【正文】 生產(chǎn)價廉高 質(zhì)量的元器件，是發(fā)展熱流道模具 的關鍵。如觸頭與支座的組件，各種小型電機、電器及儀表的鐵芯組件等。隨著零件微型化，以及模具結(jié)構發(fā)展的要求 (如多工位級進模工位數(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計 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)已廣泛應用多工位級進模、多工位壓力機或高速壓力機。在沖壓毛坯設計方面也開展了計算機輔助設計，可以對排樣或拉深毛坯進行優(yōu)化設計。 搖架調(diào)壓塊沖壓工藝及模具設計 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，沖壓成形工藝有很多新的進展，特別是精密沖裁、精密成形、精密剪切、復合材料成形、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。搖架調(diào)壓塊沖壓工藝及模具設計 1 中文摘要及關鍵詞 摘要 ： 本次設計的是復合沖裁模，復合沖裁模是在沖床的一次沖壓過程中可以同時完成兩步或兩步以上的工序。闡述了零件沖壓復合模具的整體結(jié)構及其工作過程，為保證沖裁件的質(zhì)量，指出了復合模具設計和加工注意的要點。前幾年的精密沖壓主要市是指對平板零件進行精密沖裁，而現(xiàn)在，除了精密沖裁外還可兼有精密彎曲、拉深、壓印等，可以進行復雜零件的立體精密成形。 此外，對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報等技術的發(fā)展，均標志著沖壓成形以從原來的經(jīng)驗、實驗分析階段開始走上由沖壓理論指導的科學階段，使沖壓成形走向計算機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），為了適應多品種生產(chǎn)時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） 不斷改進板料性能，以提高其成形能力和使用效果 例如，研制高強度鋼板，用來生產(chǎn)汽車覆蓋件，以減輕零件重量和提高其結(jié)構強度 我國模具技術的發(fā)展趨勢 當前，我國工業(yè)生產(chǎn)的特點是產(chǎn)品品種多、更新快和市場競爭激烈。 （ 2）多功能復合模具將進一步發(fā)展 新型多功能復合具是在多工位級進?；A上開發(fā)出來的。 （ 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，所以廣泛應用這項技術是塑料模具的一大變革。 （ 4）氣體輔助注射模具和適應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，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，是在模具預先半開模狀態(tài)或者在 鎖模力保持中壓或低壓，模具在設定的打開量下，注射溶融樹脂，然后以最大的鎖模力進行 壓縮成型，其效果是： (1)成型件局部內(nèi)應力??；(2)可得到縮孔少的厚壁成型件； (3)對于塑件狹窄的部件也可注入樹脂； (4)用小注射力能得到優(yōu)良制品。因此，開發(fā)快速經(jīng)濟具越來越引起人們的重視。 （ 6 使用模具標準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。對于模具鋼來說，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。特別對形狀復雜的沖件及高速沖壓的模具，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。現(xiàn)在，全面普及 CAD/CAM/CAE技術已基本成熟。 加大技術培訓和技術服務的力度。它是伴隨著計算機技術、激光成形技術和 新材料技術的發(fā)展而產(chǎn)生的，是一種全新的制造技術，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、快速自動完成復雜的三維實體 (原型 )制造。然后通過一些傳統(tǒng)的快速制模方法，獲得長壽命的金屬模具或非金屬的低壽命模具。因此，快速制模技術與快速原型制造技術的結(jié)合，將是傳統(tǒng)快速制模技術，進一步深入發(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，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 英國雷尼紹公司的模具掃描系統(tǒng)，已在我國 200 多家模具廠點得到應用，取得良好效果。該公司又推出了 CYCLON 高速掃描機，這是一臺獨立工作的專門用來掃描的設備，不占用加工機床的工作時間。模具表面的質(zhì)量對模具使用壽命、制件外觀質(zhì)量等方面均有較大的影響，我國目前仍以手工研磨拋光為主，不僅效率低 (約占整個模具制造周期的 1/3)，且工人勞動強度大，質(zhì)量不穩(wěn)定，制約了我國模具加工向更高層次發(fā)展。另外，由于模具型腔形狀復雜，任何一種研磨拋光方法都有一定局限性。模具自動加工系統(tǒng)應有如下特征：多臺機床合理組合；配有隨行定位夾具或定位盤；有完整的機具、刀具數(shù)控庫；有完整的數(shù)控柔性同步系統(tǒng)；有質(zhì)量監(jiān)測控制系統(tǒng)。另外，還可進一步熟悉有關標準和規(guī)范，能夠熟練使用有關設計手冊和熟悉編寫技術文件和設計說明書，進一步提高科技寫作的能力，加強對沖壓工藝與模具設計的了解。 