汽車(chē)墊片沖壓級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)【全套含CAD圖紙、說(shuō)明書(shū)】

汽車(chē)墊片沖壓級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)【全套含CAD圖紙、說(shuō)明書(shū)】,全套含CAD圖紙、說(shuō)明書(shū),汽車(chē),墊片,壓級(jí),設(shè)計(jì),全套,CAD,圖紙,說(shuō)明書(shū) 編號(hào)： 畢業(yè)設(shè)計(jì)外文翻譯 （譯文） 學(xué) 院： 機(jī)電工程學(xué)院 專(zhuān) 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 指導(dǎo)教師單位： 姓 名： 職 稱(chēng)： 年 6 月 3 日 第 15 頁(yè) 共 16頁(yè) 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）報(bào)告用紙 模具的發(fā)展與設(shè)計(jì) 1 模具的發(fā)展 1.1 模具在工業(yè)生產(chǎn)中的地位 模具是大批量生產(chǎn)同形產(chǎn)品的工具，是工業(yè)生產(chǎn)的主要工藝裝備。 采用模具生產(chǎn)零部件，具有生產(chǎn)效率高、質(zhì)量好、成本低、節(jié)約能源和原材料等一系列優(yōu)點(diǎn)，用模具生產(chǎn)制件所具備的高精度、高復(fù)雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比擬的。模具已成為當(dāng)代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段和工藝發(fā)展方向?，F(xiàn)代經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)?，F(xiàn)代工業(yè)品的發(fā)展和技術(shù)水平的提高，很大程度上取決于模具工業(yè)的發(fā)展水平，因此模具工業(yè)對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展將起越來(lái)越大的作用。 1989年3月國(guó)務(wù)院頒布的《關(guān)于當(dāng)前產(chǎn)業(yè)政策要點(diǎn)的決定》中，把模具列為機(jī)械工業(yè)技術(shù)改造序列的第一位、生產(chǎn)和基本建設(shè)序列的第二位(僅次于大型發(fā)電設(shè)備及相應(yīng)的輸變電設(shè)備)，確立模具工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要地位。1997年以來(lái)，又相繼把模具及其加工技術(shù)和設(shè)備列入了《當(dāng)前國(guó)家重點(diǎn)鼓勵(lì)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品和技術(shù)目錄》和《鼓勵(lì)外商投資產(chǎn)業(yè)目錄》。經(jīng)國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)，從1997年到2000年，對(duì)80多家國(guó)有專(zhuān)業(yè)模具廠實(shí)行增值稅返還70%的優(yōu)惠政策，以扶植模具工業(yè)的發(fā)展。所有這些，都充分體現(xiàn)了國(guó)務(wù)院和國(guó)家有關(guān)部門(mén)對(duì)發(fā)展模具工業(yè)的重視和支持。目前全世界模具年產(chǎn)值約為600億美元，日、美等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的模具工業(yè)產(chǎn)值已超過(guò)機(jī)床工業(yè)，從1997年開(kāi)始，我國(guó)模具工業(yè)產(chǎn)值也超過(guò)了機(jī)床工業(yè)產(chǎn)值。 據(jù)統(tǒng)計(jì)，在家電、玩具等輕工行業(yè)，近90％的零件是綜筷具生產(chǎn)的；在飛機(jī)、汽車(chē)、農(nóng)機(jī)和無(wú)線(xiàn)電行業(yè)，這個(gè)比例也超過(guò)60％。例如飛機(jī)制造業(yè)，某型戰(zhàn)斗機(jī)模具使用量超過(guò)三萬(wàn)套，其中主機(jī)八千套、發(fā)動(dòng)機(jī)二千套、輔機(jī)二萬(wàn)套。從產(chǎn)值看，80年代以來(lái)，美、日等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家模具行業(yè)的產(chǎn)值已超過(guò)機(jī)床行業(yè)，并又有繼續(xù)增長(zhǎng)的趨勢(shì)。據(jù)國(guó)際生產(chǎn)技術(shù)協(xié)會(huì)預(yù)測(cè)，到2000年，產(chǎn)品盡件粗加工的75%、精加工的50％將由模具完成；金屬、塑料、陶瓷、橡膠、建材等工業(yè)制品大部分將由模具完成，50％以上的金屬板材、80％以上的塑料都特通過(guò)模具轉(zhuǎn)化成制品。 