【正文】 的確定。最后是沖壓模具設(shè)計，主要講解模具結(jié)構(gòu)形式的確定以及模具工作零件設(shè)計計算。通過對這 三 套模具的設(shè)計，把所學(xué)的專業(yè)知識和在工廠實習(xí)的實際經(jīng)驗結(jié)合起來，進(jìn)行了一次全面的理論與實踐的融合。復(fù)合模是指在壓力機(jī)的一次行程內(nèi)在模具的一個工位上完成兩道以上沖壓工序的模具，是一種多工序沖壓模。與單工序模相比，主要優(yōu)點(diǎn)是：①生產(chǎn)效率高； ②沖壓件精度高。 適用于生產(chǎn)精度要求較高的軟材料或薄板料沖壓件。 在整個設(shè)計中我懂得了許多東西，樹立了對自己工作能力的信心，相信會對今后的學(xué)習(xí)工作生活有非常重要的影響。 設(shè)計（論文）專用紙 第 4 頁 第 1 章 緒論 本論文應(yīng)用本專業(yè)所學(xué) 課程的理論和生產(chǎn)實際知識進(jìn)行一次冷沖壓模具設(shè)計工作的實際訓(xùn)練從而培養(yǎng)和提高學(xué)生獨(dú)立工作能力，鞏固與擴(kuò)充了冷沖壓模具設(shè)計等課程所學(xué)的內(nèi)容，掌握冷沖壓模具設(shè)計的方法與步驟，掌握冷沖壓模具設(shè)計的基本的模具技能懂得了怎樣分析零件的工藝性，怎樣確定工藝方案，了解了模具的基本結(jié)構(gòu)，提高了計算能力，繪圖能力，熟悉了規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，同時各科相關(guān)的擴(kuò)充都有了全面的復(fù)習(xí)，獨(dú)立思考的能力也有了提高。落料拉深效果好，能極大地提高生產(chǎn)效率，但落料拉深凹模設(shè)計較為重 要，設(shè)計中應(yīng)充分考慮其落料拉深?？谛螤睿駝t易影響落料拉深件的形狀。 沖壓是利用安裝在沖壓設(shè)備（主要是壓力機(jī)）上的模具對材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或塑性變性，從而獲得所需零件（俗稱沖壓或沖壓件）的一種壓力加工方法。沖壓是材料壓力加工或塑性加工的主要方法之一， 隸屬于材料成型工程技術(shù)。沖模是將材料（金屬或非金屬）批量加工成所需沖件的專用工具。沖壓工藝與模具、沖壓設(shè)備與沖壓材料構(gòu)成沖壓加工的三要素，只有它們相互結(jié)合才能得出沖壓件。主要表現(xiàn)如下。這是因為沖壓是依靠沖模和沖壓設(shè)備來完成加工，普通壓力機(jī)的行程次數(shù)為 每分鐘可達(dá)幾十次，高速壓力要每分鐘可達(dá)數(shù)百次甚至上千次以上，而且每次沖壓行程就可能得到一個沖件。 （ 3） 沖壓可加工出尺寸范圍較大、形狀較復(fù)雜的零件，如小到鐘表的秒表，大到汽車縱梁、覆蓋件等，加上沖壓是材料的冷變形硬化效應(yīng)，沖壓的強(qiáng)度與剛度均較高。 但是，沖 壓加工所使用的模具一般具有專用性，有時一個復(fù)雜零件需要數(shù)套模具才能加工成型，切模具制造的精度高，技術(shù)要求高，是技術(shù)密集型產(chǎn)品。 沖壓在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，尤其是大批量生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛。在這些工業(yè)部門中，沖壓件所占的比重都相當(dāng)?shù)拇螅賱t 60%以上，多則 90%以上。因此可以說，如果生產(chǎn)中不采用沖壓工藝，許多工業(yè)部門要提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量、降低生產(chǎn)成本、快速進(jìn)行產(chǎn)品更新?lián)Q代等都是難以實現(xiàn)的。沖壓生產(chǎn)為適應(yīng)這一新的要求，開發(fā)了多種適合不同批量生產(chǎn)的工藝、設(shè)備和模具。特別是近幾年來國外已經(jīng)發(fā)展起來、國內(nèi)亦開始使用的沖壓柔性制造單元（ FMC）和沖壓柔性制造系統(tǒng) (FMS)代表的沖壓生產(chǎn)新的發(fā)展趨勢。