汽車車輪蓋沖壓模具設(shè)計(jì)

汽車車輪蓋沖壓模具設(shè)計(jì),汽車,車輪,沖壓,模具設(shè)計(jì) 汽車車輪蓋沖壓模具設(shè)計(jì) 摘要：本設(shè)計(jì)進(jìn)行了落料、沖孔、拉深復(fù)合模的設(shè)計(jì)。文中簡(jiǎn)要概述了沖壓模具目前的發(fā)展?fàn)顩r和趨勢(shì)。對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行了詳細(xì)工藝分析和工藝方案的確定。按照沖壓模具設(shè)計(jì)的一般步驟，計(jì)算并設(shè)計(jì)了本套模具上的主要零部件，如：凸模、凹模、凸模固定板、墊板、凹模固定板、卸料板、導(dǎo)尺、擋料銷、導(dǎo)正銷等。模架采用標(biāo)準(zhǔn)模架，選用了合適的沖壓設(shè)備。設(shè)計(jì)中對(duì)工作零件和壓力機(jī)規(guī)格均進(jìn)行了必要的校核計(jì)算。此外，本模具采用始用擋料銷和鉤形擋料銷擋料。模具的沖孔和落料凸模分別用不同的固定板固定，便于調(diào)整間隙；沖孔凹模和落料凹模則采用整體固定板固定。落料凸模內(nèi)裝有導(dǎo)正銷，保證了工件上孔和外形的相對(duì)位置準(zhǔn)確，提高了加工精度。如此設(shè)計(jì)出的結(jié)構(gòu)可確保模具工作運(yùn)行可靠和沖壓產(chǎn)品大批量生產(chǎn)的要求。 關(guān)鍵詞： 復(fù)合模 校核 沖孔 落料 拉深。 Abstract：The design of the blanking and punching, drawing composite modulus design. This paper briefly outlined the Stamping Die current development status and trends. The product of a detailed analysis and the identification process. Stamping die design in accordance with the general steps to calculate and design the sets on the main mold parts, such as : punch and die. Punch plate, plate, Die plate and dump plates I. feet behind the sales, marketing and other derivative is. Die-standard model planes, to choose a suitable stamping equipment. Design work on the parts and specifications will press for the necessary checking calculation. In addition, the die block used only with marketing materials and Crook block behind the marketing materials. Punch and Die blanking punch were different plate fixed to facilitate adjustment gap; Punch and Die blanking die is used overall fixed plate. Blanking punch contents is a derivative sales, and guarantee the workpiece and the shape of the holes in the relative position accurately, improve processing accuracy. So the structure is designed to ensure reliable operation of die stamping products and mass production requirements. Keywords : composite modules Check Punching Blanking Drawing. 目錄1.緒論 11.1沖壓技術(shù)概念 11.2我國(guó)模具技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) 21.3 復(fù)合模的主要特點(diǎn) 71.4 模具CAD技術(shù) 71.5 本課題的來(lái)源及主要任務(wù) 82.沖壓件的工藝分析 92.1工藝方案的分析和確定102.1.1毛坯直徑D的計(jì)算102.1.2 拉深次數(shù)n的計(jì)算102.2 工藝方案的確定102.3計(jì)算各工序壓力、壓力中心、初選壓力機(jī)112.3.1沖裁力的計(jì)算122.3.2.初選壓力機(jī)122.3.4.確定壓力中心132.4沖壓工序132.5模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)132.5.1模具結(jié)構(gòu)選擇132.5.2模具工作部分的尺寸和公差的確定142.5.3 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 152.6整修工序163.結(jié)論194.致謝205.