1.2 模具的發(fā)展趨勢(shì) 1.2.1 模具CAD/CAE/CAM正向集成化、三維化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展 （1）模具軟件功能集成化 模具軟件功能的集成化要求軟件的功能模塊比較齊全，同時(shí)各功能模塊采用同一數(shù)據(jù)模型，以實(shí)現(xiàn)信息的綜合管理與共享，從而支持模具設(shè)計(jì)、制造、裝配、檢驗(yàn)、測(cè)試及生產(chǎn)管理的全過(guò)程，達(dá)到實(shí)現(xiàn)最佳效益的目的。如英國(guó)Delcam公司的系列化軟件就包括了曲面/實(shí)體幾何造型、復(fù)雜形體工程制圖、工業(yè)設(shè)計(jì)高級(jí)渲染、塑料模設(shè)計(jì)專(zhuān)家系統(tǒng)、復(fù)雜形體CAM、藝術(shù)造型及雕刻自動(dòng)編程系統(tǒng)、逆向工程系統(tǒng)及復(fù)雜形體在線(xiàn)測(cè)量系統(tǒng)等。集成化程度較高的軟件還包括：Pro/ENGINEER、UG和CATIA等。國(guó)內(nèi)有上海交通大學(xué)金屬塑性成型有限元分析系統(tǒng)和沖裁模CAD/CAM系統(tǒng)；北京北航海爾軟件有限公司的CAXA系列軟件；吉林金網(wǎng)格模具工程研究中心的沖壓模CAD/CAE/CAM系統(tǒng)等。 （2） 模具設(shè)計(jì)、分析及制造的三維化 ??傳統(tǒng)的二維模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)已越來(lái)越不適應(yīng)現(xiàn)代化生產(chǎn)和集成化技術(shù)要求。模具設(shè)計(jì)、分析、制造的三維化、無(wú)紙化要求新一代模具軟件以立體的、直觀的感覺(jué)來(lái)設(shè)計(jì)模具，所采用的三維數(shù)字化模型能方便地用于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的CAE分析、模具可制造性評(píng)價(jià)和數(shù)控加工、成形過(guò)程模擬及信息的管理與共享。如Pro/ENGINEER、UG和CATIA等軟件具備參數(shù)化、基于特征、全相關(guān)等特點(diǎn)，從而使模具并行工程成為可能。另外，Cimatran公司的Moldexpert，Delcam公司的Ps-mold及日立造船的Space-E/mold均是3D專(zhuān)業(yè)注塑模設(shè)計(jì)軟件，可進(jìn)行交互式3D型腔、型芯設(shè)計(jì)、模架配置及典型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。澳大利亞Moldflow公司的三維真實(shí)感流動(dòng)模擬軟件MoldflowAdvisers已經(jīng)受到用戶(hù)廣泛的好評(píng)和應(yīng)用。國(guó)內(nèi)有華中理工大學(xué)研制的同類(lèi)軟件HSC3D4.5F及鄭州工業(yè)大學(xué)的Z-mold軟件。面向制造、基于知識(shí)的智能化功能是衡量模具軟件先進(jìn)性和實(shí)用性的重要標(biāo)志之一。如Cimatron公司的注塑模專(zhuān)家軟件能根據(jù)脫模方向自動(dòng)產(chǎn)生分型線(xiàn)和分型面，生成與制品相對(duì)應(yīng)的型芯和型腔，實(shí)現(xiàn)模架零件的全相關(guān)，自動(dòng)產(chǎn)生材料明細(xì)表和供NC加工的鉆孔表格，并能進(jìn)行智能化加工參數(shù)設(shè)定、加工結(jié)果校驗(yàn)等。 （3） 模具軟件應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)化趨勢(shì) 隨著模具在企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)、合作、生產(chǎn)和管理等方面的全球化、國(guó)際化，以及計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)的迅速發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)使得在模具行業(yè)應(yīng)用虛擬設(shè)計(jì)、敏捷制造技術(shù)既有必要，也有可能。美國(guó)在其《21世紀(jì)制造企業(yè)戰(zhàn)略》中指出，到2006年要實(shí)現(xiàn)汽車(chē)工業(yè)敏捷生產(chǎn)/虛擬工程方案，使汽車(chē)開(kāi)發(fā)周期從40個(gè)月縮短到4個(gè)月。 1.2.2 模具檢測(cè)、加工設(shè)備向精密、高效和多功能方向發(fā)展 （1）模具檢測(cè)設(shè)備的日益精密、高效 ??精密、復(fù)雜、大型模具的發(fā)展，對(duì)檢測(cè)設(shè)備的要求越來(lái)越高?，F(xiàn)在精密模具的精度已達(dá)2～3μm，目前國(guó)內(nèi)廠家使用較多的有意大利、美國(guó)、日本等國(guó)的高精度三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)，并具有數(shù)字化掃描功能。