瓶蓋落料拉伸復(fù)合模設(shè)計-沖壓模具【含14張CAD圖紙+PDF圖】

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FAST_FORM3D在預(yù)測的實驗室和工業(yè)部件的最佳形狀成功的毛坯。這表明，F(xiàn)AST_FORM3D可以成功地用于評估產(chǎn)品設(shè)計成形性的問題。在儀器的覆蓋情況下，審判和錯誤實驗多小時可能被淘汰使用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和實驗儀器的零件形狀。 （一）實驗開發(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)計過程中緊密合作，一個由日本小松制作所和ERC/ NSM組成的小組。與形成問題的一個生產(chǎn)小組選擇了小松。該面板是挖掘機的駕駛室左側(cè)內(nèi)板，如圖9所示。是的幾何簡化為一個實驗實驗室死亡，同時保持該小組的主要特征。在實驗進行過程中小松使用表2所示的條件。一個成形極限圖（FLD）研制了用于繪圖品質(zhì)采用穹頂鋼和視覺測試應(yīng)變測量系統(tǒng)，并在圖10所示。在實驗中使用三壓邊力分別是（10，30，50噸）以確定其效果。每個模擬實驗條件進行了增量在ERC/ NSM使用PAM-Stemp。圖9 挖掘機的駕駛室，左側(cè)內(nèi)板表2機艙內(nèi) 的工藝條件調(diào)查圖10 在機艙內(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)生起皺的實驗部分，如圖11所示。在30噸條件下發(fā)生皺紋被淘汰，如圖12所示。對這些實驗結(jié)果進行了PAM Stemp模擬預(yù)測，如圖13所示。 30噸壓力的測量小組以確定材料畫中的模式。這些測量結(jié)果進行了比較與預(yù)測材料繪制在圖14研究。效果是非常良好，只有10毫米，最大的錯誤。一個輕微的頸部，觀察小組的30噸，如圖13所示。在50噸時，面板上會出現(xiàn)明顯的骨折起皺。圖11 皺褶實驗室機艙內(nèi)板，壓邊力= 10噸圖12 壓邊力=30噸機艙內(nèi)的實驗室和頸縮變形階段。 （一）實驗毛坯;（二）實驗小組，形成了60;（三）實驗小組，完全形成;（四）實驗小組，縮頸細節(jié)。圖13 預(yù)測和在實驗室客艙內(nèi)消除皺紋。 （a）預(yù)期的幾何形狀，壓邊力= 10噸;（二）預(yù)測的幾何形狀，壓邊力= 30噸圖14 在實驗室內(nèi)艙預(yù)測與實測比較所得出的結(jié)果，壓邊力= 30噸。應(yīng)變測量系統(tǒng)測量了每個小組的結(jié)果，其結(jié)果如圖15所示。從每個小組有限元模擬的預(yù)測在圖16所示。這些預(yù)測和測量吻合有關(guān)的應(yīng)變分布，不同的壓邊力對結(jié)果的影響不大。雖然趨勢是代表，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，測量。然而，這些預(yù)測表明， PAM Stemp正確預(yù)測了頸縮和斷裂在30和50噸時發(fā)生。關(guān)于摩擦應(yīng)變分布的影響進行了研究,如圖17模擬圖所示。圖 15 機艙內(nèi)的實驗室試驗應(yīng)變測量。 （一）測量應(yīng)變，壓邊力= 10噸（面板皺）（二）測量應(yīng)變，壓邊力= 30噸（面板頸）;（三）測量應(yīng)變，壓邊力=50噸（面板裂縫）。圖。16。機艙內(nèi)的實驗室應(yīng)變有限元預(yù)測。 （a）預(yù)期的壓力，壓邊力= 10噸;（二）預(yù)測的壓力，壓邊力= 30噸;（三）預(yù)測的壓力，壓邊力= 50噸。圖17 實驗室內(nèi)預(yù)測效應(yīng)摩擦機艙內(nèi)，壓邊力= 30噸。 （a）預(yù)期的壓力，=0.06；（二）預(yù)測應(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)測了在實驗條件下每一株測量系統(tǒng)實驗觀測結(jié)果。這表明，PAM-Stemp可以用來評估成形模具設(shè)計相關(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），并探討不同時間的變壓邊力上進行了拉伸試驗，以確定這些材料進行分析和模擬輸入到流動應(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，強度高，烤硬鋼的拉伸試驗結(jié)果。 （一）拉伸試樣裂隙；（二）應(yīng)力/應(yīng)變曲線。表5 鋁6111、AKDQ、烤硬鋼的高強度拉伸試驗數(shù)據(jù)值得注意的是流動應(yīng)力和AKDQ烤硬鋼曲線非常類似，但是在5的時候伸長率減少類似烤硬。雖然高強度鋼和鋁6111的伸長率很相似，但是其N值比鋁6111的值大兩倍。此外， AKDQ的R值遠遠大于1，而烤硬接近1，鋁6111遠小于1。在這次調(diào)查中的壓邊力用型材時間變量中包含常數(shù)，線性減少，脈動（見圖20）。為AKDQ鋼的實驗條件進行了模擬使用的PAM -Stemp增量代碼。斷裂、皺紋的例子，和良好的實驗室杯圖21所示以及對模擬圖像皺杯。