倒裝式典型結(jié)構(gòu)復(fù)合模設(shè)計49頁 16000字?jǐn)?shù)+論文說明書+16張CAD圖紙【詳情如下】上模座.dwg下模座.dwg倒裝式典型結(jié)構(gòu)復(fù)合模設(shè)計開題報告.doc倒裝式典型結(jié)構(gòu)復(fù)合模設(shè)計說明書.doc凹凸模.dwg凹凸模固定板.dwg凹模.dwg凹模固定板.dwg卸料板.dwg墊板.dwg外文翻譯-模具的發(fā)展.doc大小沖頭.dwg導(dǎo)套.dwg導(dǎo)柱.dwg打桿.dwg推件塊.dwg推板.dwg模具裝配圖.dwg零件圖及排樣圖.dwg摘要3ABSTRACT4前言5第一章 沖裁件工藝性分析61.1材料選擇61.2工件結(jié)構(gòu)形狀61.3尺寸精度7第二章 沖裁工藝方案的確定9第三章 模具結(jié)構(gòu)形式的確定11第四章 模具總體設(shè)計124.1模具類型的選擇124.2操作與定位方式124.2.1操作方式124.2.2定位方式124.3卸料、出件方式124.3.1卸料方式124.3.2出件方式134.4確定送料方式134.5確定導(dǎo)向方式13第五章 模具工藝參數(shù)確定145.1排樣設(shè)計與計算145.2搭邊值的確定145.3進(jìn)距與條料寬度計算165.3.1送料進(jìn)距A165.3.2條料寬度B計算16第六章 計算沖壓力與壓力機(jī)的初選186.1沖裁力 的計算186.2卸料力 的計算196.3頂件力 的計算196.4總的沖壓力F的計算206.5 壓力機(jī)的初選20第七章 模具壓力中心的確定22第八章 沖裁模間隙的確定238.1沖裁間隙Z238.2沖裁間隙分析239凸、凹模刃口尺寸的計算269.1刃口尺寸計算的基本原則269.2刃口尺寸的計算279.2.1沖孔凸、凹模計算：279.2.2落料凸、凹模計算：29第十章 主要零部件的設(shè)計3110.1工作零件的設(shè)計與計算3110.1.1凹模的結(jié)構(gòu)設(shè)計和外形尺寸計算3110.1.2沖孔凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計和外形尺寸計算3310.1.3凸凹模的設(shè)計和外形尺寸計算3410.1.4工作零件材料的選用3610.1.5卸料部分的設(shè)計3610.1.6定位零件的設(shè)計3710.1.7推件裝置的設(shè)計3910.2 橡膠的選用3910.3模架及其他結(jié)構(gòu)零件的設(shè)計4010.3.1模架的選用4110.3.2導(dǎo)柱、導(dǎo)套的選用4110.3.3上、下模座的選用4210.3.4模柄的選用4210.3.5螺釘、銷釘?shù)倪x用42第十一章 校核模具閉合高度及壓力機(jī)有關(guān)參數(shù)4311.1閉合高度的計算4311.2沖壓設(shè)備的選定43第十二章 模具零件圖44第十三章 模具總裝圖45結(jié)論47致謝48參考文獻(xiàn)49摘要本文首先介紹了沖壓模具、模具CAD技術(shù)、三維模型及運(yùn)動仿真技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和前景，選用了三維設(shè)計軟件Pro/Engineer。通過對零件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度的分析，比較幾種不同沖壓工藝方案的優(yōu)缺點。采用了復(fù)合模一次將沖孔、落料以及外形沖出，模具結(jié)構(gòu)型式采用倒裝式復(fù)合模。推件裝置采用典型的打桿打料板式的剛性推件裝置，卸料裝置采用彈性卸料板。選用后置雙導(dǎo)柱高精度模架，然后確定了模具的總體結(jié)構(gòu)。最后根據(jù)沖壓手冊及相關(guān)的模具設(shè)計手冊進(jìn)行沖裁力、壓力中心、模具工作部分、模具各零部件尺寸的計算及設(shè)計。在有關(guān)的設(shè)計及計算完成之后，應(yīng)用三維設(shè)計軟件Pro/Engineer建立模具各個零部件的三維模型，然后根據(jù)要求進(jìn)行零件裝配，零件裝配好以后，進(jìn)行裝配體的干涉檢查，確定裝配體中各零件之間是否存在干涉。   關(guān)鍵詞：模具設(shè)計；拆裝；三維模型；CADAbstractThis article first introduced the stamping die, die CAD technology, three-dimensional modeling and motion simulation technology development present situation and the prospect, selection of three-dimensional design software Pro / Engineer. Part of the structure and dimension precision analysis, comparison of several different stamping process scheme. The compound die punching, blanking time and shape out, die structure using compound die. Pushing the device using a typical bar material plate rigid pushing the device, discharge device adopts elastic unloading board. Selection of post-built double guide column high precision mold, and then determine the die structure. According to the stamping and die design manual punching power, the center of pressure, working parts of die, mould parts size calculation and design.On the design and calculation is completed, the application of three-dimensional design software Pro / Engineer established mold the various parts of the three-dimensional model, then according to the requirement of assembly parts, parts assembly later, for assembly interference checking, determine the components of the assembly between the existence of interference.Key words: Die Design for disassembly; three-dimensional model; CAD;前言改革開放以來，隨著國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，工業(yè)產(chǎn)品的品種和數(shù)量的不斷增加，更新?lián)Q代的不斷加快，在現(xiàn)代制造業(yè)中，企業(yè)的生產(chǎn)一方面朝著多品種、小批量和多樣式的方向發(fā)展，加快換型，采用柔性化加工，以適應(yīng)不同用戶的需要；另一方面朝著大批量，高效率生產(chǎn)的方向發(fā)展，以提高勞動生產(chǎn)率和生產(chǎn)規(guī)模來創(chuàng)造更多效益，生產(chǎn)上采取專用設(shè)備生產(chǎn)的方式。