如東風(fēng)汽車(chē)模具廠不僅擁有意大利產(chǎn)3250mm×3250mm三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)，還擁有數(shù)碼攝影光學(xué)掃描儀，率先在國(guó)內(nèi)采用數(shù)碼攝影、光學(xué)掃描作為空間三維信息的獲得手段，從而實(shí)現(xiàn)了從測(cè)量實(shí)物→建立數(shù)學(xué)模型→輸出工程圖紙→模具制造全過(guò)程，成功實(shí)現(xiàn)了逆向工程技術(shù)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。這方面的設(shè)備還包括：英國(guó)雷尼紹公司第二代高速掃描儀(CYCLON SERIES2)可實(shí)現(xiàn)激光測(cè)頭和接觸式測(cè)頭優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，激光掃描精度為0.05mm，接觸式測(cè)頭掃描精度達(dá)0.02mm。另外德國(guó)GOM公司的ATOS便攜式掃描儀，日本羅蘭公司的PIX-30、PIX-4臺(tái)式掃描儀和英國(guó)泰勒·霍普森公司TALYSCAN150多傳感三維掃描儀分別具有高速化、廉價(jià)化和功能復(fù)合化等特點(diǎn)。 （2） 數(shù)控電火花加工機(jī)床 日本沙迪克公司采用直線(xiàn)電機(jī)伺服驅(qū)動(dòng)的AQ325L、AQ550LLS-WEDM具有驅(qū)動(dòng)反應(yīng)快、傳動(dòng)及定位精度高、熱變形小等優(yōu)點(diǎn)。瑞士夏米爾公司的NCEDM具有P-E3自適應(yīng)控制、PCE能量控制及自動(dòng)編程專(zhuān)家系統(tǒng)。另外有些EDM還采用了混粉加工工藝、微精加工脈沖電源及模糊控制(FC)等技術(shù)。 （3） 高速銑削機(jī)床(HSM) 銑削加工是型腔模具加工的重要手段。而高速銑削具有工件溫升低、切削力小、加工平穩(wěn)、加工質(zhì)量好、加工效率高(為普通銑削加工的5～10倍)及可加工硬材料(<60HRC)等諸多優(yōu)點(diǎn)。因而在模具加工中日益受到重視。瑞士克朗公司UCP710型五軸聯(lián)動(dòng)加工中心，其機(jī)床定位精度可達(dá)8μm，自制的具有矢量閉環(huán)控制電主軸，最大轉(zhuǎn)速為42000r/min。意大利RAMBAUDI公司的高速銑床，其加工范圍達(dá)2500mm×5000mm×1800mm，轉(zhuǎn)速達(dá)20500r/min，切削進(jìn)給速度達(dá)20m/min。HSM一般主要用于大、中型模具加工，如汽車(chē)覆蓋件模具、壓鑄模、大型塑料等曲面加工，其曲面加工精度可達(dá)0.01mm。 1.2.3 模具材料及表面處理技術(shù)發(fā)展迅速 模具工業(yè)要上水平，材料應(yīng)用是關(guān)鍵。因選材和用材不當(dāng)，致使模具過(guò)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(guó)H13、瑞典QRO80M、QRO90SUPREME等；常用塑料模具用鋼有預(yù)硬鋼(如美國(guó)P20)、時(shí)效硬化型鋼(如美國(guó)P21、日本NAK55等)、熱處理硬化型鋼(如美國(guó)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(shì)是：由滲入單一元素向多元素共滲、復(fù)合滲(如TD法)發(fā)展；由一般擴(kuò)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(shí)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(duì)激光強(qiáng)化、輝光離子氮化技術(shù)及電鍍(刷鍍)防腐強(qiáng)化等技術(shù)也日益受到重視。 進(jìn)入21世紀(jì)，在經(jīng)濟(jì)全球化的新形勢(shì)下，隨著資本、技術(shù)和勞動(dòng)力市場(chǎng)的重新整合，為了適應(yīng)用戶(hù)對(duì)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(lái)加速模具工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，滿(mǎn)足各行各業(yè)對(duì)模具這一基礎(chǔ)工藝裝備的迫切需求。 2 制造模具技術(shù) 隨著全球經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，新的技術(shù)革命不斷取得新的進(jìn)展和突破，技術(shù)的飛躍 發(fā)展已經(jīng)成為推動(dòng)世界經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的重要因素。市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，促使工業(yè)產(chǎn) 品越來(lái)越向多品種、小批量、高質(zhì)量、低成本的方向發(fā)展，為了保持和加強(qiáng)產(chǎn)品在市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力，產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期、生產(chǎn)周期越來(lái)越短，于是對(duì)制造各種產(chǎn)品的關(guān)鍵工藝裝備——模具的要求越來(lái)越苛刻。?