東風(fēng)公司技師學(xué)院

1、東風(fēng)汽車公司技師學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告課題名稱：車廂擋板加強筋模具設(shè)計專業(yè)：材料成型與控制工程班級：JS816學(xué)號：19 學(xué)生姓名：田禪指導(dǎo)老師：丁艷輝時間：2012/2/191.1 課題的提出目前，沖壓技術(shù)廣泛應(yīng)用于金屬制品個行業(yè)中，如汽車，儀表，家用電器等工業(yè)中，而沖模是實現(xiàn)沖壓工藝的主要工藝裝備，在制造行業(yè)中占有重要的地位。隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，模具制造業(yè)在工業(yè)中所占的地位越來越重要。沖模技術(shù)的水平直接和生產(chǎn)率、產(chǎn)品質(zhì)量（尺寸公差和表面粗糙度等）、一次刃磨的壽命以及設(shè)計和制造模具的周期緊密相關(guān)。提高沖模技術(shù)水平有利于獲得優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、廉價的產(chǎn)品，技術(shù)經(jīng)濟效果顯著，深受制造行業(yè)的重

2、視。沖壓工藝是塑性成型加工的基本方法之一。它主要用于加工板料零件，所以有時也叫板料沖壓。沖壓不僅可以加工金屬材料，而且也可以加工非金屬板料。冷沖壓的加工方式具有生產(chǎn)效率高，產(chǎn)品一致性好，使用于大批量生產(chǎn)等特點，在某些領(lǐng)域已取代機械加工，并正逐步擴大其工藝范圍。因此，沖壓技術(shù)對發(fā)展生產(chǎn)，增強效益，更新產(chǎn)品等方面具有重要作用。 課題來源：模具工業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)工業(yè)，受到政府和企業(yè)界的高度重視，發(fā)達國家素有“模具工業(yè)就是進入富裕社會的原動力”之說，可見其受重視的程度。當(dāng)今，“模具就是經(jīng)濟效益”的觀念，已經(jīng)被越來越多的人所接受。模具技術(shù)水平在很大程度上決定于人才的整體水平，而模具技術(shù)水平的高低，又決

3、定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。我們?yōu)闁|風(fēng)公司車廂廠專門設(shè)計車廂擋板加強筋的模具設(shè)計。1.1 零件簡圖名稱：車廂擋板加強筋 如圖1-1所示 材料：45鋼 材料厚度：5mm材料厚1.2 我國模具技術(shù)的現(xiàn)狀模具工業(yè)是國民經(jīng)濟的重要基礎(chǔ)工業(yè)之一。模具是工業(yè)生產(chǎn)中的基礎(chǔ)工藝裝備，是一種高附加值的高精密集型產(chǎn)品，也是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要領(lǐng)域，其技術(shù)水平的高低已經(jīng)成為衡量一個國家制造業(yè)水平的重要標(biāo)志。中國的模具行業(yè)現(xiàn)在還是處于一個非標(biāo)準(zhǔn)的領(lǐng)域。各方面實行國家標(biāo)準(zhǔn)的還是少。大部分企業(yè)所做的模具都是自制的 。所以模具的結(jié)果都是根據(jù)一些老師傅的經(jīng)驗而設(shè)計的。 比如說成型零件的尺寸，基本上很少采用教材上標(biāo)

4、準(zhǔn)的公式，甚至省略了許多。比如X系數(shù)?；旧喜挥?。就直接考慮一下收縮率和基本尺寸。再根據(jù)自己的經(jīng)驗給個公差。所以理論知識牢固的對于要再模具行業(yè)長久的發(fā)展是很重要的。未來模具必向高精度方向發(fā)展。 所以必然要經(jīng)過一系列的理論精確計算，再通過高精度的機床加工才能得到高精度的模具零件。所以經(jīng)驗固然重要。但是牢固的理論才是最重要的基礎(chǔ)。況且教科書上的東西也是成千上萬的行內(nèi)人士用經(jīng)驗換來的結(jié)果。 所以那也是經(jīng)驗！ 多走，多看。多動手，動腦子。 我國模具工業(yè)從起步到飛躍發(fā)展，歷經(jīng)了半個多世紀(jì)，近幾年來，我國模具技術(shù)有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高。大型、精密、復(fù)雜、高效和長壽命模具又上了新臺階。大型復(fù)雜沖

5、模以汽車覆蓋件具為代表，我國主要汽車模具企業(yè)，已能生產(chǎn)部分轎車覆蓋件模具。 體現(xiàn)高水平制造技術(shù)的多工位級進模、覆蓋面大增，已從電機、電鐵芯片模具，擴大到接插件、電子零件、汽車零件、空調(diào)器散熱片等家電零件模具上。塑料模已能生產(chǎn)34、48大展幕彩電塑殼模具，大容量洗衣機全套塑料模具及汽車保險杠和整體儀表板等塑料模具。塑料模熱流道技術(shù)更臻成熟，氣體鋪助注射技術(shù)已開始采用。壓鑄模方面已能生產(chǎn)自動扶梯整體梯級壓鑄 模及汽車后轎齒輪箱壓鑄模等。模具質(zhì)量、模具壽命明顯提高；模具交貨期較前縮短。模具CAD/CAM/CAE技術(shù)相當(dāng)廣泛地得到應(yīng)用，并開發(fā)出了自主版權(quán)的模具CAD/CAE軟件。電加工、數(shù)控加工在模具

