液壓加載萬(wàn)能摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)設(shè)計(jì)

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（輸入章及標(biāo)題）I本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）液壓加載萬(wàn)能摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)學(xué) 院 機(jī)械工程學(xué)院年級(jí)專業(yè) 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 答辯日期 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書(shū)學(xué)院：機(jī)械工程學(xué)院 系級(jí)教學(xué)單位：機(jī)械工程系 學(xué)號(hào)學(xué)生姓名題 目 液壓加載萬(wàn)能摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)課題 來(lái) 源 自選主 要 內(nèi) 容設(shè)計(jì)要求：摩擦盤直徑≤100mm，可實(shí)現(xiàn)盤-盤、盤-銷、球-盤、環(huán)-環(huán)摩擦測(cè)試；摩擦副間壓力調(diào)節(jié)范圍 50-2000N；摩擦線速度≤5m/s；可實(shí)現(xiàn)壓力、摩擦力扭矩和溫度在線測(cè)量及數(shù)據(jù)處理；摩擦球和摩擦盤可以方便更換。1、總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2、加載系統(tǒng)設(shè)計(jì)3、液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)4、主軸傳動(dòng)及夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)5、主要零件設(shè)計(jì)基 本 要 求 1、獨(dú)立完成規(guī)定的任務(wù)，折合 A0 圖至少兩張；2、設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 2 萬(wàn)字以上，分析、計(jì)算準(zhǔn)確詳盡，格式符合“畢業(yè)設(shè)計(jì)撰寫規(guī)范” ；3、參考文獻(xiàn) 15 篇以上（其中學(xué)術(shù)期刊類參考文獻(xiàn)不少于 8 篇，中文文獻(xiàn) 10篇以上，外文文獻(xiàn) 5 篇以上） ；4、翻譯外文資料一篇。參考資料1、機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)2、機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)3、 《摩擦學(xué)理論與設(shè)計(jì)》4、 《數(shù)控機(jī)床》5、 《液壓機(jī)構(gòu)及其組合》6、 《液壓伺服控制系統(tǒng)》7、 《畢業(yè)論文撰寫規(guī)范》8、科技期刊上發(fā)表的相關(guān)研究方向的論文9、其他相關(guān)資料周 次 1-4 周 5-10 周 11-14 周 15-16 周應(yīng)完成的內(nèi)容查閱資料，外文翻譯；方案討論；確定進(jìn)度計(jì)劃；完成開(kāi)題?？傃b設(shè)計(jì)；主軸傳動(dòng)及夾緊機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)；完成中期考核。加載系統(tǒng)設(shè)計(jì)；液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)；主要零件設(shè)計(jì)。撰寫說(shuō)明書(shū)；答辯準(zhǔn)備。指導(dǎo)教師： 系級(jí)教學(xué)單位審批：說(shuō)明：如計(jì)算機(jī)輸入，標(biāo)題黑體小三號(hào)字，內(nèi)容五號(hào)字。本任務(wù)書(shū)一式二份，教師、學(xué)生各執(zhí)一份。摘 要提供一種制備球-盤摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)(pin-on-disk wear tester)的方法，用以測(cè)試硬質(zhì)薄膜的摩擦學(xué)性能。此試驗(yàn)機(jī)提供的數(shù)據(jù)有：摩擦因數(shù)f，磨損量Wv和比磨損率 Wr。首先深入研究球 -盤磨損試驗(yàn)機(jī)的工作原理，確定其工作原理是通過(guò)荷重傳感器的A-D轉(zhuǎn)換，將摩擦力的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷簲?shù)字信號(hào)，輸入計(jì)算機(jī)或者X-Y記錄儀。然后與事先標(biāo)定好的電壓值對(duì)比，得到測(cè)試過(guò)程中的摩擦力。傳感器的標(biāo)定方法為：用已知載荷對(duì)傳感器施加拉力，傳感器將其轉(zhuǎn)變成電壓值，繪出電壓U-- 拉力F關(guān)系曲線，將其用直線擬合。同時(shí)提供了數(shù)據(jù)處理的方法，并利用此試驗(yàn)機(jī)測(cè)試了多弧離子鍍TiN薄膜以及磁控濺射非晶碳膜的摩擦學(xué)性能，得到摩擦因數(shù)曲線和磨痕形貌。最后對(duì)此試驗(yàn)機(jī)的缺點(diǎn)進(jìn)行了分析。關(guān)鍵詞：球-盤磨損試驗(yàn)機(jī)；荷重傳感器；AD轉(zhuǎn)換；硬質(zhì)薄膜AbstractA pin-on-disk wear tester is designed to evaluate the tribological properties of thin hard films．Coefficient of friction f，wear volume Wv and wear rate Wr can be achieved with the tester．The mechanism is： analogy signal of friction is converted to computer or X-Y recorder input digital signal by load sensor(A-D conversion)， then the digital signal is compared with the calibrated results， finally the real friction is got．The calibration method is：apply the known load to sensor，measure the corresponding voltage and the Voltage U-Load F curve is obtained．