【文章內容簡介】 模具方面，已能生產照相機塑料模具、多型腔小模數齒輪模具及塑封模具等。在大型精密復雜壓鑄模方面，國內已能生產自動扶梯整體踏板壓鑄模及汽車后橋齒輪箱壓鑄模。其他類型的模具，例如子午線輪胎活絡模具、鋁合金和塑料門窗異型材擠出模等，也都達到了較高的水平，并可替代進口模具。 根據國內和國際模具市場的發(fā)展狀況，有關專家預測，未來我國的模具經過行業(yè)結構調整后，將呈現十大發(fā)展趨勢：一是模具日趨大型化；二是模具的精度將越來越高；三是多功能復合模具將進一步發(fā)展；四是熱流道模具在塑料模具中的比重將逐漸提高；五是氣輔模具及適應高壓注射成型等工藝的模具將有較大發(fā)展；六是模具標準化和模具標準件的應用將日漸廣泛；七是快速經濟模具的前景十分廣闊；八是壓鑄模的比例將不斷提高，同時對壓鑄模的壽命和復雜程度也將提出越來越高的要求；九是塑料模具的比例將不斷增大；十是模具技術含量將不斷提高，中高檔模具比例將不斷增大，這也是產品結構調整所導致的模具市場未來走勢的變化。 模具制造技術的發(fā)展趨勢⑴模具粗加工技術向高速銑加工發(fā)展。以高速銑削為代表的高速銑削加工技術代表了模具零件外形表面粗加工發(fā)展方向。高速銑削可以大大改善模具的表面質量，并大大提高加工效率和降低加工成本。另外，毛坯下料設備出現了高速鋸床、陽極切割和激光切割等高速、高效率加工設備，還出現了高速磨削和強力磨削設備等。⑵成型表面的加工向精密、自動化方向發(fā)展。成型表面的加工向計算機控制和高精度加工方向發(fā)展。數控加工中心、數控電火花成形加工設備、計算機控制連續(xù)軌跡坐標磨床和配有CNC休整裝備與精密測量裝置的成形磨削加工設備等的推廣應使用，是提高模具制造技術水平的關鍵。⑶光整加工技術向自動化方向發(fā)展。當前模具成形表面的研磨、拋光等光整加工仍然以手工作業(yè)為主，不僅花費工時多，而且勞動強度大、表面質量低。工業(yè)發(fā)達國家正在研制由計算機控制、帶有磨料磨損自動補償裝置的光整加工設備，可以對復雜型面的三維曲面進行光整加工，并開始在模具加工上使用，大大提高了光整加工的質量和效率。⑷反向制造工程制模技術的發(fā)展。以三坐標測量機和快速成形制造技術為代表的反向制造工程制模技術，是一種以復制為原理的制造技術。它是模具制造技術上的又一重大發(fā)展，對模具制造具有重大的影響。這種技術多用于多品種、少批量、形狀復雜的模具制造，對縮短模具制造周期，進而提高產品的市場競爭能力有重要意義。⑸模具CAD/CAM技術將有更快的發(fā)展。模具CAD/CAM技術在模具設計和制造上的優(yōu)勢越來越明顯，它將是模具技術上的又一次革命，普及和提高模具CAD/CAM技術的應用是模具制造業(yè)發(fā)展的重要趨勢。⑹產品數據管理（PDM）在模具設計中的應用。PDM的中文名稱為產品數據管理（Product Data Management）。PDM是一門用來管理所有與產品相關信息（包括零件信息、配置、文檔、CAD文件、結構、權限信息等）和所有與產品相關過程（包括過程定義和管理）的技術。通過建立虛擬的產品模型，PDM系統可以有效、實時、完整的控制從產品規(guī)劃到產品報廢處理的整個產品生命周期中的各種復雜的數字化信息。企業(yè)運用PDM，通過信息及時共享，模具設計周期會更短，設計水平會更高。 課題來源我的課題設計書是變速箱冷油器托架的彎曲模設計。此零件是老師在汽車廠里參觀后而給我指定的課題。