【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 主要講述的是 模具 的設(shè)計(jì)。在本次設(shè)計(jì) 中 ，設(shè)計(jì)并計(jì)算了模具上的主要零部件。模架采用標(biāo)準(zhǔn)模架，選用了合適的設(shè)備。設(shè)計(jì)中對(duì)工作零件和壓力機(jī)規(guī)格均進(jìn)行了必要的校核計(jì)算。 本次設(shè)計(jì)中所設(shè)計(jì)的模具為沖壓模具 。 沖壓模具采用 活動(dòng) 擋料銷(xiāo)和鉤形擋料銷(xiāo)擋料。模具中的沖孔和落料凸模分別用不同的固定板固定；沖孔凹模和落料凹模 則采用整體固定板固定。落料凸模內(nèi)裝有導(dǎo)正銷(xiāo)，保證了工件上孔和外形的相對(duì)位置準(zhǔn)確，提高了加工精度。 關(guān)鍵詞： 模具沖裁模 ； 標(biāo)準(zhǔn)模架 ； 沖壓設(shè)備 ； 沖孔 臨沂大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 7 ABSTRACT This paper is talking about the design of moulds. In this design, has designed and calculated on the mold main spare part. The mold frame uses the standard mold frame, has selected the appropriate ramming equipment. In the design has carried on the essential examination putation to the work ponents and the press specification. In addition, it consist of the ramming mold. The ramming mold and falls the material raised mold separately to use the different dead plate to be fixed。 the concave mold and falls the material concave mold to use the overall dead plate to be fixed. Fell the material raised mold internal installation to have leads is selling, had guaranteed on the work piece the hole and the contour relative position was accurate, increased the processing precision. Key words: Drawing of patterns agencies。 Bonding Stamping。 Standard mold。 Stamping equipment Piercing 臨沂大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 8 1. 引言 課題的意義 本課題 為應(yīng)用 研究課題。通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)，學(xué)生能夠利用所學(xué)知識(shí)與實(shí)際相結(jié)合來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題，獨(dú)立完成一般的模具設(shè)計(jì)過(guò)程，為畢業(yè)后從事機(jī)械設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)工作打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)大學(xué)四年所學(xué)知識(shí)的系統(tǒng)的總結(jié)，是對(duì)所學(xué)知識(shí)的綜合運(yùn)用。這對(duì)我們而言是一個(gè)提高自己的機(jī)會(huì)。我們要運(yùn)用所學(xué)的知識(shí)與課題相結(jié)合，能夠用所學(xué)的知識(shí)高質(zhì)量的完成課題，要力求做到設(shè)計(jì)合理，成本低廉，使用壽命長(zhǎng)。 沖壓模具的現(xiàn)狀和發(fā)展 我國(guó)考古發(fā)現(xiàn)，早在 2021 多年前，我國(guó)已有沖壓模具被用于制造銅器，證明了中國(guó)古代沖壓成型和沖壓模具方面的成就在世界領(lǐng)先。 1953 年，長(zhǎng)春第一汽車(chē)制造廠在中國(guó)首次建立了沖模車(chē)間，該廠于 1958 年開(kāi)始制造汽車(chē)覆蓋件模具。