一方面企業(yè)為追求規(guī)模效益，使得模具向著高速、精密、長(zhǎng)壽命方向發(fā)展；另一方面企業(yè)為了滿(mǎn)足多品種、小批量、產(chǎn)品更新?lián)Q代快、贏得市場(chǎng)的需要，要求模具向著制造周期短、成本低的快速經(jīng)濟(jì)的方向發(fā)展。計(jì)算機(jī)、激光、電子、新材料、新技術(shù)的發(fā)展，使得快速經(jīng)濟(jì)制模技術(shù)如虎添翼，應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，類(lèi)型不斷增多，創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益越來(lái)越顯著。??快速經(jīng)濟(jì)制模技術(shù)與傳統(tǒng)的機(jī)械加工相比，具有制模周期短、成本低、精度與壽命又能滿(mǎn)足生產(chǎn)上的使用要求，是綜合經(jīng)濟(jì)效益比較顯著的一類(lèi)制造模具的技術(shù)，概括起來(lái)，有以下幾種類(lèi)別。 2.1 快速原型制造技術(shù)? 快速原型制造技術(shù)簡(jiǎn)稱(chēng)RPM，是80年代后期發(fā)展起來(lái)的一種新型制造技術(shù)。美國(guó)、日本、英國(guó)、以色列、德國(guó)、中國(guó)都推出了自己的商業(yè)化產(chǎn)品，并逐漸形成了新型產(chǎn)業(yè)。?RPM是電腦、激光、光學(xué)掃描、先進(jìn)的新型材料、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)、計(jì)算機(jī)輔助加工(CAM)、數(shù)控(CNC)綜合應(yīng)用的高新技術(shù)。在成型概念上以平面離散、堆積為指導(dǎo)，在控制上以計(jì)算機(jī)和數(shù)控為基礎(chǔ)，以最大柔性為總體目標(biāo)。它摒棄了傳統(tǒng)的機(jī)械加工方法，對(duì)制造業(yè)的變革是一個(gè)重大的突破，利用RPM技術(shù)可以直接或間接地快速制模，該技術(shù)已被汽車(chē)、航空、家電、船舶、醫(yī)療、模具等行業(yè)廣泛應(yīng)用。 2.2 表面成型制模技術(shù)?? 表面成型制模技術(shù)，主要是利用噴涂、電鑄、化學(xué)腐蝕等新的工藝方法形成型腔表面及精細(xì)花紋的一種工藝技術(shù)，實(shí)際應(yīng)用中包括以下幾種類(lèi)型。 ?? 2.2.1電弧噴涂成型制模技術(shù)? 電弧噴涂成型技術(shù)的原理是：利用2根通電的金屬絲之間產(chǎn)生電弧的熱量將金屬絲熔化，依靠高壓氣體將其充分霧化，并給予一定的動(dòng)能，高速?lài)娚湓跇幽１砻妫瑢訉予偳?，形成一金屬殼體，即型腔的內(nèi)表面，再用充填基體材料(一般為金屬粉粒與樹(shù)脂的復(fù)合材料)加以支撐加固，提高其強(qiáng)度和剛性，連同金屬模架組合成模具。這種制模技術(shù)工藝簡(jiǎn)單、成本低，制造周期非常短，型腔表面的成型僅需幾個(gè)小時(shí)，節(jié)省能源和金屬材料，一般型腔表面僅2-3mm厚，仿真性極強(qiáng)，花紋精度可達(dá)到0.5μm。?目前該技術(shù)被廣泛地用于飛機(jī)、汽車(chē)的內(nèi)飾件模具、家電、家俱、制鞋、美術(shù)工藝品等表面形狀復(fù)雜及花紋精細(xì)的各種聚氨酯制品的吹塑、吸塑、PVC注射、PU發(fā)泡及各類(lèi)注射成型模具中。 2.2.2電鑄成型技術(shù)? 電鑄成型技術(shù)的原理同電鍍一樣，是依樣模(現(xiàn)成制品或按制品圖紙制成的母模)為基準(zhǔn)(陰極)，置放在電鑄液中(陽(yáng)極)，使電鑄液中的金屬離子還原后一層一層地沉積在樣模上，形成金屬殼體，將其剝離后，與樣模接觸的表面即為模具的型腔內(nèi)表面。該技術(shù)主要特點(diǎn)是節(jié)省材料、模具制造周期短，電鑄層硬度可達(dá)40HRC，提高了耐磨性和壽命，粗糙度、尺寸精度與樣模完全一致，適用于注射、吸塑、吹塑、搪塑、膠木模、玻璃模、壓鑄模等模具型腔及電火花成型電極的制造。 ?? 2.2.3 型腔表面精細(xì)花紋成型的蝕刻技術(shù) 蝕刻技術(shù)是光學(xué)、化學(xué)、機(jī)加工綜合應(yīng)用的一種技術(shù)，它的基本原理是先把花紋圖案制成膠片，再把膠片上的花紋圖案復(fù)制在已涂上光敏材料的模具型腔表面上，經(jīng)過(guò)化學(xué)處理，模具型腔表面形成不被蝕刻部分的保護(hù)層，再根據(jù)模具材質(zhì)，選擇相應(yīng)蝕刻工藝，將花紋圖案蝕刻在模具內(nèi)表面上。該技術(shù)的主要特點(diǎn)是時(shí)間短、費(fèi)用低，修補(bǔ)破損花紋圖案可做到天衣無(wú)縫。 2.3澆鑄成型制模技術(shù) 澆鑄成型制模技術(shù)的共同特點(diǎn)是依樣件為基準(zhǔn)，澆鑄出凸、凹模，型腔表面不需要機(jī)械加工。 2.4 擠壓成型技術(shù)??? 利用鈹銅合金的良好的導(dǎo)熱性和穩(wěn)定性，經(jīng)固熔時(shí)效處理后，采用冷擠壓制造模具凹模型腔。其特點(diǎn)是制造周期短，型腔精度高(IT7級(jí))，表面粗糙度Ra=0.025μm,強(qiáng)度高，壽命可達(dá)50萬(wàn)次，無(wú)環(huán)境污染。