汽車蓋板沖裁模畢業(yè)設計,汽車,蓋板,沖裁模,畢業(yè)設計 分類號 密級 畢業(yè)設計說明書 中文題目： 汽車蓋板沖裁模設計 英語題目：Car cover the plank be blunt to cut a mold design 學 生 姓 名： 蔣鋒 專 業(yè)： 機電一體化 指 導 教 師： 石炳存 職 稱： 副教授 畢業(yè)設計說明書提交日期 2008.4.11 地址：機電學院 目錄 目 錄 第一章 引言 1 1.1、課題簡介： 1 1.2.1選題的依據（來源） 1 1.2.2選題的背景 2 1.2.3選擇課題目的意義 3 1.3、實例分析 8 1.4、零件客戶要求 9 第二章 沖壓工藝方案的選擇 10 2.1、加工方案比較 10 2.1.1機械加工法 10 2.1.2、使用沖壓模 10 2.1.3材料的選擇 12 第三章 工藝與模具的設計 15 3.1沖壓工藝與模具設計 15 3.1.1、工藝可行性的判別 15 3.1.2、零件沖裁工藝性分析 15 3.2確定沖壓工藝方案 16 3.3、模具結構的確定 16 3.4排樣、計算條料寬度及確定步距 17 3.5．計算沖壓力 17 3.6．確定模具壓力中心 19 3.7．沖模刃口尺寸及公差的計算 19 3.8．確定各主要零件結構尺寸 21 3.9．壓力機的選用 22 第四章 繪制部分圖形及其工藝 24 4.1. 設計并繪制總圖、選取標準件 24 4.2、 繪制部分非標準零件圖 25 4.3、模具的加工工藝過程 28 第五章 致謝辭 35 參考文獻 36 I 畢業(yè)設計任務書 畢 業(yè) 設 計 任 務 書 畢業(yè)設計題目 汽車蓋板沖裁模設計 指導教師 石炳存 職稱 副教授 專業(yè)名稱 機電一體化技術 班級 機電50502 學生姓名 蔣鋒 學號 5020050209 設計要求 內容包括1、課題來源 2、模具的工藝 3、模具的設計 4、結論（包括圖形、說明書）。 完成畢業(yè)課題的計劃安排 序號 內容 時間安排 1 外文資料翻譯 3月1日至3月5日 2 搜集課題相關資料 3月8日至3月12日 3 完成畢業(yè)設計說明書. 3月15日至3月19日 4 預審，修改 3月22日至4月2日 5 答辯 4月5日至4月11日 答辯提交資料 說明書，設計任務書，外文翻譯,調研報告，裝配圖及零件圖 計劃答辯時間 2008年4月11日 畢業(yè)設計調研報告 畢業(yè)設計調研報告 一、沖壓模的發(fā)展和現狀 改革開放以來，隨著國民經濟的高速發(fā)展，市場對模具的需求量不斷增長。近年來，模具工業(yè)一直以15%左右的增長速度快速發(fā)展，模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了巨大變化，除了國有專業(yè)模具廠外，集體、合資、獨資和私營也得到了快速發(fā)展。浙江寧波和黃巖地區(qū)的“模具之鄉(xiāng)”；廣東一些大集團公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，科龍、美的、康佳等集團紛紛建立了自己的模具制造中心；中外合資和外商獨資的模具企業(yè)現已有幾千家。 隨著與國際接軌的腳步不斷加快，市場競爭的日益加劇，人們已經越來越認識到產品質量、成本和新產品的開發(fā)能力的重要性。而模具制造是整個鏈條中最基礎的要素之一。 近年許多模具企業(yè)加大了用于技術進步的投資力度，將技術進步視為企業(yè)發(fā)展的重要動力。一些國內模具企業(yè)已普及了二維CAD，并陸續(xù)開始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等國際通用軟件，個別廠家還引進了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE軟件，并成功應用于沖壓模的設計中。 以汽車覆蓋件模具為代表的大型沖壓模具的制造技術已取得很大進步，東風汽車公司模具廠、一汽模具中心等模具廠家已能生產部分轎車覆蓋件模具。此外，許多研究機構和大專院校開展模具技術的研究和開發(fā)。經過多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技術方面取得了顯著進步；在提高模具質量和縮短模具設計制造周期等方面做出了貢獻。 （二）未來沖壓模具制造技術發(fā)展趨勢 模具技術的發(fā)展應該為適應模具產品“交貨期短”、“精度高”、“質量好”、“價格低”的要求服務。達到這一要求急需發(fā)展如下幾項： （1）全面推廣CAD/CAM/CAE技術 　　模具CAD/CAM/CAE技術是模具設計制造的發(fā)展方向。隨著微機軟件的發(fā)展和進步，普及CAD/CAM/CAE技術的條件已基本成熟，各企業(yè)將加大CAD/CAM技術培訓和技術服務的力度；進一步擴大CAE技術的應用范圍。計算機和網絡的發(fā)展正使CAD/CAM/CAE技術跨地區(qū)、跨企業(yè)、跨院所地在整個行業(yè)中推廣成為可能，實現技術資源的重新整合，使虛擬制造成為可能。 （2）高速銑削加工 　　國外近年來發(fā)展的高速銑削加工，大幅度提高了加工效率，并可獲得極高的表面光潔度。另外，還可加工高硬度模塊，還具有溫升低、熱變形小等優(yōu)點。高速銑削加工技術的發(fā)展，對汽車、家電行業(yè)中大型型腔模具制造注入了新的活力。目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向發(fā)展。 （3）模具掃描及數字化系統(tǒng) 　　高速掃描機和模具掃描系統(tǒng)提供了從模型或實物掃描到加工出期望的模型所需的諸多功能，大大縮短了模具的在研制制造周期。有些快速掃描系統(tǒng)，可快速安裝在已有的數控銑床及加工中心上，實現快速數據采集、自動生成各種不同數控系統(tǒng)的加工程序、不同格式的CAD數據，用于模具制造業(yè)的“逆向工程”。