一.沖壓加工的重要性及優(yōu)點(diǎn)。

1.重要性：沖壓工藝應(yīng)用范圍十分廣泛，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門中，幾乎都有沖壓加工產(chǎn)品。如汽車， 飛機(jī)，拖拉機(jī)，電器，電機(jī)，儀表，鐵道，郵電，化工以及輕工日用產(chǎn)品中均占有相當(dāng)大的比 重。

2.優(yōu)點(diǎn)：1）生產(chǎn)率高。2）精度高，質(zhì)量穩(wěn)定。3）材料利用率高。4）操作簡(jiǎn)便，特別適宜于大批量 生產(chǎn)和自動(dòng)化。

二.沖壓加工的概念。

1. 概念：即利用壓力機(jī)及其外部設(shè)備，通過模具對(duì)板材施加壓力，從而獲得一定形狀和尺寸零件的 加工方法。

沖壓加工的三要素：沖床，模具，材料。

沖壓是生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛的一類加工方法，主要用于金屬薄板料零件的加工。在產(chǎn)品零件的整個(gè)生產(chǎn)系 統(tǒng)中，沖壓只是一個(gè)子系統(tǒng)，所涉及的也僅是產(chǎn)品制造過程的一部分。隨著市場(chǎng)對(duì)產(chǎn)品成本和周期等要求 的提高，從系統(tǒng)的整體優(yōu)化中確定相關(guān)的各要素已成為技術(shù)和管理發(fā)展的重要方向。

影響沖壓加工的因素：

三.沖壓工序的分類。

沖壓工藝按其變形性質(zhì)可以分為材料的分離與成形兩大類，每一類中又包括許多不同的工序。

沖壓的基本工序：

1.沖裁:包括落料和沖孔兩個(gè)工序。

1）落料：模具沿封閉線沖切板料，沖下的部分為工件，其余部分為廢料，設(shè)計(jì)時(shí)尺寸以模仁為準(zhǔn)， 間隙取在沖子上；鋁合金鍛件

2）沖孔：模具沿封閉線沖切板料，沖下的部分是廢料，設(shè)計(jì)時(shí)尺寸以沖子為準(zhǔn)，間隙取在模仁上。

2.剪切:用模具切斷板材,切段線不封閉.

3.切口:在坯料上將板材部分切開,切口部分發(fā)生彎曲.

4.切邊:將拉深或成形后的半成品邊緣部分的多余材料切掉。

5.剖切：將半成品切開成兩個(gè)或幾個(gè)工件，常用于成雙沖壓。

6.彎曲：用模具使材料彎曲成一定形狀（V 型/U 型/Z 型彎曲）。

7.卷圓：將板料端部卷圓。

8.扭曲：將平板的一部分相對(duì)于一部分扭轉(zhuǎn)一個(gè)角度。

9.拉深：將板料壓制成空心工件，壁厚基本不變。

10.變薄拉深：用減小直徑與壁厚，增加工件高度的方法來改變空心件的尺寸，得到要求的底厚，壁薄的 工件。

11.孔的翻邊：將板料或工件上有孔的邊緣翻成豎立邊緣。

12.外緣翻邊：將工件的外緣翻起圓弧或曲線狀的豎立邊緣。

13.縮口：將空心件的口部縮小。

14.擴(kuò)口：將空心件的口部擴(kuò)大，常用于管子。

15.起伏：在板料或工件上壓出筋條，花紋或文字，在起伏處的整個(gè)厚度上都有變薄。

16.卷邊：將空心件的邊緣卷成一定的形狀。

17.脹形：將空心件（或管料）的一部分沿徑向擴(kuò)張，呈凸肚形。

18.旋壓：利用趕棒或滾輪將板料毛坯趕壓成一定形狀（分變薄與不變薄兩種）。鋁合金鍛件

19.整形：把形狀不太準(zhǔn)確的工件校正成形。

20.校平：將毛坯或工件不平的面或彎曲予以壓平。

21.壓?。焊淖児ぜ穸?，在表面上壓出文字或花紋。

22.正擠壓：凹模腔內(nèi)的金屬毛坯在凸模壓力的作用下，處于塑性變形狀態(tài)，使其由凹?？讛D出，金屬流 動(dòng)的方向與凸模運(yùn)動(dòng)方向相同。

