基于J23-25A壓力機(jī)試驗(yàn)沖裁模具設(shè)計(jì)與制造創(chuàng)新實(shí)踐

　　摘 要： 沖裁模具設(shè)計(jì)與制造是模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)學(xué)生的基本技能，也是將來的主要工作崗位。為了培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維和動(dòng)手實(shí)踐能力，倡導(dǎo)學(xué)生科研，開展學(xué)術(shù)活動(dòng)，營造科技創(chuàng)新氛圍，作者指導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立完成E形零件連續(xù)沖裁模設(shè)計(jì)與制造。在模具設(shè)計(jì)和制造過程中，學(xué)生既學(xué)習(xí)了理論知識，又提高了實(shí)踐技能，激發(fā)了創(chuàng)新熱情，為以后的工作打下了基礎(chǔ)。
　　關(guān)鍵詞： 模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè) 連續(xù)沖裁模 設(shè)計(jì)與制造
　　
　　1.引言
　　創(chuàng)新能力的培養(yǎng)是新時(shí)期高職教育的一項(xiàng)內(nèi)容［１］。在高職教學(xué)實(shí)踐中，不僅要培養(yǎng)學(xué)生的技能，提高他們的個(gè)人素質(zhì)，而且要激發(fā)他們的創(chuàng)新熱情。經(jīng)濟(jì)時(shí)代和信息時(shí)代的到來，對大學(xué)生的創(chuàng)新能力提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，也孕育著大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的寶貴契機(jī)。高等職業(yè)教育既是培養(yǎng)高素質(zhì)技能型人才，又是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的渠道。因此，做好高職大學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)工作，努力提高他們的創(chuàng)新意識、創(chuàng)造能力和創(chuàng)業(yè)精神，造就一代適應(yīng)新時(shí)期要求的高素質(zhì)技能人才就顯得特別重要。
　　2.沖裁模具設(shè)計(jì)
　　為了加強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)，提高學(xué)生的實(shí)際工作能力［２］，模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)配備了J23-25A曲柄壓力機(jī)，主要用于《成形設(shè)備》結(jié)構(gòu)教學(xué)和作為《沖壓模具設(shè)計(jì)》、《模具制造技術(shù)》等課程的實(shí)驗(yàn)設(shè)備。在該設(shè)備購進(jìn)時(shí)由設(shè)備廠家配置了簡易的沖壓模具，但該模具結(jié)構(gòu)過于簡單，不具有典型性，因而沒有實(shí)現(xiàn)預(yù)期的教學(xué)效果。為了激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新熱情，充分發(fā)揮設(shè)備的效能，我們在想積極投身到科研創(chuàng)新實(shí)踐中去的學(xué)生中挑選了兩位優(yōu)秀的學(xué)生，進(jìn)行連續(xù)沖裁模的設(shè)計(jì)與制造工作。
　　2.1工件確定
　　在工件形狀的選擇上，既要有一定的復(fù)雜外形，又要有內(nèi)孔，必須具有典型性。經(jīng)過篩選，我們選擇了典型E形的零件，參見圖1。在我們的指導(dǎo)下，學(xué)生進(jìn)行沖裁模設(shè)計(jì)與制造。
　　2.2工藝分析和方案確定
　　該零件材料為08F鋼板，是優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，具有良好的可沖壓性能［３］；其形狀比較復(fù)雜，外形呈E字形，既有懸臂，又有槽口，同時(shí)還有一個(gè)?覫8的孔。沖裁件內(nèi)、外形有尖銳清角。零件圖上所有尺寸均未標(biāo)注公差，屬自由公差，可按IT14級確定工件尺寸的公差。根據(jù)以上分析，該零件無論從形狀、尺寸、精度等方面，都能滿足沖裁加工工藝要求。
　　該工件沖壓生產(chǎn)所需要的沖壓工序有沖孔、落料兩道基本工序。因此可能的沖壓方案有：
　　（1）采用落料、沖孔兩個(gè)單工序生產(chǎn)
　　（2）采用沖孔、落料復(fù)合模生產(chǎn)
　　（3）采用沖孔、落料連續(xù)模生產(chǎn)
　　經(jīng)過對以上三個(gè)方案的分析，結(jié)合本模具主要是用于教學(xué)，因此決定采用方案3，即沖孔、落料連續(xù)模生產(chǎn)。在該方案中，模具結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，定位精度要求高，制造難度較大，但卻能鍛煉學(xué)生，對提高學(xué)生綜合素質(zhì)有很大的幫助。
