【正文】 長 春 工 程 學 院 畢 業(yè) 設 計 （ 論 文 ） 1 第 1 章 緒 論 模具是現(xiàn)代工業(yè)，特別是汽車、拖拉機、航空、無線電、電機、電器、儀器、儀表、兵器、日用品等工業(yè) 必不可少的工藝裝備。鍛件、沖壓件、壓鑄件、粉末冶金零件以及非金屬零件，如 塑料、陶瓷、橡膠玻璃等制品都是用模具成型的。模具技術直接影響制造業(yè)的發(fā)展 、產(chǎn)品更新?lián)Q代能力和產(chǎn)品競爭能力。模具工業(yè)潛力很大，前景廣闊。近十多年來，美國、日本、德國等發(fā)達國家的模具總產(chǎn)值已超過機床總產(chǎn)值。模具技術進步極大地促進了工業(yè)產(chǎn)品 生產(chǎn)發(fā)展，因而深受贊譽。美國工業(yè)界認為“模具工業(yè)是美國工業(yè)的基石”；在日本，模具被譽為“ 進入富裕社會的原動力”；在聯(lián)邦德國，模具被冠之以“ 金屬加工業(yè)中的帝王 ” 之稱 ； 在羅馬尼亞，有“模具就是黃金”之說?？梢娔＞吖I(yè)在世界各國經(jīng)濟發(fā)展中具有極其重要的地位。模具技術已成為衡量一個國家產(chǎn)品制造水平的重要標志之一。 模具高級技工在沖模制造流程中的中心地位是無可代替的，他們對保證模具質量、提高產(chǎn)品的市場競爭里起著非常重要的作用。為適應現(xiàn)代制造業(yè)發(fā)展和產(chǎn)品技術既不的需要，加快高級技能人才的培養(yǎng)。 模具作為一種高附加值的技術密集產(chǎn)品，它的技術水平已經(jīng)成為衡量一個國家制造業(yè)水平的重要評價指標之一。而要提高模具技 術水平不但要有先進的制造設備，更重要的是有掌握先進制造設備的人才。人力資源是企業(yè)最重要的戰(zhàn)略資源，它決定這企業(yè)長遠的，持續(xù)的發(fā)展。 目前，很多從事模具制造的企業(yè)已注意到人才的重要性，特別是隨著高檔水平模具的需要不斷增加，對人才素質的要求也越來越高。所以企業(yè)在購置數(shù)控加工設備的同時要加人才的培訓。目前，專門針對培養(yǎng)掌握先進模具制造技術的高、中級技術人才的教材又比較少，開展這方面培訓工作比較困難 ,冷沖壓生產(chǎn)是當代金屬加工領域的重要手段 ，冷沖模是沖壓生產(chǎn)中必不可少的主要工藝裝備?，F(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品的發(fā)展在很大程度上取 決于沖模制造的發(fā)展水平，可以認為，模具制造行業(yè)已成為國民經(jīng)濟的基礎工業(yè)之一 。冷沖壓加工是在常溫下，利用壓力機的壓力， 通過沖模對各種不同規(guī)格尺寸的材料進行加工，制成所需要形狀和尺寸的 零件。相對冷沖壓而言，將材料加熱后進行的沖壓稱為熱沖壓。沖裁的過程時將金屬或非金屬板材的一部分材料與另一部分材料分離的過程，根據(jù)工序需要不同，可以沿封閉輪廓或非封閉輪廓線分離。冷沖模零件根據(jù)作用可分為工作零件、定位零件、卸料和推件零件、導向零件、支持零件、緊固零件和供力零件。長 春 工 程 學 院 畢 業(yè) 設 計 （ 論 文 ） 2 一般認為，模具的工作零件，定位零件和卸料、推力零件為模 具的工藝零件，而其他則稱為沖模的輔助零件。 