0137-中葉板零件沖壓工藝與沖模設計【全套13張CAD圖】
0137-中葉板零件沖壓工藝與沖模設計【全套13張CAD圖】,全套13張CAD圖,中葉,零件,沖壓,工藝,沖模,設計,全套,13,cad
目 錄
1 引 言 2
1.1概 述 2
1.2模具的發(fā)展趨勢分： 4
1.3我國沖壓技術現(xiàn)狀 5
2中頁板沖零件沖壓工藝于模具設計 8
2.1中頁板零件沖壓工藝分析 8
2.1.1零件分析 8
2.1.2材料分析 8
2.2確定工藝方案 9
2.2.1沖壓工藝的初步選擇 9
2.2.3壓力機的初步選定 11
2.3沖壓模具設計 16
2.3.1模具結(jié)構(gòu)形式的確定 16
2.3.2沖裁模具的簡單介紹 16
2.3.2卷圓模具的具體設計 17
2.3.3模具零件設計及材料的選用 18
（1）滑塊的設計 18
（2）斜鍥 19
（3）下模塊 20
（4）上?？?21
（5）壓料塊 22
（6）模座 23
（7）模柄的選用 24
（8）導柱，導套的選用 26
2.3.4模具的基本校核 28
（1）計算模具壓力中心，確定壓力中心的位置 28
（2）壓力機校核 28
3 結(jié) 論 29
4 參考文獻 30
5 致 謝 31
1 引 言
1.1概 述
所謂模具，就是在工業(yè)生產(chǎn)中，用各種壓力機和裝在壓力機上的專用工具，通過壓力把金屬或非金屬材料制出所需形狀的零件或制品的專用工具的統(tǒng)稱。
近年來，國內(nèi)已較廣泛地采用一些新的塑料模具鋼，如：P20、3Cr2Mo、PMS、SMⅠ、SMⅡ等，對模具的質(zhì)量和使用壽命有著直接的重大的影響，但總體使用量仍較少。塑料模標準模架、標準推桿和彈簧等越來越廣泛地得到應用，并且出現(xiàn)了一些國產(chǎn)的商品化的熱流道系統(tǒng)元件。但目前我國模具標準化程度和商品化程度一般在30%以下，和國外先進工業(yè)國家已達到70%-80%相比，仍有很大差距。
由于歷史原因形成的封閉式、“大而全”的企業(yè)特征，我國大部分企業(yè)均設有模具車間，處于本廠的配套地位，自70年代末才有了模具工業(yè)化和生產(chǎn)專業(yè)化這個概念。模具工業(yè)主要生產(chǎn)能力分散在各部門主要產(chǎn)品廠內(nèi)的工模具車間，所生產(chǎn)的模具基本自產(chǎn)自用。據(jù)粗略估計，產(chǎn)品廠的模具生產(chǎn)能力占全國模具生產(chǎn)能力的75％，他們的裝備水平較好，技術力量較強，生產(chǎn)潛力較大，但主要為本廠產(chǎn)品服務，與市場聯(lián)系較少，經(jīng)營機制不靈活，不能發(fā)揮人力物力的潛力。模具專業(yè)廠全國只有二百家左右，商品模具只占總數(shù)的20％左右，模具標準件的商品率也不到20％。由于受舊管理體制的影響較深，缺乏統(tǒng)籌規(guī)劃和組織協(xié)調(diào)，存在著“中而全”，“小而全”的結(jié)構(gòu)缺陷，生產(chǎn)效率不高，經(jīng)濟效益較差。
模具行業(yè)的生產(chǎn)小而散亂，跨行業(yè)、投資密集，專業(yè)化、商品化和技術管理水平都比較低。現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展要求各行各業(yè)產(chǎn)品更新?lián)Q代快，對模具的需求量加大。一般模具國內(nèi)可以自行制造，但很多大型復雜、精密和長壽命的多工位級進模大型精密塑料模復雜壓鑄模和汽車覆蓋件模等仍需依靠進口，近年來模具進口量已超過國內(nèi)生產(chǎn)的商品模具的總銷售量。為了推進社會主義現(xiàn)代化建設，適應國民經(jīng)濟各部門發(fā)展的需要，模具工業(yè)面臨著進一步技術結(jié)構(gòu)調(diào)整和加速國產(chǎn)化的繁重任務。
我國沖壓模大多為簡單模、單工序模和符合模等，精沖模，精密多工位級進模還為數(shù)不多，模具平均壽命不足100萬次，模具最高壽命達到1億次以上，精度達到3～5um，有50個以上的級進工位，與國際上最高模具壽命6億次，平均模具壽命5000萬次相比，處于80年代中期國際先進水平。
