1機械結構設計

1.1進料箱的結構

進料箱、進料管及軟布套管共同組成了進料裝置。其中進料管被安裝在機架上，通過軟布套管聯接到進料。在進料管的內部，有1個偏心錐形圓筒，該錐形圓筒的作用就是改變物料落點位置，并且引導物料準確落入進料箱的中心。進料箱是被安裝在裝置中的篩體上，當篩體開始振動，進料箱隨之振動，這樣可在一定程度上保證喂料的均勻性。固定在進料箱內有一個分料板，其中部會垂直箱壁，分料板的兩側略朝下傾斜，分料板中間有勻料閘門，可調整伸縮，以保證物料均勻分布在篩面寬度。進料箱與機架之間的聯接為剛性聯接，這樣可以保證抽查篩格，同時進料箱也可以自由的拆卸與翻轉。

1.2出料箱的結構

螺栓與篩體聯接在一起是出料箱的特點之一，主要包括大雜出料口、糧食出料口、機箱、及小雜出料口，通過焊接，不同的出料口結構都可以與出料箱機箱聯接，不同的出料口和篩體之間都存在著密封裝置。出料箱結構通過篩面篩出的大雜項經過大雜出料口輸出到一旁的機箱，上篩面與下篩面之間的物料經過物料輸出口后直接輸出，而小雜項通過下篩面選出，并通過小雜出料口輸出。機器在使用之前，需要檢查其嚴密情況，保證設備不存在泄漏情況，以保證各個出料口之間不會發生混合的可能。

1.3機架

采用分離式設計是該振動篩的特點之一，同時橫梁和底座的支撐采用分開設計，支撐橫梁與底座之間使用可調式螺栓聯接，這樣的好處是橫梁可以上下移動，因此保證了篩體調節角度在0~12°。不同角度的調節可以滿足不同情況下的不同的篩選要求。該方案的優點是實用性強，并且制作簡單，運輸方便。物料輸入和進料機構聯接的設備是移動架。螺栓進行聯接是料筒盤和進料筒之間的主要聯接方式，物料也可以經過管道直接進入物料筒。料筒盤可以直接在支架的橫梁上進行焊接。上支架的組成部分包括了加強板、料筒盤、封板。移動架和支撐架之間是剛性聯接，這是由支撐板和螺栓完成的。在設備開始運轉之前，要保證移動架支撐架的聯接緊密，這樣才能保證物料準確進入進料箱。

一、教學、考核方法改革方案及實施

（一）教學方法改革

1.課堂教學引入項目教學法

以產品對象的模具設計作為項目展開教學和學習。

2.采用啟發式、討論式教學

加強啟發性、探索性和創造性思維的培養。

3.將CAD/CAE以及動畫演示引入課堂教學

1合理構建理論課程體系，優化課程教學內容

專業基礎課內容涉及擠壓模具從設計、制造、使用及維修到操作整個擠壓工藝流程的各個環節，是從事擠壓模具行業工作所必備的知識，在課堂教學上應與生產實踐和社會環境相結合，理論指導實踐，實踐促進理論教學。因此，專業基礎理論課應以“實用”為本，學生應主修完《金屬塑性加工學（擠壓與拉拔）》、《塑性加工設備》等課程。專業課程要以“專、精”為準，針對性強。學生應主修完《模具CAD/CAM》、《擠壓模具設計》等課程。在專業課程方面，盡管眾多高校已對專業基礎課程以及基礎理論課程進行了較大力度的改革，但課程內容與企業生產實際脫節現象依然存在。在教學改革中，通過精心組織擠壓模具專業課程的教學，學生畢業上崗后，能夠運用理論知識指導實踐生產，靈活變通，逐漸學會解決實際工藝問題。