　　2.3模具結(jié)構(gòu)形式的確定
　　（1）操作方式的選擇
　　本模具中，條料的送進(jìn)選擇手工由前向后的送料方式。
　　（2）定位方式的選擇
　　粗定位：開始沖孔時(shí)，采用始用擋料銷定位，導(dǎo)料板控制條料的送進(jìn)方向；以后沖孔、落料時(shí)采用固定擋料銷控制送料步距。
　　精定位：采用導(dǎo)正銷導(dǎo)正，控制零件位置精度。
　　（3）卸料方式的選擇
　　采用固定卸料裝置。
　　2.4模具設(shè)計(jì)計(jì)算
　　沖裁模具的設(shè)計(jì)計(jì)算主要包括以下內(nèi)容：
　　（1）排樣設(shè)計(jì)與計(jì)算，主要計(jì)算條料寬度及確定步距
　　（2）計(jì)算總沖壓力
　　（3）確定壓力中心
　　（4）沖模刃口尺寸及公差的計(jì)算
　　（5）確定各主要零件結(jié)構(gòu)尺寸
　　（6）壓力機(jī)相關(guān)參數(shù)的校核
　　2.5設(shè)計(jì)并繪制總裝配圖
　　沖裁模具制造
　　沖裁模具制造，包括模架的制造和凸模和凹模的制造。模座采用標(biāo)準(zhǔn)模座，可以外購。因而模具零件的制造關(guān)鍵是凸模和凹模的制造。根據(jù)模具的制造順序，先制造凹模。凹模是典型的多孔型板類零件，如圖4所示。
　　3.1落料凹模的制造
　　落料凹模的制造工藝路線為：
　　下料—鍛造—退火—銑六方—磨六方，對90°—鉗工劃線，去毛刺，鉆銷孔及螺紋孔—淬火和回火—平磨上下表面—線切割型孔—鉗工研磨各型孔。
　　3.2凸模的制造
　　凸模包括沖孔凸模和落料凸模。其中沖孔凸模是圓形回轉(zhuǎn)體零件，制造比較方便。其工藝路線為：
　　下料—粗車—精車——鉆頂錐孔——淬火和回火——磨削——鉗工研磨。
　　落料凸模是非回轉(zhuǎn)體零件，如圖4所示。工藝路線為：
　　下料—鍛造—退火—銑六方—磨六方，對90°—鉗工劃線，去毛刺，鉆孔—鏜孔—鉗工鉸孔—工具銑外形—淬火和回火—平磨上下表面—鉗工研磨圓孔—成形磨削外工作型面，與凹模實(shí)配，保證間隙0.132—0.240mm。
　　其它零件的加工參照凹模的基準(zhǔn)尺寸進(jìn)行配作。
　　4.模具的裝配與調(diào)試
　　模具的裝配包括上模的裝配和下模的裝配。
　　4.1下模裝配
　　將凹模安放在下模座上，找正中心位置；用平行夾頭夾緊，通過凹模上的螺釘孔在鉆床上對下模座預(yù)鉆螺紋孔錐窩；拆去凹模，按推窩在模座上鉆螺紋底孔并攻絲，再重新將凹模置于下模座上找正，用螺釘緊固；鉆鉸銷孔，并裝入銷釘定位。
　　4.2上模的裝配過程
　　將沖孔凸模和落料凸模裝入固定板，然后鉚接凸模尾部，在平面磨床上磨平。將墊板置于凸模固定板上，再將模座放在墊板上，用平行夾頭夾緊，以凸模固定板上的孔定位，在模座上鉆錐窩。然后拆開以錐窩定位鉆孔，用螺釘將上模座、墊板、凸模入固定板連接并稍加緊固。
　　4.3調(diào)試
　　將凸模放入凹模，調(diào)整凸、凹模的配合間隙，將裝好的上模部分套在導(dǎo)柱上，用手錘輕輕敲擊固定板的側(cè)面，使凸模插入凹模的型孔中；將模具翻轉(zhuǎn)，從下模板的漏料孔觀察凸、凹模的配合間隙，用手錘敲擊凸模固定板的側(cè)面進(jìn)行調(diào)整使配合間隙均勻。調(diào)整好沖裁間隙后，以紙作沖壓材料，用錘子敲擊模柄，進(jìn)行試沖。如果沖出的紙樣輪廓齊整，沒有毛刺或毛刺均勻，說明凸、凹模間隙是均勻的。如果只有局部毛刺，則說明間隙是不均勻的，應(yīng)重新進(jìn)行調(diào)整，直到間隙均勻?yàn)橹埂?br/>　　4.4試模
　　沖模裝配完成后，在壓力機(jī)上進(jìn)行試沖，通過試沖可以發(fā)現(xiàn)模具的設(shè)計(jì)和制造缺陷，找出產(chǎn)生原因，對模具進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和修理后再進(jìn)行試沖，直到模具能正常工作，沖出合格的制件，模具的裝配過程即告結(jié)束。
　　5.結(jié)語
　　近半年的模具設(shè)計(jì)與制造創(chuàng)新實(shí)踐，給了我們這樣的啟示：專業(yè)知識的教學(xué)，既要夯實(shí)基本理論知識，同時(shí)又要加強(qiáng)實(shí)踐。教師要激發(fā)學(xué)生對所學(xué)習(xí)的專業(yè)內(nèi)容或?qū)韽氖碌墓ぷ魇聞?wù)的好奇心、追求創(chuàng)新的欲望和有冒險(xiǎn)精神，這樣才能使學(xué)生成為社會(huì)所需要的高素質(zhì)技能型人才。
　　
　　參考文獻(xiàn)：
　　［1］岳曉東.大學(xué)生創(chuàng)新能力培養(yǎng)的內(nèi)涵和方法.高等教育研究，2004，（1）：32-41.
　　［2］朱正才.高職院校項(xiàng)目制教學(xué)改革探析［J］.文教資料，2002，（6）：235-237.
　　［3］丁松聚.冷沖模設(shè)計(jì)［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2007，12.
　　
　　本文系2010江蘇省高等學(xué)校大學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新項(xiàng)目研究成果之一（編號：cx1018）。