雙耳止動墊片的落料沖孔復合模具設(shè)計-沖壓模說明書

雙耳止動墊片的落料沖孔復合模具設(shè)計-沖壓模說明書,雙耳止動,墊片,沖孔,復合,模具設(shè)計,沖壓,說明書 XXXXXXX設(shè)計（XX）任務書、畢業(yè)設(shè)計（論文）題目： 墊片落料沖孔復合模 、畢業(yè)設(shè)計（論文）工作內(nèi)容（從專業(yè)知識的綜合運用、論文框架的設(shè)計、文獻資料的收集和應用、觀點創(chuàng)新等方面詳細說明）： 1、查閱墊片落料沖孔復合模方面的資料，寫文獻綜述。2、繪制墊片落料沖孔復合模的各部分零件圖，并分析其結(jié)構(gòu)合理性。3、模具的基本類型及工作部分零件尺寸計算。4、模具的整體設(shè)計。5、校核修改， ADC繪制零件圖，折合Ao圖紙。6、英文翻譯5000字以上。、進度安排：2014年10月20日2013年11月9日（3周）：選擇題目，收集材料，聯(lián)系落實畢業(yè)實習單位，填寫畢業(yè)設(shè)計任務書； 2014年11月10日2013年12月7日（4周）：布置任務，明確目標、制定計劃，確定初步畢業(yè)設(shè)計方案； 2014年12月8日2015年1月4日（4周）：深化初步方案，結(jié)合畢業(yè)實習加深對畢業(yè)設(shè)計方案的認識； 2015年1月5日2015年1月16日（2周）：學生畢業(yè)設(shè)計方案進一步完善； 2015年1月17日2015年3月1日（6周）：繼續(xù)前期工作； 2015年3月2日2015年5月17日（11周）：學生全部返校，進行畢業(yè)設(shè)計計算、繪圖，編制畢業(yè)設(shè)計說明書，完成畢業(yè)設(shè)計工作任務（2015年3月30日2015年4月5日接受學校畢業(yè)設(shè)計期中檢查）； 2015年5月18日2015年5月31日（2周）：畢業(yè)成果預提交、修改、評閱、答辯。 、主要參考資料：中國模具網(wǎng)http:/www.mould.net.cn/1 冷沖壓工藝與模具設(shè)計 任海東、蘇君2 模具制造工藝與工裝 侯維芝、楊金風3 冷沖模的設(shè)計與制造 張鼎承4 模具制造工藝與設(shè)備 孫鳳勤5 模具制造 黃健求6 現(xiàn)代模具設(shè)計方法 李德群7 沖壓工藝與模具設(shè)計 成虹. 8 實用機械設(shè)計手冊 械設(shè)計編寫組9 沖壓與塑壓設(shè)備 孫鳳勤10 公差配合與測量技術(shù) 教材編審委員會組編指導教師：（簽名： ）， 年 月 日學生姓名：（簽名： ），專業(yè)年級： 系負責人審核意見（從選題是否符合專業(yè)培養(yǎng)目標、是否結(jié)合科研或工程實際、綜合訓練程度、內(nèi)容難度及工作量等方面加以審核）： 專業(yè)負責人簽字： ， 年 月 日2 墊片落料沖孔復合模設(shè)計摘 要在工業(yè)生產(chǎn)高速發(fā)展的現(xiàn)代社會里，利用模具加工是一種重要的加工方法，在一些國家里模具甚至被稱為“黃金”，“金屬加工業(yè)中的帝王”，“磁力工業(yè)”等，這些都足以看出模具在工業(yè)中的重要地位。在本次設(shè)計中，是針對復合模沖裁模具的設(shè)計，從第一章開始，先是對沖裁件的結(jié)構(gòu)工藝進行了分析，然后依次確定模具的類型，總體結(jié)構(gòu)，最后是沖裁力和主要的尺寸計算，標準件的選用，零件圖和裝配圖的繪制。本套模具的設(shè)計不是以復雜的設(shè)計為主，而主要是對模具設(shè)計知識的系統(tǒng)學習和設(shè)計的練習，以達到掌握知識和設(shè)計方法的目的。這一套模具是密封墊片的沖裁模，結(jié)構(gòu)緊湊簡單。材料是10號鋼，厚度t=3.按一般的加工工序為：落料，無預制孔直接沖孔，修邊。從而全面的完成工件的加工。實踐證明，模具的設(shè)計和制造只有一些理論知識是不行的，任何模具的設(shè)計都要有一定的實際經(jīng)驗才可以設(shè)計出更加合理的模具。關(guān)鍵詞 ：模具；設(shè)計；沖孔 AbstractIn the industrial production of high speed development of modern society, with mold machining is a kind of important method, in some countries the mold even referred to as the gold, emperor in metal processing industry, magnetic industry, etc., these are enough to see the mold in the important position in the industry.In this design, it is in view of the compound die blanking die design, from the first chapter, at first the structure of the process to hedge cutting parts are analyzed, and then, in turn, determine the type of mold, overall structure, finally, the cutting force and the size of the main calculation, the selection of standard parts, detail drawing and assembly drawing. This set of mold design is not with complex design is given priority to, and is mainly for mold design knowledge system study and design practice, in order to achieve the goal of knowledge and design method.This is a set of mould sealing gasket blanking die, structure is compact and simple. The thickness of the steel material is 10, t = 3. According to the general process for processing: blanking, no prefabricated hole punching directly, trimming. To fully complete workpiece processing.Practice has proved that the mould design and manufacture of only some theoretical knowledge is not enough, any mold design should have a certain amount of practical experience to design a more reasonable mould.Key words: mould ；design；punching目錄摘 要IAbstractII第一章 緒論11.1沖壓模具的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢11.1.1我國模具技術(shù)的現(xiàn)狀11.1.2未來沖壓模具制造技術(shù)發(fā)展趨勢21.2課題研究的理論依據(jù)4第二章 