參考文獻(xiàn) 211 緒論1.1 沖壓技術(shù)概論沖壓是利用安裝在沖壓設(shè)備（主要是壓力機(jī)）上的模具對(duì)材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或塑性變形從而獲得所需零件（俗稱沖壓件或沖件）的一種壓力加工方法。沖壓工藝與模具、沖壓設(shè)備和沖壓材料構(gòu)成沖壓加工的三要素。沖壓是一種先進(jìn)的金屬加工方法，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的加工工業(yè)中占有重要的地位。與機(jī)械加工及塑性加工和其它方法相比，沖壓加工無(wú)論在技術(shù)方面還是經(jīng)濟(jì)方面都具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，主要表現(xiàn)如下1：(1) 沖壓一般沒(méi)有切削碎料產(chǎn)生，材料的消耗較少利用率高，一般為70%85%，易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化；(2) 在形狀和尺寸精度方面的互換性較好。一般情況下可直接滿足裝配和使用要求；(3) 沖壓可加工的尺寸范圍大、形狀復(fù)雜的零件，而這些零件用其它方法是不可能或很難得到的，如薄殼件；(4) 被加工的金屬在沖壓加工過(guò)程中產(chǎn)生加工硬化，金屬內(nèi)部組織得到改善，機(jī)械強(qiáng)度有所提高，所以沖壓件剛度強(qiáng)度較好； (5) 沖壓時(shí)由模具保證了沖壓件的尺寸與形狀精度，且一般不破壞沖壓材料的表面質(zhì)量，而模具的壽命一般較長(zhǎng)，所以沖壓件的質(zhì)量穩(wěn)定，互換性好，具有“一模一樣”的特征； (6) 在大量生產(chǎn)的條件下，產(chǎn)品的成本低，經(jīng)濟(jì)效益較高； (7) 沖裁過(guò)程能耗較低。由此可見(jiàn)沖壓制得的零件具有表面質(zhì)量好重最輕成本低的優(yōu)點(diǎn)。所以沖壓在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，尤其是大批量生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛。相當(dāng)多的工業(yè)部門(mén)越來(lái)越多的采用沖壓方法加工產(chǎn)品零件，如汽車、農(nóng)機(jī)、儀器、儀表、電子、航空、航天、家電及輕工業(yè)等行業(yè)。在這些工業(yè)部門(mén)中，沖壓件所占的比重相當(dāng)?shù)拇?，少則60%以上，多則90%以上。不少過(guò)去用鍛造、鑄造和切削加工方法制造的零件，現(xiàn)在大多數(shù)也被質(zhì)量輕剛度好的沖壓件所代替。有些機(jī)械設(shè)備往往以沖壓件所占比例的大小作為評(píng)價(jià)結(jié)構(gòu)是否先進(jìn)的指標(biāo)之一2。工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家對(duì)冷沖壓生產(chǎn)工工藝的發(fā)展是很重視的.不少國(guó)家(如美國(guó)、日本等)模具工業(yè)產(chǎn)值己超過(guò)機(jī)床工業(yè)。從這些國(guó)家鋼材構(gòu)成可以看出冷沖壓的發(fā)展趨勢(shì)。鋼帶和鋼板占全部品種的67%，充分說(shuō)明沖壓這種加工方法己成為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段和發(fā)展方向。沖壓技術(shù)的發(fā)展特征是：(1) 沖壓成形科學(xué)化、數(shù)字化和可控化；(2) 突出“精、省、凈“三大優(yōu)勢(shì)；(3) 沖壓成形可以實(shí)現(xiàn)全過(guò)程控制；(4) 產(chǎn)品從設(shè)計(jì)開(kāi)始即進(jìn)入控制，考慮工藝；(5) 沖壓生產(chǎn)的靈活性和柔性。1.2我國(guó)模具技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)當(dāng)前，我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)的特點(diǎn)是產(chǎn)品品種多、更新快和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈。在這種情況下， 用戶對(duì)模具制造的要求是交貨期短、精度高、質(zhì)理好、價(jià)格低。因此，模具工業(yè)的發(fā)展的趨勢(shì)是非常明顯的。 （1）模具產(chǎn)品發(fā)展將大型化精密化 模具產(chǎn)品成形零件的日漸大型化，以及由于高效率生產(chǎn)要求的一模多腔(如塑封模已達(dá) 到一模幾百腔)使模具日趨大型化。隨著零件微型化，以及模具結(jié)構(gòu)發(fā)展的要求(如多工位級(jí)進(jìn)模工位數(shù)的增加，其步距精 度的提高)精密模具精度已由原來(lái)的5m提高到23m，今后有些模具加工精度公差要求 在1m以下，這就要求發(fā)展超精加工。 （2）多功能復(fù)合模具將進(jìn)一步發(fā)展 新型多功能復(fù)合具是在多工位級(jí)進(jìn)?；A(chǔ)上開(kāi)發(fā)出來(lái)的。一套多功能模具除了沖壓成 形零件外，還可擔(dān)負(fù)轉(zhuǎn)位、疊壓、攻絲、鉚接、鎖緊等組裝任務(wù)。