消聲器后蓋復(fù)合模設(shè)計(jì)及制造工藝分析-沖壓模具【含13張CAD圖紙+PDF圖】

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Krger,Rolf Jebasinski.Active Exhaust Silencers - Current Perspectives and ChallengesC. SAE 2007 Noise and Vibration Conference and Exhibition, May 2007.五、試驗(yàn)、測(cè)試、試制加工所需主要儀器設(shè)備及條件計(jì)算機(jī)1臺(tái)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件 任務(wù)下達(dá)時(shí)間：2013年12月17日畢業(yè)設(shè)計(jì)開(kāi)始與完成時(shí)間：2013年12月17日至 2014年05 月26日組織實(shí)施單位：教研室主任意見(jiàn)：簽字： 2013年12月14日院領(lǐng)導(dǎo)小組意見(jiàn)：簽字： 2013 年12月16日編號(hào)： 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開(kāi)題報(bào)告題 目： 消聲器后蓋復(fù)合模 設(shè)計(jì)及制造工藝分析 院 （系）： 機(jī)電工程學(xué)院 專 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化學(xué)生姓名： 周 迪 學(xué) 號(hào)： 1000110134 指導(dǎo)教師單位： 機(jī)電工程學(xué)院 姓 名： 蔣占四 職 稱： 副教授 題目類型：理論研究 實(shí)驗(yàn)研究 工程設(shè)計(jì) 工程技術(shù)研究 軟件開(kāi)發(fā) 2013年12月27日開(kāi)題報(bào)告填寫(xiě)要求1開(kāi)題報(bào)告作為畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會(huì)對(duì)學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。此報(bào)告應(yīng)在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下，由學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作前期內(nèi)完成，經(jīng)指導(dǎo)教師簽署意見(jiàn)審查后生效。 2開(kāi)題報(bào)告內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書(shū)寫(xiě)，或按教務(wù)處統(tǒng)一設(shè)計(jì)的電子文檔標(biāo)準(zhǔn)格式打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應(yīng)及時(shí)交給指導(dǎo)教師簽署意見(jiàn)。3學(xué)生查閱資料的參考文獻(xiàn)應(yīng)在5篇及以上（不包括辭典、手冊(cè)），開(kāi)題報(bào)告的字?jǐn)?shù)要在1000字以上。4有關(guān)年月日等日期的填寫(xiě)，應(yīng)當(dāng)按照國(guó)標(biāo)GB/T 740894數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時(shí)間表示法規(guī)定的要求，一律用阿拉伯?dāng)?shù)字書(shū)寫(xiě)。如“2004年4月26日”或“2004-04-26”。5“指導(dǎo)教師（簽字）”日期填寫(xiě)成在2013年12月27日 31日之間的某個(gè)日期；“開(kāi)題小組組長(zhǎng)（簽字）”日期填寫(xiě)成在2014年1月4日9日之間的某個(gè)日期。1畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容、重點(diǎn)和難點(diǎn)等1、利用期末、寒假和開(kāi)學(xué)后的時(shí)間到模具公司實(shí)習(xí)，認(rèn)真地學(xué)習(xí)沖壓成形的特點(diǎn)與基本規(guī)律，熟悉沖壓成型模具的結(jié)構(gòu)和設(shè)計(jì)、加工及裝配方法，并及時(shí)向老師請(qǐng)教和查詢相關(guān)文獻(xiàn)資料。2、對(duì)所要設(shè)計(jì)的消聲器后蓋復(fù)合模設(shè)計(jì)及制造工藝分析，運(yùn)用局部成型模具常用機(jī)構(gòu)及工作原理，通過(guò)分析計(jì)算確定合理的沖壓工藝方案。3、結(jié)合模具公司實(shí)習(xí)實(shí)際和參考資料相關(guān)知識(shí)及設(shè)計(jì)要求，進(jìn)行必要的進(jìn)行相關(guān)計(jì)算和設(shè)計(jì)。4、根據(jù)具體計(jì)算結(jié)果和設(shè)計(jì)情況，確定模具的主體結(jié)構(gòu)，選用合理的標(biāo)準(zhǔn)模架，及工作零件、送料裝置、卸料裝置、導(dǎo)料裝置及定位裝置等，在符合計(jì)算和設(shè)計(jì)要求的基礎(chǔ)上盡量選用標(biāo)準(zhǔn)件。5、用UG三維軟件創(chuàng)建設(shè)計(jì)模具的虛擬模型，然后用三維軟件出圖（包括總裝配圖和零件圖），再用二維軟件稍做修改使其符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，完成局部成型模具典型結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。6、結(jié)合公司實(shí)際的使用標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)資料標(biāo)準(zhǔn)，制定主要零件的加工路線及編制其加工工藝規(guī)程，并寫(xiě)出數(shù)控加工相關(guān)程序。7、詢問(wèn)車間模具裝配師傅和查閱資料，了解模具裝配過(guò)程中需要注意的問(wèn)題和正確的裝配方法及出現(xiàn)問(wèn)題后的解決方法。8、根據(jù)情況進(jìn)行實(shí)物的加工制作，裝配后進(jìn)行試模，根據(jù)所沖出來(lái)的零件對(duì)實(shí)物進(jìn)行合理的修改，直至沖出符合要求的零件。設(shè)計(jì)的重點(diǎn)：1、在公司實(shí)習(xí)期間查閱文獻(xiàn)資料和詢問(wèn)資深高的模具設(shè)計(jì)人員相關(guān)問(wèn)題。2、制定消聲器后蓋的沖壓工藝方案。 3、確定該制件的材料和厚度、尺寸、精度要求等，選用合理的標(biāo)準(zhǔn)模架。4、根據(jù)要求計(jì)算和選擇相關(guān)尺寸和力等。5、確定合理的模具結(jié)構(gòu)和主要零部件。6、出圖（包括總裝圖和零件圖）。7、制定主要零部件的加工工藝并編制相關(guān)數(shù)控加工程序。設(shè)計(jì)的難點(diǎn)：1、模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和計(jì)算。2、總裝配圖的繪制。2準(zhǔn)備情況（查閱過(guò)的文獻(xiàn)資料及調(diào)研情況、現(xiàn)有設(shè)備、實(shí)驗(yàn)條件等）在當(dāng)今社會(huì)中快速制造已經(jīng)成為大趨勢(shì)，而沖壓模具不僅在快速性上具有優(yōu)勢(shì)，而且在精度、可靠性上也有著其他制造所沒(méi)有的特點(diǎn)。相對(duì)其他冷沖壓模具結(jié)構(gòu)而言，復(fù)合模具有其自身的優(yōu)點(diǎn)，如：工件同軸度較好，表面平直，尺寸精度較高；生產(chǎn)效率高，且不受條料外形尺寸的精度限制，有時(shí)廢角料也可用以再生產(chǎn)等。自己因?yàn)榕d趣愛(ài)好而選擇了機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)，學(xué)習(xí)了沖壓模具設(shè)計(jì)與制造的相關(guān)知識(shí)，而這次的消聲器后蓋復(fù)合模設(shè)計(jì)及制造工藝分析將運(yùn)用到這四年大學(xué)所學(xué)知識(shí)。并且是對(duì)所學(xué)知識(shí)的檢測(cè)。借此機(jī)會(huì)，我將鞏固大學(xué)所學(xué)知識(shí)，并準(zhǔn)備將其運(yùn)用至以后的工作中。我會(huì)運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中鍛煉自己的獨(dú)立工作設(shè)計(jì)能力和創(chuàng)造性思維能力，樹(shù)立正確的設(shè)計(jì)思想，設(shè)計(jì)出機(jī)械性能上和經(jīng)濟(jì)性能上均滿足要求的沖壓模具。在模具設(shè)計(jì)過(guò)程中，我還會(huì)注意了解現(xiàn)代先進(jìn)模具制造技術(shù)，比如快速模具制造、快速成型等，爭(zhēng)取在設(shè)計(jì)過(guò)程中加以涉及。我也會(huì)在實(shí)習(xí)過(guò)程中和查閱資料的過(guò)程中對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)課題做深刻了解及總結(jié)，保證按時(shí)高質(zhì)量地完成消聲器后蓋復(fù)合模設(shè)計(jì)及制造工藝分析的畢業(yè)設(shè)計(jì)。查閱的文獻(xiàn)：1 肖景容, 姜奎華. 沖壓工藝學(xué)M. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999.2 沖模設(shè)計(jì)手冊(cè)編寫(xiě)組編著. 沖模設(shè)計(jì)手冊(cè)K. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，19993 王孝培. 實(shí)用沖壓技術(shù)手冊(cè)K. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20014 陳錫棟, 周小玉.實(shí)用模具技術(shù)手冊(cè)K .北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005.8：46-565 李文元, 江熒. 冷凝器側(cè)板沖壓工藝與級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)J. 模具工業(yè), 2007,8: 23-25.6 楊玉英.實(shí)用沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)手冊(cè)K.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2005.7 花杏華, 黃彩萍. 消聲器后蓋復(fù)合模設(shè)計(jì)J. 模具制造, 2005, 8: 27-29.8 蔣曉斌. 精密彈簧固定件復(fù)合模設(shè)計(jì)J. 鍛壓裝備與制造技術(shù), 2010,5:9 肖軍民. 空調(diào)頂蓋體沖壓工藝改進(jìn)及復(fù)合模設(shè)計(jì)J. 模具制造, 2007,10.10 Jan J. Krger,Rolf Jebasinski.Active Exhaust Silencers - Current Perspectives and ChallengesC. SAE 2007 Noise and Vibration Conference and Exhibition, May 2007.3、實(shí)施方案、進(jìn)度實(shí)施計(jì)劃及預(yù)期提交的畢業(yè)設(shè)計(jì)資料2013年 12 月 15 日至 2014 年 1 月 6 日 選擇畢業(yè)設(shè)計(jì)題目，理解課題，完成開(kāi)題報(bào)告。1 月 7 日至 2 月 16 日 自學(xué) UG、CAD 相關(guān)知識(shí)，查閱相關(guān)資料。2 月 17日至3 月31 日 公司實(shí)習(xí)，學(xué)習(xí)模具設(shè)計(jì)相關(guān)知識(shí)及查閱資料，確定模具基本結(jié)構(gòu)。