12項(xiàng)目八沖壓工藝過(guò)程設(shè)計(jì)

項(xiàng)目八沖壓工藝設(shè)計(jì)

學(xué)習(xí)目標(biāo)：1、熟悉沖壓工藝設(shè)計(jì)原始資料；2、掌握沖壓工藝設(shè)計(jì)的步驟及方法。重點(diǎn)：1、沖壓件工藝分析；2、確定沖壓工藝方案；3、編寫沖壓工藝文件。難點(diǎn)：1、沖壓件工藝分析；2、確定沖壓工藝方案。沖壓工藝設(shè)計(jì)是指針對(duì)某一具體的沖壓工件，根據(jù)其材料、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、尺寸精度和生產(chǎn)批量等，按照現(xiàn)有設(shè)備和生產(chǎn)能力，擬訂出一套經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)上切實(shí)可行的沖壓加工工藝方案。沖壓加工工藝方案包括模具結(jié)構(gòu)形式、使用設(shè)備、檢驗(yàn)要求、工藝定額等內(nèi)容。8.1項(xiàng)目導(dǎo)入

本項(xiàng)目以托架零件（如圖8-1所示）為載體，訓(xùn)練學(xué)生沖壓工藝設(shè)計(jì)的能力。圖8-1所示托架，材料為08鋼，年產(chǎn)量6萬(wàn)件，技術(shù)要求：無(wú)嚴(yán)重劃傷，孔不允許變形。要求設(shè)計(jì)沖壓工藝。圖8-1托架8.2工作過(guò)程

沖壓工藝設(shè)計(jì)典型工作過(guò)程為：

沖壓件工藝性分析→分析沖壓工藝并確定沖壓工藝方案（確定工序性質(zhì)、工序數(shù)量、工序順序、工序件/半成品形狀與尺寸、工序組合）→

工藝計(jì)算→

確定沖裁力和壓力中心→

選擇沖壓設(shè)備→

設(shè)計(jì)模具總裝圖→

設(shè)計(jì)模具零件圖→

編寫沖壓工藝文件以上這些步驟中，許多具體內(nèi)容在前面相關(guān)項(xiàng)目中已經(jīng)詳細(xì)論述過(guò)，本項(xiàng)目作為總結(jié)，僅論述一些必須說(shuō)明的或需要進(jìn)一步說(shuō)明的問(wèn)題。8.3知識(shí)準(zhǔn)備

