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沖壓模具設計中側(cè)壁起皺的分析 F.-k. Chen and Y.-C. Liao 臺灣 臺北市國立臺灣大學機械工程部門 在沖壓過程中，起皺一般發(fā)生在有錐度的方形杯子和帶有階梯的矩形杯子成形時。這兩種起皺類型的共同特征是起皺都發(fā)生在相對沒有支撐的側(cè)壁。在沖壓一個有錐度的方形杯子時，當發(fā)生起皺時，比如沖模間隙和沖壓毛壞的壓力大小等參數(shù)的影響通過有限元模擬方法被檢查到。模擬結(jié)果顯示沖模間隙越大，起皺的就越明顯，而且起皺不能通過增加沖壓力來被抑制。在研究帶有階梯的矩形杯子沖壓過程的起皺時，發(fā)現(xiàn)了一個有相似幾何類型的實際部分。在側(cè)壁被發(fā)現(xiàn)的起皺是因為介于沖頭和階梯邊緣的金屬板料不平衡伸展造成的。為減少起皺，一個最適宜的沖模設計方法就是利用有限元分析法。在無起皺產(chǎn)品中介于模擬結(jié)果和實測結(jié)果的好協(xié)議使有限元分析法生效，而且證實了利用有限元分析法去設計沖模的優(yōu)勢。 關鍵詞：側(cè)壁起皺；沖模；階梯的矩形杯子；帶有錐度的主形杯子 1． 介紹 起皺是在金屬板料成形中主要的缺陷之一。由于性能和視察的原因，在產(chǎn)品中起皺往往不能被接受。在金屬板料成形過程中，有三種形式的起皺頻繁的發(fā)生：邊緣起皺，側(cè)壁起皺和由于殘余的彈性壓力引起的未變形區(qū)域的彈性彎曲。在沖壓一個復雜形狀零件的操作時，側(cè)壁起皺意味著沖模腔中的起皺。由于側(cè)壁區(qū)域的金屬板料相對于其它區(qū)域的金屬板料不被工具所保征質(zhì)量，側(cè)壁起皺的消除比邊緣起皺的抑制更難。很明顯，在未被加固的側(cè)壁區(qū)域中的金屬材料的額外拉伸可能防止起皺，而且在實際操作中也可以通過增加沖壓力來防止起皺，但是過度的拉力會通過裂痕導致失敗。因此，沖壓力必須處于一個狹小的范圍，一方面，要高于抑制起皺的力，另一方面，要低于產(chǎn)生破裂的力。沖壓力的狹小范圍很難計算。對于沖壓一個復雜形狀的零件，當起皺發(fā)生在中心區(qū)域時，有意義的沖壓力范圍甚至不存在。 為了檢查起皺的形成結(jié)構(gòu)，Yoshida et al.發(fā)明了一種測試，在這種測試里，一塊薄板料不是均勻的沿著它的斜度被拉伸。他們也計劃一個近似的理論模型，在這種模型里面，起皺的開始取決于在壓力不均勻區(qū)域中有壓縮的側(cè)部力的彈性灣曲。Yu et al.從實驗性和分析性上研究起皺問題，通過理論分析，他發(fā)現(xiàn)帶有兩個圓周波的起皺可能發(fā)生，然而，實驗結(jié)果顯示是四到六個。當通過一個有錐度的模具畫出金屬板料時，Narayanasamy和sowerby用平底的沖頭和半球狀的沖頭檢查金屬板料的起皺。他們也試圖去把可以抑制起皺的道具分類。 那些努力都被聚中于和簡單形狀零件關聯(lián)的起皺問題上，例如：一個圓形的杯子。在90年代早期，金屬板料成形中三維動態(tài)軟件和有限元方法的成功運用使得分析包括在沖壓一個復雜形狀零件的起皺問題成為可能。在當前的研究中，三維有限元分析法被用來分析在沖壓一個帶有階梯的矩形部分的過程中，產(chǎn)生起皺的金屬流動制造參數(shù)上。 一個帶有階梯的方形杯子，在杯子的每一邊都有一個傾斜的側(cè)壁，在帶有錐度的杯子也相應的存在傾斜的側(cè)壁。在沖壓過程中，側(cè)壁上的金屬板料相對沒被支撐，因此，這個部位更容易起皺。在當前的研究中，起皺過程中的各種不同的制造參數(shù)的影響都在被研究。在沖壓一個帶有階梯的方形杯子時，就像圖1B顯示的一樣，可以觀測到另一種形式的起皺。為了評估分析的效力，在當前的研究中，一個確切階梯幾何形狀的物體被檢測。通過使用有限元分析法和用適宜的模具設計來減少起皺，起皺的原因被確定。在觀測一個實際產(chǎn)品成形時，通過有限元分析法得到的模具設計方法得到證實。 圖1帶有錐度方形杯子的拉伸（a）和帶有階梯的矩形杯子的拉伸（b） 2有限元模型 包括沖頭、模具和毛壞固定器等工具幾何學是用CAD或PRO/E軟件來設計的。同樣用CAD軟件，三節(jié)點和四節(jié)點的外形元素被采用用來為以上工具生產(chǎn)網(wǎng)眼系統(tǒng)。對于有限元模擬來說，工具被認為是剛硬的，而且對應的網(wǎng)眼被用來定義工具幾何學而不是壓力分析。同樣CAD軟件使用四節(jié)點外形元素來為板形壞料構(gòu)造網(wǎng)眼。圖2顯示工具的完整布置的網(wǎng)眼系統(tǒng)和用來沖壓帶有階梯方形杯子的板形壞料。由于對稱條件，方形杯子的四分之一被分析。在模擬中，板形壞料放在壓力機上，沖模向下移動，逆著壓力機夾緊板形壞料。然后沖模上升使得板形壞料按著模腔成形。 圖2 有限元網(wǎng)眼 為了表演一個精確的有限元分析法，金屬板料的真實應力應變曲線被要求是輸入數(shù)據(jù)的一部分。在當前的研究中，拉深成形的金屬板料也被用來模擬。為在飛機上切割下的樣本測試被進行，它們依次從0度的旋轉(zhuǎn)方向到45度的旋轉(zhuǎn)方向，再到90度的旋轉(zhuǎn)方向進行著。平均的流動力σ，計算方程為σ=（σ0+2σ45+σ90）/4，因為每一個方法真實應變通常用來模擬帶錐度方形杯子和帶階梯矩形的沖壓，就如圖3顯示的那樣。 當前研究中所有的模擬利用有限元程序PAM-STAMP涉及SGI Indigo2工作站。為了完成模似所需輸入數(shù)據(jù)的設置，沖頭的速度一般設置在10m/s，庫侖摩擦系數(shù)設置在0.1。 圖3 金屬板料的應力應變關系 3 錐度方形杯中的起皺 正像圖1a顯示的那樣，草圖暗示著一些有關錐度方形杯子的尺寸，方形沖頭每一面的長度（2WP）、模腔的尺寸（2Wd）和高度(H)被認為是影響起皺的至關重要尺寸。在當前研究中，模腔尺寸和沖頭尺寸的差距的一半稱作沖模間隙（記作G），G= Wd- WP。相關的在側(cè)壁沒被支撐的金屬板料的寬度取決于沖模間隙，起皺假想通過增加沖壓力來被抑制。相對于沖壓一個錐度方形杯子，沖模間隙和沖壓力兩方面的影響在接下來的部分被研究。 3.1沖模間隙的影響 為了檢查沖模間隙對起皺的影響，在沖壓一個錐度方形杯子時，分別用20mm，30mm，50mm大小的沖模間隙進行模擬沖壓。在每次模擬沖壓中，模腔的尺寸都是固定在200mm，而且杯子拉深的高度都是100mm。三次模擬中使用的金屬板料都是380X380的方形尺寸，厚度也都是0.7mm，金屬的應力應變曲線如圖3所示。 