【正文】 面處理方法，即擴滲如：滲碳、滲 氮、滲硼、滲鉻、滲釩外，應(yīng)發(fā)展設(shè)備昴貴、工藝先進的氣相沉積 (TiN、 TiC等 )、等離子噴涂等技術(shù)。實踐證明，模具CAD/CAM/CAE 技術(shù)是模具設(shè)計制造的發(fā)展方向。由于模具 CAD/CAM 技術(shù)已發(fā)展成為一項比較成熟的共性技術(shù)，近年來模具 CAD/CAM 技術(shù)的硬件與軟件 價格已降低到中小企業(yè) 普遍可以接受的程度，特別是微機的普及應(yīng)用，更為廣大模具企業(yè)普 及模具 CAD/CAM 技術(shù)創(chuàng)造了良好的條伯。在普及推廣模具CAD/CAM 技術(shù)的過程中，應(yīng)抓住機遇，重點扶持國產(chǎn)模具軟件的開發(fā)和應(yīng)用。應(yīng)時一步擴大 CAE 技術(shù)的應(yīng)用范圍。 （ 9）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。RPM 技術(shù)是集精密機械制造、計算機、 NC 技術(shù)、激光成形技術(shù)和材料科學最新發(fā)展的高科技技術(shù)，被公認為是繼 NC 技術(shù)之后的一次技術(shù)革命。首先是通過立體光固化 (SLA)疊層實體制造搖架調(diào)壓塊沖壓工藝及模具設(shè)計 7 (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。主要有精密鑄造、粉末冶金、電鑄和熔射 (熱噴涂 )等方法。從模具的概念設(shè)計到制造完成僅為傳統(tǒng)加工方法所需時間的 1/3 和成本的 1/4 左右。 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。 （ 10 國外近年來發(fā)展的高速銑削加工，主軸轉(zhuǎn)速可達到 40000～ 100000r/min,快速進給速度可達到 30～ 40m/min，換刀時間可提高到 1～ 3S。形狀精度可達 10um。因此，高速銑削加工技術(shù)的發(fā)展，促進了模具加工的發(fā)展，特別是對汽車、家電行業(yè)中大型腔模具制造方面注入了新的活力。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。用于模具制造業(yè)的“逆向工程”。其掃描速度最高可達 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，定時探針接觸力小 ，因此可以用非常細的探針，用來掃 描細小的模具和細微的特征表面 ，擴大模具生產(chǎn)的品種范圍。 搖架調(diào)壓塊沖壓工藝及模具設(shè)計 8 （ 12）模具研磨拋光將向自動化、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。因此，研究拋光的自動化、智能化是重要的發(fā)展趨勢。日本已研制了數(shù)控研磨機，可實現(xiàn)三給曲面模具研磨 拋光的自動化。應(yīng)注意發(fā)展特種研磨與拋光、如擠壓衍磨、電化學拋光、 超聲拋光以及復合拋光工藝與裝備，以提高模具表面質(zhì)量。這也是我國長遠發(fā)展 的目標。 設(shè)計分析 題目：搖架調(diào)壓塊沖壓工 藝及模具設(shè)計 設(shè)計任務(wù)與要求 根據(jù)給定的搖架調(diào)壓塊零件圖 ,按照大批量生產(chǎn)的要求和中型企業(yè)的生產(chǎn)條件 ,分析該零件的沖壓工藝性 ,論證出最佳工藝方案并設(shè)計出有關(guān)的沖壓模具圖。 設(shè)計內(nèi)容 （ 1）實物零件圖???? 1 張 （ 2）工序卡?????? 2 張 （ 3）模具裝配圖???? 2 張 （ 4）模具零件圖 ??? 9 張 搖架調(diào)壓塊沖壓工藝及模具設(shè)計 9 （ 5）說明書 ?? ??? 1 份 （ 6）英文翻譯 ???? 1 篇 原始資料 （ 1） 搖架調(diào)壓塊 零件的實物零件圖 （ 2）生產(chǎn)綱領(lǐng)為大批量生產(chǎn)，并滿足中型企業(yè)生產(chǎn)條件 （ 3）板料為 Q235 鋼板 課題目的和意義 通過完成畢業(yè)設(shè)計：“搖架調(diào)壓塊沖壓工藝及模具設(shè)計” ,鞏固大學四年來所學專業(yè)基礎(chǔ)知識和專業(yè)知識 ,并運用所學的冷沖壓工藝與模具設(shè)計知識 ,解決沖壓工藝中的實際問題 ,提高分析問題 ,解決實際問題的能力 . 