【正文】 的整合和虛擬制造。精密加工設(shè)備在模具加工設(shè)備中所占比重較低，工藝設(shè)備落后,直接影響國(guó)產(chǎn)模具質(zhì)量的提高。國(guó)外近年來(lái)發(fā)展的高速加工和高精度加工大幅提高了加工效率，并可獲得極高的表面光潔度。另外，還可加工高硬度模塊，還具有升溫低、熱變形小等優(yōu)點(diǎn)。高速加工目前主要是發(fā)展高速銑削、高速研拋和高速電加工及快速制模技術(shù)。高速加工和高精度加工技術(shù)的發(fā)展，對(duì)汽車(chē)、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。生產(chǎn)沖壓模具的專(zhuān)用技術(shù)尚未成熟,大多仍還處于試驗(yàn)摸索階段如模具的表面涂層、表面熱處理技術(shù)、導(dǎo)向副潤(rùn)滑技術(shù)、型腔傳感及潤(rùn)滑技術(shù)、去應(yīng)力技術(shù)、抗疲勞及防腐技術(shù)等未完全形成生產(chǎn)能力,走向商品化。一些關(guān)鍵、重要的技術(shù)缺少知識(shí)產(chǎn)權(quán)的保護(hù)。模具標(biāo)準(zhǔn)件標(biāo)準(zhǔn)化程度及使用覆蓋率較低在汽車(chē)制造業(yè)中被大量使用的模具是沖壓模。5年來(lái),汽車(chē)模具標(biāo)準(zhǔn)件的使用覆蓋率盡管有了較大增長(zhǎng),已從20世紀(jì)末的25%~30%提高到目前的45%左右。但目前，國(guó)外先進(jìn)工業(yè)國(guó)家模具標(biāo)準(zhǔn)化已達(dá)70%~80%，模具廠(chǎng)只需要制造工作零件，大部分模具零件均從標(biāo)準(zhǔn)件廠(chǎng)購(gòu)買(mǎi)，使生產(chǎn)率大幅提高。為了促進(jìn)我國(guó)沖壓模具技術(shù)的發(fā)展,從計(jì)算機(jī)技術(shù)、先進(jìn)加工技術(shù)及裝備、其它新技術(shù)與沖壓模等方面分析了我國(guó)沖壓模具的技術(shù)現(xiàn)狀。結(jié)果表明:經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展,我國(guó)的沖壓模具總量位居世界第三位,加工技術(shù)裝備基本已與世界先進(jìn)水平同步。以汽車(chē)覆蓋件為代表的大型、復(fù)雜、精密沖壓模,用CAD/CAM/CAE軟件進(jìn)行三維設(shè)計(jì)和模擬,靠高速、精密的加工設(shè)備生產(chǎn),用新型研磨或拋光代替?zhèn)鹘y(tǒng)的手工研磨拋光,提高模具質(zhì)量。這些都代表了沖壓模具發(fā)展的趨勢(shì)?？傊覈?guó)將成為世界裝備制造業(yè)的基地。而在現(xiàn)代制造業(yè)中,無(wú)論哪一行業(yè)的工程裝備,都越來(lái)越多地采用由模具工業(yè)提供的產(chǎn)品。尤其近年來(lái)我國(guó)汽車(chē)工業(yè)的超高速發(fā)展,給模具行業(yè)帶來(lái)了無(wú)限商機(jī)。為了適應(yīng)用戶(hù)對(duì)模具制造的高精度、短交貨期、低成本的迫切要求,模具制造企業(yè)正廣泛應(yīng)用現(xiàn)代先進(jìn)制造技術(shù)來(lái)提升競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力,來(lái)滿(mǎn)足各行各業(yè)對(duì)模具這一基礎(chǔ)工藝裝備的迫切需求。展望未來(lái),趕超世界模具制造技術(shù)的先進(jìn)水平尚需我們做出不懈的努力!