【文章內容簡介】 向?？焖倌＞咧饕獞糜谧⑺苣?、沖壓模、鑄模等方面, 其制造工藝方法主要有間接制模和在系統(tǒng)上直接制模兩種。RPM技術與陶瓷型精密鑄造相結合, 為模具型腔精鑄成型提供了新途徑。應用RP/RT技術從模具的概念設計到制造完成, 僅為傳統(tǒng)加工方法所需時間的1/3和成本的1/4左右,因而具有廣闊的發(fā)展前景。(2)高速銑削是目前切削技術中應用最多的一種工藝技術, 是一種以高主軸轉速、快速進給、較小的切削深度和間距為加工特征的高效、高精度、高表面質量的數控加工方式[15]。高速銑削具有工件溫度低、切削力小、加工平穩(wěn)、質量好、效率高（為普遍銑削加工的510倍）及可加工硬質材料(硬度不低于HRC60)等諸多優(yōu)點, 因而在模具加工中日益受到重視。高速銑削機床(HSM)一般主要用于大、中型模具加工,如汽車覆蓋件模具、變速箱體壓鑄模、大型注塑模等曲面加工, 。瑞士米克朗公司UCP710型五軸聯動加工中心,其機床定位精度可達8, 自制的具有矢量閉環(huán)控制電主軸, 最大轉速為4200r/min。意大利RAMBAUDI公司的高速銑床, 其加工范圍達2500mm*5000mm*180mm, 轉速達20500r/min, 切削進給速度達20m/min。目前, 國外高速加工機床主軸最高轉速已經超過100000r/min, 快速進給速度可達到120m/min, 換刀時間可減少到1～2s。(3)反向工程RE, 也稱逆向工程或反求工程, 是從現有的模型(產品樣件、實物模型)經過一定的手段轉化為概念模型和工程設計模型, 如利用三坐標測量機的測量數據對產品進行數學模型重構, 或者直接將這些離散數據轉化成NC程序進行數控加工而獲取成品的過程, 是對已有產品的再設計、再創(chuàng)造過程。反向工程的幾何實現過程, 是從模型數字化的實現過程開始的, 往往適對已有產品的仿制或作局部有限的改動, 其難點和關鍵在于模型的重構技術：1）對于規(guī)則幾何體為主的產品, 可采用手工測繪或利用一些輔助設備如三坐標測量儀等對幾何關鍵點進行測量, 得出產品的幾何表達。2）對于以不規(guī)則的自由曲面為主的產品, 目前一般的方法是利用三坐標測量機對產品進行掃描, 再借助CAD/CAM系統(tǒng)軟件對掃描的點云(形象的表達出點的數量)數據進行處理, 最后重構出滿足一定幾何精度的新產品的數學幾何模型。3)利用逆向工程技術可以充分吸收國外先進的設計制造成果, 使我國的模具產品設計立于更高的起點, 同時加速某些產品的國產化速度, 在這方面逆向工程技術均起到不可替代的作用。(4)模具材料是模具工業(yè)的基礎, 表面工程技術可在一定程度上使模具材料滿足模具較高綜合性能的要求。隨著模具工業(yè)的快速發(fā)展, 對模具材料的數量、質量、品種和性能等方面提出了更高更新的要求。模具工業(yè)要上水平, 材料應用是關鍵。因選材和用材不當, 致使模具過早失效, 大約占失效模具的40%以上。在模具材料方面常用的冷作模具鋼有CrWMn、Cr1Cr12MoV和W6Mo5Cr4V2, 新型冷作模具鋼有60Nb、O12ACGCD、GD、GM等常用新型熱作模具鋼有美國H1瑞典QRO80M、QRO90SUPREME等常用塑料模具用鋼有預硬鋼（PSM1B30）、時效硬化型鋼（P2PMS、SM日本NAK55等）、熱處理硬化型鋼（MnCrWV、日本SSTAR、瑞典勝百S136等）、粉末模具鋼(日本DEX40等)多工位精度沖模硬質合金(YGYG25等)以及鋼結構硬質合金(TLMWO、GW50等)。