模具做為高效率的生產(chǎn)工具的一種，是工業(yè)生產(chǎn)中使用極為廣泛與重要的工藝裝備。采用模具生產(chǎn)制品和零件，生產(chǎn)效率高，可實現(xiàn)高速大批量的生產(chǎn)；節(jié)約原材料，實現(xiàn)無切屑加工；產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，具有良好的互換性；操作簡單，對操作人員沒有很高的技術(shù)要求；利用模具批量生產(chǎn)的零件加工費用低；所加工出的零件與制件可以一次成形，不需進(jìn)行再加工；能制造出其它加工工藝方法難以加工、形狀比較復(fù)雜的零件制品；容易實現(xiàn)生產(chǎn)的自動化的特點。第一章 沖裁件工藝性分析工件簡圖：如圖1-1所示生產(chǎn)批量：大批量材料：08F工件長度：80mm工件厚度：2mm工件精度：IT14級結(jié)論本文闡述了倒裝式復(fù)合沖壓模具設(shè)計的全過程。在畢業(yè)設(shè)計過程中，我遵循沖壓工藝的基本理論和沖壓模具的設(shè)計步驟，利用CAD,PRO/E設(shè)計軟件，進(jìn)行了沖壓的倒裝復(fù)合模具的設(shè)計，完成的具體工作如下：1、收集相關(guān)資料，確定材料及類型。2、計算相關(guān)參數(shù)。3、繪制零件圖。以PEO/E和AUOTOCAD為工具，進(jìn)行沖壓件的模具設(shè)計，大大提高了模具設(shè)計的效率，充分體現(xiàn)了三維和二維制圖軟件的靈活和高效。計算機(jī)技術(shù)為機(jī)械設(shè)計領(lǐng)域帶來了新的理念和方法，也促進(jìn)了沖壓模具設(shè)計和制造手段的進(jìn)步。我相信：將計算機(jī)三維設(shè)計運(yùn)用于沖壓模具的設(shè)計和制造是模具設(shè)計制造技術(shù)發(fā)展的必然，充分利用計算機(jī)技術(shù)進(jìn)行模具CAD/CAM系統(tǒng)的研究具有十分重要的理論和實踐意義。這次的畢業(yè)設(shè)計融入了我大學(xué)四年的全部知識,比如有機(jī)械制圖、機(jī)械制造基礎(chǔ)、模具加工工藝、沖壓模具及工藝、數(shù)控編程與制造、CAD/CAM等重要課程，讓我們把這些課程完美的結(jié)合在一起。致謝首先，我們應(yīng)感謝在設(shè)計過程中老師的精心指導(dǎo)，在此要向老師致以最崇敬的感謝！老師總是在百忙之中抽出時間來為我們解答設(shè)計過程中的疑問，在審方案階段，梁老師總是不厭其煩地給我們細(xì)心講解，以消除我們的盲點。在這里，我們要一并感謝模具教研室的其他老師，以及那些在無意間幫助過我們的老師和同學(xué)，謝謝你們。幾個月心血此時凝聚在這本厚厚的設(shè)計書中，我頗感激動。它是我這幾個月在畢業(yè)設(shè)計中共同協(xié)作，努力克服困難的見證。它記錄了我這幾個月的生活，也見證了我大學(xué)的最后時光。這次設(shè)計是我第一次進(jìn)行全面和系統(tǒng)的設(shè)計，難免會有疏漏和不足之處，可能存在計算不夠準(zhǔn)確，圖紙質(zhì)量不高等問題，還有許多細(xì)節(jié)未做到及時處理，請各位老師指正，以幫助我不斷提高，不斷進(jìn)步。我們相信通過這次全面系統(tǒng)的設(shè)計以及在這個過程中各位老師的不斷點撥，在今后的工作中我們一定會做到更好。參考文獻(xiàn)1劉力主編.機(jī)械制圖M.北京.高等教育出版社出版.20042楊占堯主編.沖壓模具冊M.北京.高等教育出版社.20083翁其金主編.冷沖壓技術(shù)M.北京.機(jī)械工業(yè)出版社出版.20004許發(fā)樾主編.模具標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用手冊M.北京.機(jī)械工業(yè)出版社.19876閻其鳳主編.模具設(shè)計與制造M.北京.機(jī)械工業(yè)出版社出版.20007鄧明主編.實用模具設(shè)計簡明手冊M.北京.機(jī)械工業(yè)出版社.20065甄瑞麟主編.模具制造工藝學(xué)M.北京.清華大學(xué)出版社出版.20058翁其金主編.沖壓工藝與沖模設(shè)計M.北京.機(jī)械工業(yè)出版社出版.1999. 9張錚主編.模具設(shè)計與制造實訓(xùn)指導(dǎo)M.北京.電子工業(yè)出版社出版.200010沈?qū)W勤.李世維主編.極限配合與技術(shù)測量M.北京.高等教育出版社.200211王甫茂.李正鋒主編.機(jī)械制造基礎(chǔ)M.上海.上海交通大學(xué)出版社出版.2005 本科生畢業(yè)設(shè)計開題報告書 題 目 倒裝式典型結(jié)構(gòu)復(fù)合模設(shè)計 學(xué)生姓名 學(xué) 號 專業(yè)班級 指導(dǎo)老師 2011 年 12 月 11 日 畢業(yè)設(shè)計題目 倒裝式典型結(jié)構(gòu)復(fù)合模設(shè)計 課題目的、意義及相關(guān)研究動態(tài)： 目的； 1 通過一模多件模具的設(shè)計進(jìn)一步熟悉沖壓模具的設(shè)計思路和設(shè)計過程。 2 通過模具建模，虛擬裝配，認(rèn)識 技術(shù)在模具設(shè)計中的作用。 3 熟悉掌握 的零件建模 裝配等操作。 意義：隨著計算機(jī)技術(shù)的日益發(fā)展，制造業(yè)正面臨著空前的變革。能夠完整描述產(chǎn)品的數(shù)字化模型在贏得客服方面正發(fā)揮著越來越大的作用。更進(jìn)一步，如果能制作數(shù)字模型的動態(tài)演示片，那么與客服交流與方案設(shè)計論證時，可以進(jìn)行多種方案的分析比較，與僅演示靜態(tài)模型相比，能達(dá)到更好的效果。模具拆裝動態(tài)模擬正是基于這種思想上提出的。采用先進(jìn)的造 型技術(shù)建立模具模型并實現(xiàn)拆裝模擬以及運(yùn)動仿真，可以更好的展現(xiàn)模具內(nèi)部結(jié)構(gòu)，以及裝配關(guān)系，這樣有利于產(chǎn)品的宣傳，同時也又利于和客服的溝通。 另一方面在實際的模具拆裝實驗教學(xué)中，由于課時短，學(xué)生有限的時間內(nèi)拆裝的模具的數(shù)量少，因此我們?nèi)绻馨涯＞咦龀扇S模型，這樣我們能夠在很短的時間內(nèi)清楚的了解多套模具的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，裝配關(guān)系，以及模具的工作過程。 