【正文】 ...................................................31 整套模具動作的分析 ..............................................................32 模具的整體結(jié)構(gòu) ..................................................................32 第 6章 經(jīng)濟分析報告 .....................................................................36 第 8章 設計總結(jié) .........................................................................38 致 謝 ................................................................................39 參 考 文 獻 ..............................................................................40 1. 引 言 設計意義 模具是零件成形過程的重要工藝裝備 ， 是汽車摩托車、電機電器、 IT產(chǎn)品、辦公自動化設備、輕工制品、醫(yī)療器械等制造業(yè)的重要基礎裝備。在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中， 60%90%的工業(yè)產(chǎn)品需要使用模具，模具工業(yè)已經(jīng)成為工業(yè)發(fā)展的 基礎，許多新產(chǎn)品的開發(fā)和研制在很大程度上都依賴于模具生產(chǎn) 。 由于模具成形的產(chǎn)品精度高、一致性好、外形美觀，因此，越來越多地 應用 于飛機、船舶和高速列車等設備的結(jié)構(gòu)制造中。加 上生 產(chǎn)過程 中可實 現(xiàn)高 效， 并 且省材、節(jié)能，所以模具也常被人們譽為現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)之母。 正是由于模具在制造業(yè)中的重要作用，模具制造業(yè)一直受到世界各工業(yè)發(fā)達國家的關(guān)注和重視，事實上，模具的設計和制造本身已經(jīng)成為制造業(yè)的一個重要領(lǐng)域。由于模具自身的特點，現(xiàn)代模具企業(yè)大多體現(xiàn)出技術(shù)密集、資金密集和高素質(zhì)勞動力密集以及高社會效益的特點，模具制造業(yè)已成為高新 技術(shù)制造產(chǎn)業(yè)的一部分。因而，模具技術(shù)水平，已經(jīng)成為衡量一個國家制造業(yè)水平的重要標志，也是保持這些國家的產(chǎn)品在國際市場上優(yōu)勢的核心競爭力。模具工業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵是模具技術(shù)的進步。模具技術(shù)的進步 關(guān)鍵在于模具的設計水平的發(fā)展和創(chuàng)新。 完成好畢業(yè)設計是考察每一個本科生是否順利畢業(yè)的方式之一，更是一次系統(tǒng)的專業(yè)知識設計過程，意義非常重大。它在 一定程度上 能體現(xiàn) 出 本人 專業(yè)基礎知識 水平 和分析 、 解決問題的能力 。 作為一名工科類本科畢業(yè)生，畢業(yè)設計是其大學階段最具重要意義的一項任務，其重要的意義不言而喻。 首先， 完成 畢業(yè) 設計 是檢驗 我 在 校學習成果的重要措施， 也是我 在畢業(yè)前 必 須完成 的一項 任務 。 它在 一定程度上 能體現(xiàn) 出 畢業(yè)生 專業(yè)基礎知識 水平、 分析解決問題的能力 。 通過 本次 畢業(yè) 設計 ， 我相信自己各個方面的能力都將得到檢驗和提升，如設計軟件的操作能力， 科學研究的能力，組織管理的能力，語言和文字表達的能力等 方面。 因此畢業(yè)設計意義重大 。 這次的 畢業(yè) 設計將是我告別大學校園 所交的一份有份量的答卷 。 對于我的畢業(yè)設計選題而言，也有著它的特殊意義。我們的專業(yè)是材料成型與控制工程，所學的專業(yè)范圍都很廣，而針對模具的設計，主要有沖壓和注塑這兩塊，考慮到自己的特長和興趣， 以及某些方面能力的不足，我選擇了沖模。因為在整個專業(yè)課學習過程中，我對冷沖壓工藝及模具設計興趣深厚，理論基礎學的較好。 設計目的 本次設計以汽車固定托架的設計為例， 撰寫 本 畢業(yè) 設計 論文 可以達到以下四個 目的 ： 一是對 我 的知識 和 能力進行一次全面的考核 ， 是對 我 基本知識、基本理論和基本技能掌握與提高程度的一次總測試 ； 二是對 我 進行科學研究基本功的訓練， 在靈活綜合運用所學基礎知識和專業(yè)知識的基礎上，熟練掌握沖壓模具設計的全過程， 培養(yǎng) 自己 綜合運用所學知識獨立地分析問題和解決問題的能力。 