6、制造技術(shù)發(fā)展上發(fā)揮了重要作用。模具加工機床品種增多，水平明顯提高。快速經(jīng)濟制模技術(shù)得到了進一步發(fā)展，尤其這一領(lǐng)域的高新技術(shù)快速原型制造技術(shù)(RPM)進展很快，國內(nèi)有多家已自行開發(fā)出達到國際水平的相關(guān)設(shè)備。模具標(biāo)準(zhǔn)件應(yīng)用更加廣泛，品種有所擴展。模具材料方面，由于對模具壽命的重視，優(yōu)質(zhì)模具鋼的應(yīng)用有較大進展。正由于模具行業(yè)的技術(shù)進步，模具水平得以提高 ，模具國產(chǎn)化取得了可喜的成就。歷年來進口模具不斷增長的勢頭有所控制，模具出口穩(wěn)步增長。20世紀(jì)80年代以來，國民經(jīng)濟的高速發(fā)展對模具工業(yè)提出了越來越高的要求，同時為模具的發(fā)展提供了巨大的動力。這些年來，中國模具發(fā)展十分迅速，模具工業(yè)一直以15% 左右

7、的增長速度快速發(fā)展。振興和發(fā)展中國的模具工業(yè)，日益受到人們的重視和關(guān)注?！澳＞呤枪I(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備”已經(jīng)取得了共識。目前，中國有17000多個模具生產(chǎn)廠點，從業(yè)人數(shù)約50多萬。在模具工業(yè)的總產(chǎn)值中，沖壓模具約占50%，塑料模具約占33%，壓鑄模具約占6%，其他各類模具約占11%。近年來，中國模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了變化。除了國有專業(yè)廠家外，還有集體企業(yè)、合資企業(yè)、獨資企業(yè)和私營企業(yè)，他們都得到了迅速的發(fā)展。許多模具企業(yè)十分重視技術(shù)發(fā)展。加大了用于技術(shù)進步的投入力度，將技術(shù)進步作為企業(yè)發(fā)展的重要動力。此外，許多研究機構(gòu)和大專院校也開展了模具技術(shù)的研究與開發(fā)。進入21世紀(jì)，在經(jīng)濟全球化

8、的新形勢下，隨著資本、技術(shù)和勞動力市場的重新整合，中國裝備制造業(yè)在加入WTO以后，將成為世界裝備制造業(yè)的基地。而在現(xiàn)代制造業(yè)中，無論哪一行業(yè)的工程裝備，都越來越多地采用由模具工業(yè)提供的產(chǎn)品。為了適應(yīng)用戶對模具制造的高精度、短交貨期、低成本的迫切要求，模具工業(yè)正廣泛應(yīng)用現(xiàn)代先進制造技術(shù)來加速模具工業(yè)的技術(shù)進步，這是各行各業(yè)對模具這一基礎(chǔ)工藝裝備的迫切需求。2010年模具業(yè)發(fā)展的5個熱潮 ： 隨著外資布局中國，模具行業(yè)加快結(jié)構(gòu)調(diào)整，國內(nèi)中低端模具企業(yè)品牌經(jīng)營與可持續(xù)發(fā)展，2010年中國模具業(yè)仍將保持強勁的發(fā)展勢頭。 1、模具行業(yè)：掀起電子商務(wù)熱潮 近幾年，由于國外市場的不景氣，大量國外模具單子涌入

9、發(fā)展中國家，這給一部分中高檔模具企業(yè)提供了不少機遇，這批先嘗甜頭的模具企業(yè)率先搭上了電子商務(wù)的快車，并越做越大。模具業(yè)的電子商務(wù)發(fā)展自此現(xiàn)燎原之勢。如今，初具規(guī)模的的中型模具企業(yè)都擁有自己的網(wǎng)站，一套基本的電子商務(wù)流程。模具業(yè)開始搭上信息化的快車。信息化特別是信息化管理，已被許多模具企業(yè)提到議事日程，而且得到了深化實施。在實施過程中，國內(nèi)外有關(guān)軟件同臺競技，二次開發(fā)富有成果，數(shù)據(jù)庫日漸豐富。通過信息化管理，模具生產(chǎn)周期大為縮短，生產(chǎn)效率提高，企業(yè)效益增加。 2、模具產(chǎn)業(yè)：品牌經(jīng)營與可持續(xù)發(fā)展 由于模具的從屬性和對特殊用戶的依賴性，品牌在模具產(chǎn)業(yè)長期不被重視。但是隨著市場經(jīng)濟的發(fā)展，品牌效應(yīng)已愈

10、加重要，“經(jīng)營品牌”已成為模具企業(yè)一項很重要的工作。據(jù)羅百輝了解，全國已有10個左右的省、市級馳名(著名)模具商標(biāo)和品牌，個別企業(yè)已在申報全國著名商標(biāo)。隨著質(zhì)量工作的不斷深入和對環(huán)保的重視，2009年又有一大批模具企業(yè)通過了ISO9000的國際質(zhì)量體系認證及ISO14000環(huán)境管理認證。同時，2009年行業(yè)內(nèi)又增加了一大批高新技術(shù)企業(yè)，包括國家級和省、市級，還有不少企業(yè)在2009年建立了模具技術(shù)中心或研發(fā)中心。 3、模具市場：聯(lián)合重組資本運作 產(chǎn)需兩旺的市場環(huán)境及良好的發(fā)展前景，使得許多企業(yè)家和投資者踴躍投資于我國的模具行業(yè)，其中外資和民營資本仍是主流，投資熱情普遍高漲，較大的技改項目和新建項