一、沖壓件工藝性分析工藝性分析包括沖壓可行性分析和沖壓經(jīng)濟(jì)性分析兩方面內(nèi)容。所謂沖壓可行性分析，是指在技術(shù)方面，根據(jù)產(chǎn)品圖紙，主要分析該沖壓件的材料、形狀、尺寸、技術(shù)要求等因素是否符合沖壓工藝的要求。在可行的前提下再進(jìn)行沖壓經(jīng)濟(jì)性分析。沖壓經(jīng)濟(jì)性分析主要根據(jù)制件的生產(chǎn)批量，分析產(chǎn)品成本，闡明采用沖壓生產(chǎn)可以取得的經(jīng)濟(jì)效益。因此，沖壓件的工藝性分析，主要討論在不影響制件使用的前提下，能否以最簡(jiǎn)單、最經(jīng)濟(jì)的方法將其沖制出來(lái)。若能夠以簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)的方法沖壓出來(lái)，則表示該沖壓件的工藝性好；反之，則工藝性差。在設(shè)計(jì)沖壓工藝、編制沖壓工藝規(guī)程之前，首先要認(rèn)真仔細(xì)地分析樣件或閱讀產(chǎn)品圖紙，了解其使用要求，分解出各種不同性質(zhì)的沖壓工序，并就該工序的沖壓工藝性進(jìn)行分析。如果發(fā)現(xiàn)沖壓工藝性不好（沖壓加工困難），則應(yīng)作出適合工藝性的修改。㈠對(duì)產(chǎn)品圖進(jìn)行工藝性審查1、沖壓工藝性沖壓工藝性是指沖壓件對(duì)沖壓工藝的適應(yīng)性，即沖壓件的結(jié)構(gòu)形狀、尺寸大小、精度要求及所用材料等方面是否符合沖壓加工的工藝要求。一般說(shuō)來(lái)，工藝性良好的沖壓件，可保證材料消耗少，工序數(shù)目少，模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，成本低，還能使技術(shù)準(zhǔn)備工作和生產(chǎn)的組織管理做到經(jīng)濟(jì)合理。沖壓工藝性分析的目的就是了解沖壓件加工的難易，為制定沖壓工藝方案奠定基礎(chǔ)。在產(chǎn)品零件沖壓工藝性分析之前，應(yīng)先進(jìn)行沖壓生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性分析。因?yàn)槟＞叱杀据^高，約占沖壓件總成本的10%～30%，沖壓加工的優(yōu)越性主要體現(xiàn)在批量生產(chǎn)情況下，而生產(chǎn)量小時(shí)，采用其它加工方法可能比沖壓加工方法更經(jīng)濟(jì)。因此零件的生產(chǎn)批量是決定零件采用沖壓加工是否較為經(jīng)濟(jì)合理的重要因素。2、結(jié)構(gòu)工藝性在分析產(chǎn)品圖時(shí)，要特別要注意零件的極限尺寸(如最小沖孔尺寸、最小窄槽寬度、最小孔間距和孔邊距、最小彎曲半徑，最小拉深圓角半徑等)、尺寸公差、設(shè)計(jì)基準(zhǔn)及其它特殊要求。因?yàn)檫@些要素對(duì)所需的工序性質(zhì)、數(shù)量、排列順序的確定以及沖壓定位方式、模具結(jié)構(gòu)形式與制造精度的選擇均有顯著影響。3、材料對(duì)沖壓工藝的適應(yīng)性沖壓件除了要選用經(jīng)變形后其性能仍滿足使用要求的材料外，還要考慮所用材料應(yīng)易于沖壓成形。例如，深筒拉深件應(yīng)選塑性、組織狀態(tài)及表面質(zhì)量均較好的材料。材料產(chǎn)生冷作硬化后對(duì)后續(xù)工序的影響也要符合一定的要求。此外，所用材料從降低沖壓工藝力、減少模具磨損等方面也應(yīng)有較好的性能。良好的沖壓工藝性應(yīng)保證材料消耗少、工序數(shù)目少、占用設(shè)備數(shù)量少、模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單而且壽命高、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定、操作簡(jiǎn)單。4、零件的尺寸標(biāo)注沖壓件幾何參數(shù)的標(biāo)注應(yīng)有利于保證沖壓件精度。例如，如圖8-2所示的卷圓件所標(biāo)注的內(nèi)徑尺寸，模具無(wú)法直接保證。此外，材料厚度若發(fā)生變化，內(nèi)徑尺寸精度也不易控制，因而應(yīng)標(biāo)注外徑尺寸。如圖8-3（a）所示的沖壓件，若兩孔的位置尺寸采用A標(biāo)注，應(yīng)彎曲后再?zèng)_孔，這樣使得沖孔凹模一側(cè)的壁厚過(guò)小。如果兩孔間距要求不嚴(yán)時(shí)采用B標(biāo)注較好，這樣在彎曲之前，沖孔落料復(fù)合，既減少了工序數(shù)目又保證了凹模強(qiáng)度。圖8-2卷圓件圖8-3沖裁件修改㈡修改產(chǎn)品圖如圖8-3所示的沖壓件，經(jīng)修改后（如圖8-3（c）所示），其模具工作部分的形狀大為簡(jiǎn)化，既有利于制造又易保證沖壓件精度。二、分析沖壓工藝并確定沖壓工藝方案沖壓件經(jīng)過(guò)工藝性分析后，在分析沖壓性質(zhì)、沖壓次數(shù)、沖壓順序和工序組合方式的基礎(chǔ)上，再根據(jù)產(chǎn)品圖紙進(jìn)行必要的工藝計(jì)算（如毛坯展開尺寸、拉深次數(shù)等），提出各種可能的沖壓工藝方案。然后通過(guò)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率、設(shè)備條件、模具制造和模具壽命、操作安全以及經(jīng)濟(jì)效益等方面的綜合分析和比較，確定出一個(gè)適合本單位生產(chǎn)的最佳工藝方案。分析沖壓工藝并確定沖壓工藝方案需要考慮以下問(wèn)題：㈠確定沖壓工序性質(zhì)沖壓件的工序性質(zhì)是指該零件所需的沖壓工序類型。沖壓工序性質(zhì)應(yīng)根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)形狀、各工序的變形性質(zhì)和應(yīng)用范圍予以確定。沖裁件，多選用剪裁、沖孔和落料等工序；彎曲件，選用落料和彎曲工序；各類空心件，多采用一次或多次拉深工序；深度較大的翻邊件，可采用拉深、沖孔、翻邊相結(jié)合的復(fù)合工序；對(duì)于底部厚度大于壁厚的空心件，可以用變薄拉深工序等。然而，工序性質(zhì)的確定常常受到具體生產(chǎn)條件的限制，因此，在確定工序性質(zhì)時(shí)，應(yīng)密切結(jié)合工廠的生產(chǎn)條件。確定工序性質(zhì)應(yīng)遵循以下原則：1、工序性質(zhì)應(yīng)與工藝性能相適應(yīng)所謂工藝性能是指制件的材料性能和幾何形狀對(duì)某工序成形的適應(yīng)狀態(tài)。在一定條件下，每種沖壓工序都有在其變形規(guī)律支配下的工藝性能范圍，只要材質(zhì)性能和沖壓件形狀與之適應(yīng)，該制件就可由該工序成形。從坯料向零件成形的多道工序中，材料性能和工序件形狀在每一沖壓工序后都會(huì)發(fā)生變化，因而前道工序的性質(zhì)應(yīng)能保證制件的工藝性能變化適合于下道工序的工藝性能范圍。依此安排各個(gè)工序，使坯料得以順利地向零件轉(zhuǎn)化。因此，沖壓件本身在很大程度上就決定了工序的性質(zhì)，但有時(shí)又不十分明顯，需要通過(guò)工藝計(jì)算才能確定。例如，如圖8-4所示的沖壓件，初看可用落料、沖孔、翻邊工序完成，但由于豎邊高度尺寸18mm與內(nèi)孔尺寸

