【正文】 塑性變形即承受負(fù)荷大于屈服強(qiáng)度兒產(chǎn)生的變形。 有專家預(yù)測(cè)，不遠(yuǎn)的將來，中國將成為世界最大的制造中心，這給我國的模具行業(yè)提供了前所未有的機(jī)遇。同時(shí)，由于機(jī)械零件的復(fù)雜程度和精度的不斷提高，對(duì)塑料模具的要求也越來越高。八是隨著車輛和電機(jī)等產(chǎn)品向輕量化發(fā)展， 壓鑄模的比例將不斷提高，同時(shí)對(duì)壓鑄模的壽命和復(fù)雜程度也將提出越來越高的要求。由此，一方面是制品使用周期縮短，另一方面花樣變化頻繁，要求模具的生產(chǎn)周期愈短愈好。七是快速經(jīng)濟(jì)模具的前景十分廣闊。模具標(biāo)準(zhǔn)化及模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用將極大地影響模具制造周期，且還能提高模具的質(zhì)量和降低模具制造成本。這類模具要求剛性好，耐高壓，特別是精密模具的型腔應(yīng)淬火，澆口密封性好，模溫能準(zhǔn)確控制，所以對(duì)模具鋼的性能要求很嚴(yán)。熱流道模具在我國也已生產(chǎn)，有些企業(yè)使用率上升到 20%~30%。四是熱流道模具在塑料模具中的比重逐漸提高。三是多功能復(fù)合模具將進(jìn)一步發(fā)展。 10 年前，精密模具的精度一般為 5微米，現(xiàn)在已達(dá)到 2~3 微米，不久 1微米精度的模具將上市 。這是由于模具成型的零件日漸大型化和高生產(chǎn)效率要求而發(fā)展的 一模多腔 所造成的。廣東珠江三角地區(qū)將在十年之內(nèi)發(fā)展成為世界模具生產(chǎn)中心。因此，只要國產(chǎn)模具的質(zhì)量能夠有提高，交貨期能夠保證，模具出口的前景是十分樂觀的。 （ 3）發(fā)展趨勢(shì) 目前，國內(nèi)市場(chǎng)對(duì)中高檔模具的需求量很大，但要求國產(chǎn)模具必須在質(zhì)量、交貨期等方面滿足用戶的需求?？梢娔＞吖I(yè)在世界各國經(jīng)濟(jì)發(fā)展中具有重要的地位。 （ 2）國外概況 據(jù)各國報(bào)導(dǎo)，模具工業(yè)在歐美等工業(yè)發(fā)達(dá)國家被稱之 “ 點(diǎn)鐵成金 ” 的 “ 磁力工業(yè) ” ，如今世界模具工業(yè)的發(fā)展速度超過了新興的電子工業(yè)，已實(shí)現(xiàn)了模具專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化和商業(yè)化，因而深受贊譽(yù)。另外，從資料獲悉，目前，美國、日本、德國等發(fā)達(dá)國家的模具總產(chǎn)值都已超過機(jī)床總產(chǎn)值。 我國模具工業(yè)在政府十分重視及關(guān)懷下，并提出相應(yīng)的優(yōu)惠政策進(jìn)行模具技術(shù)開發(fā)，在模具工業(yè)中大量采用先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備。因此，迅速提高模具技術(shù)水平已成為當(dāng)務(wù)之急。據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，利用模具制造的零件數(shù)量，在飛機(jī)、汽車、摩托車、拖拉機(jī)、電機(jī)、電器、儀器儀表等機(jī)電產(chǎn)品中占 80%以上；在電腦、電視機(jī)、攝像機(jī)、照相機(jī)、錄像機(jī)等電子產(chǎn)品中占 85%以上；在電冰箱、洗衣機(jī)、空調(diào)、電風(fēng)扇、自行車、手表等輕工業(yè)產(chǎn)品中占 90%以上；在子彈、槍支等兵器產(chǎn)品中占 95%以上。 模具因其生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品質(zhì)量好、材料消耗低、生產(chǎn)成本低而獲得廣泛應(yīng)用，與其他加工制造業(yè)所無法比擬的。模具工業(yè)除需要 “ 高技藝 ” 的從業(yè)人員外，還需要更多的 “ 高技術(shù) ” 來保證 。 沖壓模具行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及技術(shù)趨勢(shì) 近年來，全球制造業(yè)正以垂直整合的模式向亞太地區(qū)轉(zhuǎn)移，我國正成為世界制造業(yè)的重要基地，據(jù)權(quán)威報(bào)告，中國已成為第一制 造大國。