【文章內(nèi)容簡介】 0 等。在模具表面處理方面，其主要趨勢是：由滲入單 一元素向多元素共滲、復(fù)合滲 (如 TD 法 )發(fā)展；由一般擴散向 CVD、 PVD、 PCVD、離子滲入、離子注入等方向發(fā)展；可采用的鍍膜有：TiC、 TiN、 TiCN、 TiAlN、 CrN、 Cr7C W2C 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，目前對激光強化、輝光離子氮化技術(shù)及電鍍 (刷鍍 )防腐強化等技術(shù)也日益受到重視。 進入 21 世紀，在經(jīng)濟全球化的新形勢下，隨著資本、技術(shù)和勞動力市場的重新整合，我國裝備制造業(yè)在加入 WTO以后，將成為世界裝備制造業(yè)的基地。而在現(xiàn)代制造業(yè)中，無論哪一行業(yè)的工程裝備，都越來越多 地采用由模具工業(yè)提供的產(chǎn)品。為了適應(yīng)用戶對模具制造的高精度、短交貨期、低成本的迫切要求，模具工業(yè)正廣泛應(yīng)用現(xiàn)代先進制造技術(shù)來加速模具工業(yè)的技術(shù)進步，滿足各行各業(yè)對模具這一基礎(chǔ)工藝裝備的迫切需求。 一．技術(shù)落后、經(jīng)濟效益低。 主要原因： ①沖壓基礎(chǔ)理論與成形工藝落后； ②模具標(biāo)準化程度低； ③模具設(shè)計方法和手段、模具制造工藝及設(shè)備落后； ④模具專業(yè)化水平低。 所以，結(jié)果導(dǎo)致我國模具在壽命、效率、加工精度、生產(chǎn)周期等方面與先進工業(yè)發(fā)達國家的模具相比差距相當(dāng)大。 產(chǎn)品 市場變化：多品種、少批量，更新?lián)Q代速度快 技術(shù)發(fā)展：計算機技術(shù)、制造新技術(shù) 1) 沖壓模具設(shè)計與制造技術(shù)正由手工設(shè)計、依靠人工經(jīng)驗和常規(guī)機械加工技術(shù)向以計算機輔助設(shè)計（ CAD）、數(shù)控切削加工、數(shù)控電加工為核心的計算機輔助設(shè)計與制造（ CAD/CAM）技術(shù)轉(zhuǎn)變。 2) 滿足產(chǎn)品開發(fā)在 T(Time)、 Q(Quality)、 C(Cost)、 S(Service)、 E(Environment)的要求 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 9 (1)沖壓成形理論及沖壓工藝 加強理論研究，開展 CAE 技術(shù)應(yīng)用。 開發(fā)和應(yīng)用沖壓新工藝。 (2)模具先進制造工藝及設(shè)備 1) 數(shù)控化、高 速化、復(fù)合化加工技術(shù) 2) 先進特種加工技術(shù) 3) 精密磨削、微細加工技術(shù) 4) 先進工藝裝備技術(shù) 5) 數(shù)控測量 6) 效率和質(zhì)量是制造業(yè)的永恒主題 (3)模具新材料及熱、表處理 提高使用性能 ,改善加工性能 ，提高壽命。 (4)模具 CAD/CAM 技術(shù) 二、三維相結(jié)合的數(shù)字化設(shè)計技術(shù)與數(shù)字化制造技術(shù)。 模具行業(yè)是最早應(yīng)用 CAD/CAM 技術(shù)的行業(yè)之一。 (5)快速經(jīng)濟制模技術(shù) 加快模具的制造速度，降低模具生產(chǎn)成本。適應(yīng)小批 量試制 (6)先進生產(chǎn)管理模式 并行工程思想、標(biāo)準化、專業(yè)化生產(chǎn) 模具工業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)工業(yè)，是高技術(shù)行業(yè)。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(biāo)志之一。 