著重是培養(yǎng)綜合運用所學知識獨立分析、設(shè)計、解決實際生產(chǎn)問題和其它一些綜合能力，特別是工作能力，養(yǎng)成良好的工作態(tài)度、工作作 風。 搖架調(diào)壓塊沖壓工藝及模具設(shè)計 10 第二章 搖架調(diào)壓塊零件的沖壓工藝設(shè)計 設(shè)計前的準備工作 設(shè)計前必須了解并掌握以下資料： 1）、產(chǎn)品零件圖和技術(shù)要求，材料及其機械性能指標。 3）、生產(chǎn)條件：包括設(shè)備情況、生產(chǎn)工人技術(shù)水平、模具制造能力等。 5）、了解國內(nèi)外同類產(chǎn)品制造工藝及先進技術(shù)。其材料 Q235 為普通碳素鋼，抗剪強度τ =304～ 373MPa，抗拉強度 b? =432～ 461MPa，屈服極限δ s=253MPa，伸長率δ 10=21%～ 25%，具有良好的沖壓性能，適合沖壓加工 。該零件是以φ 孔定位，用于裝配，故該孔位置是需要保證的重點。此外，由于零件較小，從安全角度考慮，要采取適當?shù)娜〖绞健? 工藝方案擬定 本零件簡圖如圖 2－ 1 ： 搖架調(diào)壓塊沖壓工藝及模具設(shè)計 11 圖 2－ 1工件簡圖 確定工藝方案 搖架調(diào)壓塊沖壓工藝及模具設(shè)計 12 表 2－ 1 簡單模、復合模、連續(xù)模比較表 比較項目 簡單模 復合模 連續(xù)模 沖壓精度 低精度 IT14級以下 高級和中級精度 IT8~IT10級 中級和低級精度 IT10~14級 工件尺寸及 形狀特點 適合形狀工件簡單尺寸不受限制 工件形狀及尺寸大小受模具結(jié)構(gòu)及強度限制 可以加工形狀復雜工件，適合加工小的異形件 生產(chǎn)效率 因單工序加工，生產(chǎn)效率低 需用手或機械排除廢料和工件生產(chǎn)效率較低 工序間自動送料，可自動排除工件，效率高 使用高速自動沖床 操作困難， 不便使用 出件排料困難，不作推薦 可在行程序 400次 /分 或 更 高 的沖床上工作 工作安全性 手需伸入沖模工作區(qū)，不安全，需使用安全措施 同簡單模 可自動送料，手不伸進工作區(qū)，較安全 多排沖壓法的應(yīng)用 很少采用 很少采用 應(yīng)用廣，特別是尺寸較小的工件 沖模制造工作 量和加工成本 簡單工件沖模制造工作量小，成本低，復雜工件需多套模具，成本高 沖裁復雜形狀工件，較簡單，比連續(xù)模低 沖裁簡單形狀工件比復合模低，比簡單模高 根據(jù)上表和零件形狀分析確定沖壓工序類型及順序，沖壓加工該零件包括以下基本工序：落料、沖孔、彎曲、翻邊、局部成形。 方案二與方案一相比主要區(qū)別在于將落料與沖孔復合，工序少，生產(chǎn)效率提高，當然結(jié)構(gòu)要稍微復雜一點。 結(jié)合上面分析，選擇方案二較適合。正確的計算、合理的調(diào)試和選擇各力，對于選用壓力機、模具設(shè)計、保證工件的質(zhì)量以及提高模具的壽命都具有重要意義。而要確定落料形狀，需確定零件彎曲工序 毛坯長度。但因彎曲變形時，不僅在圓角變形區(qū)產(chǎn)生變薄現(xiàn)象，而且與其相鄰的直邊部分也產(chǎn)生變薄，加之影響因素較多且難以考慮，所以實際上是用經(jīng)過修正的公式計算。 凸、凹模間隙值的確定 間隙對沖裁工作的影響： 沖裁間隙 指的是凸凹模刃口縫隙的距離，是沖裁過程中的重要工藝參數(shù)。 間隙是影響斷面質(zhì)量的主要因素，間隙在一定的合理范圍內(nèi)時，由凸凹模刃口沿最大剪切力方向產(chǎn)生的裂紋將互相重合，制件斷面比較平直、光亮、毛刺很小。間隙還影響零件的尺寸和形狀精度。間隙減?。翰牧鲜艿睦瓚?yīng)力減小而壓應(yīng)力增大 ，不易撕裂使沖裁力增加。 搖架調(diào)壓塊沖壓工藝及模具設(shè)計 16 間隙對卸料力、推件力或頂件力影響顯著，增大間隙可以減小卸料力。 沖裁時，坯料對凸、凹模刃口產(chǎn)生側(cè)壓力和摩擦力，引起磨損。間隙過大時，坯料彎曲相應(yīng)增大，使凸模與凹模端面壓力分布不均，容易產(chǎn)生崩刃或產(chǎn)生塑性變形，對模具壽命極其不利。