【正文】 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 第一章 前 言 隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)在制造業(yè)中的廣泛應(yīng)用，他們與傳統(tǒng)制造技術(shù)結(jié)合形成的先進(jìn)制造技術(shù)，發(fā)展迅速，在模具制造業(yè)中應(yīng)用廣泛。在模具制造業(yè)中，精益生產(chǎn)、敏捷制造、只能制造、虛擬技術(shù)等新概念相繼出現(xiàn)，正在實(shí)現(xiàn)以技術(shù)為中心向以人為中心轉(zhuǎn)變；從金字塔式的多層次管理結(jié)構(gòu)向扁平的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變；從傳統(tǒng)的順序工作方式向并行的工作方式轉(zhuǎn)變；從按功能劃分部門的固定組織形式向動(dòng)念的、自主管理的小組工作組織形式轉(zhuǎn)變；從質(zhì)量第一的競爭策略向快速響應(yīng)市場的競爭策略轉(zhuǎn)變。因而模具行業(yè)的發(fā)展必須依靠技術(shù)創(chuàng)新。 當(dāng)前，以提高對市場快速反應(yīng)能力為目標(biāo)的模具制造技術(shù)得到超速的發(fā)展和應(yīng)用。大力采用模具標(biāo)準(zhǔn)件和發(fā)展標(biāo)準(zhǔn)件的生產(chǎn)；并行工程和快速原型制造技術(shù)得到廣泛推行。模具行業(yè)將來優(yōu)先推廣的幾項(xiàng)先進(jìn)制造技術(shù)有： CAD/CAM 技術(shù)、RPM 技術(shù)、氣輔注塑技術(shù)等。模具設(shè)計(jì)工作已成為推動(dòng)模具發(fā)展技術(shù)關(guān)鍵。大量統(tǒng)計(jì)表明設(shè)計(jì)費(fèi)用占成本的 5%~15%，但設(shè)計(jì)卻決定了產(chǎn)品總成本的 70%，可以說設(shè)計(jì)成為制約產(chǎn)品上市周期和生產(chǎn)成本的根本因素。面對激烈的市場競爭，再用簡單的計(jì)算工具、常規(guī)的設(shè)計(jì)方法和手工繪圖等傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方 式已經(jīng)不再適應(yīng)，必須采用現(xiàn)代的設(shè)計(jì)方法。目前適用于模具行業(yè)的計(jì)算機(jī)軟件就為CAD/CAM。 模具工業(yè)在我國發(fā)展迅速，模具工業(yè)產(chǎn)值不斷提高，行業(yè)的生產(chǎn)能力約占世界總量的 10%，僅次于日本、美國而位于世界第三。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(jìn)步，東風(fēng)汽車公司模具廠、一汽模具中心等模具廠家已能生產(chǎn)部分轎車覆蓋件模具。 1953 年，長春第一汽車制造廠在中國首次建立了沖模車間，該廠于 1958 年開始制造汽車覆蓋件模具。我國于 20 世紀(jì) 60 年代開始生產(chǎn)精沖模具。在走過了快速的發(fā)展道路之后，目前我國已 汽車覆蓋件模具為代表的大型沖壓模具的制造技術(shù)已經(jīng)取得很大進(jìn)步，幾大汽車模具廠由于采用了國際上先進(jìn)的模具加工設(shè)備、制造技術(shù)和軟件，實(shí)現(xiàn)了CAD/CAE/CAM 一體化，提高了沖壓模具的設(shè)計(jì)開發(fā)和制造能力，縮短了模具的生產(chǎn)周期。例如捷達(dá)、富康、夏利等轎車的大型覆蓋件模具均為國內(nèi)設(shè)計(jì)制造，再如一汽模具公司和美國福特汽車公司聯(lián)合設(shè)計(jì)了紅旗轎車發(fā)動(dòng)機(jī)罩的內(nèi)外板和左右前翼板等高檔模具。