23.反擠壓：金屬擠壓過程中，沿凸模與凹模的間隙塑流，其流動(dòng)方向與凸模運(yùn)動(dòng)方向相反。

24.復(fù)合擠壓：正擠與反擠的結(jié)合。

四．冷沖模類型和特點(diǎn)。

1.模具分類（按沖壓工序的組合方式分）。

1）單沖模：在模具上只有一個(gè)加工工位，而且在沖床的一次行程中只完成一類沖壓加工工藝。

2）復(fù)合模：在模具上只有一個(gè)加工工位，在沖床的一次行程中完成兩類以上的加工工藝。

3）級(jí)進(jìn)模：有多個(gè)工位組成，各工位完成不同的加工，各工位順序關(guān)聯(lián)，在沖床的一次行程中 完成一系列不同的沖壓加工。

2.級(jí)進(jìn)模特點(diǎn)：

1)沖壓生產(chǎn)效率高。級(jí)進(jìn)?？梢酝瓿蓮?fù)雜零件的沖裁、翻邊、彎曲、拉深、立體成形以及裝配等工藝， 減少了中間轉(zhuǎn)運(yùn)和重復(fù)定位等工作，而且工位數(shù)量的增加不影響生產(chǎn)效率，可以沖制很小的精密零件。

2)操作安全簡(jiǎn)單。級(jí)進(jìn)模沖壓時(shí)操作者不必將手伸入模具的危險(xiǎn)區(qū)域。對(duì)大量生產(chǎn)，還采用自動(dòng)送料 機(jī)構(gòu)，模具內(nèi)裝有安全檢測(cè)裝置。鋁合金鍛件

3)模具壽命長(zhǎng)。復(fù)雜的內(nèi)形和外形可分解為簡(jiǎn)單的凸模和凹模外形，分段逐次沖切，工序可以分散在 若干個(gè)工位，在工序集中的區(qū)域還可以設(shè)置空位，從而避免了凸、凹模壁厚過小的問題，改變了凸、凹的受力狀態(tài)，提高了模具強(qiáng)度。此外，級(jí)進(jìn)模還采用卸料板兼作凸模導(dǎo)向板，對(duì)提高模具壽命也非常有利。

4)產(chǎn)品質(zhì)量高。級(jí)進(jìn)模在一副模具內(nèi)完成產(chǎn)品的全部成形工序，克服了用簡(jiǎn)單模時(shí)多次定位帶來的操 作不變和累積誤差。

5)生產(chǎn)成本較低。級(jí)進(jìn)模由于結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，所以制造費(fèi)用較高，同時(shí)材料利用率較低，但由于級(jí)進(jìn) 模生產(chǎn)效率高、壓力機(jī)占有數(shù)少、需要的操作工人數(shù)和車間面積少，減少了半成品的儲(chǔ)存和運(yùn)輸，因而產(chǎn) 品零件的綜合生產(chǎn)成本并不高。

6)設(shè)計(jì)和制造難度大，對(duì)經(jīng)驗(yàn)的依賴性強(qiáng)。級(jí)進(jìn)模結(jié)構(gòu)復(fù)雜，技術(shù)含量高，設(shè)計(jì)靈活性大、難度大； 設(shè)計(jì)和制造中的經(jīng)驗(yàn)、推斷和目測(cè)工作量多，人才培養(yǎng)時(shí)間長(zhǎng)，個(gè)人之間的差異大；同一產(chǎn)品零件可有多 種不同的設(shè)計(jì)方案，設(shè)計(jì)的靈活性大；設(shè)計(jì)和制造周期長(zhǎng)，費(fèi)用高，適用于批量生產(chǎn)。級(jí)進(jìn)模還受產(chǎn)品零 件尺寸限制，產(chǎn)品尺寸不宜太大。

