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學(xué)士學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人聲明 所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立完成的研究成果 除了文中 特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外 本論文不包含法律意義上已屬于他人的任何形式的研究 成果 也不包含本人已用于其他學(xué)位申請(qǐng)的論文或成果 對(duì)本文的研究作出重要貢獻(xiàn)的 個(gè)人和集體 均已在文中以明確方式表明 本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人 承擔(dān) 作者簽名 日期 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留 使用學(xué)位論文的規(guī)定 同意學(xué)校保留并 向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版 允許論文被查閱和借閱 本人授 權(quán)南昌航空大學(xué)可以將本論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索 可以采用 影印 縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文 作者簽名 日期 導(dǎo)師簽名 日期 畢業(yè)設(shè)計(jì) 論文 開(kāi)題報(bào)告書 題目 支 架 零 件 沖 壓 工 藝 與 沖 模 設(shè) 計(jì) 專 業(yè) 名 稱 機(jī) 械 設(shè) 計(jì) 制 造 及 其 自 動(dòng) 化 班 級(jí) 學(xué) 號(hào) 078105317 學(xué) 生 姓 名 羅 建 指 導(dǎo) 教 師 陳 為 國(guó) 2011 年 3 月 20 日 說(shuō) 明 開(kāi)題報(bào)告應(yīng)結(jié)合自己課題而作 一般包括 課題依據(jù)及課題的意義 國(guó)內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢(shì) 含文獻(xiàn)綜述 研究?jī)?nèi)容及實(shí)驗(yàn)方案 目 標(biāo) 主要特色及工作進(jìn)度 參考文獻(xiàn)等內(nèi)容 以下填寫內(nèi)容 各專業(yè) 可根 據(jù)具體情況適當(dāng) 修改 但每個(gè)專業(yè)填寫內(nèi)容應(yīng)保持一致 一 選題的依據(jù) 沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)是汽車 家電等產(chǎn)品生產(chǎn)中常用的制造工藝及方法 本課題可鍛煉綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí) 獨(dú)立進(jìn)行沖壓工藝分析及模具設(shè)計(jì)制造的能 力 本課題的任務(wù)是 設(shè)計(jì)支架零件沖壓工藝與沖模設(shè)計(jì) 通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì) 熟悉常 用沖壓材料的適用性能 能正確選擇模具材料能提出合適的熱處理工藝 掌握沖壓 模具設(shè)計(jì)的基本程序和方法 主要內(nèi)容包括 沖壓工藝分析與參數(shù)計(jì)算 沖壓工藝 方案的確定與優(yōu)選 關(guān)鍵工序成形的數(shù)值仿真驗(yàn)證 凸模 凹模 定位 導(dǎo)向 連 接 卸料等工件零件的設(shè)計(jì) 模具裝配圖與零件圖設(shè)計(jì)等等 二 國(guó)內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢(shì) 含文獻(xiàn)綜述 2 1 國(guó)內(nèi)模具發(fā)展?fàn)顩r 近年來(lái) 我國(guó)沖壓模具水平已有很大提高 近年來(lái) 模具行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和體制改 革步伐加快 主要表現(xiàn)為 大型 精密 復(fù)雜 長(zhǎng)壽命中高檔模具及模具標(biāo)準(zhǔn)件發(fā) 展速度快于一般模具產(chǎn)品 塑料模和壓鑄模比例增大 專業(yè)模具廠數(shù)量及其產(chǎn)能增 加較快 三資 及私營(yíng)企業(yè)發(fā)展迅速 股份制改造步伐加快等 大型沖壓模具已 能生產(chǎn)單套重量達(dá) 50 多噸的模具 為中檔轎車配套的覆蓋件模具國(guó)內(nèi)也能生產(chǎn)了 精度達(dá)到 1 2 m 壽命 2 億次左右的多工位級(jí)進(jìn)模國(guó)內(nèi)已有多家企業(yè)能夠生產(chǎn) 表 面粗糙度達(dá)到 Ra300mm 精沖模及中厚板精沖模國(guó)內(nèi) 也已達(dá)到相當(dāng)高的水平 在國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策的正確引導(dǎo)下 經(jīng)過(guò)幾十年努力 現(xiàn)在我 國(guó)沖壓模具的設(shè)計(jì)與制造能力已達(dá)到較高水平 包括信息工程和虛擬技術(shù)等許多現(xiàn) 代設(shè)計(jì)制造技術(shù)已在很多模具企業(yè)得到應(yīng)用 從地區(qū)分布來(lái)說(shuō) 以珠江三角洲和長(zhǎng)江三角洲為中心的東南沿海地區(qū)發(fā)展快于中西 部地區(qū) 南方的發(fā)展快于北方 目前發(fā)展最快 模具生產(chǎn)最為集中的省份是廣東和 浙江 這兩個(gè)省的模具產(chǎn)值已占全國(guó)總產(chǎn)值的 6 成以上 我國(guó)模具總產(chǎn)值雖然已位 居世界第三 但設(shè)計(jì)制造水平在總體上要比德國(guó) 美國(guó) 日本 法國(guó) 意大利等發(fā) 達(dá)國(guó)家落后許多 也要比英國(guó) 加拿大 西班牙 韓國(guó) 新加坡等落后 我國(guó)模具 行業(yè)專業(yè)化程度還比較低 模具自產(chǎn)自配比例過(guò)高 落后和差距主要表現(xiàn)在 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(jìn)的模具技術(shù)應(yīng)用不夠廣泛等等 致使相 當(dāng)一部分大型 精密 復(fù)雜和長(zhǎng)壽命模具依賴進(jìn)口 2 2 國(guó)內(nèi)模具未來(lái)發(fā)展趨勢(shì) 1 全面推廣 CAD CAE CAM 技術(shù) 2 高速銑削加工 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 高速銑削加工技術(shù)的發(fā)展 對(duì)汽車 家電行業(yè)中大型型腔模具制造注入了新的活力 3 模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng) 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 4 電火花銑削加工 削加工技術(shù)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(jiǎn)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(fù)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 5 提高模具標(biāo)準(zhǔn)化程度 我國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)化程度正在不斷提高 目前我國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)件使用率已達(dá)到 30 左右 國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家一般為 80 左右 6 優(yōu)質(zhì)材料及先進(jìn)表面處理技術(shù) 優(yōu)質(zhì)鋼材和應(yīng)用相應(yīng)的表面處理技術(shù)來(lái)提高模具的壽命就顯得十分必要 模具 熱處理和表面處理技術(shù)是能否充分發(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 7 模具研磨拋光將自動(dòng)化 智能化 模具表面的質(zhì)量對(duì)模具使用壽命 制件外觀質(zhì)量等方面均有較大的影響 研究 自動(dòng)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(shì) 8 模具自動(dòng)加工系統(tǒng)的發(fā)展 我國(guó)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的目標(biāo) 