92的對(duì)應(yīng)關(guān)系超出翻邊成形的幾何性能范圍，翻邊時(shí)口部要破裂。若采用落料、拉深、修邊和切底，或采用落料、拉深、修邊、沖底孔和翻邊的方法均能很好成形。又如，深筒形拉深件，若其深度與直徑之比達(dá)到一定程度時(shí)，用多次拉深也難實(shí)現(xiàn)，這是因?yàn)槊看卫詈笈髁系墓に囆阅芏及l(fā)生了變化，最終導(dǎo)致超出后續(xù)拉深工序的工藝性能范圍而不能成形。在這種情況下，必須改變工序性質(zhì)，采用其它的沖壓工序。圖8-4沖壓件2、工序性質(zhì)應(yīng)保證變形區(qū)為弱區(qū)所謂弱區(qū)是指變形抗力小的區(qū)域。根據(jù)阻力最小定律，應(yīng)使變形區(qū)為弱區(qū)，以達(dá)到變形容易，同時(shí)又保證不變形區(qū)的相對(duì)穩(wěn)定。如圖8-5所示的起伏件，若外形有效尺寸D很大，則平板外圈部分與所要脹出的凸起內(nèi)圈相比強(qiáng)弱明顯，起伏時(shí)外緣就不會(huì)發(fā)生收縮變形。若D很小，則不能保證不變形區(qū)的穩(wěn)定，只好改變工序性質(zhì)。圖8-5起伏件有時(shí)變形區(qū)與非變形區(qū)強(qiáng)弱對(duì)比不明顯，為了使變形區(qū)為弱區(qū)，就需要增加工序。如圖8-6所示的沖壓件，外徑尺寸是100mm，翻邊時(shí)產(chǎn)生收縮變形。當(dāng)改為115mm時(shí)，翻邊時(shí)外徑不再收縮，最后切邊保證外徑尺寸100mm，切邊工序就是附加的工序。又如圖8-7所示，為了增加成形高度，預(yù)先在毛坯上制孔，使底部成為弱區(qū)。成形后，孔擴(kuò)大補(bǔ)償了外部材料的不足，從而增大了成形高度。沖孔便是增加的工序，所沖的孔稱為變形減輕孔。圖8-7變形減輕孔圖8-7變形減輕孔3、工序性質(zhì)應(yīng)保證零件的質(zhì)量沖壓件的幾何形狀或尺寸精度要求較高時(shí)，必須增加校形工序或其它工序。例如，如圖8-6所示，若豎邊的厚度不允許變薄，就不能采用翻邊工序。又如圖8-8所示的平板壓筋件，由于筋離平板邊緣很近，將使壓筋變形不均勻，制件產(chǎn)生較大的翹曲或皺折，因而必須增加拉深工序，提高制件周邊的剛度后再壓筋，壓筋后則需修邊。這里拉深和修邊工序便是為保證零件質(zhì)量而增加的工序。4、工序性質(zhì)應(yīng)保證變形區(qū)不斷轉(zhuǎn)移如圖8-9所示的沖壓件，單純拉深需四道工序，必須中間退火，否則高度尺寸難以達(dá)到。若采用兩次拉深，把變形區(qū)轉(zhuǎn)移到底部沖孔翻邊；然后對(duì)筒部縮口，則不需中間退火，也能達(dá)到規(guī)定的高度。后一種方案既轉(zhuǎn)移了變形區(qū)又充分利用了材料的性質(zhì)。圖8-8壓筋件圖8-9沖壓件㈡確定工序數(shù)量工序的數(shù)量主要取決于零件材料的力學(xué)性能、幾何形狀的復(fù)雜程度和尺寸精度的高低，因?yàn)槿魏螞_壓工序的變形程度和所能達(dá)到的精度都是有一定范圍的。沖裁件的形狀簡(jiǎn)單時(shí)，一般只用單工序來(lái)完成；沖裁件形狀復(fù)雜時(shí)，由于受到模具結(jié)構(gòu)或強(qiáng)度的限制，其內(nèi)、外輪廓常常不得不分成幾個(gè)部分，采用幾道工序來(lái)進(jìn)行，其工序的數(shù)量，可由孔與孔之間的距離、孔的位置、孔的數(shù)量多少來(lái)決定。對(duì)尺寸精度要求較高的零件，可采用精沖方法進(jìn)行，采用精沖工藝有困難時(shí)，往往要在普通沖裁后再增加一道整修工序。確定工序數(shù)量要考慮以下因素：