圖4 G=50mm的帶有錐度的方形杯子 模擬結(jié)果顯示三次模擬中都發(fā)生起皺現(xiàn)象，沖模間隙為50mm沖壓出來的杯子模擬形狀如圖4。從圖4中可以看出，起皺分布在側(cè)壁，側(cè)壁拐角尤其明顯。這就說明在沖壓過程中，起皺是由于在側(cè)壁有大面積區(qū)域不被支撐，同樣，由于沖模間隙不一樣，沖頭各邊的長度和模腔尺寸也不一樣。由于橫向壓力的存大，在沖頭和模腔中拉深成形的金屬板料越來越不牢固。在壓縮下，側(cè)壁金屬板料不受限制的拉伸是起皺的主要原因。為了比較三種不同間隙沖壓出來的產(chǎn)品，兩個主要的應變比率β被介紹，β=εmin/εmax，這里的εmin和εmax分別是主要的和次要的應變。Hosford和Caddell已經(jīng)展示了β的實際值比β的評論值大，假設當起皺發(fā)生時，β的實際值越大，起皺的可能性就越大。 在三個沖模間隙不同的沖壓中，同一側(cè)壁高度，沿著橫截面M-N的β值在圖4中標記出，在圖5中畫出。圖5中說明嚴重的起皺一般發(fā)生在拐角處，而對三個沖模間隙不同的沖壓，在側(cè)壁中心很少發(fā)生起皺。還說明了沖模間隙越大，β的實際值就越大。因此，增加沖模間隙將增加在錐度方形杯子側(cè)壁處發(fā)生起皺的可能性。 3.2沖壓力的影響 眾所周知，在沖壓過程中，增加沖壓力可以幫助排除起皺。為了研究增加沖壓力的影響，沖模間隙為50mm與起皺是有關聯(lián)的，用沖模間隙為50mm的模具沖壓帶有錐度方形杯子被用不同的沖壓力來模擬了。沖壓從100KN增加到600KN，這兩個力分別產(chǎn)生0.33Mpa和1.98Mpa。在上述部分，剩下的模擬條件與給定的是一樣的。處于中間的300KN也被用來模擬。 模擬結(jié)果顯示沖壓力的增加并沒有幫助消除發(fā)生在側(cè)壁的起皺。在圖4中已標出沿著橫截面M-N的β值與沖壓力為100KN和600KN的β值作比較。模擬結(jié)果指出兩種情況下，沿著橫截面M-N的β值是一樣的。為了檢查兩種不同沖壓力的起皺形狀，正如圖4和圖6標出的那樣，側(cè)壁上從底部向上有五處不同位置的橫截面。從圖6可以看出，兩個外殼的波浪形橫截面是相似的。這就說明在沖壓帶有錐度的方形杯子時，沖壓力不影響起皺的發(fā)生，這是因為起皺的原因主要是由于在有橫向壓力存在的側(cè)壁處有大面積區(qū)域不被支撐。沖壓力對沖頭和模腔之間材料不穩(wěn)定的模式并沒有影響。 圖5 沿著橫截面M-N不同沖模間隙的β值 4階梯矩形杯子 在沖壓一個階梯矩形杯子時，起皺發(fā)生在側(cè)壁即使沖模間隙并不是那么重要。輪廓1顯示沖壓階梯矩形杯子的沖頭草圖，在這張草圖中，側(cè)壁C沿臺階D-E而行。在近期的研究中，在一個實際的產(chǎn)品中檢查到了這種幾何形狀。這種產(chǎn)品使用的原材料的厚度是0.7mm，從拉力測試中獲得的應力應變關系如圖3所示。 這種沖壓部分產(chǎn)品的程序包括通過清理焊縫的深拉。在這種深拉過程中，沒有焊縫被用在沖模表面來幫助幫助金屬的流動。但是，由于沖頭拐角處的半徑過小和其復雜的幾何形狀，如圖7顯示的那樣，在沖頭邊緣上部經(jīng)常發(fā)生拉裂，在真實產(chǎn)品的側(cè)壁處經(jīng)常發(fā)生起皺。從圖7中可以看出，皺紋發(fā)分布在側(cè)壁上，但是在階梯邊緣拐角處最為嚴重，就像圖1（b）中A-D，B-E顯示的那樣。在沖頭的上部邊緣，金屬往往被拉裂，就像圖7所示。 為了進一步的了解沖壓過程中板料的變形，誕生了一種有限元的方法。這種有限元模擬方法被在最初的設計中。部分的模擬形狀如圖8所示。從圖8中可以看出，零件上部邊緣的網(wǎng)眼被拉深，皺紋分布在側(cè)壁上，類似真實零件中的那樣。 圖6 從圖a的100KN到圖b的600KN不同側(cè)壁高度的橫截面線條 圖7 產(chǎn)品零件中的拉裂和起皺 圖8 產(chǎn)品拉裂和起皺的模擬形狀 如圖1（b）就像A-B邊緣半徑和沖孔拐角處A的半徑一樣，沖孔的半徑也很小，這被認為是拉裂的最主要原因。但是，根據(jù)有限元分析的結(jié)果，拉裂可以通過增加以半徑來避免。這種理念在現(xiàn)實產(chǎn)品中通過增加半徑得到證實。 個別的嘗試也被用來消除起皺。第一，沖壓力加到原來的2倍。但是，就像在拉深帶有錐度的杯子中得到的結(jié)果一樣，沖壓力對消除起皺現(xiàn)象沒有起有很大的效果。通過增加摩擦和毛坯尺寸也得到同樣的結(jié)論。于是我們推測，這種起皺不能通過增加沖壓力來得到抑制。 由于在金屬屈服于過大壓力的區(qū)域，往往會因為大量的金屬流動而起皺，一種通過在起皺區(qū)域增加掛鉤用于消除起皺的簡單方法被用來吸收多余的材料。為了多余的金屬能有效的被吸收，掛鉤應該平衡的加在起皺位置?；谶@種理念，兩個掛鉤被加在鄰近在壁上吸收多余的材料，如圖9如示。模擬結(jié)果顯示，階梯拐角處的起皺正如想象的那樣被吸收，但是，一些起皺仍然沒被吸收。這說明在側(cè)壁處需要更多的掛鉤來吸收所有過量的材料，但是這在模具設計中是不允許的。 利用有限元分析法分析沖壓工序的一個優(yōu)勢是沖壓過程中板料的變形形狀可以被監(jiān)測，而這在真實的產(chǎn)品沖壓過程中是不可能的。對沖壓過程中金屬流動的精密監(jiān)測顯示板料最開始通過沖頭的力按模腔的形狀成形，直到板料接觸到如圖1（b）階梯D-E邊緣才形成起皺。起皺的形狀如 圖9 加到側(cè)壁的起皺 圖10顯示的那樣。這就為模具設計的改進提供了有價值的信息。 圖10 當板料接觸臺階邊緣的起皺形成 圖11 切除了的臺階拐角 對于起皺的發(fā)生，最初的一個猜想是沖頭拐角處范圍A和階梯拐角處范圍D之間的金屬板料處于不平坦的拉深，就如圖1（b）所示。階梯拐角處被切主要是為了改善拉深條件，這樣就允許通過增加階梯邊緣有更多的拉伸被應用到如圖11所示，從而使得模具設計的改進得到發(fā)展。但是，杯子側(cè)壁處仍然有起皺，這就意味著起皺是因為整個沖頭邊緣和整個階梯邊緣的不平坦引起的，不僅僅是沖頭拐角處和階梯拐角處之間的不平坦。為了證實這種說法，兩種改進過了的模具設計被用來實驗：為了描述想象中的形狀用兩種拉深操作，一種是切去整個階梯，而另一種是增加更多的拉深操作。前一個方法的模擬形狀所圖12所示。自從更低的階梯被切去后，拉深工序與圖12中的矩形杯子拉深工序性很相似。從圖12中可以看出起皺現(xiàn)象已被消除。 在這兩種操作的拉深工序中，板料最初是被拉到很深的階梯處，如圖13（a）所示，然后，較低的階梯在第二步拉深操作中成形，同是，如圖13（b）所示的想象形狀也得到了。從圖13（b）可以清晰的看出，通過兩步拉深工序可以造出沒有起皺的階梯矩形杯子，同時也說明在兩步拉深工序中，如果相應的順序被應用，則更低一些的階梯處的成形是伴隨更深階梯處成形和最深階梯邊緣處成形的最早成形，如圖1(b)中的A-B，因為金屬不容易通過較低的階梯進入模具型腔。 