【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 成本較低、設(shè) 計(jì)制造周期短、精度適中等特點(diǎn)。從模具的概念設(shè)計(jì)到制造完成僅為傳統(tǒng)加工方法所需時(shí)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(jìn)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(dòng)(研磨) 成形法中母模(電極研具) 制造困難問(wèn)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(kāi)發(fā)系統(tǒng)，具有開(kāi)發(fā)質(zhì)量高、開(kāi)發(fā)成本低及開(kāi)發(fā)周期短等優(yōu)點(diǎn)。 （10）高速銑削加工將得到更廣泛的應(yīng)用 國(guó)外近年來(lái)發(fā)展的高速銑削加工 ，主軸轉(zhuǎn)速可達(dá)到 40000～100000r/min,快速進(jìn)給速 度可達(dá)到 30～40m/min，換刀時(shí)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(shí)，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(dá)10um。 另外，還可加工硬度達(dá) 60HRC 的模塊，形成了對(duì)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(jìn)了模具加工的發(fā)展，特別是對(duì)汽車(chē)、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(guó)雷尼紹公司的模具掃描系統(tǒng)，已在我國(guó) 200 多家模具廠點(diǎn)得到應(yīng)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(cè)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)。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(jī)，這是一臺(tái)獨(dú)立工作的專(zhuān)門(mén)用來(lái)掃描的設(shè)備，不占用加工機(jī)床的工作時(shí)間。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(lái)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。由于模具掃描系統(tǒng)已在汽車(chē)、摩托車(chē)、定電等行業(yè)得到成功應(yīng)用，相信在“十五”期間將發(fā)揮更大作用。 （12）模具研磨拋光將向自動(dòng)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(duì)模具遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（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(guó)目前仍以手工研磨拋光為主，不僅效率 低(約占整個(gè)模具制造周期的 1/3)，且工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，質(zhì)量不穩(wěn)定，制約了我國(guó)模具加工 向更高層次發(fā)展。因此，研究拋光的自動(dòng)化、智能化是重要的發(fā)展趨勢(shì)。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(shì)。日本已研制了數(shù)控研磨機(jī)，可實(shí)現(xiàn)三給曲面模具研磨拋光的自動(dòng)化。另外，由于模具型腔形狀復(fù)雜，任何一種研磨拋光方法都有一定局限性。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。 本課題的來(lái)源及主要任務(wù)本課題主要任務(wù)就是設(shè)計(jì)一落料拉深復(fù)合模和沖孔模，繪制出模具裝配圖和大部分零件圖，熟悉復(fù)合模設(shè)計(jì)步驟，并與課程設(shè)計(jì)過(guò)的彎曲模和級(jí)進(jìn)模作個(gè)比較，了解復(fù)合模的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。本課題任務(wù)主要有兩個(gè)特點(diǎn)：(1) 涉及沖壓模具方面的知識(shí)；(2) 涉及機(jī)械制造方面的知識(shí)。從上述任務(wù)特點(diǎn)可以知道，本課題知識(shí)的綜合性較強(qiáng)，涉及的知識(shí)面較廣。冷沖壓:是在常溫下利用沖模在壓力機(jī)上對(duì)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(gè)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(chēng)為冷沖壓模具（俗稱(chēng)冷沖模） 。沖壓模按照工序組合分為三類(lèi)：?jiǎn)喂ば蚰！?fù)合模和級(jí)進(jìn)模。復(fù)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(yīng)用，但模具結(jié)構(gòu)復(fù)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(jì)8產(chǎn)效率以及生產(chǎn)成本等，與模具設(shè)計(jì)和制造有直接關(guān)系。模具設(shè)計(jì)與制造技術(shù)水平的高低，是衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志之一。 沖壓加工作為一個(gè)行業(yè)，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的加工工業(yè)中占有重要的地位。近年來(lái)，沖壓成型工藝有了很多新的進(jìn)展，特別是精密沖裁、精密成形、精密剪切、復(fù)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(jì)算機(jī)輔助工程（CAE）沖壓成形已從原來(lái)對(duì)應(yīng)力應(yīng)變進(jìn)行有限元分析而逐步發(fā)展到采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行工藝過(guò)程的模擬與分析，以實(shí)現(xiàn)沖壓過(guò)程的優(yōu)化分析設(shè)計(jì)。計(jì)算機(jī)在模具領(lǐng)域，包括設(shè)計(jì)、制造、管理等領(lǐng)域發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）92 沖裁件的工藝分析本次設(shè)計(jì)沖壓工件為鎖片，鎖片。 