蓋板落料、沖孔、彎曲復(fù)合模設(shè)計

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畢業(yè)設(shè)計（論文）蓋 板 落 料 、 沖 孔 、 彎 曲 復(fù) 合 模 設(shè) 計畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ） 任 務(wù) 書姓名： 學(xué)院：班級：07-3 專業(yè)：機(jī)械設(shè)計制造及其自動化畢業(yè)設(shè)計（論文）題目：蓋板落 料 、 沖 孔 、 彎 曲 復(fù) 合 模 設(shè) 計立題目的和意義：蓋板落料、沖孔、彎曲復(fù)合模，主要用于冷沖壓件的生產(chǎn)，結(jié)構(gòu)具有一定的普遍性和典型性，屬于工程設(shè)計類型題目。滿足培養(yǎng)目標(biāo)要求，學(xué)生通過該模具的設(shè)計，可使所學(xué)機(jī)械學(xué)、力學(xué)、材料學(xué)、成型學(xué)等知識得到綜合應(yīng)用。結(jié)構(gòu)設(shè)計及模具設(shè)計能力能受到訓(xùn)練，可有力地提高學(xué)生分析問題，解決問題及獨立工作的能力。技術(shù)要求與工作計劃：技術(shù)要求：1.工件名稱 蓋板2.生產(chǎn)批量 大批量3.材料 Q235-A 鋼， 厚度 3mm4.工件簡圖 見附圖 工作計劃：1.工藝分析2.排樣設(shè)計3.設(shè)計裝配圖4.設(shè)計部分主要零件工作圖5.撰寫設(shè)計說明書時間安排：1—3 周 畢業(yè)實習(xí)，收集畢業(yè)課題資料，完成譯文、論文綜述4—5 周 總體方案設(shè)計，完成開題報告、實習(xí)報告（第一階段檢查）6—11 周 結(jié)構(gòu)設(shè)計、完成裝配圖設(shè)計（第二階段檢查）12 周 控制系統(tǒng)設(shè)計13 周 整理說明書14 周 零件工作圖設(shè)計（第三階段檢查）15 周 評閱16 周 答辯指導(dǎo)教師要求：（簽字） 年 月 日教研室主任意見：（簽字） 年 月 日院長意見：（簽字） 年 月 日畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ） 審 閱 評 語一、指導(dǎo)教師評語：指導(dǎo)教師簽字：年 月 日畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ） 審 閱 評 語二、評閱人評語：評閱人簽字：年 月 日畢 業(yè) 設(shè) 計 （ 論 文 ） 答 辯 評 語三、答辯委員會評語：四、畢業(yè)設(shè)計（論文）成績：專業(yè)答辯組負(fù)責(zé)人簽字年 月 日 五、答辯委員會主任單位： （簽章） 答辯委員會主任職稱： 答辯委員會主任簽字： 年 月 日摘 要本文主要介紹了模具在現(xiàn)代工業(yè)中應(yīng)用情況以及它的發(fā)展現(xiàn)狀，發(fā)展方向。本設(shè)計以給定的零件來選擇合理的模具，通過幾種不同的模具比較最終定位采用復(fù)合模，工藝過程分為落料、沖孔、 彎曲成形，根據(jù)工藝要求確定了排樣圖，從而設(shè)計了凸凹模，確定各種力，確定模架查找標(biāo)準(zhǔn)件。最后一生產(chǎn)廠家和用戶的角度對產(chǎn)品進(jìn)行了技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析。關(guān)鍵詞：落料；沖孔；彎曲成形AbstractThis paper mainly introduces the application of mould in modern industry and its development present situation, development direction. This design with a given part to choose reasonable mold, through several different mould compared with composite modulus, ultimately positioning process is divided into blanking, punching, flanging process, according to the technical requirement, determined to design the strip layout diagram module, and determine the concavo-convex forces, sure formwork search standard parts. Finally a manufacturer and user's perspective on product technical economy analysis.Keywords: blanking; Punching; Flanging forming目 錄摘 要 .IAbstract 21 緒 論 41.1 課題的提出 .41.2 我國模具發(fā)展現(xiàn)狀及前景 .41.2.1 我國模具技術(shù)的現(xiàn)狀 