22型客車車門墊板的級進(jìn)模具設(shè)計(jì)【沖孔-切斷級進(jìn)模、沖裁工藝及沖壓模具含8張CAD圖帶工藝卡】

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11 緒 論目前，我國沖壓技術(shù)與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比還相當(dāng)?shù)穆浜螅饕蚴俏覈跊_壓基礎(chǔ)理論及成形工藝、模具標(biāo)準(zhǔn)化、模具設(shè)計(jì)……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(jì)，2007 年我國模具生產(chǎn)廠點(diǎn)約有 6 萬多家，從業(yè)人員約 100 多萬人……改革開放以來，隨著國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，市場對模具的需求量不斷增長。近年來，模具工業(yè)一直以 15%左右的增長速度快速發(fā)展，模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了巨大變化，除了國有專業(yè)模具廠外，集體、合資、獨(dú)資和私營也得到了快速發(fā)展。浙江寧波和黃巖地區(qū)的“模具之鄉(xiāng) ”；廣東一些大集團(tuán)公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，科龍、美的、康佳等集團(tuán)紛紛建立了自己的模具制造中心；中外合資和外商獨(dú)資的模具企業(yè)現(xiàn)已有幾千家。隨著與國際接軌的腳步不斷加快，市場競爭的日益加劇，人們已經(jīng)越來越認(rèn)識到產(chǎn)品質(zhì)量、成本和新產(chǎn)品的開發(fā)能力的重要性。而模具制造是整個(gè)鏈條中最基礎(chǔ)的要素之一，模具制造技術(shù)現(xiàn)已成為衡量一個(gè)國家制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)志，并在很大程度上決定企業(yè)的生存空間?！〗暝S多模具企業(yè)加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投資力度，將技術(shù)進(jìn)步視為企業(yè)發(fā)展的重要?jiǎng)恿?。一些國?nèi)模具企業(yè)已普及了二維 CAD，并陸續(xù)開始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS 等國際通用軟件，個(gè)別廠家還引進(jìn)了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris 和 MAGMASOFT 等 CAE 軟件，并成功應(yīng)用于沖壓模的設(shè)計(jì)中。 以汽車覆蓋件模具為代表的大型沖壓模具的制造技術(shù)已取得很大進(jìn)步，東風(fēng)汽車公司模具廠、一汽模具中心等模具廠家已能生產(chǎn)部分轎車覆蓋件模具。此外，許多研究機(jī)構(gòu)和大專院校開展模具技術(shù)的研究和開發(fā)。經(jīng)過多年的努力，在模具 CAD/CAE/CAM技術(shù)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(jì)制造周期等方面做出了貢獻(xiàn)。例如，吉林大學(xué)汽車覆蓋件成型技術(shù)所獨(dú)立研制的汽車覆蓋件沖壓成型分析 KMAS軟件，華中理工大學(xué)模具技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的注塑模、汽車覆蓋件模具和級進(jìn) 2模 CAD/CAE/CAM 軟件，上海交通大學(xué)模具 CAD 國家工程研究中心開發(fā)的冷沖模和精沖研究中心開發(fā)的冷沖模和精沖模 CAD 軟件等在國內(nèi)模具行業(yè)擁有不少的用戶。雖然中國模具工業(yè)在過去十多年中取得了令人矚目的發(fā)展，但許多方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比仍有較大的差距。例如，精密加工設(shè)備在模具加工設(shè)備中的比重比較低；CAD/CAE/CAM技術(shù)的普及率不高；許多先進(jìn)的模具技術(shù)應(yīng)用不夠廣泛等等，致使相當(dāng)一部分大型、精密、復(fù)雜和長壽命模具依賴進(jìn)口。1.1.2　國內(nèi)模具的發(fā)展趨勢巨大的市場需求將推動(dòng)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(shù)在過去的十多年得到了快速發(fā)展……目前, 中國經(jīng)濟(jì)的持續(xù)高速發(fā)展為模具工業(yè)的發(fā)展提供了廣闊的空間。