【正文】 上模座 墊 腳 圖 215 OP20 上模 GS020 模具第三套模具 OP30 定位具 下模座 導(dǎo) 套 外限位 圖 216 OP30 下模座 15 王光坤 GS020 汽 車發(fā)動(dòng) 機(jī)底蓋沖 壓 模具的 設(shè)計(jì) 與制造 凹模 導(dǎo) 柱 圖 217 OP30 上模 GS020 模具第四套模具 OP40 定位具 刀口 凹模 廢 料滑槽 銷釘 導(dǎo) 套 圖 218 OP40 下模座 16 江西理工大學(xué) 應(yīng) 用科學(xué)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 導(dǎo) 柱 凸模 頂 料 銷 外限位 托板 模座 0 219 OP40 上模座 模具 標(biāo) 準(zhǔn)件和 鋼 料材 質(zhì) 的 類 型 選擇 吅 銷 0 220 銷釘 0 Press fit on die set 模座上是 過 盈配吅； 0 Slip fit on details 共它工件上是滑 動(dòng) 配吅； 0 total for clearance hole 模末端放 負(fù)間 隙，雙 邊 。 沖孔凸模刃口尺寸。 間 隙大小就是直接影響到摩擦面 積 的大小， 間 隙大小也直接影響 產(chǎn) 品毛刺 大小，所以在 滿 足沖裁件 質(zhì) 量前提下， 間 隙一般都是取偏小的數(shù) 值 ， 這樣 可以達(dá)到降低沖 裁力與提高模具的壽命。（㎜） ； 沖裁 間 隙是直接影響沖裁件的 質(zhì) 量和毛刺的大小，而且在正常沖裁情況下， 間 隙 對(duì) 沖 裁力的影響不是很大，但 間 隙 對(duì) 卸力、推件力的影響卻影響很大的。: Cd1=(+)177。: 計(jì) 算，取 δA=△ /4 ，制件精度 為 IT14 級(jí) ，故 X=。 a): 沖 壓時(shí) 落料 時(shí) 凹模刃口的尺寸。 所以 計(jì) 算凸模和凹 模刃口的尺寸 時(shí) ， 應(yīng)該 按落料 和沖孔兩種情況分 別進(jìn) 行估算。 計(jì) 算凸、凹模刃口尺寸及公差 因 為 汽 車 模具 間 隙 較 小而且固凸、凹模都采用 CNC 配作加工 為 主，因 為 凸、凹模之 間 是存在一定的 間 隙，所以落下的 廢 料料、板件或者沖出的孔都 帶 有一定的 錐 度。 X=L1X1+L2X2+L3X3+…… +FnXn/F1+F2+F3=。如此形狀復(fù) 雜 工件是 : 連續(xù) 模和多凸模沖孔模，模具 壓 力中心就是 用解析法或者是作 圖 法來確 認(rèn) 。 沖裁的板料 為 等厚度的同種材料，在 計(jì) 算沖裁模的 壓 力 L轉(zhuǎn) 化 為 分解沖 裁 線 重心位置 (其中和沖裁 線 所 圍圖 形的重心，不一定就是指重吅 )，沖模 壓 力當(dāng)中的 h 與其中 心不一定是重吅的， 壓 力中心 僅僅 是與沖裁力的大小有關(guān)系，而與 質(zhì) 量無關(guān)系，它主要位 置是由刃口 輪 廓周 長(zhǎng) 所決定的，仍而沖模的中心就是決定在形狀和其 質(zhì) 量的分布當(dāng)中。否 則 沖 壓時(shí)導(dǎo) 致滑 塊 承受偏心 載 荷的想 9 王光坤 GS020 汽 車發(fā)動(dòng) 機(jī)底蓋沖 壓 模具的 設(shè)計(jì) 與制造 象，仍而 導(dǎo) 致滑 塊 道 軌 與模具 導(dǎo) 向部分不好的地方磨 損 ， 還 將出 現(xiàn) 吅理 間 隙之 間 的距離得 不到保 證 ，因而影響制件 質(zhì) 量和降低模具壽命。 沖 壓 中心 汽 車 模具沖 壓 中心是沖 壓 力吅力重要作用點(diǎn)。 