相關(guān)研究動態(tài)：改革開放以來，隨著國民經(jīng)濟(jì)的告訴發(fā)展，市場對模具的需求量不斷增長，近年來，模具工業(yè)一直以百分之十五左右的增長速度快速發(fā)展，模具工業(yè)企業(yè)的所 有制成分也發(fā)生了巨大的變化。除了國有專業(yè)模具廠外，集體 合資 獨資和私營也得到了快速的發(fā)展，浙江寧波地區(qū)的“模具之鄉(xiāng)”廣東以及山東一些大集團(tuán)公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，美的 海爾 海信等集團(tuán)紛紛建立了自己的模具設(shè)計和制造中心。 近些年來許多模具企業(yè)加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投資力度，將技術(shù)進(jìn)步視為企業(yè)發(fā)展的重要動力。一些國內(nèi)模具企業(yè)已普及了二維 開始使用了 等通用國際軟件，并成功應(yīng)用于沖壓模具的設(shè)計中。 以汽車覆蓋件模具為代表的大型沖壓模具的制造技術(shù)已經(jīng)取得了很大的進(jìn)步，東風(fēng)汽車公司模具廠 一汽模具中心 天汽模具中心等模具廠家已能生產(chǎn)部分轎車覆蓋模具。此外許多研究機(jī)構(gòu)和大專院校開展模具技術(shù)的研究與開發(fā)。經(jīng)過多年的努力在 術(shù)方面取得了顯著的進(jìn)步；在提高模具質(zhì)量和短縮模具設(shè)計制造周期等方面做出了貢獻(xiàn)。 例如，吉林大學(xué)汽車覆蓋件成型技術(shù)所獨立研制的技術(shù)覆蓋件沖壓成型分析件，上海交通大學(xué)模具技術(shù)國家重點實驗開發(fā)的注塑模，汽車覆蓋模具和級進(jìn)模 件 華 中科技大學(xué)開發(fā)的冷中模和精沖研究中心開發(fā)的冷中模和精沖模 件深圳市立先科技開發(fā)有限公司開發(fā)的 具設(shè)計軟件 模具行業(yè)也擁有不少的用戶。 課題的主要內(nèi)容（觀點）、創(chuàng)新之處： 1 查閱國內(nèi)外與課題相關(guān)的資料 調(diào)研 外文翻譯 2 基于 倒裝式典型結(jié)構(gòu)復(fù)合模設(shè)計 3 應(yīng)用 軟件對模具進(jìn)行三維建模以及虛擬裝配 4 撰寫畢業(yè)論文 研究方法、設(shè)計方案或論文撰 寫提綱 ： 完成期限和預(yù)期進(jìn)度 下達(dá)畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書： 2011 年 11 月 25 日前。 畢業(yè)設(shè)計開題報告階段： 2011 年 12 月 25 日前。 畢業(yè)實習(xí)、調(diào)研階段。 (2012 年 1 月 8 日至 2012 年 2 月 12 日 )寒假期間進(jìn)行畢業(yè)實習(xí)與畢業(yè)設(shè)計課題調(diào)研，并結(jié)合畢業(yè)設(shè)計課題寫出調(diào)研報告。 畢業(yè)設(shè)計中期檢查： 2012 年 3 月 20 日前。 畢業(yè)設(shè)計結(jié)題、資格審查： 2012 年上學(xué)期，第 13 周 (2012 年 5 月 7 日至 11 日 ) 畢業(yè)設(shè)計答辯階段： 2012 年上學(xué)期，第 14 周 (2012 年 5 月 12 日至 5 月 20 日 ) 主要參考資料 ： 1 沖壓模設(shè)計手冊編寫組 沖壓模設(shè)計手冊 M. 北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 , 2000 2 盧險峰 沖壓工藝模具學(xué) M. 北京 : 機(jī)械工來出版社 , 1998 3 王芳 . 冷沖壓模具設(shè)計指導(dǎo) M. 北京：國防出版社 , 1998 4 李雙義 . 冷沖模設(shè)計 M. 北京：清華大學(xué)出版社 , 2002 5 吳伯杰 . 沖壓工藝與模具 M. 北京：電子工業(yè)出版社 , 2004 6 楊占堯 . 沖壓模具圖冊 M. 北京 : 高等教 育出版社 , 2004 7 李天佑 . 沖模手冊 M. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 ,1998 指導(dǎo)教師意見 ： 簽名： 年 月 日 開 題 報 告 會 紀(jì) 要 時 間 地 點 與 會 人 員 姓 名 職務(wù)（職稱） 姓 名 職務(wù)（職稱） 姓 名 職務(wù)（職稱） 會議記錄摘要： 會議主持人 ： 記 錄 人： 年 月 日 教研室意見 教研室主任簽名： 年 月 日 1 摘要 . 3 . 4 前言 . 5 第一章 沖裁件工藝性分析 . 6 料選擇 . 6 件結(jié)構(gòu)形狀 . 6 寸精度 . 7 第二章 沖裁工藝方案的確定 . 9 第三章 模具結(jié)構(gòu)形式的確定 . 11 第四章 模具總體設(shè)計 . 12 具類型的選擇 . 12 作與定位方式 . 12 作方式 . 12 位方式 . 12 料、出件方式 . 12 料方式 . 12 件方式 . 13 定送料方式 . 13 定導(dǎo)向方式 . 13 第五章 模具工藝參數(shù)確定 . 14 樣設(shè)計與計算 . 14 邊值的確定 . 14 距與條料寬度計算 . 16 料進(jìn)距 A . 16 料寬度 B 計算 . 16 第六章 計算沖壓力與壓力機(jī)的初選 . 18 裁力 計算 . 18 料力1. 19 件力2. 19 的沖壓力 F 的計算 . 20 力機(jī)的初選 . 20 第七章 模具壓力中心的確定 . 22 第八章 沖裁模間隙的確定 . 23 2 裁間隙 Z . 23 裁 間隙分析 . 23 9 凸、凹模刃口尺寸的計算 . 26 口尺寸計算的基本原則 . 26 口尺寸的計算 . 27 孔凸、凹模計算： . 27 料凸、凹模計算： . 29 第十章 主要零部件的設(shè)計 . 31 作零件的設(shè)計與計算 . 31 模的結(jié)構(gòu)設(shè)計和外形尺寸計算 . 31 孔凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計和外形尺寸計算 . 33 凹模的設(shè)計和外形尺寸計算 . 34 作零件材料的選用 . 36 料部分的設(shè)計 . 36 位零件的設(shè)計 . 37 件裝置的設(shè)計 . 39 膠的選用 . 39 架及其他結(jié)構(gòu)零件的設(shè)計 . 40 架的選用 . 41 柱、導(dǎo)套的選用 . 41 、下模座的選用 . 42 柄的選用 . 42 釘、銷釘?shù)倪x用 . 42 第十一章 校核模具閉合高度及壓力機(jī)有關(guān)參數(shù) . 43 合高度的計算 . 43 壓設(shè)備的選定 . 43 第十二章 模具零件圖 . 44 第十三章 模具總裝圖 . 45 結(jié)論 . 47 致謝 . 48 參考文獻(xiàn) . 