【正文】 另一方面，隨 30 著先進制造技術的 不斷發(fā)展和模具行業(yè)整體水平的提高，在模具行業(yè)出現了一些新的設計、生產、管理理念與模式。多工位精密沖模常采用鋼結硬質合金及硬質合金 YG20 等。與傳統(tǒng)模具加工技術相比，快速經濟制模技術具有制模周期短、成本較低的特點，精度和壽命又能滿足生產需求，是綜合經濟效益比較顯著的模具制造技術。 銑削加工是型腔模具加工的重要手段。現在精密模具的精度已達 2～ 3μm ，目前國內廠家使用較多的有意大利、 美國、日本等國的高精度三坐標測量機，并具有數字化掃描功能。如 Pro/ENGINEER、 UG和CATIA 等軟件具備參數化、 基于特征、全相關等特點，從而使模具并行工程成為可能。 2021 年，模具進出口之比為﹕ 1，進出口相抵后的凈進口額達 億美元，為世界模具凈進口量最大的國家。中國的模具生產目前主要集中在華南和華東，大約占了全國模具制造業(yè)產值和銷售額的三分之二，每年平均增長在 20%左右。 2021 年模具出口 億美元，比上年增長在%，形勢喜人。2021 年我國模具產值達到 450 億元人民幣以上，約折合 50 多億美元，按模具總量排名，中國緊隨日本、美國其后 ， 位居世界第三。特別在大型、精密、復雜、長壽命模具技術上，差距尤為明顯。 二、國內外發(fā)展情況 國內方面： 模具生產技術水平的高低，已成為衡量一個國家產品制造水平高低的重要標志，因為模具在很大程度上決定著產品的質量、效益和新產品的開發(fā)能力。因為利用模具成型零件的方法，實質上是一種少切削、無切削、多工序重合的生產方法，采用模具成型的工藝代替?zhèn)鹘y(tǒng)的切削加工工藝，可以提高生產效率，保證零件質量，節(jié)約材料，降低生產成本，從而取得很高的經濟效益。加工企業(yè)管理的體制上的約束，造成模具制造周期長，不能適應市場要求。它以計算機軟件的形式，為企業(yè)提供一種有效的輔助工具，使工程技術人員借助于計算機對產品性能、模具結構、成形工藝、數控加工及生產管理進行設計和優(yōu)化。上海交通大學為瑞士法因托（ Fiool）精沖公司開發(fā)成功精密沖裁級進模 CAD/CAM 系統(tǒng)。該軟件包括工程初始化、工藝預定義、毛坯展開、毛坯排樣、廢料設計、條料排樣、壓力計算和模具結構設計等模塊。以上兩個系統(tǒng)都缺乏面向級進成形工藝及模具結構設計的專用模塊，但這方面的工 作進展很快，有的已經初見成效。 應用三維幾何造型技術的級進模系統(tǒng)始于 80 年代末，如美國 Autotrol 公司的DieDesign 系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用三維幾何模 型來描述鈑金零件，并將三維圖形技術應用于模具結構設計，顯示出三維圖形軟件在模具設計中的重要作用。這些軟件不僅可以預測鍛件成形的全過程，而且可以定量地給出與變形有關的各種 25 物理量，如位移、速度、應力、應變和載荷等，為獲得最優(yōu)的模具設計、最合理的工藝方案和最少的試模時間提供了技術保證。 1974 年 Zienkiewicz提出了剛粘塑性有限元的罰函數法，分析了軋制、擠壓和拉拔等成形工藝。 另一類廣泛應用的鍛件是長軸類鍛件，其成形工序設計和模具結構設計遠比軸對稱鍛模復雜，因此開發(fā)長軸類鍛模的 CAD/CAM 系統(tǒng)的難度更大、通用性也低，目前在許多通用商品化 CAD/CAM 軟件上二次開發(fā)的長軸類鍛模的 CAD/CAM 系統(tǒng)僅限于特定產品和特定場合的應用。 