沖大小墊圈復(fù)合模畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、摘要： 模具是制造業(yè)的重要工藝基礎(chǔ)，在我國(guó)模具制造屬于專用設(shè)備制造業(yè)。本設(shè)計(jì)是 空氣濾清器殼反拉深、沖孔復(fù)合模設(shè)計(jì)，沖模的結(jié)構(gòu)性能直接反映了沖壓技術(shù)水平的 高低。選用材料時(shí)應(yīng)考慮模具的工作特性，受力情況，沖壓件材料性能，沖壓件的精 度，生產(chǎn)批量以及模具材料的加工工藝性能和工廠現(xiàn)有條件等因素。沖床的選用主要 是確定沖床的類型和噸位。板料冷沖壓加工是機(jī)械加工的一個(gè)重要組成部分。它應(yīng)用 十分廣泛。但由于傳統(tǒng)的加工存在著沖壓工藝方案選擇不合理、沖壓間隙選擇過(guò)大， 壓力機(jī)不相匹配等問題。本文就以空氣濾清器殼反拉深、沖孔復(fù)合模設(shè)計(jì)主要介紹了 沖壓模具設(shè)計(jì)的全過(guò)程： 1. 經(jīng)工藝分析工藝計(jì)算，間隙值的選擇，

2、確定了該設(shè)計(jì)工藝流程及沖模結(jié)構(gòu)形 式。 2. 同時(shí)對(duì)所設(shè)計(jì)的模具分別進(jìn)行了分析說(shuō)明， 3. 對(duì)壓力機(jī)做出了合理的選擇， 4. 整個(gè)過(guò)程采用 AutoCAD 軟件繪制模具的二維裝配圖和個(gè)別零件圖。 關(guān)鍵字：沖壓模；空氣濾清器殼；沖裁間隙；沖壓工藝。 Abstract: Board material cold to press , it processes to be machined one important component. It is very extensive that it employs . But because the choice with unreasonable ch

3、oice and pressing the interval that traditional processing is pressing the craft scheme is too big, question of matching of the press. etc. This text presses The automobile rim falls the materal drawing compound mold with the main introduction of mold design to the clutch housing: 1. Calculate by an

4、alysis , craft by craft, interval choice of value, confirm this design technological process and structural form of trimming die. 2. Analyzed separately to moulds designed that explain at the same time , 3. Having made the rational choice to the press, 4. The whole course adopts AutoCAD software to

5、draw the two-dimentional installation diagrams and specific part pictures of the mould . Key word: Press the mould ；automobile rim； the interval of blanking；press the craft。 目錄目錄 1 前言前言.4 11 沖壓技術(shù)概述.4 12 沖壓技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì).5 2 沖壓工藝分析沖壓工藝分析.6 21 零件材料的分析.6 22 零件工藝性能分析.6 23 確定工藝方案與模具形式.6 24 沖壓工序數(shù)確定.7 25 模具類型的確定.

6、8 26 工藝方案分析.8 3 3 模具結(jié)構(gòu)型式的確定模具結(jié)構(gòu)型式的確定.10 4 4 部分工藝參數(shù)計(jì)算部分工藝參數(shù)計(jì)算.10 41 毛坯尺寸計(jì)算：.10 42 反拉深次數(shù)計(jì)算.13 5 5 各部分工藝力計(jì)算各部分工藝力計(jì)算.13 51 反拉深力.13 52 頂件力.14 53 沖栽力.14 6 6 凸、凹模結(jié)構(gòu)及工作部分主要尺寸計(jì)算凸、凹模結(jié)構(gòu)及工作部分主要尺寸計(jì)算.16 61 反拉深凸、凹模刃口尺寸及公差的計(jì)算.16 62 沖孔凸、凹模刃口尺寸及公差的計(jì)算.17 63 沖孔凸模的設(shè)計(jì).19 631 凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)三原則.19 632 凸模的尺寸計(jì)算.20 633 凸模的結(jié)構(gòu)形式.21 64

7、 拉深凹模的設(shè)計(jì).23 64. 1 拉深模的凹模圓角半徑.20 642 拉深間隙.20 65 凸凹模的設(shè)計(jì).25 651 凸模的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).20 652 拉深凸模結(jié)構(gòu).20 7 7 壓力設(shè)備選擇壓力設(shè)備選擇.27 8 模具設(shè)計(jì)模具設(shè)計(jì).28 9 模具其他零件設(shè)計(jì)及計(jì)算模具其他零件設(shè)計(jì)及計(jì)算.28 91 沖模的導(dǎo)向裝置.28 91. 1 無(wú)導(dǎo)向沖栽條件 .29 91. 2 導(dǎo)板導(dǎo)向 .29 91. 3 模架的導(dǎo)向 .29 92 模架的類型及應(yīng)用.29 93 定位裝置.30 94 卸料裝置.30 94. 1 固定卸料裝置的形式 .29 94. 2 固定卸料板的固定方式 .29 95 推件裝置的設(shè)計(jì).

8、30 95. 1 推件板的結(jié)構(gòu)形式 .29 95. 2 推件板的尺寸與公差 .29 95. 3 推件板的極點(diǎn)位置 .29 95. 4 打桿與打板的設(shè)計(jì) .29 96 模柄的類型與選擇.29 97 凸模固定板.29 98 墊板.29 99 緊固件.29 910 定位銷.29 10 模具的裝配模具的裝配.38 101 復(fù)合模的裝配.29 102 凸、凹模間隙的調(diào)整.29 11 凸凹模制造的工藝過(guò)程凸凹模制造的工藝過(guò)程.37 10 模具的總裝配圖模具的總裝配圖.38 1111 設(shè)計(jì)總結(jié)設(shè)計(jì)總結(jié).40 1212 致謝致謝.41 13 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn).42 1 前言前言 11 沖壓技術(shù)概述 沖壓是靠壓

9、力機(jī)和模具對(duì)板材、帶材、管材和型材等施加外力，使之產(chǎn)生塑性變形或分離， 從而獲得所需形狀和尺寸的工件(沖壓件)的成形加工方法。沖壓和鍛造同屬塑性加工(或稱壓力加 工)，合稱鍛壓。沖壓的坯料主要是熱軋和冷軋的鋼板和鋼帶。 全世界的鋼材中，有 6070%是板材，其中大部分是經(jīng)過(guò)沖壓制成成品。汽車的車身、底盤、 油箱、散熱器片，鍋爐的汽包、容器的殼體、電機(jī)、電器的鐵芯硅鋼片等都是沖壓加工的。儀器 儀表、家用電器、自行車、辦公機(jī)械、生活器皿等產(chǎn)品中，也有大量沖壓件。 沖壓件與鑄件、鍛件相比，具有薄、勻、輕、強(qiáng)的特點(diǎn)。沖壓可制出其他方法難于制造的帶 有加強(qiáng)筋、肋、起伏或翻邊的工件，以提高其剛性。由于采用

