油箱內(nèi)側(cè)板沖壓工藝及模具設(shè)計,油箱,內(nèi)側(cè),沖壓,工藝,模具設(shè)計 目錄 摘要 1 Abstract 1 1、緒論 3 1.1課題背景及研究的意義 3 1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢 4 2.工藝分析 5 2.1制件工藝性分析 5 2.2工藝方案的選擇 9 2.3毛坯的設(shè)計計算 10 2.4排板、裁板 10 2.5 填寫工藝過程卡片 11 3.模具設(shè)計原則 11 3．1 模具設(shè)計的基本作用 11 3.2模具設(shè)計的基本內(nèi)容 15 3.3沖模設(shè)計的技術(shù)關(guān)鍵 15 4.模具計算與設(shè)計 16 4.1切角模 16 4.1.1壓力機的選擇 16 4.1.2總體設(shè)計及尺寸計算 16 4.1.3主要零件設(shè)計 17 4.2成形模 20 4.2.1壓力機的選擇 20 4.2.2成形模設(shè)計關(guān)鍵 21 4.2.2總體設(shè)計 27 4.2.3模具結(jié)構(gòu)材料選擇 28 4.3一次切邊沖孔模 28 4.3.1壓力機的選擇 28 4.3.2總體設(shè)計及尺寸計算 29 4.3.3零件設(shè)計 30 4.4最后切邊模 33 4.4.1壓力機的選擇 33 4.4.2設(shè)計關(guān)鍵 33 4.4.2切邊間隙的確定 34 4.4.3模具材料的選擇 34 5.結(jié)論與展望 35 致謝 37 參考文獻 38 重慶工學(xué)院畢業(yè)論文 油箱內(nèi)側(cè)板沖壓工藝及模具設(shè)計 摘要 本文首先介紹課題背景及研究的意義，接著對本次設(shè)計的工件——油箱內(nèi)側(cè)板進行了工藝分析，從而確定了其制造工藝。即切角，成形，一次切邊沖孔，二次切邊。然后對模具設(shè)計原則進行了介紹。緊接著圍繞制定出的沖壓工藝進行模具的計算與設(shè)計。 本次畢業(yè)設(shè)計的工作過程我根據(jù)油箱內(nèi)側(cè)板的三維造型，用AutoCAD2004將其轉(zhuǎn)為二維視圖。通過對二維零件的測繪，設(shè)計出了其沖壓模具。在整個過程中我應(yīng)用了三維軟件測繪及二維軟件作出加工零件圖，從而設(shè)計出了該零件的沖壓模具。以上的模具設(shè)計制作加工過程也是當(dāng)前大部分模具制造廠家的模具設(shè)計生產(chǎn)的通常的過程之一。即由產(chǎn)品模具的需求方提供產(chǎn)品三維數(shù)據(jù)模型，再由模具的生產(chǎn)廠家根據(jù)其模具的需求方提供的產(chǎn)品三維數(shù)據(jù)模型，設(shè)計制造模具。 關(guān)鍵詞：沖壓 設(shè)計 模具 Abstract At the first, This text introduces topic background and the meaning of research, immediately after to the work piece of this time design-fuel tank seamy side the plank carried on a craft analysis, making sure it a manufacturing craft thus.Slice Cape namely, take shape, slice a side blunt bore once, slice a side two times.Then designed a principle to carry on introduction to the molding tool.The morrow draws up a hurtling of to press the calculation and the design that the craft carries on a molding tool around. The work process of this graduation design I according to the knothole 3D shape of the fuel tank seamy side, turn it to see diagram for the two dimensions with the AutoCAD2004.Pass to survey and map two-dimensional spare parts, designed it blunt press a molding tool.I applied 3D software to survey and map in the whole process and the two-dimensional software make to process spare parts diagram, designing that hurtling of spare parts to press a molding tool thus.Above molding tool design creation's processing process is also one of the usual processes that greatly parts of molding tool manufactory's molding tool design of the house produces at present.Namely is provided the product the 3D data model by the need square of product molding tool, again the product 3D data model been provided according to the need square of its molding tool by the production factory house of molding tool, design manufacturing molding tool. Keywords: Mold Stamping Design Mold 1、緒論 1.1課題背景及研究的意義 近年來，隨著我國經(jīng)濟實力的不斷增強，我們不但是一個制造基地，同時也是一個消費大國。世界著名公司都看好這塊沃土，紛紛來華拓展業(yè)務(wù)。一是為了制造出適合中國市場的產(chǎn)品，同時還可以提高其產(chǎn)品的綜合競爭力，以滿足全球市場的需要。沖壓加工作為一個行業(yè)，在國民經(jīng)濟的加工行業(yè)中占有很重要的地位。根據(jù)統(tǒng)計，沖壓件在各個行業(yè)中均占很大的比重，尤其在汽車，電機，儀表，軍工，家用電器等方面所占比重更大。