The coefficient of friction f and wear track of TiN coating by multi-arc coating and amorphous carbon films by ion beam assisted deposition are measured by this machine．Finally, the drawbacks of the tester are analyzed．Key words：ball-on-disk wear tester；load sensor；AD convert；hard coating0目 錄摘 要 .Abstract第一章 緒論 .11.1 課題背景…………………………………………………………….11.2 摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)……………………………………….1第二章 C301 B 柱外板工藝分析 .32.1 C301 B 柱外板簡(jiǎn)介 32.2 C301 B 柱外板工藝分析 42. 2.1 C301 B 柱外板工藝流程 42. 2.2 輥壓工藝 .52. 2.3 C301 B 柱外板工藝分析 62. 3 本章小結(jié) .9第三章 模具設(shè)計(jì)制造流程 .113. 1 獲得產(chǎn)品數(shù)模 .113. 2 彎曲展開(kāi)方法 .113. 3 獲得輥壓件數(shù)模 .133. 4 確定切邊線 .143. 5 確定模具最初設(shè)計(jì)精度 .153. 6 模具零件設(shè)計(jì) .163. 7 模具零件加工 .163. 8 模具裝配和調(diào)試 .183. 9 交付客戶 .193. 10 本章小結(jié) .19第四章 切邊模具設(shè)計(jì) .2014. 1 切邊工藝分析 .204. 2 建模 .214. 2.1 凹模的設(shè)計(jì) .214. 2.2 凸模的設(shè)計(jì) .234. 2.3 凸、凹模間隙的設(shè)計(jì) .264. 2.4 沖裁力及彈簧的選定 .284. 2.5 壓料板的設(shè)計(jì) .294. 2.6 導(dǎo)向裝置的設(shè)計(jì) .304. 2.7 上、下模板的設(shè)計(jì) .304. 2.8 導(dǎo)柱導(dǎo)套組件的選擇 .314. 3 壓力機(jī)的選擇 .324. 4 三維數(shù)模 334. 5 模具材料 334. 5.1 模具材料簡(jiǎn)介 334. 5.2 模具材料性能 344. 5.3 模具材料熱處理 354. 6 CAD 制圖 .374. 6.1 切邊模裝配圖 374. 6.2 切邊模零件圖 414. 7 本章小結(jié) .42第五章 成型模具設(shè)計(jì) .435. 1 成型模具工藝分析 435. 2 建模 445. 2.1 凸模的設(shè)計(jì) 445. 2.2 斜楔的設(shè)計(jì) 455. 2.3 壓料板的設(shè)計(jì) 485. 2.4 限位柱的設(shè)計(jì) 485. 2.5 預(yù)彎力及彈簧的選定 4825. 2.6 凹模及側(cè)定位的設(shè)計(jì) 505. 2.7 上、下模板的設(shè)計(jì) 505. 2.8 導(dǎo)柱導(dǎo)套組件的選擇 515. 3 壓力機(jī)的選擇 515.4 三維數(shù)模 .525. 5 CAD 制圖 .525. 5.1 成型模裝配圖 525. 5.2 成型模零件圖 555. 6 本章小結(jié) 58結(jié)束語(yǔ) .59參考文獻(xiàn) .61致謝 .62附錄 1 開(kāi)題報(bào)告 63附錄 2 參考文獻(xiàn) 71附錄 3 中文譯文 79附錄 4 外文文獻(xiàn) 97第二章 C301 B柱外板工藝分析3第一章 緒 論1.1 課題背景摩擦磨損時(shí)材料的三種主要失效形式之一，它所造成的經(jīng)濟(jì)損失是十分巨大的。全世界大約有 1/3~1/2 的一次性能源消耗在摩擦磨損上。機(jī)械設(shè)備中零部件的摩擦磨損性能是由材料、工作狀態(tài)、接觸方式和環(huán)境條件等因素決定的。摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)是一種對(duì)材料及潤(rùn)滑劑在給定的條件下進(jìn)行摩擦與磨損性能試驗(yàn)的試驗(yàn)機(jī)。摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)有多種分類方式，例如載荷范圍、摩擦運(yùn)動(dòng)方式、摩擦副等。據(jù)統(tǒng)計(jì)大概有 200 多種，可以按不同方法進(jìn)行分類。最具有代表性的是前蘇聯(lián)按模擬摩擦面的破壞形式將摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)分類。早期的摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)是通過(guò)純粹的機(jī)械搭建起來(lái)的機(jī)器。他通過(guò)電機(jī)帶動(dòng)摩擦副往復(fù)運(yùn)動(dòng)來(lái)評(píng)定被測(cè)材料和油脂的特性。被測(cè)材料或油脂經(jīng)過(guò)試驗(yàn)機(jī)的磨損后需要人為的取出然后做進(jìn)一步的稱重，表面紋理的觀測(cè)等，再經(jīng)過(guò)手動(dòng)計(jì)算測(cè)出材料的特性。這種實(shí)驗(yàn)機(jī)僅僅能進(jìn)行簡(jiǎn)單的靜力加載，而且實(shí)驗(yàn)溫度和電機(jī)扭矩等參量都沒(méi)有一個(gè)準(zhǔn)確的標(biāo)準(zhǔn)，很難與實(shí)際情況相適應(yīng)。因?yàn)槎嗌俨牧显趯?shí)際應(yīng)用中的磨損所受的壓力都為變力。進(jìn)入 90 年代后，摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)的構(gòu)造逐漸完善，并且開(kāi)始引入初級(jí)的測(cè)控系統(tǒng)。由于這些試驗(yàn)機(jī)在檢測(cè)性能和自動(dòng)化程度方面存在許多不足，有些試驗(yàn)機(jī)只能實(shí)現(xiàn)單參數(shù)控制，且大量數(shù)據(jù)處理和運(yùn)算結(jié)果需要由人工來(lái)完成，已經(jīng)不適應(yīng)時(shí)代發(fā)展的要求。近十年來(lái)隨著工程實(shí)際對(duì)材料性能的準(zhǔn)確性要求越來(lái)越高，隨著現(xiàn)代自動(dòng)化測(cè)試技術(shù)和虛擬儀器迅速發(fā)展，以及計(jì)算機(jī)技術(shù)在控制、測(cè)量和數(shù)據(jù)分析等方面的應(yīng)用，因此摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)的測(cè)控系統(tǒng)得到了飛速發(fā)展。