4 月1 日至 4 月21 日 完成模具設(shè)計(jì)計(jì)算、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。4 月22日至 5 月5日 完成三維建模和出二維圖。 5 月 6日至 5 月19日 完成模具主要零件的加工工藝規(guī)程編制、相關(guān)數(shù)控加工程序的編制及論文的撰寫(xiě)。5 月 20 日至 6 月 5 日 整理打印畢業(yè)論文及相關(guān)資料，交指導(dǎo)老師評(píng)閱。指導(dǎo)教師意見(jiàn)指導(dǎo)教師（簽字）： 2013年12月日開(kāi)題小組意見(jiàn)開(kāi)題小組組長(zhǎng)（簽字）：2014年1 月日 院（系、部）意見(jiàn) 主管院長(zhǎng)（系、部主任）簽字： 2014年1月日- 7 -2014年機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)進(jìn)度計(jì)劃表學(xué)生姓名：周 迪 學(xué)號(hào)：1000110134序號(hào)起止日期計(jì)劃完成內(nèi)容實(shí)際完成內(nèi)容檢查日期檢查人簽名12013.12.17-12.23收集資料，了解復(fù)合模的相關(guān)知識(shí)，大概了解加工方式212.24-12.30查找相關(guān)資料，書(shū)籍32013.12.31-2014.1.6完成開(kāi)題報(bào)告42014.1.7-1.13完成與課題相關(guān)，不少于四萬(wàn)字符的指定英文資料翻譯（附英文原文）53.4-3.10學(xué)習(xí)CAD、UG等軟件的運(yùn)用63.11-3.17確定工藝方案73.18-3.24確定零件展開(kāi)形狀及尺寸83.25-3.31計(jì)算拉深工序主要工藝參數(shù)(本表同時(shí)作為指導(dǎo)教師對(duì)學(xué)生的16次考勤記錄)2014年機(jī)電工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)度計(jì)劃表（續(xù)）學(xué)生姓名： 學(xué)號(hào)：序號(hào)起止日期計(jì)劃完成內(nèi)容實(shí)際完成內(nèi)容檢查日期檢查人簽名94.01-4.07計(jì)算總壓力，確定壓力機(jī)噸位104.08-4.14確定模具壓力中心，計(jì)算模具工作部分尺寸114.15-4.21完成模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)124.22-4.28完成復(fù)合模的制造和裝配說(shuō)明134.29-5.05檢查論文中有關(guān)公式以及定義引用是否正確145.06-5.12完成設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)155.13-5.19設(shè)計(jì)資料的檢查和修改165.20-5.26完成畢業(yè)設(shè)計(jì)，提交論文任務(wù)下達(dá)時(shí)間：2013年12月17日(本表同時(shí)作為指導(dǎo)教師對(duì)學(xué)生的16次考勤記錄)第 1 頁(yè) 共 2 頁(yè)編號(hào)： 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)外文翻譯（譯文）院 （系）： 機(jī)電工程學(xué)院 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 學(xué)生姓名： 周迪 學(xué) 號(hào)： 1000110134 指導(dǎo)教師單位： 桂林電子科技大學(xué) 姓 名： 蔣占四 職 稱： 副教授 2014 年 05 月 26 日模具的發(fā)展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。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。現(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、農(nóng)機(jī)和無(wú)線電行業(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。2 模具的歷史發(fā)展模具的出現(xiàn)可以追溯到幾千年前的陶器和青銅器鑄造，但其大規(guī)模使用卻是隨著現(xiàn)代工業(yè)的掘起而發(fā)展起來(lái)的。19世紀(jì)，隨著軍火工業(yè)(槍炮的彈殼)、鐘表工業(yè)、無(wú)線電工業(yè)的發(fā)展，沖模得到廣泛使用。二次大戰(zhàn)后，隨著世界經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，它又成了大量生產(chǎn)家用電器、汽車、電子儀器、照相機(jī)、鐘表等零件的最佳方式。從世界范圍看，當(dāng)時(shí)美國(guó)的沖壓技術(shù)走在前列許多模具先進(jìn)技術(shù)，如簡(jiǎn)易模具、高效率模具、高壽命模具和沖壓自動(dòng)化技術(shù)，大多起源于美國(guó)；而瑞士的精沖、德國(guó)的冷擠壓技術(shù)，蘇聯(lián)對(duì)塑性加工的研究也處于世界先進(jìn)行列。50年代，模具行業(yè)工作重點(diǎn)是根據(jù)訂戶的要求，制作能滿足產(chǎn)品要求的模具。模具設(shè)計(jì)多憑經(jīng)驗(yàn)，參考已有圖紙和感性認(rèn)識(shí)，對(duì)所設(shè)計(jì)模具零件的機(jī)能缺乏真切了解。從1955年到1965年，是壓力加工的探索和開(kāi)發(fā)時(shí)代對(duì)模具主要零部件的機(jī)能和受力狀態(tài)進(jìn)行了數(shù)學(xué)分橋，并把這些知識(shí)不斷應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際，使得沖壓技術(shù)在各方面有飛躍的發(fā)展。其結(jié)果是歸納出模具設(shè)計(jì)原則，并使得壓力機(jī)械、沖壓材料、加工方法、梅具結(jié)構(gòu)、模具材料、模具制造方法、自動(dòng)化裝置等領(lǐng)域面貌一新，并向?qū)嵱没姆较蛲七M(jìn)，從而使沖壓加工從儀能生產(chǎn)優(yōu)良產(chǎn)品的第一階段。進(jìn)入70年代向高速化、啟動(dòng)化、精密化、安全化發(fā)展的第二階段。在這個(gè)過(guò)程中不斷涌現(xiàn)各種高效率、商壽命、高精度助多功能自動(dòng)校具。其代表是多達(dá)別多個(gè)工位的級(jí)進(jìn)模和十幾個(gè)工位的多工位傳遞模。在此基礎(chǔ)上又發(fā)展出既有連續(xù)沖壓工位又有多滑塊成形工位的壓力機(jī)彎曲機(jī)。在此期間，日本站到了世界最前列其模具加工精度進(jìn)入了微米級(jí)，模具壽命，合金工具鋼制造的模具達(dá)到了幾千萬(wàn)次，硬質(zhì)合金鋼制造的模具達(dá)到了幾億次p每分鐘沖壓次數(shù)，小型壓力機(jī)通常為200至300次，最高為1200次至1500次。在此期間，為了適應(yīng)產(chǎn)品更新快、用期短(如汽車改型、玩具翻新等)的需要，各種經(jīng)濟(jì)型模具，如鋅落合金模具、聚氨酯橡膠模具、鋼皮沖模等也得到了很大發(fā)展。從70年代中期至今可以說(shuō)是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、輔助制造技術(shù)不斷發(fā)展的時(shí)代。隨著模具加工精度與復(fù)雜性不斷提高，生產(chǎn)周期不斷加快，模具業(yè)對(duì)設(shè)備和人員素質(zhì)的要求也不斷提高。依靠普通加工設(shè)備，憑經(jīng)驗(yàn)和手藝越來(lái)越不能滿足模具生產(chǎn)的需要。90年代以來(lái)，機(jī)械技術(shù)和電子技術(shù)緊密結(jié)合，發(fā)展了NC機(jī)床，如數(shù)控線切割機(jī)床、數(shù)控電火花機(jī)床、數(shù)控銑床、數(shù)控坐標(biāo)磨床等。而采用電子計(jì)算機(jī)自動(dòng)編程、控制的CNC機(jī)床提高了數(shù)控機(jī)床的使用效率和范圍。近年來(lái)又發(fā)展出由一臺(tái)計(jì)算機(jī)以分時(shí)的方式直接管理和控制一群數(shù)控機(jī)床的NNC系統(tǒng)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)也逐步進(jìn)入模具生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域，包括設(shè)計(jì)、制造、管理等。國(guó)際生產(chǎn)研究協(xié)會(huì)預(yù)測(cè)，到2000年，作為設(shè)計(jì)和制造之間聯(lián)系手段的圖紙將失去其主要作用。模具自動(dòng)設(shè)計(jì)的最根本點(diǎn)是必須確立模具零件標(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。要擺脫過(guò)去以人的思考判斷和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)為中心所組成的設(shè)計(jì)方法，就必須把過(guò)去的經(jīng)驗(yàn)和思考方法，進(jìn)行系列化、數(shù)值化、數(shù)式化，作為設(shè)計(jì)準(zhǔn)則儲(chǔ)存到計(jì)算機(jī)中。因?yàn)槟＞邩?gòu)成元件也干差萬(wàn)別，要搞出一個(gè)能適應(yīng)各種零件的設(shè)計(jì)軟件幾乎不可能。但是有些產(chǎn)品的零件形狀變化不大，模具結(jié)構(gòu)有一定的規(guī)律，放可總結(jié)歸納，為自動(dòng)設(shè)計(jì)提供軟件。如日本某公司的CDM系統(tǒng)用于級(jí)進(jìn)模設(shè)計(jì)與制造，其中包括零件圖形輸入、毛坯展開(kāi)、條料排樣、確定模板尺寸和標(biāo)準(zhǔn)、繪制裝配圖和零件圖、輸出NC程序(為數(shù)控加工中心和線切割編程)等，所用時(shí)間由手工的20%、工時(shí)減少到35小時(shí)；從80年代初日本就將三維的CADCAM系統(tǒng)用于汽車覆蓋件模具。目前，在實(shí)體件的掃描輸入，圖線和數(shù)據(jù)輸入，幾何造形、顯示、繪圖、標(biāo)注以及對(duì)數(shù)據(jù)的自動(dòng)編程，產(chǎn)生效控機(jī)床控制系統(tǒng)的后置處理文件等方面已達(dá)到較高水平；計(jì)算機(jī)仿真(CAE)技術(shù)也取得了一定成果。在高層次上，CADCAMCAE集成的，即數(shù)據(jù)是統(tǒng)一的，可以互相直接傳輸信息實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化。目前國(guó)外僅有少數(shù)廠家能夠做到。3 我國(guó)模具工業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)由于歷史原因形成的封閉式、“大而全”的企業(yè)特征，我國(guó)大部分企業(yè)均設(shè)有模具車間，處于本廠的配套地位，自70年代末才有了模具工業(yè)化和生產(chǎn)專業(yè)化這個(gè)概念。生產(chǎn)效率不高，經(jīng)濟(jì)效益較差。模具行業(yè)的生產(chǎn)小而散亂，跨行業(yè)、投資密集，專業(yè)化、商品化和技術(shù)管理水平都比較低。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全國(guó)現(xiàn)有模具專業(yè)生產(chǎn)廠、產(chǎn)品廠配套的模具車間（分廠）近17000家，約60萬(wàn)從業(yè)人員，年模具總產(chǎn)值達(dá)200億元人民幣。但是，我國(guó)模具工業(yè)現(xiàn)有能力只能滿足需求量的60左右，還不能適應(yīng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。目前，國(guó)內(nèi)需要的大型、精密、復(fù)雜和長(zhǎng)壽命的模具還主要依靠進(jìn)口。