圖20.用于研究剖面圓頂杯的壓邊力時間。 （一）固定壓邊力;（二）斜壓邊力;（三）脈動壓邊力。圖 21。模擬實驗和圓頂杯。 （一）實驗好杯；（b）實驗裂隙杯；（三）實驗皺杯；（四）模擬皺杯對深沖性能進行了實驗研究限制使用固定壓邊力。這項研究的結(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、高強度鋼的性能中等。對AKDQ的連續(xù)應(yīng)變分布、脈動壓邊力進行了比較實驗圖22，模擬圖23。這兩個模擬和實驗的結(jié)果發(fā)現(xiàn)，斜坡的壓邊力軌跡對于提高應(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。時間變量對AKDQ鋼圓頂杯壓邊力變化的實驗圖23。時間變量對AKDQ鋼圓頂杯壓邊力變化的模擬實驗脈動壓邊力在調(diào)查的頻率范圍內(nèi)，未發(fā)現(xiàn)有對應(yīng)變分布的影響。這可能是由于這一事實的脈動頻率進行了測試只有1赫茲。從其他研究人員以前的實驗可知，適當(dāng)?shù)念l率范圍是從5到25赫茲。AKDQ從模擬和實驗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穹頂鋼杯的比較實驗與模擬負載沖程曲線5 結(jié)論和未來工作在本文中，我們評價一個復(fù)雜的沖壓件的改進設(shè)計過程中，涉及消除了軟模具相結(jié)合的產(chǎn)品和工藝驗證使用單步和增量有限元模擬。此外，改進工藝，提出了壓邊力控制實施以提高產(chǎn)品質(zhì)量和工藝的魯棒性組成三個獨立的調(diào)查分析，總結(jié)其在設(shè)計過程的各個階段。首先，產(chǎn)品設(shè)計階段進行了調(diào)查與實驗室和一個步驟有限元程序FAST_FORM3D和評估的能力，在產(chǎn)品設(shè)計成形性問題所涉及的工業(yè)驗證。 FAST_FORM3D在預(yù)測中矩形工業(yè)儀表盤和蓋形狀最佳空白成功。在儀器的覆蓋情況下，審判和錯誤實驗多小時可能被淘汰使用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)計階段進行了調(diào)查實驗室和增量代碼的PAM Stemp系統(tǒng)的工業(yè)驗證和評估的能力，形成與模具設(shè)計有關(guān)的問題。這項調(diào)查表明，PAM的郵票可以預(yù)測應(yīng)變分布，起皺，頸縮和斷裂，至少一個遠景以及應(yīng)變各種條件下的實驗測量系統(tǒng)。 最后，工藝設(shè)計階段的調(diào)查，對質(zhì)量可與壓邊力控制技術(shù)的實現(xiàn)實現(xiàn)改善的實驗研究。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)強度。這種應(yīng)變分布的改善，提高產(chǎn)品的剛度和強度，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，深沖性能將會在不斷優(yōu)化的壓邊力中逐漸增強。此外，在實驗測量和數(shù)值模擬預(yù)測中發(fā)現(xiàn)負載行程曲線，表明有限元模擬可以用來評估成形性，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，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(wù)院頒布的關(guān)于當(dāng)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(yīng)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(dāng)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(wù)院批準(zhǔn)，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(wù)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(yù)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(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(dāng)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(xué)分橋，并把這些知識不斷應(yīng)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(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(fù)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(biāo)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(yù)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(biāo)準(zhǔn)及設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。