在采用CAD/CAM/CAE/CAPP等技術設計與制造模具方面，無論是應用的廣泛性，還是技術水平上都存在很大的差距。在應用CAD技術設計模具方面，僅有約10%的模具在設計中采用了CAD，距拋開繪圖板還有漫長的一段路要走；在應用CAE進行模具方案設計和分析計算方面，也才剛剛起步，大多還處于試用和動畫游戲階段；在應用CAM技術制造模具方面，一是缺乏先進適用的制造裝備，二是現(xiàn)有的工藝設備（包括近10多年來引進的先進設備）或因計算機制式（IBM微機及其兼容機、HP工作站等）不同，或因字節(jié)差異、運算速度差異、抗電磁干擾能力差異等，聯(lián)網(wǎng)率較低，只有5%左右的模具制造設備近年來才開展這項工作；在應用CAPP技術進行工藝規(guī)劃方面，基本上處于空白狀態(tài)，需要進行大量的標準化基礎工作；在模具共性工藝技術，如模具快速成型技術、拋光技術、電鑄成型技術、表面處理技術等方面的CAD/CAM技術應用在我國才剛起步。計算機輔助技術的軟件開發(fā)，尚處于較低水平，需要知識和經(jīng)驗的積累。我國大部分模具廠、車間的模具加工設備陳舊，在役期長、精度差、效率低，至今仍在使用普通的鍛、車、銑、刨、鉆、磨設備加工模具，熱處理加工仍在使用鹽浴、箱式爐，操作憑工人的經(jīng)驗，設備簡陋，能耗高。設備更新速度緩慢，技術改造，技術進步力度不大。雖然近年來也引進了不少先進的模具加工設備，但過于分散，或不配套，利用率一般僅有25%左右，設備的一些先進功能也未能得到充分發(fā)揮。
缺乏技術素質(zhì)較高的模具設計、制造工藝技術人員和技術工人，尤其缺乏知識面寬、知識結(jié)構(gòu)層次高的復合型人才。中國模具行業(yè)中的技術人員，只占從業(yè)人員的8%~12%左右，且技術人員和技術工人的總體技術水平也較低。1980年以前從業(yè)的技術人員和技術工人知識老化，知識結(jié)構(gòu)不能適應現(xiàn)在的需要；而80年代以后從業(yè)的人員，專業(yè)知識、經(jīng)驗匱乏，動手能力差，不安心，不愿學技術。近年來人才外流不僅造成人才數(shù)量與素質(zhì)水平下降，而且人才結(jié)構(gòu)也出現(xiàn)了新的斷層，青黃不接，使得模具設計、制造的技術水平難以提高。
模具適宜于中小型企業(yè)組織生產(chǎn)，而我國技術改造投資向大中型企業(yè)傾斜時，中小型模具企業(yè)的投資得不到保證。包括產(chǎn)品廠的模具車間、分廠在內(nèi)，技術改造后不能很快收回其投資，甚至負債累累，影響發(fā)展。
雖然大多數(shù)產(chǎn)品廠的模具車間、分廠技術力量強，設備條件較好，生產(chǎn)的模具水平也較高，但設備利用率低。
我國模具價格長期以來同其價值不協(xié)調(diào)，造成模具行業(yè)“自身經(jīng)濟效益小，社會效益大”的現(xiàn)象?！案赡＞叩牟蝗绺赡＞邩藴始?，干標準件的不如干模具帶件生產(chǎn)的。干帶件生產(chǎn)的不如用模具加工產(chǎn)品的”之類不正?，F(xiàn)象存在，極大地挫傷了模具企業(yè)（包括模具車間和分廠）職工的積極性。這也是模具行業(yè)留不住人才，青年技術人員和青年工人不愿學技術的原因之一。
1.2模具的發(fā)展趨勢分：
（一）、模具CAD/CAE/CAM正向集成化、三維化、智能化和網(wǎng)絡化方向發(fā)展
1. 模具軟件功能集成化
2.模具設計、分析及制造的三維化
3.模具軟件應用的網(wǎng)絡化趨勢
（二）、模具檢測、加工設備向精密、高效和多功能方向發(fā)展
1.模具檢測設備的日益精密、高效
2.數(shù)控電火花加工機床
3.高速銑削機床(HSM)
（三）、快速經(jīng)濟制模技術
1.快速原型制造技術(RPM)。它包括激光立體光刻技術(SLA) ；疊層輪廓制造技術(LOM) ；激光粉末選區(qū)燒結(jié)成形技術(SLS) ；熔融沉積成形技術(FDM) 和三維印刷成形技術(3D-P)等。
2.表面成形制模技術。它是指利用噴涂、電鑄和化學腐蝕等新的工藝方法形成型腔表面及精細花紋的一種工藝技術。
3.澆鑄成形制模技術。主要有鉍錫合金制模技術、鋅基合金制模技術、樹脂復合成形模具技術及硅橡膠制模技術等。
4.冷擠壓及超塑成形制模技術。
5.無模多點成形技術。
6.KEVRON鋼帶沖裁落料制模技術。
7.模具毛坯快速制造技術。主要有干砂實型鑄造、負壓實型鑄造、樹脂砂實型鑄造及失蠟精鑄等技術。
8.其他方面技術。如采用氮氣彈簧壓邊、卸料、快速換模技術、沖壓單元組合技術、刃口堆焊技術及實型鑄造沖模刃口鑲塊技術等。
