【正文】 細微的特征表面 ，擴大模具生產(chǎn)的品種范圍。因此，研究拋光的自動化、智能化是重要的發(fā)展趨勢。應(yīng)注意發(fā)展特種研磨與拋光、如擠壓衍磨、電化學(xué)拋光、 超聲拋光以及復(fù)合拋光工藝與裝備，以提高模具表面質(zhì)量。 設(shè)計分析 題目：搖架調(diào)壓塊沖壓工 藝及模具設(shè)計 設(shè)計任務(wù)與要求 根據(jù)給定的搖架調(diào)壓塊零件圖 ,按照大批量生產(chǎn)的要求和中型企業(yè)的生產(chǎn)條件 ,分析該零件的沖壓工藝性 ,論證出最佳工藝方案并設(shè)計出有關(guān)的沖壓模具圖。 搖架調(diào)壓塊沖壓工藝及模具設(shè)計 10 第二章 搖架調(diào)壓塊零件的沖壓工藝設(shè)計 設(shè)計前的準(zhǔn)備工作 設(shè)計前必須了解并掌握以下資料： 1）、產(chǎn)品零件圖和技術(shù)要求，材料及其機械性能指標(biāo)。 5）、了解國內(nèi)外同類產(chǎn)品制造工藝及先進技術(shù)。該零件是以φ 孔定位，用于裝配，故該孔位置是需要保證的重點。 工藝方案擬定 本零件簡圖如圖 2－ 1 ： 搖架調(diào)壓塊沖壓工藝及模具設(shè)計 11 圖 2－ 1工件簡圖 確定工藝方案 搖架調(diào)壓塊沖壓工藝及模具設(shè)計 12 表 2－ 1 簡單模、復(fù)合模、連續(xù)模比較表 比較項目 簡單模 復(fù)合模 連續(xù)模 沖壓精度 低精度 IT14級以下 高級和中級精度 IT8~IT10級 中級和低級精度 IT10~14級 工件尺寸及 形狀特點 適合形狀工件簡單尺寸不受限制 工件形狀及尺寸大小受模具結(jié)構(gòu)及強度限制 可以加工形狀復(fù)雜工件，適合加工小的異形件 生產(chǎn)效率 因單工序加工，生產(chǎn)效率低 需用手或機械排除廢料和工件生產(chǎn)效率較低 工序間自動送料，可自動排除工件，效率高 使用高速自動沖床 操作困難， 不便使用 出件排料困難，不作推薦 可在行程序 400次 /分 或 更 高 的沖床上工作 工作安全性 手需伸入沖模工作區(qū)，不安全，需使用安全措施 同簡單模 可自動送料，手不伸進工作區(qū)，較安全 多排沖壓法的應(yīng)用 很少采用 很少采用 應(yīng)用廣，特別是尺寸較小的工件 沖模制造工作 量和加工成本 簡單工件沖模制造工作量小，成本低，復(fù)雜工件需多套模具，成本高 沖裁復(fù)雜形狀工件，較簡單，比連續(xù)模低 沖裁簡單形狀工件比復(fù)合模低，比簡單模高 根據(jù)上表和零件形狀分析確定沖壓工序類型及順序，沖壓加工該零件包括以下基本工序：落料、沖孔、彎曲、翻邊、局部成形。 結(jié)合上面分析，選擇方案二較適合。而要確定落料形狀，需確定零件彎曲工序 毛坯長度。 凸、凹模間隙值的確定 間隙對沖裁工作的影響： 沖裁間隙 指的是凸凹模刃口縫隙的距離，是沖裁過程中的重要工藝參數(shù)。間隙還影響零件的尺寸和形狀精度。 搖架調(diào)壓塊沖壓工藝及模具設(shè)計 16 間隙對卸料力、推件力或頂件力影響顯著，增大間隙可以減小卸料力。間隙過大時，坯料彎曲相應(yīng)增大，使凸模與凹模端面壓力分布不均，容易產(chǎn)生崩刃或產(chǎn)生塑性變形，對模具壽命極其不利。 下列情況應(yīng)酌情增大間隙值：厚料沖小孔（ dt）；硬質(zhì)合金沖模（比鋼模間隙增大 30%）；復(fù)合模中凸凹模的壁厚較?。桓咚贈_壓以及硅鋼片含硅量較大時。 間隙的大小及其沿刃口周邊的均勻性直接影響零件剪切面質(zhì)量。 ② 考慮刃口的磨損對沖件尺寸的影響，刃口磨損后尺寸變大，其刃口的基本尺寸應(yīng)接近或等于沖件的最小極限尺寸；刃口磨損后尺寸減小，應(yīng)取接近或等于沖件的最大極限尺寸。 因此，落料凹模： mmDD 00d )()( d ?? ???? ??