【正文】 、計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）、新材料，以及產(chǎn)品與相應(yīng)工藝裝備的快速成型、制造等，其中也別是有關(guān)模具的設(shè)計(jì)與制作技術(shù)。然而國(guó)內(nèi)模具生產(chǎn)水平低，模具的價(jià)格只有發(fā)達(dá)國(guó)家的1/3或1/5，這種相對(duì)較低的價(jià)格成為國(guó)內(nèi)模具進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)并與國(guó)外模具競(jìng)爭(zhēng)的主要手段。國(guó)內(nèi)模具行業(yè)的結(jié)構(gòu)改革步伐日益加快，三資企業(yè)、民營(yíng)企業(yè)得到了很大程度的發(fā)展，南方模具工業(yè)的發(fā)展比北方快，但在整個(gè)模具設(shè)計(jì)制造水平和標(biāo)準(zhǔn)化程度上，與德國(guó)、美國(guó)、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家相比還存在相當(dāng)大的差距。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。我國(guó)模具行業(yè)的發(fā)展前景非常看好?？傊?，在21世紀(jì)全球經(jīng)濟(jì)化的大形勢(shì)下，全球的資本、技術(shù)、勞動(dòng)力都在整合，加入WTO后，中國(guó)將成為世界制造基地，對(duì)我國(guó)模具工業(yè)來(lái)講，機(jī)遇與挑戰(zhàn)共存，協(xié)作、規(guī)劃、管理將同時(shí)起步，以實(shí)現(xiàn)我國(guó)模具的跨越式發(fā)展。這種變化主要體現(xiàn)在三個(gè)方面:產(chǎn)能變化、生產(chǎn)方式變化、技術(shù)革命。但更重要的是生產(chǎn)方式轉(zhuǎn)變和技術(shù)革命。生產(chǎn)方式的轉(zhuǎn)變主要體現(xiàn)在,從過(guò)去傳統(tǒng)的小而全的后方車(chē)間、作坊式的生產(chǎn),轉(zhuǎn)變?yōu)楦叨仁袌?chǎng)專(zhuān)業(yè)協(xié)作的大規(guī)模生產(chǎn)方式。模具生產(chǎn)技術(shù)革命,濃縮到一點(diǎn)就是企業(yè)信息化也就是數(shù)字化制造和信息化管理。90年代,由于引入了數(shù)控加工機(jī)床、edm等較先進(jìn)的設(shè)備,大大地提高了模具的生產(chǎn)工藝水平,生產(chǎn)周期及模具的品質(zhì)也有了很大的縮短和改進(jìn)。另一方面,cad/cam/cae等計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)在模具行業(yè)也得到了廣泛的應(yīng)用,模具的設(shè)計(jì)及數(shù)控加工水平有了很大的提高,cad/cam/cae軟件對(duì)于模具技術(shù)人員的工作效率和設(shè)計(jì)的可靠性已經(jīng)有了很大的提高。所以模具企業(yè)管理的信息化己經(jīng)成為模具行業(yè)發(fā)展和進(jìn)步的必然趨勢(shì)。設(shè)計(jì)是制造的一部分,工藝設(shè)計(jì)不充分,設(shè)計(jì)與工藝信息可直接重復(fù)利用價(jià)值不大。這就造成很難照搬成熟的管理軟件。購(gòu)置的都是部件與部件的半成品,不存在入庫(kù)出庫(kù)過(guò)程,制造費(fèi)用的攤銷(xiāo)每個(gè)企業(yè)也是都不一樣。 現(xiàn)代模具設(shè)計(jì)的CAD/CAE技術(shù)的應(yīng)用模具設(shè)計(jì)是隨工業(yè)產(chǎn)品零件的形狀、尺寸與尺寸精度、表面質(zhì)量要求以及其成型工藝條件的變化而變化的,所以每副模具都必須進(jìn)行創(chuàng)造性的設(shè)計(jì)。CAD/CAE,計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和輔助工程,它包括概念設(shè)計(jì)、優(yōu)化設(shè)計(jì)、有限元分析、計(jì)算機(jī)仿真、計(jì)算機(jī)輔助繪圖和計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)過(guò)程管理等。采用模具CAD/CAE集成技術(shù)后,制件一般不需要再進(jìn)行原型試驗(yàn),采用幾何造型技術(shù),制件的形狀能精確、逼真地顯示在計(jì)算機(jī)屏幕上,有限元分析程序可以對(duì)其力學(xué)性能進(jìn)行檢測(cè)。在模具投產(chǎn)之前,CAE軟件可以預(yù)測(cè)模具結(jié)構(gòu)有關(guān)參數(shù)的正確性。