引線護(hù)蓋沖壓模具設(shè)計(jì)【含圖紙】

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應(yīng)用這項(xiàng)調(diào)查的目的是為了驗(yàn)證FAST_FORM3D系統(tǒng)，確定FAST_FORM3D對(duì)毛坯形狀預(yù)測(cè)的能力，并確定一步有限元法在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中是怎么實(shí)施的。成型技術(shù)提供了他們的一步法有限元代碼和培訓(xùn)中心的FAST_FORM3D / NSM為目的的基準(zhǔn)和研究。FAST_FORM3D并不等同于變形歷史。相反，它將項(xiàng)目上一個(gè)平面或可展曲面零件幾何形狀和重新定位的最后節(jié)點(diǎn)和元素，直至達(dá)到最低能量狀態(tài)。這個(gè)過程是計(jì)算速度比就像是PAM Stemp的增量模擬，也使得假設(shè)增多。FAST_FORM3D能評(píng)價(jià)和估計(jì)最優(yōu)毛坯矩形件的結(jié)構(gòu)，也是一個(gè)強(qiáng)有力的工具，產(chǎn)品設(shè)計(jì)師由于其速度和使用的安逸性，但是在這時(shí)期的幾何是不可用的。為了驗(yàn)證FAST_FORM3D，我們比較分析其與毛坯形狀預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)方法的毛坯形狀。該零件的幾何形狀如圖3所示是一個(gè)長(zhǎng)15英寸、寬5英寸、深12英寸有一個(gè)1英寸直角法蘭盤英寸。表1列出了工藝條件下使用，圖4顯示了使用Romanovski零件毛坯形狀的實(shí)證法和滑移線場(chǎng)的方法來預(yù)測(cè)毛坯形狀的原理。 圖. 3 矩形幾何用于FAST_FORM3D驗(yàn)證表1 為FAST_FORM3D矩形驗(yàn)證過程中使用參數(shù)圖4。使用手工計(jì)算毛坯長(zhǎng)方形盤的外形設(shè)計(jì)。 （一）Romanovski的經(jīng)驗(yàn)方法；（二）滑移線場(chǎng)分析方法。圖5（a）給出了預(yù)測(cè)從Romanovski法，滑移線場(chǎng)方法，幾何形狀和FAST_FORM3D空白?？瞻仔螤钔庠诮锹淅锏貐^(qū)，但不同的側(cè)面區(qū)域很大。圖5（二）- （c）顯示抽簽中模式后的矩形繪制過程。平移由Pam-Stemp模擬預(yù)測(cè)空白的每個(gè)形狀。抽簽中地區(qū)在彎道很好匹配所有三個(gè)長(zhǎng)方形盤模式?；凭€場(chǎng)方法，雖然沒有達(dá)到目標(biāo)區(qū)域在身邊1英寸法蘭，而Romanovski和FAST_FORM3D方法實(shí)現(xiàn)了1英寸法蘭在身邊地區(qū)相對(duì)較好。此外，只有FAST_FORM3D毛坯同意在角落里/側(cè)過渡區(qū)。此外，F(xiàn)AST_FORM3D毛坯比Romanovski具有較好的應(yīng)變分布和更低的峰值應(yīng)變比，由圖6中可以看到。圖5 各種毛坯形狀預(yù)測(cè)和帕姆印花仿真結(jié)果為長(zhǎng)方形鍋。 （一）三預(yù)測(cè)空白形狀;（二）變形滑移線領(lǐng)域的毛坯;（三）畸形Romanovski毛坯;（四）畸形FAST_FORM3D毛坯圖6 比較應(yīng)變泛用長(zhǎng)方形的PAM Stemp形狀分布的各種毛坯。 （一）變形Romanovski毛坯;（二）畸形FAST_FORM3D毛坯。若要繼續(xù)此驗(yàn)證研究，從小松制作工業(yè)部分被選中，并在圖7（a）所示。我們預(yù)計(jì)的一個(gè)最優(yōu)幾何FAST_FORM3D空白的實(shí)驗(yàn)裝置，正如所見，毛坯很相似，但有一些差異，最終的零件毛坯形狀,如圖7(b)。圖7 儀器FAST_FORM3D模擬結(jié)果包括最終驗(yàn)證。 （一）FAST_FORM3D成形性能的比較；（二）預(yù)測(cè)與實(shí)驗(yàn)的毛坯形狀比較。接下來,我們模擬了沖壓的毛坯和FAST_FORM3D使用Pam-Stamp實(shí)驗(yàn)毛坯。我們通過比較兩者的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)預(yù)測(cè)的零件幾何形狀 (圖8)，發(fā)現(xiàn)FAST_FORM3D是更精確的。一個(gè)不錯(cuò)的特征是,FAST_FORM3D能顯示“失敗”的部分情節(jié)的輪廓曲線，對(duì)失敗限制示于圖7(A)?？傊? FAST_FORM3D在預(yù)測(cè)的實(shí)驗(yàn)室和工業(yè)部件的最佳形狀成功的毛坯。這表明，F(xiàn)AST_FORM3D可以成功地用于評(píng)估產(chǎn)品設(shè)計(jì)成形性的問題。在儀器的覆蓋情況下，審判和錯(cuò)誤實(shí)驗(yàn)多小時(shí)可能被淘汰使用FAST_FORM3D和更好的毛坯形狀可能已經(jīng)開發(fā)出來。圖 8。比較FAST_FORM3D和實(shí)驗(yàn)儀器的零件形狀。 （一）實(shí)驗(yàn)開發(fā)毛坯形狀和CAD幾何;（二）優(yōu)化毛坯形狀和FAST_FORM3D的CAD幾何。3 模具和工藝模擬- 應(yīng)用為了在研究模具設(shè)計(jì)過程中緊密合作，一個(gè)由日本小松制作所和ERC/ NSM組成的小組。與形成問題的一個(gè)生產(chǎn)小組選擇了小松。該面板是挖掘機(jī)的駕駛室左側(cè)內(nèi)板，如圖9所示。是的幾何簡(jiǎn)化為一個(gè)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)室死亡，同時(shí)保持該小組的主要特征。在實(shí)驗(yàn)進(jìn)行過程中小松使用表2所示的條件。一個(gè)成形極限圖（FLD）研制了用于繪圖品質(zhì)采用穹頂鋼和視覺測(cè)試應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)，并在圖10所示。在實(shí)驗(yàn)中使用三壓邊力分別是（10，30，50噸）以確定其效果。每個(gè)模擬實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行了增量在ERC/ NSM使用PAM-Stemp。圖9 挖掘機(jī)的駕駛室，左側(cè)內(nèi)板表2機(jī)艙內(nèi) 的工藝條件調(diào)查圖10 在機(jī)艙內(nèi)調(diào)查所使用的繪圖優(yōu)質(zhì)鋼成形極限圖。