據(jù)海關(guān)統(tǒng)計(jì)，1997年進(jìn)口模具價(jià)值6.3億美元，這還不包括隨設(shè)備一起進(jìn)口的模具；1997年出口模具僅為7800萬(wàn)美元。目前我國(guó)模具工業(yè)的技術(shù)水平和制造能力，是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的薄弱環(huán)節(jié)和制約經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展的瓶頸。3.1 模具工業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的現(xiàn)狀按照中國(guó)模具工業(yè)協(xié)會(huì)的劃分，我國(guó)模具基本分為10大類，其中，沖壓模和塑料成型模兩大類占主要部分。按產(chǎn)值計(jì)算，目前我國(guó)沖壓模占50左右，塑料成形模約占20，拉絲模（工具）約占10，而世界上發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)家和地區(qū)的塑料成形模比例一般占全部模具產(chǎn)值的40以上。我國(guó)沖壓模大多為簡(jiǎn)單模、單工序模和符合模等，精沖模，精密多工位級(jí)進(jìn)模還為數(shù)不多，模具平均壽命不足100萬(wàn)次，模具最高壽命達(dá)到1億次以上，精度達(dá)到35um，有50個(gè)以上的級(jí)進(jìn)工位，與國(guó)際上最高模具壽命6億次，平均模具壽命5000萬(wàn)次相比，處于80年代中期國(guó)際先進(jìn)水平。我國(guó)的塑料成形模具設(shè)計(jì)，制作技術(shù)起步較晚，整體水平還較低。目前單型腔，簡(jiǎn)單型腔的模具達(dá)70以上，仍占主導(dǎo)地位。一模多腔精密復(fù)雜的塑料注射模，多色塑料注射模已經(jīng)能初步設(shè)計(jì)和制造。模具平均壽命約為80萬(wàn)次左右，主要差距是模具零件變形大、溢邊毛刺大、表面質(zhì)量差、模具型腔沖蝕和腐蝕嚴(yán)重、模具排氣不暢和型腔易損等，注射模精度已達(dá)到5um以下，最高壽命已突破2000萬(wàn)次，型腔數(shù)量已超過(guò)100腔，達(dá)到了80年代中期至90年代初期的國(guó)際先進(jìn)水平。3.2 模具工業(yè)技術(shù)結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀我國(guó)模具工業(yè)目前技術(shù)水平參差不齊，懸殊較大。從總體上來(lái)講，與發(fā)達(dá)工業(yè)國(guó)家及港臺(tái)地區(qū)先進(jìn)水平相比，還有較大的差距。在采用CAD/CAM/CAE/CAPP等技術(shù)設(shè)計(jì)與制造模具方面，無(wú)論是應(yīng)用的廣泛性，還是技術(shù)水平上都存在很大的差距。在應(yīng)用CAD技術(shù)設(shè)計(jì)模具方面，僅有約10%的模具在設(shè)計(jì)中采用了CAD，距拋開(kāi)繪圖板還有漫長(zhǎng)的一段路要走；在應(yīng)用CAE進(jìn)行模具方案設(shè)計(jì)和分析計(jì)算方面，也才剛剛起步，大多還處于試用和動(dòng)畫(huà)游戲階段；在應(yīng)用CAM技術(shù)制造模具方面，一是缺乏先進(jìn)適用的制造裝備，二是現(xiàn)有的工藝設(shè)備（包括近10多年來(lái)引進(jìn)的先進(jìn)設(shè)備）或因計(jì)算機(jī)制式（IBM微機(jī)及其兼容機(jī)、HP工作站等）不同，或因字節(jié)差異、運(yùn)算速度差異、抗電磁干擾能力差異等，聯(lián)網(wǎng)率較低，只有5%左右的模具制造設(shè)備近年來(lái)才開(kāi)展這項(xiàng)工作；在應(yīng)用CAPP技術(shù)進(jìn)行工藝規(guī)劃方面，基本上處于空白狀態(tài)，需要進(jìn)行大量的標(biāo)準(zhǔn)化基礎(chǔ)工作；在模具共性工藝技術(shù)，如模具快速成型技術(shù)、拋光技術(shù)、電鑄成型技術(shù)、表面處理技術(shù)等方面的CAD/CAM技術(shù)應(yīng)用在我國(guó)才剛起步。計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)的軟件開(kāi)發(fā)，尚處于較低水平，需要知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的積累。我國(guó)大部分模具廠、車間的模具加工設(shè)備陳舊，在役期長(zhǎng)、精度差、效率低，至今仍在使用普通的鍛、車、銑、刨、鉆、磨設(shè)備加工模具，熱處理加工仍在使用鹽浴、箱式爐，操作憑工人的經(jīng)驗(yàn)，設(shè)備簡(jiǎn)陋，能耗高。設(shè)備更新速度緩慢，技術(shù)改造，技術(shù)進(jìn)步力度不大。雖然近年來(lái)也引進(jìn)了不少先進(jìn)的模具加工設(shè)備，但過(guò)于分散，或不配套，利用率一般僅有25%左右，設(shè)備的一些先進(jìn)功能也未能得到充分發(fā)揮。缺乏技術(shù)素質(zhì)較高的模具設(shè)計(jì)、制造工藝技術(shù)人員和技術(shù)工人，尤其缺乏知識(shí)面寬、知識(shí)結(jié)構(gòu)層次高的復(fù)合型人才。中國(guó)模具行業(yè)中的技術(shù)人員，只占從業(yè)人員的8%12%左右，且技術(shù)人員和技術(shù)工人的總體技術(shù)水平也較低。1980年以前從業(yè)的技術(shù)人員和技術(shù)工人知識(shí)老化，知識(shí)結(jié)構(gòu)不能適應(yīng)現(xiàn)在的需要；而80年代以后從業(yè)的人員，專業(yè)知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)匱乏，動(dòng)手能力差，不安心，不愿學(xué)技術(shù)。近年來(lái)人才外流不僅造成人才數(shù)量與素質(zhì)水平下降，而且人才結(jié)構(gòu)也出現(xiàn)了新的斷層，青黃不接，使得模具設(shè)計(jì)、制造的技術(shù)水平難以提高。3.3 模具工業(yè)配套材料，標(biāo)準(zhǔn)件結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀近10多年來(lái)，特別是“八五”以來(lái)，國(guó)家有關(guān)部委已多次組織有關(guān)材料研究所、大專院校和鋼鐵企業(yè)，研究和開(kāi)發(fā)模具專用系列鋼種、模具專用硬質(zhì)合金及其他模具加工的專用工具、輔助材料等，并有所推廣。但因材料的質(zhì)量不夠穩(wěn)定，缺乏必要的試驗(yàn)條件和試驗(yàn)數(shù)據(jù)，規(guī)格品種較少，大型模具和特種模具所需的鋼材及規(guī)格還有缺口。在鋼材供應(yīng)上，解決用戶的零星用量與鋼廠的批量生產(chǎn)的供需矛盾，尚未得到有效的解決。另外，國(guó)外模具鋼材近年來(lái)相繼在國(guó)內(nèi)建立了銷售網(wǎng)點(diǎn)，但因渠道不暢、技術(shù)服務(wù)支撐薄弱及價(jià)格偏高、外匯結(jié)算制度等因素的影響，目前推廣應(yīng)用不多。模具加工的輔助材料和專用技術(shù)近年來(lái)雖有所推廣應(yīng)用，但未形成成熟的生產(chǎn)技術(shù)，大多仍還處于試驗(yàn)摸索階段，如模具表面涂層技術(shù)、模具表面熱處理技術(shù)、模具導(dǎo)向副潤(rùn)滑技術(shù)、模具型腔傳感技術(shù)及潤(rùn)滑技術(shù)、模具去應(yīng)力技術(shù)、模具抗疲勞及防腐技術(shù)等尚未完全形成生產(chǎn)力，走向商品化。一些關(guān)鍵、重要的技術(shù)也還缺少知識(shí)產(chǎn)權(quán)的保護(hù)。我國(guó)的模具標(biāo)準(zhǔn)件生產(chǎn)，80年代初才形成小規(guī)模生產(chǎn)，模具標(biāo)準(zhǔn)化程度及標(biāo)準(zhǔn)件的使用覆蓋面約占20%，從市場(chǎng)上能配到的也只有約30個(gè)品種，且僅限于中小規(guī)格。標(biāo)準(zhǔn)凸凹模、熱流道元件等剛剛開(kāi)始供應(yīng)，模架及零件生產(chǎn)供應(yīng)渠道不暢，精度和質(zhì)量也較差。3.4 模具工業(yè)產(chǎn)業(yè)組織結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀我國(guó)的模具工業(yè)相對(duì)較落后，至今仍不能稱其為一個(gè)獨(dú)立的行業(yè)。我國(guó)目前的模具生產(chǎn)企業(yè)可劃分為四大類：專業(yè)模具廠，專業(yè)生產(chǎn)外供模具；產(chǎn)品廠的模具分廠或車間，以供給本產(chǎn)品廠所需的模具為主要任務(wù)；三資企業(yè)的模具分廠，其組織模式與專業(yè)模具廠相類似，以小而專為主；鄉(xiāng)鎮(zhèn)模具企業(yè)，與專業(yè)模具廠相類似。其中以第一類數(shù)量最多，模具產(chǎn)量約占總產(chǎn)量的70%以上。我國(guó)的模具行業(yè)管理體制分散。目前有19個(gè)大行業(yè)部門(mén)制造和使用模具，沒(méi)有統(tǒng)一管理的部門(mén)。僅靠中國(guó)模具工業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)籌規(guī)劃，集中攻關(guān)，跨行業(yè)，跨部門(mén)管理困難很多。模具適宜于中小型企業(yè)組織生產(chǎn)，而我國(guó)技術(shù)改造投資向大中型企業(yè)傾斜時(shí)，中小型模具企業(yè)的投資得不到保證。包括產(chǎn)品廠的模具車間、分廠在內(nèi)，技術(shù)改造后不能很快收回其投資，甚至負(fù)債累累，影響發(fā)展。雖然大多數(shù)產(chǎn)品廠的模具車間、分廠技術(shù)力量強(qiáng)，設(shè)備條件較好，生產(chǎn)的模具水平也較高，但設(shè)備利用率低。我國(guó)模具價(jià)格長(zhǎng)期以來(lái)同其價(jià)值不協(xié)調(diào)，造成模具行業(yè)“自身經(jīng)濟(jì)效益小，社會(huì)效益大”的現(xiàn)象。“干模具的不如干模具標(biāo)準(zhǔn)件的，干標(biāo)準(zhǔn)件的不如干模具帶件生產(chǎn)的。干帶件生產(chǎn)的不如用模具加工產(chǎn)品的”之類不正?，F(xiàn)象存在。4 模具的發(fā)展趨勢(shì)4.1 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4.1.1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。4.1.2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公司的注塑模專家軟件能根據(jù)脫模方向自動(dòng)產(chǎn)生分型線和分型面，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。4.1.3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)汽車工業(yè)敏捷生產(chǎn)/虛擬工程方案，使汽車開(kāi)發(fā)周期從40個(gè)月縮短到4個(gè)月。4.2 模具檢測(cè)、加工設(shè)備向精密、高效和多功能方向發(fā)展4.2.1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。現(xiàn)在精密模具的精度已達(dá)23m，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)汽車模具廠不僅擁有意大利產(chǎn)3250mm3250mm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)。4.2.2數(shù)控電火花加工機(jī)床日本沙迪克公司采用直線電機(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)。