩盒?，切邊，所以采用第一種方案的第二種方法。2.3零件工藝計算2.3.1彎曲工藝計算（1）毛坯尺寸計算展開原理：材料在彎曲時,一邊壓縮變形，另外一邊會拉伸變形,但在材料彎曲過程中，有一層不發(fā)生壓縮和拉伸變形,其長度在整個彎曲過程中不發(fā)生變化，叫做中性層。中性層示意圖如圖2.3所示。中性層中性層圖2.3中性層示意圖按照彎曲計算公式計算得:,,(2.1)所以毛坯尺寸為2.3.2沖裁間隙的選用沖裁凸模凹模之間的刃口部分尺寸之差稱為沖裁間隙。間隙選擇的依據(jù)和原則：主要依據(jù)是在保證沖裁件斷面質(zhì)量和尺寸的前提下使模具壽命提高，邊緣毛刺最小。設(shè)計凸、凹模及其刃口尺寸時應(yīng)區(qū)分落料和沖孔，并遵循如下原則：（1）設(shè)計落料模時先確定凹模刃口尺寸。以凹模為基準(zhǔn)，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(zhǔn)，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?；境叽鐒t取接近或等于工件的最大極限尺寸。這樣，凸、凹模在磨損到一定程度時，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表示，其中△為工件的公差值，x為磨損系數(shù)，其值在0.5-1之間，厚度小于0.5mm的采用最小沖裁間隙，大于0.5mm的一般采用大的沖裁間隙。根據(jù)工件制造精度選?。汗ぜ菼T10以上x=1工件精度IT11～I(xiàn)T13x=0.75工件精度IT14x=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）。（4）選擇模具刃口制造公差時，要考慮工件精度與模具精度的關(guān)系，既要保證工件的精度要求，又要保證有合理的間隙值。一般沖模精度較工件精度高2～4級。對于形狀簡單的圓形、方形刃口，其制造偏差值可按IT6～I(xiàn)T7級來選??；對于形狀復(fù)雜的刃口，制造偏差可按工件相應(yīng)部分公差值的1/4來選??；對于刃口尺寸磨損后無變化的，制造偏差值可取工件相應(yīng)部位公差值的1/8并冠以（±）。（5）工件尺寸公差與沖模刃口磁場的制造偏差原則上都應(yīng)按“入體”原則標(biāo)注為單向公差，所謂“入體”原則是指標(biāo)注工件尺寸公差時應(yīng)向單向標(biāo)注。但對于磨損后無變化的尺寸，一般標(biāo)注雙向偏差。對凸模、凹模加工時，直接對坯料進(jìn)行加工，完成板料分離或成形的零件。2.4本章小結(jié)本章主要對沖壓工藝進(jìn)行了簡介，同時對沖壓零件進(jìn)行分析，計算出零件毛坯展開尺寸，根據(jù)沖壓要求提出工藝方案，對工藝方案進(jìn)行分析，確定出最終方案：先壓型，后切邊，再沖孔，然后翻邊，最后切分的單工序模生產(chǎn)。第三章壓型模具設(shè)計3.1彎曲工藝的相關(guān)簡介3.1.1彎曲工藝的概念彎曲是將金屬板料毛坯、型材、棒材或管材等按照設(shè)計要求的曲率或角度成形為所需形狀零件的沖壓工序。彎曲工序在生產(chǎn)中應(yīng)用相當(dāng)普遍。零件的種類很多，如汽車上很多履蓋件，小汽車的柜架構(gòu)件，摩托車上把柄，腳支架，單車上的支架構(gòu)件，把柄，門扣，鐵夾等。3.1.2彎曲的基本原理以U形板料彎曲件的彎曲變形為例進(jìn)行說明。其過程為：（1）凸模運(yùn)動接觸板料（毛坯）由于凸,凹模不同的接觸點(diǎn)力作用而產(chǎn)生彎短矩，在彎矩作用下發(fā)生彈性變形，產(chǎn)生彎曲。（2）隨著凸模繼續(xù)下行，毛坯與凹模表面逐漸靠近接觸，使彎曲半徑及彎曲力臂均隨之減少，毛坯與凹模接觸點(diǎn)由凹模兩肩移到凹模兩斜面上。（塑變開始階段）。（3）隨著凸模的繼續(xù)下行，毛坯兩端接觸凸模斜面開始彎曲。