2積極探索課堂教學方法的改革

上述課程結構的設置是緊緊圍繞培養擠壓模具專業應用性人才這一目標，基于對學生模具設計能力和解決現場實際問題能力的培養，采取了更加靈活的方法來輔助教學。（1）在課時安排上，盡量精講一些純理論性的知識，在滿足“夠用”的前提下，對于一些復雜的理論推導不再介紹。（2）采用典型案例形象化理論教學內容，是改進擠壓工藝課程教學的有效方法之一。為豐富教學內容，增強教學效果，在教學過程中將實際企業中應用的各種擠壓加工技術介紹給學生，使學生對所學的專業知識有更深刻的理解。（3）在課堂教學中通過播放現場視頻，及時穿插諸多擠壓生產行業中出現的熱點問題，以此激發學生的學習興趣，增強學生對所學的理論知識學以致用、活學活用的意識，為將來走上工作崗位或進一步深造奠定了良好的基礎。（4）將零件的成形過程采用模型、動畫、成形仿真等授課方式展現在學生面前，這比純粹的理論講解更利于學生學習和接受。通過學生直觀地認識模具結構組成、模具工作過程，增強學生對模具結構零件作用的了解，培養學生對專業課程學習的積極性。

3實踐性教學環節實施重點

實踐性教學環節是培養學生創新能力的關鍵環節，為了把學生培養成為技能型人才，要讓學生參與到課堂教學中來，增加師生的互動性，增強教學效果?！稊D壓模具設計》課程在實踐教學中更應注重學生的實際操作，反復訓練，如增加對模型的認知。對于Autocad、UG、Pro/E等各類二維和三維繪圖軟件的教學，應注重對學生在熟練操作和創新能力方面的實訓。模具制造技能訓練環節，是讓學生在課程設計階段設計出模具結構后，在模具制造實驗課程中采用快速成型機模仿制造模具，并分析設計出模具結構是否合理。針對上述列舉出來的教學環節，可以從以下3個方面進行探討。

3.1強化學生對軟件使用的實訓技能

1制件結構及工藝性分析

該合頁片屬鉸鏈式彎曲件，經分析：L/d=90/2.2=40.9＞30,屬細長制件，由于制件細長、材料薄、剛度差，如果采用傳統的鉸鏈加工方法分預彎和卷圓兩道工序彎曲，則在卷圓彎曲過程中當板料受到擠壓和彎曲作用時，極易因彎曲和振動而失穩，致使制件不易達到理想的形狀精度和表面質量；還會因彎曲、圓度和直線度誤差，以及表面劃傷等瑕疵而報廢；或者由于失穩，致成形失敗。其次鉸鏈卷圓件的回跳在所難免，要滿足卷圓內徑公差要求較為困難。所以，該制件的工藝性不好，加工難度大，在成形方法和工裝設計中必須著重考慮。

2傳統的鉸鏈加工方法存在的問題

資料介紹，對于r=（0.6~3.5）t的鉸鏈件，常用推卷的方法彎曲成形。彎曲成形一般分為兩道工序，首先將毛坯頭部預壓彎，然后再卷圓。立式結構較簡單，便于制模和彎曲成形，但此工藝方法和模具只適用于材料較厚且長度較短的鉸鏈件。對本合頁片由于材料較薄，長徑比大于30，顯然不適合。臥式模具結構是利用斜楔對凹模作用，使其產生水平運動而完成卷圓過程，有壓料裝置，彎曲件質量較好。但由于卷圓內徑有公差要求，彎曲件的質量還是不夠理想，還需增加一副整形模才能達到要求。而且圖2c模具結構較復雜，模具制造成本高，周期長，對于小批量的合頁片生產，經濟性不好。從上述模具結構可以看出，該類模具比較適合加工小型鉸鏈件。制件則相當困難，甚至不可能進行。因此，必須考慮其他工藝方法，設計新結構的模具來解決這些問題。經過多次摸索，終于找到了解決問題的方法：即在預彎成形后，卷圓彎曲之前增加一道U形彎曲工序，從而使推卷成形變得容易，同時也使模具的結構設計得到簡化。優化后的沖壓工藝流程為：下料→落料→去毛刺→制標→頭部預彎→頭部U形彎曲→卷圓成形。

3模具結構及工作過程

模具工作過程：卷圓模置于液壓機（Y41-10T）工作臺上，將模柄4固定在液壓機上滑塊上。工作時，液壓機上滑塊上升，模具開啟，壓塊3與上模6脫離接觸，將經U形彎曲后的坯件由端面從上模與下模右側面的縫隙中插入下模7的型槽內，放入芯棒1，開動液壓機上滑塊下行，使軸向壓塊3向下傳力給上模6，從而使坯件受限并卷圓彎曲成形。成形后，液壓機上滑塊回升，彈簧2將上模6頂起，用手將制件從芯棒1上取出，完成一個沖壓過程。一個批次加工完后，將芯棒1插入下模7存放芯棒的孔內，以備下次使用。

