【正文】 生產(chǎn)價(jià)廉高 質(zhì)量的元器件，是發(fā)展熱流道模具 的關(guān)鍵。如觸頭與支座的組件，各種小型電機(jī)、電器及儀表的鐵芯組件等。隨著零件微型化，以及模具結(jié)構(gòu)發(fā)展的要求 (如多工位級(jí)進(jìn)模工位數(shù)的增加，其步距精度的提高 )精密模具精度已由原來(lái)的 5μ m提高到 2～3μ m，今后有些模具加工精度公差要求在 1μ m以下，這就要求發(fā)展超精加工。這樣，就使沖壓生產(chǎn)既適合大量生產(chǎn)，也搖架調(diào)壓塊沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 4 同樣適用于小批生產(chǎn)。在中小件的大批量生產(chǎn)方面，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用多工位級(jí)進(jìn)模、多工位壓力機(jī)或高速壓力機(jī)。在沖壓毛坯設(shè)計(jì)方面也開(kāi)展了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，可以對(duì)排樣或拉深毛坯進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。 搖架調(diào)壓塊沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 3 第一章 緒論 沖壓工藝與模具的發(fā)展方向 （ 1）成形工藝與理論的研究 近年來(lái)，沖壓成形工藝有很多新的進(jìn)展，特別是精密沖裁、精密成形、精密剪切、復(fù)合材料成形、超塑性成形、軟模成形以及電磁成形等新工藝日新月異，沖壓件的精度日趨精確， 生產(chǎn)率也有極大提高，正在把沖壓加工提高到高品質(zhì)的、新的發(fā)展水平。它具有操作方便、一次成形、生產(chǎn)效率高的特點(diǎn)。搖架調(diào)壓塊沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 1 中文摘要及關(guān)鍵詞 摘要 ： 本次設(shè)計(jì)的是復(fù)合沖裁模，復(fù)合沖裁模是在沖床的一次沖壓過(guò)程中可以同時(shí)完成兩步或兩步以上的工序。闡述了零件沖壓復(fù)合模具的整體結(jié)構(gòu)及其工作過(guò)程，為保證沖裁件的質(zhì)量，指出了復(fù)合模具設(shè)計(jì)和加工注意的要點(diǎn)。前幾年的精密沖壓主要市是指對(duì)平板零件進(jìn)行精密沖裁，而現(xiàn)在，除了精密沖裁外還可兼有精密彎曲、拉深、壓印等，可以進(jìn)行復(fù)雜零件的立體精密成形。 此外，對(duì)沖壓成形性能和成形極限的研究，沖壓件成形難度的判定以及成形預(yù)報(bào)等技術(shù)的發(fā)展，均標(biāo)志著沖壓成形以從原來(lái)的經(jīng)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)分析階段開(kāi)始走上由沖壓理論指導(dǎo)的科學(xué)階段，使沖壓成形走向計(jì)算機(jī)輔助工程化和智能化的發(fā)展道路。在小批量多品種生產(chǎn)方面，正在發(fā)展柔性制造系統(tǒng)（ FMS），為了適應(yīng)多品種生產(chǎn)時(shí)不斷更換模具的需要，已經(jīng)成功地發(fā)展了一種快速換模系統(tǒng)，現(xiàn)在，換一副大型的沖壓模具，僅需 6~8 分鐘即可完成。 （ 4） 不斷改進(jìn)板料性能，以提高其成形能力和使用效果 例如，研制高強(qiáng)度鋼板，用來(lái)生產(chǎn)汽車(chē)覆蓋件，以減輕零件重量和提高其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度 我國(guó)模具技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) 當(dāng)前，我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)的特點(diǎn)是產(chǎn)品品種多、更新快和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈。 （ 2）多功能復(fù)合模具將進(jìn)一步發(fā)展 新型多功能復(fù)合具是在多工位級(jí)進(jìn)?