我以此產品的最后一道工序，做了這次彎曲模具設計。托架在機械行業(yè)尤其是在車輛制造行業(yè)被廣泛應用，產量需求很大。 做這個課題設計，從實際出發(fā)解決企業(yè)的生產任務，又檢驗我這四年的學習，鍛煉我的獨立工作能力，鞏固與擴充了冷沖壓模具設計等課程所學的內容，使我獲益匪淺。變速箱冷油器托架的產品展示如下圖11：圖11 三維實體產品制件圖需要其他設計圖紙的聯系qq：1296369724，或者進入淘寶店鋪專業(yè)定做模具設計,包括模具畢業(yè)設計和課程設計,同時有大量的現成的設計出售, ：1296369724淘寶店鋪： 設計思路的確定 我從老師那里了解到此產品是東汽車輪廠的零件，年產量10萬件?？梢猿醪酱_定用冷沖壓加工方式。當我把這個零件的彎曲模作為我的課題時，我就想若是企業(yè)讓我設計模具加工此零件，我應怎么做，怎么樣設計模具來完成企業(yè)的生產任務。這樣我就堅定了設計托架彎曲模的信心。既然要做設計，就要構思一個清晰完整的設計路線。我的設計路線具體分三步走：①先了解產品零件，由產品零件圖分析零件的沖壓工藝性，然后確定沖壓工藝方案，從而初步確定模具的結構。②工藝方案和模具結構確定后，再進行工藝計算。由零件尺寸計算所需毛坯尺寸以及產品各道序半成品尺寸，而后計算所需要的各沖裁力、彎曲力、總沖壓力，最后計算零件壓力中心。③根據前兩步的內容，再具體詳細的設計模具各部分零件（比如凸、凹模，壓料板，模板，導柱導套等等），裝配模具，算出裝模高度從而選擇壓力機，接著試模，最后再修模，完成此次模具設計。第二章 產品的介紹 產品簡介此產品裝配在汽車上，屬于汽車零配件，年產量大。產品的材料是08冷軋鋼板，料厚4㎜，預計年產量10萬件，屬于中大批量生?？拙嗾R，制件表面平整，不能有劃痕。托架的三視圖如下圖21所示：圖21 變速箱冷油器托架產品三視圖 此產品加工方式有多種，可以鈑金加工，但這樣零件差異大，互換性差，效率低，工人勞動強度大。由于此產品大批量生產，要裝配在汽車上，有較高的互換性，零件質量要求穩(wěn)定，一致性好。所以此零件的加工方式主要有機械加工和冷沖壓兩種：第一種：傳統的機械加工（銑削、數控加工等） 加工出的零件質量穩(wěn)定，一致性好，但是廢料多，材料利用率低，生產效率低且占用機床時間過多。此加工方式浪費成本，經濟性差。第二種：沖壓加工 此方式加工切削少甚至無切削，材料利用率高，生產效率高，制件的剛性好，公差一致性好。所以選擇冷沖壓加工更合適。第三章 產品的沖壓工藝分析沖壓工藝設計是針對具體的沖壓零件，首先從其生產批量、形狀結構、尺寸精度、材料等方面入手，進行沖壓工藝性審查，必要時提出修改意見；然后根據具體的生產條件，并綜合分析研究各方面的影響因素，制定出技術經濟性好的沖壓工藝方案。其設計流程如下圖31所示，它主要包括沖壓件的工藝分析和沖壓工藝方案制定兩大方面的內容。需要其他設計圖紙的聯系qq：1296369724，或者進入淘寶店鋪專業(yè)定做模具設計,包括模具畢業(yè)設計和課程設計,同時有大量的現成的設計出售, ：1296369724淘寶店鋪：圖31 沖壓工藝設計流程圖 彎曲件的結構工藝性要求沖壓加工的基本工序按性質可分為分離工序（剪裁、沖孔、落料、切邊等）和成型工序（彎曲、拉深、翻邊等）兩大類。各沖壓件都有各自的結構工藝性要求。但是，所有的沖壓件有個一共同的結構工藝性要求：盡量避免有應力集中的結構。對沖壓件，一般不應有平面尖角存在。