通過(guò)這種多勸能模具生產(chǎn) 出來(lái)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，各種小型電機(jī)、電器及儀 表的鐵芯組件等。 （3）熱流道模具在塑料模具中的比重將逐步提高 由于采用熱流道技術(shù)的模具可提高制作的生產(chǎn)率和質(zhì)量，并能大幅度節(jié)省制作的原材料和節(jié) 約能源，所以廣泛應(yīng)用這項(xiàng)技術(shù)是塑料模具的一大變革。國(guó)外熱流道模具已有一半用上了熱 流道技術(shù)，有的廠甚至已達(dá)80%以上，效果十分明顯。國(guó)內(nèi)近幾年已開(kāi)始推廣應(yīng)用，但總體 還達(dá)不到10%，個(gè)別企業(yè)已達(dá)到20%-30%。制訂熱流道元器件的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，積極生產(chǎn)價(jià)廉高 質(zhì)量的元器件，是發(fā)展熱流道模具的關(guān)鍵。 （4）氣體輔助注射模具和適應(yīng)高壓注射成形等工藝的模具將積極發(fā)展 氣體輔助注射成形是一種塑料成形的新工藝，它具有注射壓力低、制品翹曲變形少、 表面好以及易于成形壁厚差異較大的制品等優(yōu)點(diǎn)，可在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，大幅度降低 成本。國(guó)外，已經(jīng)較成熟。國(guó)內(nèi)目前在汽車和家電行業(yè)中正逐步推廣使用。氣體輔助注射成 形包括塑料熔體注射和氣體(一般均采用氮?dú)?注射成形兩面部份，比傳統(tǒng)的普通注射工藝有 更多的工藝參數(shù)需要確定和控制，而且氣體輔助注射常用于較復(fù)雜的大型制品，模具設(shè)計(jì)和 控制的難度較大，因此，開(kāi)發(fā)氣體輔助成型流動(dòng)分析軟件，顯得十分重要。 為了確保塑料件精度，將繼續(xù)研究發(fā)展高壓注射成型工藝與模具以及注射壓縮成型工 藝與模具。在注射成形中，影響成型件精度的最大因素是成型收縮，高壓注射成型可強(qiáng)制樹(shù) 脂收縮率，增加塑件尺寸的穩(wěn)定性。模具要求剛性好、耐高壓。特別是精密模具的型腔應(yīng)淬 火，澆口密封性好，模具能準(zhǔn)確控制。注射壓縮成型技術(shù)，是在模具預(yù)先半開(kāi)模狀態(tài)或者在 鎖模力保持中壓或低壓，模具在設(shè)定的打開(kāi)量下，注射溶融樹(shù)脂，然后以最大的鎖模力進(jìn)行 壓縮成型，其效果是：(1)成型件局部?jī)?nèi)應(yīng)力?。?2)可得到縮孔少的厚壁成型件；(3)對(duì)于 塑件狹窄的部件也可注入樹(shù)脂；(4)用小注射力能得到優(yōu)良制品。該類模具的理想結(jié)構(gòu)是：(1) 注射時(shí)樹(shù)脂以低的流動(dòng)阻力迅速充填型腔；(2)充填完后能立即遮斷澆口部；(3)壓縮作用應(yīng) 僅限于型腔部。 （5）快速經(jīng)濟(jì)模具的前景十分廣闊 現(xiàn)在是多品種、少批量生產(chǎn)的時(shí)代，到下一個(gè)世紀(jì)，這種生產(chǎn)方式占工業(yè)生產(chǎn)的比例 將達(dá)75%以上。一方面是制品使用周期短，品種更新快，另一方面制品的花樣變化頻繁，均 要求模具的生產(chǎn)周期越快越好。因此，開(kāi)發(fā)快速經(jīng)濟(jì)具越來(lái)越引起人們的重視。例如，研制 各種超塑性材料(環(huán)氧、聚脂等)制作或其中填充金屬粉末、玻璃纖維等的簡(jiǎn)易模具：中、低 熔點(diǎn)合金模具、噴涂成型模具、快速電鑄模、陶瓷型精鑄模、陶瓷型吸塑模、疊層模及快速 原型制造模具等快速經(jīng)濟(jì)模具將進(jìn)一步發(fā)展?？鞊Q模架、快換沖頭等也將日益發(fā)展。另外， 采用計(jì)算機(jī)控制和機(jī)械手操作的快速換模裝置、快速試模技術(shù)也會(huì)得到發(fā)展和提高。 （6）模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用將日漸廣泛 使用模具標(biāo)準(zhǔn)件不但能縮短模具制造周期，而且能提高模具質(zhì)量和降低模具制造成本。 因此，模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用必將日漸廣泛。為此，首先要制訂統(tǒng)一的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，并嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn) 生產(chǎn)；其次要逐步形成規(guī)模生產(chǎn)，提高標(biāo)準(zhǔn)件質(zhì)量、降低成本；再次是要進(jìn)一步增加標(biāo)準(zhǔn)件 規(guī)格品種，發(fā)展和完善聯(lián)銷網(wǎng)，保證供貨迅速。 （7）模具使用優(yōu)質(zhì)材料及應(yīng)用先進(jìn)的表面處理技術(shù)將進(jìn)一步受重視在整個(gè)模具價(jià)格構(gòu)成中，材料所占比重不大，一般在20%30%之間，因此選用優(yōu)質(zhì)鋼材和應(yīng)用的表面處理技術(shù)來(lái)提高模具的壽命就顯得十分必要。