此外，許多研究機(jī)構(gòu)和大專院校開展模具技術(shù)的研究和開發(fā)。 但我國沖壓模具無論在數(shù)量上，還是在質(zhì)量、技術(shù)和能力等方面都已有了很濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 大發(fā)展，但與國發(fā) 經(jīng)濟(jì)需求和世界先進(jìn)水平相比，差距仍很大，一些大型、精度、復(fù)雜、長壽命的高檔模具每年仍大量進(jìn)口，特別是中高檔轎車的覆蓋件模具，目前仍主要依靠進(jìn)口。一些低檔次的簡單沖模，已趨供過于求，市場竟?fàn)幖ち?。?999 年以來產(chǎn)值呈逐年遞增趨勢，年增長率均在 12%以上；其次，我國模具產(chǎn)品進(jìn)口金額的增幅有逐年下降的趨勢，出口比例逐年加大（尤其是 2020 以來）進(jìn)出口比例正逐步趨向合理， 2020 年達(dá)到 。然而，與需求相比，中國模具工業(yè)明顯供不應(yīng)求，自 2020 年以來，貿(mào)易逆差均在 10 億美元以上，致使我國仍為世界上模具年凈進(jìn) 口量較大的國家。 在信息化帶動(dòng)工業(yè)化發(fā)展的今天，在經(jīng)濟(jì)全球化趨向日漸加速的情況下，我國沖壓模具必須盡快提高水平。 在國家產(chǎn)業(yè)政策的正確引導(dǎo)下， 通過改革與發(fā)展，把技術(shù)創(chuàng)新和管理創(chuàng)新放在首位， 采取各種有效措施，在沖壓模具行業(yè)全體職工的共同努力奮斗之下，我國沖壓模具也一定會(huì)不斷提高水平，逐漸縮小與世界先進(jìn)水平的差距。 “十一五 ”期間，在科學(xué)發(fā)展觀指導(dǎo)下，不斷提高自主開發(fā)能力、重視創(chuàng)新、堅(jiān)持改革開放、走新型工業(yè)化道路， 轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式， 將速度效益型的增長模式逐步轉(zhuǎn)變到質(zhì)量和水平效益型軌道上來，我國的沖壓模具的水平也必然 會(huì)更上一層樓。 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 第二章 沖壓件的工藝方案制 沖壓件的工藝性分析是指沖壓件對沖壓工藝的適應(yīng)性，即沖壓件加工的難易程度。它主要包括沖壓件的結(jié)構(gòu)與尺寸、精度與斷面粗糙度和材料三方面 圖 21 所示的零件為沖壓件底蓋，材料為 08F,材料厚度 t 為 1mm,大批量生產(chǎn)。 圖 21 底蓋 沖壓件的結(jié)構(gòu)和尺寸 該零件的結(jié)構(gòu)相對簡單，為回轉(zhuǎn)體，且尺寸適中。其中零件上的最小圓角半徑為 ，大于 (t 為沖壓件底蓋的厚度 )；最小孔徑為 ? ，大于。所以該零件適于沖壓加工。 沖壓件的精度和斷面粗糙度 零件的尺寸公差除 ??? 接近 IT11 級， ??? 接近 IT13 級， ??? 接近 IT13 級， ??? 接近 IT13 級外，其他尺寸均沒有標(biāo)出尺寸公差，并無其他要求。因此未標(biāo)注公 差的尺寸屬于自由尺寸，可按 IT14 級確定。 對零件的斷面粗糙度沒有特殊要求，查一般沖壓件剪切面的近似表面粗糙度表，可查的沖裁是該零件的表面粗糙度為 mRa ?? 。 因此，可利用普通沖裁的方式就可以滿足零件的圖樣要求。 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 沖壓件的材料 此零件的材料為 08F，板料，查黑色金屬的機(jī)械性能表可查得它的抗剪強(qiáng)度b? =310MPa ， 抗拉強(qiáng)度 390?b? Mpa。 性能特點(diǎn)是淬透性、綜合力學(xué)性能優(yōu)于普通碳素鋼，但對過熱比較敏感，具有良好的沖壓性能。 由以上可以看出，該零件的工藝性較好，可以沖壓加工。 