模具掃描系統(tǒng)已在汽車、摩托車、家電等行業(yè)得到成功應用，相信在“十五”期間將發(fā)揮更大的作用。 （4）電火花銑削加工 　　電火花銑削加工技術也稱為電火花創(chuàng)成加工技術，這是一種替代傳統(tǒng)的用成型電極加工型腔的新技術，它是有高速旋轉的簡單的管狀電極作三維或二維輪廓加工(像數控銑一樣)，因此不再需要制造復雜的成型電極，這顯然是電火花成形加工領域的重大發(fā)展。國外已有使用這種技術的機床在模具加工中應用。預計這一技術將得到發(fā)展。 中國模具產業(yè)除了要繼續(xù)提高生產能力，今后更要著重于行業(yè)內部結構的調整和技術發(fā)展水平的提高。結構調整方面，主要是企業(yè)結構向專業(yè)化調整，產品結構向著中高檔模具發(fā)展，向進出口結構的改進，中高檔汽車覆蓋件模具成形分析及結構改進、多功能復合模具和復合加工及激光技術在模具設計制造上的應用、高速切削、超精加工及拋光技術、信息化方向發(fā)展。 　　近年，模具行業(yè)結構調整和體制改革步伐加大，主要表現在，大型、精密、復雜、長壽命、中高檔模具及模具標準件發(fā)展速度高于一般模具產品；塑料模和壓鑄模比例增大；專業(yè)模具廠數量及其生產能力增加；“三資”及私營企業(yè)發(fā)展迅速；股份制改造步伐加快等。從地區(qū)分布來看，以珠江三角洲和長江三角洲為中心的東南沿海地區(qū)發(fā)展快于中西部地區(qū)，南方的發(fā)展快于北方。目前發(fā)展最快、模具生產最為集中的省份是廣東和浙江，江蘇、上海、安徽和山東等地近幾年也有較大發(fā)展。 3、根據“十一五”模具行業(yè)發(fā)展規(guī)劃，“十一五”期間模具產品發(fā)展重點主要有如下幾類： （1）汽車覆蓋件模具 沖壓模具占模具總量的40%以上。汽車覆蓋件模具主要為汽車配套，也包括為農用車、工程機械和農機配套的覆蓋件模具，它在沖壓模具中具有很大的代表性，模具大都是大中型，結構復雜，技術要求高。尤其是為轎車配套的覆蓋件模具，要求更高，可以代表沖壓模具的水平。此類模具我國已有一定的技術基礎，已為中檔轎車配套，但水平還不高，能力不足，目前滿足率只有一半左右。中高檔轎車覆蓋件模具主要依靠進口，已成為汽車發(fā)展的瓶頸，極大的影響著車型開發(fā)。 （2）精密沖壓模具 　　多工位級進模和精沖模代表了沖壓模具的發(fā)展方向，精度要求壽命要求極高，主要為電子工業(yè)、汽車、儀器儀表、電機電器等配套。這兩種模具，國內已有相當基礎，并已引進了國外技術及設備，個別企業(yè)生產的產品已達到世界水平，但大部分企業(yè)仍有較大差距，供應總量不足，進口很多。 （3）大型精密塑料模具 　　塑料模具占模具總量近40%，而且這個比例還在上升。塑料模具中為汽車和家電配套的大型注塑模具，為集成電路配套的塑封模，為電子信息產業(yè)和機械及包裝配套的多層、多腔、多材質、多色精密注塑模，為新型建材及節(jié)水農業(yè)配套的塑料異型材擠出模及管路和噴頭模具等，目前雖然已有相當技術基礎并正在快速發(fā)展，但技術水平與國外仍有較大差距，總量供不應求，每年的進口額達幾億美元。 （4）主要模具標準件 　　目前國內已有較大產量的模具標準件主要是模架、導向件、推桿推管、彈性元件等。這些產品不但國內配套大量需要，出口前景也很好，應繼續(xù)大力發(fā)展。氮氣缸和熱流道元件主要依靠進口，應在現有基礎上提高水平，形成標準并組織規(guī)?；a。 （5）其他高技術含量的模具 　　占模具總量給8%的壓鑄模具中，大型薄壁精密壓鑄技術含量高，難度大。鎂合金壓鑄模具目前雖然剛起步，但發(fā)展前景好，有代表性。子午線橡膠輪胎模具也是發(fā)展方向，其中活絡模技術難度最大。與快速成型技術相結合的一些快速制模技術及相應的快速經濟模具具有很好的發(fā)展前景。這些高技術含量的模具在“十一五”期間也應重點發(fā)展 4、當前沖壓模具技術發(fā)展呈現三大特點 模具與壓力機是決定沖壓質量、精度和生產效率的兩個關鍵因素。先進的壓力機只有配備先進的模具，才能充分發(fā)揮作用，取得良好效益。模具的發(fā)展方向為： （1）充分運用IT技術發(fā)展模具設計、制造。 用戶對壓力機速度、精度、換模效率等方面不斷提高的要求，促進了模具的發(fā)展。外形車身和發(fā)動機是汽車的兩個關鍵部件，汽車車身模具特別是大中型覆蓋件模具，其技術密集，體現當代模具技術水平，是車身制造技術的重要組成部分。車身模具設計和制造約占汽車開發(fā)周期三之二的時間、成為汽車換型的主要制約因素。目前，世界上汽車的改型換代—般約需 48個月，而美國僅需30個月，這車要得益于在模具業(yè)中應用了CAD/CAE/CAM技術和三維實體汽年覆蓋件模具結構設計軟件。另外，網絡技術的廣泛應用提供了可靠的信息載體、實現了異地設計和異地制造。同時，虛擬制造 等IT技術的應用，也將推動模具工業(yè)的發(fā)展。 （2）車身制造中的級進沖模發(fā)展迅速。 在自動沖床上用級進沖裁模或組合沖模加工轉子、定子板，或者應用于插接件作業(yè)，都是眾所周知的沖壓技術，近些年來，級進組合沖裁模在車身制造中開始得到越來越廣泛的應用，用級進模直接把卷材加工為成型零件和拉伸件。加工的零件也越來越大，省去了用多工位壓力機和成套模具生產所必需串接的板材剪切、涂油、板坯運輸等后續(xù)工序。級進組合沖模已在美國汽車工業(yè)中普遍應用，其優(yōu)點是生產率高，模具成本低，不需要板料剪切，與多工位壓力機上使用的階梯模相比，節(jié)約30%。但是級進組合沖模技術的應用受拉伸深度、導向和傳輸的帶材邊緣材料表面硬化的限制，主要用于拉伸深度比較淺的簡單零件，因此不能完全替代多工位壓力機，絕大多數零件應優(yōu)生考慮在多工位壓力機上加工。 36 摘要 摘 要 沖壓工藝是塑性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板料，而且也可以加工非金屬板料。沖壓加工時，板料在模具的作用下，于其內部產生使之變形的內力。