沖壓加工的應(yīng)用范圍極廣，從精細的電子元件、儀表指針到重型汽車的覆蓋件和大梁、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。 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)用了各種自動化的進、出料機構(gòu)。對于大型沖壓件，例如汽車覆蓋件，專門配置了機械手或機械人，這不僅大大提高了沖壓件的生產(chǎn)品質(zhì)和生產(chǎn)率，而且也增加了沖壓工作和沖壓工人的安全性。 通過本次畢業(yè)設(shè)計（論文），培養(yǎng)綜合運用所學(xué)基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識、基本技能，提高分析與解決實際問題的能力，完成工程師的基本訓(xùn)練和培養(yǎng)初步從事科學(xué)研究工作的能力。具體的說，在畢業(yè)設(shè)計（論文）中應(yīng)注重以下幾方面能力的培養(yǎng)： （1）.調(diào)查研究、檢索（查閱）中外文獻和綜述的能力。 （2）.綜合運用專業(yè)理論、知識分析解決實際問題的能力。 （3）.研究方案的制定、論證、分析與比較的能力。 （4）.設(shè)計、計算與繪圖的能力，包括計算機運用的能力。 （5）.邏輯思維與形象思維相結(jié)合的文字（外文）及語言表達能力。 （6）.創(chuàng)新能力培養(yǎng)，因為創(chuàng)新是解決工程問題的靈魂 1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢 進入90年代以來，高新技術(shù)全面促進了傳統(tǒng)成形技術(shù)的改造及先進成形技術(shù)的形成和發(fā)展。21世紀(jì)的沖壓技術(shù)將以更快的速度持續(xù)發(fā)展，發(fā)展的方向?qū)⒏油怀觥熬?、省、凈”的需求。注重產(chǎn)品制造全過程，最大程度地實現(xiàn)多目標(biāo)全局綜合優(yōu)化。優(yōu)化將從傳統(tǒng)的單一成形環(huán)節(jié)向產(chǎn)品制造全過程及全生命期的系統(tǒng)整體發(fā)展。?對產(chǎn)品可制造性和成形工藝的快速分析與評估能力將有大的發(fā)展。以便從產(chǎn)品初步設(shè)計甚至構(gòu)思時起，就能針對零件的可成形性及所需性能的保證度，作出快速分析評估。 進入21世紀(jì)以來，沖壓技術(shù)逐漸發(fā)展為一門技術(shù)科學(xué)，呈現(xiàn)出工藝，材料，控制一體化的發(fā)展特點。工藝、材料、控制一體化就要求通過物理測試、模擬和數(shù)值模擬掌握材料與工藝的優(yōu)化匹配，并根據(jù)具體工藝要求實現(xiàn)工藝控制或在線測控。 目前沖壓成形技術(shù)更科學(xué)化、數(shù)字化、可控化?？茖W(xué)化主要體現(xiàn)在對成形過程、產(chǎn)品質(zhì)量、成本、效益的預(yù)測和可控程度。成形過程的數(shù)值模擬技術(shù)將在實用化方面取得很大發(fā)展，并與數(shù)字化制造系統(tǒng)很好地集成。人工智能技術(shù)、智能化控制將從簡單形狀零件成形發(fā)展到覆蓋件等復(fù)雜形狀零件成形，從而真正進入實用階段。例如DYNAFORM、PAM —STAM P、LS—DYNA3D、AUTOF0RM、OPTRTS、ABAQus/EXPLICIT等，得到了許多工業(yè)部門的重視和應(yīng)用。美國的GM、Ford、Chrysler，德國的大眾、奔馳，日本的豐田、三菱、日產(chǎn)等大型汽車制造公司，已開始應(yīng)用這類軟件指導(dǎo)板料成形件的開發(fā)和生產(chǎn)，并產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟效益。數(shù)值分析技術(shù)以其高效率、低成本的優(yōu)勢在薄板沖壓成形領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。美國、日本等世界一流的科學(xué)研究中心采用有限元數(shù)值模擬和網(wǎng)格技術(shù)對零件、模具、沖壓工藝和材料性能之間的適應(yīng)性進行了三維動態(tài)仿真分析，涉及領(lǐng)域之廣泛、研究成果之顯著，引人矚目。沖壓技術(shù)具有更大的靈活性或柔性，以適應(yīng)未來小批量多品種混流生產(chǎn)模式及市場多樣化、個性化需求的發(fā)展趨勢．加強企業(yè)對市場變化的快速響應(yīng)能力。沖壓技術(shù)重視復(fù)合化成形技術(shù)的發(fā)展。以復(fù)合工藝為基礎(chǔ)的先進成形技術(shù)不僅正在從制造毛坯向直接制造零件方向發(fā)展，也正在從制造單個零件向直接制造結(jié)構(gòu)整體的方向發(fā)展。 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，模具制造技術(shù)現(xiàn)已成為衡量一個國家制造業(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。　　 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。例如，吉林大學(xué)汽車覆蓋件成型技術(shù)所獨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)國家重點實驗室開發(fā)的注塑模、汽車覆蓋件模具和級進模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口。 2.工藝分析 2.1制件工藝性分析 我的畢業(yè)設(shè)計的題目是油箱內(nèi)側(cè)板沖壓工藝及模具設(shè)計，油箱內(nèi)側(cè)板屬于的大型覆蓋件，這類零件具有表面質(zhì)量要求高（光滑，美觀），剛性好，輪廓尺寸大，形狀復(fù)雜等特點。一般制造過程要經(jīng)過落料（或剪切），拉深（主要在雙動壓床上進行），修邊，翻邊等多道工序才能完成。實踐證明，在多數(shù)情況下，拉深工序是制造這類零件的關(guān)鍵，它直接影響產(chǎn)品質(zhì)量，材料利用率，生產(chǎn)效率和制造成本。 為了保證覆蓋件在拉深時經(jīng)受最大限度的塑性變形而不至于產(chǎn)生破裂，對原材料的機械性能，金相組織，化學(xué)成分，表面粗糙度，和厚度精都提出很高很嚴(yán)的要求。對于大型覆蓋件的拉深，需要的變形力和壓邊力都很大，因此在大量生產(chǎn)中，此類零件的拉深均在雙動壓床上進行，雙動壓床具有拉深與壓邊兩個滑塊，壓邊力可達到拉深力的60%以上，且四點連接的外滑塊可進行壓邊力的局部調(diào)節(jié)，這可滿足覆蓋件拉深的特殊要求。 