（回彎曲階段）。（4）壓平階段，隨著凸凹模間的間隙不斷變小，板料在凸凹模間被壓平。（5）校正階段，當(dāng)行程終了，對板料進(jìn)行校正，使其圓角直邊與凸模全部貼合而成所需形狀。3.1.3彎曲的種類根據(jù)所采用的設(shè)備和應(yīng)用的工藝裝備的不同，對于板材彎曲，可分為壓彎、拉彎、滾彎、滾壓成型四大類。3.2彎曲力的計算與壓力機(jī)的選用3.2.1彎曲力的計算彎曲力是指彎曲件在完成預(yù)定彎曲時所需要的壓力機(jī)施加的壓力，是設(shè)計沖壓工藝過程和選擇設(shè)備的重要依據(jù)之一。彎曲力的大小與毛坯尺寸、零件形狀、材料的機(jī)械性能、彎曲方法和模具結(jié)構(gòu)等多種因素有關(guān)，理論分析方法很難精確計算，在實(shí)際生產(chǎn)中常按經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行計算。1）接觸彎曲時的彎曲力公式V形彎曲件：；（3.1）式中：——自由彎曲力；B——彎曲件的寬度；t——彎曲件厚度；r——內(nèi)圓彎曲半徑；——彎曲材料的抗拉強(qiáng)度；K——安全系數(shù)，一般取1.3。2）校正彎曲力公式（3.2）式中：——校正力；p——單位面積上的校正力，Mpa，見表-3；A——彎曲件被校正部分的投影面積，mm2。表3.1單位校正彎曲力單位（MPa）材料材料厚度t/mm<11-33-66-10鋁15-2020-3030-4040-50黃銅20-3030-4040-6060-8010-20號鋼30-4040-6060-8080-10025-30號鋼40-5050-7070-100100-1203）計算(3.3)3.2.2壓力機(jī)的選用壓力機(jī)的選取總原則：壓力機(jī)的公稱壓力必須大于彎曲時的所有工藝力之和。由于本模具采用自由彎曲和校正彎曲，所以壓力機(jī)的公稱壓力必須大于自由彎曲力與校正彎曲力之和，即。壓力機(jī)選用還決定于壓力機(jī)的調(diào)整與板料厚度誤差的大小。由上述可知，該彎曲件彎曲所需的壓力是755KN，查取模具設(shè)計手冊，可選取型號為：JB23-100開式壓力機(jī)。壓力機(jī)主要參數(shù)：工稱壓力F=1000KN；最小行程次數(shù)為38次/分；工作臺尺寸L=1080mm，B=710mm。閉合高度最高H=430mm;最小閉合高度H=310mm。封閉高度調(diào)節(jié)量。3.3彎曲模工作部分尺寸設(shè)計3.3.1凸模圓角半徑當(dāng)彎曲件的相對彎曲半徑r/t較小時，取凸模圓角半徑等于或略小于工件內(nèi)側(cè)的圓角半徑r，但不能小于材料所允許的最小彎曲半徑rmin。由前面所述，因工件內(nèi)側(cè)的彎曲圓角半徑R=3，凸模的圓角半徑應(yīng)取=2.5。3.3.2凹模圓角半徑凹模圓角半徑的大小不會直接影響到彎曲件的圓角半徑，但是過小的凹模圓角半徑會使彎矩的彎曲力臂減小，毛坯如凹模困難，會擦傷毛坯表面。另外，凹模兩側(cè)的圓角半徑必須相等，否則會引起板料偏移。在實(shí)際生產(chǎn)中通常根據(jù)材料厚度選取凹模圓角半徑：當(dāng)；；。由于工件厚度t=2.6因此，取=6。3.3.3凹模深度凹模深度要適當(dāng)，若過小則彎曲件兩端自由部分太長，工作回彈大，不平直；若深度過大則凹模過高，浪費(fèi)模具材料并需要較大的壓力機(jī)工作行程。對于U型彎曲件，如果彎曲件直邊較長，凹模深度可以小于工件高度，凹模深度值。3.3.4凸、凹模的間隙V形件彎曲時，凸、凹模之間的間隙是靠調(diào)整壓力機(jī)閉合高度來控制的，不需要在模具結(jié)構(gòu)上確定間隙，其尺寸決定于工件尺寸。3.3.5凸凹模具體尺寸：由彎曲力得凹模高度h===91mm，長L=350,寬B=300。