7)按訂單生產(chǎn)，而不是按計(jì)劃生產(chǎn)，訂貨受市場(chǎng)影響大，交貨期要求短。鋁合金鍛件

五．級(jí)進(jìn)模的功能

功能：級(jí)進(jìn)模的基本功能是利用凸模和凹模在板料上施加一定形式和大小的作用力，使材料產(chǎn)生塑性 變形，從而將毛胚轉(zhuǎn)變?yōu)楫a(chǎn)品零件的能力。

六．級(jí)進(jìn)模的設(shè)計(jì)方法。

1.級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)流程。

級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)也是一個(gè)系統(tǒng)，其流程如圖 1-8 所示。具體可以分為四個(gè)階段：工藝設(shè)計(jì)、排樣、概要設(shè) 計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、零件設(shè)計(jì)。

1）工藝設(shè)計(jì):即是對(duì)產(chǎn)品零件所包括的成形工序逐一進(jìn)行分析，以確定產(chǎn)品零件的加工工藝方案。工 藝設(shè)計(jì)前應(yīng)充分了解產(chǎn)品零件的要求及實(shí)際的生產(chǎn)條件。

2）排樣與概要設(shè)計(jì)以工藝設(shè)計(jì)可行為前提，具體確定級(jí)進(jìn)模加工產(chǎn)品零件時(shí)的工序方案和模具的基 本結(jié)構(gòu)形式，初步給出模具的估價(jià)和制造周期，確定是否繼續(xù)開展模具詳細(xì)的設(shè)計(jì)和制造。

3）結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和零件設(shè)計(jì)就是為級(jí)進(jìn)模正式投入生產(chǎn)而具體地開展的設(shè)計(jì)，在這一階段部分模具零件 的加工也將同期展開。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與零件設(shè)計(jì)的結(jié)果是模具裝配圖、需加工的模具零件的工程圖。

2.設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)。

1）要用系統(tǒng)的觀點(diǎn)，從沖壓、模具制造等多方面構(gòu)成的大系統(tǒng)中確定級(jí)進(jìn)模的結(jié)構(gòu)和零件方案，要 重視實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的作用。要切合實(shí)際，確立切實(shí)可行的模具方案，同時(shí)要考慮現(xiàn)有的模具制造條件、沖壓生 產(chǎn)條件。鋁合金鍛件

2）級(jí)進(jìn)模結(jié)構(gòu)復(fù)雜，設(shè)計(jì)難度大，制造費(fèi)用高，周期長(zhǎng)，因此設(shè)計(jì)應(yīng)堅(jiān)持科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)、求實(shí)的精神，認(rèn)真分析、詳細(xì)規(guī)劃，務(wù)求設(shè)計(jì)合理、制造方便、滿足使用要求。要充分了解產(chǎn)品零件加工的需求和模具 制造和使用條件,表 1-5 是級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)前應(yīng)掌握的數(shù)據(jù)。表 1-6 是級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)時(shí)的規(guī)劃表。

3）模具設(shè)計(jì)和制造具有技術(shù)密集型的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)和制造密切相關(guān)。隨著產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加劇和計(jì)算 機(jī)技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)品制造周期日益縮短，對(duì)模具設(shè)計(jì)和制造周期的要求也愈來愈短，因此，模具設(shè)計(jì)和制 造的交叉并行已成為必然。

第二章 級(jí)進(jìn)模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

模具的優(yōu)劣在很大程度上體現(xiàn)在模具結(jié)構(gòu)上，因此，級(jí)進(jìn)模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)對(duì)模具的工作性能、加工性、 成本、周期及壽命等起著決定性作用。

第一節(jié) 級(jí)進(jìn)模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

一 、級(jí)進(jìn)模結(jié)構(gòu)