由于大型覆蓋件尺寸大，厚度?。ㄎ宜O(shè)計的內(nèi)側(cè)板厚度僅有0.8mm），成形難度較高。目前，尚難借助理論計算來準(zhǔn)確設(shè)計沖壓工藝過程和確定模具結(jié)構(gòu)尺寸，只能憑借經(jīng)驗靠類比初步設(shè)計這些零件的沖壓工藝過程，再經(jīng)過試沖發(fā)現(xiàn)問題，加以修改和完善。 油箱內(nèi)側(cè)板形狀復(fù)雜，零件周邊異形，引伸深度深。在工藝安排上，采用增加工藝補充面，開放式引伸來獲得工件，降低了引伸的難度，將零件形狀一次引伸到位成形。在工藝安排上，分為四道工序： A.板料切角 B.引伸成形 通過工藝補充面的增加，引伸深度達到了229mm，為改善成形條件，凹模的入口半徑不能太小，定為R10mm。考慮到壓件板和凹模之間與制件接觸的面容易磨損，凹模分為兩部分，上部分口板厚45mm，易于更換和增加強度。油箱內(nèi)板周邊拉伸深度不一致，局部起皺的可能性較大。C.預(yù)切邊沖孔 將拉伸后多余的邊料切除，同時預(yù)切中間部位的工藝切口。 D.切邊 采用斜滑塊水平切出零件的邊緣。 圖3-2 油箱蓋零件 制件三維造型如圖所示。 主視圖： 右圖視： 左視圖： 俯視圖： 零件材料為08Al，厚度0.8mm，中批量生產(chǎn)。用UG轉(zhuǎn)換到AutoCAD2004中得到產(chǎn)品圖，如圖所示 2.2工藝方案的選擇 方案一：落料，引伸成形，一次切邊，二次切邊沖孔 方案二：切角，引伸成形，沖孔，一次切邊，二次切邊。 方案三：切角，引伸成形，一次切邊沖孔，二次切邊 現(xiàn)比較分析各方案： 第一方案中由于二次切邊需要斜楔滑塊來實現(xiàn)，若采用切邊于沖孔復(fù)合，提高了模具的難度。不采用此種方案。 方案二中，工序繁多，效率低下。故也不采用。 方案三沒有以上缺點，其工序復(fù)合程度較高，生產(chǎn)率也較高。而且模具結(jié)構(gòu)相對比較簡單，制造費用比較低，這在中批生產(chǎn)中是合理的，而且同時可采用彈性卸料及頂件裝置，制造出的工件外觀較好且平整，而且操作比較安全，故該零件的生產(chǎn)采用第三種方案。 2.3毛坯的設(shè)計計算 由三維零件數(shù)據(jù)資料，依次測量尺寸，并計算出其展開料尺寸從而獲得毛坯尺寸。通過UG進行分析獲得零件外輪廓尺寸為340.686mm×680.859mm，由于拉延成形回使的得板料尺寸延長10%左右（由以往經(jīng)驗所得），故將所得毛胚尺寸縮小10%左右為341mm×681mm。由于考慮到工藝補充面等各種因素，可得出剪成板料尺寸為500mm×933mm。 2.4排板、裁板 考慮操作方便以及工藝方案，采用單板單件的形式，即直接用剪板機將板料剪成毛坯大小，采用橫排。 (1)當(dāng)選用0.8mm×1000mm×2000mm規(guī)格的板料時，剪切條料尺寸為500mm×933mm 條數(shù)n1=1000/500=2個 每條個數(shù)n2=2000/933=2個，余134mm 每板個數(shù)n3=2×2=4個 每片面積S＝341×681=232221mm2 材料利用率η=(232221×4)/(1000mm×2000mm)=46.4% （2）當(dāng)選用0.8mm×1200mm×2400mm規(guī)格的板料時，剪切條料尺寸為500mm×933mm 條數(shù)n1=1200/500=2個，余200mm 每條個數(shù)n2=2400/933=2個，余534mm 每板個數(shù)n3=2×2=4個 沖片面積S＝341×681=232221mm2 材料利用率η=(232221×4)/(1200mm×2400mm)=32.2% 綜上所述，采用板料規(guī)格為0.8mm×1000mm×2000mm。 2.5 填寫工藝過程卡片 根據(jù)上述分析和計算，將所需得工序、工步填入沖壓工藝卡片，如附表1所示。 3.模具設(shè)計原則 3．1 模具設(shè)計的基本作用 模具壽命是評價某一沖壓方法經(jīng)濟可行的決定因素,由于模具的生產(chǎn)加工周期長，模具材料費用高，模具制造成本在實際生產(chǎn)成本中占有相當(dāng)大的比例，因此，提高沖壓模具的使用壽命也是非常重要的。模具使用壽命越長，工件的成本就越低，相反，模具的使用壽命短，工件的成本就高。沖模的使用壽命與多種因素有關(guān)， 總的來說模具的使用壽命．除取決于合理的設(shè)計高精度制造、良好的熱處理效果以及正確的選用壓力機外，沖壓生產(chǎn)中的正確使用、維護和保養(yǎng)是不可忽視的。提高模具使用壽命的途徑： （1）.合理的模具結(jié)構(gòu)。在設(shè)計時應(yīng)充分研究產(chǎn)品在加工中的不利因素，有針對性地采取有效措施，以提高模具的耐用度：如在設(shè)計小孔沖模時，應(yīng)充分考慮提高凸模強度，盡量縮短凸模長度，利用導(dǎo)向套對細小凸模進行導(dǎo)向保護等；在設(shè)計模具結(jié)構(gòu)時，要針對不同情況采用相應(yīng)的模架形式及凸、凹模的固定方法、導(dǎo)向形式等；在沖壓復(fù)雜的工件時，一定要計算模具壓力中心，正確確定模柄位置，對重要零件進行必要的剛度、強度校核；實踐證明，在不影響沖裁質(zhì)量的前提下，適當(dāng)放大沖裁間隙可以顯著提高沖模的耐用度，甚至可提高幾倍。 （2）.正確選擇沖模工作零件的材料。不同的沖模材料，具有不同的強度、韌性、硬度和耐磨性能。所以，在一定的條件下，合理選用沖模材料，往往可以收到事半功倍的效果。 （3）.沖模工作零件表面強化處理。利用普通合金鋼來制造模具的工作零件。并對其表面進行強化處理，以提高其耐用度。目前強化處理方法有電火花強化、滲氮處理、滲硼處理。 （4）.模具的使用維修。沖模使用前要嚴(yán)格檢查．清除臟物，有導(dǎo)向裝置的模具，應(yīng)檢查潤滑是否良好。經(jīng)常檢修壓力機，保證壓力機的使用精度，選用壓力機時，要使壓力機的標(biāo)稱噸位大于工件所需沖壓力的30％～40％以上。嚴(yán)格按照安裝程序?qū)_模安裝在壓力機上，無導(dǎo)向裝置的沖模要仔細調(diào)整間隙，保證沖裁間隙的均勻分布。沖壓用的毛坯，要保持清潔、無銹蝕，沖壓時最好均勻涂抹良好的潤滑劑。凸、凹模刃口磨損后，應(yīng)立即停止使用。及時刃磨，否則會加劇刃口的磨損程度，降低沖壓件的質(zhì)量和模具使用壽命。對大量生產(chǎn)的模具，必須有備份，以便輪換生產(chǎn)，及時檢修，保證生產(chǎn)需要。模具使用完畢后，應(yīng)清除模具中的廢料及臟物，并在刃口和導(dǎo)向部分涂上防腐劑．以保持模具光潔不銹，處于良好狀態(tài)，使用后的模具要有秩序的擺放在模具架上。