畢業(yè)設(shè)計（論文）-支板沖壓工藝及模具設(shè)計

支板沖壓工藝及模具設(shè)計【沖孔落料級進(jìn)?！咳讏D紙加V信153893706或扣3346389411摘要本設(shè)計題目為支板沖壓工藝及模具設(shè)計，體現(xiàn)了沖壓零件的設(shè)計要求、內(nèi)容及方向，有一定的設(shè)計意義。通過對該零件模具的設(shè)計，進(jìn)一步加強(qiáng)了設(shè)計者沖壓模設(shè)計的基礎(chǔ)知識，為設(shè)計更復(fù)雜的沖壓級進(jìn)模具做好了鋪墊和吸取了更深刻的經(jīng)驗。本設(shè)計運(yùn)用沖壓模具成形工藝及模具設(shè)計的基礎(chǔ)知識，首先分析了支板的材料工藝性能，為選取模具的類型做好了準(zhǔn)備；然后討論了該零件的工藝方案，提出了各種方案的優(yōu)缺點，進(jìn)行分析比較后得出了本設(shè)計的初步思想，進(jìn)而分析了零件的特征，確定模具的設(shè)計參數(shù)、設(shè)計要點及卸料裝置、推件裝置等的選取。本模具的凸模以裝在彈壓導(dǎo)板中的導(dǎo)板鑲塊導(dǎo)向，彈壓導(dǎo)板一導(dǎo)柱導(dǎo)向，導(dǎo)向準(zhǔn)確，保證凸凹模的精確配合，并且加強(qiáng)了凸?？v向穩(wěn)定性，避免小凸模產(chǎn)生縱向彎曲。凸模與固定板為間隙配合，凸模裝配調(diào)整和更換很方便。彈壓導(dǎo)板用卸料螺釘與上模連接，加上凸模與固定板知道是間隙配合，因此能消除壓力機(jī)導(dǎo)向誤差對模具的影響，對延長模具壽命有利。沖裁排樣采用直對排，一次沖裁獲得兩個零件，兩件的落料工位離開一定距離，以增強(qiáng)凹模的強(qiáng)度，也便于加工和裝配。關(guān)鍵詞：級進(jìn)沖裁模彈壓導(dǎo)板卸料裝置導(dǎo)向AbstractAdesignforthelong-tube-weldingblankingProgressivePiercingDieDesign,reflectsthegasketstampingpartsofthedesignrequirements,thecontentsanddirectionofthedesignofacertainsignificance.Throughpartsofthemolddesign,thedesignerstofurtherstrengthenthebasisofstampingdiedesignknowledgeforthedesignofmorecomplexprogressivestampingdieandlessonswellforeshadowamoreprofoundexperience.

Theuseofstampingdiedesignanddiedesignprocessformingthebasisofknowledge,thefirstfilmofweldingmaterialstechnologyperformance,selectthetypeofmoldhasbeenwellpreparedforandthendiscussedthecomponentsoftheprogramme,theprioritiesofthevariousprogrammesshortcomings,theanalysisderivedfromacomparisonofthepreliminarydesignideas,thenpartsofthecharacteristicsofthediesetdesignparameters,designfeaturesandunloadingdevices,pushingtheselectionofdevices.

ThediepunchtoTanyaplatesmountedontheguideplateinsertsorientation,TanyaplateI.-oriented,accurateguidancetoensureaccuratepunchanddiewiththepunchandstrengthenlongitudinalstabilityandavoidasmallverticalbendingpunch.itcaneliminatethemoldpresstheimpactoftheextensionoffavourabledielife.Blankingnestingbythestraightlinetobeapunchingtwoparts,twooftheblankingacertaindistancefromthebittoenhancethestrengthofdie,butalsofacilitatetheprocessingandassemblyKeywords:Progressivestampingdie,Tanyaplate,Dischargingdevice，Oriented目錄1緒論…………11.1國內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢……………11.1.1國內(nèi)模具的現(xiàn)狀…………11.1.2國內(nèi)模具的發(fā)展趨勢……………………21.2國外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢……………31.3沖壓件模具設(shè)計與制造…………………51.3.1支板模具設(shè)計的設(shè)計思路………………71.3.2支板模具設(shè)計的進(jìn)度……………………112支板零件工藝分析…………112.1支板件的工藝性分析……………………112.2沖裁工藝計算和工藝方案的確定………122.2.1工藝方案的確定…………122.2.2確定零件的排樣方案……………………133模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計……………143.1模具工作部分的計算……………………143.1.1沖裁模具間隙……………143.1.2沖裁模的結(jié)構(gòu)設(shè)計………143.1.3沖裁模的送料方式設(shè)計…………………143.1.4沖裁模的定位裝置設(shè)計…………………153.1.5沖裁模的導(dǎo)向方式設(shè)計…………………153.1.6沖裁模的卸料方式設(shè)計…………………153.2模具主要零件和主要工作機(jī)構(gòu)的設(shè)計與標(biāo)準(zhǔn)化………153.2.1模具工作零部件的設(shè)計與標(biāo)準(zhǔn)化（尺寸、位置、標(biāo)準(zhǔn)與示意圖）…15一.