模具工業(yè)要上水平，材料應用是關鍵。因選材和用材不當，致使模具過早失效，大約占失效模具的45%以上。在模具材料方面，常用冷作模具鋼有CrWMn、Cr12、Cr12MoV和W6Mo5Cr4V2，火焰淬火鋼(如日本的AUX2、SX105V(7CrSiMnMoV)等；常用新型熱作模具鋼有美國H13、瑞典QRO80M、QRO90SUPREME等；常用塑料模具用鋼有預硬鋼(如美國P20)、時效硬化型鋼(如美國P21、日本NAK55等)、熱處理硬化型鋼(如美國D2，日本PD613、PD555、瑞典一勝白136等)、粉末模具鋼(如日本KAD18和KAS440)等；覆蓋件拉延模常用HT300、QT60-2、Mo-Cr、Mo-V鑄鐵等，大型模架用HT250。多工位精密沖模常采用鋼結(jié)硬質(zhì)合金及硬質(zhì)合金YG20等。在模具表面處理方面，其主要趨勢是：由滲入單一元素向多元素共滲、復合滲(如TD法)發(fā)展；由一般擴散向CVD、PVD、PCVD、離子滲入、離子注入等方向發(fā)展；可采用的鍍膜有：TiC、TiN、TiCN、TiAlN、CrN、Cr7C3、W2C等，同時熱處理手段由大氣熱處理向真空熱處理發(fā)展。另外，目前對激光強化、輝光離子氮化技術及電鍍(刷鍍)防腐強化等技術也日益受到重視。
進入21世紀，在經(jīng)濟全球化的新形勢下，隨著資本、技術和勞動力市場的重新整合，我國裝備制造業(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)正廣泛應用現(xiàn)代先進制造技術來加速模具工業(yè)的技術進步，滿足各行各業(yè)對模具這一基礎工藝裝備的迫切需求。
1.3我國沖壓技術現(xiàn)狀
一．技術落后、經(jīng)濟效益低。
主要原因：
①沖壓基礎理論與成形工藝落后；
②模具標準化程度低；
③模具設計方法和手段、模具制造工藝及設備落后；
④模具專業(yè)化水平低。
所以，結(jié)果導致我國模具在壽命、效率、加工精度、生產(chǎn)周期等方面與先進工業(yè)發(fā)達國家的模具相比差距相當大。
2.沖壓技術發(fā)展方向
產(chǎn)品市場變化：多品種、少批量，更新?lián)Q代速度快
技術發(fā)展：計算機技術、制造新技術
1) 沖壓模具設計與制造技術正由手工設計、依靠人工經(jīng)驗和常規(guī)機械加工技術向以計算機輔助設計（CAD）、數(shù)控切削加工、數(shù)控電加工為核心的計算機輔助設計與制造（CAD/CAM）技術轉(zhuǎn)變。
2) 滿足產(chǎn)品開發(fā)在T(Time)、Q(Quality)、 C(Cost)、S(Service)、E(Environment)的要求
(1)沖壓成形理論及沖壓工藝
加強理論研究，開展CAE技術應用。
開發(fā)和應用沖壓新工藝。
(2)模具先進制造工藝及設備
1) 數(shù)控化、高速化、復合化加工技術
2) 先進特種加工技術
3) 精密磨削、微細加工技術
4) 先進工藝裝備技術
5) 數(shù)控測量
6) 效率和質(zhì)量是制造業(yè)的永恒主題
(3)模具新材料及熱、表處理
提高使用性能,改善加工性能 ，提高壽命。
(4)模具CAD/CAM技術
二、三維相結(jié)合的數(shù)字化設計技術與數(shù)字化制造技術。
模具行業(yè)是最早應用CAD/CAM技術的行業(yè)之一。
(5)快速經(jīng)濟制模技術
加快模具的制造速度，降低模具生產(chǎn)成本。適應小批 量試制
(6)先進生產(chǎn)管理模式
并行工程思想、標準化、專業(yè)化生產(chǎn)
模具工業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎工業(yè)，是高技術行業(yè)。模具設計與制造技術水平的高低，是衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標志之一。
模具在日本被譽為“進入富裕社會的原動力”、在德國被稱為“金屬加工業(yè)中的帝王”。
模具設計與制造專業(yè)人才
是制造業(yè)緊缺人才。
我國模具工業(yè)發(fā)展十分迅速，1996~2002年間，模具產(chǎn)值年平均增速在14%左右。