10、精密模具，工件精度可達(dá)微米級(jí)， 且重復(fù)精度高、規(guī)格一致，可以沖壓出孔窩、凸臺(tái)等。 冷沖壓件一般不再經(jīng)切削加工，或僅需要少量的切削加工。熱沖壓件精度和表面狀態(tài)低于冷 沖壓件，但仍優(yōu)于鑄件、鍛件，切削加工量少。 沖壓是高效的生產(chǎn)方法，采用復(fù)合模，尤其是多工位級(jí)進(jìn)模，可在一臺(tái)壓力機(jī)上完成多道沖 壓工序，實(shí)現(xiàn)由帶料開卷、矯平、沖裁到成形、精整的全自動(dòng)生產(chǎn)。生產(chǎn)效率高，勞動(dòng)條件好， 生產(chǎn)成本低，一般每分鐘可生產(chǎn)數(shù)百件。 沖壓主要是按工藝分類，可分為分離工序和成形工序兩大類。分離工序也稱沖裁，其目的是 使沖壓件沿一定輪廓線從板料上分離，同時(shí)保證分離斷面的質(zhì)量要求。成形工序的目的是使板料 在不破坯的條件下發(fā)

11、生塑性變形，制成所需形狀和尺寸的工件。在實(shí)際生產(chǎn)中，常常是多種工序 綜合應(yīng)用于一個(gè)工件。沖裁、彎曲、剪切、拉深、脹形、旋壓、矯正是幾種主要的沖壓工藝。 沖壓用板料的表面和內(nèi)在性能對(duì)沖壓成品的質(zhì)量影響很大，要求沖壓材料厚度精確、均勻； 表面光潔，無(wú)斑、無(wú)疤、無(wú)擦傷、無(wú)表面裂紋等；屈服強(qiáng)度均勻，無(wú)明顯方向性；均勻延伸率高； 屈強(qiáng)比低；加工硬化性低。 在實(shí)際生產(chǎn)中，常用與沖壓過(guò)程近似的工藝性試驗(yàn)，如拉深性能試驗(yàn)、脹形性能試驗(yàn)等檢驗(yàn) 材料的沖壓性能，以保證成品質(zhì)量和高的合格率。 模具的精度和結(jié)構(gòu)直接影響沖壓件的成形和精度。模具制造成本和壽命則是影響沖壓件成本 和質(zhì)量的重要因素。模具設(shè)計(jì)和制造需要較多的

12、時(shí)間，這就延長(zhǎng)了新沖壓件的生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間。 模座、模架、導(dǎo)向件的標(biāo)準(zhǔn)化和發(fā)展簡(jiǎn)易模具(供小批量生產(chǎn))、復(fù)合模、多工位級(jí)進(jìn)模(供大 量生產(chǎn))，以及研制快速換模裝置，可減少?zèng)_壓生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量和縮短準(zhǔn)備時(shí)間，能使適用于減少 沖壓生產(chǎn)準(zhǔn)備工作量和縮短準(zhǔn)備時(shí)間，能使適用于大批量生產(chǎn)的先進(jìn)沖壓技術(shù)合理地應(yīng)用于小批 量多品種生產(chǎn)。 沖壓設(shè)備除了厚板用水壓機(jī)成形外，一般都采用機(jī)械壓力機(jī)。以現(xiàn)代高速多工位機(jī)械壓力機(jī) 為中心，配置開卷、矯平、成品收集、輸送等機(jī)械以及模具庫(kù)和快速換模裝置，并利用計(jì)算機(jī)程 序控制，可組成高生產(chǎn)率的自動(dòng)沖壓生產(chǎn)線。 在每分鐘生產(chǎn)數(shù)十、數(shù)百件沖壓件的情況下，在短暫時(shí)間內(nèi)完成送料、沖壓、出件

13、、排廢料 等工序，常常發(fā)生人身、設(shè)備和質(zhì)量事故。因此，沖壓中的安全生產(chǎn)是一個(gè)非常重要的問題。 12 沖壓技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì) 進(jìn)入 90 年代以來(lái)，高新技術(shù)全面促進(jìn)了傳統(tǒng)成形技術(shù)的改造及先進(jìn)成形技術(shù)的形成和發(fā)展。 21 世紀(jì)的沖壓技術(shù)將以更快的速度持續(xù)發(fā)展，發(fā)展的方向?qū)⒏油怀觥熬?、省、凈”的需求?沖壓成形技術(shù)將更加科學(xué)化、數(shù)字化、可控化。科學(xué)化主要體現(xiàn)在對(duì)成形過(guò)程、產(chǎn)品質(zhì)量、 成本、效益的預(yù)測(cè)和可控程度。成形過(guò)程的數(shù)值模擬技術(shù)將在實(shí)用化方面取得很大發(fā)展，并與數(shù) 字化制造系統(tǒng)很好地集成。人工智能技術(shù)、智能化控制將從簡(jiǎn)單形狀零件成形發(fā)展到覆蓋件等復(fù) 雜形狀零件成形，從而真正進(jìn)入實(shí)用階段。 注重產(chǎn)品制

14、造全過(guò)程，最大程度地實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)全局綜合優(yōu)化。優(yōu)化將從傳統(tǒng)的單一成形環(huán)節(jié) 向產(chǎn)品制造全過(guò)程及全生命期的系統(tǒng)整體發(fā)展。 對(duì)產(chǎn)品可制造性和成形工藝的快速分析與評(píng)估能力將有大的發(fā)展。以便從產(chǎn)品初步設(shè)計(jì)甚至 構(gòu)思時(shí)起，就能針對(duì)零件的可成形性及所需性能的保證度，作出快速分析評(píng)估。 沖壓技術(shù)將具有更大的靈活性或柔性，以適應(yīng)未來(lái)小指量多品種混流生產(chǎn)模式及市場(chǎng)多樣化、 個(gè)性化需求的發(fā)展趨勢(shì)，加強(qiáng)企業(yè)對(duì)市場(chǎng)變化的快速響應(yīng)能力。 重視復(fù)合化成形技術(shù)的發(fā)展。以復(fù)合工藝為基礎(chǔ)的先進(jìn)成形技術(shù)不僅正在從制造毛坯向直接 制造零件方向發(fā)展，也正在從制造單個(gè)零件向直接制造結(jié)構(gòu)整體的方向發(fā)展。 深入研究沖壓變形的基本規(guī)律、各種沖壓

15、工藝的變形理論、失穩(wěn)理論與極限變形程度等；應(yīng) 用有限元、邊界元等技術(shù)，對(duì)沖壓過(guò)程進(jìn)行數(shù)字模擬分析，以預(yù)測(cè)某一工藝過(guò)程中坯料對(duì)沖壓的 適應(yīng)性及可能出現(xiàn)的質(zhì)量問題，從而優(yōu)化沖壓工藝方案，使塑性變形理論逐步起到對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的 直接指導(dǎo)作用。 制造沖壓件用的傳統(tǒng)金屬材料，正逐步被高強(qiáng)鋼板、涂敷鍍層鋼板、塑料夾層鋼板和其他復(fù) 合材料或高分子材料替代。隨著材料科學(xué)的發(fā)展，加強(qiáng)研究各種新材料的沖壓成形性能，不斷發(fā) 展和改善沖壓成形技術(shù)。 在模具設(shè)計(jì)與制造中，開發(fā)并應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和制造系統(tǒng)（CAD/CAM） ，發(fā)展高精度、 高壽命模具和簡(jiǎn)易模具（軟模、低熔點(diǎn)金模具等）制造技術(shù)以及通用組合模具、成組模具、快速