工作零部件的計算…………………15二、標(biāo)準(zhǔn)模架的選用……………………22三.卸料裝置的設(shè)計與標(biāo)準(zhǔn)化…………23四.聯(lián)接件的選用與標(biāo)準(zhǔn)化……………23五、支板沖孔落料連續(xù)?？傃b圖………24六、沖壓力與壓力中心的計算，初選壓力機(jī)…………24七、壓力機(jī)的校核………263.2.2沖裁模的導(dǎo)向方式設(shè)計…………………264結(jié)束語…………29致謝……………30參考文獻(xiàn)…………31PAGEPAGE34目錄1緒論……………………11.1國內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢…………11.1.1國內(nèi)模具的現(xiàn)狀……………………11.1.2國內(nèi)模具的發(fā)展趨勢………………21.2國外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢………31.2.1未來沖壓模具制造技術(shù)的發(fā)展趨勢……………51.3沖壓件模具設(shè)計與制造……………71.3.1支板模具設(shè)計的設(shè)計思路………111.3.2支板模具設(shè)計的進(jìn)度……………112支板零件工藝分析…………………112.1支板件的工藝性分析………………112.2沖裁工藝計算和工藝方案的確定…………………122.2.1工藝方案的確定…………………122.2.2確定零件的排樣方案……………133模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計………143.1模具工作部分的計算……………143.1.1沖裁模具間隙……………………143.1.2沖裁模的結(jié)構(gòu)設(shè)計………………143.1.3沖裁模的送料方式設(shè)計…………143.1.4沖裁模的定位裝置設(shè)計…………153.1.5沖裁模的導(dǎo)向方式設(shè)計…………153.1.6沖裁模的卸料方式設(shè)計…………153.2模具主要零件和主要工作機(jī)構(gòu)的設(shè)計與標(biāo)準(zhǔn)化…153.2.1模具工作零部件的設(shè)計與標(biāo)準(zhǔn)化………………15一.工作零部件的計算………………15二、標(biāo)準(zhǔn)模架的選用…………………22三.卸料裝置的設(shè)計與標(biāo)準(zhǔn)化………23四.聯(lián)接件的選用與標(biāo)準(zhǔn)化…………23五、手柄沖孔落料連續(xù)模總裝圖……24六、沖壓力與壓力中心的計算，初選壓力機(jī)………24七.壓力機(jī)的校核……………………263.2.1裁模的導(dǎo)向方式設(shè)計……………264結(jié)束語…………………29致謝………………………30參考文獻(xiàn)……………………31

1緒論模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備，被稱為"工業(yè)之母"。75%的粗加工工業(yè)產(chǎn)品零件、50%的精加工零件由模具成型，絕大部分塑料制品也由模具成型。作為國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)，模具涉及五金、機(jī)械、汽車、輕工、電子、化工、冶金、建材等各個行業(yè)，應(yīng)用范圍十分廣泛.模具是制造業(yè)的重要工藝基礎(chǔ)，在我國，模具制造屬于專用設(shè)備制造業(yè)。中國雖然很早就開始制造模具和使用模具，但長期未形成產(chǎn)業(yè)。直到20世紀(jì)80年代后期，中國模具工業(yè)才駛?cè)氚l(fā)展的快車道。近年，不僅國有模具企業(yè)有了很大發(fā)展，三資企業(yè)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)（個體）模具企業(yè)的發(fā)展也相當(dāng)迅速。1.1國內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢1.1.1國內(nèi)模具的現(xiàn)狀我國模具近年來發(fā)展很快，據(jù)不完全統(tǒng)計，2003年我國模具生產(chǎn)廠點約有2萬多家，從業(yè)人員約50多萬人，作為工業(yè)生產(chǎn)基礎(chǔ)工藝裝備的模具，在國民經(jīng)濟(jì)中占有重要的地位，模具技術(shù)也已成為衡量一個國家產(chǎn)品制造水平的重要標(biāo)志之一。目前，我國的模具技術(shù)有了很大發(fā)展，模具的精密度、復(fù)雜程度和壽命都有大提高。如，主要的汽車模具企業(yè)已能生產(chǎn)大型、精密的轎車覆蓋件模具；體現(xiàn)高水平制造技術(shù)的多工位級進(jìn)模的覆蓋面增加；塑料模熱流道技術(shù)日漸成熟，氣體輔助注射技術(shù)開始采用；壓鑄工藝得到發(fā)展。