【文章內(nèi)容簡介】 具的，而用多工位級進模能解決。 4）沖壓用的材料長短、厚薄比較適宜。多工位級進模用的沖件材料，一般都是條料，料不能太短，以免沖壓過程中換料次數(shù)太多，生產(chǎn)率低。料太薄，送料導(dǎo)向定位困難；料太厚，無法矯直，且太厚的料一般較短，不適合用于級進模，自動送料也困難。 5）沖件的形狀與尺寸大小相當。當沖件的料厚大于 5mm，外形尺寸大于 250mm時，不僅沖壓力 大，而且模具的結(jié)構(gòu)尺寸大，故不宜采用級進模。 6）模具的總尺寸和沖壓力適用于生產(chǎn)車間現(xiàn)有的壓力機大小，必須和壓力機的相關(guān)參數(shù)匹配。 多工位級進模的發(fā)展 我國級進模發(fā)展趨勢 標志著沖模技術(shù)先進水平的精密多工位級進模，具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造難度大、精度高、壽命長和生產(chǎn)效率高等特點，是我國重點發(fā)展的精密沖模。從精密多工位級進模的沖制件來看，包括電機鐵芯片級進模、空調(diào)器翅片級進模、集成電路引線框架級進模、電子連接器級進模、彩管電子槍零件級進模、汽車零件級進模、家電零件級進模等?？梢哉f，沖制件覆蓋 了電子、汽車、通訊、機械、電機電器、儀器儀表和家電等產(chǎn)品范疇。從當前國內(nèi)制造的精密多工位級進模的水平分析在模具的技術(shù)含量、制造精度、使用壽命和制造周期等方面均獲得了明顯進步。其中部分高檔優(yōu)質(zhì)模具的總體水平與國際同類模具水平相當。 隨著與國際接軌的腳步不斷加快，市場競爭的日益加劇，人們已經(jīng)越來越認識到產(chǎn)品質(zhì)量、成本和新產(chǎn)品的開發(fā)能力的重要性。近年來許多模具企業(yè)因此加大了用于技術(shù)進步的投資力度，一些國內(nèi)模具企業(yè)已普及了二維 CAD，并陸續(xù)開始使用 UG、Pro/Engineer、 IDEAS 等國際通用軟件，個別廠家 還引進了 Moldf 隨著與國際接軌的腳步不斷加快，市場競爭的日益加劇，人們已經(jīng)越來越認識到產(chǎn)品質(zhì)量、成本和新產(chǎn)品的開發(fā)能力的重要性 [7]。近年來許多模具企業(yè)因此加大了用于技術(shù)進步的投資力度，一些國內(nèi)模具企業(yè)已普及了二維 CAD，并陸續(xù)開始使用 UG、 Pro/Engineer、 IDEAS重慶理工大學(xué) 彈簧抱挎沖壓工藝及多工位級進模設(shè)計 7 等國際通用軟件，個別廠家還引進了 Moldflow 等 CAE 軟件，并成功應(yīng)用于多工位級進模的設(shè)計中。 目前，以汽車覆蓋件模具為代表的大型沖壓模具的制造技術(shù)已取得很大進步，東風汽車公司模具廠、一汽模具中心等模具廠家已能生產(chǎn)部分 轎車覆蓋件模具。此外，許多研究機構(gòu)和大專院校開展模具技術(shù)的研究和開發(fā)，在模具 CAD/CAE/CAM 技術(shù)方面取得了顯著進步。例如，吉林大學(xué)汽車覆蓋件成型技術(shù)所獨立研制的汽車覆蓋件沖壓成型分析 KMAS 軟件，華中理工大學(xué)模具技術(shù)國家重點實驗室開發(fā)的注塑模、汽車覆蓋件模具和級進模 CAD/CAE/CAM 軟件，上海交通大學(xué)模具 CAD 國家工程研究中心開發(fā)的冷沖模和精沖研究中心開發(fā)的冷沖模和精沖模 CAD 軟件等 [。 而多工位級進模技術(shù)的發(fā)展應(yīng)該為適應(yīng)模具產(chǎn)品 “交貨期短 ”、 “精度高 ”、 “質(zhì)量好 ”、 “價格低 ”的要求服務(wù) 。專家認為，未來多工位級進模具制造技術(shù)有以下幾大發(fā)展趨勢： (1)全面推廣 CAD/CAM/CAE 技術(shù) 模具 CAD/CAM/CAE 技術(shù)是模具設(shè)計制造的發(fā)展方向。隨著微機軟件的發(fā)展和進步，普及 CAD/CAM/CAE 技術(shù)的條件已基本成熟，各企業(yè)將加大 CAD/CAM 技術(shù)培訓(xùn)和技術(shù)服務(wù)的力度；進一步擴大 CAE 技術(shù)的應(yīng)用范圍 [10]。計算機和網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展正使 CAD/CAM/CAE 技術(shù)跨地區(qū)、跨企業(yè)、跨院所地在整個行業(yè)中推廣成為可能，實現(xiàn)技術(shù)資源的重新整合，使虛擬制造成為可能。 (2)高速銑削加工 國外近年來發(fā)展的高速銑削加工，大幅度提高了加工效率，并可獲得極高的表面光潔度。另外，還可加工高硬度模塊，還具有溫升低、熱變形小等優(yōu)點 [11]。高速銑削加工技術(shù)的發(fā)展，對汽車、家電行業(yè)中大型型腔模具制造注入了新的活力。目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向發(fā)展。 (3)模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng) 高速掃描機和模具掃描系統(tǒng)提供了從模型或?qū)嵨飹呙璧郊庸こ銎谕哪Ｐ退璧闹T多功能，大大縮短了模具的在研制制造周期。有些快速掃描系統(tǒng)，可快速安裝在已有的數(shù)控銑床及加工中心上，實現(xiàn)快速數(shù)據(jù)采集、自動生成各種不同數(shù) 控系統(tǒng)的加工程序、不同格式的 CAD 數(shù)據(jù)，用于模具制造業(yè)的 “逆向工程 ”。模具掃描系統(tǒng)已在汽車、摩托車、家電等行業(yè)得到成功應(yīng)用，相信在 “十五 ”期間將發(fā)揮更大的作用。 (4)電火花銑削加工 電火花銑削加工技術(shù)也稱為電火花創(chuàng)成加工技術(shù)，這是一種替代傳統(tǒng)的用成型電極加工型腔的新技術(shù)，它是有高速旋轉(zhuǎn)的簡單的管狀電極作三維或二維輪廓加工 (像數(shù)控銑一樣 )，因此不再需要制造復(fù)雜的成型電極，這顯然是電火花成形加工領(lǐng)域的重大發(fā)展。國外已有使用這種技術(shù)的機床在模具加工中應(yīng)用。預(yù)計這一技術(shù)將得到發(fā)展。 重慶理工大學(xué) 彈簧抱挎沖壓工藝及多工位級進模設(shè)計 8 (5)提高模具標 準化程度 我國模具標準化程度正在不斷提高，估計目前我國模具標準件使用覆蓋率已達到30%左右。國外發(fā)達國家一般為 80%左右。 (6)優(yōu)質(zhì)材料及先進表面處理技術(shù) 選用優(yōu)質(zhì)鋼材和應(yīng)用相應(yīng)的表面處理技術(shù)來提高模具的壽命就顯得十分必要。模具熱處理和表面處理是否能充分發(fā)揮模具鋼材料性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。模具熱處理的發(fā)展方向是采用真空熱處理。模具表面處理除完善應(yīng)發(fā)展工藝先進的氣相沉積 (TiN、 TiC等 )、等離子噴涂等技術(shù)。 (7)模具研磨拋光將自動化、智能化 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，研究自動化、智能化的研磨與拋光方法替代現(xiàn)有手工操作，以提高模具表面質(zhì)量是重要的發(fā)展趨勢。 (8)模具自動加工系統(tǒng)的發(fā)展 這是我國長遠發(fā)展的目標。模具自動加工系統(tǒng)應(yīng)有多臺機床合理組合；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)。 重慶理工大學(xué) 彈簧抱挎沖壓工藝及多工位級進模設(shè)計 9 3 彈簧抱挎模具設(shè)計與計算 工件名稱：彈簧抱挎 生產(chǎn)批量：大批量 材料： 65Mn 材料厚度： 重慶理工大學(xué) 彈簧抱挎沖壓工藝及多工位級進模設(shè)計 10 技術(shù)要求 1. 表面處理：鍍軍綠 Fe/，去氫脆。鍍鋅質(zhì)量按 Q/ZSJG 12021《摩托車零部件鍍鋅通用技術(shù)條件》執(zhí)行； 2. 安裝在 ，保持 12 小時不發(fā)生斷裂； 3. 壓縮最大內(nèi)經(jīng) 10 次后，內(nèi)徑尺寸變化不得大于 Φ13以上； 4. 未注圓角 ； 5. 熱處理： HRC4246. 沖壓件的工藝分析 該零件為環(huán)形彎曲零件，尺寸相對較小，設(shè)計工序多，若采用單工序模或復(fù)合模，模具數(shù)量多，定位困難，誤差大，生產(chǎn)效率要求高且大批量生產(chǎn)，故采用多工位級進模生產(chǎn)。該工件上有一個帶圓角的長方形孔和兩個對稱的帶圓角的三角形孔，且三個孔的 精度位置要求不高。與工件邊緣的距離為 2mm。查表得相當于 IT14 級精度（《互換性與技術(shù)測量》表 124 表 18）。