【正文】 ，它的作用是控制和限制材料（固態(tài)或液態(tài)）的流動，使之形成所需要的形體。 模具工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)，是國際上公認(rèn)的關(guān)鍵工業(yè)。振 興和發(fā)展我國的模具工業(yè)，正日益受到人們的關(guān)注。 模具工業(yè)既是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一個組成部分，又是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要領(lǐng)域。 模具制造的重要性主要體現(xiàn)在市場的需求上，僅以汽車，摩托車行業(yè)的模具市場為例。汽車工業(yè)是我國國民經(jīng)濟(jì)五大支柱產(chǎn)業(yè)之一，汽車工業(yè)重點(diǎn)是發(fā)展零部件，經(jīng)濟(jì)型轎車和重型汽車，汽車模具作為發(fā)展重點(diǎn)，已在汽車工業(yè)產(chǎn)業(yè)政策中得到了明確。一個型號的汽車所需模具達(dá)幾千副，價值上億元。中國摩托車產(chǎn)量位居世界第一，據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國摩托車共有 14 種排量 80多個車型， 1000 多個型號。一個型號的摩托車生產(chǎn)需 1000 副模具，總價值為 1000 多萬元。 目前世界模具市場供不應(yīng)求，模具的主要出口國是美國，日本，法國，瑞士等國家。研究和發(fā)展模具技術(shù)，提高模具技術(shù)水平，對于促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著特別重要的意義。除部分沖模以外的的上述各種模具都屬于腔型模，因?yàn)樗麄円话愣际且揽咳S的模具形腔是材料成型。沖模占模具總數(shù)的 50％以上。按組合工序不同，沖模分為單工序模，復(fù)合模，連續(xù)模。按鍛壓設(shè)備不同，鍛模分為錘用鍛模，螺 旋壓力機(jī)鍛模，熱模鍛壓力鍛模，平鍛機(jī)用鍛模，水壓機(jī)用鍛模，高速錘用鍛模，擺動碾壓機(jī)用鍛模，輥鍛機(jī)用鍛模，楔橫軋機(jī)用鍛模等。 （ 3）塑料模：塑料模是塑料成型的工藝裝備。塑料模主要包括壓塑模，擠塑模，注射模，此外還有擠出成型模，泡沫塑料的發(fā)泡成型模，低發(fā)泡注射成型模，吹塑模等。壓鑄模約占模具總數(shù)的 6％。 模具所涉及的工藝繁多，包括機(jī)械設(shè)計(jì)制造，塑料，橡膠加工，金屬材料，鑄造（凝固理論），塑性加工，玻璃等諸多學(xué)科和行業(yè)，是一個多學(xué)科的綜合，其復(fù)雜程度顯而易見。 20世紀(jì) 90 年代以后，大陸的工業(yè)發(fā)展十分迅速，模具工業(yè)的總產(chǎn)值在 1990 年 僅 60 億元人民幣， 1994 年增長到 130 億元人民幣， 1999 年已達(dá)到245 億元人民幣， 2021 年增至 260~270 億元人民幣。 目前，我國 17000 多個模具生產(chǎn)廠點(diǎn)，從業(yè)人數(shù)五十多萬。其中，集體和私營的模具企業(yè)在廣東和浙江等省發(fā)展得最為迅速。在廣東，一些大集團(tuán)公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，為了提高其產(chǎn)品的市場競爭能力，紛紛加入了對模具制造的投入。中外合資和外商獨(dú)資的模具企業(yè)則多集中于沿海工業(yè)發(fā)達(dá)地區(qū)，現(xiàn)已有幾千家。其中，沖壓模具約占 50℅ （中國臺灣： 40℅ ），塑料模具約占 33℅（中國臺灣： 48℅ ），壓鑄模具約占 6℅ （中國臺灣： 5℅ ），其他各類模具約占11（中國臺灣： 7℅ ）。 萌芽期，工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)設(shè)備與技術(shù)的不斷改進(jìn)。