對于成形件，不應有急劇的突變形狀。結合本次設計的產品零件，下面主要介紹沖裁件及彎曲件的結構要素和常用工藝限制數據。1. 沖裁件⑴ 外形與圓角半徑 沖裁件的形狀盡量簡單，沖裁件的外形和內孔應避免尖角，宜用適當的圓角。一般圓角半徑R應大于或等于板厚t的一半，即R≥2 內形與沖孔尺寸 內形應優(yōu)選選用圓形孔。沖孔的最小尺寸與孔的形狀、材料力學性能和板厚t有關。⑶ 凸出與凹入尺寸 沖裁件上應避免窄長的懸臂和凹槽。一般突出和凹入的寬度B≥⑷ 孔邊距與孔間距 沖裁件的孔邊間距A≥2t；孔與孔之間的距離B≥2t2. 彎曲件⑴ 彎曲件的圓角半徑應大于最小彎曲半徑；但不宜過大，以免由于彈復而影響精度。最小彎曲半徑只有在結構上必要時才選用。⑵ 彎曲件的邊長不宜過小，一般L﹥R+3t。當L過小時，直邊（不變形區(qū)）在模具上支持的長度過小，不易形成足夠的彎曲，很難得到精度形狀的零件。⑶ 彎曲件上孔的邊緣離彎曲變形區(qū)應有一定距離，以免孔的形狀因彎曲而變形。避免缺陷，孔必須在變形區(qū)之外（圖32a）。孔邊離彎曲半徑R中心的距離s為：當t≤2mm，s≥t；當t≥2mm，s≥2t。如果孔邊距至彎曲半徑r中心的距離過小而不能滿足上述條件時，應彎曲成型后再沖孔。如工件結構允許，可在彎曲處預先沖出工藝孔（圖32b），可防止孔在彎曲時變形。圖32⑷ 局部彎曲的零件，應該在彎曲與不彎曲部分之間先切槽，以消除不彎曲根部的伸長變形和拉裂；彎曲線不應位于形狀尺寸有突變的位置上，離突變處的距離應大于彎曲半徑R。⑸ 彎曲線與板材纖維方向垂直時，彎曲件的結構工藝性好于其兩者平行時。故應盡量避免彎曲件的彎曲線與板材纖維方向平行；一個彎曲件有多處彎曲時，可讓其彎曲線與纖維方向互成一定的角度。 沖壓工藝規(guī)程編制的內容及原則沖壓工藝規(guī)程是指導沖壓件生產過程的工藝技術文件。編制沖壓工藝規(guī)程通常是針對某一具體的沖壓零件，根據其結構特點、尺寸精度要求以及生產批量，按照現有設備和生產能力，擬定出最為經濟合理，技術上切實可行的生產工藝方案。 工藝設計者制訂工藝規(guī)程時必須在本單位的生產加工條件（如擁有的設備、工人技術水平、各種規(guī)章制度等）下，根據待生產模具的生產綱領、模具裝配圖樣、零件圖樣、交貨期限等來具體確定工藝規(guī)程。工藝設計的目標應當是在保證模具質量的前提下，追求加工的高效率和低成本。優(yōu)良的工藝設計具有生產上的經濟性、技術上的先進性和工藝上的合理性等特點。因此，工藝規(guī)程是模具制造最主要的技術文件之一。其內容主要包含以下三個方面：⑴產品零件圖是編制和分析沖壓工藝方案的重要依據。根據產品零件圖，分析研究沖壓件的形狀特點、尺寸大小、精度要求以及所用材料的機械性能、沖壓成形性能、使用性能和對沖壓加工難易程度的影響；分析產生回彈、翹曲偏移等質量問題的可能性。特別要注意零件的極限尺寸（如最小孔邊距和孔間距、沖孔最小尺寸、最小彎曲半徑）以及尺寸公差是否適合沖壓工藝的要求。⑵確定沖壓件的工藝方案是需要考慮沖壓工序的性質、數量、順序以及其他輔助工序的安排。工序性質的確定主要取決于沖壓件的結構形狀、尺寸精度，同時需要考慮工件的變形性質和具體的生產技術條件。彎曲件的沖壓加工，常采用落料、彎曲工序。工序數量的確定主要根據工件的幾何形狀的復雜程度、尺寸精度和材料性質等諸多因素，在具體情況下還應考慮生產批量、實際制造模具的能力、沖壓設備條件以及工藝穩(wěn)定性等多種因素的影響。