【正文】 ............................................................................................18參考文獻(xiàn) ..............................................................................................................................19附錄(一 ) 外文原文 .............................................................................................................20附錄(二 ) 翻譯原文 .............................................................................................................29附錄 3 工程圖紙 9 張 ......................................................................................................36北方民族大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文6第一章 前言模具是汽車、電子、電器、航空、儀表、輕工、塑料、日用品等工業(yè)部門極其重要的工藝裝備。沒有模具，就沒有高質(zhì)量的產(chǎn)品。模具不是一般的工藝裝備，而是技術(shù)密集型的產(chǎn)品，工業(yè)發(fā)達(dá)的國家把模具作為機(jī)械制造方面的高科技產(chǎn)品來對待。他們認(rèn)為：“模具是發(fā)展工業(yè)的一把鑰匙” ；“模具是一個(gè)企業(yè)的心臟” ；“模具是富裕社會的一種動力” 。國際模協(xié)成員國對模具工業(yè)的投資年人均約 5000 美元，日本高達(dá) 15000 美元，我國模具工業(yè)投資年人均約 500 元。近年來模具發(fā)展的方向和現(xiàn)狀，基本表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面：1．模具設(shè)計(jì)技術(shù)(1) 工業(yè)發(fā)達(dá)國家在模具設(shè)計(jì)上已經(jīng)大量使用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)軟件進(jìn)行模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并普及了計(jì)算機(jī)繪圖。據(jù)有關(guān)資料介紹，美國和日本 75%的模具廠已使用了 CAD 技術(shù)，香港 50%的模具廠也開始采用這項(xiàng)技術(shù)。(2) 在注塑模具設(shè)計(jì)中，已開始普及應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助工程分析(CAE)軟件，對塑料的流動、填充、冷卻情況及模具的澆口配置、澆道大小、冷卻加熱系統(tǒng)和模具的剛度、強(qiáng)度等進(jìn)行科學(xué)的分析和計(jì)算，從而保證注塑制品的質(zhì)量與合理的生產(chǎn)節(jié)拍。(3) 國外的注塑模具中，多型腔、多層、大型精密模具已占 50%，不僅提高了生產(chǎn)效率，而且節(jié)省了大量塑料原料。 2．模具加工技術(shù)(1) 國外已大量使用數(shù)控機(jī)床，應(yīng)用計(jì)算機(jī)輔助加工(CAM)軟件和數(shù)控編程技術(shù)對模具。特別是對具有復(fù)雜型腔(三維曲面)的模具進(jìn)行加工，使模具的質(zhì)量和附加值大為提高，模具的加工周期減少 60%以上，成本降低 30%以上．生產(chǎn)效率提高60%以上。為了提高加工效率及滿足各種復(fù)雜曲面加工的要求，國外已開發(fā)出四軸和五軸的數(shù)控自動編程軟件并且進(jìn)入了實(shí)用階段。3．模具標(biāo)準(zhǔn)化程度日益提高，模具標(biāo)準(zhǔn)模架及模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用日益普及，已實(shí)現(xiàn)商品化。4．模具結(jié)構(gòu)更多地采用新技術(shù)，如注塑模具的熱流道技術(shù)等。