圖12改善模具設計的模擬形狀 圖13 兩個操作步驟中的a第一步操作 b第二步操作 有限元分析法說明用簡單的拉深操作來設計理想產(chǎn)品的沖壓模具設計是很難完成的。但是，由于額外的模具費用和操作費用，兩個操作的制造費用是很高的。為了保持較低的制造費用，零件的設計師對形狀做出了合適的改變，而且通過有限元模擬分析法結(jié)果去切除較低的臺階來改善模具設計，如圖12所示。隨著設計方法的改進，產(chǎn)品真實的沖壓模具被制造出來，而且零件還沒有起皺，如圖14所示。通過有限元模擬分析法得到的零件也沒有起皺。 為了進一步驗證有限元模擬分析法的結(jié)果，有限元模擬分析法得到的沿橫截面G-H的厚度分布如圖14所示，這與產(chǎn)品的尺寸做了比較，比較的結(jié)果顯示在圖15。從圖15可以看出有限元模擬分析法得到的預想的厚度分布和產(chǎn)品得到的厚度分布是相符合的。這種吻合證實了有限元模擬分析法的效率。 圖14 無缺陷產(chǎn)品零件 圖15 G-H處模擬和測量厚度 5概要和結(jié)束語 通過有限元模擬分析法研究了兩種在沖壓過程中的起皺，而且還檢查了其起皺的原因和消除起皺的方法。 第一種形式的起皺發(fā)生在沖壓帶有錐度的方形杯子的側(cè)壁上，這種起皺的原因是因為沖模間隙過大（沖模間隙就是模腔的尺寸和沖頭的尺寸的差距）。當金屬被拉至模腔中，在沖頭和型腔中有一有害的拉深時，大的沖模間隙導致金屬板料的大面積區(qū)域不被支撐，因此大面積區(qū)域不被支撐導致起皺。有限元模擬分析法顯示這種起皺不能通過增加沖壓力的方法來得到抑制。 另一種形式的起皺發(fā)生在有階梯矩形的幾何形狀物體沖壓過程中。起皺往往發(fā)生在臺階以上的側(cè)壁，甚至沖模的間隙不是足夠的大。通過有限元模擬法得知，這種起皺主要是由于在沖頭和臺階邊緣存在不平坦的拉伸。在模具設計過程中，通過有限元模擬分析法單獨的嘗試被用來消除起皺，切除了臺階的模具被建立。通過無缺陷的零件證實了這種模具設計方法對消除起皺的作用。有限元模擬分析法得到的結(jié)果和真實產(chǎn)品中看到的結(jié)果相吻合說明了有限元模擬分析法的準確性，還證實了用有限元分析法代替真實的模具制造方法的效力。 感謝 作者希望感謝中國人民共和國民族科學委員會授于NSC-86-2212-E002-028編號才使得這個項目得到發(fā)展。他們也希望感謝KYM提供了產(chǎn)品零件。 參考文獻 1. K. Yoshida， H. Hayashi， K. Miyauchi， Y. Yamato， K. Abe， M. Usuda， R. Ishida and Y. Oike，在金屬板料，皺紋機械工具的效果取決于不均勻的拉深 2. T.X.Yu，W.Johnson 和 W.J.Stronge， “圓形碟子在半球形模具中的沖壓成形”，機械學雜志，26，pp.131-148，1984 3. W.J.stronge，M.P.F.Sutcliffe和T.X.Yu，在沖壓期間，圓形碟子的塑性起皺。實驗的技巧，pp.345-353，1986. 4. R.Narayanasamy和R.Sowerby，“當用一種圓錐形的沖模成形時的金屬板料起皺”，材料處理技術雜志，41，pp.275-290，1994. 5. W.F.Hosford 和 R.M.Caddell，金屬成形:機械和冶金，1993年第二季。 河南機電高等?？茖W校 學生畢業(yè)設計中期檢查表 學生姓名 學 號 指導教師 選題情況 課題名稱 彎板沖壓成型工藝及模具設計 難易程度 偏難 適中 偏易 工作量 較大 合理 較小 符合規(guī)范化的要求 任務書 有 無 開題報告 有 無 外文翻譯質(zhì)量 優(yōu) 良 中 差 學習態(tài)度、出勤情況 好 一般 差 工作進度 快 按計劃進行 慢 中期工作匯報及解答問題情況 優(yōu) 良 中 差 中期成績評定： 所在專業(yè)意見： 負責人： 年 月 日 彎板沖壓彎曲模設計 摘要 本設計為彎板落料沖孔復合模及彎曲模設計。通過對該零件模具的設計，進一步加強了設計者沖壓模設計的基礎知識，為設計更復雜的沖壓模具做好了鋪墊和吸取了更深刻的經(jīng)驗。 本設計運用沖壓成形工藝及模具設計的基礎知識，首先分析了沖壓件的外形及用處性能要求，為選取模具的類型做好了準備；然后計算了沖壓力，便于選取壓力機；最后計算了制件的壓力中心，確定模具的設計參數(shù)、設計要點及推出裝置的選取。 設計復合模，首先要設計條件排樣圖。彎板展開后的形狀簡單。由于零件外形尺寸為自由尺寸對精度要求不高，為了提高材料的利用率減少沖裁力，雖然這時會使零件外形尺寸公差等級降低但是經(jīng)過籌兼顧，全面考慮。這里我們采用少廢料排樣。 凹模采用整體式凹模，各沖裁的凹?？拙捎镁€切割機床加工，安排凹模在模架上的位置時要依據(jù)計算壓力中心與模柄中心重合。 關鍵詞:復合模 、大批量 、彎板、少廢料排樣 、導正銷 、卸料板 彎板沖壓彎曲模設計 Abstract: This design falls the material punch holes superposable die and the bending die design for the angle iron.Through to this components mold design, further strengthened the designer to flush the die design the elementary knowledge, for designed the more complex ramming mold to complete the upholstery and to absorb a more profound experience. This design the elementary knowledge which designs using the ramming forming craft and the mold, first has analyzed the pressing part contour and the use performance requirement, for selected the mold the type to prepare for; Then has calculated the ramming strength, is advantageous for selects the press; The last count