16、 換模裝置等，以適應(yīng)沖壓產(chǎn)品的更新?lián)Q代和各種生產(chǎn)批量的要求。 推廣應(yīng)用數(shù)控沖壓設(shè)備、沖壓柔性加工系統(tǒng)（FMS） 、多工位高速自動(dòng)沖壓機(jī)以及智能機(jī)器 人送料取件，進(jìn)行機(jī)械化與自動(dòng)化的流水線沖壓生產(chǎn)。 精沖與半精沖、液壓成形、旋壓成形、爆炸成形、電水成形、電磁成形、超塑成形等技術(shù)得 到不斷發(fā)展和應(yīng)用，某些傳統(tǒng)的沖壓加工方法將被它們所取代，產(chǎn)品的沖壓加工趨于更合理、更 經(jīng)濟(jì)。 2 沖壓工藝分析沖壓工藝分析 2 21 1 零件材料的分析 冷沖壓模具包括沖裁、彎曲、拉深、成形等各種單工序模和由這些基本工序組成的復(fù)合模、 級(jí)進(jìn)模等各種模具。設(shè)計(jì)這些模具時(shí)，首先要了解被加工材料的力學(xué)性能。材料的力學(xué)性能是進(jìn)

17、 行模具設(shè)計(jì)時(shí)各種計(jì)算的主要依據(jù)。故在分析零件沖壓成形工藝，設(shè)計(jì)沖壓模具前，必須要了解 和掌握材料的一些力學(xué)性能，以便設(shè)計(jì)?，F(xiàn)將空氣濾清器殼零件材料為 10 號(hào)鋼的力學(xué)性能主要 參數(shù)及其概念敘述如下： （1）應(yīng)力：材料單位面積上所受的內(nèi)力，單位是 N/mm ，用 Pa 表示。10 Pa=1MPa；1MPa = 2 6 1N/mm ；10 Pa = 1GPa。 2 9 （2）屈服點(diǎn) s：材料開始產(chǎn)生塑性變形時(shí)的應(yīng)力值，單位是 N/mm 。彎曲、拉深、成形等工 2 序中，材料都是在達(dá)到屈服強(qiáng)度時(shí)進(jìn)行塑性變形而完成該工序的成形的。經(jīng)查表取 s = 210 MPa。 （3）抗拉強(qiáng)度 b。材料受到拉深作

18、用，開始產(chǎn)生斷裂時(shí)的應(yīng)力值，單位是 MPa。b = 340MPa。 （4）抗剪強(qiáng)度 b。材料受到剪切作用，開始產(chǎn)生斷裂時(shí)的應(yīng)力值，單位是 MPa。取 b = 255333MPa。 （5）彈性模量 E。材料在彈性范圍內(nèi)，表示受力與變形的指標(biāo)，彈性模量大，表示材料受力后變 形較小，或者說(shuō)，產(chǎn)生一定的變形需要較大的力。E = 194 x 10 MPa。 3 （6）屈服比 s/b。是材料的屈服強(qiáng)度與抗拉強(qiáng)度之比，其值越小，表示材料允許的塑性變形 區(qū)越大，在拉深工序中，材料的屈服比較小時(shí)，所需的壓邊力和所需克服的摩擦力相應(yīng)的減小， 有利于提高成形極限。 （7）伸長(zhǎng)率 。在材料性能實(shí)驗(yàn)時(shí)，試件由拉伸試驗(yàn)機(jī)

19、拉斷后，對(duì)接起來(lái)測(cè)量長(zhǎng)度，其伸長(zhǎng)量 與原長(zhǎng)度之比稱為伸長(zhǎng)率，其數(shù)值用“”表示，其數(shù)值越大表示材料的塑性越好。經(jīng)查表可得， 材料為 10 號(hào)鋼的伸長(zhǎng)率 =31。 綜上所述，對(duì)空氣濾清器殼零件材料 10 號(hào)鋼的力學(xué)性能分析，主要是為了便于模具設(shè)計(jì)中 各參數(shù)的計(jì)算，故在后序的模具設(shè)計(jì)中各參數(shù)的計(jì)算均以上面所取的數(shù)值進(jìn)行計(jì)算。 2.22.2 零件工藝性的分析 沖壓件工藝性是指沖壓零件在沖壓加工過(guò)程中加工的難易程度。雖然沖壓加工工藝過(guò)程包括 備料沖壓加工工序必要的輔助工序質(zhì)量檢驗(yàn)組合、包裝的全過(guò)程，但分析工藝性的重點(diǎn) 要在沖壓加工工序這一過(guò)程里。而沖壓加工工序很多，各種工序中的工藝性又不盡相同。即使同

20、一個(gè)零件，由于生產(chǎn)單位的生產(chǎn)條件、工藝裝備情況及生產(chǎn)的傳統(tǒng)習(xí)慣等不同，其工藝性的涵義 也不完全一樣。這里我們重點(diǎn)分析零件的結(jié)構(gòu)工藝性。 該零件為空氣濾清器殼，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，對(duì)稱，是典型的沖壓件。在沖壓過(guò)程中要注意控制沖載 程度，加工時(shí)，根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)，形狀等一些技術(shù)要求，應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)： （1）凸、凹模間隙的決定：對(duì)于斷面垂直度、尺寸精度要求不高的零件，在保證零件要求的前 提下，應(yīng)以降低沖載力，提高模具壽命為主，采用大間隙；對(duì)于斷面垂直度、尺寸精度要求較高 的零件，應(yīng)選用較小的間隙值。間隙 Z=2t(1-h/t)tan。 （2）考慮模具刃口鈍利情況：當(dāng)模具刃口磨損成圓角變鈍時(shí)，刃口與材料接觸面積增

21、加，應(yīng)力 集中效應(yīng)減輕，擠壓作用大，延緩了裂紋的產(chǎn)生，制件圓角大，光亮帶寬，但裂紋發(fā)生點(diǎn)要由刃 口側(cè)面向上移動(dòng)，毛刺高度加大，即使間隙合理，也仍會(huì)產(chǎn)生毛刺。 根據(jù)零件圖，初步分析可以知道空氣濾清器殼零件的沖壓成形需要多道工序才能完成，進(jìn)行 反拉深，形成外形尺寸形狀，其次沖孔。 綜上所述，空氣濾清器殼由原始毛坯沖壓成形應(yīng)包括的基本工序有：反拉深，沖孔復(fù)合模等。 2.3 確定工藝方案和模具形式 在沖壓分析的基礎(chǔ)上，找出工藝與模具設(shè)計(jì)的特點(diǎn)與難點(diǎn)，根據(jù)實(shí)際情況提出各種可能的沖 壓工藝方案，內(nèi)容包括工序性質(zhì)，工序數(shù)目，工序順序及組合方式等，有時(shí)同一種沖壓零件也可 能存在多個(gè)可行的方案，通常每種方案各有