1.從總體角度來看，級(jí)進(jìn)模結(jié)構(gòu)基本上可分為兩大類：日本式模具結(jié)構(gòu)和美國(guó)式模具結(jié)構(gòu)。

1）日本式模具結(jié)構(gòu)：利用卸料板壓料（常見模具結(jié)構(gòu)）。

優(yōu)點(diǎn)：壓料可靠，模具生產(chǎn)時(shí)穩(wěn)定性好；

缺點(diǎn)：噪音大。

2）美國(guó)式模具結(jié)構(gòu)：沒有卸料板，采用局部壓料（兩者根本區(qū)別）

優(yōu)點(diǎn)：噪音小，速度高；

缺點(diǎn)：壓料不是很可靠。鋁合金鍛件

2.級(jí)進(jìn)模的構(gòu)成。

二 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原則.

1.盡量選用成熟的模具結(jié)構(gòu)或標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)。

2.模具要有足夠的剛性，以滿足壽命和精度的要求。

3.結(jié)構(gòu)應(yīng)盡量簡(jiǎn)單、實(shí)用，要具有合理的經(jīng)濟(jì)性。

4.能方便地送料，操作要簡(jiǎn)便安全，出件容易。

5.模具零件之間定位要準(zhǔn)確可靠，連接要牢固。

6.要有利于模具零件的加工。

7.模具結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有的沖壓設(shè)備要協(xié)調(diào)。

8.模具容易安裝，易損件更換方便。

三 模具基本尺寸

1. 模具平面尺寸

模具平面尺寸是指模具輪廓最大尺寸，它以凹模外形尺寸為基礎(chǔ)，以最終選擇的模架尺寸為準(zhǔn)。

2. 模具閉合高度

模具閉合高度是指模具處在最低點(diǎn)的工作位置時(shí)，上模座的上表面到下模座的下表面之間的距離。即 為模具各塊模板厚度之和。

壓力機(jī)閉合高度是指壓力機(jī)滑塊在下死點(diǎn)時(shí)，滑塊底面到壓力機(jī)工作臺(tái)面上平面的距離。由于多數(shù) 壓力機(jī)滑塊高度可上下調(diào)節(jié)，當(dāng)壓力機(jī)連桿調(diào)至最短時(shí)的閉合高度稱為壓力機(jī)最大閉合高度 Hmax,而當(dāng)壓 力機(jī)連桿調(diào)至最長(zhǎng)時(shí)的閉合高度稱為最小閉合高度 Hmin。

為了保證模具能裝在壓力機(jī)上工作，模具閉合高度必須小于壓力機(jī)閉合高度。最好 H位于 Hmin和 Hmax 之間，一般應(yīng)滿足

Hmin+10≤H≤Hmax-5鋁合金鍛件

第二節(jié) 工作零件設(shè)計(jì)

一． 凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（考慮凸模的強(qiáng)度、剛性）：

1. 凸模的分類：

1） 按凸模斷面形狀可分為簡(jiǎn)單形狀和復(fù)雜形狀兩種；

2） 按刃口形狀可分為平刃、斜刃和其它專用凸模；

3） 按固定方法可分為臺(tái)階固定、螺釘固定、壓板固定等；

4） 按結(jié)構(gòu)形式可分為整體式、鑲拼式、直通式、階梯式和帶護(hù)套式。

2. 凸模結(jié)構(gòu)的基本形式。

1）圓凸模(標(biāo)準(zhǔn)件)。

2）機(jī)械加工凸模。

凸模的加工方法一般有線割和磨削:

W/C—線割; G—磨床； PG—光學(xué)曲線磨床

1°線割加工異形凸模，凸模內(nèi) R≥0.150 較好，因線割絲的直徑取Φ0.20mm 和Φ0.30mm 加工較經(jīng) 濟(jì)；線割的零件表面光潔度不高，加工零件的使用壽命沒有磨削來得高；