41.2.2 我國模具技術(shù)的發(fā)展前景 52 總體方案設(shè)計 112.1 沖壓件的工藝分析 .112.2 主要工藝參數(shù)計算 .112.3 主要工作部分尺寸計算 .152.4 模具主要零件及結(jié)構(gòu)設(shè)計 .162.5 模具的動作過程 .183 沖壓模具主要零、部件的結(jié)構(gòu)和設(shè)計 203.1 工作零件 .203.2 定位零件 .203.3 導(dǎo)向及支撐固定零件 .223.4 模柄 .233.5 模具的閉合高度 .244 成本經(jīng)濟(jì)分析 254.1 成本核算 .25結(jié) 論 26參考文獻(xiàn) 27致 謝 2831 緒 論1.1 課題的提出模具是工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)使用的重要工藝裝備，它以其自身的特殊形狀通過一定的方式使原材料成型?，F(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，由于模具的加工效率高，互換性好，節(jié)省原材料，生產(chǎn)成本低，所以得到廣泛的應(yīng)用。模具技術(shù)已成為衡量一個國家制造水平的重要標(biāo)志之一。模具技術(shù)能促進(jìn)工業(yè)產(chǎn)品的發(fā)展和質(zhì)量的提高，并能獲得極大的經(jīng)濟(jì)效益。模具是效益放大器，用模具生產(chǎn)的產(chǎn)品的價值往往是模具價值的幾十倍、上百倍。在美國模具被稱為點鐵成金的磁力工業(yè)，德國則認(rèn)為其是所有工業(yè)中的關(guān)鍵工業(yè)；日本認(rèn)為模具是促進(jìn)社會繁榮富裕的動力。本套模具設(shè)計，我所設(shè)計的是生活中極為常見的是與其它零件配合使用的頂罩，主要介紹的是沖壓生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛的落料、沖孔、拉深、翻邊工序，設(shè)計的模具是它整個生產(chǎn)過程一次成型的復(fù)合模。我首先對沖壓工藝性件進(jìn)行了分析，比較和確定工藝方案，然后進(jìn)行主要工藝參數(shù)的計算，再進(jìn)行模具的總體設(shè)計，選擇合理的沖壓設(shè)備，最后選擇工作零件的加工工藝及模具的裝配和試沖等十個步驟，完成了對整套模具的設(shè)計與制造。通過本次的畢業(yè)設(shè)計，我不僅鞏固了所學(xué)中有關(guān)冷沖模具設(shè)計課程的內(nèi)容，掌握冷沖壓模具設(shè)計的方法和步驟，而且掌握了冷沖壓模具設(shè)計的基本技能，如計算、繪圖、查閱設(shè)計資料和手冊，熟悉標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范等，使理論和生產(chǎn)實際知識綜合運用，從而培養(yǎng)和提高了我獨立工作的能力。1.2 我國模具發(fā)展現(xiàn)狀及前景模具工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)工業(yè)之一。模具是工業(yè)生產(chǎn)中的基礎(chǔ)工藝裝備，是一種高附加值的高精密集型產(chǎn)品，也是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要領(lǐng)域，其技術(shù)水平的高低已經(jīng)成為衡量一個國家制造業(yè)水平的重要標(biāo)志。1.2.1 我國模具技術(shù)的現(xiàn)狀20 世紀(jì) 80 年代以來，國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展對模具工業(yè)提出了越來越高的要求，同時為模具的發(fā)展提供了巨大的動力。這些年來，中國模具發(fā)展十分迅速，模具工業(yè)一直以 15%左右的增長速度快速發(fā)展。振興和發(fā)展中國的模具工業(yè)，日益受到人4們的重視和關(guān)注。 “模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備”已經(jīng)取得了共識。目前，中國有 17000 多個模具生產(chǎn)廠點，從業(yè)人數(shù)約 50 多萬。在模具工業(yè)的總產(chǎn)值中，沖壓模具約占 50%，塑料模具約占 33%，壓鑄模具約占 6%，其他各類模具約占 11%。近年來，中國模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了變化。除了國有專業(yè)廠家外，還有集體企業(yè)、合資企業(yè)、獨資企業(yè)和私營企業(yè)，他們都得到了迅速的發(fā)展。許多模具企業(yè)十分重視技術(shù)發(fā)展。加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投入力度，將技術(shù)進(jìn)步作為企業(yè)發(fā)展的重要動力。此外，許多研究機(jī)構(gòu)和大專院校也開展了模具技術(shù)的研究與開發(fā)。