三是 通過畢業(yè) 設計 論文的 寫作，使 我可以 發(fā)現(xiàn)自己的長處和短處，以便在今后的工作中有針對性地克服缺點， 提高自己 的業(yè)務水平。 四是本次學生 撰寫論文是結(jié)合 現(xiàn)場生產(chǎn) ，把 在校 學過的專業(yè)知識運用于實際，在理論和實際結(jié)合過程中進一步消化、加深和鞏固所學的專業(yè)知識，并把所學的專業(yè)知識轉(zhuǎn)化為分析和解決問題的能力 ， 又可以學到許多課堂和書本里學不到的活生生的新知識。 沖壓工藝的種類 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)生塑性變形，制成所需形狀和尺寸的工件。在實際生產(chǎn)中，常常是多種工序綜合應用于一個工件中。沖裁、彎曲、剪切、拉深、脹形、旋壓、矯正是幾種主要的沖壓工藝。 在實際生產(chǎn)中，常用沖壓過程近似的工藝性試驗，來保證成品質(zhì)量和高的合格率。如拉深性能試驗、脹形性能試驗等檢驗材料的沖壓性能。 沖壓板料的表面質(zhì)量和內(nèi)在性能對沖壓成品的質(zhì)量有很大的影響。用于沖壓的材料，一般要求材料厚度精確、表面光潔、無斑、無疤、無擦傷、無表面裂紋等；屈服強度均一化，無明顯方向性；均勻延伸率高、屈強比低、加工硬化性低等。 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。 沖壓工藝的特點及其應用 沖壓是 沖壓是利用模具在壓力機上對材料加壓使之分離或變形，以得到一定形狀工件的一種加工方法 [1]。由于沖壓一般都是在室溫下進行的，所以沖壓也被稱為冷沖壓。沖壓常用的材料為板料故也稱為板料沖壓。用沖壓方法加工的工件稱為沖壓件。 沖壓工藝大致可以分為分離工序和成形工序兩大類： (1) 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，同時保證分離斷面的質(zhì)量要求。分離工序可分 為落料、沖孔和切邊等。 (2) 成形工序的目的是使板料在不破坯的條件下發(fā)生塑性變形，制成所需要形狀和尺寸的工件。成形工序可分為彎曲、拉深、脹形、旋壓、翻孔、翻邊、擴口和縮口等。 沖壓工藝具有生產(chǎn)效率高、生產(chǎn)成本低、材料利用率高、能成形復雜零件 、產(chǎn)品尺寸精度穩(wěn)定、操作簡單、容易實現(xiàn)機械化和自動化等一系列優(yōu)點，特別適合大批量生產(chǎn)。 在某些領(lǐng)域已取代機械加工，并正逐步擴大其工藝范圍。但是，沖壓加工所使用的模具一般具有專 第 頁 共 40 頁 3用性，有時一個復雜零件需要數(shù)套模具才能加工成形，且模具的制造 對 技術(shù)要求 較 高，是技術(shù)密集 型 產(chǎn)品 ，投 入較大。 所以，只有在沖壓件生產(chǎn)批量較大的情況下，沖壓加工的優(yōu)點才能充分體現(xiàn)，從而獲得較好的經(jīng)濟效益。 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 60～ 70%是板材，其中大部分是經(jīng)過沖壓制成成品。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、電器的鐵芯硅鋼片等都是沖壓加工的。沖壓件與鑄件、鍛件相比，具有薄、勻、輕、強的特點。沖壓可制出其他方法難于制造的帶有加強筋、肋、起伏或翻邊的工件，以提高其剛性。由于采用精密模具，工件精度可達微米級，且重復精度高、規(guī)格一致，可以沖壓出孔、凸 臺等。 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。 從技術(shù)先進性方面看，沖壓工藝可以得到形狀復雜、用其他加工方法難以加工的制件（如薄殼類件），而且能夠把強度好、剛度大、重量輕等相互矛盾的特點融為一體。制件的精度由模具保證，互換性好，品質(zhì)穩(wěn)定。 從經(jīng)濟合理性方面看，通過合理設計、優(yōu)化排樣，沖壓工藝可以獲得很高的材料利用率；概不像切削加工那樣在把金屬切成碎屑時消耗大量的能量，也不像鍛造那樣需要耗能對坯料加熱； 沖壓是高效的生產(chǎn)方法，采 用復合模，尤其是多工位級進模，可在一臺壓力機上完成多道沖壓工序，實現(xiàn)由帶料開卷、矯平、沖裁到成形、精整的全自動生產(chǎn)。 一般的沖壓工藝，生產(chǎn)效率為幾件 /分至幾十件 /分，自動化生產(chǎn)可達上千件 /分以上。 沖壓工藝存在的不足之處有，對于批量較小的制件，模具費用使得成本明顯增高，所以一般要有經(jīng)濟批量；同時，模具需要一個生產(chǎn)準備周期。沖壓工藝尤其是沖裁存在頗為煩人的噪音和震動，勞動保護措施不到位時，還存在安全隱患。 總體上看，沖壓是一種制件質(zhì)量較好、生產(chǎn)效率高、成本低，其他加工方法無法替代的加工工藝，在機械、車輛、電機、 電器、儀器儀表、農(nóng)機、輕工、日用品、航空航天、電子、通訊、船舶、鐵道、兵器等制造業(yè)中獲得了十分廣泛的應用。 