22、優(yōu)缺點(diǎn)，應(yīng)從產(chǎn)品質(zhì)量生產(chǎn)效率，設(shè)備占用情況，模 具制造的難易程度和模具的使用壽命的高低，生產(chǎn)成本，操作方便與安全程度等方面進(jìn)行綜合分 析、比較，確定出適合于現(xiàn)有生產(chǎn)條件的最佳方案，故在一定的條件下，以最簡(jiǎn)單的方法，最快 的速度，最少的勞動(dòng)量，最少的費(fèi)用，可靠的加工出符合圖樣各項(xiàng)要求的零件，在保證加工質(zhì)量 的前提下，選擇經(jīng)濟(jì)合理的工藝方案。 確定工藝方案及模具形式： 1、根據(jù)對(duì)沖壓零件的形狀、尺寸、精度及表面質(zhì)量要求的分析結(jié)果，確定沖壓所需的基本 的工序，反拉深，沖孔復(fù)合。 2、根據(jù)初步工藝計(jì)算，確定工藝數(shù)目，如沖壓次數(shù)等。 3、根據(jù)個(gè)別工序的變形特點(diǎn)、質(zhì)量要求等確定工序順序。 一般可按照下列原

23、則進(jìn)行： 1） 、對(duì)沖帶孔的或有缺口的沖裁件，如選用簡(jiǎn)單模，一般先落料，再?zèng)_孔或切口，使用級(jí)進(jìn) 模，則先沖空孔或切口后落料 2） 、對(duì)于到孔的拉深件，一般先拉深，后沖孔，但孔的位置在零件底部且孔徑尺寸要求不高 時(shí)，也可先沖孔后拉深。 3） 、對(duì)于形狀復(fù)雜的拉深件，為便于材料變形和流動(dòng)，應(yīng)先形成內(nèi)部形狀，再拉深外部形狀。 4） 、整形或校平工序，應(yīng)在沖壓件基本成型以后進(jìn)行。 4、根據(jù)生產(chǎn)批量和條件（沖壓加工條件和模具制造條件）確定工序組合。生產(chǎn)批量大時(shí)， 沖壓工序應(yīng)盡可能組合在一起，用復(fù)合模具；小批量生產(chǎn)用單工序簡(jiǎn)單模。 由于離合器沖壓成形需要的多道工序完成，因此選擇合理的成形工藝方案十分重要，

24、考慮到 生產(chǎn)批量大，應(yīng)在生產(chǎn)合格零件的基礎(chǔ)上盡量提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本。 要提高生產(chǎn)成本，應(yīng)該盡量選擇合理的工藝方案，選擇復(fù)合能復(fù)合的工序，但復(fù)合程度太高， 模具的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，安裝調(diào)試?yán)щy，模具成本高，同時(shí)可能降低模具的強(qiáng)度，縮短模具壽命。 根據(jù)零件形狀確定沖壓工序類型和選擇工序順序，為了提高生產(chǎn)率，保證模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，沖 壓件尺寸穩(wěn)定、精度高，沖壓該零件的基本工序?yàn)榉蠢睿瑳_孔復(fù)合模。 圖 1.1 所示為空氣濾清器殼零件，材料為 10 號(hào)鋼，厚度為 t=2mm，大批量生產(chǎn)。而冷沖壓 是一種先進(jìn)的金屬加工方法，這是建立在金屬塑性變形的基礎(chǔ)上，利用模具與沖壓設(shè)備對(duì)板料金 屬進(jìn)行加工，以獲得所需要

25、的零件形狀和尺寸。冷沖壓和切削加工相比較，具有生產(chǎn)率高，加工 成本低，材料利用率高，產(chǎn)品尺寸精度穩(wěn)定，操作簡(jiǎn)單，容易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化等一系列優(yōu)點(diǎn)， 特別適合大批量生產(chǎn)，因此，此零件的生產(chǎn)選用沖壓加工較為經(jīng)濟(jì)合理。 圖 1.1 空氣濾清器殼 24 沖壓工序數(shù)確定 由零件圖（1.1） ，沖壓開始，毛坯材料應(yīng)先進(jìn)行落料工序，通過(guò)計(jì)算初步確定毛坯的外形尺 寸，落料件為圓形，壓力中心在圓心上，為典型的落料；落料之后包括了正拉深、反拉深、沖孔、 等工序；進(jìn)行拉深時(shí)，須用經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算拉深系數(shù) m，判斷是否可以一次拉深成形，通過(guò)驗(yàn)算可 知此零件可以一次拉深成形；然后在沖中心孔，綜上可知，沖壓此零件主要有以下

26、幾個(gè)基本工序： （1） 落料； （2） 正拉深； （3） 反拉深； （4） 沖中間孔； 25 模具類型的確定 沖壓生產(chǎn)的模具制造費(fèi)用比較高，占沖壓件總成本的 10%30%，甚至更高，所以采用沖壓 加工的生產(chǎn)方式，必須視生產(chǎn)批量決定采用何種模具形式，由表 2-82：生產(chǎn)批量與模具形式之 間的關(guān)系，參考知，此工件為大批量生產(chǎn)，如果采用單工序模，雖然單工序模具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操 作安全方便，模具使用壽命高，成本低等優(yōu)點(diǎn)，但最主要是工序數(shù)較大，生產(chǎn)批量大，形狀較為 復(fù)雜，采用單工序模很難達(dá)到精度要求，且生產(chǎn)率低，位置誤差較大，故不采用單工序模；所以 模具形式采用級(jí)進(jìn)模與復(fù)合模較為合理，顯然此工件滿足沖壓工

27、藝的要求，成形時(shí)包括了落料、 反拉深、沖孔、壓筋等工序，整形與車邊采用專用模具與車床進(jìn)行，且工件體積較大，拉深與壓 筋都比較容易實(shí)現(xiàn)，但由此工件的形狀分析知不適合采用級(jí)進(jìn)模。通過(guò)表 2-92單工序模、級(jí)進(jìn) 模與復(fù)合模的比較，綜合考慮各種生產(chǎn)成本和經(jīng)濟(jì)性，確定此工件的沖壓成形模具采用復(fù)合模具。 26 工藝方案分析 采用落料拉深沖孔復(fù)合模，而本人要做的是毛坯已經(jīng)是落料正拉深之后的零件了，所以工藝 方案為反拉深沖孔復(fù)合模。 3 3 模具結(jié)構(gòu)型式的確定模具結(jié)構(gòu)型式的確定 通過(guò)以上工藝分析與工藝方案的確定，選定模具種類：落料模，拉深模，沖孔模等，而落料 與正拉深復(fù)合，反拉深與沖孔復(fù)合，整形為一套模具，總

28、共為二套模具，本設(shè)計(jì)只設(shè)計(jì)其中的反 拉深與沖孔復(fù)合模具，綜合上面的分析，畫出模具的結(jié)構(gòu)草圖： ?50 H7 r6 ?35 H7 h6 ?35 H7 r6 ?16 H7 m6 ?16 H7 m6 ?81 H7 h6 ?16 H7 h6 ?99 H7 h6 ?8 H7 h6?8 H7 h6 4 4 部分工藝參數(shù)計(jì)算部分工藝參數(shù)計(jì)算 4 工序三：熱處理（調(diào)質(zhì)）. 工序四：粗車外圓 138mm、81mm 工序五：半精車 138mm、81mm 工序六：圓角 工序七：鉆 12mm 孔 工序八：鉆 16mm 孔深 20 工序九：鉆 5mm 孔 工序十一：精車 138mm、81mm、16mm 工序十二：鉗工