在保證沖壓件質量的前提下，為提高經濟效益和生產效率，工序數量應盡可能少。彎曲件件的工序數量主要取決于其結構形狀的復雜程度，根據彎曲角的數目、相對位置和彎曲方向而定。當彎曲半徑小于材料的允許值時，則要在彎曲工序后再加一道整形工序。沖壓工序的順序應根據工件的形狀、尺寸精度要求、工序的性質以及材料的變形的規(guī)律進行安排。對于有孔的彎曲件，根據孔到彎曲線的距離，安排沖孔、彎曲工序順序。⑶在確定沖壓模具的結構形式時需根據確定的沖壓工藝方案和沖壓件的生產批量、形狀特點、尺寸精度以及模具的制造能力、現有沖壓設備、操作安全方便的要求，來選擇模具的結構形式。 產品的沖壓工藝性分析1. 零件材料的分析 由產品圖21可以看出，沖壓件提供的材料為08鋼，查書可知08鋼冷軋鋼板的材料抗剪強度τ=260～360Mpa，抗拉強度σ280～420Mpa，由于含碳適中，綜合性能較好，強度、塑性和焊接等性能得到較好配合，用途最廣泛。為常用沖壓成型的材料，故可知08鋼冷軋鋼板適合沖壓工藝材料的需要。2. 產品的形狀分析此產品是較大的彎曲件，外形簡單規(guī)則，無突出的長臂和凹槽。故不會造成模具磨損嚴重，生產批量大適合沖壓生產。3. 產品的尺寸精度分析 零件圖上的尺寸，只有φ9的孔和其它孔距的尺寸標有公差且屬于中等級沖壓，其他的形狀尺寸均未標注公差，屬自由尺寸，可按IT14級確定工件的公差。經查公差表，各尺寸公差為：φ9177。， φ15177。， φ20177。， 60177。， 101177。，150177。， 400177。， 90176。177。1176。沖壓加工可達到產品的公差要求。4. 零件的沖壓結構工藝性分析從沖裁結構工藝性上看，板料厚4㎜，產品上最小的孔徑為φ9mm，達到材料可沖最小孔。各孔邊距、孔間距較大，可以沖裁；從彎曲結構工藝性上看，翻邊和彎曲的內彎半徑最小為2mm大于材料最小彎曲半徑，可以沖壓成形。 確定產品的沖壓工藝方案 確定工藝方案就是確定沖壓件的工藝路線，主要包括沖壓工序數、工序的組合和順序等。此產品的零件結構有孔、翻邊和彎曲。按照沖壓工藝編制原則分析，孔的邊緣分別到翻邊半徑r中心和彎曲半徑r中心的距離都＞2t（料厚），在變形區(qū)之外，可以先沖孔后翻邊和彎曲；如果安排先彎曲再翻邊，就會變成沿水平和豎直兩個方向翻邊，翻邊難度大大增加。所以，制件的三道基本工序按其先后順序確定為：沖孔落料——翻邊——彎曲。根據零件的生產批量、尺寸精度的高低、尺寸的大小、形狀復雜程度、材料的厚薄、沖模制造條件與沖壓設備條件等多方面的因素，擬訂出以下三種預定方案，按其工序的先后順序和組合形式，方案如下：⑴沖孔落料——翻邊——彎曲；連續(xù)模沖壓⑵沖孔落料——翻邊、彎曲；沖孔落料單工序，翻邊、彎曲復合；⑶沖孔落料——翻邊——彎曲；單工序模沖壓方案①屬于連續(xù)模具沖壓，連續(xù)模是指壓力機在一次行程中，依次在模具幾個不同的位置上同時完成多道沖壓工序的模具。由于制件板料較厚，尺寸較大，并且有局部成型工序（翻邊、彎曲），沖孔和翻邊在彎曲之前，必然使彎曲時產生很大的加工難度。這樣的連續(xù)模具不僅結構變得復雜，而且操做者的勞動強度大，所以方案①不可取。方案②屬于復合模具沖壓，復合沖裁模是指在一次工作行程中，在模具同一部位同時完成數道沖壓工序的模具。此方案將翻邊、彎曲采用復合模加工。模具結構復雜，要設計斜契滑塊，翻邊線不好控制。模具的制造、調整、維修都比較困難，而且沖壓精度難保證。方案③屬于單工序模具沖壓，單工序模具是指在壓力機一次行程內完成一個沖壓工序的沖裁模。