1、沖裁件的沖壓次數(shù)主要根據(jù)零件的幾何復(fù)雜程度、孔間距、孔的位置和孔的數(shù)量多少來(lái)決定。2、彎曲件的工序數(shù)量一般根據(jù)彎曲件結(jié)構(gòu)形狀的復(fù)雜程度、彎曲的數(shù)量、彎角的相對(duì)彎曲半徑及彎曲方向確定。3、拉深件的工序數(shù)量與材料性質(zhì)、拉深階梯數(shù)目、拉深高度和直徑的比值有關(guān)（盒形件還與角部的圓角半徑有關(guān)），一般都要經(jīng)過(guò)拉深系數(shù)的計(jì)算來(lái)確定。㈢安排工序順序當(dāng)零件需要經(jīng)過(guò)數(shù)道工序沖壓成形時(shí)，零件的總體形狀是通過(guò)各個(gè)成形工序分部分、逐步地形成的。因而，零件工序順序的安排需根據(jù)零件的形狀特征、尺寸精度要求來(lái)確定。1、各工序的先后順序應(yīng)保證每道工序的變形區(qū)為相對(duì)弱區(qū)，同時(shí)非變形區(qū)應(yīng)為相對(duì)強(qiáng)區(qū)而不參與變形。當(dāng)沖壓過(guò)程中坯料上的強(qiáng)區(qū)與弱區(qū)對(duì)比不明顯時(shí)，對(duì)零件有公差要求的部位應(yīng)在成形后沖出。2、工序成形后得到的符合零件圖尺寸要求的部分，在以后各道工序中不得再發(fā)生變形。3、對(duì)于帶孔或有缺口的沖裁件，如選用單工序模沖裁，一般先落料、再?zèng)_孔或切口；使用級(jí)進(jìn)模時(shí)，則應(yīng)先沖孔或切口，再落料。若工件上同時(shí)存在直徑不等的大小兩孔，且相距又較近時(shí)，則應(yīng)先沖大孔再?zèng)_小孔。4、對(duì)于帶孔的彎曲件，孔位于彎曲變形區(qū)以外，可以先沖孔再?gòu)澢?；孔位于彎曲變形區(qū)以內(nèi)或附近，必須先彎曲再?zèng)_孔；孔間距受彎曲回彈的影響時(shí)，也應(yīng)先彎曲再?zèng)_孔。5、對(duì)于帶孔的拉深件，一般先拉深，再?zèng)_孔；但當(dāng)孔的位置在工件底部且其孔徑尺寸精度要求不高時(shí)，也可先沖孔再拉深。6、對(duì)于多角彎曲件，主要從材料變形和材料運(yùn)動(dòng)兩方面安排彎曲的順序。一般先彎外角后彎內(nèi)角，可同時(shí)彎曲的彎角數(shù)決定于零件的允許變薄量。7、對(duì)于形狀復(fù)雜的拉深件，為便于材料的變形流動(dòng)，應(yīng)先成形內(nèi)部形狀，再拉深外部形狀。8、所有的孔，只要其形狀和尺寸不受后續(xù)工序的影響，都應(yīng)在平板坯料上沖出。9、如果在同一個(gè)零件的不同位置沖壓而變形區(qū)域相互不發(fā)生作用時(shí)，工序順序的安排要根據(jù)模具結(jié)構(gòu)、定位和操作的難易程度來(lái)確定。10、整形和校平工序，應(yīng)安排在基本成形之后。㈣確定工序件/半成品形狀與尺寸工序件/半成品是坯料和成品制件之間的過(guò)渡件。每個(gè)工序件/半成品都可分為兩個(gè)組成部分：已成形部分——形狀和尺寸與成品制件相同；待成形部分——形狀和尺寸與成品制件不同(過(guò)渡性尺寸和形狀)。過(guò)渡性的尺寸和形狀雖然在沖壓加工完成后會(huì)完全消失，但對(duì)每道工序的成形及整個(gè)沖壓件的質(zhì)量卻有重要的影響。因此，工序件/半成品形狀尺寸的確定是沖壓工藝方案確定的重點(diǎn)內(nèi)容之一。如圖8-10所示為氣閥罩的沖壓工藝過(guò)程。第2次拉深工序之后，形成了直徑為

