【文章內(nèi)容簡介】 成本較低、設(shè) 計制造周期短、精度適中等特點。從模具的概念設(shè)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)，進一步深入發(fā)展的方向。RPM 技術(shù)還可以解決石墨電極壓力振動(研磨) 成形法中母模(電極研具) 制造困難問題，使該法獲得新生。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。 （10）高速銑削加工將得到更廣泛的應用 國外近年來發(fā)展的高速銑削加工 ，主軸轉(zhuǎn)速可達到 40000～100000r/min,快速進給速 度可達到 30～40m/min，換刀時間可提高到 1～3S 。這樣就大幅度提高了加工效率，如在加工壓鑄模時，可提高 7～8 倍，并可獲得 Ra≤10um 的加工表面粗糙度。形狀精度可達10um。 另外，還可加工硬度達 60HRC 的模塊，形成了對電火花成形加工的挑戰(zhàn)。因此，高速銑削加工技術(shù)的發(fā)展，促進了模具加工的發(fā)展，特別是對汽車、家電行業(yè)中大型腔模具制造方面注入了新的活力。 （11）模具高速掃描及數(shù)字化系統(tǒng)將發(fā)揮更大的作用 英國雷尼紹公司的模具掃描系統(tǒng)，已在我國 200 多家模具廠點得到應用，取得良好效 果。該系統(tǒng)提供了從模型或?qū)嵨飹呙璧郊庸こ銎谕牡哪Ｐ退璧闹T多功能，大大縮短的研 制制造周期。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 掃描測頭實現(xiàn)快速數(shù)據(jù)采集，控制核心是雷尼紹TRACECUT 軟件，可自動 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)。用于模具制造業(yè)的“逆向工 程” 。該公司又推出了 CYCLON 高速掃描機，這是一臺獨立工作的專門用來掃描的設(shè)備，不占用加工機床的工作時間。其掃描速度最高可達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，定時探針接觸力小，因此可以用非常細的探針，用來掃描細小的模具和細微的特征表面，擴大模具生產(chǎn)的品種范圍。由于模具掃描系統(tǒng)已在汽車、摩托車、定電等行業(yè)得到成功應用，相信在“十五”期間將發(fā)揮更大作用。 （12）模具研磨拋光將向自動化、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。模具表面的質(zhì)量對模具遼寧工程技術(shù)大學畢業(yè)設(shè)計（論文）7使用壽命、制件外觀質(zhì)量等方面均有較大的影響，我國目前仍以手工研磨拋光為主，不僅效率 低(約占整個模具制造周期的 1/3)，且工人勞動強度大，質(zhì)量不穩(wěn)定，制約了我國模具加工 向更高層次發(fā)展。因此，研究拋光的自動化、智能化是重要的發(fā)展趨勢。日本已研制了數(shù)控研磨機，可實現(xiàn)三維曲面模具研磨拋光的自動化、智能化是重要的發(fā)展趨勢。日本已研制了數(shù)控研磨機，可實現(xiàn)三給曲面模具研磨拋光的自動化。另外，由于模具型腔形狀復雜，任何一種研磨拋光方法都有一定局限性。應注意發(fā)展特種研磨與拋光、如擠壓衍磨、電化學拋光、 超聲拋光以及復合拋光工藝與裝備，以提高模具表面質(zhì)量。 本課題的來源及主要任務本課題主要任務就是設(shè)計一落料拉深復合模和沖孔模，繪制出模具裝配圖和大部分零件圖，熟悉復合模設(shè)計步驟，并與課程設(shè)計過的彎曲模和級進模作個比較，了解復合模的結(jié)構(gòu)特點。本課題任務主要有兩個特點：(1) 涉及沖壓模具方面的知識；(2) 涉及機械制造方面的知識。從上述任務特點可以知道，本課題知識的綜合性較強，涉及的知識面較廣。冷沖壓:是在常溫下利用沖模在壓力機上對材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或變形，從而獲得一定形狀、尺寸和性能的零件的加工方法。