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(zhǔn)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(yīng)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(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(biāo)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(luò)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(yīng)國民經(jīng)濟發(fā)展的需要。目前，國內(nèi)需要的大型、精密、復(fù)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(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(yán)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(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(yīng)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(yīng)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(yīng)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(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(fù)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(yīng)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(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、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(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(wù)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(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)向副潤滑技術(shù)、模具型腔傳感技術(shù)及潤滑技術(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)也還缺少知識產(chǎn)權(quán)的保護。 我國的模具標(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%，從市場上能配到的也只有約30個品種，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(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?！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(fù)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(fù)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(fù)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(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、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(yīng)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(yīng)用。國內(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、基于知識的智能化功能是衡量模具軟件先進性和實用性的重要標(biāo)志之一。如Cimatron公司的注塑模專家軟件能根據(jù)脫模方向自動產(chǎn)生分型線和分型面，生成與制品相對應(yīng)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(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)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(luò)使得在模具行業(yè)應(yīng)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(jì)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(fù)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(biāo)測量機，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)測量機，還擁有數(shù)碼攝影光學(xué)掃描儀，率先在國內(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，從而實現(xiàn)了從測量實物建立數(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(fù)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(yīng)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(yīng)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(xué)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(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(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H13、瑞典QRO80M、QRO90SUPREME等；常用塑料模具用鋼有預(yù)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(fù)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(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(yīng)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(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)計與制造等。 JIANGXI AGRICULTURAL UNIVERSITY本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 題目： 瓶蓋落料拉伸復(fù)合模設(shè)計 學(xué) 院： 工學(xué)院 姓 名： 楊澤堅 學(xué) 號： 20101140 專 業(yè)： 機械設(shè)計制造及自動化 年 級： 機制1004班 指導(dǎo)教師： 樊十全 職 稱： 副教授 二0一四 年 五 月 摘 要沖壓制品目前國防、工業(yè)、農(nóng)業(yè)和日常生活中等各方面都得到廣泛的應(yīng)用,特別是在機械業(yè)中更為應(yīng)用廣泛。許許多多的機械產(chǎn)品外殼是沖壓制品，要使得產(chǎn)品性能提高就必須要高質(zhì)量的沖壓模具和沖壓性能，成型工藝和制品的設(shè)計。沖壓制品有很多的成型方法。其主要用于是落料，沖孔，拉伸，彎曲等。沖壓模，約占成型總數(shù)的60以上。當(dāng)然現(xiàn)如今很多都利用電氣控制，實現(xiàn)了自動化或半自動化作業(yè)。本次課程設(shè)計的內(nèi)容為用模具生產(chǎn)有凸緣筒形沖壓件，其中主要包括落料、拉深兩道工序。由于產(chǎn)品深度僅20mm，相對很淺，可以一次拉深成型，采用落料拉深復(fù)合模一次成型，效率高，并且成本較低。本次設(shè)計完成了產(chǎn)品的展開尺寸計算、排樣計算、模具尺寸設(shè)計，最后使用計算機輔助設(shè)計工具AUTOCAD設(shè)計繪制模具的裝配工程圖和主要零件工程圖。 關(guān)鍵詞：瓶蓋 落料 AUTOCAD 模具 Abstract Currently stamping defense, industrial , agricultural and moderate in all aspects of daily life have been widely used, especially in the more widely used in the machinery industry . Many shell is stamping machinery products , improve product performance to make it must be of high quality stamping dies and stamping performance, molding process and product design. There are a lot of stamping molding method . Which is mainly used for blanking, punching, drawing, bending and the like. Stamping die , accounting for over 60% of the