模具的設(shè)計與制造質(zhì)量是實現(xiàn)沖壓生產(chǎn)高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、低耗的最重要的保證之一。 （1）.提高生產(chǎn)效率 a．模具及時維護。模具應(yīng)及時維護。杜絕模具“帶病作業(yè)” 在實際生產(chǎn)中，往往是在生產(chǎn)過程中發(fā)現(xiàn)模具出了問題。一般都會等完成生產(chǎn)任務(wù)后再進行模具維護。這種做法是不可取的，模具及時維護，不僅是“磨刀不誤砍柴工”．而且保證質(zhì)量，還會提高生產(chǎn)率。 b．優(yōu)化模具結(jié)構(gòu)。建議在新模具開發(fā)設(shè)計時，盡量采用多工位模具結(jié)構(gòu)。這樣可以減少操作者、移工、設(shè)備占用、能耗，提高生產(chǎn)效率等。 C．優(yōu)化工藝。對于某些沖壓零件能夠采用機械壓力機的盡量采用機械壓力機。并采用快速液壓機以便提高速度。盡量保證連續(xù)生產(chǎn)，加強生產(chǎn)管理和設(shè)備維修。 （2）.提高材料利用率 ①．制定合理材料消耗定額。對所有沖壓件重新制定材料消耗定額，規(guī)范板材規(guī)格，以使產(chǎn)品材料消耗降到最低。 ②．原材料的臺理采購。供應(yīng)部門嚴(yán)格按照工藝部門提供的板材規(guī)格進行采購，工藝部門根據(jù)板材規(guī)格變化考慮制定臨時下料工藝，對沖壓工藝進行動態(tài)管理，根據(jù)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。制定合理的套裁工藝邊角余料的利用 產(chǎn)生大量邊角余料的原因，主要是板幅不規(guī)范．其次是沖壓件品種繁多，要想充分利用邊角料?？刹捎脙?yōu)化沖壓工藝。合理回收沖壓件等方法。 ③．改進模具結(jié)構(gòu)。對模具結(jié)構(gòu)進行改進可以實現(xiàn)邊角余料的充分利用。目前，對于長方形落料件基本上都是采用短步距送料法(也就是以零件長方形的長邊做為下料寬度)，這種方法是合理的。 ④．采用定額下料法。成立下料班組。下料班組要對材料消耗的實際數(shù)量進行統(tǒng)計，同時沖壓班組要對每種沖壓件的廢品率進行統(tǒng)計。并要對廢品產(chǎn)生的原因進行調(diào)查核實，以便于制定合理的工藝措施來降低廢品率。 ⑤.采購定尺板材。所謂“定尺板材”是指由供應(yīng)商直接提供工藝要求的下料尺寸板材。如果采購“定尺板材”，沖壓件中的某些零件在生產(chǎn)時可以不再進行剪裁。 （3）.加強模具管理。影響模具使用壽命的因素很多，它取決于合理的模具結(jié)構(gòu)、較高的制造精度、良好的材料、合理的熱處理工藝、正確選用壓力機，以及對模具的正確使用、保養(yǎng)和維護等。 （4）.廢品率及次品率的控制。廢品率的高低，對制造成本也影響較大，廢品率每升高1個百分點，就會使成本增加1.1個百分點。為此，應(yīng)嚴(yán)格控制廢品率。次品率的高低，對制造成本的影響也不容忽視，因為次品需要返工返修，需要耗費大量人力物力，所以降低次品率也是降低產(chǎn)品成本的一條重要途徑。降低廢品率及次品率的措施：① 提高板材性能。重新制定板材標(biāo)準(zhǔn)，與廠家共同研究適應(yīng)公司產(chǎn)品的板材性能。②生產(chǎn)過程中出現(xiàn)廢品，要多方面查找原因，以便于制定合理的工藝措施。③供應(yīng)部門要對板材及時供應(yīng)，以便車間能夠在生產(chǎn)產(chǎn)品時對新進板材試用，避免大量廢品產(chǎn)生。 本次設(shè)計主要應(yīng)用了AutoCAD2004和UG軟件。Unigraphics(UG)是一套優(yōu)秀的CAD／CAE／CAM集成化軟件，現(xiàn)已被廣泛地應(yīng)用于航空航天、汽車、通用機械及模具等設(shè)計、制造領(lǐng)域。UG的CAD模塊是一個功能強大的計算機輔助設(shè)計模塊，它提供了一種交互式的三維建模方法，通過該模塊用戶可以建立產(chǎn)品的三維模型，進行裝配、干涉檢查和分析。UG的CAM 模塊能對三維模型實施虛擬加工，從而得到所需要的刀位文件，最終的刀位文件經(jīng)過后置處理即可被數(shù)控機床接受用于加工。準(zhǔn)確的造型是正確加工的前提，因而建立合適而準(zhǔn)確的三維模型就顯得非常重要了。UG軟件具有如下主要特點： （1）.統(tǒng)一的數(shù)據(jù)庫，各模塊無縫集成，數(shù)據(jù)自由切換，實現(xiàn)CAD／CAE／CAM一體化。 （2）.在CAD方面，采用復(fù)合建模技術(shù)將參數(shù)化設(shè)計與傳統(tǒng)設(shè)計方法有機結(jié)合起來，實體造型以Parasoild為建模核心，曲面設(shè)計數(shù)學(xué)上基于非均勻有理B樣條；可用多種方法生成復(fù)雜曲面并進行曲面修剪與拼合，適于復(fù)雜曲面設(shè)計。可由三維實體模型直接生成二維圖形，裝配模塊支持自下而上和自上而下的設(shè)計方式，部件和裝配完全相關(guān)。 （3）.UG起源于CAM，其NC加工能力適于機械行業(yè)，覆蓋了從鉆孔到5軸加工的生產(chǎn)過程，產(chǎn)生的數(shù)據(jù)可直接控制大部分NC機床，并能自動檢查碰刀，可進行加工過程的動態(tài)仿真和模擬校核。 （4）.在CAE方面，其內(nèi)部結(jié)算器可進行有限元分析、機構(gòu)運動動力學(xué)分析、穩(wěn)態(tài)熱傳導(dǎo)分析，基本能滿足常用的分析計算要求。同時提供與世界優(yōu)秀分析 軟件的接口。 （5）.能提供界面友好的二次開發(fā)工具GRIP和UNFUN，并可通過高級語言接口使uG圖形功能與高級語言的計算功能結(jié)合起來，有利于進行二次開發(fā)。 （6）.提供與其他主流CAD軟件系統(tǒng)的接口，便于不同系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)傳遞。模具在制造業(yè)中的應(yīng)用是非常廣泛的。隨著市場經(jīng)濟的發(fā)展，商品的品種越來越多，形狀越來越復(fù)雜，表面質(zhì)量要求越來越高，更新?lián)Q代也越來越快，因此對模具的加工提出了越來越高的要求。在一些機械制造行業(yè)，特別是航空航天工業(yè)，其產(chǎn)品零件模具由多個型面復(fù)雜地組合在一起，不論是二維制圖表達還是實際手工加工均十分困難，而采用數(shù)控機床通過數(shù)控編程就能有效解決復(fù)雜型面的加工問題。 模具作為生產(chǎn)用精密、高效的工藝裝備，本身也是一種精密的機械產(chǎn)品。該機械產(chǎn)品能否滿足對其使用性能和成形精度的要求、必須解決好模具設(shè)計與制造、精度與壽命等各方面與模具相關(guān)的問題。 