當內力的作用達到一定程度時，板料毛坯或毛坯的某個部位便會產生與內力的作用性質相對應的變形，從而獲得一定的形狀、尺寸和性能的零件。 沖壓生產靠模具與設備完成加工過程，所以它的生產率高，而且由于操作簡便，也便于實現機械化和自動化。 沖壓產品的尺寸精度是由模具保證的，所以質量穩(wěn)定，一般不需再經過機械加工便可使用。 沖壓加工一般不需要加熱毛坯，也不像切割加工那樣大量切削材料，所以它不但節(jié)能，而且節(jié)約材料。沖壓產品的表面質量較好，使用的原材料是冶金工廠大量生產的軋制板料或帶料，在沖壓過程中材料表面不受破壞。 因此，沖壓工藝是一種產品質量較好而且成本低的加工工藝。用它生產的產品一般還具有重量輕且剛性好的特點。 我國考古發(fā)現，早在2000多年前，我國已有沖壓模具被用于制造銅器，證明了中國古代沖壓成型和沖壓模具方面的成就就在世界領先。1953年，長春第一汽車制造廠在中國首次建立了沖模車間，該廠于1958年開始制造汽車覆蓋件模具。我國于20世紀60年代開始生產精沖模具。在走過了溫長的發(fā)展道路之后，目前我國已形成了300多億元（未包括港、澳、臺的統(tǒng)計數字，下同。）各類沖壓模具的生產能力。 關鍵詞：模具 沖壓工藝 材料 Abstract Abstract Blunt press a craft is one of the basic methods that the Su process.It is mainly used for processing plank to anticipate spare parts, so sometimes also call the plank anticipate blunt press.Blunt press can not only process metals plank to anticipate, but also can also process nonmetal plank to anticipate.Blunt press to process, the plank anticipates under the function of molding tool and make it transform at its internal creation of inside dint.When inside the function of dint attain certain degree, the plank anticipate a certain part of semi-finished product or semi-finished product and then will produce with inside the function property of dint opposite in response to of transform, acquire certain shape, size and the spare parts of function thus Blunt press to produce to be processed process by molding tool and equipments completion, so it of rate of production Gao, and because of operation simple, also easy to realization mechanization and automation. Blunt press the size accuracy of product is promise by the molding tool of, so quality stable, generally doing not need to through machine process again then can use. Blunt press to process generally don't need to heat semi-finished product, also be unlike to incise to process to so and in great quantities slice to pare material, so it not only economizes on energy, but also economize material.Blunt press the surface quality of product better, the original material of usage is a metallurgy factory mass production of the Ya system plank anticipate or take to anticipate and the material surface is free from breakage in bluntly ran over the distance. Therefore, it ising blunt to press a craft be a kind of product quality better and the cost lowly process a craft.Use the product that it produce generally still has the weight light and rigid and good characteristics. Our country study of ancient relics to discover, as early as more than 2000 year agos, our country already have blunt press a molding tool to be used for to make bronze utensils, prove