【文章內(nèi)容簡介】 廣模具 CAD/CAM 技術(shù)的過程中，應(yīng)抓住機(jī)遇，重點(diǎn)扶持國產(chǎn)模具軟件的開發(fā)和應(yīng)用。 加大技術(shù)培訓(xùn)和技術(shù)服務(wù)的力度。應(yīng)時(shí)一步擴(kuò)大 CAE 技術(shù)的應(yīng)用范圍。對于已普及了模具 CAD/CAM 技術(shù)的一批以家電行業(yè)代表的企業(yè)來說，應(yīng)積極做好模具 CAD/CAM 技術(shù)的深化 應(yīng)用工作，即開展企業(yè)信息化工程，可從 CAPP,PDM、 CIMS,VR，逐步深化和提高。 、快速原型制造 (RPM)技術(shù)得到更好的發(fā)展 快速原型制造 (RPM)技術(shù)是美國首先推出的。它是伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、激光成形技術(shù)和 新材料技術(shù)的發(fā)展而 產(chǎn)生的，是一種全新的制造技術(shù)，是基于新穎的離散 /堆積 (即材料累加 )成形思想，根據(jù)零件 CAD 模型、快速自動完成復(fù)雜的三維實(shí)體 (原型 )制造。 RPM 技術(shù)是集精密機(jī)械制造、計(jì)算機(jī)、 NC技術(shù)、激光成形技術(shù)和材料科學(xué)最新發(fā)展的高科技技術(shù)，被公認(rèn)為是繼 NC 技術(shù)之后的一次技術(shù)革命。 RPM 技術(shù)可直接或間接用于模具制造。首先是通過立體光固化 (SLA)疊層實(shí)體制造 (LOM) 激光選區(qū)燒結(jié) (SLS)、三維打印 (3DP)熔融沉積成形 (FDM)等不同方法得到制件原型。然后通過一些傳統(tǒng)的快速制模方法，獲得長壽命的金屬模具或非金屬的低 壽命模具。主要有精密鑄造、粉末冶金、電鑄和熔射 (熱噴涂 )等方法。這種方法制模，具有技術(shù)先進(jìn)、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。 5 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(diǎn)。 6 2 工件的工藝性分析 工藝分析 在一般情況下，影響沖壓件工藝性的因素有幾何形狀、尺寸、精度、表面粗糙度及毛刺。沖壓件工藝性對沖壓件質(zhì)量、材料利用率、生產(chǎn)率、模具制造難易、模具壽命、操作方式及設(shè)備選用等都用很大的影響 [1]。良好的沖壓件工藝性可顯著降低沖壓件的制造成本，節(jié)省材料，減少成形工序，提高產(chǎn)品壽命和產(chǎn)品質(zhì)量 . 工件如圖 21所示 ，材料為 45，厚度 1mm 圖 21 回油管夾片 對課題應(yīng)解決的主要問題 ， 該零件形狀簡單、對稱，是由圓弧和直線組成的。 零件為大批量生產(chǎn)， 通過分析工 件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)， 該工件對尺寸精度要求不是很高，大批量生產(chǎn)，可以考慮用級進(jìn)模生產(chǎn)。工位中包括沖孔工序和彎曲工序，由于孔的精度要求不高，而且孔離彎曲不會有一定的距離，所以可以采取先沖孔，后彎曲。通過綜合分析，最終的工藝方案為： 側(cè)刃 切邊、沖孔、 切槽 、彎曲 、空工位、 切斷級進(jìn)模。 7 排樣 的設(shè)計(jì)和計(jì)算 由于產(chǎn)量大，材料利用率是一項(xiàng)很重要的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，要提高材料利用率就必須減小廢料面積，條料在沖裁過程中翻動要少，使工人操作方便、安全，減輕勞動強(qiáng)度，排樣應(yīng)保證沖裁件的質(zhì)量，無論是采用有廢料或少、無廢料的排樣，根據(jù)沖裁件在 條料上的不同布置方法，排樣方法有直排、斜排、對排、多排等多種形式的排列方式，可以根據(jù)不同的沖裁件形狀加以選出用。 經(jīng)過分析 采用有廢料的直排法，比較方便、合理。 由于工件有彎曲工序，所以要先進(jìn)行毛坯的尺寸計(jì)算。 毛坯的尺寸計(jì)算 工件的彎曲部位利用彎曲件展開計(jì)算公式求出 ： 中性層半徑計(jì)算： KtR??? （ 21） 式中 ?—— 中性層半徑； R—— 彎曲內(nèi)半徑； K—— 中性層因數(shù)，查表取 [2]； t—— 材料厚度。 通過計(jì)算得出工件的兩處彎曲的中性層半徑 分別 為 1 1 0. 28 1 1. 28R K t? ? ? ? ? ? ?， 2 12 1 K t? ? ? ? ? ? ? 最終確定該毛坯的工件展開圖如圖 22 所示。 