軸對稱鍛件約占鍛件總數的 30%左右，加上軸對稱鍛件幾何形狀簡單，易于描述和定義，所以開發(fā)鍛模 CAD/ CAM 系統(tǒng)時國內外大多數機構和人都是從軸對稱鍛模入手。前一部分對掃描輸入的圖形進行消藍去污和矢量化，后一部分用來建立參數化圖形、計算鑄件的加工余量、繪制工藝卡等。國內也有清華大學的鑄造之星、華中科技大學的華鑄 CAE等。進入 90年代后，我國的高等院校，如清華大學和華中科技大學在該領 域也取得了矚目的成就。進入本世紀以來，模具 CAD/CAE/CAM 技術發(fā)展速度更快、應用范圍更廣，為了使廣大模具工作者能進一步加深對該技術的認識，更好發(fā)揮模具CAD/CAE/CAM 的作用，本文針對模具中應用最廣泛、最具有代表性的鑄造模、鍛模 和級進模 CAD/CAE/CAM 的發(fā)展狀況和趨勢作概括性的介紹和分析。 23 模具的 CAD/CAE/CAM 技術 引言 模具 CAD/CAE/CAM 是改造傳統(tǒng)模具生產方式的關鍵技術，是一項高科技、高效益的系統(tǒng)工程。 最后 ,我要向我的家人表示深深的謝意 。 從 設計 題目的選定到 設計過程中 的指導 ,經由 您 悉心的點撥 ,再經思考后的領悟 ,常常讓我有 “山重水復疑無路 ,柳暗花明又一村 ”的豁然開朗！ 您 學識淵博、治學嚴謹，待人平易近人，在 您 的悉心指導中，我不僅學到了扎實的專業(yè)知識，也在怎樣處人處事等方面收益很多；同時 您 對工作的積極熱情、認真負責、有條不紊、實事求是的態(tài)度，給我留下了深刻的印象，使我受益非淺。 20） 緊固件 螺釘 為了使于安裝，本模具的螺釘選用圓柱頭內六角螺釘，其規(guī)格按 GB11976，在 [1]表 11～ 35 查得相關數據如下表所示 表 D D H S I L0 8 12． 5 8 6 25 25 55 20 10 15 10 8 80 20 圓注銷 按 GB11976，在表 11～ 38 查得，數據見下表 表 D C L 10 30 10 70 8 110 19 其他零件 導筒 根據漏料孔及其他尺寸，設計如圖 [24] 托板 由導筒及橡膠的尺寸，設計如圖 [25] 頂桿 根據模柄內徑及頂板尺寸，現設計相關尺寸，見圖 [26] 螺母 按 GB 5376， 在 [1]表 11～ 39 查得 表 d S D H 24 32 10 9 模具零件的材料及熱處理 查 [3]表 438 及 449 得相關數據如下表所示： 表 名稱 材料 熱處理 硬度 上模座 HT200 HRC28～ 32 下模座 HT200 HRC28～ 32 凸模 Cr12Mo 淬火 HRC60～ 62 凹模 A3 淬火 HRC58～ 60 凸凹模 Cr12Mo 淬火 HRC60～ 62 固定板 45 HRC43～ 48 卸料板 HT200 HRC43～ 48 導套 20 滲碳淬硬 HRC56～ 60 導柱 20 滲碳淬硬 HRC56～ 60 頂件板 A3 HRC43～ 48 螺釘 A3 頭 部淬硬 HRC35～ 40 托板 HT20 彈簧 65Mn 頂桿 45 HRC43～ 48 頂板 40 墊板 45 淬硬 HRC43～ 48 圓柱銷 45 淬硬 HRC43～ 48 20 固定導筒 45 HRC28～ 32 橡膠墊圈 聚氨脂 卸料螺釘 45 HRC35～ 40 檔料銷 45 HRC43～ 48 定位銷 T10A 淬硬 HRC50～ 54 模柄 A3 HRC43～ 48 21 參考文獻 [1] 王孝培 .