為了適應(yīng)用戶對模具制造的短期交貨、高精度、低成本的迫切要求, 模具產(chǎn)品必然會有如下發(fā)展趨勢:(1) 模具日趨大型化一方面是由于用模具成形的零件日趨大型化,另一方面也是由于應(yīng)高生產(chǎn)率要求而發(fā)展的一模多腔(現(xiàn)在有的已達(dá)一模幾百腔) 的結(jié)果。例如: 自動(dòng)扶梯整體梯壓鑄模外形尺寸達(dá) 1850mm ×l310mm ×l250mm , 重量達(dá) 22t 。(2) 模具的精度越來越高現(xiàn)在模具的制造精度已達(dá) 2～3μm , 不久 lμm 精度的模具也將上市。隨著零件微型化及精度要求的提高, 有些模具加工精度的要求會在 lμm 以內(nèi),這就要求發(fā)展超精加工。(3) 多功能復(fù)合模具將進(jìn)一步發(fā)展新型多功能復(fù)合模具是在多工位級進(jìn)模的基礎(chǔ)上開發(fā)出來的。一副多功能模具除了沖壓成形零件外, 還擔(dān)負(fù)著疊壓、攻絲、鉚接和鎖緊等組裝任務(wù)。這種多功能模具生產(chǎn)出來的不再是單個(gè)零件,而是成批的組件。如觸頭與支座的組件、各種微小電機(jī)、電器及儀表的鐵芯組件等等。（4）在模具設(shè)計(jì)中全面推廣 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(gè)里程碑, 實(shí)踐證明模具 CAD/ CAM/ CAE 技術(shù)是模具設(shè)計(jì)制造的發(fā)展方向。近年來模具 CAD/ CAM 技術(shù)的硬件和軟件價(jià)格已降低到中小企業(yè)普遍可以接受的程度, 為其進(jìn)一步普及創(chuàng)造了良好的條件。（5）微機(jī) CAD/ CAM/ CAE 將發(fā)揮越來越重要的作用在 90 年代, 能進(jìn)行復(fù)雜形體幾何造型和 NC 加工的 CAD/ CAM 系統(tǒng)主要是在工作站上采用 U2NIX 操作系統(tǒng)開發(fā)和應(yīng)用的。隨著微機(jī)技術(shù)的突飛猛進(jìn), 在 90 年代后期新 3一代的微機(jī) CAD/CAM 軟件不僅在采用諸如 UNRBS 曲面、三維參數(shù)化特征造型等先進(jìn)技術(shù)方面繼承了工作站級 CAD/ CAM 軟件的優(yōu)點(diǎn), 而且 Windows 風(fēng)格、動(dòng)態(tài)導(dǎo)航、特征樹、面向?qū)ο蟮确矫婢哂泄ぷ髡炯壾浖荒鼙葦M的優(yōu)點(diǎn)。21112 　基于網(wǎng)絡(luò)的 CAD/ CAM/ CAE 一體化系統(tǒng)走向成熟最新的 CAD/ CAM 集成化系統(tǒng) Delcam’s PowerSolution 覆蓋幾何建模、逆向工程、工業(yè)設(shè)計(jì)、工程制圖、仿真分析、快速原型、數(shù)控編程、測量分析等領(lǐng)域。系統(tǒng)的每一個(gè)功能模塊均可獨(dú)立運(yùn)行,又可通數(shù)據(jù)接口與其它系統(tǒng)相兼容, 并能按使用要求進(jìn)行組合, 形成專業(yè)化的 CAD/ CAM 系統(tǒng), 做到了開放性、兼容性和專業(yè)性的統(tǒng)一。21113 　CAD/ CAM 軟件的智能化程度正在逐漸提高由于在現(xiàn)階段, 模具設(shè)計(jì)和制造在很大程度上仍然依靠模具設(shè)計(jì)與制造工程師的經(jīng)驗(yàn), 僅憑 CAD/ CAM 軟件有限的數(shù)值分析功能無法為用戶提供完善和正確的設(shè)計(jì)結(jié)果, 因此軟件的智能化功能是必不可少的。面向制造、基于知識的智能化功能是衡量模具設(shè)計(jì)與制造軟件先進(jìn)性和實(shí)用性的重要標(biāo)志之一。例如, Cimat ron 公司開發(fā)的注塑模具專家軟件, 能方便地根據(jù)脫模方向自動(dòng)地產(chǎn)生分模線和分模面, 并在此基礎(chǔ)上自動(dòng)地將工件分為型腔與型芯兩部分。在模架的設(shè)計(jì)過程中實(shí)現(xiàn)了模架零件的全相關(guān), 并能自動(dòng)產(chǎn)生材料明細(xì)表和供 NC 加工的鉆孔表格。在 NC 加工方面, 實(shí)現(xiàn)了智能化的粗加工、加工參數(shù)的設(shè)定以及對整個(gè)加工過程和加工結(jié)果進(jìn)行校驗(yàn)分析, 這些智能化的功能都可以顯著地提高注塑模具的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。