我國(guó)于 20 世紀(jì) 60年代開(kāi)始生產(chǎn)精沖模具。在走過(guò)了漫長(zhǎng)的發(fā)展道路之后，目前我國(guó)已形成了 300 多億元各類(lèi)沖壓模具的生產(chǎn)能力。 沖壓模具市場(chǎng)情況 我國(guó)沖壓模具無(wú)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大發(fā)展，但與國(guó)內(nèi)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、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命的高檔模具每年仍大量進(jìn)口，特別是中高檔轎車(chē)的覆蓋件模具，目前仍主要 依靠進(jìn)口。一些低檔次的簡(jiǎn)單沖模，已趨供過(guò)于求 ， 市場(chǎng)竟?fàn)幖ち摇? 據(jù)中國(guó)模具工業(yè)協(xié)會(huì)發(fā)布的統(tǒng)計(jì)材料， 2021 年我國(guó)沖壓模具總產(chǎn)出約為 420 億元，其中出口 億美元。 根據(jù)我國(guó)海關(guān)統(tǒng)計(jì)資料 ， 2021 年我國(guó)共進(jìn)口沖壓模具 億美元。從上述數(shù)字可以得出 2021 年我國(guó)沖壓模具市場(chǎng)總規(guī)模約為 億元。其中國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求為 億元 ， 總供應(yīng)約為 億元 ,市場(chǎng)滿(mǎn)足率為 82%。在上述供求總體情況中 ， 有幾個(gè)具體情況必須說(shuō)明 :一是進(jìn)口模具大部分是技術(shù)含量高的大型精密模具 ， 而出口模具大部分是技術(shù)含量較低中的 中低檔模具 ， 因此技術(shù)含量高的中高檔模具市場(chǎng)滿(mǎn)足率低于沖壓模具總體滿(mǎn)足率 ， 這些模具的發(fā)展已滯后于沖壓件生產(chǎn) ， 而技術(shù)含量低的中低檔模具市場(chǎng)滿(mǎn)足率要高于沖壓模具市場(chǎng)總體滿(mǎn)足率 ； 二是由于我國(guó)的模具價(jià)格要比國(guó)際市場(chǎng)價(jià)格低許多 ， 具有一定的競(jìng)爭(zhēng)力 ， 因此其在國(guó)際市場(chǎng)前景看好 ， 2021 年沖壓模具出口達(dá)到 億美元 ， 比 2021 年增長(zhǎng) %就可說(shuō)明這一點(diǎn) ； 三是近年來(lái)港資、臺(tái)資、外資企業(yè)在我 國(guó)發(fā)展迅速，這些企業(yè)中大量的自產(chǎn)自用的沖壓模具無(wú)確切的統(tǒng)計(jì)資料 ， 因此未能計(jì)入上述數(shù)字之中。 臨沂大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 9 沖壓模具水平狀況 近年來(lái) ，我國(guó)沖壓模具水平已有很大提高。大型沖壓模具已能生產(chǎn)單套重量達(dá) 50多噸的模具。為中檔轎車(chē)配套的覆蓋件模具內(nèi)也能生產(chǎn)了。精度達(dá)到 1~2μm，壽命 2 億次左右的多工位級(jí)進(jìn)模國(guó)內(nèi)已有多家企業(yè)能夠生產(chǎn)。表面粗糙度達(dá)到 Ra≤模，大尺寸（ φ≥300mm）精沖模及中厚板精沖模國(guó)內(nèi)也已達(dá)到相當(dāng)高的水平。 模具 CAD/CAM技術(shù)狀況 我國(guó)模具 CAD/CAM 技術(shù)的發(fā)展已有 20 多年歷史。由原華中工學(xué)院和武漢 733 廠于 1984 年共同完成的神模 CAD/CAM 系統(tǒng)是我國(guó)第一個(gè)自行開(kāi)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(guó)自行開(kāi)發(fā)的第一個(gè)沖裁模 CAD/CAM 系統(tǒng)。上海交通大學(xué)開(kāi)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(lái)，國(guó)內(nèi)汽車(chē)行業(yè)的模具設(shè)計(jì)制造中開(kāi)始采用CAD/CAM 技術(shù)。國(guó)家科委 863 計(jì)劃將東風(fēng)汽車(chē)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(kāi)發(fā)的汽車(chē)車(chē)身與覆蓋模具 CAD/CAPP/CAM 集成系統(tǒng)于1996 年初通過(guò)鑒定。