11、目在2006年不斷涌現(xiàn)。由于集群生產(chǎn)具有方便協(xié)作、降低成本、擴大市場、利于交流及可享受較為優(yōu)惠的政策特點，2009年這一生產(chǎn)方式得到進一步發(fā)展?，F(xiàn)在全國已有十來個具有相當(dāng)規(guī)模的模具城、模具園區(qū)、積聚生產(chǎn)基地等，正在建設(shè)、籌建或規(guī)劃的還有十多個。除集群生產(chǎn)之外，有些地方還在發(fā)展模具聯(lián)合體及虛擬制造。 4、模具企業(yè)：加速發(fā)展高檔模具 隨著汽車工業(yè)近年以超過20%的增幅發(fā)展，進入汽車領(lǐng)域的模具企業(yè)和模具產(chǎn)品比上年有大幅增加。汽車企業(yè)也對模具產(chǎn)品的質(zhì)量提出了更高要求，促使模具企業(yè)加緊改進，不斷提高水平。同時，由于模具出口大幅增長，也在很大程度上帶動了模具水平的提升。2009年模具水平提高的主要表現(xiàn)有：

12、大型級進模長度已超過3米，精密級進模已可與2000次/分高速沖床匹配;熱流道模具和氣輔模具有的已達國際水平;在CAD/CAM技術(shù)得到普及的同時，CAE技術(shù)應(yīng)用越來越廣，CAD/CAE/CAM一體化技術(shù)得到發(fā)展，并取得較好成果;模具新結(jié)構(gòu)、新品種、新工藝、新材料的創(chuàng)新成果不斷涌現(xiàn)，專利數(shù)量增多。 5、模具人才：加緊遠程培訓(xùn)工作 鑒于模具行業(yè)人才特別是中高級人才短缺嚴(yán)重，近年來各地辦學(xué)和培訓(xùn)工作備受關(guān)注。1.3 我國模具技術(shù)的發(fā)展趨勢當(dāng)前，我國工業(yè)生產(chǎn)的特點是產(chǎn)品品種多、更新快和市場競爭激烈。在這種情況下，用戶對模具制造的要求是交貨期短、精度高、質(zhì)理好、價格低。因此，模具工業(yè)的發(fā)展的趨勢是非常明顯

13、的。1、模具產(chǎn)品發(fā)展將大型化、精密化模具產(chǎn)品成形零件的日漸大型化，以及由于高效率生產(chǎn)要求的一模多腔(如塑封模已達到一模幾百腔)使模具日趨大型化。隨著零件微型化，以及模具結(jié)構(gòu)發(fā)展的要求(如多工位級進模工位數(shù)的增加，其步距精度的提高)精密模具精度已由原來的5m提高到23m，今后有些模具加工精度公差要求在1m以下，這就要求發(fā)展超精加工。2、多功能復(fù)合模具將進一步發(fā)展新型多功能復(fù)合具是在多工位級進模基礎(chǔ)上開發(fā)出來的。一套多功能模具除了沖壓成形零件外，還可擔(dān)負轉(zhuǎn)位、疊壓、攻絲、鉚接、鎖緊等組裝任務(wù)。通過這種多勸能模具生產(chǎn)出來的不再是單個零件，而是成批的組件。如觸頭與支座的組件，各種小型電機、電器及儀表的

14、鐵芯組件等。3、熱流道模具在塑料模具中的比重將逐步提高由于采用熱流道技術(shù)的模具可提高制作的生產(chǎn)率和質(zhì)量，并能大幅度節(jié)省制作的原材料和節(jié)約能源，所以廣泛應(yīng)用這項技術(shù)是塑料模具的一大變革。國外熱流道模具已有一半用上了熱流道技術(shù)，有的廠甚至已達80%以上，效果十分明顯。國內(nèi)近幾年已開始推廣應(yīng)用，但總體還達不到10%，個別企業(yè)已達到20%-30%。制訂熱流道元器件的國家標(biāo)準(zhǔn)，積極生產(chǎn)價廉高質(zhì)量的元器件，是發(fā)展熱流道模具的關(guān)鍵。4、氣體輔助注射模具和適應(yīng)高壓注射成形等工藝的模具將積極發(fā)展 氣體輔助注射成形是一種塑料成形的新工藝，它具有注射壓力低、制品翹曲變形少、表面好以及易于成形壁厚差異較大的制品等優(yōu)點

15、，可在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，大幅度降低成本。國外，已經(jīng)較成熟。國內(nèi)目前在汽車和家電行業(yè)中正逐步推廣使用。氣體輔助注射成形包括塑料熔體注射和氣體(一般均采用氮氣)注射成形兩面部份，比傳統(tǒng)的普通注射工藝有更多的工藝參數(shù)需要確定和控制，而且氣體輔助注射常用于較復(fù)雜的大型制品，模具設(shè)計和控制的難度較大，因此，開發(fā)氣體輔助成型流動分析軟件，顯得十分重要。 為了確保塑料件精度，將繼續(xù)研究發(fā)展高壓注射成型工藝與模具以及注射壓縮成型工藝與模具。在注射成形中，影響成型件精度的最大因素是成型收縮，高壓注射成型可強制樹脂收縮率，增加塑件尺寸的穩(wěn)定性。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，