在10噸的條件下發(fā)生起皺的實(shí)驗(yàn)部分，如圖11所示。在30噸條件下發(fā)生皺紋被淘汰，如圖12所示。對(duì)這些實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了PAM Stemp模擬預(yù)測(cè)，如圖13所示。 30噸壓力的測(cè)量小組以確定材料畫中的模式。這些測(cè)量結(jié)果進(jìn)行了比較與預(yù)測(cè)材料繪制在圖14研究。效果是非常良好，只有10毫米，最大的錯(cuò)誤。一個(gè)輕微的頸部，觀察小組的30噸，如圖13所示。在50噸時(shí)，面板上會(huì)出現(xiàn)明顯的骨折起皺。圖11 皺褶實(shí)驗(yàn)室機(jī)艙內(nèi)板，壓邊力= 10噸圖12 壓邊力=30噸機(jī)艙內(nèi)的實(shí)驗(yàn)室和頸縮變形階段。 （一）實(shí)驗(yàn)毛坯;（二）實(shí)驗(yàn)小組，形成了60;（三）實(shí)驗(yàn)小組，完全形成;（四）實(shí)驗(yàn)小組，縮頸細(xì)節(jié)。圖13 預(yù)測(cè)和在實(shí)驗(yàn)室客艙內(nèi)消除皺紋。 （a）預(yù)期的幾何形狀，壓邊力= 10噸;（二）預(yù)測(cè)的幾何形狀，壓邊力= 30噸圖14 在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)艙預(yù)測(cè)與實(shí)測(cè)比較所得出的結(jié)果，壓邊力= 30噸。應(yīng)變測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量了每個(gè)小組的結(jié)果，其結(jié)果如圖15所示。從每個(gè)小組有限元模擬的預(yù)測(cè)在圖16所示。這些預(yù)測(cè)和測(cè)量吻合有關(guān)的應(yīng)變分布，不同的壓邊力對(duì)結(jié)果的影響不大。雖然趨勢(shì)是代表，壓邊力的影響往往在模擬的壓力更多的本地化的方式相比，測(cè)量。然而，這些預(yù)測(cè)表明， PAM Stemp正確預(yù)測(cè)了頸縮和斷裂在30和50噸時(shí)發(fā)生。關(guān)于摩擦應(yīng)變分布的影響進(jìn)行了研究,如圖17模擬圖所示。圖 15 機(jī)艙內(nèi)的實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)應(yīng)變測(cè)量。 （一）測(cè)量應(yīng)變，壓邊力= 10噸（面板皺）（二）測(cè)量應(yīng)變，壓邊力= 30噸（面板頸）;（三）測(cè)量應(yīng)變，壓邊力=50噸（面板裂縫）。圖。16。機(jī)艙內(nèi)的實(shí)驗(yàn)室應(yīng)變有限元預(yù)測(cè)。 （a）預(yù)期的壓力，壓邊力= 10噸;（二）預(yù)測(cè)的壓力，壓邊力= 30噸;（三）預(yù)測(cè)的壓力，壓邊力= 50噸。圖17 實(shí)驗(yàn)室內(nèi)預(yù)測(cè)效應(yīng)摩擦機(jī)艙內(nèi)，壓邊力= 30噸。 （a）預(yù)期的壓力，=0.06；（二）預(yù)測(cè)應(yīng)變，=0.10。它們的比較結(jié)果摘要列于表3中，此表顯示，模擬預(yù)測(cè)了在實(shí)驗(yàn)條件下每一株測(cè)量系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)觀測(cè)結(jié)果。這表明，PAM-Stemp可以用來評(píng)估成形模具設(shè)計(jì)相關(guān)的問題。表3客艙內(nèi)的研究結(jié)果摘要4. 壓邊力控制- 應(yīng)用這次調(diào)查的目的是確定各種高性能材料在半球狀，圓頂平底，深拉杯深沖性能（見圖18），并探討不同時(shí)間的變壓邊力上進(jìn)行了拉伸試驗(yàn)，以確定這些材料進(jìn)行分析和模擬輸入到流動(dòng)應(yīng)力和各向異性特征（見圖 19和表5）。在被調(diào)查的材料包括AKDQ鋼、高強(qiáng)度鋼、烘烤硬鋼、鋁6111（見表4）。圖18 巨形杯模具的幾何形狀表4用于材料研究的圓頂杯圖19 鋁6111，AKDQ，強(qiáng)度高，烤硬鋼的拉伸試驗(yàn)結(jié)果。 （一）拉伸試樣裂隙；（二）應(yīng)力/應(yīng)變曲線。表5 鋁6111、AKDQ、烤硬鋼的高強(qiáng)度拉伸試驗(yàn)數(shù)據(jù)值得注意的是流動(dòng)應(yīng)力和AKDQ烤硬鋼曲線非常類似，但是在5的時(shí)候伸長(zhǎng)率減少類似烤硬。雖然高強(qiáng)度鋼和鋁6111的伸長(zhǎng)率很相似，但是其N值比鋁6111的值大兩倍。此外， AKDQ的R值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于1，而烤硬接近1，鋁6111遠(yuǎn)小于1。在這次調(diào)查中的壓邊力用型材時(shí)間變量中包含常數(shù)，線性減少，脈動(dòng)（見圖20）。為AKDQ鋼的實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行了模擬使用的PAM -Stemp增量代碼。斷裂、皺紋的例子，和良好的實(shí)驗(yàn)室杯圖21所示以及對(duì)模擬圖像皺杯。圖20.用于研究剖面圓頂杯的壓邊力時(shí)間。 （一）固定壓邊力;（二）斜壓邊力;（三）脈動(dòng)壓邊力。圖 21。模擬實(shí)驗(yàn)和圓頂杯。 （一）實(shí)驗(yàn)好杯；（b）實(shí)驗(yàn)裂隙杯；（三）實(shí)驗(yàn)皺杯；（四）模擬皺杯對(duì)深沖性能進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究限制使用固定壓邊力。這項(xiàng)研究的結(jié)果顯示在表6 此表顯示，AKDQ的沖壓性能最大，而鋁的最小而烤硬、高強(qiáng)度鋼的性能中等。對(duì)AKDQ的連續(xù)應(yīng)變分布、脈動(dòng)壓邊力進(jìn)行了比較實(shí)驗(yàn)圖22，模擬圖23。這兩個(gè)模擬和實(shí)驗(yàn)的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，斜坡的壓邊力軌跡對(duì)于提高應(yīng)變分布情況是最好的。不僅減少了骨折的可能性降低峰值高達(dá)5，而且還降低應(yīng)變地區(qū)的增加。