該技術(shù)是利用金屬材料在細(xì)化晶粒、一定成型溫度、低變形速率條件下，材料具有最佳超塑性時(shí)，將事先制作好的凸模，用較小的力便可擠壓出凹模的一種快速經(jīng)濟(jì)制模技術(shù)。超塑成型材料的典型代表是Zn-22%AL。 2.5 無(wú)模多點(diǎn)成形技術(shù)?? 無(wú)模多點(diǎn)快速成形技術(shù)是以CAD/CAM/CAT技術(shù)為主要手段，利用計(jì)算機(jī)控制高度可調(diào)基本體群形成上下成形面，代替?zhèn)鹘y(tǒng)模具對(duì)板料進(jìn)行三維曲面成形的又一現(xiàn)代先進(jìn)制造技術(shù)。此項(xiàng)技術(shù)可以隨意改變變形路徑與受力狀態(tài)，提高材料的成形極限，可反復(fù)成形，以此消除材料內(nèi)部的殘余應(yīng)力，實(shí)現(xiàn)無(wú)回彈成形。 2.6 凱維朗(KEVRON)鋼帶沖裁落料制模技術(shù) ?? 新型鋼帶沖裁落料制模技術(shù)是一種不同于一般具有凸、凹模結(jié)構(gòu)的鋼帶模，它是由單刃鋼帶與特制墊板組成的新型快速經(jīng)濟(jì)制模技術(shù)。這種模具重量輕，一般只有200kg，加工精度為?±0.35-0.50mm，可適合各種黑色和有色金屬的0.5-0.65mm厚的板料加工。壽命可達(dá)到5-25?萬(wàn)次，制造成本低。 ?? 2.7 模具毛坯的快速制造技術(shù)—實(shí)型鑄造 由于大量的模具是屬于單件或小批量生產(chǎn)，模具毛坯的制造質(zhì)量和周期及成本對(duì)最終的模具質(zhì)量和周期及成本的影響是至關(guān)重要的。?? ??現(xiàn)代模具毛坯已廣泛地采用子實(shí)型鑄造技術(shù)，所謂實(shí)型鑄造就是利用泡沫塑料(聚苯乙烯—PS或聚甲基丙烯酸酯—PMMA)制作代替?zhèn)鹘y(tǒng)的木模或金屬模，造型后不需取出模型，便可以澆鑄，泡沫塑料模型的高溫液體金屬作用下，迅速燃燒氣化而消失，金屬液取代原來(lái)泡沫塑料模型所占有的位置，冷凝后形成鑄件。 2.8 其它方面技術(shù) 為了簡(jiǎn)化模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，降低模具成本，縮短模具制造周期，在國(guó)內(nèi)外也先后出現(xiàn)了一些其它方面新技術(shù)的應(yīng)用，如快換模架、沖壓?jiǎn)卧?、刃口堆焊、鑲塊鑄造、氮?dú)鈴椈傻?。?? 2.8.1 氮?dú)鈴椈稍谀＞呱系膽?yīng)用? 氮?dú)鈴椈墒且环N新型彈性功能部件，用它代替彈簧、橡膠、聚氨酯或者氣墊，它能夠準(zhǔn)確地提供壓邊力，在較小空間便可產(chǎn)生較大初始彈壓力，不需預(yù)緊，在模具整個(gè)工作過(guò)程中彈壓力基本恒定。彈壓力大小及受力點(diǎn)位置可隨時(shí)、準(zhǔn)確、方便地調(diào)整，簡(jiǎn)化模具拉伸、壓邊、卸料等結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)化模具設(shè)計(jì)，縮短制模周期，調(diào)試模具方便，縮短更換模具時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。 ?? 2.8.2 快速換模技術(shù) ? 由于產(chǎn)品品種的增多，使模具在生產(chǎn)中更換變得十分頻繁，于是如何縮短沖壓設(shè)備的停機(jī)時(shí)間，提高生產(chǎn)效率，快速換模技術(shù)受到了人們的關(guān)注。目前發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)家的一些大公司換模速度達(dá)到了驚人的程度，是否具有快速換模技術(shù)已成為企業(yè)技術(shù)進(jìn)步的一項(xiàng)標(biāo)志。總的趨勢(shì)就是減少模具在設(shè)備上安裝、固定、調(diào)整的時(shí)間，這既要在設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上予以考慮，又要在模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)化方面予以考慮，將機(jī)上的作業(yè)盡可能地放在機(jī)下做。 ?? 2.8.3 沖壓?jiǎn)卧M合技術(shù) ? 沖壓?jiǎn)卧M合技術(shù)是將常規(guī)的沖模分解為一個(gè)個(gè)簡(jiǎn)單的單元沖模，根據(jù)工序件的要求，排列組合，在同一次沖程內(nèi)完成多種沖壓工序的新型工藝裝備，工作時(shí)沖壓?jiǎn)卧慌c沖床滑塊聯(lián)接，只需滑塊打擊即可完成沖壓工作。單獨(dú)使用時(shí)它就是1副完整模具。它可以用來(lái)加工板料或型材的沖孔、落料、切角、切槽、切斷及淺拉伸等。具有組裝快捷、使用方便、通用性強(qiáng)、經(jīng)濟(jì)性好等特點(diǎn)，特別適合多品種、中小批量生產(chǎn)。?? 2.8.4 可加工塑料在模具制造中的應(yīng)用?? 可加工塑料在發(fā)達(dá)的工業(yè)國(guó)家應(yīng)用較普遍，特別是在汽車(chē)、飛機(jī)等制造業(yè)中，主要代替木材或金屬制作汽車(chē)車(chē)身主模型、靠模、檢具和鑄造模型等?？