此方案將三道序分開做保證了加工精度，使加工變得簡單，雖然沖壓速度比不上上述兩種方案，但單工序模具結構簡單，模具設計制造容易，調整維護也方便，提高了模具的使用壽命。減輕勞動者的勞動強度，也能滿足制件中大批量的生產要求。所以此方案最合適。綜上所述，采用方案③單工序模具沖壓加工。零件的具體工序安排順序為:沖孔落料、翻邊、彎曲工序。各工序半成品實體三維展示如下圖3圖3圖35圖33 OP10半成品三維實體展示圖34 OP20半成品三維實體展示圖35 OP30產品實體展示1. OP10沖孔落料 此道序模具采用沖孔落料復合模。坯料形狀規(guī)則，采用單個坯料沖裁，定位方式簡單，用定位銷定位；板料較厚，面積較大，要注意沖頭的選材和凸凹模刃口的設計，此外，此道序還要為后面工序做輔助，沖翻邊工序定位用的工藝孔（兩個φ20㎜的孔），為彎曲工序開彎角處工藝缺口。此道序半成品最易出現的缺陷為零件四周有毛刺和零件背面孔的邊緣處有毛刺，前者是主要是模具刃口間隙造成的，后者的原因主要是凸凹模間隙或者沖裁力取小了。2. OP20翻邊 OP10序的半成品即是此道序的坯料，定位方式可用工藝孔定位，但這樣在實際操作中要對齊兩個孔，會影響生產效率，所以采用一個孔加零件外形定位。此道序半成品缺陷主要是零件表面劃傷、翻邊不齊、回彈、翻邊的外緣有裂紋。所以，此序重點是：定位要可靠，防止毛坯滑動引起翻邊線偏移；防止翻遍后回彈，要采取加工藝補償，減小翻邊角度來抵消回彈量；壓料力過小，壓料不穩(wěn)，模具間隙過大，會有劃傷；翻邊力過大、凸模圓角過小會造成外緣的裂紋。3. OP30彎曲該零件的相對彎曲半徑r/t=2﹤5，回彈量不大。故彎曲半徑的回彈值不大，但是還要考慮彎曲角度的回彈。零件是單角彎曲，彎曲時主要解決好坯料的偏移問題。解決偏移問題，就要選擇可靠的定位方式。此道序采用與OP20相同的定位方式（利用零件外形加定位釘的方式定位）。制件屬于直角彎曲的較寬件，彎曲部位卻沒有設計加強筋，所以制件剛性不是很好，回彈較大，要增加角度補償，彎曲角設計比90176。稍小些。彎曲件常見的缺陷是表面劃傷、彎角處外緣有裂紋、回彈。解決方法是：在選材上選擇耐磨性較好的材料；取合適的壓邊力；設計回彈補償角。第四章 彎曲件常見的工藝問題彎曲成形過程中出現的主要工藝問題是回彈和偏移。分析其產生的原因和解決措施，對彎曲模的設計制造有重要意義。 彎曲件的回彈塑性彎曲和任何一種塑性變形一樣，在外力作用下毛坯產生的變形由塑性變形和彈性變形兩部分組成。當外力去除后，彈性變形會完全消失，而塑性變形保留下來。因此工件的彎曲角與內彎半徑與沖模工作部分的角度和圓角半徑不完全一致，這種現象稱為回彈。1. 自由彎曲的回彈自由彎曲的回彈分為大半徑彎曲的回彈（r/t＞10）和小半徑彎曲回彈（r/t＜5）兩種情況。當r/t＞10時，彎曲半徑大，此時回彈值比較大，這種情況下，彎曲半徑和彎曲中心角都有較大變化。當r/t＜5時，由于變形程度大，回彈后僅彎曲中心角發(fā)生了變化，而彎曲圓角半徑是很小的，可以不考慮。校正性彎曲時，由于增加了徑向壓應力，擴大了彎曲件內部的塑性變形區(qū)，從而減小了回彈量，其值比自由彎曲時大為減小。校正彎曲力愈大，回彈角愈小。一般校正彎曲力達到自由彎曲力的30～60倍（r/t≤1，倍數為50～60；r/t=5，倍數為40～50；r/t=10，倍數為30～40）后，回彈即趨穩(wěn)定。再增大彎曲力對改善回彈角無顯著作用。 彎