目前應(yīng)用的摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的閉環(huán)自動(dòng)化控制，可以按照給定程序自動(dòng)進(jìn)行連續(xù)的壓力加載，同時(shí)通過(guò)各種傳感器與調(diào)理電路直接及 CUP 的運(yùn)算直接直觀的給出材料的各種性能，更加智能化。例如電磁加載、液壓加載等技術(shù)配合相應(yīng)軟件的使用可以實(shí)現(xiàn)對(duì)樣品的恒力模式、線性增量模式等任意動(dòng)態(tài)模式加載。動(dòng)態(tài)加載技術(shù)的應(yīng)用不但可以實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜工況更真實(shí)的模擬，而且可以消除高速燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）4運(yùn)轉(zhuǎn)下傳統(tǒng)機(jī)械加載帶來(lái)的誤差。目前有許多摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)利用 LabVIEW 平臺(tái)來(lái)進(jìn)行開(kāi)發(fā)。利用虛擬儀器開(kāi)發(fā)平臺(tái) LabVIEW 開(kāi)發(fā)的多功能摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)智能測(cè)控系統(tǒng)以工控機(jī)為核心，集數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、波形顯示和試驗(yàn)環(huán)境控制為一體，實(shí)現(xiàn)了溫度、速度、壓力、力矩和摩擦系數(shù)的實(shí)時(shí)檢測(cè)。利用 I abVIEW 內(nèi)嵌的 C 語(yǔ)言子程序使系統(tǒng)具有靈活而又強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力。雖然目前摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)發(fā)展已經(jīng)得到了很大發(fā)展，但是在某些領(lǐng)域仍然有待提高。例如在航空航天機(jī)械內(nèi)部的摩擦是真空狀態(tài)極限溫度下的高負(fù)荷工作，如何能夠貼近于現(xiàn)實(shí)的模擬這類惡劣的工作環(huán)境進(jìn)行摩擦磨損試驗(yàn)仍然是一個(gè)難題。雖然目前國(guó)內(nèi)對(duì)此也有一些特種摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)的問(wèn)世，但這些目前還無(wú)法形成商用，而且處于摸索階段。1.2 摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)筆者認(rèn)為未來(lái)的摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)會(huì)向以下幾個(gè)方向發(fā)展：（1）使用高性能的機(jī)械系統(tǒng)和加載系統(tǒng)。高調(diào)速比、高穩(wěn)定性并可實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速的變頻電機(jī)、伺服電機(jī)等高性能電機(jī)的使用將使試驗(yàn)機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)大大簡(jiǎn)化，而且還能降低試驗(yàn)機(jī)的摩擦損耗，提高整機(jī)的壽命和可靠性。高性能電機(jī)配合相應(yīng)機(jī)械機(jī)構(gòu)還能實(shí)現(xiàn)直線運(yùn)動(dòng)、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、往復(fù)振動(dòng)等多種運(yùn)動(dòng)方式。 （2）高精度測(cè)控系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的應(yīng)用。通過(guò)各種高精度傳感器和控制器，可實(shí)現(xiàn)多種信號(hào)實(shí)時(shí)原位動(dòng)態(tài)采集，并可通過(guò)閉環(huán)反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)，動(dòng)態(tài)設(shè)定摩擦試驗(yàn)機(jī)的工作方式和運(yùn)行參數(shù)。計(jì)算機(jī)工作站等將引入摩擦測(cè)試系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集、處理，并可對(duì)摩擦系數(shù)、轉(zhuǎn)矩、速度、行程等關(guān)鍵參量自動(dòng)數(shù)值計(jì)算，實(shí)現(xiàn)相關(guān)數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)顯示、存儲(chǔ)和打印。 （3）試驗(yàn)系統(tǒng)的多樣化。在未來(lái)發(fā)展的摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)中會(huì)出現(xiàn)多功能融合的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，即可以進(jìn)行油脂的評(píng)定同時(shí)也可以進(jìn)行材料的磨損試驗(yàn)。第二章 C301 B柱外板工藝分析5第二章 C301 B 柱外板工藝分析2.1 C301 B 柱外板簡(jiǎn)介A 柱B 柱C 柱燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）6圖 2- 1 奔騰 B 70圖2-1是一轎生產(chǎn)的奔騰 B 70轎車2009款，民族自主品牌。奔騰 B 70屬 B 級(jí)車類，系馬自達(dá)6血統(tǒng)。值得注意的是該車相當(dāng)部分配置為 C 級(jí)車標(biāo)配，于是可有買 B 級(jí)車，而坐享 C 級(jí)車。奔騰 B 70有很優(yōu)秀的性價(jià)比，競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)明顯，同時(shí)它也是政府指定采購(gòu)的公務(wù)員乘用車?？梢钥闯觯黄简v轎車有廣闊的發(fā)展前景。C301為其生產(chǎn)代號(hào)，圖中車窗框被標(biāo)出的部分為 B 柱飾板，由外板和內(nèi)板組成，可起到加強(qiáng)作用，內(nèi)板立筋處設(shè)有密封橡膠條的卡位。