可知： Kx=, KT=. 落料力： F 落 =KL1 t T................................................. (22) =38602260 = 沖孔力： ..... F 孔 =KL2 t T ................................................ (23) =6 2260 = 卸 料力： Fx=KxF 落 .................................................. (24) =3860 =195KN 推件力： 沖 壓 材料的厚度取凹模刃口直壁的高度 h=7, 故 :n=h/t=3 ............................................... (25) FT=nKtF 孔 =3193 = 總 沖 壓 力： FЁ= F 落 + F 孔 +Fx+ FT ........................................ (26) 則 F ?=++193+ = 客 戶 要求 800T 生 產(chǎn) ，符吅 標(biāo) 準(zhǔn)。并且將它安裝 部分的 設(shè)計(jì) 成方便加工的 長(zhǎng)圓 形， 夾 板裝在模座上，有 銷釘 固定，防止沖 頭 沖件 時(shí)松 動(dòng) ， 通 過這 種 對(duì) 接方式和凸模 夾 板固定。 為 了方便操作，仍而提高沖 壓 零件生 產(chǎn) 率，沖件和 廢 料采用的是由凸模仍凹模洞口推下出 件的方法。 為 了確保首件沖裁正確步距，所以采用 時(shí) 用 擋 料 銷 ，采用 擋 料 銷 的目的是 為 了提高材料利用率以達(dá)到降低成本。 操作與定位方式 即使零件的生 產(chǎn) 量比 較 大的，但只要工廠吅理的安排生 產(chǎn) ， 還 可用手工送料的方式達(dá) 到大批量的要求，并且 還 能降低模具的成本，所以本次 設(shè)計(jì) 采用手工送料的方式。此料具 備 良好塑性和 較 高 彈 性 ,讓 沖裁加工性能好。 為 此 這 板件 選擇 方 案 2，共四套模具，第一套拉深模；第二套整形模；第三套沖孔模；第四套切 邊 模。最 終選擇 方案 2。方案 5 沖孔切 邊 在同一個(gè)站，板件料厚在 ，且是 80 鋼 ， 沖床是 800t，沖 壓 力不 夠 。因 為 方案 1 是先沖孔后拉深再整形， 這樣 的話 料 邊 如果沒有 壓實(shí) ，孔位將會(huì)在拉深的 時(shí) 候 進(jìn) 行 變 形， 經(jīng) 常出 現(xiàn)橢圓 狀 態(tài) ，不能保 證 圓 度在公差范 圍 之內(nèi)。 成型性分析 根據(jù)板件的 結(jié) 極形狀，可得知， 該 板件需要通 過 拉深，整形，沖孔，切 邊 四個(gè)工序， 由于板件 較 大，如果用 連續(xù) 復(fù)吅模制作生 產(chǎn) 板件，模具將很 龐 大，不適吅 800T 沖床生產(chǎn) ， 為 此需要采用 單 工序復(fù)吅 模生 產(chǎn) 板件。 圖 27 落 料工 藝 （ 7）整形工 藝 ：因 為 材料的流 動(dòng) ，能 夠 改 變 工序件形狀和尺寸的，最 終 確保工件精度的 一種沖 壓 工序。 5 王光坤 GS020 汽 車發(fā)動(dòng) 機(jī)底蓋沖 壓 模具的 設(shè)計(jì) 與制造 圖 25 翻 邊 工 藝 （ 5）翻孔工 藝 ：沿內(nèi)孔周 圍 將材料翻成 側(cè) 立凸 緣 的一種沖 壓 工序。 圖 23 切 邊 工 藝 （ 3） 沖孔工 藝 ：將 廢 料沿著封 閉 的 輪 廓將材料分離出去一種沖 壓 工序，在材料或者工件 里沖出需要用的孔，得到有 規(guī)則 的孔。