此外，CAD/CAM/CAE技術(shù)得到廣泛應(yīng)用，高速加工、復(fù)合加工等先進(jìn)的加工技術(shù)也得到進(jìn)一步推廣；快速原型進(jìn)展很快；模具的標(biāo)準(zhǔn)化程度也有一定提高。但是，由于我國的模具行業(yè)起步較晚，與國外相比，仍存在不小的差距，主要體現(xiàn)在：產(chǎn)需矛盾：隨著工業(yè)發(fā)展水平的不斷提高，工業(yè)產(chǎn)品更新速度的加快，對模具的需求越來越大。無論是數(shù)量還是質(zhì)量都無法滿足國內(nèi)市場的需要，只達(dá)到70％左右。造成矛盾突出的原因是模具企業(yè)的專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化程度低，生產(chǎn)周期長。另外，設(shè)計和制造工藝水平還不能完全適應(yīng)發(fā)展的需要。企業(yè)結(jié)構(gòu)不合理：我國很多模具生產(chǎn)能力集中在各主機(jī)廠的模具分廠或車間內(nèi)，模具的商品化程度低，而國外70％以上都是專業(yè)模具廠，且走的是“小而精”的道路，因此生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益俱佳。產(chǎn)品水平：衡量模具的產(chǎn)品水平，主要有模具加工的制造精度和表面粗糙度，加工模具的復(fù)雜程度，以及模具的制造周期和使用壽命。而這幾項指標(biāo)與國外相比的差距都十分明顯。此外，模具工業(yè)的整體裝備水平也存在相對落后，利用率低的現(xiàn)象。高素質(zhì)的模具技術(shù)人才缺乏，產(chǎn)品的綜合開發(fā)能力還急需加強(qiáng)。針對不足和模具市場巨大的潛力，國家制定了模具行業(yè)的“十五”發(fā)展規(guī)劃。一方面要繼續(xù)推廣新技術(shù)的應(yīng)用，提高大型、精密、復(fù)雜模具的制造水平；另一方面要針對不同模具市場的需求，有針對性的發(fā)展。希望在模具企業(yè)的整體實力有進(jìn)一步提升，重點、骨干企業(yè)可以達(dá)到50%。2003年是“十五”關(guān)鍵的一年，如果做不到60%任務(wù)的完成，那么計劃就會失敗，而模具失敗了，對整個工業(yè)都會有影響。模具鋼數(shù)量與質(zhì)量有待提高成對模具工業(yè)的快速發(fā)展，國內(nèi)模具鋼產(chǎn)品發(fā)展的速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，這也是制約模具市場的一個重要因素。1.1.2國內(nèi)模具的發(fā)展趨勢巨大的市場需求將推動中國模具的工業(yè)調(diào)整發(fā)展。雖然我國的模具工業(yè)和技術(shù)在過去的十多年得到了快速發(fā)展中國模具產(chǎn)業(yè)除了要繼續(xù)提高生產(chǎn)能力，今后更要著重于行業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的調(diào)整和技術(shù)發(fā)展水平的提高。結(jié)構(gòu)調(diào)整方面，主要是企業(yè)結(jié)構(gòu)向?qū)I(yè)化調(diào)整，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)向著中高檔模具發(fā)展，向進(jìn)出口結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，中高檔汽車覆蓋件模具成形分析及結(jié)構(gòu)改進(jìn)、多功能復(fù)合模具和復(fù)合加工及激光技術(shù)在模具設(shè)計制造上的應(yīng)用、高速切削、超精加工及拋光技術(shù)、信息化方向發(fā)展。

近年，模具行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和體制改革步伐加大，主要表現(xiàn)在，大型、精密、復(fù)雜、長壽命、中高檔模具及模具標(biāo)準(zhǔn)件發(fā)展速度高于一般模具產(chǎn)品；塑料模和壓鑄模比例增大；專業(yè)模具廠數(shù)量及其生產(chǎn)能力增加；“三資”及私營企業(yè)發(fā)展迅速；股份制改造步伐加快等。從地區(qū)分布來看，以珠江三角洲和長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，江蘇、上海、安徽和山東等地近幾年也有較大發(fā)展。1.2國外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢模具是工業(yè)生產(chǎn)關(guān)鍵的工藝裝備，在電子、建材、汽車、電機(jī)、電器、儀器儀表、家電和通訊器材等產(chǎn)品中，60％－80％的零部件都要依靠模具成型隨著與國際接軌的腳步不斷加快，市場競爭的日益加劇，人們已經(jīng)越來越認(rèn)識到產(chǎn)品質(zhì)量、成本和新產(chǎn)品的開發(fā)能力的重要性。而模具制造是整個鏈條中最基礎(chǔ)的要素之一，模具制造技術(shù)現(xiàn)已成為衡量一個國家發(fā)展水來的標(biāo)志。近年許多模具企業(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CAD，并陸續(xù)開始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等國際通用軟件，個別廠家還引進(jìn)了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE軟件，并成功應(yīng)用于沖壓模的設(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)已取得很大進(jìn)步，東風(fēng)汽車公司模具廠、一汽模具中心等模具廠家已能生產(chǎn)部分轎車覆蓋件模具。