多年的發(fā)展過(guò)程中，汽車強(qiáng)國(guó)的車身設(shè)計(jì)逐步形成各自的特點(diǎn)，而車門結(jié)構(gòu)特征最能體現(xiàn)車身個(gè)性的差異，由于 B 柱飾板是車門窗框的重要部件，因此其設(shè)計(jì)和制造在轎車覆蓋件中也占有一席之地。B 柱外板為外觀件，屬汽車零配件中的 A 類件，表面質(zhì)量要求較高。通過(guò)實(shí)習(xí)，我總結(jié)了 C 301 B 柱外板產(chǎn)品的多個(gè)特點(diǎn)，如下：Ⅰ、較高的表面質(zhì)量；Ⅱ、較高的尺寸精度，能適應(yīng)流水線裝配；Ⅲ、截面是形狀復(fù)雜的薄板類零件；Ⅳ、產(chǎn)品外形為流線型，為多角度多方向三維曲面；Ⅴ、曲率半徑較大，回彈現(xiàn)象明顯；Ⅵ、產(chǎn)品工藝復(fù)雜，生產(chǎn)需多次轉(zhuǎn)序；Ⅶ、要求重要的工裝設(shè)備有較強(qiáng)的通用性，能適應(yīng)同系列新產(chǎn)品；Ⅷ、大批量高效生產(chǎn)。第二章 C301 B柱外板工藝分析7該類 B 柱隨門而動(dòng)，除較高的表面要求還有一定的強(qiáng)度要求，這主要是通過(guò)復(fù)雜的截面形狀和增加加內(nèi)板結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)；車窗密封性要求較高，其與密封橡膠條的裝配要求有很好的一致性，否則其密封性就不能保證。C301 B 柱飾板總成的數(shù)模如圖2-2 ：圖 2 - 2 C301 B 柱飾板總成2.2 C301 B 柱外板工藝分析2.2.1 C301 B 柱外板工藝流程：輥壓 → 滾點(diǎn)焊 → 輥彎 → 切斷 → 鋸切端頭 → 切尾部大邊 → 沖孔 → 切頭部大邊 → 翻邊90°→ 頭部整形 → 翻邊135° → 合板（成型包邊） 。外板的工藝流程中輥壓和輥彎是關(guān)鍵工藝，見(jiàn)圖2-3。2.2.2 輥壓工藝B柱飾板總成燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）8圖 2 - 3 輥壓和輥彎輥壓工藝是通過(guò)順序配置的多道次成型軋輥，把卷材、帶材等金屬板帶不斷進(jìn)行橫向彎曲，從而制成特定斷面型材的工藝技術(shù)；輥彎成型法也是通過(guò)順序配置的多道次成型軋輥，使板帶進(jìn)行縱向彎曲，從而能使工件形狀更加復(fù)雜。其生產(chǎn)工藝流程如下：開(kāi)卷 → 對(duì)接 → 校平 → 輥式輥壓成型 → 校直 → (滾點(diǎn)焊) → 切斷 → 出料 → 碼垛。圖 2-3 是輥壓和輥彎的生產(chǎn)線，輥壓工藝?yán)^承了軋鋼工藝的連續(xù)化和緊湊化生產(chǎn)的特點(diǎn)，因而呈現(xiàn)出節(jié)材、節(jié)能、高效等特點(diǎn)，是一種先進(jìn)適用的板金屬成型工藝，該技術(shù)目前已經(jīng)得到廣泛應(yīng)用。我在車間實(shí)習(xí)已有半年的時(shí)日，然而在輥壓技術(shù)方面并沒(méi)有實(shí)質(zhì)性進(jìn)步，原因主要有兩個(gè)：一方面是該項(xiàng)技術(shù)確實(shí)是比較復(fù)雜的先進(jìn)技術(shù)，而自己的業(yè)余時(shí)間十分有限；另一方面是國(guó)內(nèi)外技術(shù)資料都比較匱乏，輥壓成型技術(shù)本身具有的特點(diǎn)和規(guī)律尚未被人們完全掌握和認(rèn)識(shí)，生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的工程技術(shù)人員經(jīng)常需要進(jìn)行探索和利用試錯(cuò)法解決工程問(wèn)題，該工藝的過(guò)程控制等尚未上升為科學(xué)。可以說(shuō)，輥壓成型工藝是一種“未掌握的藝術(shù)” ，這將是我今后工作中學(xué)習(xí)和研究的一個(gè)重點(diǎn)。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題內(nèi)容僅為整套工藝流程中的沖壓工藝部分的幾道工序，因此輥壓工藝不再過(guò)多的討論。課題《C301 B 柱沖壓成型模具設(shè)計(jì)》直接拿輥壓而來(lái)的合格型材當(dāng)做沖模設(shè)計(jì)的原始材料，幾套模具的設(shè)計(jì)過(guò)程僅壓縮在沖模設(shè)計(jì)的范疇內(nèi)，不再談及輥壓工藝。輥壓得到的型材見(jiàn)圖 2- 4，由輥壓和輥彎而成，該曲面存在四個(gè)方向的彎曲，且每一部分彎曲還是變曲率的，曲面形狀尤為復(fù)雜。第二章 C301 B柱外板工藝分析9圖 2- 4 輥壓得到的型材2.2.3 C301 B 柱外板工藝分析曲面2.2.3.1 材料性能指標(biāo)材料：SPCC(一 般 用 冷 軋 碳 鋼 薄 板 及 帶 )材料尺寸：厚度 0.8mm、切斷長(zhǎng)度 740mm抗剪切強(qiáng)度：τb = 225MPa抗拉強(qiáng)度 ： σb = 320MPa屈服極限 ： σs = 190MPa2.2.3.2 C301 B 柱外板工藝分析從圖 2-5 B 柱飾板總成（其中綠色部分是 B 柱外板，棕色部分是 B 柱內(nèi)板）中可以看出 B 柱外板由立筋和大面兩部分組成。立筋部分截面形狀較為復(fù)雜，輥壓件每件都需要切斷切齊，現(xiàn)有兩種有效的切斷方式：鋸切和沖切。鋸切可以保證立筋切斷的比較齊整，但是效率較低，而且鋸切大面容易變形；沖切的生產(chǎn)效率較高，但是立筋切斷處有塌陷等變形現(xiàn)象，切斷質(zhì)量比不上鋸切。經(jīng)過(guò)對(duì)比決定尾部切立筋采用沖切的方式，頭部切斷采用鋸切的形式（B 柱外板頭部需要與上框部分對(duì)接焊合在一起，不允許立筋切斷處有塌陷變形） 。燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）10圖 2- 5 B 柱飾板總成大面部分由于是單層，沖裁切斷容易實(shí)現(xiàn)，需要注意的是在沖切過(guò)程中要保證大面不變形，采取有效措施減小應(yīng)力退化造成的影響。圖 2- 6 C301 B 柱飾板截面圖 2- 6 為 C301 B 柱飾板的截面圖，內(nèi)外板大面包合在一起。因此需要將外板邊緣翻過(guò) 180°才能實(shí)現(xiàn)。從圖 2- 7 可以看出，由于圓角和拐角的存在，外板邊緣翻過(guò) 180°不是簡(jiǎn)單翻邊。實(shí)際生產(chǎn)是由翻邊 90°→ 頭部整形 → 翻邊 135°→ 合板 這四道序?qū)崿F(xiàn)，課題《C301 B 柱沖壓成型模具設(shè)計(jì)》中通過(guò)引入一個(gè)巧妙的斜楔機(jī)構(gòu)，把后三道序整合到一起，三序合一，一步到位。