同時模具作為中心議題，可以細分成模具設(shè)計、制造、材料、成本、精度、壽命、安裝、使用，以及標(biāo)準(zhǔn)化等各方面問題。 （1）.模具設(shè)計是模具制造的基礎(chǔ)，合理正確的設(shè)計是正確制造模具的保證； （2）.模具制造技術(shù)的發(fā)展對提高模具質(zhì)量、精度以及縮短制造模具的周期具有重要意義； （3）.模具的質(zhì)量、使用壽命、制造精度及合格率在很大程度上取決于制造模具的材料及熱處理工藝； （4）.模具成本直接關(guān)系到制件的成本以及模具生產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)濟效益； （5）.模具工作零件的精度決定制件的精度； （6）.模具的壽命又與模具材料及熱處理、模具結(jié)構(gòu)以及所加工制作材料等諸多因素有關(guān)； （7）.模具的安裝與使用直接關(guān)系到模具的使用性能及安全； 而模具的標(biāo)準(zhǔn)化是模具設(shè)計與制造的基礎(chǔ)，對大規(guī)模、專業(yè)化生產(chǎn)模具具有重要的作用，模具標(biāo)準(zhǔn)化程度的高低是模具工業(yè)發(fā)展水平的標(biāo)志。 3.2模具設(shè)計的基本內(nèi)容 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計主要包括： （1）.析零件的結(jié)構(gòu)工藝性及材料。 （2）.選擇成形的工藝方案和制定工藝卡片。 （3）.確定坯料的尺寸、重量及備料方法等。 （4）.計算并確定的各項工藝參數(shù)，如壓力機等。 （5）.進行各模具的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計與校對。 3.3沖模設(shè)計的技術(shù)關(guān)鍵 （1）.沖壓方向的確定； （2）.對汽車沖壓件的可沖壓成型性進行分析，判定成型的難點和關(guān)鍵區(qū)域； （3）.對汽車沖壓零件產(chǎn)品實現(xiàn)毛坯展開計算； （4).對沖壓工藝方案提出量化的分析判斷依據(jù)。對模具和工藝方案進行反復(fù)優(yōu)化的多次模擬，用先于現(xiàn)場模具調(diào)試的模具CAE技術(shù)，對拉延模設(shè)計的可行性和可靠性進行量化的分析和判斷，對有欠缺的設(shè)計提出優(yōu)化改進方案。 4.模具計算與設(shè)計 選定的模具結(jié)構(gòu)形式應(yīng)能制造出達到技術(shù)要求的成品、半成品制件，能滿足生產(chǎn)率要求，模具應(yīng)便于制造和修磨，易于安裝調(diào)整，而且還要操作方便、安全，具有足夠的使用壽命。在充分考慮到各方面因素的前提下，對本次設(shè)計的模具確定的結(jié)構(gòu)。 4.1切角模 4.1.1壓力機的選擇 由沖壓手冊，查表8-5，得到08Al的抗拉強度σb=255—343Mpa[6] ，因此， 取σb =300Mpa。 F沖 ＝σb Lt=300 Mpa×0.8mm×140mm=33.68KN 壓力機仍選用1600KN閉式雙點壓力機。閉合高度不足部分采用墊鐵。 4.1.2總體設(shè)計及尺寸計算 本模具可完成切角工序，即將剪板機剪好的板料切去四個角。目的是為了，條料送料時，由通過固定擋料銷來定位。當(dāng)壓力機帶動上模板和模時，設(shè)有壓料板壓料，使切角完成時板料不會隨著切角凸模上行。起壓料和卸料的作用。壓料板由卸料螺釘固定。四個切角凸模用螺釘和銷釘固定。下模板上同樣用螺釘和銷釘固定四個切角刃口。在下模板上放置五個退料器，材料為聚氨脂。以防板料壓彎。 由于工件及其設(shè)計等各方面的因素，該成形模的模座太大，在標(biāo)準(zhǔn)中查找不到所需模座，故均由自己設(shè)計。導(dǎo)柱導(dǎo)套均在GB2863.2-81中選取。尺寸分別為 ?50×360,?50×150。 為了方便模具制造，安裝和運輸并確保安全，模具設(shè)計應(yīng)事先考慮起重裝置。不同的模座材料和模具重量應(yīng)選用合適的模具起重結(jié)構(gòu)。常用的模具起重結(jié)構(gòu)有鑄造，旋入式，焊接吊鉤，板式和焊接起重臂。此處我選用的是板式，其結(jié)構(gòu)尺寸均有自己設(shè)計。后面所設(shè)計的成形模，一次修便沖孔模和二次修邊模所使用的起重裝置均和此處的一樣。閉合高度為372mm,結(jié)合壓力機的選擇，符合要求。 設(shè)計如圖4-2所示： 1－下模座 2－導(dǎo)柱 3－固定擋料銷 4－導(dǎo)套 5－上模板 6－內(nèi)六角螺釘 7－卸料螺釘 8－彈簧 9－圓柱銷 10－壓料板 11－起重結(jié)構(gòu) 12－內(nèi)六角螺釘 13－刃口 14－內(nèi)六角螺釘 15－圓柱銷 16－退料器 17－內(nèi)六角螺釘 18－圓柱銷 19－擋塊 20－擋塊 21－內(nèi)六角螺釘 22－圓柱銷 4.1.3主要零件設(shè)計 板料由固定擋料銷定位，在GB2866.11-81選取尺寸為A12×8×5。如圖所示： 本模具設(shè)計退料裝置，材料為聚氨脂，它的高度應(yīng)適當(dāng)比刃口高一些。零件圖如圖所示： 由于工件尺寸相對較大，在標(biāo)準(zhǔn)模座不能選擇到合適的型號，因而就采用了自己設(shè)計的模座，由于在模板的選材上選擇45鋼，因而就可以不用加墊板，采用凸凹、模直接固定在模座上的方式，在模座尺寸的選擇時還要考慮導(dǎo)柱和導(dǎo)套的空的位置，上模座厚度H=100mm。導(dǎo)柱和導(dǎo)套的放置：本模具中一共有四對導(dǎo)柱導(dǎo)套，應(yīng)使其中一對的位置稍微偏離對稱位置。這樣利于模具的和模。這一形式在上下模座中得以體現(xiàn)。成形模，一次修邊沖孔和二次修邊模的導(dǎo)柱導(dǎo)套的位置與此處同樣設(shè)計。 上模座如圖所示： 下模板同上模板由自己設(shè)計，如圖： 按照模具各個零件的情況和位置分布，合理的布置螺釘、圓柱銷的位置，從GB70-76和GB119-76中選取適當(dāng)?shù)囊?guī)格與尺寸，詳見明細表。 4.2成形模 4.2.1壓力機的選擇 此處對于工序壓力的計算采用下面的方法進行。假設(shè)成形時周邊圓角處全部破裂，計算此時的力，這是成形時最大的缺陷。取該成形力的一半，作為壓力選取的基本依據(jù)。這樣選取的壓力機必滿足各工序中工序力的要求。具體計算步驟如下。 已知：工件材料：08Al 材料厚度：0.8mm 由沖壓手冊，查表8-5，得到08Al的抗拉強度σb=255—343Mpa[6]，因此，取σb =300Mpa。 