29、工序十三：檢驗(yàn) 1212 設(shè)計(jì)總結(jié)設(shè)計(jì)總結(jié) 時(shí)光飛逝，轉(zhuǎn)眼間三個(gè)月就已經(jīng)過(guò)去，這幾個(gè)月是我在湖南大學(xué)衡陽(yáng)分校求學(xué)以來(lái)最刻骨銘 心的日子，畢業(yè)設(shè)計(jì)的鍛煉與不斷學(xué)習(xí)總結(jié)，使我大學(xué)的整個(gè)學(xué)習(xí)又更上一層樓，同時(shí)，這也將 為我的大學(xué)生活劃上一個(gè)圓滿的句號(hào)。 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我們每個(gè)學(xué)生在校四年來(lái)所學(xué)知識(shí)與生產(chǎn)實(shí)踐技術(shù)所進(jìn)行的一次綜合性的 全面考察；培養(yǎng)了我們運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知識(shí)解決實(shí)際問題的能力；它還為我們了解一般模具設(shè)計(jì)的 基本思想打下良好的基礎(chǔ)；在設(shè)計(jì)方案的擬定、工藝分析、設(shè)計(jì)資料的收集、手冊(cè)利用、國(guó)標(biāo)選 用、設(shè)計(jì)方法的運(yùn)用、零部件及總體裝配圖的繪制等方面，有一次較全面的鍛煉。對(duì)我們進(jìn)入社 會(huì)具備一定獨(dú)

30、立工作能力起了良好的作用,能較好的適應(yīng)工作。 經(jīng)過(guò)兩個(gè)月多的時(shí)間，我對(duì)冷沖壓模具有了更深刻的認(rèn)識(shí)和了解，在這期間我不僅接觸和學(xué) 習(xí)到了很多以前課堂上無(wú)法學(xué)到的知識(shí)，更總結(jié)出以前無(wú)法總結(jié)出來(lái)的學(xué)習(xí)方法，那就是整合一 切可以利用的資源，不斷地給自己提出問題，積極思考去尋求解決問題的最佳方案。而且對(duì) AutoCAD 和 Word 的應(yīng)用水平有了進(jìn)一步提高，也清楚了各種標(biāo)準(zhǔn)件的畫法，對(duì)沖壓工藝、沖壓模 具、沖壓設(shè)備及機(jī)械設(shè)計(jì)等方面的認(rèn)識(shí)有了進(jìn)一步的深化。 整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中我們基本上做到了獨(dú)立地思考，查閱相關(guān)資料，準(zhǔn)確計(jì)算，充分地運(yùn)用 在大學(xué)四年內(nèi)所學(xué)的專業(yè)理論知識(shí)，使之融入到設(shè)計(jì)實(shí)踐中，并通過(guò)不斷地

31、翻閱資料和查找數(shù)據(jù)， 使自己又一次詳細(xì)的回顧了四年學(xué)習(xí)的專業(yè)知識(shí)，發(fā)現(xiàn)自己在學(xué)習(xí)上的不足之處并加以提高，使 自己的專業(yè)知識(shí)更加全面，系統(tǒng)化。 這些寶貴經(jīng)驗(yàn)對(duì)我以后的發(fā)展都有很高的實(shí)用價(jià)值，對(duì)我 今后走向工作崗位都會(huì)產(chǎn)生巨大的影響和作用，在此我想對(duì)給予我莫大幫助和教誨我的指導(dǎo)老師 張文玉老師、劉先蘭老師表示衷心的感謝！ 在本次設(shè)計(jì)中，我同時(shí)也存在著一些錯(cuò)誤和不足之處，但作為一名技術(shù)人員就必須要有發(fā)現(xiàn) 和改正自己錯(cuò)誤的能力，并努力使自己設(shè)計(jì)的產(chǎn)品質(zhì)量不斷提高和完善，這也反映了自我知識(shí)和 能力的提高和完善。 13.致 謝 經(jīng)過(guò)半年的忙碌和工作，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)已經(jīng)接近尾聲，作為一個(gè)本科生的畢業(yè)設(shè) 計(jì)，由

32、于經(jīng)驗(yàn)的匱乏，難免有許多考慮不周全的地方，如果沒有導(dǎo)師的督促指導(dǎo)，以 及一起工作的同學(xué)們的支持，想要完成這個(gè)設(shè)計(jì)是難以想象的。 在這里首先要感謝我的指導(dǎo)老師曾立平老師。曾老師平日里工作繁多，但在我做 畢業(yè)設(shè)計(jì)的每個(gè)階段，從外出實(shí)習(xí)到查閱資料，設(shè)計(jì)草案的確定和修改，中期檢查， 后期詳細(xì)設(shè)計(jì)，裝配草圖等整個(gè)過(guò)程中都給予了我悉心的指導(dǎo)。我的設(shè)計(jì)較為復(fù)雜煩 瑣，但是曾老師仍然細(xì)心地糾正圖紙中的錯(cuò)誤。除了敬佩曾老師的專業(yè)水平外，他的 治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工 作。 然后還要感謝大學(xué)四年來(lái)所有的老師，為我們打下機(jī)械專業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ)；同時(shí)還 要感謝所有的同學(xué)們

33、，正是因?yàn)橛辛四銈兊闹С趾凸膭?lì)。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)才會(huì)順利完成。 最后感謝我的母校四年來(lái)對(duì)我的大力栽培。 模具的模具的 CAD/CAE/CAMCAD/CAE/CAM 技術(shù)技術(shù) 引言 模具 CAD/CAE/CAM 是改造傳統(tǒng)模具生產(chǎn)方式的關(guān)鍵技術(shù)，是一項(xiàng)高科技、高效益 的系統(tǒng)工程。它以計(jì)算機(jī)軟件的形式，為企業(yè)提供一種有效的輔助工具，使工程技術(shù) 人員借助于計(jì)算機(jī)對(duì)產(chǎn)品性能、模具結(jié)構(gòu)、成形工藝、數(shù)控加工及生產(chǎn)管理進(jìn)行設(shè)計(jì) 和優(yōu)化。模具 CAD/CAE/CAM 技術(shù)能顯著縮短模具設(shè)計(jì)與制造周期、降低生產(chǎn)成本和提 高產(chǎn)品質(zhì)量已成為模具界的共識(shí)。 與任何新生事物一樣，模具 CAD/CAE/CAM 在近二十年中經(jīng)

34、歷了從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，從 試點(diǎn)到普及的過(guò)程。進(jìn)入本世紀(jì)以來(lái)，模具 CAD/CAE/CAM 技術(shù)發(fā)展速度更快、應(yīng)用范 圍更廣，為了使廣大模具工作者能進(jìn)一步加深對(duì)該技術(shù)的認(rèn)識(shí)，更好發(fā)揮模具 CAD/CAE/CAM 的作用，本文針對(duì)模具中應(yīng)用最廣泛、最具有代表性的鑄造模、鍛模和 級(jí)進(jìn)模 CAD/CAE/CAM 的發(fā)展?fàn)顩r和趨勢(shì)作概括性的介紹和分析。 鑄造模 CAD/CAE/CAM 的發(fā)展概況 鑄造成形過(guò)程模擬的工作始于求解鑄件的溫度場(chǎng)分布。1962 年丹麥的 Fursund 用有限差分法首次對(duì)二維形狀的鑄件進(jìn)行了凝固過(guò)程的傳熱計(jì)算，1965 年美國(guó)通用 汽車公司 Henzel 等對(duì)汽輪機(jī)鑄件成功進(jìn)行了溫