由上可見，模具技術是先進制造技術的重要代表，模具工業(yè)是高新技術產(chǎn)業(yè)的一個重要組成部分，模具工業(yè)又是高新技術產(chǎn)業(yè)化的重要領域。
尺寸精度 零件圖上形狀尺寸均屬于IT14級精度，沖壓加工可以實現(xiàn)?？仔木嗟墓顬椤?.15，屬于IT11級精度，可以通過模具結(jié)構(gòu)的正確設計來實現(xiàn)。Φ孔公差為0.1屬于IT12級精度，因此，零件的精度要求能夠滿足在沖裁加工中的到保證。
工藝方案
和理的沖裁工藝方案應當滿足生產(chǎn)批量，制造精度要求，模具壽命要求，操作方便且安裝方便等要求。該零件包括落料，沖孔兩個基本工序，采用復合沖裁方法最為理想，由工件尺寸可知，凸凹模壁厚大于最小壁厚，符號要求。所謂復合模生產(chǎn)，是同一副模具完成兩道不同的工序，大大減少了模具規(guī)模，降低了模具成本，提高生產(chǎn)效率，也能提高壓力機等設備的使用效率；操作簡單，方便，適合大批量生產(chǎn)；能可靠保證孔心距尺寸精度。
2中頁板沖零件沖壓工藝于模具設計
2.1中頁板零件沖壓工藝分析
2.1.1零件分析
圖 1 所示是某汽車上中頁板零件，在通風蓋板上起鉸鏈作用材料為08 鋼 ，料厚l mm,是一典型的鉸鏈卷圓成形零件。該零件卷圓尼寸為4.5mm，長39.5mm， 所有尺寸均無公差要求，故其公差按IT14級處理。零件材料屬于軟剛，沖壓性能較好，適合沖裁、彎曲等，工件結(jié)構(gòu)較簡單，普通的沖裁.彎曲完全能夠滿足要求。
圖1 中頁板
2.1.2材料分析
材料名稱：優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼
牌號：08
標準：GB/T 699-1988
●特性及適用范圍：
為極軟的碳素鋼，強度、硬度很低，而韌性和塑性極高，具有良好的深沖、拉延、彎曲和鐓粗等冷加工性能、焊接性能。但存在時效敏感性，淬硬性及淬透性極低。大多軋制成高精度的薄板或冷軋鋼帶用以制造易加工成形，強度低的深沖壓或深拉延的覆蓋零件和焊接構(gòu)件。
●化學成份：
碳 C ：0.05～0.12 硅 Si：0.17～0.37 錳 Mn：0.35～0.65
硫 S ：≤0.035 磷 P ：≤0.035 鉻 Cr：≤0.10
鎳 Ni：≤0.25 銅 Cu：≤0.25
●力學性能：
抗拉強度 σb (MPa)：275～410 屈服強度 σs (MPa)：196
抗剪強度：216～304Mpa
伸長率 δ5 (％)：≥33 斷面收縮率 ψ (％)：≥60
硬度 ：未熱處理,≤131HB
2.2確定工藝方案
2.2.1沖壓工藝的初步選擇
鉸鏈卷圓成形工藝分析對于此類鉸鏈卷圓成形零件，其卷圓成形工藝主要有 以下幾種：
( 1 )按卷圓過程中是否采用芯棒可分為有芯棒卷圓和無芯棒卷圓兩種。有芯棒卷圓適用于r／t≥4或?qū)韴A有較嚴格要求的場合，其卷圓質(zhì)量好，但操作麻煩。
( 2 )按卷圓過程中卷圓凹模動作的方向不同可分為豎推卷圓成形和橫推卷圓成形，如圖2所示。豎推卷圓成形模具結(jié)構(gòu)簡單，但零件直邊部分易變型，影響零件質(zhì)量。另外直邊部分的長度將直接影響模具的閉合高度和定位可靠性。而橫推卷圓成形一般需由斜楔、滑塊機構(gòu)將沖床滑塊的豎直運動轉(zhuǎn)化為模具滑塊的橫向運動，完成橫推卷圓成形。其模具結(jié)構(gòu)略顯復雜，但零件定位穩(wěn)定可靠，壓料方便，故零件的質(zhì)量較好。
( 3 ) 鉸鏈卷圓成形工藝中， 由于卷圓過程中頭部較難成形，故一般均安排有一道預彎工序。按預彎成形的結(jié)構(gòu)不同可分為一處預彎和兩處預彎( 圖 3所示) 加卷圓成形。圖3a為一處預彎成形，其卷圓動作可采用橫推或豎推卷圓成形，而圖 3 b 是兩處預彎成形，其卷圓動作一般以豎推為宜
該零件成形的典型工藝為：落料一預彎一卷圓。零件形狀簡單，沒有懸臂，沒有轉(zhuǎn)角，不需要沖孔。零件第一道工序在剪床下料中完成，由于零件的尺寸較小，下料時操作尤其不便，而且還影響卷圓的質(zhì)量。經(jīng)考慮決定，工藝方案改為：下條料—沖裁預彎—卷圓成型。
2.2.2各道工序工藝尺寸的確定
下料分析
因為落料的下的是條料，所以這理不做詳細的尺寸分析。對于條料寬度尺寸要求是寬為39.5mm。
沖裁預彎分析
材料預彎前的零件的毛坯尺寸