對(duì)于模具鋼來(lái)說(shuō)，要采用電渣 重熔工藝，努力提高鋼的純凈度、等向性、致密度和均勻性及研制更高性能或有特殊性能的 模具鋼。如采用粉末冶金工藝制作的粉末高速鋼等。粉末高速鋼解決了原來(lái)高速鋼冶煉過(guò)程 中產(chǎn)生的一次碳化物粗大和偏析，從而影響材質(zhì)的問(wèn)題。其碳化物微細(xì)，組織均勻，沒(méi)有材 料方向性，因此它具有韌性高、磨削工藝性好、耐磨性高、長(zhǎng)年使用尺寸穩(wěn)定等特點(diǎn)，是一 種很有發(fā)展前途的鋼材。特別對(duì)形狀復(fù)雜的沖件及高速?zèng)_壓的模具，其優(yōu)越性更加突出。這 種鋼材還適用于注射成型漆加玻璃纖維或金屬粉末的增強(qiáng)塑料的模具，如型腔、形芯、澆口 等主要部件。另外，模具鋼品種規(guī)格多樣化、產(chǎn)品精料化、制品化，盡量縮短供貨時(shí)間亦是 重要方向。模具熱處理和表面處理是能否充分發(fā)揮模具鋼材性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。模具熱處理的發(fā)展 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、滲釩外，應(yīng)發(fā)展設(shè)備昴貴、工藝先進(jìn)的氣相沉積(TiN、TiC等)、等離子 噴涂等技術(shù)。 （8）在模具設(shè)計(jì)制造中將全面推廣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)重要里程碑。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。現(xiàn)在，全面普及CAD/CAM/CAE技術(shù)已基本成熟。由于模具 CAD/CAM技術(shù)已發(fā)展成為一項(xiàng)比較成熟的共性技術(shù)，近年來(lái)模具CAD/CAM技術(shù)的硬件與軟件 價(jià)格已降低到中小企業(yè)普遍可以接受的程度，特別是微機(jī)的普及應(yīng)用，更為廣大模具企業(yè)普 及模具CAD/CAM技術(shù)創(chuàng)造了良好的條伯。隨著微機(jī)軟件的發(fā)展和進(jìn)步，技術(shù)培訓(xùn)工作也日趨 簡(jiǎn)化。在普及推廣模具CAD/CAM技術(shù)的過(guò)程中，應(yīng)抓住機(jī)遇，重點(diǎn)扶持國(guó)產(chǎn)模具軟件的開(kāi)發(fā) 和應(yīng)用。 加大技術(shù)培訓(xùn)和技術(shù)服務(wù)的力度。應(yīng)時(shí)一步擴(kuò)大CAE技術(shù)的應(yīng)用范圍。對(duì)于已普及了 模具CAD/CAM技術(shù)的一批以家電行業(yè)代表的企業(yè)來(lái)說(shuō)，應(yīng)積極做好模具CAD/CAM技術(shù)的深化 應(yīng)用工作，即開(kāi)展企業(yè)信息化工程，可從CAPP,PDM，CIMS,VR，逐步深化和提高。 （10）快速原型制造(RPM)技術(shù)得到更好的發(fā)展 快速原型制造(RPM)技術(shù)是美國(guó)首先推出的。它是伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、激光成形技術(shù)和 新材料技術(shù)的發(fā)展而產(chǎn)生的，是一種全新的制造技術(shù)，是基于新穎的離散/堆積(即材料累加) 成形思想，根據(jù)零件CAD模型、快速自動(dòng)完成復(fù)雜的三維實(shí)體(原型)制造。RPM技術(shù)是集精 密機(jī)械制造、計(jì)算機(jī)、NC技術(shù)、激光成形技術(shù)和材料科學(xué)最新發(fā)展的高科技技術(shù)，被公認(rèn) 為是繼NC技術(shù)之后的一次技術(shù)革命。RPM技術(shù)可直接或間接用于模具制造。首先是通過(guò)立體光固化(SLA)疊層實(shí)體制造(LOM) 激光選區(qū)燒結(jié)(SLS)、三維打印(3D-P)熔融沉積成形(FDM)等不同方法得到制件原型。然后通 過(guò)一些傳統(tǒng)的快速制模方法，獲得長(zhǎng)壽命的金屬模具或非金屬的低壽命模具。主要有精密鑄 造、粉末冶金、電鑄和熔射(熱噴涂)等方法。這種方法制模，具有技術(shù)先進(jìn)、成本較低、設(shè) 計(jì)制造周期短、精度適中等特點(diǎn)。從模具的概念設(shè)計(jì)到制造完成僅為傳統(tǒng)加工方法所需時(shí)間 的1/3和成本的1/4左右。因此，快速制模技術(shù)與快速原型制造技術(shù)的結(jié)合，將是傳統(tǒng)快速 制模技術(shù)，進(jìn)一步深入發(fā)展的方向。 RPM技術(shù)還可以解決石墨電極壓力振動(dòng)(研磨)成形法中母模(電極研具)制造困難問(wèn)題， 使該法獲得新生。青島海爾模具有限公司還構(gòu)建了基于RE(逆向工程技術(shù))/RPM的模具并行 開(kāi)發(fā)系統(tǒng)，具有開(kāi)發(fā)質(zhì)量高、開(kāi)發(fā)成本低及開(kāi)發(fā)周期短等優(yōu)點(diǎn)。 （11）高速銑削加工將得到更廣泛的應(yīng)用 國(guó)外近年來(lái)發(fā)展的高速銑削加工 ，主軸轉(zhuǎn)速可達(dá)到40000100000r/min,快速進(jìn)給速 度可達(dá)到3040m/min，換刀時(shí)間可提高到13S。