；A(chǔ)上開(kāi)發(fā)出來(lái)的。 （ 3）熱流道模具在塑料模具中的比重將逐步提高 由于采用熱流道技術(shù)的模具可提高制作的生產(chǎn)率和質(zhì)量，并能大幅度節(jié)省制作的原材料和節(jié)約能源，所以廣泛應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)是塑料模具的一大變革。 （ 4）氣體輔助注射模具和適應(yīng)高壓注射成形等工藝的模具將積極發(fā)展 氣體輔助注射成形是一種塑料成形的新工藝，它具有注射壓力低、制品翹曲變形少、表面好以及易于成形壁厚差異較大的制品等優(yōu)點(diǎn)，可在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，大幅度降低成本。為了確保塑料件精度，將繼續(xù)研究發(fā)展高壓注射成型工藝與模具以及注射壓縮成型工藝與模具。注射壓縮成型技術(shù)，是在模具預(yù)先半開(kāi)模狀態(tài)或者在 鎖模力保持中壓或低壓，模具在設(shè)定的打開(kāi)量下，注射溶融樹(shù)脂，然后以最大的鎖模力進(jìn)行 壓縮成型，其效果是： (1)成型件局部?jī)?nèi)應(yīng)力小；(2)可得到縮孔少的厚壁成型件； (3)對(duì)于塑件狹窄的部件也可注入樹(shù)脂； (4)用小注射力能得到優(yōu)良制品。因此，開(kāi)發(fā)快速經(jīng)濟(jì)具越來(lái)越引起人們的重視。 （ 6 使用模具標(biāo)準(zhǔn)件不但能縮短模具制造周期，而且能提高模具質(zhì)量和降低模具制造成本。對(duì)于模具鋼來(lái)說(shuō)，要采用電渣 重熔工藝，努力提高鋼的純凈度、等向性、致密度和均勻性及研制更高性能或有特殊性能的模具鋼。特別對(duì)形狀復(fù)雜的沖件及高速?zèng)_壓的模具，其優(yōu)越性更加突出。模具熱處理的發(fā)展 方向是采用真空熱處理?，F(xiàn)在，全面普及 CAD/CAM/CAE技術(shù)已基本成熟。 加大技術(shù)培訓(xùn)和技術(shù)服務(wù)的力度。它是伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、激光成形技術(shù)和 新材料技術(shù)的發(fā)展而產(chǎn)生的，是一種全新的制造技術(shù)，是基于新穎的離散 /堆積 (即材料累加 )成形思想，根據(jù)零件 CAD 模型、快速自動(dòng)完成復(fù)雜的三維實(shí)體 (原型 )制造。然后通過(guò)一些傳統(tǒng)的快速制模方法，獲得長(zhǎng)壽命的金屬模具或非金屬的低壽命模具。因此，快速制模技術(shù)與快速原型制造技術(shù)的結(jié)合，將是傳統(tǒng)快速制模技術(shù)，進(jìn)一步深入發(fā)展的方向。這樣就大幅度提高了加工效率，如在加工壓鑄模時(shí)，可提高 7～ 8 倍，并可獲得 Ra≤ 10um的加工表面粗糙度。 （ 11）模具高速掃描及數(shù)字化系統(tǒng)將發(fā)揮更大的作用 英國(guó)雷尼紹公司的模具掃描系統(tǒng)，已在我國(guó) 200 多家模具廠點(diǎn)得到應(yīng)用，取得良好效果。該公司又推出了 CYCLON 高速掃描機(jī)，這是一臺(tái)獨(dú)立工作的專門(mén)用來(lái)掃描的設(shè)備，不占用加工機(jī)床的工作時(shí)間。模具表面的質(zhì)量對(duì)模具使用壽命、制件外觀質(zhì)量等方面均有較大的影響，我國(guó)目前仍以手工研磨拋光為主，不僅效率低 (約占整個(gè)模具制造周期的 1/3)，且工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，質(zhì)量不穩(wěn)定，制約了我國(guó)模具加工向更高層次發(fā)展。另外，由于模具型腔形狀復(fù)雜，任何一種研磨拋光方法都有一定局限性。模具自動(dòng)加工系統(tǒng)應(yīng)有如下特征：多臺(tái)機(jī)床合理組合；配有隨行定位夾具或定位盤(pán)；有完整的機(jī)具、刀具數(shù)控庫(kù)；有完整的數(shù)控柔性同步系統(tǒng)；有質(zhì)量監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)。