則造成最大成形缺陷時的力F＝σb Lt=300 Mpa×0.8mm×1864.95mm=447.588KN 則F成＝0.5×F＝223.794KN 根據(jù)計算力，可選1600KN的閉式雙點壓力機。其技術(shù)參數(shù)為： 公稱壓力： 1600KN 公稱壓力行程： 13mm 滑塊行程： 400mm 行程次數(shù)： 18次/min 最大封閉高度 最低： 600mm 最高： 350mm 封閉高度調(diào)節(jié)量： 250mm 導(dǎo)軌間距離： 1980mm 滑塊底面前后尺寸： 1020mm 工作臺尺寸（左右）： 1900mm 工作臺尺寸（前后）： 1120mm 從壓力大小和閉合高度進行分析，該壓力機滿足每道工序的要求，因此為了加工方便各工序均采用這種壓力機。 4.2.2成形模設(shè)計關(guān)鍵 （1）.沖壓方向 該零件若按照下圖所示制成成形凸模（如圖）。由于1處和2處高度差太大， 當(dāng)2處成形時，1處還未進入凹模，易起皺。故用UG調(diào)整角度如下圖所示。圖中1，2，3處高度差小，不易起皺。 （2）工藝補充面的設(shè)計 該成形模要考慮工藝補充面的問題。為了創(chuàng)造一個良好的拉深條件，通常需要將覆蓋件零件產(chǎn)品進行翻邊展開，窗口補滿，再加添上工藝補充部分，構(gòu)成一個合理的拉深件【2】工藝補充面是拉深件不可缺少的組成部分，它既是實現(xiàn)拉深的條件，又是增加變形程度和提高零件剛度的必要補充。工藝補充部分直接影響到拉深成形以及后續(xù)的修邊、整形、翻邊等工序。因此，在設(shè)計拉深件時必須慎重考慮工藝補充部分的設(shè)計，這樣才能保證拉深出合格的拉深件產(chǎn)品。 工藝補充面的設(shè)計準(zhǔn)則 [1][3][4][5]： (1)拉深深度盡量淺如果拉深深度較大，拉深成形則比較困難，容易造成拉深件開裂，廢品率較高。如果拉深深度小(但必須保證足夠的變形)，則拉深成形容易，產(chǎn)品合格率也較高。 (2)盡量采用垂直修邊 采用垂直修邊比水平修邊或傾斜修邊所用的工藝補充部分少，節(jié)約原材料，模具結(jié)構(gòu)簡單，廢料也比較好排除。 (3)工藝補充部分盡量小 工藝補充部分在拉深完成后都將被修剪掉，為了節(jié)約原材料，降低成本，因此，在保證拉深出合格的拉深件的條件下要盡量減少工藝補充部分。 (4)定位可靠拉深件在修邊時和修邊以后的工序中的定位問題必須在確定拉深件工藝補充面時考慮，一定要定位可靠，否則會影響后續(xù)的修邊和翻邊質(zhì)量。深的拉深件如轎車側(cè)圍板、左右車門內(nèi)板等均可用拉深件側(cè)壁定位；對于不能用側(cè)壁定位的零件，可采用拉深時在工藝補充面上沖工藝孔或穿刺孔來定位。 (5)拉深變形條件對深度較淺、曲率比較小的覆蓋件，必須保證毛坯成形過程中有足夠的塑性變形量，才能保證零件具有較好的形狀精度和剛度。 (6)簡化拉深件結(jié)構(gòu)形狀拉深件的形狀結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，拉深成形時材料流動和塑性變形就越難控制，因此應(yīng)簡化零件結(jié)構(gòu)形狀，使零件外部的工藝補充面要有利于零件的成形。 (7)對稱布置零件有些零件在進行拉深工藝補充時需要增加很多材料或沖壓方向不好選定，或者變形條件不容易控制時，可以考慮采用雙件拉深的方法，即對稱布置零件，然后設(shè)計工藝補充部分，這樣，既有利于零件成形，也有利于提高生產(chǎn)效率。 工藝補充部分除考慮拉深工藝和壓料面的需要外，還要考慮適應(yīng)修邊和翻邊工序的要求，確定修邊方向應(yīng)盡量采取垂直修邊。工藝補充面結(jié)合考慮 修邊、翻邊工序，可以采用的幾種型式[1][3][4][5]： (1)修邊線在拉深件壓料面上如圖a所示，此時壓料面應(yīng)是覆蓋件的凸緣面，修邊采取垂直修邊。為了在模具使用中打磨壓料筋槽不致影響修邊線，修邊線至拉深筋的距離A一般取25mm。 (2)修邊線在拉深件底面上 如圖b所示，采用垂直修邊，工藝補充尺寸一般?。? B=3 mm-5mm ；C=10mm-20mm；D-按保留有多于1.5根完整拉深筋形狀考慮；R凸=3mm -10mm，深度淺和直線部分取下限，深度深和曲線部分取上限，R凹=8 mm-lOmm。 (3)修邊線在拉深件短斜面上 如圖c所示，采用垂直修邊，工藝補充尺寸一般?。? E=B=3mm-5mm；a≥ 5 (4)修邊線在拉深件長斜面上如圖d所示，垂直修邊，修邊線是按覆蓋件翻邊成形后的形狀展開確定的，所以拉深輪廓外形只能接近平行修邊線，圖中F是變化的，不同情況取不同最小值，F(xiàn)還和拉深件在修邊時的定位有關(guān)，一般取：F≥8mm (用拉深檻定位)；F=3mm-5mm(用側(cè)壁定位);?=6－l2 (5)修邊線在拉深件側(cè)壁上如圖e所示，采用水平修邊或傾斜修邊，修邊線至凹模圓角半徑的距離G是一個變量，它決定水平修邊凹模鑲塊的強度。 該模具工藝補充面遵照上述準(zhǔn)則進行設(shè)計。 （3）壓邊圈設(shè)計對沖壓成形的影響 一般來說，壓邊平面應(yīng)為平面、單曲面或曲率很小的雙曲面，不允許有局部的起伏或折棱，以便于材料的流動。 (1)在成型開始時，壓邊圈在壓力作用下下行，開始成形坯料翻邊部分；同時，凸模開始下行，成形零件。壓邊圈和坯料的最初接觸是點接觸，漸次成為線接觸和面接觸。拉深過程中，坯料壓料面部分會由于切應(yīng)力過大而產(chǎn)生壓縮失穩(wěn)，生成皺紋。皺紋若很小，在通過凸、凹模間隙時會被“烙平”；如皺紋嚴(yán)重?？赡墚a(chǎn)生嚴(yán)重阻力使拉深件斷裂，即使不拉裂，也因皺紋不能“烙平”而使零件報廢。因此，為了減小坯料壓料面部分的皺紋，可以通過增大坯料與凹模翻邊和壓邊圈之間的接觸面積、增加壓邊力. 大小來實現(xiàn)，與此同時還加大徑向拉應(yīng)力從而防止內(nèi)皺。 (2)為防止坯料在壓邊圈內(nèi)環(huán)和凸模外緣之間的區(qū)域出現(xiàn)起皺現(xiàn)象，壓邊圈內(nèi)環(huán)尺寸必須大于凸模外緣尺寸。同時由于拉深時壓邊力作用在坯料外邊緣比較窄的一個圓環(huán)區(qū)域內(nèi)，故加大壓邊圈內(nèi)環(huán)有利于增加壓邊力的作用面積，從而達到減小乃至消除應(yīng)力集中的目的。 以車身覆蓋件為代表的復(fù)雜零件多由空間自由曲面構(gòu)成，其拉延成形過程中的材料流動及變形是不均勻的，常出現(xiàn)破裂、起皺、波紋、扭曲、松弛、癟塘等質(zhì)量缺陷。板料沖壓成形過程成敗的關(guān)鍵在于對成形過程中金屬流動的正確認識，繼而有效地控制金屬流動。復(fù)雜零件的形狀尺寸決定了其各部位毛坯在沖壓成形過程中的貼模過程及變形特點，其變形既有內(nèi)部漲形、翻邊和外圓拉深、彎曲的復(fù)合變形特點。也有變形沿零件周邊分布不均勻的特點。