上式中的x可查《模具設計手冊》可得0.5，可知零件展開的長度范圍為37.32mm～37.80mm，當超過或小于這個范圍將會影響零件卷圓的質(zhì)量。零件預彎后的形狀如圖所示，圖中的L為滑塊推進的長度3 x (π×5.5)／4=12.95mm。
選取板料尺寸規(guī)格為1500×1000×1（mm），經(jīng)理論優(yōu)化得出當L截取的長度為37.5mm時，一塊板料可以做出零件為1000個。
板料的利用率為
2.2.3壓力機的初步選定
下料不做分析
校正彎曲時的彎曲力計算
查書《沖壓模具設計手冊》得 q=40～60 MPa取q=60 MPa
A≤2.75×39.5=108.63（彎曲件被校正部分的投影面積）
沖裁壓力計算
其中P——沖裁壓力（N）
L——沖裁周邊長度（mm）
t——材料厚度（mm）
K——一般取1.3
因此選用的壓力機為J23-16
卷圓成型壓力機的選定
根據(jù)墓《模具設計手冊》彎曲力的計算為
校正彎曲力
查書《沖壓模具設計手冊》得 q=40～60 MPa取q=60 MPa
壓料力
彎曲時壓力機的選定
所以壓力機選為J23-16
2.2.4編寫沖壓工藝卡
沖壓工藝過程卡1
南昌航空大學科技學院
沖壓工藝過程卡
產(chǎn)品型號
零（部）件名稱
中頁板
共3 頁
產(chǎn)品名稱
中頁板
零（部）件型號
第1頁
08鋼 1500×1000×1
1500×39.5×1
25
毛坯重量
輔助材料
工序號
工序名稱
工 序 內(nèi) 容
加 工 簡 圖
工序號
工序名稱
工 序 內(nèi) 容
加 工 簡 圖
設 備
工藝裝備
備注
1
下料
剪床上裁條料
1500×39.5
剪床
編制(日期)
審核(日期)
會簽(日期)
標記
處數(shù)
更該文件號
簽字
日期
標記
處數(shù)
更該文件號
簽字
日期
南昌航空大學科技學院
沖壓工藝過程卡
產(chǎn)品型號
零（部）件名稱
中頁板
共3 頁
產(chǎn)品名稱
中頁板
零（部）件型號
第2頁
材料牌號及規(guī)格
材料技術要求
毛 坯 尺 寸
每個毛坯可制件數(shù)
毛坯重量
輔助材料
08鋼 1500×39.5×1
37.4×39.5×1
40
工序號
工序名稱
工 序 內(nèi) 容
加 工 簡 圖
設 備
工藝裝備
備注
1
沖裁預彎
沖裁出零件毛坯件并在卷圓前預彎一段圓弧
J23-16壓力機
沖裁預彎模具
編制(日期)
審核(日期)
會簽(日期)
標記
處數(shù)
更該文件號
簽字
日期
標記
處數(shù)
更該文件號
簽字
日期
沖壓工藝過程卡2
沖壓工藝過程卡3
南昌航空大學科技學院
沖壓工藝過程卡
產(chǎn)品型號
零（部）件名稱
中頁板
共3 頁
產(chǎn)品名稱
中頁板
零（部）件型號
第3頁
材料牌號及規(guī)格
材料技術要求
毛 坯 尺 寸
每個毛坯可制件數(shù)
毛坯重量
輔助材料
08鋼 37.4×39.5×1（已預彎）
37.4×39.5×1
1
工序號
工序名稱
工 序 內(nèi) 容
加 工 簡 圖
設 備
工藝裝備
1
卷圓成型
把預彎了的毛坯件進行卷圓成型，并符合零件要求
J23-16壓力機
鉸鏈卷圓模
2
檢驗
按產(chǎn)品零件圖檢驗
編制(日期)
審核(日期)
會簽(日期)
標記
處數(shù)
更該文件號
簽字
日期
標記
處數(shù)
更該文件號
簽字
日期
2.3沖壓模具設計
2.3.1模具結(jié)構(gòu)形式的確定
該零件的成型沖壓過程為鉸鏈卷圓。該沖壓過程和分為三部分分別是：下料——預彎——卷圓成型。由于該零件的尺寸較小固把工藝改為：下條料——預彎沖裁——卷圓成型。沖壓工藝成型過程及使用到的設備如沖壓工藝卡上所示，其中剪床介紹略去。
2.3.2沖裁模具的簡單介紹
沖裁預彎工序的模具結(jié)構(gòu)如圖5所示，由于該模具有沖裁工序， 故采用了滑動導向模架 ( 導向裝置圖中未畫出) 。 此模具結(jié)構(gòu)設計上應注意圓弧預彎凹模的圓弧段必須低于切斷凹模1O的切斷刃口，保證切斷與預彎兩工步的獨立進行。頂料塊 1 1 設計時，其未切斷狀態(tài)時上平面略高于切斷凹模刃口0.5mm，即先壓料再切斷。而凸模下行到預彎成形， 頂料塊下平面應與下模板2剛性接觸，且上平面與成形凹模 3平齊 ，以免在坯料上留下明顯壓痕。切斷凹模為直刃口、斜楔式壓緊的鑲拼結(jié)構(gòu)， 切斷凹模 1 0 是斷面為矩形的柱體，加工、刃磨方便。壓緊楔塊 9上開有略大于料寬的導向槽，便于送料時條料導向。該模具的工作過程為：首先將條料推至成形凹模的預彎豎邊定位后，沖床滑塊帶動上模下行，凸模 4 先與頂料塊一起壓住條料。然后繼續(xù)下行切斷條料，進一步下行預彎成