這種應(yīng)變分布的改善，提高產(chǎn)品的剛度和強(qiáng)度，減少回彈和殘余應(yīng)力，提高產(chǎn)品質(zhì)量和工藝的魯棒性。表6。恒定壓邊力限制的頂燈杯的沖壓性能圖22。時(shí)間變量對(duì)AKDQ鋼圓頂杯壓邊力變化的實(shí)驗(yàn)圖23。時(shí)間變量對(duì)AKDQ鋼圓頂杯壓邊力變化的模擬實(shí)驗(yàn)脈動(dòng)壓邊力在調(diào)查的頻率范圍內(nèi)，未發(fā)現(xiàn)有對(duì)應(yīng)變分布的影響。這可能是由于這一事實(shí)的脈動(dòng)頻率進(jìn)行了測(cè)試只有1赫茲。從其他研究人員以前的實(shí)驗(yàn)可知，適當(dāng)?shù)念l率范圍是從5到25赫茲。AKDQ從模擬和實(shí)驗(yàn)載荷行程曲線比較圖24所示。良好的協(xié)議被發(fā)現(xiàn)的情況下=0.08。這表明，有限元模擬可以用來評(píng)估成形性，可以通過使用壓邊力控制技術(shù)獲得改善。圖24.KDQ穹頂鋼杯的比較實(shí)驗(yàn)與模擬負(fù)載沖程曲線5 結(jié)論和未來工作在本文中，我們?cè)u(píng)價(jià)一個(gè)復(fù)雜的沖壓件的改進(jìn)設(shè)計(jì)過程中，涉及消除了軟模具相結(jié)合的產(chǎn)品和工藝驗(yàn)證使用單步和增量有限元模擬。此外，改進(jìn)工藝，提出了壓邊力控制實(shí)施以提高產(chǎn)品質(zhì)量和工藝的魯棒性組成三個(gè)獨(dú)立的調(diào)查分析，總結(jié)其在設(shè)計(jì)過程的各個(gè)階段。首先，產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段進(jìn)行了調(diào)查與實(shí)驗(yàn)室和一個(gè)步驟有限元程序FAST_FORM3D和評(píng)估的能力，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)成形性問題所涉及的工業(yè)驗(yàn)證。 FAST_FORM3D在預(yù)測(cè)中矩形工業(yè)儀表盤和蓋形狀最佳空白成功。在儀器的覆蓋情況下，審判和錯(cuò)誤實(shí)驗(yàn)多小時(shí)可能被淘汰使用FAST_FORM3D和更好的毛坯形狀可能已經(jīng)開發(fā)出來。 其次，模具設(shè)計(jì)階段進(jìn)行了調(diào)查實(shí)驗(yàn)室和增量代碼的PAM Stemp系統(tǒng)的工業(yè)驗(yàn)證和評(píng)估的能力，形成與模具設(shè)計(jì)有關(guān)的問題。這項(xiàng)調(diào)查表明，PAM的郵票可以預(yù)測(cè)應(yīng)變分布，起皺，頸縮和斷裂，至少一個(gè)遠(yuǎn)景以及應(yīng)變各種條件下的實(shí)驗(yàn)測(cè)量系統(tǒng)。 最后，工藝設(shè)計(jì)階段的調(diào)查，對(duì)質(zhì)量可與壓邊力控制技術(shù)的實(shí)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)改善的實(shí)驗(yàn)研究。在此調(diào)查，半球狀，圓頂平底高峰株，杯子的拉伸值都被減少了5，從而減少了皺折的可能性，并降低了應(yīng)變區(qū)強(qiáng)度。這種應(yīng)變分布的改善，提高產(chǎn)品的剛度和強(qiáng)度，減少回彈和殘余應(yīng)力，提高產(chǎn)品質(zhì)量和工藝的穩(wěn)定性?？梢灶A(yù)計(jì)，深沖性能將會(huì)在不斷優(yōu)化的壓邊力中逐漸增強(qiáng)。此外，在實(shí)驗(yàn)測(cè)量和數(shù)值模擬預(yù)測(cè)中發(fā)現(xiàn)負(fù)載行程曲線，表明有限元模擬可以用來評(píng)估成形性，可控制壓邊力技術(shù)，使用得到改善。 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?，F(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，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)值已超過機(jī)床工業(yè)，從1997年開始，我國(guó)模具工業(yè)產(chǎn)值也超過了機(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)和無線電行業(yè)，這個(gè)比例也超過60。例如飛機(jī)制造業(yè)，某型戰(zhàn)斗機(jī)模具使用量超過三萬(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，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(jì)，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(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)和手藝越來越不能滿足模具生產(chǎn)的需要。90年代以來，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、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)備近年來才開展這項(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。雖然近年來也引進(jìn)了不少先進(jìn)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(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，特別是“八五”以來，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)部門制造和使用模具，沒有統(tǒng)一管理的部門。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?！案赡＞叩牟蝗绺赡＞邩?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”之類不正常現(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（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。