成形時不僅板料各部位的變形大小時刻變化，而且許多部位的變形狀態(tài)及變形路徑也會隨著板料的不斷貼模而發(fā)生變化。當(dāng)板料在變形過程中所受的應(yīng)力不符合自身需要時，材料將失穩(wěn)而產(chǎn)生若干質(zhì)量問題。因此復(fù)雜零件拉深時，必須采取有效的措施，使毛坯全部周邊都產(chǎn)生滿足材料各部位變形需要的恰當(dāng)?shù)膽?yīng)力。由此可見。除了拉延方向、工藝補充面、壓料面等工藝要素外，壓料力的大小對拉延過程和拉延件的質(zhì)量有著十分重要的影響。 本模具中根據(jù)毛坯相對厚度和拉深系數(shù)確定是否采用壓邊圈，毛坯的相對厚度t/D×100=3.8 ，拉深系數(shù)為0.35由表[1] 4-80得為防止在拉深過程中，工件的邊壁或凸緣起皺，使毛坯被拉入凹模圓角以前，保持穩(wěn)定狀態(tài)，需要應(yīng)用壓邊圈。 壓邊力計算公式如下： F=[-(+2)]p p值可直接查表[1]4-82得約為0.8-1.2Mpa 即壓邊力大約為1.5kN 氣墊的壓邊力隨行程的變化很小，用選氣墊式彈性壓邊圈。 為了避免拉深后制件緊貼在拉深凸模上，根據(jù)結(jié)合凸模直徑的尺寸選擇5mm的出氣孔。 4.2.2總體設(shè)計 本模具可完成成形工序。根據(jù)零件的外形來設(shè)計凹模和凸模的型面。當(dāng)成形凸凹模和模時，其間隙需比板料厚度還要多10%。即間隙為0.8×（1+10%）=0.88。在畫圖時，由于該間隙太小，故應(yīng)將實際間隙增加。條料送料時，由通過固定擋料銷來定位。下模利用壓邊圈來防止制件卡在凸模內(nèi)；上?？衫没顒愉N來防止制件卡在凹模內(nèi)，由于該零件兩側(cè)部分是廢料，活動銷安放在成形零件的廢料處，以防在零件表面造成痕跡，影響零件外觀。在板料進入凹模入口處的部分與凹模設(shè)計成為倆部分，因為該處與壓邊圈接觸，磨損較大，這樣設(shè)計便于磨損后的更換。由于工件及其設(shè)計等各方面的因素，該成形模的模座太大，在標(biāo)準(zhǔn)中查找不到所需模座，故均由自己設(shè)計。導(dǎo)柱導(dǎo)套均在GB2863.2-81中選取。尺寸分別為 ?50×360,?50×150。 總體設(shè)計如圖4-2所示： 1－下模座 2-壓邊圈 3-導(dǎo)柱 4-導(dǎo)套 5-上模座 6-內(nèi)六角螺釘 7-成形凹模 8- 圓柱銷 9-彈簧 10-活動銷 11- 成形凸模 12-成形凸模 13-圓柱銷 14-內(nèi)六角螺釘15-拖桿 16-固定檔料銷 4.2.3模具結(jié)構(gòu)材料選擇 隨著模具工業(yè)的迅速發(fā)展，對模具的使用壽命、加工精度等提出了更高的要 求。模具材料性能的好壞和使用壽命的長短，將直接影響加工產(chǎn)品的質(zhì)量和牛產(chǎn) 的經(jīng)濟效益。而模具材料的種類、熱處理工藝、表面處理技術(shù)是影響模具使用壽 命的極其重要的因京，所以世界各國都在不斷地研究和開發(fā)新型模具構(gòu)料、改進 模具的熱處理工藝、選用適當(dāng)?shù)谋砻嫣幚砑夹g(shù)、合理地設(shè)計模具結(jié)構(gòu)、加強對模 具的維護等措施，來穩(wěn)定和提高模具的使用壽命，防止模具的早期失效。 模具材料的使用性能將直接影響模具的質(zhì)量和使用壽命。模具材料的工藝性 能將主要影響模具加工的難易程度、加工質(zhì)量和生產(chǎn)成本。為此，應(yīng)合理選擇模具材料．改進熱處理工藝和表面處理工藝，大力推廣模具生產(chǎn)中的新材料、新工藝和新技術(shù)。本模具各零件所用的材料見裝配圖明細表。 4.3一次切邊沖孔模 4.3.1壓力機的選擇 已知：工件材料：08Al 材料厚度：0.8mm 由沖壓手冊，查表8-5，得到08Al的抗拉強度σb=255—343Mpa[6]，因此，取σb =300Mpa。四個孔的沖裁力分別為F1,F2,F3,F4 F1＝σb Lt=300 Mpa×0.8mm×24.16mm×3.14=19.292KN F2＝σb Lt=300 Mpa×0.8mm×31.94mm×3.14=24.069 KN F3＝σb Lt=300 Mpa×0.8mm ×7.92×3.14=59.695KN F4＝σb Lt=300 Mpa×0.8mm ×11.6×3.14=8.741KN 切邊的計算，四個切邊力分別以F切1,F切2,F切3,F切4表示。 F切1 ＝σb Lt=300 Mpa×0.8mm×120mm=28.8KN F切2＝σb Lt=300 Mpa×0.8mm×140mm=33.6KN F切3＝σb Lt=300 Mpa×0.8mm×666mm=159.84KN F切4＝σb Lt=300 Mpa×0.8mm×666mm=159.84KN F總＝19.292KN+24.069 KN+5969.512KN+8741.76KN+28.8KN+33.6KN+159.84KN+ 159.84KN=494.132KN 綜合閉合高度選擇1600KN的閉式雙點壓力機。 4.3.2總體設(shè)計及尺寸計算 本模具可完成一次切邊沖孔工序。該模具由工件外形定位。根據(jù)零件的外形來設(shè)計凹模和凸模的型面。當(dāng)成形凸凹模和模時，其間隙需比板料厚度還要多10%。即間隙為0.8×（1+10%）=0.88。在畫圖時，由于該間隙太小，故應(yīng)將實際間隙增加。成形模的模座太大，在標(biāo)準(zhǔn)中查找不到所需模座，故均由自己設(shè)計。導(dǎo)柱導(dǎo)套均在GB2863.2-81中選取。尺寸分別為?50×360,?50×150。設(shè)計時應(yīng)注意中間最大的沖孔凸模工作部分應(yīng)為橢圓形，其余三個凸模均在標(biāo)準(zhǔn)中選取。墊板用以減低模座承受的單位壓力。凸模與鑄造模座接觸的單位壓力不應(yīng)大于100Mpa；凸模與鋼模座機接觸處的單位壓力不應(yīng)大于200Mpa。超過上述數(shù)值應(yīng)采用墊板。該處上模座應(yīng)加墊板，通過選取，厚度為10mm。加固定板固定沖孔凸模，厚度取25mm。設(shè)計中采用壓料板，用卸料螺釘固定，壓料板的使用將工件壓緊使沖孔順利進行。四個獨立的切邊凸模從四邊進行切邊。沖孔切邊同時進行。 設(shè)計如圖所示： 1－下模座 2- 導(dǎo)柱 3-導(dǎo)套 4-上模座 5-內(nèi)六角螺釘 6-固定板 7-沖孔凸模 8-卸料螺釘 9-壓料板 10-沖孔凸模 11-彈簧 12-圓柱銷 13-沖孔凸模 14-沖孔凸模 15-內(nèi)六角螺釘 16-圓柱銷 17－內(nèi)六角螺釘 18－圓柱銷 19－切邊凸模 20－切邊凸模 21－起重裝置 22－ 23－圓柱銷 24－內(nèi)六角螺釘 25－凹模刃口 26－墊板 27－沖孔凸模 28－固定板 29－切邊凸模 30－切邊刃口 31－內(nèi)六角螺釘 32－圓柱銷 33－凹模刃口 34－凸模 35－凹模刃口 36－切邊刃口 37－凹模刃口 38－切邊刃口 切邊模具是冷鐓模具中的一種，通過改進其熱處理方法可有效地提高其使用壽命，降低鋼材消耗，提高經(jīng)濟效益。 