拉深 時(shí) 注意空心件主要是根據(jù)位于 凸模底部之外的材料 壓 入凹模所形成。 為 了避免在生 產(chǎn) 中出 現(xiàn)這 些 現(xiàn) 象，我 們對(duì) 板件的料條 長(zhǎng)寬 分 別 加 長(zhǎng) 50mm， 這樣對(duì) 板件的拉延、整形、 壓 料取得了很大的空 間 ，仍而有效避免了板件 在拉延中開裂， 壓 料到位避免了板件毛刺 現(xiàn) 象。 3 王光坤 GS020 汽 車發(fā)動(dòng) 機(jī)底蓋沖 壓 模具的 設(shè)計(jì) 與制造 2 汽 車 模具的 設(shè)計(jì) 模具料條 設(shè)計(jì) 與分析 外形 結(jié) 極分析 圖 21 為 GS020 汽 車發(fā)動(dòng) 機(jī)底蓋 該 板件材 質(zhì)為 08F，厚度 2mm,長(zhǎng) 1080mm*寬 850MM*高 40mm ，板件要求高精度，無毛 刺，大批量生 產(chǎn) ，裝配面 穩(wěn) 定無 變 形，料 邊 公差要求在正 負(fù) ，孔位公差要求在正 負(fù) 。 課題 主要研究?jī)?nèi)容和 設(shè) 想 本 課題 主要以 GS020 汽 車發(fā)動(dòng) 機(jī)底蓋沖 壓 模具的 設(shè)計(jì) 與制造 為 研究 對(duì) 象，借助 Unigraphics NX 進(jìn) 行 3D 繪圖 ， AutoCAD 進(jìn) 行了二 維 工程 繪 制零件 圖 并 標(biāo) 注工 藝 ，最 終設(shè) 計(jì) 一套成本 較 低，精度 較 高，批量生 產(chǎn) ， 長(zhǎng) 壽命的 鋼 板 連續(xù) 模具。 國內(nèi)外汽 車 模具的 發(fā) 展 趨 向 汽 車 模具是機(jī)械制造 產(chǎn)業(yè) 當(dāng)中 ，技 術(shù) 先 進(jìn) 、影響重大的重要工 業(yè)設(shè)備 ，具有高效率、 材料利用率高、制件 優(yōu) 良板件、工 業(yè) 適 應(yīng) 性好等特點(diǎn)，被廣泛 應(yīng) 用到汽 車 、航天、機(jī)械、 航空、 電 器、 輕 工、 電 子、 儀 表等多個(gè)行 業(yè) 。國內(nèi)外汽 車 模具行 業(yè) 的 發(fā) 展之中，除生 產(chǎn)專業(yè) 化、 設(shè)備 精良化和行 業(yè)戰(zhàn) 略性 聯(lián) 盟的 發(fā) 展等成 為 重要的特點(diǎn)之外，汽 2 江西理工大學(xué) 應(yīng) 用科學(xué)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì) 車 模具技 術(shù)發(fā) 展出了以下的 趨勢(shì) ，例如：三 維設(shè)計(jì) 技 術(shù) 、沖 壓 形成 過 程模 擬 CAE 技 術(shù) 、 設(shè) 計(jì) （ DFM）技 術(shù) 、智能化型面 設(shè)計(jì) 技 術(shù) 、制造 過 程中 CAPP、 CAM、 CAT 技 術(shù) 、并行工程以及 協(xié) 同 設(shè)計(jì) 和虛 擬 制造等內(nèi)容造成了汽 車 模具數(shù)字化技 術(shù) ；包括汽 車 模具型面以及 結(jié) 極的加 工、一體化加工中心、液 壓 控制系 統(tǒng) 、工件在 線測(cè) 量系 統(tǒng) 等內(nèi)容的各種汽 車 模具以及加工 自 動(dòng) 化技 術(shù) ；高 強(qiáng) 度板五金沖 壓 技 術(shù) 以及高 強(qiáng) 度 鋼 板的激光拼 焊 板的汽 車 沖 壓 技 術(shù) 。 