在此階段的模具包括：一般民生用品模具，鑄造用模具，鍛造用模具，木模，玻璃，陶瓷用模具，以及橡膠模具等。有鑒于模具產(chǎn)業(yè)對工業(yè)發(fā)展的重要性日益彰顯，自 1982 年 起，臺灣地區(qū)就將模具產(chǎn)業(yè)納入 “ 策略性工業(yè)適用范圍 ” ，大力推動模具工業(yè)的發(fā)展，以配合相關(guān)工業(yè)產(chǎn)品的外銷策略，全力發(fā)展整體經(jīng)濟(jì)。從 1985 年起，模具產(chǎn)業(yè)已在推行計(jì)算機(jī)輔助模具設(shè)計(jì)和制造等 CAD/CAM 技術(shù)，所以臺灣模具業(yè)接觸 CAD/CAM/CAE/CAT 技術(shù)的時間相當(dāng)早。 1997 年 11 月間臺灣憑借模具產(chǎn)業(yè)的實(shí)力，獲得世界模具協(xié)會（ ISTMA）認(rèn)同獲準(zhǔn)入會，正式成為世界模具協(xié)會會員。 世界五大塑料生產(chǎn)國的 產(chǎn)能狀況 美國塑料 (原料 )的產(chǎn)量多年來一直雄居各國之首。 2021 年美國塑料產(chǎn)量為 4170 萬噸，其中以聚乙烯為最多，達(dá) 1500 多萬噸。國內(nèi)塑料消費(fèi)量 (產(chǎn)量 +進(jìn)口量一出口量 )，美國也是全球最多的。美國人均塑料消費(fèi)量也是很高的， 2021 年為 159 公斤， 2021 年略減為 155 公斤 ，居全球第 3位。在美國塑料制品加工業(yè)的就職人數(shù)達(dá) 110 萬， 2021 年的出貨金額為2150 億美元，人均出貨金額為 195 美元。 2021 年德國生產(chǎn)的種種塑料原料中，聚乙烯為 285 萬噸 (低密度聚乙烯 160萬噸，高密度聚乙 烯 125 萬噸 )，氯乙烯 175 萬噸，聚丙烯 160 萬噸。德國人均塑料消費(fèi)量 2021 年為 160 公斤，在世界上僅少于比利時的 172 公斤，高于美國的 155 公斤，排在世界第 2位。德國塑料制品加工企業(yè)中職工少于 50 人的占 44％， 50~100 人的占 28％， 100~500人的占 25％， 500 人以上的占 4％。中國今年塑料制品市場將持續(xù)走強(qiáng)，在包裝、工程、建材、農(nóng)用和日用塑料制品等各個領(lǐng)域都將有較大幅度的增長，需求量將超過 2500 萬噸。 日本在很 長的時期內(nèi)都是僅次于美國的世界第 2大塑料生產(chǎn)國。從 1994 年起產(chǎn)量再度增長， 1994 年、 1995 年和 1996 年分別回升到 1300 萬噸、 1400 萬噸和 1470萬噸， 1997 年的產(chǎn)量又比上年增長 ％，達(dá)到 1521 萬噸，首次超過 1500 萬噸。 1998 年，日本塑料產(chǎn)量為 1390萬噸，比上年減少了 ％。 2021 年和 2021 年日本塑料產(chǎn)量再度下降至 1400 萬噸以下的 1364 萬噸和 1361 萬噸。而中國則增為 1366 萬噸，日本又退居第 4位。韓國塑料原料產(chǎn)品中以聚乙烯居首， 2021 年產(chǎn)量為 340 萬噸 (低密度聚乙烯 160 萬噸，高密度聚乙烯 180萬噸 )，聚丙烯以 238 萬噸排在第 2位，其次分別是聚酯 161 萬噸、氯乙烯 124 萬噸、 ABS韓國國內(nèi)塑料消費(fèi)量 2021 年 420萬噸，只相當(dāng)于產(chǎn)量的 1/3 略高。 塑料產(chǎn)量位居世界前 10 名的國家和地區(qū)還有法國 660 萬噸、比利時 600 萬噸、中國臺灣 598 萬噸、加拿大 432萬噸和意大利 385萬噸 (均為 2021 年產(chǎn)量 )。改革開放以來，我國的模具工業(yè)發(fā)展也十分迅速。許多模具企業(yè)十分重視技術(shù)發(fā)展。此外，許多科研機(jī)構(gòu)和大專院校也開展了模具技術(shù)的研究與開發(fā)。