在此期間，一汽和成飛汽車(chē)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(jì) 制造中實(shí)際應(yīng)用，取得了顯著效益。 1997 年一汽引進(jìn)了板料成型過(guò)程計(jì)算機(jī)模擬 CAE 軟件并開(kāi)始用于生產(chǎn)。 21 世紀(jì)開(kāi)始 CAD/CAM 技術(shù)逐漸普及，現(xiàn)在具有一定生產(chǎn)能力的沖壓模具企業(yè)基本都有了 CAD/CAM 技術(shù)。其中部分骨干重點(diǎn)企業(yè)還具備 CAE 能力。模具 CAD/CAM技術(shù)能顯著縮短模具設(shè)計(jì)與制造周期，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量，已成為人們的共識(shí)。在 “八五 ”、 “九五 ”期間，已有一大批模具企業(yè)推廣普及了計(jì)算機(jī)繪圖技術(shù)，數(shù)控加工的使用率也越來(lái)越高，并陸續(xù)引進(jìn)了相當(dāng)數(shù)量 CAD/CAM 系統(tǒng)。如美國(guó) EDS 的 UG，美國(guó) Parametric Technology 公司 Pro/Engineer，美國(guó) CV公司的 CADSS，英國(guó) DELCAM公司的 DOCT5，日本 HZS 公司的 CRADE 及 spaceE, 以色列公司的 Cimatron ，還引進(jìn)了 AutoCAD CATIA 等軟件及法國(guó) MartaDaravision 公司用于汽車(chē)及覆蓋件模具的EuclidIS 等專(zhuān)用軟件。國(guó)內(nèi)汽車(chē)覆蓋件模具生產(chǎn)企業(yè)普遍采用了 CAD/CAM 技術(shù)圖的設(shè)計(jì)和模具結(jié)構(gòu)圖的設(shè)計(jì)均已實(shí)現(xiàn)二維 CAD，多數(shù)企業(yè)已經(jīng)向三維過(guò)渡，總圖生產(chǎn)逐步代替零件圖生產(chǎn)。且模具的參數(shù)化設(shè)計(jì) 也開(kāi)始走向少數(shù)模具廠家技術(shù)開(kāi)發(fā)的領(lǐng)域。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(shí)產(chǎn)權(quán)的軟件，并已在生產(chǎn)實(shí)踐中得到成功應(yīng)用，產(chǎn)生了良好的效益。 快速原型（ RP）與傳統(tǒng)的快速經(jīng)濟(jì)模具相結(jié)合，快速制造大型汽車(chē)覆蓋件模具，解決了原來(lái)低熔點(diǎn)合金模具靠樣件澆鑄模具，模具精度低、制件精度低，樣樣制作難等問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)了以三維 CAD 模型作為制模依據(jù)的快速模具制造，它標(biāo)志著 RPM 應(yīng)用于汽車(chē)臨沂大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 10 身大型覆蓋件試制模具已取得了成功。 圍繞著汽車(chē)車(chē)身試制、大型覆蓋件模具 的快速制造，近年來(lái)也涌現(xiàn)出一些新的快速成型方法，例如目前已開(kāi)始在生產(chǎn)中應(yīng)用的無(wú)模多點(diǎn)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(diǎn)。 模具設(shè)計(jì)與制造能力狀況 在國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策的正確引導(dǎo)下，經(jīng)過(guò)幾十年努力，現(xiàn)在我國(guó)沖壓模具的設(shè)計(jì)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(jì)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(guó)的沖壓模具設(shè)計(jì)制造能力與市場(chǎng)需要和國(guó)際先進(jìn)水平相比仍有較大差距。這一些主要表現(xiàn)在高檔轎車(chē)和大中型汽車(chē)覆蓋件模具及高精度沖模方面，無(wú) 論在設(shè)計(jì)還是加工工藝和能力方面，都有較大差距。轎車(chē)覆蓋件模具，具有設(shè)計(jì)和制造難度大，質(zhì)量和精度要求高的特點(diǎn)，可代表覆蓋件模具的水平。雖然在設(shè)計(jì)制造方法和手段方面基本達(dá)到了國(guó)際水平，模具結(jié)構(gòu)周期等方面與國(guó)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(jí)進(jìn)模和多功能模具，是我國(guó)重點(diǎn)發(fā)展的精密模具品種。