這樣就大幅度提高了加工效率，如在加 工壓鑄模時(shí)，可提高78倍，并可獲得Ra10um的加工表面粗糙度。形狀精度可達(dá)10um。 另外，還可加工硬度達(dá)60HRC的模塊，形成了對(duì)電火花成形加工的挑戰(zhàn)。因此，高速銑削加 工技術(shù)的發(fā)展，促進(jìn)了模具加工的發(fā)展，特別是對(duì)汽車、家電行業(yè)中大型腔模具制造方面注 入了新的活力。 （12）模具高速掃描及數(shù)字化系統(tǒng)將發(fā)揮更大的作用 英國(guó)雷尼紹公司的模具掃描系統(tǒng)，已在我國(guó)200多家模具廠點(diǎn)得到應(yīng)用，取得良好效 果。該系統(tǒng)提供了從模型或?qū)嵨飹呙璧郊庸こ銎谕牡哪Ｐ退璧闹T多功能，大大縮短的研 制制造周期。如RENSCAN200快速掃描系統(tǒng)，可快速安裝在已有的數(shù)控銑床及加工中心上， 用雷尼紹的SP2-1掃描測(cè)頭實(shí)現(xiàn)快速數(shù)據(jù)采集，控制核心是雷尼紹TRACECUT軟件，可自動(dòng) 生成各種不同數(shù)控系統(tǒng)的加工等程序及不同格式的CAD數(shù)據(jù)。用于模具制造業(yè)的“逆向工 程”。該公司又推出了CYCLON高速掃描機(jī)，這是一臺(tái)獨(dú)立工作的專門(mén)用來(lái)掃描的設(shè)備，不占 用加工機(jī)床的工作時(shí)間。其掃描速度最高可達(dá)3m/min，大大縮短了模具制造周期，另外， 其數(shù)據(jù)采集速度比RENSCAN200快，定時(shí)探針接觸力小 ，因此可以用非常細(xì)的探針，用來(lái)掃 描細(xì)小的模具和細(xì)微的特征表面 ，擴(kuò)大模具生產(chǎn)的品種范圍。由于模具掃描系統(tǒng)已在汽車、摩托車、定電等行業(yè)得到成功應(yīng)用，相信在“十五”期 間將發(fā)揮更大作用。 （13）模具研磨拋光將向自動(dòng)化、智能化方向發(fā)展 模具表面的精加工是模具加工中未能很好解決的難題之一。模具表面的質(zhì)量對(duì)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(guó)目前仍以手工研磨拋光為主，不僅效率 低(約占整個(gè)模具制造周期的1/3)，且工人勞動(dòng)強(qiáng)度大，質(zhì)量不穩(wěn)定，制約了我國(guó)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(shì)。日本已研制了數(shù)控 研磨機(jī)，可實(shí)現(xiàn)三維曲面模具研磨拋光的自動(dòng)化、智能化是重要的發(fā)展趨勢(shì)。日本已研制了 數(shù)控研磨機(jī)，可實(shí)現(xiàn)三給曲面模具研磨拋光的自動(dòng)化。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、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。 （14）模具自動(dòng)加工系統(tǒng)的研制和發(fā)展 隨著各種新技術(shù)的迅速發(fā)展，國(guó)外已出現(xiàn)了模具自動(dòng)加工系統(tǒng)。這也是我國(guó)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展 的目標(biāo)。模具自動(dòng)加工系統(tǒng)應(yīng)有如下特征：多臺(tái)機(jī)床合理組合；配有隨行定位夾具或定位盤(pán)； 有完整的機(jī)具、刀具數(shù)控庫(kù)；有完整的數(shù)控柔性同步系統(tǒng)；有質(zhì)量監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)。1.3 復(fù)合模的主要特點(diǎn) 復(fù)合模結(jié)構(gòu)緊湊，沖出的制件精度較高，生產(chǎn)率也高，適合大批量生產(chǎn)，特別是孔與制件外形的同心度容易保證。但模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造較困難。 按照落料凹模安裝的位置，復(fù)合模可分為正裝與倒裝兩種形式。1.4 模具CAD技術(shù) CAD是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(Computer Aided Design)的簡(jiǎn)稱，指利用計(jì)算機(jī)硬件和軟件進(jìn)行的設(shè)計(jì)活動(dòng)，包括使用計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)庫(kù)、程序庫(kù)(有時(shí)候也簡(jiǎn)稱為方法庫(kù))及通訊等技術(shù)來(lái)完成設(shè)計(jì)過(guò)程的信息檢索、分析、綜合、造型、修改及文件的編制工作。模具CAD是模具計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(Computer Aided Die Design)的簡(jiǎn)稱，指用計(jì)算機(jī)作為主要的技術(shù)手段來(lái)生成和運(yùn)用各種數(shù)字和圖像信息，以進(jìn)行模具的設(shè)計(jì)。