另外，還可進(jìn)一步熟悉有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，能夠熟練使用有關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)和熟悉編寫(xiě)技術(shù)文件和設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)，進(jìn)一步提高科技寫(xiě)作的能力，加強(qiáng)對(duì)沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)的了解。 4）、有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、手冊(cè)和設(shè)計(jì)資料。該零件行狀簡(jiǎn)單，尺寸較小，高度對(duì)稱，厚度適中，屬普通沖壓件。有一定的加工批量，應(yīng)重視模具材料和結(jié)構(gòu)的選擇，保證一定的模具壽命。 方案三與方案二相比在于將落料、沖孔、彎曲三者復(fù)合，工序更少，生產(chǎn)效率更高，但由于零件結(jié)構(gòu)尺寸小，壁厚小，復(fù)合模結(jié)構(gòu)復(fù)雜，裝配調(diào)試?yán)щy，同時(shí)模具強(qiáng)度也較低，壽命不高。 工件沖孔落料后的形狀和尺寸如圖 3－ 1 所示： 圖 3－ 1落料圖 計(jì)算毛坯尺寸 由于落料尺寸即零件的平面展開(kāi)尺寸，搖架調(diào)壓塊零件的基本形狀為方形，因此落料形狀也應(yīng)該為方形。 該零件彎曲屬于一次同時(shí)彎曲兩 個(gè)角，由參考文獻(xiàn) [16]表 39 公式得： 彎曲件毛料展開(kāi)長(zhǎng)度計(jì)算公式： ???? lllL （ 31） 搖架調(diào)壓塊沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 15 如下圖 32 所示： 圖 32 則： ???? lllL =+18+18+ = 因此，最后落料件為長(zhǎng) L=，寬 B= 的方板。間隙過(guò)小或過(guò)大時(shí)，上、下裂紋不重合，出現(xiàn)硬擠裂或者撕裂，斷面質(zhì)量較差，毛刺較大。在間隙合理情況下，沖裁力較小。間隙過(guò)小時(shí)，側(cè)壓力和摩擦力增大，使磨損加劇，壽命降低。確定合理間隙的原則是： ① 、 合理間隙范圍應(yīng)按零件使用要求分類(lèi)選用。 ③ 、間隙方向的確定原則：沖孔尺寸應(yīng)以凸模為基準(zhǔn)，通過(guò)增大凹模尺寸獲得間隙；落料尺寸應(yīng)以凹模 為基準(zhǔn)，通過(guò)減小凸模尺寸獲得間隙。 凸、凹模刃口尺寸的確定 確定凸、凹模刃口尺寸的原則 ① 考慮落料和沖孔的區(qū)別，落料件的尺寸取決于凹模，因此落料模應(yīng)先決定凹模尺寸，用減小凸模尺寸的方法保證合理間隙；沖孔件的尺寸取決于凸模，因此沖孔模應(yīng)先決定凸模尺寸，用增大凹模尺寸的方法來(lái)保證合理間隙。 因此，落料凹模： mmDD 00d )()( d ?? ???? ??= ? mm （ 34） 落料凸模： mmZDDp 0 pm i n )()( ?? ??? δ= mm （ 35） 尺寸 為公差△ =，取磨損系數(shù)χ =， 查文獻(xiàn) [16]表 2－ 23 得： δ p=，δ d= 則δ p+δ d mmZZ inm a x ??? ，滿足間隙公差條件。 搭邊是排樣時(shí)，在沖裁件之間以及沖裁件與條料側(cè)邊之間設(shè)置的工藝余料。沖件的合理布置（即材料的經(jīng)濟(jì)利用）與沖件的外形有很大關(guān)系。沖裁力在沖裁過(guò)程中隨上模行程變化而變化，故 通常是指沖裁力的最大值。 搖架調(diào)壓塊沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 20 卸料力：從凸模上將零件或廢料脫下所需要的力； 推料力：從凹模內(nèi)順著沖裁方向把零件或廢料推出的力； 頂件力：從凹模內(nèi)逆著沖裁方向把零件或廢料頂出的力。 查文獻(xiàn) 17 表 7－ 10 開(kāi)式雙柱可傾壓力機(jī)技術(shù)規(guī)格，可選用的壓力機(jī)技術(shù)參數(shù)搖架調(diào)壓塊沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 21 如表 3－ 1。