在信息化帶動(dòng)工業(yè)化發(fā)展的今天 在經(jīng)濟(jì)全球化趨向日漸加速的情況下 我國(guó)沖壓 模具必須盡快提高水平 通過(guò)改革與發(fā)展 采取各種有效措施 在沖壓模具行業(yè)全 體職工的共同努力奮斗之下 我國(guó)沖壓模具也一定會(huì)不斷提高水平 逐漸縮小與世 界先進(jìn)水平的差距 十一五 期間 在科學(xué)發(fā)展觀指導(dǎo)下 不斷提高自主開(kāi)發(fā)能力 重視創(chuàng)新 堅(jiān)持改革開(kāi)放 走新型工業(yè)化道路 將速度效益型的增長(zhǎng)模式逐步轉(zhuǎn)變 到質(zhì)量和水平效益型軌道上來(lái) 我國(guó)的沖壓模具的水平也必然會(huì)更上一層樓 2 3 國(guó)外模具發(fā)展情況 國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的模具廠大體分為獨(dú)立的模具廠和隸屬于一些大的集團(tuán)公司的模 具廠 一般規(guī)模都不大 但專業(yè)化程度高 生產(chǎn)效率極高 國(guó)外模具企業(yè)一般不超過(guò) 100 人 多數(shù)在 50 人以下 在人員結(jié)構(gòu)上 設(shè)計(jì) 質(zhì) 量控制 營(yíng)銷人員超過(guò) 30 管理人員在 5 以下 我國(guó)每個(gè)職工平均每年創(chuàng)造模具 產(chǎn)值約合 1 萬(wàn)美元左右 而國(guó)外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家大多 15 20 萬(wàn)美元 有的達(dá)到 25 30 萬(wàn)美元 國(guó)外先進(jìn)國(guó)家模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率達(dá) 70 以上 而我國(guó)才達(dá)到 45 國(guó)內(nèi)模具企業(yè)中一些私營(yíng) 合資企業(yè)人員結(jié)構(gòu)和國(guó)外差不多 國(guó)外模具企業(yè)對(duì)人員素質(zhì)要求較高 技術(shù)人員一專多能 一般能獨(dú)立完成從工 藝到工裝的設(shè)計(jì) 操作人員具備多種操作技能 營(yíng)銷人員對(duì)模具的了解和掌握很深 國(guó)內(nèi)模具企業(yè)分工較細(xì) 缺乏綜合素質(zhì)較高的人員 國(guó)外模具企業(yè) CAD CAE CAM 的技術(shù)的應(yīng)用比較廣泛 逆向工程 快速原型制造鑄造模 具的使用也比較多 國(guó)內(nèi)模具企業(yè)中一些骨干廠家在這方面和國(guó)外差距已經(jīng)不大 有些已經(jīng)達(dá)到國(guó)外水平 但一些中小型模具企業(yè)與國(guó)外的差距還是很大的 不過(guò)在 模具材料方面 隨著國(guó)外技術(shù)的引進(jìn)和中國(guó)研發(fā)能力的提高 差距在逐漸縮小 國(guó)外模具總量中 大型 精密 復(fù)雜 長(zhǎng)壽命模具的比例占到50 以上 國(guó)外模 具企業(yè)的組織形式是 大而專 大而精 在模具的價(jià)格和制造周期上 國(guó)外模具 價(jià)格一般是國(guó)內(nèi)模具的5 10倍 制造周期是2 3倍 在這兩方面應(yīng)該說(shuō)國(guó)內(nèi)模具企業(yè) 還是具有一定競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的 三 研究?jī)?nèi)容及實(shí)驗(yàn)方案 1 課題研究的主要內(nèi)容 1 工藝分析 由工件圖可知 該工件的形狀 尺寸 精度和材料等均符合沖壓工藝性要求 沖壓的主要工序有 落料 沖裁等 工藝比較復(fù)雜 生產(chǎn)批量大 2 拍樣圖設(shè)計(jì) 由所給零件圖畫出零件展開(kāi)圖 合理安排工位 要注意尺寸質(zhì)量問(wèn)題及控制 3 沖壓工藝參數(shù)計(jì)算等 4 模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 凹模 凸模的設(shè)計(jì) 5 模具裝配圖與零件圖的設(shè)計(jì) 6 撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 2 本課題研究方法 1 從老師指定的零件圖入手 收集資料撰寫開(kāi)題報(bào)告 繪制零件沖件圖 根據(jù) 零件的材料與厚度 進(jìn)行工藝分析與計(jì)算 初步確定零件的加工制造工藝 2 要進(jìn)行模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 本次設(shè)計(jì)還需要選擇模架 初步擬定選擇后側(cè)導(dǎo)柱 模架 尺寸規(guī)格的選擇還需要進(jìn)一步的計(jì)算 本次設(shè)計(jì)先設(shè)計(jì)出排樣圖 計(jì)算出搭 邊值 這要考慮到提高原材料的利用率 確定模具的壓力中心后計(jì)算沖裁力 頂件 力 彎曲力等 算出總力后即可根據(jù)模具設(shè)計(jì)大典選擇壓力機(jī)的種類及型號(hào) 之后 計(jì)算模具的刃口尺寸 再確定模具的主要結(jié)構(gòu)要素 如確定送料方式 確定卸料方 式 選擇各模具零件的標(biāo)準(zhǔn)外形尺寸 有上模板 固定板 凹模 卸料板 固定板 下墊板的尺寸 再確定一下螺釘和銷釘?shù)臄?shù)量與尺寸 3 進(jìn)行模具的裝配圖與零件圖的設(shè)計(jì) 查找零件與裝配的技術(shù)要求 以及各零件的 材料 硬度和規(guī)格 最后用計(jì)算機(jī)繪制正式的裝配圖 再由指導(dǎo)教師指定零件圖 用計(jì)算機(jī)繪出圖紙 標(biāo)明尺寸 技術(shù)要求以及形位公差 粗糙度等 四 總的工作任務(wù) 進(jìn)度安排以及預(yù)期結(jié)果 1 總的工作任務(wù) 1 獨(dú)立完成畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 按圖標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)一套模具的裝配圖和有關(guān)的關(guān)鍵零件圖 圖紙比例 1 1 畢 業(yè)設(shè)計(jì)圖紙不少于 2 5 張 A0 圖紙 3 制訂模具的裝配工藝和成形零件的工藝 并編制出成形零件的工藝卡 4 按學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)的書寫格式要求 撰寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書 5 完成 6000 字符以上的畢業(yè)設(shè)計(jì)有關(guān)的外文資料翻譯 2 工作進(jìn)度 1 查閱相關(guān)資料 外文資料翻譯 6000 字符以上 撰寫開(kāi)題報(bào)告 第 1 周 第 2 周 2 繪制支架沖件圖 分析沖件成形工藝及坯料展開(kāi) 第 3 周 第 6 周 3 編制吊支架沖壓成形工藝規(guī)程 第 7 周 第 8 周 4 繪制吊支架沖裁?？傃b圖及零件圖 第 9 周 第 13 周 5 撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書 論文 第 14 周 第 16 周 6 畢業(yè)設(shè)計(jì)審查 畢業(yè)答辯 第 17 周 3 預(yù)期結(jié)果 1 完成一篇相關(guān)英文資料的翻譯 2 完成對(duì)吊支架沖壓件的結(jié)構(gòu)和功能分析 確定總體方案設(shè)計(jì) 并繪制出零件 圖 3 完成模具部分零件的工藝設(shè)計(jì) 撰寫詳細(xì)的設(shè)計(jì)說(shuō)明書 我希望能提前完成任務(wù) 并且把錯(cuò)誤降低到最低點(diǎn) 使本設(shè)計(jì)應(yīng)具有相當(dāng)?shù)?