此外，許多研究機(jī)構(gòu)和大專院校開展模具技術(shù)的研究和開發(fā)。經(jīng)過多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技術(shù)方面取得了顯著進(jìn)步；在提高模具質(zhì)量和縮短模具設(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(dú)立研制的汽車覆蓋件沖壓成型分析KMAS軟件，華中理工大學(xué)模具技術(shù)國家重點實驗室開發(fā)的注塑模、汽車覆蓋件模具和級進(jìn)模CAD/CAE/CAM軟件，上海交通大學(xué)模具CAD國家工程研究中心開發(fā)的冷沖模和精沖研究中心開發(fā)的冷沖模和精沖模CAD軟件等在國內(nèi)模具行業(yè)擁有不少的用戶。雖然中國模具工業(yè)在過去十多年中取得了令人矚目的發(fā)展，但許多方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比仍有較大的差距。例如，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)雜和長壽命模具依賴進(jìn)口。1、未來沖壓模具制造技術(shù)發(fā)展趨勢模具技術(shù)的發(fā)展應(yīng)該為適應(yīng)模具產(chǎn)品“交貨期短”、“精度高”、“質(zhì)量好”、“價格低”的要求服務(wù)。達(dá)到這一要求急需發(fā)展如下幾項：(1)全面推廣CAD/CAM/CAE技術(shù)模具CAD/CAM/CAE技術(shù)是模具設(shè)計制造的發(fā)展方向。隨著微機(jī)軟件的發(fā)展和進(jìn)步，普及CAD/CAM/CAE技術(shù)的條件已基本成熟，各企業(yè)將加大CAD/CAM技術(shù)培訓(xùn)和技術(shù)服務(wù)的力度；進(jìn)一步擴(kuò)大CAE技術(shù)的應(yīng)用范圍。計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展正使CAD/CAM/CAE技術(shù)跨地區(qū)、跨企業(yè)、跨院所地在整個行業(yè)中推廣成為可能，實現(xiàn)技術(shù)資源的重新整合，使虛擬制造成為可能。(2)高速銑削加工國外近年來發(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。另外，還可加工高硬度模塊，還具有溫升低、熱變形小等優(yōu)點。高速銑削加工技術(shù)的發(fā)展，對汽車、家電行業(yè)中大型型腔模具制造注入了新的活力。目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向發(fā)展。(3)模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng)高速掃描機(jī)和模具掃描系統(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。有些快速掃描系統(tǒng)，可快速安裝在已有的數(shù)控銑床及加工中心上，實現(xiàn)快速數(shù)據(jù)采集、自動生成各種不同數(shù)控系統(tǒng)的加工程序、不同格式的CAD數(shù)據(jù)，用于模具制造業(yè)的“逆向工程”。模具掃描系統(tǒng)已在汽車、摩托車、家電等行業(yè)得到成功應(yīng)用，相信在“十五”期間將發(fā)揮更大的作用。(4)電火花銑削加工電火花銑削加工技術(shù)也稱為電火花創(chuàng)成加工技術(shù)，這是一種替代傳統(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。國外已有使用這種技術(shù)的機(jī)床在模具加工中應(yīng)用。預(yù)計這一技術(shù)將得到發(fā)展。(5)提高模具標(biāo)準(zhǔn)化程度我國模具標(biāo)準(zhǔn)化程度正在不斷提高，估計目前我國模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率已達(dá)到30%左右。國外發(fā)達(dá)國家一般為80%左右。(6)優(yōu)質(zhì)材料及先進(jìn)表面處理技術(shù)選用優(yōu)質(zhì)鋼材和應(yīng)用相應(yīng)的表面處理技術(shù)來提高模具的壽命就顯得十分必要。模具熱處理和表面處理是否能充分發(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。模具表面處理除完善應(yīng)發(fā)展工藝先進(jìn)的氣相沉積(TiN、TiC等)、等離子噴涂等技術(shù)。(7)模具研磨拋光將自動化、智能化模具表面的質(zhì)量對模具使用壽命、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。(8)模具自動加工系統(tǒng)的發(fā)展這是我國長遠(yuǎn)發(fā)展的目標(biāo)。模具自動加工系統(tǒng)應(yīng)有多臺機(jī)床合理組合；配有隨行定位夾具或定位盤；有完整的機(jī)具、刀具數(shù)控庫；有完整的數(shù)控柔性同步系統(tǒng)；有質(zhì)量監(jiān)測控制系統(tǒng)。1.3沖壓件模具設(shè)計與制造我國考古發(fā)現(xiàn)，早在2000多年前，我國已有沖壓模具被用于制造銅器，證明了中國古代沖壓成型和沖壓模具方面的成就就在世界領(lǐng)先。1953年，長春第一汽車制造廠在中國首次建立了沖模車間，該廠于1958年開始制造汽車覆蓋件模具。我國于20世紀(jì)60年代開始生產(chǎn)精沖模具。