尤其是精沖，凸凹模之間的間隙很小 ，偏心載荷會(huì)使模具導(dǎo)向精度降低，凸、凹模之間的間隙發(fā)生變化，影響精沖件斷面質(zhì)量，并加劇模具刃口磨損。凡是質(zhì)量分布均勻 ,具有中心 對(duì)稱形狀的沖栽件 ,其 壓力中心與重心相重合。 L1Ln各段 輪廓的長(zhǎng)度 X1??Xn 各段 輪 郭壓力中心到 Y軸的距離。同時(shí)引起凸凹模間隙不均勻，使刃口迅速變鈍，甚至造成刃口損壞，降低模具使用壽命。壓力機(jī)的裝模高度是指滑塊在下死點(diǎn)位置時(shí)，滑塊下端面至墊板上平面的距離。 對(duì)于此沖孔落料復(fù)合模，模具的閉合高度為 250mm。按凸凹模的安裝位置，復(fù)合模分倒裝式和順裝式兩中結(jié)構(gòu)形式。 。 凸模的長(zhǎng)度 L根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)需要，考慮到有修邊余量，以及模具在閉合狀態(tài)下，卸料裝置推塊（彈簧圈）到凸模固定板間應(yīng)留有一定的安全距離，則凸模長(zhǎng)度 L可用公式計(jì)算： L=h1+h2+h （ 3－ 15） 式中 ： L—— 凸模長(zhǎng)度（ mm）； h1—— 凸模固定板厚（ mm）； h2—— 卸料板厚度（ mm）； h—— 附加長(zhǎng)度；主要考慮凸模進(jìn)入凹模的深度、總修磨量及模具閉合狀態(tài)下推塊到凸模固定板安全距離等因素確定。 凸模材料均選擇 Cr12，淬火硬度（熱處理） HRC5862。順裝復(fù)合模的凸凹模裝于上模，沖孔廢料由裝在上模的打料裝置推出，凸凹模型孔內(nèi)不積聚廢料，脹力小，最小壁厚可小于倒裝復(fù)合 模的凸凹模最小壁厚值。倒裝復(fù)合模凸凹模的最小壁厚值可按板料厚度的 2～ 3倍確定，板料厚度小取大值，相反取小值。 這種型孔適用于所有非圓形型孔，漏料孔是銑削制成的。 凹模刃口類(lèi)型分為直壁刃口和錐形刃口兩類(lèi)。直壁口適合精度要求高和形狀復(fù)雜的沖壓件使用。 凹模外形可分為圓形和長(zhǎng)方形兩種，其中長(zhǎng)方形凹模外形的長(zhǎng)寬已經(jīng)模塊化，其厚度尺寸 H 及凹模洞口到邊緣的壁厚 C 影響凹模強(qiáng)度，按以下方法確定： ① 厚度尺寸：為防止凹模受力后產(chǎn)生過(guò)大彎曲變形，凹模應(yīng)有足夠的厚度，常按以下的經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算： H=（ ~） B（ mm） （ 3－ 16） 式中： H— 凹模厚度（ mm）； B— 凹?？卓谧畲蟪叽?； 取 H=20mm。 因?yàn)槁淞霞閳A形件，故采用圓形凹模板，這樣可使整體模具體積減小，重量減輕，尺寸為Φ 180mm，從連接螺釘旋入深度與凹模剛度考慮，整體模板的厚度可按如下經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算： H=k1k23 F （ 3－ 17） 式中： F—— 沖裁力（ N）； k1—— 凹模材料修邊系數(shù)，合金取 k1=1，碳素 工具鋼取 k1=； 搖架調(diào)壓塊沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 27 k2—— 凹模刃口周邊長(zhǎng)度修正系數(shù)，查文獻(xiàn) 13表 2— 18 得 k2=； 計(jì)算出的凹模板厚度規(guī)格化后，采用全直壁型孔，如圖 3－ 6所示，它適用于凹模型孔內(nèi)帶反頂料板的落料模和復(fù)合模。使用條料時(shí)，應(yīng)使條料在送進(jìn)方向定位，以保證送料步距，通常稱作擋料，使用的定位零件有擋料銷(xiāo)、側(cè)刃等；在垂直于送料方向上的定位，稱作送進(jìn)導(dǎo)向，使用的定位零件有導(dǎo)料板、導(dǎo)料銷(xiāo)等。 擋料銷(xiāo)：擋料銷(xiāo)是用來(lái)限制條料送進(jìn)步距的零件，根據(jù)結(jié)構(gòu)特征，擋料銷(xiāo)分為固定式和活動(dòng)式兩類(lèi)。擋料銷(xiāo)的材料為 GCr15，熱處理 HRC5055。 本模具結(jié)構(gòu)采用彈壓卸料裝置，它由卸料板、彈性元件（橡皮或彈簧）和卸料螺釘組成。卸料板的厚度為 20mm，直徑為φ 180mm，材料為 45 鋼，熱處理 HRC40～ 45。聚氨酯橡膠由于能承受較高的單位壓力，并具有很好的流動(dòng)性，耐磨 、耐油和耐老化性能較好并可切削加工，使其在模具中的應(yīng)用日趨廣泛