凹模形狀如下圖3.1圖3.1凹模圖3.2凸模3.3.6V形彎曲處的凸、凹模工作部分尺寸及公差凸、凹模工作部分尺寸主要是指彎曲件的凸、凹模的橫向尺寸。當(dāng)工件標(biāo)注外形尺寸時，應(yīng)以凹模為基準(zhǔn)件，間隙取在凸模上；當(dāng)工件標(biāo)注內(nèi)形尺寸時，應(yīng)以凸模為基準(zhǔn)件，間隙取在凹模上。而凸、凹模的尺寸和公差應(yīng)根據(jù)工件尺寸、公差、回彈情況以及模具的磨損規(guī)律而定。（1）彎曲件標(biāo)注外形尺寸凹模尺寸為：（3.4）凸模尺寸為：（3.5）（2）彎曲件標(biāo)注內(nèi)形尺寸凸模尺寸為：（3.6）凹模尺寸為：（3.7）式中：L——V形彎曲件基本尺寸，mm；、——凸、凹模工作部分尺寸，mm；——彎曲件公差，mm；、——凸、凹模制造公差，選用IT7~IT9級精度，mm；由彎曲件圖可以看出彎曲件標(biāo)注外形尺寸，且彎曲件未標(biāo)注尺寸公差，則按未按公差I(lǐng)T14級來處理，查表得彎曲件公差，凹模制造公差，選用IT9級精度，凸模制造公差，選用IT8級精度。凹模尺寸為：(3.8)凸模尺寸為：(3.9)3.3.7模具零件材料的選取模具材料的選取一般原則為：要有足夠的使用性能；良好的工藝性—好的淬透性、耐回火性高、熱處理變形??；合理的經(jīng)濟(jì)性能。應(yīng)考慮到的因素：模具的工作條件—受力狀態(tài)、工作溫度、腐蝕等；模具工作性質(zhì)及其加工手段；模具熱處理要求等。凸、凹模的常用材料及熱處理要求表3.3模具材料選擇沖件情況選用材料熱處理硬度HRC一般彎曲的凸模、凹模及鑲塊T8A、T10A淬火56-60要求高度耐磨的凸模、凹模及鑲塊CrWMn淬火60-64形狀復(fù)雜的凸模、凹模及鑲塊Cr12淬火生產(chǎn)量大的的凸模、凹模及鑲塊Cr12MoV淬火選取Cr12MoV為凸、凹模的材料。3.4模具零件形式的選取3.4.1模架的選取由模具總體尺寸以及壓力機(jī)型號查表確定模架為標(biāo)準(zhǔn)對角導(dǎo)柱模架其特點(diǎn)是受力平衡，上模座在導(dǎo)柱上運(yùn)動平穩(wěn)。適用于縱向或橫向送料，使用面寬見下圖。圖3.3對角導(dǎo)柱模架3.4.2導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)柱式簡單沖裁模是利用導(dǎo)柱和導(dǎo)套實(shí)現(xiàn)上、下模精確導(dǎo)向定位。凸、凹模在進(jìn)行壓型之前，導(dǎo)柱已經(jīng)進(jìn)入導(dǎo)套，從而保證在沖裁過程中凸模和凹模之間的間隙均勻一致。上、下模座和導(dǎo)柱、導(dǎo)套裝配組成部件稱為模架。這種模具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：導(dǎo)柱與模座孔為H6/h5（或H6/h5）的過盈配合；導(dǎo)套與上模座孔也為H6/h5過盈配合。其主要目的是防止工作時導(dǎo)柱從下模座孔中被拔出和導(dǎo)套從上模座中脫落下來，為了使導(dǎo)向準(zhǔn)確和運(yùn)動靈活，導(dǎo)柱和導(dǎo)套的配合采用H6/h5的間隙配合。沖模工作時，條料靠定位板實(shí)現(xiàn)正確定位。這副沖模采用了剛性卸料板卸料，沖出的工件在凹模空洞由于導(dǎo)柱式壓型模導(dǎo)向準(zhǔn)確可靠，因此，制件的精度比用導(dǎo)板模沖制的工件精度高，沖模使用壽命長，而且在沖床上安裝使用方便。與導(dǎo)板沖模相比，敞開性好、視野廣，便于操作。卸料板不再起導(dǎo)向作用，單純用來卸料。導(dǎo)柱式?jīng)_模目前使用較為普遍，適合大批生產(chǎn)。