16.5的圓筒形部分，這部分形狀和尺寸在以后的加工過(guò)程中不再發(fā)生變化。在確定工序件/半成品尺寸時(shí)，必須使被這部分隔開的兩端的材料面積正好等于以后各道工序里形成制件相應(yīng)部分的面積。為了使第3次拉深(反拉深成為可能)，將第2道工序得到的工序件/半成品底部做成球面，以儲(chǔ)存較多的材料。顯然如果第2道工序得到的工序件/半成品底部為平面，則需要用脹形方法成形，就可能造成制件底部開裂。(a)落料與首次拉深復(fù)合(b)第2次拉深c)脹形與整形

(d)沖孔與切邊復(fù)合(e)外緣及內(nèi)孔翻邊(f)折邊圖8-10多道工序工序件/半成品設(shè)計(jì)㈤確定工序組合一個(gè)沖壓件往往需要經(jīng)過(guò)多道工序才能完成，因此，編制工藝方案，必須考慮是采用單工序模分散沖壓，還是將工序組合起來(lái)，采用復(fù)合?；蚣?jí)進(jìn)模生產(chǎn)。一般地說(shuō)，復(fù)合模的沖壓精度比級(jí)進(jìn)模高；但是，級(jí)進(jìn)模的生產(chǎn)率較高，操作比較安全，安裝自動(dòng)送料裝置后，廣泛用于分離工序和變形工序組合的中、小件的自動(dòng)沖壓模具結(jié)構(gòu)中。一般來(lái)說(shuō)，是采用單工序還是采用復(fù)合模或級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)，這主要取決于沖壓件的生產(chǎn)批量、尺寸大小和精度等因素。生產(chǎn)批量大，沖壓工序應(yīng)盡可能地組合在一起，采用復(fù)合?；蚣?jí)進(jìn)模生產(chǎn)；生產(chǎn)批量小，常選用單工序簡(jiǎn)單模；但對(duì)于尺寸過(guò)小的沖壓件，考慮到單工序模供料不方便和生產(chǎn)率低，也常選用復(fù)合?；蚣?jí)進(jìn)模生產(chǎn)。當(dāng)選用的幾副單工序模制造費(fèi)用比復(fù)合模還高，而生產(chǎn)批量又不大時(shí)，也可以考慮將工序組合起來(lái)，選用復(fù)合模生產(chǎn)；對(duì)于有精度要求的零件，為了避免多次沖壓的定位誤差，也應(yīng)選用復(fù)合模沖壓。

1、工序組合后應(yīng)保證沖出的形狀尺寸及精度均符合產(chǎn)品要求。2、工序組合后應(yīng)保證模具有足夠的強(qiáng)度。

3、選用級(jí)進(jìn)模時(shí)應(yīng)注意以下事項(xiàng)：①先沖孔、切口或彎曲等，最后才落料或切斷，將工件與條料分離。首先沖出的孔可起到為后續(xù)工序定位的作用。若定位要求較高，則要沖出專供定位用的工藝孔（一般兩個(gè)，如圖8-11所示）。圖8-11級(jí)進(jìn)沖裁②采用定距側(cè)刃時(shí)，定距側(cè)刃切邊工序安排與首次沖孔同時(shí)進(jìn)行，以便控制送料進(jìn)距。采用兩個(gè)定距側(cè)刃時(shí)，可以安排一前一后，也可并列安排。4、多工序工件采用單工序沖裁時(shí)應(yīng)注意以下事項(xiàng)：①先落料使毛坯與條料分離，再?zèng)_孔或沖缺口。后續(xù)各沖裁工序的定位基準(zhǔn)要一致，以免造成定位誤差。②沖裁大小不同、相距較近的孔時(shí)，為了減小孔的變形，應(yīng)先沖大孔，后沖小孔。三、