模具是完成沖壓工序地一種專用 工具，在沖壓生產(chǎn)現(xiàn)場是不可缺少地工藝裝備。沖模必須滿足沖壓生產(chǎn)的 要求，不僅要沖壓出合格 的零件 ，而且要適應批量生產(chǎn)的需要，既要操作方便、安全可靠、使用壽命和容易制造與維修地特點。模具按工序可分單工序沖模和復合模、連續(xù)模，單工序沖模又稱簡單沖模，在一套沖模中只完成一個工序，如落料模、沖孔模、彎曲模、拉深模等。單工序沖模在沖壓生產(chǎn)現(xiàn)場是應用最多地 一種形式，即使在大批量生產(chǎn)條件下依然如此。復合沖壓是在沖床滑塊的 一次行程中，在同一位置上，使材料順 序完成幾個沖壓工序地方法，如落料 —— 沖孔、落料 —— 拉深、落料 —— 拉深 —— 沖孔等復合工序，該類模具稱為復合模。連續(xù)模又稱級進模，跳步模。連續(xù)沖壓是在沖床滑塊的一次行程中，按一定程序完成兩個或兩個以上的工序，如沖孔 —— 落料、切口 —— 沖孔 —— 彎曲 —— 切斷、切口 —— 拉深 —— 沖孔 —— 落料等。工作時，隨著條料（或帶料）的連續(xù)送進，在模具的不同部位，分別順序完成的一次行程中，得到一個或數(shù)個制作。 正確的選擇模具材料和模具的制造技術，在很大程度上決定著成形模具的使用壽命。為著某些原因，模具可能不得不更換。例如，由于磨損或塑 性變形而使尺寸發(fā)生改變，表面損壞、光潔度降低、潤滑故障和裂紋即破裂。在熱壓模鍛中，模具失效的主要模式是腐蝕作用、熱疲勞、機械疲勞和永久性即塑性變形。腐蝕，通常也叫做模具磨損，實際上模具由于受到壓力后模具表面上的材料發(fā)生剝落。變形材料的滑移、模具材料的抗磨性，模具表面溫度、模具和材料接觸表面的相對滑動速度以及接觸層的性質，都是影響模具磨損的最主要的因素。熱成形加工中會發(fā)生熱裂效應，熱疲勞都發(fā)生在模具模腔的表面。由于跟熱變形材料接觸，就在周期性屈服的模具表面引起了熱疲勞。由于溫度梯度的急劇變化，這種接觸引起表面 層的膨脹，而且表面層受到壓應力的影響。在溫度足夠高的時刻，這些壓應力可引起表面層的破壞。當模具表面冷卻時，可發(fā)生反向應力，因而表面層將處于拉應力狀態(tài)。這種狀態(tài)循環(huán)往復將引起形成龜裂的模面，那就是作為識別熱裂紋的特征。模具破裂或產(chǎn)生裂紋是由于機械疲勞，并且是在模具過載和局部應力高等情況下發(fā)生的。在變形加工過程中，由于加載、減載，模具承受著交變應力作用，這就將引起開裂并發(fā)生重大破壞。在給定的成形工藝條件下，模具材料的機械性能對模具壽命和模具的損壞影響很大。一般而言，最具影響的性能是取決于加工過程的溫度。這樣，用 于冷卻成形加工工藝的模具材料與用于熱成形加工的材料有著極大的區(qū)別。對于金屬成形加工工藝的小 批、單件生產(chǎn)，模長 春 工 程 學 院 畢 業(yè) 設 計 （ 論 文 ） 3 具的設計、制造和模具材料的選擇是非常重要的。為 了 提供成本合理和具有令人滿意的壽命的模具，必須用合適的模具材料和用現(xiàn)代的制造方法來制造模具。成形加工的經(jīng)濟效益常常是取決于模具壽命和所制造的每件模具的成本。根據(jù)上述應用，合適的模具材料的選擇取決于以下三方面的因素： 加工工藝本身有關的因素，包括模腔尺寸、所用機器形式和變形速度，毛坯尺寸和溫度，要用的模具溫度、潤滑、生產(chǎn)率和要生產(chǎn)的零件數(shù)量。 