35、度場(chǎng)模擬，從此鑄件在模具型腔內(nèi)的 傳熱過(guò)程數(shù)值分析技術(shù)在全世界范圍內(nèi)迅速開展。從上世紀(jì) 70 年代到 80 年代，美國(guó)、 英國(guó)、法國(guó)、日本、丹麥等相繼在鑄件凝固模擬研究和應(yīng)用上取得了顯著成果，并陸 續(xù)推出一批商品化模擬軟件。進(jìn)入 90 年代后，我國(guó)的高等院校，如清華大學(xué)和華中 科技大學(xué)在該領(lǐng)域也取得了矚目的成就。 單純的傳熱過(guò)程模擬并不能準(zhǔn)確計(jì)算出鑄件的溫度變化和預(yù)測(cè)鑄造中可能產(chǎn)生的 缺陷，充模過(guò)程對(duì)鑄件初始溫度場(chǎng)分布的影響以及凝固過(guò)程中液態(tài)金屬的流動(dòng)對(duì)鑄件 缺陷形成的影響都是不可忽視的。鑄件充模過(guò)程的模擬技術(shù)始于上世紀(jì) 80 年代，它 以計(jì)算流體力學(xué)的理論和方法為基礎(chǔ)，經(jīng)歷十余載，從二維簡(jiǎn)單

36、形狀開始，逐步深化 和擴(kuò)展，現(xiàn)已成功實(shí)現(xiàn)了三維復(fù)雜形狀鑄件的充模過(guò)程模擬，并能將流動(dòng)和傳熱過(guò)程 相耦合。目前國(guó)外已有一批商品化的三維鑄造過(guò)程模擬軟件，如日本的 SOLIDIA、英 國(guó)的 SOLSTAR、法國(guó)的 SIMULOR、瑞典的 NOVACAST、德國(guó)的 MAGMA 和美國(guó)的 AFSOLID、PROCAST 等。國(guó)內(nèi)也有清華大學(xué)的鑄造之星、華中科技大學(xué)的華鑄 CAE 等。 這些鑄造模 CAE 軟件已覆蓋鑄鋼、鑄鐵、鑄鋁和鑄銅等各類鑄件，大到數(shù)百噸，小至 幾千克，無(wú)論是在消除縮孔和縮松，還是在優(yōu)化澆冒口設(shè)計(jì)，改進(jìn)浮渣夾渣等方面都 發(fā)揮了顯著的作用。 伴隨著 CAE 技術(shù)在鑄造領(lǐng)域的成功應(yīng)用，

37、鑄造工藝及模具結(jié)構(gòu) CAD 的研究和應(yīng)用 也在不斷深入，國(guó)外已陸續(xù)推出了一些應(yīng)用軟件，如美國(guó)鑄造協(xié)會(huì)的 AFS- SOFTWARE，可用于鑄鋼和鑄鐵件的澆冒口設(shè)計(jì)，英國(guó) FOSECO 公司的 FEEDERCALK 軟件， 可以計(jì)算鑄鋼件的澆冒口尺寸和選擇保溫冒口套的類型。我國(guó)華中科技大學(xué)和清華大 學(xué)在鑄造工藝及模具結(jié)構(gòu) CAD 方面也做了許多工作，如清華大學(xué)開發(fā)的 THFSCAD 軟件， 主要由圖形掃描及矢量化和鑄造工藝 CAD 兩部分組成。前一部分對(duì)掃描輸入的圖形進(jìn) 行消藍(lán)去污和矢量化，后一部分用來(lái)建立參數(shù)化圖形、計(jì)算鑄件的加工余量、繪制工 藝卡等。THFSCAD 是在二維圖形學(xué)的基礎(chǔ)上開發(fā)

38、的，采用了 AUTOCAD 軟件為開發(fā)平臺(tái)。 隨著 CAD 技術(shù)的快速進(jìn)步，三維 CAD 系統(tǒng)在鑄造生產(chǎn)領(lǐng)域會(huì)逐步取代二維 CAD 系統(tǒng)而 成為主流設(shè)計(jì)系統(tǒng)。 鍛模 CAD/CAE/CAM 的發(fā)展概況 自上世紀(jì) 70 年代以來(lái)，國(guó)內(nèi)外許多學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)和公司對(duì)鍛模 CAD/CAE/CAM 技術(shù)進(jìn) 行了廣泛的研究，在鍛造工藝過(guò)程設(shè)計(jì)、鍛模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和金屬流動(dòng)模擬等方面均取得 了顯著的成績(jī)。 軸對(duì)稱鍛件約占鍛件總數(shù)的 30%左右，加上軸對(duì)稱鍛件幾何形狀簡(jiǎn)單，易于描述 和定義，所以開發(fā)鍛模 CAD/ CAM 系統(tǒng)時(shí)國(guó)內(nèi)外大多數(shù)機(jī)構(gòu)和人都是從軸對(duì)稱鍛模入 手。軸對(duì)稱鍛模 CAD/ CAM 系統(tǒng)的主要組成部分包

39、括鍛件設(shè)計(jì)、模鍛工藝設(shè)計(jì)、鍛模 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和 NC 編程。鍛件設(shè)計(jì)指的是設(shè)計(jì)冷鍛件圖和熱鍛件圖，包括選擇分模面、 補(bǔ)充機(jī)加工余量、添加圓角和拔模斜度等。模鍛工藝設(shè)計(jì)決定是否采用預(yù)成形工序、 怎樣采用預(yù)成形工序以及如何選擇鍛壓設(shè)備的噸位。 另一類廣泛應(yīng)用的鍛件是長(zhǎng)軸類鍛件，其成形工序設(shè)計(jì)和模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)遠(yuǎn)比軸對(duì) 稱鍛模復(fù)雜，因此開發(fā)長(zhǎng)軸類鍛模的 CAD/CAM 系統(tǒng)的難度更大、通用性也低，目前在 許多通用商品化 CAD/CAM 軟件上二次開發(fā)的長(zhǎng)軸類鍛模的 CAD/CAM 系統(tǒng)僅限于特定產(chǎn) 品和特定場(chǎng)合的應(yīng)用。 鍛模 CAD/ CAM 系統(tǒng)的發(fā)展方向是成組技術(shù)和模具標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)的進(jìn)一步貫徹執(zhí)行 以及

40、CAE 技術(shù)和人工智能技術(shù)的深入應(yīng)用。 在 CAE 技術(shù)方面，有限元法一直是分析和研究金屬鍛造成形的主要數(shù)值分析方法， 多年來(lái)已取得不少階段性的成果。1973 年 Lee 和 Kobayashi 以矩陣分析法導(dǎo)出了剛 塑性有限元的 Lagrange 算法，成功分析了鍛造成形過(guò)程。1974 年 Zienkiewicz 提出 了剛粘塑性有限元的罰函數(shù)法，分析了軋制、擠壓和拉拔等成形工藝。1982 年 Mori 和 Osakada 提出了剛塑性有限元中的材料可壓縮法并用于軋制和擠壓中。上世紀(jì) 80 年代初，Oh 和 Altan 用大型剛塑性有限元分析軟件 ALPID 對(duì)各類塑性變形問題進(jìn)行 了深入研