生產(chǎn)中考 慮到模具的制造偏差及使用中的磨損，應(yīng)選擇一個適當?shù)姆秶鳛楹侠黹g隙。 下列情況應(yīng)酌情增大間隙值：厚料沖小孔（ dt）；硬質(zhì)合金沖模（比鋼模間隙增大 30%）；復合模中凸凹模的壁厚較??；高速沖壓以及硅鋼片含硅量較大時。 ② 、 考慮到模具的磨損，設(shè)計制造模具應(yīng)采用最小合理間隙值 Zmin。 間隙的大小及其沿刃口周邊的均勻性直接影響零件剪切面質(zhì)量。間隙主要取決于材料厚度，并與沖裁輪廓、工件材料有關(guān)。 ② 考慮刃口的磨損對沖件尺寸的影響，刃口磨損后尺寸變大，其刃口的基本尺寸應(yīng)接近或等于沖件的最小極限尺寸；刃口磨損后尺寸減小，應(yīng)取接近或等于沖件的最大極限尺寸。 因此，沖孔凸模： mmddp 0 p )()( ?? ?????? δ?= mm （ 32） 沖孔凹模： mmZdd 00m i npd )()( d ?? ???? ?= ? mm （ 33） 落料工序： 尺寸 為自由公差，可按 IT14 級計算，則△ =，取磨損系數(shù)χ =， 查文獻 [16]表 2－ 23 得： δ p=，δ d= 則δ p+δ d mmZZ inm a x ??? ，滿足間隙公差條件。 因此，落料凹模： mmDD 00d )()( d ?? ???? ??= ? mm （ 36） 搖架調(diào)壓塊沖壓工藝及模具設(shè)計 18 落料凸模： mmZDDp 0 pm i n )()( ?? ??? δ= mm （ 37） 排樣搭邊設(shè)計 沖壓生產(chǎn)中，節(jié)約金屬材料和減少廢料具有非常重要得意義，特別是在大批量生產(chǎn)中，較好地確定沖件形狀尺寸和合理地排樣是降低成本地有效措施之一。排樣方案對材料利用率、沖裁件質(zhì)量、生產(chǎn)率、生產(chǎn)成本和模具結(jié)構(gòu)形式都有重要影響。搭邊有兩個作用：一是補償定位誤差，是條料在送進過程中產(chǎn)生偏移，保證沖裁件的精度要求；二是在條料送進過程中，搭邊可起送進定位作用，同時搭邊使沖裁后的工藝 廢料有一定的剛度，利于條料的順利送進。搭邊數(shù)值取決于以下因素：沖件的形狀和尺寸；材料的硬度和厚度；排樣的方式（直排、斜排、對排等）；條料的送料方式（是否有側(cè)壓板）；擋料裝置的形式（包括擋料銷、導料銷和定距側(cè)刃等形式）。根據(jù)所給板料，從節(jié)省材料出發(fā)，現(xiàn)確定排樣方法，如圖 3－ 3所示： 圖 3－ 3排樣圖搖架調(diào)壓塊沖壓工藝及模具設(shè)計 19 材料利用率是衡量材料經(jīng)濟利用率的一個重要指標，一個進距內(nèi)的材料利用率為： BhnA/?? 100%. （ 3－ 8） 式中： A— 沖裁件的面積； n— 一個進距內(nèi)的沖件數(shù)目； B— 條料寬度； h— 進距。沖裁力是沖裁過程中，模具工作部分對材料的壓力。沖裁力是選用沖壓設(shè)備和檢驗沖模強度的重要依據(jù)，沖裁力的大小與材料性質(zhì)、厚度和工件分離的輪廓長度有關(guān)。 板料沖裁后，由于彈性變形的恢復，落下的料徑向脹大，有可能梗塞在凹模內(nèi)；沖出的孔徑向收縮，有可能將凸模箍緊，為取下工件或廢 料需要施加相應(yīng)的力。 查文獻 15 得： P 卸 =k1P； P 推 =k2 n P； P 頂 =k3P （ 3－ 10） 以上公式中： P— 沖裁力； k1— 卸料力系數(shù)， k2— 推料力系數(shù)， n— 卡在凹模內(nèi)的件數(shù)； k3— 頂件（出）力系數(shù)， 查文獻 15 附表 29 得： k1=~，取 k1= 則： P 卸 = =(kN) k2= P 推 = =(kN) k3= P 頂 = =(kN) 總沖裁力為： P=P1+ P 卸 + P 推 + P 頂 =+++=(kN) 沖壓設(shè)備的選擇 沖壓設(shè)備的選擇是沖壓工藝及模具設(shè)計中的一項重要內(nèi)容。沖壓設(shè)備的選擇原則如下： 1） 壓力機的噸位應(yīng)當?shù)扔诨虼笥跊_裁時的總力，即 F總壓 F? 2） 根據(jù)模具結(jié)構(gòu)選擇壓力機類型和行程（沖程）次數(shù)； 3） 根據(jù)模具尺寸大小，安裝和進出料等情況選擇壓力機臺面尺寸，如果有推件應(yīng)考慮臺面的大小，使沖后有關(guān)零件能自由通過；