【正文】 圖 3－ 4 搖架調(diào)壓塊沖壓工藝及模具設計 22 圖 3－ 4壓力中心 復 雜形狀工件的壓力中心： X0=L1X1+L2X2+??LnXn /L1+L2+?Ln （ 3－ 11） Y0= L1Y1+L2Y2+??LnYn /L1+L2+?Ln （ 3－ 12） 其中： X0壓力中心到 Y 軸的距離。對于復雜的零件，可將刃口分為若干段，由各線段的重心位置決定合力的重心位置，或?qū)⒏鱾€簡單圖形的合力中心合成為整個圖形的壓力中心。) 30 壓力中心的計算及確定： 沖裁力合力的作用點稱為沖模壓力中心。它直接關(guān)系到?jīng)_壓設備的 安全使用、沖壓工藝能否順利實現(xiàn)和模具壽命、產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率、成本高低等重要內(nèi)容。 因采用平刃模具沖裁，其理論沖裁力（ N）按下式計算： P ?? （ 3－ 9） 式中 Lt—— 沖裁內(nèi)、外周邊的總長（ mm）； t—— 材料的厚度 （ mm）； τ —— 材料的抗切強度（ MPa）； Pk—— 沖孔力，單位為 N； PL—— 落料力，單位為 N； 則： Pk= ( ) 350==(kN) PL= ( 2＋ 2) 350==(kN) 所以沖裁力為： P1=Pk+ PL= (kN) 2．卸料力、推件力、頂件力 影響卸料力、推件力和頂件力的因素很多，如材料的種類和力學性能、板料厚度、模具間隙、工件形狀和尺寸、模具結(jié)構(gòu)工作狀態(tài)、潤滑情況、搭邊大小等。 則該零件的材料利用率為： BhnA/?? 100% =％ 沖裁工藝力的計算 1. 沖裁力 P1 沖裁模設計時，為了合理地設計模具及選用設備，必須計算沖裁力。搭邊值過大會降低利用率；搭邊過小時，沖件易產(chǎn)生毛刺，甚至縮短刃口壽命。沖裁件在條料、帶料或板料上布置方式稱為排樣。 ③ 考慮到?jīng)_件精度與模具精度間的關(guān)系，在選擇模具制造公差時，既要保證沖件的精度要求，又要保證有合理的間隙值，沖模精度要高于沖件精度 2~3 級 搖架調(diào)壓塊沖壓工藝及模具設計 17 沖孔工序： 查文獻 [16]表 2－ 20得沖裁雙面間隙 mmZ ? ， mmZ ? φ 孔自由公差， 可按 IT14 級計算，則△ =，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 1 0 i nm a x ??? ，滿足間隙公差條件。選取合理間隙，保證四周間隙均勻，并使其在整個沖裁過程中保持間隙均勻恒定是沖裁技術(shù)的關(guān)鍵條件。 下列情況應酌情減小間隙值：凹模為斜壁刃口；加熱沖裁；沖孔后須攻絲的沖件。 合理間隙的確定原則 間隙的大小影響沖件的質(zhì)量、沖裁力及模具壽命等，但要想用同一間隙值，同時滿足上述要求的可能性不大。但間隙過大會使毛刺增大，反而使卸料力增加。 間隙增大：材料受的拉應力增大，材料容易斷裂分離，沖裁力有一定程度的降低，但繼續(xù)增大間隙，沖裁力下降緩慢。間隙的大小影響沖裁件的質(zhì)量，沖裁力的大小以及模具的壽命。 零件相對彎曲半徑，也即彎曲系數(shù) K=R／ t=／ =＜ = = 式中 R—————— 彎曲半徑（ mm） t—————— 料厚 （ mm） 可見，零件屬于圓角半徑較小的彎曲件 而 R=＜ =，當 R＜ 時的彎曲件可用等體積法計算毛坯長度。 搖架調(diào)壓塊沖壓工藝及模具設計 14 第 三章 沖孔落料模的工藝計算及結(jié)構(gòu)設計 工藝計算 工藝計算主要指沖壓件毛坯尺寸的計算，合理間隙的確定，凸凹模工作部分尺寸的計算，沖壓力的計算，模具壓力中心與閉合高度的計算等?？梢詳M出以下工藝方案： 方案一： 1） 落料 2） 沖孔 3） 沖兩方孔 4） 彎曲 搖架調(diào)壓塊沖壓工藝及模具設計 13 5） 預沖孔 6） 翻邊 7） 局部成形（壓凸） 方案二： 1） 落料沖孔復合 2） 沖兩方孔 3） 彎曲 4） 預沖孔 5） 翻邊 6） 局部成形（壓凸） 方案三： 1） 落料沖孔彎曲復合 2） 沖兩方孔 3） 預沖孔 4） 翻邊 5） 局部成形（壓凸） 對 上述三種工藝方案進行優(yōu)缺點分析及比較評價： 方案一屬于單工序沖壓，復合程度低，模具結(jié)構(gòu)簡單，安裝、調(diào)式容易，但由于此零件生產(chǎn)批量較大，尺寸又較小，這種方案生產(chǎn)道次多，效率低，不適合大批量生產(chǎn)，故不宜采用。 2— φ 9 兩孔要保證其中心位置，2— φ 12 翻邊時除了要保證它的公差外，還要保證它的高度。 