= ? mm （ 36） 搖架調(diào)壓塊沖壓工藝及模具設(shè)計 18 落料凸模： mmZDDp 0 pm i n )()( ?? ??? δ= mm （ 37） 排樣搭邊設(shè)計 沖壓生產(chǎn)中，節(jié)約金屬材料和減少廢料具有非常重要得意義，特別是在大批量生產(chǎn)中，較好地確定沖件形狀尺寸和合理地排樣是降低成本地有效措施之一。搭邊有兩個作用：一是補償定位誤差，是條料在送進過程中產(chǎn)生偏移，保證沖裁件的精度要求；二是在條料送進過程中，搭邊可起送進定位作用，同時搭邊使沖裁后的工藝 廢料有一定的剛度，利于條料的順利送進。根據(jù)所給板料，從節(jié)省材料出發(fā)，現(xiàn)確定排樣方法，如圖 3－ 3所示： 圖 3－ 3排樣圖搖架調(diào)壓塊沖壓工藝及模具設(shè)計 19 材料利用率是衡量材料經(jīng)濟利用率的一個重要指標(biāo)，一個進距內(nèi)的材料利用率為： BhnA/?? 100%. （ 3－ 8） 式中： A— 沖裁件的面積； n— 一個進距內(nèi)的沖件數(shù)目； B— 條料寬度； h— 進距。沖裁力是選用沖壓設(shè)備和檢驗沖模強度的重要依據(jù)，沖裁力的大小與材料性質(zhì)、厚度和工件分離的輪廓長度有關(guān)。 查文獻 15 得： P 卸 =k1P； P 推 =k2 n P； P 頂 =k3P （ 3－ 10） 以上公式中： P— 沖裁力； k1— 卸料力系數(shù)， k2— 推料力系數(shù)， n— 卡在凹模內(nèi)的件數(shù)； k3— 頂件（出）力系數(shù)， 查文獻 15 附表 29 得： k1=~，取 k1= 則： P 卸 = =(kN) k2= P 推 = =(kN) k3= P 頂 = =(kN) 總沖裁力為： P=P1+ P 卸 + P 推 + P 頂 =+++=(kN) 沖壓設(shè)備的選擇 沖壓設(shè)備的選擇是沖壓工藝及模具設(shè)計中的一項重要內(nèi)容。 表 3－ 1壓力機參數(shù) 型號 J2325 公稱壓力 (KN) 250 滑塊行程 (mm) 65 滑塊行程次數(shù) (min1) 55 最大閉合高度 (mm) 270 閉合高度調(diào)節(jié)量 (mm) 55 滑塊中心線至床身距離 (mm) 200 立柱距離 (mm) 270 工作臺尺寸 (mm) 前后 370 左右 560 工作臺孔尺寸 (mm) 前后 200 左右 290 直徑 260 墊板尺寸 (mm) 厚度 50 直徑 模柄孔尺寸 (mm) 直徑 40 深度 60 滑塊底面尺寸 (mm) 前后 左右 床身最大可傾角 (186。 沖裁力的合力中心可視為沖裁力為 沿沖裁刃口均布載荷加以確定。此時的壓力中心均位于工件輪廓圖形的幾何中心。 Y1??Yn 各段 輪郭壓力中心到 X與 軸的距離。 （ 1）沖孔的壓力中心 落料、拉深的壓力中心均在零件的正中心，則不要進行計算 沖孔： ?????niiniiiLxLx110 （ 3－ 13） )20(???????? 搖架調(diào)壓塊沖壓工藝及模具設(shè)計 23 00?y （ 2）壓彎的壓力中心 ?????niiniiiiLxLx11 （ 3－ 14） 3 4 5 14 5 9 6 8 249 6 )20(3 8 ???????? 00?y 對工件進行分析：因為是對稱結(jié)構(gòu)，可知其壓力中心 為圖中的坐 標(biāo)原點（ 0，0）。當(dāng)連桿調(diào)至最短時壓力機的最大裝模 Hmax。 由前面已知選用公稱壓力為 250KN的壓力機，可知 M=55mm， maxH =270mm； 得： minH =215mm，需要使 H? 215+55/3=；由于 H=250mm＞ ，搖架調(diào)壓塊沖壓工藝及模具設(shè)計 24 因此本模具 滿足壓力機閉合高度的要求。凸凹模在上模時，稱為順 裝復(fù)合模，凸凹模在下模時，稱為倒裝復(fù)合模。 凸模按其結(jié)構(gòu)可分為標(biāo)準(zhǔn)圓凸模、凸緣式凸模、鉚接式凸模、直通式凸模和鑲拼式凸模五大類。 取凸模長度 60mm。 。目前復(fù)合模的凸凹模最小壁厚值按經(jīng)驗數(shù)據(jù)確定。 