形， 完成沖壓動作。
2.3.2卷圓模具的具體設計
本模具為卷圓工序模，模架為后側(cè)導柱模架。關于豎、橫推的選擇，考慮到零件直邊部分在后道點焊工序中希望平整， 決定采用橫推卷圓成形的方法。
卷圓成形模設計卷圓成形是該零件成形的關鍵，其模具裝配結(jié)構(gòu) ( 如圖 6 所示)采斜楔、滑塊橫推成形。此成型方式可以保證零件在卷圓過程中，直邊部分的平整。零件推進卷圓行程為12.95 mm，滑塊17較長必須大于12.95 mm，壓料塊4的壓縮距離應與其對應，因此斜楔較長，呈懸臂粱的形式，為此設置了靠背擋塊13，抵消了斜楔受到的彎矩，改善了斜楔的受力條件?；瑝K17安放在下模塊矩形導槽中，導槽內(nèi)側(cè)起導向作用，復位彈簧11安裝在下模塊中，為使得預壓縮量可調(diào)，彈簧更換方便，結(jié)構(gòu)緊湊可靠，固設置了調(diào)整螺釘10。在下模板9中滑塊移動部位，鑲有一塊淬硬的耐磨板12 。零件定位平面低于下模塊18上平面約3mm，并采用外框式定位，卷圓成形后用鑷子插入圓孔中即可取出零件。限位圈8的設置能方便模具閉合高度的調(diào)整,同時對滑塊及下模塊起保護作用，使得他們不會碰撞到一塊。該模具外觀整齊，使用安全可靠。
圖6卷圓模具裝配圖
2.3.3模具零件設計及材料的選用
（1）滑塊的設計
零件生產(chǎn)量為中批量生產(chǎn)因此在滑塊材料選擇T8A或T10A,熱處理為淬火處理，硬度為60～62HRC。因為中頁板零件寬度為39.5mm，滑塊寬度必須比39.5長。滑塊的高比長的比例必須在0.67～0.5之間。所以滑塊的基本尺寸為77×60×50mm，其中放置復位彈簧孔尺寸為20×54。與斜鍥接觸部分為30×45°?；瑝K零件基本形狀如圖7所示，加工工藝過程如表2-1所示。
圖7滑塊
表2-1 滑塊加工工藝過程
工序號
工序名稱
工序內(nèi)容
設備
1
備料
將毛坯鍛成80mmX65mmX50mm
2
熱處理
退火
3
銑
銑六面,厚度留單邊磨量0.2~0.3mm，
及30×45°斜面
銑床
4
平磨
磨厚度到上限尺寸,磨側(cè)基面保證互相垂直
平面磨床
5
鉗工
劃刃口輪廓尺寸及孔位置尺寸
6
鉗工
鉆φ20
鉆床
7
線切割
按圖切割圓弧外形,留0.005~0.01單邊研量
線切割機床
8
熱處理
淬火,回火,保證HRC60~64
9
鉗工
磨各配合面達要求
10
檢驗
（2）斜鍥
斜鍥材料選擇T8A或T10A,熱處理為淬火處理，硬度為60～62HRC。如圖8所示。
圖8斜鍥
表2-2 斜鍥加工工藝過程
工序號
工序名稱
工序內(nèi)容
設備
1
備料
將毛坯鍛成100mmX40mmX80mm
2
熱處理
退火
3
銑
銑六面,厚度留單邊磨量0.2~0.3mm，
及45°斜面
銑床
4
平磨
磨厚度到上限尺寸,磨側(cè)基面保證互相垂直
平面磨床
5
鉗工
劃各型孔,螺孔,銷孔位置劃漏孔輪廓線
6
鉗工
鉆鉸2Xφ8,鉆沉孔及M10螺紋孔
鉆床
7
平磨
磨厚度及基面見光
平面磨床
8
鉗工
研光各型孔達要求
9
檢驗
斜楔較長，呈懸臂粱的形式，固鍥塊的定位用兩個銷釘定位，布置如圖8所示，加工工藝過程如表2-2所示。
（3）下模塊
零件生產(chǎn)量為中批量生產(chǎn)因此下模塊材料選擇T8A或T10A,熱處理為淬火處理，硬度為60～62HRC。因為中頁板零件寬度為39.5mm，下模塊寬度必須比39.5長。所以下模塊的基本尺寸為70×60×43mm，其中放置復位彈簧孔尺寸為20，調(diào)整螺釘選擇M24。用內(nèi)六角螺釘固定在下模板中，下模塊零件基本形狀如圖9所示，加工工藝過程如表2-3所示
圖9下模塊
表2-3 下模塊加工工藝過程
工序號
工序名稱
工序內(nèi)容
設備
1
備料
將毛坯鍛成72mmX60mmX45mm
2
熱處理
退火
3
銑
銑六面,厚度留單邊磨量0.2~0.3mm，
銑床
4
平磨
磨厚度到上限尺寸,磨側(cè)基面保證互相垂直
平面磨床
5
鉗工
劃各型孔,螺孔,銷孔位置劃漏孔輪廓線
6
線切割
按圖切割各型孔,保證雙面間隙0.5mm
線切割機床
7
鉗工
鉆鉸2Xφ8,鉆沉孔
鉆床
8
平磨
磨厚度及基面見光
平面磨床
9
鉗工
研光各型孔達要求
10
檢驗
（4）上?？?