圖 2- 7 B 柱飾板尾部包邊和頭部包邊第二章 C301 B柱外板工藝分析11根據(jù)外板成型的工藝特性和零件的幾道基本工序，擬定兩套工藝方案：方案一：Ⅰ、鋸切端頭Ⅱ、切尾部大邊Ⅲ、沖孔Ⅳ、切頭部大邊Ⅴ、翻邊 90°Ⅵ、頭部整形Ⅶ、翻邊 135°Ⅷ、合板（成型包邊）方案二：Ⅰ、尾部切邊Ⅱ、沖孔Ⅲ、切頭部大邊Ⅳ、翻邊 90°Ⅴ、合板（成型包邊）方案一是現(xiàn)場(chǎng)使用的生產(chǎn)工藝，本次設(shè)計(jì)采用方案二 2.2.3.3 模具結(jié)構(gòu)形式綜合 C301 B 柱外板的表面質(zhì)量、尺寸精度、生產(chǎn)率、經(jīng)濟(jì)效益以及成型工藝性等因素，所涉及到的模具均是比較簡(jiǎn)單的沖模，由于簡(jiǎn)單模有制造和裝配比較簡(jiǎn)單，調(diào)試周期短，而且容易調(diào)試等諸多優(yōu)點(diǎn)，所以幾套模具采用簡(jiǎn)單模結(jié)構(gòu)形式。雖然最后一道使用的成型模具加有斜楔機(jī)構(gòu)，工作時(shí)由兩部分動(dòng)作組成，檔也基本比較簡(jiǎn)單，可以劃歸到復(fù)合模一類。2.3 本章小結(jié)輥壓工藝是一項(xiàng)涉及多學(xué)科的比較復(fù)雜的先進(jìn)成型技術(shù)，可以看出，輥壓工藝的一個(gè)重要發(fā)展方向是精度要求越來(lái)越高、型材截面越來(lái)越復(fù)雜。近些年，國(guó)內(nèi)輥壓成型技術(shù)取得了重大進(jìn)步，已能夠滿足越來(lái)越多行業(yè)的新產(chǎn)品的需求。汽車行業(yè)是輥壓成型工藝重要的應(yīng)用領(lǐng)域，轎車門窗框的成型不但截面復(fù)雜，而且精度要求高。隨著國(guó)內(nèi)汽車行業(yè)的迅猛發(fā)展，新車推出速度也越來(lái)越快，這給輥壓成型工藝帶來(lái)前所未有的發(fā)展機(jī)遇。然燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）12而，由于輥壓工藝仍未被完全掌握，其推出速度趕不上同步車型的推出速度，這個(gè)瓶頸是挑戰(zhàn)，更是機(jī)遇。誰(shuí)先取得突破，占領(lǐng)制高點(diǎn)，同時(shí)快速降低成本，那么他必將成為行業(yè)的領(lǐng)跑者。目前國(guó)內(nèi)的輥壓成型技術(shù)雖然取得了重要進(jìn)步，但與德國(guó)和日本仍有不小的差距，仍處于摸索學(xué)習(xí)階段。通過(guò)考察和學(xué)習(xí)，可以發(fā)現(xiàn)雖然傳統(tǒng)的輥壓成型工藝可以生產(chǎn)出大批量的不變截面的產(chǎn)品，但是隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的加劇，以及節(jié)能環(huán)保的要求，需要產(chǎn)品能適應(yīng)更多的變化，即靈活可變的柔性（目前基本上是一個(gè)口型一條生產(chǎn)線） 。因此，柔性輥彎成型技術(shù)已成為一個(gè)重要的發(fā)展方向。據(jù)調(diào)查，國(guó)內(nèi)輥壓技術(shù)處于領(lǐng)先地位的企業(yè)有：敏孚集團(tuán)、凌云集團(tuán)，以及后起之秀方華埃西姆機(jī)械有限公司。冷沖壓是一種先進(jìn)的金屬加工方法，建立在金屬塑性變形的基礎(chǔ)上，利用模具和沖壓設(shè)備對(duì)板料金屬進(jìn)行加工，獲得所需的零件形狀和尺寸。與切削加工比較，具有生產(chǎn)率高、加工成本低、材料利用率高、產(chǎn)品尺寸精度穩(wěn)定、操作簡(jiǎn)單、易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化等一系列優(yōu)點(diǎn)，特別適合大量生產(chǎn)。因此，沖壓已成為大批量零件成型生產(chǎn)實(shí)用工藝之一。在沖壓生產(chǎn)過(guò)程中, 模具易出現(xiàn)的種種問(wèn)題，如模具本身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的缺陷、不能適應(yīng)大批量高強(qiáng)度生產(chǎn)、模具質(zhì)量缺陷造成的損壞等，它是整個(gè)沖壓生產(chǎn)要素中最重要的因素，直接影響到生產(chǎn)效率和成本，影響到產(chǎn)品的交貨周期等。談到本次課題《C301 B 柱沖壓成型模具設(shè)計(jì)》中所設(shè)計(jì)的兩套模具，由于是牛刀初試，還存在不少問(wèn)題。問(wèn)題主要集中在四方面：Ⅰ、模具的一些零部件的尺寸大小、布置位置不是最優(yōu)，這些問(wèn)題在切斷模中最為明顯；第二套模具的設(shè)計(jì)建立在第一套基礎(chǔ)之上，在上述方面有所改善。Ⅱ、螺孔位置及銷孔位置布局不是最優(yōu)，而且設(shè)計(jì)時(shí)選用的螺栓和銷釘?shù)囊恢滦员容^差，這給加工和模具裝配帶來(lái)不少麻煩，日后應(yīng)該注意。Ⅲ、兩套模具絕對(duì)坐標(biāo)系的選擇我覺(jué)得不是最優(yōu)。Ⅳ、零件圖的技術(shù)要求哪些該標(biāo)，哪些不該標(biāo)，還得要更多的結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際。第二章 C301 B柱外板工藝分析13問(wèn)題不僅僅是這些，相信隨著工作經(jīng)驗(yàn)的積累，會(huì)解決更多的問(wèn)題，也會(huì)發(fā)現(xiàn)更多的問(wèn)題。設(shè)計(jì)兩套模具之后，發(fā)現(xiàn)自己以前對(duì)模具的了解只是在字面上，憑感覺(jué)、憑想象。收獲是有的，在工藝和結(jié)構(gòu)分析方面，自己已稍微理出點(diǎn)眉目，在大家的幫助和自己的努力下，相信會(huì)在短的時(shí)間里學(xué)習(xí)更多的知識(shí)。工藝基本上是學(xué)習(xí)現(xiàn)有的工藝，重要的是能在現(xiàn)有的工藝的基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，這樣起點(diǎn)高，進(jìn)步快。設(shè)計(jì)時(shí)，首先解決的是設(shè)計(jì)軟件的障礙（UG7.0 和 MDT 2005）,接下來(lái)遇到的最大問(wèn)題是模具結(jié)構(gòu)的合理性和零部件的加工工藝性，這些與模具質(zhì)量的好壞直接相關(guān)，也關(guān)聯(lián)著模具的成本。在確定工藝方案的同時(shí)，我了解到模具的生產(chǎn)加工正向規(guī)?；B續(xù)化發(fā)展，因此很有必要對(duì)模具零部件的加工工藝性及生產(chǎn)成本進(jìn)行深入學(xué)習(xí)。確定了工藝方案后，更多的考慮零部件的加工工藝性、互換維修性、零部件使用壽命和加工成本。比如，第一套切斷模就要求其刃口能夠進(jìn)行多修復(fù)，以保證工件的有效性，同時(shí)可以提高模的使用壽命。第二套模具將三模合一，提高生產(chǎn)效率的同時(shí)還大大降低了模具成本，模具設(shè)計(jì)要盡量多的使用標(biāo)準(zhǔn)件。經(jīng)驗(yàn)來(lái)自于實(shí)踐，經(jīng)驗(yàn)來(lái)自于生產(chǎn)。