杉庸に芰系闹饕攸c(diǎn)是兼?zhèn)淠静暮徒饘俚膬?yōu)良加工性能，制作工藝簡(jiǎn)捷(可采用模塑、澆注、拼粘、雕塑等方法)、尺寸穩(wěn)定性好、不變形、耐潮濕、耐腐蝕、易修復(fù)、易改型、重量輕、制作周期短、成本低。?? ??快速經(jīng)濟(jì)制模技術(shù)種類(lèi)很多，其所具有的特點(diǎn)、應(yīng)用范圍各不相同，本文僅能概括地做一些簡(jiǎn)單介紹，每種技術(shù)在具體應(yīng)用和實(shí)施過(guò)程中尚有許多具體的工藝過(guò)程、工藝參數(shù)及其技術(shù)特性。?模具是基礎(chǔ)工業(yè)之一，在全球化市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)和各種高新技術(shù)的迅猛發(fā)展形勢(shì)下，快速經(jīng)濟(jì)模具賦予了新的使命和全新的內(nèi)涵，分類(lèi)不斷增加，快速經(jīng)濟(jì)制模材料向著多品種系列化邁進(jìn)，工藝不斷有新的創(chuàng)新和突破，與之配套設(shè)備相繼問(wèn)世，服務(wù)領(lǐng)域在不斷地拓寬，創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)效益越來(lái)越顯著。隨著商品經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，產(chǎn)品更新?lián)Q代的加速，對(duì)快速經(jīng)濟(jì)制模技術(shù)在縮短周期、降低成本，提高精度和延長(zhǎng)壽命方面的要求勢(shì)必會(huì)越來(lái)越高。由于它能使企業(yè)贏得市場(chǎng)，創(chuàng)造顯著的經(jīng)濟(jì)效益，越來(lái)越受到企業(yè)家的青睞和有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)部門(mén)的極大關(guān)注與政策資金的支持。各種快速經(jīng)濟(jì)制模技術(shù)在推廣應(yīng)用過(guò)程中也會(huì)不斷完善成熟和發(fā)展，由于高新技術(shù)的發(fā)展，各種技術(shù)的復(fù)合與滲透，為適應(yīng)生產(chǎn)中的不同需求，今后必定會(huì)形成一些新型、節(jié)約能源、節(jié)約材料的快速制模技術(shù)。 3 沖壓模具設(shè)計(jì) 對(duì)于汽車(chē)行業(yè)與電子行業(yè)，各種各樣的板料零件都是有各種不同的成型工藝所生產(chǎn)出來(lái)的，這些均可以列入一般種類(lèi)“板料成形”的范疇。板料成形（也稱(chēng)為沖壓或壓力成形）經(jīng)常在廠區(qū)面積非常大的公司中進(jìn)行。 如果自己沒(méi)有去這些大公司訪問(wèn)，沒(méi)有站在巨大的機(jī)器旁，沒(méi)有感受到地面的震顫，沒(méi)有看巨大型的機(jī)器人的手臂吧零件從一個(gè)機(jī)器移動(dòng)到另一個(gè)機(jī)器，那么廠區(qū)的范圍與價(jià)值真是難以想象的。當(dāng)然，一盤(pán)錄像帶或一部電視專(zhuān)題片不能反映出汽車(chē)沖壓流水線(xiàn)的宏大規(guī)模。站在這樣的流水線(xiàn)旁觀看的另一個(gè)因素是觀看大量的汽車(chē)板類(lèi)零件被進(jìn)行不同類(lèi)型的板料成形加工。落料是簡(jiǎn)單的剪切完成的，然后進(jìn)行不同類(lèi)型的加工，諸如：彎曲、拉深、拉延、切斷、剪切等，每一種情況均要求特殊的、專(zhuān)門(mén)的模具。 而且還有大量后續(xù)的加工工藝，在每一種情況下，均可以通過(guò)諸如拉深、拉延與彎曲等工藝不同的成形方法得到所希望的得到的形狀。根據(jù)板料平面的各種各樣的受應(yīng)力狀態(tài)的小板單元體所可以考慮到的變形情形描述三種成形，原理圖1描述的是一個(gè)簡(jiǎn)單的從圓坯料拉深成一個(gè)圓柱水杯的成形過(guò)程。 圖1 板料成形一個(gè)簡(jiǎn)單的水杯 拉深是從凸緣型坯料考慮的，即通過(guò)模具上沖頭的向下作用使材料被水平拉深。一個(gè)凸緣板料上的單元體在半徑方向上被限定，而板厚保持幾乎不變。板料成形的原理如圖2所示。 拉延通常是用來(lái)描述在板料平面上的兩個(gè)互相垂直的方向被拉長(zhǎng)的板料的單元體的變形原理的術(shù)語(yǔ)。拉延的一種特殊形式，可以在大多數(shù)成形加工中遇到，即平面張力拉延。在這種情況下，一個(gè)板料的單元體僅在一個(gè)方向上進(jìn)行拉延，在拉長(zhǎng)的方向上寬度沒(méi)有發(fā)生變化，但是在厚度上有明確的變化，即變薄。 圖2 板料成形原理 彎曲時(shí)當(dāng)板料經(jīng)過(guò)沖模，即沖頭半徑加工成形時(shí)所觀察到的變形原理，因此在定向的方向上受到改變，這種變形式一個(gè)平面張力拉長(zhǎng)與收縮的典型實(shí)例。 在一個(gè)壓力機(jī)沖程中用于在一塊板料上沖出一個(gè)或多個(gè)孔的一個(gè)完整的沖壓模具可以歸類(lèi)即制造商標(biāo)準(zhǔn)化為一個(gè)單工序沖孔模具，如圖3所示。 