21114 　模具 3D 設(shè)計(jì)與3D 分析的重要性更加明確目前一些專業(yè)注塑模設(shè)計(jì)軟件均采用 3D 設(shè)計(jì), 在 3D 型腔和型芯設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上采用交互方法進(jìn)行 3D 的模架配置和 3D 的典型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì), 十分先進(jìn)。（6）高速銑削(HSM) 加工將成為模具主要加工方法HSM (指主軸轉(zhuǎn)速在 10000r/ min 以上的高速加工是模具加工工藝的發(fā)展方向。近年來發(fā)展的高速銑削加工機(jī)床, 主軸轉(zhuǎn)速可達(dá) 40000～100000r/min , 快速進(jìn)給速度可達(dá)到 30～40r/ min , 加速度可達(dá) 1g , 換刀時(shí)間可提高到 l～2s。這樣就大幅度提高了加工效率, 并可獲得 Ra ≤lμm 的加工表面粗糙度。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)。（7）電火花銑削加工技術(shù)將得到發(fā)展電火花銑削加工技術(shù)也稱為電火花創(chuàng)成加工技術(shù), 它是用高速旋轉(zhuǎn)的簡單的管狀電極做三維或二維的輪廓加工(像數(shù)控銑一樣) , 不再需要制造復(fù)雜的成形電極, 這顯然是電火花成形加工領(lǐng)域的重大發(fā)展。（8）新的表面精加技術(shù)將得到研究和開發(fā)模具表面的質(zhì)量對模具使用壽命、制件外觀質(zhì)量等方面均有較大的影響。我國目前仍以手工拋光為主, 不僅效率低(約占整個(gè)模具生產(chǎn)周期的 1/3) , 且工人勞動(dòng)強(qiáng)度 4大、質(zhì)量不穩(wěn)定, 制約了我國模具加工向更高層次發(fā)展。因此, 研究拋光的自動(dòng)化、智能化是重要的發(fā)展趨勢。另外, 由于模具型腔形狀復(fù)雜, 任何一種研磨拋光方法都有一定局限性, 應(yīng)注意發(fā)展特種研磨與拋光方法, 如擠壓衍磨、電化學(xué)拋光、超聲拋光以及復(fù)合拋光工藝與裝備, 以提高模具表面質(zhì)量。（9）模具標(biāo)準(zhǔn)化程度將不斷提高模具標(biāo)準(zhǔn)件在縮短模具制造周期、提高質(zhì)量和降低成本等方面有十分顯著的作用。國內(nèi)模具標(biāo)準(zhǔn)化程度正在不斷提高, 估計(jì)目前模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率已達(dá)到 30 %左右, 國外發(fā)達(dá)國家一般為 80 %左右。為了適應(yīng)模具工業(yè)發(fā)展, 模具標(biāo)準(zhǔn)化工作必須進(jìn)一步加強(qiáng), 模具標(biāo)準(zhǔn)化程度要進(jìn)一步提高。（10）新材料和先進(jìn)表面處理技術(shù)的應(yīng)用將更為普及在模具的選材上, 可選用優(yōu)質(zhì)鋼材(如硬質(zhì)合金、陶瓷材料、復(fù)合材料等) 和應(yīng)用相應(yīng)的表面處理技術(shù)來提高模具壽命及滿足特殊產(chǎn)品的需要。模具熱處理發(fā)展的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、滲釩等) 以外 , 應(yīng)發(fā)展設(shè)備昂貴、工藝先進(jìn)的氣相沉積( TiN、TiC) 、等離子噴涂等技術(shù)。（11）以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心的逆向工程、并行工程和虛擬技術(shù)成為現(xiàn)實(shí)高速掃描機(jī)和以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心的模具掃描系統(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, 大大縮短了模具的研制制造周期。有些快速三維掃描系統(tǒng)可安裝在已有的數(shù)控銑床及加工中心上實(shí)現(xiàn)快速數(shù)據(jù)采集, 采集的數(shù)據(jù)通過軟件可自動(dòng)生成各種不同數(shù)控系統(tǒng)的加工程序及不同格式的 CAD 數(shù)據(jù), 用于模具制造的逆向工程和并行工程。