【正文】 1 摘 要 隨著模具的迅速發(fā)展，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，模具已經(jīng)成為生產(chǎn)各種工業(yè)產(chǎn)品不可缺少的重要工藝設(shè)備，為了擴(kuò)展在模具方面的知識(shí)面為了適應(yīng)社會(huì)的要求，學(xué)校舉行了畢業(yè)設(shè)計(jì)，這次課程設(shè)計(jì)是在學(xué)習(xí)完沖模、模具制造等課程的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，是對(duì)我綜合能力的考核，是對(duì)我所學(xué)知識(shí)的綜合運(yùn)用，也是對(duì)我所學(xué)知識(shí)的回顧與檢查。 本次的設(shè)計(jì) 對(duì)該零件進(jìn)行沖壓工藝分析和有關(guān)工藝計(jì)算，確定合理的沖壓工藝方案，正確的選用標(biāo)準(zhǔn)模架，使用 PRO/E 三維繪圖軟件繪制模具三維圖，對(duì) 拉伸 結(jié)構(gòu)進(jìn)行了工藝分析。明確了設(shè)計(jì)思路，確定了 拉伸 成型工藝過(guò)程并對(duì)各 個(gè)具體部分進(jìn)行了詳細(xì)的計(jì)算和校核。如此設(shè)計(jì)出的結(jié)構(gòu)可確保模具工作運(yùn)用可靠，保證了與其他部件的配合，根據(jù)三維圖繪制模具二維裝配圖和零件圖。 通過(guò)實(shí)例，分析了零件的拉伸工藝方案，闡述了模具結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及工作過(guò)程，最后提出了模具設(shè)計(jì)應(yīng)該注意的問(wèn)題。 關(guān)鍵詞 ：沖模；拉伸工藝；模具設(shè)計(jì) 2 Abstract With the die development of molds in modern industrial production, the mold has bee the production of various industrial products essential for process equipment, in order to expand knowledge in the die area in order to meet the demand of society, the school held a graduation project, the curriculum design is to learn End dies, die manufacturing, and other courses based on, is to me a prehensive capacity assessment, I have learned is the integrated use of knowledge, but also my knowledge of the review and inspection. stamping mould design for the parts stamping process analysis and relevant technical calculation, the determination of reasonable design of stamping process program, the correct selection criteria formwork, using PRO/E software rendering 3d graphics for stamping mould threedimensional graph, the process analysis. Structure, Clear the design ideas, stamping forming process and to each specific parts of the detailed calculation and test. So the structure is designed to ensure reliable mould, working with other ponents. , Based on 3d drawing die assembly drawing and 2d. parts needing attention in the design of the die are put forward . key words: die； stamping process ； die design 3 目 錄 Abstract…………………………………………………………….................2 …………………………………………………………………………………….. 