圖 22 毛坯的工件展開圖 8 確定搭邊值 搭邊起補(bǔ)償條料的剪裁誤差，送料步距誤差以及補(bǔ)償于條料與導(dǎo)料板之間有間隙所造成的送料歪斜誤差的作用。使凸，凹模刃口雙邊受力，受力平衡，合理間隙一易破壞，模具壽命與工 件斷面質(zhì)量都能提高。對于利用搭邊自動送料模具，搭邊使條料有一定的剛度，以保證條料的連續(xù)送進(jìn)。搭邊的合理數(shù)值主要決定于材料厚度、材料種類、沖裁件的大小以及沖裁件的輪廓形狀等。一般板料愈厚，材料愈軟以及沖裁件尺寸愈大，形狀愈復(fù)雜，則搭邊值也應(yīng)愈大。 由查表 [2]得 工件間 搭邊 值 a1 =3mm、 側(cè)面 a=3mm。 送料步距與條料寬度的計(jì)算 采用直排 有廢料的排樣方式 ，如圖 23 所示： 圖 23 排樣圖 計(jì)算沖壓件的毛坯面積 ，通過 AUTOCAD 的面積測量功能，得 ： A= 送料步距Ａ ： 送料步距的大小應(yīng)為條料上兩個對應(yīng)沖裁件的對應(yīng)點(diǎn)之間的距離，每次只沖一個零件的步距按式： A＝ D＋ a1 ， A＝ 19＋ 3＝ 22mm 條料寬度 B： B＝ （ 78+2 3） mm=84mm 9 材料利用率的計(jì)算 通常是以一個步距內(nèi)零件的實(shí)際面積與所用毛坯面積的百分率來表示 ， 按式 ： ?=01SS ? 100%=ABS1 ? 100% （ 22） 式中 1S —— 一個步距內(nèi)零件的實(shí)際面積 0S —— 一個步距內(nèi)所需毛坯面積 A—— 送料 步距 B—— 條料寬度 帶入數(shù)據(jù)可 得： ?=ABS ? 100%= 84mmmm mm ?? 100%=% 10 3 沖壓設(shè)備的確定 計(jì)算沖壓力 計(jì)算沖裁力的目的是為了選用合理的壓力機(jī)，設(shè)計(jì)模具以及檢驗(yàn)?zāi)＞叩膹?qiáng)度。壓力機(jī)的噸位必須大于所計(jì)算的沖裁力，以適應(yīng)沖裁工藝的需求。一般可按下公式計(jì)算： ?LtFP ? （ 31） 式中 FP沖裁力（ N）； L沖裁周邊長度（ mm）； t沖裁料厚 (mm)； τ b 抗剪強(qiáng)度（ MPa）； 沖裁力的計(jì)算 沖裁力 計(jì)算 按 上 式： ?LtF ?落 式中 ： F—— 沖裁 力（ N）； L—— 工件外輪廓周長 （ mm） ； T—— 材料厚度 （ mm）， t=1mm； τ —— 材料抗剪強(qiáng)度（ MPa）。由查表， 560MPa?? 。 根據(jù)零件圖可算輪廓長度 包含側(cè)刃切邊線的長度、沖孔線的長度、 切槽、 以及最后切斷的兩直邊的長度，總 長約 L=319mm 則 31 9 1 56 0 17 8. 6F m m m m M P a k N? ? ? ? 卸料力的計(jì)算 卸料力 ： 1F =KX ? = （ 32） 式中 1F 卸料力（ N）； F 沖裁 力（ N） ； KX 卸料系數(shù)，查《沖壓模具簡明設(shè)計(jì)手冊》表，取 K=。 11 彎曲 力 的計(jì)算 按近似壓彎力公式 F = 2 Rt?? （ 33） 式中 2F —— 自由彎曲 力（ KN）； B—— 彎曲件的寬度， B =19mm； R—— 彎曲件的 內(nèi)彎半徑 ， R =1mm 和 12mm； b? —— 材料的強(qiáng)度極限，取 700MP； K—— 安全系數(shù)， 一般 K 取 ； 兩處彎曲力分別為： 2 0 . 6 1 . 3 1 9 1 7 0 0 5 . 211F K N? ? ? ???? 23 19 1 70 0 12F KN? ? ? ???? 總沖裁力 的計(jì)算 沖裁時(shí)，壓力機(jī)的公稱壓力必須大于或等于各沖裁工藝力的總和 總F =F + 1F + 2F + 3F 式中 ： 沖裁力 F =，卸料力 1F =， 彎曲 力 2F =、 3F =，則 : 總F = 壓力機(jī) 的選擇 壓力機(jī)的選擇依總的沖裁力的 。通過查找 設(shè)計(jì)手冊選取公稱壓力為 400kn的 壓力機(jī)，壓力機(jī)型號為 J2340。 表 31 為壓力機(jī) J2340 技術(shù)參數(shù) [4]： 表 31 壓力機(jī) 型 號 J2340 公稱壓力 /kN 400 滑塊行程 /mm 65 12 最大閉合高度 /mm 330 閉合高 度調(diào)節(jié)量 /mm 65 墊板厚度 65 模柄孔 尺寸（ 直徑 mm深度 mm） Φ50 70 工作臺尺寸 前后 460 左右 700 13 4 模具工作零件 的尺寸設(shè)計(jì) 沖裁件的尺寸精度取決于凸，凹模刃口部分的尺寸。沖裁的合理間隙也要靠凸，凹模刃口部分的尺寸來實(shí)現(xiàn)的保證。正確地確定刃口部分尺寸是相當(dāng)重要的 。 沖裁間隙 沖裁間隙對沖裁工藝的影響 一 間隙對沖壓力的影響 [6] 試驗(yàn)表明，間隙對沖壓力有明顯的影響，特別是對卸料力的影響更為顯著。隨著間隙的