total molding . Of course, many nowadays utilize electrical control, automated or semi-automated operation.The course content is designed with a cylindrical mold with a flange stampings, which mainly include blanking, drawing two processes. Due to the depth of only 20mm, relatively shallow , deep drawing forming at once , using a composite blanking drawing die molding, high efficiency and low cost. The finished product is designed to start dimensioning , layout calculation , die size design, final design using computer-aided design tools AUTOCAD drawing mold assembly drawings and major parts drawings.Keywords : Capsule Blanking AUTOCAD Mold前 言 進入21世紀(jì)，中國擁有豐富的資源和廉價的勞動力，巨大的市場和許多其他有利條件，已成為工業(yè)化國家承接良好的模具行業(yè)目的地的轉(zhuǎn)移。隨著越來越多的國際交流和在中國提高外資在模具行業(yè)，中國已經(jīng)不可避免地與世界模具模具，中國模具地位和影響力，在世界模具行業(yè)越來越重要的聯(lián)系。據(jù)相關(guān)專業(yè)人士分析，未來十年，中國模具工業(yè)和技術(shù)的主要發(fā)展方向?qū)⒅饕性谝韵聨讉€方面：（ 1 ）模具結(jié)構(gòu)日趨大型，精密，復(fù)雜，延長預(yù)期壽命。由于需要高效率的生產(chǎn)多腔模具中，模具越來越大的越來越大的和模制零件;隨著組件和所需的工裝結(jié)構(gòu)發(fā)展的小型化，未來將是更小的精密模具，這將促進加工的超精密發(fā)展。（ 2 ） CAD / CAE / CAM技術(shù)廣泛應(yīng)用于模具的設(shè)計與制造。在模具設(shè)計與制造，開發(fā)和應(yīng)用的制造系統(tǒng)的計算機輔助設(shè)計（CAD / CAE / CAM ）的，高精度，高壽命模具和模具簡單（軟模具，低熔點合金模具的開發(fā)，等）和一般組合模具制造技術(shù)，模具組，快速換模裝置，以適應(yīng)產(chǎn)品的升級換代和各種沖壓生產(chǎn)量的要求。模具制造是一個延續(xù)的設(shè)計，實現(xiàn)模具設(shè)計與制造一體化可以優(yōu)化設(shè)計要求。實踐證明，模具CAD / CAE / CAM技術(shù)是最合理的現(xiàn)代化模具生產(chǎn)，無論是造型，數(shù)控加工的NC程序提供，也為不同類型的模具，以相應(yīng)的基本理論，數(shù)值模擬方法預(yù)測產(chǎn)品成型工藝以實現(xiàn)提高了模具結(jié)構(gòu)的目的。從整個的CAD / CAE / CAM一體化來看，發(fā)展趨勢是集成的，立體化，智能化和網(wǎng)絡(luò)化，其核心思想是讓用戶實現(xiàn)在一個統(tǒng)一的環(huán)境中的CAD / CAE / CAM的合作，充分發(fā)揮了優(yōu)點和每個單元的有效性。因此，我們應(yīng)該大力培訓(xùn)，推廣高計算機輔助設(shè)計和制造軟件及應(yīng)用。（3） 快速經(jīng)濟模具技術(shù)的應(yīng)用?？焖僦颇：涂焖俪尚渭夹g(shù)是在過去兩年迅速和精確對正，更高效的方向發(fā)展。與傳統(tǒng)的模具技術(shù)，它具有更短的成型周期成本特性相比，是比模具制造技術(shù)的總體經(jīng)濟效率顯著更高。近年來，快速模具制造商投入了大量的人力和物力用于各種模具制造工藝迅速發(fā)展，傳統(tǒng)的快速制模技術(shù)的改造，嫁接先進的RP和數(shù)控技術(shù)，有效地滿足一些高精度高壽命模具的生產(chǎn)需求。（4） 提高模具標(biāo)準(zhǔn)化及模具標(biāo)準(zhǔn)件的利用水平。模具及模具標(biāo)準(zhǔn)件的標(biāo)準(zhǔn)化將極大地影響模具制造周期的應(yīng)用，同時也提高了模具的質(zhì)量和模具的制造成本較低。模具標(biāo)準(zhǔn)件要進一步加大規(guī)模，品種，發(fā)展和完善的銷售網(wǎng)絡(luò)，保證交貨速度，為客戶提供短的交貨時間，高精密的生產(chǎn)工藝性好，壽命長，成本低質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的模具。（5） 高品質(zhì)的模具材料和先進的表面處理技術(shù)的發(fā)展。模具材料是基礎(chǔ)，模具行業(yè)，制造使用傳統(tǒng)的金屬沖壓材料，正逐步被取代高強度鋼板，涂層鍍鋅鋼板，鋼板及其他塑料夾層復(fù)合材料或高分子材料。