workpiece center of pressure, the definite mold design variable, the design main point and promoted the installment the selection. The design superposable die, first must a design conditions row of specimen map.The angle iron launches after the shape to be simple.Because the components external dimensions are not high for the free size to the precision request, in order to enhance the material the use factor reduction blanking force, but although could cause the components external dimensions grade of tolerance by now to reduce the process to plan the proper attention to both, comprehensive consideration.Here we use a few waste material row of type. The concave mold uses the integral-type concave mold, various blankings concave nib uses the line cutting engine bed processing, arranges the concave mold when pould frame position must rest on the pressure rating center and the die shank center superposition. Key word: The superposable die, the mass, the angle iron, a few waste material row of type, lead are selling, unload the yard lumber 河南機電高等?？茖W校 畢業(yè)設計說明書 畢業(yè)設計題目：彎板沖壓成形工藝及模具設計 系 部 專 業(yè) 模具設計與制造 班 級 學生姓名 學 號 指導教師 2009年5 月 15 日 河南機電高等專科學校 畢業(yè)設計任務書 系 部： 材料工程系 專 業(yè)： 模具設計與制造 學生姓名: 學 號: 設計題目： 彎板沖壓成型工藝及模具設計 起 迄 日 期: 2009年 3月11 日 ~ 5 月20 日 指 導 教 師: 2009年3月11日 畢 業(yè) 設 計任 務 書 1．本畢業(yè)設計課題來源及應達到的目的： 本設計題目為彎板沖孔落料模和彎曲模設計，通過設計，應對沖壓工藝生產(chǎn)較為熟悉，能熟練使用相關設計手冊，獨立完成一套模具的設計及模具工作零件加工工藝的編制。并且能夠運用模具設計軟件完成模具裝配圖及零件圖的繪制。 2．本畢業(yè)設計課題任務的內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術要求、工作要求等）： （1）了解目前國內(nèi)外沖壓模具的發(fā)展現(xiàn)狀； （2）分析彎板的成形工藝并確定其工藝方案； （3）模具主要設計計算； （4）繪制模具總裝圖，并繪制零件圖； （5）模具的裝配及調(diào)試； （6）得出設計結(jié)論。 設計題目：彎板沖壓成形工藝及模具設計 所在專業(yè)審查意見： 負責人： 年 月 日 系部意見： 系領導： 年 月 日 河南機電高等?？茖W校畢業(yè)設計說明書 1 緒論 目前，我國沖壓技術與工業(yè)發(fā)達國家相比還相當?shù)穆浜螅饕蚴俏覈跊_壓基礎理論及成形工藝、模具標準化、模具設計、模具制造工藝及設備等方面與工業(yè)發(fā)達的國家尚有相當大的差距，導致我國模具在壽命、效率、加工精度、生產(chǎn)周期等方面與工業(yè)發(fā)達國家的模具相比差距相當大。 1.1國內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 1.1.1國內(nèi)模具的現(xiàn)狀 我國模具近年來發(fā)展很快，據(jù)不完全統(tǒng)計，2003年我國模具生產(chǎn)廠點約有2萬多家，從業(yè)人員約50多萬人，2004年模具行業(yè)的發(fā)展保持良好勢頭，模具企業(yè)總體上訂單充足，任務飽滿，2004年模具產(chǎn)值530億元。進口模具18.13億?美元，出口模具4.91億美元，分別比2003年增長18%、32.4%和45.9%。進出口之比2004年為3.69:1，進出口相抵后的進凈口達13.2億美元，為凈進口量較大的國家。 在2萬多家生產(chǎn)廠點中，有一半以上是自產(chǎn)自用的。在模具企業(yè)中，產(chǎn)值過億元的模具企業(yè)只有20多家，中型企業(yè)幾十家，其余都是小型企業(yè)。?近年來，?模具行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和體制改革步伐加快，主要表現(xiàn)為：大型、精密、復雜、長壽命中高檔模具及模具標準件發(fā)展速度快于一般模具產(chǎn)品；專業(yè)模具廠數(shù)量增加，能力提高較快；"三資"及私營企業(yè)發(fā)展迅速；國企股份制改造步伐加快等。 雖然說我國模具業(yè)發(fā)展迅速，但遠遠不能適應國民經(jīng)濟發(fā)展的需要。我國尚存在以下幾方面的不足: 第一，體制不順，基礎薄弱。 “三資”企業(yè)雖然已經(jīng)對中國模具工業(yè)的發(fā)展起了積極的推動作用，私營企業(yè)近年來發(fā)展較快，國企改革也在進行之中，但總體來看，體制和機制尚不適應市場經(jīng)濟，再加上國內(nèi)模具工業(yè)基礎薄弱，因此，行業(yè)發(fā)展還不盡如人意，特別是總體水平和高新技術方面。 第二，開發(fā)能力較差，經(jīng)濟效益欠佳.我國模具企業(yè)技術人員比例低，水平較低，且不重視產(chǎn)品開發(fā)，在市場中經(jīng)常處于被動地位。