在模具表面處理方面, 主要趨勢是：由滲人單一元素向多元素共滲、復合滲(如TD法)發(fā)展；由一般擴散向CVD、PVD、PCVD、離人滲人、離子注人等方向發(fā)展；可采用的鍍膜有TiC、TiN、TiCN、TiAN、CrN、Cr7CW2C等, 同時熱處理手段由大氣熱處理向真空熱處理發(fā)展。另外, 激光強化、輝光離子氮化技術也日益受到重視。 設計內容連接板沖壓工藝與模具設計內容如下:(1) 分析沖壓零件的工藝性，制定沖壓工藝方案根據設計題目，分析沖壓零件成形的結構工藝性沖壓工藝方案制定(2) 沖裁方案的確定與排樣排樣：沖件在條料、帶料或板料上的布置方法 進行排樣時應考慮：排樣原則、搭邊值、材料利用率等(3) 確定沖壓模具類型及結構形式設計思路：1) 照著零件圖畫凸、凹模結構 2) 考慮條料如何進入模具；零件如何成形；零件、廢料及條料如何排出來；找典型的結構來實現 3) 有標準件的盡量采用標準件(4) 進行模具工藝計算1)計算毛坯尺寸，合理使用材料2)排樣設計計算3)計算沖壓力4)計算模具壓力中心5)計算凸、凹模刃口尺寸和各工作部分尺寸6)計算模具各主要零件的外形尺寸，及卸料厚度等(5)沖壓設備選用根據沖壓力、模具閉合高度、模架大小等選擇壓力機類型、型號和規(guī)格繪制總裝配圖和模具零件圖編寫設計論文設計總結及答辯 本章小結本章首先介紹了課題的研究意義和目的；其次介紹模具行業(yè)的現狀、發(fā)展趨勢及先進技術等；最后介紹了本次設計的內容和步驟。通過這三項內容，對本次設計有了初步的設計思路，便于之后的設計。2 零件沖壓工藝分析沖壓件的工藝性是指沖壓件對沖裁工藝的適應性。一般情況下對沖裁件的工藝性影響最大的是制件的結構形狀，精度要求，形位公差及技術要求。良好的工藝性應保證材料消耗少，工序數目少，并使模具結構簡單且壽命長，產品質量穩(wěn)定，操作方便安全等。通常對工件的工藝影響最大的是幾何形狀尺寸和工藝要求。 沖裁件的形狀和尺寸應滿足以下要求①沖裁件的形狀應盡可能簡單，對稱，避免形狀復雜的曲線，本次設計的工件形狀簡單，結構對稱，沒有復雜曲線，故符此形狀方面的要求。②沖裁件內外形轉角處要盡量避免尖角，而以圓弧過度，以便于模具加工，減少熱處理和沖壓時候的開裂，減少沖裁時候尖角處的崩刃和過快磨損。沖裁件的一般圓角半徑應大于或等于板厚的一半，即。在同種材料相同的情況下外形上的圓角半徑值可比內形上的圓角半徑值小10%～20%。本次設計工件無尖角，便于模具的加工，減少了尖角處的崩刃和磨損，沖裁件的圓角半徑==1，故沖裁件的尺寸滿足要求。③沖裁件的凸出懸臂和凹槽寬度不宜太大，以免凸模折斷，而本次設計的工件無凸出懸臂。④沖孔尺寸不宜過小，否則凸模強度不夠。本次設計中最小沖孔尺寸φ12，材料為8號鋼滿足的最小沖孔尺寸要求。⑤ 沖裁件的孔與孔之間，孔與邊緣之間的距離不應過小，否則沖裁件的質量不能保證，會產生孔與孔之間的材料扭曲，或使邊緣材料變形。本次設計的工件只有一個中間孔，因此能夠滿足材料不發(fā)生扭曲變形的要求。 沖裁件的精度與端面粗糙度沖裁件的經濟精度一般不高于IT11級，最高可達IT8~IT10級沖孔比落料的精度約高一級。本次設計零件圖上的所有尺寸均未注公差，屬于自由尺寸。故本次設計中按IT14級確定工件的偏差，以外形尺寸按基軸制內行尺寸按基孔制以及定位尺寸取其中間偏差，各尺寸偏差為：、+、14+、17+。斷面粗糙度只要不影響工件的使用和裝配，取其自然的斷面粗糙度，即=～50,最高=[16]。 材料的沖壓性能分析材料為8號鋼，其主要性能為：=175Mpa，=295Mpa，延伸率=35%，斷面收縮率ψ=60%，塑性良好，適合于進行沖壓和焊接。 