沖壓可分為五個基本工序：沖裁、彎曲、拉深、成形和立體壓制。沖壓模具:在冷沖壓加工中，將材料（金屬或非金屬）加工成零件（或半成品）的一種特殊工藝裝備，稱為冷沖壓模具（俗稱冷沖模） 。沖壓模按照工序組合分為三類：單工序模、復合模和級進模。復合模與單工序模相比減少了沖壓工藝，其結(jié)構(gòu)緊湊，面積較??；沖出的制件精度高，工件表面較平直，特別是孔與制件的外形同步精度容易保證；適于沖薄料，可充分利用短料和邊角余料；適合大批量生產(chǎn)，生產(chǎn)率高，所以得到廣泛應用，但模具結(jié)構(gòu)復雜，制造困難。沖壓模具是沖壓生產(chǎn)必不可少的工藝裝備，是技術(shù)密集型產(chǎn)品。沖壓件的質(zhì)量、生高飛翔：鎖片沖壓模具設(shè)計8產(chǎn)效率以及生產(chǎn)成本等，與模具設(shè)計和制造有直接關(guān)系。模具設(shè)計與制造技術(shù)水平的高低，是衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標志之一。 沖壓加工作為一個行業(yè)，在國民經(jīng)濟的加工工業(yè)中占有重要的地位。近年來，沖壓成型工藝有了很多新的進展，特別是精密沖裁、精密成形、精密剪切、復合材料成形、超塑性成形、軟模成形以及電磁成形等新工藝日新月異，沖壓件的成形精度日趨精確，生產(chǎn)率有了極大的提高，正把沖壓加工提高到高品質(zhì)、新的發(fā)展水平。由于引入了計算機輔助工程（CAE）沖壓成形已從原來對應力應變進行有限元分析而逐步發(fā)展到采用計算機進行工藝過程的模擬與分析，以實現(xiàn)沖壓過程的優(yōu)化分析設(shè)計。計算機在模具領(lǐng)域，包括設(shè)計、制造、管理等領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用。遼寧工程技術(shù)大學畢業(yè)設(shè)計（論文）92 沖裁件的工藝分析本次設(shè)計沖壓工件為鎖片，鎖片。 材料 45 鋼，批量 :年產(chǎn) 200 萬件圖 21 工件圖 Working Drawing 工件材料45 指的是含碳量碳(C)%； 特性：強度硬度、塑性、韌性等綜合性能好，易于深沖、拉延、彎曲和焊接。 用途：鋼板用作深沖壓和深拉延的容器，如搪瓷制品、儀表板、汽車駕駛室蓋板等。 圓鋼用作心部強度要求 不高的滲碳或氰化零件?；瘜W成分：含碳(C)量是 ～%,Si 含量為 ～%,Mn 含量 ~%,Cr含量≤%,Ni 含量≤%， Cu 含量≤%。物理性能： 密度 ,彈性模量 210GPa,泊松比 。 力學性能：正火：850 淬火：840 回火：600 抗拉強度：不小于 600Mpa 屈服強度：不小于 355Mpa 伸長率：16% 收縮率：40% 沖擊功：39J 鋼材交貨狀態(tài)硬度：不大于 高飛翔：鎖片沖壓模具設(shè)計10未熱處理：229HBS 退火鋼：197HBS 工件結(jié)構(gòu)形此工件材料采用 45 鋼，生產(chǎn)批量為大批量生產(chǎn)，需要用模具進行生產(chǎn)。由于該零件為空間立體結(jié)構(gòu)，因而模具包含有沖孔、落料、彎曲工序。對于孔，由于孔徑于大料厚，不屬于深孔沖裁，因此在模具設(shè)計時不必對沖孔凸模采取適當保護措施加以保護，也不必對凸模進行強度校驗。從材質(zhì)上看，沖裁材料為 45 鋼，高延伸性、高延伸率、塑性及流動性好的軟材料，有利于成型，總體來說，強度硬度不高，塑性韌性很好。 工件尺寸精度根據(jù)零件圖上所注尺寸，工件要求不高，尺寸精度要求較低，采用 IT12 級精度，普通沖裁完全可以滿足要求。根據(jù)以上分析：該零件沖裁工藝性較好，綜合評比適宜沖裁加工。 工件展開長度計算 中性層的確定:由于中性層的長度在彎曲變形前后不變，其長度就是彎曲件坯料展開尺寸的長度。而欲求中性層長度就必須找到其位置，用曲率半徑 表示。中性層位置與板料厚度 t、彎o?曲半徑 r、變薄系數(shù) 等因素有關(guān)，在實際生產(chǎn)中為了使用方便，通常采用下面的經(jīng)驗公?