2°細(xì)小凸模設(shè)計(jì)成上頭小下頭大，以保證零件強(qiáng)度要求；規(guī)則形狀用磨床加工，R 取 10mm 或 20mm； 不規(guī)則形狀用 PG 加工 R 取 40mm；

3. 凸模的導(dǎo)向（卸料板）。

卸料板在對(duì)階梯型凸模、PG 加工之凸模導(dǎo)向時(shí)，要確保在模具處于最大閉合高度時(shí)，剝料板與 凸模的最小重疊部分長(zhǎng)度不小于 3～5mm。

4.凸模上的閃位：

1）產(chǎn)品上的凸起； 2）模仁

5.沖裁凸模長(zhǎng)度的確定：鋁合金鍛件

凸模長(zhǎng)度=PP 板厚度+SBP 板厚度+SP 板厚度+(1～2mm)

二．入子設(shè)計(jì)：

1.沖子固定板入子

目的：便于改模；便于更換料號(hào)。

設(shè)計(jì)要點(diǎn)：1）形狀力求簡(jiǎn)單，便于加減墊片；

2）要具有防呆功能；

3）與固定板單邊間隙 0.01mm；與沖子單邊間隙 0.01mm。

2.卸料板入子

目的：便于改模；便于更換料號(hào)；磨損了可以更換,即提高模具壽命。

設(shè)計(jì)要點(diǎn)：1）要具有防呆功能；

2）與卸料板單邊間隙 0mm；與沖子單邊間隙一般取 0.005mm；沖子外形復(fù)雜或外形尺 寸大時(shí)單邊間隙可放寬到 0.008mm—0.010mm。

固定方式：1）倒角 2）靠肩

閃位：導(dǎo)板，產(chǎn)品上的凸起。

三．模仁設(shè)計(jì).

沖裁模仁

1.加工方式一般有線割加工和 PG 加工兩種。

1）線割加工模仁：直刀面 2～3mm,落料斜度一般取 1°,線割表面粗糙，沖細(xì)小廢料之模仁 易堵料；

2）PG 加工模仁：將模仁設(shè)計(jì)成分體式，直刀面 2～3mm,落料斜度一般取 30＇，表面光潔度好。

2.沖裁間隙：一般取沖裁單邊間隙為（3～5％）*t;具體取值大小還要視材質(zhì)，料厚，廢料形狀及模仁材質(zhì)而定；同加工方式也有關(guān)。

1) 線割加工選取間隙要比 PG 加工大；鋁合金鍛件

2) 被加工材料脆、硬；沖裁間隙適當(dāng)放大；

3) 模仁材質(zhì)為 SKD11 時(shí)沖裁間隙要比是硬質(zhì)合金來的??；

4) 廢料形狀簡(jiǎn)單沖裁間隙要取?。灰苑捞?。

3.固定方式：1）壓板、螺釘壓?。ㄌ貏e是針對(duì)抽引模仁）；

2）分體式模仁用斜鍥閉緊；

3）導(dǎo)板壓住。

4.模仁壁厚設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)：1）加減墊片的方便性；

2）足夠強(qiáng)度。

5.模仁設(shè)計(jì)要具有防呆功能。

成形模仁

1. 成形凸模與模仁的間隙為一個(gè)料厚 t;

2. 固定方式：1）螺釘壓?。?2）導(dǎo)板壓??； 3）靠肩（不易維修）。

第三節(jié) 輔助零件設(shè)計(jì)

一 、連接零件：起連接緊固模具的各塊模板作用；通常用到 M6,M8,M10 螺釘。

1.墊板連接：

2.沖子固定板及模仁固定板連接：

3.卸料板的連接：

組成元件：M8 螺釘、墊圈、等高套筒。

二 定位零件：

1.定位銷(MISUMI STANDARD)

1)導(dǎo)板相對(duì)于 DP 板的定位，定位銷規(guī)格 MS 4-15;