5．針對不同制品的要求，開發(fā)出適用于各種不同模具的專用模具鋼，并實(shí)現(xiàn)商品化北方民族大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文76．根據(jù)模具生產(chǎn)的特點(diǎn)，模具企業(yè)向小而專的方向發(fā)展。如日本現(xiàn)有 11656 家模具企業(yè)，其中 30 人以下的小廠有 11142 家，占總數(shù)的 %,百人以上的僅有 65 家，占總數(shù)的 %。韓國有 1570 家模具企業(yè)，其中多于 50 人的企業(yè)僅占總數(shù)的 9%；新加坡有 460 家模具企業(yè)，其中多于 50 人的企業(yè)僅占總數(shù)的 3%，香港有 6500 家模具企業(yè),其中多于 50 人的企業(yè)僅占總數(shù)的 %。行業(yè)特點(diǎn)：1．隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,模具行業(yè)已由勞動密集型逐步轉(zhuǎn)化為技術(shù)勞動密集型。2．盡管模具行業(yè)已應(yīng)用了先進(jìn)的數(shù)控設(shè)備、檢驗(yàn)儀器和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)／分析／制造軟件，但仍然需要高技藝的人工勞動。所以，模具行業(yè)又是高技術(shù)和高技藝緊密結(jié)合的一個(gè)行業(yè)。，模具的種類繁多，從設(shè)計(jì)、制造工藝、裝備以至原材料都各不相同。所以企業(yè)生產(chǎn)的模具宜專而不宜全，規(guī)模宜小而不宜大。4．模具基本上是單件生產(chǎn)。即使是生產(chǎn)專業(yè)化的模具企業(yè)，在生產(chǎn)同一類模具時(shí)，也會由于不同模具的精度要求、復(fù)雜程度、加工難度等的不同而需要變化設(shè)備的配置和工程的安排。因此，模具企業(yè)還應(yīng)在專業(yè)化的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的柔性化。將來沖壓模具制造技術(shù)展開趨向：(1)全面推行 CAD/CAM/CAE 技術(shù)，模具 CAD/CAM/CAE 技術(shù)是模具設(shè)計(jì)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)效能的力度，進(jìn)一步擴(kuò)展 CAE 技術(shù)的使用范圍。計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的展開正使 CAD/CAM/CAE 技術(shù)跨地域、跨企業(yè)、跨院所地在整個(gè)行業(yè)中推行成為可能，完成技術(shù)資源的重新整合，使虛擬制造成為可能。(2)高速銑削加工，國外近年來展開的高速銑削加工，大幅度提高….了加工效率，并可獲得極高的表面光亮度。另外，還可加工高硬度模塊，還具有產(chǎn)熱少、熱變形小等優(yōu)點(diǎn)。高速銑削加工技術(shù)的展開，對汽車、家電行業(yè)中大型型腔模具制造注入了新的活力。目前它已向更高的矯捷化、智能化、集成化方向展開。(3)模具掃描及數(shù)字化零碎，高速掃描機(jī)和模具掃描零碎提供了從模型或?qū)嵨飹呙璧郊庸こ鱿＜降哪Ｐ退璧闹T多功用，大大縮短了模具的在研制制造周期。有些疾速掃描零碎，可迅速安裝在已有的數(shù)控銑床及加工中心上，完成疾速數(shù)據(jù)采集、北方民族大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文8自動生成各種不同數(shù)控零碎的加工順序、不同格式的 CAD 數(shù)據(jù)，用于模具制造業(yè)的“逆向工程” 。模具掃描零碎已在汽車、摩托車、家電等行業(yè)成功使用，相信在“十五”時(shí)期將發(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)的復(fù)雜的管狀電極作三維或二維輪廓加工(像數(shù)控銑一樣)，因而不再需求制造復(fù)雜的成型電極，這顯然是電火花成形加工范疇的巨大發(fā)展。國外已有運(yùn)用這種技術(shù)的機(jī)床在模具加工中進(jìn)行應(yīng)用。(5)進(jìn)步模具標(biāo)準(zhǔn)化程度，我國模具標(biāo)準(zhǔn)化程度正在不斷進(jìn)步，估量目前我國模具標(biāo)準(zhǔn)件運(yùn)用覆蓋率已抵達(dá) 30%左右。