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(guān)鍵的工藝裝備，在電子、建材、汽車、電機(jī)、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……1.3　沖裁模具設(shè)計(jì)與制造方面1.3.1 沖裁模具設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)思路沖裁是沖壓基本工序之一，它是利用拉深模在壓力機(jī)作用下，將平板坯料或空心 5工序件制成開口空心零件的加工方法。它不僅可以加工旋轉(zhuǎn)體零件，還可以加工盒形零件及其他形狀復(fù)雜的薄壁零件，但是，加工出來的制件的精度都很底。一般情況下，拉深件的尺寸精度應(yīng)在 IT13 級以下，不宜高于 IT11 級……1.3.2 沖裁件模具設(shè)計(jì)的進(jìn)度1.了解目前國內(nèi)外沖壓模具的發(fā)展現(xiàn)狀，所用時(shí)間 20 天；2.確定加工方案，所用時(shí)間 5 天；3.模具的設(shè)計(jì)，所用時(shí)間 30 天；4．模具的調(diào)試．所用時(shí)間 5 天．2 車門墊板沖壓工藝的分析2.1 沖孔切斷工藝分析原始資料：如圖所示 材 料： Q235厚 度： 4mm此工件為 22 型客車車門墊板.每輛數(shù)量為 6 個(gè),一般沖裁精度按未注公差計(jì)算，大批量生產(chǎn)。2 20 25 204375785+10 15+10 50452.2 沖裁件工藝計(jì)算和工藝方案的確定沖裁件的工藝計(jì)算是沖裁工藝設(shè)計(jì)中的一個(gè)環(huán)節(jié)，本制件的工藝計(jì)算屬于最簡單的沖裁工藝，零件尺寸公差無特殊要求,按 IT14 級選取,利用普通沖裁方法可達(dá)到圖樣要求.由于該件外形簡單,形狀規(guī)則,適于沖裁加工.材料為 Q235 鋼板，бb=450Mpa. 62.2.1 工藝方案的確定根據(jù)制件的工藝分析可知，制件形狀簡單，零件屬于大批量生產(chǎn),工藝性較好.但不宜采用復(fù)合模.因?yàn)樽钫?A 的距離為 6.5mm(見表 2-27),所以不能采用復(fù)合模．如果采用落料后再沖孔，則效率太低，而且質(zhì)量不宜保證．由于該件批量較大,因此確定零件的工藝方案為沖孔-切斷級進(jìn)模較好,并考慮凹模刃口強(qiáng)度,其中間還需留一空步.2.2.2 排樣方案由于該零件形狀簡單,外形規(guī)則.并且為了提高經(jīng)濟(jì)效益.故采用無廢料排樣方式.如下圖所示:59排樣圖3 模具的結(jié)構(gòu)設(shè) 計(jì) 73.1 模具工作部分的計(jì)算3.1.1 沖裁力的計(jì)算沖裁力的計(jì)算 根據(jù)式（2-4） ，沖孔力F=Ltбb =494×4×450N=889200N切斷力F=Ltбb =375×4×450N=675000N 8根據(jù)式（2-5）,沖孔部分和切斷部分的卸料力 F 卸=（F1+F2）K 卸查表 2-20，F(xiàn) 卸=0.04，故F 卸=（889200+675000）×0.04N=62568N根據(jù)式（2-7）,沖孔部分推料力F 卸 1=F1K 推 n查表 2-20 得 K 推=0.04,故F 推=889200×0.04×8/2N=71136N切斷部分推件F 推 2=F2K 推 n=675000×0.04×8/4N=54000N所以 F 總=F1+F2+F 卸+F 推 1+F 推 2=(889200+675000+62568+71136+54000)N=1751904N3.1.2 壓力中心的計(jì)算壓力中心分析圖下圖所示：295.5 215 280301520 255085 59Y0x0187.5375壓力中心分析圖根據(jù)式（2-8）和式（2-9）得X0= 143 308.945.1873 ????????=192.6取整數(shù)為 193。 9Y0= 280143755.1..???=37.96取整數(shù)為 38。3.1.3 凸凹模工作部分的尺寸和公差凹模厚度：按式（2-19） ，其中 b=115mm(按大孔)，K 按表 2-24 查得，K=0.03 H= Kb=0.3×115mm=34.5mm但該件上還需沖一較小孔和切斷，且均在同一凹模上進(jìn)行，所以凹模厚度應(yīng)適當(dāng)?shù)脑黾?，故?H=40mm.按式（2-20） ，C=（1.5 ~2）H≈80mm根據(jù)工件尺寸即可估算凹模的外形尺寸：長度*寬度為 480mm×120mm.計(jì)算凸凹模工作部分尺寸：由表 2-9 查的 Zmin=0.64mm，Zmax=0.88mm。沖孔凸模 I工件孔尺寸：寬 22mm 時(shí)，長 85mm由表 2-12 查得：尺寸為 22mm 時(shí) ?P =0.02mm；尺寸為 85mm 時(shí) ? P=0.025mm。查表 2-13，x=0.5。根據(jù)表 2-14，Bp=（B+X△） 。根據(jù)表 2-16，查得△=0.52mm。