圖3 典型的單工序沖孔模具 1—下模座 2、5—導(dǎo)套 3—凹模 4—導(dǎo)桿6—彈壓卸料板 7—凸模 8—托板 9—凸模護(hù)套 10—扇形塊 11—固定板 12—凸模固定板 13—墊塊 15—階梯螺釘 16—上模座 17—模柄 任何一個(gè)完整的沖壓模具都是有一副（或多副的組合）用于沖制工作的（沖壓）零件組成，包括：所有的支撐件部分與模具的工作部分零件，即構(gòu)成一副沖模。沖壓（術(shù)語(yǔ)）通常將完整壓制工具的凹模（母模）部分定義為模具。 導(dǎo)桿，或?qū)е?，是安裝在下模座上的。上模座則安裝有用于導(dǎo)桿滑動(dòng)的導(dǎo)套，分別裝有導(dǎo)套與導(dǎo)桿的上模座與下模座組合成為木架。模架有許多規(guī)格與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)用于商業(yè)銷(xiāo)售。 安裝在上模座上的凸模固定裝置固定兩個(gè)凸模（模具中的突出部分），這兩個(gè)圓形凸模則通過(guò)插入在卸料板上的導(dǎo)套進(jìn)行導(dǎo)向。套筒，或凸模護(hù)套，是用來(lái)保護(hù)沖頭，以免在沖壓過(guò)程中被卡住。在沖穿工件材料后，兩個(gè)沖頭便進(jìn)入到凹模一定距離。 凹模（母模）部分，即凹模，通常是由插入模具體內(nèi)的兩個(gè)模具導(dǎo)套組成的。因?yàn)闆_頭的直徑是被沖孔的直徑所要求的，所以有一定間隙的凹模直徑是大于沖頭直徑的。 由于工件材料坯料或工件在沖制回程時(shí)與沖頭附連在一起，所以把材料從沖頭上剝離是必需的。彈壓卸料板則保持沖頭在沖制工件回程時(shí)縮回，使工件與工件剝離。一個(gè)沖制的工件通常是留在漏料槽內(nèi)的，漏料槽是由包含整個(gè)零件外輪廓的平板組成。模座是由銷(xiāo)釘支撐板以及其他的滑塊下行程時(shí)定位的擋料塊等定位的。 彎曲時(shí)一種最常見(jiàn)的成形工序。當(dāng)我們僅將目光移至汽車(chē)或電器上的部件，或一個(gè)剪紙機(jī)或檔案柜上時(shí)，就會(huì)發(fā)現(xiàn)許多零件都是由彎曲成形的。彎曲不僅可以用來(lái)成形法蘭、接頭、波紋，也可以提高零件的強(qiáng)度（通過(guò)增加零件的慣性矩）。 圖4 彎曲術(shù)語(yǔ) 彎曲中所用的術(shù)語(yǔ)，如圖4所示，應(yīng)該注意的是，在彎曲中材料的外纖維是處于拉應(yīng)力狀態(tài)，而材料的內(nèi)纖維則處于壓應(yīng)力狀態(tài)。由于泊松比原因，在外部區(qū)域的零件（彎曲長(zhǎng)度L）是小于原始寬度，處于內(nèi)部區(qū)域的則比原始寬度大。這種現(xiàn)象可在彎曲一個(gè)矩形的橡膠板擦?xí)r容易觀察到的。 最小彎曲半徑對(duì)于不同的金屬是變化的。一般而言，各種退火的金屬板在沒(méi)有斷裂或變?nèi)醯那疤嵯?，可以彎曲成一個(gè)等同金屬板厚的半徑。隨著R/T比值的減少（彎曲半徑對(duì)厚度的比值變?。?，外纖維的拉應(yīng)力增加，材料最終斷裂（參見(jiàn)圖5）。 圖5 泊松效應(yīng) 不同材料的最小彎曲半徑參考表1，他通常是按照不同板厚來(lái)表示的，諸如：2T，3T，4T等。 表1 在室溫狀態(tài)下各種材料的最小彎曲半徑 材料 狀態(tài) 軟 硬 鋁合金 0 6T 釹青銅合金，釹合金 0 4T 黃銅，低鉛 0 2T 鎂 5T 13T 鋼 奧氏體不銹鋼 0.5T 6T 低碳鋼，低合金鋼，高強(qiáng)度鉛合金 0.5T 4T 鈦 0.7T 3T 鈦合金 2.6T 4T 注：T——材料厚度。 彎曲容許范圍，是指彎曲中的中性線(xiàn)（層）的長(zhǎng)度，用來(lái)確定彎曲零件的坯料長(zhǎng)度。然而，中性線(xiàn)（層）的位置是喲彎曲角度（正如在材料力學(xué)課本中所描述）來(lái)決定的。彎曲容許范圍（）的近似的公式為： 式中：Lb——彎曲容許范圍，毫米； α——彎曲角度（弧度），度； T——金屬板厚，毫米； R——彎曲內(nèi)層半徑，毫米； k——當(dāng)半徑R＜2T時(shí)為0.33，當(dāng)半徑R＞2T時(shí)為0.50。 彎曲方式通常用于沖壓模具。金屬鋼板或帶料，由V形支撐，參見(jiàn)圖6（a）在楔形沖頭的沖壓力作用下進(jìn)入V形模具內(nèi)彈簧加載壓花銷(xiāo)和零件之間的摩擦將會(huì)防止或減少零件在彎曲期間的邊緣滑移。 棱邊彎曲，參見(jiàn)圖6（b）是懸臂橫梁式加載方式，彎曲沖頭對(duì)相對(duì)支撐的凹模上的金屬施加彎曲力。彎曲軸線(xiàn)是與彎曲模具的棱邊相平行的。在沖頭接觸工件之前，為了防止沖頭向下行程的位移，工件則被一個(gè)彈性加載墊片加緊模具體上。 圖6 彎曲方式 彎曲力的大小是可以通過(guò)對(duì)一根矩形橫梁的簡(jiǎn)單彎曲的工藝過(guò)程的確定來(lái)估算。在此情況下的彎曲力是材料強(qiáng)度的函數(shù)，此彎曲力的計(jì)算式為： 式中：——彎曲力，噸（對(duì)于米制使用單位，噸乘以8.896數(shù)值以得到千牛頓單位）； ——模具開(kāi)啟系數(shù)：16倍材料厚度（16T）時(shí)的開(kāi)啟系數(shù)為1.20，8倍材料厚度（8T）時(shí)的開(kāi)啟系數(shù)為1.33； ——零件長(zhǎng)度，英寸； ——極限張力強(qiáng)度，噸/平方英寸； ——V或U形模具的寬度，英寸； ——材料厚度，英寸。 對(duì)于U形彎曲（槽形彎曲），彎曲力大約是V形彎曲所需要的彎曲壓力的兩倍，棱邊彎曲則大約是V形彎曲所需要的彎曲壓力的1/2。 回彈。