4.2.3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510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)8m，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)2500mm5000mm1800mm，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。4.3 快速經(jīng)濟(jì)制模技術(shù)縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期是贏得市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的有效手段之一。與傳統(tǒng)模具加工技術(shù)相比，快速經(jīng)濟(jì)制模技術(shù)具有制模周期短、成本較低的特點(diǎn)，精度和壽命又能滿足生產(chǎn)需求，是綜合經(jīng)濟(jì)效益比較顯著的模具制造技術(shù)，具體主要有以下一些技術(shù)。(1)快速原型制造技術(shù)(RPM)。它包括激光立體光刻技術(shù)(SLA) ；疊層輪廓制造技術(shù)(LOM) ；激光粉末選區(qū)燒結(jié)成形技術(shù)(SLS) ；熔融沉積成形技術(shù)(FDM) 和三維印刷成形技術(shù)(3D-P)等。(2)表面成形制模技術(shù)。它是指利用噴涂、電鑄和化學(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)。(3)澆鑄成形制模技術(shù)。主要有鉍錫合金制模技術(shù)、鋅基合金制模技術(shù)、樹(shù)脂復(fù)合成形模具技術(shù)及硅橡膠制模技術(shù)等。(4)冷擠壓及超塑成形制模技術(shù)。(5)無(wú)模多點(diǎn)成形技術(shù)。(6)KEVRON鋼帶沖裁落料制模技術(shù)。(7)模具毛坯快速制造技術(shù)。主要有干砂實(shí)型鑄造、負(fù)壓實(shí)型鑄造、樹(shù)脂砂實(shí)型鑄造及失蠟精鑄等技術(shù)。(8)其他方面技術(shù)。如采用氮?dú)鈴椈蓧哼?、卸料、快速換模技術(shù)、沖壓?jiǎn)卧M合技術(shù)、刃口堆焊技術(shù)及實(shí)型鑄造沖模刃口鑲塊技術(shù)等。4.4 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。4.5 模具工業(yè)新工藝、新理念和新模式逐步得到了認(rèn)同在成形工藝方面，主要有沖壓模具功能復(fù)合化、超塑性成形、塑性精密成形技術(shù)、塑料模氣體輔助注射技術(shù)及熱流道技術(shù)、高壓注射成形技術(shù)等。另一方面，隨著先進(jìn)制造技術(shù)的不斷發(fā)展和模具行業(yè)整體水平的提高，在模具行業(yè)出現(xiàn)了一些新的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、管理理念與模式。具體主要有：適應(yīng)模具單件生產(chǎn)特點(diǎn)的柔性制造技術(shù)；創(chuàng)造最佳管理和效益的團(tuán)隊(duì)精神，精益生產(chǎn)；提高快速應(yīng)變能力的并行工程、虛擬制造及全球敏捷制造、網(wǎng)絡(luò)制造等新的生產(chǎn)哲理；廣泛采用標(biāo)準(zhǔn)件通用件的分工協(xié)作生產(chǎn)模式；適應(yīng)可持續(xù)發(fā)展和環(huán)保要求的綠色設(shè)計(jì)與制造等。5 總結(jié)總結(jié)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，我國(guó)裝備制造業(yè)在加入WTO以后，將成為世界裝備制造業(yè)的基地。而在現(xiàn)代制造業(yè)中，無(wú)論哪一行業(yè)的工程裝備，都越來(lái)越多地采用由模具工業(yè)提供的產(chǎn)品。為了適應(yīng)用戶對(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，滿足各行各業(yè)對(duì)模具這一基礎(chǔ)工藝裝備的迫切需求。9編號(hào)：畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)說(shuō)明書(shū)題 目： 消聲器后蓋復(fù)合模 設(shè)計(jì)及制造工藝分析院 （系）： 機(jī)電工程學(xué)院專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化學(xué)生姓名： 周 迪學(xué) 號(hào)： 1000110134指導(dǎo)教師單位： 機(jī)電工程學(xué)院姓 名： 蔣占四職 稱： 副教授 題目類型：理論研究 實(shí)驗(yàn)研究工程設(shè)計(jì)工程技術(shù)研究 軟件開(kāi)發(fā)2013年12月27日 摘 要本論文是關(guān)于消聲器后蓋復(fù)合模設(shè)計(jì)及制造工藝分析的研究。消聲器是允許氣流通過(guò)，卻又能阻止或減小聲音傳播的一種器件，是消除空氣動(dòng)力性噪聲的重要措施。消聲器能夠阻擋聲波的傳播，允許氣流通過(guò)，是控制噪聲的有效工具。采用復(fù)合模是因?yàn)閺?fù)合模具有生產(chǎn)效率高、沖壓件質(zhì)量高的特點(diǎn)。且使用復(fù)合摸能在一個(gè)模具上完成整個(gè)零件的加工。而消聲器的制造是通過(guò)將板類加工而成，將板類金屬加工成毛坯，然后經(jīng)過(guò)沖孔、拉深、翻孔、翻邊等工藝工序。而在研究過(guò)程中必須要經(jīng)過(guò)計(jì)算才能得出各沖孔、拉深、翻孔、翻邊的凸凹模的尺寸，然后再結(jié)合使用壽命、精度、拆裝方便等要求確定凸凹模尺寸。然后再根據(jù)計(jì)算結(jié)果選用合適的模架、螺釘?shù)绕渌慵⑶腋鶕?jù)要求選用合適的壓力機(jī)設(shè)備，通過(guò)進(jìn)一步的計(jì)算確定所選的零件是 否可以用，而壓力機(jī)設(shè)備的選用必須考慮其過(guò)載情況，因?yàn)橐坏┻^(guò)載就會(huì)造成人員和設(shè)備的危險(xiǎn)。本次零件外形簡(jiǎn)單對(duì)稱，所有尺寸均為自由公差，對(duì)與零件在拉伸等變形后的厚度變化沒(méi)有要求，只要求表面不允許有皺著、劃痕、開(kāi)裂等缺陷，并且斷裂口要求平整因此該零件可以經(jīng)過(guò)冷沖壓加工成型。由于該零件是大批量生產(chǎn)，所以在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)要注意總體結(jié)構(gòu)尺寸不能過(guò)大并且要簡(jiǎn)單。通過(guò)計(jì)算得到零件的尺寸后使用二維CAD軟件畫(huà)出零件圖，并通過(guò)零件圖的裝配得到整個(gè)模具的裝配圖。最后經(jīng)過(guò)修改得到總裝配圖。并制作出凹模加工工序、凸模加工工序、凸凹模加工工序。最后編寫(xiě)出裝配過(guò)程。關(guān)鍵詞：模具；沖壓；拉深；翻孔；翻邊；CAD畫(huà)圖 AbstractThis paper is about the muffler back cover compound die design and manufacturingprocess analysis research.Muffler is allowed to flow through, but also can prevent or reduce the spread of voicedevice, is one of the important measures to eliminate the air dynamic noise. Muffler canprevent the spread of sound waves, allowing the airflow through, is an effective tool to controlnoise. Using composite die because composite modulus has the characteristics of theproduction of high efficiency and high quality of stamping parts. And the use of compositetouch can complete the whole parts in a mold processing. And the manufacture of muffler isby putting a plate type and plate type metal processing into blank, and then after punching and deep drawing, turn over the hole and flanging process procedure. And in the process ofresearch must be calculated to various punching, deep drawing, double the size of the holeflanging, intensive, and then combined with the service life, accuracy, the requirement ofdismantling is convenient wait for a convex concave die size. And then according to thecalculation results to choose appropriate die set, screws and other parts, and choose properpress equipment according to the requirement, by further calculation to determine whether theselected parts can be used, and the selection of press equipment must consider its overloadsituation, because once the overload will cause the risk of personnel and equipment. Thesimple parts shape is symmetrical, all size tolerance for freedom, the changes with thethickness of the parts after the tensile deformation such as there is no requirement, onlyrequire surface are not allowed to have a wrinkly, scratches, cracking and other defects, and fracture require flat so the parts can pass cold stamping molding. Because the parts are massproduction, so in the design should pay attention to the overall structure size not too big andsimple.Is obtained by computing the size of the parts after using A two-dimensional CADsoftware draw the part drawing, and through the assembly to get the part drawing in the moldassembly drawing. The last modified general assembly drawing. Machining process andmaking the concave die, punch processing working procedure, intensive processing process.The last write assembly process.Keywords：mold；Stamping；Deep drawing；Double hole；Flanging；CAD drawing 目 錄1 引言. 11.1 模具的發(fā)展前景.11.1.1中國(guó)模具市場(chǎng)前景廣闊.11.1.2模具產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力不斷提升.11.1.3模具行業(yè)發(fā)展速度持續(xù)增長(zhǎng).11.1.4模具行業(yè)機(jī)遇和挑戰(zhàn)并存.11.2 冷沖模的發(fā)展.22 工藝方案的分析.32.1 零件工藝性分析 .32.2 工藝方案的分析和確定.32.3 確定排樣方式.42.3.1計(jì)算材料利用率.42.3.2確定排樣方案.63 消聲器后蓋展開(kāi)形狀及尺寸的確定. 