實用沖壓技術手冊［Ｍ］ .北京 ：機械工業(yè)出版社， ~60. [2] 涂光祺 .沖壓技術［Ｍ］ .北京：機械工業(yè)出版社， ~70. [3] 張鼎承 .沖模設計手冊［Ｍ］ . 北京：機械工業(yè)出版社， ~72. [4] 甄瑞麟 .模具制造工藝學［Ｍ］ . 北京：清華大學出版社， ~42. [5]周小玉、陳錫棟 .實用模具技術手冊［Ｍ］ .北京：機械工業(yè)出版社， ~52. [6]陳炎嗣、郭景儀 .沖壓模具設計與制造技術［Ｍ］ .北京北京出版社出版 ,~78. [7] 鄭家賢 . 沖壓工藝與模具設 計實用技術［Ｍ］ .北京：機械工業(yè)出版社，~25. [8］沖模設計手冊編寫組 .沖模設計手冊［Ｍ］ .北京：機械工業(yè)出版社， ~60. [9］劉心治 .冷沖壓工藝及模具設計［Ｍ］ .重慶：重慶大學出版社， ~31. [10］盧險峰 .沖壓工藝模具學［Ｍ］ .北京：機械工業(yè)出版社， ~38. [11］周大雋 .沖模結構設計要領與范例［Ｍ］ .北京：機械工業(yè)出版社， ~43. 22 致 謝 本 畢業(yè)設計 從擬定題目到定稿， 我 為論文 花費了很多心血。 模架及導向裝置 模架 由凹模外經尺寸（φ 150）可知，模架的凹模周邊為 DO=160，按 ,在 [6]表 1～ 9～ 4查表 : 上模座 160 160 45 下模座 160 160 55 18 由于模架的最大高度小于壓力機的最小閉合度 ,故將上下模座適當加厚 ,其相關尺寸見圖片 [17],[18](零件圖第 6， 18頁 ) 導向裝置 1，倒柱：按 ,在 [1]表 11～ 15 查得 , 2，倒套：按 ,現選用 A型 ,采用低熔點合金固定。 Ⅱ檔料銷 16 由本模具結構，選用彈簧彈頂檔料銷，如圖 [10]所示，按 GB ，由 [5]表 1～ 9～ 33 得，相關數據，見下表： 表 D D d1 l L 基本尺寸 極限偏差 10 21 8 20 32 其彈簧規(guī)格為： 12 30 卸料裝置與推件 裝置 彈壓卸料板 卸料與凸凹模彈邊間隙為 : a=(~) t=~ 取 a= 彈簧的選用與計算 初定彈簧個數 n=6,而 P卸 =11341 (N) 則每個彈簧所要承受的力為 :P0=11341/6=1890(N) 查 ［ 1］ 表 1~139,則可知 選用 65Mn 圓鋼絲彈簧 ,其規(guī)格為 24 號 ,相關數據見下表 : 表 D(mm) D(mm) F2(mm) f(mm) H(mm) P2(N) 40 8 95 3100 則彈簧的欲壓縮量 Fb=P0 t材料厚度 τ 材料的抗剪強度（ Mpa） 查 [1]表 1～ 24，其τ =588（ T10A） 故 dmin≧ ,而 計算刃口尺寸大于 dmin,所以凸模設計滿足要求，其相關尺寸及結構見圖 [4]（零件圖上第 10 頁） 凹模 由于沖裁件的外形為圓形，另為了使在修 模后刃口尺寸不變且刃口強度高，所以采用圓柱形洞口，根據經驗公式： H=kb= 90= 式中： b—沖裁件最大外形尺寸（ mm） k—系數。△－ Zmin)δ凸 D 凹 =(Dx K 推 6 工序壓力計算及壓力機的選擇 根據產品見圖 [1]表 124 得： τ =340～ 373Mpa, 取τ =343Mpa 沖裁力計算： F