導(dǎo)柱式?jīng)_模的缺點(diǎn)是：沖模外姓輪廓尺寸較大，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，制造成本高，目前各工廠逐漸采用標(biāo)準(zhǔn)模架，這樣可以大大減少設(shè)計時間和制造周期。綜合考慮本產(chǎn)品的工藝特點(diǎn)及經(jīng)濟(jì)效益選用標(biāo)準(zhǔn)模架，型號如下導(dǎo)柱：GB2861.1－81，長度為350mm；導(dǎo)套：GB2861.6—90,長度為140mm,內(nèi)徑為45mm,外徑為60mm。3.4.3模柄的選擇模柄的作用是將模具的上模座固定在沖床的滑塊上。常見的模柄形式有壓入式模柄、旋入式模柄、凸緣模柄、浮動式模柄、槽型模柄、通用模柄、推入式模柄。凸緣模柄能保證較高的同軸度和垂直度，適用于大中型模具，故在此選用凸緣模柄。具體尺寸為76x100。圖3.4模柄3.4.4橡膠柱的選用由于橡皮允許承受的負(fù)荷較大，而且安裝調(diào)整比較方便，也是沖模中卸料、壓邊和頂件常用的彈性元件。（1）橡膠板的工作壓力：（3.10）式中F——橡膠板工作壓力（N）；A——橡膠板橫截面積（）；——單位壓力，一般取2~3Mpa。（2）橡膠板的壓縮量和厚度橡皮的最大壓縮量一般不超過厚度H的45%，橡皮的預(yù)壓縮量為10%~15%H，因此式中H——橡皮板自由狀態(tài)下的厚度（mm）；h——許可壓縮量，即沖模所需的工作行程（mm）。經(jīng)計算本模具中橡膠的厚度應(yīng)為35mm。3.4.5螺釘、銷釘?shù)倪x取螺釘用于固定模具零件，一般選用內(nèi)六角螺釘；銷釘起定位作用，常用圓柱銷釘。它們的選取應(yīng)根據(jù)沖壓力大小、凹模厚度等確定。下面是螺釘規(guī)格：表3.4螺釘規(guī)格凹模厚度≤13>13~19>19~25>25~32>35螺釘規(guī)格M4、M5M5、M6M6、M8M8、M10M10、M123.5模具整體結(jié)構(gòu)3.5壓型模裝配圖3.6擋料板的設(shè)計為防止壓型過程中板料發(fā)生側(cè)滑，在凹模兩側(cè)分別加一塊擋料板，尺寸為120×80×150。3.7本章小結(jié)本章主要講解了壓型模具設(shè)計的主要過程。通過對零件沖壓力的計算，選取合適的壓力機(jī)，并根據(jù)壓力機(jī)的系統(tǒng)參數(shù)及沖壓零件的尺寸形狀設(shè)計出凹凸模具的形狀及尺寸。同時還介紹了標(biāo)準(zhǔn)件的選取以及非標(biāo)準(zhǔn)件的設(shè)計，同時還給出了壓型模具的裝配圖。第四章切邊模具設(shè)計沖模制造的過程，主要包括沖壓件工藝分析、毛坯估算、模具圖樣設(shè)計、編制模具制造工藝規(guī)程、生產(chǎn)組織準(zhǔn)備、模具零部件的加工和熱處理、模具的裝配、調(diào)試及檢驗(yàn)與包裝等內(nèi)容。4.1沖裁工藝分析沖裁件的工藝性是指沖裁件產(chǎn)品對沖壓工藝的適應(yīng)性，亦即沖裁件的形狀結(jié)構(gòu)、尺寸大小、尺寸公差與尺寸基準(zhǔn)等是否符合沖裁加工的工藝要求。良好的沖裁工藝性能減少材料消耗工序數(shù)減少，所使用的模具機(jī)構(gòu)簡單而壽命延長，易操作。該工件兩側(cè)面上孔的大小和位置尺寸基本一致。采用先V形彎曲在沖孔的工藝方案。4.2沖裁間隙的選用間隙索取方向：落料時應(yīng)以凹模尺寸為基準(zhǔn)，今夕可取再以減少凸模尺寸的方向下，即：(4.1)；沖孔時，以凸模尺寸為基準(zhǔn)。間隙可取在增加凹模尺寸的方向上，即：(4.2)；式中——落料凸模尺寸（mm）——落料凹模尺寸（mm）——落料凸模尺寸（mm）——落料凹模尺寸（mm）z——雙面沖裁間隙值（mm）(1)選用方法:1）計算法；2）圖線法確定間隙；3）查表法確定間隙；4）根據(jù)斷面質(zhì)量選擇沖裁間隙查表得間隙為4.3凸凹模工作部分尺寸的計算4.3.1尺寸確定原則[1]（1）考慮沖裁特點(diǎn)：實(shí)踐證明，落料件的尺寸接近于凹模刃口尺寸，而沖孔尺寸接近于凸模刃口尺寸。