模具在日本被譽為 “ 進入富裕社會的原動力 ” 、在德國被稱為 “ 金屬加工業(yè)中的帝王 ” 。 模具設(shè)計與制造專業(yè)人才 是制造業(yè)緊缺人才。 我國模具工業(yè)發(fā)展十分迅速， 1996~2020 年間，模具產(chǎn)值年平均增速在 14%左右。 由上可見，模具技術(shù)是先進制造技術(shù)的重要代表，模具工業(yè)是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一個重要組成部分，模具工業(yè)又是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要領(lǐng)域。 尺寸精度 零件圖上形狀尺寸均屬于 IT14 級精度，沖壓加工可以實現(xiàn)?？仔木嗟墓顬?77。 ，屬于 IT11級精度，可以通過模具結(jié)構(gòu)的正確設(shè)計來實現(xiàn)。 Φ ?南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 10 孔公差為 屬于 IT12 級精度，因此，零件的精度要求能夠滿足在沖裁加工中的到保證。 工藝方案 和理的沖裁工藝方案應(yīng)當(dāng)滿足生產(chǎn)批量，制造精度要求，模具壽命要求，操作方便且安裝方便等要求。該零件包括落料，沖孔兩個基本工序，采用復(fù)合沖裁方法最為理想，由工件尺寸可知，凸凹模壁厚大于最小壁厚，符號要求。所謂復(fù)合模生產(chǎn)，是同一副模具完成兩道不同的工序，大大減少了模具規(guī)模，降低了模具成本，提高生產(chǎn)效率，也能提高壓力機等設(shè) 備的使用效率；操作簡單，方便，適合大批量生產(chǎn)；能可靠保證孔心距尺寸精度。 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 11 2 中頁板沖零件沖壓工藝于模具設(shè)計 零件分析 圖 1 所示是某汽車上中頁板零件，在通風(fēng)蓋板上起鉸鏈作用材料為 08 鋼 ，料厚l mm,是一典型的鉸鏈卷圓成形零件。該零件卷圓尼寸為 ，長 ， 所有尺寸均無公差要求，故其公差按 IT14 級處理。零件材料 屬于軟剛，沖壓性能較好，適合沖裁、彎曲等，工件結(jié)構(gòu)較簡單，普通的沖裁 .彎曲完全能夠滿足要求。 圖 1 中頁板 材料分析 材料名稱：優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 牌號： 08 標(biāo)準： GB/T 6991988 ● 特性及適用范圍： 為極軟的碳素鋼，強度、硬度很低，而韌性和塑性極高，具有良好的深沖、拉延、彎曲和鐓粗等冷加工性能、焊接性能。但存在時效敏感性，淬硬性及淬透性極低。大多軋制成高精度的薄板或冷軋鋼帶用以制造易加工成形，強度低的深沖壓或深拉延的覆蓋零件和焊接構(gòu)件。 ● 化學(xué)成份： 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 12 碳 C ： ～ 硅 Si： ～ 錳 Mn： ～ 硫 S ： ≤ 磷 P ： ≤ 鉻 Cr： ≤ 鎳 Ni： ≤ 銅 Cu： ≤ ● 力學(xué)性能： 抗拉強度 σb (MPa) ： 275～ 410 屈服強度 σs (MPa) ： 196 抗剪強度： 216～ 304Mpa 伸長率 δ5 ( ％ )： ≥33 斷面收縮率 ψ ( ％ )： ≥60 硬度 ：未熱處理 ,≤131HB 定工藝方案 沖壓工藝的初步選擇 鉸鏈卷圓成形工藝分析對于此類鉸鏈卷圓成形零件，其卷圓成形工藝主要有 以下幾種： ( 1 )按卷圓過程中是否采用芯棒可分為有芯棒卷圓和無芯棒卷圓兩種。有芯棒卷圓適用于 r／ t≥ 4或?qū)韴A有較嚴格要求的場合，其卷圓質(zhì)量好，但操作麻煩。 ( 2 )按卷圓過程中卷圓凹模動作的方向不同可分為豎推卷圓成形和橫推卷圓成形，如圖 2所示。