則 Bp1=(22+0.5×0.52)mm=22.26mmBp2=（85+0.5×1）mm=85.5mm沖孔凸模Ⅱ工件孔尺寸：寬 22mm、25mm，長 50mm、115mm、(見圖 6-1)。根據(jù)表 2-12 查得：尺寸為 20mm、25mm、長 50mm 時(shí) p=0.02mm，尺寸為 115mm 時(shí) ? 10? p =0.025mm。?查表 2-13，x=0.5。根據(jù)表 2-16，尺寸 20、25、50 的公差分別為△1=0.52mm 、△2=0.63mm、△3=0.81mm。根據(jù)表 2-12 公式Bp1=（20+0.5×0.52） mm=20.26 mm02.?02.?Bp2=（25+0.5×0.63） mm=25.31 mm0. 0.Bp3=（50+0.5×0.81） mm =50.4 mm2.?2.?Bp4= (115+0.5×1) mm=115.5 mm05. 05.切斷凸模寬度工件寬度 40 mm（見圖 6-1）05.?由表 2-12 查得：尺寸為 40mm 時(shí) P=0.02mm。查表 2-13，x=0.5。切料處相當(dāng)于落料，應(yīng)以凹模為基準(zhǔn)，由于凹模并非整體，因此還應(yīng)換算到以凸模為基準(zhǔn)進(jìn)行配研。此處為單面剪切，凸模與擋鐵貼靠后與凹模之間的間隙為一般沖裁模單邊間隙的 2/3，因此 zmin=(2/3) ×0.64/2mm=0.21mm按表 2-14 公式Ad=（A-X△）d??0Ap= Ad-zmin=（A-X△-zmin）0p??=（40-0.5×0.5-0.21） mm02.?=39.54 mm02.? 11凹模工作部分尺寸均按凸模研配，保證兩側(cè)共有 0.64~0.88mm 的均勻間隙，切斷部分保證具有 0.21~0.29 的均勻間隙。計(jì)算側(cè)壓力： 切斷部分是單側(cè)沖裁。所以凸模切刃的另一側(cè)需要有擋塊平衡側(cè)壓力。側(cè)壓力的大小可按剪切時(shí)計(jì)算側(cè)壓力的計(jì)算方法計(jì)算，即側(cè)壓力 F 側(cè)=（0.10~0.18）F2=0.15×675000N=101250N設(shè)計(jì)擋塊時(shí)需要按側(cè)壓力核算壓應(yīng)力以及螺釘?shù)拇笮〖皵?shù)量。3.1.4 其它主要零件的計(jì)算凸模固定板的厚度：H1=0.7H=0.7×40mm=28mm,取整數(shù)為 30mm.墊板的采用與厚度：是否采用墊板，以承壓面較小的凸模進(jìn)行計(jì)算，沖小矩形孔的凸模承壓面的尺寸如圖下圖所示。 12小矩形凸模按式（2-10） ，其承壓應(yīng)力σ= = MPaAF28540)(??= MPa1870352= 205.99MPa查表 2-39 得鑄鐵模板的[ p] 為 90～140MPa?故 ﹥[ p] 13因此需要采用墊板，墊板厚度為 8mm。卸料橡皮的自由高度：根據(jù)工件材料厚度為 4mm，沖裁時(shí)凸模進(jìn)入凹模深度取 1mm，考慮模具維修時(shí)刃磨留量為 2mm,再考慮開啟時(shí)卸料板高出凸模 1mm，則總的工作行 h 工 件=8mm，根據(jù)式（8-5） ，橡皮的自由高度 h 自 由=h 工 件/（0.25-0.03）=27～32mm.取 h 自 由=32mm模具在組裝時(shí)橡皮的預(yù)壓量為h 預(yù)=10％～15％×h 自 由=3.2～4.8mm取 h 預(yù)=4mm由此可算出模具中安裝橡皮的空間高度尺寸為 28mm.3.1.5 選用模架、確定閉合高度及總體尺寸模具總體設(shè)計(jì) ： 有了上述各步計(jì)算所得的數(shù)據(jù)及確定的工藝方案，便可以對模具進(jìn)行總體設(shè)計(jì)并畫出模具草圖，如下圖所示：模具結(jié)構(gòu)草圖從模具結(jié)構(gòu)圖初算出閉合高度：H 模=(65+8+74+40+75-1)mm=261mm根據(jù)凹模的外形尺寸，確定下模板的外形尺寸為 610mm×310mm。模具主要零部件的設(shè)計(jì) 本模具是采用手工送料的級進(jìn)模，切斷凸模面積較大可直接用螺釘與圓柱銷固定，沖孔凸模則需用固定板固定，凹?？芍苯佑寐葆敽蛨A柱銷固定。切斷凸模的外側(cè)須有擋塊以克服側(cè)壓力，擋塊同時(shí)起定位作用。另外，橫向的定位可在凹模上增設(shè)一個(gè)定位銷。卸料裝置采用彈性的，導(dǎo)向裝置采用導(dǎo)柱導(dǎo)套。選定設(shè)備 該模具的總沖壓力：F 總=1751904N 14閉合高度：H 模=261mm外廓尺寸：610mm×310mm某工廠有 1500kN 的壓力機(jī)和 3150kN 的壓力機(jī)，根據(jù)所需要的總沖壓力來看，須選用3150kN 的壓力機(jī)。該壓力機(jī)的主要技術(shù)規(guī)格為：最大沖壓力 3150KN滑塊行程 460mm連桿調(diào)節(jié)量 150mm最大裝模高度 400mm滑塊底面尺寸 800mm×970mm工作臺尺寸 980mm×1100mm因此根據(jù)沖壓力、閉合高度、外廓尺寸等數(shù)據(jù)，選定該設(shè)備是合適的。