一個(gè)好的設(shè)計(jì)是建立在殷實(shí)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上的；一個(gè)好的設(shè)計(jì)一定充分考慮了操作的便捷性，能夠極大的改善工人師傅的生產(chǎn)環(huán)境，降低其勞動(dòng)強(qiáng)度，一定會(huì)受到歡迎；一個(gè)好的設(shè)計(jì)會(huì)是一個(gè)環(huán)保的設(shè)計(jì)，互換性強(qiáng)。設(shè)計(jì)一套好用的模具會(huì)涉及多方面內(nèi)容，而千里之行始于足下，隨著自己工作經(jīng)驗(yàn)的累計(jì)，就不怕自己設(shè)計(jì)不出好用的模具。燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）14第三章 模具設(shè)計(jì)制造流程3.1 獲得產(chǎn)品數(shù)模目前國(guó)內(nèi)的汽車車身開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)由主機(jī)廠完成，大型覆蓋件（三蓋兩翼）由自己生產(chǎn)，部分小件采取外委生產(chǎn)的方式。秦皇島威卡威金屬制品有限公司就是汽車零部件供應(yīng)鏈中的廠商之一，主要是生產(chǎn)車窗門框，車窗門框是使用模具進(jìn)行生產(chǎn)的。公司取得產(chǎn)品生產(chǎn)資格后，主機(jī)廠將解凍的數(shù)模發(fā)給供應(yīng)商，供應(yīng)商對(duì)產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝性進(jìn)行分析，對(duì)數(shù)模中不完美之處向主機(jī)廠提出修改意見(jiàn)，經(jīng)過(guò)反復(fù)修改，最后將數(shù)模確定下來(lái)。數(shù)模確定之后，對(duì)數(shù)模進(jìn)行工藝分析，確定最優(yōu)的工藝方案，這項(xiàng)工作由模具設(shè)計(jì)部門承擔(dān)。B 柱外板數(shù)模如圖 3-1。3.2 彎曲展開(kāi)方法該類 B 柱產(chǎn)品的第一道工序是輥壓，輥壓數(shù)模是將 B 柱數(shù)模展開(kāi)獲得的。展開(kāi)方法取決于要成型的斷面，我總結(jié)了幾種數(shù)模展開(kāi)的方法：方法一：定中性線長(zhǎng)度展開(kāi)用這種方法，中性線計(jì)算長(zhǎng)度在整個(gè)成型過(guò)程中保持恒定，內(nèi)半徑隨彎曲的不斷展開(kāi)而不斷變化，在計(jì)算過(guò)程中要考慮材料的應(yīng)變，但是在展開(kāi)過(guò)程中沒(méi)有考慮長(zhǎng)度補(bǔ)償，所以回彈較大，適用于彎曲直線實(shí)體。如圖3-2 為定中性線長(zhǎng)度展開(kāi)原理圖。圖 3-1 C301 B 柱外板數(shù)模第三章 模具設(shè)計(jì)制造流程15圖 3 -2 定中性線長(zhǎng)度展開(kāi)方法二：定半徑展開(kāi)該展開(kāi)方法使用一恒定的半徑，在展開(kāi)過(guò)程中考慮長(zhǎng)度補(bǔ)償，長(zhǎng)度補(bǔ)償取決于計(jì)算的中性線，還需考慮材料應(yīng)變，長(zhǎng)度補(bǔ)償有內(nèi)側(cè)補(bǔ)償和外側(cè)補(bǔ)償兩種。如果彎曲的相鄰實(shí)體也要彎曲時(shí)，不能應(yīng)用這種方法。圖 3-3為兩種定半徑展開(kāi)方法。內(nèi)側(cè)補(bǔ)償 0℅，外側(cè)補(bǔ)償 100℅ 內(nèi)側(cè)補(bǔ)償 100℅，外側(cè)補(bǔ)償 0℅圖 3 -3 定半徑展開(kāi)方法三：軌跡展開(kāi)法這種方法是定半徑法的一個(gè)延伸，在整個(gè)成型過(guò)程中半徑保持不變，與定半徑法不同的是在展開(kāi)過(guò)程中，長(zhǎng)度補(bǔ)償不定，而是通過(guò)在內(nèi)邊腿和外邊退的恒定交叉點(diǎn)中計(jì)算出結(jié)果。這種方法只有彎曲角居于 1°~90°之間時(shí)才可使用。如圖 3- 4 所示。由于定中性線長(zhǎng)度法不需要計(jì)算長(zhǎng)度補(bǔ)償，易于操作，且準(zhǔn)確性可以滿足B 柱類產(chǎn)品輥壓件的要求，本次課題采用的就是這種方法。圖 3-4 軌跡展開(kāi)法燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）163.3 獲得輥壓件數(shù)模應(yīng)用定中性線長(zhǎng)度展開(kāi)法獲得輥壓件，首先是要計(jì)算出中性線的長(zhǎng)度。在板料彎曲時(shí)，外層纖維受拉，內(nèi)層纖維受壓，在拉伸與壓縮之間存在著一個(gè)既不伸長(zhǎng)、也不壓縮的纖維層，即為應(yīng)變中性層。應(yīng)變中性層與橫截面的交線這里稱之為中性線。用圖 3- 5 的方法可以得到輥壓件的橫截面，且認(rèn)為中性層位置通過(guò)板料橫截面中心，該 B 柱外板的料厚為 0.8mm，于是可以確定中性線的位置。這里中性線的位置與真實(shí)中性線位置略有差異，因?yàn)殡S著彎曲變形程度不斷增加，應(yīng)變中性層位置逐步向內(nèi)移動(dòng)，且變形量愈大，中性層的內(nèi)移量也愈大，即應(yīng)變中性層向內(nèi)移動(dòng)。由于應(yīng)變中性層向內(nèi)移動(dòng)量很小，本次課題《C301 B 柱沖壓成型模具設(shè)計(jì)》在數(shù)模展開(kāi)式將其忽略，這同樣可以滿足工藝要求。輥壓橫截面和中性線如圖 3-6 所示：獲得中性線后，使用 UG7.0 長(zhǎng)度測(cè)量工具可以很容易測(cè)量中性線長(zhǎng)度?？蓪?B 柱外板的外側(cè)線自然延伸所得的中性線長(zhǎng)度，這樣可以得到彎曲件展開(kāi)后的一條截面線。如圖 3- 7 所示：圖 3 - 5圖 3-6 橫截面中性線圖 3-7 輥壓件截面線第三章 模具設(shè)計(jì)制造流程17C301 B 柱外板使用傳統(tǒng)的輥壓線生產(chǎn)，該傳統(tǒng)工藝有一個(gè)特點(diǎn)，在輥壓件大面外邊緣有一個(gè) 5mm 左右的工藝邊。如圖 3-8 標(biāo)出部分即為工藝邊。該工藝邊的存在可以有效的控制大面的回彈、剪斷后的應(yīng)力退化等問(wèn)題，可以提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性，降低輥壓線調(diào)試難度。后續(xù)的沖壓過(guò)程中，該工藝邊將作為廢料被切掉，造成極大的原材料的浪費(fèi)。低碳和綠色生產(chǎn)已成為機(jī)械制造業(yè)的一大發(fā)展趨勢(shì)，通過(guò)技術(shù)改進(jìn)，該工藝邊是完全可以去掉的，目前方華埃西姆機(jī)械有限公司已掌握該項(xiàng)技術(shù)，并已將多條新生產(chǎn)線交與客戶，給客戶和社會(huì)等待來(lái)了可觀的經(jīng)濟(jì)效益。