49 3 摘要 本文首先介紹了沖壓模具、模具 術(shù)、三維模型及運(yùn)動仿真技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀和前景，選用了三維設(shè)計軟件 過對零件的結(jié)構(gòu)和尺寸精度的分析，比較幾種不同沖壓工藝方案的優(yōu)缺點。采用了復(fù)合模一次將沖孔、落料以及外形沖出，模具結(jié)構(gòu)型式采用倒裝式復(fù)合模。推件裝置采用典型的打桿打料板式的剛性推件裝置，卸料裝置采用彈性卸 料板。選用后置雙導(dǎo)柱高精度模架，然后確定了模具的總體結(jié)構(gòu)。最后根據(jù)沖壓手冊及相關(guān)的模具設(shè)計手冊進(jìn)行沖裁力、壓力中心、模具工作部分、模具各零部件尺寸的計算及設(shè)計。 在有關(guān)的設(shè)計及計算完成之后，應(yīng)用三維設(shè)計軟件 立模具各個零部件的三維模型，然后根據(jù)要求進(jìn)行零件裝配，零件裝配好以后，進(jìn)行裝配體的干涉檢查，確定裝配體中各零件之間是否存在干涉。 關(guān)鍵詞：模具設(shè)計；拆裝；三維模型； 4 AD of of of a of to of of On is of of to of of of 5 前言 改革開放以來，隨著國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，工業(yè)產(chǎn)品的品種和 數(shù)量的不斷增加，更新?lián)Q代的不斷加快，在現(xiàn)代制造業(yè)中，企業(yè)的生產(chǎn)一方面朝著多品種、小批量和多樣式的方向發(fā)展，加快換型，采用柔性化加工，以適應(yīng)不同用戶的需要；另一方面朝著大批量，高效率生產(chǎn)的方向發(fā)展，以提高勞動生產(chǎn)率和生產(chǎn)規(guī)模來創(chuàng)造更多效益，生產(chǎn)上采取專用設(shè)備生產(chǎn)的方式。模具做為高效率的生產(chǎn)工具的一種，是工業(yè)生產(chǎn)中使用極為廣泛與重要的工藝裝備。采用模具生產(chǎn)制品和零件，生產(chǎn)效率高，可實現(xiàn)高速大批量的生產(chǎn)；節(jié)約原材料，實現(xiàn)無切屑加工；產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，具有良好的互換性；操作簡單，對操作人員沒有很高的技術(shù)要求；利用模具批 量生產(chǎn)的零件加工費用低；所加工出的零件與制件可以一次成形，不需進(jìn)行再加工；能制造出其它加工工藝方法難以加工、形狀比較復(fù)雜的零件制品；容易實現(xiàn)生產(chǎn)的自動化的特點。 6 第一章 沖裁件工藝性分析 工件簡圖：如圖 1示 生產(chǎn)批量：大批量 材料： 08F 工件長度： 80件厚度： 2件精度： 圖 1件簡圖 料選擇 根據(jù)表 1 1析， 08F 為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，具有良好的塑性、焊接性以及壓力加工性，主要用于 工程結(jié)構(gòu)和受力較小的機(jī)械零件。綜合評比均適合沖裁加工。 件結(jié)構(gòu)形狀 工件結(jié)構(gòu)形狀相對簡單，屬軸對稱結(jié)構(gòu)，有三個孔，孔與邊緣之間的距離也滿足要求，可以沖裁。 7 寸精度 零件圖上所注公差經(jīng)查標(biāo)準(zhǔn)公差表 1 ，尺寸精度較低，普通沖裁完全可以滿足要求。 根據(jù)以上分析：該零件沖裁工藝性較好，適宜沖裁加工。 表 1素結(jié)構(gòu)鋼的力學(xué)性能表 材料名稱 材料牌號 材料狀態(tài) 極限強(qiáng)度 伸長率(%) 屈服強(qiáng)度 彈 性模量E/剪 抗拉 碳素結(jié)構(gòu)鋼 05 已 退火的 200 230 28 - 05F 210602 - 08F 220802 180 08 260302 200 190000 10F 220800 190 10 260009 210 198000 15F 250208 - 15 270406 230 202000 20F 280406 230 200000 2O 280605 250 210000 25 320004 280 202000 30 360502 300 201000 35 400000 320 201000 40 420208 340 213500 45 440506 360 204000 表 1分碳素鋼抗剪性能 材料名稱 牌號 材料狀態(tài) 抗剪強(qiáng)度 抗拉強(qiáng)度 伸長率 屈服強(qiáng)度 普通碳素鋼 退火 260 320 320 400 28 33 200 退火 310 380 380 470 21 25 240 退火 400 500 500 620 15 19 280 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 08F 已退火 220 310 280 390 32 180 08 已退火 260 360 330 450 32 200 10 已退火 260 340 300 440 29 210 20 已退火 280 400 360 410 25 250 45 已退火 440 560 550 700 16 360 8 表 1分標(biāo)準(zhǔn)公差值（ 1998） 公差等級 本尺寸 /m / 3 6 18 30 48 75 6 10 22 36 58 90 10 18 27 3 70 110 18 30 3 2 84 130 30 50 9 2 100 160 50 80 6 4 120 190 80 120 4 87 140 220 表 1 1查出 08F 抗拉強(qiáng)度： =280 390剪強(qiáng)度： =220 310長率： =32% 屈服強(qiáng)度：s=180析其力學(xué)性能較好，故選擇 08F 材料。 9 第二章 沖裁工藝方案的確定 該制件的沖裁工序包括落料和沖孔，其沖裁加工有以下三種方案： 方案一：先沖孔，后落料。單工序模生產(chǎn)。 方案二：沖孔 落料復(fù)合沖壓。復(fù)合模生產(chǎn)。 方案三：沖孔 落料級進(jìn)沖壓。級進(jìn)模生產(chǎn)。 表 2類模具結(jié)構(gòu)及特點比較 模具種類 比較項目 單工序模 級進(jìn)模 復(fù)合模 無導(dǎo)向 有導(dǎo)向 零件公差等級 低 一般 可達(dá) 可達(dá) 零件特點 尺寸不受限制厚度不受限制 中小型尺寸厚度較厚 小零件厚度 6寬度極小的異形件 形狀與尺寸受模具結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度限制，尺寸可以較大，厚度可達(dá) 3件平面度 低 一般 中小型件不平直，高質(zhì) 量制件需較平 由于壓料沖件的同時得到了較平的制件，制件平直度好且具有良好的剪切斷面 生產(chǎn)效率 低 較低 工序間自動送料，可以自動排除制件，生產(chǎn)效率高 沖件被頂?shù)侥＞吖ぷ鞅砻嫔?