我國每個模具職工平均年創(chuàng)造產(chǎn)值約合1萬美元，國外模具工業(yè)發(fā)達國家大多是15～20萬美元，有的高達25～30萬美元，與之相對的是我國相當一部分模具企業(yè)還沿用過去作坊式管理，真正實現(xiàn)現(xiàn)代化企業(yè)管理的企業(yè)較少。 第三，工藝裝備水平低，且配套性不好，利用率低．雖然國內(nèi)許多企業(yè)采用了先進的加工設備，但總的來看裝備水平仍比國外企業(yè)落后許多，特別是設備數(shù)控化率和CAD/CAM應用覆蓋率要比國外企業(yè)低得多。由于體制和資金等原因，引進設備不配套，設備與附配件不配套現(xiàn)象十分普遍，設備利用率低的問題長期得不到較好解決。裝備水平低，帶來中國模具企業(yè)鉗工比例過高等問題。 第四，專業(yè)化、標準化、商品化的程度低、協(xié)作差． 由于長期以來受“大而全”“小而全”影響，許多模具企業(yè)觀念落后，模具企業(yè)專業(yè)化生產(chǎn)水平低，專業(yè)化分工不細，商品化程度也低。目前國內(nèi)每年生產(chǎn)的模具，商品模具只占45%左右，其馀為自產(chǎn)自用。模具企業(yè)之間協(xié)作不好，難以完成較大規(guī)模的模具成套任務，與國際水平相比要落后許多。模具標準化水平低，標準件使用覆蓋率低也對模具質(zhì)量、成本有較大影響，對模具制造周期影響尤甚。 第五，模具材料及模具相關技術落后．模具材料性能、質(zhì)量和品種往往會影響模具質(zhì)量、壽命及成本，國產(chǎn)模具鋼與國外進口鋼相比，無論是質(zhì)量還是品種規(guī)格，都有較大差距。塑料、板材、設備等性能差，也直接影響模具水平的提高。 1.1.2　國內(nèi)模具的發(fā)展趨勢 巨大的市場需求將推動中國模具的工業(yè)調(diào)整發(fā)展。雖然我國的模具工業(yè)和技術在過去的十多年得到了快速發(fā)展，但與國外工業(yè)發(fā)達國家相比仍存在較大差距，尚不能完全滿足國民經(jīng)濟高速發(fā)展的需求。未來的十年，中國模具工業(yè)和技術的主要發(fā)展方向包括以下幾方面:???? 1） 模具日趨大型化；??? ? 2）在模具設計制造中廣泛應用CAD/CAE/CAM技術；?? ? 3）模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng)；??? ? 4）在塑料模具中推廣應用熱流道技術、氣輔注射成型和高壓注射成型技術；? ?? 5）提高模具標準化水平和模具標準件的使用率；??? 6）發(fā)展優(yōu)質(zhì)模具材料和先進的表面處理技術；??? 7）模具的精度將越來越高；? ? 8）模具研磨拋光將自動化、智能化；?? ?? 9）研究和應用模具的高速測量技術與逆向工程；?? ?10）開發(fā)新的成形工藝和模具。 1.2　國外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 模具是工業(yè)生產(chǎn)關鍵的工藝裝備，在電子、建材、汽車、電機、電器、儀器儀表、家電和通訊器材等產(chǎn)品中，60％－80％的零部件都要依靠模具成型。用模具生產(chǎn)制作表現(xiàn)出的高效率、低成本、高精度、高一致性和清潔環(huán)保的特性，是其他加工制造方法所無法替代的。模具生產(chǎn)技術水平的高低，已成為衡量一個國家制造業(yè)水平高低的重要標志，并在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。近幾年，全球模具市場呈現(xiàn)供不應求的局面，世界模具市場年交易總額為600～650億美元左右。美國、日本、法國、瑞士等國家年出口模具量約占本國模具年總產(chǎn)值的三分之一。? 國外模具總量中,大型、精密、復雜、長壽命模具的比例占到50%以上；國外模具企業(yè)的組織形式是"大而專"、"大而精"。2004年中國模協(xié)在德國訪問時，從德國工、模具行業(yè)組織--德國機械制造商聯(lián)合會（VDMA）工模具協(xié)會了解到，德國有模具企業(yè)約5000家。2003年德國模具產(chǎn)值達48億歐元。其中（VDMA）會員模具企業(yè)有90家，這90家骨干模具企業(yè)的產(chǎn)值就占德國模具產(chǎn)值的90%，可見其規(guī)模效益。 隨著時代的進步和技術的發(fā)展，國外的一些掌握和能運用新技術的人才如模具結(jié)構(gòu)設計、模具工藝設計、高級鉗工及企業(yè)管理人才，他們的技術水平比較高．故人均產(chǎn)值也較高．我國每個職工平均每年創(chuàng)造模具產(chǎn)值約合1萬美元左右，而國外模具工業(yè)發(fā)達國家大多15～20萬美元，有的達到 25～30萬美元。國外先進國家模具標準件使用覆蓋率達70%以上，而我國才達到45％． 1.3　彎板模具設計與制造方面 1.3.1 彎板模具設計的設計思路 沖孔落料是沖壓基本工序之一，它是利用沖裁模在壓力機作用下，將平板坯料進行沖孔或落料的加工方法。一般情況下，一般精度的工件IT8～IT7級精度的普通沖裁模；較高精度的工件采用IT7～IT6級精度的高級沖裁模。 只有加強沖裁件基礎理論的研究，才能提供更加準確、實用、方便的計算方法，才能正確地確定沖裁工藝參數(shù)和模具工作部分的幾何形狀與尺寸，解決沖裁中出現(xiàn)的各種實際問題，從而，進一步提高制件質(zhì)量。 支撐件沖孔落料件是最典型的沖裁件，其工作過程很簡單就沖孔落料，可采用單工序模、復合模具或級進模具，根據(jù)計算的結(jié)果和選用的標準模架。為了保證制件的順利加工和順利取件，模具必須有足夠高度。要改變模具的高度，只有從改變導柱和導套的高度。導柱和導套的高度可根據(jù)凸模與凹模工作配合長度決定．設計時可能高度出現(xiàn)誤差，應當邊試沖邊修改高度。 1.3.2彎板沖孔落料彎曲件模具設計的進度 1.了解目前國內(nèi)外沖壓模具的發(fā)展現(xiàn)狀，所用時間20天； 2.確定加工方案，所用時間5天； 3.模具的設計，所用時間30天； 4．模具的調(diào)試．所用時間5天。 在設計的過程中，將有一定的困難，但有指導老師的悉心指導和自己的努力，相信會完滿的完成畢業(yè)設計任務。由于學生水平有限，而且缺乏經(jīng)驗，設計中難免有不妥之處，肯請各位老師指正。 2零件的工藝性分析 由零件圖可知，該零件名稱為彎板，材料為08鋼，厚度t = 2mm。經(jīng)過零件圖分析可知，該零件主要經(jīng)過落料，沖孔，彎曲三個工序。