在走過了溫長的發(fā)展道路之后，目前我國已形成了300多億元（未包括港、澳、臺的統(tǒng)計數(shù)字，下同。）各類沖壓模具的生產(chǎn)能力。一、沖壓模具市場情況我國沖壓模具無論在數(shù)量上，還是在質(zhì)量、技術(shù)和能力等方面都已有了很大發(fā)展，但與國發(fā)經(jīng)濟(jì)需求和世界先進(jìn)水平相比，差距仍很大，一些大型、精度、復(fù)雜、長壽命的高檔模具每年仍大量進(jìn)口，特別是中高檔轎車的覆蓋件模具，目前仍主要依靠進(jìn)口。一些低檔次的簡單沖模，已趨供過于求，市場竟?fàn)幖ち摇，F(xiàn)將2004年我國沖壓模具市場情況簡介如下：據(jù)中國模具工業(yè)協(xié)會發(fā)布的統(tǒng)計材料，2004年我國沖壓模具總產(chǎn)出約為220億元，其中出口0.75億美元,約合6.2億元.根據(jù)我國海關(guān)統(tǒng)計資料,2004年我國共進(jìn)口沖壓模具5.61億美聯(lián)社元,約合46.6億元.二、沖壓模具水平狀況近年來，我國沖壓模具水平已有很大提高。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進(jìn)模國內(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內(nèi)也已達(dá)到相當(dāng)高的水平。1、模具CAD/CAM技術(shù)狀況我國模具CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展已有20多年歷史。由原華中工學(xué)院和武漢733廠于1984年共同完成的精神模CAD/CAM系統(tǒng)是我國第一個自行開發(fā)的模具CAD/CAM系統(tǒng)。由華中工學(xué)院和北京模具廠等于1986年共同完成的冷沖模CAD/CAM系統(tǒng)是我國自行開發(fā)的第一個沖裁模CAD/CAM系統(tǒng)。上海交通大學(xué)開發(fā)的冷沖模CAD/CAM系統(tǒng)也于同年完成。20世紀(jì)90年代以來，國內(nèi)汽車行業(yè)的模具設(shè)計制造中開始采用CAD/CAM技術(shù)。一汽和成飛汽車模具中心引進(jìn)了工作站和CAD/CAM軟件系統(tǒng)，并在模具設(shè)計制造中實際應(yīng)用，取得了顯著效益。1997年一汽引進(jìn)了板料成型過程計算機(jī)模擬CAE軟件并開始用于生產(chǎn)。21世紀(jì)開始CAD/CAM技術(shù)逐漸普及，現(xiàn)在具有一定生產(chǎn)能力的沖壓模具企業(yè)基本都有了CAD/CAM技術(shù)。其中部分骨干重點企業(yè)還具備各CAE能力。模具CAD/CAM技術(shù)能顯著縮短模具設(shè)計與制造周期，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量，已成為人們的共識。在“八五”、九五“期間，已有一大批模具企業(yè)推廣普及了計算機(jī)繪圖技術(shù)，數(shù)控加工的使用率也越來越高，并陸續(xù)引進(jìn)了相當(dāng)數(shù)量CAD/CAM系統(tǒng)。如美國EDS的UG，美國ParametricTechnology公司Pro/Engineer，美國CV公司的CADSS，英國DELCAM公司的DOCT5，日本HZS公司的CRADE及space-E,以色列公司的Cimatron還引進(jìn)了AutoCADCATIA等軟件及法國Marta-Daravision公司用于汽車及覆蓋件模具的Euclid-IS等專用軟件。國內(nèi)汽車覆蓋件模具生產(chǎn)企業(yè)普遍采用了CAD/CAM技術(shù)/DL圖的設(shè)計和模具結(jié)構(gòu)圖的設(shè)計均已實現(xiàn)二維CAD，多數(shù)企業(yè)已經(jīng)向三維過渡，總圖生產(chǎn)逐步代替零件圖生產(chǎn)。且模具的參數(shù)化設(shè)計也開始走向少數(shù)模具廠家技術(shù)開發(fā)的領(lǐng)域。在沖壓成型CAE軟件方面，除了引進(jìn)的軟件外，華中科技術(shù)大學(xué)、吉林大學(xué)、湖南大學(xué)等都已研發(fā)了較高水平的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的軟件，并已在生實踐中得到成功應(yīng)用，產(chǎn)生了良好的效益。

快速原型（RP）傳統(tǒng)的快速經(jīng)濟(jì)模具相結(jié)合，快速制造大型汽車覆蓋件模具，解決了原來低熔點合金模具靠樣件澆鑄模具，模具精度低、制件精度低，樣樣制作難等問題，實現(xiàn)了以三維CAD模型作為制模依據(jù)的快速模具制造，它標(biāo)志著RPM應(yīng)用于汽車身大型覆蓋件試制模具已取得了成功。圍繞著汽車車身試制、大型覆蓋件模具的快速制造，近年來也涌現(xiàn)出一些新的快速成型方法，例如目前已開始在生產(chǎn)中應(yīng)用的無模多點成型及激光沖擊和電磁成型等技術(shù)。它們都表現(xiàn)出了降低成本、提高效率等優(yōu)點。2、模具設(shè)計與制造能力狀況在國家產(chǎn)業(yè)政策的正確引導(dǎo)下，經(jīng)過幾十年努力，現(xiàn)在我國沖壓模具的設(shè)計與制造能力已達(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)計制造技術(shù)已在很多模具企業(yè)得到應(yīng)用。雖然如此，我國的沖壓模具設(shè)計制造能力與市場需要和國際先進(jìn)水平相比仍有較大差距。這一些主要表現(xiàn)在高檔轎車和大中型汽車覆蓋件模具及高精度沖模方面，無論在設(shè)計還是加工工藝和能力方面，都有較大差距。