在更改機(jī)械類(lèi)基礎(chǔ)課和專(zhuān)業(yè)課的基礎(chǔ)上，學(xué)習(xí)和初步掌握拉伸模的設(shè)計(jì)方法和原理，利用PRO\E三維CAD軟件，設(shè)計(jì)一個(gè)給定零件的拉伸模沖壓工藝與模具，并對(duì)模具的材料與結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析計(jì)算，確定拉伸工藝與模具材料及結(jié)構(gòu)尺寸。分階段完成調(diào)研、方案論證、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算與分析，PRO\E三維CAD建模、二維工程圖紙的生成、畢業(yè)設(shè)計(jì)論文書(shū)寫(xiě)與整理工作。通過(guò)本課題的設(shè)計(jì)與研究，了解拉伸模的一般設(shè)計(jì)方法，與制作工藝，學(xué)習(xí)PRO\E三維CAD的操作使用與設(shè)計(jì)思想，掌握綜合運(yùn)用所學(xué)機(jī)械制圖、機(jī)械原理、機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造等知識(shí)的能力和解決實(shí)際問(wèn)題的能力，培養(yǎng)學(xué)生用于實(shí)踐、開(kāi)拓創(chuàng)新的精神。2 沖裁零件工藝分析及工藝方案確定 彎曲件的工藝分析 零件圖；如圖11所示 生產(chǎn)批量:大批量材料：Q235A材料厚度：1mm圖11 零件圖 結(jié)構(gòu)與尺寸 該零件結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，尺寸較小。在零件中還有一孔，需要考慮沖孔的最小的尺寸。沖孔的最小尺寸和孔的形狀、板材的力學(xué)性能和厚度相關(guān)，因受凸模強(qiáng)度的限制，沖孔的尺寸不宜過(guò)小。查的表得d=3t=1滿(mǎn)足要求?？纂x邊緣之間的距離受模具的強(qiáng)度和沖裁件的質(zhì)量的限制，其值不能過(guò)小，一般取a2t，a=6t=1滿(mǎn)足要求。根據(jù)工件的結(jié)構(gòu)形狀，需要進(jìn)行落料、沖孔和彎曲三道基本工序。工件為大批量生產(chǎn)，應(yīng)重視模具材料和結(jié)構(gòu)的選擇，保證模具的復(fù)雜程度和模具的使用壽命。原料采用條料。 尺寸精度 零件圖上的尺寸無(wú)特殊要求，屬于自由尺寸，可按IT14級(jí)選取，利用普通沖裁方式可以達(dá)到圖樣要求。 工藝方案的確定 在沖裁工藝性分析的基礎(chǔ)上，根據(jù)沖裁件的特點(diǎn)確定沖裁工藝的方案。該產(chǎn)品的材料為Q235A，厚度為t=1mm，抗剪切強(qiáng)度為τ=310380Mpa，抗拉強(qiáng)度σb=380470Mpa,伸縮率δ=2125%，屈服強(qiáng)度σS=2240Mpa，具有較高的強(qiáng)度、剛度和塑性，滿(mǎn)足沖裁工藝對(duì)材料的要求，適合于沖壓加工，能夠保證沖壓過(guò)程的完成，根據(jù)工件的工藝分析，其基本工序有落料、沖孔。彎曲三道基本工藝，按其先后順序組合，可得如下幾種方案：（1）落料—彎曲—沖孔；單工序模沖壓。（2）落料—沖孔—彎曲；單工序模沖壓。（3）沖孔—落料—彎曲；連續(xù)模沖壓。（4）沖孔—落料—彎曲；復(fù)合模沖壓。 方案（1）（2）屬于單工序模沖裁工序沖裁模指在壓力機(jī)一次行程內(nèi)完成一個(gè)沖壓工序的沖裁模。由于此制作生產(chǎn)批量大，尺寸又較這兩種方案生產(chǎn)效率低，操作也不安全，勞動(dòng)強(qiáng)度大，故不宜采用。 方案（3）屬于連續(xù)模，是指壓力機(jī)在一次行程中，一次在模具幾個(gè)不同的位置上同事完成多道工序的模具。