上模快材料為A3、A5，不需要熱處理，呈懸臂粱的形式如圖10所示。用兩個銷釘定位，固定螺釘用M10內(nèi)六角螺釘。
圖10 上模快
（5）壓料塊
壓料塊用上?？旃潭ǎ驶顒訝顟B(tài)可上下自由活動，壓料塊內(nèi)放置壓料彈簧。基本形狀及尺寸如圖11所示，加工工藝過程如表2-4所示。
圖11壓料塊
表2-4 壓料塊加工工藝過程
工序號
工序名稱
工序內(nèi)容
設備
1
備料
將毛坯鍛成62mmX32mmX50mm
2
熱處理
退火
3
銑
按圖紙銑六面,厚度留單邊磨量0.2~0.3mm，
銑床
4
平磨
磨厚度到上限尺寸,磨側(cè)基面保證互相垂直
平面磨床
5
鉗工
劃各型孔,螺孔,銷孔位置劃漏孔輪廓線
6
線切割
按圖切割各型孔圓弧輪廓,保證間隙0.5mm
線切割機床
7
鉗工
鉆鉸2Xφ8,鉆沉孔及M10螺紋孔
鉆床
8
平磨
磨厚度及基面見光
平面磨床
9
鉗工
研光各型孔達要求
10
檢驗
（6）模座
上、下模座的材料為HT20-40、HT25-47、ZG35、ZG45等，基本規(guī)格為：
下模板:200×120×50 mm （如圖12） 上模板200×120×40 mm（如圖13）
其中下模座銑出一條200×60×10mm的矩形槽，矩形槽的平行度為0.05，粗糙度為0.8。其對滑塊起導向作用，同時也對后擋塊及下模塊起定位作用。
下模座加工工藝過程如表2-5所示，下模座加工工藝過程如表2-6所示。
表2-5 下模座加工工藝過程
工序號
工序名稱
工序內(nèi)容
設備
1
備料
取標準下模座
2
熱處理
退火
3
銑
銑200mm×60mm×10mm矩形鍵槽，雙邊磨量0.2~0.3mm
銑床
4
平磨
平磨上下平面達要求
平面磨床
5
鉗工
劃螺孔,銷孔位置劃模柄孔輪廓線
6
鉗工
鉆鉸2Xφ8,2Xφ6及6×M10螺紋孔
鉆床
7
鉗工
研光各型孔達要求
8
檢驗
表2-6 上模座加工工藝過程
工序號
工序名稱
工序內(nèi)容
設備
1
備料
取標準上模座
2
熱處理
退火
4
平磨
平磨上下平面達要求
平面磨床
5
鉗工
劃螺孔,銷孔位置劃模柄孔輪廓線
6
線切割
按圖切割各型孔,保證配合尺寸
線切割機床
7
鉗工
鉆鉸4Xφ8,鉆攻6XM12,配鉆模柄防轉(zhuǎn)孔
鉆床
8
鉗工
研光各型孔達要求
9
檢驗
（7）模柄的選用
（1）基本要求：
①與壓力機滑塊上的模柄孔正確配合，安裝可靠；
②與上模正確而可靠連接。
（2）類型：
1）壓入式模柄 2）旋入式模柄
3）凸緣模柄 4）槽型模柄和通用模柄
5）浮動模柄 6）推入式活動模柄
材料：Q235、Q275鋼
中小型模具都是通過模柄固定在壓力機滑快上的。對于大型模具則可用螺釘、壓板直接將上模座固定在滑快上。
查《沖壓手冊》選擇模柄，這里選用的是旋入式模柄，規(guī)格為40×100×40mm。其中模柄的直徑選用得根據(jù)你選用的壓力機的數(shù)據(jù)來確定，我這里選用的壓力機為J23-16B，查《沖壓手冊》可以知道壓力模柄直徑，及壓力機的參數(shù)。模柄伸入長度確定是根據(jù)上?？斓暮穸葋泶_定的，這里選用上模快厚度為40mm，所以模柄的伸入長度為40，
圖12下模座
圖13上模座
圖14旋入式模柄
模柄具體的尺寸可查《沖壓手冊》模柄選用相關的表，具體如圖14所示。
（8）導柱，導套的選用
導柱與導套的結(jié)構(gòu)與尺寸都可以直接由標準中選取。
在選用時應注意導柱的長度應保證沖模在最低工作位置時，導柱上端面與上模座頂面的距離不小于10~15 mm（考慮到模具修磨后其閉合高度將減?。履Ｗ酌媾c導柱底面的距離應為0.5~1 mm。
導柱，導套， 規(guī)格為：
導柱：B25h5×160 如圖15
導套：B38H6×95 如圖16