轎車覆蓋件模具，具有設(shè)計和制造難度大，質(zhì)量和精度要求高的特點，可代表覆蓋件模具的水平。雖然在設(shè)計制造方法和手段方面基本達(dá)到了國際水平，模具結(jié)構(gòu)周期等方面，與國外相比還存在一定的差距。標(biāo)志沖模技術(shù)先進(jìn)水平的多工位級進(jìn)模和多功能模具，是我國重點發(fā)展的精密模具品種。有代表性的是集機(jī)電一體化的鐵芯精密自動閥片多功能模具，已基本達(dá)到國際水平。但總體上和國外多工位級進(jìn)模相比，在制造精度、使用壽命、模具結(jié)構(gòu)和功能上，仍存在一定差距。汽車覆蓋件模具制造技術(shù)正在不斷地提高和完美，高精度、高效益加工設(shè)備的使用越來越廣泛。高性能的五軸高速銑床和三軸的高速銑床的應(yīng)用已越來越多。NC、DNC技術(shù)的應(yīng)用越來越成熟，可以進(jìn)行傾角加工超精加工。這些都提高了模具面加工精度，提高了模具的質(zhì)量，縮短了模具的制造周期。模具表面強(qiáng)化技術(shù)也得到廣泛應(yīng)用。工藝成熟、無污染、成本適中的離子滲氮技術(shù)越來越被認(rèn)可，碳化物被覆處理（TD處理）及許多鍍（涂）層技術(shù)在沖壓模具上的應(yīng)用日益增多。真空處理技術(shù)、實型鑄造技術(shù)、刃口堆焊技術(shù)等日趨成熟。激光切割和激光焊技術(shù)也得到了應(yīng)用。改革開放以來，隨著國民經(jīng)濟(jì)的高速發(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15%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)生了巨大變化，除了國有專業(yè)模具廠外，集體、合資、獨(dú)資和私營也得到了快速發(fā)展。浙江寧波和黃巖地區(qū)的“模具之鄉(xiāng)”；廣東一些大集團(tuán)公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，科龍、美的、康佳等集團(tuán)紛紛建立了自己的模具制造中心；中外合資和外商獨(dú)資的模具企業(yè)現(xiàn)已有幾千家。1.3.1沖壓件模具設(shè)計的設(shè)計要點沖壓是在室溫下，利用安裝在壓力機(jī)上的模具對材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需零件的一種壓力加工方法。沖裁模的設(shè)計要點主要有：1.凸凹模間隙要根據(jù)沖裁件質(zhì)量、模具壽命和模具制造等要求，綜合進(jìn)行選取。2.沖裁模凸凹模間隙比較小，一般要用導(dǎo)柱、導(dǎo)套對上下模進(jìn)行導(dǎo)向。3.應(yīng)對細(xì)小凸模采取保護(hù)措施，4.非對稱件沖裁?；蚨嗤鼓_裁，應(yīng)使壓力中心與滑塊中心相重合。5.根據(jù)料厚大小、沖裁件平整度要求、模具結(jié)構(gòu)等決定卸料方式。6.采用中間導(dǎo)柱或?qū)菍?dǎo)柱的模架時，應(yīng)采取防止上下模裝錯位置的措施。1.3.2沖壓件模具設(shè)計的進(jìn)度1.了解目前國內(nèi)外沖壓模具的發(fā)展現(xiàn)狀，所用時間20天；2.確定加工方案，所用時間5天；3.模具的設(shè)計，所用時間30天；4．模具的調(diào)試．所用時間5天．2支板沖壓工藝的分析2.1支板工藝分析原始資料：如圖所示圖2-1制件圖此工件為工件，厚度為1.2mm，材料為20鋼。要求外形尺寸，沒有厚度不變的要求。此工件的形狀滿足沖壓工藝要求，可采用沖壓工序加工支板工藝計算和工藝方案沖壓件的工藝計算是沖壓工藝設(shè)計中的一個環(huán)節(jié)，本制件的工藝計算屬于最簡單的沖孔落料，圖示零件材料為20鋼，具有良好的沖壓性能，市場上也容易得到這種材料，價格適中。外形落料的工藝性：支板屬于尺寸較小的零件，料厚1.2mm，外形復(fù)雜程度一般，尺寸精度要求一般，因此可采用沖壓工藝獲得。沖孔的工藝性：φ8.0mm的孔，尺寸精度要求一般，可采用沖孔。此工件只有外形落料和沖孔兩個工序。圖示零件尺寸未注公差的一般尺寸，按慣例取IT14級，符合一般級進(jìn)沖壓的經(jīng)濟(jì)精度要求。由以上分析可知，圖示零件具有比較好的沖壓工藝性，適合沖壓生產(chǎn)，普通沖壓生產(chǎn)完全能滿足要求。2.2.1工藝方案的確定根據(jù)制件的工藝分析可知，該零件所需的基本沖壓工序為落料和沖孔，可擬訂出以下三種工藝方案：方案一：先落料后沖孔，采用單工序模生產(chǎn)；方案二：落料——沖孔復(fù)合模生產(chǎn)；方案三：沖孔——落料級進(jìn)模生產(chǎn)。若采用方案一，模具結(jié)構(gòu)簡單，但是需要兩道工序，生產(chǎn)成本高，生產(chǎn)率低，工件的累計誤差大，操作不方便。難于滿足大批量生產(chǎn)的要求。方案二只需要一副模具，生產(chǎn)出的制件的精度和生產(chǎn)效率都很高，操作也很方便，但是模具結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，制造難度大，方案三也只需要一副模具，生產(chǎn)效率高，操作方便，生產(chǎn)制件的精度也能滿足要求，通過以上三種方案的對比可知，該工件采用方案三為最佳。排樣設(shè)計1、確定零件的排樣方案設(shè)計模具時，條料的排樣很重要。根據(jù)該零件的結(jié)構(gòu)特點查參考文獻(xiàn)[3]表2.5.2得a=1.2mm,a1=1.0mm.圖2-2條料的排樣2、條料寬度、導(dǎo)尺間寬度和材料利用率的計算1).條料寬度的計算：擬采用無側(cè)壓裝置的送料方式，由B-Δ=〔Lmax+1.5a+nb1〕-Δ﹝2﹞Lmax—條料寬度方向沖裁件的最大尺寸a—側(cè)搭邊值C—導(dǎo)料板與最寬條料之間的間隙n—側(cè)刃數(shù)b1—側(cè)刃沖切的料邊寬度y—沖切后的條料寬度與導(dǎo)料板間的間隙代入數(shù)據(jù)計算，取得條料寬度為47.5mm。