【正文】 偏差 ＋ 0 – D1 87 H 90 搖架調(diào)壓塊沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 33 h 20 h1 13 b 3 a 1 d1 17 d3 d2 22 ：是用來安裝全部模具零件，構(gòu)成模具的總體和傳遞沖壓力。 在 此，選用 采用中間導(dǎo)柱模架， 固定與聯(lián)接零件的設(shè)計(jì) 固定與聯(lián)接零件是用來將凸、凹模固定在上、下模座上，以及將上、下模座固定在壓力機(jī)上的零件，主要的固定與聯(lián)接零件有模柄、上模座、下模座和上下模固定板，以及墊板、螺釘和銷釘?shù)取? 該復(fù)合模用導(dǎo)柱導(dǎo)套式滑動(dòng)導(dǎo)向裝置，常用兩副導(dǎo)柱導(dǎo)套，根據(jù)導(dǎo)柱的不同位置，采用對角導(dǎo)柱式， 導(dǎo)柱分布在矩形凹模的對角線方向上，既可以橫向送料，又可以縱向送料。因此應(yīng)選用標(biāo)準(zhǔn)卸料螺釘。硬度為邵氏 70~80A 的聚氨酯橡膠主要用于彈性元件，在成形過程中其壓縮量不能超過 10~35%。彈壓卸料板上的型孔與凸凹模的 雙面間隙通常取 ～ 。沖裁時(shí)隨凹模下行而壓入孔中，用圓柱螺旋彈簧彈頂擋料銷復(fù)位。 凹模材料選擇 Cr12MoV，淬火硬度（熱處理） HRC5860。但每次刃磨后 尺寸要加大，且刃口、強(qiáng)度低，適合精度要求不高、形狀簡單的沖壓件。材料選擇 Cr12，淬火硬度（熱處理） HRC5862。順裝復(fù)合模凸凹模的最小壁厚值對黑色金屬等硬性材料可按板料厚度的 倍確定，但最小值不小于 ㎜。 凸模的強(qiáng)度在一般的情況下是足夠的，可以不必做強(qiáng)度校驗(yàn)，但是在凸模特別細(xì)搖架調(diào)壓塊沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 25 長或凸模的斷面尺寸很小，沖裁厚且硬的材料時(shí)， 必須對凸?？箟簭?qiáng)度和抗彎剛度進(jìn)行校驗(yàn)?？紤]到?jīng)_孔時(shí)有沖裁廢料，為了保證沖壓操作安全，本模具采用倒裝式復(fù)合模結(jié)構(gòu)。當(dāng)連桿調(diào)至最長時(shí)為最小裝模高 Hmin。 沖裁力合力的作用點(diǎn)稱為沖模壓力中心。對于復(fù)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€(gè)簡單圖形的合力中心合成為整個(gè)圖形的壓力中心。它直接關(guān)系到?jīng)_壓設(shè)備的 安全使用、沖壓工藝能否順利實(shí)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。 則該零件的材料利用率為： BhnA/?? 100% =％ 沖裁工藝力的計(jì)算 1. 沖裁力 P1 沖裁模設(shè)計(jì)時(shí)，為了合理地設(shè)計(jì)模具及選用設(shè)備，必須計(jì)算沖裁力。沖裁件在條料、帶料或板料上布置方式稱為排樣。選取合理間隙，保證四周間隙均勻，并使其在整個(gè)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。 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(shí)滿足上述要求的可能性不大。 間隙增大：材料受的拉應(yīng)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。 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(dāng) R＜ 時(shí)的彎曲件可用等體積法計(jì)算毛坯長度?？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(shè)計(jì) 13 5） 預(yù)沖孔 6） 翻邊 7） 局部成形（壓凸） 方案二： 1） 落料沖孔復(fù)合 2） 沖兩方孔 3） 彎曲 4） 預(yù)沖孔 5） 翻邊 6） 局部成形（壓凸） 方案三： 1） 落料沖孔彎曲復(fù)合 2） 沖兩方孔 3） 預(yù)沖孔 4） 翻邊 5） 局部成形（壓凸） 對 上述三種工藝方案進(jìn)行優(yōu)缺點(diǎn)分析及比較評價(jià)： 方案一屬于單工序沖壓，復(fù)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。 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(gè)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。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(shè)計(jì)沖孔落料復(fù)合模一套、彎曲模一套，繪制兩套模具裝配圖及沖孔落料復(fù)合模的主要零件圖；撰寫設(shè)計(jì)說明書一份。日本已研制了數(shù)控研磨機(jī)，可實(shí)現(xiàn)三維曲面模具研磨拋光的自動(dòng)化、智能化是重要的發(fā)展趨勢。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(shí)現(xiàn)快速數(shù)據(jù)采集，控制 核心是雷尼紹TRACECUT 軟件，可自動(dòng) 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)。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(diǎn)。 RPM 技術(shù)可直接或間接用于模具制造。隨著微機(jī)軟件的發(fā)展和進(jìn)步，技術(shù)培訓(xùn)工作也日趨 簡化。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(shí)間亦是重要方向。為此，首先要制訂統(tǒng)一的國家標(biāo)準(zhǔn)，并嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)；其次要逐步形成規(guī)模生 產(chǎn)，提高標(biāo)準(zhǔn)件質(zhì)量、降低成本；再次是要進(jìn)一步增加標(biāo)準(zhǔn)件規(guī)格品種，發(fā)展和完善聯(lián)銷網(wǎng)，保證供貨迅速。 （ 5）快速經(jīng)濟(jì)模具的前景十分廣闊 現(xiàn)在是多品種、少批量生產(chǎn)的時(shí)代，到下一個(gè)世紀(jì)，這種生產(chǎn)方式占工業(yè)生產(chǎn)的比例將達(dá) 75%以上。國內(nèi)目前在汽車和家電行業(yè)中正逐步推廣使用。通過這種多勸能模具生產(chǎn)出來 的不再是單個(gè)零件，而是成批的組件。 （ 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(diǎn)合金模等）、通用組合模具和數(shù)控沖壓設(shè)備等。 由于引入了 CAE，沖壓成形已從原來的對應(yīng)力應(yīng)變進(jìn)行有限元等分析而逐步發(fā)展到采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行工藝過程的模擬與分析，以實(shí)現(xiàn)沖壓過程的優(yōu)化設(shè)計(jì)。