材料 45 鋼，批量 :年產(chǎn) 200 萬(wàn)件圖 21 工件圖 Working Drawing 工件材料45 指的是含碳量碳(C)%； 特性：強(qiáng)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(chē)駕駛室蓋板等。 圓鋼用作心部強(qiáng)度要求 不高的滲碳或氰化零件?；瘜W(xué)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(xué)性能：正火：850 淬火：840 回火：600 抗拉強(qiáng)度：不小于 600Mpa 屈服強(qiáng)度：不小于 355Mpa 伸長(zhǎng)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(jì)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(jìn)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(duì)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(jì)時(shí)不必對(duì)沖孔凸模采取適當(dāng)保護(hù)措施加以保護(hù)，也不必對(duì)凸模進(jìn)行強(qiáng)度校驗(yàn)。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(dòng)性好的軟材料，有利于成型，總體來(lái)說(shuō)，強(qiáng)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(jí)精度，普通沖裁完全可以滿(mǎn)足要求。根據(jù)以上分析：該零件沖裁工藝性較好，綜合評(píng)比適宜沖裁加工。 工件展開(kāi)長(zhǎng)度計(jì)算 中性層的確定:由于中性層的長(zhǎng)度在彎曲變形前后不變，其長(zhǎng)度就是彎曲件坯料展開(kāi)尺寸的長(zhǎng)度。而欲求中性層長(zhǎng)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(shí)際生產(chǎn)中為了使用方便，通常采用下面的經(jīng)驗(yàn)公?式來(lái)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(jì)算：彎曲件圓角半徑不能過(guò)大或過(guò)小，過(guò)小時(shí)彎曲容易產(chǎn)生裂紋，遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）11過(guò)大受到彈復(fù)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(kāi)尺寸的計(jì)算由于圓角半徑 r，所以毛坯展開(kāi)長(zhǎng)度等于彎曲件直線(xiàn)部分長(zhǎng)度與彎曲部分中性層展開(kāi)長(zhǎng)度的總和。彎曲件有 1 段直線(xiàn)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(kāi)長(zhǎng)度 L 取整數(shù)，L=45mm, 寬度 B=39mm。畫(huà)出工件展開(kāi)圖如圖 ：圖 22 工件展開(kāi)圖 The blanking drawing高飛翔：鎖片沖壓模具設(shè)計(jì)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(lèi)與厚度，選擇模具的導(dǎo)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(fù)合模結(jié)構(gòu)。即：在壓力機(jī)滑塊一次行程中、在模具同一工位同時(shí)完成沖孔和拉深。復(fù)合模有如下特點(diǎn)：沖裁出來(lái)的產(chǎn)品精度高，不受送料誤差的影響，內(nèi)外形相對(duì)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(jí)進(jìn)模結(jié)構(gòu)。即：在壓力機(jī)滑塊的一次行程、在模具不同工位分別進(jìn)行工件的內(nèi)形和外形沖裁，而在最后工位才制成工件。級(jí)進(jìn)模有如下特點(diǎn)： 材料利用率較高。 凸模形狀簡(jiǎn)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(jí)即可，對(duì)比以上三種方案決定采用級(jí)進(jìn)模結(jié)構(gòu)。通過(guò)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(gè)工序。經(jīng)過(guò)研究可設(shè)計(jì)一套級(jí)進(jìn)模具進(jìn)行加工。遼寧工程技術(shù)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）134 模具結(jié)構(gòu)形式的確定級(jí)進(jìn)模是指在條料的送料方向上，具有兩個(gè)以上的工位，并在壓力機(jī)的一次行程中，在不同的工位上同時(shí)完成兩道或兩道以上的沖壓工序的沖模。級(jí)進(jìn)模的定距方式有兩種：擋料銷(xiāo)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(xiāo)控制條料送進(jìn)距離（步距） ，側(cè)刃是特殊功用的凸模，其作用是在壓力機(jī)每次沖壓行程中，沿條料邊緣切下一塊長(zhǎng)度等于送料近距的料邊。在條料送進(jìn)過(guò)程中，切下的缺口向前送進(jìn)被側(cè)刃擋塊擋住，送進(jìn)的距離即等于步距。高飛翔：鎖片沖壓模具設(shè)計(jì)145 模具總體設(shè)計(jì) 模具類(lèi)型的選擇由沖壓工藝分析可知，采用級(jí)進(jìn)模方式?jīng)_壓，所以模具類(lèi)型為級(jí)進(jìn)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(dòng)送料方式，既能滿(mǎn)足生產(chǎn)要求，又可以降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)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(dāng)卸料板只起卸料作用時(shí)與凸模的間隙隨材料厚度的增加而增大，單邊間隙取（～）t。當(dāng)固定卸料板還要起到對(duì)凸模的導(dǎo)向作用時(shí)卸料板與 凸模的配合間隙應(yīng)該小于沖裁間隙。此時(shí)要求凸模卸料時(shí)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(chǎng)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(duì)凸模導(dǎo)向作用時(shí)，二者的配合間隙應(yīng)小于沖裁間隙。常用作落料模、沖孔模、正裝復(fù)合模的卸料裝置。