【正文】 ,并遠(yuǎn)離刃口。本設(shè)計(jì)中采用的角式鑲塊刃口。 4－模體； 3－修邊鑲塊。 廣西工學(xué)院鹿山學(xué)院本科畢業(yè)生設(shè)計(jì) 19 圖 46 角式修邊鑲塊 (a)鑄鐵 HT250模塊 (堆焊刃口 )。 修邊沖孔模零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 初定模具總圖如下： 1定位鍵， 2安全螺釘， 3沖頭固定板， 4沖頭， 5彈簧， 6彈簧導(dǎo)銷， 7上壓料器， 8自潤(rùn)滑導(dǎo)滑塊， 9上模座， 10自潤(rùn)滑導(dǎo)滑塊， 11下模座， 12下模鑲塊， 13凹模， 14導(dǎo)柱， 15導(dǎo)套 修邊鑲塊設(shè)計(jì) 修邊鑲塊是修邊的主要工作零件，設(shè)計(jì)時(shí)要決定修邊鑲塊的結(jié)構(gòu)形式，刃口結(jié)構(gòu)尺寸、安裝與固定等 問題。成形模則需要根據(jù)制件精度、模具間隙大小、壓力機(jī)導(dǎo)向精度等情況考慮是 非否需要模架。 模架選用 當(dāng)沖壓件的精度要求較高、生產(chǎn)批量大時(shí)，必須使用帶有模架的模具。它主要包括模座和隔板的長(zhǎng)寬尺寸。這些尺寸是進(jìn)一步進(jìn)行模具結(jié)構(gòu)及零件設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。而其他成型工序的正倒裝關(guān)系已完全有工藝方案確定下來了。另外，正裝結(jié)構(gòu)在沖裁時(shí)可是 受到頂件板的反頂力，因而沖壓件較平整。倒裝結(jié)構(gòu)少一套排除沖孔廢料的打料裝置，較正裝結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但由于凹凸模型孔內(nèi)積存沖孔廢料，凹凸模的壁厚不能太小。 模具的正倒裝關(guān)系 正裝指凸模裝于上模，凹模裝 于下模；倒裝則指凸模裝與下模，凹模裝于上模。有些特殊的模具結(jié)構(gòu)也有采用導(dǎo)板進(jìn)行導(dǎo)向的。對(duì)于單工序模或復(fù)合模通常只采用整體卸料板進(jìn)行卸料。單行卸料則是由卸料板、卸料螺釘和彈性元件構(gòu)成卸料裝置，在凸模抬起過程中，通過彈性元件的回彈力將條料從凸模上脫離的一 種卸料方式。 卸料方式 卸料方式分為彈性卸料和剛性卸料兩種。當(dāng)采用手工送料時(shí)，在模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)要特別注意操作安全問題。 廣西工學(xué)院鹿山學(xué)院本科畢業(yè)生設(shè)計(jì) 17 4 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 模具的基本結(jié)構(gòu)形式 模具的基本結(jié)構(gòu)形式是由條料（工件）的送進(jìn)與定位方式、壓料與卸料方式、導(dǎo)向方式及模具的 正倒裝關(guān)系所確定 。采用數(shù)控激光切割試沖件的修邊輪廓 采用三座標(biāo)劃線機(jī)及三座標(biāo)測(cè)量機(jī)進(jìn)行檢測(cè)。在使用的材料上，大力推廣使用空冷鋼材料。 CAD／ CAM技術(shù)已經(jīng)進(jìn)人了覆蓋件模具制造 的各個(gè)環(huán)節(jié)。從中可以看出，在確定修邊沖孔 模工藝方案時(shí)，要綜合考慮各方面的因素。 總之，覆蓋件修邊沖孔模的形式不同，加工方案也有 所區(qū)別。數(shù)控機(jī)床因其按照預(yù)定的加工程序 自動(dòng)進(jìn)行加工，所以具有加工精度高、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定 和加工效率高等特點(diǎn)。 