實(shí)用性 五 參考文獻(xiàn) 1 王樹(shù)勛等合編 典型模具結(jié)構(gòu)圖冊(cè) 第 版 廣州 華南理工大學(xué)出版社 2005 2 王孝培主編 沖壓手冊(cè) 第 版 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2005 3 翁其金等主編 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì) 第 1 版 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2008 4 模具設(shè)計(jì)手冊(cè)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 冷沖模國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 5 中國(guó)模具工業(yè)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)件委員會(huì)編 中國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)件手冊(cè) 第 1 版 上海 上海科學(xué)普及出版社 1989 The support components ramming craft and dies the design Student name Luo Jian Class 0781053 Supervisor Chen Wei Guo Abscract The mold is the manufacturing industry important craft foundation the mold manufacture belongs to the special purpose equipment manufacturing industry The mold technology has gathered the machinery the electron chemistry optics the material the computer the precise monitor and the information network and so on many disciplines is a comprehensive nature multi disciplinary systems engineering The mold technology development tendency mainly is the mold product to larger scale preciser more complex and a more economical direction develops the mold product technical content unceasingly enhances the mold manufacture cycle unceasingly reduces the mold production faces the information is not having the chart is fine the automated direction develops the mold enterprise to the technical integration the equipment excellent is producing approves the brand the management information the management internationalization direction develops This time designs a set to flush spatially falls the material the mold After the consult material first carries on the process study to the components undergoes the process study and the contrast uses the punch holes to fall the material working procedure through the blanking force pushes computations and so on material strength ex denning strength definite press s model The analysis is suitable the mold which again to the blanking processing s mold the type choice must design After obtaining mold type which will design expresses mold s each work spare part design process In the instruction booklet first part mainly narrated the ramming mold s development condition explained that the ramming mold s importance with this design s significance is to pressing part s process study completes the craft plan the determination The second part to the components row of specimen map s design has completed the material use factor computation Carries on the blanking craft strength again the computation Keywords press punching die compsite dises structure of the die Signature of Supervisor 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 1 目 錄 1 緒論 2 1 1 模具工業(yè)在國(guó)內(nèi)的發(fā)展?fàn)顩r及趨勢(shì) 2 1 2 國(guó)外模具工業(yè)的發(fā)展情況 7 1 3 課題研究的內(nèi)容 8 2 制件的工藝分析 9 2 1 沖壓件零件圖 9 2 1 1 材料的性能 9 2 1 2 零件的精度分析 10 2 2 成型工藝分析 10 2 3 沖裁工藝方案的確定 10 2 4 主要工藝參數(shù)計(jì)算 12 2 4 1 確定排樣方案和計(jì)算材料利用率 12 2 5 計(jì)算各工序沖壓力和選擇沖壓設(shè)備 14 3 落料沖孔模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 18 3 1 凸 凹模刃口尺寸的計(jì)算 18 3 1 1 落料時(shí)凸 凹模刃口尺寸的計(jì)算 18 3 1 2 沖孔時(shí)凸 凹模刃口尺寸的計(jì)算 19 3 2 選用模架 確定閉合高度及總體尺寸 20 3 3 模具各零部件的設(shè)計(jì)與計(jì)算 21 3 3 1 凸模設(shè)計(jì) 21 3 3 2 凸模固定板的設(shè)計(jì) 21 3 3 3 墊板的設(shè)計(jì) 21 3 3 4 定位零件的設(shè)計(jì) 21 3 3 5 連接件與緊固件的選取 22 3 3 6 下模板的確定 22 3 4 模具材料的選用 22 3 5 模具的裝配圖 24 總 結(jié) 25 參考文獻(xiàn) 26 致 謝 27 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 2 1 緒論 1 1 模具工業(yè)在國(guó)內(nèi)的發(fā)展?fàn)顩r及趨勢(shì) 1 1 1 模具工業(yè)在國(guó)內(nèi)的發(fā)展?fàn)顩r 當(dāng)前 整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展特點(diǎn)是產(chǎn)品品種多 更新快 市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈 為了 適應(yīng)用戶對(duì)模具制造的短交貨期 高精度 低成本的迫切需求 模具將有如下發(fā)展 趨勢(shì) 1 模具日趨大型化 這一方面是由于用模具制造的零件日漸大型化 另一方 面也是由于高生產(chǎn)率要求而發(fā)展的一模多腔 現(xiàn)在有的已達(dá)到一個(gè)模幾百腔 所致 2 模具的精度將越來(lái)越高 10 年前 精密模具的精度一般為 5UM 現(xiàn)在已達(dá) 2UM 3UM 不久 1UM 精度的模具即將上市 隨著零件微型化及精度要求的提高 有 些模具的加工精度要求在 1UM 以內(nèi) 這就要求發(fā)展超精加工工藝 3 多功能復(fù)合模具將進(jìn)一步發(fā)展 新型多功能復(fù)合模具是在多工位級(jí)進(jìn)?；?礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出來(lái)的 一副多功能模具除了沖壓成形零件外 還擔(dān)負(fù)著疊壓 攻絲 鉚 接和鎖緊等組裝任務(wù) 這種多功能模具生產(chǎn)出來(lái)的不再是單個(gè)零件 而是成批的組 件 如觸頭與支座的組件 各種微小機(jī) 電器及儀表的鐵芯組件等 4 隨著熱流道技術(shù)的日漸推廣應(yīng)用 熱流道模具在塑料模具中的比重將逐步 提高 由于采用熱流道技術(shù)的模具可提高制件的生產(chǎn)率和質(zhì)量 并能大幅度節(jié)約制 件的原材料 因此 熱流道技術(shù)的應(yīng)用在國(guó)外發(fā)展很快 已十分普遍 許多塑料模 具廠所生產(chǎn)的塑料模具已有一半以上采用了熱流道技術(shù) 有的廠使用率甚至已達(dá) 80 以 上 效果十分明顯 5 隨著塑料成形工藝的不斷改進(jìn)與發(fā)展 氣輔模具及適應(yīng)高壓注射成型等工 藝的模具將隨之發(fā)展 塑料件的精度分為尺寸精度 幾何形狀精度和外觀精度 即 光譯 色調(diào)等 為了確保精度要求 模具生產(chǎn)企業(yè)將繼續(xù)研究發(fā)展高壓注射成型 工藝 以及注射壓縮成型工藝 在注射成型中 影響成型件精度的最大因素是成型 收縮 高壓注射成型可減小樹(shù)脂收縮率 增加塑件尺寸的穩(wěn)定性 氣體輔助注射成 型技術(shù)已比較成熟 