4）、有關技術標準、手冊和設計資料。該零件行狀簡單，尺寸較小，高度對稱，厚度適中，屬普通沖壓件。有一定的加工批量，應重視模具材料和結(jié)構的選擇，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、彎曲三者復合，工序更少，生產(chǎn)效率更高，但由于零件結(jié)構尺寸小，壁厚小，復合模結(jié)構復雜，裝配調(diào)試困難，同時模具強度也較低，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 計算毛坯尺寸 由于落料尺寸即零件的平面展開尺寸，搖架調(diào)壓塊零件的基本形狀為方形，因此落料形狀也應該為方形。 該零件彎曲屬于一次同時彎曲兩 個角，由參考文獻 [16]表 39 公式得： 彎曲件毛料展開長度計算公式： ???? lllL （ 31） 搖架調(diào)壓塊沖壓工藝及模具設計 15 如下圖 32 所示： 圖 32 則： ???? lllL =+18+18+ = 因此，最后落料件為長 L=，寬 B= 的方板。間隙過小或過大時，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。間隙過小時，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 、 合理間隙范圍應按零件使用要求分類選用。 ③ 、間隙方向的確定原則：沖孔尺寸應以凸模為基準，通過增大凹模尺寸獲得間隙；落料尺寸應以凹模 為基準，通過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，因此沖孔模應先決定凸模尺寸，用增大凹模尺寸的方法來保證合理間隙。 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 [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，在沖裁件之間以及沖裁件與條料側(cè)邊之間設置的工藝余料。沖件的合理布置（即材料的經(jīng)濟利用）與沖件的外形有很大關系。沖裁力在沖裁過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計 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 17 表 7－ 10 開式雙柱可傾壓力機技術規(guī)格，可選用的壓力機技術參數(shù)搖架調(diào)壓塊沖壓工藝及模具設計 21 如表 3－ 1。尤其是精沖，凸凹模之間的間隙很小 ，偏心載荷會使模具導向精度降低，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 輪廓的長度 X1??Xn 各段 輪 郭壓力中心到 Y軸的距離。同時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。壓力機的裝模高度是指滑塊在下死點位置時，滑塊下端面至墊板上平面的距離。 對于此沖孔落料復合模，模具的閉合高度為 250mm。按凸凹模的安裝位置，復合模分倒裝式和順裝式兩中結(jié)構形式。 。 凸模的長度 L根據(jù)模具的結(jié)構需要，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）到凸模固定板間應留有一定的安全距離，則凸模長度 L可用公式計算： L=h1+h2+h （ 3－ 15） 式中 ： L—— 凸模長度（ mm）； h1—— 凸模固定板厚（ mm）； h2—— 卸料板厚度（ mm）； h—— 附加長度；主要考慮凸模進入凹模的深度、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合 模的凸凹模最小壁厚值。倒裝復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。 凹模刃口類型分為直壁刃口和錐形刃口兩類。直壁口適合精度要求高和形狀復雜的沖壓件使用。 凹模外形可分為圓形和長方形兩種，其中長方形凹模外形的長寬已經(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)生過大彎曲變形，凹模應有足夠的厚度，常按以下的經(jīng)驗公式計算： H=（ ~） B（ mm） （ 3－ 16） 式中： H— 凹模厚度（ mm）； B— 凹?？卓谧畲蟪叽?； 取 H=20mm。 因為落料件為圓形件，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)驗公式計算： 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計 27 k2—— 凹模刃口周邊長度修正系數(shù)，查文獻 13表 2— 18 得 k2=； 計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合模。使用條料時，應使條料在送進方向定位，以保證送料步距，通常稱作擋料，使用的定位零件有擋料銷、側(cè)刃等；在垂直于送料方向上的定位，稱作送進導向，使用的定位零件有導料板、導料銷等。 擋料銷：擋料銷是用來限制條料送進步距的零件，根據(jù)結(jié)構特征，擋料銷分為固定式和活動式兩類。擋料銷的材料為 GCr15，熱處理 HRC5055。 本模具結(jié)構采用彈壓卸料裝置，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，使其在模具中的應用日趨廣泛