【正文】 ............................................................................... 16 致 謝 ....................................................................................................... 17 參考文獻(xiàn) ................................................................................................. 18 外文資料翻譯 ........................................................................................ 19 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 前 言 隨著國民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，人們?cè)絹碓揭庾R(shí)到模具是一個(gè)“效益放大器”。因?yàn)?，模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品的價(jià)值，往往是模具價(jià)格的幾十倍，上百倍。目前，模具技術(shù)已成為衡量一個(gè)國家產(chǎn)品制造水平高低的最重要標(biāo)志。它決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。 模具工業(yè)在我國國民經(jīng)濟(jì)中的重要性，主要表現(xiàn)在國民經(jīng)濟(jì)的五大支柱產(chǎn)業(yè) —— 機(jī)械、 電子、汽車、石油化工和建筑。 冷沖壓是各類模具中所占比例最多，應(yīng)用最為廣泛的一種。在汽車和家用電器等生產(chǎn) 部門占有十分重要的地位。冷沖壓是一種先進(jìn)的金屬加工方法，它是建立在金屬塑料性變形的基礎(chǔ)上，利用模具和沖壓設(shè)備對(duì)板料金屬進(jìn)行加工，以獲得所需要的零件形狀和尺寸。它和切削加工相比較具有生產(chǎn)率高，加工成本低，材料利用率搞，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)。汽車、摩托車行業(yè)是冷沖模的最大市場(chǎng)，其占整個(gè)模具市場(chǎng)的一半左右。可見，隨著汽車行業(yè)的發(fā)展，冷沖模在模具工業(yè)中的比例越來越大，經(jīng) 濟(jì)的發(fā)展也將越來越迅速，這體現(xiàn)了模具工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的重要性。 根據(jù)我國海關(guān)統(tǒng)計(jì)資料， 2021 年我國共進(jìn)口沖壓模 億美元，約合 億元。從上述數(shù)字可以得出 2021 年我國沖壓模市場(chǎng)總規(guī)模約為 億元。其中國內(nèi)市場(chǎng)總需求為 ，總供應(yīng)約為 億元，市場(chǎng)滿足率為 82%。在上述供求總體情況中，有幾個(gè)具體情況必須說明：一是進(jìn)口模具大部分是技術(shù)含量高的大型精密模具，而出口模具大部分是技術(shù)含量較低的中低檔模具，因此技術(shù)含量高的中高檔模具市場(chǎng)滿足率低于沖壓模總體滿足率，這些模具的發(fā)展已滯后于沖壓件生產(chǎn)，而技術(shù)含量低的中低檔模具市場(chǎng)滿足率要高于沖壓模市場(chǎng)總體滿足率；二是由于我國的模具價(jià)格要比國際市場(chǎng)低格低許多，具有一定的競(jìng)爭(zhēng)力，因此其在國際市場(chǎng)的前景看好， 2021 年沖壓模出口達(dá)到 億美元，比 2021 年增長(zhǎng) %就可說明這一點(diǎn)；三是近年來港資、臺(tái)資、外資企業(yè)在我國發(fā)展迅速，這些企業(yè)中大量的自產(chǎn)洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 自用的沖壓模無確切的統(tǒng)計(jì)資料，因此未能計(jì)入上述數(shù)字之中。 當(dāng)前，由于產(chǎn)品品種增多，更新加快，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日益激烈，因此，對(duì)模具的要求是交貨期短，精度高及成本低。而模具的標(biāo)準(zhǔn)化程度直接影響著這些因素。