中國塑料模工業(yè)從起步到現(xiàn)在，歷經(jīng)半個多世紀(jì)，有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高。在大型模具方面已能生產(chǎn) 48in（約 122cm）大屏幕彩電塑殼注射模具、6.5kg 大容量洗衣機(jī)全套塑料模具以及汽車保險杠和整體儀表板等塑料模具，精密塑料模具方面，已能生產(chǎn)照相機(jī)塑料件模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。經(jīng)過多年的努力，在模具 CAD/CAE/CAM 技術(shù)、模具的電加工和數(shù)控加工技術(shù)、快速成型與快速制模技術(shù)、新型模具材料 [1]等方面取得了顯著進(jìn)步；在提高模具質(zhì)量和縮短模具設(shè)計制造周期等方面作出了貢獻(xiàn)。進(jìn)入 21 世紀(jì)，在經(jīng)濟(jì)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，中國裝備制造業(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(jìn)制造技術(shù)來加速模具工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，這是各行各業(yè)對模具這一基礎(chǔ)工藝裝備的迫切需求。1.2.2 我國模具技術(shù)的發(fā)展前景當(dāng)前，我國工業(yè)生產(chǎn)的特點是產(chǎn)品品種多、更新快和市場競爭激烈。在這種情況下， 用戶對模具制造的要求是交貨期短、精度高、質(zhì)理好、價格低。因此，模具工業(yè)的發(fā)展的趨勢是非常明顯的。模具產(chǎn)品發(fā)展將大型化精密化模具產(chǎn)品成形零件的日漸大型化，以及由于高效率生產(chǎn)要求的一模多腔(如塑封模已達(dá)到一模幾百腔） ，使模具日趨大型化。隨著零件微型化，以及模具結(jié)構(gòu)發(fā)展的要求(如多工位級進(jìn)模工位數(shù)的增加，其步距精度的提高)精密模具精度已由原來的5μm 提高到 2～3μm，今后有些模具加工精度公差要求在 1μm 以下，這就要求發(fā)展超精加工。多功能復(fù)合模將進(jìn)一步發(fā)展新型多功能復(fù)合具是在多工位級進(jìn)?；A(chǔ)上開發(fā)出來的。一套多功能模具除了5沖壓成 形零件外，還可擔(dān)負(fù)轉(zhuǎn)位、疊壓、攻絲、鉚接、鎖緊等組裝任務(wù)。通過這種多勸能模具生產(chǎn) 出來的不再是單個零件，而是成批的組件。如觸頭與支座的組件，各種小型電機(jī)、電器及儀表的鐵芯組件等。熱流道模具在塑料模具中的比重將逐步提高由于采用熱流道技術(shù)的模具可提高制作的生產(chǎn)率和質(zhì)量，并能大幅度節(jié)省制作的原材料和節(jié) 約能源，所以廣泛應(yīng)用這項技術(shù)是塑料模具的一大變革。國外熱流道模具已有一半用上了熱流道技術(shù)，有的廠甚至已達(dá) 80%以上，效果十分明顯。國內(nèi)近幾年已開始推廣應(yīng)用，但總體還達(dá)不到 10%，個別企業(yè)已達(dá)到 20%-30%。制訂熱流道元器件的國家標(biāo)準(zhǔn)，積極生產(chǎn)價廉高質(zhì)量的元器件，是發(fā)展熱流道模具的關(guān)鍵。氣體輔助注射模具和適應(yīng)高壓注射成形等工藝的模具將積極發(fā)展氣體輔助注射成形是一種塑料成形的新工藝，它具有注射壓力低、制品翹曲變形少、表面好以及易于成形壁厚差異較大的制品等優(yōu)點，可在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，大幅度降低成本。國外，已經(jīng)較成熟。國內(nèi)目前在汽車和家電行業(yè)中正逐步推廣使用。氣體輔助注射成 形包括塑料熔體注射和氣體(一般均采用氮氣)注射成形兩面部份，比傳統(tǒng)的普通注射工藝有 更多的工藝參數(shù)需要確定和控制，而且氣體輔助注射常用于較復(fù)雜的大型制品，模具設(shè)計和控制的難度較大，因此，開發(fā)氣體輔助成型流動分析軟件，顯得十分重要。為了確保塑料件精度，將繼續(xù)研究發(fā)展高壓注射成型工藝與模具以及注射壓縮成型工 藝與模具。在注射成形中，影響成型件精度的最大因素是成型收縮，高壓注射成型可強(qiáng)制樹 脂收縮率，增加塑件尺寸的穩(wěn)定性。模具要求剛性好、耐高壓。特別是精密模具的型腔應(yīng)淬 火，澆口密封性好，模具能準(zhǔn)確控制。注射壓縮成型技術(shù)，是在模具預(yù)先半開模狀態(tài)或者在 鎖模力保持中壓或低壓，模具在設(shè)定的打開量下，注射溶融樹脂，然后以最大的鎖模力進(jìn)行 壓縮成型，其效果是：a 成型件局部內(nèi)應(yīng)力??；b 可得到縮孔少的厚壁成型件；c 對于塑件狹窄的部件也可注入樹脂；d 用小注射力能得到優(yōu)良制品。該類模具的理想結(jié)構(gòu)是：a 注射時樹脂以低的流動阻力迅速充填型腔；b 充填完后能立即遮斷澆口部；c 壓縮作用應(yīng)僅限于型腔部。