豎推卷圓成形模具結(jié)構(gòu)簡單，但零件直邊部分易變型，影響零件質(zhì)量。另外直邊部分的長度將直接影響模具的閉合高度和定位可靠性。而橫推卷圓成形一般需由斜 楔、滑塊機構(gòu)將沖床滑塊的豎直運動轉(zhuǎn)化為模具滑塊的橫向運動，完成橫推卷圓成形。其模具結(jié)構(gòu)略顯復(fù)雜，但零件定位穩(wěn)定可靠，壓料方便，故零件的質(zhì)量較好。 ( 3 ) 鉸鏈卷圓成形工藝中， 由于卷圓過程中頭部較難成形，故一般均安排有一道預(yù)彎工序。按預(yù)彎成形的結(jié)構(gòu)不同可分為一處預(yù)彎和兩處預(yù)彎 ( 圖 3 所示 ) 加卷圓成形。圖 3a 為一處預(yù)彎成形，其卷圓動作可采用橫推或豎推卷圓成形，而圖 3 b 是兩處預(yù)彎成形，其卷圓動作一般以豎推為宜 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 13 該零件成形的典型工藝為：落料一預(yù)彎一卷圓。零件形狀簡單，沒有懸臂，沒有轉(zhuǎn)角，不需要 沖孔。零件第一道工序在剪床下料中完成，由于零件的尺寸較小，下料時操作尤其不便，而且還影響卷圓的質(zhì)量。經(jīng)考慮決定，工藝方案改為：下條料 —沖裁預(yù)彎 — 卷圓成型。 各道工序工藝尺寸的確定 下料分析 因為落料的下的是條料，所以這理不做詳細的尺寸分析。對于條料寬度尺寸要求是寬為 。 沖裁預(yù)彎分析 材料預(yù)彎前的零件的毛坯尺寸 ? ? ? ?340 ~ 35021 1 2 ~ 0180 180L l r x m m m m? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ??? 上式中的 x 可查《模具設(shè)計手冊》可得 ，可知零件展開的長度范圍為～ ，當(dāng)超過或小于這個范圍將會 影響零件卷圓的質(zhì)量。零件預(yù)彎后的形狀如圖所示，圖中的 L為滑塊推進的長度 3 x (π179。 )／ 4=。 選取板料尺寸規(guī)格為 1500179。 1000179。 1（ mm），經(jīng)理論優(yōu)化得出當(dāng) L 截取的長度南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 14 為 時，一塊板料可以做出零件為 1000 個。 板料的利用率為 1 6 0 0 0 1 .3 1 3 8 6 4 .5jP P N? ? ? 壓力機的初步選定 下料不做分析 校正彎曲時的彎曲力計算 查書《沖壓模具設(shè)計手冊》得 q=40～ 60 MPa 取 q=60 MPa A≤ 179。 =（彎曲件被校正 部分的投影面積） F 60 10 8. 63 65 17 .8qA N? ? ? ?校 沖裁壓力計算 P =KL t = 39 .5 1 30 4 =15 61 N? ? ? ? 其中 P—— 沖裁壓力（ N） L—— 沖裁周邊長度（ mm） t—— 材料厚度（ mm） Mpa? — — 材 料 抗 剪 強 度 （ ） K—— 一般取 因此選用的壓力機為 J2316 卷圓成型壓力機的選定 根據(jù)墓《模具設(shè)計手冊》彎曲力的計算為 2 2 t 1 410P = 388 1P NB m mmmMp ammK .3b Nrt??? ? ? ?????b其 中 材 料 在 沖 壓 行 程 結(jié) 束 時 的 自 由 彎 曲 力 （ ） 彎 曲 件 的 寬 度 （ ） t 彎 曲 件 的 料 厚 （ ） 材 料 的 抗 拉 強 度 （ ） r 彎 曲 件 的 內(nèi) 彎 曲 半 徑 （ ） 安 全 系 數(shù) 一 般 取 1 校正彎曲力 查書《沖壓模具設(shè)計手冊》得 q=40～ 60 MPa 取 q=60 MPa 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 15 60 106 65 NF m mq