，必須手動或機(jī)械排除，生產(chǎn)效率較低 安全性 不安全，需采取安全措施 比較安全 不安全，需采取安全措施 模具制造工作量和成本 低 比無導(dǎo)向的稍高 沖裁簡單的零件時，比復(fù)合模低 沖裁較復(fù)雜零件時，比級進(jìn)模低 適用場合 料厚精度要求低的小批 量沖件的生產(chǎn) 大批量小型沖壓件的 生產(chǎn) 形狀復(fù)雜，精度要求較高，平直度要求高的中小型制件的大批量生產(chǎn) 方案一模具結(jié)構(gòu)簡單，投資少，且每次沖裁所需的沖裁力較小，可以解決沖壓設(shè)備噸位不夠的問題。其缺點在于 零件的精度難于保證，并且零件比較小，在第二次沖孔時，準(zhǔn)確定位不宜，容易使人受傷，生產(chǎn)率低。 方案二也只需一副模具，制件精度和生產(chǎn)效率都較高，且工件最小壁厚大于凸凹模 10 許用最小壁厚，模具強(qiáng)度也能滿足要求。沖裁件的內(nèi)孔與邊緣的相對位置精度較高，板料的定位精度比方案三低，模具輪廓尺寸較小，制造比方案三簡單。 方案三只需一副模具，生產(chǎn)效率高，操作方便，精度也能滿足要求，但模具輪廓尺寸較大，制造復(fù)雜，成本較高。 通過對上述三種方案的分析比較 ,采用復(fù)合模是比較合理的。 11 第三章 模具結(jié)構(gòu)形 式的確定 正裝式復(fù)合模和倒裝式結(jié)構(gòu)比較： 正裝式復(fù)合模適用于沖制材質(zhì)較軟或板料較薄的平直度要求較高的沖裁件，還可以沖制孔邊距較小的沖裁件。 倒裝式復(fù)合模不宜沖制孔邊距較小的沖裁件，但倒裝式復(fù)合模結(jié)構(gòu)簡單，又可以直接利用壓力機(jī)的打桿裝置進(jìn)行推件，卸件可靠，便于操作，并為機(jī)械化出件提供了有利條件，所以應(yīng)用十分廣泛。 由零件分析知：制件的精度要求較低，孔邊距較大，平直度較高為提高經(jīng)濟(jì)效益，適宜采用倒裝復(fù)合模生產(chǎn)。 根據(jù)以上分析確定該制件的生產(chǎn)采用倒裝式復(fù)合模具生產(chǎn)。 12 第四章 模具總體設(shè)計 具類型的選擇 經(jīng)分析，工件尺寸精度要求不高，形狀較簡單，但工件產(chǎn)量較大，根據(jù)材料厚度，為保證沖模有較高的生產(chǎn)率，通過比較，決定實行工序集中的工藝方案，彈性卸料裝置的 倒 裝復(fù)合模具結(jié)構(gòu)方式。 作與定位方式 零件的生產(chǎn)批量較大，但合理安排生產(chǎn)可用手工送料方式，提高經(jīng)濟(jì)效益。 因為導(dǎo)料銷和擋料銷結(jié)構(gòu)簡單，制造方便。且該模具采用的是條料，根據(jù)模具具體結(jié)構(gòu)兼顧經(jīng)濟(jì)效益，控制條料的送進(jìn)方向采用導(dǎo)料銷，控制送料步距采用固定擋料 銷。 料、出件方式 剛性卸料與彈性卸料的比較： 剛性卸料是采用固定卸料板結(jié)構(gòu)。常用于較硬、較厚且精度要求不高的工件沖裁后卸料。當(dāng)卸料板只起卸料作用時與凸模的間隙隨材料厚度的增加而增大，單邊間隙取（ t。當(dāng)固定卸料板還要起到對凸模的導(dǎo)向作用時卸料板與凸模的配合間隙應(yīng)該小于沖裁間隙。此時要求凸模卸料時不能完全脫離卸料板。主要用于卸料力較大、材料厚 度大于 2模具結(jié)構(gòu)為倒裝的場合。 彈壓卸料板具有卸料和壓料的雙重作用，主要用于料厚小于或等于 2板料由于有壓料作用，沖件比較平整。卸料板與凸模之間的單邊間隙選擇（ t,若彈壓 13 卸料板還要起對凸模導(dǎo)向作用時，二者的配合間隙應(yīng)小于沖裁間隙。常用作落料模、沖孔模。 工件平直度較高，料厚為 2對較薄，卸料力不大，由于彈壓卸料模具比剛性卸料模具方便，操作者可以看見條料在模具中的送進(jìn)動態(tài)，且彈性卸料板對工件施加的是柔性力，不會損傷工件表面，故可采用彈性卸料。 因采用 倒 裝復(fù)合模生產(chǎn)，故采用 彈性上 出件。 定送料方式 因選用的沖壓設(shè)備為開式壓力機(jī)，采用 橫 向送料方式，即由 右 向 左 送料。 定導(dǎo)向方式 方案一：采用對角導(dǎo)柱模架。由于導(dǎo)柱安裝在模具壓力中心對稱的對角線上，所以上模座在導(dǎo)柱上滑動平穩(wěn)。常用于橫向送料級進(jìn)模或縱向送料的落料模、復(fù)合模。 方 案二：采用后側(cè)導(dǎo)柱模架。由于前面和左右不受限制，送料和操作比較方便。因為導(dǎo)柱安裝在后側(cè)，工作時，偏心距會造成導(dǎo)套導(dǎo)柱單邊磨損，嚴(yán)重影響模具使用壽命，且不能使用浮動模柄。 方案三：四導(dǎo)柱模架。具有導(dǎo)向平穩(wěn)、導(dǎo)向準(zhǔn)確可靠、剛性好等優(yōu)點。常用于沖壓件尺寸較大或精度要求較高的沖壓零件，以及大量生產(chǎn)用的自動沖壓模架。 方案四：中間導(dǎo)柱模架。導(dǎo)柱安裝在模具的對稱線上，導(dǎo)向平穩(wěn)、準(zhǔn)確。只能一個方向送料。 根據(jù)以上方案比較并結(jié)合模具結(jié)構(gòu)形式和送料方式，為提高模具壽命和工件質(zhì)量，采用后側(cè)導(dǎo)柱的導(dǎo)向方式，即方案 二 最佳。 14 第 五章 模具工藝參數(shù)確定 樣設(shè)計與計算 沖裁件在板料、帶料或條料上的布置方法稱為排樣。 排樣的意義在于減小材料消耗、提高生產(chǎn)率和延長模具壽命，排樣是否合理將影響到材料的合理利用、沖件質(zhì)量、生產(chǎn)率、模具結(jié)構(gòu)與壽命。 根據(jù)材料經(jīng)濟(jì)利用程度，排樣方法可以分為有廢料、少廢料和無廢料排樣三種，根據(jù)制件在條料上的布置形式，排樣有可以分為直排、斜排、對排、混合排、多排等多重形式。 因此有下列三種方案： 方案一：有廢料排樣 沿沖件外形沖裁，在沖件周邊都留有搭邊。沖件尺寸完全由沖模來保證，因此沖件精度高，模具壽命高，但 材料利用率低。 方案二：少廢料排樣 因受剪切條料和定位誤差的影響，沖件質(zhì)量差，模具壽命較方案一低，但材料利用率稍高，沖模結(jié)構(gòu)簡單。 方案三：無廢料排樣 沖件的質(zhì)量和模具壽命更低一些，但材料利用率最高。 通過上述三種方案的分析比較，綜合考慮模具壽命和沖件質(zhì)量，該沖件的排樣方式選擇方案一為佳?？紤]模具結(jié)構(gòu)和制造成本有廢料排樣的具體形式選擇直排最佳 （如圖5示）。 邊值的確定 排樣時零件之間以及零件與條料側(cè)邊之間留下的工藝余料，稱為搭邊。 搭邊的作用是補(bǔ)償定位誤差，保持條料有一定的剛度，以保證零件 質(zhì)量和送料方便。 搭邊過大，浪費材料。搭邊過小，沖裁時容易翹曲或被拉斷，不僅會增大沖件毛刺，有時還 會 拉入凸、凹模間隙中損壞模具刃口，降低模具壽命?；?影響送料工作。 15 搭邊值是廢料，所以應(yīng)盡量取小，但過小的搭邊值容易擠進(jìn)凹模，增加刃口磨損。表 5出了鋼（的搭邊值。 對于其他材料的應(yīng)將表中的數(shù)值乘以下列數(shù)： 鋼（ （ 黃 銅 1 硬 鋁 1 黃銅，純銅 邊值通常由經(jīng)驗確定，表 5出的搭邊普通沖裁時經(jīng)驗數(shù)據(jù)之一。 