Chinese ancient times blunt press to model with blunt press an achieve of molding tool to lead in the world.Grow spring in 1953 the first car manufactory built up a blunt mold car for the very first time in China and that factory started make a car to overlay a molding tool in 1958.The our country starts produce Jing a blunt molding tool in 60's in 20 centuries.Walk through grow of development road after, the our country has already become more than 100000000 dollars 300 currently(DO not include the statistics of harbor, Ao, pedestal, under together.)Every variety is blunt to press the production ability of molding tool. Blunt press the development present condition of the molding tool profession and technique trend. Keyword: Molding tool Blunt press a craft Material. 第一章 引言 1.1、課題簡介： 沖壓工藝是塑性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板料，而且也可以加工非金屬板料。沖壓加工時，板料在模具的作用下，于其內部產生使之變形的內力。當內力的作用達到一定程度時，板料的某一部分便會產生與內力的作用性質相對應的變形，從而獲得一定的形狀、尺寸和性能的零件。 1.2、選題依據（來源）、背景及其目的意義： 1.2.1選題的依據（來源） 模具作為一種特定結構的機械產品，進行模塊化設計時，既與傳統(tǒng)模塊化機械產品設計有許多共同之處，又具有自身的特殊性。模塊的正確劃分是模板制作的關鍵，要兼顧兩個方面：一是模具的結構，二是是否有利于實現參數化。下面具體結合壓形模闡述一下模塊的劃分。在深刻分析壓形模具結構特點的基礎上，抽象出所有壓形模具的共同特征，要將上述兩個方面統(tǒng)一起來對模板劃分模塊。從結構上看，壓形模具結構簡單，可分為二個模塊：上模、下模，沒有壓邊圈。從是否有利于實現參數化的角度看，壓形模具可分為模架模塊和專用型面模塊。模架模塊是指結構相對規(guī)則的上下模架部分，主要起定位和支撐等作用。專用型面模塊是指型面結構變化部分，不易實現設計參數化，是覆蓋件成形的關鍵部分?？紤]到模具要固定在機床上，專用型面模塊的外形直接受型面的控制，所以將壓形模板分成6個模塊：上?；?、下模基座、上模型體、下模型體、機床和型面。這樣劃分的優(yōu)點有：U將上、下模劃分為基座和型體，因為基座是少變化和穩(wěn)定的，結構相對規(guī)則，易于實現參數化；而型體外形則是多變的，不規(guī)則，不易于實現參數化；當型體由于突變失效時，不至于牽連基座；2)不同的產品，要求不同的模具型面，所以相對于模具其他部分來說，型面的多變和復雜性最突出，將型面單獨作為一個文件，便于對它的操縱和控制；3)機床的加入是為了保證機床和模具基座壓板槽的吻合。 模板是將一個事物的結構按照其內在的規(guī)律予以固定化、標準化的結果，它是結構標準化的具體體現。參數化模板技術利用幟D設計的參數化技術，將模板的尺寸進行全關聯，用主要參數來對其他參數進行驅動。參數化模板技術的應用必須建立在特征建模的基礎之上。在此以UG為開發(fā)平臺，運用UG完善的參數化機制和強大的CAD功能進行特征建模，尤其UG所提供的裝配功能和WAvE技術使參數化模板技術具有更廣泛的適應性和更強大的生命力。 1.2.2選題的背景 模具快速響應制造(BapidRgpnse Manufacturing，RRM)，最初是由福特汽車公司提出的，其目的是建立集成環(huán)境同時使工程技術人員有效地使用計算機仿真和處理技術進行產品的開發(fā)、設計和制造，縮短產品的市場響應時間，提高質量和可靠性，同時降低成本。參數化模板技術的設計思想是為快速模具結構設計服務的，縮短模具結構生成和出固的耗時，減少沖壓工藝分析設計和依據圖紙進行模具制造中間的時間間隔，從而更好的滿足MzM的要求。 模板的設計和創(chuàng)建參數化模板技術應用方法研究 模板是結構標準化的具體體現，那么模板中的每一個標準化結構都可以看作是一個模塊。將各個模塊建模，然后利用UC的裝配功能把模塊拼裝，便完成模板。同時，模板的設計中應該融入一定實際生產經驗，這樣模板才具有權威性。 針對模板中使用的標準件(模柄、螺栓、螺釘、導校導套等)，最好建立標準件庫，這樣在由模板生成具體模具時，當標準件的規(guī)格需要變換時，能夠直接從標準件庫中提出，方便省時。標準件庫的建立工作量大，內容復雜，當然工作環(huán)境仍然是UG。根據零件的形狀和尺寸，首先在計算機中以工程草圖的形式畫出，尺寸以參數形式表示，然后對這些參數賦以不同的值，就能夠建立起一組形狀相同、規(guī)格不同的標準件。 壓形模板的創(chuàng)建基于上述參數化模板技術在汽車覆蓋件壓形模板設計中應用方法的分析，根據對壓形模板的模塊劃分，對各個模塊在UC中建模，然后裝配成為壓形模板。 參數化特征建模參數化模板要求其中的曲線、曲面、實體的形狀、尺寸和空間位置都是可變的。在UC中，只有作為特征，其形狀和空間參數才是可以改變的，同時在參數之間建立關聯。 