模具CAD系統(tǒng)為設(shè)計(jì)人員提供了一個(gè)高效的設(shè)計(jì)環(huán)境，使人的創(chuàng)造性獲得完美的發(fā)揮，擺脫了大量煩瑣的重復(fù)性繪圖工作。更重要的是改變了傳統(tǒng)的圖紙、實(shí)物傳遞方式，從而大幅度地提高了模具設(shè)計(jì)質(zhì)量，對(duì)于傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)和制造是一次重大的變革3。它是至今以來(lái)最具有生產(chǎn)潛力的工具之一，也是未來(lái)模具行業(yè)持續(xù)生存和發(fā)展前提。自從美國(guó)Die Comp公司于1971年在簡(jiǎn)單級(jí)進(jìn)模中首先將CAD/CAM技術(shù)引入到?jīng)_模設(shè)計(jì)與制造中以來(lái)，沖模以CAD/CAM技術(shù)已成為沖壓工藝與模具的主要發(fā)展方向之一。1978年日本機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)了MEL系統(tǒng)，采用了圖形顯示設(shè)備和交互圖形設(shè)計(jì)技術(shù)，使CAD開(kāi)始走向?qū)嵱没５?0年代中期，人工智能技術(shù)在模具設(shè)計(jì)與制造中獲得應(yīng)用，美國(guó)Purdue大學(xué)的G.Eshel等于1984年開(kāi)發(fā)了軸對(duì)稱拉深件沖壓工藝設(shè)計(jì)的專家系統(tǒng).1992年印度學(xué)者Y.K.D.V .Prasad等在AUTOCAD基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)了普通沖裁模的CAD/CAM系統(tǒng)CADDS.采用參數(shù)化編程技術(shù)建立了模具標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)，但模具設(shè)計(jì)仍以交互式圖形設(shè)計(jì)為主。1991年,Michael R. Doffey等在探討級(jí)進(jìn)模的CAD/CAM時(shí)針對(duì)簡(jiǎn)單鉸鏈件的沖壓加工開(kāi)發(fā)了一個(gè)利用特征(Feature)作為表達(dá)知識(shí)單元的系統(tǒng)12。該系統(tǒng)將模具的表達(dá)分為幾何實(shí)體、特征、零件、裝配等四個(gè)層次，條料排樣采用基于規(guī)則的推理方法及自動(dòng)設(shè)計(jì)，模具結(jié)構(gòu)及零件的設(shè)計(jì)分為標(biāo)準(zhǔn)件自動(dòng)設(shè)計(jì)和凸、凹模等非標(biāo)準(zhǔn)件交互設(shè)計(jì)兩個(gè)部分，使模具設(shè)計(jì)走向智能化方向。我國(guó)在沖壓模具的CAD/CAM方面也取得了重大進(jìn)展。上海交通大學(xué)在20世紀(jì)80年代初期開(kāi)展了大規(guī)模的CAD/CAM研究開(kāi)發(fā)工作，采用交互設(shè)計(jì)方法和進(jìn)行條料排樣，模具結(jié)構(gòu)及零件設(shè)計(jì)方面采用了典型結(jié)構(gòu)及標(biāo)準(zhǔn)零件的自動(dòng)調(diào)用和交互設(shè)計(jì)相結(jié)合的方法，開(kāi)發(fā)了智能化數(shù)據(jù)庫(kù)，貯存了各種沖模的典型結(jié)構(gòu)、標(biāo)準(zhǔn)零件、設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)、設(shè)計(jì)方法和步驟，并向用戶開(kāi)放，目前在上海交通大學(xué)已建立了模具CAD/CAM國(guó)家工程中心。華中科技大學(xué)于1981年首先開(kāi)始了精沖模的CAD/CAM工作。近年來(lái)，在沖壓件特征建模、專家系統(tǒng)以及CAD/CAM系統(tǒng)柔性化方面都取得了卓越的成就，并建立了模具CAD/CAM國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。 國(guó)內(nèi)其他高校、研究所和大型企業(yè)在沖模CAD/CAM方面也進(jìn)行了許多探索和實(shí)踐，并獲得了眾多可喜的成果。從以上沖壓工藝與模具的各個(gè)發(fā)展方向中可以看出，“沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)技術(shù)”是一門(mén)從事現(xiàn)代塑性加工所必須掌握的重要課程，該技術(shù)的理論性和實(shí)用性均很強(qiáng)，因此，學(xué)習(xí)時(shí)應(yīng)從理論與實(shí)踐相結(jié)合的角度研究、探討，并側(cè)重加強(qiáng)工程實(shí)踐能力。1.5 本課題的來(lái)源及主要任務(wù)本課題主要任務(wù)就是設(shè)計(jì)一落料拉深沖孔復(fù)合模，繪制出模具裝配圖和大部分零件圖，熟悉復(fù)合模設(shè)計(jì)步驟，并與課程設(shè)計(jì)過(guò)的彎曲模和級(jí)進(jìn)模作個(gè)比較，了解復(fù)合模的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。本課題任務(wù)主要有兩個(gè)特點(diǎn)：1.涉及沖壓模具方面的知識(shí) 2.