工藝計(jì)算工藝計(jì)算主要包括：1、排樣與裁板方案的確定(詳見前述相關(guān)項(xiàng)目)。2、沖壓工序件的形狀和工序尺寸計(jì)算：（1）根據(jù)極限變形系數(shù)確定工序尺寸。（2）工序件的過(guò)渡形狀應(yīng)有利于下道工序的沖壓成型。（3）工序件的過(guò)渡形狀與尺寸應(yīng)有利于保證沖壓件表面的質(zhì)量。對(duì)各道沖壓工序進(jìn)行工藝計(jì)算，其內(nèi)容主要包括：(1)排樣及計(jì)算材料消耗定額；(2)計(jì)算沖壓所需的力、所消耗的功；(3)計(jì)算凸、凹模工作部分尺寸。四、確定沖裁力和壓力中心首先根據(jù)沖裁力、拉深力和翻邊力的有關(guān)公式和計(jì)算方法，分別確定出各工序所需總壓力，再根據(jù)選擇沖壓設(shè)備的原則和工廠現(xiàn)有設(shè)備情況，確定設(shè)備的類型和技術(shù)規(guī)格。五、選擇沖壓設(shè)備根據(jù)工廠現(xiàn)有設(shè)備情況、生產(chǎn)批量、沖壓工序性質(zhì)、沖壓件尺寸與精度、沖壓加工所需的沖壓力、計(jì)算變形力以及模具的閉合高度和輪廓尺寸等因素，合理選定沖壓設(shè)備的類型和規(guī)格。設(shè)備類型的選擇主要取決于沖壓的工藝要求和生產(chǎn)批量。在設(shè)備類型選定之后，應(yīng)進(jìn)一步根據(jù)沖壓工藝力(包括卸料力、壓料力等)、變形功、模具閉合高度和模板平面輪廓尺寸等確定設(shè)備規(guī)格。設(shè)備規(guī)格主要是指壓力機(jī)的公稱壓力、滑塊行程、裝模高度和工作臺(tái)面尺寸及滑塊模柄孔尺寸等技術(shù)參數(shù)。設(shè)備規(guī)格的選擇與模具設(shè)計(jì)關(guān)系密切，必須使所設(shè)計(jì)的模具與所選設(shè)備的規(guī)格相適應(yīng)。計(jì)算和確定方法參考前述有關(guān)項(xiàng)目。選擇壓力機(jī)時(shí)，必須使模具的閉合高度介于壓力機(jī)的最大裝模高度與最小裝模高度之間。六、設(shè)計(jì)模具總裝圖在工序性質(zhì)、沖壓次數(shù)和順序以及工序組合方式選擇的基礎(chǔ)上，通過(guò)綜合分析、比較，得出最佳工藝方案。根據(jù)沖壓方案選用模具種類（如簡(jiǎn)單模、復(fù)合模、級(jí)進(jìn)?；蚣?jí)進(jìn)復(fù)合模等），確定模具的具體結(jié)構(gòu)形式，繪出模具工作原理圖，并估算模具制造費(fèi)用。完整的裝配圖應(yīng)符合下述要求：(1)主視圖。(2)俯視圖。(3)側(cè)視圖、局部視圖和仰視圖。(4)工件圖。(5)排樣圖。(6)標(biāo)題欄和明細(xì)表。(7)技術(shù)要求。七、