（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、無紙化要求新一代模具軟件以立體的、直觀的感覺來設(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。（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（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)備的要求越來越高?，F(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程，成功實(shí)現(xiàn)了逆向工程技術(shù)的開發(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)。（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)。（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。前 言隨著模具技術(shù)的發(fā)展,模具已經(jīng)成為現(xiàn)代工業(yè)中不可缺少的工藝裝備，模具設(shè)計(jì)是工科類學(xué)校機(jī)械專業(yè)最重要的教學(xué)環(huán)節(jié)，它是我們對(duì)所學(xué)知識(shí)的綜合運(yùn)用,通過對(duì)專業(yè)知識(shí)的綜合運(yùn)用,使我們對(duì)模具從設(shè)計(jì)到制造的過程有個(gè)基本的了解,為以后的工作打下堅(jiān)定的基礎(chǔ) 畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要目的有兩個(gè):一,讓我們掌握查閱資料與手冊(cè)的能力,能夠熟練運(yùn)用CAD進(jìn)行繪畫.二,掌握模具設(shè)計(jì)方法和步驟,了解模具的工藝過程. 本人設(shè)計(jì)的是一付復(fù)合模,對(duì)復(fù)合模的結(jié)構(gòu)與工作原理我有了一個(gè)比較清楚的了解,在這次設(shè)計(jì)過程中,我得到莫老師和室友的大力支持與幫助,在此我表示衷心的感謝. 由于我的經(jīng)驗(yàn)不足,水平有限,在本次設(shè)計(jì)中有很多錯(cuò)誤,肴望老師批評(píng)指正,以便在以后的工作中吸取教訓(xùn),本人十分感謝.目 錄第1章 零件的工藝分析2第1.1節(jié) 制件公差要求2第1.2節(jié) 制件的形狀分析2第2章 零件工藝方案的及計(jì)算的確定2第3章 選取模具結(jié)構(gòu)形式3第4章 必要的零件結(jié)構(gòu)及計(jì)算4第4.1節(jié) 排樣設(shè)計(jì)與計(jì)算4 第4.2節(jié) 各種力的計(jì)算5第4.3節(jié) 壓力中心的計(jì)算及確定6第4.4節(jié) 計(jì)算凸凹模的刃口尺寸7第4.5節(jié) 主要零件的結(jié)構(gòu)，外形尺寸的確定及選材8第5章 典型零件加工工藝分析13第5.1節(jié) 落料凹模的工藝分析及制造過程13第5.2節(jié) 落料反拉深凸凹的加工工藝分析15第5.3節(jié) 反拉深-正拉深凸凹模的工藝分析制16第5.4節(jié) 正拉深凸模工藝分析、制定方案17第5.5節(jié) 各類板料的選材，熱處理及加工工藝過程18第5.6節(jié) 各類固定板的選材，熱處理及加工工藝方案19第6章 模具的裝配26第6.1節(jié) 組件的裝配26第6.2節(jié) 模具的總裝配26第1章 零件的工藝分析1.1制件公差要求該制件無公差要求，取自由公差，為IT14。1.2制件的形狀分析 該零件左右對(duì)稱，轉(zhuǎn)角處呈圓角過渡，易于模具加工，減少了熱處理和沖壓時(shí)在尖角了處開裂現(xiàn)象，同時(shí)也能防止尖角處部位刃口的過快磨損。第2章 零件工藝方案的及計(jì)算的確定 2.1 工藝方案的確定該制件形狀簡(jiǎn)單，對(duì)稱，尺寸精度低，適合于落料、拉深復(fù)合模。若用帶凸緣的落料拉深復(fù)合模，則轉(zhuǎn)角處會(huì)產(chǎn)生劇烈變形，極度不平整，影響制件精度和質(zhì)量要求，應(yīng)有后續(xù)工序，即需有整形工序，故采用正反二次拉深模，不僅可達(dá)制件要求，質(zhì)量好，而且經(jīng)濟(jì)性好。2.2 拉深工藝計(jì)算2.2.1 確定修邊余量查表2-34（實(shí)用模具技術(shù)手冊(cè)）得：h=0, d=0。2.2.2 計(jì)算毛坯直徑料厚t=0.8,故可以按中線計(jì)算其尺寸 ：D=(d12+2r2d1+8r22+4d2h+2r1d2+4.56r12+d42-d32)1/2其中d4=32mm,d1= d2=d3=22mm, h=16, r1=1.5,r2=1,代入可得：D=52.9mm2.2.3確定拉深系數(shù)正拉深時(shí)，拉深系數(shù)越大，拉深越容易，反拉深時(shí),由于硬化程度小，可適當(dāng)考慮減速小反拉深系數(shù)，但反拉深系數(shù)又直接影響拉深-反拉深凸凹中的凸凹壁厚，反拉深系數(shù)越大，凸凹模壁厚越小，因此反拉深系數(shù)又不能太大，因此可視情況選用d=33mm,由此確定正拉深系數(shù)m1=33/52.9=0.623,m2=22/33=0.6672.2.4中間尺寸的確定由6-16（冷沖模設(shè)計(jì)）得h=0.25(D2/d-d)+0.43r/d(d+0.32r)這里，D=52.9,d=22,r=1.5, 代入得h=16.1mm由此可得制件的尺寸確定如下第3章 選取模具結(jié)構(gòu)形式本模具，采用上模的剛性卸料，下面采用彈簧的彈性卸料裝置，導(dǎo)柱、導(dǎo)套保證其正確間隙。初步確定其閉模高度為130mm。裝配草圖第4章 必要的零件結(jié)構(gòu)及計(jì)算4.1排樣設(shè)計(jì)與計(jì)算（所有公式，出處均選自冷沖模設(shè)計(jì)）：4.1.1搭邊值的確定由制件為圓形件確定為有廢料直排，工件間的a值及側(cè)面a1值查表3-10，a在1.3與1.4之間，a1在1.56與1.68之間，取a=1.3,a1=1.6。4.1.2料步距A的確定A=D+a=52.8+1.3=54.2mm4.1.3確定條料寬度BB=(D+2a1+2a+b0)-0=57.4-0.504.1.4 確定排樣圖4.2各種力的計(jì)算：4.2.1落料時(shí)，力的計(jì)算如下：Fb=Ltb=Dtb(3-16)這里，52.9mm,b=100Mp(表-)，t=0.8mm代入得=3.14*52.9*0.8*100=13288N4.2.2拉深時(shí)，即拉深拉時(shí)力的計(jì)算F1=Kbt 其中.