該模具選取了合理的凸、凹模間隙及最佳的模具設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)完成工件的加工要求。該設(shè)計(jì)思路可擴(kuò)展應(yīng)用到其它類似零件的沖裁加工中。 （ 2）沖壓加工自動(dòng)化與柔性化 為了適應(yīng)大批量、高效率生產(chǎn)的需要，在沖壓模具和設(shè)備上廣泛應(yīng)用了各種自動(dòng)化的進(jìn)、出料機(jī)構(gòu)。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(jià)格低。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(dá) 80%以上，效果十分明顯。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(qiáng)制樹脂收縮率，增加塑件尺寸的穩(wěn)定性。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(diǎn)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(jì)模具將進(jìn)一步發(fā)展。如采用粉末冶金工藝制作的粉末高速鋼等。模具表面處理除完善普 及常用表面處理方法，即擴(kuò)滲如：滲碳、滲 氮、滲硼、滲鉻、滲釩外，應(yīng)發(fā)展設(shè)備昴貴、工藝先進(jìn)的氣相沉積 (TiN、 TiC等 )、等離子噴涂等技術(shù)。應(yīng)時(shí)一步擴(kuò)大 CAE 技術(shù)的應(yīng)用范圍。主要有精密鑄造、粉末冶金、電鑄和熔射 (熱噴涂 )等方法。形狀精度可達(dá) 10um。其掃描速度最高可達(dá) 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(shí)探針接觸力小 ，因此可以用非常細(xì)的探針，用來掃 描細(xì)小的模具和細(xì)微的特征表面 ，擴(kuò)大模具生產(chǎn)的品種范圍。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。 搖架調(diào)壓塊沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 10 第二章 搖架調(diào)壓塊零件的沖壓工藝設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備工作 設(shè)計(jì)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(jī)械性能指標(biāo)。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(diǎn)。 結(jié)合上面分析，選擇方案二較適合。 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)。 搖架調(diào)壓塊沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 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。 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?zèng)_壓以及硅鋼片含硅量較大時(shí)。 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。搭邊有兩個(gè)作用：一是補(bǔ)償定位誤差，是條料在送進(jìn)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(jìn)過程中，搭邊可起送進(jìn)定位作用，同時(shí)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(jìn)。沖裁力是選用沖壓設(shè)備和檢驗(yàn)沖模強(qiáng)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)。 表 3－ 1壓力機(jī)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。此時(shí)的壓力中心均位于工件輪廓圖形的幾何中心。 （ 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(jìn)行計(jì)算 沖孔： ?????niiniiiLxLx110 （ 3－ 13） )20(???????? 搖架調(diào)壓塊沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 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(jìn)行分析：因?yàn)槭菍ΨQ結(jié)構(gòu)，可知其壓力中心 為圖中的坐 標(biāo)原點(diǎn)（ 0，0）。 由前面已知選用公稱壓力為 250KN的壓力機(jī)，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(jì) 24 因此本模具 滿足壓力機(jī)閉合高度的要求。 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。 。 在下模座上，須安裝一個(gè)特殊部件 —— 凸凹模。 ① 直壁刃口：強(qiáng)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 模壁厚度 C：影響凹模強(qiáng)度。 導(dǎo)料銷（定位釘）：當(dāng)以內(nèi)孔定位時(shí)，其結(jié)構(gòu)形式與定位孔的尺寸大小有關(guān)。圖 3－ 7 卸料與推（頂）料裝置的設(shè)計(jì) 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(jì) 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(jìn)行。 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(diǎn)，橡皮一般自配。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。 查文獻(xiàn) 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。 為避免上下模的方向裝錯(cuò)，兩導(dǎo)柱直徑制成一大一小， 為避免上模與下模裝錯(cuò)而發(fā)生啃模事故。設(shè)計(jì)模具時(shí)。設(shè)計(jì)模座時(shí)，通常都按標(biāo)準(zhǔn)選用模架或模座。 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。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 )。但因彎曲變形時(shí)，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(shí)際上是用經(jīng)過修正的公式計(jì)算。兩邊的凹模圓角半徑應(yīng)一致，否則彎曲時(shí)毛坯會產(chǎn)生