41、究。90 年代以后，國(guó)外一些商品化的專業(yè)有限元分析軟件，如法國(guó)的 FORGE2、美國(guó)的 DEFORM、ABAQUS、MSC/AutoForge 等，都已成功地應(yīng)用于鍛造領(lǐng)域。 這些軟件不僅可以預(yù)測(cè)鍛件成形的全過(guò)程，而且可以定量地給出與變形有關(guān)的各種物 理量，如位移、速度、應(yīng)力、應(yīng)變和載荷等，為獲得最優(yōu)的模具設(shè)計(jì)、最合理的工藝 方案和最少的試模時(shí)間提供了技術(shù)保證。 級(jí)進(jìn)模 CAD/CAE/CAM 的發(fā)展概況 國(guó)外級(jí)進(jìn)模 CAD/CAE/CAM 的研究始于上世紀(jì) 60 年代末，70 年代便有初步應(yīng)用， 但僅限于二維圖形的簡(jiǎn)單沖裁級(jí)進(jìn)模，其主要功能如條料排樣、凹模布置、工藝計(jì)算 和 NC 編程等。彎

42、曲級(jí)進(jìn)模 CAD/CAM 系統(tǒng)出現(xiàn)在 80 年代，如日本日立公司和富士通公 司的彎曲級(jí)進(jìn)模系統(tǒng)等。為了能夠適應(yīng)復(fù)雜模具的設(shè)計(jì)，富士通系統(tǒng)采用了自動(dòng)設(shè)計(jì) 和交互設(shè)計(jì)相結(jié)合的方法，在該系統(tǒng)中除毛坯展開、彎曲回彈計(jì)算和工步排序?yàn)樽詣?dòng) 處理外，其余均需要設(shè)計(jì)人員的參與。 應(yīng)用三維幾何造型技術(shù)的級(jí)進(jìn)模系統(tǒng)始于 80 年代末，如美國(guó) Auto-trol 公司的 Die-Design 系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用三維幾何模型來(lái)描述鈑金零件，并將三維圖形技術(shù)應(yīng) 用于模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，顯示出三維圖形軟件在模具設(shè)計(jì)中的重要作用。 進(jìn)入 90 年代，國(guó)際著名商品化三維 CAD/CAM 系統(tǒng)，如美國(guó)的 Pro/E、UG-II、 CA

43、DD5、Solidworks、MDT 等均陸續(xù)在模具界得到應(yīng)用。美國(guó) PTC 公司基于 Pro/E 系 統(tǒng)開發(fā)了鈑金零件造型模塊 Pro/Sheet Metal。UG Solution 公司在 UG-II 的基礎(chǔ)上 開發(fā)了同類型的模塊 UG/Sheet Metal。以上兩個(gè)系統(tǒng)都缺乏面向級(jí)進(jìn)成形工藝及模 具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的專用模塊，但這方面的工作進(jìn)展很快，有的已經(jīng)初見成效。 如美國(guó) Computer Design 公司開發(fā)的級(jí)進(jìn)模軟件 Striker Systems 是銷售量較大 的商業(yè)化 CAD/CAM 系統(tǒng)，包括鈑金零件造型（SS-DESIGN）、毛坯展開（SS-UNFOLD）、 毛坯排樣（SS

44、-STRIP DESIGN），模具設(shè)計(jì)（SS-DIE DESIGN）和數(shù)控加工（SS- WIRE、SS-PROFILE）等模塊。該系統(tǒng)支持鈑金零件的特徵造型，雖已具有某些自動(dòng)化 設(shè)計(jì)的功能，但其設(shè)計(jì)過(guò)程仍以交互操作為主，目前只適用于彎曲沖裁級(jí)進(jìn)模的設(shè)計(jì)。 本世紀(jì)之初，美國(guó) UGS 公司與我國(guó)華中科技大學(xué)合作在 UG-II（現(xiàn)為 NX）軟件平 臺(tái)上開發(fā)出基于三維幾何模型的級(jí)進(jìn)模 CAD/CAM 軟件 NX-PDW。該軟件包括工程初始 化、工藝預(yù)定義、毛坯展開、毛坯排樣、廢料設(shè)計(jì)、條料排樣、壓力計(jì)算和模具結(jié)構(gòu) 設(shè)計(jì)等模塊。具有特徵識(shí)別與重構(gòu)、全三維結(jié)構(gòu)關(guān)聯(lián)等顯著特色，已在 2003 年作為 商品化

45、產(chǎn)品投入巿場(chǎng)。我國(guó)從上世紀(jì) 90 年代開始，華中科技大學(xué)、上海交通大學(xué)、 西安交通大學(xué)和北京機(jī)電研究院等相繼開展了級(jí)進(jìn)模 CAD/CAM 系統(tǒng)的研究和開發(fā)。如 華中科技大學(xué)模具技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在 AutoCAD 軟件平臺(tái)上開發(fā)出基于特徵的級(jí)進(jìn) 模 CAD/CAM 系統(tǒng) HMJC，包括鈑金零件特徵造型、基于特徵的沖壓工藝設(shè)計(jì)、模具結(jié) 構(gòu)設(shè)計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)件及典型結(jié)構(gòu)建庫(kù)工具和線切割自動(dòng)編程五個(gè)模塊。上海交通大學(xué)為瑞 士法因托（Finetool）精沖公司開發(fā)成功精密沖裁級(jí)進(jìn)模 CAD/CAM 系統(tǒng)。西安交通大 學(xué)開發(fā)出多工位彎曲級(jí)進(jìn)模 CAD 系統(tǒng)等。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)一些軟件公司也競(jìng)相加入了級(jí) 進(jìn)模 CAD

46、/CAM 系統(tǒng)的開發(fā)行列，如深圳雅明軟件制作室開發(fā)的級(jí)進(jìn)模系統(tǒng) CmCAD、富 士康公司開發(fā)的用于單沖模與復(fù)合模的 CAD 系統(tǒng) Fox-cad 等。 模具 CAD/CAE/CAM 是改造傳統(tǒng)模具生產(chǎn)方式的關(guān)鍵技術(shù)，是一項(xiàng)高科技、高效益的系 統(tǒng)工程。它以計(jì)算機(jī)軟件的形式，為企業(yè)提供一種有效的輔助工具，使工程技術(shù)人員 借助于計(jì)算機(jī)對(duì)產(chǎn)品性能、模具結(jié)構(gòu)、成形工藝、數(shù)控加工及生產(chǎn)管理進(jìn)行設(shè)計(jì)和優(yōu) 化。模具 CAD/CAE/CAM 技術(shù)能顯著縮短模具設(shè)計(jì)與制造周期、降低生產(chǎn)成本和提高產(chǎn) 品質(zhì)量已成為模具界的共識(shí)。模具是制造業(yè)的重要工藝基礎(chǔ)，在我國(guó)，模具制造屬于 專用設(shè)備制造業(yè)。中國(guó)雖然很早就開始制造模