在沖孔與落料工序次序安排時，應(yīng)先安排沖孔后安排落料，以便于先充好的孔作為導(dǎo)正定位孔。由于該零件上沒有圓形孔，為了提高送料步距精度，所以在首次工序中預(yù)先沖出兩個圓孔用于導(dǎo)正銷定位。對于沖裁、彎曲的多工位級進模，應(yīng)先沖孔和沖去部分外形余料，再進行彎曲，然后再沖去其余余料。 工藝方案確定 根據(jù)以上設(shè)計要點確定第一步應(yīng)該沖工件上的三個孔和定位孔。第二步?jīng)_工件 彎曲外形余料。第三步彎曲成 形。第四步切斷。由于工件尺寸較小所以沖外形余料分兩次進行 2 最后將被彎成一個圓形，彎曲幅度較大。所以彎曲部分要分五步完成：第一步，彎曲工件兩端圓弧以外部分端進一步彎圓；第四步，初步擠圓；第五步，擠圓。如下圖所示 ： ；第二步，工件兩端初步彎圓??；第三步，工件兩重慶理工大學(xué) 彈簧抱挎沖壓工藝及多工位級進模設(shè)計 11 第一步 第二步 重慶理工大學(xué) 彈簧抱挎沖壓工藝及多工位級進模設(shè)計 12 第三步 第四步 完成 排樣圖設(shè)計 方案一：有廢料排樣沿沖件外形沖裁，在沖件周邊都留有搭邊。沖件尺寸完全由沖模來保證，因此沖件精度高，模具壽命高，但材料利用率低。 方案二：少廢料排樣因受剪切條 料和定位誤差的影響，沖件質(zhì)量差，模具壽命較方案一低，但材料利用率稍高，沖模結(jié)構(gòu)簡單。 通過上述兩種方案的分析比較，綜合考慮模具壽命和沖件質(zhì)量，該沖件的排樣方式選擇方案一為佳?？紤]模具結(jié)構(gòu)和制造成本有廢料排樣的具體形式選擇直排。 重慶理工大學(xué) 彈簧抱挎沖壓工藝及多工位級進模設(shè)計 13 料寬和步距的確定 零件外形尺寸長 61mm 寬 8mm，采用帶料生產(chǎn)。工件根據(jù)落料工序設(shè)計，考慮操作方便和零件的成形工藝故采用直排單排沿邊與搭邊組合排樣設(shè)計。定步距為13mm,跟據(jù)材料厚度 t=，查沖壓手冊表 218，工件間搭邊值 錯誤 !未找到引用源。 =1mm，沿邊 a= ，且工件尺寸較小，所以取工件間搭邊值 錯誤 !未找到引用源。 =5mm，沿邊 a= 的廢料 條料的寬度： B=61+25=71mm 條料的步距： S=8+5=13mm 沖裁單件的材料利用率： η=A/BS100%=（ 448+17） /7113*100%=% 排樣圖確定 根據(jù)計算，繪制排樣圖： 重慶理工大學(xué) 彈簧抱挎沖壓工藝及多工位級進模設(shè)計 14 沖壓力的計算 ① 沖孔力的計算 錯誤 !未找到引用源。 =KLtτ(K=)。 錯誤 !未找到引用源。 ——沖孔力（ N）； L——工件外輪廓周長（ mm）； T——材料厚度 t=。 τ——材料抗剪強度（ Mpa），查得 τ=600Mpa； 錯誤 !未找到引用源。 = 錯誤 !未找到引用源。 tτ ； 重慶理工大學(xué) 彈簧抱挎沖壓工藝及多工位級進模設(shè)計 15 錯誤 !未找到引用源。 ——工件內(nèi)輪廓周長， 錯誤 !未找到引用源。 =2（ 3+14）+2π=。 錯誤 ! 未 找 到 引 用 源 。 = 錯誤 ! 未 找 到 引 用 源 。tτ=600Mpa=。 錯誤 !未找到引用源。 = 錯誤 !未找到引用源。 tτ。 錯誤 ! 未 找 到 引 用 源 。 —— 工件內(nèi)輪廓周 長 , 錯誤 ! 未 找 到 引 用 源 。=+2++2.88mm =； 錯誤 ! 未 找 到 引 用 源 。 = 錯誤 ! 未 找 到 引 用 源 。tτ=600Mpa=； 錯誤 !未找到引用源。 = 錯誤 !未找到引用源。 tτ； 錯誤 ! 未 找 到 引 用 源 。 —— 工件內(nèi)輪廓周長 , 錯誤 ! 未 找 到 引 用 源 。=πD==。 錯誤 ! 未 找 到 引 用 源 。 = 錯誤 ! 未 找 到 引 用 源 。tτ=600Mpa=。 ② 落料力的計算 錯誤 !未找到引用源。 = 錯誤 !未找到引用源。 tτ； 錯誤 ! 未找到引用源。 —— 落 料 外 輪廓 周 長 , 錯誤 ! 未找到引用源。 =2（ +3mm+2mm） ++ =。 錯誤 ! 未 找 到 引 用 源 。 = 錯誤 ! 未 找 到 引 用 源 。tτ=600Mpa=。 錯誤 !未找到引用源。 = 錯誤 !未找到引用源。 tτ； 錯誤 ! 未 找 到 引 用 源 。 —— 落 料 外 輪 廓 周 長 ， 錯誤 ! 未 找 到 引 用 源 。=2mm+3mm++2mm++ +++ =。 錯誤 ! 未 找 到 引 用 源 。 = 錯誤 ! 未 找 到 引 用 源 。tτ=600Mpa=。 錯誤 !未