模 具的標(biāo)準(zhǔn)化程度越高，專業(yè)化生產(chǎn)越強(qiáng)，模具的生產(chǎn)周期就會(huì)越短，生產(chǎn)成本越低，模具質(zhì)量越高。同時(shí)模具設(shè)計(jì)簡(jiǎn)化，交貨期限縮短，產(chǎn)品更新?lián)Q代就越迅速。 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。 雖然如此，我國的沖壓模設(shè)計(jì)制造能力與市場(chǎng)需要和國際先進(jìn)水平相比仍有較大差距。這些主要表現(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(jì)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(jì)和制造難度大，質(zhì)量和精度要求高的特點(diǎn)，可代表覆蓋件模具的水平。雖然在設(shè)計(jì)制造方法和手段方面已基本達(dá)到了國際水平，模具結(jié)構(gòu)功能方面也接近國際水平，在轎車模具國產(chǎn)化進(jìn)程中前進(jìn)了一大步，但在制造質(zhì)量、精度、制造周期等方面，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(jí)進(jìn)模和多功能模具，是我國重點(diǎn)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(dòng)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(jí)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善，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)行傾角加工和超精加工。這些都提高了模具型面加工精度，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)在沖壓模上的應(yīng)用日益增多。真空處理技術(shù)、實(shí)洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 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 焊接技術(shù)也得到了應(yīng)用。 通過三年的基礎(chǔ)課程和專業(yè)課程的學(xué)習(xí)，我對(duì)本專業(yè)的理論知識(shí)已有了系統(tǒng)的掌握，為以后走上工作崗位打下了結(jié)實(shí)的基礎(chǔ)。但實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)匱乏，本套模具就是在這種情況下完成的，錯(cuò)誤之處難免，敬請(qǐng)指正。洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 第 1 章 設(shè)計(jì)任務(wù)和產(chǎn)品圖 本次設(shè)計(jì)為底腳的模具設(shè)計(jì) ，材料為 20 鋼，材料厚度為 2mm，為大批量生產(chǎn)，產(chǎn)品圖如圖 1— 1 制件圖所示。 圖 11 制件圖 名稱：底腳 材料： 20 鋼 數(shù)量：大批量 生產(chǎn) 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 第 2 章 彎曲工藝性分析 零件的工藝性分析 圖示為簡(jiǎn)單的彎曲件，材料為 20 鋼，厚度為 2mm，從設(shè)計(jì)任務(wù)來看，產(chǎn)量為大批量生產(chǎn) 20 鋼的機(jī)械性能如下： σ b=353～ 500MPa σ S=245 MPa 結(jié)構(gòu)工藝性分析 此零件為簡(jiǎn)單的彎曲件，有簡(jiǎn)單的公差要求， 又是大批量生產(chǎn)，所以不能用折彎的方法進(jìn)行生產(chǎn)，故采用沖壓方法生產(chǎn)。 孔邊距 因?yàn)?t≧ 2mm，孔邊到彎曲處的距離 經(jīng)計(jì)算 L= 大于 2t=4mm，所以 彎曲時(shí)孔不會(huì)變形。 最小彎曲半徑 查《沖壓成形工藝與模具設(shè)計(jì)》表 5— 1 得最小 彎曲半徑為 1mm＜t=2mm，所以無需改變工件圓角。 彎曲工序的確定 方案一 一次彎曲成形，是單工序模 方案二 第一次彎曲成“ U”形，第二次彎曲成四角形，兩個(gè)單工序模 方案三 將方案二兩套模具組合起來，是復(fù)合模 方案分析 方案一：其優(yōu)點(diǎn)是工序比較集中，占用設(shè)備和人員少，但回彈比較大，尺寸和形狀不精確，表面擦傷嚴(yán)重。 