沖裁工藝設(shè)計62.1沖裁件簡圖62.2 沖裁件的工藝性72.3沖壓工藝方案的確定7第三章 沖裁排樣設(shè)計113.1 排樣方案的確定113.2 搭邊的選取123.3 墊片沖模結(jié)構(gòu)的確定133.4送料步距、條料寬度及板料間距計算153.5排樣圖173.6 沖裁力和壓力中心的計算183.7 壓力中心的計算20第四章 刃口尺寸計算214.1凸凹模刃口尺寸計算的依據(jù)和計算原則214.2 沖孔刃口尺寸計算234.3 落料刃口尺寸計算24第五章 沖裁模主要零部件的結(jié)構(gòu)與設(shè)計255.1模具類型的選擇255.2定位方式的選擇255.3推件裝置的選擇265,4 卸料裝置的選擇265.5 凹模的設(shè)計275.6凸模的設(shè)計295.7凸凹模的設(shè)計315.8模架及組成零件的設(shè)計315.9模架335,10模座的設(shè)計35第六章 壓力機的選取386.1壓力機的參數(shù)386.2 裝模高度的校核38第七章 模具總裝圖40第八章 模具材料的選用42第九章 模具的裝配與檢測439.1 模具的裝配439.2 模具的檢測43總 結(jié)44致 謝46參考文獻47IV第一章 緒論1.1沖壓模具的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢1.1.1我國模具技術(shù)的現(xiàn)狀 改革開放以來，隨著國民經(jīng)濟的高速發(fā)展，市場對模具的需求量不斷增長。近年來，模具工業(yè)一直以15%左右的增長速度快速發(fā)展，模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了巨大變化，除了國有專業(yè)模具廠外，集體、合資、獨資和私營也得到了快速發(fā)展。浙江寧波和黃巖地區(qū)的“模具之鄉(xiāng)”；廣東一些大集團公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，科龍、美的、康佳等集團紛紛建立了自己的模具制造中心；中外合資和外商獨資的模具企業(yè)現(xiàn)已有幾千家。 隨著與國際接軌的腳步不斷加快，市場競爭的日益加劇，人們已經(jīng)越來越認識到產(chǎn)品質(zhì)量、成本和新產(chǎn)品的開發(fā)能力的重要性。而模具制造是整個鏈條中最基礎(chǔ)的要素之一，模具制造技術(shù)現(xiàn)已成為衡量一個國家制造業(yè)水平高低的重要標志，并在很大程度上決定企業(yè)的生存空間。 近年許多模具企業(yè)加大了用于技術(shù)進步的投資力度，將技術(shù)進步視為企業(yè)發(fā)展的重要動力。一些國內(nèi)模具企業(yè)已普及了二維CAD，并陸續(xù)開始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等國際通用軟件，個別廠家還引進了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE軟件，并成功應用于沖壓模的設(shè)計中。 以汽車覆蓋件模具為代表的大型沖壓模具的制造技術(shù)已取得很大進步，東風汽車公司模具廠、一汽模具中心等模具廠家已能生產(chǎn)部分轎車覆蓋件模具。此外，許多研究機構(gòu)和大專院校開展模具技術(shù)的研究和開發(fā)。經(jīng)過多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技術(shù)方面取得了顯著進步；在提高模具質(zhì)量和縮短模具設(shè)計制造周期等方面做出了貢獻。 例如，吉林大學汽車覆蓋件成型技術(shù)所獨立研制的汽車覆蓋件沖壓成型分析KMAS軟件，華中理工大學模具技術(shù)國家重點實驗室開發(fā)的注塑模、汽車覆蓋件模具和級進模CAD/CAE/CAM軟件，上海交通大學模具CAD國家工程研究中心開發(fā)的冷沖模和精沖研究中心開發(fā)的冷沖模和精沖模CAD軟件等在國內(nèi)模具行業(yè)擁有不少的用戶。雖然中國模具工業(yè)在過去十多年中取得了令人矚目的發(fā)展，但許多方面與工業(yè)發(fā)達國家相比仍有較大的差距。例如，精密加工設(shè)備在模具加工設(shè)備中的比重比較低；CAD/CAE/CAM技術(shù)的普及率不高；許多先進的模具技術(shù)應用不夠廣泛等等，致使相當一部分大型、精密、復雜和長壽命模具依賴進口。 我國的模具工業(yè)的發(fā)展，日益受到人們的重視和關(guān)注。“模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備”也已經(jīng)取得了共識。在電子、汽車、電機、電器、儀器、儀表、家電和通信等產(chǎn)品中，60%80%的零部件都要依靠模具成形（型）。用模具生產(chǎn)制件所具備的高精度、高復雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和低消耗，是其它加工制造方法所不能比擬的。模具又是“效益放大器”，用模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品的價值，往往是模具自身價值的幾十倍、上百倍。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)達國家的模具工業(yè)產(chǎn)值已超過機床工業(yè)。近幾年，我國模具工業(yè)一直以每年15%左右的增長速度發(fā)展，2003年，我國模具總產(chǎn)值超過400億元人民幣。 中國模具產(chǎn)業(yè)除了要繼續(xù)提高生產(chǎn)能力，今后更要著重于行業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的調(diào)整和技術(shù)發(fā)展水平的提高。結(jié)構(gòu)調(diào)整方面，主要是企業(yè)結(jié)構(gòu)向?qū)I(yè)化調(diào)整，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)向著中高檔模具發(fā)展，向進出口結(jié)構(gòu)的改進，中高檔汽車覆蓋件模具成形分析及結(jié)構(gòu)改進、多功能復合模具和復合加工及激光技術(shù)在模具設(shè)計制造上的應用、高速切削、超精加工及拋光技術(shù)、信息化方向發(fā)展。 1.1.2未來沖壓模具制造技術(shù)發(fā)展趨勢 模具技術(shù)的發(fā)展應該為適應模具產(chǎn)品“交貨期短”、“精度高”、“質(zhì)量好”、 “價格低廉的要求服務。達到這一要求急需發(fā)展如下幾項： 1) 全面推廣CAD/CAM/CAE技術(shù) 模具CAD/CAM/CAE技術(shù)是模具設(shè)計制造的發(fā)展方向。隨著微機軟件的發(fā)展和進步，普及CAD/CAM/CAE技術(shù)的條件已基本成熟，各企業(yè)將加大CAD/CAM技術(shù)培訓和技術(shù)服務的力度；進一步擴大CAE技術(shù)的應用范圍。計算機和網(wǎng)絡的發(fā)展正使CAD/CAM/CAE技術(shù)跨地區(qū)、跨企業(yè)、跨院所地在整個行業(yè)中推廣成為可能，實現(xiàn)技術(shù)資源的重新整合，使虛擬制造成為可能。 