同時，根據(jù)不同使用要求，可以完成各種沖壓工序，甚至焊接、裝配等工序，更新新產(chǎn)品方便迅速，沖壓件精度也高。概括起來，可分為分離工序和成形工序兩大類：分離工序是指坯料沿 一定的輪廓線分離而獲得一定形狀、尺寸和斷面質(zhì)量的沖壓（俗稱沖裁件）的工序。 上述兩類工序，按基本變形方式不同又可分為沖裁、彎曲、拉深和成形四種基本工序，每種基本工序還包含多種單一工序。這時在工藝上多采用集中的方式，即把兩種或兩種以上的單一工序集中在一副模具內(nèi)完成，稱為組合的方法不同，又可將其分為復(fù)合 級進(jìn)和復(fù)合 級進(jìn)三種組合方式。 級進(jìn)沖壓 ———— 在壓力機(jī)上的額一次工作行程中，按照一定的順序在同一模具的不同工位上完成兩種或兩種以上不同單一工序的一種組合方式。 沖模的結(jié)構(gòu)類型也很多。按工序的組合方式可分為單工序模、復(fù)合模和級進(jìn)模等。 上模被固定在壓力機(jī)工作臺或墊板上，是沖模的固定部分。上?；厣龝r，模具的卸料與出件裝置將沖件或廢料從凸、凹模上卸下或推、頂出來，以便進(jìn)行下一次沖壓循環(huán)。其主要表現(xiàn)和發(fā)展方向如下： （ 1） 沖壓成形理論與沖 壓工藝方面 沖壓成形理論的研究是提高沖壓技術(shù)的基礎(chǔ)。特別是隨著計算機(jī)技術(shù)的飛躍發(fā)展和塑性變形理論的進(jìn)一步完善，近年來國內(nèi)外已開始應(yīng)用塑性成形過程的計算機(jī)模擬技術(shù)，即利用有限元（ FEM）等有值分析模擬金屬的塑性成形過程，根據(jù)分析結(jié)果，設(shè)計人員可預(yù)測某一工藝方案成形的可行性及可能出現(xiàn)的質(zhì)量問題，并通過在計算機(jī)上選擇修改相關(guān)參數(shù)，可實現(xiàn)工藝及模具的優(yōu)化設(shè)計。 研究推廣能提高生產(chǎn)率及產(chǎn)品質(zhì)量、較低成本和擴(kuò)大沖壓工藝應(yīng)用范圍的各種沖壓新工藝，也是沖壓技術(shù)的發(fā)展方向之一。其中，精密沖裁是提高沖裁件質(zhì)量的有效方法，它擴(kuò)大了沖壓加工范圍，目前精密沖裁加工零件的厚度可達(dá) 25mm，精度可達(dá) IT16~17 級，用液體、橡膠、聚氨酯等做柔性凸模或凹模的軟模成形工藝，能加工出普通加工方法 設(shè)計（論文）專用紙 第 8 頁 難以加工出的材料和復(fù)雜形狀的零件 ，在特定生產(chǎn)條件下巨頭明顯的經(jīng)濟(jì)效果。利用金屬材料的超塑性進(jìn)行超塑成形，可以利用一次成形代替多道普通的沖壓成形工序，這對于加工形狀復(fù)雜和大型板料零件具有突出的優(yōu)越性，無模多點(diǎn)成形工序是用高度可調(diào)的凸模群體代替?zhèn)鹘y(tǒng)模具進(jìn)行板料曲面成形的一種先進(jìn)技術(shù)，我國已自主設(shè)計制造了具有國際領(lǐng)先水平的無模多點(diǎn)成形設(shè)備，解決了多點(diǎn)壓機(jī)成形法，從而可隨意改變變形路徑與受力狀態(tài)，提高了材料的成形極限，同時利用反復(fù)成形技 術(shù)可消除材料內(nèi)殘余應(yīng)力，實現(xiàn)無回彈成形。 （ 2） 沖模是實現(xiàn)沖壓生產(chǎn)的基本條件，在沖模的設(shè)計制造上，目前正朝著以下兩方面發(fā)展：一方面，為了適應(yīng)高速、自動、精密、安全等大批量現(xiàn)代生產(chǎn)的需要，沖模正向高效率、高精度、高壽命及多工位、多功能方向發(fā)展，于此相比適應(yīng)的新型模具材料及其熱處理技術(shù)，各種高效、精密、數(shù)控自動化的模具加工機(jī)床和檢驗設(shè)備以及模具 CAD/CAM 也在迅速發(fā)展。 精密、高效的多工位及多功能級進(jìn)模和大型復(fù)雜的汽車覆蓋件沖模代表的現(xiàn)代沖模的技術(shù)水平。我國已能自行設(shè)計制造出達(dá)到國際水平的精度達(dá) 2~5 微米，進(jìn)距精度 2~3 微米，總壽命達(dá) 1億次。 模具制造技術(shù)現(xiàn)代化是模具工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。