繪制模具總圖 總模具圖如附圖所示 154 沖裁模具的安裝與調(diào)試4.1 沖裁模具的安裝4.1.1 沖空切斷級進(jìn)模裝配的技術(shù)要求（1）.裝配好的沖模，其閉合高度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求；（2）.模柄 8 裝入上模座 1 后，其軸心線對上模座 1 上平面的垂直度誤差，在全長范圍內(nèi)不大于 0.05mm；（3）.導(dǎo)柱 3 與導(dǎo)套 2 裝配后，其軸心線應(yīng)分別垂直于下模座 16 的底平面和上模座 1的上平面，其垂直度誤差應(yīng)符合表 8-4 的規(guī)定；（4）.上模座 1 的上平面應(yīng)與下模座 16 的下平面平行，其平行度應(yīng)符合規(guī)定；（5）.裝入模架的每對導(dǎo)柱 3 和導(dǎo)套 2 的配合間隙應(yīng)符合表 8-5 的規(guī)定；（6）.裝配好的模架，其上模座 1 沿導(dǎo)柱 3 上、下移動(dòng)應(yīng)平穩(wěn)，無阻滯現(xiàn)象；（7）.裝配好的導(dǎo)柱，其固定端面與下模座下平面應(yīng)保留 1~ 2mm；（8）.凸模 17、18 與凹模 14 的配合間隙應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，沿整個(gè)刃口輪廓應(yīng)均勻一致；（9）.定位裝置應(yīng)保證定位正確可靠，卸料、頂料裝置要?jiǎng)幼黛`活、準(zhǔn)確，出料孔要暢通無阻，保證制件及廢料不卡在沖模內(nèi)；（10）.模具應(yīng)在生產(chǎn)現(xiàn)場進(jìn)行試模，沖出的制件應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。4.1.2 沖裁模的裝配（1）模柄的裝配沖裁模一般選用標(biāo)準(zhǔn)模架，裝配時(shí)需對標(biāo)準(zhǔn)模架進(jìn)行補(bǔ)充加工，然后進(jìn)行模柄、凸模和凹模等裝配。模柄 8 和上模座 1 的配合為 H7/m6。先將模柄 8 壓入模座孔內(nèi)，并用角尺檢查模柄圓柱面與上模座上平面的垂直度，其誤差不大于 0.05mm。模柄垂直度檢查合格后再加工騎縫銷孔，裝入騎縫銷。然后將端面在平面磨床上磨平。在凸模固 16定板上壓入多個(gè)凸模，應(yīng)先壓入容易定位和便于作為其他凸模安裝基準(zhǔn)的凸模。凡較難定位或要依靠其他零件通過一定工藝方法才能定位的凸模，應(yīng)后壓入。（2）凸模和凹模的裝配模具的凹模為整體式凹模。凹模與固定板的配合常采用 H7/m6 或 H7/n6?？傃b前應(yīng)先將凹模壓入固定板，并在平面磨床上將上、下平面磨平。凸模與固定板的配合常采用 H7/m6 或 H7/n6。凸模壓入固定板后，其固定端的端面和固定板的支撐面應(yīng)處于同一平面。凸模應(yīng)和固定板的支撐面垂直。（3）沖裁模的總裝把凹模 14 放在下模座上，按中心線找正凹模的位置后用平行夾頭夾緊，通過螺釘孔在下模座 16 上鉆出錐窩。然后拆去凹模，在下模座上按錐窩鉆螺紋底孔并攻螺紋。再重新將凹模板置于下模座上校正，校正后用螺釘緊固。然后再鉆鉸銷釘孔，打入銷釘定位。在凹模板上安裝擋鐵 21 并用內(nèi)六角螺釘 20 固定。配鉆卸料螺釘孔 將卸料板 13 套在已裝入固定板的凸模 17、18 上，在凸模固定板與卸料板之間墊入適當(dāng)高度的等高墊塊，并用平行夾頭將其夾緊。按卸料板上的螺釘孔在固定板上鉆出錐窩，拆其平行夾頭后，按錐窩鉆固定板上的螺釘孔。將凸模固定板 11 中的凸模 17、18 插入凹模型孔中。在凹模 14 與凸模固定板 11 之間墊入適當(dāng)高度的等高墊塊，將墊板放在凸模固定板 11 上，裝上上模座，用平行夾頭將上模座 1 和凸模固定板 11 夾緊。通過凸模固定板上模座 1 上鉆錐窩。拆開后按錐窩鉆孔。然后用圓柱銷 6 緊固上模座。調(diào)整凸、凹的配合間隙。將裝好的上模部分套在導(dǎo)柱上，用錘子輕輕敲擊凸模固定板 11 的側(cè)面，使凸模插入凹模的型孔；再將模具翻轉(zhuǎn)，用透光調(diào)整法調(diào)整凸、凹模的配合間隙，使配合間隙均勻。將卸料板 13 套在凸模上，裝上橡皮和卸料螺釘，裝配后要求卸料運(yùn)動(dòng)靈活并保證在橡皮作用下卸料板處于最低的位置時(shí)，凸模的下端面應(yīng)壓在卸料板的孔內(nèi) 0.3~ 0.5mm 左右。4.2 沖裁模具的調(diào)試 17模具按圖紙技術(shù)要求加工與裝配后，必須在符合實(shí)際生產(chǎn)條件的環(huán)境中進(jìn)行試?yán)睿梢园l(fā)現(xiàn)模具設(shè)計(jì)與制造的缺陷，找出產(chǎn)生原因……4.2.1 沖裁模的調(diào)試要點(diǎn)(1)凸、凹模刃口及其間隙的調(diào)整沖裁模的上、下模要吻合。