今后，我國要發(fā)展成為世界制造強(qiáng)國，仍將依賴于模具工業(yè)的快速發(fā)展，成為模具制造強(qiáng)國。在大型模具方面已能生產(chǎn) 48（約 122CM）大屏幕彩電塑殼注射模具， 大容量洗衣機(jī)全套塑料模具以及汽車保險杠和整體儀表板等塑料模具，精密塑料模方面，以能生產(chǎn)照相 機(jī)塑料件模具，多形腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具。 盡管我國模具工業(yè)有了長足的進(jìn)步，部分模具已達(dá)到國際先進(jìn)水平，但無論桂林航天工業(yè)高等?？茖W(xué)校 10 是數(shù)量還是質(zhì)量仍滿足不了國內(nèi)市場的需要，每年仍需進(jìn)口 10 多億美元的各類大型，精密，復(fù)雜模具。今后，我國模具行業(yè)應(yīng)在以下幾方面進(jìn)行不斷的技術(shù)創(chuàng)新，以縮小與國 際先進(jìn)水平的距離。 （ 2）加強(qiáng)模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用；使用模具標(biāo)準(zhǔn)件不但能縮短模具制造周期，降低模具制造成本而且能提高模具的制造質(zhì)量。 （ 3）推廣 CAD/CAM/CAE 技術(shù)；模具 CAD/CAM/CAE 技術(shù)是模具技術(shù)發(fā)展的一個重要里程碑。 （ 4）重 視快速模具制造技術(shù)，縮短模具制造周期；隨著先進(jìn)制造技術(shù)的不斷出現(xiàn)，模具的制造水平也在不斷地提高，基于快速成形的快速制模技術(shù)，高速銑削加工技術(shù)，以及自動研磨拋光技術(shù)將在模具制造中獲得更為廣泛的應(yīng)用。 工藝方案的確定 沖裁件的工藝性是指從沖壓工藝方面來衡量設(shè)計(jì)是否合理。當(dāng)然工藝性的好壞是相對的，它直接受到工廠的沖壓技術(shù)水平和設(shè)備條件等因素的影響。 確定方案就是確定沖壓件的工藝路線，主要包括沖壓工序數(shù)，工序的組合和順序等。 影響沖壓件工藝性的因素主要有零件的形狀特點(diǎn) ,尺寸大小 ,設(shè)計(jì)基準(zhǔn) ,公差等級和形狀位置誤差要求 ,材料的厚度及成形后允許的變薄量 ,材料的機(jī)械性桂林航天工業(yè)高等?？茖W(xué)校 12 能和沖壓性能 ,在沖壓過程中產(chǎn)生的回彈 ,翹曲的可能性 ,毛刺大小和方向要求等 .這些因素對確定沖壓工序的性質(zhì) ,數(shù)量和順序 ,對模具的結(jié)構(gòu)形式及制造精度要求等都有很大關(guān)系 ,因此 ,在制定沖壓工藝過程中必須根據(jù)零件圖認(rèn)真加以分析 ,尤其應(yīng)該注意分析零件在沖壓加工中的難點(diǎn)所在 .良好的沖壓工藝性表現(xiàn)在材料消耗少 ,沖壓成形時不必采用特殊的控制措施 ,工藝過程簡單而且壽命長 ,產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定 ,操作方便等 .如果發(fā)現(xiàn)零件的工藝性差 ,則應(yīng)該在不影響使用要求的前提下 ,對零件的 形狀 ,尺寸及其它要求作必要的修改 . 在工藝分析的基礎(chǔ)上 ,根據(jù)產(chǎn)品圖紙進(jìn)行必要的工藝計(jì)算 ,然后分析沖壓件的沖壓性質(zhì) ,沖壓次數(shù) ,沖壓順序和工序組合方式 ,提出各種可能的沖壓工藝方案 .通過對產(chǎn)品質(zhì)量 ,生產(chǎn)效率 ,設(shè)備條件 ,模具制造和壽命 ,操作安全以及經(jīng)濟(jì)效益等方面的綜合分析和比較 ,確定出一種適合于本單位生產(chǎn)的最佳工藝方案 .確定工藝方案時應(yīng)考慮到以下內(nèi)容 : 1． 沖壓性質(zhì) :剪裁 ,落料 ,沖孔 ,是常見的沖壓工藝各沖壓工序有其不同的性質(zhì) ,特點(diǎn)和用途 .編制沖壓工藝時 ,可以根據(jù)產(chǎn)品圖和生產(chǎn)批量等要求 ,合理地選擇這些工序 . 2． 