于制作的結(jié)構(gòu)尺寸小，厚度小，連續(xù)模結(jié)構(gòu)復(fù)雜，又因落料在前彎曲在后，必然使彎曲時(shí)產(chǎn)生很大的加工難度，因此，不宜采用該方案。 方案（4）屬于復(fù)合沖裁模，復(fù)合沖裁模是指在一次工作行程中，在模具同一部位同時(shí)完成數(shù)道沖壓工序的模具。采用復(fù)合模沖裁，其模具結(jié)構(gòu)沒(méi)有連續(xù)模復(fù)雜，產(chǎn)生的效率也很高，又降低的工人勞動(dòng)強(qiáng)度，所以此方案最為合適。 根據(jù)分析采用方案（4）復(fù)合沖裁。3 沖裁工藝與設(shè)計(jì)計(jì)算 計(jì)算毛坯的尺寸 計(jì)算中性層彎曲半徑 相對(duì)彎曲半徑為：R/t=10/1=10 式中：R—彎曲半徑（mm） t—材料厚度（mm） ，可見(jiàn)制件屬于圓角半徑較大的彎曲件，應(yīng)該先求變形區(qū)中性層曲率半徑β（mm）。 β=r0+kt （3—1） 式中：r0—內(nèi)彎曲半徑 k—中性層系數(shù)表31r/t1Kr/t234567≥8K 根據(jù)r/t，由表3—1查出中性層位移系數(shù)k值為： k1= k2= 計(jì)算出圖32 中的LL2的長(zhǎng)度分別為： 圖32 零件圖L2=7 L3=12再根據(jù)公式（31）得β1=r1+k1t=10+1=β2=r2+k2t=1+1=根據(jù)ββ2與角度計(jì)算LL2弧長(zhǎng)的展開(kāi)長(zhǎng)度： L1=πβα/180176。=180176。/180176。= L2=πβα/180176。=90176。/180176。=計(jì)算毛胚總長(zhǎng)：L=L1+L2+L3+L4=++7+12=54mm根據(jù)計(jì)算得：工件的展開(kāi)尺寸為5410（mm）如圖32所示：圖3—2 零件展開(kāi)外形尺寸、計(jì)算調(diào)料寬度及步距的確定排樣時(shí)零件之間以及零件與條料側(cè)邊之間留下的工藝余料，稱(chēng)為搭邊。搭邊的作用是補(bǔ)償定位誤差，保持條料有一定的剛度，以保證零件質(zhì)量和送料方便。搭邊過(guò)大，浪費(fèi)材料。搭邊過(guò)小，沖裁時(shí)容易翹曲或被拉斷，不僅會(huì)增大沖件毛刺，有時(shí)還有拉入凸、凹模間隙中損壞模具刃口，降低模具使用壽命?；蛴绊懰土瞎ぷ?。搭邊值通常由經(jīng)驗(yàn)確定，表所列搭邊值為普通沖裁時(shí)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)之一。搭邊值是廢料，所以應(yīng)盡量取小，但過(guò)小的搭邊值容易擠進(jìn)凹模，增加刃口磨損表22給出了鋼（%~025%）的搭邊值。該制件是矩形工件，根據(jù)尺寸從表3—2中查出：兩制件之間的搭邊值a1=（mm），側(cè)搭邊值a=（mm）。表3—2 搭邊a和a1數(shù)值材料厚度圓件及r2t的工件矩形工件邊長(zhǎng)L50mm矩形工件邊長(zhǎng)L50mm或r2t的工件工件間a1沿邊a工件間a1沿邊a工件間a1沿邊a~~~~~~~~~~~12 設(shè)計(jì)如下兩種方案： 圖33 方案①圖34 方案②方案①布距h=10+==54+3=57沖壓件的面積A=5410=540mm，一個(gè)步距的材料利用率η=nA/bh=1540/5713=%方案②步距h=54+=，條料寬度b=10+3=13，沖壓件的面積A=5410=540mm，一個(gè)步距的材料利用率η=nA/bh=1540/13=%方案①的利用率高，選擇方案①。計(jì)算沖裁力是為了選擇合適的壓力機(jī)，設(shè)計(jì)模具和檢驗(yàn)?zāi)＞邚?qiáng)度，壓力機(jī)的噸位必須大于所計(jì)算的沖裁力，以適宜沖裁的要求，普通平刃沖裁模，其沖裁力Fp一般可以按下式計(jì)算：Fp=Kp tLτ