2) 高速銑削加工 國外近年來發(fā)展的高速銑削加工，大幅度提高了加工效率，并可獲得極高的表面光潔度。另外，還可加工高硬度模塊，還具有溫升低、熱變形小等優(yōu)點。高速銑削加工技術(shù)的發(fā)展，對汽車、家電行業(yè)中大型型腔模具制造注入了新的活力。目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向發(fā)展。 3) 模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng) 高速掃描機和模具掃描系統(tǒng)提供了從模型或?qū)嵨飹呙璧郊庸こ銎谕哪Ｐ退璧闹T多功能，大大縮短了模具的在研制制造周期。有些快速掃描系統(tǒng)，可快速安裝在已有的數(shù)控銑床及加工中心上，實現(xiàn)快速數(shù)據(jù)采集、自動生成各種不同數(shù)控系統(tǒng)的加工程序、不同格式的CAD數(shù)據(jù)，用于模具制造業(yè)的“逆向工程”。模具掃描系統(tǒng)已在汽車、摩托車、家電等行業(yè)得到成功應用，相信在“十五”期間將發(fā)揮更大的作用。 4) 電火花銑削加工 電火花銑削加工技術(shù)也稱為電火花創(chuàng)成加工技術(shù)，這是一種替代傳統(tǒng)的用成型電極加工型腔的新技術(shù)，它是有高速旋轉(zhuǎn)的簡單的管狀電極作三維或二維輪廓加工(像數(shù)控銑一樣)，因此不再需要制造復雜的成型電極，這顯然是電火花成形加工領(lǐng)域的重大發(fā)展。國外已有使用這種技術(shù)的機床在模具加工中應用。預計這一技術(shù)將得到發(fā)展。 5) 提高模具標準化程度 我國模具標準化程度正在不斷提高，估計目前我國模具標準件使用覆蓋率已達到30%左右。國外發(fā)達國家一般為80%左右。 6) 優(yōu)質(zhì)材料及先進表面處理技術(shù) 選用優(yōu)質(zhì)鋼材和應用相應的表面處理技術(shù)來提高模具的壽命就顯得十分必要。模具熱處理和表面處理是否能充分發(fā)揮模具鋼材料性能的關(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應發(fā)展工藝先進的氣相沉積(TiN、TiC等)、等離子噴涂等技術(shù)。 7) 模具研磨拋光將自動化、智能化 模具表面的質(zhì)量對模具使用壽命、制件外觀質(zhì)量等方面均有較大的影響，研究自動化、智能化的研磨與拋光方法替代現(xiàn)有手工操作，以提高模具表面質(zhì)量是重要的發(fā)展趨勢。 8) 模具自動加工系統(tǒng)的發(fā)展 這是我國長遠發(fā)展的目標。模具自動加工系統(tǒng)應有多臺機床合理組合；配有隨行定位夾具或定位盤；有完整的機具、刀具數(shù)控庫；有完整的數(shù)控柔性同步系統(tǒng)；有質(zhì)量監(jiān)測控制系統(tǒng)。CNC雕刻機在國內(nèi)的發(fā)展上從最近的一兩年才有較大的發(fā)展，相關(guān)加工廠和使用單位時刻以敏銳的眼光盯著廠家的動向，這也是身為雕銑機主機生產(chǎn)廠一點也不敢松懈的真正原因所在。作為用戶當然要選合適的設(shè)備，如果選型不當，不但不能賺錢反而令陷入為機器打工的苦澀局面。那么什么樣的機床才是好機床？ 我們認為好機床的定義是這樣的：能夠在短期內(nèi)收回投資的機床才是好機床。數(shù)控機床的設(shè)計使用壽命一般為7年，主要是數(shù)控方面的使用壽命為準，這樣花錢和掙錢的比例關(guān)系將直接影響您的生意，所以仔細分析功能進行選型是有效投資的必要條件。在國外很早就有雕銑機的名詞（CNC engraving and milling machine），嚴格地講雕是銑的一部分，是購買雕刻機還是購買數(shù)控銑式加工中心是經(jīng)常要問自己的問題。另外，還有目前盛行的高速切削機（HSCMACHINE）。 還是讓我們首先搞清楚三個機型區(qū)別： 1）數(shù)控銑和加工中心 用于完成較大銑削量的工件的加工設(shè)備 2）數(shù)控雕銑機 用于完成較小銑削量，或軟金屬的加工設(shè)備 3）高速切削機床 用于完成中等銑削量，并且把銑削后的打磨量降為最低的加工設(shè)備。1.2課題研究的理論依據(jù) 1）沖裁是利用模具使板料產(chǎn)生分離的沖壓工序，包括落料、沖孔、切口、修邊等。 用它可以制作零件或為彎曲、拉深、成形等工序準備毛坯。從板料沖下所需形狀的零件叫落料，在工件上沖出所需形狀的孔（沖去的為廢料）叫沖孔。 2）沖裁過程：沖裁即是分離工序，工件受力時必須從彈、塑性變形開始，以斷裂告終。當凸模下降接觸板料，板料即受到凸、凹模壓力而產(chǎn)生彈性變形，由于力矩的存在，使板料產(chǎn)生彎曲，即從模具表面上翹起。隨著凸模下壓，模具刃口壓入材料，內(nèi)應力狀態(tài)滿足塑性條件時，產(chǎn)生塑性變形，不同凸模行程，其變形程度不同，且凹模刃口附近變形大于凸模刃口附近的變形。由此可知，塑性變形從刃口開始，隨著切刃的深入，變形區(qū)向板料的深度方向發(fā)展、擴大，直到板料的整個厚度方向上塑性變形，板料的一部分相對另一部分移動。力矩將板料壓向整個厚度方向上產(chǎn)生塑性變形，板料的一部分相對于另一部分移動。力矩將板料壓向切刃的側(cè)表面，故切刃相對于板料移動時，這些力將表面平壓，在切口表面上形成光亮帶。當切刃附近材料各層中達到極限應變與應力值時，便產(chǎn)生微裂，裂紋產(chǎn)生后，沿著大剪應速度方向發(fā)展，直至上、下裂紋會合，板料就完全分離。 3）模具間隙：模具間隙系指凸、凹模刃口縫隙的距離，用符號c表示，俗稱單面間隙。而雙面間隙用Z表示。間隙對沖裁件質(zhì)量、沖裁力、模具壽命的影響很大，是沖裁工藝與模具設(shè)計中的一個極其重要的問題。第二章 沖裁工藝設(shè)計2.1沖裁件簡圖工件名稱：墊片生產(chǎn)規(guī)模：大批量生產(chǎn)材料 ：10號鋼厚度 ：3mm零件簡圖：如下圖所示 如圖1 墊片三維零件圖2.2 沖裁件的工藝性 該零件的形狀比較簡單，精度要求不是很高，具有廣泛的應用性，因此該模具適合大批量生產(chǎn)。為了方便排除廢料，所以采用倒裝復合模沖裁生產(chǎn)，為了避免了廢料需要人工清除，節(jié)省時間與提高了生產(chǎn)率。一般情況下，對沖壓件工藝性影響最大的分別是，形狀尺寸和精度要求。良好的沖壓工藝性應該能夠滿足，第一，省材，第二，工序較少，第三，模具加工較容易，第四，壽命較高。 10號鋼具有較高的強度，沖壓加工性能也比較的好;該零件形狀比較的簡單,但對孔邊距接近凸凹模所允許的最小壁厚。2.3沖壓工藝方案的確定該工件有一下三種方案:1方案一:采用單工序模生產(chǎn)方式，先落料在沖孔.由于此零件的結(jié)構(gòu)比較的簡單，需要兩道工序與兩副模具才能完成零件的加工，生產(chǎn)率比較的低，生產(chǎn)過程中，由于零件不是很大，操作不方便。2方案二: 采用級進模生產(chǎn)，沖孔落料連續(xù)沖壓。級進模生產(chǎn)適用于大批量生產(chǎn)，模具設(shè)計制造與模具維修水平比較高的，外形比較小的零件生產(chǎn)。3方案三:采用復合模生產(chǎn)，落料與沖孔復合。這種方法零件的尺寸要求高，但是結(jié)構(gòu)比較的簡單，為了能夠提高生產(chǎn)效率和保證零件的尺寸精度，采用模式為復合模生產(chǎn)。方案一模具結(jié)構(gòu)簡單，但需要兩道工序，兩副模具，生產(chǎn)率較低，難以滿足該零件的年產(chǎn)量要求。方案二只需一套模具，沖壓件的形位精度容易保證，且生產(chǎn)率也高。