儀器儀表、家有電器、自行車、辦公器械、生活器皿等產(chǎn)品中，也有大量沖壓件。全世界的 鋼材中，有 60% ~70%是板材，其中大部分是通過沖壓制成。 另外，冷沖壓加工不需加熱、無氧化皮，表面質(zhì)量好，操作方便，費(fèi)用較低。 （ 3）沖壓件的尺寸精度由模具保證，所以質(zhì)量穩(wěn)定，互換性好。 冷沖壓加工的特點(diǎn) 冷沖壓生產(chǎn)靠壓力機(jī)和模具完成加工過程，與其他加工方 法相比，在技術(shù)與經(jīng)濟(jì)方面具有下列特點(diǎn)： （ 1）冷沖壓是少、無切屑加工方法之一，所獲得的沖壓件一般無需再加工。由于沖壓加工具有生產(chǎn)率高、生產(chǎn)成本低、操作簡單、適合大批量生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，在制造業(yè)中有著廣闊的發(fā)展前景，因而需要大量的工程技術(shù)人員去從事和研究沖壓工藝和模具設(shè)計(jì)方面的內(nèi)容。同時(shí)它的應(yīng)用和普遍性也受到模具壽命和生產(chǎn)安全等方 面的制約。冷沖模是廣泛運(yùn)用的模具之一，種類包括沖孔模、落料模、彎曲模、拉深模等，近年來冷沖模的應(yīng)用越來越廣泛。國外發(fā)達(dá)國家對(duì)沖壓加工技術(shù)的應(yīng)用、研究和開發(fā)都比較重視，我國也非常重視沖壓技術(shù)人才的培養(yǎng)。 43 機(jī)械零件支架模 沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)在制造行業(yè)中占有十分重要的地位，在機(jī)械、電子、汽車、航空以及輕工業(yè)等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。 41 參考文獻(xiàn) 40 謝辭 36 總結(jié) 34 沖壓模具凸凹模 Pro/E到 CAD的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換 31 29 29 5. 基于 Pro/E 模具設(shè)計(jì) 28 繪制模具總圖 27 凹模部分 27 模具主要零部件的設(shè)計(jì) 27 模具總體設(shè)計(jì) 26 回彈值的確定 26 毛坯尺寸 26 進(jìn)行必要的計(jì)算 25 工藝分析 25 4. 彎曲模的設(shè)計(jì) 24 沖壓設(shè)備的選取 22 模具裝配圖 20 凸模固定板的厚度 18 沖孔凸模 16 卸料、出件方式的選擇 16 模具類形的選擇 16 卸料零件的計(jì)算 15 壓力機(jī)公稱壓力的確定 15 推件力 13 沖孔力 13 各部分工藝力計(jì)算 12 壓力中心計(jì)算 11 模具結(jié)構(gòu)形式的確定 10 方案的比較 10 沖裁工藝方案的確定 10 工藝分析 10 8 模具的機(jī)加 工 不當(dāng) 7 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理引起失效 7 模具失效原因及預(yù)防措施 7 疲勞失效 5 冷熱模具在服役中失效的基本形式 II 1．前言 I Abstract：目錄 摘要： 4 本課題研究的主要內(nèi)容及現(xiàn)實(shí)意義 4 冷沖壓加工的特點(diǎn) 4 沖壓模具行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及技術(shù)趨勢(shì) 5 5 塑性變形 7 磨損失效 7 斷裂失效 8 模具材料質(zhì)量差引起的失效 9 模具熱處理工藝不合適 10 方案種類 11 方案的確定 11 必要的尺寸計(jì)算 11 毛還的尺寸參數(shù)計(jì)算 12 排樣設(shè)計(jì)與計(jì)算 13 落料力的計(jì)算 13 卸料力 15 總的沖壓力 15 計(jì)算各主要零件的尺寸 16 模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 16 定位方式的選擇 18 落料凹模 19 凸凹模 20 墊板的采用與厚度 20 卸料部件的設(shè)計(jì) 21 模架及其他零部件的設(shè)計(jì) 25 方案選擇 26 彎曲力計(jì)算 26 頂件力和壓料力的計(jì)算 27 27 選定設(shè)備 29 Pro/E 簡介 29 Pro/E產(chǎn)品設(shè)計(jì) 31 沖壓模三維建模實(shí)例 32 沖壓模具在 Pro/E 中的裝配實(shí)例 42 附 錄 由于沖壓加工具有生產(chǎn)率高、生產(chǎn)成本低、操作簡單、適合大批量生 產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，在制造業(yè)中有著廣闊的發(fā)展前景，因而需要大量的工程技術(shù)人員去從事和研究沖壓工藝和模具設(shè)計(jì)方面的內(nèi)容。 