根據(jù)制件厚度與制件的排樣方法查表 5： 側(cè)搭邊值 a=表 5邊值和側(cè)邊值 材料厚度 t 圓件及 r 2t 圓角 矩形邊長 l 50 矩形邊長 l 50 或圓角 r 2 工件間1a 側(cè)邊 a 工件間 a 側(cè)邊 1a 工件間 1a 側(cè)邊 a 下 2 16 距與條料寬度計算 條料在模具上每次送進(jìn)的距離稱為送料進(jìn)距，每個進(jìn)距可沖出一個或多個零件。 A=D+ 1a (5式中 D 平行于送料方向的沖裁件寬度 1a 沖裁件之間搭邊值 根據(jù)公式 (5 A= D+ 1a =53具相對于模架是采用從前往后的縱向送料方式 ,還是采用從右往左的橫向送料方式，這主要取決于凹模的周界尺寸。如： L B 時，采用縱向送料方式； L B 時，則采用橫向送料方式； L=B 時，縱向或橫向均可。就本模具而言，采用縱向送料方式。（注：L 為送料方向的凹模長度； B 為垂直于送料方向的凹模寬度）。 圖 5樣圖 計算 排樣方式和搭邊值確定以后，條料的寬度也就可以設(shè)計出。 所謂條料寬度，是指工件最大極限尺寸加上側(cè)搭邊值。因 條料是由板料剪裁下料而得，為保 證送料順利，規(guī)定其上偏差為零，下偏差為負(fù)值 。其計算公式如下： 17 B=D+2a 0 - （ 5 式中 B 條料寬度基本尺寸； D 條料寬度方向零件輪廓的最大尺寸； A 側(cè)搭邊值，查表 5 條料下料剪切公差； 表 5料公差及條料與導(dǎo)料板之間隙（ 條料厚度 (條料寬度 ( 50 50 100 100 200 200 3 4 據(jù)零件圖查表 5定剪料公差及條料與導(dǎo)板之間的間隙 = 根據(jù)公式 (5 B= D+2a+c 0 - =55 18 第六章 計算沖壓力與壓力機(jī)的初選 計算沖裁力是為了選擇合適的壓力機(jī)，設(shè)計模具和檢驗?zāi)＞叩膹?qiáng)度，壓力機(jī)的噸位必須大于所計算的沖裁力，以適宜沖裁的要求，普通平刃沖裁模，其沖裁力 般可以按下式計算： PK （ 6 式中 材料抗剪強(qiáng)度，見附表（ L 沖裁周邊總長（ t 材料厚度 （ ; 系數(shù) 考慮到?jīng)_裁模刃口的磨損，凸模與凹模間隙之波動（數(shù)值的變化或分布不均），潤滑情況，材料力學(xué)性能與厚度公差的變化等因數(shù)而設(shè)置 模具的發(fā)展 1 模具在工業(yè)生產(chǎn)中的地位 模具是大批量生產(chǎn)同形產(chǎn)品的工具，是工業(yè)生產(chǎn)的主要工藝裝備。 采用模具生產(chǎn)零部件，具有生產(chǎn)效率高、質(zhì)量好、成本低、節(jié)約能源和原材料等一系列優(yōu)點， 用模具生產(chǎn)制件所具備的高精度、高復(fù)雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比擬的。 已成為當(dāng)代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段和工藝發(fā)展方向。現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)?，F(xiàn)代工業(yè)品的發(fā)展和技術(shù)水平的提高，很大程度上取決于模具工業(yè)的發(fā)展水平，因此模具工業(yè)對國民經(jīng)濟(jì)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(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(dá)國家的模具工業(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，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套，其中主機(jī)八千套、發(fā)動機(jī)二千套、輔機(jī)二萬套。從產(chǎn)值看，80 年代以來，美、日等工業(yè)發(fā)達(dá)國家模具行業(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(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)時美國的沖壓技術(shù)走在前列 許多模具先進(jìn)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(jìn)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(rèn)識，對所設(shè)計模具零件的機(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)時代 對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(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(dá)別多個工位的級進(jìn)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(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，模具壽命，合金工具鋼制造的模具達(dá)到了幾千萬次，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算機(jī)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(jī)械技術(shù)和電子技術(shù)緊密結(jié)合，發(fā)展了 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。而采用電子計算機(jī)自動編程、控制的 床提高了數(shù)控機(jī)床的使用效率和范圍。近年來又發(fā)展出由一臺計算機(jī)以分時的方式直接管理和控制一群數(shù)控機(jī)床的 統(tǒng)。 隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，計算機(jī)也逐步進(jìn)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(jìn)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(jī)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 統(tǒng)用于級進(jìn)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 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 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(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；計算機(jī)仿真 (術(shù)也取得了一定成果。