特別是對于無導(dǎo)向裝置的沖模，上、下模安裝在壓力機(jī)上時(shí)，其工作零件要咬合，凸模進(jìn)入凹模的深度要適中，不能太淺和太深，以能沖下制品為準(zhǔn)。其調(diào)整是依靠調(diào)整壓力機(jī)連桿來實(shí)現(xiàn)的。凸、凹的間隙要均勻一致。對于我所設(shè)計(jì)的模具而言，調(diào)整比較方便，只要能保證導(dǎo)向件運(yùn)動(dòng)靈活而無發(fā)澀現(xiàn)象即可保證間隙均勻；對于無導(dǎo)向沖模，為了使間隙均勻，可以在凹模刃口周圍襯以紫銅皮或硬紙板進(jìn)行調(diào)整，也可以用塞尺及透光測試方法在壓力機(jī)上調(diào)整，直到上、下模的凸、凹模相互對中間隙均勻后，再用螺釘緊固模板于壓力機(jī)工作臺面上，方可進(jìn)行試沖。(2)定位裝置的調(diào)整在調(diào)整沖模時(shí)，應(yīng)充分保證坯件的定位的穩(wěn)定、可靠性，并時(shí)常檢查定位銷、定位塊、定位桿定位時(shí)是否合乎定位要求，有無位置偏移。假如位置不合適及定位現(xiàn)狀不準(zhǔn)，應(yīng)及時(shí)修整其位置和形狀，必要時(shí)要重新更換定位零件。（3）卸料系統(tǒng)的調(diào)整卸料系統(tǒng)的卸料板要調(diào)整至與沖件貼附；卸料彈簧或卸料橡皮彈力要足夠大；卸料板的行程要調(diào)整到足夠使制品卸出的位置；漏料空應(yīng)暢通無阻；打料桿、推料板應(yīng)調(diào)整到順利將制品推出，不能有卡住、發(fā)澀現(xiàn)象。（4）導(dǎo)向系統(tǒng)調(diào)整模具的導(dǎo)柱、導(dǎo)套要有良好的配合精度，不能發(fā)生位置偏移及發(fā)澀現(xiàn)象。4.2.2 調(diào)試方法（1）模具卸料困難 模具卸料困難的調(diào)整方法①模具的制造與裝配不正確，如卸料板與凸模配合過緊或因卸料板傾斜、卸料零件裝配不當(dāng)，使得卸料機(jī)構(gòu)不能正常工作或被卡死不動(dòng)作，使得卸料困難或根本卸不出料來，應(yīng)修正卸料裝置或重新裝配，使 其調(diào)整正確。 18②橡皮彈力不夠，應(yīng)重新更換彈力大的橡皮。③凹模有倒錐，或裝配時(shí)凹模與下模座漏料孔沒有對正，致使漏不下料來應(yīng)重新安裝凹模及修正凹?？缀吐┝峡?。 19④打料桿及頂料桿長度不夠，難以頂出制件及廢料，應(yīng)重新更換打料桿及頂料桿或加厚頂料板。（2）凸、凹模刃口相咬，發(fā)生啃刃及凸、凹模間隙不均①凸模、凹?；?qū)е?、?dǎo)套安裝時(shí)不垂直于工作臺面，致使凸模與凹模不同心造成“戶啃” ，致使模具損壞。此時(shí)，應(yīng)重新安裝凸、凹模及導(dǎo)柱和導(dǎo)套。②上模座、下模座、墊板以及固定板的上、下平面安裝后不平行，造成凸凹模軸心線偏斜，而相互啃刃。此時(shí)，應(yīng)當(dāng)卸下模具，重新調(diào)整與安裝。③卸料板、推件板上的孔位不正確或裝配后孔位歪斜，造成沖孔凸模偏移而啃壞凹模刃口，應(yīng)更換零件及重新安裝。④導(dǎo)柱、導(dǎo)套配合間隙大于沖模凸、凹模間隙，使凸、凹模由于導(dǎo)向精度不高而偏移發(fā)生啃刃。此時(shí)，應(yīng)更換精度高的模架。⑤無導(dǎo)向沖模安裝不當(dāng)或機(jī)床滑塊與導(dǎo)軌間隙大于沖裁間隙，造成凸、凹?？腥?，應(yīng)更換精度較高的壓力機(jī)進(jìn)行試沖。（3）沖裁零件毛刺過大 沖裁零件產(chǎn)生毛刺過大的原因主要有以下幾個(gè)方便：①間隙偏大、偏小或不均勻。當(dāng)制品零件沖裁后產(chǎn)生較大毛刺時(shí)，可以通過觀察其剪切面來分析產(chǎn)生毛刺的原因，以便根據(jù)產(chǎn)生毛刺產(chǎn)生的不同情況，進(jìn)行調(diào)整模具及修正。若制件剪切斷面上光亮帶過寬，甚至出現(xiàn)兩個(gè)光亮帶和被擠出的毛刺時(shí)，表明凸、凹模間隙偏小。則在調(diào)整時(shí)，可用油石進(jìn)行修研凸、凹模。若切斷時(shí)，修研切刀；若沖孔模時(shí)，修研凹模，使其達(dá)到合理的間隙值。若制件剪切斷面上光亮帶過窄，表明塌角又較大，且整個(gè)斷面有很大的傾斜度，產(chǎn)生撕裂毛刺時(shí)，則表明沖裁間隙過大。在調(diào)整時(shí)，對于切刀，只好更換一個(gè)。對于沖孔模，更換一個(gè)凹模來保證間隙值，以防出現(xiàn)過大的毛刺。有些毛刺不是太大，但已影響了質(zhì)量，有時(shí)在調(diào)整時(shí)，也可以將凸模或凹模斜下，重新退火，用捻壓的方法修整間隙。