沖壓是在室溫下利用安裝在壓力機(jī)上的模具對(duì)材料施加壓力使產(chǎn)生分離或塑性變形從而得得所需零件的一種加工方法。冷沖壓具有成本低，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，能加工多種性能，狀態(tài)的零件。 本課題研究的主要內(nèi)容及現(xiàn)實(shí)意義 機(jī)械零件支架模 沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)在制造行業(yè)中占有十分重要的地位，在機(jī)械、電子、汽車、航空以及輕工業(yè)等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用。國外發(fā)達(dá)國家對(duì)沖壓加工技術(shù)的應(yīng)用、研究和開發(fā)都比較重視，我國也非常重視沖壓技術(shù)人才的培養(yǎng)。 （ 2）普通壓力機(jī)每分鐘可生產(chǎn)幾十件，告訴壓力機(jī)每分鐘可生產(chǎn)千件以上，是一種高效率的加工方法。 （ 4）冷沖壓可以加工壁薄、重量輕、剛性好、形狀復(fù)雜的零件，為其他加工方法所不能替代。由于具有上述突出特點(diǎn)，冷沖壓在生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。汽車的車身、地盤、油箱、散熱器片，鍋爐的汽包、容器的殼體 ,電機(jī)、電器的鐵芯硅鋼片等都是沖壓加工的。冷沖壓可加工各種類型的產(chǎn)品，尺寸從小到鐘表的指針，大到汽車的縱梁、覆蓋件；沖切厚度已達(dá)20 mm 以上，加工尺寸幅度大，適應(yīng)性強(qiáng)。作為產(chǎn)品制造的重要工藝裝備，國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)之一的模具工業(yè)將直面競爭的第一線。 （ 1）國內(nèi)概況 在第十五規(guī)劃中指出，模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備，國民經(jīng)濟(jì)的五大支柱產(chǎn)業(yè) — 機(jī)械、電子、汽車、石化、建筑都要求模具工業(yè)發(fā)展與之相適應(yīng)。從工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)行業(yè)看，模具是現(xiàn)代工業(yè)，特別是汽車、摩托車、航空、儀表、儀器、攻關(guān)器械、電子通訊、兵器 、家用電器、五金工具、日用品等工業(yè)必不可少的工藝裝備。 目前，我國加入 WTO之后，在當(dāng)代工業(yè)的迅速發(fā)展下，各行業(yè)產(chǎn)品的品種和數(shù)量不斷增加，換型加快，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量、樣式和外觀也不斷提出新要求，使模具需求增加，對(duì)模具質(zhì)量要求也越 來越高，模具技術(shù)直接影響制造業(yè)的發(fā)展、產(chǎn)品更新?lián)Q代和產(chǎn)品競爭能力。例如，日本汽車、計(jì)算機(jī)、電視機(jī)、手機(jī)等產(chǎn)品的品種、數(shù)量、質(zhì)量在國際市場(chǎng)占有優(yōu)勢(shì)地位，其重要原因之一就是日本模具技術(shù)居于世界領(lǐng)先水平。努力提高模具設(shè)計(jì)和制造水平，取得顯著的經(jīng)濟(jì)效益。模具技術(shù)的進(jìn)步極大地促進(jìn)了 工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)發(fā)展，模具是“ 效益放大器 ” ，用模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品的價(jià)值將超過自身價(jià)格的幾十倍乃至上百倍及上千倍。