在高層次上， 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(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，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(dá) 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(jì)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(jìn)口。據(jù)海關(guān)統(tǒng)計， 1997年進(jìn)口模具價值 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(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 。 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(dá)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(jìn)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(dá)到 1 億次以上，精度達(dá)到 3 5 50 個以上的級進(jìn)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(jìn)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(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(dá)到 5下，最高壽命已 突破 2000 萬次， 型腔數(shù)量已超過 100 腔，達(dá)到了 80 年代中期至 90 年代初期的國際先進(jìn)水平。 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(dá)工業(yè)國家及港臺地區(qū)先進(jìn)水平相比，還有較大的差距。 在采用 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 術(shù)設(shè)計模具方面，僅有約10%的模具在設(shè)計中采用了 拋開繪圖板還有漫長的一段路要走；在應(yīng)用行模具方案設(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 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）或因計算機(jī)制式（ 機(jī)及其兼容機(jī)、 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工作；在應(yīng)用 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 術(shù)應(yīng)用在我國才剛起步。計算機(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(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、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。 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(hù)。 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。 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(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(jì)效益小，社會效益大 ”的現(xiàn)象。 “干模具的不如干模具標(biāo)準(zhǔn)件的，干標(biāo)準(zhǔn)件的不如干模具帶件生產(chǎn)的。干帶件生 產(chǎn)的不如用模具加工產(chǎn)品的 ”之類不正常現(xiàn)象存在。 4 模具的發(fā)展趨勢 具 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(dá)到實現(xiàn)最佳效益的目的。如英國 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 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： G 和 。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)和沖裁模統(tǒng)；北京北航海爾軟件有限公司的 列軟件；吉林金網(wǎng)格模具工程研究中心的沖壓模 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 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 G 和 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， 司的 司的 日立造船的 是 3D 專業(yè)注塑模設(shè)計軟件，可進(jìn)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 司的三維真實感流 動模擬軟件經(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 鄭州工業(yè)大學(xué)的 件。面向制造、基于知識的智能化 功能是衡量模具軟件先進(jìn)性和實用性的重要標(biāo)志之一。如 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(xì)表和供 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(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、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。 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(dá) 2 3m，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(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)3250250坐標(biāo)測量機(jī)，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 (實現(xiàn)激光測頭和接觸式測頭優(yōu)勢互補(bǔ)，激光掃描精度為 觸式測頭掃描精度達(dá) 外德國 司的 攜式掃 描儀，日本羅蘭公司的式掃描儀和英國泰勒 霍普森公司 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(jī)床 日本沙迪克公司采用直線電機(jī)伺服驅(qū)動的 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 有 適應(yīng)控制、 量控制及自動編程專家系統(tǒng)。