（表），d=33mm,b=100MPF=0.76*3.14*33*0.8*100=6299N拉深時(shí)，(t/D)*100=0.8*100/52.9=1.5查表（實(shí)用模具技術(shù)手冊(cè)）可知，此拉深不用壓邊圈套總=4.2.3由力確定壓力機(jī)的選取：模具工作過程中，沖裁力最大，壓力機(jī)也由此確定，落料階段的總沖壓力不要超過壓力機(jī)額定壓力的30%-40%，因此壓力機(jī)的額定壓力F0大于F/（30%-40%），其中F=11354N，經(jīng)計(jì)算取F0=32440N。又由裝配圖可以知道，選用開式壓力機(jī)，其主要參數(shù)如下次（表7-1-6實(shí)用模具技術(shù)手冊(cè)）滑塊行程工作臺(tái) 86mm裝模高度調(diào)節(jié)量： 35mm壓力機(jī)的最大裝模高度： 160mm工作臺(tái)面的最大尺寸： 220*220mm2工作臺(tái)墊板厚度： 35mm模柄孔尺寸： （直徑*厚度）30*50mm24.3壓力中心的計(jì)算及確定本次復(fù)合模沖模中，制件及半成品均對(duì)稱，故其壓力中心即為制件的幾何中心。4.4計(jì)算凸凹模的刃口尺寸4.4.1落料時(shí)：由表3-5（沖模設(shè)計(jì)手冊(cè)）得Zmin=0.045,Zmax=0.075,由表3-6（冷沖模設(shè)計(jì)）得，凸凹模的制造偏差為凹=+0.03, 凸=-0.02|凹|+|凸|=0.050.075-0.045=0.03不滿足分別加工法對(duì)間隙和公差的要求，故用配合加工法生產(chǎn)凸凹模D凹=（Dmax-x）01/4 （3-8） （冷沖模設(shè)計(jì)）這里，=0.74, Dmax=52.9查表3-5（冷沖模設(shè)計(jì)）得 x=0.5 ,代入有D凹=52.530+0.185至于凸模，按凹模的基本尺寸配做，保持雙面間隙為0.045-0.0754.4.2拉深時(shí)，即反拉深時(shí)，凸凹模的刃口尺寸計(jì)算 這次拉深時(shí)，凸凹模圓角半徑的確定如下：R凹=0.8（D-d）1/2t1/2=3 R凸=（0.71）R凹=（0.71）3=2.13取R凸 =2.5 D凹=（D-0.75）0凹 (6-23) 冷沖模設(shè)計(jì)凸（ D-0.75-2z）-凸 (6-24) 這里， D=33， =0.62, Z=(1-1.1)t, t=0.8,取Z=0.84 查表 3-6得， 凹=+0.03 凸=-0.02 代入有： D凹=32.540+0.03凸=30.86-0.0204.4.3沖孔凸凹模尺寸的計(jì)算1） 凹模厚度 按式H=Kb=38mm根據(jù)工件尺寸即可估算凹模的外形尺寸：長(zhǎng)度X寬度為此45X402） 凸模固定板的厚度H=0.7XH=21.1取整數(shù)為213） 墊板的采用與厚度：是否采用墊板=F/A=450Mpa查表得鑄鐵模板的=90-140Mpa因此須采用墊板，墊板厚度取84） 計(jì)算凸模工作部分尺寸由表查得：尺寸為20時(shí) P=0.02查表X=0.75B=（20-0.75X0.02）-00.02=19.9850-0.02凹模工作部分尺寸均按模研配，間隙極小。4.5主要零件的結(jié)構(gòu)，外形尺寸的確定及選材4.5.1落料凹模的選材、外邊形式確定材料要求有耐磨性，零件材料選為T10A，熱處理硬度達(dá)60-64HRC直接用螺釘裝在下模座上。因而凹模座有螺釘孔、銷孔。凹模洞口形狀選用圖表4-47的B圖，查表4-2，其中H取16.1mm,h取6mm,C取值使得凹模周邊達(dá)120mm，具體情況見落料凹模零件圖。4.5.2正拉深凸模的選材，熱處理和結(jié)構(gòu)： 選取材料為T10A，熱處理達(dá)58-62HRC，凸模采用臺(tái)階式，將凸模裝入固定板內(nèi)，采用H7/m6配合。凸模長(zhǎng)度，留有修模余量4-10，模具閉全狀態(tài)下，卸料板到凸模固定板間留有避免壓手的安全距離，另外，凸模的最小相對(duì)直徑0.75-1.20之間。具體見零件圖。4.4.6落料反拉深凸凹模，反拉深-正拉深凸凹的選材、熱處和結(jié)構(gòu)確定這兩種凸凹拉都選用T10A，經(jīng)熱處理達(dá)60-64HRC，具體情況見零件表。4.5 導(dǎo)料、卸料等其它裝置的確定4.5.1 凸模固定板與墊板的確定： 凸模固定板經(jīng)落料凸模用鏍釘圓柱銷固定在上模座上，其外形尺寸如落料凸模外形尺寸一樣，并將反拉深凸模固定在落料正拉深凸凹模上，由于本模具中的沖裁力較小，但考慮其結(jié)構(gòu)，選取墊板，選取厚度為9mm。凸模固定板的厚度取凹模厚度的0.6-0.8倍，本模具中可取12mm。具體結(jié)構(gòu)見零件圖。4.5.2推件裝置的選用和確定4.5.2.1下出件裝置的設(shè)計(jì)上模裝有剛性推裝置，推件力通過打桿推板推桿推件塊傳到工件。本模具中，選用四個(gè)分布均勻、長(zhǎng)短一致的推桿，推板裝在上模板的孔內(nèi)，為保證凸模支承剛度和強(qiáng)度，放推板的孔挖空，下面放有墊板。推板的形狀設(shè)置為圓形。4.5.2.2 上出件裝置的設(shè)計(jì) 根據(jù)本模具的結(jié)構(gòu)，力小，選用彈簧，又凹模內(nèi)空，可容納彈簧，用卸料螺釘裝上推板，進(jìn)行預(yù)壓和導(dǎo)向固定。現(xiàn)確定彈簧的型號(hào)及主要參數(shù)如下：根據(jù)本模具的結(jié)構(gòu)及尺寸，確定用一根彈簧；計(jì)算每個(gè)彈簧的頂件載荷F，Q=FQ=21N；其中FQ為彈簧的預(yù)壓力計(jì)算頂件時(shí)所需的最大壓縮行程L0L0=h1+t+h2+h3式中，h1卸料板高出凸模端面的高度，為零 t料厚，為0.8mm h2凸模進(jìn)入凹模的深度，為16mm h3凸?？傂弈Ａ?，為4mm計(jì)算彈簧工作時(shí)的總行程L總： L總=L，+ L0 L，產(chǎn)生F，Q所需的彈簧預(yù)壓縮量，L總必須不大于彈簧的最大壓縮量Lmax。 計(jì)算所需彈簧的最大壓力F max與最大壓縮行程Lmax 由虎克定律得 F，Q/ FQ=F max/Lmax L0+ L，Lmax令L，=KLmax,模具為拉深模，K取小些，為0.4于是，F(xiàn)max=F，Q/K=21/0.4=52.5N Lmax=L0/（1-K）=20/0.6=34mm查表5-23 簡(jiǎn)明模具工實(shí)用技術(shù)手冊(cè) 選用彈簧的參數(shù)如下： D=20mm, d=2.5mm t=6 H=60mm記為 彈簧202.660 （JB425-62）彈簧材料為：65Mn 熱處理達(dá)HRC40-454.5.3導(dǎo)向零件的設(shè)計(jì)與選用:由于本模具中，材料厚度比較小，因而間隙小，選用導(dǎo)柱導(dǎo)套保證上模和下模之間的精確位置頭系。