若制品零件剪切面光亮帶寬窄不均，且毛刺偏向一邊，則表明間隙不均勻，此時(shí)應(yīng)重新調(diào)整間隙，使之均勻。如果局部毛刺較大，應(yīng)局部對間隙進(jìn)行修整，直到毛刺消除為止。②凸、凹模刃口不鋒利或淬火硬度不夠。當(dāng)凸模刃口不鋒利時(shí)，會在落料件周邊 20上產(chǎn)生毛刺，沖孔件產(chǎn)生大圓角；當(dāng)凹模刃口不鋒利，則沖孔件孔邊毛刺大，落料件圓角偏大；當(dāng)凸、凹模刃口全不鋒利變鈍，則會在落料及沖孔件上全產(chǎn)生毛刺。根據(jù)上述不同的毛刺情況，在試模調(diào)整時(shí)，對凸?；虬寄＿M(jìn)行刃磨，使刃口變鋒利。若由于淬火硬度太低而使刃口變鈍，則應(yīng)重新對其進(jìn)行淬硬處理，磨削后再裝配使用。③導(dǎo)柱、導(dǎo)套間隙過大。導(dǎo)柱、導(dǎo)套間隙過大，模具上、下模在閉合時(shí)，使凸、凹模相對位置變化，導(dǎo)致間隙不均，使制品產(chǎn)生毛刺。此時(shí)，應(yīng)更換導(dǎo)柱、導(dǎo)套或重新更換精度高的模架。④凹模孔有倒錐。落料凹?？子械瑰F，則落料件從凹模孔通過時(shí)，制件邊緣被擠出毛刺。調(diào)整的辦法是修整凹?？?，將錐度修磨掉。⑤壓力機(jī)精度不高。壓力機(jī)的滑塊與導(dǎo)軌之間間隙過大，則致使沖壓時(shí)凸、凹模位置變化，造成間隙不均而產(chǎn)生毛刺。此時(shí)，應(yīng)更換精度較高的壓力機(jī)試模。（4）制品零件翹曲不平 制品零件在沖壓后，產(chǎn)生翹曲不平。其主要原因及調(diào)整方法如下。①落料凹模有錐度。落料凹模若有錐度，則制件不能自由落下而被擠壓變相產(chǎn)生翹曲。這時(shí)，應(yīng)修磨凹模刃口，消除倒錐，使制件能順利落下。②沖裁間隙不合理或刃口不鋒利。沖裁間隙不合理，不僅會使制件產(chǎn)生過大的毛刺，而且會使制件沖壓后翹曲不平。調(diào)整時(shí)，應(yīng)使間隙修磨合理、刃口修磨鋒利或在模具上增設(shè)壓療裝置或增大壓料力。③推件塊與制件的接觸面太小。推件時(shí)，若推件塊與制品的接觸面太小，則由于推力作用，使接觸不到的面發(fā)生翹曲變形。調(diào)整時(shí)，應(yīng)更換推件塊，使其與制件接觸面加大，在推件時(shí)平起平落，減少制品零件的翹曲。④模具設(shè)計(jì)不合理。 在模具設(shè)計(jì)時(shí)，頂出桿或推桿若設(shè)計(jì)得分布不均，致使制品在頂出及退出時(shí)受力不均而產(chǎn)生翹曲。此時(shí)，應(yīng)重新調(diào)整模具頂推件系統(tǒng)，使之對制品受力均勻或使頂件及推件工作正常，不以致于造成偏斜。（5）制品零件的的內(nèi)孔與外形相對位置不正確 若出現(xiàn)制件內(nèi)孔與外形位置偏差時(shí)，主要是定位零件的位置和尺寸不對。在調(diào)整時(shí)，應(yīng)重新調(diào)整定位零件的位置和更換定位零件，直到孔位合適位置。若倒料板和凹模送料中心線不平行，即條料送進(jìn)時(shí)偏移送料中心線，導(dǎo)致制件孔形誤差，則應(yīng)修正導(dǎo)料板，使其平行于導(dǎo)料中心線。（6）凹模被脹裂 在試模過程中，若凹模被擠裂，則表明凹模有倒錐現(xiàn)象。在調(diào)整時(shí)， 21應(yīng)用風(fēng)動(dòng)砂輪修磨刃口，消除倒錐或重新更換凹模。（7）凸模被折斷 在試模時(shí)，凸模被折斷表明卸料板傾斜或凸、凹模位置變化。此時(shí)，應(yīng)調(diào)整卸料板或凸凹模的相對位置，并更換凸模重新安裝。 225 結(jié)論通過對本套 22 型客車車門墊板沖孔―落料級進(jìn)模的設(shè)計(jì)、計(jì)算，使我對沖裁模的設(shè)計(jì)流程有了更深一層的了解，包括沖裁件的工藝分析、工藝方案的確定、模具結(jié)構(gòu)形式的選擇、必要的工藝計(jì)算、主要零部件的設(shè)計(jì)、壓力機(jī)型號的選擇、總裝圖及零件圖的繪制。在設(shè)計(jì)過程中，有些數(shù)據(jù)、尺寸是一點(diǎn)也馬虎不得，只要一個(gè)數(shù)據(jù)有誤，就得全部改動(dòng)，使設(shè)計(jì)難度大大的增加。在這次設(shè)計(jì)中，我感覺要完成這次設(shè)計(jì)不僅要有扎實(shí)的專業(yè)知識，還要有過硬的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)作保障，方才能很好的完成這次設(shè)計(jì)。所以說我們在今后的學(xué)習(xí)中不僅要學(xué)好應(yīng)該所學(xué)的，還要盡可能多的去拓展我們在其它方面的領(lǐng)域，只有這們我們才能立于不敗之地。