机械5

模具，是以特定的结构形式通过一定方式使材料成型的一种工业产品，同时也是能成批生产出具有一定形状和尺寸要求的工业产品零部件的一种生产工具。大到飞机、汽车，小到茶杯、钉子，几乎所有的工业产品都必须依靠模具成型。用模具生产制件所具备的高精度、高一致性、高生产率是任何其它加工方法所不能比拟的。模具在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品开发能力。所以模具又有“工业之母”的荣誉称号。 冲压模——是在室温下，利用安装在压力机上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件的一种压力加工方法。 冲压模具是冲压生产必不可少的工艺装备，是技术密集型产品。冲压件的质量、生产效率以及生产成本等，与模具设计和制造有直接关系。模具设计与制造技术水平的高低，是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志之一，在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。 1.1、冲压模具的种类 冲压模具的种类很多，一般可按以下几个主要特征分类： 1．根据工艺性质分类 （1）冲裁模沿封闭或敞开的轮廓线使材料产生分离的模具。如落料模、冲孔模、切断模、切口模、切边模、剖切模等。 （2）弯曲模使板料毛坯或其他坯料沿着直线（弯曲线）产生弯曲变形，从而获得一定角度和形状的工件的模具。 （3）拉深模是把板料毛坯制成开口空心件，或使空心件进一步改变形状和尺寸的模具。 （4）成形模是将毛坯或半成品工件按图凸、凹模的形状直接复制成形，而材料本身仅产生局部塑性变形的模具。如胀形模、缩口模、扩口模、起伏成形模、翻边模、整形模等。 2．根据工序组合程度分类 （1）单工序模在压力机的一次行程中，只完成一道冲压工序的模具。 （2）复合模只有一个工位，在压力机的一次行程中，在同一工位上同时完成两道或两道以上冲压工序的模具。 （3）级进模（也称连续模）在毛坯的送进方向上，具有两个或更多的工位，在压力机的一次行程中，在不同的工位上逐次完成两道或两道以上冲压工序的模具 冲压模具设计的过程 2.1、冲裁件工艺分析 1、材料：1Cr18Ni9是不锈钢，具有良好的冲压性能； 2、板料厚度：1.2mm； 3、数量：100万件。 4、原材料：1.2mm*2.4mm 4、尺寸精度：未进行尺寸公差标注的精度：基本尺寸≤3mm，IT14；3∽6mm，IT12；6∽10mm，IT13；≥6mm，IT11。查公差表。 5、制件结构：该制件形状简单，左右对称，除了直径ф10mm有公差要求，其余尺寸均为自由公差，通过一般冲裁都能满足精度的要求。 6、模具形式：采用复合冲裁模。 2.2、确定冲压工艺方案 该零件包括落料和冲孔两个基本工序，可以采用以下方案： 1、先落料后冲孔采用单工序模生产； 2、落料冲孔复合冲压采用复合模生产； 3冲孔落料连续冲压采用级进模生产。 方案1：模具结构简单，但两倒工序需要两套模具，生产效率较低，难以满足10件的生产要求。 方案2：该方案只要一套模具，冲压件的形位精度和尺寸精度容易保证，而且生产效率也很高，尽管模具的结构比较复杂，但由于零件的几何形状对称，模具制造并不困难。 方案3：该方案也只要一套模具，但零件的冲压精度比复合模的低。 所以通过比较三中方案采用第二种最好。 2.3、排样 合理的排样是降低成本和保证制件质量及模具寿命的有效措施，排样的时候应考虑以下的原则： ①提高材料利用率； ②合理的排样方法使操作简单，劳动强度低而且安全； ③模具结构简单而且寿命长； ④保证制件质量和制件对板料纤维方向的要求。排样的方法可分为有废料排样、少废料排样、和无废料排样。 根据对制件工艺性能的分析，在此选用有废料的排样方法，，特点是材料的利用率低，但制件的质量和模具的寿命都比较高。 查表可得工件间隙a1=1.2mm，侧面间隙a=1.5mm。 B=40+2a=40+2*1.5=43mm； S=40+a1=40+1.2=41.2mm； 由于原材料为1.2m*2.4m，工件为30mm*40mm，所以得先把原材料裁成条料。对原材料进行裁料有两种方式横裁和纵裁，先分别计算其材料的利用率。 ⑴横裁：记可裁的条数为
n1，每条可冲的零件个数为
n2，每块板料可冲的总个数为N总 条数：
n1=L/B=2400/43=55条，余35mm。 每条个数：
n2=（B-a1）/S=（1200-1.2）/41.2=29个，余5.2mm 零件的总个数：N总=
n1*
n2=55*29=1595个 材料的利用率：η总=（N总*1200）/（1200*2400）=66.45% ⑵纵裁：
n1=1200/43=27条，余39mm
n2=（2400-1.2）/41.2=58条，余10.4mm N总=
n1*
n2=27*58=1566个 η总=（N总*1200）/（1200*2400）=65.25% 通过比较两种方式可以得出横裁时材料的利用率要高于纵裁，所以采用横裁的方式较为合理。