設(shè)計(jì)模具零件圖沖模設(shè)計(jì)是在詳細(xì)了解沖壓件的技術(shù)要求并進(jìn)行沖壓工藝分析、確定沖壓工藝方案及掌握現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)條件的基礎(chǔ)上，對(duì)沖壓件所需要的模具提供制造圖樣的全部工作過(guò)程。它以沖壓工藝設(shè)計(jì)為依據(jù)，以良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性實(shí)現(xiàn)沖壓工藝過(guò)程為目的。沖模設(shè)計(jì)流程如圖圖8-12所示。生產(chǎn)中常見沖模的設(shè)計(jì)要點(diǎn)如表8-1所示。好的模具設(shè)計(jì)除了能實(shí)現(xiàn)沖壓工藝和生產(chǎn)出合格沖壓件外，還要具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、安全，易于制造、裝配和維修的特點(diǎn)。要求模具設(shè)計(jì)者不僅要有扎實(shí)的沖壓工藝和模具設(shè)計(jì)的知識(shí)，還要有豐富的模具制造及使用的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。模具零件圖是模具加工的重要依據(jù)，應(yīng)符合如下要求：(1)視圖要完整，且宜少勿多，以能將零件結(jié)構(gòu)表達(dá)清楚為限。(2)尺寸標(biāo)注要齊全、合理、符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)計(jì)基準(zhǔn)選擇應(yīng)盡可能考慮制造的要求。(3)制造公差、形位公差、表面粗糙度選用要適當(dāng)，既要滿足模具加工質(zhì)量要求，又要考慮盡量降低制模成本。(4)注明所用材料牌號(hào)、熱處理要求以及其它技術(shù)要求。圖8-12沖模設(shè)計(jì)流程八、編寫沖壓工藝文件沖壓工藝文件主要是沖壓工藝卡（工藝規(guī)程卡）和沖壓工序卡、工藝路線明細(xì)表等，是模具設(shè)計(jì)的重要依據(jù)。沖壓工藝卡又稱沖壓過(guò)程卡，它綜合表述了沖壓工藝設(shè)計(jì)的具體內(nèi)容，是重要的工藝文件。通過(guò)沖壓工藝卡，可清楚地了解沖壓件的加工工藝路線和實(shí)施工藝路線所需的工序數(shù)量、順序、相應(yīng)的工藝裝備與設(shè)備類型以及其它輔助工序等。因此，沖壓工藝卡不僅是模具設(shè)計(jì)的重要依據(jù)，而且也起著生產(chǎn)的組織管理、調(diào)度和各工序間的協(xié)調(diào)及工時(shí)定額的核算等作用。沖壓工藝卡表示整個(gè)零件沖壓工藝過(guò)程的相關(guān)內(nèi)容；沖壓工序卡表示具體每一道工序的有關(guān)內(nèi)容。在大批量生產(chǎn)中，需要制訂每個(gè)零件的沖壓工藝卡和工序卡；成批生產(chǎn)中，一般需要制定工藝過(guò)程卡；小批量生產(chǎn)一般只需要填寫工藝路線明細(xì)表。對(duì)于重要的沖壓件工藝制定和模具設(shè)計(jì)，往往還需要編制計(jì)算說(shuō)明書。計(jì)算說(shuō)明書的內(nèi)容包括：1、沖壓件工藝性分析；2、毛坯尺寸計(jì)算；3、排樣及剪板；4、工序次數(shù)及工序件形狀和尺寸；5、工藝方案的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)性分析比較；6、模具結(jié)構(gòu)形式分析；7、模具主要零件結(jié)構(gòu)、材料、公差、技術(shù)要求等；8、凸、凹模工作部分尺寸與公差確定；9、模具主要零件強(qiáng)度計(jì)算、壓力中心、彈性元件選用和核算；10、設(shè)備類型、噸位、主參數(shù)等。8.4實(shí)施

一、沖壓件工藝分析如圖8-1所示托架零件

10孔內(nèi)裝有心軸，并通過(guò)孔4-5與機(jī)身連接。五個(gè)孔的公差等級(jí)均為IT9，孔不允許變形，表面不允許有嚴(yán)重劃傷。該工件選用08冷軋鋼板，彎曲半徑大于最小彎曲半徑，各孔也可沖出。因此，可以用冷沖壓加工成形。二、分析沖壓工藝并確定沖壓工藝方案從工件結(jié)構(gòu)形狀可知，所需基本工序?yàn)闆_孔、落料、彎曲三種。其中彎曲成形的方式有如圖9-13所示芯軸托架三種彎曲工藝方案。圖8-13芯軸托架彎曲工藝方案沖壓該制件的工藝方案可能有以下幾種。方案1落料與沖

10mm孔復(fù)合(如圖8-14(a)所示)，彎曲外部?jī)山遣⑹怪虚g兩角預(yù)彎45°(如圖8-14(b)所示)，彎曲中間兩角(如圖8-14(c)所示)，沖四個(gè)

5mm孔(如圖8-14(d)所示)。圖8-14芯軸托架工藝方案1及模具結(jié)構(gòu)形式方案2落料與沖

10mm孔復(fù)合(同方案1)，彎曲外部?jī)山?如圖8-15(a)所示)，壓彎中間兩角(如圖8-15(b)所示)，沖4個(gè)

5mm孔(同方案1)。圖8-15芯軸托架工藝方案2及模具結(jié)構(gòu)形式方案3落料與沖

10mm孔復(fù)合(同方案1)，壓彎4個(gè)角(如圖8-16所示)，沖4個(gè)

5mm孔(同方案1)。圖8-16芯軸托架工藝方案3及模具結(jié)構(gòu)形式方案4全部工序采用帶料級(jí)進(jìn)沖壓，圖8-17所示的排樣圖表示了它的沖壓過(guò)程。圖8-17芯軸托架工藝方案4(級(jí)進(jìn)沖壓排樣圖)比較上述各方案可以看出：方案1的優(yōu)點(diǎn)是：模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，壽命長(zhǎng)，制造周期短，投產(chǎn)快；制件的回彈容易控制，尺寸和形狀準(zhǔn)確，表面質(zhì)量高；除工序1外，各工序都能用