（2）考慮刃口磨損特點(diǎn)（3）考慮沖裁精度和制品精度的間關(guān)系：一般凸凹模制造精度比制件公差高2～3級。4.3.2尺寸確定方法切邊：（4.3）制品要求的長尺寸為mm經(jīng)查表:;凸、凹模制造公差切邊凹模：(4.4)切邊凸模：(4.5)——落料凸模尺寸（mm）——落料凹模尺寸（mm）z——雙面沖裁間隙值（mm）4.4沖裁工藝力的計算4.4.1切邊力學(xué)計算計算沖裁力的目的是為了合理地選用壓床和設(shè)計模具。壓床的噸位必須大于所計算的沖裁力，以適應(yīng)沖裁的要求。平刃模具沖裁時，其沖裁力可按下式計算：（4.6）式中t——材料厚度，[t]為mm；——材料抗剪強(qiáng)度，[]為Mpa；L——沖裁周長，[L]為mm?？紤]到模具刃口的磨損，凸、凹模的間隙波動，材料機(jī)械性能的變化，材料厚度偏差等因素，實(shí)際所需沖裁力還需增加30%，即：（4.7）查表得所以沖孔力：4.5零件材料的選取模具材料的選取一般原則為：要有足夠的使用性能；良好的工藝性—好的淬透性、耐回火性高、熱處理變形??；合理的經(jīng)濟(jì)性能。應(yīng)考慮到的因素：模具的工作條件—受力狀態(tài)、工作溫度、腐蝕等；模具工作性質(zhì)及其加工手段；模具熱處理要求等。凸、凹模的常用材料及熱處理要求表4.1模具材料選擇沖件情況選用材料熱處理硬度HRC一般彎曲的凸模、凹模及鑲塊T8A、T10A淬火56-60要求高度耐磨的凸模、凹模及鑲塊CrWMn淬火60-64形狀復(fù)雜的凸模、凹模及鑲塊Cr12淬火生產(chǎn)量大的的凸模、凹模及鑲塊Cr12MoV淬火選取Cr12MoV為凸凹模材料。4.6壓力機(jī)選擇壓力機(jī)仍選取型號為：JB23-100開式壓力機(jī)。壓力機(jī)主要參數(shù)：工稱壓力F=1000KN；最小行程次數(shù)為38次/分；工作臺尺寸L=1080mm，B=710mm；閉合高度最高H=430mm；最小閉合高度H=310mm。4.7其他結(jié)構(gòu)零件選擇4.7.1模架選擇由模具總體尺寸以及壓力機(jī)型號查表確定模架為標(biāo)準(zhǔn)后側(cè)導(dǎo)柱模架：型號：GB/T2851.3-1990其特點(diǎn)是受力平衡，上模座在導(dǎo)柱上運(yùn)動平穩(wěn)。適用于縱向或橫向送料，使用面寬見下圖。圖4.1對角導(dǎo)柱模架4.7.2導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)柱式簡單沖裁模是利用導(dǎo)柱和導(dǎo)套實(shí)現(xiàn)上、下模精確導(dǎo)向定位。凸、凹模在進(jìn)行沖裁之前，導(dǎo)柱已經(jīng)進(jìn)入導(dǎo)套，從而保證在沖裁過程中凸模和凹模之間的間隙均勻一致。上、下模座和導(dǎo)柱、導(dǎo)套裝配組成部件稱為模架。這種模具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：導(dǎo)柱與模座孔為H6/h5（或H6/h5）的過盈配合；導(dǎo)套與上模座孔也為H6/h5過盈配合。其主要目的是防止工作時導(dǎo)柱從下模座孔中被拔出和導(dǎo)套從上模座中脫落下來，為了使導(dǎo)向準(zhǔn)確和運(yùn)動靈活，導(dǎo)柱和導(dǎo)套的配合采用H6/h5的間隙配合。沖模工作時，條料靠導(dǎo)料板和固定擋料銷實(shí)現(xiàn)正確定位，以保證沖裁時條料上的搭邊值均勻一致。這副沖模采用了剛性卸料板卸料，沖出的工件在凹?？斩粗?，由凸模逐個頂出凹模直壁處，實(shí)現(xiàn)自然漏料。