涉及機(jī)械制造方面的知識(shí)。從上述任務(wù)特點(diǎn)可以知道，本課題知識(shí)的綜合性較強(qiáng)，涉及的知識(shí)面較廣。 2 沖壓件的工藝性分析制件如圖-1所示材料為10鋼板，板厚1mm，制件精度為IT11級(jí).，形狀簡(jiǎn)單，尺寸不大，大批量生產(chǎn)，屬普通沖壓件。工藝性分析根據(jù)制件的材料、厚度、形狀及尺寸，在沖壓工藝設(shè)計(jì)和模具設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)特別注意以下幾點(diǎn)：1） 該制件為落料拉深沖孔件，在設(shè)計(jì)時(shí)，毛坯尺寸要計(jì)算準(zhǔn)確2） 沖裁間隙、拉深凸凹模間隙應(yīng)符合制件的要求3） 各工序凸凹模動(dòng)作行程的確定應(yīng)保證各工序工作穩(wěn)妥、連貫。2.1工藝方案的分析和確定 工藝方案的分析根據(jù)制件的工藝性分析，其基本工序有落料、拉深、沖孔三種。拉深件的毛坯尺寸及拉深次數(shù)，應(yīng)通過(guò)計(jì)算確定2.1.1: 毛坯直徑D的計(jì)算 因?yàn)槔钕鄬?duì)高度h/d=16/99=0.162，因?yàn)槭菬o(wú)凸緣零件，h=15mm)=0.18*130=23.4mm,初選為25mm. 凹模壁厚：C=(1.52)H=37.550,取c=45mm 所以凹模外徑：L=130+2*45=220(mm) 根據(jù)冷沖壓典型組合尺寸有關(guān)標(biāo)準(zhǔn) 凹模外徑D取250mm 選擇模架及確定其他零件 根據(jù)凹模周界尺寸D=250mm,考慮采用橫向送料，故擬用后側(cè)導(dǎo)柱圓形模架，查手冊(cè)，可得模架規(guī)格：250*250(GB/T2851.6-1990) 其他零件規(guī)格： 上模座：250*50 （GB/T2855.11-1990） 下模座：250*65 （GB/T2851.12-1990） 導(dǎo) 柱：32*210 （GB/T2861.1 -1990） 35*210 （GB/T2861.1 -1990） 導(dǎo) 套：32*115*48 （GB/T2861.6 -1990） 35*115*48 （GB/T2861.6 -1990） 模 柄：A50x110 卸料螺釘：按GB2867.6-81選d=12mm的內(nèi)六角卸料螺釘,螺柱長(zhǎng)L=116mm。卸料螺釘窩深應(yīng)滿足 閉合高度H0：模具閉合高度應(yīng)為上模、下模板、彈性卸料板、凹模、墊板、固定板等厚度的總和。即 H0=（60+6+20+68+65+10-1）mm=228mm“-1mm”是考慮凸模進(jìn)入凹模的深度。根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整，可略有增減，以制件完全分離為準(zhǔn)。所選壓力機(jī)閉合高Hmax240mm,Hmin=210 滿足：Hmax-5mmH0Hmin+10mm2.6整修工序 整修是將普通沖裁后的毛坯放在整修模中，進(jìn)行一次或多次加工，除去粗糙不平的沖裁剪切面和錐度，從而得到光滑平整的斷面。整修后，零件尺寸精度可達(dá)IT6IT7級(jí)，表面粗糙度Ra值可達(dá)0.80.4um.常用的整修方法主要有外緣整修、內(nèi)孔整修、疊料整修和振動(dòng)整修。 1下模座 2墊板 3凹模固定板 4導(dǎo)柱 5導(dǎo)套 6整形凹模 7凸模固定板 8整形凸模 9上模座 10螺釘 11推桿 12模柄 13推件器 14銷釘外緣整修 其整修過(guò)程相當(dāng)于用壓力機(jī)切削加工。將預(yù)先留有整修余量的工件置于整修凹模上，由凸模將毛坯壓入凹模，毛坯外緣金屬纖維被凹模切斷，形成環(huán)行切削n1,n2.隨著凸模下降，外緣金屬纖維逐步被切去，切屑逐步外移斷裂，直至最后階段，切屑成長(zhǎng)減弱，又相當(dāng)于普通剪切變形，產(chǎn)生裂紋，完全切斷分離。整修后得到的工件斷面光潔垂直，只是在最后斷裂時(shí)有很小的粗糙面（約0.1mm左右）。外緣整修的質(zhì)量與整修次數(shù)、整修余量及整修模結(jié)構(gòu)等因素有關(guān)。 整修次數(shù)與工件的材料厚度、形狀有關(guān)。對(duì)于厚度在3mm以下，外形簡(jiǎn)單、圓滑的工件一般只需一次整修，厚度大于3mm或工件有尖角時(shí)，需進(jìn)行多次整修，否則會(huì)產(chǎn)生撕裂現(xiàn)象。一次整修余量沿外形周邊需均勻分布。 毛坯上所留整修余量必須適當(dāng)，才能保證整修后得到光滑平直的斷面。從圖可看到，總的雙邊切除余量為 S=Z+D 式中 S總的雙邊被切除金屬量; Z落料模雙邊間隙（mm）; D雙邊整修余量（mm）內(nèi)孔整修切除余量的內(nèi)孔整修，其工作原理與外緣整修相似，不同的是利用凸模切除余量，整修目的是校正孔的坐標(biāo)位置，降低表面粗糙度和提高孔的尺寸精度，一般可達(dá)IT5IT6級(jí)，表面粗糙度Ra值達(dá)0.2um.這種整修方法除要求凸模刃口鋒利外，還需有合理的余量。過(guò)大的余量不僅會(huì)降低凸模壽命，而且切斷面將被拉裂，影響光潔度與精度。余量過(guò)小則不能達(dá)到整修的目的。修孔余量與材料種類、厚度、預(yù)先制孔的方式（沖孔或鉆孔）等因素有關(guān)。修孔余量可用下式計(jì)算：D =2s+c=2.82x+c 式中D雙邊修孔余量（mm）； S修正前孔具有的最大偏心距（mm）; C補(bǔ)償定位誤差，可查表；x, y修正前孔可能具有的最高坐標(biāo)誤差。 