16、模具能準(zhǔn)確控制。注射壓縮成型技術(shù)，是在模具預(yù)先半開模狀態(tài)或者在鎖模力保持中壓或低壓，模具在設(shè)定的打開量下，注射溶融樹脂，然后以最大的鎖模力進行壓縮成型，其效果是：(1)成型件局部內(nèi)應(yīng)力??；(2)可得到縮孔少的厚壁成型件；(3)對于塑件狹窄的部件也可注入樹脂；(4)用小注射力能得到優(yōu)良制品。該類模具的理想結(jié)構(gòu)是：(1)注射時樹脂以低的流動阻力迅速充填型腔；(2)充填完后能立即遮斷澆口部；(3)壓縮作用應(yīng)僅限于型腔部。5、快速經(jīng)濟模具的前景十分廣闊現(xiàn)在是多品種、少批量生產(chǎn)的時代，到下一個世紀(jì)，這種生產(chǎn)方式占工業(yè)生產(chǎn)的比例將達75%以上。一方面是制品使用周期短，品種更新快，另一方面制品的花樣變化頻繁

17、，均要求模具的生產(chǎn)周期越快越好。因此，開發(fā)快速經(jīng)濟具越來越引起人們的重視。例如，研制各種超塑性材料(環(huán)氧、聚脂等)制作或其中填充金屬粉末、玻璃纖維等的簡易模具：中、低熔點合金模具、噴涂成型模具、快速電鑄模、陶瓷型精鑄模、陶瓷型吸塑模、疊層模及快速原型制造模具等快速經(jīng)濟模具將進一步發(fā)展?？鞊Q模架、快換沖頭等也將日益發(fā)展。另外，采用計算機控制和機械手操作的快速換模裝置、快速試模技術(shù)也會得到發(fā)展和提高。6、模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用將日漸廣泛 使用模具標(biāo)準(zhǔn)件不但能縮短模具制造周期，而且能提高模具質(zhì)量和降低模具制造成本。因此，模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用必將日漸廣泛。為此，首先要制訂統(tǒng)一的國家標(biāo)準(zhǔn)，并嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)；其次要

18、逐步形成規(guī)模生產(chǎn)，提高標(biāo)準(zhǔn)件質(zhì)量、降低成本；再次是要進一步增加標(biāo)準(zhǔn)件規(guī)格品種，發(fā)展和完善聯(lián)銷網(wǎng)，保證供貨迅速。7、模具使用優(yōu)質(zhì)材料及應(yīng)用先進的表面處理技術(shù)將進一步受重視 在整個模具價格構(gòu)成中，材料所占比重不大，一般在20%30%之間，因此選用優(yōu)質(zhì)鋼材和應(yīng)用的表面處理技術(shù)來提高模具的壽命就顯得十分必要。對于模具鋼來說，要采用電渣重熔工藝，努力提高鋼的純凈度、等向性、致密度和均勻性及研制更高性能或有特殊性能的模具鋼。如采用粉末冶金工藝制作的粉末高速鋼等。粉末高速鋼解決了原來高速鋼冶煉過程中產(chǎn)生的一次碳化物粗大和偏析，從而影響材質(zhì)的問題。其碳化物微細，組織均勻，沒有材料方向性，因此它具有韌性高、磨削

19、工藝性好、耐磨性高、長年使用尺寸穩(wěn)定等特點，是一種很有發(fā)展前途的鋼材。特別對形狀復(fù)雜的沖件及高速沖壓的模具，其優(yōu)越性更加突出。這種鋼材還適用于注射成型漆加玻璃纖維或金屬粉末的增強塑料的模具，如型腔、形芯、澆口等主要部件。另外，模具鋼品種規(guī)格多樣化、產(chǎn)品精料化、制品化，盡量縮短供貨時間亦是重要方向。 模具熱處理和表面處理是能否充分發(fā)揮模具鋼材性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。模具熱處理的發(fā)展方向是采用真空熱處理。模具表面處理除完善普及常用表面處理方法，即擴滲如：滲碳、滲氮、滲硼、滲鉻、滲釩外，應(yīng)發(fā)展設(shè)備昴貴、工藝先進的氣相沉積(TiN、TiC等)、等離子噴涂等技術(shù)。8、在模具設(shè)計制造中將全面推廣CAD/CAM/C

20、AE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。實踐證明，模具CAD/CAM/CAE技術(shù)是模具設(shè)計制造的發(fā)展方向?，F(xiàn)在，全面普及CAD/CAM/CAE技術(shù)已基本成熟。由于模具CAD/CAM技術(shù)已發(fā)展成為一項比較成熟的共性技術(shù)，近年來模具CAD/CAM技術(shù)的硬件與軟件價格已降低到中小企業(yè)普遍可以接受的程度，特別是微機的普及應(yīng)用，更為廣大模具企業(yè)普及模具CAD/CAM技術(shù)創(chuàng)造了良好的條伯。隨著微機軟件的發(fā)展和進步，技術(shù)培訓(xùn)工作也日趨簡化。在普及推廣模具CAD/CAM技術(shù)的過程中，應(yīng)抓住機遇，重點扶持國產(chǎn)模具軟件的開發(fā)和應(yīng)用。中國經(jīng)濟的持續(xù)高速發(fā)展，為模具工業(yè)的發(fā)展提供了廣闊