10mm孔和一個(gè)側(cè)面定位，定位基準(zhǔn)一致且與設(shè)計(jì)基準(zhǔn)重合，操作也比較方便。缺點(diǎn)是：工序分散，需用模具、壓力機(jī)和操作人員較多，勞動(dòng)量較大。方案2和方案1相比，制件的回彈難以控制，尺寸和形狀不精確，且同樣存在工序分散、勞動(dòng)量較大、占用設(shè)備多的缺點(diǎn)。方案3的工序比較集中，占用設(shè)備和人員少，但模具壽命低，制件表面有劃傷，厚度有變薄，回彈不易控制，尺寸和形狀不夠精確。方案4的特點(diǎn)是采用工序高度集中的級(jí)進(jìn)模完成方案1分散的各個(gè)工序。其生產(chǎn)效率很高，但模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，安裝、調(diào)試、維修比較困難，制造周期長(zhǎng)?？紤]到制件的精度要求較高、生產(chǎn)批量不大，故采用第1種方案。該方案的排樣圖及第1次彎曲工序件如圖8-18所示，托架零件的工藝順序如圖8-19所示。圖8-18芯軸托架排樣圖(a)及第1次彎曲工序件圖(b)圖8-19托架零件的工藝順序三、

工藝計(jì)算(計(jì)算過(guò)程從略)四、確定沖裁力和壓力中心

根據(jù)前面項(xiàng)目所述的有關(guān)計(jì)算沖壓力的公式和方法，分別確定各工序所需的總壓力(計(jì)算過(guò)程從略)。五、選擇沖壓設(shè)備根據(jù)可提供的沖壓設(shè)備情況確定各工序所用沖壓設(shè)備的類型及規(guī)格(計(jì)算過(guò)程從略)。六、設(shè)計(jì)模具總裝圖沖壓工藝方案確定后，各工序的模具種類也就自然確定。芯軸托架選用的沖模有：沖孔落料復(fù)合模、第1次彎曲模、第2次彎曲模、沖孔模。七、

設(shè)計(jì)模具零件圖各模具結(jié)構(gòu)形式如圖8-14所示八、編寫沖壓工藝文件托架的沖壓工藝過(guò)程見表8-2，各廠所使用的沖壓工藝卡片的格式各不相同，表8-2所示是某廠所使用的沖壓工藝卡片，供參考。將1800×900×1.5板料裁成更改標(biāo)記產(chǎn)品名稱沖壓工藝規(guī)程卡工件名稱托架年產(chǎn)量第

頁(yè)產(chǎn)品圖號(hào)工件圖號(hào)6萬(wàn)件共

頁(yè)材料型號(hào)及技術(shù)條件08鋼毛坯形狀選用板料

縱裁成1800×900×1.51800×108×1.5工序號(hào)工序名稱工序草圖工裝名稱及圖號(hào)設(shè)備檢驗(yàn)要求備

注0下料1800×900×1.5剪床×長(zhǎng)料，表面無(wú)嚴(yán)重銹蝕及劃傷，條料寬度平行于板料軋制方向，尺寸達(dá)工藝說(shuō)明要求1沖孔落料沖孔落料復(fù)合模J23-25允許沖件毛刺≤0.12，形狀尺寸達(dá)工藝說(shuō)明要求驗(yàn)2首次彎曲彎曲模JH23-16按草圖檢驗(yàn)：無(wú)彎裂，形狀尺寸達(dá)工藝說(shuō)明要求3二次彎曲彎曲模JH23-16按草圖檢驗(yàn)：無(wú)彎裂、擦傷，形狀尺寸達(dá)工藝說(shuō)明要求4沖4×

5孔沖孔模JH23-16各孔沖裁毛刺≤0.12，形狀尺寸達(dá)產(chǎn)品圖要求5去毛刺滾筒6檢驗(yàn)按制件圖檢驗(yàn)原底圖總號(hào)日期更改標(biāo)記設(shè)計(jì)審核會(huì)簽批準(zhǔn)文件號(hào)底圖總號(hào)簽字簽名日期8.5檢查

一、

填空1、提高壓縮類成形的極限變形參數(shù)的辦法有______________________________________。2、在工序順序的安排上，如果工件上存在位置接近、大小不一的兩個(gè)孔，應(yīng)該先沖___孔，再?zèng)____孔。3、工件上有多個(gè)彎曲角時(shí)，一般應(yīng)該先彎_______角，后彎_______角。4、