4 課題研究的意義和目的 ………………………………………………… ……..4 國(guó)外發(fā)展概況 …………………………………………………………..……4 國(guó)內(nèi)發(fā)展概況 …………………………………………………………..…… 5 課題主要設(shè)計(jì)的內(nèi)容 …………………………………………………… .……..5 .............................................................7 拉深變形過(guò)程及其特點(diǎn) ……………………………………………………….. 7 拉深變形過(guò)程的力學(xué)分 析 ………………………………………………… 8 拉伸成形的障礙及防止 措施 ……………………………………………….1 2 反拉深模具的特點(diǎn) …………………………………………………….…..…1 5 引出環(huán)反拉伸模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) …………………………………………………..…1 6 拉深工藝的設(shè)計(jì)與計(jì)算 ………………………………………………………1 7 拉伸模具凸凹模尺寸的確定 …………………………………………………2 2 拉深力的計(jì)算及壓力機(jī)的選擇 ……………………………………….…2 4 3 凸模的基本結(jié)構(gòu)形式與選用 ……………………………………. 25 模柄和模架的選用 ………………………………………………… ...………….2 5 凸模的基本結(jié)構(gòu)形式與選用 ………………………………………… ..……… 26 …………………….26 凸模尺寸的計(jì)算與確定 ……………………………………………………….26 凹模與相關(guān)零件的尺寸確定 ………………………………………………….27 凸凹模及相關(guān)零件 …………………………………………………………….27 Pro /E 的模具設(shè)計(jì)應(yīng)用 ………………………………….29 Pro/E 的簡(jiǎn)介 ………………………………………………..………...........29 基于 PDX 的拉深模設(shè)計(jì)方法 ………………………………………………30 基于 Pro/E 的模具裝配 ……………………………………………….............31 Pro/E 轉(zhuǎn)化為工程圖 ………………………………………………………...34 總結(jié) ………………………………………………………………………….38 謝辭 ……… ………………………………………………………………….39 參考文獻(xiàn) …………………………………………………………………….40 附錄 ……………………………………………………………………………… 41 4 1 前言 課題研究的意義和目的 模具是機(jī)械制造業(yè)中技術(shù)先進(jìn)、影響深遠(yuǎn)的重要工藝裝備 ,具有生產(chǎn)效率高、材料利用率高、制件質(zhì)量?jī)?yōu)良、工藝適應(yīng)性好等特點(diǎn) ,被廣泛應(yīng)用于汽車(chē)、機(jī)械、航天、航空、輕工、電子、電器、儀表等行業(yè)。 2021 年中國(guó)模具工業(yè)產(chǎn)值達(dá)到 610 億元 ,增長(zhǎng)率保持在 25%的高水平 ,行業(yè)的生產(chǎn)能力約占世界 總量的 10%,僅次于日本、美國(guó)而位列世界第三。我國(guó)沖壓模具產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)工藝水平 ,總體上比國(guó)際先進(jìn)水平低許多 ,而模具生產(chǎn)周期卻要比國(guó)際先進(jìn)水平長(zhǎng)許多。 冷沖壓是在常溫下，利用沖模在壓力機(jī)上對(duì)板料或坯料施加壓力，使其產(chǎn)生塑性變形或分離，從而獲得零件所需的形狀、尺寸的一種壓力加工的方法。利用沖壓模具生產(chǎn)可以保證產(chǎn)品的尺寸精度，使產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，而且在加工中不破壞產(chǎn)品表面。用模具生產(chǎn)零部件可以采用冶金廠大量生產(chǎn)的廉價(jià)的軋制港胞或鋼帶為配料，且在生產(chǎn)中不需要加熱，具有生產(chǎn)效率高、質(zhì)量好、重量輕、成本低且節(jié)約能源和 材料等一系列優(yōu)點(diǎn)。而模具則是大批量生產(chǎn)同形產(chǎn)品的工具，是生產(chǎn)各種工業(yè)產(chǎn)品的重要工藝裝備。模具工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)。目前，工業(yè)生產(chǎn)中普遍采用模具成形工藝方法，以提高產(chǎn)品的生產(chǎn)率和質(zhì)量。