參數化關聯機制在壓形模板中建立方法將生成模板的所有參數分成2種即控制參數和受控參數。受控參數的值通過公式由控制參數決定，在UC中是通過表達式(Epp哪i哪)功能來創(chuàng)建參數之間的公式關系。但由于裝配部件也較多，這樣所有的控制參數總共也較多，所以又將控制參數分成主控參數和非主控參數。非主控參數的值也是通過公式由主控參數決定。這樣模板的所有參數將全由主控參數來決定，減少了需要修改的參數個數，增強了模板的實用性。經過不斷修改，目前壓形模板的主控參數有總裝文件的模具閉合高度、送料高度和下?；募乃慕瞧脚_長、四角平臺寬、筋板寬、模具長度、模具寬度、模具高度和基準高度等。除了使用公式在參數之間建立起關聯，還可以在草圖中通過幾何定位確定參數的關系。 草圖是UC中實現參數化的最強大工具，草圖實際上就已經決定了其后要生成實體的方法，它實際上就是對所描述對象建立數學模型，其后面的三維造型工作只是將它所表達的思想實現出來。 以下?；輬D為例說明使用草圖的方法。在頭腦中先構思出下?；拇篌w結構，有四角平臺、壓板槽、底板加強筋、側加強筋、導腿。選擇下?；牡酌鏋椴輬D附著面，初步生成的草圖如圖1所示。其中1是用于生成底板加強筋，先生成一長方體，然后使用自定義特征(事先已經做好，存在自定義特征庫中)。2是用于生成導腿，關于YC方向做鏡像，便得到兩個導腿。3是用于生成四角平臺，4是在四角平臺中挖空，用于減重。5是用于生成側加強筋，然后在xC方向做陣列，再關于xC做鏡像。6是用于生成壓板槽(使用自定義特征)，然后方法同側加強筋。7是用于生成側加強筋附著面。經過鏡像和填補最后得到草圖形狀。 裝配和WAW技術 模塊造形完畢需要裝配成模板。UC為建模提供了強大而有效的裝配功能，為了完美地實現參數化模板的目標，模塊之間的裝配定位應當使用約束定位(Mte)，而且應當盡可能地使用WAW技術，WAVE技術的突出特點是它的相關拷貝功能。在壓形模板的設計中，上?；褪峭ㄟ^下?；鵚AVE生成，秉著求同存異的原則，上?；龑韧猓c下?；嗤?，所以建立上?；鶗r，應用WAVE技術，將下模基座的草圖抽取過來。這樣設計工作不僅簡便，而且避免了大量的參數關聯。壓形模板的裝配樹和約束關系。 1.2.3選擇課題目的意義 一、系統(tǒng)結構 系統(tǒng)由系統(tǒng)總控模塊、標準件圖形繪制、標準件尺寸確定、工藝過程生成、工藝卡片輸出等五部分組成。工藝過程生成是系統(tǒng)的核心。系統(tǒng)以數據庫為基礎，實現系統(tǒng)內部間數據的共享和集成。 1.系統(tǒng)總控模塊 系統(tǒng)總控模塊是通過程序模塊按需調用把標準件清單、模具標準件庫、標準件尺寸確定模塊、工藝過程生成模塊、標準件繪制模塊以及工藝卡輸出模塊聯接起來.形成一個整體。它從模具標準件清單數據庫中讀入各標準件的零件號，依次進行每個標準件的設計。首先顯示“選擇模具標準件號”對話框，在該對話框中，每一個標準件號都對應一個位圖(或幻燈片)，以便用戶使用。接著是“型號及規(guī)格選擇”對話框，通過選擇或輸入型號及規(guī)格等主參數，然后調用標準件尺寸確定模塊，確定標準件的其他尺寸。如果不能唯一地確定標準件的其他尺寸，則說明標準件的型號或規(guī)格參數有誤;否則就可以按標準件型號及規(guī)格尺寸進行工藝過程的生成，一旦工藝過程設計成功并保存在工藝數據庫中，就可隨時調用標準件圖形繪制和工藝卡輸出模塊，打印出實用的標準件工藝卡。 二.模具標準件圖庫 模具標準件庫是以《汽車沖模標準匯編》為依據，在AotuCAD下繪制完成的各標準件的圖塊(Block)。因為一個標準件號對應多個形狀相似，而尺寸不同的零件，所以把圖中的尺寸變量定義成屬性，它與尺寸數據確定模塊相連，可自動將各標準件的尺寸代號替換成具體的尺寸值，從而形成可指導生產加工的模具標準件工程圖。有時，一個標準件號對應幾個零件圖，必須把它分成幾個圖形來畫。在生成工藝卡時，通過主參數來判斷該標準件對應的模具標準件圖。 三..尺寸確定模塊 該模塊包括了整個系統(tǒng)的所有標準件系列，用來輸出不同標準件的各型號和規(guī)格主參數所對應的具體圖形尺寸。它將原來工藝卡上的多維數據表格轉換成C++程序的邏輯分支形式，保證了一組型號和規(guī)格主參數，能唯一地得到一組完整的標準件尺寸數據，從而可有效地避免型號和規(guī)格主參數的輸入錯誤以及人工查表造成的尺寸看錯而致廢品的情況。 四.工藝過程生成模塊 工藝過程生成模塊根據標準件號及其型號和規(guī)格參數生成相應的工藝過程并存放于工藝數據庫中，供隨時調出打印。工藝過程生成包括工藝路線確定和工序內容安排。工序內容包括工種代號、加工說明、工具及機床型號名稱、定額工時等內容。因為一種標準件組成一個功能相同、形狀相同或相似、而尺寸按序列變化的零件組(族)，其工藝路線和各工序的內容是相同或相似的，因此很容易按變異式的方法用程序自動生成工藝路線和各工序的內容。該模塊的重點是各工序的加工說明和定額工時的計算。因為工序內容與具體尺寸密切相關，因而必須把尺寸數據確定模塊所確定的實際尺寸插入工序內容說明之中。定額工時是按平均水平完成各工序所需的時間。定額工時的確定必須根據生產批量、尺寸大小做出相應的調整。用程序完成不但減少了工藝員的計算工作量，而且準確可靠，避免工時糾紛。 五.工藝卡輸出模塊 工藝卡輸出是將標準件圖形與工藝過程繪制輸出在AutoCAD屏幕上，并通過AutoCAD的打印命令輸出標準件工藝卡片的過程。在工藝卡輸出模塊中，還需解決兩個問題。其一是相同標準件號但型號及規(guī)格不同，對應的零件形狀改變，如不同型號及規(guī)格的沖模導板，其上的螺紋連接孔的個數和分布差別較大，必須用多圖塊來表達，圖形繪制輸出時再根據不同型號及規(guī)格將不同的圖塊插入標準件工藝卡;其二是工序內容中尺寸上、下偏差和粗糙度的表達。由于工序內容必須以文本字符存貯在數據庫記錄中，因此，用如φ16(+0.015，+ 0.017)和Ra0.8的形式來表達上、下偏差和粗糙度，輸出到標準件工藝卡時再通過程序處理自動轉換成符合機械制圖標準的圖形表達方式。 