國外發(fā)達(dá)國度為 80%左右。(6)優(yōu)質(zhì)材料及先進(jìn)表面處置技術(shù)，選用優(yōu)質(zhì)鋼材和使用相應(yīng)的表面處理技術(shù)來進(jìn)步模具的壽命提高就顯得非常必要。模具熱處理和表面處理是能否充分發(fā)揮模具鋼材料功能的關(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。模具表面處理應(yīng)完善工藝先進(jìn)的氣相堆積(TiN、TiC 等)等離子噴涂等技術(shù)。第二章 沖壓模具簡介北方民族大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文9 沖壓成型是指在壓力機(jī)上通過模具對板料（金屬或非金屬）加壓，使其分離或發(fā)生塑性變形，從而得到一定形狀、尺寸和性能要求的零件的加工方法。它屬于塑性加工方法之一，這種方法又稱為冷沖壓或板料沖壓。沖壓模具的設(shè)計(jì)是現(xiàn)代冷沖壓工藝的核心。沖壓模具的形式很多，一般可按以下幾個(gè)主要的特征分類。（1）根據(jù)工藝性質(zhì)分類①沖裁模，沿封閉或敞開的輪廓線是材料生產(chǎn)分離模具。如落料模、沖孔模、切斷模、切口模、切邊模、剖切模等。②彎曲模，使板料毛坯制成開口空心件，或使空心件進(jìn)一步改變形狀和尺寸的模具。③拉深模，是把毛坯或半成品工件按凹凸模的形狀直接復(fù)制成形，而材料本身僅生產(chǎn)局部塑性變形的模具，如脹形模、縮口模、擴(kuò)口模、起伏成形模、翻邊模、整形模等。（2）根據(jù)工序組合程度分類①單工序模，在壓力機(jī)的一次行程中，只完成一道沖壓工序的模具。②復(fù)合模，只有一個(gè)工位，在壓力機(jī)一次行程中，在同一工位上同時(shí)完成兩道或兩道以上沖壓工序的模具。③級進(jìn)模（也稱連續(xù)模） ，在毛坯的送進(jìn)方向上，具有兩個(gè)或更多的工位，在壓力機(jī)的一次形程中，在不同的工位上逐次完成兩道或兩道以上沖壓工序的模具。（3）根據(jù)材料的變形特點(diǎn)分類有落葉模、沖孔模、切斷模、切口模、切邊模、彎曲模、拉伸模、成形模、壓花膜、冷擠壓模等。沖裁模設(shè)計(jì)基礎(chǔ)沖裁模屬于沖壓模的一種。沖裁是指利用裝在壓力機(jī)上的模具使板料沿著一定的輪廓形狀產(chǎn)生分離的一種沖壓工藝。它可以直接沖出所需形狀零件，也可為其他工序制備毛坯（如彎曲、拉伸等工序） 。主要有沖孔、落料、切邊、切口等工序。沖裁工藝分為普通沖裁和精密沖裁兩大類。本畢業(yè)設(shè)計(jì)使用的是普通沖裁，所以只介紹普通沖裁。沖裁工序種類很多，最常用的是沖孔和落料。北方民族大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文10板料經(jīng)過沖裁以后，分為沖落部分和帶孔部分。從板料上沖下所需形狀的零件（毛坯）叫落料；在工件上沖出所需形狀的孔叫沖孔（沖去部分為廢料） 。沖制外形屬于落料；沖制內(nèi)孔屬于沖孔。沖裁模的結(jié)構(gòu)組成根據(jù)零部件在模具中的作用，沖裁模具結(jié)構(gòu)一般由以下 5 部分組成。（1）工作零件，指實(shí)現(xiàn)沖裁變形，使板料分離，保證沖裁剪形狀的零件。（2）定位零件，指保證條料或毛坯在模具中的位置正確的零件。（3）卸料及推件零件，指將沖裁后由于彈性回復(fù)而卡在凹?？卓趦?nèi)或緊固在凸模上的工件或廢料脫卸下來的零件。（4）導(dǎo)向零件，指保證上模和下模正確位置和運(yùn)動導(dǎo)向的零件。一般由導(dǎo)柱導(dǎo)套組成。（5）連接緊固類零件，指將凸、凹模緊固于上、下模座以及將上、下模座固定在壓力機(jī)上的零件。沖裁模的典型結(jié)構(gòu)有單工序沖裁模、連續(xù)沖裁模、復(fù)合模而復(fù)合沖裁模又可分為正裝式復(fù)合模、倒裝式復(fù)合模本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目是《焊片落料沖孔復(fù)合?！肪筒捎玫寡b式復(fù)合模。北方民族大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文11第三章 工藝性分析及工藝方案確定 工藝性分析沖裁件的工藝性是指從沖壓工藝方面來衡量設(shè)計(jì)是否合理。一般來講，在滿足工件使用要求的條件下，能以最簡單最經(jīng)濟(jì)的方法將工件沖制出來，就說明該件的沖壓工藝性好，否則，該件的工藝性就差。當(dāng)然工藝性的好壞是相對的，它直接受到工廠的沖壓技術(shù)水平和設(shè)備條件等因素的影響。