氣體輔助注射模具和適應(yīng)高壓注射成形等工藝的模具將積極發(fā)展氣體輔助注射成形是一種塑料成形的新工藝，它具有注射壓力低、制品翹曲變形少、 表面好以及易于成形壁厚差異較大的制品等優(yōu)點，可在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，大幅度降低 成本。國外，已經(jīng)較成熟。國內(nèi)目前在汽車和家電行業(yè)中正逐步推廣使用。氣體輔助注射成 形包括塑料熔體注射和氣體(一般均采用氮氣)注射成形兩面部份，比傳統(tǒng)的普通注射工藝有 更多的工藝參數(shù)需要確定和控制，而且氣體輔助注射常用于較復(fù)雜的大型制品，模具設(shè)計和 控制的難度較大，因此，開發(fā)氣體輔助6成型流動分析軟件，顯得十分重要。為了確保塑料件精度，將繼續(xù)研究發(fā)展高壓注射成型工藝與模具以及注射壓縮成型工 藝與模具。在注射成形中，影響成型件精度的最大因素是成型收縮，高壓注射成型可強(qiáng)制樹 脂收縮率，增加塑件尺寸的穩(wěn)定性。模具要求剛性好、耐高壓。特別是精密模具的型腔應(yīng)淬火，澆口密封性好，模具能準(zhǔn)確控制。注射壓縮成型技術(shù)，是在模具預(yù)先半開模狀態(tài)或者在 鎖模力保持中壓或低壓，模具在設(shè)定的打開量下，注射溶融樹脂，然后以最大的鎖模力進(jìn)行 壓縮成型，其效果是：a 成型件局部內(nèi)應(yīng)力小；可得到縮孔少的厚 b壁成型件；c 對于 塑件狹窄的部件也可注入樹脂；d 用小注射力能得到優(yōu)良制品。該類模具的理想結(jié)構(gòu)是：a 注射時樹脂以低的流動阻力迅速充填型腔；b 充填完后能立即遮斷澆口部；c 壓縮作用應(yīng) 僅限于氣體型腔部。快速經(jīng)濟(jì)模具的前景十分廣闊現(xiàn)在是多品種、少批量生產(chǎn)的時代，到下一個世紀(jì)，這種生產(chǎn)方式占工業(yè)生產(chǎn)的比例 將達(dá) 75%以上。一方面是制品使用周期短，品種更新快，另一方面制品的花樣變化頻繁，均要求模具的生產(chǎn)周期越快越好。因此，開發(fā)快速經(jīng)濟(jì)具越來越引起人們的重視。例如，研制 各種超塑性材料(環(huán)氧、聚脂等)制作或其中填充金屬粉末、玻璃纖維等的簡易模具：中、低熔點合金模具、噴涂成型模具、快速電鑄模、陶瓷型精鑄模、陶瓷型吸塑模、疊層模及快速原型制造模具等快速經(jīng)濟(jì)模具將進(jìn)一步發(fā)展?？鞊Q模架、快換沖頭等也將日益發(fā)展。另外， 采用計算機(jī)控制和機(jī)械手操作的快速換模裝置、快速試模技術(shù)也會得到發(fā)展和提高。模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用將日漸廣泛使用模具標(biāo)準(zhǔn)件不但能縮短模具制造周期，而且能提高模具質(zhì)量和降低模具制造成本。 因此，模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用必將日漸廣泛。為此，首先要制訂統(tǒng)一的國家標(biāo)準(zhǔn)，并嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)；其次要逐步形成規(guī)模生產(chǎn)，提高標(biāo)準(zhǔn)件質(zhì)量、降低成本；再次是要進(jìn)一步增加標(biāo)準(zhǔn)件 規(guī)格品種，發(fā)展和完善聯(lián)銷網(wǎng)，保證供貨迅速。模具使用優(yōu)質(zhì)材料及應(yīng)用先進(jìn)的表面處理技術(shù)將進(jìn)一步受重視在整個模具價格構(gòu)成中，材料所占比重不大，一般在 20%～30%之間，因此選用優(yōu)質(zhì)鋼 材和應(yīng)用的表面處理技術(shù)來提高模具的壽命就顯得十分必要。對于模具鋼來說，要采用電渣重熔工藝，努力提高鋼的純凈度、等向性、致密度和均勻性及研制更高性能或有特殊性能的 模具鋼。如采用粉末冶金工藝制作的粉末高速鋼等。粉末高速鋼解決了原來高速鋼冶煉過程 中產(chǎn)生的一次碳化物粗大和偏析，從而影響材質(zhì)的問題。其碳化物微細(xì)，組織均勻，沒有材料方向性，因此它具有韌性高、磨削工藝性好、耐磨性高、長年使用尺寸穩(wěn)定等特點，是一 種很有發(fā)展前途的鋼材。特別對形狀復(fù)雜的沖件及高速沖壓的模具，其優(yōu)越性更加突出。這 種鋼材還適用于注射7成型漆加玻璃纖維或金屬粉末的增強(qiáng)塑料的模具，如型腔、形芯、澆口等主要部件。另外，模具鋼品種規(guī)格多樣化、產(chǎn)品精料化、制品化，盡量縮短供貨時間亦是 重要方向。模具熱處理和表面處理是能否充分發(fā)揮模具鋼材性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。模具熱處理的發(fā)展 方向是采用真空熱處理。模具表面處理除完善普及常用表面處理方法，即擴(kuò)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(jìn)的氣相沉積(TiN、TiC 等)、等離子噴涂等技術(shù)。