它能改善塑件的內(nèi)在和外觀質(zhì)量 具有注射壓力低 制品變形 小 易于成型壁厚差異較大的制品等優(yōu)點(diǎn) 而且可以節(jié)約原料及提高制件生產(chǎn)率 從而大幅度降低成本 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 3 6 模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用將日漸廣泛 模具標(biāo)準(zhǔn)化及模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用能極大地 影響模具制造周期 使用模具標(biāo)準(zhǔn)件不但能縮短模具制造周期 而且能提高模具質(zhì) 量和降低模具制造成本 因此模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用必將日漸廣泛 7 快速經(jīng)濟(jì)模具的前景十分廣闊 現(xiàn)在是多品種小批量生產(chǎn)的時(shí)代 21 世 紀(jì) 這種生產(chǎn)方式占工業(yè)生產(chǎn)的比例將達(dá) 75 以上 一方面是制品使用周期短 另 一方面花樣變化頻繁 要求模具的生產(chǎn)周期愈短愈好 開(kāi)發(fā)快速經(jīng)濟(jì)模具越來(lái)越引 起人們的重視 例如研制各種超塑性材料來(lái)制作模具 用環(huán)氧 E 聚酯 P 或 其中填充金屬 M 玻璃 G 等增強(qiáng)制制作簡(jiǎn)易模具 這些模具的主要特點(diǎn)是制 造工藝簡(jiǎn)單 精度易控制 收縮率較小 價(jià)格便宜 壽命較高 8 隨著車輛和電機(jī)等產(chǎn)品向輕量化發(fā)展 壓鑄模的比例將不斷提高 同時(shí)對(duì) 壓鑄模的壽命和復(fù)雜程度將提出越來(lái)越高的要求 9 隨著以塑代鋼 以塑代木的進(jìn)一步發(fā)展 塑料模的比例不斷提高 同時(shí) 由于機(jī)械零件的復(fù)雜程度和精度的不斷提高 對(duì)塑料模的要求也將越來(lái)越高 10 模具技術(shù)含量將不斷提高 中 高檔模具比例將不斷增大 這也是產(chǎn)品 結(jié)構(gòu)調(diào)整所帶來(lái)的市場(chǎng)走勢(shì) 在經(jīng)歷了 十五 期間和 十一五 頭兩年高速發(fā)展 這七年間年均增長(zhǎng)速度達(dá) 18 之后 由于受到國(guó)際金融危機(jī)影響 2008 年下半年開(kāi)始 中國(guó)模具工業(yè)發(fā)展 速度己明顯放緩 致使 2008 年全年模具總銷售額與上年同比增長(zhǎng)率跌進(jìn)了個(gè)位數(shù) 只達(dá)到 9 2 左右 總量約為 950 億元左右 2009 年 發(fā)展進(jìn)一步受阻 預(yù)計(jì)全年 的模具總銷售額只能接近 1000 億元 而很難突破 基本與去年持平或略有增長(zhǎng) 國(guó)家 gdp 增長(zhǎng)是保八爭(zhēng)九 看來(lái)保八是有把握的 那么模具為什么達(dá)不到這個(gè) 水平 這主要是國(guó)內(nèi)外模具市場(chǎng)總體不夠景氣所致 國(guó)家 4 萬(wàn)億元投資主要投向于基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和民生工程及改善民生等方面 gdp 增加了 模具需求卻基本沒(méi)有增加或增加效應(yīng)滯后 汽車 家電 農(nóng)機(jī)等工業(yè)品下 鄉(xiāng)以及以舊換新等政策措施的出臺(tái) 使 gdp 也增加了 模具需求雖也有增加 但增 幅有限 例如汽車 年初預(yù)測(cè)今年將突破 1000 萬(wàn)輛 現(xiàn)在預(yù)測(cè)是突破 1200 萬(wàn)輛 比去年增長(zhǎng) 20 以上汽車模具卻沒(méi)有增加那么多 這是因?yàn)榕c模具需求最關(guān)聯(lián)的新 車型投放與汽車銷售量之間并不成正比關(guān)系所致 但不管怎么說(shuō) 在經(jīng)歷了一年多 的金融危機(jī)之后 我們的模具工業(yè)經(jīng)受住了嚴(yán)峻考驗(yàn) 2009 年全年不出現(xiàn)負(fù)增長(zhǎng)的 預(yù)計(jì)將可實(shí)現(xiàn) 而且我們還在結(jié)構(gòu)調(diào)整等方面取得了不少成績(jī) 全行業(yè)積聚了力量 為今后發(fā)展打下了良好的基礎(chǔ) 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 4 那么在世界金融危機(jī)一年多的時(shí)間里 或者從更長(zhǎng)一段時(shí)間來(lái)說(shuō) 除了模具銷 售額等數(shù)量方面以外 我們行業(yè)還有些什么發(fā)展特點(diǎn)和進(jìn)步呢 我認(rèn)為主要有以下幾 點(diǎn) 一 結(jié)構(gòu)調(diào)整取得一定成效 這主要有三方面表現(xiàn) 一是體制改革與機(jī)制轉(zhuǎn)換的成 效 目前國(guó)有企業(yè)少 無(wú)論從數(shù)量還是產(chǎn)銷來(lái)說(shuō) 都只占全行業(yè)的不足 3 股份 制 私營(yíng)和三資企業(yè)已占絕對(duì)優(yōu)勢(shì) 整個(gè)行業(yè)的活力進(jìn)一步增強(qiáng) 二是以大型 精 密 復(fù)雜 長(zhǎng)壽命模具為主要代表的高技術(shù)含量的中高檔模具比例一直在穩(wěn)步提高 三是市場(chǎng)結(jié)構(gòu)不斷改善 新興行業(yè)受到普遍重視 例如新能源領(lǐng)域 醫(yī)療設(shè)備 器具 器械 領(lǐng)域 自動(dòng)化領(lǐng)域 航空航天領(lǐng)域及快速經(jīng)濟(jì)模具領(lǐng)域等 國(guó)際市場(chǎng)也史為廣 闊 除了歐美和東南亞傳統(tǒng)市場(chǎng)之外 印度 俄羅斯 巴西 澳大利亞 中東和南 非等新興市場(chǎng)都己開(kāi)始拓展 二 海外模具向我國(guó)內(nèi)地轉(zhuǎn)移的趨向不斷發(fā)展 帶動(dòng)了行業(yè)水平的不斷提高及出口 的快速增長(zhǎng) 由于我國(guó)模具生產(chǎn)的成本優(yōu)勢(shì)繼續(xù)存在 因此一方面是外資 同時(shí)還 有模具采購(gòu) 國(guó)際模具都在進(jìn)一步向我國(guó)內(nèi)地轉(zhuǎn)移發(fā)展 由于要與國(guó)際接軌 這就 加速了我們的進(jìn)步 三 集群式生產(chǎn)方式得到進(jìn)一步發(fā)展 據(jù)模具網(wǎng) ceo 羅百輝調(diào)查 目前全國(guó)已有不 同種類和各種不同形式的模具城 園 區(qū) 集聚生產(chǎn)基地 近 50 多個(gè) 其中半數(shù)以上 己形成一定規(guī)模 2008 年模具城的產(chǎn)出己達(dá) 270 億元左右 其中模具約為 170 億元 左右 規(guī)模效應(yīng)己得到體現(xiàn) 而且 集群式生產(chǎn)方式的發(fā)展 為發(fā)展我國(guó)模具行業(yè) 中的現(xiàn)代制造服務(wù)業(yè)和以模具為核心的產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展作出了重大貢獻(xiàn) 其意義是很 大的 目前集群式生產(chǎn)方式仍在不斷發(fā)展之中 總體態(tài)勢(shì)良好 四 模具生產(chǎn)周期進(jìn)一步縮短 模具價(jià)格繼續(xù)下降 這對(duì)模具生產(chǎn)企業(yè)來(lái)說(shuō) 確實(shí) 是造成了很人壓力 但對(duì)模具用戶來(lái)說(shuō) 這就是成績(jī) 同時(shí) 這也是模具行業(yè)技術(shù) 進(jìn)步的表現(xiàn) 但是這里也有一個(gè)市場(chǎng)不規(guī)范 過(guò)度的價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)和中低檔產(chǎn)品產(chǎn)能過(guò) 剩的問(wèn)題 應(yīng)該引起我們的足夠重視 關(guān)于我國(guó)模具行業(yè)的水平 我國(guó) 十一五 模具行業(yè)發(fā)展規(guī)劃中提出的目標(biāo)是 至 2010 年進(jìn)入亞洲先進(jìn)水平的行列 我認(rèn)為這個(gè)目標(biāo)是可以達(dá)到的 從數(shù)量上來(lái)說(shuō) 我們目前已經(jīng)是世界模具生產(chǎn)大國(guó) 從產(chǎn)品水平上來(lái)說(shuō) 為 b 級(jí)及以下檔次轎車及 其他乘用車和商用車等配套的全套汽車模具 為電子行業(yè)配套的精度達(dá) 2um 壽命 達(dá) 2 億次以上的精密高速多工位級(jí)進(jìn)模 單套模具重量超過(guò) 100 噸的巨型模具 長(zhǎng) 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 5 達(dá) 6 米的大型多工位級(jí)進(jìn)模具 導(dǎo)光板模具 光盤模具 生物芯片模具等許多高水 平模具己都能生產(chǎn) 