2)導(dǎo)尺間距離的計算：由B，=Lmax+1.5a+nb1+c,代入數(shù)據(jù)計算得導(dǎo)尺間距離為48mm。3模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計3.1模具工作部分的計算3.1.1沖裁模具間隙沖裁模具間隙對成形過程有較大的影響。它不僅影響沖裁件的質(zhì)量與尺寸精度，而且對沖裁力和模具壽命有很大的影響，是沖裁工藝與沖裁模具設(shè)計中的一個非常重要的工藝參數(shù)。通過參閱資料可知本模具沖裁模具間隙取Zmin=0.072mm，Zmax=0.096mm。3.1.2沖裁模的結(jié)構(gòu)設(shè)計根據(jù)上述分析，本零件的沖壓包括沖孔和落料兩個工序，為方便廢料和成形工件的落下，采用正裝結(jié)構(gòu)，即沖孔凹模和落料凹模都安排在下模。3.1.3沖裁模的送料方式設(shè)計根據(jù)該制件的特點宜采用自動送料方式。3.1.4沖裁模的定位裝置設(shè)計本工件在級進(jìn)模中尺寸是較小的，又是大批量生產(chǎn)，順沖時第一、二個工位采用目測定位，接下來工位采用側(cè)刃定距的方式進(jìn)行定位。3.1.5沖裁模的導(dǎo)向方式設(shè)計為確保零件的質(zhì)量及穩(wěn)定性，選用導(dǎo)柱、導(dǎo)套導(dǎo)向。由于已經(jīng)采用了手工送料方式，為了提高開敞性和導(dǎo)向均勻性，采用中間導(dǎo)柱模架。3.1.6沖裁模的卸料方式設(shè)計本模具采用正裝結(jié)構(gòu)，沖孔廢料和工件留在凹?？锥粗校瑸榱撕喕＞呓Y(jié)構(gòu)，可以在下模座中開有通槽，使廢料和工件從孔洞中落下。工件厚度為1.2mm，可選用彈性卸料板來卸下條料廢料。3.2模具主要零件和主要工作機(jī)構(gòu)的設(shè)計與標(biāo)準(zhǔn)化3.2.1模具工作零部件的設(shè)計與標(biāo)準(zhǔn)化（尺寸、位置、標(biāo)準(zhǔn)與示意圖）一.工作零部件的計算由于制件結(jié)構(gòu)簡單精度要求不高，所以采用凸模和凹模分開加工的方法制作凸凹模。這時需要分別計算和標(biāo)注凸模和凹模的尺寸和公差。沖孔時，間隙取在凹模上，則：凸模尺寸dap=（d+x△）-δp0凹模尺寸dd=(d+x△+Zmin)0+δ式中：DdDp——落料凹模和凸模的刃口尺寸，mmdpdd——沖孔凹模和凸模的刃口尺寸，mmx——磨損系數(shù)，由手冊﹝1﹞查表2-30得：IT14級時x=0.5。Zmin——雙面間隙，mm△——工件公差，mmδ——凸模和凹模的制造公差，mm①、沖裁φ8.0mm孔凸模、凹模刃口尺寸的計算a.凸模尺寸由手冊表2得△=0.1Dt=（d+x△）-δt0=(8+0.75×0.1)0-0.009=8.0750-0.009Da=（Dt+Zmax）+δA0=(8.075+0.072)+0.0150=8.147+0.0150②外形落料凸模、凹模刃口尺寸的計算凸模尺寸由表2-10得△=0.08Da=(Dmax-x△)0+δ=(50-0.5*0.40)0+0.025=49.80+0.025Dt=(Da–Zmin)-δp0=(49.8-0.072)0-0.016=49.7280-0.016Da=(Dmax-x△)0+δ=(35-0.5*0.40)0+0.025=34.80+0.025Dt=(Da–Zmin)-δp0=(34.8-0.072)0-0.016=34.7280-0.016Da=(Dmax-x△)0+δ=(8.0-0.5*0.36)0+0.015=7.820+0.015Dt=(Da–Zmin)-δp0=(7.82-0.072)0-0.009=7.7480-0.009Da=(Dmax-x△)0+δ=(16-0.5*0.1)0+0.018=15.950+0.018Dt=(Da–Zmin)-δp0=(15.95-0.072)0-0.011=15.8780-0.011校核：0.016mm+0.015mm=0.029mm>0.024mm(不能滿足間隙公差條件)因此,只有縮小δT,δA,提高制作精度,才能保證間隙在合理的范圍內(nèi),因此可以取δT<0.4(Zmax-Zmin)=0.4*0.024mm=0.0096mmδA<0.6(Zmax-Zmin)=0.6*0.024mm=0.0144mm故Da=49.80+0.0144mmDt=49.7280-0.0096mmDa=34.80+0.0144mmDt=34.7280-0.0096mmDa=15.950+0.0144mmDt=15.8780-0.0096mm（落料凸模、凹模刃口部分尺寸分別見圖2-3.2-4）圖2-3凹模刃口部分尺寸圖2-4凸模刃口部分尺寸（2）工作零部件的設(shè)計與標(biāo)準(zhǔn)化沖小圓孔的凸模，為了增加凸模的強(qiáng)度與剛度，凸模非工作部分直徑應(yīng)作成逐漸增大的多級形式如圖6所示：圖2-5沖孔凸模的結(jié)構(gòu)形式凸模長度一般是根據(jù)結(jié)構(gòu)上的需要而確定的，其凸模長度用下列公式計算：L=h1+h2+h3+h式中L—凸模長度，mmh1—凸模固定板高度，mmh2—卸料板高度，mmh3—導(dǎo)尺高度，mmh—附加高度，一般取15~20mm圖2-6凹模的局部結(jié)構(gòu)凹模的局部結(jié)構(gòu)如圖2-6所示，裝于下模座上，由于下模座孔口較大因而使工作時承受彎曲力矩，若凹模高度H及模壁厚度C不足時，會使凹模產(chǎn)生較大變形，甚至破壞。