六、系統(tǒng)的實現與應用 　　結合工廠的實際情況，并考慮到軟件的通用性和易操作性，筆者將系統(tǒng)設計成標準的Windows圖形界面。系統(tǒng)軟件分為支承層和應用層、支承軟件包括SQL　Serer數據庫管理系統(tǒng)和Autodesk公司推出的AutoCAD圖形軟件；應用層的軟件主要為自行開發(fā)的程序，由AutoCAD的二次開發(fā)工具ARX開發(fā)的在AutoCAD環(huán)境下運行的Windows應用程序，共同完成人機界面，數值計算、邏輯推理、圖形輸入、輸出、數據庫管理等工作、系統(tǒng)采用Visual C++編程語言、利用AutoCAD提供的ObjectARX工具對AutoCAD進行二次開發(fā)，能過AutoCAD的彈出式菜單調用，以對話框的形式完成標準件號的選擇、標準件型號及規(guī)格的輸入與檢查、工藝過程生成與編輯審定、標準件工藝卡的批量打印等任務、汽車模具標準件工藝自動設計系統(tǒng)已居工廠實際應用，效果良好。由于實現了一個標準件，一種規(guī)格對應一張工藝卡、其零件圖形、尺寸以及工藝內容、工時定額都唯一地確定下來，提高了工藝卡的現場指導作用、同時又不增加工藝員負擔，達到了提高工藝設計質量和效率的目的，深受工藝員和工人的歡迎。 汽車是重要的運輸工具，是科學技術發(fā)展水平的標志。汽車工業(yè)是資金密集、技術密集、人才密集、綜合性強、經濟效益高的產業(yè)。 世界各工業(yè)發(fā)達國家?guī)缀鯚o．例外地把汽車下業(yè)做為國民經濟的支柱產業(yè)。汽車的研制、生產、銷售、營運，與國民經濟許多部門都息息相關，對社會經濟建設和科學技術發(fā)展起重要推動作用。 我國汽車制造告業(yè)的迅速崛起，不僅使自身在國民經濟發(fā)展中完成了從“配角”到“主角”的轉變，同時也為中國確立了世界汽車制造大國的地位。從全球汽車產量排名表看．2000年的世界10大產車國分別是美國、日本、德國、法國、韓國、西班牙、加拿大、意大利、巴西和墨四哥，中國緊隨其后排在第11位。到2Q03年，我國汽午產量超過意大利，巴西、墨西哥、韓國、西班牙和加拿大等6個國家，一舉躍居世界第5，估計2004年已超過法國，成為世界上第4大汽車生產回；國家統(tǒng)計局還大膽預測：到2005年，中國汽車產量將超過德國，成為全球第3大汽車制造國。 目前我國汽車產業(yè)發(fā)展迅速，對被稱為“汽車工業(yè)之母”的汽車模具業(yè)來說，無疑是一個利好消息。在美國，日本等汽車制造業(yè)發(fā)達的國家，模具產業(yè)超過50％的產品是汽車棋具，而在我國，僅有約1／3的模且產品足在為汽車制造業(yè)服務，模具上業(yè)在我國尤其是汽車制造業(yè)集中的地區(qū)(長三角、珠三角及環(huán)渤海地區(qū))還有很大的發(fā)展余地。 目前，國內汽車產品的小產和銷售呈現高速增長，統(tǒng)計數據表明，2003年汽車產量達到440萬輛．比2002年同比增長35％，估計2004年末汽車年產量已達到5507輛，全年度上市的新車車型超過50款。 在汽車生產中，包括車身外體、發(fā)動機、內飾件等在內的90％以上的零部件需要依靠模具成形。制造款普通轎車就需要約1000多副沖壓模具，200多副內飾件模具。一個車款就需要制造1200多副模具。10個千款就意味著至少有60000多副模具需要加工。 汽車工業(yè)的發(fā)展為模具行業(yè)帶來了一個極大的市場，由于國內模只技術含量低，高檔模具比重較小，所以中國模具行業(yè)的當務之急就是大力提高模具產業(yè)的技術水平，追求高精度、高效率、低成本，為小國汽車國產化服務，也為中同模具行業(yè)的發(fā)展尋找突破口。 中國汽車的發(fā)展特點是數量多、頻率快、新產品多，汽車行業(yè)的這些發(fā)展特點為模幾工業(yè)的發(fā)展提出了高標準、嚴要求。汽車行業(yè)的超高速發(fā)展給國內模具企業(yè)帶來了前所未有的挑戰(zhàn)和機遇，如何把握機遇、緊跟汽車工業(yè)發(fā)展的步伐，是擺在國內模具上業(yè)面前的一個急待解決的問題。汽車工業(yè)非常關注模具行業(yè)的發(fā)展，模具加工、模具工藝是材料成型的重要方式之一，與機械加工相比，具有工序少、材料利用率高、能耗低、生產性能好、小產效益高等眾多優(yōu)點。模具生產對工藝技術裝備要求非常嚴格，模具是“效益放大器”，由模具生產出的產品價格將超過模具自身價格的幾十倍乃至上百倍，據統(tǒng)計全世界有關模具的年產值達650億美元。模具上業(yè)的發(fā)展、模具制造水平的高低反映一個國家的工業(yè)發(fā)展水平。我國政府非常支持模具工業(yè)的發(fā)展，相關國家政策也向模具行業(yè)傾斜。日前國內模具生產企業(yè)共有20000多家，從業(yè)人員150萬人，年產值450億元。 模具的發(fā)展與汽車上業(yè)的快速發(fā)展密切相關，其中汽車大型零件的注射模、儀表盤模具、車燈模具的發(fā)展對汽午行業(yè)的發(fā)展尤其重要。國外模具工業(yè)在逐步轉向我國發(fā)展，以港資和臺資企業(yè)為代表的外資企業(yè)在不斷增加，其中更以臺資模具企業(yè)在國內發(fā)展的比較快。國內模具生產水平低，模具的價格只有發(fā)達同家的1／5到1／3 這種相對比較低的價格成為國內模具進 入國際市場井與國外模具競爭的豐要優(yōu)勢。國內模具在出口的同叫，進口的外國模具也在不斷增加，尤其是高精度汽車大型覆蓋件模具需大量進門。日前國內模具行業(yè)的結構改革步伐日益加快，三資介業(yè)．民營企業(yè)得到了很大程度的發(fā)展，其中南方地區(qū)模具工業(yè)由于本地區(qū)工業(yè)發(fā)展水平較高所以較北方發(fā)展快，但在整個模具設計制造水平和標準化程度上，與美國、歐訓、日本等發(fā)達國家和地區(qū)相比還存在相當大的差距。