在模具設(shè)計制造中將全面推廣 CAD/CAM/CAE技術(shù)模具 CAD/CAM/CAE技術(shù)是模具技術(shù)發(fā)展的一個重要里程碑。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?，F(xiàn)在，全面普及 CAD/CAM/CAE技術(shù)已基本成熟。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(jī)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。隨著微機(jī)軟件的發(fā)展和進(jìn)步，技術(shù)培訓(xùn)工作也日趨簡化。在普及推廣模具 CAD/CAM技術(shù)的過程中，應(yīng)抓住機(jī)遇，重點扶持國產(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?？焖僭椭圃?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)雜的三維實體(原型)制造。RPM 技術(shù)是集精 密機(jī)械制造、計算機(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)疊層實體制造(LOM) 激光選區(qū)燒結(jié)(SLS)、三維打印(3D-P)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)計制造周期短、精度適中等特點。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。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。8RPM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。高速銑削加工將得到更廣泛的應(yīng)用國外近年來發(fā)展的高速銑削加工 ，主軸轉(zhuǎn)速可達(dá)到 40000～100000r/min,快速進(jìn)給速 度可達(dá)到 30～40m/min，換刀時間可提高到 1～3S。這樣就大幅度提高了加工效率，如在加 工壓鑄模時，可提高 7～8 倍，并可獲得 Ra≤10um 的加工表面粗糙度。形狀精度可達(dá) 10um。另外，還可加工硬度達(dá) 60HRC的模塊，形成了對電火花成形加工的挑戰(zhàn)。因此，高速銑削加 工技術(shù)的發(fā)展，促進(jìn)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。模具高速掃描及數(shù)字化系統(tǒng)將發(fā)揮更大的作用英國雷尼紹公司的模具掃描系統(tǒng)，已在我國 200多家模具廠點得到應(yīng)用，取得良好效 果。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。如 RENSCAN200快速掃描系統(tǒng)，可快速安裝在已有的數(shù)控銑床及加工中心上， 用雷尼紹的 SP2-1掃描測頭實現(xiàn)快速數(shù)據(jù)采集，控制核心是雷尼紹 TRACECUT軟件，可自動 生成各種不同數(shù)控系統(tǒng)的加工等程序及不同格式的CAD數(shù)據(jù)。用于模具制造業(yè)的“逆向工 程” 。該公司又推出了 CYCLON高速掃描機(jī)，這是一臺獨立工作的專門用來掃描的設(shè)備，不占 用加工機(jī)床的工作時間。其掃描速度最高可達(dá) 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(xì)的探針，用來掃 描細(xì)小的模具和細(xì)微的特征表面 ，擴(kuò)大模具生產(chǎn)的品種范圍。由于模具掃描系統(tǒng)已在汽車、摩托車、定電等行業(yè)得到成功應(yīng)用，相信在“十五”期 間將發(fā)揮更大作用。模具自動加工系統(tǒng)的研制和發(fā)展隨著各種新技術(shù)的迅速發(fā)展，國外已出現(xiàn)了模具自動加工系統(tǒng)。這也是我國長遠(yuǎn)發(fā)展 的目標(biāo)。模具自動加工系統(tǒng)應(yīng)有如下特征：多臺機(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；有完整的數(shù)控柔性同步系統(tǒng)；有質(zhì)量監(jiān)測控制系。復(fù)合膜的特點如下：生產(chǎn)效率成倍提高例如原來由兩副模具分別完成的落料、沖孔工序，若使用落料、沖孔復(fù)合膜時。則可由一副模具在一次沖壓行程中完成，生產(chǎn)效率提高一倍。若原來由四副單工序模完成的落料、沖孔、彎曲、脹形的沖壓工序，在采用了四合一復(fù)合模后，生產(chǎn)效率可提高四倍。而且還節(jié)省了人力、電力和工序間的搬運工作。9提高沖壓件的質(zhì)量在復(fù)合模具中幾道沖壓工序是在同一工位上完成的，無需重新定位，因此在完成幾道沖壓工序過程中沖壓件的定位基準(zhǔn)不動，從而使沖壓工件的位置精度得到提高。例如當(dāng)沖壓件的外緣與內(nèi)孔的同心度要求較高時，采用復(fù)合模就較容易滿足要求。