因?yàn)楸灸＞咧械牧慵紴閳A形，為避免出錯(cuò)，選用的中間模架上的兩導(dǎo)柱，做成直徑不等的型式。查表2-44（冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)），根據(jù)凹模周界，選用凹模周界為125的，其中參數(shù)如下：最小閉合高度： 125最大閉合高度： 150上模座： 125*30 (GB/T 2855.11)下模座： 125*35 (GB/T2855.12)導(dǎo)柱： 25*110 (GB/T2861.1)導(dǎo)套： 22*80*28 (GB/t2861.6)4.6 連接、固定用零件即鏍釘、銷釘?shù)倪x用4.6.1 鏍釘?shù)倪x用 查表2-10（機(jī)械制圖）選用螺釘?shù)囊?guī)格如下：4.6.1.1下模座與凹模、導(dǎo)料卸料板、墊板之間的固定。選用M10的螺釘4個(gè)，長(zhǎng)為60，記為M1060。（GB68-85）鏍釘材料為45號(hào)鋼，頭部淬火達(dá)硬度HRC43-48。選用A型圓柱銷2個(gè)，d為10，長(zhǎng)為50，材料為45號(hào)鋼，熱處理達(dá)HRC43-48。記為1050。（GB119-86）4.6.1.2 凸模固定板、墊板、上模座及凸模之間的固用螺釘、銷釘，其材料為45號(hào)鋼，熱處理達(dá)HRC43-48，其記號(hào)如下： 鏍釘M1266（GB68-85）圓柱銷1055。（GB119-86）4.6.1.3 模柄與上模座之間的固定用螺釘四個(gè)，其記號(hào)如下： 鏍釘M930 （GB68-85）4.6.1.4 凸凹模和下模座之間的固定用螺釘，選用2個(gè)M6的螺釘，長(zhǎng)為18。記為M618 （GB68-85） 2個(gè)圓柱銷,記為1055（GB119-86）4.6.1.5 卸料螺釘?shù)倪x用，M3的卸料螺釘2個(gè)，長(zhǎng)為88mm,記為M388 （GB68-85）另有一個(gè)卸料螺釘，用于彈簧的固定,型號(hào)為M6，長(zhǎng)為50，記為M650 （GB68-85）4.7 固定擋料銷的選定 查表10-60 （沖壓手冊(cè)）選型,得 d=3mm h=2mm L=8mm D的極限偏差為-0.0750 d的極限偏差為+0.008+0.002 材料為45號(hào)鋼,熱處理達(dá)硬度HRC43-48查自GB2866.11-814.8頂板的確定查沖壓手冊(cè)選 A型,其中 D=20mm, h=6mm材料為45號(hào)鋼,熱處理達(dá)HRC43-48. 查自GB2867.4-81 第5章 典型零件加工工藝分析5.1落料凹模的工藝分析及制造過程。5.1.1工藝分析該零件是復(fù)合沖裁模的凹模，采用整體式結(jié)構(gòu)，容易制造，強(qiáng)度高。由于該模具為中小型沖模，因而其弱點(diǎn)，如制造成本高，維修不方便，對(duì)其并沒有太大的影響。零件的外形尺寸為12522，零件的成型表面尺寸是落料凹模型孔，結(jié)構(gòu)表面包括螺紋連接孔，和銷釘定位孔。該零件是本付模具裝配和加工的基準(zhǔn)件，模具的卸料板、固定板、模板上的各孔都和該零件有關(guān)，以該零件的實(shí)際尺寸為基準(zhǔn)來加工相關(guān)各孔。零件的材料為T10A，熱處理硬度達(dá)6064HRC，零件毛坯形式為鍛件。5.1.2工藝過程的制定序號(hào)工序名稱工序主要內(nèi)容 1下料鋸床下料，68104+42鍛造將坯料鍛壓成形130303熱處理退火至HBS1194粗車留有0。05的磨削余量5劃線畫出各螺孔、銷孔的位置6鉆孔、攻絲在鉆床上鉆出所有銷孔及螺絲底孔，并進(jìn)行攻絲鉸銷釘孔。7熱處理淬火、回火至6064HRC8磨平面磨床上平磨上下兩底面，內(nèi)圓磨床上磨形孔至尺寸，磨孔的精度達(dá)12級(jí)，表面粗糙度達(dá)R a為1.600.29鉗鉗工研磨修整工作型面至尺寸精度，刃口要鋒利。5.1.3 漏料孔的加工沖裁漏料孔是在保證型孔工作長(zhǎng)度基礎(chǔ)上，減小落料件與型孔的磨擦力。本模具中，漏料孔的加工放在零件淬火之前，在工具銑床上將漏料孔銑削完畢即可。5.1.4 鍛件毛坯下料尺寸與鍛壓設(shè)備的確定由圖沖裁凹模外形尺寸為12512522，凹模零件材料為T10A，設(shè)鍛件的毛坯的外形尺寸為125+4125+427+45.1.4.1 鍛件體積和重量的計(jì)算 鍛件的體積： V鍛=13013027mm3=456.3cm3 鍛件的重量： G鍛=7.85456.3=3.58當(dāng)鍛件質(zhì)量在5之內(nèi)，一般需要加熱12次，鍛件總的損耗系數(shù)取5% 鍛件毛坯的體保積： V坯=V鍛1.05=1.05456.3=497.1cm3 鍛件毛坯的重量： G坯=G鍛1.05=3.581.05=3.765.1.4確定鍛件毛坯尺寸 理論圓棒直徑 D理=（0.63V坯）1/3=6.62cm=66.2mm選取圓棒直徑為68，則可算出圓棒長(zhǎng)度 L坯=G坯4/D2r=3.764/3.146868=104mm驗(yàn)證鍛壓比： Y=L坯/D坯=104/68=1.53符合Y=（1.252.5）的要求。故鍛件下料尺寸為65104+45.1.3 鍛壓設(shè)備的確定該鍛件坯料重量為3.57，材料為T10A，應(yīng)選400的空氣錘。5.2 落料拉深凸凹的加工工藝分析5.2.1 工藝分析該落料拉深凸凹模是完成制件外形尺寸和拉深成形的工作零件，中間為四個(gè)M10的螺紋孔，四個(gè)M10的銷孔，工作外表面為直角，有鋒利刃口，內(nèi)表面刃口為3的圓角，在車床上粗車后用球形銑出圓角，再經(jīng)磨床或鉗工修整。由凸凹模的材料為T10A，熱處理硬度達(dá)5862HRC5.2.2 工藝方案的確定于該零件外形尺寸為圓形，因而用普通機(jī)床的車、銑、磨即可達(dá)到要求，無需先進(jìn)的制造技術(shù)，如線切割、電火花等到，即增大技術(shù)含量，又增大加工成本?，F(xiàn)決定工藝方案如下：備料鍛造退火精車磨上下兩圓面鉗工劃線作孔熱處理研磨內(nèi)孔和外圓，即工作表面。5.2.3 工藝過程制定如下：序號(hào)工序名稱工序主要內(nèi)容1下料鋸床下料，106133+42鍛造鍛造成130823熱處理退火至HBS1194粗車車內(nèi)圓、內(nèi)孔，留雙邊間隙為0.05mm5磨磨上下兩面至Ra為0.86鉗劃線，作孔，攻絲7熱處理淬火到HRC58628磨磨內(nèi)、外工作表面至圖紙要求9鉗修整內(nèi)圓角半徑35.3拉深凸凹模的工藝分析制定5.3.1 工藝分析該零件和落料-反拉深凸凹模制作相仿，材料奕為T10A，熱處理硬度達(dá)HRC5862。