與模具加載形式相 關的因素，包括加載速度，即模具與正在變形的金屬之間的沖擊時間或逐漸接觸的時間（在熱變形加工中，這種接觸時間顯得特別重要），在模具上的最大載荷和壓力，最大和最小的模具溫度以及模具將要承受的加載周期的數(shù)目 。 冷沖壓生產(chǎn)是當代金屬加工領域的重要手段 ，冷沖模是沖壓生產(chǎn)中必不可少的主要工藝裝備?，F(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品的發(fā)展在很大程度上取決于沖模制造的發(fā)展水平，可以認為，模具制造行業(yè)已成為國民經(jīng)濟的基礎工業(yè)之一 。冷沖壓加工是在常溫下，利用壓力機的壓力，通過沖模對各種不同規(guī)格尺寸的材料進行加工，制成所需要形狀和尺寸的零件。相對 冷沖壓而言，將材料加熱后進行的沖壓稱為熱沖壓。 沖裁的過程時將金屬或非金屬板材的一部分材料與另一部分材料分離的過程，根據(jù)工序需要不同，可以沿封閉輪廓或非封閉輪廓線分離。冷沖模零件根據(jù)作用可分為工作零件、定位零件、卸料和推件零件、導向零件、支持零件、緊固零件和供力零件。一般認為，模具的工作零件，定位零件和卸料、推力零件為模具的工藝零件，而其他則稱為沖模的輔助零件。 為獲得高質量的汽車覆蓋件金屬模具 ,提出了基于快速成形技術的快速金屬 模具制造 技術。計算機軟件基礎、金屬材料與熱處理、互換性原理與測量技術基礎、成型設備 概論、模具工程材料、現(xiàn)代技術、塑料成型技術、沖壓成型技術、計算機在模具設計中的應用 。 正確的選擇模具材料和模具的制造技術，在很大程度上決定著成形模具的使用壽命。為著某些原因，模具可能不得不更換。例如，由于磨損或塑性變形而使尺寸發(fā)生改變，表面損壞、光潔度降低、潤滑故障和裂紋即破裂 。 沖壓模 的 發(fā)展 與現(xiàn)狀 我國的模具工業(yè)發(fā)展經(jīng)歷了艱辛的歷程。解放前，由于我國基礎工業(yè)薄弱，模具使用得很少。所用的模具都是在模具作坊中制作的，這些模具大多數(shù)結構簡單，精度低。就模具的結構形式而長 春 工 程 學 院 畢 業(yè) 設 計 （ 論 文 ） 4 言，多為 沖壓模。制造方法多為由有經(jīng) 驗的老鉗工帶領徒弟手工研銼，缺乏設計圖紙和工藝文件，談不上有什么模具工業(yè)。 解放后，由于經(jīng)濟發(fā)展的需要，特別是由于東北地區(qū)擔負著電機、儀表、電器、變壓器等產(chǎn)品 的生產(chǎn)任務，模具工業(yè)得到了迅速發(fā)展。當時雖然缺乏先進的技術，但是由于結合我國實際情況，組織了專門的技術力量，因而取得了明顯的進步： （ 1） 沖模結構由單工序模向復合模發(fā)展，并可生產(chǎn)少量級進模。 （ 2） 由整體模向拼塊模發(fā)展。 （ 3） 模具制造技術則由手工加工為主發(fā)展到采用成型磨削。 （ 4） 1951年和 1952年制成了 800KW和 3000KW水輪發(fā)電機的大型扇形復合沖模。 到 1954 年，前蘇聯(lián)和東歐社會主義國家的有關模具技術和設備開始輸入我國，這對我國模具工業(yè)的發(fā)展起到了促進作用，對模具技術人才的培養(yǎng)、工藝技術的發(fā)展和關鍵設備的使用都有很大的幫助。 