冷沖壓技術(shù)的發(fā)展和模具技術(shù)的發(fā)展是相互促進(jìn)，共同發(fā)展的。應(yīng)該說(shuō)，冷沖模具的研究和創(chuàng)新對(duì)于現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展具有積極意義。隨著工業(yè)的迅速發(fā)展，產(chǎn)品對(duì)模具的要求越來(lái)越高，傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)方法已無(wú)法適應(yīng)產(chǎn)品更新?lián)Q代和質(zhì)量提高的要求。三維 CAD/CAM 系統(tǒng)的成功應(yīng)用，使得計(jì)算機(jī)不再僅僅是設(shè)計(jì)過(guò)程中的繪圖工具，也是設(shè)計(jì)者進(jìn)行空間思維的輔助工具 。三維設(shè)計(jì)，已成為產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、模具設(shè)計(jì)及產(chǎn)品加工中這些薄弱環(huán)節(jié)的最有效的途經(jīng)。 本課題的研究目的：了解拉深模的一般設(shè)計(jì)方法與制造工藝 ,學(xué)習(xí) Pro/E 的操作與設(shè)計(jì)思想 ,鞏固我們所學(xué)的知識(shí) ,鍛煉實(shí)際解決問(wèn)題的能力。 國(guó)外沖壓模具業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 近年來(lái)，外資對(duì)我國(guó)模具行業(yè)投入量增大，工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家將模具向我國(guó)轉(zhuǎn)移的趨勢(shì)進(jìn)一步明朗化。 日本的模具產(chǎn)能約占全球的 40%，居世界第一位，每年向國(guó)外出口大量模具。現(xiàn)在模具市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，因此日本模具業(yè)也在努力降低生產(chǎn)成本。模具業(yè)是人力成本較高的行業(yè)，日本的 人力成本是中國(guó)的及東南亞地區(qū)的十幾倍，而人力成本中有70%以上是非核心技術(shù)人員。因此，現(xiàn)在日本模具業(yè)正逐漸將技術(shù)含量不高的模具轉(zhuǎn)向人力成本較低的地區(qū)生產(chǎn)，只在本國(guó)生產(chǎn)技術(shù)含量較高的產(chǎn)品。其次是日本實(shí)用模具的主要企業(yè)有加快向國(guó)外轉(zhuǎn)移的趨勢(shì)，這使日本本國(guó)模具使用量減少。 隨著模具工業(yè)全球化布局的發(fā)展，模具行業(yè)在美國(guó)工業(yè)總產(chǎn)值中所占的比重呈現(xiàn)出不斷下降的態(tài)勢(shì)，但是美國(guó)模具在全球模具的高端產(chǎn)品仍然占據(jù)著重要地位。 德國(guó)是世界上主要的制造大國(guó)之一，在模具制造方面具有領(lǐng)先的技術(shù)。德國(guó)擁有 5 世界領(lǐng)先的汽車(chē)、船舶的制造技 術(shù)，受上游行業(yè)需求影響，德國(guó)模具在世界上具有較為重要的地位。由于德國(guó)將技術(shù)含量較高的制造業(yè)作為其立國(guó)之本，預(yù)計(jì)未來(lái)德國(guó)不會(huì)放棄模具制造領(lǐng)域，相反會(huì)加強(qiáng)技術(shù)含量較高的模具的研究和開(kāi)發(fā) 國(guó)內(nèi)沖壓模具業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) 目前，我國(guó)的模具工業(yè)已初具規(guī)模，全國(guó)已有以千計(jì)的模具專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)廠和模具生產(chǎn)點(diǎn)，還有數(shù)以萬(wàn)計(jì)的小型模具企業(yè)。可以說(shuō)，中國(guó)在模具設(shè)計(jì)和制造方面已具有了一支較強(qiáng)的隊(duì)伍。 近年來(lái)，我國(guó)模具技術(shù)的進(jìn)步主要表現(xiàn)在： 1）研究開(kāi)發(fā)了幾十種模具新鋼種及硬質(zhì)合金、鋼結(jié)硬質(zhì)合金等新材料，并采用了一些熱處理新工 藝，使模具使用壽命得到延長(zhǎng)。 2）發(fā)展了一些多工位級(jí)進(jìn)模和硬質(zhì)合金模等新產(chǎn)品，并根據(jù)國(guó)內(nèi)生產(chǎn)需要研制了一批精密塑料注射模。 