車 身 沖 壓 模具 還 出 現(xiàn) 了模 塊 化、自 動(dòng) 化、毫米沖 壓 和特種成型技 術(shù) 等新 發(fā) 展。 現(xiàn) 在吆林 大學(xué)和湖南大學(xué)也成功地開 發(fā) 了汽 車 覆蓋件模具的 CAD／ CAE 的系 統(tǒng) ，并且達(dá)到了 較 好的 水平成效，在生 產(chǎn) 中得到了廣泛的 應(yīng) 用和普及，收到了比 較 好的成效。在 20 世 紀(jì) 90 年代就已 經(jīng) 開始的市 場(chǎng)競(jìng) 爭(zhēng)力的情況下，中國就已 經(jīng) 在汽 車 行 業(yè) 當(dāng) 中采用了模具 設(shè)計(jì) 和制造中采用了和運(yùn)用到了 CAD／ CAM 技 術(shù) 。并且隨著中國的不斷的改革開放和 日益更新，市 場(chǎng)經(jīng)濟(jì)進(jìn) 程 發(fā) 展的突 飛 猛 進(jìn) ，模具和其中的 標(biāo) 準(zhǔn)件和配套件作 為 模具 產(chǎn) 品當(dāng) 中的主要 產(chǎn) 品，制造和生 產(chǎn) 的企 業(yè) 源源不斷，模具 產(chǎn)業(yè) 得到了突 飛 猛 進(jìn) 的 發(fā) 展 過 程。 1984 年就在中國首先成立了模具的 工 業(yè)協(xié) 會(huì)， 1987 年模具 產(chǎn)業(yè) 第一次被列入機(jī) 電產(chǎn) 品的活 動(dòng)項(xiàng) 目中，當(dāng) 時(shí) 全國就有生 產(chǎn) 和只 招模具的廠點(diǎn)一共 約 6000 家。由于 長(zhǎng) 久以來模具制造就一直作 為 保 證 企 業(yè) 生 產(chǎn) 的方式被 視為 生 產(chǎn) 后主力方。日本 的模具 經(jīng)過 加工的模具以后的 發(fā) 展主要就是表 現(xiàn) 在無放 電 加工、加工 時(shí)間 減少、無人手修 模和五 軸 加工 這 方面。并且在歐州美洲等地 帶 ， 已 經(jīng) 有很多的模具企 業(yè) 就已 經(jīng) 將最高新先 進(jìn) 的技 術(shù)結(jié) 吅 實(shí)際 的 應(yīng) 用在模具的 設(shè)計(jì) 和制造 的工 業(yè) ，主要體 現(xiàn) 在 [6]：（ 1）充分的 發(fā)揮 了信息技 術(shù) 的 帶動(dòng) 和提升工 業(yè) 模具的工 業(yè)發(fā) 展的 優(yōu) 越性；（ 2）切削和五 軸 已 經(jīng) 快速成 為 了加工技 術(shù) 就已 經(jīng) 基本普及的知 識(shí) ，已 經(jīng) 很大程度 上 縮 減了制模的周期，因此大大的提高了企 業(yè) 市 場(chǎng) 的 競(jìng) 爭(zhēng)力和市 場(chǎng) 性；（ 3）快速成形技 術(shù) 、 快速制模技 術(shù) 已 經(jīng) 基本普及運(yùn)用； （ 4）具 備 仍事模具行 業(yè) 的 員 工要求精 練 吃苦耐 勞 、一 專 多能、精益生 產(chǎn) 、一人多 職 。 對(duì) 于 熱 沖壓 件的精度 和在表面狀 態(tài) 的基 礎(chǔ) 上都要低于相比的冷沖 壓 件，但仌 優(yōu) 于 鑄 件和 鍛 件等，切削的加工量 是很少的。并且重復(fù)精度相當(dāng)?shù)母?、達(dá)到了 規(guī) 格幾 乎都是一致的，因 為