73.1 沖孔、翻邊部分展開(kāi)計(jì)算.73.2拉深件展開(kāi)計(jì)算. 73.2.1確定修邊余量.83.2.2確定拉深工件毛坯直徑.84 拉深工序主要工藝參數(shù)計(jì)算.94.1 確定是否用壓邊圈 . 94.2 拉深次數(shù)和拉深系數(shù)的確定.94.3 拉深模的圓角半徑.95 四工序復(fù)合模的設(shè)計(jì).105.1 計(jì)算總壓力.105.1.1沖裁力的計(jì)算.105.1.2卸料力的計(jì)算.105.1.3沖孔力的計(jì)算.105.1.4頂件力的計(jì)算.115.1.5拉深力的計(jì)算.115.1.6壓邊力的計(jì)算.125.1.7翻邊力的計(jì)算.135.1.8總壓力的計(jì)算.13 5.2 壓力機(jī)噸位的選擇. 135.3 確定模具壓力中心. 135.4 模具工作部分尺寸計(jì)算.13 5.5 四工序復(fù)合模結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì). 175.5.1凹模.175.5.2選擇模架及確定其他沖模零件.195.5.3凸模.215.5.4沖模各零件的材料及熱處理要求.225.5.5卸料板確定.235.5.6模具結(jié)構(gòu)的計(jì)算.245.5.7沖壓設(shè)備的選擇.246 四工序復(fù)合模的制造.266.1沖模制造的概述.266.2沖模具體制造過(guò)程. 276.2.1冷沖模模架的制造.276.2.2沖模成形零件的加工.277 四工序復(fù)合模的裝配說(shuō)明書(shū). 30總 結(jié).34謝 辭.35參考文獻(xiàn). 36 1 1 引言1.1 模具的發(fā)展前景1.1.1中國(guó)模具市場(chǎng)前景廣闊由于中國(guó)的各種政策和市場(chǎng)空間擴(kuò)張的影響，中國(guó)龐大的模具用戶領(lǐng)域，如汽車，家用電器，機(jī)械，IT信息產(chǎn)業(yè)，包裝，建筑材料，日用品行業(yè)發(fā)展迅速。同時(shí)，這些的行業(yè)對(duì)模具的要求有所提高，從而大力促進(jìn)了模具行業(yè)的發(fā)展，使得其發(fā)展速度飛速，明顯高于其他制造業(yè)?，F(xiàn)如今，世界模具市場(chǎng)處于賣(mài)方市場(chǎng)狀態(tài)，盡管近幾年來(lái)的市場(chǎng)總額一直處于600650億美元的較高水平，但是我國(guó)模具出口僅占不到8的份額。目前，國(guó)內(nèi)外均保持看好我國(guó)模具行業(yè)，因此我國(guó)模具行業(yè)未來(lái)國(guó)際模具市場(chǎng)前景廣闊，有較大發(fā)展空間。 1.1.2模具產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力不斷提升如今，我國(guó)模具行業(yè)面臨著兩重壓力。第一是來(lái)自工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，第二是來(lái)自發(fā)展中國(guó)家價(jià)格優(yōu)勢(shì)。前者在進(jìn)入我國(guó)后，依附其技術(shù)優(yōu)勢(shì)和能力，在中高檔模具方面擁有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，從而對(duì)我國(guó)的模具行業(yè)構(gòu)成了巨大挑戰(zhàn)；后者比如像印度、泰國(guó)等這些國(guó)家的模具工業(yè)成長(zhǎng)也很快，它們憑借強(qiáng)烈的價(jià)格優(yōu)勢(shì)來(lái)打擊我國(guó)的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，并使之逐漸減弱。中國(guó)模具企業(yè)要想提高自身模具產(chǎn)品的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力，就必須踴躍引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的模具制造技術(shù)，通過(guò)對(duì)模具產(chǎn)品結(jié)構(gòu)合理有效的調(diào)整和產(chǎn)品質(zhì)量的提高來(lái)達(dá)到這個(gè)目的。同時(shí)，企業(yè)也要注重其經(jīng)營(yíng)管理和人才的培養(yǎng)。1.1.3模具行業(yè)發(fā)展速度持續(xù)增長(zhǎng)近年來(lái)，我國(guó)模具業(yè)開(kāi)始出現(xiàn)一些新的模具生產(chǎn)較集中的地區(qū)，不再僅限于原來(lái)較 發(fā)達(dá)的珠三角、長(zhǎng)三角地區(qū)，而是開(kāi)始向內(nèi)地和北方擴(kuò)展，。伴隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)，各類模具需求大戶行業(yè)如汽車、航天航空、家電、機(jī)械和建材行業(yè)的發(fā)展也給模具行業(yè)的發(fā)展提供了牢靠的支撐。據(jù)有關(guān)資料顯示，以家電行業(yè)為例，一臺(tái)電冰箱需用模具約350套；而一臺(tái)全自動(dòng)洗衣機(jī)則需用模具150多套；以IT行業(yè)為例，每個(gè)型號(hào)的電腦約需模具30多套，加上與其配套的打印機(jī)，每臺(tái)電腦需模具20多副。目前，因?yàn)槭袌?chǎng)上的模型多為海外開(kāi)發(fā)，中國(guó)模具進(jìn)口較多，模具的需求量也將隨著我國(guó)自身發(fā)展能力的提高而快速增長(zhǎng)。明顯能夠預(yù)感到我國(guó)模具行業(yè)將在如此良好的條件下得到飛快的成長(zhǎng)。1.1.4模具行業(yè)機(jī)遇和挑戰(zhàn)并存全球局勢(shì)給模具行業(yè)發(fā)展帶來(lái)了史無(wú)前例的發(fā)展機(jī)遇，同時(shí)更帶來(lái)了加倍激烈的競(jìng) 爭(zhēng)與挑戰(zhàn)。國(guó)內(nèi)許多像蕭山、寧波、上海等發(fā)達(dá)城市，都在大力發(fā)展模具制造工業(yè)，旨在滿足全球模具的高需求。如作為日本一家專業(yè)的模具企業(yè)，蕭山友成模具公司的年銷 2 售收入達(dá)到兩億元，并將準(zhǔn)備在香港上市；在中國(guó)模具行業(yè)里，浙江黃巖模具無(wú)論是在設(shè)備、管理、技術(shù)上都處于較高的水平；作為曾經(jīng)的全國(guó)模具行業(yè)龍頭老大的上海正想恢復(fù)往日雄風(fēng)，目前正在大力建設(shè)上海市模具中心；蘇州也打算在高新區(qū)建造一個(gè)占地面積達(dá)2000畝的高水平的與國(guó)際接軌的現(xiàn)代化模具工業(yè)基地；擁有三千家模具企業(yè)的汕頭塑料機(jī)械模為了提高模具的性能和質(zhì)量，積極引進(jìn)國(guó)內(nèi)外地區(qū)最新的數(shù)控模具加工裝備。世界模具行業(yè)正在蓬勃發(fā)展，面對(duì)著如此一個(gè)好機(jī)會(huì)，國(guó)內(nèi)很多的省市也都紛紛抓住機(jī)遇，努力發(fā)展模具工業(yè)，推動(dòng)中國(guó)的進(jìn)一步發(fā)展。1.2 冷沖模的發(fā)展遠(yuǎn)在4000年前的青銅器時(shí)期，我國(guó)古代人民就發(fā)現(xiàn)了金屬在受到錘擊后能夠產(chǎn)生形變的特性，特別是到了后來(lái)的戰(zhàn)國(guó)時(shí)期，我們的祖先已經(jīng)能達(dá)到練劍淬火的程度。隨 著時(shí)間的推移，我們的人民也逐漸學(xué)會(huì)通過(guò)錘擊金屬制造出日常生活中所需要用到的兵器和用品。與此同時(shí)，在我國(guó)漫長(zhǎng)的歷史長(zhǎng)河中，出現(xiàn)的各種由金、銀、銅等金屬制成的產(chǎn)品，更是體現(xiàn)了我國(guó)勞動(dòng)人民的智慧和精湛的技藝水平。由此能夠看出，冷沖壓工藝在中國(guó)有著非常久遠(yuǎn)的歷史。在近代，特別是從1920年開(kāi)始，各式各樣的金屬制品、玩具等越來(lái)越走進(jìn)人們的生活，普遍的出現(xiàn)在尋常百姓家。為了達(dá)到提高該行業(yè)社會(huì)生產(chǎn)力的目的，沖床、壓力機(jī)等基礎(chǔ)機(jī)械裝備及相應(yīng)的模具開(kāi)始在工業(yè)中投入使用。但是當(dāng)時(shí)工廠投用的機(jī)械設(shè)備功率普遍較低，生產(chǎn)工藝的發(fā)展仍處于初步的階段，導(dǎo)致社會(huì)生產(chǎn)力水平低下。同時(shí)，模具加工業(yè)主要使用的是手工加工，出現(xiàn)模具精度低，損壞率大的現(xiàn)象。社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展推動(dòng)著冷沖模制造工藝的進(jìn)步，模具企業(yè)開(kāi)始引入水壓機(jī)冷沖模、磨床、銑床和鋸床等各種機(jī)械設(shè)備，并通過(guò)硬度計(jì)、內(nèi)外徑測(cè)定器等高精密測(cè)量設(shè)備的使用，使得冷模 具精度提高。隨后到了六七十年代，模具生產(chǎn)工廠則開(kāi)始大量使用生產(chǎn)沖壓機(jī)床，如此一來(lái)促進(jìn)了冷沖模具從單沖落料單沖孔模具向落料沖孔復(fù)合模的轉(zhuǎn)變。隨著冷沖模架標(biāo)準(zhǔn)件的出現(xiàn)，冷沖模具工藝得到了很大的改進(jìn)，模具設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)形式更多樣化和模具精度更高1。隨著模具行業(yè)各種技術(shù)水平的提高，冷沖模具的使用壽命也普遍提高了57倍。到了現(xiàn)代，模具的應(yīng)用日益普遍，由于計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，CAD/CAE/CAM技術(shù)的成熟模具發(fā)展無(wú)論在數(shù)量上還是在質(zhì)量、技術(shù)和能力上得到了更快的發(fā)展，然而,因?yàn)槲覈?guó)在成長(zhǎng)期間經(jīng)驗(yàn)積攢上的落伍使得在與世界先進(jìn)水平相比還是相差甚遠(yuǎn)，包括在大型、精密、繁雜、長(zhǎng)壽命等高檔模具上仍需要大批的進(jìn)口，尤其是中高檔轎車的覆蓋件模具。但是在低端模具的供應(yīng)上則是供過(guò)于求，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈。 3 2工藝方案的分析2.1 零件工藝性分析消聲器作為日常生活中用處比較廣泛且能夠有效控制噪聲的一種工具，其是在允許氣流通過(guò)的同時(shí)，通過(guò)消聲器前方多孔擋板的多次減壓作用，有效阻擋聲波的傳播，最終將廢氣排到外界。圖2.1為消聲器的后蓋，由Q235AF材料制作，板的厚度為1.5mm。該零件制造需要經(jīng)過(guò)落料、沖孔、翻邊、拉伸而得到。該零件的側(cè)面圖屬于軸對(duì)稱圖形，外部形狀簡(jiǎn)單對(duì)稱，全部尺 寸均為自由公差，除了零件表面不能夠有皺褶、劃痕、開(kāi)裂等缺陷以外，斷裂口還需要保持平整，因而該零件能夠經(jīng)過(guò)冷沖壓加工成型。在該零件的大批量生產(chǎn)設(shè)計(jì)過(guò)程中，必須注意總體結(jié)構(gòu)尺寸不能過(guò)大。2.2 工藝方案的分析和確定沖壓件的基本工序?yàn)槁淞?、沖孔、拉深和翻邊。本零件都會(huì)用到上述幾道工序，所以可以有以下幾種工藝方案：方案一：先落料、拉深后沖孔，最后翻邊。采用單工序模生產(chǎn)2。方案二：落料、拉深、沖孔、翻邊級(jí)進(jìn)沖壓。采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。