另外，對于那些尺寸較小的沖壓工件或形狀比較復(fù)雜而重新定位又比較困難的沖壓工件，采用復(fù)合模就可避免重新定位的困難及在重新定位時產(chǎn)生的誤差。復(fù)合模的同心度誤差在+0.02~~+0.04mm 以內(nèi)。對模具制造精度要求較高由于復(fù)合模要在一副模具中完成幾道沖壓工序，因此模具結(jié)構(gòu)一般要比單工序模復(fù)雜，而且各零部件在運動時要求相互之間不干涉、準(zhǔn)確可靠。這就要求模具的制造應(yīng)有較高的精度。因此模具額制造成本也就提高了，制造周期相對延長，維修業(yè)不如但工序模簡便。復(fù)合模種類如下：按復(fù)合工序的性質(zhì)分類，復(fù)合?？煞譃橐韵聨追N：a沖裁類復(fù)合模：如落料、沖孔復(fù)合模、切斷、沖孔復(fù)合模等。 、b成形類復(fù)合模：如彎曲復(fù)合模、復(fù)合擠壓模等。c沖裁與成形復(fù)合模：如落料、拉伸復(fù)合模、沖孔、翻邊復(fù)合模、拉深、切邊復(fù)合模、落料、拉深、沖孔、翻邊復(fù)合模等。102 總體方案設(shè)計2.1 沖壓件的工藝分析一般對于這樣的工件，通常采用先落料、沖孔，再彎曲的加工方法。由于該工件的生產(chǎn)批量較大，如果把三道工序放到一起，可以大大提高工作效率，并減輕工作量，節(jié)約能源，降低成本，并且避免原有的加工方法中必須將手伸入模具的問題，對保護(hù)操作者安全也很有利。將三道工序復(fù)合在一起，可以有以下兩個不同工藝方案：一，先落料，然后沖孔和彎曲在同一工步；二，落料、沖孔為同一工步首先完成，然后進(jìn)行彎曲。采用第一種方案加工工件，不易保證長度尺寸的精度，而且容易磨損內(nèi)孔沖頭，降低模具壽命。經(jīng)分析、比較最后確認(rèn)方案二。對彎曲的回彈，可以用減小間隙的方法來避免或減小回彈。2.2 主要工藝參數(shù)計算毛批的尺寸計算毛坯翻邊預(yù)制孔直徑計算d0=D—2(H—0.43r—0.72t) 式（2—1）式中 D——沖孔直徑（按中線計） （mm)；H——彎曲長度（mm)，H=3.5mm；r——豎邊與凸緣的圓角半徑（mm） ；r=0.5mm；t——料厚（mm), t=3mmD=83.4mm+0.3mm=83.7mm則 d0=83.7mm—2×(3.5—0.43×0.5—0.72×0.3)mm=76.56mm11圖 2—1 防塵蓋簡圖毛坯的直徑 D0 按等面積原則，用解析法求該工件的毛坯直徑 D0 。由表 4—6 可將該工件分成圓柱、圓錐臺、圓環(huán)和圓錐臺四個簡單幾何體。它們的面積分別計算如下： f1= ×87.7×3.5mm≈240.96mm 24?f2= × 2287.-3()× .4?≈807.33mm 2f3= ×（95.4—87.7） 2mm2=1106.75mm24?f4= ×(98.9-95.4)/2×sin60°×(98.9＋95.4)/2 mm2=616.42mm2則毛坯的直徑D0=2 212340()(.9680731.564)81.0.9ffdm???????取毛坯直徑 D0=101mm排樣 被沖壓的工件在板料、條料或與帶料的布置方式成為排樣。排樣時工件與工件以及工件與條料側(cè)邊之間留下的工藝余料，稱為搭邊。搭邊的作用是：補(bǔ)償送料誤差，使條料對凹?？子锌煽康亩ㄎ唬员ＷC工件外形完整，獲得較好的加工質(zhì)量；保持條料有一定的剛度，以保證零件質(zhì)量和送料方便。搭邊太大，浪費材料；太小，會降低工件斷面質(zhì)量，影響工件的平整度，有時還會出現(xiàn)毛刺或搭邊被拉進(jìn)凸模的間隙里的情況，造成沖模刃口嚴(yán)重磨損，影響模具壽命?？紤]到操作方便及12模具結(jié)構(gòu)簡單，故采用單排排樣設(shè)計。材料利用率= ?工 件 的 實 際 面 積工 件 面 積 廢 料 面 積×100％=工件的實際面積／（送料進(jìn)距×條料寬度）×100％ 由表 2-16查得搭邊值 a=1.5mm,a1=1.5mm.條料寬度 b=101mm+2×1.5mm=104mm條料送進(jìn)步距 h=101mm+1.5mm=102.5mm各部分工藝計算沖孔力計算 F 沖 =1.3Ltτ 式（2—2）式中 F 沖 ——沖孔力（ N） ；L———工件內(nèi)輪廓周長（mm） ；T———材料厚度（mm)，t=0.3mm；T———材料的抗剪強(qiáng)度（MPa） 。由書末附錄 A1 查得 τ=260MPa.L= ?d0=3.14×76.56mm=243.54mm則 F 沖 =1.3×0.3×243.54=24.69推件力 ； F 推 =nK 推 F 沖 式（2-3）式中 K 推- ———推件力因數(shù)，其值由表 2-15 查得 K 推 =0.063；n ———工件卡在凹模內(nèi)的個數(shù)，取 n=3。則 F 推 =3×0.063×24.69kN≈4.67翻邊力計算 按式（5-23） 計算翻邊力。F 翻 =1.1?tσ s(D-d0)式中 σ s ———材料的屈服強(qiáng)度查書末附錄 A1 得 σ s = 210MPa；D ————翻邊直徑（mm）D=88mm；d0————毛坯預(yù)制孔直徑（mm)d0 =76.56則 F 翻 =1.1×3.14×0.3×210×83.7-76.56）=1.1KN淺拉深成形力 計算拉伸力式（2-4）btk???