零件的材料08鋼為碳素鋼，具有良好的沖壓性能，適合沖裁，工件結(jié)構(gòu)中等復雜，有兩個直徑為4.5的小圓孔，沖裁工藝性良好，零件的精度要求不高。 2.1彎曲沖孔的工藝分析 為此工件典型的U形件，零件圖中的尺寸公差為未注公差，在處理此類公差等級時常采用IT14級要求。彎曲圓角半徑R為2mm，大于最小彎曲半徑(rmin=0.6t=0.6×2mm=1.2mm)，故此彎曲件的形狀、尺寸、精度均滿足彎曲工藝的要求，可用彎曲工序加工。 此彎曲件上有2個孔，需采用沖孔的方式加工，孔的直徑為4.5mm，形狀簡單，且對稱。沖裁件所能達到精度為IT11~IT14級。故該零件的精度要求能夠在沖裁加工中得到滿足。 2.2工藝方案的確定 該工件包括落料，沖孔，彎曲三個基本工序?？捎幸韵氯N工藝方案。 工藝方案一 先落料 后沖孔 再彎曲 采用單項工序模生產(chǎn) 工藝方案二 落料 沖孔 彎曲 級進沖壓 采用級進模生產(chǎn) 工藝方案三 沖孔落料符合沖壓 再彎曲 采用復合模生產(chǎn) 各方案特點及比較如下： 方案一 模具結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，但需要三道工序，三副模具，成本相對較高，生產(chǎn)效率低，且更重要的是在第一道工序完成后進入第二道工序必然會增大誤差，使工件精度質(zhì)量大打折扣，達不到所需要求，難以滿足生產(chǎn)要求。 方案二 級進模是一種多工位，效率高的加工方法，但級進模輪廓尺寸較大制造復雜 成本較高，一般適用于大批量小型沖壓件，而本工件精度要求不高，采用此方案則模具加工復雜。 方案三 此方案需要兩套模具，工件精度及生產(chǎn)效率都能滿足，模具制造方便，成本不高，故采用落料沖孔復合沖壓，再進行彎曲的兩套模具生產(chǎn)。 結(jié)論：采用方案三為最佳。 2.3 沖裁排樣方案的確定 排樣和裁板方案，坯料 形狀為矩形，采用單排 最合適，由于零件結(jié)構(gòu) 不對稱，所以為使沖孔 落料時受力對稱，可一 次落料兩個制件然后從 中間切斷在進行彎曲。 取搭邊a=2.5㎝ a1=1.8㎝ 側(cè)條料跨度B=112.46×2+2×2.5=229.92㎜ 步距S=30+1.8=31.8㎜ 板料選用規(guī)格2㎜×900㎜×2000㎜ 采用直排法 每板條料數(shù) n1==3條 余210.24㎜ 每條制件數(shù) n2==62件 210.24×2000 余料利用件數(shù) n3==8件 n=n1×n2＋n3=62×3+8=194件 材料利用率==0.7366 采用橫排法 每板條料數(shù)n1==8條 余160.64㎜ 每條制件數(shù) n2==28件 45.68×900 余料利用件數(shù) n3==3件 n=n1×n2＋n3=8×28+3=227件 材料利用率==0.8618 可見橫排材料利用率高且橫排時彎曲線與纖維方向垂直彎曲性能好 3.主要工藝參數(shù)的計算 3.1 沖裁工藝計算 3.1.1 沖孔落料復合 （1）毛坯長度計算 L彎= 2 L+ L+π（r+xt） L=35-r-t=31mm L=50-r-t=46mm 查表3.4得 X=0.41 L彎=2×31+46+（2+0.42×2） =108+4.46 =112.46 （2）沖2-孔 沖裁力 F=KLT F-沖裁力 L-仲裁周邊長度 t-材料厚度 -材料抗剪強度 K 多數(shù)取K=1.3 F=1.3×π×4.5×2×350 =1.29KN 卸料力，推件力和頂件力的計算。 F卸=K卸F F推=nK推F F頂=K頂F F-沖裁力 K卸K推K頂—卸料力 推件力 頂件力系數(shù) n—同時在凹模內(nèi)的沖裁件（或廢料）數(shù) n= h—凹模洞口的直刃壁高度 t—板料厚度 F卸=0.05×1.29=0.065KN F推=n×0.05×1.29=0.325 （n取5） F頂=0.06×1.29=0.077KN F總=F+F卸+F推=1.29+0.065+0.325=1.68KN（采用彈性卸料裝置） （3）落料部分 112.46㎜×30㎜=3373.8㎜2 沖裁力F=KLt F-沖裁力 L-仲裁周邊長度 t-材料厚度 -材料抗剪強度 K 多數(shù)取K=1.3 F=1.3×（112.46+30）×2×2×350 =259.28KN F卸=K卸F=0.04×259.28=10.4KN F推=nK推F=5×0.05＞×259.28=64.8KN F頂=K頂F0.03×259.28=15.6KN 采用彈壓卸料裝置和上出料方式的模具 F總=F+F卸+F頂 =259.28+10.4+15.6KN =285.28KN 由于一次有兩個制件所以F壓＞2F總=2×285.28=570.56KN 故選用JB23-63壓力機 計算凸凹模工作部件尺寸 沖4--φ4.5孔 落料件 229.92㎜×30㎜ 沖裁件為簡單形狀：如圖所示 由表2.4查得Z=0.246㎜ Z=0.360㎜ Zmax-Zmin=0.114㎜ 由表2.5查得凸凹模的制造偏差 沖孔部分 =0.020㎜ 凹=0.020㎜ ∣∣+∣凹∣=0.040㎜＜0.114㎜ 落料部分1 =0.020㎜ 凹1=0.025㎜ ∣1 ∣+∣凹1∣=0.045＜0.114㎜ 凸2=0.030㎜ 凹2=0.040㎜ ∣凸2∣+∣凹2∣=0.070㎜＜0.114㎜ 所以都能滿足分別時 ∣凸∣+∣凹∣≤Zmax-Zmin的要求 沖孔部分 d凸=dmin+x△-凸 d凹=（d凸+Zmin）=（dmin+x△+Zmin） d凸=（4.5+0.75×0.18） =4.64㎜ d凹=（4.5+0.75×0.18+0.246） =4.88 落料部分 D凹=（Dmax-x△） D凸=（D凹-Zmin） ∴ D凹1=(30-1×0.033) =29.967㎜ D凸1=(30-1×0.033-0.246) =29.72㎜ D凹2=(229.92-0.5×0.72) =229.56㎜ D凸2=(229.92-0.5×0.72-0.246) =229.31㎜ 3.2 U形彎曲件的工藝計算 （1）凸模的圓角半徑 ==1＞ 所以取r凸等于或略小于彎曲件 內(nèi)側(cè)的圓角半徑 則 r凸=2㎜ （2）凹模圓角半徑 當t=（2～4）㎜時 r凹=（2～3）t ∴取r凹=5㎜ （3） 凹模深度 凹模深度要適當 若過小 則彎曲件兩端自由部分太長 工件回彈大 不平直 若深度過大 則凹模增高 多耗模具材料 并需要較大的壓力機行程 由于彎曲直邊高度不大 要求兩邊平直 則凹模深度應大于工件的深度 ∴ 由表3.12得U形件凹模底部最小厚度h0=4㎜ 則 L凹=35+4=39㎜ （4） 凸凹模間隙 對于U形件彎曲 必須合理確定凸 凹模之間的間隙 間隙過大 則回彈大 工件的形狀和尺寸不易保證 