隨著材料科學(xué)，加強對新材料的研究，沖壓性能，不斷發(fā)展和完善的沖壓技術(shù)的發(fā)展。目前，國外模具材料系列成熟和完善，先進的高品質(zhì)模具鋼在國內(nèi)的發(fā)展，雖然品種很多，但缺乏每年需要大約70萬噸的推廣和應(yīng)用模具鋼的進口量也有相當(dāng)多的點。模具表面有對制造精度的模具加工技術(shù)的直接影響，在模具的強度，模具的壽命，模具的制造成本。稀土出現(xiàn)表面工程和納米技術(shù)表面工程技術(shù)，以進一步推動模具表面工程技術(shù)的發(fā)展。同時大氣的熱處理加工技術(shù)，真空熱處理的發(fā)展。（ 6 ）沖壓技術(shù)將更加科學(xué)，數(shù)字化，控制技術(shù)。沖壓變形的基本規(guī)律的科學(xué)，主要深入研究，沖壓工藝，不穩(wěn)定理論和成型工藝，產(chǎn)品質(zhì)量，成本效益的預(yù)測和控制程序變形程度的變形理念。數(shù)字化主要體現(xiàn)在有限元法，邊界元技術(shù)的沖壓工藝數(shù)字仿真分析，預(yù)測的空白的課程沖壓工藝的適應(yīng)性和可能出現(xiàn)以優(yōu)化沖壓解決方案質(zhì)量問題中的應(yīng)用。（7）在實際的方向模擬技術(shù)取得了很大的發(fā)展價值觀的形成過程，并對制造系統(tǒng)的集成。人工智能技術(shù)，從簡單到復(fù)雜的開關(guān)部分覆蓋件成形過程智能化控制，從而真正進入實用階段。（8）注重產(chǎn)品制造全過程，以最大限度地實現(xiàn)多目標(biāo)優(yōu)化。從單一的傳統(tǒng)形成的全過程、全生命周期的開發(fā)產(chǎn)品的制造系統(tǒng)的鏈接優(yōu)化。（9）將有快速分析和產(chǎn)品可制造性評價更大的發(fā)展和形成過程。用廉價的產(chǎn)品從初步設(shè)計甚至?xí)r間的概念，可以根據(jù)零件的成形性和所需的性能保證程度，使快速評估。（10）沖壓技術(shù)將具有更大的靈活性，以適應(yīng)未來的或柔性的，少量的多品種的生產(chǎn)方式和市場多元化戰(zhàn)略，修改需求的發(fā)展趨勢，加強對市場的快速響應(yīng)能力的變化。數(shù)控沖壓設(shè)備的應(yīng)用，沖壓柔性制造系統(tǒng)（FMS），多工位高速自動沖床和智能機器人喂養(yǎng)拾取，流水線沖壓生產(chǎn)的機械化和自動化。 目 錄摘要.2前言.4第一章 零件圖及工藝方案的擬訂1.1 零件圖及零件工藝性分析.7 1.2沖壓工藝方案的確定.8 1.3工序順序和組合.9第二章工藝設(shè)計 2.1計算毛坯尺寸 . 92.2確定排樣方案 . 102.3確定裁板方案 .122.4計算工序壓力.122.5壓力機的選取.13第三章 模具類型及結(jié)構(gòu)形式的選擇 3.1沖壓模具的設(shè)計.14第四章 沖壓模具工作零件刃口尺寸及公差的計算 4.1 模刃口的計算.15 4.2 凸、凹模配合加工時的工作部分尺寸.15第五章 沖壓模具零件的選用5.1凹凸模.15第6章 設(shè)計心得.18【參考文獻】.19致謝.20 第一章 零件圖及工藝方案的擬訂1.1零件圖及零件工藝性分析 一、如圖1-1，工件材料為鍍錫馬口鐵，大量生產(chǎn)。試制定工件沖壓工藝規(guī)程，設(shè)計其模具，編制零件的加工工藝規(guī)程。 技術(shù)要求：厚度t=0.35 mm圖1-1有凸緣圓筒件二、零件的工藝性分析1、零件材料：該沖裁件的為材料馬口鐵鍍錫板，俗稱馬口鐵，英文縮寫為SPTE，是一個商業(yè)純錫電鍍冷軋低碳鋼板或鋼帶。它將錫的強度和可成形性和耐腐蝕性，錫和美觀的材料，耐腐蝕，無毒，強度高，延性好的特點，廣泛應(yīng)用于食品，飲料，石油，化工，油漆，涂料，噴霧瓶蓋，和許多其他商品的包裝。2、零件結(jié)構(gòu)：該制件為有凸緣圓桶形拉深件，零件簡單。3、拉深凸凹模、單邊間隙及拉深高度的確定應(yīng)符合制件要求。4、凹凸模的設(shè)計需要保證各工序間動作穩(wěn)定。 5、尺寸精度：零件上尺寸，公差精度要求都不高，其他尺寸未注明公差，普通拉深即可達到零件的精度要求。1.2 沖壓工藝方案的確定 1.2.1工藝方案 沖壓性質(zhì)的確定主要取決于沖壓件的形狀尺寸和精度要求。同時還應(yīng)該考慮 沖壓變形規(guī)律及某些具體條件的限制。通常在確定工序性質(zhì)時應(yīng)當(dāng)考慮以下幾個方 面：a.從零件圖上直觀的確定工序性質(zhì)。b.對零件圖進行計算分析，通過比較來確定工序性質(zhì)。c.為改善沖壓變形條件，方便工序定位，增加附加工序。由零件圖分析該該零件加工的時候有落料、拉深、修邊等工序該工件包括落料、拉深、修邊三個基體工序，工藝方案可如下： 方案一：采用單工序模生產(chǎn)。先落料，再拉深，最后壓邊。 方案二：采用復(fù)合模生產(chǎn)。落料-拉深壓邊復(fù)合沖壓。 方案三：采用連續(xù)模生產(chǎn)。落料-拉深-壓邊連續(xù)沖壓。1.2.2工藝方案分析方案一：模具的結(jié)構(gòu)簡單，但有三道工序，需要落料模，拉深模，切邊模三副 模具，生產(chǎn)效率很低，不能滿足該零件的大量制作要求。