用創(chuàng)建截面的方法可以找到可以找到數(shù)模的最大橫截面，確定該橫截面的輥壓件截面線之后，在截面線外邊緣加上 5mm 長(zhǎng)的工藝邊線，角度為45°，使用 UG7.0 中沿脊線掃略命令，可得輥壓件。見(jiàn)圖 2- 4。3.4 確定切邊線工件的工藝分析詳見(jiàn) 2.2.3.2 C301 B 柱外板工藝分析，這里不再過(guò)多的論述。工藝方案確定后，需要確定切斷的刃口型線。在數(shù)模上取不同的截面，使用上述定中性線長(zhǎng)度展開(kāi)法，獲得中性線長(zhǎng)度后，將 B 柱外板的外側(cè)線自然延伸所得的中性線長(zhǎng)度，得到彎曲件展開(kāi)后的多條截面線，最后將展開(kāi)線相連，略作過(guò)度修理，可得切邊線。如圖 3- 9 所示。圖 3-8 C301 B 柱外板輥壓件工藝邊燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）18外板的頂端拐角和頂部拐角處的彎曲不是簡(jiǎn)單的直線彎曲，如圖 3-10。在展開(kāi)時(shí)，需在這些區(qū)域多設(shè)置一些截面，多生成一些截面線段，可使這兩個(gè)區(qū)域的切邊線準(zhǔn)確一些。頂端圓角處包邊的工藝調(diào)件比較差，除數(shù)模中已考慮的降低包邊高度外，還可以在局部區(qū)域降低包邊高度。3.5 確定模具最初設(shè)計(jì)及精度根據(jù)產(chǎn)品要求和產(chǎn)品性能，確定模具設(shè)計(jì)時(shí)的要求、公差和要關(guān)注的問(wèn)題等?？梢愿鶕?jù)類似產(chǎn)品的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)，在充分考慮模具零部件的加工工藝性的基礎(chǔ)上，進(jìn)行模具最初的設(shè)計(jì)。可以說(shuō)，到目前階段模具設(shè)計(jì)工程師腦海里已經(jīng)有了初步構(gòu)想，模具零部件長(zhǎng)什么樣子應(yīng)該有了一個(gè)初步的輪廓了。在進(jìn)行模具設(shè)計(jì)之前，我參考了幾套類似產(chǎn)品使用的模具，在此基礎(chǔ)上提出了一些改進(jìn)意見(jiàn)。后來(lái)考慮到實(shí)際生產(chǎn)的需要，覺(jué)得一些改進(jìn)恐怕經(jīng)受不住批量生產(chǎn)的考驗(yàn)，遂將其舍棄，只在一些定位方式和定位器結(jié)構(gòu)等非關(guān)鍵零部件做了些改進(jìn)，凸凹模、壓料板等重要零部件結(jié)構(gòu)，基本上是參考實(shí)際生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的模具，沒(méi)有做根本性的改進(jìn)?？紤]到工件的精度要求，需在模具中加上導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，部分位置需設(shè)計(jì)定位鍵、定位銷等定位零圖 3-9 切邊線圖 3-10第三章 模具設(shè)計(jì)制造流程19部件，在第四章模具另不件設(shè)計(jì)中會(huì)詳細(xì)論述，這里不再過(guò)多討論。3.6 模具零件設(shè)計(jì)模具零件設(shè)計(jì)是模具設(shè)計(jì)的主體工作，是設(shè)計(jì)的關(guān)鍵步驟。模具零件設(shè)計(jì)合理與否直接關(guān)系到最終模具產(chǎn)品的質(zhì)量和成本。模具零件的設(shè)計(jì)靈感主要來(lái)自實(shí)踐，只有模具工程師知道自己設(shè)計(jì)的零件能不能用、好不好用，才可能設(shè)計(jì)出合理的零件。結(jié)構(gòu)合理的零件才能裝配出一套好用、耐用的模具。先進(jìn)的設(shè)計(jì)技術(shù)目前在日本、美國(guó)、德國(guó)和新加坡等模具制造技術(shù)先進(jìn)的國(guó)家一推廣使用。如日本的設(shè)計(jì)制造部門幾乎都采用 CAD/CAE/CAM 技術(shù)，進(jìn)行動(dòng)作仿真分析，DNC 直接數(shù)字控制加工等先進(jìn)技術(shù)。明顯縮短交貨期、降低制造成本、提高模具制造質(zhì)量和精度。目前，方華埃西姆機(jī)械有限公司已應(yīng)用 CAD/CAM 技術(shù)，采用三維造型設(shè)計(jì)和 CNC 機(jī)床相結(jié)合的一體化制造技術(shù)，并建立了專門的二維和三維設(shè)計(jì)部門，有很強(qiáng)的自主設(shè)計(jì)能力。但公司的 CAD/CAM 應(yīng)用只局限在通用商品軟件的功能上，在軟件二次開(kāi)發(fā)方面還有待提高，根據(jù)自己產(chǎn)品的特點(diǎn)及設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)、標(biāo)準(zhǔn)件進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，轉(zhuǎn)化為專用的模具 CAD 軟件。目前，由于 CAE 軟件的價(jià)格較高、對(duì)操作者的技術(shù)水平要求高，在模具設(shè)計(jì)中仍以人的經(jīng)驗(yàn)為主，往往是通過(guò)反復(fù)試模和修模來(lái)完成。期待國(guó)內(nèi)模具企業(yè)加快技術(shù)革新步伐，制造出高水平的模具。由于模具設(shè)計(jì)制造過(guò)程中于上游模具材料供應(yīng)、熱處理、鍛件供應(yīng)、模具標(biāo)準(zhǔn)件以及下游模具加工零件和產(chǎn)品關(guān)聯(lián)密切，而且眾多模具企業(yè)是模具與產(chǎn)品兼有，因此模具設(shè)計(jì)過(guò)程要充分考慮上下游相關(guān)性，在允許的條件下盡可能多的使用標(biāo)準(zhǔn)件，可以有效地降低生產(chǎn)加工成本，更能縮短產(chǎn)品的設(shè)計(jì)周期。3.7 模具零件加工高水平的模具技術(shù)涉及模具材料、制造技術(shù)、設(shè)計(jì)技術(shù)、管理技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)等多個(gè)層面。模具制造技術(shù)關(guān)鍵在于設(shè)備和技術(shù)的運(yùn)用，如高速加工中心、慢走絲線切割機(jī)床、高速銑床、真空淬火爐和三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）20等裝備，如圖 3-11。先進(jìn)的準(zhǔn)備和制造技術(shù)能顯著提升加工質(zhì)量，是制造高水平模具的基礎(chǔ)，同時(shí)也可以有效縮短制模周期。不同裝備的制造水平有明顯差異，加工報(bào)價(jià)也相差甚遠(yuǎn)。