以上要求是確定沖壓件的結(jié)構(gòu)，形狀，尺寸等對沖裁件工藝的實(shí)應(yīng)性的主要因素。根據(jù)這一要求對該零件進(jìn)行工藝分析。此工件有沖孔、落料兩個(gè)工序。 材料為 Q235 為普通碳素結(jié)構(gòu)鋼，具有良好的沖壓性能，適合沖裁。零件結(jié)構(gòu)簡單對稱，無尖角，對沖裁加工較為有利。零件中部有一異形孔和圓孔，孔的最小尺寸為 ，滿足沖裁最小孔徑 =?的要求。另外，經(jīng)計(jì)算孔距零件外形的最小邊距滿足沖裁件最小孔邊距 il的要求。所以，該零件的結(jié)構(gòu)滿足沖裁要求。?t零件上的尺寸均未標(biāo)注尺寸偏差，為自由尺寸，可按 IT10~IT14 級精度補(bǔ)標(biāo)工件尺寸公差。選定 IT12 確定尺寸的公差。尺寸精度較低，普通沖裁完全能滿足要求。 工藝方案確定 由零件圖可知，該零件包含沖孔和落料兩個(gè)工序。形狀較為規(guī)則，尺寸較小，精度要求 IT14?？辜魪?qiáng)度 310380MPa。零件為一落料沖孔件，可提出的加工方案如下： 方案一：先落料，后沖孔。采用兩套單工序模生產(chǎn)。 方案二：落料—沖孔復(fù)合沖壓，采用復(fù)合模生產(chǎn)。 方案三：沖孔—落料連續(xù)沖壓，采用級進(jìn)模生產(chǎn)。方案一模具結(jié)構(gòu)簡單，但需兩道工序、兩副模具，生產(chǎn)效率低，零件精度較差，在生產(chǎn)批量較大的情況下不適用。方案二只需一副模具，沖壓件的形位精度和尺寸精度易保證，且生產(chǎn)效率高。盡管模具結(jié)構(gòu)較方案一復(fù)雜，但由于零件的幾何形狀北方民族大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文12較簡單，模具制造并不困難。方案三也只需一副模具，生產(chǎn)效率也很高，但與方案二比生產(chǎn)的零件精度稍差。欲保證沖壓件的形位精度，需在模具上設(shè)置導(dǎo)正銷導(dǎo)正，模具制造、裝配較復(fù)合模略復(fù)雜。所以，比較三個(gè)方案采用方案二生產(chǎn)。圖一 焊片零件圖復(fù)合模簡介復(fù)合沖裁模是指在壓力機(jī)上的一次行程中，板料同時(shí)完成沖孔和落料等多個(gè)工序的沖裁模。該類模具結(jié)構(gòu)中有一個(gè)既為落料凸模又為沖孔凹模的凸凹模，按照凸凹模位置的不同，復(fù)合模分為正裝式和倒裝式兩種。（1） 正裝式復(fù)合模，凸凹模安裝在上模部分時(shí)，稱之為正裝式復(fù)合模，沖裁時(shí)，沖孔涂抹和凸凹模完成沖孔工序；落料凸模和凸凹完成落料工序。制件和沖孔廢料落在下?；驐l料上，需人工清理，操作不安全，故很少采用。（2） 倒裝式復(fù)合模，凸凹模安裝在下模部分時(shí)，稱之為倒裝式復(fù)合模，沖裁時(shí)，凸模和凸凹模完成沖孔工序；凹模和凸凹模完成落料工序。沖孔廢料由凸凹?？字苯勇湎?，制件被凸凹模頂入落料凹模內(nèi)，再由推件塊推出復(fù)合模的主要特點(diǎn)：北方民族大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文13由于工序是在一個(gè)工位上完成的，且條料和制件都在壓緊狀態(tài)下完成沖裁，因此沖裁的制件平直，精度可達(dá) IT10IT11 級，形位誤差??；該類模具結(jié)構(gòu)緊湊，體積較小，生產(chǎn)效率高，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，模具零件的精度要求高，成本高，制造周期長。凸凹模的內(nèi)、外形之間的壁厚不能太薄，不否則其強(qiáng)度不夠會造成脹裂而損壞；適用于沖裁大批量、精度要求高的制件。一般情況下，一般料厚度不大于 3mm 為宜，主要是保護(hù)凸凹模的強(qiáng)度。北方民族大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文14第四章 沖裁工藝設(shè)計(jì)與計(jì)算 排樣及利用率計(jì)算排樣設(shè)計(jì)是指沖裁件在條料、帶料或板料上的布置方式。合理的排料設(shè)計(jì)是提高利用率、降低生產(chǎn)成本、保證工件質(zhì)量及模具壽命的有效措施。排樣的原則：（1）提高材料的利用率 ；（2）改善操作性；（3）是模具的結(jié)構(gòu)簡單、合理，使用壽命產(chǎn)長；（4）保證沖裁件質(zhì)量。排樣圖如下所示：圖二 排樣圖 排樣方式的確定查《模具設(shè)計(jì)與制