方案二：只需一幅模具，沖壓件的尺寸精度和幾何精度易保證，且生產(chǎn)效率比 方案一高。但模具結(jié)構(gòu)比方案一復(fù)雜，由于零件的幾何形狀簡單對稱，模具制造并不困難。方案三：只需一幅模具，雖然生產(chǎn)效率很高，但零件的沖壓精度稍差。想要保證沖壓件的形位精度，須在模具上導(dǎo)正銷導(dǎo)正，故其模具制造，安裝較撮合模復(fù)雜。對上述三種方案的分析比較可知，該工件的沖壓生產(chǎn)采用方案二為佳。1.2.3工序數(shù)量的確定工序數(shù)量的基體原則是：在保證工件質(zhì)量，生產(chǎn)效率和經(jīng)濟性要求的前提下，工序數(shù)量應(yīng)盡可能減少。1.3工序順序和組合1.3.1工序順序 各工序的安排主要取決于零件的質(zhì)量和沖壓規(guī)律要求。 但模具為落料拉深復(fù)合模具，僅一道加工工序1.3.2工序組合方式的選擇 沖壓工序的組合是將兩個或兩個以上的工序分析合并在一道工序內(nèi)完成。減少工 序及占用的模具設(shè)備和數(shù)量，提高效率和沖壓件的精度，在確定工序組合時，首先應(yīng) 考慮組合的必要性和可行性，然后再決定是否組合。a.工序組合的必要性主要取決于沖壓件的生產(chǎn)批量。Combination of stamping prb.工序組合的可行性，會受到多種因素的限制，應(yīng)保證能沖出形狀、尺寸和精度均滿足要求的圖樣，實現(xiàn)其所需動作來保證有足夠的強度與現(xiàn)有的沖壓設(shè)備條件相適應(yīng)。 第二章 工藝設(shè)計2.1 計算毛坯尺寸(1)確定修邊余量根據(jù)工件的相對直徑，經(jīng)查表得修邊余量，故可得實際凸緣直徑為(2)計算毛坯直徑D由于板厚小于1mm，故可用工件圖所示尺寸直接計算，不需要用中線尺寸計算。 D= 117(3)判斷是否采用壓邊圈 工件的相對厚度，可以采用壓邊圈來防止起皺，。(4)選取凸凹模的圓角半徑由于工件的圓角半徑大于2t,滿足拉深工藝要求，因此凸模圓角半徑可以直接選用零件圓角半徑，即凹模圓角半徑r=3 mm 凸模圓角半徑r=3mm (5)確定拉深次數(shù) 判斷能否一次拉深成形 查表5-7，得首次拉深的極限拉深系數(shù) 為 0.49 ，查 表5-8，得首次拉深的最大相對高度。而工件的實際拉深系數(shù),工件總拉深相對高度為。因為， 所以能一次拉伸成功，不需要需要多次拉伸。拉深高度就是零件高度得h=20 mm2.2排樣方案的確定 （1）排樣方案的比較 基于工件的基本功能和結(jié)構(gòu)特征可知加工工序為落料。其加工為沖壓加工。由于此圓形片為批量生產(chǎn)，應(yīng)選擇效率較高的級進模，但考慮到級進模復(fù)合模 制造成本高且復(fù)雜，而圓形片所需加工不是特別復(fù)雜，又是一個簡單的落料模具，所以采取單工序模也是可行的。根據(jù)以上基本工序的性質(zhì)與數(shù)量，進行工序排列與組合，確定可以采用單工序落料模。在沖壓生產(chǎn)中，減少廢料和節(jié)約金屬有著相當(dāng)重要的意義，根據(jù)工件的形狀合理排樣是降低成本的有效措施之一。此工件僅一個簡單落料工序，材料為馬口鐵，初步擬定的排樣方法如下。(2).搭邊與料寬 零件鋼單直排方式查表24.4-14(機械手冊3)得零件搭邊值為1.5，零件與條料側(cè)邊之間的搭邊值為2 表4-1沖裁金屬材料的搭邊值（mm）手送料自動送料料厚圓形非圓形往復(fù)送料11.51.521.5321221.52.523.52.532232.5232.543.53432.53.5354434543546554565465766568657687768以上76879887(3)條料寬度 B=(4)衡量材料的經(jīng)濟利用的指標(biāo)是材料的利用率A-沖裁體面積 10745.87n-一個進距內(nèi)沖件數(shù)目 1B-條料寬度為 121h- 進距 117+1.5=118.5 得 （5)排樣圖2.3確定裁板方案材料選500mm600mm0.35 mm馬口鐵板材。2.4計算工序壓力 計算落料力F落、卸料力F卸、拉深力F拉和壓邊力F壓、推件力F推。落料力：F=1.3Lt=104.50KN卸料力：拉深力：壓邊力：=q=48.8KN式中A為有效壓邊面積；=為單位壓邊力（MPa）推件力：n-同時卡在凹模里的工件數(shù)總沖壓力為F=187.62KN2.5壓力機的選取因為工件是圓形，如下圖所示，得工件的壓力中心應(yīng)該是圓心。 因為該工件為小型制作得，并且要求的精度不高，所以選用開式機械壓力機，由于它具有的工作臺面是三面敞開，不僅操作起來方便，而且成本低廉。通過總壓力來選擇壓力機，由于前面已經(jīng)算得壓力機的公稱壓力為187.62KN，查沖壓工藝與模具模具設(shè)計表7.3提供的壓力機公稱壓力中可選取壓力機的型號為：J23-25第三章 模具類型及結(jié)構(gòu)形式的選擇 根據(jù)選定的工藝方案和工件的形狀特點，及其精度要求，預(yù)選設(shè)備的主要技術(shù)參數(shù)，所需模具的制造條件及生產(chǎn)時的安全問題等，確定模具類型及結(jié)構(gòu)形式3.1、確定沖模類型機型結(jié)構(gòu)形式 在沖壓工藝分析后確定沖壓工藝方案時選擇復(fù)合模，又由于工件的幾何形狀簡 單對稱，復(fù)合模結(jié)構(gòu)相對比較簡單，操作起來便捷，卸件方便可靠，所以模具類型為廢料比較少的復(fù)合模,模具結(jié)構(gòu)簡圖如下。 