如：三軸加工中心工本費(fèi)平均為 100 元/小時(shí)，五軸加工中心工本費(fèi)平均為 200 元/ 小時(shí)，在能用三軸的情況下，優(yōu)先選擇三軸加工中心加工，以最大程度控制模具加工成本。要知道，高水品低成本的模具才會(huì)更有競(jìng)爭(zhēng)力優(yōu)勢(shì)。模具材料及熱處理和表面處理對(duì)提高模具壽命起到非常重要的作用，模具表面的質(zhì)量對(duì)模具使用壽命、外觀質(zhì)量等均有較大影響。模具進(jìn)口材料質(zhì)量穩(wěn)定、材料金相組織均勻、價(jià)格是國(guó)產(chǎn)材料的 2~ 4 倍，可根據(jù)客戶要求合理選擇。在沖裁過(guò)程中，由于凸模楔入材料，是磨損比較嚴(yán)重的零件，硬度應(yīng)該大一些，一般為 HRC60~62，可以提高模具壽命。圖 3-11 五軸加工中心、高速銑床、慢走絲線切割機(jī)床、三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x圖 3-12 真空淬火爐第三章 模具設(shè)計(jì)制造流程21模具零部件也普遍采用真空淬火技術(shù)，圖 3-12 是真空淬火爐。3.8 模具裝配和調(diào)試裝配是模具生產(chǎn)中的關(guān)鍵工序。沖模的裝配質(zhì)量直接影響制件的質(zhì)量、沖模的技術(shù)狀態(tài)和使用壽命。沖模的裝配工作主要包括兩方面：Ⅰ、將每個(gè)加工好的零件按圖紙技術(shù)要求裝配成組合件及總裝配；Ⅱ、在裝配過(guò)程中，有一些加工工作。比如，銷孔的配置加工。比如本次課題《C301 B 柱沖壓成型模具設(shè)計(jì)》中的切斷模，要求保證凸凹模間隙，保證導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的導(dǎo)向精度，以及保證各相關(guān)運(yùn)動(dòng)件能夠按照模具設(shè)計(jì)的技術(shù)參數(shù)嚴(yán)格進(jìn)行。這是保證模具調(diào)試成功及生產(chǎn)能夠順利進(jìn)行的保障，也是確保模具壽命的重要因素。如圖 3-13 是模具裝配生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)。最近幾年，隨著生產(chǎn)的發(fā)展，用戶對(duì)易損壞零件提出了互換要求，以便于與用戶在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)模具損壞零件迅速更換。模具裝配完成后，為了保證能沖出合格的零件，而且能安全穩(wěn)定的投入生產(chǎn)，必須要經(jīng)過(guò)試沖和調(diào)整，才能投入使用。在試模前，要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)的技術(shù)參數(shù)選擇壓力機(jī)型號(hào)，這關(guān)系到?jīng)_壓件精度和模具壽命。為了圖 3-13 模具裝配生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）22保護(hù)模具，在第一次調(diào)試時(shí)，最好使用比原材料軟一些的料進(jìn)行試沖。為了充分保護(hù)凸、凹模，對(duì)于沖裁模凸模刃口進(jìn)入凹模刃口的深度的合理范圍最好調(diào)整為一個(gè)料厚。這樣可以使模具在沖壓時(shí)的沖裁力和磨損程度最小，會(huì)提高模具壽命。3.9 交付客戶按照合同規(guī)定的標(biāo)示及涂裝要求包裝好模具，最后選擇合理的運(yùn)輸方式，在合同規(guī)定的交貨日期內(nèi)，把模具工裝和相關(guān)技術(shù)文件交付客戶。待客戶驗(yàn)收合格并付款之后，該模具項(xiàng)目就告一段落。3.10 本章小結(jié)模具設(shè)計(jì)與制造是一項(xiàng)技術(shù)性和經(jīng)驗(yàn)性都很強(qiáng)的工作，雖然國(guó)內(nèi)模具工業(yè)發(fā)展迅速，但是綜合研發(fā)能力仍不足。目前，模具正向高精度、高速度、長(zhǎng)壽命、復(fù)雜、大型、一體化和高性能等諸多方面發(fā)展。這要求我們要迫切的提高模具設(shè)計(jì)制造水平，在提高模具技術(shù)含量的同時(shí)，更要優(yōu)化模具設(shè)計(jì)制造流程，使模具制造周期不斷縮短。第三章 模具設(shè)計(jì)制造流程23第四章 切邊模具設(shè)計(jì)4.1 切邊工藝分析切邊工藝屬于沖裁類，B 柱外板的立筋截面復(fù)雜，切邊時(shí)應(yīng)采取有效的措施，減小立筋切斷處的塌陷變形。B 柱外板大面的沖裁比較簡(jiǎn)單，需要保證在沖裁過(guò)程中大面不變形即可。圖 4 -1 是輥壓件的圖片?？梢钥闯觯亯杭⒔畈粌H截面復(fù)雜，而且立筋高出大面 35mm。在保證立筋上部不產(chǎn)生較大的塌陷的前提下，這樣的高度差非常不利于一次性將二者完美的切下，需要巧妙的設(shè)計(jì)凸凹模的形狀。在上文 2.2.3.2 的章節(jié)中，已對(duì) C301 B 柱外板工藝進(jìn)行了比較詳細(xì)的分析，不再過(guò)多論述。經(jīng)過(guò)分析后，認(rèn)為立筋和大面在一套模具中一次性切下是可行的，而且明顯比傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝的生產(chǎn)效率要高。最后確定模具的切邊線如圖 4-3，上圖 4-2 為切邊之后的工件。圖 4- 3 切斷模的切斷刃口線圖 4-1 圖 4 - 2燕山大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）244.2 建模使用軟件：UG7.0方法：使用 B 柱外板數(shù)模進(jìn)行建模優(yōu)點(diǎn)：不用區(qū)分復(fù)雜型面，可準(zhǔn)確簡(jiǎn)易直觀使用產(chǎn)品數(shù)模進(jìn)行建模設(shè)計(jì)，降低了設(shè)計(jì)難度；同時(shí)該軟件可以直接對(duì)數(shù)模進(jìn)行編程，然后轉(zhuǎn)至CNC 進(jìn)行數(shù)控加工，產(chǎn)品加工精度高，而且大大縮短產(chǎn)品的設(shè)計(jì)制造周期。4.2.1 凹模的設(shè)計(jì)由于立筋和大面有 35mm 的高度差，遂決定把凹模設(shè)計(jì)成分體結(jié)構(gòu)，如圖 4-4 這樣即可以便于加工，也可便于維修調(diào)整。通過(guò)分析，設(shè)計(jì)凹模時(shí)需注意以下方面：Ⅰ、凹模位置可以進(jìn)行微調(diào)。在模具裝配以及試模過(guò)程中，凸、凹模間隙需要微調(diào)，通過(guò)微調(diào)凹模位置可以實(shí)現(xiàn)。另外，在大批量生產(chǎn)環(huán)境下，模具使用一段時(shí)間之后，凹模刃口會(huì)出現(xiàn)磨損現(xiàn)象。凹模刃口經(jīng)過(guò)修配之后，重新安裝凹模時(shí)，其位圖 4-4 分體結(jié)構(gòu)凹模