47、具和使用模具，但長(zhǎng)期未形成產(chǎn)業(yè)。直 到 20 世紀(jì) 80 年代后期，中國(guó)模具工業(yè)才駛?cè)氚l(fā)展的快車道。近年，不僅國(guó)有模具企 業(yè)有了很大發(fā)展，三資企業(yè)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)（個(gè)體）模具企業(yè)的發(fā)展也相當(dāng)迅速。雖然中國(guó)模 具工業(yè)發(fā)展迅速，但與需求相比，顯然供不應(yīng)求，其主要缺口集中于精密、大型、復(fù) 雜、長(zhǎng)壽命模具領(lǐng)域。由于在模具精度、壽命、制造周期及生產(chǎn)能力等方面，中國(guó)與 國(guó)際平均水平和發(fā)達(dá)國(guó)家仍有較大差距，因此，每年需要大量進(jìn)口模具。 本設(shè)計(jì)是空氣濾清器殼反拉深、沖孔復(fù)合模設(shè)計(jì)，落料、拉深、成型都是沖裁的 基本工序。 所謂落料是在平板毛坯上沿封閉輪廓進(jìn)行沖裁，被分離下來(lái)的一塊稱為落料件， 余下的就是廢料。落料常用于制

48、備工序件。 拉深是指在壓力機(jī)上使用模具將平板毛坯制成帶底的圓筒形件或矩形間的成形方 法。 脹形是指利用模具強(qiáng)迫板料厚度減薄而表面積增大，以獲得零件幾何形狀的沖壓 加工方法。 冷沖模是實(shí)現(xiàn)冷沖模生產(chǎn)的專用工具和主要工藝裝備。沖壓件的形狀和尺寸精度 靠模具直接保證，沖壓生產(chǎn)率高，操作簡(jiǎn)單，成本低廉等優(yōu)越性要靠?jī)?yōu)良結(jié)構(gòu)性能的 沖模來(lái)實(shí)現(xiàn)。沖模的結(jié)構(gòu)性能直接反映了沖壓技術(shù)水平的高低。 本設(shè)計(jì)采用復(fù)合模，其優(yōu)缺點(diǎn)如下所式： 優(yōu)點(diǎn) 1 沖裁時(shí)材料處于受壓狀態(tài)，零件表面平整。 2 沖裁時(shí)材料不需進(jìn)給移動(dòng)，零件精度不受送料誤差影響，其內(nèi)、外形同軸度較 高，一般可以達(dá)到0.020.04，零件尺寸精度高，可達(dá) I

49、T8 級(jí)，在這 3 種型式的 模具中，其零件精度最高。 3 模具結(jié)構(gòu)緊湊，外廓尺寸小。 4 用復(fù)合模沖壓時(shí)對(duì)條料形狀及尺寸的限制不嚴(yán)格，可用短料和邊角余料來(lái)沖壓 零件，材料利用率比連續(xù)模高。 5 適宜沖壓薄料、軟料和脆性材料。 缺點(diǎn) 1 模具零件多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，裝配制造困難，成本高。但形狀復(fù)雜的零件其模具制 造難度比連續(xù)模低。 2 由于受到凸凹模最小壁厚的限制，對(duì)于一些內(nèi)孔與外緣之間及孔間距離較小的 零件，不宜采用復(fù)合模。 3 生產(chǎn)率比連續(xù)模低，工作沒有連續(xù)模安全，零件出件沒有連續(xù)模方便。適宜于 生產(chǎn)批量大、尺寸大的零件。有時(shí)候?yàn)榱吮ＷC零件的精度，批量小時(shí)也用它。 沖模零件材料的選用 沖模材料，

50、尤其是凸、凹模的材料與模具壽命關(guān)系很大，合理選用材料是模具設(shè) 計(jì)的一項(xiàng)十分重要的工作。 沖壓時(shí)模具工作部分要受多次大壓小拉的交變沖擊載荷作用，沖模將產(chǎn)生壓縮、 彎曲、疲勞變形和摩擦損傷，其正常的失效形式為磨損或疲勞斷裂。由于結(jié)構(gòu)和熱處 理原因，也會(huì)產(chǎn)生鐓粗，局部壓榻、崩刃和折斷等早期破壞。因而模具材料應(yīng)具有很 高的抗壓強(qiáng)度，高的疲勞強(qiáng)度和高的耐磨性以及足夠的韌性。多數(shù)模具形狀復(fù)雜、精 度要求也高。因此，還需要熱處理材料變形小。 選用材料時(shí)應(yīng)考慮模具的工作特性，受力情況，沖壓件材料性能，沖壓件的精度， 生產(chǎn)批量以及模具材料的加工工藝性能和工廠現(xiàn)有條件等因素。既要保證模具的壽命 又要使成本不至于過(guò)

51、高。一般講，對(duì)于沖壓件形狀簡(jiǎn)單、尺寸不大、受力小的模具， 選用高碳工具鋼制造；沖壓件形狀復(fù)雜、尺寸大、沖壓力大的模具，選用合金鋼和高 速鋼制造；而沖壓件的精度或壽命要求高的高速?zèng)_壓或精密的沖壓模具，常選用硬質(zhì) 合金、鋼質(zhì)硬質(zhì)合金等材料制造。沖模工作部分和其他的零件具體的材料和熱處理要 求，可參看有關(guān)沖模資料選用。 沖床的選用 沖床是機(jī)械壓力機(jī)的俗稱，是用來(lái)對(duì)坯料進(jìn)行沖壓加工的主要設(shè)備。沖床的選用 是沖壓工藝設(shè)計(jì)過(guò)程中的一項(xiàng)重要內(nèi)容。沖床的選用必須根據(jù)沖壓工序的性質(zhì)、沖壓 力（包括壓料力、卸料力等） 、變形功、模具結(jié)構(gòu)型式、模具的閉合高度和輪廓尺寸 以及生產(chǎn)批量、生產(chǎn)成本、產(chǎn)品質(zhì)量等諸多因素，結(jié)

52、合單位現(xiàn)有設(shè)備條件進(jìn)行。 沖床的選用主要是確定沖床的類型和噸位。 冷沖模主要由以下幾部分構(gòu)成 1工作部分：其功能是完成材料的分離。零件質(zhì)量及尺寸精度主要靠該部分來(lái) 保證。 2定位及擋料部分：其功能是確定條料在沖模中的正確位置。 3卸料及推件裝置：其功能是把箍在凸凹模外圍的條料卸下來(lái)，把梗塞在凹模 內(nèi)的零件推出來(lái)，保證沖壓繼續(xù)正常進(jìn)行。 4導(dǎo)向裝置：其功能是保證上、下模正常運(yùn)行，使之不產(chǎn)生位置偏移。 5連接固定部分：其功能是連接和緊固各零部件，使之成為一完整的整體。 本設(shè)計(jì)是護(hù)罩殼落料、拉深、沖孔復(fù)合模，所謂復(fù)合模是指壓力機(jī)一次行程 中，在模具的一個(gè)工位上，同時(shí)完成幾道不同工序的模具。它屬于多工序模。 工作部分除凹、凸模外還有凸凹模。落料凹模在上模部分的稱為倒裝復(fù)合模， 落料凹模在下模的稱為正裝復(fù)合模。 參考文獻(xiàn) 1鐘毓斌主編 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì) 機(jī)械工業(yè)出版社 北京 2005.2 2王孝培主編實(shí)用沖壓技術(shù)手冊(cè) 機(jī)械工業(yè)出版社 北京 200