拉—拉深力拉d —拉深件的直徑，d=78mmt —材料厚度13—材料的強(qiáng)度極限（MPa）由附錄 （見沖壓模具設(shè)計實例一書）b?1A查得 =330Mpabk—修正系數(shù) 由表 4—18（見沖壓模具設(shè)計實例一書）查得 k=1.25則 =1.25×3.14×0.3×95.4=33.7KN拉F落料力的計算：式（2-5）?Lt3.1?落—落料力（ N） ；落L —工件外輪廓周長（mm）由于落料是在工件沖孔翻邊并初步成形后進(jìn)行，因此確定該落料尺寸為98.9mm，則 L=3.14×98.9=310.55mm；t——材料厚度 t=0.3mm；——材料抗剪強(qiáng)度（MPa） 由書（見沖模具設(shè)計應(yīng)用實例一書）附?錄 查得 =260Mpa;1A落料力則為： =1.3×310.55×0.3mm×260Mpa≈31.49KN 卸料力的落F計算： 式（2-6）落卸卸 K?—卸料力因數(shù)，由表 2-15查得 =0.05 卸 卸K則 F 卸 =0.05×31.49kN≈1.57kN因此，總的沖裁力為：=24.69+4.67＋1.1＋33.7﹢31.49＋1.57=97.22kN推卸沖落總 F??沖壓設(shè)備的選擇由于復(fù)合模的特點，為防止設(shè)備超載，可按公稱壓力 F 壓 ≥(1.6－－1.8)F 總 選擇壓力機(jī)。按照書末附錄選取公稱壓力機(jī)。14表 2—1 公稱壓力機(jī)選取表2.3 主要工作部分尺寸計算沖孔刃口尺寸計算根據(jù)表 2—10 查得沖裁刃口雙面間隙 Zmin=0.02mm，Zmax=0.04mm。未注公差的零件尺寸按 IT14 級精度計算，查書末附錄 D1 可得 φ81.55mm 的極限偏差△=0.87mm。磨損因數(shù)由表 2—13 查得 x=0.5。沖孔凸、凹模的制造公差由表 5—3 查得：δ 凸 =0.025mm，δ 凹 =0.035mm。 校核：δ 凸 +δ 凹 =0.06mm＞Zmax—Zmin=0.02因此，凸、凹模采用配作加工方法。則凸模刃口尺寸d 凸 =（d+x △） 0—δ 凸 =81.990—0.025mm凹模刃口尺寸按凸模尺寸配制，保證其雙間隙為 0.02~0.04mm。淺拉深成形工作部分尺寸計算拉深起伏件未注公差按 IT14 級計算，其極限偏差值查書末附錄 D1。則凸、凹模的制造公差按 IT10 級計算，其值可由書末附錄 E3 查得。拉深成形模的單邊間隙 Z/2=1t=0.3mm。則淺拉深成形凸、凹模尺寸見下表：型號 開式壓力機(jī) 送料長度/mm 6-80公稱壓力/KN 250kN 厚度/mm 0.1-2滑塊的行程次數(shù)/ ??1min?150-750 寬度/mm 5-80滑塊行程/mm 10-40 主電動機(jī)功率/KV 7.5最大封閉高度/mm 270 模柄孔尺寸 40mm×60mm?封閉高度的調(diào)節(jié)量/mm55 工作臺孔徑 370mm×560mm15表 2—2 淺拉深成形凸、凹模尺寸 （mm） 工件尺寸凹模尺寸D 凹 =（D —0.75△） 0+δ 凹凸模尺寸D 凸=（D—0.75—Z） 0—δ 凸Φ 87.70—0.87 87.050+0.14 86.450—0.14Φ 95.40—0.87 94.750+0.14 94.150—0.14落料刃口尺寸計算由于工件有 60°角度的要求，屬于傾斜面沖裁。根據(jù)有關(guān)資料推薦，取落料模間隙為零間隙，于是落料凸、凹模采用配合加工方法。落料件尺寸 φ98.9mm 的極限偏差由書末附錄 D1 查得△=0.87mm 。磨損因數(shù)由表 2—13 查得 x=0.5.凹模的制造公差 δ 凹 =△/4=0.218mm 。則凹模尺寸 D 凹 =（D—x△） 0+δ 凹=（98.9 —0.5×0.87） 0+0.218mm=98.470+0.218mm凸模尺寸按照凹模尺寸配作，保證其最小間隙值為零。復(fù)合模中的主要零件彎曲、成形、落料凸凹模的工作部分如圖 2—2 所示。圖 2-22.4 模具主要零件及結(jié)構(gòu)設(shè)計 模具的結(jié)構(gòu)如圖 2—3 所示。主要是由上模座、下模座、沖孔凸模、沖孔翻邊圖凹模、翻邊成形落料凸凹模、成形凹模、落料凹模、定位拉料板、卸料環(huán)等主要零件組成。16圖 2—3 落料、沖孔、彎曲復(fù)合模圖171.卸料零件計算上卸料采用剛性卸料裝置。壓力機(jī)滑塊上的打料橫梁通過打料棒、頂板、頂桿、卸料環(huán)將制件從上模中打出。下卸料是采用橡膠作為彈性元件的彈性裝置。由式（1—4）計算橡膠的自由高度。H 自由 =（3.5~4 ）s 工作式中，s 工作 ——工作行程與模具修模量或調(diào)整量（ 4~6mm）之和。s 工作 =（3.5+1+4 ）mm=8.5mm則 H 自由 =（3.5~4 ）×8.5mm=29.75~34 慢慢。取 H 自由 =30mm。橡膠的裝配高度 H2=（0.85~0.9 ）H 自由 =25.5~27mm取 H2=26mm。橡膠的斷面面積，在模具裝配時，據(jù)目擊空間大小確定。2.