其選用的材料為20、T10A，20鋼滲炭淬硬。硬度導柱為60～62HRC,導套硬度為57～60HRC
圖15導柱
圖16 導套
2.3.4模具的基本校核
（1）計算模具壓力中心，確定壓力中心的位置
本模具為卷圓模，壓力中心為卷圓部分的圓心。
（2）壓力機校核
模具各主要零件規(guī)格選定或確定
下模板:200×120×50 mm 上模板200×120×40 mm
上模塊尺寸：100×100×30 mm 下模塊尺寸：70×60×43 mm
滑塊尺寸：77×60×50 mm 導套：25×95×38 mm
導柱：25×160 mm 旋入式模柄：40×100×40mm
模具的最大閉合高度為205mm，最小閉合高度為170mm
壓力機的安裝尺寸校正
壓力機初選為J23-16,其最大閉合高度為220mm，封閉高度可調(diào)節(jié)量為45mm，墊板厚度為40mm，滑塊行程為70mm。
由公式：
可知道J23-16壓力機不符合設計要求。因此選用J23-16B壓力機，其最大閉合高度為220mm，封閉高度可調(diào)節(jié)量為60mm，墊板厚度為60mm。
壓力機噸位校正
一般情況下，設備的公稱壓力應大于或等于成形工藝力和輔助工藝力總和的1.3倍。
所以壓力機J23-16B符合噸位壓力要求。
行程校正
曲柄壓力機的行程大于模具的滑塊最大行程19mm的2倍。因此壓力機的行程沒問題。
3 結(jié) 論
設計是源頭，設計雖然只占模具成本的10%左右，卻決定了整個模具成本的70%～80%。所以，在設計時詳盡地考慮了模具結(jié)構(gòu)，考慮提高生產(chǎn)率，如何方便維修。但是，又不能完全依賴于設計，在實際生產(chǎn)中要具體問題具體分析，根據(jù)實際狀況進行模具調(diào)整也是必需的。在生產(chǎn)中模具的維修、保養(yǎng)也是很重要的。在模具維修時，應該多注意細節(jié)，找出根本原因，針對其維修。在拆裝模具時，要認真仔細，以防損傷模具。定期的維護、保養(yǎng)也可以大大提高模具壽命。
碰到的問題是卷圓模中滑塊上卷圓，圓弧按零件尺寸 R3.2 5mm加工后卷出的零件直徑偏小。經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)是由于卷圓過程材料未能完全緊密貼合圓弧所至。修模的方案有兩種，一是修正預彎圓弧，保證其與卷圓圓弧一致，但此方案難度較大； 另一方案是修正卷圓圓弧，即實測試模后偏小的直徑，估計出修正放大的卷圓圓弧即可。修正的方法較多，筆者采用的是在工具磨床上將平形薄砂輪修出所需的圓弧半徑， 再磨削修出圓弧。
4 參考文獻
[1]、劉勝國，《我國沖壓模具技術的現(xiàn)狀與發(fā)展》，黃石理工學院機電工程學院，黃石理工學院學報，2007年1期；
[2]、朱偉成，《沖壓技術發(fā)展趨勢》，中國第一汽車集團公司，汽車工藝與材料，2007年1期；
[3]、《沖模設計手冊》編寫組.沖模設計手冊.北京：沖模設計手冊，1995
[4]、陳為國. 鉸鏈卷圓成形工藝及模具設計.模具工業(yè)，1998.7
[5]、王新華，袁聯(lián)富編.沖模結(jié)構(gòu)圖冊.北京：機械工業(yè)出版社，2003
[6]、羅益旋.沖壓新工藝新技術及模具設計實用手冊. 銀聲音像出版社，2004
[7]、GB2851～2875《冷沖?！穱覙藴?
5 致 謝
時間飛逝，轉(zhuǎn)眼間我的畢業(yè)設計將要結(jié)束，仍清楚記得拿到畢業(yè)設計課題時，不知如何下手的尷尬場景。
在此我要感謝指導老師陳為國在畢業(yè)設計選題以及研究方法上給予的悉心指導，老師的學識令我受益匪淺。
還要感謝我的同學們，感謝他們給予我的大力支持與幫助。
還要感謝學校對我四年大學的教導。
最后再次感謝陳為國老師，以及在畢業(yè)設計過程中所以幫助過的同學們。
31
收藏