內(nèi)孔整修時(shí)，凸模應(yīng)從孔的小端進(jìn)入?？自谡藓笥捎诓牧系膹椥宰冃?，使孔徑稍有縮小，其縮小值近似為：鋁0.0050.010mm,黃銅0.0070.012mm,軟鋼0.0080.015mm.內(nèi)孔整修還有一種是用心棒精壓。它是利用硬度很高的心棒或鋼珠，強(qiáng)行通過(guò)尺寸稍小一些的毛坯孔，將孔表面壓平。此法用于d/t34及t3mm的情況。它不但可以利用鋼珠加工圓形孔，而且可以利用心棒加工帶有缺口等的非圓形孔。疊料整修 用一般的整修方法，要得到小的間隙必須有相當(dāng)高精度的模具，而且還有一個(gè)最佳整修余量的選擇問(wèn)題，通過(guò)一次整修不一定能得到光滑的表面。 由于整修時(shí)凸模不進(jìn)入凹模內(nèi)，所以模具制造容易，而且也不存在凸模的磨損問(wèn)題，與一般整修方法相比，適用材料的范圍和允許加工余量的范圍都寬。其缺點(diǎn)是在下一行行程的毛坯進(jìn)入之后，就必須除去切屑，所以需要有相應(yīng)的措施。為提高切削性能和使切屑容易排出，可以采用在凹模端面上加工出1015的前角或斷屑槽，以及用高壓的壓縮空氣吹掉切屑。此外，由于下一次行程的毛坯起了凸模作用。而毛坯比凸模的料軟得多，相當(dāng)于在凸模刃口加上圓角，因而產(chǎn)生的毛坯相當(dāng)大。振動(dòng)整修是借助與專門(mén)壓力機(jī)在凸模上附加一個(gè)軸向振動(dòng)，斷續(xù)地進(jìn)行切削。這樣使原來(lái)比較難于整修的材料變得容易整修，還能降低整修表面的粗糙度。 結(jié)論：(1)通過(guò)對(duì)汽車車輪蓋工件的工藝分析，充分了解了此零件的各種工藝，以及在設(shè)計(jì)模具和工序安排過(guò)程中應(yīng)該注意的事項(xiàng)，使工藝過(guò)程和模具設(shè)計(jì)更趨于合理化，掌握了設(shè)計(jì)時(shí)的工序安排過(guò)程中應(yīng)該注意的原則和一些必要的事宜。 (2)設(shè)計(jì)時(shí)，要考慮到前后工序的關(guān)聯(lián)性，以及模具的關(guān)聯(lián)性，合理安排工序，盡量使模具的結(jié)構(gòu)更緊密。同時(shí)在設(shè)計(jì)的過(guò)程中還要考慮到所設(shè)計(jì)零件的可加工性，要盡可能多的選用標(biāo)準(zhǔn)零件，達(dá)到規(guī)范化設(shè)計(jì)的要求。(3)大量運(yùn)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)扭AutoCAD來(lái)完成模具的設(shè)計(jì)，從而省不少時(shí)間和精力，同時(shí)也使設(shè)計(jì)更趨于精確化，規(guī)范化，系統(tǒng)化。 致謝本次畢業(yè)設(shè)計(jì)在完成過(guò)程中得到老師的悉心指導(dǎo)，多次親自來(lái)到寢室詢問(wèn)設(shè)計(jì)進(jìn)度，為我指點(diǎn)迷津，幫助我開(kāi)拓設(shè)計(jì)思路，精心點(diǎn)撥、熱忱鼓勵(lì)。老師一絲不茍的作風(fēng)，嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的態(tài)度，踏踏實(shí)實(shí)的精神，令我非常敬佩，設(shè)計(jì)雖歷時(shí)三月，卻給以終生受益無(wú)窮之道。對(duì)郭老師的感激之情是無(wú)法用言語(yǔ)表達(dá)的。同時(shí)感謝身邊同學(xué)的積極幫助，通過(guò)交流，作者獲益匪淺。在此也表示衷心的感謝! 由于作者水平有限，論文內(nèi)容難免存在疏漏之處，肯請(qǐng)各位老師及讀者給予批評(píng)指正。 參考文獻(xiàn)：1冷沖模設(shè)計(jì)及制造，中國(guó)機(jī)械工業(yè)教育協(xié)會(huì)，機(jī)械工業(yè)出版社 2冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)，王 芳，機(jī)械工業(yè)出版社3冷沖壓及塑料成型工藝與模具設(shè)計(jì)資料，虞傳寶，機(jī)械工業(yè)出版社4沖模技術(shù)，涂光祺，機(jī)械工業(yè)出版社5沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)，姜奎華，機(jī)械工業(yè)出版社6沖壓加工技術(shù)手冊(cè)，谷維忠、 徐恩義，輕工業(yè)出版社7 模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)，史鐵梁，機(jī)械工業(yè)出版社8 多工位級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)，邱永成 ，國(guó)防工業(yè)出版社9 模具結(jié)構(gòu)圖冊(cè)，鄭大中，機(jī)械工業(yè)出版社10 典型實(shí)用模具圖冊(cè) ，王一梅，江蘇科學(xué)技術(shù)出版社11 moldflow pty .ltd.Moldflow plastics Insight Training manualM.Australia:Moldflow pty.ltd,200312 Li Chunlin. 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