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 方案二 ：其優(yōu)點(diǎn)是模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，投產(chǎn)快，但回彈難以控 制，尺寸和形狀不精確，而且工序分散，占用設(shè)備和人員多。 方案三：其優(yōu)點(diǎn)是工序集中 ，只用一副模具完成全部工序，其實(shí)質(zhì)是把方案二的各個(gè)工序集中在一起兼顧了方案二的優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，安裝、調(diào)試和維修困難，制造周期長(zhǎng)。 所以根據(jù)綜合分析，在大批量生產(chǎn)情況下，采用第三種方案比較合適。洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 第 3 章 彎曲工藝方案確定 計(jì)算毛坯尺寸 在彎曲過程中，由于應(yīng)變中性層長(zhǎng)度彎曲前后不變， 因此其長(zhǎng)度就是所求彎曲件胚料展開尺寸的長(zhǎng)度。 因?yàn)?r＞ ，所以由公式 L=∑ li+∑ii r(180.???+ )txi 計(jì)算展開長(zhǎng)度 式中 L—— 彎曲件毛配坯總長(zhǎng)度 ,mm； Li—— 各段直線部分長(zhǎng)， mm； i? —— 各段圓弧部分彎曲中心角，（ ? ）； ri—— 各段圓弧部分彎曲半徑； xi —— 各段圓弧部分中性層位移系數(shù)。 所以 L=+4? +4? ? = 排樣 形式 因?yàn)楸敬卧O(shè)計(jì)中使用的是坯料，形狀簡(jiǎn)單，所以為使廢料最少利用率最高，毛坯排樣為單排，排樣圖如圖 31 所示 圖 31 排樣圖 因?yàn)樾袛?shù) n=1,厚度 t=2mm 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 查《沖壓成型工藝與模具設(shè)計(jì)》表 3— 9 搭邊值 a1= 沿邊距 a= 條料寬度： b=75mm 進(jìn)距 h=+=113mm 材料利用率 一個(gè)步局內(nèi)的材料利用率 可用下式表示 ： ?= %100?BSA 式中 ?— 材料利用率； A— 一個(gè)步距內(nèi)工件的實(shí)際面積； S—— 送料步距； B—— 條料寬度。 在本例設(shè)計(jì)中 %10011375 2 ?? ??? ?? = 95% 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 9 第 4 章 沖壓工藝計(jì)算及設(shè)備選擇 本次設(shè)計(jì)只設(shè)計(jì)彎曲部分，所以下面只計(jì)算彎曲部分及其相關(guān)內(nèi)容 計(jì)算彎曲力 影 響彎曲力大小的基本因素有很多，有變形，材料性能和質(zhì)量，彎曲件形狀和尺寸大小，模具的結(jié)構(gòu)及凸凹模間隙大小，彎曲方式等。因此常用經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行概略計(jì)算，以作為彎曲工藝設(shè)計(jì)和選擇壓力設(shè)備的理論，可根據(jù)《 沖壓成型工藝與模具設(shè)計(jì)》式 429 計(jì)算 Fu= trKBt b? ? 式中 FU— 沖壓行程結(jié)束時(shí)，不經(jīng)受校正力時(shí)的自由彎曲力， N； B— 彎曲件的寬度， mm； t— 彎曲件的厚度， mm； r— 內(nèi)圓彎曲半徑， mm； b? — 彎曲材料的抗拉強(qiáng)度， Mpa； K— 安 全系數(shù)，一般取 。 由上式 Fu= 22 ? ???? =34125 N 對(duì)頂件或壓料裝置的彎曲模，頂件力或壓料力可近似取彎曲力的 30%—— 60% F 預(yù) =60%Fu F 彎曲 = Fu=54600 N F 壓機(jī) = 選擇壓力機(jī) 由前面計(jì)算的 數(shù)據(jù)，在本次設(shè)計(jì)中選用 J23—— 10 型壓力機(jī)其參數(shù)如下： 洛陽理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 公稱壓力（ KN）： 100 滑塊行程（ mm）： 45 滑塊行程次數(shù)（ n／ min﹣ 1）： 145 最大封 閉高度（ mm）： 180 封閉高度調(diào)節(jié)量（ mm）： 35 模柄孔尺寸（直徑深度）／（ mm）：φ 30 40? 設(shè)計(jì)中應(yīng)使模具閉合高度滿足： hｍｉｎ ＋ 10≤ h 模 ≤ hｍａｘ － 5