凹模鑲塊的加工工藝要點(diǎn)和選 T10A材料時(shí)類 同，就不敘述了。 d．按立體樣板精修刃口。 。精加工后將四鑲塊進(jìn)行組裝。 。 。 a．參照兩旁的鑲塊和主模型的形狀劃出型面 的線。 為了防止由于各鑲塊淬火后，因磨結(jié)合面而造 成較大的縫隙，鑲塊組裝靠模前，每邊挑選出一塊形狀較簡(jiǎn)單而處于中間位置的鑲塊不進(jìn)行仿形和熱處理，待其它鑲塊仿形加工和熱處理工序完成后，再將 加長(zhǎng)的四塊鑲塊按所需尺寸配作即可補(bǔ)償熱處理變形和要磨去的量 (如圖 35所示 )。 Cr12MoV材料在熱處理工藝上采取整體淬火的熱處理方法。 j．磨光凹?？凇? h．按凸凹模刃 121研修凹模刃口。 。 d．按線銑凹?？谛螤?。 b．按線加工修邊刃口線。 基準(zhǔn)件加工完成后，與其配作的凹模鑲塊采用 配作研修的工藝方法來保證相對(duì)位置和配作間隙。 選用 Cr12MoV材料為修邊刃 121材料時(shí)，受材料熱 處理變形的限制，唯一的制造依據(jù)就是采用立體制件樣板為制造依據(jù)。 面后，二次對(duì)鑲塊進(jìn)行組裝。 d．按立體樣板劃線，加工刃口。 b．按模型靠銑型面。 a．粗加工后，進(jìn)行鑲塊的初組裝。 本設(shè)計(jì)采用垂直修邊沖孔模結(jié)構(gòu)，其工藝方案分析如下： （ 1） 選用 Cr12MoV材料，用模型仿型加工型面，用 立體樣板加工刃口。 在制造模具時(shí)，制造依據(jù)的確定要取決于訂貨廠家訂貨時(shí)提供的是哪一種方式的制造依據(jù)。以 數(shù)學(xué)模型為制造依據(jù)來制造模具已經(jīng)在轎車模具制 造中得到廣泛應(yīng)用。同時(shí)也作為覆蓋件的檢驗(yàn)依據(jù)。汽車車身主模 型是覆蓋件模具制造中不可缺少的技術(shù)依據(jù)，尤其是轎車覆蓋件零件，由于形狀復(fù)雜，而且精度要求高，棱線清晰，僅僅甩圖紙往往是表示不清楚的。制造依據(jù)是覆蓋件模具制造的原始依據(jù)。 對(duì)不同的制造依據(jù)和不同的材料在制定工藝方 案時(shí)要采取切實(shí)可行的工藝方案。利用立體樣板劃線在立式銑床上加工刃口輪廓。凸凹模的刃口形狀應(yīng)是修邊件的輪廓尺寸 ，所以在制造修邊沖孔模時(shí)應(yīng)選擇凸凹模為制造基準(zhǔn)件。 廣西工學(xué)院鹿山學(xué)院本科畢業(yè)生設(shè)計(jì) 13 圖 34垂直修邊示意圖 工藝方案設(shè)計(jì) 在選擇加工方案之前，首先要選擇好制造基準(zhǔn)件。和水平修邊一樣需要有斜楔機(jī)構(gòu)，將壓力機(jī)上滑塊的垂直運(yùn) 動(dòng)改變成修邊沖孔方向的運(yùn)動(dòng) (如圖 33所示 )。 圖 32水平修邊示意圖 傾斜修邊沖孔模 由于修邊形狀和沖孔位置的限制，修邊沖孔工序的沖壓方向需傾斜成一定的角度。這種機(jī)構(gòu)一般選用斜楔滑塊機(jī)構(gòu)。 水平修邊沖孔是修邊沖孔方向和壓力機(jī)上的滑塊運(yùn)動(dòng)方向垂直的沖壓工序。這種修邊沖孔模結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，是覆蓋件修邊沖孔模中最常見的形式 (如圖 31所示 )。主要有以下三種基本形式。由于拉延件在修邊沖孔模中的擺放位置只能是一個(gè)，所以修邊沖孔工序的沖壓方向，在同一工序中可能有兩個(gè)或兩個(gè)以上。 總之，修邊兼沖孔在工藝上要認(rèn)真地加以 研究，如確定對(duì)后序工作和產(chǎn)品質(zhì)量沒有影響時(shí)，應(yīng)盡量采用修邊沖孔模方案。 （ 4） 工件上孔數(shù)較少，采用單獨(dú)沖孔模則經(jīng)濟(jì)上不合算。 （ 2） 和工件外形及定位基準(zhǔn)孔有嚴(yán)格的位置要求的孔，也需要在修邊模中一起沖出。由于修邊是對(duì)工件的外輪廓整形，沖孔是在工件的內(nèi)部進(jìn)行，所以修邊兼沖孔對(duì)修邊工作不會(huì)產(chǎn)生任何影響，而且會(huì)減少工序，收到較好的經(jīng)濟(jì)效果，修邊沖孔模的采用原則有如下幾點(diǎn)： （ 1） 下道工序采用定位孔 ，該定位基準(zhǔn)孔必須在修邊模上沖出。覆蓋件上常常分布著各種各樣的孔，特別是內(nèi)覆蓋件，一個(gè)零件最多有幾十個(gè)孔。凹模圓角半徑對(duì)拉深毛坯的流動(dòng)和阻力影響極大，其大小必須合適，當(dāng)凹模圓角半徑也是工藝補(bǔ)充的組成部分時(shí)， rd取 8~10mm；當(dāng)凹模圓角部分本身就是覆蓋件的組成部分時(shí)，首先要保證拉深成形工藝的要求，若因此而 導(dǎo)致 rd大于零件要求的圓角半徑，則要在以后的工序中進(jìn)行修整圓 角。拉深使用中，模具的壓料面要進(jìn)行調(diào)整，并且在使用一段時(shí)間之后要對(duì)已產(chǎn)生磨損的拉深肋和拉深肋槽進(jìn)行打磨加工，為不使其影響到修邊線，為不使其影響到修邊線，一般 修邊線到拉深肋的距離為 25mm，修邊線到凸模圓角的距離應(yīng)保證在使用中不致因凸模圓角的磨損而影響到修邊線，一般取 3~5mm，凸模圓角半徑就根據(jù)拉深深度和形狀來確定，一般 3~10mm。 在進(jìn)行工藝補(bǔ)充時(shí)，要考慮到模具壓料面或拉深肋槽的修理時(shí)，不能影響到修邊線；保證修模的凸模和凹模能有足夠的強(qiáng)度；凸模和凹模的圓角的大小有利于毛坯的變形和塑性流動(dòng)等。 ， 設(shè)計(jì)工藝補(bǔ)充時(shí)要考慮對(duì)后工序的影響。 ，拉深件的結(jié)構(gòu)形狀越復(fù)雜，拉深成形過程中的材料的流動(dòng)和塑性變形就越難控制。但若該部分屬于內(nèi)部的局部成形部分則要進(jìn)行變形分析。 工藝補(bǔ)充面設(shè)計(jì) 工藝補(bǔ)充面的設(shè)計(jì)主要應(yīng)考慮拉延成形時(shí)坯 料材料的流動(dòng)和補(bǔ)充狀況、壓料面的形狀和位置、零件的成形精度和定位要求和修邊工序的工藝要求等 。故本設(shè)計(jì)采用方案二。 方案三，該方案和方案一一樣，將修邊和沖孔分開在兩套模具上沖壓，因此不宜采用。 方案二，該方案將修邊和沖工藝孔同時(shí)完成，雖然模具結(jié)構(gòu)稍為復(fù)雜，但優(yōu)點(diǎn)是節(jié)省了工序和設(shè)備，可以提高生產(chǎn)效率。 方案一： （ a）拉延； （ b）修邊； （ c）沖孔； （ d） 翻邊整形； 方案二 : （ a）拉延； （ b）修邊沖孔； 廣西工學(xué)院鹿山學(xué)院本科畢業(yè)生設(shè)計(jì) 9 （ c）翻邊整形； 方案三： （ a）拉延； （ b）沖孔； （ c）修邊 （ d）翻邊整形； 對(duì)以上三種方案進(jìn)行方案論證，可以看出： 方案一，從生產(chǎn)效率和模具結(jié)構(gòu)和模具壽命方面來考慮，將修邊和沖孔分開在兩套模具上沖壓，有利于降低沖裁力和模具壽命，同時(shí)模具結(jié)構(gòu)也簡(jiǎn)單。因此，只能通過 UG 軟件中的“分析”功能選項(xiàng)，初步確定零件的總體外形尺寸，如圖 22 所示。 拉延件毛坯尺寸計(jì)算 本設(shè)計(jì)的零件模 型為數(shù)學(xué)模型，形狀如圖 21 所示： 21 廣西工學(xué)院鹿山學(xué)院本科畢業(yè)生設(shè)計(jì) 8 由于該覆蓋件為非鈑金特征零件，本設(shè)計(jì)不能 采用 UG 軟件平面展開得到毛坯的形狀和尺寸 。