我國特殊鋼材消費大戶如：汽車工業(yè)、機械制造業(yè)以及電力行業(yè)尚有較大的發(fā)展空間，與美國、口奉相比還相差很遠，最近世界主要鋼鐵公司專家認為到2010年小國汽車用鋼將增長50％，達到1800萬噸(含維修)。由于中國勞動力便宜，技術水平尚可，市場需求人，世界制造業(yè)的巨頭紛紛到中國投資建廠，因此，中國今后將成為世界制造業(yè)的中心，機器制造業(yè)及電力行業(yè)等的發(fā)展必然給特殊鋼巾場帶來更人的需求寧可。 一個轎車車型的車身覆蓋件模具贊用平均按2億元人民幣計算，每年需要36億元人民幣用轎車車身覆蓋件模具的購買。如呆國內汽車模具企業(yè)能承攬轎車車身覆蓋件模具的30％，國內車身模具業(yè)就能跨越目前的狀況，迅速趕上國內汽車發(fā)展水平，如果能承攬其50％以上，將會對汽車模具行業(yè)產生巨大推動作用，使我國汽車模具行業(yè)迅速進入世界先進行列，模具工業(yè)一定要承擔起汽車、轎車大型覆蓋件模具的設計能力，為我國汽車行業(yè)快速進入世界先進行列發(fā)揮應有的作用，除汽車行業(yè)之外家用電器，建筑材料、化工及儀表等行業(yè)對模且也有大量需求。從模具技術發(fā)展來看，高精度、低成本、交貨朋垣足今后模具發(fā)展的一個趨勢，模具的標準化加上和模具標準件的發(fā)展將會有力地促進中國汽車工業(yè)的發(fā)展。 1.3、實例分析 （一）產品簡介 我的畢業(yè)設計的課題是一個汽車空調壓縮機的端蓋，其外觀及尺寸可見圖，此工件看起來是一個很不起眼的端蓋，但是每個事物都有它存在的理由，相信這個端蓋也是如此，端蓋的作用可以從它的名字看出來，蓋子，自然就是起密封的作用，而它所要密封的是什么東西呢，空調壓縮機潤滑油，空調的工作需要壓縮機的轉動，壓縮機的轉動需要潤滑油的潤滑，所以潤滑油在這整個過程中起著相當重要的地位。但是，如果壓縮機的端蓋沒有做好，也就是造成潤滑油的滲漏，后果就是壓縮機無法正常工作，這又導致汽車空調無法制冷，也許你會覺得不就是空調不工作嗎，又不是汽車動不了，沒什么大不了的，可是如果當你在烈日炎炎的夏天坐在一輛沒有空調制冷的汽車里，你的感覺是什么呢？你能在車里坐多久，又如果當你去買車的時候聽說哪款車的空調系統(tǒng)會出問題造成不能制冷的，你會買嗎，換個角度，如果你是個汽車制造商，你生產的汽車不能制冷，那可以說是你的致命弱點之一?。拇四愕钠噷⑹ナ袌龈偁幜?，甚至不能通過質量審核而被禁止上市銷售…… 所以不要小看了這個小小的空調壓縮機端蓋。 1.4、零件客戶要求 客戶要求： 1、設計一付復合模，要求操作維修方便； 2、模具總壽命不低于60萬沖次，刃磨一次壽命不低于15000沖次。 工件名稱：夾頭墊片 生產批量：成批 材 料： 20鋼 料 厚：1mm 第二章 沖壓工藝方案的選擇 2.1、加工方案比較 下面開始討論本課題的制造方案： 2.1.1機械加工法 對于這個壓縮機端蓋，加工的方法有很多，我們首先來嘗試一下用銑床加工，這個方法肯定是可以的，銑床絕對是可以加工出來這個簡單的工件的，可是要加工這個簡單的零件如果使用銑床的話，那就需要一個熟練的操作工人用一段時間來加工，這個時間由工人的操作技能水平的高低決定。這樣也決定了成本的高低，還有就是效率的問題，工人水平的高低和效率是成正比的，但是和成本的高低卻是成反比的。那我們就舍棄水平高工資也高的工人，換加工中心吧，加工中心的效率眾所周知，但它的價格也是出了名的高的，還有一個不能忽視的問題，那就是刀具的磨損問題，無論是銑床或者是加工中心，刀具是比不可少的。而刀具的價格也是一比不小的數目。所以機械加工法值得商榷。 2.1.2、使用沖壓模 沖壓模的優(yōu)點在這樣的對比下很快就顯現出來了，首先它結構，加工方法簡單，效率高，工藝也很簡單，操作更是沒有任何難度，可以用不動腦子來形容它的操作過程，基本上可以說正常情況下只要進行安全知識培訓就可以了，不用操作技能培訓。最重要的，也是所有制造商最關心的，就是成本低，同時也意味著利潤的上升。 （1）沖壓模方案種類 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：先沖孔，后落料。采用單工序模生產。 方案二：采用落料－－沖孔同時進行的復合模生產。 方案三：沖孔－－落料級進沖壓。采用級進模生產 （2）模具方案的比較 ◎工藝方案選擇的準則 為了實現工藝方案的計算機輔助選擇，首先應總結出實際設計中常用的準則主要有： 1） 如果工件上的最小孔邊、孔間距小于復合的凹凸模最小許用壁厚值，因不能保證凹凸模強度，應考慮采用連續(xù)?；騿喂ば蚰?。 2） 如果工件上的內孔與外形的相對位置精度要求較高，應盡可能采用復合模。 3） 如果工件內、外形的毛刺要求同向，應采用復合模。 4） 連續(xù)模和復合模的生產效率較高，單工序的模的生產效率較低但模具結構簡單。綜合生產效率和模具制造兩方面的因素，一般認為：大批量生產時盡量采用連續(xù)模或復合模，小批量生產時采用單工序模。 5） 當工件較厚（一般大于5mm）、外形尺寸較大（一般大于250mm）時，不僅沖壓力大，而且模具尺寸大，不宜采用連續(xù)模。 6） 如果個沖孔凸模安裝位置發(fā)生干涉，不宜采用復合模。 7） 當工件的平整度要求很高時，一般應采用正裝復合模。 方案一，模具結構簡單，制造方便，但需要兩道工序，兩副模具，成本相對較高，生產效率低，且更重要的是在第一道工序完成后，進入第二道工序必然會增大誤差，使工件精度、質量大打折扣，達不到所需的要求，難以滿足生產需要。故而不選此方案。 方案二，復合模的特點是生產率高，沖裁件的內孔與外緣的相對位置精度高，板料的定位精度要求比級進模低，沖模的輪廓尺寸較小。但復合模結構復雜，制造精度要求高，成本高。復合模主要用于生產批量大、精度要求高的沖裁件。只需要一套模具，工件的精度及生產效率要求都能滿足，模具輪廓尺寸、制造相對前面兩種方案都有比較好，而且效率高，所以應該選此方案。 方案三，級進模是一種多工位、效率高的一種加工方法。但級進模輪廓尺寸較大，制造復雜，成本較高，一般適用于大批量，小型沖壓件。而本工件尺寸輪廓較大，采用此方案，勢必會增大模具尺寸，使加工難度提高，進而也排除此方案。 （3）方案的確定 綜上所述，本套模具采用復合模。 2.1.3材料的選擇 毛坯排樣指沖壓毛坯在條料、帶料或板料上的布排，其主要目的是在滿足沖壓工藝的前提下獲得盡可能高的材料利用率；同時，毛坯排樣的結果又是工步排樣以及凹模、卸料板等零件設計的基礎，因此毛坯排樣是沖壓工藝設計中的重要環(huán)節(jié)。 1、沖裁件的選擇： 本沖裁件選用08F（沸騰鋼）。 2、模具材料的選擇： 制造沖壓模具的材料有鋼材、硬質合金、 鋼結硬質合金 、鋅基合金、低熔點合金、鋁青銅、高分子材料等等。目前制造沖壓模具的材料絕大部分以鋼材為主，常用的模具工作部件材料的種類有：碳素工具鋼、低合金工具鋼、高碳高鉻或中鉻工具鋼、中碳合金鋼、高速鋼、基體鋼以及硬質合金、 鋼結硬質合金等等。 （1） 碳素工具鋼 在模具中應用較多的碳素工具鋼為T8A、T10A等，優(yōu)點為加工性能好，價格便宜。但淬透性和紅硬性差，熱處理變形大，承載能力較低。 （2） 低合金工具鋼 低合金工具鋼是在碳素工具鋼的基礎上加入了適量的合金元素。與碳素工具鋼相比，減少了淬火變形和開裂傾向，提高了鋼的淬透性，耐磨性亦較好。用于制造模具的低合金鋼有 CrWMn、9Mn2V、7CrSiMnMoV(代號CH-1)、6CrNiSiMnMoV(代號GD)等。 （3） 高碳高鉻工具鋼 常用的高碳高鉻工具鋼有Cr12和Cr12MoV、Cr12Mo1V1（代號D2），它們具有較好的淬透性、淬硬性和耐磨性，熱處理變形很小，為高耐磨微變形模具鋼，承載能力僅次于高速鋼。但碳化物偏析嚴重 ，必須進行反復鐓拔 （軸向鐓、徑向拔）改鍛 ，以降低碳化物的不均勻性，提高使用性能。 （4） 高碳中鉻工具鋼 用于模具的高碳中鉻工具鋼有Cr4W2MoV、Cr6WV 、Cr5MoV等，它們的含鉻量較低， 共晶碳化物少，碳化物分布均勻，熱處理變形小，具有良好的淬透性和尺寸穩(wěn)定性。與碳化物偏析相對較嚴重的高碳高鉻鋼相比，性能有所改善。 （5） 高速鋼 高速鋼具有模具鋼中最高的的硬度、耐磨性和抗壓強度，承載能力很高。模具中常用的有 W18Cr4V（代號8-4-1）和含鎢量較少的W6Mo5 Cr4V2（代號6-5-4-2，美國牌號為M2）以及為提高韌性開發(fā)的降碳降釩高速鋼 6W6Mo5 Cr4V（代號6W6或稱低碳M2）。 高速鋼也需要改鍛 ，以改善其碳化物分布 。 （6） 基體鋼 在高速鋼的基本成分上添加少量的其它元素，適當增減含碳量，以改善鋼的性能。這樣的鋼種統(tǒng)稱基體鋼。它們不僅有高速鋼的特點，具有一定的耐磨性和硬度，而且抗疲勞強度和韌性均優(yōu)于高速鋼，為高強 韌性冷作模具鋼 ，材料成本卻比高速鋼低。模具中常用的基體鋼有 6Cr4W3Mo2VNb（代號65Nb）、7Cr7Mo2V2Si（代號LD）、5Cr4Mo3SiMnVAL（代號012AL）等。 （7） 硬質合金和鋼結硬質合金 硬質合金的硬度和耐磨性高于其它任何種類的模具鋼，但抗彎強度和韌性差。用作模具的硬質合金是 鎢鈷類 ，對沖擊性小而耐磨性要求高的模具，可選用 含鈷量較低 的硬質合金。對沖擊性大的模具，可選用 含鈷量較高 的硬質合金。 鋼結硬質合金 是以鐵粉加入少量的合金元素粉末（如鉻、 鉬 、鎢、釩等）做粘合劑，以碳化 鈦或碳化鎢為硬質相 ，用粉末冶金方法燒結而成。 鋼結硬質合金 的基體是鋼，克服了硬質合金韌性較差、加工困難的缺點，可以切削、焊接、鍛造和熱處理。 鋼結硬質合金 含有大量的碳化物，雖然硬度和耐磨性低于硬質合金，但仍高于其它鋼種，經淬火、回火后硬度可達 68 ~ 73HRC 對于薄板沖裁模具的工作零件用材要求具有高的耐磨性和硬度，而對厚板沖裁 模除了 要求具有高的耐磨性、抗壓屈服點外，為防止模具斷裂或崩刃 ，還應具有高的斷裂抗力、較高的抗彎強度和韌性。Cr12 和 Cr12MoV 為高碳高鉻鋼，耐磨性較高，淬火時變形很小，淬透性好，可用于大批量生產的模具，如硅鋼片沖裁模。但該類鋼種存在碳化物不均勻性，易產生碳化物偏析，沖裁時容易出現崩刃或斷裂。其中， Cr12 含碳量較高，碳化物分布不均比 Cr12MoV 嚴重，脆性更大一些。 簡述一下Cr12和Cr12MoV的熱處理：Cr12 型鋼的熱處理工藝選擇取決于模具的使用要求，當模具要求比較小的變形和一定韌性時，可采用低溫淬火、回火（ Cr12 為 950~980 ℃淬火， 150~200 ℃回火； Cr12MoV 為 1020~1050 ℃淬火， 180~200 ℃回火 ）。 若要提高模具的使用溫度，改善其淬透性和紅硬性，可采用高溫淬火、回火 （ Cr12 為 1000~1100 ℃淬火， 480~500 ℃回火； Cr12MoV 為 1110~1140 ℃淬火， 500~520 ℃回火 ）。 ??? 高鉻鋼在 275~375 ℃區(qū)域有回火脆性，應予避免 經上述材料分析，本沖壓模材料選用的是Cr12MoV. 第三章 工藝與模具的設計 3.1沖壓工藝與模具設計 3.1.1、工藝可行性的判別 沖裁件的工藝性指沖裁件對沖壓工藝的適應性，它包括沖裁件的結構工藝性和精度兩部分的內容，工藝性良好與否對沖裁件的質量、制造成本以及模具壽命有很大的影響。造沖裁模CAD系統(tǒng)中，計算機輔助判別沖裁件在形狀結構和精度方面的可形，同時也后續(xù)模具模塊提供必要的信息。 1)沖裁件結構工藝性判別 結構工藝性判別的實質是將工件圖中的圓角半徑、小孔尺寸、懸臂與凹槽尺寸、孔邊距、孔間距等幾何特征量與相應的工藝參數極限值進行比較，從而確定工件的形狀的結構是否適應于沖裁加工。在CAD系統(tǒng)中，一般采用自動判別法、交互判別法、或將自動與交互相結合的綜合判別法了來輔助判別。 2)沖裁件精度的判別 沖裁件上標注的尺寸按精度判別要求可分為三類：輪廓尺寸、內孔與內孔之間的尺寸以及內孔與外輪廓之間的尺寸。沖裁件的精度判別主要是對于這三類尺寸進行下類分析： A將尺寸的名義值和偏差值與標準公差表對照，逐一判定各尺寸的精度等級。 B將每一尺寸信息與數據庫中的有關技術標準對照，判定該尺寸能否使用普通精度模具進行加工。 3.1.