間隙過小 會加大彎曲力 使工件厚度減薄 增大摩擦 檫傷工件并降低模具壽命 U形件凸 凹模的單面間隙值一般可按下式計算 彎曲有色金屬 =tmin+C*t 式中C—間隙系數(shù) 查表得C=0.05 則 =tmin+C*t=2+0.05×2=2.1㎜ （5） U形彎曲件凸凹模橫向尺寸及公差 彎曲件標注外形尺寸 應以凹模為基準件 先確定凹模尺寸 然后在減去間隙值確定凸模尺寸 彎曲件為單項偏差時 凹模尺寸為 L凹=（L-0.75△） L凸=（L凹-Z） L凹=（50-0.75×0.39） =49.707㎜ L凸=（50-0.75×0.39-4.2） =45.508 ㎜ 彎曲力的計算 U形件彎曲力 （1）自由彎曲力F= L彎=σb =18200N=18.2KN （取K=1.3） （2）校正彎曲力 F=AP A——校正部分投影面積（mm） P——單位面積校正 A=50×30=1500mm2 F校=1500×50=75000N=75KN （3）F頂=KF自=0.2×18000=3600N F壓=KF自=0.5×18000=9000N F壓機≥（1.2～1.3）F校 ≥（1.2～1.3）×75KF =90～97.5KF F壓機≥97.5KF 壓力機選用J23—10 4 模具主要零部件的設計 4.1工作零部件的設計 （1）沖孔凸模 ㎜ 凸模長度的計算 凸模長度的確定 主要根據(jù)凸模結(jié)構(gòu) 修磨 操作安全 裝配等 因素的需要 采用固定卸料板和導料板時 凸模長度按下式計算 L=h1+h2+h3+h h1—凸模固定板厚度 h2—卸料板厚度 h3—導料板厚度 h—附加長度 h1+h2+h3+h h1取20㎜ h2取10㎜ h3取4㎜ 則L=20+4+10+20=54㎜ （2）凸模強度校核 a 壓應力校對 對凸模斷面上的承受能力進行計算時 必需使沖裁力為最小或等于最小斷面所允許的最大壓力 πdτT≤【σc】 即 ≥ σ--凸模內(nèi)的壓應力 p—沖裁力 d --凹模直徑 t --板料厚度 τ—被沖材料的抗剪強度 【σc】--凸模材料的許永應力 （3）凸凹模的選擇 對于復合模而言 凸凹模的內(nèi)外緣均為刃口 這時內(nèi)外緣之間的壁厚決定于沖裁件的尺寸 凸凹模的壁厚又受到?jīng)_裁結(jié)構(gòu)的影響 對于倒裝式復合模 因孔會積存廢料 其最小壁厚就應該大些 倒裝式復合模的凸凹模最小壁厚均為1.5倍 但不小于0.7㎜ 所以該凸凹模最小壁厚不應小于3㎜ （4）落料凸模的選擇 L=H1+H2 （5）落料凹模的選擇 1 ﹥ 凹模的厚度 H=Kb b——沖裁件的最大外形尺寸 K——系數(shù) 取K=0.15 H=0.15×229.92 =34.5㎜ 取H=35㎜ 2 ﹥ 凹模厚度 C=（1～2）H （C ≥30～40㎜） 取C=55㎜ 3 ﹥ 凹模上螺孔 銷孔位置尺寸和螺釘尺寸 a 從凹模外緣到螺孔的尺寸 用M12的螺釘 A=（1.7～2.0）d 取A=22㎜ 4 ﹥螺孔間距離 最小間距為80㎜ 最大間距為150㎜ 5 ﹥凹模強度的校核 σ彎=≤【σ彎】 σ彎==1.6Mpa＜【σ彎】 4.2 定位零件的設計 復合模采用固定擋料銷，它是一種比較簡單的定位零件。用于限定條料的送進距離。抵住條料的搭邊或工件的輪廓。使送入沖模的材料有正確的位置，起到定位作用。 選用臺肩式擋料銷 選D=10 d=6㎜ h=5㎜ L=14㎜ 彎曲模：采用定位板，以外緣定位。定位板高度 h=t+1=3㎜ 定位板一般有兩個銷 釘固定，以防止 定位板的移動。定 位板與毛坯間的通 常所取的極限偏差 為h8和h9復合模導料板的選擇：采用分離式導料板 導料板厚度H=8㎜ （4）料零件 1>卸料螺釘?shù)倪x擇 d=10㎜ L=60㎜ d1=M8 l=8㎜ D=15㎜ H=6㎜ 2>打桿的選擇 H=h1+h2+C=120㎜ 3>卸料板壓料臺肩的高度h h=H-t+(0.1～0.3)t =8-2+0.5 =6.5㎜ （1） 導柱導套 d=45 L=260㎜ 導套 d=45 L=150㎜ H=55㎜ L=25㎜ 油槽數(shù)兩個 支撐零部件 模架的選擇，中間導柱模架： 上模座：400×60 下模座：400×75 導柱 45×260 導套： 45×150×58 （1）模柄的選擇 φ50×70 選用凸緣模柄 d=50㎜ D=100㎜ H=78㎜ h=18㎜ d1=17㎜ D1=72㎜ d3=11㎜ d2=18㎜ h1=11㎜ （1）墊板的選擇 墊板的作用是直接承受凸模的壓力，以降低模座承受的單位壓力，防止模座被局部壓陷，影響凸模的正常工作。墊板的外形尺寸和模板相同，厚度取10mm 用45鋼 裝配調(diào)試 總裝時，首先應根據(jù)主要零件的相互依賴關系，以及裝配方便和易于保證裝配精度要求來確定裝配基準件，例如復合模一般以凸凹模作為裝配基準件，級進模以凹模作為裝配基準件；其次，應確定裝配順序，根據(jù)各個零件與裝配基準件的依賴關系和遠近程度確定裝配順序。裝配結(jié)束后，要進行試沖，通過試沖發(fā)現(xiàn)問題，并及時調(diào)整和修理直至模具沖出合格零件為止。 5模具的裝配調(diào)試 5.1沖裁模的裝配調(diào)試要點 （1）裝配 模架選擇好以后，裝配時需要對模架進行補充加工，然后進行凸模、模柄、凹模等進行裝配。 1.凸模與凹模的裝配 凸模、凹模與固定板的配合常采用H7/n6或H7/m6.總裝前應先將凸模壓入固定板，并在平面磨床上將上平面磨平，使其固定端面與固定板的支撐面處于同一平面，凸模應和固定板的支撐面垂直。 2.模柄的裝配 本模具選用旋入式模柄，通過螺紋與上模座板連接，并加螺釘加以固定。 3.沖裁模的總裝 沖壓模具上模部分是通過模柄安裝在壓力機的滑塊上的，是模具的活動部分。下模部分被固定在壓力機的工作臺上，是模具的固定部分。 模具工作的時，上模部分和下模部分的工作零件必須保證正確的位置，才能使模具正常的工作。模具裝配時，為了方便地將上、下兩部分的工作零件調(diào)整到正確位置，并使凸模、凹模具有均勻的間隙，要正確安排上、下模的裝配順序。 裝配有模架的模具時，一般是先裝配模架，再進行模具工作零件和其它結(jié)構(gòu)零件裝配。上、下模的裝配順序應根據(jù)上模和下模上所安裝的模具零件在裝配和調(diào)整過程中所受限制的情況來決定。如果上模部分的模具零件在裝配和調(diào)整時所受限制最大，則應先裝上模具的下模部分，并以它為基準調(diào)整下模部分的零件，保證凸、凹模配合間隙均勻。反之，則應先裝模具的下模部分，并以它為基準調(diào)整上模部分的零件。 上、下模的裝配順序應根據(jù)的結(jié)構(gòu)來決定。