在下模座上，須安裝一個特殊部件 —— 凸凹模。見圖 3－ 5 圖 3－ 5漏孔 搖架調(diào)壓塊沖壓工藝及模具設(shè)計 26 凸凹模的厚度，可按沖孔凸模長度公式確定，此工序凸凹模長度取 65mm。 ① 直壁刃口：強度好，刃磨后刃口尺寸不變，但每次沖壓后工件會積儲在刃口的直壁部分。 ② 錐形刃口：沖壓后不積儲工件或廢料，取件方便。 ② 模壁厚度 C：影響凹模強度。 圖 3－ 6型孔 凹模板用螺釘與上模座固定，并用銷釘與之定位，從保證凹模強度考慮，對這些孔到凹模板邊緣與刃口邊緣以及這些孔之間的最小距離，應(yīng)加以限制。 導(dǎo)料銷（定位釘）：當(dāng)以內(nèi)孔定位時，其結(jié)構(gòu)形式與定位孔的尺寸大小有關(guān)。本模具中采用如圖所示的活動擋料銷。圖 3－ 7 卸料與推（頂）料裝置的設(shè)計 卸料與推（頂）料裝置是用來將沖裁后因彈性變形恢復(fù)而卡在凸?；虬寄Ｐ蛽u架調(diào)壓塊沖壓工藝及模具設(shè)計 28 孔內(nèi)的工件或廢料，它是 為了保證沖裁過程能連續(xù)、順利地進行。沖程時，橡皮受壓縮積蓄能量，并使卸料板產(chǎn)生壓力而起壓料作用，回程時，橡皮釋放能量，使彈壓卸料板產(chǎn)生反向推力而起卸料作用。 彈性元件選用橡皮，它具有承受負(fù)荷比彈簧大、安全及安裝調(diào)整方便等優(yōu)點，橡皮一般自配。 用于模具的聚氨酯橡膠硬度范圍在邵氏 70~95A。沉孔形螺釘需要加工出沉孔，而且必須使全部沉孔的深度相等，以保證卸料板工作平面與模座底平面平行。普通螺釘不具備上述特點。 查文獻 13 表 4－ 76 圓柱內(nèi)六角卸料 螺釘尺寸（ mm）如表 3－ 4： 表 3－ 4圓柱內(nèi)六角卸料螺釘尺寸 ：將沖出的工件或廢料從上模的凹模型孔內(nèi)向下推出使用的裝置。在設(shè)計生產(chǎn)沖裁件批材料 45 鋼 熱處理 硬度 HRC35— 40 d 12 L 75 d1 M10 ? 10 D 18 H 7 d2 搖架調(diào)壓塊沖壓工藝及模具設(shè)計 31 量較大的沖裁模時，一般均采用導(dǎo)向裝置，以保證上、下模的精確導(dǎo)向。 為避免上下模的方向裝錯，兩導(dǎo)柱直徑制成一大一小， 為避免上模與下模裝錯而發(fā)生啃模事故。設(shè)計模具采用標(biāo)準(zhǔn)模架可以簡化模具設(shè)計，縮短模具設(shè)計和制造周期，提高模具質(zhì)量，降低模具成本。設(shè)計模具時。凸緣的厚度一般不到模座厚度的一半，模座以下部分仍可加工出型孔，以便于容納推件裝置的打板。設(shè)計模座時，通常都按標(biāo)準(zhǔn)選用模架或模座。 模座材料為 HT200。 固定板通常選用 Q235 或 Q275 鋼制造，壓裝配合面的表面粗糙度應(yīng)為 ～ m。如果有結(jié)構(gòu)需要，例如在用螺釘?shù)跹b凸模時，搖架調(diào)壓塊沖壓工藝及模具設(shè)計 34 為在墊板上加工吊裝螺釘?shù)某量?，可適當(dāng)增大墊板的厚度，取墊板厚度為 15mm。螺釘?shù)闹睆脚c布置間距按凹模厚度選定，螺釘為內(nèi)六角螺釘，擰入被連接 件的深度 L1：鑄鐵為 2d；鋼為 (d 為螺釘工作直徑 )。銷釘壓入連接件與被連接件的深度分別為： L2不小于 ； L3約為 (d 為銷釘直徑 )。但因彎曲變形時，不僅在圓角變形區(qū)產(chǎn)生變薄現(xiàn)象，而且與其相鄰的直 邊部分也產(chǎn)生變薄，加之影響因素較多且難以考慮，所以實際上是用經(jīng)過修正的公式計算。故 公稱壓力 P?= ? =110(KN) 查文獻 17 表 7－ 10 開式雙柱可傾壓力機技術(shù)規(guī)格，可選用的壓力機技術(shù)參數(shù)如表 4－ 1。兩邊的凹模圓角半徑應(yīng)一致，否則彎曲時毛坯會產(chǎn)生偏移。該 U 型彎曲模的彎邊較大，彎曲 U 型件的凹模深度 L0 查表可得： 搖架調(diào)壓塊沖壓工藝及模具設(shè)計 39 L0 =20