方案一復雜，但是由于本次的模具設(shè)計不復雜，結(jié)構(gòu)簡單。方案三也只需要一副模具，生產(chǎn)率也高，但零件的沖壓精度較差。欲保證沖壓件的形位精度，需要在模具上設(shè)置導正銷導正，故模具制造安裝較復合模復雜，且成本高。由以上三種方案比較，選擇方案二比較的合適。如下圖所示：1沖孔,落料單工序模沖孔,落料復合工序模落料,沖孔單工序模沖孔,落料級進模第三章 沖裁排樣設(shè)計3.1 排樣方案的確定合理的排樣有利于保證在消耗最低的材料，和時間，提高生產(chǎn)率的條件下，能夠得到得到合格設(shè)計技術(shù)要求的工件，它有三種方式。1 有廢料排樣。它是指沿沖裁件全部的外形輪廓部分沖裁，沖裁件之間和沖裁件與條料之間都存在有搭邊廢料，沖裁零件尺寸完全由沖模來保證，所以精度比較的高，模具的壽命也比較的高，但是材料的利用率低。 2 少廢料排樣。它是指沿沖裁件部分外形輪廓切斷或沿著沖裁部分外形輪廓沖裁，只在沖裁件之間或沖裁件和條料側(cè)邊之間留有搭邊，因為受到剪裁條料質(zhì)量和定位誤差的影響，所以這種方法對沖裁件質(zhì)量稍差，同時也影響模具壽命，但材料的利用率高一點，沖模結(jié)構(gòu)也比較的簡單。3 無廢料排樣。沖裁件沿條料被順次切下，沖裁件之間或者是沖裁件與條料側(cè)邊之間均無搭邊，模具的壽命更加的短，沖裁件的質(zhì)量也比較的差，但是材料的利用率是三種方法中最高的。采用少廢料，或者無廢料的排樣，可以簡化沖裁模結(jié)構(gòu)，減小沖裁力，提高裁件公差等級低。同時，由于模具單邊受力，這樣會加快模具的磨損，也會影響沖裁件斷面的質(zhì)量。綜上分析，并考慮沖裁零件的形狀、尺寸、材料，選取有廢料排樣。3.2 搭邊的選取搭邊是指排樣中相鄰兩沖裁件之間的余料或者是沖裁件與條料邊緣間的余料。1)補償定位誤差，防止由于條料的寬度誤差、送料步距誤差、送料歪斜誤差等原因而沖裁出殘缺的廢品。 2)還應保持條料有一定的強度和剛度，保證送料的順利進行，從而提高制件質(zhì)量，沿整個封閉輪廓線沖裁，使受力平衡，提高模具壽命和工件斷面質(zhì)量。 搭邊是廢料，從節(jié)省材料出發(fā)，搭邊值應愈小愈好。但過小的搭邊容易擠進凹模，增加刃口磨損，降低模具壽命，并且也影響沖裁件的剪切表面質(zhì)量。一般來說，搭邊值是由經(jīng)驗確定的。板料沖裁時常用的最小搭邊值如下圖所示：搭邊值的大小與下列因素有關(guān)： 材料的力學性能。比較硬材料搭邊值可小些，比較軟材料的搭邊可要大些。 工件的外形與尺寸大小。尺寸大搭邊要取得大值。 材料厚度。比較薄的材料的搭邊值應大一些。 送料方式及擋料方式。用手工送料搭邊值可以取小些。 材料厚度t圓形件或圓角r2t矩形件或邊長L50或r0.10.50.04500550.0650.080.52.50.040.050.0500.062.56.50.030.040.0400.056.50.020.030.0250.03查表2.3 Kx=0.045 KD=0.003各種壓力工藝之和稱為總壓力Fz，則： Fz=F+ Fx+ Fd （2.6-6） = 212.16+0.08212.16+10.07212.16 = 244KN3.7 壓力中心的計算沖裁壓力中心就是沖裁力的合力的作用點。在沖壓生產(chǎn)中為保證壓力機和 模具是正常工作，必須使模具的沖裁壓力中心與壓力機滑塊中心線重合，否則在 沖裁過程中會使滑塊，模柄及導柱承受附加彎矩，使模具與壓力機滑塊產(chǎn)生偏斜凸凹模制件的間隙分布不均，從而造成導向零件加速磨損，模具刃口及其他零件 損壞甚至會引起壓力機導軌磨損影響壓力機的精度。因此在設(shè)計模具是 必須確定沖裁的壓力中心，并使之與模柄軸線重合，從而保證沖裁壓力中心與壓 力機滑塊中心重合。形狀對稱的沖裁件，其沖裁壓力中心位于沖裁輪廓的幾何中心上。本次設(shè)計 該零件完全對稱于相互垂直的兩條對稱線，所以模具的壓力中心在幾何圖形的中心點上。設(shè)直徑為是10的圓心為中心坐標，則壓力中心：X0=-（-128-1612-128-822+822）/（8+12+8+22+16+8）=-336/74=-4.54Y0=（-68+68+1722+2816+1722）/74=1196/74=16.16=(18011sin90) 90=7.1X=cos=cos(180+53)=4.3Y=sin=sin(55+180)=-5.7故X=(-4.54*74+4.3*11+29.2*10*)/74+21=5.21Y=(16.16*74-5.7*11)/74+11=-7.13所以壓力中心為(5.21,7.13).第四章 刃口尺寸計算4.1凸凹模刃口尺寸計算的依據(jù)和計算原則沖裁時，沖裁件的尺寸精度主要取決于凸凹模具的刃口部分尺寸和公差，并且合理的沖裁間隙也靠凸凹模刃口尺寸保證。所以,確定凸凹模刃口尺寸和公差是模具設(shè)計中一項比較重要的工作。光面的尺寸是沖裁件尺寸的測量和使用的基準。凹模刃口擠切材料產(chǎn)生落料件的光面，而凸模刃口擠切材料產(chǎn)生孔的光面。 所以計算刃口尺寸，因按落料和沖孔兩種情況分別進行計算，其原則如下： 1落料 因為落料件光面尺寸與凹模尺寸相等，所以以凹模尺寸為基準。又因落料件尺寸會隨著磨損而增大，為保證凹模磨損到一定程度仍然能夠生產(chǎn)出合格零件，故落料凹?；境叽鐟」ぜ叽绻罘秶鷥?nèi)較小的尺寸，而落料凸模基本尺寸則按凹?；境叽鐪p最小初始間隙。 2沖孔 因為工件光面的孔徑與凸模尺寸相等。所以以凸模尺寸為基準。又因沖孔的尺寸會隨著磨損而減小，故沖孔凸?；境叽鐟」ぜ?，孔尺寸公差范圍內(nèi)的較大尺寸。 而沖孔凹?；境叽鐒t按凸模基本尺寸加最小初始間隙。 3孔心距 當一個工件上需要沖制多個孔的時候，孔心距的尺寸精度由凹模孔心距保證。由于凸凹模的刃口尺寸磨損不影響孔心距的變化，故凹?？仔木嗟幕境叽纾≡诠ぜ仔木喙顜У闹悬c上，按雙向?qū)ΨQ偏差標準。 4 沖模刃口制造公差 凸凹模刃口尺寸精度的選擇應以能保證工件個精度為要求，保證合理的凸凹模間隙值，保證模具一定是使用壽命。因沖模加工方法不同，刃口尺寸的計算方法也不同，基本上可分為兩類： （1）按凹模與凸模圖樣分別加工法：它一般用在圓形或者圖形比較簡單的工件,因為此類工件的凸、凹模的制造相對而言比較的簡單，尺寸精度容易得到保證，所以采用分別加工比較的好。 （2）按凹模與凸模配作法加工：此類沖模常用于復雜形狀的模具沖模。這種加工方法是模具的間隙有配置保證，不必校核的條件，并且還可以放大基準件的制造公差，這樣就使得工件容易制造出來。查表如下初始雙面間隙、材料厚度/08、10、3509M2、Q235Q34540、5065小于0.5極小間隙0.50.0400.0600.0400.0600.0400.0600.0400.0600.60.0480.0720.0480.0720.0480.0720.0480.0720.70.0640.0920.0640.0920.0640.0920.0640.0920.80.0720.1040.0720.1040.0720.1040.0640.0920.90.0900.1260.0900.1260.0900.1260.0900.1261.00.0100.140.1000.1400.1000.1400.0900.1261.20.1260.1800.1320.1800.1320.1801.50.1320.2400.1700.2400.1700.2401.750.2200.3200.2200.3200.2200.3202.00.2460.3600.2600.3800.2600.380由表確定初始雙面間隙、 的值：Zmin=0.460mm Zmax=0.640mm規(guī)則形狀凸、凹模的制造偏差基本尺寸凸模偏差凹模偏差基本尺寸凸模偏差凹模偏差1818301830 0.0200.0200.0250.030120180180160 0.0300.0400.045 80120 0.025 0.0351603601360500500300.0350.0400.0500.0500.0600.070由表 確定、的值：=0.02 =0.024.2 沖孔刃口尺寸計算對于沖小孔轉(zhuǎn)換為利用公式 （3.2-1） 其中 磨損系數(shù)的選取查下表 是工件的公差值 磨損系數(shù)表工件精度IT10以上=1工件精度IT11IT13=0.75工件精度IT14=0.5因孔的公差等級為IT13級，所以查上表得=0.5則= 校核間隙 +=0.020+0.020=0.0405080 80125hoH0hoH0hoH00.8686108130.81.561081210141.536-10-12-查上表得卸料板厚度彈簧的自由高度為：=（3.54） （4.4-1）式中彈簧的自由高度（mm）; 工作行程與模具修磨量和調(diào)整量（46mm）之和。 =（2.3+6）mm=8.3mm則 =(3.54)8.3mm=29.0533.2mm取=33mm。彈簧的裝配高度為：（0.850.9）=28.529.7mm5.5 凹模的設(shè)計凹模厚度的確定： （4.5-1）查表 凹模系數(shù)條料寬度材料厚度11336500.300.400.350.500.450.60501000.200.300.220.350.300.451002000.150.200.180.220.220.30由上表得：選取系數(shù)=0.3，取15凹模壁厚凹模長度L=l+2C=125凹模寬度B=l+2C=100由以上算得凹模輪廓尺寸LXBXH=125X100X15該凹模的厚度的全部為有效刃口高度，刃壁無斜度，刃磨后刃口尺寸不變，適用于制件或廢料逆沖壓方向推出的沖裁模如復合模、薄料落料模。如圖3 凹模圖凹模三維5.6凸模的設(shè)計凸模材料：參照沖壓模具設(shè)計與制造選用T10A。因為所沖的孔均為圓形，而且都都不屬于特別保護的小凸模，所以沖孔凸模采用階梯式，一方面加工簡單，另一方面又便于裝配與更換。凸模的固定形式有：采用凸模固定板固定、與上模板直接固定和采用低溶點合金或環(huán)氧樹脂澆注固定三種。1凸模固定板固定 特點：定位精度高，牢靠，但固定孔精度高，加工困難如圖4 凸模圖凸模三維2與上模板直接連接特點：適用于大型凸模的固定3低熔點合金澆注固定或環(huán)氧樹脂澆注固定特點：適用于沖裁0.32的板料從上可知沖孔凸模為圓比較中可選低熔點合金澆注固定或環(huán)氧樹脂澆注固定形式固定凸模，形，采取臺階式凸模，它的強度剛性較好，裝配修磨方便，與凸模固定板配合部分按過渡配合（H7/m6或H7/n7）制造，最大直徑的作用是形式臺肩，以便固定，保證工作時凸模不配拉出，材料選取,熱處理硬度為5862。其凸模長度計算公式：=H固+H凹=48mm （4.6-1）5.7凸凹模的設(shè)計凸凹模是復合模中同時具有落料凸模和沖孔凹模作用的工作零件。本次設(shè)計采用整體式來加工凸凹模。它的內(nèi)外圓均為刃口，凸凹模的最小壁厚與模具結(jié)構(gòu)有關(guān)：當模具為正裝結(jié)構(gòu)時，內(nèi)孔為直筒形刃口形式，且采用下出料方式，則內(nèi)孔無積存廢料，脹力小，最小壁厚為材料厚度的1.5倍。如圖5 凹凸模圖5.8模架及組成零件的設(shè)計 螺釘選用標準件內(nèi)六角螺釘，規(guī)格為M8，螺釘規(guī)格的選用:,根據(jù)標準GB699選取材料為20鋼.熱處理硬度值HRC3540卸料螺釘選用圓柱頭內(nèi)六角卸料螺釘,卸料板上設(shè)置4個卸載螺釘，公稱直徑為10mm卸料釘尾部應留有足夠的行程空間,卸料螺釘擰緊后應使卸料板超出凸凹模端面1mm,有誤差時通過在螺釘與卸載版之間連接墊板來調(diào)整。圓柱銷M5導柱28180、32180導柱的長度應保證沖模在最低工作位置，即閉合位置時，導柱上端面與上模座頂面的距離為10mm到15mm，下模座底面導柱底面的距離應為0.5mm到1mm，H 為模具的閉合高度。導柱導套的配合精度可以根據(jù)沖裁模的精度，模具壽命，間隙大小來確定。當沖裁的板料較薄而模具精度，壽命都較高時，選H6/h5配合的 I級精度模架，當沖裁的板料較厚時選用H7/h6配合的級精度模架。 選用A型導柱結(jié)構(gòu)見圖。 材料20鋼，熱處理要求，滲碳淬火， 滲碳深度0.8到1.2mm硬度58到62HRC。導套為11043，長度11043，應按6/5配合；柱間的距離170mm；材料為20鋼，模架材料選取鑄鐵200模架上模板的長度為310mm、寬度230mm、厚度45mm。下模板的長度為310、寬度230、厚度55； 最大高度為235、最小高度為190。模柄選取旋入式模柄，A40，JB/T7646.2。5.9模架模架是由上模座，下模座，模柄和導向裝置，最常用的是導柱和導套組成。 模架是整副模具的支持，承擔沖裁中的全部載荷，模具中的全部零件均以不同的，方式直接或者間接的固定于模架上。模架上的上模座通過模柄與壓力機滑塊連 接，下模座通常以螺釘壓板固定在壓力機工作臺上。上下模座之間通過導向裝置，保持精確定位，引導凸模運動，保證沖裁間隙均勻。模架按國標 JB/T2851.1，7-1990和JB/T2856.1，4-1990由專業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)家生產(chǎn)，在設(shè)計模具時，可以根據(jù)凹模的周界尺寸選擇標準模架。對模架的基本要求: 1,應有足夠強度和剛2,應有足夠的精度3,上下模制件的導向應精確標準模架中，應用最廣的是用導柱，導套作為導向裝置的模架。根據(jù)導柱，導套的不同有以下4種基本形式 1, 后側(cè)導柱模架 后側(cè)導柱模架的兩個導柱，導套處于模架后側(cè)，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，用模具生產(chǎn)制件所具備的高精度、高復雜程度、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)對國民經(jīng)濟和社會發(fā)展將起越來越大的作用。1989年3月國務院頒布的關(guān)于當前產(chǎn)業(yè)政策要點的決定中，把模具列為機械工業(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)備及相應的輸變電設(shè)備)，確立模具工業(yè)在國民經(jīng)濟中的重要地位。1997年以來，又相繼把模具及其加工技術(shù)和設(shè)備列入了當前國家重點鼓勵發(fā)展的產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品和技術(shù)目錄和鼓勵外商投資產(chǎn)業(yè)目錄。經(jīng)國務院批準，從1997年到2000年，對80多家國有專業(yè)模具廠實行增值稅返還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)了國務院和國家有關(guān)部門對發(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)達國家的模具工業(yè)產(chǎn)值已超過機床工業(yè)，從1997年開始，我國模具工業(yè)產(chǎn)值也超過了機床工業(yè)產(chǎn)值。據(jù)統(tǒng)計，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、汽車、農(nóng)機和無線電行業(yè)，這個比例也超過60。