零件的工藝性分析 搖 架調(diào)壓塊零件是麻紡粗紗搖架后加壓結(jié)合件中的一個調(diào)壓零件，該零件固定在后支架上，起到了固定調(diào)壓螺母和彈簧的作用。 2）、生產(chǎn)綱領。其中包括繪制搖架調(diào)壓塊零件圖，填寫沖壓工藝卡；根據(jù)生產(chǎn)要求設計沖孔落料復合模一套、彎曲模一套，繪制兩套模具裝配圖及沖孔落料復合模的主要零件圖；撰寫設計說明書一份。 （ 13）模具自動加工系統(tǒng)的研制和發(fā)展 隨著各種新技術(shù)的迅速發(fā)展，國外已出現(xiàn)了模具自動加工系統(tǒng)。日本已研制了數(shù)控研磨機，可實現(xiàn)三維曲面模具研磨拋光的自動化、智能化是重要的發(fā)展趨勢。 由于模具掃描系統(tǒng)已在汽車、摩托車、定電等行業(yè)得到成功應用，相信在“ 十五”期間將發(fā)揮更大作用。如 RENSCAN200 快速掃描系統(tǒng)，可快速安裝在已有的數(shù)控銑床及加工中心上， 用雷尼紹的 SP21 掃描測頭實現(xiàn)快速數(shù)據(jù)采集，控制 核心是雷尼紹TRACECUT 軟件，可自動 生成各種不同數(shù)控系統(tǒng)的加工等程序及不同格式的 CAD 數(shù)據(jù)。 另外，還可加工硬度 達 60HRC 的模塊，形成了對電火花成形加工的挑戰(zhàn)。青島海爾模具有限公司還構(gòu)建了基于 RE(逆向工程技術(shù) )/RPM 的模具并行開發(fā)系統(tǒng)，具有開發(fā)質(zhì)量高、開發(fā)成本低及開發(fā)周期短等優(yōu)點。這種方法制模，具有技術(shù)先進、成本較低、設計制造周期短、精度適中等特點。 RPM 技術(shù)可直接或間接用于模具制造。對于已普及了 模具 CAD/CAM 技術(shù)的一批以家電行業(yè)代表的企業(yè)來說，應積極做好模具CAD/CAM 技術(shù)的深化 應用工作，即開展企業(yè)信息化工程，可從 CAPP,PDMCIMS,VR，逐步深化和提高。隨著微機軟件的發(fā)展和進步，技術(shù)培訓工作也日趨 簡化。 （ 8）在模具設計制造中將全面推廣 CAD/CAM/CAE 技術(shù) 模具 CAD/CAM/CAE 技術(shù)是模具技術(shù)發(fā)展的一個重要里程碑。另外，模具鋼品種規(guī)格多樣化、產(chǎn)品精料化、制品化，盡量縮短供貨時間亦是重要方向。粉末高速鋼解搖架調(diào)壓塊沖壓工藝及模具設計 6 決了原來高速鋼冶煉過程 中產(chǎn)生的一次碳化物粗大 和偏析，從而影響材質(zhì)的問題。為此，首先要制訂統(tǒng)一的國家標準，并嚴格按標準生產(chǎn)；其次要逐步形成規(guī)模生 產(chǎn)，提高標準件質(zhì)量、降低成本；再次是要進一步增加標準件規(guī)格品種，發(fā)展和完善聯(lián)銷網(wǎng)，保證供貨迅速?？鞊Q模架、快換沖頭等也將日益發(fā)展。 （ 5）快速經(jīng)濟模具的前景十分廣闊 現(xiàn)在是多品種、少批量生產(chǎn)的時代，到下一個世紀，這種生產(chǎn)方式占工業(yè)生產(chǎn)的比例將達 75%以上。模具要求剛性好、耐高壓。國內(nèi)目前在汽車和家電行業(yè)中正逐步推廣使用。國內(nèi)近幾年已開始推廣應用，但總體 還達不到 10%，個別企業(yè)已達到 20%30%。通過這種多勸能模具生產(chǎn)出來 的不再是單個零件，而是成批的組件。因此，模具工業(yè)的發(fā) （ 1）模具產(chǎn)品發(fā)展將大型 模具產(chǎn)品成形零件的日漸大型化，以及由于高效率生產(chǎn)要求的一模多腔 (塑封模已達到一模幾百腔 )使模具日趨大型化。 （ 3）為了滿足制件更新?lián)Q代快和生產(chǎn)批量小的發(fā)展趨勢 發(fā)展了一些新的 成形工藝 (如高能成形和旋壓等 )、簡易模具（如軟模和低熔點合金模等）、通用組合模具和數(shù)控沖壓設備等。對于大型沖壓件，例如汽車覆蓋件，專門配置了機械手或機器人，這不僅大大提高了沖壓件的生制件質(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。 由于引入了 CAE，沖壓成形已從原來的對應力應變進行有限元等分析而逐步發(fā)展到采用計算機進行工藝過程的模擬與分析，以實現(xiàn)沖壓過程的優(yōu)化設計。 