4結束語

1沖壓零件工藝性分析

如果對該彈簧片使用單工沖壓流程，就肯定會有二次定位的問題，并且誤差也比較大，精度就很難控制，并且由于制造這種彈簧片的數量多，因此生產成本也比較高，根據這些考慮，因此決定使用復合模具沖壓來完成。

2排樣

在模具設計中最關鍵的步驟是排樣，這反映了制件在整套沖壓過程中的定位方式以及材料的使用情況以及模具的結構問題。因此合理的排樣，就可以大幅增強制件的質量以及模具的使用壽命。因為制件的外形是圓形構造，因此使用直排法。

3模具

3.1凸模、凹模以及凹凸模設計

由于該零件需要一次生產30萬件，并且模具的結構相對比較簡單，并且受力相對均勻，因此凸模、凹模以及凹凸模都可以使用Crl12材料。凸模的銷孔主要是定位固定板，銷孔在加工時和同外形會同時在線切割上完成。這樣就能很好的保證其和外形的位置精度。而固定板的銷孔和圓形沖頭孔，也是由線切割一次完成，再以凸模的固定板為參照來安裝凸模、凹模和沖頭，這樣做的目的就是能很好的保證凸模和凹模之間的位置，便于裝配。圓孔沖頭設計成了階梯型，目的在于能夠很好的增強沖頭的使用壽命。沖頭通過臺階直接固定在凸模的固定板上，使用膠水進行粘連。凹凸模由于需要加工成直通的構造，因此位置也需要由凹凸模的固定板進行固定。漏料孔在切割線加工完成后，還需要使用雙氧水進行一次腐蝕，需要注意的是，單邊的腐蝕量要大于0.5mm。由于凹模也設計成了直通的結構，因此同樣需要用螺釘或銷釘固定在凸模的固定板上，那么銷釘孔也需要同時在線切割上和孔一起切割完成，需要注意的是，凹模在加工時可以和凸模共料，這樣能夠保證原材料的使用率。如果是采用了沖壓復合的設計，那么當零件成型時，僅使用一件模具即可完成。而且從結構看，該復合模具的結構和十分緊湊，并且精度有了較大的提升。此外，該模具的適用范圍相對廣泛，能在多種場合中使用。而且該模具能夠進行批量生產，這樣就可以較好的降低成本。此外，該模具的質量也相對較好，在沖壓時就不會發生例如彎曲、

1模具設計

熔模鑄造是一種優異的工藝技術，采用熔模鑄造生產閥塊的毛坯，可以有效保證毛坯的制造精度，并減少閥塊的機械加工量。在Pro/E的模具設計模塊中，根據閥塊毛坯的結構特點采用裝配法和分型面法相結合，進行閥塊的熔模模具結構設計。

1.1蠟模相關數據的確定

該閥塊毛坯表面粗糙度的最大值為3.2，考慮到中溫蠟的鑄件表面粗糙度可達到2.0左右，充分滿足非加工表面粗糙度要求，故選用中溫蠟作為蠟模原料。鑄件的收縮率由合金收縮率、模料收縮率和型殼膨脹率綜合決定，最終確定鑄件的綜合收縮率為1%。

1.2蠟模的模具CAD

在Pro/E的模具模塊中進行模具設計，最關鍵的工作是設計合理的分型面。分型面的位置和結構的合理性，不僅對毛坯的制造效率和精度有影響，而且也關系到模具操作的方便性和模具零件的結構工藝性以及經濟性。本文中閥塊模具的分型面方案和結構設計過程是：首先復制閥塊毛坯的上頂孔面并延伸到模具頂面形成第一個分型面，構造出模具的型芯；再利用雙側拉伸創建第二個分型面將模具整體一分為二，構造出模具的上下模型腔。分型面設計完成后，在Pro/E中進行開模檢測，沒有干涉。另外，為方便脫模和便于型腔的加工，下模設計了頂桿，并將型腔中加工難度大的部分設計了活塊和型芯。從制造的工藝性和生產率的角度考慮，將下模型芯與頂料機構的頂桿設計為一體，使鑄件能夠完好的取出。