5.3.2 工藝方案的確定于該零件外形尺寸為圓形，因而用普通機(jī)床的車、銑、磨即可達(dá)到要求，無需先進(jìn)的制造技術(shù)，如線切割、電火花等到，即增大技術(shù)含量，又增大加工成本?，F(xiàn)決定工藝方案如下：備料鍛造退火精車磨上下兩圓面鉗工劃線作孔熱處理研磨內(nèi)孔和外圓，即工作表面。5.3.3工藝過程制作如下表：序號(hào)工序名稱工序主要內(nèi)容1下料鋸床下料，3360+42鍛造鍛造成36573熱處理退火至HBS1194粗車車內(nèi)圓、內(nèi)孔，留雙邊間隙為0.05mm5磨磨上下兩面至Ra為0.86鉗劃線，作孔，攻絲7熱處理淬火到HRC58628磨磨內(nèi)、外工作表面至圖紙要求9鉗修整內(nèi)圓角半徑15.4 正拉深凸模工藝分析、制定方案5.5.1工藝性分析該零件形狀和精度要求看，以及零件要求進(jìn)行淬火處理，加工方式主要是車削和外圓磨削。加工精度要求在外圓磨削的經(jīng)濟(jì)加工范圍之內(nèi)。該零件的材料為T10A，熱處理硬度為HRC58-62零件毛坯材料為圓形，經(jīng)下料鍛造之后進(jìn)行機(jī)械加工。5.5.2 工藝方案凸模的加工方案如下：備料鍛造粗車鉗熱處理磨鉗5.5.3 工藝過程的制定序號(hào)工序名稱工序主要內(nèi)容1下料鋸床下料33142+42鍛造鍛造成47773粗車車外圓至圖紙要求，工作尺寸留余量0.5mm4鉗劃線，作過孔5熱處理硬度達(dá)HRC58-626磨磨削精度達(dá)1-2級(jí)，粗糙度為0.47鉗磨刃口圓角達(dá)1mm5.5 導(dǎo)料, 卸料板的選材，熱處理及加工工藝過程根據(jù)表8-8， （冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)） 普通卸料板的材料選Q235號(hào)鋼,但導(dǎo)料板的材料為45號(hào)鋼,故選取好的即使45號(hào)鋼。 它是一種普通碳素結(jié)構(gòu)鋼， 這種鋼冶煉容易， 塑性好， 焊接性好， 強(qiáng)度較低， 價(jià)廉， 而且在力學(xué)性能上也能滿足普通卸料板的要求， 但鋼中含有S， P和非金屬夾雜物，其塑性， 韌性較低。 故加工成形后一般不進(jìn)行熱處理。 而是直接使用。根據(jù)普通卸料板的要求， 確定卸料板的加工工藝為：備料 鍛造 熱處理退火 刨削粗加工 平磨上下工作平面。 其內(nèi)孔的加工可采用以下的方法： 先加工出毛坯孔。 孔邊留單邊的壓印余量0.5mm, 然后用壓印法加工出型孔。工藝方案的制定如下：序號(hào)工序名稱工序的主要內(nèi)容1下料鋸床下料 125+521+42粗車粗車外形3刨削粗加工去掉大部分的加余量留分的磨削余量小部,并刨出方的導(dǎo)料部分4平磨上下表面去掉磨削余量使尺寸要求5鏜孔孔邊留單邊壓印余量0.5mm.6壓印壓印加工出型孔5.6 固定板的選材，熱處理及加工工藝方案 根據(jù)表8-8， （冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)） 普通固定板的材料選 用Q235就能滿足其工藝性要求。 它是一種普通碳素結(jié)構(gòu)鋼這類鋼不但冶煉容易， 而且塑性好， 焊接性能好。 價(jià)格低廉只不過強(qiáng)度較低。 但是還能滿足所需要的要求。 此類鋼中含有SP和非金屬夾雜物， 影響了此類鋼的塑性和韌性。 故加工后般不進(jìn)行熱處理，而是直接使用即可。 根據(jù)普通固定板的要求。 固定板的毛坯的預(yù)加工工藝與凹基本相同， 外形為圓形的固定板可用車， 磨來加工， 其工藝方案如下： 備料 退火 車削粗加工 平磨上下面固定板上的固定孔加工可直接劃線用車床及鉆床。 也可用銑床鏜床加工。工藝方案的制定如下：序號(hào)工序名稱工序主要內(nèi)容1下料鋸床下料125+512+42車削在車床上去掉大部分的工余量，僅留加0.20.3mm的余量3劃線劃出固定孔的位置及大小4車孔按線車孔5鉆孔加工出固定孔5.7 推桿的選取材，熱處理及加工工藝過程根據(jù)表14-63， （冷沖壓設(shè)計(jì)手冊(cè)） 一般用途的推桿的材料選用為45鋼。 它是一種優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。 這類結(jié)構(gòu)鋼的硫。 磷含量較低。 非金屬的夾雜物也較少。 鋼的品質(zhì)較高。 45鋼屬于中碳鋼， 須經(jīng)調(diào)質(zhì)處理后使用。 這種鋼經(jīng)調(diào)質(zhì)后具有良好的綜合力學(xué)性能， 即具有較高的強(qiáng)度。 又具有較高的韌性和塑性， 焊接性能也好。 而推桿承受較大的力的作用， 故采用此種鋼比較好。工藝方案如下備料 銑 平磨工藝過程的制定如下序號(hào)工序名稱工序的主要內(nèi)容1下料鋸床下料22*78mm2銑銑側(cè)面及上下表面3平磨平磨上下面5.8 推板的選材，熱處理及加工工藝方案根據(jù)表率14-53。 （沖壓設(shè)計(jì)手冊(cè)） 本副模具所選用推板的材料為Q235 。推板在工作過程中報(bào)承受的力沒有多大。 材料Q235即可滿足要求。 Q235在各種普通零件中是應(yīng)用廣泛的。 它雖然強(qiáng)度不是很好。 但還是能達(dá)到其要求。 而且價(jià)格也低。 使用這種材料能夠降低模具的成本。 故采用這種材料既經(jīng)濟(jì)又實(shí)惠。其工藝方案如下：備較 鍛造 粗銑外形 平磨上下面工藝過程的制定如下序號(hào)序號(hào)工序的主要內(nèi)容1下料鋸床下料2鍛造鍛造為需要的尺寸3銑粗銑外形（梅花形4平磨平磨上下面5.9 墊板的選材， 熱處理及加工工藝過程 根據(jù)表8-9， （冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)） 本副模具墊板所承受 的單位壓力比較大。 為了安全起見， 墊板所選用的材料為T8 。 該誤材料為一種優(yōu)質(zhì)碳素工具鋼。 碳素工具鋼的化學(xué)成份的特點(diǎn)是含高碳和硫， 磷雜質(zhì)低。保證淬火后有足夠的硬度和耐磨性。 并提高了工具鋼的可鍛性。 減少了淬裂傾向。 T8鋼，塑性好， 但耐磨性較差。 淬透性差。 回火抗力差。 須鍛造， 使碳化物細(xì)化并分布均勻。 然后退火， 降低硬度。 改善切削加工性。 同時(shí)為淬火作好組織準(zhǔn)備。 退火后的組織為球狀珠光體。 硬度不高于197HBS。 由于這類鋼對(duì)過熱敏感。 