其中高速銑削加工、慢走絲切割加工、精密磨削及拋光技術(shù)、數(shù)控測量等代表了現(xiàn)代沖模制造的技術(shù)水平。加工精度一般可達(dá) 10 微米，最好的表面粗糙度 Ra≤ 1 微米，而且與傳統(tǒng)切削加工相比具有溫升低（工件只升高 3攝氏度）、切削力小，因而可加工熱敏材料和剛性差的零件，合理選擇刀具和切削用量還可實現(xiàn)硬材料（ 60HRC）加工。慢走絲切割技術(shù)的發(fā)展水平已相當(dāng)高，功能 也相當(dāng)完善，自動化水平已達(dá)到無人看管運(yùn)行的程度，目前切割速度已達(dá)到 300mm2/min,加工精度可達(dá)177。模具加工過程中的檢測技術(shù)也取得了很大的發(fā)展，現(xiàn)在三坐標(biāo)測量機(jī)除了能高精度的測量復(fù)雜曲面的數(shù)據(jù)外，其良好的溫度補(bǔ)償裝置、可靠的抗振保護(hù)能力、嚴(yán)密的防塵措施及簡單操作步驟，使得現(xiàn)場自動化檢測成為可能。利用 RPM技術(shù)快速成形三維原型后，通過陶瓷精鑄、電弧圖噴、消失模、融模等技術(shù)可快速制造各種成形模。一汽模具制造公司在以 CAD/CAM 加工的主模型為基礎(chǔ)，采用瑞士汽巴精化的高強(qiáng)度樹脂澆注成形的樹脂 模應(yīng)用在國產(chǎn)轎車試制和小批量生產(chǎn)開辟了新的途徑。為了滿足大批量高速生產(chǎn)的需要目前沖壓設(shè)備也由單工位、單功能、低速壓力機(jī)朝著多工位、多功能、高速和數(shù)控方向發(fā)展，加之機(jī)械乃至機(jī)器人的大量使用，使沖壓生產(chǎn)效率得到大幅度提高，各式各樣的沖壓自動線和高速自動壓力機(jī)紛紛投入使用。在多功能壓力機(jī)方面，日本田公司生產(chǎn)的 2020KN“沖壓中心”采用CNC 控制，只需 5min 時間就可完成自動換模、換料和調(diào)整工藝參數(shù)等工作，美國惠特尼公司生產(chǎn)的 CNC 金屬板材加工中心，在相同的時間內(nèi)，加工沖壓件的數(shù)量為普通沖壓機(jī)的 4~10 倍，并能進(jìn)行沖孔、分段沖裁、彎曲和拉深等多種作 業(yè)。我們要想成為世界制造業(yè)大國，沒有先進(jìn)的模具工業(yè)是不行的。首要的一條是要重視模具行業(yè)的發(fā)展，不但要有先進(jìn)的技術(shù)，更要重視模具行業(yè)的商品化，讓模具行業(yè)從企業(yè)中走出來，成為一個具有市場競爭力的新興行業(yè)。模具又是 “ 效益放大器 ” ，用模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品的價值，往往是模具自身價值的幾十倍、上百倍。 改革開放以來，我國模具工業(yè)發(fā)展迅猛。目前，全國共有模具生產(chǎn)廠點(diǎn) 萬個，從業(yè)人員50 多萬人。 我國模具工業(yè)的技術(shù)水平近年來也取得了長足的進(jìn)步。大型復(fù)雜沖模以汽車覆蓋件模具為代表，已能生產(chǎn)部分新型轎車的覆蓋件模具。在大型塑料模具方面，已能生產(chǎn) 48 英寸電視的塑殼模具、 大容量洗衣機(jī)全套塑料模具，以及汽車保險杠、整體儀表板等模具。在大型精密復(fù)雜壓鑄模方面，國內(nèi)已能生產(chǎn)自動扶梯整體踏板壓鑄模及汽車后橋齒輪箱壓鑄模。但是，我國模具工業(yè)無論是在數(shù)量還是質(zhì)量上，與工業(yè)發(fā)達(dá)國家存在著很大的差 距，滿足不了工 業(yè)發(fā)展的需要，目前國內(nèi)市場的滿足率僅在 70%左右。所產(chǎn)模具基本上以中低檔為主，一些大型、精密、復(fù)雜和長壽命的高檔模具，在技術(shù)上無法與發(fā)達(dá)國家相比，生產(chǎn)能力也遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要。根 據(jù)海關(guān)統(tǒng)計，近幾年進(jìn)出口相抵，我國已成為世界最大的模具進(jìn)口國。