【正文】 8 （ 12）模具研磨拋光將向自動(dòng)化、智能化方向發(fā)展 模具表面的精加工是模具加工中未能很好解決的難題之一。因此，高速銑削加工技術(shù)的發(fā)展，促進(jìn)了模具加工的發(fā)展，特別是對(duì)汽車、家電行業(yè)中大型腔模具制造方面注入了新的活力。從模具的概念設(shè)計(jì)到制造完成僅為傳統(tǒng)加工方法所需時(shí)間的 1/3 和成本的 1/4 左右。 （ 9）快速原型制造 (RPM)技術(shù)得到更好的發(fā)展 快速原型制造 (RPM)技術(shù)是美國(guó)首先推出的。實(shí)踐證明，模具CAD/CAM/CAE 技術(shù)是模具設(shè)計(jì)制造的發(fā)展方向。其碳化物微細(xì)，組織均勻，沒有材料方向性，因此它具有韌性高、磨削工藝性好、耐磨性高、長(zhǎng)年使用尺寸穩(wěn)定等特點(diǎn)，是一種很有發(fā)展前途的鋼材。另外，采用計(jì)算機(jī)控制和機(jī)械手操作的快速換模裝置、快速試模技術(shù)也會(huì)得到發(fā)展和提高。特別是精密模具的型腔應(yīng)淬 火，澆口密封性好，模具能準(zhǔn)確控制。制訂熱流道元器件的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，積極生產(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。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。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)。 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，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。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程中可以同時(shí)完成兩步或兩步以上的工序。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。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。 （ 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)上開發(fā)出來的。 （ 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。注射壓縮成型技術(shù)，是在模具預(yù)先半開模狀態(tài)或者在 鎖模力保持中壓或低壓，模具在設(shè)定的打開量下，注射溶融樹脂，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??；(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脂； (4)用小注射力能得到優(yōu)良制品。 （ 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。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?，F(xiàn)在，全面普及 CAD/CAM/CAE技術(shù)已基本成熟。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。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。 （ 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。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。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；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)。 4）、有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、手冊(cè)和設(shè)計(jì)資料。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。 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。間隙過小或過大時(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。間隙過小時(shí)，側(cè)壓力和摩擦力增大，使磨損加劇，壽命降低。 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)，通過減小凸模尺寸獲得間隙。 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。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。 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。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。 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。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。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。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。 這種型孔適用于所有非圓形型孔，漏料孔是銑削制成的。直壁口適合精度要求高和形狀復(fù)雜的沖壓件使用。 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。 擋料銷：擋料銷是用來限制條料送進(jìn)步距的零件，根據(jù)結(jié)構(gòu)特征，擋料銷分為固定式和活動(dòng)式兩類。 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。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。螺釘材料為 45 號(hào)鋼且要求熱處理硬度為 HRC35～ 40，以便保證螺釘有足夠的強(qiáng)度，能夠承受卸料過程中反復(fù)作用的拉應(yīng)力。導(dǎo)向零件可以消除壓力機(jī)滑塊運(yùn)動(dòng)誤差對(duì)模具運(yùn)動(dòng)精度的影響，保證凸凹模間隙分布均勻，便于模具安裝和調(diào)整，因而提高模具的使用壽命和沖裁件精度。 查文獻(xiàn) 13 表 2— 42 滑動(dòng)導(dǎo)柱型式和 尺寸 ,如表 3－ 5 表 3－ 5滑動(dòng)導(dǎo)柱型式和尺寸 材料 20 鋼 20 鋼 熱處理 滲碳深度 ~ 硬度HRC58~62 滲碳深度 ~ 硬度HRC58~62 型號(hào) B 型 B 型 基本尺寸 d 28mm 32mm 極限偏差 +0 +0 長(zhǎng)度 L（ mm） 225 225 查表滑動(dòng)導(dǎo)套型式和尺寸，如表 3－ 6 所示： 表 3－ 6滑動(dòng)導(dǎo)套型式和尺寸 材料 20鋼 20鋼 熱處理 滲碳深度 ～ 硬度HRC58～ 62 滲碳深度 ～ 硬度HRC58～ 62 型號(hào) B型 B型 基本尺寸 d 極限偏差 H7 28mm + 0 32mm + 0 基本尺寸 D 極限偏差 r6 42mm + + 45mm + + 長(zhǎng)度 L（ mm） 105 110 長(zhǎng)度 H（ mm） 38 38 搖架調(diào)壓塊沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 32 模架是上、下模間的定位連接體，是用于固定模具零件、保證凸、凹模的良好導(dǎo)向和傳遞沖壓力的組合裝置，由上、下模座和導(dǎo)柱、導(dǎo)套組裝構(gòu)成。并用一個(gè)圓柱銷與上模座定位，四個(gè)內(nèi)六角螺釘進(jìn)行固定。模座厚度參照凹模厚度估算，通常取凹模厚度的 1～ 。墊板的平面形狀和尺寸與固定板相同，其厚度一般取 6～ 10mm。銷釘與孔采用 H7/m6過渡配合，孔壁的表面粗糙度應(yīng)達(dá)到 m。校正彎曲時(shí)，要使額定壓力有總夠的富余，一般壓力機(jī)的公稱壓力要大于校正彎曲力的 ～ 2倍，取 。 （ 3）凹模工作部分深度的設(shè)計(jì)計(jì)算 凹模工作部分的深度將決定板料的進(jìn)模深度，同時(shí)也影響到彎曲件直邊的平直度，也對(duì)工件的尺寸精度造成一定的影響。 （ 4）凸凹模的間隙 彎曲 U 形件時(shí)，應(yīng)當(dāng)合理確定凸凹模間隙值。 搖架調(diào)壓塊沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 38 表 4－ 1壓力機(jī)參數(shù) 型號(hào) J2316 公稱壓力 (KN) 160 滑塊行程 (mm) 55 滑塊行程次數(shù) (min1) 120 最大閉合高度 (mm) 220 閉合高度調(diào)節(jié)量 (mm) 45 滑塊中心線至床身距離 (mm) 160 立柱距離 (mm) 220 工作臺(tái)尺寸 (mm) 前后 300 左右 450 工作臺(tái)孔尺寸 (mm) 前后 160 左右 240 直徑 210 墊板尺寸 (mm) 厚度 40 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。見圖 3－ 10 圖 3－ 10螺釘和銷釘 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 )。在墊板上穿過連接螺釘、卸料螺釘和定位銷出要鉆通孔，直徑應(yīng)比相應(yīng)件的直徑增大 ～ 1mm。 查文獻(xiàn) 13 表 4－ 46 中間導(dǎo)柱模架的下模座輪廓尺寸（ mm）如表 3－ 8 表 3－ 8中間導(dǎo)柱模架下模座尺寸 L 200 L2 320 B 200 B2 270 S 260 S1 260 R 45 ：將凸模、凸凹?；虬寄０匆欢ǖ南鄬?duì)位置壓入固定后，作為一個(gè)整體安裝在上模座或下模座上的板件，它們分別稱為凸模固定板或凹模固定板。 圖 3－ 9凸緣式模柄 查表得凸緣模柄型式和尺寸（ mm），其結(jié)構(gòu)型式及主要技術(shù)參數(shù)如下表 3－ 7 表 3－ 7凸緣型模柄主要參數(shù) 材料 Q235 d（ mm） (d11) 基本尺寸 60 極限偏差 － － D（ mm） (h6) 基本尺寸 115 極限