【正文】 的精沖模 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)。國 家科委 863 計劃將東風(fēng)汽車公司作為 CIMS 應(yīng)用示范工廠，由華中理工大學(xué)作為技術(shù)依托單位，開發(fā)的汽車車身與覆蓋件模具 CAD/CAPP/CAM集成系統(tǒng)于 1996年初通過鑒定。在此期間， 4 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模擬 CAE 軟件并開始用于生產(chǎn)。 在沖壓成型 CAE 軟件方面，除了引進(jìn)的軟件外，華中科技大學(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，并已在生產(chǎn)實踐中得到成功應(yīng)用，產(chǎn) 生了良好的效益。 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。 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。激光切割和激光焊接技術(shù)也得到了應(yīng)用。 5 2. 沖壓模具的發(fā)展重點與展望 發(fā)展重點的選取應(yīng)根據(jù)市場需求、發(fā)展趨勢和目前狀況來確定。可按產(chǎn)品重點、技術(shù)重點和其他重點分別敘述。 （ 1）沖壓模具產(chǎn)品發(fā)展重點。沖壓模具共有 7 小類，并有一些按其服務(wù)對象來稱呼的一些種類。目前急需發(fā)展的是汽車覆蓋件模具，多功能、多工位級進(jìn)模和精沖模。這些模具現(xiàn)在產(chǎn)需矛盾大，發(fā)展前景好。 汽車覆蓋件模具中發(fā)展重點是技術(shù)要求高的中高檔轎車大中型覆蓋件模具，尤其是外覆蓋件模具。高強度板和不等厚板的沖壓模 具及大型多工位級進(jìn)模、連續(xù)模今后將會有較快的發(fā)展。多功能、多工位級進(jìn)模中發(fā)展重點是高精度、高效率和大型、高壽命的級進(jìn)模。精沖模中發(fā)展重點是厚板精沖模大型精沖模，并不斷提高其精度。 （ 2）沖壓模具技術(shù)發(fā)展重點。 模具技術(shù)未來發(fā)展趨勢主要是朝信息化、高速化生產(chǎn)與高精度化發(fā)展。因此從設(shè)計技術(shù)說，發(fā)展重點在于大力推廣 CAD/CAE/CAM 技術(shù)的應(yīng)用，并持續(xù)提高效率，特別是板材成型過程的計算機模擬分析技術(shù)。模具 CAD、 CAM 技術(shù)應(yīng)向宜人化、集成化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展，并提高模具 CAD、 CAM 系統(tǒng)專用化程度。 為了提高 CAD、 CAE、 CAM 技術(shù)的應(yīng)用水平，建立完整的模具資料庫及開發(fā)專家系統(tǒng)和提高軟件的實用性十分重要。從加工技術(shù)來說，發(fā)展重點在于高速加工和高精度加工。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)。高精度加工目前主要是發(fā)展模具零件精度 1μ m以下和表面粗糙度 Ra≦ m 的各種精密加工。提高模具標(biāo)準(zhǔn)化程度，搞好模具標(biāo)準(zhǔn)件生產(chǎn)供應(yīng)也是沖壓模具技術(shù)發(fā)展重點之一。為了提高沖壓模具的壽命，模具表面的各種強化超硬處理等技術(shù)也是發(fā)展重點。 對于模具數(shù)字化制造、系統(tǒng)集成、逆向工程、快速原型 /模具制造及計算機輔助應(yīng)用技術(shù)等方面形成全方位解決方案，提供模具開發(fā)與工程服務(wù)，全面提高企業(yè)水平和模具質(zhì)量，這更是沖壓模具技術(shù)發(fā)展的重點。 6 第 1 章 零件的工藝性分析 設(shè)計內(nèi)容： 為下圖 所示的喇叭罩產(chǎn)品設(shè)置一副沖壓模具 圖 設(shè)計目的： (1)掌握沖壓模具設(shè)計的一般方法和步驟 。 (2)了解壓力機的工作原理基本結(jié)構(gòu) 。 (3)了解現(xiàn)代模具加工的各種方法 。 (4)熟練地使用 Pro/E 和 AutoCAD 等軟件設(shè)計機械類相關(guān)產(chǎn)品。 7 第 2 章 零件沖壓工藝方案的確定 沖壓工藝性分析 工件名稱：喇叭罩 生產(chǎn)批量：小批量 材料： 08F 厚度： 1mm （ 1） 沖壓件為 F08 鋼板，是優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，具有良好的可沖壓性能； （ 2）工件可以看成由有凸緣的圓筒件和錐形件構(gòu)成，要求外型尺寸，沒有厚度不變的要求，因此工件的形狀滿足拉深工藝要求。各圓角尺寸 tR 2? ,滿足拉深對圓角半徑的要求。由 0 ?? 查參考文獻(xiàn) [1]中表 可知它的尺寸精度為 IT13 級，滿足拉深工序?qū)ぜ墓畹燃壍囊蟆? （ 3）該零件的外形是圓形，比較簡單、規(guī)則。工件中間有孔，且孔在平面上，孔與件邊緣之間的距離較大，即滿足 ?c 。這部分可以用沖裁工序完成，查參考文獻(xiàn) [1]中表 ，可知沖裁件外型尺寸 0 ?? mm 和孔尺寸 ?? mm 能達(dá)到的尺寸精度為 IT11 級，查參考文獻(xiàn) [1]中表 可知該工件的精度要求能夠在沖裁加工中得到保證。 圖 8 （ 4）零件圖上未標(biāo)注尺寸偏差的，可按 IT14 級確定工件尺寸的公差。經(jīng)查參考文獻(xiàn) [1]中表 ，各尺寸為： 0 724641 2 0 ???? ，， 。 工藝方案及模具結(jié)構(gòu)的確定 根據(jù)工件的根據(jù)工 件的工藝性分析，可知冷沖壓要完成的基本工序有：拉深、落料、沖孔和整形。由此制定兩套工藝方案： 方案一：先落料，然后沖孔，再拉伸及整形，三個簡單模。此方案模具結(jié)構(gòu)簡單，使用壽命長，制造周期短，但是需要三道工序，三套模具才能完成零件的加工，生產(chǎn)率低，難以滿足零件大批量生產(chǎn)的要求，而且工件尺寸的累積誤差大，所需要的模具操作人員也比較多。 方案二：拉深、落料、沖孔、整形復(fù)合模。如圖 所示。此方案模具結(jié)構(gòu)緊湊，工序集中，對壓力機工作臺面的面積要求較小，且內(nèi)外形相對位置及零件尺寸的一致性非常好，制件面平直，并且制造 精度高。缺點是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，安裝、試和維修不方便，制造周期長。 由零件圖可知，有凸緣的圓筒件部分的拉深尺寸不大，錐形很淺，亦可一次拉成，可以考慮采用復(fù)合模；又由于產(chǎn)品批量較大，工序分散的單一工序生產(chǎn)不能滿足生產(chǎn)需求，應(yīng)考慮集中的工藝方法。經(jīng)綜合分析論證，采用拉深、落料、沖孔、整形復(fù)合模既能滿足生產(chǎn)量的要求，又能保證產(chǎn)品質(zhì)量和模具的合理性，故采用方案二。 圖 9 第 3 章 模具的設(shè)計 落料模設(shè)計計算 毛坯尺寸及排樣 根據(jù)凸緣的相對直徑 ??dp 查參考文獻(xiàn) [1]中表 可得 mm5?? 。 將拉伸件劃分成若干簡單的幾何形狀，圖 所示。 圖 于是 654321 aaaaaaA ?????? 其中， )(4a 221 dD ??? ? ?? ?21 4 5521 6 84 ???? ? ? 2mm ? ?rdra 422 ?? ?? ? ?341 4 532 ????? ?? ? 2mm ? ?r423 ?? dra ?? ? ?341 3 532 ????? ?? ? 2mm 10 )(4 224 dDa ?? ? )120xx3(4 22 ??? ? ? 2mm ?????? ???????? ??? 22a 02025 ddddh? ?????? ???????? ???? 2 1 2 0642 641 2 018 22? ? 2mm 26 4da ?? 2644???