式來確定中性層的位置： xtro???式中： ——中性層半徑；r ——彎曲件內(nèi)彎半徑；o?x 為中性層位移系數(shù)，其值件下表 1:r/t 1 x r/t 2 3 4 5 6 7 ≥8x 彎曲件彎曲內(nèi)徑計算：彎曲件圓角半徑不能過大或過小，過小時彎曲容易產(chǎn)生裂紋，遼寧工程技術(shù)大學畢業(yè)設(shè)計（論文）11過大受到彈復影響，彎曲精度不易保證，==2㎜ ,在此取圓角半徑為 r=3mm，板料厚度t=，查表 1 得 x=，則中性層半徑為： 毛坯展開尺寸的計算由于圓角半徑 r，所以毛坯展開長度等于彎曲件直線部分長度與彎曲部分中性層展開長度的總和。彎曲件有 1 段直線部分和 2 段彎曲部分，因此代入數(shù)據(jù)得：L=2 (10++)=≈45mm?所以工件展開長度 L 取整數(shù)，L=45mm, 寬度 B=39mm。畫出工件展開圖如圖 ：圖 22 工件展開圖 The blanking drawing高飛翔：鎖片沖壓模具設(shè)計123 沖裁工藝方案的確定因該工件屬大批量生產(chǎn)，根據(jù)零件的生產(chǎn)批量，尺寸精度和材料種類與厚度，選擇模具的導向方式與精度，定距方式及卸料方式等，現(xiàn)有如下兩種模具結(jié)構(gòu)方案： 方案一：采用復合模結(jié)構(gòu)。即：在壓力機滑塊一次行程中、在模具同一工位同時完成沖孔和拉深。復合模有如下特點：沖裁出來的產(chǎn)品精度高，不受送料誤差的影響，內(nèi)外形相對位置一致性好。沖件表面較為平整。適宜沖薄料，也適宜沖脆性或軟質(zhì)材料。沖模面積較少。方案二：采用級進模結(jié)構(gòu)。即：在壓力機滑塊的一次行程、在模具不同工位分別進行工件的內(nèi)形和外形沖裁，而在最后工位才制成工件。級進模有如下特點： 材料利用率較高。 凸模形狀簡單，提高模具使用壽命。 工作效率比較高。方案三：先沖孔，再落料，后彎曲。單工序模生產(chǎn)。該工件材料為 45 鋼，厚度為 2mm。大批量生產(chǎn)，精度要求不高，IT12 級即可，對比以上三種方案決定采用級進模結(jié)構(gòu)。通過到工廠的調(diào)研，了解到其工件包括下料、落料、沖孔、彎曲幾個工序。經(jīng)過研究可設(shè)計一套級進模具進行加工。遼寧工程技術(shù)大學畢業(yè)設(shè)計（論文）134 模具結(jié)構(gòu)形式的確定級進模是指在條料的送料方向上，具有兩個以上的工位，并在壓力機的一次行程中，在不同的工位上同時完成兩道或兩道以上的沖壓工序的沖模。級進模的定距方式有兩種：擋料銷定距和側(cè)刃定距。本模具采用側(cè)刃定距。側(cè)刃代替了擋料銷控制條料送進距離（步距） ，側(cè)刃是特殊功用的凸模，其作用是在壓力機每次沖壓行程中，沿條料邊緣切下一塊長度等于送料近距的料邊。在條料送進過程中，切下的缺口向前送進被側(cè)刃擋塊擋住，送進的距離即等于步距。高飛翔：鎖片沖壓模具設(shè)計145 模具總體設(shè)計 模具類型的選擇由沖壓工藝分析可知，采用級進模方式?jīng)_壓，所以模具類型為級進模。 操作方式零件的生產(chǎn)批量為大批量，但合理安排生產(chǎn)可用手動送料方式，既能滿足生產(chǎn)要求，又可以降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟效益。 卸料、出件方式 卸料方式剛性卸料與彈性卸料的比較：剛性卸料是采用固定卸料板結(jié)構(gòu)。常用于較硬、較厚且精度要求不高的工件沖裁后卸料。當卸料板只起卸料作用時與凸模的間隙隨材料厚度的增加而增大，單邊間隙?。ā﹖。當固定卸料板還要起到對凸模的導向作用時卸料板與 凸模的配合間隙應該小于沖裁間隙。此時要求凸模卸料時不能完全脫離卸料板。主要用于卸料力較大、材料厚度大于 2mm 且模具結(jié)構(gòu)為倒裝的場合。彈壓卸料板具有卸料和壓料的雙重作用，主要用于料厚小于或等于 2mm 的板料由于有壓料作用，沖件比較平整。卸料板與凸模之間的單邊間隙選擇（～）t,若彈壓卸料板還要起對凸模導向作用時，二者的配合間隙應小于沖裁間隙。常用作落料模、沖孔模、正裝復合模的卸料裝置。