第4章 模具工作零件刃口尺寸及公差的計算4.凸、凹模刃口尺寸的確定 (）落料件的尺寸取決于凹模。所以，落料模應(yīng)先決定凹模的尺寸，用減少凸模的尺寸來保證合理的間隙。(2)考慮刃口的磨損會對影響落料件的尺寸。凹?；w尺寸應(yīng)取接近或等于工件最小的極限尺寸4.凸、凹模配合加工時的工作部分尺寸4.落料凸、凹模刃口尺寸及公差的確定零件的尺寸精度有最后一道拉深模保證，而該工件只需要一道拉深工序即可完成，因此模具的刃口尺寸及公差應(yīng)該由工件決定，由于工件對內(nèi)形尺寸要求，因此以凸模為基準(zhǔn)，間隙取在凹模上，落料尺寸為。查表得，。 模具間隙c的確定：由于該拉深工件無精度要求，因此，凹凸模之間的單邊間隙刃口尺寸計算采用分開制造法。是工件的公差，由GB/T15055-m 查的為mm,則工件直徑調(diào)整為 第五章 模具零件的選用5.1 、凹凸模 拉深凸模材料選用T10A,熱處理至56-62HRC,尺寸結(jié)構(gòu)如下圖，未注表面粗糙度為Ra6.3,與底板的配合按H7/m6的配合.由于其毛坯尺寸與公差沒有必要予以嚴(yán)格的限制,這時凸模和凹模尺寸只要取等于毛坯的過渡尺寸即可,以凸模為基準(zhǔn).拉深凸模采用車床加工。 圖-拉深凸模 凹凸模 材料選用T10A,熱處理至56-62HRC,尺寸結(jié)構(gòu)如下圖，未注表面粗糙度為Ra6.3,與凹凸模模柄的配合按H7/m6。沖壓模結(jié)合工件外形并考慮加工，一是加工簡單，另外又便于裝配與更換，采用的是車床加工. 圖-凹凸模 其余各零件的的選用看圖紙 第六章 設(shè)計心得 為了完成大學(xué)學(xué)業(yè)任務(wù)，總結(jié)四年來的學(xué)習(xí)經(jīng)驗、生活經(jīng)驗和鞏固大學(xué)期間所學(xué)的各科基礎(chǔ)知識，系統(tǒng)地在實踐中回顧所掌握的知識，按照院系畢業(yè)設(shè)計的指導(dǎo)計劃，本著嚴(yán)肅認真的學(xué)習(xí)態(tài)度，我按時順利地完成了大學(xué)最后一個關(guān)鍵的學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)畢業(yè)設(shè)計。通過這次畢業(yè)設(shè)計使我熟悉了沖壓模具的整個過程，并且了解了在做沖壓模具之前首先要對產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)形態(tài)，模具的結(jié)構(gòu)形態(tài)。也就是要對產(chǎn)品的工藝性進行合理的分析，從而才能采取更合適模具，節(jié)約成本的同時還能保證加工零件的精度要求。其次，考慮好產(chǎn)品的批量以及精度要求以及材料的造價。最后完成產(chǎn)品的模具設(shè)計、模具的裝配圖、零件圖。本次畢業(yè)設(shè)計的成功完成使我個人的所有專業(yè)中學(xué)術(shù)上的一次難忘的歷程，因為通過我本人的長時間的思考、設(shè)計以及老師多次細心的指導(dǎo)使我知道一套合格的沖壓模具設(shè)計的完成以及一套合格的圖紙的完成都需要付出多少次的心血和汗水，通過它可以說明一個人最基本的學(xué)習(xí)工作態(tài)度，我認為要立志成為一個模具行業(yè)的佼佼者首先要從每一個細節(jié)做起，做事要有堅忍不拔的毅力，有耐心、謙虛、謹慎這樣才能成為一名出色的模具工程師。 主要參考文獻【1】.柯旭貴 張榮清 沖壓工藝與模具設(shè)計 機械工業(yè)出版社 【2】.何銘新 錢可強 機械制圖 高等教育出版社（第六版）【3】.彭建聲 簡明模具工實用手冊 機械工業(yè)出版社（第3版）【4】.魏春雷，朱三武，章南編. 模具專業(yè)畢業(yè)設(shè)計手冊 天津大學(xué)出版社,【5】.機械設(shè)計手冊第1冊 機械設(shè)計手冊第3冊【6】. 宛強沖壓模具設(shè)計及實例精解化學(xué)工業(yè)出版社【7】.王伯平 互換性與技術(shù)測量基礎(chǔ) 機械工業(yè)出版社 致 謝根據(jù)院校的要求和安排，在樊十全老師的悉心指導(dǎo)與幫助下我全身心地投入到此次課題設(shè)計中，認真地查閱各種有關(guān)模具設(shè)計方面的資料，發(fā)揚求真務(wù)實的學(xué)習(xí)作風(fēng)，以嚴(yán)謹篤學(xué)的態(tài)度，獨立思考，保質(zhì)保量地完成了這次畢業(yè)設(shè)計的任務(wù)。在本次設(shè)計中，我查閱了很多有關(guān)模具設(shè)計參考文獻，并在不懂之處請教老師和同學(xué)，指導(dǎo)老師樊十全積極關(guān)心我的設(shè)計，在我不懂之處認真教導(dǎo)，大意之處指出缺陷，錯誤之處提出修改，本次畢業(yè)設(shè)計可以順利地完成，離不開老師和同學(xué)的支持和幫助，在此，真心的謝謝在設(shè)計過程中給予教導(dǎo)和幫助的老師和同學(xué)。 由于這是我第一次在實踐中搞的畢業(yè)設(shè)計，在設(shè)計的過程中難免有許多疏漏和錯誤，懇請各位老師多多指點斧正。 學(xué)生：楊澤堅 2014年5月 20