對于無導柱的模具，凸、凹模的配合間隙是在模具安排到壓力機上時才進行調(diào)整，上、下模的裝配可以分別進行。 （2）調(diào)試 1.模具閉合高度調(diào)整 模具應與沖壓設備配合好，保證模具應有的閉合高度和開啟高度。 2.凸、凹模刃口及間隙調(diào)整 刃口要鋒利，間隙均勻。 3.定位裝置的調(diào)試 定位要可靠、精確 4.導向機構(gòu)的調(diào)試 導柱、導套要有好的配合精度，保證模具運動平穩(wěn)、可靠。 5.3沖裁模試沖試沖時出現(xiàn)的問題及調(diào)整方法 存在的問題 產(chǎn)生原因 調(diào)整方法 送料不暢通 或料被卡住 凸模與卸料板之間間間隙過大，使搭邊翻扭 兩導料板之間的尺寸過小或有斜度 減小凸模與卸料板之間的間隙 根據(jù)情況挫修或磨或重裝 制件不平 頂料桿和工件接觸面過小 凹模有倒錐度 導正銷與預沖孔配合過緊，將沖件壓出凹陷 更換頂料桿，增加與工件接觸面積 修正凹模 制件有毛刺 刃口不鋒利或淬火硬度低 配合間隙過小或過大 間隙不均勻使沖件一邊有帶斜角的毛刺 刃磨刃口，使其鋒利 調(diào)整凸、凹模之間間隙，使其均勻一致 刃口向肯 凸模、導柱等零件安裝不垂直 凸、凹模相對位置沒對正 卸料板的孔位不正確或彎斜使沖孔凸模位移 導柱、導套配合間隙過大，使導向不正 重裝凸?；?qū)е?，保持垂? 調(diào)整凸凹模，使其對正并保證間隙均勻 修正或更換卸料板 更換導柱或?qū)? 卸料不正常 凹模與下模座的漏料孔沒有對正，料被堵死而排不出來 彈簧或橡皮的彈力不足 修正漏料孔 更換彈簧或橡皮 內(nèi)孔與外形位置不正或扁位位置 落料凸模上導正銷尺寸過小 導料板與凹模送料中心線不平行，使孔偏斜 擋料塊位置不正 更換導正銷 修正導料板 修正擋料塊 凹模被脹裂 凹?？子械瑰F現(xiàn)象，即上口大，下口小，或凹模刃口深度太長，積存的件數(shù)太多，張力太大 修正凹模刃口，消除倒錐現(xiàn)象或減小凹模刃口長度，使沖下的制件盡快漏下 制件產(chǎn)生回彈 彈性變形的存在 增加凹模型槽的深度 改變凸模的形狀和角度大小 減小凸、凹模之間的間隙 增加校正力或使校正力集中在角部變形區(qū) 制件表面有擦傷 凹模的內(nèi)壁和圓角處表面不光、太粗糙 板料被粘附在凹模表面 將凹模內(nèi)壁與圓角修光，在凹?；蛲鼓５墓ぷ鞅砻驽冇层t厚0.01-0.03mm. 將凹模進行化學處理 制件不平 壓料力不足 增加壓料力，最好校正一下 彎曲角變形部分有裂紋 彎曲半徑太小 材料的紋向與彎曲線平行 材料的塑性差 加大彎曲半徑 將板料退火后再彎曲變形或改變落料的排樣 將板料進行退火處理 U形件左右高度不一致 凹模的圓角半徑左、右兩邊加工不一致 定位不穩(wěn)定或定位位置不準 壓料不牢 凹、凸模左右兩邊間隙不均勻 修正圓角半徑使左右一致 調(diào)整定位裝置 增加壓料力 調(diào)整凸、凹模之間的間隙 5.4裝配其他零件并試模 上模安裝頂桿，頂件塊，檢查打料機構(gòu)工作的可靠性。頂件塊在最低位置時，應突出凸凹模刃口0.2-0.5mm.安裝卸料板，安裝后的卸料板下平面比凸凹模刃口面低0.2-0.5mm.在設計指定的壓力機上，裝配好的模具進行試沖。 試模時重點檢查打料機構(gòu)和頂出機構(gòu)的動作是否及時、可靠。每一次沖壓后，上模隨壓力機上行到上死點時，條料和頂出的工件都應該出現(xiàn)在下模凹模工作面上，以便及時清除。 裝配后應保證間隙均勻，落料凹模刃口面應高出沖孔凸模工作端面2mm. 6彎板沖孔落料復合?？傃b圖 7 彎曲模裝配圖 8 結(jié)束語 彎板屬于典型的沖裁彎曲件，分析其工藝性，并確定工藝方案。根據(jù)計算確定該制件的沖裁力及模具刃口尺寸，然后選取相應的壓力機。本設計主要是落料凸、凹模及沖孔凸、凹模的設計，需要計算凸凹模的間隙、工作零件的尺寸和公差。此外,還需要確定模具工藝零件和結(jié)構(gòu)零件以及模具的總體尺寸，然后根據(jù)上面的設計繪出模具的總裝圖。 由于在零件制造前進行了預測，分析了制件在生產(chǎn)過程中可能出現(xiàn)的缺陷，采取了相應的工藝措施。因此，模具在生產(chǎn)零件的時候才可以減少廢品的產(chǎn)生。 彎板沖裁件的形狀結(jié)構(gòu)較為簡單，但是其尺寸相對較大不適合選用標準模架。要保證零件的順利加工和取件，模具必須有足夠的長度，因此需要改變上、下模座的長度，以達到要求。模具工作零件的結(jié)構(gòu)也較為簡單，它可以相應的簡化模具結(jié)構(gòu)。便于以后的操作、調(diào)整和維護。 彎板沖孔落料模具的設計，是理論知識與實踐有機的結(jié)合，更加系統(tǒng)地對理論知識做了更深切貼實的闡述。也使我認識到，要想做為一名合格的模具設計人員，必須要有扎實的專業(yè)基礎，并不斷學習新知識新技術，樹立終身學習的觀念，把理論知識應用到實踐中去，并堅持科學、嚴謹、求實的精神，大膽創(chuàng)新，突破新技術，為國民經(jīng)濟的騰飛做出應有的貢獻。 致 謝 首先我衷心地感謝本人的導師劉軼老師，她仔細審閱了我設計的全部內(nèi)容并對我的畢業(yè)設計內(nèi)容提出了許多寶貴的建設性建議。劉老師淵博的學識，誠懇的為人，使我受益匪淺，在畢業(yè)設計的過程中，特別是遇到困難時，他給了我極大的鼓勵和幫助，在這里我向她表示真誠的感謝！ 感謝母?！幽蠙C電高等?？茖W校的辛勤培育之恩！感謝材料工程系給我提供的良好學習及實踐環(huán)境，使我學到了許多新的知識，掌握了一定的操作技能。 最后，我非常慶幸在三年的的學習、生活中認識了很多可親可敬的老師和團結(jié)友愛的同學，并感激師友的教誨和幫助！我殷切地希望我們模具專業(yè)能在全系師生的齊心協(xié)力下越辦越好！衷心祝愿我們的學校和我們所有的師生都能青春永駐！活力無限！步步登高！ 參 考 文 獻 [1]劉建超、張寶忠主編.沖壓模具設計與制造[M].北京：高等教育出版社，2006 [2]王孝培主編.沖壓手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，2004 [3]許發(fā)樾主編.實用模具設計與制造手冊[M].北京：機械工業(yè)出版社，2000 [1]翟德梅、段維峰主編.模具制造技術[M].北京：化學工業(yè)出版.2005 [5]翟德梅主編.金屬與塑料成型機械[M].河南機電高等?？茖W校2005 [6楊占堯主編.沖壓模具圖冊[M].北京：高等教育出版社，2006 [7]寇世瑤主編.機械制圖[M].北京：高等教育出版社，2004 [8]王曉江主編. 模具設計與制造專業(yè)英語[M].北京：機械工業(yè)出版社，2006 第 23 頁 共 23 頁