我國模具產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中沖壓模具約占 50%，塑 設(shè)計（論文）專用紙 第 12 頁 料模具約占 34%，壓鑄模具約占 6%，其它各類模具約占 10%；發(fā)達(dá)國家對發(fā)展塑料模普遍比較重視，塑料模所占比例一般在 40%左右；大型、精密、長壽命模具所占比例為 50%以上，而我國僅為 25%左右；我國主要模具生產(chǎn)能力集中在各主機(jī)廠的模具分廠 (或車間 )內(nèi)，所產(chǎn)模具商品化率很低，模具自產(chǎn)自銷比例高達(dá)60%70%，而國外 70%以上是商品模具；即使是專業(yè)模具廠，我國也大多數(shù)是 “ 大而全 ”“ 小而全 ” ，國外則大多是 “ 小而專 ”“ 小而精 ” ，生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益俱佳。發(fā)達(dá)國家一個模具職工平均創(chuàng)造產(chǎn)值 15萬 20 萬美元，我國只有 4萬 5萬元人民幣。據(jù)統(tǒng)計 ， 2020年我國大陸制造工業(yè)對模具的市場需求量約為 400億元，今后幾年仍將以每年 10%以上的速度增長。 汽車、摩托車行業(yè)的模具需求將占國內(nèi)模具市場的一半左右。這將需要各種塑料制件36 萬 噸，而目前的生產(chǎn)能力僅為 20 多萬噸，發(fā)展空間十分廣闊。目前，我國彩電年產(chǎn)量已超過 3200 萬臺，電冰箱、洗衣機(jī)和空調(diào)的年產(chǎn)量均超過了 1000 萬臺。其他發(fā)展較快的行業(yè)，如電子、通訊和建筑材料等行業(yè)對模具的需求，都將 對中國模具工業(yè)和技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生巨大的推動作用。近幾年，世界模具市場總量一直保持在 600 億 650 億美元之 間。根據(jù)國內(nèi)和國際模具市場的發(fā)展?fàn)顩r，有關(guān)專家預(yù)測，未來我國的模具經(jīng)過行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整后，將呈現(xiàn)十大發(fā)展趨勢：一是模 設(shè)計（論文）專用紙 第 13 頁 具日趨大型化；二是模具的精度將越來越高；三是多功能復(fù)合模具將進(jìn)一步發(fā)展；四是熱流道模具在塑料模具中的比重將逐漸提高；五是氣輔模具及適應(yīng)高壓注射成型等工藝的模具將有較大發(fā)展；六是模具標(biāo)準(zhǔn)化和模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用將日漸廣泛；七是快速經(jīng)濟(jì)模具的前景十分廣闊；八是壓鑄模的比例將不 斷提高，同時對壓鑄模的壽命和復(fù)雜程度也將提出越來越高的要求；九是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)致的模具市場未來走勢的變化。在技術(shù)方面根據(jù)產(chǎn)品圖紙，主要分析沖壓件的形狀特點(diǎn)、尺寸大小、尺寸標(biāo)注方法、表面質(zhì)量要求和材料性能等因素是否符合沖壓工藝要求；在經(jīng)濟(jì)方面，主要根據(jù)沖壓件的生產(chǎn)批量分析產(chǎn)品成本，闡明采用沖壓生產(chǎn)可 取得的經(jīng)濟(jì)效益。能做到的話表明該沖壓件的工藝好；反之，工藝性差。要保證足夠的剛度與強(qiáng)度（零件圖 ）。該沖壓件，產(chǎn)量屬于中批量生產(chǎn)，外形較為復(fù)雜但分布對稱，這次涉及的材料為優(yōu)質(zhì)炭素工具鋼 08ZF 鋼，采用沖壓加工經(jīng)濟(jì)型良好。因此，可以采用沖壓方法生產(chǎn)。 ][]][[ 21 mmm ?? ； ][3 9 ]][][[ 321 mmmm ?? 因此需要三次拉深。 毛坯外形為圓形，根據(jù)材料的利用情況，有以下三種排樣方式： 設(shè)計（論文）專用紙 第 20 頁 （ 1） 方案一 ：直排 BSa 1aa 由 mmR 9? 查《沖壓工藝學(xué)》 [2] 表 211 得 mma ? , mma ? 送料步距 mmaDS .2021 ??? 條料寬度 mmaDB 0 0 4)2( ??? ????? 由《模具設(shè)計與制造簡明手冊》 [3]表 1417 查得 ?? 一個步距內(nèi)材料的利用率： %%1 0