然而中國(guó)地域廣闊 各地眾多模具企業(yè)水平不齊 相互之間差 距很大 從綜合水平來(lái)說(shuō) 與國(guó)際先進(jìn)水平相比 還確實(shí)存在不少差距 j 差距促使 我們進(jìn)一步努力 差距促使我們奮進(jìn) 向世界模具強(qiáng)國(guó)不斷邁進(jìn) 將仍舊是我們?cè)谳^ 長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)的奮斗目標(biāo) 關(guān)于模具發(fā)展趨勢(shì) 我認(rèn)為這主要取決于兩個(gè)方面 即一方面是模具為之服務(wù) 的各行各業(yè)的發(fā)展趨勢(shì) 另一方面是整個(gè)社會(huì)和世界科學(xué)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) 這實(shí)際 上就是需要和可能 模具是為制件 也就是成形產(chǎn)品服務(wù)的 因此模具必然要以制件 成形產(chǎn)品 的發(fā)展 趨勢(shì)為自己的發(fā)展趨勢(shì) 模具必須滿足他們的要求 制件發(fā)展趨勢(shì)主要是輕巧 精美 快速高效生產(chǎn) 低成本與高質(zhì)量 每一項(xiàng)都 預(yù)示了模具發(fā)展趨勢(shì) 現(xiàn)簡(jiǎn)要分析如下 要輕巧就會(huì)增加使用塑料及開(kāi)發(fā)新材料 包括各種新型塑料 改性塑料 金屬 塑料 鎂合金 復(fù)合材料等等 這就要求有新的成形工藝 從而也就要求有與之相 適應(yīng)的新型模具 例如 汽車上越來(lái)越多地采用高強(qiáng)度板也是為了減輕重量 對(duì)一 些超高強(qiáng)度板進(jìn)行熱成形及與之相適應(yīng)的熱成形模具也就自然而然成為發(fā)展趨勢(shì)等 等 要精美 就要求外形美觀大方 內(nèi)部無(wú)缺陷 這就要求有精細(xì) 精密和高質(zhì)量 模具與之相適應(yīng) 目前我們?cè)诰?xì)化方面差距很大 精細(xì)化往往被忽視 功虧一簣 快速高效生產(chǎn) 這一方面是要求模具企業(yè)要盡量縮短模具生產(chǎn)周期 盡快向模 具用戶交付模具 另一方面更重要的是要使用戶能用你提供的模具來(lái)快速高效地生 產(chǎn)制品 例如一模多腔多件生產(chǎn) 疊層模具 利用好熱流道技術(shù)來(lái)縮短成形時(shí)間以 及使用多層復(fù)合技術(shù) 模內(nèi)裝飾技術(shù) 高光無(wú)痕注塑技術(shù) 在線檢測(cè)技術(shù) 多工序 復(fù)合技術(shù) 多排多工位技術(shù)等等 同時(shí)制件成形過(guò)程智能化還要求有智能化的模具 來(lái)適應(yīng) 低成本 這既要通過(guò)模具生產(chǎn)的設(shè)計(jì) 加工 裝配來(lái)實(shí)現(xiàn)模具的低成本制造和 低成本供應(yīng) 更重要的是要使模具用戶能使用模具來(lái)實(shí)現(xiàn)低成本生產(chǎn) 這就對(duì)模具 提出了更高的要求 模具生產(chǎn)企業(yè)必須做到先使模具用戶賺錢 然后才能使自己賺 錢 在要求低成本的過(guò)程中 無(wú)論是模具生產(chǎn)企業(yè)還是使用模具的企業(yè) 不斷改善 管理 逐步實(shí)現(xiàn)信息化管理都是企業(yè)的共同要求及進(jìn)步和發(fā)展的方向 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 6 高質(zhì)量 要做到制品的高質(zhì)量 首先必須是模具的高質(zhì)量 模具的穩(wěn)定性一定 要好 保證制品的一致性也要好 而且還要保證壽命 高質(zhì)量模具與技術(shù)休戚相關(guān) 除上述各點(diǎn)外 許多新領(lǐng)域 新興產(chǎn)業(yè) 新制件和個(gè)性化要求也都會(huì)對(duì)模具不 斷提出新要求 所以發(fā)展趨勢(shì)的本身也是在不斷發(fā)展的 從科技發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看模具發(fā)展趨勢(shì)可以先從下列最基本的六個(gè)方面進(jìn)行分析 新材料 模具新材料及為成形產(chǎn)品新材料成形的新型模具 新工藝 新的成形工藝及模具加工的新工藝 新技術(shù) 技術(shù)進(jìn)步帶動(dòng)模具生產(chǎn)逐步向超高速 超精和高度自動(dòng)化方向發(fā)展 信息化 數(shù)字化生產(chǎn) 信息化管理 充分利用 it 技術(shù) 網(wǎng)絡(luò)化 溶入和利用好世界全球化網(wǎng)絡(luò) 循環(huán)經(jīng)濟(jì)與綠色制造一用盡量少的資源來(lái)創(chuàng)造盡量多的價(jià)值 包括回收再利用 與環(huán)保等 不但模具要能這樣 而且更要使模具用戶也能這樣 除上述所說(shuō)的發(fā)展趨勢(shì)之我見(jiàn)以外 同時(shí)我還認(rèn)為 從與模具用戶的關(guān)系來(lái)說(shuō) 模具和模具生產(chǎn)企業(yè)向來(lái)是比較依賴和比較被動(dòng)的 發(fā)言權(quán)很少 我認(rèn)為 這一現(xiàn) 象應(yīng)逐漸適當(dāng)改變 這就要求我們模具行業(yè)要自強(qiáng) 要通過(guò)充分展示自己的實(shí)力和 能力 以及創(chuàng)新發(fā)展來(lái)逐步變被動(dòng)為主動(dòng) 國(guó)慶前 我在海爾模具公司參觀 感觸 很深 海爾模具公司的口號(hào)是 你給我一個(gè)概念 我給你一個(gè)產(chǎn)品 和 決不對(duì)市 場(chǎng)說(shuō)不 他們?cè)谑袌?chǎng)方面 無(wú)內(nèi)不穩(wěn) 無(wú)外不強(qiáng) 在觀念方面 把模具當(dāng)藝術(shù) 品來(lái)做 模具是依靠技藝制造出來(lái)的藝術(shù)品的概念己被模具是依靠技術(shù)生產(chǎn)出來(lái)的 高新技術(shù)產(chǎn)品所替代 但把模具當(dāng)藝術(shù)品來(lái)做的觀念并不過(guò)時(shí) 而且卻是認(rèn)真和敬 業(yè)的表現(xiàn) 應(yīng)該提倡 提出的目標(biāo)是要成為 全球最先進(jìn)的模具試制中心 這 些都可供我們借鑒 海爾模具公司也做到了模具設(shè)計(jì)的模塊化 參數(shù)化 標(biāo)準(zhǔn)化 以及生產(chǎn)方面的專業(yè)化和標(biāo)準(zhǔn)化 在轉(zhuǎn)型方面他們提出要從企業(yè)信息化向信息化企 業(yè)轉(zhuǎn)型 要從生產(chǎn)型制造業(yè)向服務(wù)型 為用戶提供全套解決方案 制造業(yè)轉(zhuǎn)變 我認(rèn) 為這些思想也已經(jīng)在一定程度上反映了模具企業(yè)的發(fā)展趨勢(shì) 上面所述的發(fā)展趨勢(shì)還只是一個(gè)概念性和東西 我們可以不斷的具體化和不斷 的深化 例如 cad cae cam 一體化 軟件的集成化 智能化 網(wǎng)絡(luò)化 計(jì)算機(jī)模 擬仿真技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和三維設(shè)計(jì)的全面推廣應(yīng)用 高速與超高速加工 精密與 超精細(xì)微加工和復(fù)合加工及五軸加工等等 不再一一列舉 總之 模具技術(shù)的發(fā)展 趨勢(shì)是動(dòng)態(tài)的 它必須不斷地來(lái)滿足模具用戶不斷發(fā)展的新趨勢(shì) 同時(shí) 它也與世 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 7 界科技發(fā)展密切關(guān)聯(lián) 它們相互之間可以互相促進(jìn)和相得益彰 當(dāng)然 對(duì)于整個(gè)模 具來(lái)說(shuō)模具技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)只是其中的一個(gè)部分 諸如生產(chǎn)組織形式 市場(chǎng)經(jīng)營(yíng)模式 以及管理等等 都有其一定的發(fā)展趨勢(shì) 也是很值得研討的 1 2 國(guó)外模具工業(yè)的發(fā)展情況 國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的模具廠大體分為獨(dú)立的模具廠和隸屬于一些大的集團(tuán)公司的模 具廠 一般規(guī)模都不大 但專業(yè)化程度高 生產(chǎn)效率極高 國(guó)外模具企業(yè)一般不超過(guò) 100 人 多數(shù)在 50 人以下 在人員結(jié)構(gòu)上 設(shè)計(jì) 質(zhì) 量控制 營(yíng)銷人員超過(guò) 30 管理人員在 5 以下 我國(guó)每個(gè)職工平均每年創(chuàng)造模具 產(chǎn)值約合 1 萬(wàn)美元左右 而國(guó)外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家大多 15 20 萬(wàn)美元 有的達(dá)到 25 30 萬(wàn)美元 