由于導(dǎo)柱式?jīng)_裁模導(dǎo)向準(zhǔn)確可靠，并保證沖裁間隙均勻穩(wěn)定，因此，沖裁件的精度比用導(dǎo)板模沖制的工件精度高，沖模使用壽命長，而且在沖床上安裝使用方便。與導(dǎo)板沖模相比，敞開性好、視野廣，便于操作。卸料板不再起導(dǎo)向作用，單純用來卸料。導(dǎo)柱式?jīng)_模目前使用較為普遍，適合大批生產(chǎn)。導(dǎo)柱式?jīng)_模的缺點(diǎn)是：沖模外姓輪廓尺寸較大，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，制造成本高，目前各工廠逐漸采用標(biāo)準(zhǔn)模架，這樣可以大大減少設(shè)計時間和制造周期。同樣選用標(biāo)準(zhǔn)件，導(dǎo)柱：ＧＢ2861.1－81，長度為350mm；導(dǎo)套：GB2861.6—81,長度為140mm。4.7.3模柄的選擇模柄的作用是將模具的上模座固定在沖床的滑塊上。常見的模柄形式有壓入式模柄、旋入式模柄、凸緣模柄、浮動式模柄、槽型模柄、通用模柄、推入式模柄。凸緣模柄能保證較高的同軸度和垂直度，適用于大中型模具，故在此選用凸緣模柄。4.7.4螺釘、銷釘?shù)倪x取螺釘用于固定模具零件，一般選用內(nèi)六角螺釘；銷釘起定位作用，常用圓柱銷釘。它們的選取應(yīng)根據(jù)沖壓力大小、凹模厚度等確定。下面是螺釘規(guī)格：表4.2螺釘規(guī)格凹模厚度≤13>13~19>19~25>25~32>35螺釘規(guī)格M4、M5M5、M6M6、M8M8、M10M10、M124.7.5部分非標(biāo)準(zhǔn)件的選用(1)上模座根據(jù)凸模外形尺寸以及設(shè)計經(jīng)驗(yàn)可設(shè)計上模座的外形尺寸為700×620×55。三維如圖4.2。圖4.2上模座(2)下模座根據(jù)凹模外形尺寸以及設(shè)計經(jīng)驗(yàn)可設(shè)計上模座的外形尺寸為700×620×65mm。三維如圖4.3。圖4.3下模座4.8模具總體裝配圖圖4.4切邊模裝配圖4.9本章小結(jié)本章主要介紹了切邊模具設(shè)計的主要過程。通過對沖裁力的計算確定壓力機(jī)型號，根據(jù)壓力機(jī)的參數(shù)設(shè)計切邊模具的一些外輪廓尺寸。同時還介紹了標(biāo)準(zhǔn)件的選用與非標(biāo)準(zhǔn)件的設(shè)計并給出了切邊模具的裝配圖。第五章仿真加工5.1建立加工毛坯在UG建模模式下進(jìn)行拉伸建立加工毛坯，如下圖；圖5.1毛坯5.2建立機(jī)床坐標(biāo)系進(jìn)入UG加工環(huán)境中，點(diǎn)擊操作導(dǎo)航器，選擇幾何視圖，雙擊MCS-MILL，點(diǎn)擊“MCX構(gòu)造器”，選擇對象的“CSYS”，確定，選擇“指定”按鈕，點(diǎn)擊毛坯表面，偏置3mm，創(chuàng)建安全平面，如圖；圖5.2安全平面及坐標(biāo)系5.3選擇工件以及毛坯幾何視圖中，雙擊“WORKPIECE”, 點(diǎn)擊“部件”選擇工件，點(diǎn)擊“隱藏”選擇毛坯。5.4刀具創(chuàng)建選擇型腔銑，再選擇第一種刀具，名稱輸入T28r4，確定，修改參數(shù)，直徑28mm，下半徑4mm。再分別創(chuàng)建T10，B3兩種刀具。5.5仿真加工5.5.1在“WORKPIECE”中插入操作，選擇型腔銑類型，修改進(jìn)給率，切削，機(jī)床等參數(shù)，生成刀軌；圖5.3粗加工刀軌5.5.復(fù)制粗加工操作，在“WORKPIECE”中進(jìn)行呢內(nèi)部粘貼，重選刀具T10r2，生成刀軌；圖5.4半精加工刀軌5.5.(1)精加工在“WORKPIECE”中插入操作，選擇固定軸曲面銑，選擇B3圓頭刀，修改進(jìn)給率，切削，機(jī)床等參數(shù)，生成刀軌；圖5.5精加工刀軌(2)精加工程序TOOLB3D2.0R1.0N0010