21、的空間。模具行業(yè)在今后的發(fā)展中，首先要更加注意其產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的戰(zhàn)略性調(diào)整，使結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精密度高的高檔模具得到更快的發(fā)展。我們的模具行業(yè)要緊緊地跟著市場的需求來發(fā)展。沒有產(chǎn)品的需求、產(chǎn)品的更新?lián)Q代，就沒有模具行業(yè)的技術(shù)進步，也就沒有模具產(chǎn)品的上規(guī)模、上檔次。如汽車生產(chǎn)中90%以上的零部件，都要依靠模具成形，在珠三角和長三角，為汽車行業(yè)配套的模具產(chǎn)值增長達40%左右。而模具技術(shù)水平的高低，在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。 我國的模具行業(yè)在今后的發(fā)展中，要更加注意產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的戰(zhàn)略性調(diào)整，使結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精密度高的高檔模具得到更快的發(fā)展，緊緊地跟著市場的需求來發(fā)展。沒有產(chǎn)品的需求，產(chǎn)品的更

22、新?lián)Q代，就沒有模具行業(yè)的技術(shù)進步，也就沒有模具產(chǎn)品的上規(guī)模、上檔次。模具技術(shù)水平的高低，在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。已成為衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志。模具技術(shù)的發(fā)展能提高產(chǎn)品的設(shè)計和制造效率，縮短生產(chǎn)周期，提高產(chǎn)品合格率，對于增強國家的科技、經(jīng)濟實力都能其到巨大作用。1.5 我國模具技術(shù)與國外的差距1、產(chǎn)需矛盾 工業(yè)發(fā)展水平的不斷提高，工業(yè)產(chǎn)品更新速度加快，對模具的要求越來越高，盡管改革開放以來，模具工業(yè)有了較大發(fā)展，但無論是數(shù)量還是質(zhì)量仍滿足不了國內(nèi)市場的需要，目前滿足率只能達到70%左右。造成產(chǎn)需矛盾突出的原因，一是專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化程度低，除少量標(biāo)準(zhǔn)件外

23、購?fù)猓蟛糠止ぷ髁烤枘＞邚S去完成。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(yīng)市場要求。二是設(shè)計和工藝技術(shù)落后，如模具CAD/CAM技術(shù)采用不普遍，加工設(shè)備數(shù)控化率低等，亦造成模具生產(chǎn)效率不高、周期長?？傊?，是拖了機電、輕工等行業(yè)發(fā)展的后腿。2、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、企業(yè)結(jié)構(gòu)等方面 模具按國家標(biāo)準(zhǔn)分為十大類，其中沖壓模、塑料模占模具用量的主要部分。按產(chǎn)值統(tǒng)計，我國目前沖壓占50%-60%，塑料模占25-30。國外先進國家對發(fā)展塑料模很重視，塑料模比例一般占30%-40%。國內(nèi)模具中，大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具比較低，約占20%左右，國外為50%以上。我國模具生產(chǎn)企業(yè)結(jié)構(gòu)不合理，主要生產(chǎn)模具

24、能力集中在各主機廠的模具分廠(或車間)內(nèi)，模具商品化率低，模具自產(chǎn)自用比例高達70%以上。國外，70%以上是商品化的。3、產(chǎn)品水平 衡量模具產(chǎn)品水平，主要有模具加工的制造精度和表面粗糙度，加工模具的復(fù)雜程度、模具的使用壽命和制造周期等。1.6 中國模具行業(yè)與國外存在的差距及其原因近幾年，我國模具業(yè)發(fā)展迅速，但遠遠不能適應(yīng)國民經(jīng)濟發(fā)展的需要。最主要的問題是低檔模具過剩，高檔模具卻供不應(yīng)求，甚至必須依賴進口。因此，模具企業(yè)必須找準(zhǔn)自己的弱點，我們與國外同行的差距主要在以下五方面。 1原材料問題 受售價限制，國產(chǎn)模具多采用2Cr13和3Cr13作精密熱處理，而國外則采用專用模具材料DINI、2316

25、，其綜合機械性能，耐磨、耐腐蝕性能及拋光亮度均明顯優(yōu)于國產(chǎn)材料。這從根本上影響了國產(chǎn)模具的外觀質(zhì)量和使用壽命。 2制造工藝水平 國內(nèi)模具生產(chǎn)廠家，工藝條件參差不齊，差距很大。不少廠家由于設(shè)備不配套很多工作依賴手工完成，嚴(yán)重影響了精度和質(zhì)量。 3模具設(shè)計體系 國內(nèi)一些生產(chǎn)廠家雖然也采用了計算機輔助設(shè)計(CAD)和計算機輔助制造技術(shù)(CAM)，但依舊停留在引進、消化和吸收階段，難以形成具有成熟的理論指導(dǎo)和設(shè)計體系。因此，規(guī)范模具設(shè)計軟件系統(tǒng)的開發(fā)是當(dāng)務(wù)之急。 4調(diào)試水平 模具就其本質(zhì)而言屬于工裝，生產(chǎn)出合格制品才是最終目的。因此，模具的質(zhì)量、性能依賴試模結(jié)果檢驗。國內(nèi)模具廠因交貨期短，試模設(shè)備局限