方案三：落料、拉深、沖孔、翻邊復(fù)合沖壓。采用復(fù)合模生產(chǎn)。通過(guò)比較方案的設(shè)計(jì)可以得出，方案一的特點(diǎn)是各個(gè)序使用的模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，壽命 長(zhǎng)，也能達(dá)到較高精度，但是由于工序與下一道工序容易產(chǎn)生較大誤差，而且要用到四套模具，要大批量生產(chǎn)的話會(huì)比較困難。方案二是級(jí)進(jìn)模，級(jí)進(jìn)模的特點(diǎn)是可以在一副模具上完成工件所需要的所有工序，并且因?yàn)槎酁樽詣?dòng)送料連續(xù)工作，手沒(méi)必要入危險(xiǎn)區(qū)域，較方案一安全，同時(shí)可以比方案一少用壓力機(jī)，減少了占地面積，減少半成品的周轉(zhuǎn)，但是材料利用率較低，多使用條料和帶料，載體要有足夠的強(qiáng)度，且模具成本較高。方案三為復(fù)合模，復(fù)合模雖然結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，但是相對(duì)于其他模具工藝來(lái)說(shuō)，生產(chǎn)效率高。在加工過(guò)程中，復(fù)合膜的全部工序都是在一套模具上完成，很大程度降低了沖壓設(shè)備的占用率，使周轉(zhuǎn)時(shí)間縮短，生產(chǎn)率提高，同時(shí)提高了沖壓件的位置精度。對(duì)比方案一，復(fù)合膜因?yàn)榱慵庑问呛?jiǎn)單的對(duì)稱形狀，因此制造簡(jiǎn)單。對(duì)比方案二，復(fù)合膜具有結(jié)構(gòu)較小且操作簡(jiǎn)單的特點(diǎn)。綜上考慮分析，故采用方案三比較合適。經(jīng)過(guò)確定，本零件采用的模具是：落料、拉深、沖孔及翻邊的符合模具。 圖2.1 消聲器后蓋 4 2.3 確定排樣方式根據(jù)零件外形，決定采用直排和多行排。樣式如圖A，圖B兩種。 2.3.1計(jì)算材料利用率計(jì)算沖裁件面積： 22 64.181364/ mmDA 表2.1 沖裁金屬材料的搭邊值料 厚 手送料 自動(dòng)送料邊距a 工件間距 1a 邊距a 工件間距 1a 12 2 1.5 3 2 查表2.1選間距值。（1）、方式A時(shí)： 手送料搭邊 mma 5.11 mma 2條料寬度 caDB 2式中D：沖裁件與送料方向垂直的最大尺寸， )(mm ；a：沖裁件與條料側(cè)邊的搭邊， )(mm 3； 圖A圖B 5 c：條料下料時(shí)的下偏差， )(mm ， mmc 1 ；則 mmB 157122152 步距 1aDS 式中D：平行于送料方向的沖裁件寬度， )(mm ；1a：沖裁件之間的搭邊值， )(mm ；則 mmS 5.1535.1152 一個(gè)步距的材料利用率 %257.75%1005.153157 64.181361%100 BSnA自動(dòng)送料搭邊 mma 2 1 mma 3條料寬度 caDB 2 mm159132152 步距 1aDS mm1542152 則一個(gè)步距的材料利用率 %069.74%100154159 64.181361%100 BSnA（2）方式B時(shí)：手送料 搭邊 mma 5.11 mma 2條料寬度 caaDB 1223則 mmB 46415.12221533 步距 12/ aDS mm5.775.12152 一個(gè)步距的材料利用率 %653.75%1005.77464 64.181365.1%100 BSnA自動(dòng)送料搭邊 mma 2 1 mma 3 條料寬度caaDB 1223 6 122321523 mm467步距 12/ aDS mm7822152 則一個(gè)步距的材料利用率 %686.74%10078467 64.181365.1%100 BSnA2.3.2確定排樣方案經(jīng)過(guò)計(jì)算，不管是自動(dòng)送料還是手動(dòng)送料，采用方式B比使用方式A的材料利用率高，但我們也可看到方式B的模具結(jié)構(gòu)必然會(huì)增加，使得尺寸增大，并且再利用率上 提高不到 %1 ，所以綜合考慮排樣方式還是決定選用方式A。 7 3 消聲器后蓋展開(kāi)形狀及尺寸的確定3.1 沖孔、翻邊部分展開(kāi)計(jì)算工序順序應(yīng)該是先沖孔后翻邊。所謂的沖孔工序就是要先在毛坯上做出孔，并計(jì)算出它的大小。在計(jì)算孔的大小時(shí)，應(yīng)該從翻邊直徑和翻邊高度兩個(gè)方面來(lái)考慮。但是因?yàn)榉叢牧鲜且詸M截面操作為主，對(duì)徑向的影響很小，所以，我們可依據(jù)彎曲工件中性層長(zhǎng)度不變的原理近似計(jì)算出孔的直徑。(1)預(yù)沖孔直徑按下式計(jì)算：)72.043.0(2 trHDd 式中D：翻孔后孔的中徑 )(mm ；H：翻孔后直邊的高度 )(mm ；r：圓角半徑 )(mm ；t ：材料厚度 )(mm ；則 mmd 24.32)5.172.0343.08(25.43 (2)翻孔因數(shù): 741.05.4324.32 Ddm(3)翻邊高度： 表3.1 低碳鋼的極限翻孔因數(shù)孔的加工方法 比 值 td /50 35 20鉆孔去毛刺 0.60 0.52 0.45 用沖孔模沖孔 0.65 0.57 0.52查表3.1得 741.052.0min mm 則最大翻邊高度： trdDh 72.043.02max trmD 72.043.0)1(2 min 5.172.0343.0)52.01(2 5.43 mmhmm 82.13 因此，要想達(dá)到高度為8mm的邊通過(guò)一次翻孔就可以了，所以預(yù)制孔的直徑d=32.24mm。 3.2拉深件展開(kāi)計(jì)算在拉伸過(guò)程中，物料會(huì)發(fā)生較大的物質(zhì)流動(dòng)，但是經(jīng)過(guò)試驗(yàn)表明，在形狀上，操作 8 時(shí)所用到的坯料和拉深件橫截面輪廓通常相差不大。工件橫截面輪廓的形狀可以分為圓形、方形、長(zhǎng)方形三種，而坯料的形狀可分成圓形、類似方形、類似長(zhǎng)方形三種。毛坯的周邊理應(yīng)是平滑的弧線，因此，對(duì)于旋轉(zhuǎn)體來(lái)講，毛坯的形狀毫無(wú)疑問(wèn)是一塊圓形的木板，我們只需求它的直徑。經(jīng)過(guò)拉深后，拉深件和坯料在重量、體積上沒(méi)有發(fā)生變化，對(duì)于在拉伸過(guò)沉重材料厚度不改變的拉伸，即使材料會(huì)有厚度上的改變，但經(jīng)過(guò)試驗(yàn)表明，這種變化時(shí)細(xì)微的，所以，我們?cè)诖_定坯料尺寸時(shí)，可以近似地認(rèn)為坯料面積等于拉深件表面積。通常在拉伸件的整個(gè)拉深過(guò)程當(dāng)中，其口部或凸緣周邊處會(huì)出現(xiàn)不齊的現(xiàn)象，所以，我們需要對(duì)拉伸件有一個(gè)修邊操作，因此在計(jì)算毛坯尺寸時(shí)需要將修邊余量后的零件尺寸加上再進(jìn)行展開(kāi)計(jì)算 4。修邊余量用 h 表示。3.2.1確定修邊余量按照中線尺寸計(jì)算，確定修邊余量 mmth 25.2025.121221 mmtd 5.1245.1126126 則工件的相對(duì)高度 163.05.124/25.20/ dh因?yàn)楸戎递^小，所以可不進(jìn)行修邊。3.2.2確定拉深工件毛坯直徑 拉伸工件毛坯的外部形狀通常和工件的橫切面基本一樣，均可看成是圓形。因?yàn)椴挥?jì)拉伸后變薄現(xiàn)象，即面積不變，則可通過(guò)等面積法計(jì)算出毛坯直徑5。將工件分為五個(gè)簡(jiǎn)單幾何體： 21 76.3560912614.3 mmDdhA 22 40.6938)12410214.3(12214.3)4(2 mmrdrA 2222122213 50.6358785.0785.044 mmddddA 24 40.65954214.3 mmdhA 25 37.635)344814.3(3214.3)4(2 mmrdrA mmAAD i 152)37.63540.65950.635840.693876.3560(444 51 1 9 4 拉深工序主要工藝參數(shù)計(jì)算4.1 確定是否用壓邊圈拉深因數(shù) 82.01525.124 Ddm 毛坯相對(duì)厚度 99.01001525.1100 Dt 表4.1 采用壓邊圈的基本區(qū)分范圍拉伸方式 100Dt用壓邊圈 5.1不用壓邊圈 0.2 用（或不用）壓邊圈 0.25.1查表4.1 由于 5.199.0 ，故需要壓邊圈4.2 拉深次數(shù)和拉深系數(shù)的確定因需要壓邊圈，則根據(jù)表格4.2表 4.2 無(wú)凸緣圓桶用壓邊圈拉深時(shí)的極限拉深因數(shù)拉深因數(shù) 毛坯的相對(duì)厚度 100Dt5.12 0.15.1 6.00.1 3.06.0 15.03.0 15.008.01m 50.048.0 53.050.0 55.053.0 58.055.0 60.058.0 63.060.0 由表格4.2查得 53.01 m82.053.01 Ddm ，即而已一次拉深成型。4.3 拉深模的圓角半徑凹模圓角半徑r 凹對(duì)拉深作業(yè)具有重大影響。無(wú)論是r 凹過(guò)大還是過(guò)小，結(jié)果都不太好。當(dāng)r 凹太小時(shí)，工件很容易發(fā)生劃痕、變薄乃至是拉裂的現(xiàn)象，降低模具的使用年限。r 凹太大時(shí)，壓邊圈下的毛坯會(huì)懸空，毛坯會(huì)因壓邊面積的減少而產(chǎn)生易起皺的現(xiàn)象。但毛坯若是不起皺，r 凹的數(shù)值相對(duì)越大越好。我們可由經(jīng)驗(yàn)公式求得r 凹的最小值。r 凹 tdD )(8.0 13.55.1)5.124152(8.0 由于凹模圓角半徑要比r 凹大，且為了易于加工制造，可取r 凹 mm10和凹模圓角半徑r 凹一樣，凸模圓角半徑r 凸在拉伸過(guò)程中對(duì)拉深也是有影響的。當(dāng)r 凸太小時(shí)，角部彎曲變形大，容易拉斷6。當(dāng)r 凸太大時(shí)，毛坯則容易發(fā)生局部的厚度變薄和內(nèi)皺現(xiàn)象?？扇⊥鼓A角半徑等于凹模圓角半徑，即r 凸r 凹 mm10 7。 10 5 四工序復(fù)合模的設(shè)計(jì)5.1 計(jì)算總壓力該模具采用彈性卸料和上出料的方式5.1.1沖裁力的計(jì)算沖裁力計(jì)算公式 F 沖 )(3.1 NLt b式中F 沖：沖裁力（N）L：沖裁件的周長(zhǎng)（mm）t：材料厚度（mm）b ：材料剪切強(qiáng)度（ aMP）表5.1 黑色金屬的力學(xué)性能 材料名稱 牌號(hào) 材料狀況 抗剪強(qiáng)度aMP/ 抗拉強(qiáng)度ab MP/普通碳素鋼 Q195 未退火 260-320 320-400Q215 270-340 340-420Q235 310-380 380-470Q225 340-420 420-520查表5.1，取 aMP310則沖裁力為：F 沖 3105.13.4773.1 N85.288527 KN53.2885.1.2卸料力的計(jì)算卸料力計(jì)算公式 F 卸= K 卸F 沖 )(N式中K卸：卸料力因數(shù) 表5.2 卸料力因數(shù)查表5.2，取K 卸 07.0卸料力則為：K 卸 KN20.2053.28807.0 5.1.3沖孔力的計(jì)算沖孔力計(jì)算公式 F 沖孔 )(3.1 NLt b 材料厚度 mm/ K 卸1 06.002.051 08.006.0 11 式中L：工件外輪廓周長(zhǎng) mmL 2.10124.3214.3 則沖孔力為： F 沖孔 3105.12.1013.1 KNN 18.614.61175 5.1.4頂件力的計(jì)算頂件力計(jì)算公式 F 頂 K 頂F 沖孔式中K頂為頂料力因數(shù) 表5.3 推件力和頂出力的因數(shù)查表得K 頂 08.0頂件力為： F 頂 KN89.418.6108.0 因?yàn)椴捎脧椥孕读虾蜕铣隽系姆绞剿詻_壓工藝總力F 總 F 沖 F 卸 F 沖孔 F 頂 KN8.37489.418.6120.2053.288 5.1.5拉深力的計(jì)算采用壓邊圈的圓桶形件，其拉深力為F 拉 bdtK 式中F 拉：拉深力 )(NK：修正因數(shù)，見(jiàn)表5.4d：拉深件直徑 )(mm ， mmd 5.124t：材料厚度 )(mm ， mmt 5.1b ：材料的強(qiáng)度極限 )( amp ，查表5.1得 ab MP380 表5.4 修正因數(shù)K的數(shù)值m1 0.55 0.57 0.60 0.62 0.65 0.67 0.70 0.72 0.75 0.77 0.80K1 1.00 0.93 0.86 0.79 0.72 0.66 0.60 0.55 0.50 0.45 0.40m2 0.70 0.72 0.75 0.77 0.80 0.85 0.90 0.95K2 1.00 0.95 0.9 0.85 0.80 0.70 0.60 0.50 料厚 mm/ K 推 K 頂1.0 1.0 14.05.01.0 065.0 08.05.25.0 05.0 06.0 12 查表5.4得 80.0K則F 拉 3805.15.12414.380.0 N08.178264 KN26.1785.1.6壓邊力的計(jì)算壓邊力的選擇要適當(dāng)，壓邊力過(guò)大，工件會(huì)被拉斷；壓邊力過(guò)小，工件凸緣會(huì)起皺。