沖壓模具的種類 沖壓主要 在沖壓加工中，將材料加工成零件 (或半成品 )的一種特殊工藝裝備，稱為沖壓模具 ，簡 稱沖模。 沖模是沖壓生產(chǎn)的主要工藝裝備， 沖壓件的 表面 質(zhì)量、 尺寸精度、 生產(chǎn)效率以及生產(chǎn)成本等與模具 的 設計 與 制造有直接關(guān)系。 沖模的結(jié)構(gòu)型式很多，可以根據(jù)以下特征進行分類： (1) 按沖壓工序性質(zhì)分，有落料模、沖孔模、切邊模、彎曲模、拉伸模、成形模和翻邊模等。 (2) 按沖壓工序的組合方式分，有單 工序的簡單模和多工序的連續(xù)模、復合模和連續(xù)復合模等。 (3) 按模具的結(jié)構(gòu)型式，根據(jù)上、下模的導向方式，有無導向模和導板模、導柱模、滾珠導柱模等；根據(jù)卸料裝置，可分為帶固定卸料板和彈性卸料板沖模；根據(jù)擋料形式，可分 第 頁 共 40 頁 4 為固定擋料釘、活動擋料銷、導正銷和側(cè)刃定距沖模。 (4) 按采用的凸凹模材料科分為硬質(zhì)合金沖模、鋼質(zhì)硬質(zhì)合金沖模、鋼皮沖模、橡皮沖模和聚氨酯沖模等。 此外，還有按模具輪廓尺寸的大小，分為大型沖模和中小型沖模等 。 沖壓用板料的表面和內(nèi)在性能對沖壓成品的質(zhì)量影響很大，要求沖壓材料厚度精確、均勻；表面 光潔，無斑、無疤、無擦傷、無表面裂紋等；屈服強度均勻，無明顯方向性；均勻延伸率高；屈強比低；加工硬化性低。 在實際生產(chǎn)中，常用與沖壓過程近似的工藝性試驗，如拉深性能試驗、脹形性能試驗等檢驗材料的沖壓性能，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。模具設計和制造需要較多的時間，這就延長了新沖壓件的生產(chǎn)準備時間。 模座、模架、導向件的標準化和發(fā)展簡易模具 (供小批量生產(chǎn) )、復合模、多工位級進模 (供大量生產(chǎn) )，以及研制快速換模裝 置，可減少沖壓生產(chǎn)準備工作量和縮短準備時間，能使適用于減少沖壓生產(chǎn)準備工作量和縮短準備時間，能使適用于大批量生產(chǎn)的先進沖壓技術(shù)合理地應用于小批量多品種生產(chǎn)。 沖壓設備除了厚板用水壓機成形外，一般都采用機械壓力機。以現(xiàn)代高速多工位機械壓力機為中心，配置開卷、矯平、成品收集、輸送等機械以及模具庫和快速換模裝置，并利用計算機程序控制，可組成高生產(chǎn)率的自動沖壓生產(chǎn)線。 在每分鐘生產(chǎn)數(shù)十、數(shù)百件沖壓件的情況下，在短暫時間內(nèi)完成送料、沖壓、出件、排廢料等工序，常常發(fā)生人身、設備和質(zhì)量事故。因此，沖壓中的安全生產(chǎn)是一個非 常重要的問題。 沖壓模具的發(fā)展現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢 在國家產(chǎn)業(yè)政策的正確引導下 ， 經(jīng)過幾十年努力 ， 現(xiàn)在我國沖壓模具的設計與制造能力已達到較高水平 ， 包括信息工程和虛擬技術(shù)等許多現(xiàn)代設計制造技術(shù)已在很多模具企業(yè)得到推廣。 近年許多模具企業(yè)加大了用于技術(shù)進步的投資力度，將技術(shù)進步視為企業(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、 IDEAS、EuclidIS等國際通用軟件，個別廠家還引進了 Moldflow、 CFlow、 DYNAFORM、 Optris和MAGMASOFT等 CAE軟件，并成功應用于沖壓模的設計中。 以汽車覆蓋件模具為代表的大型沖壓模具的制造技術(shù)已取得很大進步 。 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用已越來越多 ； NC、 DNC 技術(shù)的應用越來越成熟 。以 東風汽車公司模具廠、一汽模具中心 為典型代表的 模具廠家已能生產(chǎn)部分 中高檔 轎車覆蓋件模具。此外，許多研究機構(gòu)和大專院校 也 開展 了 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)方面取得了顯著進步；在提高模 具質(zhì)量和縮短模具設計制造周期等方面做 第 頁 共 40 頁 5 出了貢獻。 盡管 中國模具工業(yè)在過去 幾 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)達國家相比仍有較大的差距。例如， CAD/CAE/CAM技術(shù)的普及率不高；精密加工設備在模具加工設備中的比重比較低 ； 許多先進的模具技術(shù)應用不夠廣泛等等，致使相當一部分大型、精密、復雜和長壽命模具 長期 依賴進口。 主要 原因 是 ： 我國還處于全球產(chǎn)業(yè)鏈分工的中低端，產(chǎn)品和技術(shù) 處于中低檔 水平 ；模具也是如此。