國(guó)外先進(jìn)國(guó)家模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率達(dá) 70 以上 而我國(guó)才達(dá)到 45 國(guó)內(nèi)模具企業(yè)中一些私營(yíng) 合資企業(yè)人員結(jié)構(gòu)和國(guó)外差不多 國(guó)外模具企業(yè)對(duì)人員素質(zhì)要求較高 技術(shù)人員一專多能 一般能獨(dú)立完成從工 藝到工裝的設(shè)計(jì) 操作人員具備多種操作技能 營(yíng)銷人員對(duì)模具的了解和掌握很深 國(guó)內(nèi)模具企業(yè)分工較細(xì) 缺乏綜合素質(zhì)較高的人員 國(guó)外模具企業(yè) CAD CAE CAM 的技術(shù)的應(yīng)用比較廣泛 逆向工程 快速原型制造鑄造模 具的使用也比較多 國(guó)內(nèi)模具企業(yè)中一些骨干廠家在這方面和國(guó)外差距已經(jīng)不大 有些已經(jīng)達(dá)到國(guó)外水平 但一些中小型模具企業(yè)與國(guó)外的差距還是很大的 不過(guò)在 模具材料方面 隨著國(guó)外技術(shù)的引進(jìn)和中國(guó)研發(fā)能力的提高 差距在逐漸縮小 國(guó)外模具總量中 大型 精密 復(fù)雜 長(zhǎng)壽命模具的比例占到 50 以上 國(guó)外模 具企業(yè)的組織形式是 大而專 大而精 在模具的價(jià)格和制造周期上 國(guó)外模具 價(jià)格一般是國(guó)內(nèi)模具的 5 10 倍 制造周期是 2 3 倍 在這兩方面應(yīng)該說(shuō)國(guó)內(nèi)模具企 業(yè)還是具有一定競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的 1 3 課題研究的內(nèi)容 1 從老師指定的零件圖入手 收集資料撰寫開(kāi)題報(bào)告 繪制零件沖件圖 使用 fastform 進(jìn)行 CAE 分析 根據(jù)零件的材料與厚度 進(jìn)行工藝分析與計(jì)算 初步確定 零件的加工制造工藝 2 要進(jìn)行模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 本次設(shè)計(jì)還需要選擇模架 初步擬定選擇后側(cè)導(dǎo)柱 模架 尺寸規(guī)格的選擇還需要進(jìn)一步的計(jì)算 本次設(shè)計(jì)先設(shè)計(jì)出排樣圖 計(jì)算出搭 邊值 這要考慮到提高原材料的利用率 確定模具的壓力中心后計(jì)算沖裁力 頂件 力 彎曲力等 算出總力后即可根據(jù)模具設(shè)計(jì)大典選擇壓力機(jī)的種類及型號(hào) 之后 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 8 計(jì)算模具的刃口尺寸 再確定模具的主要結(jié)構(gòu)要素 如確定送料方式 確定卸料方 式 選擇各模具零件的標(biāo)準(zhǔn)外形尺寸 有上模板 固定板 凹模 卸料板 固定板 下墊板的尺寸 再確定一下螺釘和銷釘?shù)臄?shù)量與尺寸 3 進(jìn)行模具的裝配圖與零件圖的設(shè)計(jì) 查找零件與裝配的技術(shù)要求 以及各零 件的材料 硬度和規(guī)格 最后用計(jì)算機(jī)繪制正式的裝配圖 再由指導(dǎo)教師指定零件 圖 用計(jì)算機(jī)繪出圖紙 標(biāo)明尺寸 技術(shù)要求以及形位公差 粗糙度等 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 9 2 制件的工藝分析 2 1 沖壓件零件圖 圖 2 1 工件簡(jiǎn)圖 材料 08A1 厚度 1 5mm 生產(chǎn)批量 中批生產(chǎn) 2 1 1 材料的性能 此設(shè)計(jì)中的零件材料為 08A1 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼冷軋薄鋼板 GB T13237 1991 此種鋼的強(qiáng)度 硬度很低 而塑性 韌性極高 具有良好的冷變形性 所以主要用 來(lái)制造冷沖壓件 其力學(xué)性能 抗拉強(qiáng)度 275 390MPa 295 屈服強(qiáng)度 s b 175MPa 伸長(zhǎng)率 5 32 斷面收縮率 60 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 10 2 1 2 零件的精度分析 本零件無(wú)公差 未注公差尺寸也均按 IT14 選取 所以普通彎曲和沖裁即可滿足 零件的精度要求 2 2 成型工藝分析 此工件材料為 08A1 厚度為 1 5mm 具有良好的沖壓性能 適合沖裁及 拉深 具有良好的沖壓工藝性 該零件端部為尖角 若采用落料工藝 則工 藝性較差 根據(jù)該零件的裝配使用情況 為了改善落料的工藝性 故將四角 修改為圓角 取圓角半徑為 2mm 此外零件的彎折面較長(zhǎng) 若能有效地利用 過(guò)彎曲和校正彎曲來(lái)控制回彈 則可以得到形狀和尺寸比較準(zhǔn)確的零件 腰 圓孔邊至彎曲半徑 R 中心的距離為 2 5mm 大于材料厚度 1 5mm 從而 腰圓孔位于變形區(qū)之外 彎曲時(shí)不會(huì)引起孔變形 故該孔可在彎曲前沖出 首先根據(jù)零件形狀確定沖壓工序類型和選擇工序順序 沖壓該零件需要 的基本工序有落料 沖孔 彎曲和拉深 其中彎曲決定了零件的總體形狀和 尺寸 因此選擇合理的彎曲方法十分重要 彎曲變形的方法及比較 第一種方法為一次成形 其優(yōu)點(diǎn)是用一副模具成形 可以提高生產(chǎn)率 減少所需設(shè)備和操作人員 缺點(diǎn)是毛坯的整個(gè)面積幾乎都參與激烈的變形 零件表面擦傷嚴(yán)重 且擦傷面積大 零件形狀與尺寸都不精確 彎曲處變薄 嚴(yán)重 這些缺陷將隨零件 腿 長(zhǎng)的增加和 腿 長(zhǎng)的減小而愈加明顯 第二種方法是先用一副模具彎曲端部?jī)山?然后在另一副模具上彎曲中 間兩角 這顯然比第一種方法彎曲變形的激烈程度緩和的多 但回彈現(xiàn)象難 以控制 且增加了模具 設(shè)備和操作人員 2 3 沖裁工藝方案的確定 根據(jù)沖壓該零件需要的基本工序和彎曲成形的不同方法 可以作出下列 各種組合方案 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 11 方案一 落料與沖圓孔復(fù)合 彎曲 拉深 切邊 其優(yōu)點(diǎn)是工序比較集 中 占用設(shè)備和人員少 但回彈難以控制 尺寸和形狀不精確 表面擦傷嚴(yán) 重 方案二 落料與沖腰圓孔復(fù)合 彎曲端部?jī)山?彎曲中間兩角 拉深 切邊 其優(yōu)點(diǎn)是模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 投產(chǎn)快 回彈比第一種方案小 尺寸和形狀 精度更高 故本次設(shè)計(jì)采用第二套方案 即落料沖孔 一次彎形 二次彎形 拉 深 切邊 考慮到時(shí)間的關(guān)系 本次模具設(shè)計(jì)只做落料沖孔模具 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 12 2 4 主要工藝參數(shù)計(jì)算 2 4 1 毛坯展開(kāi)尺寸 使用 solidworks 鈑金模塊 得到如圖所示的展開(kāi)圖 圖 2 2 展開(kāi)圖 2 4 2 確定排樣方案和計(jì)算材料利用率 1 確定排樣方案 根據(jù)零件形狀選用合理的排樣方案 以提高材料 利用率 該零件采用落料與沖孔復(fù)合沖壓 毛坯形狀較復(fù)雜 為便于送料 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 13 采用單排方案 圖 2 3 排樣方案 搭邊值 a和 1由表 2 12 查得 得 a 2mm 1 1 8mm 2 確定板料規(guī)格和裁料方式 根據(jù)條料的寬度尺寸 選擇合適的板 料規(guī)格 使剩余的邊料越小越好 該零件寬度用料為 136 2mm 以選擇 1 5mm 700mm 1450mm GB T708 1988 的板料規(guī)格為宜 裁料方式既要考慮所選板料規(guī)格 沖制零件的數(shù)量 又要考慮裁料操作 的方便性 該零件以縱裁下料為宜 對(duì)于較為大型的零件 則著重考慮沖制 零件的數(shù)量 以降低零件的材料費(fèi)用 3 計(jì)算材料消耗工藝定額和材料利用率 根據(jù)排樣計(jì)算 一張鋼板可 沖制的零件數(shù)量為 n 5 20 100 件 材料消耗工藝定額 1 5704 078 15Gkg 材料利用率 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 14 10 一 張 鋼 板 面 積 零 件 面 積一 張 鋼 板 沖 制 零 件 數(shù) 量 由于兩件展開(kāi)圖較為復(fù)雜 使用 AutoCAD 的面積測(cè)量功能 測(cè) 得面積 6151 40 平方毫米 周長(zhǎng) 358 11mm 圖 2 4 1065 470 7 零件面積由圖 12 5 計(jì)算得出 圖 2 5 落料 沖孔工序略圖 2 5 計(jì)算各工序沖壓力和選擇沖壓設(shè)備 1 第一道工序 落料沖孔 見(jiàn)圖 