壓邊力的計(jì)算公式見(jiàn)表5.5、表5.68。表5.5 壓邊力的計(jì)算公式 表5.6 在單動(dòng)壓力機(jī)上拉深時(shí)單位壓邊力的數(shù)值式中A：在壓邊圈下的毛坯投影面積 )(mmp：?jiǎn)挝粔哼吜?)( aMP ，見(jiàn)表5.6D：平板毛坯直徑 )(mmnd ：第n次拉深直徑 )(mmr 凹：拉深凹模圓角半徑 )(mm由表確定壓邊力計(jì)算公式 pdDFQ 4 22 由前面的計(jì)算有， mmD 152 ， mmd 126查表5.6得 aMPp 3則F 壓邊 aMPpdD 3126152414.34 22 KN0.17 拉深情況 公 式拉伸任何形狀的工件 ApFQ 圓筒件第一次拉深（用平板毛坯） rdDFQ 2(4 12 凹 p)2圓筒件以后各次拉深（用圓筒形毛坯） pddF nnQ )(4 22 1 材料名稱 單位壓邊力 aMPp/ 08鋼、20鋼、鍍錫鋼板 0.35.2 13 5.1.7翻邊力的計(jì)算F 翻 )(1.1 dDs 式中 s ：材料的屈服強(qiáng)度，查手冊(cè)得 as MP235D :翻邊直徑，（按中線計(jì)）， mmD 5.435.14 d：毛坯厚度 )(mm則 F 翻 )24.325.43(2355.114.31.1 KN7.13頂件力取翻邊力的 %10 為F 頂 1.0 F 翻 KN37.17.131.0 5.1.8總壓力的計(jì)算總壓力F 總 F 拉 F 壓邊 F 翻 F 頂 KN33.21037.17.130.1726.178 F 總MAX KN8.3745.2 壓力機(jī)噸位的選擇為了防止過(guò)載，壓力機(jī)設(shè)備的公稱壓力F 壓 )8.16.1( F 總MAX，所以F 壓KN5.6593.5865.3 確定模具壓力中心由于本零件為簡(jiǎn)單對(duì)稱結(jié)構(gòu)，如圖5.1所示，壓力中心應(yīng)選擇坐標(biāo)系中心，即零件中心O點(diǎn)處。5.4 模具工作部分尺寸計(jì)算沖壓模具主要的工作部件為落料凹模、落料拉深凸凹模、沖孔凸模、沖孔翻邊凸凹模等組成。沖裁間隙指的是沖裁模凸、凹模刃口的尺寸之差，其雙面間隙用Z表示，單 面間隙為 2/Z ；作為沖模設(shè)計(jì)中的一個(gè)及其重要的工藝參數(shù)，沖裁間隙的大小對(duì)沖裁件的斷面質(zhì)量、沖裁力、模具壽命等的影響是巨大的9。設(shè)計(jì)模具時(shí)必須對(duì)間隙值進(jìn)行合理的選擇，使能夠提高模具的使用壽命和加工精度。間隙值的選取要在最大間隙值和最小間隙值之間。 圖 5.1 壓力中心O 14 表5.7 落料沖孔模刃口始用間隙查表5.7得mmZ 132.0min mmZ 240.0max mmZZ 108.0132.0240.0minmax （1）落料刃口尺寸計(jì)算表5.8 規(guī)則形狀（圓形、方形件）沖裁時(shí)凸模與凹模制造公差 )(mm查表5.8 得 凸 030.0 凹 040.0凹模尺寸為 axDDa 0)( ；凸模尺寸為 0min )( tZDD at 式中 tD 、 aD ：落料凸、凹模尺寸 )(mmt 、 a ：分別為凸模公差、凹模公差：工件制造公差 )(mm ， mm1x：因數(shù)，可查表5.9 材料名稱 08、10、15、鋼板、Q235 minZ maxZ 厚度t 1.5 0.32 0.240 基本尺寸 凸模公差 凸 凹模公差 凹18 0.020 0.0203018 0.020 0.0258030 0.020 0.03012080 0.025 0.035180120 0.030 0.040 15 表5.9 因數(shù)x由表5.9 得 5.0 x 040.00040.00 5.151)15.0152( aD 0 030.00 030.0 26.151)240.05.151( tD校核： minmax ZZta 108.0132.0240.0070.0030.0040.0 經(jīng)計(jì)算證明所取的 凸、 凹是合適的，并且凸模與凹?？梢詥为?dú)加工，但是考慮到零件要求和模具制造情況，可以適當(dāng)放大制造公差為：mmZZt 043.0108.04.0)(4.0 minmax mmZZa 065.0108.06.0)(6.0 minmax 所以 mmDa 065.005.151 mmDt 0 043.038.151 (2)沖孔刃口尺寸計(jì)算查上表得 mmt 020.0 mma 030.0 凸模尺寸為： 0)( txdd at 凹模尺寸為： aZdd ta 0min )(式中 ad 、 td ：沖孔凹、凸?；境叽?)(mm：工件制造公差 )(mm ， mm62.0 x：因數(shù)，可查表5.4.1.1-2則 mmdt 0 020.00 020.0 55.32)62.05.024.32( mmda 030.00030.00 68.32)132.055.32( 校核： minmax ZZta mmmm 108.0132.0240.0050.0020.0030.0 經(jīng)計(jì)算證明所取的 a 、 t 是合適的，且凸凹?？梢詥为?dú)加工，考慮零件要求和模具制造情況，可以適當(dāng)放大制造公差為： mmZZ t 043.0108.04.0)(4.0 minmax 材料厚度 mmt / 圓形x值0.75 0.5工件公差 mm/1 16.0 16.021 20.0 20.0 16 mmZZa 065.0108.06.0)(6.0 minmax 所以 mmdt 0 043.00 043.0 55.32)62.05.024.32( mmda 065.00065.00 68.32)132.055.32( (3)拉深刃口尺寸計(jì)算拉深模的間隙是指凸模和凹模在配合時(shí)工作時(shí)橫向尺寸的差值。間隙過(guò)小會(huì)使得工件的質(zhì)量較好，但是由于間隙過(guò)小時(shí)工件由于不易進(jìn)入沖壓間隙而使得其被拉斷，且容易導(dǎo)致模具磨損嚴(yán)重，壽命低。間隙過(guò)大時(shí)模具壽命雖提高，但由于間隙過(guò)大時(shí)不能壓住工件的邊而引起工件起皺、變厚，側(cè)壁不直等問(wèn)題，此時(shí)工件質(zhì)量不能得到保障。因此，在確定間隙大小時(shí)，我們要考慮到板料公差和毛坯口部增厚現(xiàn)象對(duì)間隙大小 的影響，因此間隙值通常會(huì)比毛坯厚度略大一些10。拉深凸模、凹模計(jì)算公式如表5.10。表5.10 拉深凸、凹模工件部分尺寸計(jì)算公式式中 maxD 、 minD ：圓筒形件最大直徑和最小直徑，非圓筒形件則應(yīng)按標(biāo)注形式確定每個(gè)部位的最大、最小尺寸 11。：拉深件公差，默認(rèn) 1t 、 a ：凸、凹模制造偏差，一般按照 109 ITIT 級(jí)取值根據(jù)表5.11和5.12計(jì)算間隙值。表5.11 有壓邊圈拉深時(shí)單邊間隙值尺寸標(biāo)注形式 設(shè)計(jì)基準(zhǔn) 計(jì)算公式標(biāo)注外形 D 凹模 aDDa )75.0( max tzDDt )75.0( max標(biāo)注內(nèi)形 D 凸模 tddt )4.0( min azdda )4.0( min總拉深次數(shù) 拉深工序 單邊間隙 2/Z1 一次拉深 t)1.11(2 第一次拉深 t1.1第二次拉深 t)05.11( 17 表5.12 標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)值由表5.11拉深凸模和凹模的單邊間隙可按式 tZ 12 計(jì)算, mmmmZ 5.15.112 由表5.12得 mmt 16.0 mma 16.0則凹模尺寸為： mmD 126max 所以 mmDa 16.0016.00 25.125)175.0126( 凸模尺寸為： mmD 126max ， mmZ 3所以 mmDt 0 160.00 160.0 25.122)3175.0126( (4)翻邊刃口尺寸計(jì)算凸模尺寸為： 0min )4.0( tddt 凹模尺寸為： azdda 0min )4.0(查上表得 mmt 02.0 mma 03.0 mmtZ 275.1125.1)85.075.0(2 所以取 mmZ 2.12 即 mmZ 4.2則 mmdt 0 020.00 020.0 25.42)62.04.042( mmda 030.00030.00 65.44)4.225.42( 5.5 四工序復(fù)合模結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)5.5.1凹模(1)凹模的外形結(jié)構(gòu)與固定方法凹模的結(jié)構(gòu)形式較多，按外形可分為標(biāo)準(zhǔn)圓凹模和板狀凹模；按結(jié)構(gòu)可分為整體式和鑲拼式 12。當(dāng)凹模選用螺釘和銷釘定位固定的時(shí)候，我們要確保鏍孔間、鏍孔與銷孔及鏍孔或銷孔與凹?？陂g的間隔不可以太近，不然會(huì)對(duì)模具壽命造成影響13。通常的鏍釘孔與銷孔、鏍孔或銷孔與凹?？谥g采取的間隔是超過(guò)孔的兩倍的直徑，其最小允許值可參考表5.1314。 基本尺寸 mm/ 公差等級(jí) m/ 10IT 12080 140 180120 160 18 表5.13 鏍孔、銷孔之間及至刃壁的最小距離mm (2)凹模的外形尺寸計(jì)算：在計(jì)算凹模的外形尺寸時(shí)，我們可由以下經(jīng)常使用的經(jīng)驗(yàn)公式確定。凹模的厚度： kbH )15( mmH 凹模的壁厚： Hc )32(式中 b：凹模孔的最大寬度 )(mm ；K：因數(shù)；可查表5.14H :凹模厚度 )(mm ；c ：凹模壁厚 )(mm ；表5.14 系數(shù)k的數(shù)值0.5 1 2 3 3200 0.10 0.12 0.15 0.18 0.22 19 取 19.0K則 mmH 2915219.0 ，致使拉深凹模厚度的選擇應(yīng)該選擇 mmH 29 的厚度。mmc 9060此處取凹模壁厚 mmc 60則凹模外形尺寸D為制件最大尺寸與凹模雙邊壁厚之和，即mmcbD 2726021522 依據(jù)冷沖模典型組合尺寸的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，凹模外徑D取 mm3155.5.2選擇模架及確定其他沖模零件（1）模架的選擇模架分為上模座和下模座，通過(guò)導(dǎo)柱和導(dǎo)套將上下模座連接起來(lái)，而沖壓零件必須 安裝在模架上才能使模具具備完整的功能。模架的規(guī)格尺寸依據(jù)凹模周界尺寸和安裝要求確定。通常應(yīng)取模座的尺寸L大于凹模尺寸 mm6040 ，下模座的外形尺寸每邊應(yīng)超過(guò)沖床臺(tái)面孔邊 mm5040 。模架分為鑄鐵和鑄鋼兩種材料。因?yàn)槲铱紤]到了經(jīng)濟(jì)性和加工性，故選用鑄鐵模架。根據(jù)凹模周界尺寸 mmD 315 ，查表取其凹模周界范圍為mmmmmmmm 38063010063 。查冷沖模國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，取得上、下模座的規(guī)格為：上模座 50315315 811.2855/ TGB下模座 60315315 812.2855/ TGB（2）導(dǎo)向零件為了達(dá)到確保模具具備較高的精度和壽命的目的，在操作過(guò)程中都會(huì)對(duì)批量較大、 公差要求較高的沖件，通常都先采用導(dǎo)向零件對(duì)上、下模進(jìn)行導(dǎo)向，以確保上模相對(duì)于下模的準(zhǔn)確活動(dòng)模式。導(dǎo)向零件可分為導(dǎo)柱、導(dǎo)套、導(dǎo)板三種，導(dǎo)柱和導(dǎo)套是生產(chǎn)中最經(jīng)常使用的導(dǎo)向零件。在選取導(dǎo)柱、導(dǎo)套的尺寸規(guī)格的時(shí)候，要考慮到所選的標(biāo)準(zhǔn)模架和模具現(xiàn)實(shí)閉合高度來(lái)，還要確保它們有充足的導(dǎo)向長(zhǎng)度15。