但由于凹模受力復(fù)雜，凹模高度可按經(jīng)驗公式計算，即：凹模高度H=KB凹模壁厚C=(1.5~2)H式中B凹模孔的最大寬度，mm但B不小于15mmC凹模壁厚，mm指刃口至凹模外形邊緣的距離；K系數(shù)，取0.20凹模高度H=KB=0.20×119=23.8mm按表取標(biāo)準(zhǔn)值28mm凹模壁厚C=1.5H=1.5×28=40mm凹模上螺孔到凹模外緣的距離一般?。?.7~2.0）d,圖2-7凹模上的螺孔設(shè)計與選用d為螺孔的距離，由于凹模厚度為28mm，所以根據(jù)表2.46﹝2﹞查得螺孔選用4×M8的螺釘固定在下模座。故選用如圖8：螺孔到凹模外緣的最小距離a2=1.5d=1.5×8=12mma3=1.13d≈9mm凹模上螺孔間距由表2.47查得最小間距為40mm，最大間距為90mm。螺孔到銷孔的距離一般取b>2d,所以b應(yīng)大于１６。根據(jù)上述方法確定凹模外形尺寸須選用矩形凹模板200×160×28（JB/T7643.1）①沖裁φ8.0mm孔凸模、凹模各尺寸及其組件確定和標(biāo)準(zhǔn)化（包括外形尺寸和厚度）凸模長度L=20+14+3+18=55由凸模刃口d=8.18mm查得D=12mm,D1=15mm,h=3mm,L=55mm②外形落料凸模、凹模各尺寸及其組件的確定和標(biāo)準(zhǔn)化（包括外形尺寸和厚度）外形凸模的設(shè)計：外形凸模用線切割機(jī)床加工成直通式凸模，用兩個M8的螺釘固定在墊板上，由于采用固定卸料板，凸模按下式計算：L=h1+h2+h3+h其中：h1為固定板厚度（20mm），h2為卸料板厚度（14mm），h3為導(dǎo)料板厚度（6mm），h為附加長度，主要考慮凸模進(jìn)入凹模的深度（1mm）及模具閉合狀態(tài)下圖9凸模長度的確定卸料板到凸模固定板間的安全距離（15mm～20mm）等因素。所以：L=20+14+6+1+17=58mm 圖2-8凸模固定板材料可用45鋼，結(jié)構(gòu)形式和尺寸規(guī)格見手冊﹝２﹞表15.57可得200×160×20（3）凹模組件的尺寸確定和示意圖凹模采用整體式凹模，各沖裁的凹?？拙捎镁€切割加工，安排凹模在模架上的位置時，要依據(jù)計算的壓力中心的數(shù)據(jù)，使壓力中心與模柄中心重合。（圖2-8）凹模的長度選取要考慮以下因素：a)保證有足夠的安裝剛性卸料板的位置。b)便于導(dǎo)尺發(fā)揮作用，保證送料粗定位精度。選取凹模邊界為195mm×217mm。凹模材料選用Cr12制造，熱處理硬度為58～62HRC。（4）導(dǎo)料板的設(shè)計與標(biāo)準(zhǔn)化經(jīng)查表分析得]導(dǎo)料板長度L=200mm，寬度B=48mm，厚度h=6mm如圖2-9。圖2-9導(dǎo)料板的設(shè)計二、標(biāo)準(zhǔn)模架的選用由凹模周界可以選取標(biāo)準(zhǔn)模架。凹模周界Ｌ＝200mm,B=160mm,閉合高度h1=220mm材料為ZG45(ZG310-570),0I級精度的中間導(dǎo)柱模架。如圖2-10。導(dǎo)柱標(biāo)記：28170GB/T2861.1—9032170GB/T2861.1—90導(dǎo)套標(biāo)記：2810038GB/T2861.6—903210038GB/T2861.6—90上模座標(biāo)記：20016040GB/T2855.1—90下模座標(biāo)記：20016045GB/T2855.2—90模柄標(biāo)記：A50110JB/T7646.1圖2-10中間導(dǎo)柱模架示意圖模柄與上模座的聯(lián)接采用壓入式的結(jié)構(gòu)如圖2-11所示。圖2-11壓入式的模柄三.卸料裝置的設(shè)計與標(biāo)準(zhǔn)化在前面已經(jīng)確定了采用彈性卸料板，設(shè)計卸料板為一整體板。本模具的卸料板不僅有卸料作用，還具有外形凸模的導(dǎo)向作用，并能對小凸模起保護(hù)作用。卸料板的邊界尺寸經(jīng)查手冊[2]表15.28得：卸料板長度L=260mm,寬度B=130mm厚度h0=25mm此模具中，卸料板對沖孔落料凸模起導(dǎo)向作用，卸料板和凸模按H7/h6配合制造四.聯(lián)接件的選用與標(biāo)準(zhǔn)化本模具采用螺釘固定，銷釘定位。具體講：內(nèi)六角螺釘標(biāo)記：35鋼M865GB70—85螺釘標(biāo)記：35鋼M830GB68—76圓柱銷釘標(biāo)記：35鋼665GB119—86止動圓柱銷標(biāo)記：35鋼46GB119—86五、支板沖孔落料連續(xù)模總裝圖前面各節(jié)已經(jīng)設(shè)計好了支板沖孔落料連續(xù)模各零件，根據(jù)前面的設(shè)計，支板沖孔落料連續(xù)模的總裝圖如圖18圖2-12支板沖孔落料連續(xù)模總裝圖1-側(cè)刃擋塊2-下模座3-凹模4-導(dǎo)板鑲塊5-限位柱6-導(dǎo)套7-導(dǎo)柱8-凸模固定板9-螺釘10-小凸模11-圓柱銷12-螺釘13-墊板14-落料凸模15-彈簧16-彈壓導(dǎo)板17-導(dǎo)料板18-鉚釘19-圓柱銷20-側(cè)刃六、沖壓力與壓力中心的計算，初選壓力機(jī)1、沖裁工序總力的計算 由工件結(jié)構(gòu)和前面所定的沖壓方案可知，本工件的沖裁力包括以下部分。沖φ8.0mm孔的沖裁力P1，落外型料的沖裁力P2，向下推出φ8.0mm孔廢料的推件力P3，向下推出工件的推件力P4。由彈性卸料板卸條料的廢料的力是壓力機(jī)提供的為P5?？紤]到模具刃部被磨損、凸凹模間隙不均勻和波動、材料力學(xué)性能及材料厚度偏差等因素的影響，實際計算沖裁力時按下面公式：P=KLtτ﹝3﹞式中P—沖裁力（kN）L—沖裁件剪切周邊長度（mm）t—沖裁件材料厚度（mm）τ—被沖材料的抗剪強(qiáng)度(MPa)K—系數(shù)，一般取1.3。上式中抗剪強(qiáng)度τ與材料種類和坯料的原始狀態(tài)有關(guān)，可在手冊中查詢。為方便計算，可取材料的τ=0.8σb,故沖裁力表達(dá)式又可表示為：P=1.3Ltτ≈Ltσb式中σb—被沖材料抗拉強(qiáng)度(MPa)。查手冊﹝1﹞表8—7得20鋼的σb=300MPaP1=1.3×8.0π