對(duì)于運(yùn)用CAD技術(shù)設(shè)計(jì)出的模具,可運(yùn)用先進(jìn)的CAE軟件(尤其是有限元軟件)對(duì)其進(jìn)行強(qiáng)度、剛度、抗沖擊實(shí)驗(yàn)?zāi)M、跌落實(shí)驗(yàn)?zāi)M、散熱能力、疲勞和蠕變等分析。修改后再在CAE中進(jìn)行各種性能的檢測(cè),最終確定滿(mǎn)足要求的模具結(jié)構(gòu)。概念設(shè)計(jì)不再只是設(shè)計(jì)師的思維,系統(tǒng)模塊也融合了一般的概念設(shè)計(jì)理念和方法。例如,Pro/ENGINEER就包含一個(gè)工業(yè)設(shè)計(jì)模塊——ProDesign,用于支持自上而下的投影設(shè)計(jì),以及在復(fù)雜產(chǎn)品設(shè)計(jì)中所包含的許多復(fù)雜任務(wù)的自動(dòng)設(shè)計(jì)。這些系統(tǒng)模塊的應(yīng)用大大減少了設(shè)計(jì)師的工作量,節(jié)約了工作時(shí)間,提高了工作效率,使設(shè)計(jì)師把更多的精力用在新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)及創(chuàng)新上。未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面； 標(biāo)準(zhǔn)化 CAD/CAM系統(tǒng)可建立標(biāo)準(zhǔn)零件數(shù)據(jù)庫(kù)、非標(biāo)準(zhǔn)零件數(shù)據(jù)庫(kù)和模具參數(shù)數(shù)據(jù)庫(kù)。非標(biāo)準(zhǔn)零件庫(kù)中存放的零件，雖然與設(shè)計(jì)所需結(jié)構(gòu)不盡相同，但利用系統(tǒng)自身的建模技術(shù)可以方便地進(jìn)行修改，從而加快設(shè)計(jì)過(guò)程，使典型模具結(jié)構(gòu)庫(kù)在參數(shù)化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)。整個(gè)系統(tǒng)具備人工智能理想的智能模具CAD/CAM系統(tǒng)響應(yīng)，自動(dòng)生產(chǎn)設(shè)計(jì)方案，對(duì)方案進(jìn)行優(yōu)化評(píng)建和選擇，并對(duì)模具設(shè)計(jì)制造提供全方位的過(guò)程響應(yīng)和處理。網(wǎng)絡(luò)化與協(xié)同設(shè)計(jì) 隨著模具工業(yè)規(guī)模的不斷加大，要做到資源信息共享、交換等，網(wǎng)絡(luò)化設(shè)計(jì)的發(fā)展式必然的，以微機(jī)為中心的只能工作站構(gòu)成CAD/CAE/CAM/CAPP微機(jī)局域網(wǎng)絡(luò)，結(jié)構(gòu)靈活，功能強(qiáng)大，并伴隨著Internet的進(jìn)一步拓展，系統(tǒng)提供了異地設(shè)計(jì)人員在同一時(shí)間對(duì)同一個(gè)參數(shù)進(jìn)行評(píng)價(jià)和修改，實(shí)現(xiàn)異地操作與數(shù)據(jù)交換，使一個(gè)項(xiàng)目在多臺(tái)計(jì)算機(jī)上協(xié)作完成，以適應(yīng)不同地區(qū)的現(xiàn)有資源和生產(chǎn)設(shè)備資源的要求和利用。 本文的研究路線及研究?jī)?nèi)容此次設(shè)計(jì)主要圍繞著玻璃升降外殼沖壓模具設(shè)計(jì)展開(kāi)的，通過(guò)對(duì)玻璃升降器外殼的分析，運(yùn)用落料、沖孔、拉深和翻邊等沖壓工序設(shè)計(jì)復(fù)合模具。認(rèn)真分析了要完成的任務(wù)，制定了一下研究路線： 對(duì)零件進(jìn)行工藝分析，進(jìn)行沖壓工藝方案及模具結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)。 確定沖壓加工工藝規(guī)程，繪制復(fù)合沖壓模具裝配圖和零件圖。設(shè)計(jì)沖壓復(fù)合模具時(shí)，其結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，需要充分考慮一下幾個(gè)方面的問(wèn)題： 壓力機(jī)的許用壓力和復(fù)合模壓力的關(guān)系。 復(fù)合模選用的模架。 復(fù)合模工作部分零件的材料選用。本文主要內(nèi)容：本文首先介紹了模具行業(yè)在國(guó)內(nèi)外的一些發(fā)展情況，以及模具行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，重點(diǎn)介紹了模具CAD/CAE/CAM在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中的應(yīng)用和未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。在最后通過(guò)分析，給出給論。