2)DP 板相對(duì)于下模座的定位，定位銷規(guī)格 MS 10-60;

2.導(dǎo)正銷：多用于連續(xù)模中對(duì)條料的精確定位，消除由于送料而引起的誤差；與預(yù)沖工藝孔單 邊間隙一般取 0.010mm;料厚大于 1mm 時(shí)間隙可適當(dāng)放大；

固定方式：鋁合金鍛件

1） 固定在卸料板上:

脫料方式：1°導(dǎo)正銷兩側(cè)對(duì)稱設(shè)計(jì)頂桿，下模設(shè)有浮料銷；

2°采用導(dǎo)料板強(qiáng)行脫料；

3°借用 LIFTER 脫料；

4°設(shè)計(jì)月牙型剝料套，

下模設(shè)有浮料塊；

5°借用導(dǎo)正銷的錐面定位。

2)固定在沖子固定板上：

缺點(diǎn)：1°容易磨損；

2°要借用脫料裝置。

3.定距側(cè)刃：

側(cè)刃是用來切去條料旁側(cè)少量材料而達(dá)到擋料的目的， 起粗定位作用；多用于導(dǎo)板式模具。

1°側(cè)刃沖子單邊受力，設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)面要考慮限位，以保證沖裁間隙的不變性及提高側(cè)刃沖子的壽命；

2°側(cè)刃沖子的長(zhǎng)度=送料進(jìn)距+（0.10～0.20mm）。

4.灌膠 PIN:(具體尺寸見標(biāo)準(zhǔn)件清冊(cè))

對(duì) PP 板及 DP 板起快速定位作用，提高模具維修的方便性。

1) PIN 與 DP 板、PP 板采用小過盈配合；

2) PIN 套與模座單邊間隙 0.10mm,借用 LOC638 膠來膠固；

三 導(dǎo)料零件

導(dǎo)料板

1.功能：1)對(duì)料條起導(dǎo)向作用； 2)剝料作用。

2.與條料單邊間隙。

3.導(dǎo)料板高度的確定。

Lifter(標(biāo)準(zhǔn)件)

1.功能：1）浮料 2）對(duì)料條導(dǎo)向 3）脫料

2.形狀：圓形和方形；

3.設(shè)計(jì)要點(diǎn)：1）Lifter 與模板單邊間隙 0.01mm;

2）Lifter 分布要均勻，等高；鋁合金鍛件

3）Lifter 與材料單邊間隙 0.10mm;

4）Lifter 上升高度小于沖床行程的一半（沖床滑塊于 270°～90°間是送料時(shí)間，送料時(shí)，成形 沖子、導(dǎo)位針不能與料條干涉）。

卸料板閃 LIFTER 深度 H:

5.0≤H≤5.0+A

式中：A=t+1.0 A≥1.5mm

四 傳力零件

1. 傳力零件的組成：螺塞、墊片、強(qiáng)力彈簧、傳力銷（DISK）;

2. 傳力零件組裝結(jié)構(gòu)：見圖；

3. 設(shè)計(jì)要點(diǎn)：

1）傳力銷要等高;

2）傳力銷要比等高套筒 短 0.10mm(保護(hù)鎖剝料板螺釘)；

3）傳力銷的布置要多、均勻 且靠近料條兩側(cè)以保證壓料充分。

五 檢測(cè)裝置

六 其它零件

1.壓板：固定沖子和模仁(具體形狀、尺寸見標(biāo)準(zhǔn)件清冊(cè))；

2.止高塊：對(duì)模具起保護(hù)作用(具體形狀、尺寸見標(biāo)準(zhǔn)件清冊(cè))；

3. 限位柱：初始送料時(shí)對(duì)模具起保護(hù)作用,當(dāng)被沖板材較厚時(shí) 采用（t≥0.5）

4.浮料塊：1）浮料； 2）局部壓料。

5.浮料銷：1) 浮料； 2)空中接料

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