26、，往往把質(zhì)量檢驗工作放在用戶處試模，易給用戶造成大量的損失和浪費。而且由于修模受時間，場地限制，往往難以調(diào)試出最佳狀態(tài)。而國外一些發(fā)展較好的企業(yè)都擁有自己的試模場所和設(shè)備，可以模擬用戶的工作條件試模，所以能在最短的時限達到很好的效果。 5配套體系 我國模具生產(chǎn)企業(yè)習(xí)慣埋頭搞生產(chǎn)科研，而忽視了與其他設(shè)備供應(yīng)商、原料供應(yīng)商合作。無形中使用戶走了許多彎路。我們的模具廠必須和其他廠家及各大科研院所共同合作，為用戶創(chuàng)造最佳的制品，創(chuàng)造更大的利潤，才有希望為自己營造廣闊的發(fā)展空間。2.1 課題研究的目的和意義（1）.綜合運用冷沖模課程以及其他有關(guān)選修課程的理論及生產(chǎn)實踐的常識去分析解決模具設(shè)計問題，并使所

27、學(xué)專業(yè)常識能得到進一步強化和深化。（2） 掌握模具設(shè)計的一般方法，以及模具零部件的設(shè)計過程和計算方法，培養(yǎng)正確的設(shè)計思維以及分析問題、解決問題的能力，最重要的是培養(yǎng)自己對模具總體設(shè)計的理性認知能力。（3） 通過尺寸計算以及繪圖，學(xué)會運用尺度、規(guī)范、手冊、圖冊、以及查閱資料等，造就模具設(shè)計的基本技能。2.2 模具標(biāo)準(zhǔn)化的重要意義模具的加工是屬于單件生產(chǎn)，一般都是按照制件的形狀和尺寸分別進行模具的設(shè)計和加工。如果沒有統(tǒng)一的模具規(guī)格和標(biāo)準(zhǔn)，每個設(shè)計者都按自己的意愿來講行設(shè)計，這樣即使是同一形狀尺寸的制件，也會出現(xiàn)不同結(jié)構(gòu)形式及不同規(guī)格尺寸的模具來，使得模具的加工制作變得更加復(fù)雜，使得模具的調(diào)試冗長無

28、序。 模具標(biāo)準(zhǔn)化工作是模具工業(yè)建設(shè)的基礎(chǔ)，也是模具設(shè)計與制造的基礎(chǔ)及現(xiàn)代模具生產(chǎn)技術(shù)的基礎(chǔ)，模具標(biāo)準(zhǔn)化在模具工業(yè)中具有十分重要的意義。 1)模具標(biāo)準(zhǔn)化的實施，能有助于穩(wěn)定、提高和保證模具設(shè)計質(zhì)量和制造中必須達到的質(zhì)量規(guī)范，使工業(yè)產(chǎn)品零件的不合格率減少到最低程度。實現(xiàn)模具零件標(biāo)準(zhǔn)化，可使90左右的模具零部件實現(xiàn)大規(guī)模、高水平、高質(zhì)量的生產(chǎn)。這些零部件相對于單件和小規(guī)模生產(chǎn)的零部件質(zhì)量和精度要高得多。 2)模具標(biāo)準(zhǔn)化可以提高專業(yè)化協(xié)作生產(chǎn)水平，縮短模具生產(chǎn)周期，提高模具制造質(zhì)量和使用性能。實現(xiàn)模具標(biāo)準(zhǔn)化后，模具標(biāo)準(zhǔn)件和標(biāo)準(zhǔn)模架可由專業(yè)廠大批量生產(chǎn)和供應(yīng)。實現(xiàn)模具零件標(biāo)準(zhǔn)化，可大幅度節(jié)約工時和原材料

29、，縮短生產(chǎn)周期，實現(xiàn)模具零部件標(biāo)準(zhǔn)化后，塑料注射模的生產(chǎn)工時，可節(jié)約2545，即相對單件生產(chǎn)來講，可縮短1325的生產(chǎn)周期。由于模具標(biāo)準(zhǔn)件需求量大，實行模具零部件的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)模化、專業(yè)化生產(chǎn)可大量節(jié)約原材料，大幅度提高原材料的利用率，原材料利用率可達8595。 3)模具標(biāo)準(zhǔn)化可使模具工作者擺脫大量重復(fù)的一般性設(shè)計，將主要精力用來改進模具設(shè)計、解決模具關(guān)鍵技術(shù)問題，進行創(chuàng)造性的勞動。 4)模具標(biāo)準(zhǔn)化是采用現(xiàn)代化生產(chǎn)技術(shù)的基礎(chǔ)。實行模具的CADCAMCAE，進行計算機繪圖，實現(xiàn)計算機管理和控制，模具標(biāo)準(zhǔn)化是其基礎(chǔ)。目前，生產(chǎn)上應(yīng)用和市場上提供的CADCAM系統(tǒng)，其軟件中的標(biāo)準(zhǔn)資料庫和標(biāo)準(zhǔn)圖已成為系