12 6 該工序沖壓力包括沖裁力 FP 卸料力 F3和推料力 1 按圖 12 6 所示的結(jié)構(gòu)形式 系采用打桿在滑塊快 回到最高位置時(shí)將工件直接從凹模內(nèi)打出 故不再考慮頂件力 2 沖裁力 3 1 LttbP或 式中 L 剪切長(zhǎng)度 t 1 5mm b 390Mpa 剪切長(zhǎng)度 L 按圖 2 4 所示尺寸計(jì)算 L 21 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 15 式中 L1 落料長(zhǎng)度 mm 2 沖孔長(zhǎng)度 mm 將圖示尺寸代入 計(jì)算公式可得 1358 Lm 23 14 72 98Ldm 因此 358 11 21 98 380 09mm 將以上數(shù)值代入沖裁力計(jì)算公式可得 380 9153025 6pbFLt N 落料卸料力 bptK1 3卸卸 式中 卸 卸料力系數(shù) 由表查取為 0 05 Fp 落料力 N 將數(shù)值代入卸料力公式可得 30 5 2 617 N 沖孔推件力 bptLKnF2 1推推 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 16 式中 n 梗塞件數(shù)量 即腰圓形廢料數(shù) 取 n 4 K推 推件力系數(shù) 查表取 0 06 Fp 沖孔力 N 將數(shù)值代入推件力公式可得 34 0 6235 64N 第一道工序總沖壓力 Fpz13 222352 11117 6 533 286833 287 kN 選擇沖壓設(shè)備時(shí)著重考慮的主要參數(shù)是公稱壓力 裝模高度 滑塊行程 臺(tái)面尺寸等 根據(jù)第一道工序所需的沖壓力 選用公稱壓力為 400kN 的壓力機(jī) JG23 40 就完全能夠滿足使用要求 2 第二道工序 一次彎形 彎曲力是設(shè)計(jì)彎曲模和選擇壓力機(jī)的重要依據(jù) 該 零件是校正彎曲 校正彎曲時(shí)的彎曲力 和頂件力 為 校FD2 21 70 71354 13901 7boktF KNr 2bD1 0 3 8 6 KBtr 24098 qA 對(duì)于校正彎曲 由于校正彎曲力比頂件力大得多 故一般 可以忽略 即DF FD F1 F2 98 21 7 6 51 126 21KN壓 力 機(jī)F 根據(jù)壓彎力大小 初選設(shè)備為 160KN 的設(shè)備 J23 16 3 第三道工序 二次彎形 校正彎曲時(shí)的彎曲力 和頂件力 為 校FD 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 17 2 21 70 713 715390 5boktF KNr 2bD1 0 3 8 4KBtNr 1 3 FD F1 1 3 4 13 5 22 75KN壓 力 機(jī) 根據(jù)壓彎力大小 初選設(shè)備為 63KN 的設(shè)備 J23 6 3 4 第四道工序 拉深 拉深力 F K dt 查表得 K 1 00 則 F 1 3 14 31 2 1 5 390 57 3KN 壓邊力 S1 S2 p 2576 2 0 3 7KNFQ 23 140 F 57 3 3 7 61KN 總 FQ 為方便選用可采用下式作概略估算 淺拉深 0 7 0 8 總 壓 則有 87 1KN 壓 總0 7 故選用標(biāo)稱壓力為 100KN 拉深的壓力機(jī) 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 18 3 落料沖孔模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 完成沖孔和落料兩道工序 可以采用級(jí)進(jìn)模或者復(fù)合模來(lái)滿足要求 兩種模具 形式都能完成沖孔落料兩道工序 可以減少模具和設(shè)備 同時(shí)操作簡(jiǎn)單 提高生產(chǎn) 率 降低對(duì)勞動(dòng)者的要求 但級(jí)進(jìn)模定位要求高 而符合模定位精度要求低 故采 用復(fù)?？蓾M足要求 3 1 凸 凹模刃口尺寸的計(jì)算 凸 凹模刃口尺寸的計(jì)算是本次設(shè)計(jì)需要重點(diǎn)解決的對(duì)象 其中包括落料的凸 凹模刃口尺寸 以及沖孔的凸 凹模刃口尺寸 3 1 1 落料時(shí)凸 凹模刃口尺寸的計(jì)算 查詢 沖壓工藝學(xué) 根據(jù)公式 落料以凹模為基準(zhǔn) 0Dx 凹凹 minZ凸凸 凹 式中 落料凹模刃口名義尺寸 mm 凸 凹 凸 凹模的制造公差 凸 凹 最小沖裁間隙 min 磨損系數(shù) 與沖件精度有關(guān) x 沖裁件的公差 未注公差的毛坯尺寸按照 IT11 設(shè)計(jì) 落料件公稱尺寸 mm D 如圖所示 L1 72 7 L2 70 9 L3 132 2 L4 56 2 L5 70 1 L6 53 9 查表得 minmax0 6 0 12cc axin 4 2 4 6 0 43 5pd m 1 L1 尺寸計(jì)算 7 05 18 0 650 610 7219ddL 2min 43 43ppZm 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 19 2 L2 尺寸計(jì)算 70 9 5 18 0 650 652 719ddLx m 0min 43 43ppZm 3 L3 尺寸計(jì)算 13 2 75 18 0 650 6530 219ddx 03min 43 43 ppL 4 L4 尺寸計(jì)算 56 2 7 18 0 650 6540 19ddx m 04min 43 43ppZm 5 L5 尺寸計(jì)算 7 1 5 8 0 650 6550 719ddLx 0min 43 43pp 6 L6 尺寸計(jì)算 9 75 18 0 650 6560 19ddx m 0min 43 43 ppLZm 3 1 2 沖孔時(shí)凸 凹模刃口尺寸的計(jì)算 式中查詢 沖壓工藝學(xué) 根據(jù)公式 沖孔以凸模為基準(zhǔn) 0dx 凸凸 min Z凹凹 凸 式中 沖件的公稱尺寸 mm 沖孔凸 凹模刃口尺寸 mm d凸 凹 凸 凹模的制造公差 由表 3 1 查取 凸 凹 最小雙邊合理間隙 mm minZ 磨損系數(shù) 與沖件精度有關(guān) x 沖裁件的公差 未注公差的毛坯尺寸按照 IT11 設(shè)計(jì) 則 000 43 437 5175ppdx m 6 6mindZ 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 20 3 2 選用模架 確定閉合高度及總體尺寸 根據(jù)壓力機(jī)的選擇就可以初步選擇模架以及閉合高度 凹模高度 HKb 式中 0 18 最大外形尺寸 b145m 所以 取 H 24mm 32 796 則凹模的最小壁厚也根據(jù) 計(jì)算 H 1 5 648C 則凹模板的周界尺寸為 橫向 402 3 1236Bm 縱向 1564897L 此凹模板周界尺寸是按照最大的尺寸來(lái)計(jì)算的 這樣更加有利于強(qiáng)度的保證 是比較保守的選擇 為了工作過(guò)程的穩(wěn)定 進(jìn)料與卸料的過(guò)程方便 根據(jù) 模具設(shè)計(jì)大典 中的 后側(cè)導(dǎo)柱模架的選取 選擇與壓力機(jī)的最大 最小閉合高度范圍內(nèi)相適應(yīng)的模架 再按其標(biāo)準(zhǔn)選擇具體結(jié)構(gòu) 尺寸見(jiàn)表 3 3 表 3 3 模 架 規(guī) 格 選 用 名稱 尺寸 材料 熱處理 上模座 315 250 55 HT200 下模座 315 250 60 HT200 導(dǎo)柱 40 230 20 滲碳 58 62HRC 導(dǎo)套 40 125 53 20 滲碳 58 62HRC 初步定義模具的閉合高度為 240mm 沖裁?？傮w結(jié)構(gòu)尺寸必須與所選用的壓力機(jī)相適應(yīng) 即模具的總體平面尺寸應(yīng) 該與壓力機(jī)工作臺(tái)或墊板尺寸和滑塊下平面尺寸相適應(yīng) 模具的封閉 閉合 高度 應(yīng)與壓力機(jī)的裝模高度或封閉高度相適應(yīng) 所謂模具的閉合高度 是模具在最低工作位置時(shí) 上 下模座之間的距離 它H 應(yīng)與壓力機(jī)的裝模高度相適應(yīng) 即需滿足如下要求 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 21 3 11 maxmin5 10H 式中 壓力機(jī)的最大和最小裝模高度 axin 模具的閉合高度 校核 250215 模 0 即 4mH模 既模具的高度應(yīng)該在 215mm 至 250mm 之間 不在此范圍就無(wú)法滿足模具開(kāi)模 行程與壓力機(jī)的封閉高度之間的關(guān)系 校核成功 滿足條件 240mm 符合要求 3 3 模具各零部件的設(shè)計(jì)與計(jì)算 3 3 1 凸模設(shè)計(jì) 由于每種制件的形狀和尺寸不同 因此沖模的加工以及裝配工藝等實(shí)際條件也 有許多不同 所以在實(shí)際生產(chǎn)中使用的凸模結(jié)構(gòu)形式很多 本次設(shè)計(jì)為復(fù)合模 下 模為凹凸模 上模為一個(gè)凹模內(nèi)套一個(gè)凸模 以實(shí)現(xiàn)先沖孔后落料的功能 3 3 2 凸模固定板的設(shè)計(jì) 根據(jù)常規(guī)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn) 凸模固定板厚度一般取 38mm 材料為 45 鋼 H 3 3 3 墊板的設(shè)計(jì) 在設(shè)計(jì)沖模時(shí) 由模板所承受壓力的大小來(lái)判斷是否加裝墊板 因?yàn)槟０宄惺?