有代表性的是集機(jī)電一體化的鐵芯精密自動(dòng)閥片多功能模具，已基本達(dá)到國(guó)際水平。 但總體上和國(guó)外多工位級(jí)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(chē)覆蓋件模具制造技術(shù)正在不斷地提高和 完美，高精度、高效益加工設(shè)備的使用越來(lái)越廣泛。高性能的五軸高速銑床和三軸高速銑床的應(yīng)用已越來(lái)越多。 NC、 DNC 技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越成熟，可以進(jìn)行傾角加工超精加工。這些都提高了模具面加工精度，提高了模具的質(zhì)量，縮短了模具的制造周期。 模具表面強(qiáng)化技術(shù)也得到廣泛應(yīng)用。工藝成熟、無(wú)污染、成本適中的離子滲氮技術(shù)越來(lái)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(shí)型鑄造技術(shù)、刃口堆焊技術(shù)等日趨成熟。激光切割和激光焊技術(shù)也得到了應(yīng)用。 本課題的研究對(duì)象、目標(biāo)和方 法 本課題的研究對(duì)象是一個(gè)塑料制品的電動(dòng)開(kāi)關(guān)，要求制定一個(gè)合理方案將開(kāi)關(guān)的主要零件沖壓成型。 首先由制件設(shè)計(jì)者提出沖壓成型的任務(wù)書(shū)，其內(nèi)容如下： ⑴ 根據(jù)零件的要求，制定零件的加工工序，確定每個(gè)工序的加工成形方法。選取其中具有代表性的工序進(jìn)行模具的設(shè)計(jì)。 ⑵ 確定模具的總體結(jié)構(gòu)方案。對(duì)模具進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，繪制模具裝配圖及零件圖。 ⑶ 對(duì)典型零件，進(jìn)行數(shù)控程序的編制。 ⑷ 完成設(shè)計(jì)后，編制設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)。 臨沂大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 11 其次，收集、分析、消化原始資料。 ⑴ 收集整理有關(guān)制件設(shè)計(jì)、成型工藝、成型設(shè)備、機(jī)械加工及特殊加工資料，以備設(shè)計(jì)模具 時(shí)使用。 ⑵ 消化沖壓制件圖，了解制件的用途，分析沖壓制件的工藝性，尺寸精度等技術(shù)要求。 ⑶ 消化工藝資料，分析工藝任務(wù)書(shū)所提出的成型方法、設(shè)備型號(hào)、材料規(guī)格、模具結(jié)構(gòu)類(lèi)型等要求是否恰當(dāng)，能否落實(shí)。 再次，選擇成型設(shè)備 根據(jù)成型設(shè)備的種類(lèi)來(lái)進(jìn)行模具設(shè)計(jì)，因此必須熟知各種成型設(shè)備的性能、規(guī)格、特點(diǎn)。 最后確定具體結(jié)構(gòu)方案。 確定模具類(lèi)型的主要結(jié)構(gòu)。選擇理想的模具結(jié)構(gòu)在于確定必需的成型設(shè)備，理想的沖壓性能。生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)要求是要使塑料制件的成本低，生產(chǎn)效率高，模具能連續(xù)地工作，使用壽命長(zhǎng)，節(jié)省勞動(dòng)力。 臨沂大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 12 2. 中間墊片的設(shè)計(jì)及計(jì)算 零件任務(wù)說(shuō)明 零件名稱(chēng)：中間觸點(diǎn)墊片 生產(chǎn)批量：大批 材料 ： 黃銅 材料厚度 ： 零 件簡(jiǎn)圖： 圖 21 墊片零件圖 沖裁件的工藝分析 1．工藝分析 材料 ： 該零件的材料為黃銅，其沖壓性能較好。 零件結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、對(duì)稱(chēng)，是由圓弧和直線(xiàn)組成的，該工件僅有沖孔、落料兩個(gè)工序，沒(méi)有極限沖裁特征，成型容易，適合沖裁。 尺寸精度 ： 零件圖上形狀尺寸均屬于 IT10 級(jí)精度，沖壓加工可以實(shí)現(xiàn)?？仔木嗟墓顬?? ，屬于 IT11 級(jí)精度，可以通過(guò)模具結(jié)構(gòu)的正確設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)。將查到的數(shù)據(jù)與零件圖中所標(biāo)注的尺寸公差相比較，可認(rèn)為零件的