3）研究開(kāi)發(fā)了一些新技術(shù)和新工藝，如三維曲面數(shù)控仿形加工、模具表面拋光、表面皮紋加工以及皮紋輥制造技術(shù)、模具鋼的超塑性成形技術(shù)和各種快速制模技術(shù)等。 4）模具加工設(shè)備已得到較大的發(fā)展，國(guó)內(nèi)已能生產(chǎn)精密坐標(biāo)磨床、計(jì)算機(jī)控制（ CNC）仿形銑床， CNC電火花線切割機(jī)床以及高精度的電火花成形機(jī)床等。 5）模具計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和輔助制造（模具 CAD/CAM）已在國(guó)內(nèi)數(shù)十個(gè)單位得到開(kāi)發(fā)應(yīng)用。 雖然我國(guó)模具技術(shù)已得到較大的發(fā)展，但仍然不能滿(mǎn)足國(guó)民經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的需要，還需花費(fèi)大量的資金向國(guó)外進(jìn)口一些模具，其原因是： 1）專(zhuān)業(yè)化和標(biāo)準(zhǔn)化程度低。 2）模具品種少，效率低，經(jīng)濟(jì)效益也差。 3）制造周期長(zhǎng)，模具精度不高，制造技術(shù)較落后。 4）模具壽命短，新材料使用量不到 10%。 5）力量分散，管理落后。 從 20 世紀(jì) 70 年代至今，計(jì)算機(jī)逐漸進(jìn)入了模具生產(chǎn)的設(shè)計(jì)、制造、管理等各個(gè)領(lǐng)域；輔助進(jìn)行零件圖形輸入、毛胚展開(kāi)、調(diào)料排樣、確定模具尺寸和標(biāo)準(zhǔn)、繪制裝配圖和零件圖、輸出 NC 程序等工作，使得模具設(shè) 計(jì)、加工精度與復(fù)雜性不斷提高，模具制造周期不斷縮短。當(dāng)前國(guó)際上計(jì)算機(jī)（ CAD）和計(jì)算機(jī)輔助制造（ CAM）的發(fā)展趨勢(shì)是：繼續(xù)發(fā)展幾何圖形系統(tǒng)以滿(mǎn)足復(fù)雜零件和模具的要求；在 CAD 和 CAM的基礎(chǔ)上建立生產(chǎn)集成系統(tǒng)（ CIMS）；開(kāi)展塑性成形模擬技術(shù)的研究，以提高工藝分析和模具 CAD 的理論水平和實(shí)用性；開(kāi)發(fā)智能數(shù)據(jù)庫(kù)和分布式數(shù)據(jù)庫(kù)，開(kāi)發(fā)專(zhuān)家系統(tǒng)和智能 CAD 等。 隨著工業(yè)技術(shù)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和快速適應(yīng)工業(yè)產(chǎn)品更新?lián)Q代和提高質(zhì)量的要求，發(fā)達(dá)國(guó)家從 20 世紀(jì) 50 年代就開(kāi)始了模具 CAD/CAM 技術(shù)的研究。如美國(guó)通用汽車(chē)公司早在 20 世紀(jì) 50 年代就將 CAD/CAM 技術(shù)應(yīng)用于汽車(chē)覆蓋件的設(shè)計(jì)與制造； 20 世紀(jì) 70 年代日本機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)室和日本旭光學(xué)工業(yè)公司分別開(kāi)發(fā)了連續(xù)模設(shè)計(jì)系統(tǒng) MEL 和沖空彎曲模系統(tǒng) PENTAX； 1982 年，日立公司研制了沖裁模CAD 系統(tǒng)。到 20 世紀(jì) 80 年代，模具 CAD/CAM 技術(shù)已廣泛應(yīng)用于冷沖模具的設(shè)計(jì)與制造。 冷沖壓的加工工藝在我國(guó)的具有悠久的歷史。半個(gè)世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)的冷沖壓工藝和其他生產(chǎn)工藝一樣得到了迅速的發(fā)展。冷沖壓加工的工藝和設(shè)備正在不斷的發(fā)展（包 6 括沖壓模具技術(shù)的發(fā)展），把冷沖壓技術(shù)提高到了新的水平。為適 應(yīng)冷沖壓工藝水平的提高，我國(guó)對(duì)沖模的研制也在不斷加強(qiáng)。但是總體上說(shuō)，我國(guó)模具工業(yè)起步較晚、基礎(chǔ)差，就總量來(lái)看，大型、精密、浮渣、長(zhǎng)壽名命模具產(chǎn)需矛盾仍然十分突出。雖然在模具的制造方法、手段方面達(dá)到了國(guó)際水平，模具結(jié)構(gòu)、功能方面也接近國(guó)際水平，但是在制造的質(zhì)量、精度、制造周期和成本方面和國(guó)外還存在一定的差距。我國(guó)模具 CAD/CAM 技術(shù)從 20 世紀(jì) 80 年代才起步，長(zhǎng)期處于低水平重復(fù)