2上、下模型腔的CAM刀路設計及仿真

1卡箍制件原工藝存在的問題分析

1.1制件分析

卡箍制件要求成形加工后表面平整、光滑、無皺折、無壓痕及劃傷等現象。在該制件的制造過程中，成形工序是工藝流程中的重要工序，正確的成形工藝方法、模具結構設計合理與否是加工出合格制件、提高生產效率的關鍵。該卡箍制件結構分析無特殊的裝配和使用要求。彎曲件外形簡單，精度要求不高，工件厚度1mm，定位較為容易，且定位精度易保證，該類似結構的制件較多，材料不同，有不銹鋼、高溫合金、鋁合金、20鋼、銅合金等，根據不同環境選擇不同材料的卡箍制件，以下選擇其中的一種規格來進行分析。沖壓技術要求：材料：LY12-M；材料厚度：1mm；生產批量：大批量；未注公差：按GB/T1804-m級確定。

1.2工藝存在的問題

原工藝流程為：落料、手工整形、成形（彎曲）。存在的問題：由于操作工人手工整形時手工控制，半成品制件無法達到一致性，造成預彎時尺寸和外觀不一致，壓痕、劃傷，表面不平整、不光滑、圓度差等質量問題，并且工作效率很低，給后續工序帶來很大困難，造成最后一道成形工序后的制件外觀不一致，穩定性不好、質量差、安全性較差。目前簡易彎曲模具如圖2所示，要想解決目前存在的這些問題，必須摸索更合理、高效率、高質量的成形工藝方法，設計合理的模具結構，提高加工質量和效益。

2工藝優化

成形方法和模具設計必須著重考慮。通過該工件的工藝性分析可知，卡箍是典型的彎曲件。針對上述存在的問題，提出初步的改進方案，確定用2次成形單工序來代替一次成形來完成。將工藝流程初步改為：落料、預成形（第一次成形）、成形（第二次成形）。

1工藝分析

該制件成形的難點為ϕ120mm的大圓，該圓在卷圓成形時回彈較大。制件按照傳統工藝預彎、卷圓成形后會出現較大的回彈，回彈后圓筒開口處間距增大20～30mm，而且圓筒呈橢圓形，雖經反復調整，修研模具，效果不理想，尺寸穩定性差，難以沖壓出合格的制件。經分析，預彎成形是該制件卷圓成形的關鍵，把預彎形狀由3段不同大小的圓弧組合而成，其中中部的圓弧同卷圓件成形方向相反，以控制卷圓件的回彈量，同時還應在卷圓成形工序上采取改變圓弧直徑大小的措施來減小制件成形的回彈，最后用整形工序對卷圓后的制件進行整形。

2工序圖設計

根據以上分析，成形該制件需7副模具，分別為1副沖孔、切斷模，5副彎曲模和1副整形模來完成。箍圈成形工序如圖2所示，具體工序為：①板料沖孔、切斷；②板料兩端第1次彎曲；③板料兩端第2次彎曲；④板料兩端頭部卷圓；⑤板料兩端波浪形彎曲；⑥卷圓；⑦整形。

3模具設計需注意的問題

（1）該制件有多處彎曲，毛坯展開長度按理論計算結果會與實際長度尺寸相差較大，為此，先按理論計算毛坯的展開長度并采用線切割加工制出毛坯，再在彎曲模進行試制，根據試制結果再調整毛坯的展開長度。（2）板料兩端頭部卷圓工序中，在凹模的兩端頭部必須加工出與制件頭部相同的圓弧，否則難以卷成制件相同的圓弧，影響制件的質量。（3）板料兩端波浪形彎曲工序中，如按通常的設計方式用3個相等的圓弧連接一波浪形的彎曲，反彈也會很大。根據經驗，取中間的圓弧R=70mm，兩邊的圓弧R=52mm。彎曲成形后，靠近開口的圓弧會比制件略小，然后在整形工序整形出與制件要求的圓弧尺寸。

4模具結構設計