模架的選擇根據(jù)主要零件的結(jié)構(gòu)、外形尺寸及卸料裝置的尺寸，參照有關(guān)資料選中間華東導(dǎo)柱圓形模架 170mm×160~220mm（GB/T2851.6—90）上模座：170mm×40mm HT200下模座：170mm×45mm HT200導(dǎo) 柱：28mm×155mm GCr15導(dǎo) 套：28mm×100mm×38mm GCr15保持圈：28mm×64mm LY3 鋁合金鋼球直徑：4mm導(dǎo)柱、導(dǎo)套經(jīng)過熱處理后，達(dá)到淬火硬度 62~66HRC。沖孔凸模、沖孔翻邊凸凹模、翻邊成形落料凸凹模、成形凹模、落料凹模等材料采用 Cr12，熱處理后淬火硬度為 60~64HRC。定位拉料板、卸料環(huán)、接板可選用 45 號鋼。2.5 模具的動作過程工作時，將毛坯條料放入定位抖料板 6 中定位，上模下行，沖孔凸模 9 首先進(jìn)行沖孔，上模繼續(xù)下行時，翻邊成形落料凸凹模 11 沖孔翻邊凸凹模 14 進(jìn)行翻邊，同時在下模橡皮 2 作用下，成形凹模 15 與翻邊成形落料凸凹模 11 對工件進(jìn)行初步成形。當(dāng)滑塊下行到一定距離時，兼起落料凸模作用的件 11 與落料凹模 13 對工件落料?；瑝K運行到下死點，對工件進(jìn)行整形。18上模裝配好后，為了保證先沖孔后翻邊，沖孔凸模 9 應(yīng)露出翻邊成形落料凸凹模 11，露出量為 t+0.5=0.3+0.5=0.8mm。裝配時還要嚴(yán)格控制各零件的平行度。193 沖壓模具主要零、部件的結(jié)構(gòu)和設(shè)計落料 用模具沿封閉線沖切板料，沖下的部分為工件沖孔 用模具沿封閉線沖切板料，沖下的部分為廢料翻邊 用模具將板料上的孔或外緣翻成直壁成形 將工件不平的表面壓平；將原先彎曲或拉深件壓成正確形狀沖壓工藝對材料的要求：選擇沖壓用材料時，首先應(yīng)滿足沖壓件的使用要求。一般來說，對于機(jī)器上的主要沖壓件，要求材料具有較高的強(qiáng)度和剛度；電機(jī)電器上的某些沖壓件，要求有較高的導(dǎo)電性和導(dǎo)磁性；汽車、飛機(jī)上的沖壓件，要求有足夠的強(qiáng)度，并盡可能減輕質(zhì)量；化工容器要求耐腐蝕等，同時，還應(yīng)滿足沖壓工藝對材料的要求，以保證沖壓過程順利完成。即：應(yīng)具有良好的塑性和表面質(zhì)量，以及板料厚度公差應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定等構(gòu)成沖模的零、部件可分為工藝構(gòu)件和輔助構(gòu)件兩部分。3.1 工作零件沖裁、彎曲、拉深等各種工序中所用模具的凸模、凹模及凸凹模等均為工作零件。3.2 定位零件模具上定位零件的作用是使毛坯在模具上能夠正確定位。毛坯在模具中定位又兩個內(nèi)容：一是送料方向上的定位，用來控制送料的進(jìn)距，通常稱為擋料，二是在與送料方向垂直方向上的定位，通常稱為送進(jìn)導(dǎo)向如下圖所示：20圖 3—1 毛坯的定位卸料板的選擇：選用剛性卸料板如下圖所示：圖 3—2 剛性卸料板213.3 導(dǎo)向及支撐固定零件導(dǎo)柱和導(dǎo)套的選擇： 對生產(chǎn)批量大，要求模具壽命高，工件精度較高的沖模，一般采用導(dǎo)柱、導(dǎo)套來保證上、下模的精確導(dǎo)向。導(dǎo)柱、導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)形式有滑動和滾動的兩種。經(jīng)過計較選用了滾珠導(dǎo)柱、導(dǎo)套.滾珠導(dǎo)柱、導(dǎo)套是一種無間隙、精度高、壽命長的導(dǎo)向裝置，適合于高速沖模、精密沖裁模以及硬質(zhì)合金模具的沖壓工作。如圖所示為滾珠導(dǎo)柱、導(dǎo)套的結(jié)構(gòu)形式，導(dǎo)套 1 與上模座導(dǎo)套孔采用過盈配合，導(dǎo)柱 5 與下模座導(dǎo)柱孔位過盈配合，滾珠 3 置于滾珠夾持圈 4 內(nèi)，與導(dǎo)柱和導(dǎo)套接觸，并有微量過盈。設(shè)計時，滾珠與導(dǎo)柱、導(dǎo)套之間應(yīng)保持 0.01--0.02mm 的過盈量。為保證均勻接觸，滾珠尺寸必須嚴(yán)格控制。滾珠直徑一般取--5mm。對于高精度模具滾珠精度去IT5，一般精度的模具，取 IT6.滾珠排列對稱，分布均勻，與中心線傾角一般取 5—10°，是每個滾珠在上下運動時都有其各自的滾道而減少磨損。滾珠夾持圈的長度L，應(yīng)保證上?；爻讨辽现裹c時，仍有 2--3 圈滾珠與導(dǎo)柱、導(dǎo)套配合，起導(dǎo)向作用。導(dǎo)套長度約為 L1=L+（5--10)mm。22圖 3—3 滾珠導(dǎo)柱、導(dǎo)套1—導(dǎo)套 2—上摸座 3—滾珠 4—滾珠夾持圈 5—導(dǎo)柱 6—下模座3.4 模柄 模柄的作用是將模具的上模座固定在沖床的滑塊上。常用的模柄形式分為整體式模柄、帶臺階的壓入式模柄、帶螺紋的旋入式模柄、有凸緣的模柄、浮動式模柄選用浮動式模柄如圖它由模柄、球面墊圈和接板組成。這種結(jié)構(gòu)可通過球面墊快消除沖床導(dǎo)軌誤差對沖模導(dǎo)向精度的影響。適用于有滾珠導(dǎo)柱、導(dǎo)套導(dǎo)向的精度沖模。在設(shè)計模柄時要注意，模柄的長度不得大于沖床滑塊里模柄孔德深度，模柄直徑應(yīng)與模柄孔一致。23圖 3—4 浮動式模柄3.5 模具的閉合高度模具的閉合高度 H 模 是指模具在最低工作位置時，上下模之間的距離，如下圖圖所示：