ZL50裝載機(jī)總體及工作裝置設(shè)計(jì)
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支架零件沖壓工藝及沖模設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名：羅建 班級(jí)：0781053
指導(dǎo)老師：陳為國(guó)
摘要: 模具是制造業(yè)的重要工藝基礎(chǔ)，模具制造屬于專用設(shè)備制造業(yè)。模具技術(shù)集合了機(jī)械、電子、化學(xué)、光學(xué)、材料、計(jì)算機(jī)、精密監(jiān)測(cè)和信息網(wǎng)絡(luò)等諸多學(xué)科，是一個(gè)綜合性多學(xué)科的系統(tǒng)工程。模具技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)主要是模具產(chǎn)品向著更大型、更精密、更復(fù)雜及更經(jīng)濟(jì)的方向發(fā)展，模具產(chǎn)品的技術(shù)含量不斷提高，模具制造周期不斷縮短，模具生產(chǎn)朝著信息化、無(wú)圖化、精細(xì)化、自動(dòng)化的方向發(fā)展，模具企業(yè)向著技術(shù)集成化、設(shè)備精良化、產(chǎn)批品牌化、管理信息化、經(jīng)營(yíng)國(guó)際化的方向發(fā)展。
本次設(shè)計(jì)一套沖空、落料的模具。經(jīng)過(guò)查閱資料，首先對(duì)零件進(jìn)行工藝分析，經(jīng)過(guò)工藝分析和對(duì)比，采用沖孔落料工序，通過(guò)沖裁力、推料力、卸料力等計(jì)算，確定壓力機(jī)的型號(hào)。再分析對(duì)沖裁件加工的模具適用類型選擇所需設(shè)計(jì)的模具。得出將設(shè)計(jì)的模具類型后將模具的各工作零部件設(shè)計(jì)過(guò)程表達(dá)出來(lái)。在說(shuō)明書(shū)的第一部分，主要敘述了沖壓模具的發(fā)展?fàn)顩r，說(shuō)明沖壓模具的重要性與本次設(shè)計(jì)的意義，接著是對(duì)沖壓件的工藝分析，完成工藝方案的確定。第二部分，對(duì)零件排樣圖的設(shè)計(jì)，完成了材料利用率的計(jì)算。再進(jìn)行沖裁工藝力的計(jì)算和沖裁模工作部分的設(shè)計(jì)計(jì)算。通過(guò)前面的設(shè)計(jì)方案畫(huà)出模具各零件圖和裝配圖。
關(guān)鍵字: 沖壓 落料沖孔 復(fù)合膜 模具結(jié)構(gòu)
指導(dǎo)老師簽名：
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)
I、畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題目：
支架零件沖壓工藝與沖模設(shè)計(jì)
II、畢 業(yè)設(shè)計(jì)(論文)使用的原始資料(數(shù)據(jù))及設(shè)計(jì)技術(shù)要求：
1. 支架零件圖
2.生產(chǎn)綱領(lǐng)：中等批量
3.要求完成零件的沖壓工藝分析和沖壓工藝規(guī)程的編制。
1)分析成形工藝及坯料展開(kāi)
2）要求編制支架零件沖壓工藝
3）完成支架沖裁模設(shè)計(jì)
III、畢 業(yè)設(shè)計(jì)(論文)工作內(nèi)容及完成時(shí)間：
1. 查閱相關(guān)資料，外文資料翻譯（6000字符以上），撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告；
第1周-第2周
第1周-第2周
2. 繪制支架沖件圖、分析沖件成型工藝及坯料展開(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. 繪制吊支架沖裁模總裝圖及零件圖 第9周-第 13 周
5. 撰寫(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（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
Ⅳ 、主 要參考資料：
1. 王樹(shù)勛等合編 典型模具結(jié)構(gòu)圖冊(cè) 第１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２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
版社， 1989
航空工程系 系 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 專業(yè)類 0781053 班
學(xué)生（簽名）：
填寫(xiě)日期： 2011 年 3 月 1 日
指導(dǎo)教師（簽名）：
助理指導(dǎo)教師(并指出所負(fù)責(zé)的部分)：
航空工程系 系主任（簽名）
附注:任務(wù)書(shū)應(yīng)該附在已完成的畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)首頁(yè)。
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(shū)
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(shū)
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(xiě)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(xiě)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1～2μm，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Ra<1.5μm的精沖模，大尺寸（Φ>300mm）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?！笆晃濉逼陂g，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(huà)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(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
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(xiě)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(shū)寫(xiě)格式要求，撰寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。
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(xiě)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(xiě)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（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(xiě)詳細(xì)的設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。
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)膶?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１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２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
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
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
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。??