所有金屬材料均有一個(gè)固定的彈性模量，隨之而來(lái)的是塑性變形，當(dāng)施加在材料上的彎曲力消除時(shí)就會(huì)有一些彈性恢復(fù)（見(jiàn)圖7）。在彎曲過(guò)程中這種恢復(fù)稱(chēng)為回彈。一般而言，這樣的回彈在0.5°～5°之間變化，取決于固定的彈性模量、彎曲方式、模具間隙等。磷青銅的回彈則在10°～15°之間。 圖7 彎曲中的回彈 減少或消除在彎曲工序中回彈方法可以根據(jù)下列工藝方法進(jìn)行，如圖8所示，在彎曲模具中產(chǎn)生的零件也可以通過(guò)等同回彈角度彎曲模上挖凹?；驈椥跃彌_式彎曲模而被過(guò)度彎曲來(lái)減少或消除回彈。 圖8 減少或消除回彈的方法 從應(yīng)用角度來(lái)說(shuō)，有許多類(lèi)型的壓力機(jī)，諸如：閉式雙點(diǎn)偏心軸單動(dòng)機(jī)械壓力機(jī)，沖壓成形機(jī)，液壓成形壓力機(jī)，液壓機(jī)，彎板機(jī)，三動(dòng)式壓力機(jī)，沖模回轉(zhuǎn)壓力機(jī)，雙點(diǎn)壓力機(jī)，雙邊齒輪驅(qū)動(dòng)壓力機(jī)，雙點(diǎn)單動(dòng)壓力機(jī)，臺(tái)式壓力機(jī)，切邊壓力機(jī)，閉式單動(dòng)（曲柄）壓力機(jī)，肘桿式壓力機(jī)，單點(diǎn)單動(dòng)壓力機(jī)，開(kāi)式雙柱可傾壓力機(jī)，開(kāi)式壓力機(jī)，四點(diǎn)式壓力機(jī)，四曲柄壓力機(jī)，飛輪式螺旋壓力機(jī)，摩擦傳動(dòng)螺旋壓力機(jī)，閉式雙點(diǎn)單動(dòng)雙曲柄壓力機(jī)，搖臂式壓力機(jī)螺旋式壓力機(jī)和上傳動(dòng)板料沖壓自動(dòng)壓力機(jī)等。 雙動(dòng)式壓力機(jī)是用于鈑金零件的拉深加工。此種類(lèi)型的壓力機(jī)有一個(gè)外滑塊（壓邊圈），并且有一個(gè)切斷的內(nèi)滑塊（沖頭夾緊器）。在加工工作循環(huán)期間，壓邊圈首先與零件接觸，然后施加壓力使沖頭夾緊器進(jìn)行適當(dāng)零件拉深（見(jiàn)圖9）。 圖9 典型通用壓力機(jī) 三動(dòng)式壓力機(jī)具有和雙動(dòng)式壓力機(jī)相同的內(nèi)、外滑塊。另外，三動(dòng)式壓力機(jī)床身還有另一個(gè)滑塊，它可向上運(yùn)動(dòng)，從而在一個(gè)沖壓循環(huán)中實(shí)現(xiàn)反向拉伸。三動(dòng)式壓力機(jī)應(yīng)用不是很廣泛。 肘桿式壓力機(jī)是用于壓印加工。這裝置的設(shè)計(jì)是在沖壓行程的末端以很高壓力。此種壓力機(jī)利用一個(gè)曲柄（曲柄帶動(dòng)違節(jié)運(yùn)動(dòng)，連節(jié)是由兩個(gè)在上死點(diǎn)到下死點(diǎn)之間進(jìn)行擺動(dòng)的連桿組成，連桿擺動(dòng)時(shí)間很短）．在臨近沖程底部時(shí)慢速移動(dòng)的滑塊具有功率很大的短距離位移。液壓機(jī)主要是用于成形加工工序中，相比大多散機(jī)械式壓力機(jī)，它有一個(gè)比較長(zhǎng)的工作周期。液壓機(jī)的優(yōu)點(diǎn)足工作壓力、沖程和滑塊的速度均是可調(diào)的（見(jiàn)圖10）。 圖10 典型液壓機(jī) 液壓機(jī)屬于壓力限定型的成形機(jī)械，液壓機(jī)的主要用途體現(xiàn)在沿滑塊路徑外力是必須保持恒定或處于精確攤制鋒成形技術(shù)領(lǐng)域中?；钊c液壓缸的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是用線(xiàn)性方式實(shí)現(xiàn)的，并且直接．連接到滑塊。液壓機(jī)框架結(jié)構(gòu)的形式是非常類(lèi)似于機(jī)械式力機(jī)。液壓驅(qū)動(dòng)裝置易于安裝在機(jī)械框架結(jié)構(gòu)中。因此幾種液壓機(jī)驅(qū)動(dòng)很容易就被制成復(fù)雜成形與切斷加工（拉深、擠壓、切斷、模鍛等）的單一機(jī)械，并且所要求的運(yùn)動(dòng)可以容易地定位，彎扳機(jī)除了它的長(zhǎng)床身之外基本是與開(kāi)式壓力機(jī)棚同的，床身長(zhǎng)度可為6～20英尺(1.8～6米)或更長(zhǎng)，它基本上是用在尺寸大的鈑金零件上的各種類(lèi)型的彎曲加工成形，它也可以使用不同整套的刀具分別進(jìn)行淺沖孔、切口與成形（見(jiàn)圖11）。這就可以使零件僅通過(guò)把復(fù)雜的零件分成幾個(gè)簡(jiǎn)單的加工工序?qū)崿F(xiàn)由復(fù)雜設(shè)計(jì)到精確制造的過(guò)程，且沒(méi)有使用昂貴的沖制刀具。此種類(lèi)型加工工序用于小批量生產(chǎn)或試樣零件。 圖11 典型彎板機(jī) 使用帶有簡(jiǎn)單央具的彎扳機(jī)可以容易地對(duì)鈑金進(jìn)行彎曲。彎板機(jī)使用一個(gè)用在機(jī)械或液壓饑上的長(zhǎng)模具，適用于小批量生產(chǎn)。模具簡(jiǎn)單，適于各種類(lèi)型的成形加工，而且，加工工序很容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。彎板機(jī)的模具材料可以是硬木（用于低強(qiáng)度材料與小批量生產(chǎn)），也可以是硬質(zhì)合金材料。大多數(shù)應(yīng)用中，一般是使用碳鋼或灰鑄鐵材料模具。