美國工業(yè)界認(rèn)為 “ 模具工業(yè)是美國工業(yè)的基石 ” ，日本稱模具工業(yè)為 “ 進(jìn)入富裕社會(huì)的原動(dòng)力 ” ，在德國，被冠之以 “ 金屬加工業(yè)中的帝王 ” 之稱號(hào)，而歐盟一些國家稱 “ 模具就是黃金 ” ，新加坡政府則把模具工業(yè)作為“ 磁力工業(yè) ” ， 中國模具權(quán)威經(jīng)理稱為 “ 模具是印鈔機(jī) ” 。模具技術(shù)已成為衡量一個(gè)國家產(chǎn)品制造水平的重要標(biāo)志之一。另外，隨著近年來工業(yè)發(fā)達(dá)國家的人工費(fèi)用增加，其模具生產(chǎn)正向發(fā)展中國家特別是東南亞國家轉(zhuǎn)移。 有專家認(rèn)為，伴隨著世界經(jīng)濟(jì)的一體化浪潮，全球制造業(yè)加速向中國大陸地區(qū)轉(zhuǎn)移已是大 勢(shì)所趨，中國也將逐步發(fā)展成為世界級(jí)的制造業(yè)基地。模具市場(chǎng)十大發(fā)展趨勢(shì) 上海市模具工業(yè)協(xié)會(huì)秘書長劉德普認(rèn)為，未來我國的模具將呈現(xiàn)十大發(fā)展趨勢(shì)：一是模具日趨大型化。二是模具的精度越來越高。 這要求超精加工。新型多功能復(fù)合模具除了沖壓成型零件外，還擔(dān)負(fù)疊壓、攻絲、鉚接 和鎖緊等組裝任務(wù)，對(duì)鋼材的性能要求也越來越高。由于采用熱流道技術(shù)的模具可提高制件的生產(chǎn)率和質(zhì)量，并能大幅度節(jié)約制作的原材料，因此熱流道技術(shù)的應(yīng)用在外國發(fā)展很快，許多塑料模具廠生產(chǎn)的塑料模具一半以上采用了熱流道技術(shù)，有的廠家使用率達(dá)到 80%以上，效果十分明顯。 五是隨著塑料成型工藝的不斷改進(jìn)與發(fā)展，氣輔模具及適應(yīng)高壓注射成型等工藝的模具將隨之發(fā)展。六是標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用將日漸廣泛。因此，模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用在 十五 期間必將得到較大的發(fā)展?，F(xiàn)在是多品種小批量生產(chǎn)時(shí)代， 21 世紀(jì)，這種生產(chǎn)方式占工業(yè)生產(chǎn)的比例將達(dá)到 75%以上。因此開發(fā)快速經(jīng)濟(jì)模具將越來越引起人們的關(guān)注。九是以塑代鋼、以塑代木的進(jìn)程進(jìn)一步加快，塑料模具的比例將不斷增大。十是模具技術(shù)含量將不斷提高，中、高檔模具比例將不斷增大，這也是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整所導(dǎo)致模具市場(chǎng)走勢(shì)的變化。因此，加快高技術(shù)設(shè)備如數(shù)控加工、快速制模、特種加工在模具行業(yè)中的應(yīng)用，加大新興 CAD/CAM 技術(shù)在模 具設(shè)計(jì)與制造中的應(yīng)用比例，加速模具新結(jié)構(gòu)、新工藝、新材料的研究和強(qiáng)化模具高技術(shù)人員的培養(yǎng)，已成為我國模具行業(yè)再上一個(gè)新臺(tái)階的關(guān)鍵。如凹模出現(xiàn)型腔塌陷、型孔擴(kuò)大、棱角倒塌陷以及凸模出現(xiàn)鐓粗、縱向彎曲等。 磨損失效是指刃門鈍化、棱角變圓、平面下陷、表面溝痕、剝落粘膜（在摩擦中模具工作 表而粘了些坯聊金屬）。 疲勞失效的特征：模具某些部位經(jīng)過一定的服役期，萌生了細(xì)小的裂紋，并逐漸向縱深擴(kuò)展，擴(kuò)展到一定尺寸時(shí)，嚴(yán)重削弱模具的承載能力而引起斷裂。另一部分為突然斷裂，呈現(xiàn)不平整粗糙斷面。 斷裂失效常見形式有：崩刃、劈裂、折斷、脹裂等，不同模具斷裂的驅(qū)動(dòng)力不同。熱作模所受除機(jī)械力外，還有熱應(yīng)力和組織應(yīng)力，有許多熱作模具的工作溫度較高，又采用強(qiáng)制冷卻，其內(nèi)應(yīng)力可遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過機(jī)械應(yīng)力，因此，許多熱作模的斷裂主要與內(nèi)應(yīng)力過大