的壓應(yīng)力大于模板材料所承受壓力大小 所以使用墊板 在凸模固定板和模板之間 加置一淬硬的墊板 從而提高了沖模耐用度 其外形與固定板相同 材料采用 45 號(hào) 鋼 凸模墊板的厚度 取 15mm H 3 3 4 定位零件的設(shè)計(jì) 定位零件是用來(lái)保證條料的正確送進(jìn)及在模具中的正確位置 條料在模具送料 平面中必須有兩個(gè)方向的限位 一是送進(jìn)導(dǎo)向 二是送料定距 送進(jìn)導(dǎo)向的定位零件有導(dǎo)正銷 導(dǎo)料板 側(cè)壓板等 送料定距的定位零件有用 擋料銷 側(cè)刃等 在本次設(shè)計(jì)中使用的是導(dǎo)正銷與擋料銷 1 送料定距的定位零件的選取 選用擋料銷作為送料定距的定位零件 擋料銷是一種比較簡(jiǎn)單的定位零件 它 用于限定條料的送進(jìn)距離 抵住條料的搭邊或工件的輪廓 起定位作用 在此選用 活動(dòng)擋料銷 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 22 選用直徑 10mm 的 A 型活動(dòng)擋料銷 標(biāo)記為 活動(dòng)擋料銷d A10 JB T7649 10 2 在此選用導(dǎo)正銷作為送進(jìn)導(dǎo)料的定位零件 導(dǎo)正銷一般設(shè)兩個(gè) 選用直徑 10mm 長(zhǎng)度 10mm 的導(dǎo)正銷 標(biāo)記為 活動(dòng)導(dǎo)正銷 dl 10 10JB T7649 9 3 3 5 連接件與緊固件的選取 上模座與落料凹模的固定選用 M12 120 的內(nèi)六角螺釘 定位銷選用公稱直徑 10mm 長(zhǎng)度 110mm 的 B 型圓柱銷 dl 下模座和凹凸模的固定選用 M8 80 的內(nèi)六角螺釘 模柄和上模座的固定選用 M12 54 的內(nèi)六角螺釘 上模座與凸模固定板 凸模墊板的固定選用 M8 94 的內(nèi)六角螺釘 定位銷選 用公稱直徑 10mm 長(zhǎng)度 62mm 的 B 型圓柱銷 dl 上模座與彎曲凹模的固定選用 M6 73 的內(nèi)六角螺釘 定位銷選用公稱直徑 8mm 長(zhǎng)度 73mm 的 B 型圓柱銷 l 下模座與工作臺(tái)的固定選用 M8 110 的內(nèi)六角螺釘 3 3 6 下模板的確定 在上文中模架的尺寸已經(jīng)確定 下面來(lái)確定下模板的尺寸 上模座的尺寸與形狀與下模座基本相同 在導(dǎo)柱導(dǎo)套的配合方面有細(xì)微差別 3 4 模具材料的選用 選擇模具材料應(yīng)遵循如下原則 1 根據(jù)模具種類及其工作條件 選用材料要滿足使用要求 應(yīng)具有較高的強(qiáng) 度 硬度 耐磨性 耐沖擊 耐疲勞性等 2 根據(jù)沖壓材料和沖壓件生產(chǎn)批量選用材料 3 滿足加工要求 應(yīng)具有良好的加工工藝性能 便于切削加工 淬透性好 熱處理變形小 4 滿足經(jīng)濟(jì)性要求 模具材料的種類很多 應(yīng)用也極為廣泛 沖壓模具所用材料主要有碳鋼 合金 鋼 鑄鋼 硬質(zhì)合金 鋼結(jié)硬質(zhì)合金以及鋅基合金 低熔點(diǎn)合金 環(huán)氧樹(shù)脂 聚氨 酯橡膠等 沖壓模具中凸 凹模等工作零件所用的材料主要是模具鋼 常用的模具 鋼包括碳素工具鋼 合金工具鋼 軸承鋼 高速工具鋼 硬質(zhì)合金和鋼結(jié)硬質(zhì)合金 等 可參見(jiàn) GB T699 1999 GB T1298 1986 GB T1299 2000 JB T5826 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 23 1991 JB T5825 1981 等 由于沖裁模主要用于各種板料的沖切成形 其刃口在工作過(guò)程中受到強(qiáng)烈的摩擦 和沖擊 所以要求模具工作材料具有高的耐磨性 沖擊韌性以及耐疲勞斷裂性能 在 本套工件沖孔落料復(fù)合模中 工件所用材料較硬 且模具工作時(shí)的沖裁力較大 所 以要選用抗沖擊韌性大的模具鋼 所有凸模及凹凸模均采用耐磨性和耐沖擊性極強(qiáng)的 Cr12 材料 所有凹模也采用 Cr12 材料 墊板 凸模固定板 彈頂器 打料桿 擋料銷 卸料板 內(nèi)六角螺釘均采用 45 鋼 導(dǎo)正銷采用 9Mn2V 材料 彈簧采用 65Mn 材料 硬度為 43 48HRC 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 24 3 5 模具的裝配圖 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 25 總 結(jié) 通過(guò)這次模具設(shè)計(jì) 本人在多方面都有所提高 鞏固與擴(kuò)充了冷沖壓模具設(shè)計(jì) 等課程所學(xué)的內(nèi)容 掌握了冷沖壓模具設(shè)計(jì)的方法和步驟 掌握了冷沖壓模具設(shè)計(jì) 的基本的模具技能 懂得了怎樣分析零件的工藝性 怎樣確定工藝方案 了解了模 具的基本結(jié)構(gòu) 提高了計(jì)算能力 繪圖能力 熟悉了規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn) 同時(shí)各科相關(guān)的 課程都有了全面的復(fù)習(xí) 獨(dú)立思考的能力也有了提高 在這次設(shè)計(jì)過(guò)程中 體現(xiàn)出自己?jiǎn)为?dú)設(shè)計(jì)模具的能力以及綜合運(yùn)用知識(shí)的能力 體會(huì)了學(xué)以致用 突出自己勞動(dòng)成果的喜悅心情 從中發(fā)現(xiàn)自己平時(shí)學(xué)習(xí)的不足和 薄弱環(huán)節(jié) 從而加以彌補(bǔ) 在此感謝作指導(dǎo)老師 老師一絲不茍的風(fēng) 將是我工作 學(xué)習(xí)中的榜樣 老師 循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路給予我無(wú)盡的啟迪 這次模具設(shè)計(jì)的每個(gè)實(shí)驗(yàn)細(xì) 節(jié)和每個(gè)數(shù)據(jù) 都離不開(kāi)老師您的細(xì)心指導(dǎo) 幫助我很順利的完成了這次課程設(shè)計(jì) 同時(shí)感謝對(duì)我?guī)椭^(guò)的同學(xué)們 謝謝你們對(duì)我的幫助和支持 讓我感受到同學(xué) 的友誼 由于本人的設(shè)計(jì)能力有限 在設(shè)計(jì)過(guò)程中難免出現(xiàn)錯(cuò)誤 懇請(qǐng)老師們多多指教 我真誠(chéng)接受您的批評(píng)與指正 本人將萬(wàn)分感謝 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 26 參考文獻(xiàn) 1 王樹(shù)勛等合編 典型模具結(jié)構(gòu)圖冊(cè) 第 版 廣州 華南理工大學(xué)出版社 2005 2 王孝培主編 沖壓手冊(cè) 第 版 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2005 3 翁其金等主編 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì) 第 1 版 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2008 4 模具設(shè)計(jì)手冊(cè)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 冷沖模國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 5 中國(guó)模具工業(yè)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)件委員會(huì)編 中國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)件手冊(cè) 第 1 版 上海 上?？茖W(xué)普及 出版社 1989 南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 27 致 謝 首先 真心感謝我的指導(dǎo)老師 陳為國(guó)老師 在近幾個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中 陳老師無(wú)私 仔細(xì) 耐心地指導(dǎo)我 將設(shè)計(jì)順利完成 最重要的是在設(shè)計(jì)初期 在 我因?yàn)橛龅嚼щy而使得我心慌意亂的時(shí)候 陳老師用行動(dòng)鼓勵(lì)著我 幫我做思想工 作 讓我重新樹(shù)立信心 這讓我由衷的感動(dòng) 同時(shí) 謝謝圖書館的各位老師 提供專業(yè)的書籍和資料 最后 衷心感謝本專業(yè)所有老師給我的教導(dǎo) 以及所有幫助過(guò)我的人