擬定沖壓工藝方案 根據(jù)零件工藝性分析，生產(chǎn)該零件的基本工序有落料、多級拉伸、沖孔。按其先后順序組合，可得如下加工方案： 方案一：采用單工序模，工序?yàn)槁淞?—— 多道拉伸 —— 沖孔 —— 切邊 分析：每步工序都是用單工序沖壓，模具結(jié)構(gòu)簡單，制作周期短，價(jià)格較低，適合中小批量生產(chǎn)，但是由于工序較多，操作不方便，零件的尺寸不易控制，又增加了模具數(shù)量。而此零件是大批量生產(chǎn)，這種方案生產(chǎn)效率較低，操作也不安全，故不宜采用； 方案二：采用級進(jìn)模，工序?yàn)榈撞繘_孔及拉伸 —— 中間部位拉伸 —— 上部拉伸 —— 落料 分析：該種方案工藝相對簡單，模具數(shù)量相對減少，可較高的保持產(chǎn)品的加工精度，同時(shí)生產(chǎn)效率大幅度提高。但是模具的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對板材的選擇有一定的限制，同時(shí)還需增加自動(dòng)送料裝置，生產(chǎn)成本上升，故不采用該種方案； 方案三：采用復(fù)合模，工序?yàn)槁淞霞半A梯拉伸 —— 底部沖孔拉伸 —— 切邊 分析：該種方案需要的模具比單工序模使用的模具數(shù)量少，比級進(jìn)模的模具結(jié)構(gòu)簡單， 同時(shí)也可保持較高的加工精度和加工效率，故采用該種方案。 通過以上分析，并結(jié)合實(shí)際情況，采用方案三：落料及階梯拉伸 —— 底部沖孔拉伸 —— 切邊 采用復(fù)合模加工底蓋。 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 工序一：落料、拉伸后形成的零件，如圖 22。 圖 22 落料拉伸后形成的零件 工序二：沖孔、拉伸后形成的零件，如圖 23。 圖 23 沖孔、拉伸后形成的零件 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 第三章 落料拉伸復(fù)合模的設(shè)計(jì) 模具總體結(jié)構(gòu)方案 正裝與倒裝結(jié)構(gòu)的選擇 由于本工序需要落料和拉伸，落料模采用正裝便于安 裝自動(dòng)擋料定位裝置。拉伸模采用倒裝便于工序完成后的卸料。 操作與定位方式 為了降低成本采用手動(dòng)送料方式，由于零件的尺寸適中且厚度適中，采用雙側(cè)導(dǎo)料板導(dǎo)向，在送料方向上采用彈性擋料銷進(jìn)行定位。 卸料及出件方式 考慮到零件的形狀，落料模采用固定卸料板進(jìn)行卸料，對于拉伸模若零件卡在凹模采用打料桿將零件打出，若卡在凸模上采用彈性卸料板將零件推出。 模架類型及精度 考慮到零件的結(jié)構(gòu)工藝特點(diǎn)，第一套模具采用后導(dǎo)柱模架。由于零件的精度要求不高，可采用 I 級模架精度。 沖壓工藝計(jì)算 在沖壓工藝與模具結(jié)構(gòu)方案確定后，應(yīng)進(jìn)行有關(guān)工藝與設(shè)計(jì)方面的計(jì)算，以進(jìn)一步設(shè)計(jì)模具零件的具體結(jié)構(gòu)。 毛坯尺寸的計(jì)算 零件為圖 31. 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 圖 31 零件圖 可將零件分割為部分，如圖 32 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 圖 32 零件分解圖 計(jì)算以上各部分得： 圓筒 4dh=4? 87? 4=1392 球環(huán) 2 環(huán) 形 圓筒 4dh=4? 64? 13=3328 環(huán)形 截頭錐形 2（ ） = 環(huán)形 截頭錐形 2（ ） = 環(huán)形 圓筒 4dh=4? 14? 4=224 環(huán)形 圓形 = 由于該零件的拉伸部分無凸緣，所以應(yīng)留有一定的修邊余量查得修邊余量為2mm。 則 修邊 4dh=4?