30、統(tǒng)中的基本軟件。因此，模具標(biāo)準(zhǔn)化是進行模具科學(xué)化、優(yōu)化設(shè)計和制造的基礎(chǔ)。 5)模具標(biāo)準(zhǔn)化有利于模具技術(shù)的國際交流和模具出口外銷。 實現(xiàn)模具標(biāo)準(zhǔn)化，可有效地降低模具生產(chǎn)成本，簡化生產(chǎn)管理和減少企業(yè)庫存，是提高企業(yè)經(jīng)濟、技術(shù)效益的有力措施和保證。模具標(biāo)準(zhǔn)化和標(biāo)準(zhǔn)件的專業(yè)化生產(chǎn)是模具工業(yè)建設(shè)的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，對整個工業(yè)建設(shè)有著重大的經(jīng)濟和技術(shù)意義。2.3 模具的設(shè)計思路從設(shè)計圖紙的方面出發(fā)根據(jù)零件的生產(chǎn)批量來選模具，是采用單工序模、復(fù)合模還是連續(xù)模。一般說大批量生產(chǎn)應(yīng)盡可能的把工序集中起來，即采用復(fù)合?；蜻B續(xù)模，這樣可以提高生產(chǎn)效率、減少勞動量、降低成本；而小批量生產(chǎn)時，則宜用結(jié)構(gòu)簡單，制造方便的單工序模

31、。但有時候從操作方便、安全、送料、節(jié)約場地等角度想，即使批量不大，也可采用復(fù)合?；蚣夁M模，而從本課題來想，從送料安全和方便考慮，可采用帶料或條料在復(fù)合模上沖壓。模具結(jié)構(gòu)形式主要指模具采用正裝還是倒裝。因為廢料可直接從凸凹模孔內(nèi)落下，不需要清理，工件用打桿從凹模內(nèi)打出，可達成了解設(shè)計圖理念單工序模在一副模具中只能完成一道沖壓工序復(fù)合模在一副模具中的同一位置上完成幾個工序復(fù)合模在同一位置上完成兩個或兩個以上工序 選用模具的類型模具結(jié)構(gòu)單工序模和復(fù)合模正裝和倒裝目標(biāo)中的節(jié)約人工勞動力，并使生產(chǎn)效率大幅提高。設(shè)計理念圖如下：2.4 模具設(shè)計的原理 沖壓模具（簡稱沖模）是沖壓生產(chǎn)的主要工藝裝備，其設(shè)計的

32、是否合理對沖壓件的表面質(zhì)量、尺寸精度、生產(chǎn)率以及經(jīng)濟效益等影響很大。因此，研究沖壓模具的結(jié)構(gòu)，提高沖壓模具的各項指標(biāo)，對沖壓模具設(shè)計和沖壓技術(shù)發(fā)展是十分必要的。 冷沖壓是在常溫下利用沖模在壓力機對材料施加有壓力，使其產(chǎn)生分離或變形，從而獲得一定形狀，尺寸和性能的零件加工方法。它是壓力加工方法的一種，是機械制造先進的加工方法之一。 在冷沖壓加工中，冷沖模就是沖壓加工所用的工藝設(shè)備，沒有先進的冷沖模，先進的沖壓工藝就無法實現(xiàn)。 復(fù)合模是指壓力機在一次行程中，板料同時完成落料與沖孔等多個工序的沖裁。復(fù)合模在結(jié)構(gòu)上有一個落料凹模又為沖孔凹模的凸凹模。 凸凹模裝在上模，稱為正裝復(fù)合模，反之稱為倒裝復(fù)合模

33、。 復(fù)合模的特點：由于增加了凸凹模，一方面，結(jié)構(gòu)緊湊，生產(chǎn)率高，制件精度高，特別是制件孔對外形的位置容易保證；另一方面，復(fù)合模結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對模具零件精度的要求較高，模具的裝配精度要求也較高。沖模是對金屬板料進行沖壓加工以獲得合格產(chǎn)品的工具。沖壓加工過程中，沖模的凸模與凹模直接接觸被加工材料并相對運動使其產(chǎn)生塑料變形來得到預(yù)期的零件。因此要求沖模：（1） 應(yīng)具有足夠的強度、剛度和相應(yīng)的形狀和尺寸精度；（2） 主要零件應(yīng)有足夠的耐磨性及使用壽命；（3） 結(jié)構(gòu)應(yīng)確保操作安全，便于使用與維修；（4） 應(yīng)有使材料順利送進、工件方面取出、定位可靠的裝置，以保證生產(chǎn)的工件質(zhì)量穩(wěn)定；（5） 要有導(dǎo)向裝置以使沖模

34、運動準(zhǔn)確；（6） 零件的加工和裝配應(yīng)盡可能簡單，盡量采用標(biāo)準(zhǔn)件，以縮短模具的制造周期，降低成本；（7） 結(jié)構(gòu)應(yīng)與沖壓設(shè)備的主要技術(shù)參數(shù)相適應(yīng)，以便牢固地安裝在沖壓設(shè)備上；（8） 應(yīng)具有與沖壓設(shè)備連接的部位和搬運吊裝部位，以適應(yīng)安裝和管理的需要。 沖模的凸、凹模刃口部分尺寸之差稱為沖裁間隙，用Z表示，又稱雙面間隙（單面間隙用Z/2表示）。間隙是沖裁模設(shè)計中一個很重要的工藝參數(shù)。因此合理沖裁間隙的確定，對模具的設(shè)計非常重要?，F(xiàn)在介紹經(jīng)驗確定法。1.生產(chǎn)中常用下述公式計算合理間隙Z的數(shù)值式中，t-材料厚度mm。 c-系數(shù)，與材料性能及厚度有關(guān)。 （1）當(dāng)t3mm時，c=15%25%；當(dāng)材料軟時，取小