關(guān)鍵詞 : 冷沖壓， 工藝方案分析， 模具設計， 復合模，模具結(jié)構(gòu) 搖架調(diào)壓塊沖壓工藝及模具設計 2 英文摘要及關(guān)鍵詞 Abstract： In this paper , a pound die is designed .The pound die can produce two parts or more by one punching procedure .It introduce the design and way of fine blanking and chose the blanking clearance between punch and matrix .The best structure is introduced to plish the desire of the making with the traditional dies ,this whole structure and working process of the die were stated,and the main points method can be used to the forming of other similar parts. Keywords: cold punching press, technological process analysis, mould design , pound die， structure so the structing of die。該模具選取了合理的凸、凹模間隙及最佳的模具設計結(jié)構(gòu)完成工件的加工要求。該復合沖裁模將落料、沖孔兩步工序在一起完成。該設計思路可擴展應用到其它類似零件的沖裁加工中。過去的精密沖裁只能對厚度為 5~8mm 以下的中板或薄板進行加工，而現(xiàn)在可以對厚度達 25mm 的厚板實現(xiàn)精密沖裁，并可對σ b 900MPa 的高強度合金材料進行精沖。 （ 2）沖壓加工自動化與柔性化 為了適應大批量、高效率生產(chǎn)的需要，在沖壓模具和設備上廣泛應用了各種自動化的進、出料機構(gòu)。此外，近年來，集成制造系統(tǒng)（ CIMS）也正被引入沖壓加工系統(tǒng)，出現(xiàn)了沖壓加工中心，并且使設計、沖壓生產(chǎn)、零件運輸、倉儲、品質(zhì)檢驗以及生產(chǎn)管理等全面實現(xiàn)自動化。在這種情況下， 用戶對模具制造的要求是交貨期短、精度高、質(zhì)理好、價格低。一套多功能模具除了沖壓成形零件外，還可擔負轉(zhuǎn)位、疊壓、攻絲、鉚接、鎖緊等組裝任務。國外熱流道模具已有一半用上了熱流道技術(shù)，有的廠甚至已達 80%以上，效果十分明顯。國外，已經(jīng)較成熟。在注射成形中，影響成型件精度的最大因素是成型收縮，高壓注射成型可強制樹脂收縮率，增加塑件尺寸的穩(wěn)定性。該類模具的理想結(jié)構(gòu)是： (1) 注射時樹脂以低的流動阻力迅速充填型腔； (2)充填完后能立即遮斷澆口部； (3)壓縮作用應僅限于型腔部。例如，研制各種超塑性材料 (環(huán)氧、聚脂等 )制作或 其中填充金屬粉末、玻璃纖維等的簡易模具：中、低 熔點合金模具、噴涂成型模具、快速電鑄模、陶瓷型精鑄模、陶瓷型吸塑模、疊層模及快速 原型制造模具等快速經(jīng)濟模具將進一步發(fā)展。 因此，模具標準件的應用必將日漸廣泛。如采用粉末冶金工藝制作的粉末高速鋼等。這種鋼材還適用于注射成型漆加玻璃纖維或金屬粉末的增強塑料的模具，如型腔、形芯、澆口等主要部件。模具表面處理除完善普 及常用表面處理方法，即擴滲如：滲碳、滲 氮、滲硼、滲鉻、滲釩外，應發(fā)展設備昴貴、工藝先進的氣相沉積 (TiN、 TiC等 )、等離子噴涂等技術(shù)。由于模具 CAD/CAM 技術(shù)已發(fā)展成為一項比較成熟的共性技術(shù)，近年來模具 CAD/CAM 技術(shù)的硬件與軟件 價格已降低到中小企業(yè) 普遍可以接受的程度，特別是微機的普及應用，更為廣大模具企業(yè)普 及模具 CAD/CAM 技術(shù)創(chuàng)造了良好的條伯。應時一步擴大 CAE 技術(shù)的應用范圍。RPM 技術(shù)是集精密機械制造、計算機、 NC 技術(shù)、激光成形技術(shù)和材料科學最新發(fā)展的高科技技術(shù)，被公認為是繼 NC 技術(shù)之后的一次技術(shù)革命。主要有精密鑄造、粉末冶金、電鑄和熔射 (熱噴涂 )等方法。 RPM 技術(shù)還可以解決石墨電極壓力振動 (研磨 )成形法中 母模 (電極研具 )制造困難問題，使該法獲得新生。形狀精度可達 10um。該系統(tǒng)提供了從模型或?qū)嵨飹呙璧郊庸こ銎谕牡哪Ｐ退璧闹T多功能，大大縮短的研制制造周期。其掃描速度最高可達 3m/min，大大縮短了模具制造周期，另外，其數(shù)據(jù)采集速度比 RENSCAN200 快，定時探針接觸力小 ，因此可以用非常細的探針，用來掃 描細小