應(yīng)選較低的淬火溫度。 淬火后應(yīng)立即低溫回火?；鼗鸷蟮慕M織為細(xì)針狀馬氏體和分布均勻細(xì)小粒狀滲碳體。有少量殘余奧氏體。 工藝方案如下： 備料 鍛造 回火 車削 平磨 工藝方案的制定如下序號(hào)工序名稱工序主要內(nèi)容1下料鋸床下料2鍛造鍛造所要的形狀3退火退火硬度197HBS4車削去掉加工余量 留0.5左右的磨削余量即可5平磨平磨上下面5.10 模架的選材，熱處理及加工工藝方案 導(dǎo)套，導(dǎo)柱與上下模座孔采用壓配合的模架， 要求上，下模座的導(dǎo)套，導(dǎo)柱孔的孔距一致， 孔與模座平面保證垂直， 并達(dá)到孔徑尺寸要求。 上下模座所選用的材料為HT200即可， 該材料是一種普通灰鑄鐵。由于石墨基層間較弱的結(jié)合力。 使兩基面間容易產(chǎn)生滑移。 因而使鑄鐵的力學(xué)性能不如鋼， 但也正由于石墨的存在賦予了鑄鐵許多鋼所不及的性能， 如優(yōu)良的鑄造性， 較好的切削加工性和耐磨性及減振性。 同時(shí)鑄鐵的生產(chǎn)設(shè)備簡(jiǎn)單和工藝簡(jiǎn)單， 使模具的生產(chǎn)成本降低。 灰鑄鐵的抗壓強(qiáng)度比抗拉強(qiáng)度要好。 所以比較適合上下模座的材料。 加工工藝方案如下： 備料 鍛造 退火 鉆孔 鉸孔 鉆孔 鉸孔 鏜孔 工藝方案的制定如下： 序號(hào) 工序名稱 工序的主要內(nèi)容1下料鋸床下料2鍛造3鉆孔鉆螺紋孔4鉸孔鉸銷釘孔5鉆孔鉆模柄孔6鉸孔鉸模柄孔7鏜孔鉸模柄孔8平磨平磨端面5.11 模柄的選材，熱處理及加工工藝方案 根據(jù)表14-53 （沖壓設(shè)計(jì)手冊(cè)）模柄的材料選用Q275。 它是一種普通碳素結(jié)構(gòu)鋼。 這類鋼冶煉容易。 工藝性好。 價(jià)廉。 而且在力學(xué)性能上也能滿足模柄的要求， 塑性好。 焊接性好， 強(qiáng)度較高，可用于制作受力比較大的普通零件。 加工成形后一般不進(jìn)行熱處理， 直接使用。 模柄的加工工藝方案如下： 備料 鍛造 退火 銑 鉸孔 鉆孔 平磨 工藝方案的制定如下： 序號(hào)工序名稱工序的主要內(nèi)容 1下料鋸床下料 2鍛造 3退火退火硬度197HBS 4銑粗銑外形 5鉸孔鉸銷釘孔 6鉆孔鉆螺釘孔 7平磨磨端面5.12 打料桿的選材， 熱處理有加工工藝方案 根據(jù)表8-9 （冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)） 打料桿的材料選用45鋼。 它是一種優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。 這類鋼的硫， 磷含量較低。 非金屬雜物也較少。 鋼的品質(zhì)較高。 45鋼屬于中碳鋼， 須調(diào)質(zhì)后使用。 這種鋼調(diào)質(zhì)后具有良好的綜合力學(xué)性能， 即具有較高強(qiáng)度，又具有良好的塑性韌性。 這部分鋼是碳鋼中應(yīng)用最廣泛的。 加工工藝過程如下： 備料 鍛造 退火 銑 車 平磨 工藝的制定如下： 序號(hào)工序名稱工序的主要內(nèi)容 1下料鋸床下料2鍛造 3退火退火硬度197HBS4銑5車粗銑外形6平磨在車床上鉆孔磨端面第6章 模具的裝配模具的裝配包括組件裝配和總的裝配6.1組件的裝配6.1.1 模柄的裝配裝配前要檢查模柄和上模座的尺寸精度和表面粗糙度。 并檢驗(yàn)?zāi)Ｗ惭b面與平面垂直度精度。 裝配時(shí)將上模座放平， 并將模柄放在安裝面，對(duì)準(zhǔn)孔的位置， 用銷釘固定， 然后用螺釘固定， 檢查模柄相對(duì)上模座平面的垂直度精度， 合格即可。6.1.2 凸模，凸凹模與固定板的裝配壓入式凸模與固定板的裝配。 裝配前要檢查凸模與固定板配合部位的尺寸精度和表面粗糙度，并檢驗(yàn)固定板的安裝面與平面的垂直度，裝配時(shí)將固定板放平， 用銅棒將凸模慢慢打入固定板， 要邊打邊檢查凸模的垂直度，直止凸模臺(tái)階面與固定板接觸為止，檢查凸模相對(duì)固定板平面的垂直度精度，合格后將平面磨平。6.2 模具的總裝配6.2.1 確定裝配基準(zhǔn)件 落料，拉深，沖孔復(fù)合模應(yīng)以沖裁凸凹模為裝配基準(zhǔn)件。 首先要確定凸凹模在模架中的位置， 安裝凸凹模組件， 加工出下厝座的漏料孔，確定凸凹模組件在下模座的位置， 然后用平行板將凸凹模和下模座夾緊，在下模座上劃出漏料孔線，加工漏料孔，再安裝凸凹模組件。6.2.2 安裝上模部分。 檢查上模部分各個(gè)零件尺寸是不是滿足裝配技術(shù)條件要求。 安裝上模，調(diào)整沖裁間隙， 將上模系統(tǒng)各零件分別裝于上模座和模柄內(nèi)。6.2.3 安裝下模座內(nèi)的各個(gè)零件。6.2.4 按沖模技術(shù)條件進(jìn)行總裝配檢查。6.2.5 檢驗(yàn)。6.2.6 試模。后 語(yǔ)通過這次冷沖模的畢業(yè)設(shè)計(jì)，我在各個(gè)方面都有所提高。懂得了對(duì)零件工藝性的分析，怎樣去確定工藝方案，了解了模具的基本結(jié)構(gòu)，提高了設(shè)計(jì)能力，繪圖能力，查找資料和手冊(cè)的能力，熟悉了規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)各科相關(guān)的課程有了全面的復(fù)習(xí)，獨(dú)立思考的能力也有一定的提高。 同時(shí)由于本人的設(shè)計(jì)水平和經(jīng)驗(yàn)的不足，在設(shè)計(jì)過程中還存在許多的錯(cuò)誤，請(qǐng)各位老師和同學(xué)批評(píng)和指正，本人將萬(wàn)分感謝參考文獻(xiàn)1. 王芳主編 冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo) 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1998 102. 孫鳳勤主編 模具制造工藝與設(shè)備北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999 3. 溫松明主編 互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ) 長(zhǎng)沙：湖南大學(xué)出版社，19984. 丁仁亮主編 金屬材料及熱處理 北京：機(jī)械工業(yè)出版社。19995. 冷沖模設(shè)計(jì)組主編 冷沖模設(shè)計(jì)手冊(cè) 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 19996. 吳天生主編機(jī)械制圖高等教育出版社199930