例如飛機制造業(yè)，某型戰(zhàn)斗機模具使用量超過三萬套，其中主機八千套、發(fā)動機二千套、輔機二萬套。從產(chǎn)值看，80年代以來，美、日等工業(yè)發(fā)達國家模具行業(yè)的產(chǎn)值已超過機床行業(yè)，并又有繼續(xù)增長的趨勢。據(jù)國際生產(chǎn)技術(shù)協(xié)會預測，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)展起來的。19世紀，隨著軍火工業(yè)(槍炮的彈殼)、鐘表工業(yè)、無線電工業(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、鐘表等零件的最佳方式。從世界范圍看，當時美國的沖壓技術(shù)走在前列許多模具先進技術(shù)，如簡易模具、高效率模具、高壽命模具和沖壓自動化技術(shù)，大多起源于美國；而瑞士的精沖、德國的冷擠壓技術(shù)，蘇聯(lián)對塑性加工的研究也處于世界先進行列。50年代，模具行業(yè)工作重點是根據(jù)訂戶的要求，制作能滿足產(chǎn)品要求的模具。模具設(shè)計多憑經(jīng)驗，參考已有圖紙和感性認識，對所設(shè)計模具零件的機能缺乏真切了解。從1955年到1965年，是壓力加工的探索和開發(fā)時代對模具主要零部件的機能和受力狀態(tài)進行了數(shù)學分橋，并把這些知識不斷應用于現(xiàn)場實際，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)計原則，并使得壓力機械、沖壓材料、加工方法、梅具結(jié)構(gòu)、模具材料、模具制造方法、自動化裝置等領(lǐng)域面貌一新，并向?qū)嵱没姆较蛲七M，從而使沖壓加工從儀能生產(chǎn)優(yōu)良產(chǎn)品的第一階段。進入70年代向高速化、啟動化、精密化、安全化發(fā)展的第二階段。在這個過程中不斷涌現(xiàn)各種高效率、商壽命、高精度助多功能自動校具。其代表是多達別多個工位的級進模和十幾個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彎曲機。在此期間，日本站到了世界最前列其模具加工精度進入了微米級，模具壽命，合金工具鋼制造的模具達到了幾千萬次，硬質(zhì)合金鋼制造的模具達到了幾億次p每分鐘沖壓次數(shù)，小型壓力機通常為200至300次，最高為1200次至1500次。在此期間，為了適應產(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是計算機輔助設(shè)計、輔助制造技術(shù)不斷發(fā)展的時代。隨著模具加工精度與復雜性不斷提高，生產(chǎn)周期不斷加快，模具業(yè)對設(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)驗和手藝越來越不能滿足模具生產(chǎn)的需要。90年代以來，機械技術(shù)和電子技術(shù)緊密結(jié)合，發(fā)展了NC機床，如數(shù)控線切割機床、數(shù)控電火花機床、數(shù)控銑床、數(shù)控坐標磨床等。而采用電子計算機自動編程、控制的CNC機床提高了數(shù)控機床的使用效率和范圍。近年來又發(fā)展出由一臺計算機以分時的方式直接管理和控制一群數(shù)控機床的NNC系統(tǒng)。隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，計算機也逐步進入模具生產(chǎn)的各個領(lǐng)域，包括設(shè)計、制造、管理等。國際生產(chǎn)研究協(xié)會預測，到2000年，作為設(shè)計和制造之間聯(lián)系手段的圖紙將失去其主要作用。模具自動設(shè)計的最根本點是必須確立模具零件標準及設(shè)計標準。要擺脫過去以人的思考判斷和實際經(jīng)驗為中心所組成的設(shè)計方法，就必須把過去的經(jīng)驗和思考方法，進行系列化、數(shù)值化、數(shù)式化，作為設(shè)計準則儲存到計算機中。因為模具構(gòu)成元件也干差萬別，要搞出一個能適應各種零件的設(shè)計軟件幾乎不可能。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，為自動設(shè)計提供軟件。如日本某公司的CDM系統(tǒng)用于級進模設(shè)計與制造，其中包括零件圖形輸入、毛坯展開、條料排樣、確定模板尺寸和標準、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，所用時間由手工的20%、工時減少到35小時；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、標注以及對數(shù)據(jù)的自動編程，產(chǎn)生效控機床控制系統(tǒng)的后置處理文件等方面已達到較高水平；計算機仿真(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現(xiàn)網(wǎng)絡化。目前國外僅有少數(shù)廠家能夠做到。3我國模具工業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢由于歷史原因形成的封閉式、“大而全”的企業(yè)特征，我國大部分企業(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)化這個概念。生產(chǎn)效率不高，經(jīng)濟效益較差。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，全國現(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60萬從業(yè)人員，年模具總產(chǎn)值達200億元人民幣。但是，我國模具工業(yè)現(xiàn)有能力只能滿足需求量的60左右，還不能適應國民經(jīng)濟發(fā)展的需要。目前，國內(nèi)需要的大型、精密、復雜和長壽命的模具還主要依靠進口。據(jù)海關(guān)統(tǒng)計，1997年進口模具價值6.3億美元，這還不包括隨設(shè)備一起進口的模具；1997年出口模具僅為7800萬美元。目前我國模具工業(yè)的技術(shù)水平和制造能力，是我國國民經(jīng)濟建設(shè)中的薄弱環(huán)節(jié)和制約經(jīng)濟持續(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 按照中國模具工業(yè)協(xié)會的劃分，我國模具基本分為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)值計算，目前我國沖壓模占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)達工業(yè)國家和地區(qū)的塑料成形模比例一般占全部模具產(chǎn)值的40以上。 我國沖壓模大多為簡單模、單工序模和符合模等，精沖模，精密多工位級進模還為數(shù)不多，模具平均壽命不足100萬次，模具最高壽命達到1億次以上，精度達到35um，有50個以上的級進工位，與國際上最高模具壽命6億次，平均模具壽命5000萬次相比，處于80年代中期國際先進水平。 我國的塑料成形模具設(shè)計，制作技術(shù)起步較晚，整體水平還較低。