?。?）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。??
?。?）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)?；A(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。??
?。?）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。??
?。?）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。??
?。?）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。??
?。?）快速經(jīng)濟(jì)模具的前景十分廣闊?，F(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。??
?。?）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。??
?。?）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。??
?。?0）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)。
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)達(dá)6米的大型多工位級(jí)進(jìn)模具，導(dǎo)光板模具、光盤(pán)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。
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?？傊＞呒夹g(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(xiě)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，
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σs ：175MPa，伸長(zhǎng)率δ5 : ≥32％,斷面收縮率ψ :60％。
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)山牵缓笤诹硪桓蹦＞呱蠌澢虚g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。
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?；貜棻鹊谝环N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。
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，采用單排方案
圖2.3? 排樣方案
搭邊值和由表2-12查得，得=2mm,=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
?
材料利用率
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
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，卸料力和推料力，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。
沖裁力
式中?? L—剪切長(zhǎng)度;
t=1.5mm，=390Mpa;
?剪切長(zhǎng)度L按圖2.4所示尺寸計(jì)算：
式中???—落料長(zhǎng)度(mm)；
??—沖孔長(zhǎng)度(mm)。
將圖示尺寸代入計(jì)算公式可得
，
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
落料卸料力
式中?????? —卸料力系數(shù)，由表查取為0.05；
???????????—落料力(N)。
將數(shù)值代入卸料力公式可得
沖孔推件力
式中???—梗塞件數(shù)量(即腰圓形廢料數(shù))，取n=4；
?—推件力系數(shù)，查表取0.06；
?—沖孔力(N)。
將數(shù)值代入推件力公式可得
第一道工序總沖壓力??? ??????????
=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
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
≥FD+F1+F2=98+21.7+6.51=126.21KN
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
≥1.3（FD+F1）=1.3*（4+13.5）=22.75KN
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=Kπdtσb
查表得K=1.00則
F=1×3.14×31.2×1.5×390=57.3KN
壓邊力： FQ=(S1-S2)p=(2576-)*2.0=3.7KN
F總=F+FQ=57.3+3.7=61KN
為方便選用可采用下式作概略估算
淺拉深： F總≤（0.7~0.8）F壓
則有F壓≥F總0.7=87.1KN
故選用標(biāo)稱壓力為100KN拉深的壓力機(jī)。
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)?；蛘邚?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)
式中 、——落料凹模刃口名義尺寸（mm）。
、 ——凸、凹模的制造公差；
——最小沖裁間隙；
——磨損系數(shù),與沖件精度有關(guān)；
——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）；
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，
（1）L1尺寸計(jì)算
（2）L2尺寸計(jì)算
（3）L3尺寸計(jì)算
（4）L4尺寸計(jì)算
（5）L5尺寸計(jì)算
（6）L6尺寸計(jì)算
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)
式中 ——沖件的公稱尺寸（mm）；
、——沖孔凸、凹模刃口尺寸(mm)；
、 ——凸、凹模的制造公差；由表3-1查??；
——最小雙邊合理間隙（mm）；
——磨損系數(shù),與沖件精度有關(guān)；
——沖裁件的公差，未注公差的毛坯尺寸按照IT11設(shè)計(jì)；
則
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
式中 ；
——最大外形尺寸,。
所以 取H=24mm
則凹模的最小壁厚也根據(jù)計(jì)算：
則凹模板的周界尺寸為：
橫向
縱向
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。它應(yīng)與壓力機(jī)的裝模高度相適應(yīng)，即需滿足如下要求。
（3-11）
式中 、——壓力機(jī)的最大和最小裝模高度；
——模具的閉合高度。
校核：
即
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?。?8mm，材料為45鋼。
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宄惺艿膲簯?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。
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。
選用直徑＝10mm的A型活動(dòng)擋料銷，標(biāo)記為：活動(dòng)擋料銷
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 1010JB/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M12120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。
下模座和凹凸模的固定選用M880的內(nèi)六角螺釘。
模柄和上模座的固定選用M1254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M894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。
上模座與彎曲凹模的固定選用M673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。
下模座與工作臺(tái)的固定選用M8110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??；
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—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。
3.5模具的裝配圖
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。
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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(shū)館的各位老師，提供專業(yè)的書(shū)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！
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