4.3.3零件設(shè)計 （1）沖孔凸凹模的設(shè)計 根據(jù)確定沖模凸模和凹模工作部分尺寸，必須遵循以下幾項原則： ①根據(jù)落料和沖孔的特點，落料件尺寸取決于凹模尺寸，因此落料模應(yīng)先決定凹模尺寸，用減小凸模尺寸來保證合理間隙；沖孔件的尺寸取決于凸模尺寸，用增大凹模尺寸來保證合理問隙。 ②根據(jù)刃口的磨損規(guī)律，刃口磨損尺寸變大，其刃口的基本尺寸變大，應(yīng)取接近或等于工件的最小極限尺寸；刃口磨損后尺寸減小，應(yīng)取接近或等于工件的最大極限尺寸。 ③考慮工件精度與模具精度間的關(guān)系，在選擇模具刃口制造公差時，既要保證工件的精度，又要保證有合理的間隙數(shù)值。一般沖模精度較工件精度高2—3級，所以對落料件取IT14，落料模具取1T11；對沖孔處取IT10，沖孔沖模取IT7。 本模具中的四個沖孔凸模在GB2863.2-81中選取。沖孔凹模輪廓形狀和尺寸已趨標(biāo)準(zhǔn)化，一般可根據(jù)沖壓件形狀和尺寸選用.由實用模具設(shè)計簡明手冊，選取刃壁高度為5mm。 凸模凹模采用分開加工。沖孔前毛坯的尺寸精度按IT7級來取，四個沖孔中孔1的尺寸分別為24.16，上偏差為0.33，下偏差為0。 由《沖壓工藝與模具設(shè)計》得凸、凹模間隙為 Zmin=0.062mm，Zmax=0.104mm，Zmin -Zmax=0.042mm。 凸、凹模制造公差由《沖壓手冊》表2-28得p=0.02, d=0.02,zmin=0.062 δp+ =0.020+0.020=0.040mm〈Zmin -Zmax。所以間隙合適。 凸、凹模刃口尺寸為： dp=（d+xΔ）-δp =(24.16+0.5×0.33)-0.02=24.325-0.02mm dd =(dp+Zmin)+δd =(24.325+ Zmin=24.397+0.02mm 孔2的尺寸分別為31.94，上偏差為0.39，下偏差為0。 由《沖壓工藝與模具設(shè)計》得凸、凹模間隙為 Zmin=0.062mm，Zmax=0.104mm，Zmin -Zmax=0.042mm。 凸、凹模制造公差由《沖壓手冊》表2-28得p=0.02, d=0.03,zmin=0.062 δp+ =0.020+0.020=0.040mm〈Zmin -Zmax。所以間隙合適。 凸、凹模刃口尺寸為： dp=（d+xΔ）-δp =（31.94+0.5×0.39）-0.02=32.135-0.02mm dd =(dp+Zmin)+δd =（32.135+ Zmin）=32.207+0.03mm 孔3的尺寸分別為7.92，上偏差為0.22，下偏差為0。 由《沖壓工藝與模具設(shè)計》得凸、凹模間隙為 Zmin=0.062mm，Zmax=0.104mm，Zmin -Zmax=0.042mm。 凸、凹模制造公差由《沖壓手冊》表2-28得p=0.02, d=0.02,zmin=0.062 δp+ d =0.020+0.020=0.040mm〈Zmin -Zmax。所以間隙合適。 凸、凹模刃口尺寸為： dp=（d+xΔ）-δp =（7.92+0.5×0.22）-0.02=8.03-0.02mm dd =(dp+Zmin)+δd =（8.03+ Zmin）=8.102+0.02mm 孔4的尺寸分別為11.6，上偏差為0.27，下偏差為0。 由《沖壓工藝與模具設(shè)計》得凸、凹模間隙為 Zmin=0.062mm，Zmax=0.104mm，Zmin -Zmax=0.042mm。 凸、凹模制造公差由《沖壓手冊》表2-28得p=0.02, d=0.02,zmin=0.062 δp+ =0.020+0.020=0.040mm〈Zmin -Zmax。所以間隙合適。 凸、凹模刃口尺寸為： dp=（d+xΔ）-δp =（11.6+0.5×0.27）-0.02=11.735-0.02mm dd =(dp+Zmin)+δd =（11.735+ Zmin）=11.807+0.02mm （2）彈簧的選用和計算: 卸料彈簧的選用原則及步驟: 1) 根據(jù)總的卸料力F卸估計擬用彈簧個數(shù)n,計算出每個彈簧所承受的負荷F預(yù). F預(yù). =F卸/n=20900/8=2612.5N 2) 根據(jù)的大小,從標(biāo)準(zhǔn)中初選彈簧的規(guī)格,使所用的彈簧的最大工作負荷＞ Fi＞F預(yù) 3)根和據(jù)所選某號彈簧的最大工作負荷Fi和最大工作負荷下的總變形量hi, 作出該彈簧的特性曲線. 4)檢查彈簧最大允許壓縮量,如果滿足下列條件,則彈簧選得合適. hi≥h預(yù)+ h工+ h修磨 式中h預(yù)--------彈簧預(yù)壓縮量; h工--------卸料板工作行程,一般取料厚+1毫米; h修磨--------凸凹模修磨量,一般取4—10mm; 根據(jù)模具安裝的位置,擬選用8個10X45的彈簧 則每個彈簧的負荷為: F預(yù)= F預(yù)/n=20900/8=2612.5 查表Fi=2630N Fi≥F預(yù) hi=21.2mm h預(yù)= hi F預(yù)/ Fi=21.2×2612.5/5170≈10.7mm h工=t+1=3mm, h修磨=4mm h預(yù)+ h工+ h修磨=10.7+1.6+4=17.7mm hi=21.2mm≥h預(yù)+ h工+ h修磨=17.7mm 所以所選彈簧是合適的. 4.4最后切邊模 4.4.1壓力機的選擇 已知：工件材料：08Al 材料厚度：0.8mm 由沖壓手冊，查表8-5，得到08Al的抗拉強度σb=255—343Mpa[6]，因此，取σb =300Mpa。沖裁力分別為F1,F2 F1＝σb Lt=300 Mpa×0.8mm×700mm=168KN F2＝σb Lt=300 Mpa×0.8mm×700mm=168KN F總＝168KN×2=336KN 綜合閉合高度選擇1600KN的閉式雙點壓力機。 4.4.2設(shè)計關(guān)鍵 修成 本模具可完成最后切邊工序。采用斜滑塊水平切出零件的邊緣。 如圖所示修邊線在垂直面上，因此需要使用斜楔滑塊從兩邊進行修邊。本模具中的斜楔剖面圖如圖所示： 導(dǎo)柱和導(dǎo)套的放置：本模具中一共有四對導(dǎo)柱導(dǎo)套，應(yīng)使其中一對的位置稍微偏離對稱位置。這樣利于模具的和模。 4.4.2切邊間隙的確定 要求未免過于苛刻。根據(jù)生產(chǎn)實驗可知。當(dāng)取r=7mm、Z=1.1t。時，對于t。＝1．5mm的軟鋼板料， 只要單邊間隙不超過O.08mm，就能保證工件端部不出現(xiàn)毛刺。因此設(shè)計的單邊間隙為0.04－0.06mm。 4.4.3模具材料