本文對(duì)拉延工序的工藝性及模具結(jié)構(gòu)的合理性作如下介紹。 (1)拉延； (2)修邊沖孔； (3)翻邊整形；拉延工序保證了制件的剛性、強(qiáng)度及外觀要求；修邊沖孔工序布 局合理，有利于廢料的排 出及切斷；斜楔翻邊整形工序保證翻邊角度的要求， 是沖壓的最后工序而不是制件成形的最終工序。作為微型汽車的內(nèi)觀覆蓋件，不僅要求具有特定的使用功能而且要具有一定的觀賞性能，被拉延材料經(jīng)過充分而均勻的塑變使制件具有良好的剛性、光順挺拔的表面，均勻、清晰的棱線，制件上應(yīng)無劃痕、波浪、皺紋、破裂等缺陷。 進(jìn)行必要的工藝計(jì)算 選擇壓力機(jī) 繪制模具總裝圖和部分工作零件圖 編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書 設(shè)計(jì) 總結(jié)及答辯。 確定毛胚形狀、尺寸和下料方式：在最經(jīng)濟(jì)的原則下，決定毛胚的形狀尺寸和下料方式，并確定材料的消耗量。 設(shè)計(jì)步驟 分析沖壓件的工藝性：根據(jù)設(shè)計(jì)題目的要求，分析沖壓件成型的結(jié)構(gòu)工藝性，分析沖壓件的形狀特點(diǎn)、尺寸大小、精度要求及所用材料是否符合沖壓工藝要求。（ 3）掌握冷沖壓模具設(shè)計(jì)的基本技能，如計(jì)算、繪圖、查閱設(shè)計(jì)資料和手冊(cè)，熟悉標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等。其目的是：（ 1）綜合運(yùn)用本專業(yè)所學(xué)課程的理論和生產(chǎn)實(shí)際知 識(shí)，進(jìn)行一次冷沖壓模具設(shè)計(jì)工作的實(shí)際訓(xùn)練，從而培養(yǎng)和提高自己獨(dú)立工作的能力。 所以我們 做的 畢業(yè) 設(shè)計(jì) 方案 是可行的 。國(guó)家實(shí)施擴(kuò)大內(nèi)需和西部大開發(fā)的戰(zhàn)略、 2021 年的北京奧運(yùn)會(huì)、 2021 年的上海世博會(huì)等將極大地帶動(dòng)汽車 業(yè)的發(fā)展，特別是加快轎車進(jìn)入普通家庭的步伐。最近 10 年，中國(guó)汽車年均增長(zhǎng) 15％ ，是世界汽車工業(yè)增速的 10 倍，預(yù)計(jì)全年會(huì)突破 400 萬輛，躍居世界第四大市場(chǎng)。 人口眾多、幅員遼闊、經(jīng)濟(jì)總量迅速增長(zhǎng)的中國(guó)是全球最后一個(gè)潛在的汽車市場(chǎng)。而且現(xiàn)代汽車制造大量使用卷料、薄殼式整體車身結(jié)構(gòu)的高強(qiáng)度鋼板與鍍鋅鋼板，都要求應(yīng)用沖壓新工藝。減少?zèng)_壓過程的工序數(shù)，意味著減少?zèng)_壓件數(shù)、節(jié)省工裝數(shù)量、簡(jiǎn)化沖壓過程的傳送裝置，縮減操作人員和沖壓占地面積，是節(jié)約投資額和能耗的極好措施，所以沖壓制造商都能把沖壓工序數(shù)作為降低汽車制造成本的重要途徑，甚至不惜改進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)來滿足制造工藝方面的要求。同時(shí)仿真技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用是沖壓發(fā)展必須借助的手段，自動(dòng)化和靈活性要求是沖壓發(fā)展必須考慮的因素，沖壓成型更加 “科學(xué)化、數(shù)字化和可控化 ”，供應(yīng)商 沖壓廠，沖壓廠 用戶之間的合作越來越重要，在整個(gè)工業(yè)中，沖壓的關(guān)鍵在模具，沖壓模具的發(fā)展至關(guān)重要。