本章小結本章主要對沖壓件進行工藝分析，了解其主要性能，這樣才能正確的設計沖裁工藝和模具，控制沖裁件質量。良好的工藝性可以用最少的材料，最少的工序數和工時，結構簡單、長壽命模具穩(wěn)定的獲得合格沖件。3 沖裁方案的確定與排樣 沖裁方案的分析與確定該工件包括落料、沖孔2個基本工序，可有擬出以下四種工藝方案：方案一：先落料后沖孔方案二：先沖孔后落料方案三：沖孔、落料一次復合沖裁方案四：沖孔、落料連續(xù)沖裁模若采用方案一、方案二，工序分散，則生產率低，工件尺寸的累積誤差大，而且還會影響到孔的定位精度。若采用方案三，沖裁時結構緊湊，生產率較高，沖出制件精度高、平整。但是，模具結構復雜，制造難度大，成本較高；而且操作不安全，需要采取安全措施。若采用方案四，采用工序集中原則，生產率要比復合模高，可保證零件的尺寸精度和孔的定位精度。而且可以減少模具和設備的數量，容易實現自動化，操作比較安全。 模具的結構形式由于工件尺寸精度要求不高，形狀不大，而且是大批量生產這個特點。為了保證孔的精度及沖模的生產率。通過以上四種方案的比較后，采用方案四。根據方案四來決定采用導正釘進行定位，剛性卸料裝置，自然漏料方式的連續(xù)沖裁模具的結構形式。 工序及排樣圖設計 排樣設計排樣設計是指沖壓件在條料或板料上的布置方法。合理的排樣和選擇適當的搭邊是降低成本和保證制件質量和模具壽命的有效措施。本次設計零件的外輪廓尺寸為5830，為保證制件精度，提高材料的利用率，盡量減少廢料，模具可采用直排有廢料的排樣方法，： 排樣圖(1) 確定搭邊值 查表（《沖壓工藝與模具設計》），取搭邊值：工件間a1=2mm；側向搭邊值a=。(2) 確定條料的步距 步距：S=15+15+2=32mm 寬度：B=58+2=61mm(3) 條料的排樣圖 根據以上資料畫出排樣圖，： 圖 排樣圖 材料的利用率 排樣的目的是為了在保證制件質量的前提下，合理利用原材料，衡量排樣經濟性，衡量排樣經濟性，合理性的指標是材料的利用率，一個進距內材料的利用率的計算公式為： （） 式中： A—沖裁件面積S—條料寬度B—步距故： 材料的利用率= % 本章小結本章主要介紹了沖裁工藝方案的確定和排樣。對于一個沖件，可以有多種工藝方案。必須對這些方案進行比較，選取在滿足沖裁件質量與生產率的要求下，模具制造成本較低、模具壽命較長、操作方便、安全性高的工藝方案。合理的排樣是提高材料利用率、降低成本，保證沖件質量及模具壽命的有效措施。利用率：4 級進模（沖孔落料級進模）分析計算 沖裁力的計算沖裁力是選擇壓力機的主要依據，也是設計模具的必須的數據。在沖裁的過程中，沖裁力的大小是不斷變化的，沖裁力是指板料作用在凸模上的最大抗力。對于普通平刃刀口的沖裁，其沖裁力F可按如下公式計算： （）式中： F—沖裁力，N；L—沖裁件的周長， mm；t—材料厚度， mm；—材料抗剪強度，MPa；—系數（與材料性能，厚度偏差，模具的間隙波動有關，）由于在通常情況下，故為了計算上的方便，公式可簡化為： （）對本工件，σb=380MPa，t=2mm由圖知： L1=582＋142＋π16＝ L2=4π=所以：落料力F1=2380 = 沖孔力F2=42380= 卸料力，推件力和頂件力的計算由于沖裁時材料的彈性變形和摩擦，在一般沖裁條件下，沖裁后材料將發(fā)生彈性恢復，使落料件或沖孔廢料梗塞在凹模中，而板料則緊卡在凸模上，為使沖裁工作繼續(xù)進行，必須將卡在凸模上的板料卸下，將卡在凹模中的工件或廢料向上或向下推出。將緊卡在凸模上的料卸下所需要的力稱為卸料力；將卡在凹模中的料推出所需要的力稱為推件力；將卡在凹模中的料逆著沖裁方向頂出所需的力稱為頂件力[17]。由經驗公式可得以上推件力，卸料力和頂件力的計算公式