目前單型腔，簡單型腔的模具達70以上，仍占主導地位。一模多腔精密復雜的塑料注射模，多色塑料注射模已經(jīng)能初步設(shè)計和制造。模具平均壽命約為80萬次左右，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重、模具排氣不暢和型腔易損等，注射模精度已達到5um以下，最高壽命已突破2000萬次，型腔數(shù)量已超過100腔，達到了80年代中期至90年代初期的國際先進水平。3.2 模具工業(yè)技術(shù)結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀 我國模具工業(yè)目前技術(shù)水平參差不齊，懸殊較大。從總體上來講，與發(fā)達工業(yè)國家及港臺地區(qū)先進水平相比，還有較大的差距。 在采用CAD/CAM/CAE/CAPP等技術(shù)設(shè)計與制造模具方面，無論是應用的廣泛性，還是技術(shù)水平上都存在很大的差距。在應用CAD技術(shù)設(shè)計模具方面，僅有約10%的模具在設(shè)計中采用了CAD，距拋開繪圖板還有漫長的一段路要走；在應用CAE進行模具方案設(shè)計和分析計算方面，也才剛剛起步，大多還處于試用和動畫游戲階段；在應用CAM技術(shù)制造模具方面，一是缺乏先進適用的制造裝備，二是現(xiàn)有的工藝設(shè)備（包括近10多年來引進的先進設(shè)備）或因計算機制式（IBM微機及其兼容機、HP工作站等）不同，或因字節(jié)差異、運算速度差異、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)備近年來才開展這項工作；在應用CAPP技術(shù)進行工藝規(guī)劃方面，基本上處于空白狀態(tài)，需要進行大量的標準化基礎(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)應用在我國才剛起步。計算機輔助技術(shù)的軟件開發(fā)，尚處于較低水平，需要知識和經(jīng)驗的積累。我國大部分模具廠、車間的模具加工設(shè)備陳舊，在役期長、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，設(shè)備簡陋，能耗高。設(shè)備更新速度緩慢，技術(shù)改造，技術(shù)進步力度不大。雖然近年來也引進了不少先進的模具加工設(shè)備，但過于分散，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、制造工藝技術(shù)人員和技術(shù)工人，尤其缺乏知識面寬、知識結(jié)構(gòu)層次高的復合型人才。中國模具行業(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)工人知識老化，知識結(jié)構(gòu)不能適應現(xiàn)在的需要；而80年代以后從業(yè)的人員，專業(yè)知識、經(jīng)驗匱乏，動手能力差，不安心，不愿學技術(shù)。近年來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、制造的技術(shù)水平難以提高。3.3 模具工業(yè)配套材料，標準件結(jié)構(gòu)現(xiàn)狀 近10多年來，特別是“八五”以來，國家有關(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，缺乏必要的試驗條件和試驗數(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，國外模具鋼材近年來相繼在國內(nèi)建立了銷售網(wǎng)點，但因渠道不暢、技術(shù)服務支撐薄弱及價格偏高、外匯結(jié)算制度等因素的影響，目前推廣應用不多。 模具加工的輔助材料和專用技術(shù)近年來雖有所推廣應用，但未形成成熟的生產(chǎn)技術(shù)，大多仍還處于試驗摸索階段，如模具表面涂層技術(shù)、模具表面熱處理技術(shù)、模具導向副潤滑技術(shù)、模具型腔傳感技術(shù)及潤滑技術(shù)、模具去應力技術(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)也還缺少知識產(chǎn)權(quán)的保護。 我國的模具標準件生產(chǎn)，80年代初才形成小規(guī)模生產(chǎn)，模具標準化程度及標準件的使用覆蓋面約占20%，從市場上能配到的也只有約30個品種，且僅限于中小規(guī)格。標準凸凹模、熱流道元件等剛剛開始供應，模架及零件生產(chǎn)供應渠道不暢，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 我國的模具工業(yè)相對較落后，至今仍不能稱其為一個獨立的行業(yè)。我國目前的模具生產(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；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。我國的模具行業(yè)管理體制分散。目前有19個大行業(yè)部門制造和使用模具，沒有統(tǒng)一管理的部門。僅靠中國模具工業(yè)協(xié)會統(tǒng)籌規(guī)劃，集中攻關(guān)，跨行業(yè)，跨部門管理困難很多。 模具適宜于中小型企業(yè)組織生產(chǎn)，而我國技術(shù)改造投資向大中型企業(yè)傾斜時，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，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。 我國模具價格長期以來同其價值不協(xié)調(diào)，造成模具行業(yè)“自身經(jīng)濟效益小，社會效益大”的現(xiàn)象。“干模具的不如干模具標準件的，干標準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4.1 模具CAD/CAE/CAM正向集成化、三維化、智能化和網(wǎng)絡化方向發(fā)展 （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，同時各功能模塊采用同一數(shù)據(jù)模型，以實現(xiàn)信息的綜合管理與共享，從而支持模具設(shè)計、制造、裝配、檢驗、測試及生產(chǎn)管理的全過程，達到實現(xiàn)最佳效益的目的。如英國Delcam公司的系列化軟件就包括了曲面/實體幾何造型、復雜形體工程制圖、工業(yè)設(shè)計高級渲染、塑料模設(shè)計專家系統(tǒng)、復雜形體CAM、藝術(shù)造型及雕刻自動編程系統(tǒng)、逆向工程系統(tǒng)及復雜形體在線測量系統(tǒng)等。集成化程度較高的軟件還包括：Pro/ENGINEER、UG和CATIA等。國內(nèi)有上海交通大學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。 （2）模具設(shè)計、分析及制造的三維化 傳統(tǒng)的二維模具結(jié)構(gòu)設(shè)計已越來越不適應現(xiàn)代化生產(chǎn)和集成化技術(shù)要求。