模具自動(dòng)加工系統(tǒng)應(yīng)有多臺(tái)機(jī)床合理組合，配有隨行定位夾具或定位盤，有完整的機(jī)具、刀具數(shù)控庫(kù)，有完整的數(shù)控柔性同步系統(tǒng)，有質(zhì)量監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)。在可以預(yù)見的未來，汽車覆蓋件沖壓工藝設(shè)計(jì)將會(huì) 在以下方向上得到長(zhǎng)足的發(fā)展： 1)應(yīng)用多種方法的混合智能新技術(shù)是解決工藝設(shè)計(jì)難點(diǎn)的新思路； 2)工藝設(shè)計(jì)關(guān)鍵部分的各個(gè)突破和集成設(shè)計(jì)； 3)工藝設(shè)計(jì)與工藝管理的一體化設(shè)計(jì)； 4)基于成形模擬 (CAE)的覆蓋件工藝自適 。并開始使用 UG、 Pro/Engineer、 IDEAS等國(guó)際通用軟件，個(gè)別廠家還引進(jìn)了 Moldflow等 CAE軟件，并成功應(yīng)用于沖壓模的設(shè)計(jì)中 。模具熱處理和表面處理是否能充分發(fā)揮模具鋼材料性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，近年來模具熱處理的發(fā)展使用了模具表面處理除完善應(yīng)發(fā)展工藝先進(jìn)的氣相沉積、等離子噴涂等技術(shù)，能夠制造出復(fù)雜模具，從而極大地提高了加工效率。 第三，先進(jìn)加工手段的應(yīng)用。高速掃描機(jī)和模具掃描系統(tǒng)提供了從模型或?qū)嵨飹呙璧郊庸こ銎谕哪Ｐ退璧闹T多功能，大大縮短了模具的在研制制造周期。計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展正使 CAD/CAM/CAE技術(shù)跨地區(qū) 、跨企業(yè)、跨院所地在整個(gè)行業(yè)中推廣成為可能，實(shí)現(xiàn)技術(shù)資源的重新整合，使虛擬制造成為可能。 2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展情況及發(fā)展趨勢(shì) 發(fā)展現(xiàn)狀 隨著與國(guó)際接軌的腳步不斷加快，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日益加劇，人們已經(jīng)越來越認(rèn)識(shí)到產(chǎn)品質(zhì)量、成本和新產(chǎn)品的開發(fā)能力的重要性。目前，國(guó)外汽車界提出縮短產(chǎn)品的市場(chǎng)化周期、降低產(chǎn)品開發(fā)費(fèi)用和減輕汽車的質(zhì)量的了 3R 戰(zhàn)略，其中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)就是降低車身覆蓋件模具的制造費(fèi)用和減少生產(chǎn)周期，因此在車身覆蓋件模具的研發(fā)方面各個(gè)國(guó)家都投入了大量的資金。如車身上的各種覆蓋件、車內(nèi)支撐件、結(jié)構(gòu)加強(qiáng)件，甚至還有大量的汽車零部件，如發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣彎管及消聲器、空心凸輪軸、油底殼、發(fā)動(dòng)機(jī)支架、框架結(jié)構(gòu)件、橫縱梁等等，都是經(jīng)沖壓成形技術(shù)正向精密、多功能 、高效節(jié)能、安全清潔的生產(chǎn)方向發(fā)展，沖壓工件的制造工藝水平及質(zhì)量