查手冊(cè)得導(dǎo)柱、導(dǎo)套的規(guī)格為：導(dǎo)柱A 20045 811.2861/ TGB ；導(dǎo)柱A 20050 816.2861/ TGB ；導(dǎo)套A 48125 45 816.2861/ TGB ；導(dǎo)套A 4812550 816.2861/ TGB因?yàn)槁淞夏５墓ぷ髀烦滩⒉恍?，為了確保導(dǎo)向零件有充足的導(dǎo)向長(zhǎng)度，我們對(duì)導(dǎo)柱、 導(dǎo)套進(jìn)行加長(zhǎng)操作，加長(zhǎng)導(dǎo)柱至 mm340 ，加長(zhǎng)導(dǎo)套至 mm140 。導(dǎo)柱、導(dǎo)套間選用 67hH 的 20 間隙配合，導(dǎo)柱與下模座選用 67rH 過(guò)盈配合，導(dǎo)套與上模座配合為 67rH 的過(guò)盈配合16。（3）凸模固定板與墊板要想將凸模固定在上模座或下模座的正確的位置上，那就要用到凸模固定板。凸模固定板其外形尺寸一般與凹模保持一致，通常為長(zhǎng)方形或圓形的板件，其厚度可選取凹模厚度的3/54/5。固定板與凸模為 6/7 mH 或 6/7 nH 過(guò)渡配合配合，壓裝后必須將凸模端面與固定板一并磨平。為了預(yù)防模座被擠壓從而產(chǎn)生損傷，可以通過(guò)墊板的使用來(lái)承受并擴(kuò)散凸?；蛩哪魉偷膲毫Α１敬螇|板厚度分別選取 mm30 和 mm45 。由于國(guó)家已經(jīng)建立了標(biāo)準(zhǔn)，所以可從標(biāo)準(zhǔn)中選取固定板和墊板的尺寸。查表得：固定板的尺寸為 2010315 鋼 19945.7642/ TJB ，而上、下墊板的尺寸為 3510315 鋼19946.7643/ TJB 。（4）緊固件螺釘和銷釘是沖模過(guò)程中必備的緊固件，兩者均屬標(biāo)準(zhǔn)件，類型有許多，它們?cè)跊_模過(guò)程中分別起到的作用是聯(lián)接固定和定位。在現(xiàn)實(shí)操作中，較為廣泛使用的螺釘和銷釘分別是內(nèi)六角螺釘和圓柱銷。螺釘規(guī)格可參照下表5.15選擇。銷釘?shù)墓Q直徑可選取與螺釘差不多一樣或小一號(hào)的規(guī)格尺寸17。表5.15 螺釘規(guī)格的選用凹模厚度 mmH / 螺釘規(guī)格 凹模厚度 mmH / 螺釘規(guī)格13 4M 、 5M 25 8M 、 10M1913 5M 、 6M 32 10M 、 12M19 6M 、 8M已知凹模厚度 mmH 30 ，查表5.15選取規(guī)格為 10M 的螺釘， 螺釘?shù)膹?qiáng)度校核：4 Fd 式中：F：工作拉力， )(N ；d：螺栓危險(xiǎn)截面的直徑， )(mm ； ：螺栓材料的許用拉應(yīng)力， )( aMP ；由于螺釘?shù)牟牧弦话氵x用45號(hào)鋼，其抗剪強(qiáng)度為 560440 aMP，抗拉強(qiáng)度 b 為700550 aMP 。取 aMP550 由以前的計(jì)算得， KNF 13 21 則 mmMPKNd a 655014.3 134 所以選取 10M 螺釘和 10 銷釘。銷釘與銷孔之間選用 6/7 mH 或 6/7 nH 的過(guò)渡配合配合。（5）傳力桿 表5.16 傳力桿及項(xiàng)桿承載能力直徑 mm/ 截面積 2/ mm 承載能力 KN/ 直徑 mm/ 截面積 2/ mm 承載能力 KN/6 82 11 16 200 808 50 20 18 254 10110 78 31 20 314 12512 113 45 22 380 15214 153 61 26 530 212 由于卸料力F 卸 KN13 ，由表5.16得頂桿的直徑選為 mm8 。5.5.3凸模（1）凸模的結(jié)構(gòu)形式與固定方法因?yàn)闆_壓件多種多樣，所以在設(shè)計(jì)上凸模類型也多種多樣。凸模的結(jié)構(gòu)形式按整體結(jié)構(gòu)分，有整體式和護(hù)套式等；按工作截面形狀分為有圓形、方形等。本次設(shè)計(jì)采用直通式凸模，凸模固定板做成臺(tái)階式，凸模固定板與凸模在臺(tái)階處使用 6/7 mH 或 6/7 nH的過(guò)渡配合。（2）凸模長(zhǎng)度計(jì)算凸模的長(zhǎng)度尺寸在確定時(shí)必須考慮模具的具體結(jié)構(gòu)、修磨量以及固定板與卸料板之間的安全距離。 凸模長(zhǎng)度可按下式計(jì)算 ltttLt 321式中 tL：凸模長(zhǎng)度，mm；1t ：凸模固定板的厚度，mm；2t ：卸料板的厚度，mm；3t ：模具在最低工作位置時(shí)，凸模伸入凹模的深度，mm；l：附加長(zhǎng)度，包括：凸模進(jìn)入凹模的深度 mm15.0 ；總修磨量 mm126 ；凸模固定板與卸料板之間的安全距離 mmL 20151 18。由前面計(jì)算知工件高度 mmh 21 ，所以取凸模伸入凹模的深度 mmt 303 。由前面的選擇得 mmt 201 ， mmt 202 ， mmt 303 ， mml 821972 。則凸模 22 長(zhǎng)度為 mmLt 15282302020 。5.5.4沖模各零件的材料及熱處理要求零件材料及熱處理模具的要求可參照下表選擇，詳情見(jiàn)表5.17。表5.17 普沖模具主要零件材料及硬度要求零件名稱 選用材料牌號(hào) 熱處理 硬度HRC上、下模座 HT200、HT250 -ZG230-450、ZG310-570 -Q235 -凸模 9CrSi、CrWMn、 Cr12. Cr12MoV 淬硬 5862凹模 6064凹凸模 6064模柄 Q275 -導(dǎo)柱 15、20 滲碳淬火 5862導(dǎo)套 15、20 滲碳淬火 5862凸、凹模固定板 Q275、45 -托料板 Q235、Q275、45 -卸料板 Q235、Q275 -導(dǎo)尺 Q275、45 淬火擋料銷 45、T8A 淬火 4348 (45鋼)、5256(T8A) 導(dǎo)正銷、定位銷 9Mn2V. T8A 淬火 5256墊板 45、T8A 淬火 4348 (45鋼)、5458(T8A)螺釘 45 頭部淬火 4348銷釘 45 淬火 4348推桿、頂桿 45 淬火 4348頂板 45 淬火 4348 (45鋼)、5458(T8A)拉深模壓邊圈 鑄鐵、T8A 淬火 5660 (T8A)螺母、墊圈、螺塞 Q235 -定位側(cè)刀、廢料切刃 T10A 淬火 5 660 側(cè)刃擋板 T8A、T10A、T10A 淬火 5 660定位板 45、T8 淬火 4348 (45鋼)、5256 (T8)楔塊與滑塊 45、T8A 淬火 4348 (45鋼)、5259(T8A)彈簧 65Mn. 60Si2MnA 淬火 4048 23 5.5.5卸料板確定卸料板一般分為剛性卸料板和彈性卸料板。剛性卸料板通過(guò)銷釘確定好位置后用螺釘將其牢固地固定在上模，剛性卸料板能承受較大的卸料力，因而經(jīng)常使用于厚板料沖壓件的卸料。彈性卸料工作空間敞開(kāi)，相比剛性卸料板具有操作簡(jiǎn)易方便，生產(chǎn)效率高的優(yōu)點(diǎn)，且可在沖壓前對(duì)毛坯進(jìn)行預(yù)壓，沖壓后也可以沖壓件平穩(wěn)卸料19。但因受到彈簧、橡膠等零件的限制和結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的原因，彈性卸料的卸料力較小，可靠安全性相對(duì)剛性卸料板較低。盡管本次設(shè)計(jì)的模具卸料力較小，可力還是需要分散，因此決定選用彈性卸料。彈簧是模具制造中普遍使用的彈性零件，以卸料、推件和壓邊等工作為主，除此以外彈簧容易更換且具有長(zhǎng)壽命的特點(diǎn)。本次因?yàn)楣ぷ餍枰x用彈簧零件。 （1）彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算壓力滿足 F 頂 F 卸 n/式中 F 頂：彈簧的預(yù)壓力 )(N ；F 卸：卸料力或推件力、壓邊力 )(N ；n：彈簧的根數(shù)；壓縮量滿足 SSl 總 S 頂 S 工作 S 修磨式中 lS ：彈簧允許的最大壓縮量 )(mm ；S 總：彈簧需要的總壓縮量 )(mm ；S 頂：彈簧的預(yù)壓縮量 )(mm ；S 工作：卸料板或推件塊、壓邊圈的工作行程 )(mm ；S 修磨：模具的修磨量或調(diào)整量 )(mm ；一般取 mm64 。要符合模具結(jié)構(gòu)空間的要求。依據(jù)結(jié)構(gòu)初選為四根彈簧，卸料力F 卸 KN13 。按上面的要求查表5.18可選用8984 的彈簧，其負(fù)荷 NF 3400 F 卸 Nn 32504/13000/ 檢查是否滿足 SSl 總 S 頂 S 工作 S 修磨 24 表5.18 彈簧的性能彈簧序號(hào) H 1H 11 HHS S 預(yù)84 80 62 18 不夠85 120 8.90 8.29 8.886 160 6.119 4.40 4.1987 200 8.148 2.51 2.3088 240 5.177 5.62 5.4189 280 5.206 5.73 52因此，選取85號(hào)彈簧，外徑 mmD 60 ，材料直徑 mmd 10 ，自由狀態(tài)下高度H 自由 mm75 。彈簧的裝配高度 mmH 1122 5.5.6模具結(jié)構(gòu)的計(jì)算模具的閉合高度H 模是指模具在最低工作位置時(shí)，上模和下模之間的距離：H 模 H 上模座 H 1 H 墊l H 固1 H 安 H 凹 H 卸 H 墊2 H 固2 H 下模座式中H 上模座：上模座厚度， )(mm ；H 1：上墊高墊板厚度， )(mm ；H 墊1：上墊板厚度， )(mm ；H 固1：上固定板厚度， )(mm ；H 安：凸模固定板與卸料板之間的安全距離， )(mm ；H 彈：彈簧的長(zhǎng)度， )(mm ；H 凹：凹模厚度， )(mm ；H 卸：卸料板厚度， )(mm ；H 墊2：下墊板厚度， )(mm ；H 下模座：下模座厚度， )(mm 。由前已知H 上模座 mm50 ，H 1 mm30 ，H 墊1 mm10 ，H 固1 mm20 ，H 安 mm25 ，H 彈 mm112 ，H 卸 mm20 ，H 墊2 mm45 ，H 下模座 mm60 ，H 凹 mm30 ，代入上式，得H 模 mm402604530202511220103050 5.5.7沖壓設(shè)備的選擇（1）沖壓設(shè)備類型的選擇沖壓工藝的性質(zhì)、生產(chǎn)批量的大小、沖壓件的幾何尺寸以及精度要求等都是選擇沖 25 壓設(shè)備類型時(shí)需要考慮的方面20。對(duì)于這次的設(shè)計(jì)采用開(kāi)式雙柱可傾壓力機(jī) 10023J 。雖然開(kāi)式壓力機(jī)剛度差，但其操作簡(jiǎn)單，且本次所需壓力也不算大。（2）沖壓設(shè)備規(guī)格的確定所選擇的壓力機(jī)必須具備一下功能：為了防止過(guò)載所選的壓力機(jī)提供的公稱壓力必須大于沖壓所需的總沖壓力，即F 壓 KNKNF 64.67468.599)8.16.1( max 壓力機(jī)的行程大小應(yīng)適當(dāng)。所選壓力機(jī)的工作行程必須大于或與沖模的閉合高度相適應(yīng)。模具下模座的外形尺寸一定不能夠小于壓力機(jī)的工作臺(tái)面的尺寸，后者需要空余出安裝固定的位置。由以上條件查表得選用開(kāi)式雙柱可傾壓力機(jī) 10023J ，其相關(guān)技術(shù)參數(shù)為：公稱壓力： KN1000滑塊行程： mm130最大封閉高度： mm480工作臺(tái)尺寸：前后： mm710左右： mm1080 模柄孔尺寸：直徑： mm60深度： mm75故符合要求。 26 6 四工序復(fù)合模的制造6.1沖模制造的概述冷沖模零件加工工藝過(guò)程主要包括工序的數(shù)量、材料的消耗、加工工時(shí)的長(zhǎng)短21。毛坯的制造，是原材料向成品轉(zhuǎn)化的第一步，也一個(gè)很關(guān)鍵的過(guò)程。常用的毛坯主要有鑄件、鍛件和型材三大類。(1)鑄件毛坯冷沖模零件材料最常使用的有鑄鐵和鑄鋼。沖模過(guò)程中使用的上模板、下模板和大型的拉深延展零件絕大部分是由鑄件制造的。鑄鐵件除了具備非常好的鑄造性能、切削加工性和耐磨性以外，還具有一定的強(qiáng)度的特點(diǎn)，由于價(jià)格低廉且容易制造，所以被廣泛應(yīng)用。(2)鍛件毛坯 制造冷沖模零件如凸模、凹模、卸料板、導(dǎo)板、凸凹模、凸凹模固定板時(shí)為了節(jié)省原材料，縮短各工序加工時(shí)間，應(yīng)該將坯料鍛造成與所要求零件外形、幾何形狀和尺寸類似的毛坯。特別是對(duì)凸模、凹模等零件，在要求其具有良好的熱處理性能，較長(zhǎng)的使用壽命和較好的機(jī)加工性能時(shí)，更應(yīng)該