模具設(shè)計、分析、制造的三維化、無紙化要求新一代模具軟件以立體的、直觀的感覺來設(shè)計模具，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、模具可制造性評價和數(shù)控加工、成形過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，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)計軟件，可進行交互式3D型腔、型芯設(shè)計、模架配置及典型結(jié)構(gòu)設(shè)計。澳大利亞Moldflow公司的三維真實感流動模擬軟件MoldflowAdvisers已經(jīng)受到用戶廣泛的好評和應用。國內(nèi)有華中理工大學研制的同類軟件HSC3D4.5F及鄭州工業(yè)大學的Z-mold軟件。面向制造、基于知識的智能化功能是衡量模具軟件先進性和實用性的重要標志之一。如Cimatron公司的注塑模專家軟件能根據(jù)脫模方向自動產(chǎn)生分型線和分型面，生成與制品相對應的型芯和型腔，實現(xiàn)模架零件的全相關(guān)，自動產(chǎn)生材料明細表和供NC加工的鉆孔表格，并能進行智能化加工參數(shù)設(shè)定、加工結(jié)果校驗等。 （3）模具軟件應用的網(wǎng)絡化趨勢 隨著模具在企業(yè)競爭、合作、生產(chǎn)和管理等方面的全球化、國際化，以及計算機軟硬件技術(shù)的迅速發(fā)展，網(wǎng)絡使得在模具行業(yè)應用虛擬設(shè)計、敏捷制造技術(shù)既有必要，也有可能。美國在其21世紀制造企業(yè)戰(zhàn)略中指出，到2006年要實現(xiàn)汽車工業(yè)敏捷生產(chǎn)/虛擬工程方案，使汽車開發(fā)周期從40個月縮短到4個月。4.2 模具檢測、加工設(shè)備向精密、高效和多功能方向發(fā)展（1）模具檢測設(shè)備的日益精密、高效 精密、復雜、大型模具的發(fā)展，對檢測設(shè)備的要求越來越高?，F(xiàn)在精密模具的精度已達23m，目前國內(nèi)廠家使用較多的有意大利、美國、日本等國的高精度三坐標測量機，并具有數(shù)字化掃描功能。如東風汽車模具廠不僅擁有意大利產(chǎn)3250mm3250mm三坐標測量機，還擁有數(shù)碼攝影光學掃描儀，率先在國內(nèi)采用數(shù)碼攝影、光學掃描作為空間三維信息的獲得手段，從而實現(xiàn)了從測量實物建立數(shù)學模型輸出工程圖紙模具制造全過程，成功實現(xiàn)了逆向工程技術(shù)的開發(fā)和應用。這方面的設(shè)備還包括：英國雷尼紹公司第二代高速掃描儀(CYCLON SERIES2)可實現(xiàn)激光測頭和接觸式測頭優(yōu)勢互補，激光掃描精度為0.05mm，接觸式測頭掃描精度達0.02mm。另外德國GOM公司的ATOS便攜式掃描儀，日本羅蘭公司的PIX-30、PIX-4臺式掃描儀和英國泰勒霍普森公司TALYSCAN150多傳感三維掃描儀分別具有高速化、廉價化和功能復合化等特點。 （2）數(shù)控電火花加工機床 日本沙迪克公司采用直線電機伺服驅(qū)動的AQ325L、AQ550LLS-WEDM具有驅(qū)動反應快、傳動及定位精度高、熱變形小等優(yōu)點。瑞士夏米爾公司的NCEDM具有P-E3自適應控制、PCE能量控制及自動編程專家系統(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)。 （3）高速銑削機床(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。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)動加工中心，其機床定位精度可達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2500mm5000mm1800mm，轉(zhuǎn)速達20500r/min，切削進給速度達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0.01mm。4.3 快速經(jīng)濟制模技術(shù) 縮短產(chǎn)品開發(fā)周期是贏得市場競爭的有效手段之一。與傳統(tǒng)模具加工技術(shù)相比，快速經(jīng)濟制模技術(shù)具有制模周期短、成本較低的特點，精度和壽命又能滿足生產(chǎn)需求，是綜合經(jīng)濟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、電鑄和化學腐蝕等新的工藝方法形成型腔表面及精細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)、樹脂復合成形模具技術(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)無模多點成形技術(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)。主要有干砂實型鑄造、負壓實型鑄造、樹脂砂實型鑄造及失蠟精鑄等技術(shù)。 (8)其他方面技術(shù)。如采用氮氣彈簧壓邊、卸料、快速換模技術(shù)、沖壓單元組合技術(shù)、刃口堆焊技術(shù)及實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，材料應用是關(guān)鍵。因選材和用材不當，致使模具過早失效，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H13、瑞典QRO80M、QRO90SUPREME等；常用塑料模具用鋼有預硬鋼(如美國P20)、時效硬化型鋼(如美國P21、日本NAK55等)、熱處理硬化型鋼(如美國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，其主要趨勢是：由滲入單一元素向多元素共滲、復合滲(如TD法)發(fā)展；由一般擴散向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，目前對激光強化、輝光離子氮化技術(shù)及電鍍(刷鍍)防腐強化等技術(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同 在成形工藝方面，主要有沖壓模具功能復合化、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、生產(chǎn)、管理理念與模式。具體主要有：適應模具單件生產(chǎn)特點的柔性制造技術(shù)；創(chuàng)造最佳管理和效益的團隊精神，精益生產(chǎn)；提高快速應變能力的并行工程、虛擬制造及全球敏捷制造、網(wǎng)絡制造等新的生產(chǎn)哲理；廣泛采用標準件通用件的分工協(xié)作生產(chǎn)模式；適應可持續(xù)發(fā)展和環(huán)保要求的綠色設(shè)計與制造等?？偨Y(jié)總結(jié)進入21世紀，在經(jīng)濟全球化的新形勢下，隨著資本、技術(shù)和勞動力市場的重新整合，我國裝備制造業(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，無論哪一行業(yè)的工程裝備，都越來越多地采用由模具工業(yè)提供的產(chǎn)品。為了適應用戶對模具制造的高精度、短交貨期、低成本的迫切要求，模具工業(yè)正廣泛應用現(xiàn)代先進制造技術(shù)來加速模具工業(yè)的技術(shù)進步，滿足各行各業(yè)對模具這一基礎(chǔ)工藝裝備的迫切需求。