在此情況下，成型磨削開始取代大部分手工操作，熱處理變形基本得到控制，模具制造的精度和表面粗糙度明顯提高，模具的制造周期也大大縮短。 在 1966年至 1976年期間，由于整個國民經(jīng)濟都受到很大的干擾和影響，模具工業(yè)沒有獲得應有的突飛猛進，但是廣大模具工作者在總結推廣模具設計和制造經(jīng)驗及先進技術方面做了大量工作 ，編寫《模具手冊》，對模具生產(chǎn)的發(fā)展起 到了良好的指導作用。 自從 1977 年以來，由于機械、電子、輕工、儀表、交通等工業(yè)的蓬勃發(fā)展，對模具的需求越來越多，在供貨期上則要求越來越短。 20世紀 80年代后期，計算機輔助設計（ CAD）和計算機輔助制造（ CAM）技術開始在沖模、鍛模和塑料模 中應用，并取得發(fā)展。 加入 WTO后，各行業(yè)大批境外企業(yè)的涌入，使作為支持工業(yè)的模具行業(yè)迎來發(fā)展機遇，同時也面臨國外先進技術和高品質產(chǎn)品的挑戰(zhàn)。到目前為止， 我國技術含量低的模具已供過于求，市場利潤空間狹小，而技術含量高較高的中、高檔模具還遠遠不能適應國民經(jīng)濟發(fā)展的需要，精密 、復雜的沖壓模具和塑料模具、轎車覆蓋件模具、電子接插件等電子產(chǎn)品模具等高檔模具需要進口。因此，模具工業(yè)發(fā)展前景廣闊。 冷沖壓工序 與分類 冷沖壓加工 是 在常溫下，利用壓力機得壓力，通過沖模對各種不同規(guī)格尺寸 的 材料進行加工，制成所需要形狀和尺寸的零件。相對冷沖壓而言，將材料加熱后進行的沖壓稱位熱沖壓。 長 春 工 程 學 院 畢 業(yè) 設 計 （ 論 文 ） 5 . 冷沖壓工序按其工作性質分為分離工序和變形工序兩大類。 分離工序：使材料沿一定的輪廓線使其分 離 或部分分離，達到一定形狀和尺寸要求。 變形工序：對材料施加 壓 力，使其發(fā)生塑性變形，獲得一定形狀和尺寸要求的零件。 . 冷沖壓工序名稱術語按國家標準中模術語的規(guī)定，按工序分類如下 。 落料，沖孔，切邊，切口 ，剖切，整修，精沖，切斷，彎曲，卷邊，拉深，反拉深，邊薄拉深，成形，脹形，整形，縮口，翻邊，翻孔，校正，壓印，冷鐓，正擠壓，反擠壓，復合擠壓。 第 2 章 冷沖壓模具的分類 冷沖壓模具的基本機構形式 模具是完成沖壓工序的一種專用工具，在沖壓生產(chǎn)現(xiàn)場是不可缺少的工藝裝備。沖模必須滿足沖壓生產(chǎn)的要求，不僅要沖壓出合格的零件，而且 要適應批量生產(chǎn)的需要，具有操作方便、安全可靠、使用壽命長和容易制造與維修的特點。 沖模的分類 1. 按沖壓工序不同 可分為落料、沖孔模、彎曲模、拉深模、冷擠壓模等。 2. 按工序組合方式 按工序組合方式，冷沖模有單工序沖模、復合模和級進模等。 3. 按沖模導向方式分類 按沖模導向方式分為無導向沖模、導柱模和導板模。無導向沖模又稱敞開模，多用于單工序沖壓、生產(chǎn)批量較小或沖壓件精度要求低的情況。上、下模的相對位置由壓力機來保證。 導柱模是上、下模之間用導柱和導套來保證其相對位置精度。一 般由二導柱的和四導柱的布排方式。使用滾動導向的模架制造可比滑動導向模架提供更高的導向精度。 導柱、導套導向的模架制造技術的成熟和標準沖壓模架供應的市場商品化，使導