35、值；當(dāng)材料硬時，取大值。 （2）查表法 表2.4.1所提供的經(jīng)驗數(shù)據(jù)為落料、沖孔模具的初始間隙，可用于一般條件下的沖模。表中初始間隙的最小值Zmin為最小合理間隙，而初始間隙的最大值Zmax是考慮到凸模和凹模的制造誤差，在Zmin的基礎(chǔ)上增加一個數(shù)值。在使用過程中，由于模具工作不分的磨損，間隙將會有所增加，因而使間隙的最大值（最大合理間隙）可能超過表中所列數(shù)值。材料名稱45T7、T8(退火)磷青銅（硬）鈹青銅（硬）10、15、20冷軋帶鋼30鋼板H62、H68(硬)硅鋼片Q215、Q23508、10、15H62、H68（半硬）純銅磷青銅（硬）鈹青銅（硬）H62、H68純銅力學(xué)性能HBS190b

36、600MPaHBS=140190b400600MPaHBS=70140b300400 MPaHBS70b300MPa厚度初始間隙ZminZmaxZminZmaxZminZmaxZminZmaxZminZmax0.10.0150.0350.010.03-0.20.0250.0450.0150.0350.010.03-0.30.040.060.030.050.020.040.010.03-0.50.080.100.060.080.040.060.0250.0450.010.020.80.130.160.100.130.070.100.0450.0750.0150.031.00.170.200.13

37、0.160.100.130.0650.0950.0250.041.20.210.240.160.190.130.160.0750.1050.0350.051.50.270.310.210.250.150.190.100.140.040.061.80.340.380.270.310.200.240.130.170.050.072.00.380.420.300.340.220.260.140.180.060.082.50.490.550.390.450.290.350.180.240.070.103.00.620.680.490.550.360.420.230.290.100.133.50.730

38、.810.580.660.430.510.270.350.120.164.00.860.940.680.760.500.580.320.400.140.182.沖裁力的計算 沖裁力是選擇壓力機的重要依據(jù)，也是模具設(shè)計和模具強度校核的依據(jù)。壓力機選擇時必須使壓力機噸位大于設(shè)計所需的沖裁力。對于平刃口模具沖裁，沖裁力可按下式計算：F=KA=kLt式中 F沖裁力，N;A 沖裁斷面面積；L沖裁斷面周長；材料抗剪強度；t沖裁剪厚度；k系數(shù)，一般k=1.3。為了簡便，也可用材料的抗拉強度b按下式估算： F=Ltb3.沖壓件工藝性分析該零件結(jié)構(gòu)簡單，是由圓弧和直線組成的。此工件只有落料和沖孔兩個工序。 材料

39、為45鋼，具有良好的沖壓性能，適合沖裁。工件結(jié)構(gòu)相對簡單，有一個45mm的孔和68mm的孔；有表附1和表2查出，沖裁件內(nèi)外形所能達到的經(jīng)濟精度為IT12IT13，孔中心與邊緣距離尺寸公差為0.7，兩孔中心距為0.125。將以上精度與零件簡圖中所標(biāo)注的尺寸公差相比較，可以認為該零件的精度要求能夠在沖裁加工中得到保證。其他尺寸標(biāo)注、生產(chǎn)批量等情況，也均符合沖裁的工藝要求，故決定采用沖孔落料復(fù)合沖裁模進行加工，且一次沖壓成形。沖壓工藝方案的確定 該工件包括落料、沖孔兩個基本工序，可有以下三種工藝方案： 方案一：先落料，后沖孔。采用單工序模生產(chǎn)。方案二：落料-沖孔復(fù)合沖壓。采用復(fù)合模生產(chǎn)。方案一模具結(jié)

40、構(gòu)簡單，但需兩道工序兩副模具，成本高而生產(chǎn)效率低，難以滿足中批量生產(chǎn)要求。方案二只需一副模具，工件的精度及生產(chǎn)效率都較高，且使用倒裝復(fù)合模。倒裝復(fù)合膜主要優(yōu)點是廢料能直接從壓力機臺面落下，而沖裁件從上模推下，比較容易引出去，因此操作方便安全。由于倒轉(zhuǎn)復(fù)合膜易于安裝送料裝置，生產(chǎn)效率高，所以倒裝復(fù)合模應(yīng)用比較廣泛。2.5本設(shè)計需要完成的任務(wù)本課題主要研究的是落料-沖孔復(fù)合模的設(shè)計。采用落料-沖孔復(fù)合模，工件的精度和生產(chǎn)效率都很高，且使用倒裝復(fù)合模。倒裝復(fù)合模主要優(yōu)點是廢料能直接從壓力機臺面落下，而沖裁件從上模推下，比較容易引出去。因此操作方便安全。由于倒裝復(fù)合模易于安裝送料裝置，生產(chǎn)效率高，所以倒裝復(fù)合模應(yīng)用比較廣泛。 本設(shè)計模具用于加工車廂擋板加強筋