沖壓次數(shù) :沖壓次數(shù)是指同一性質(zhì)的工序重復(fù)進(jìn)行的次數(shù) .對于拉深件 ,可根據(jù)它的形狀和尺寸 ,以及板料許可的變形程度 ,計(jì)算出拉深次數(shù) .彎曲件或沖裁件的沖壓次數(shù)也是根據(jù)具體形狀和尺寸及極限變形程度來決定 . 3． 沖壓順序 :沖壓件各工序的先后順序 ,主要依據(jù)工序的變形特點(diǎn)和質(zhì)量要求等安排的 ,一般按列原則進(jìn)行 : (1) 對于帶孔的或有缺口的沖裁件 ,如果選用簡單模 ,一般先落料 ,再沖孔或切口 .使用連續(xù)模時 ,則應(yīng)先沖孔或切口 ,后落料 . (2) 對于帶孔的彎曲件 ,孔邊與彎曲線的間距較大時 ,可以先沖孔 ,后彎曲 .如果孔邊在彎曲線附近 ,必須 在零件壓彎后再沖也 .孔與基準(zhǔn)面的間距有嚴(yán)格要求時 ,也應(yīng)先壓彎后沖孔 . (3) 對于帶孔的拉深件 ,一般來說 ,都是先拉深 ,后沖孔 ,但是孔的位置在零件底部 ,且孔徑尺寸要求不高時 ,也可以先在毛坯上沖孔 ,后拉深 . (4) 多角彎曲件 ,應(yīng)從材料變形和彎曲時材料流動兩方面安排彎曲的先后順序 .一般情況下 ,先彎外角 ,再彎內(nèi)角 . (5) 對于形狀復(fù)雜的拉深件 ,為了便于材料變形和流動 ,應(yīng)先成形內(nèi)部形狀 ,再拉深外部形狀 . (6) 整形或校平工序 ,應(yīng)在沖壓件基本成形以后進(jìn)行 . 4． 組合方式 :工序的組合方式可以選用復(fù)合模和連續(xù)模 ,主要取決于沖壓件的生產(chǎn) 批量 ,尺寸大小和精度等因素 .一般按下列原則進(jìn)行 : (7) 對于多孔的沖裁件 ,當(dāng)孔之間的間距 , 孔與材料邊的距離大于允許值時 ,最好落料與沖孔在一道復(fù)合工序中完成 . (8) 當(dāng)彎曲件的平直高度大于 10mm時 ,彎曲工序一般與沖裁工序分開單獨(dú)進(jìn)行 . 對于形狀復(fù)雜的彎曲件 ,為簡化模具設(shè)計(jì)過程 ,降低模具制造成本 ,一般安排由兩道劃兩道以上的工序來完成 。 由于工件由落料和彎曲兩部分組成，必須分成落料工序和彎曲工序 桂林航天工業(yè)高等?？茖W(xué)校 13 根據(jù)制件的工藝的分析，其基本工序有落料和沖孔兩種。 沖孔 落料，單件復(fù)合式?jīng)_壓。由于制件生產(chǎn)批量大，尺寸又小，這種方案生產(chǎn)效率低，操作也不安全，故不宜采用； 方案 2)為復(fù)合式?jīng)_壓。 本制件為兩個方向的 U 形彎曲，且生產(chǎn)批量大，在保證生產(chǎn)效率 的前提下，用一套彎曲模成型。 有一定的批量，在設(shè)計(jì)時要重視模具的材料和結(jié)構(gòu)的選擇，保證一定的模具壽命。 在模具設(shè)計(jì)中雖然單工序模具比較簡單也比較容易制造 ,但是制件離制件邊緣尺寸較小在落料后勢必會影響模具的精度。這樣既提高了工作效率又提高了模具的壽命，這樣一來提高了模具的使用價值。這樣就降低了模具的制造難度，且適合生產(chǎn)條件不是很好的企業(yè)生產(chǎn)模具，給模具生產(chǎn)帶來一定的廣度。 落料沖孔模結(jié)構(gòu)的分析與說明 本道模具主要用來完成落料，目的明確簡單，看似易設(shè)計(jì)。在本制件考慮到形狀有一定的復(fù)雜，且較?。?1mm），為了保證制件有較高的平直度，故采用正裝式落料模。 如圖 彎曲模具設(shè)計(jì) 彎曲模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是在彎曲工序確定后的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，設(shè)計(jì)時應(yīng)考慮彎 曲件的形狀要求、材料性能以及生產(chǎn)批量等因素。給生產(chǎn)產(chǎn)家?guī)砹烁玫慕?jīng)濟(jì)利益。如 圖 工藝參數(shù)計(jì)算 根據(jù)零件尺寸，計(jì)算落料工序展開尺寸 桂林航天工業(yè)高等?？茖W(xué)校