信息化帶動(dòng)工業(yè)化發(fā)展的今天，在經(jīng)濟(jì)全球化的去試下，CAD/CAE/CAM技術(shù)越發(fā)凸顯了其再現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)中的重要地位。通過(guò)本次設(shè)計(jì)，我對(duì)CAD/CAE/CAM技術(shù)有了更加深刻的認(rèn)識(shí)，為日后走出校園步入社會(huì)積累了寶貴的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。該沖壓件工作時(shí)受力不大，對(duì)其強(qiáng)度和剛度的要求不太高。：表21 沖壓件的材料力學(xué)性能材料牌號(hào)材料狀態(tài)抗剪強(qiáng)度抗拉強(qiáng)度b/MPa伸長(zhǎng)率屈服強(qiáng)度優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼08已退火260～360330～45032200圖21 零件圖 沖壓件的工藝性分析、φ16mm為IT11IT12級(jí)。小孔中心園直徑φ42177。其主要的形狀、尺寸可以由拉深、翻邊、沖孔等沖壓工序獲得。、φ16mm的公差要求偏高，故應(yīng)在拉伸之后，另加工整形工序，并用制造精度較高、間隙較小的模具來(lái)達(dá)到。按沖裁見(jiàn)工藝性分析，用高精度（IT7級(jí)以上）沖模在一道工序中同時(shí)沖出。凸緣上三小口由沖口工序完成。第二種方法較第一種方法效率高，但在沖去底部之前，要求底部圓角半徑接近于零，因此需要增加一道整形工序，而且質(zhì)量不易保證。經(jīng)過(guò)比較，第三種方法較為合理。用這些工序的組合可以提出多種不同的工藝方案。具體內(nèi)容如下： 計(jì)算毛坯尺寸在計(jì)算毛坯尺寸以前需要先確定翻邊前的半成品形狀和尺寸。：H=2116=55mm。經(jīng)變換后，有：K=12/d()=12/18()=即翻邊處高度H=5mm；翻邊系數(shù)達(dá)K=：d0=d1K=18=11mm （2—2）d1：翻邊孔直徑。故翻邊前，該外殼半成品可部位階梯形，其翻邊前的半成品形狀與尺寸如圖23所示。 零件拉伸系數(shù)：mf=d/D0== , t/D0100=100= （2—4）D :第三次拉伸凸圓筒形件內(nèi)徑，單位mm。由此查《模具設(shè)計(jì)大典》得，mc=，若取m1=,由d1=m1d0=65mm29mm,則m2=d3/d1= （2—5）d1:第一次拉伸零件內(nèi)徑，單位mm。查《模具設(shè)計(jì)大典》有m2=m2c=。目前零件的材料厚度t=、圓角半徑r=，,而且零件直徑較小，倆次拉伸難以滿(mǎn)足零件的要求。在這種情況下，可考慮分三次拉深，在第三次拉深中兼整形工序。于是，拉伸系數(shù)可調(diào)整為：m1=,m2=,m3=m2m3=。根據(jù)這些基本工序，可擬出以下五種工藝方案：方案一：落料與首次拉深復(fù)合（圖31a），起源基本工序。方案三：落料與首次拉深復(fù)合，（圖33a），翻邊與切邊復(fù)合（圖33b），其余按基本工序。分析比較上述五種方案，可以看出 ：方案二：沖φ11mm孔與翻邊復(fù)合，由于模壁厚度（a=）小于要求的凸凹模最小壁厚（~ t=3mm），模具容易損壞。方案三：雖然解決了上述模壁太薄的矛盾，它們的刃口都不在同一平面上，而且磨損快慢也不一樣，這會(huì)給修磨帶來(lái)不便，修磨后要保持相對(duì)位置也有困難。特別是沖底孔后再經(jīng)二次核三次拉深，孔徑一旦變化，將會(huì)影響到翻邊的高度尺寸和翻邊口部的質(zhì)量。模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造周期長(zhǎng)，成本高，因此，只有大批量生產(chǎn)中才較合適。本方案在第三次拉深和翻邊工序中，于沖壓行程臨近終了時(shí)，模具可對(duì)工件剛性鐓壓而起到整形作用，故無(wú)需另加整形工序。a)落料與拉深： b）二次拉深； c）三次拉深； d）沖底孔；e）翻邊； f）沖小孔； g）切邊圖 31 各工序模具結(jié)構(gòu) a）沖孔與翻邊； b）沖小孔與切邊圖32 方案二的部分模具結(jié)構(gòu)a）沖底孔與沖小孔； b）翻邊與切邊圖33 方案三的部分模具結(jié)構(gòu)圖34 方案四的落料，拉伸與沖底孔復(fù)合模具結(jié)構(gòu) 材料的排樣和毛坯計(jì)算 修邊余量的確定在計(jì)算毛坯尺寸以前需要先確定翻邊前的半成品形狀和尺寸，核算翻邊的變形程度。根據(jù)翻邊工藝計(jì)算公式，翻邊系數(shù)K為： K=1 （3—1）將翻邊高度H=55mm；翻遍直徑D=+=18mm；翻邊圓角半徑r=11mm。翻邊前的拉深件形狀與尺寸如圖35所示。毛坯直徑D引入公式（2—3）計(jì)算：D==65mm 排樣與裁板方案的確定制件的毛坯為簡(jiǎn)單的圓柱形，而且尺寸比較小，考慮到操作方便，宜采用單排。 排樣設(shè)計(jì) 圖36 排樣圖 確定搭邊值 倆工件間的橫搭邊a1=。 布距S=D+a=65+1=66mm。 L ……沖裁周長(zhǎng)，mm。卸料力Fxi可按下式計(jì)算：即 Fxi=kxiF落料