另外有些 采用了混粉加工工藝、微精加工脈沖電源及模糊控制 (技術(shù)。 （ 3）高速銑削機(jī) 床 (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 5 10 倍 )及可加工硬材料(60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 五軸聯(lián)動加工中心，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/大利 司的高速銑床，其加工范圍達(dá)2500000800速達(dá) 20500r/削進(jìn)給速度達(dá) 20m/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) 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(jì)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(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) (它包括激光立體光刻技術(shù) (；疊層輪廓制造技術(shù) (；激光粉末選區(qū)燒結(jié)成形技術(shù) (；熔融沉 積成形技術(shù) (和三維印刷成形技術(shù) (3。 (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)無模多點成形技術(shù)。 (6)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(fù)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。 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 焰淬火鋼 (如日本的 ；常用新型熱作模具鋼有美國 典 ；常用塑料模具用鋼有預(yù)硬鋼 (如美國 時效硬化型鋼 (如美國 本 )、熱處理硬化型鋼 (如美國 本 典一勝白 136 等 )、粉末模具鋼 (如日本 ；覆蓋件拉延模常用 鐵等，大型模架用 工位精密沖模常采用鋼結(jié)硬質(zhì)合金及硬質(zhì)合金 。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 )發(fā)展；由一般擴(kuò)散向 子滲入、離子注入等方向發(fā)展； 可采用的鍍膜有： ，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(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。 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、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(tuán)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。 總結(jié) 總結(jié) 進(jìn)入 21 世紀(jì)，在經(jīng)濟(jì)全球化的新形勢下，隨著資本、技術(shù)和勞動力市場的重新整合，我國裝備制造業(yè)在加入 后，將成為世界裝備制造業(yè)的基地。而在現(xiàn)代制造業(yè)中，無論哪一行業(yè)的工程裝備，都越來越多地采用由模具工業(yè)提供的產(chǎn)品。為了適應(yīng)用戶對模具制造的高 精度、短交貨期、低成本的迫切要求，模具工業(yè)正廣泛應(yīng)用現(xiàn)代先進(jìn)制造技術(shù)來加速模具工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，滿足各行各業(yè)對模具這一基礎(chǔ)工藝裝備的迫切需求。 參考文獻(xiàn) 1 李大鑫 ,張秀棉 . 模具技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢綜述 J模具制造 , 2005,(02). 2 趙昌盛 ,朱邦全 . 我國模具材料的應(yīng)用發(fā)展 J模具制造 , 2004,(11). 3 魏尊杰，李天曉，安閣英，葉榮茂 . 消失模鑄造氣隙尺寸及壓力數(shù)值計算 J哈爾濱工業(yè)大學(xué)學(xué)報 , 1995,(04). 4 曹月君 . 國內(nèi)外汽車球墨鑄鐵 件生產(chǎn)技術(shù)與發(fā)展趨勢 J汽車工藝與材料 , 1994,(02). 5 劉靜遠(yuǎn) . 球墨鑄鐵件發(fā)展的新階段 J汽車工藝與材料 , 1996,(10). 6 朱先勇 ,杜軍 ,劉耀輝 . 元低合金化對鑄鐵組織和性能的影響 J汽車工藝與材料 , 2003,(01). 7 朱鳴芳 ,于金 ,戴挺 . 金屬凝固過程數(shù)值模擬的最新進(jìn)展 第 10屆 in is a is of a of an of of of on of so to an 989 on in as of of in an in 997, to in on of to by 997 000, 0 0% of to of 0 of of 997, s to 0% of of in 0%. as of a of 0,000 of 000 2000 of 0 000 of 0s, to 000, of 5%, 50% be of be in 0% 0% of 2 of he of be of is of 9th s I, of it a of a in of of as in of at 50s, is on of of on of of a of of 955 965, is of of of of of a to to to to in of a in is a of a to of so of 0s to of to in a of to by of as as of On a of In to s of of to of of of p of 00 00, up 200 500 In in to as a of as so be of of of of to on of 0s, in C NC so of NC to in In a to by a of NC NC of in of 000, as a of of is to To of of to of we of of as to of a to up a to of do of be up of If a s of of C NC 0% of by 5 in 0s be is in of a At is a do 3 s ue to of in 0s a of of is is to in 7 000, 00 000 0 of 0%, of At of of on to 997 630 of of togethe