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畢 業(yè) 設(shè) 計 任 務(wù) 書
院（系）： 機(jī)電工程學(xué)院 專業(yè) 材料成型及控制工程
班 級： 材控08-2 學(xué)生： 王 基 學(xué)號： 28
一、畢業(yè)論文課題 托 架 沖 壓 模 具 設(shè) 計
二、畢業(yè)論文工作自 2012 年 3 月 12 日起至 2012 年 6 月 22 日止
三、畢業(yè)論文進(jìn)行地點(diǎn) 廣東石油化工學(xué)院官渡校區(qū)主樓西1003
四、畢業(yè)設(shè)計（論文）的內(nèi)容
1、已知條件：
托架實(shí)物和零件圖（尺寸按實(shí)物測量）
實(shí)物圖
（1）材料：08鋼
（2）生產(chǎn)批量：4萬件/年
2、設(shè)計要求：
（1）按要求寫出開題報告；
（2）結(jié)合設(shè)計課題到工廠進(jìn)行畢業(yè)實(shí)習(xí)；
（3）收集國內(nèi)外有關(guān)情報資料，查閱有關(guān)文獻(xiàn)資料15篇以上，并寫出6000～8000字的文獻(xiàn)綜述。
（4）檢索與閱讀與設(shè)計題目相關(guān)的外文資料，并書面翻譯3000～5000漢字（附外文原文及出處）的外文資料。
（5）在分析、計算、選擇和設(shè)計的基礎(chǔ)上編寫出不少于2萬字的設(shè)計計算說明書（含文獻(xiàn)綜述）；
（6）設(shè)計出托架零件沖壓模的裝配圖和主要的零件圖；
（7）繪制工程圖折合A0號幅面的圖紙不少于3張。
（8）準(zhǔn)備和參加畢業(yè)答辯。
3、工作進(jìn)度：
（1）查閱設(shè)計資料、寫出開題報告（1周）；
（2）結(jié)合設(shè)計課題進(jìn)行畢業(yè)實(shí)習(xí)（調(diào)研），并文獻(xiàn)綜述；（1周）；
（3）外文翻譯（0.5周）；
（4）繪制托架零件圖，進(jìn)行工藝分析和方案設(shè)計（2.5周）；
（5）草圖設(shè)計（1.5周）；
（6）工作圖設(shè)計（含裝配圖和零件圖）（5周）；
（7）整理設(shè)計計算說明書（1.5周）；
（8）修改設(shè)計（0.5周）；
（9）準(zhǔn)備和參加畢業(yè)答辯（0.5周）。
4、主要參考資料：
(1)馬朝興主編.沖壓工藝與模具設(shè)計.北京:化學(xué)工業(yè)出版社.2006.4
(2)鄭家賢 編著.沖壓工藝與模具設(shè)計實(shí)用技術(shù).北京: 機(jī)械工業(yè)出版社.2005.1
(3)薛啟翔主編.沖壓模具設(shè)計制造難點(diǎn)與竅門.北京:機(jī)械工業(yè)出版社.2005.1
(4)楊玉英主編.實(shí)用沖壓工藝及模具設(shè)計手冊.北京: 機(jī)械工業(yè)出版社.2005.1
(5)賈崇田主編.沖壓工藝與模具設(shè)計.北京:人民郵電出版社.2006.1
(6)馬正元主編.沖壓工藝與模具設(shè)計.北京: 機(jī)械工業(yè)出版社.2006.1
(7)二代龍震工作室主編. 沖壓模具設(shè)計基礎(chǔ).北京:電子工業(yè)出版社.2005.11
(8)夏琴香主編.沖壓成形工藝及模具設(shè)計.廣州:華南理工大學(xué)出版社.2004.9
(9)翁其金主編.沖壓工藝與沖模設(shè)計.北京: 機(jī)械工業(yè)出版社.2005.7
(10)陳文琳主編.塑性成形工藝與模具設(shè)計.北京: 機(jī)械工業(yè)出版社.2006.5
(11)李名堯主編.模具CAD/CAM.北京: 機(jī)械工業(yè)出版社.2005.7
(12)史鐵梁主編.冷沖模設(shè)計指導(dǎo).北京: 機(jī)械工業(yè)出版社.2005.9
(13)沖模設(shè)計手冊編寫組編. 沖模設(shè)計手冊(模具手冊之四).北京: 機(jī)械工業(yè)出版社.2000.1
(14)王新華主編. 沖模結(jié)構(gòu)圖冊.北京: 機(jī)械工業(yè)出版社.2005.5
(15)王新華主編. 沖模設(shè)計與制造實(shí)用計算手冊.北京: 機(jī)械工業(yè)出版社.2003.2
(16)姜奎華主編. 沖壓工藝與模具設(shè)計.北京:機(jī)械工業(yè)出版社.2002.3
指導(dǎo)教師
接受論文任務(wù)開始執(zhí)行日期 2012 年 3 月 12 日
學(xué)生簽名
附件一 英文文獻(xiàn)翻譯
譯文 1、 沖模連續(xù)沖壓過程的功能特點(diǎn)基礎(chǔ)上的計算機(jī)輔助機(jī)構(gòu)設(shè)計
摘要：本文介紹了一種基于沖模功能特點(diǎn)使用最起碼的初始化信息的3D結(jié)構(gòu)設(shè)計系統(tǒng)。此外，它還可以用于功能特點(diǎn)靈活的拉深模具主要零件的實(shí)體模型設(shè)計，如上模、下模、壓邊。最初的信息包括毛皮尺寸、工作沖程、工作臺尺寸、立柱間距離、壓力數(shù)據(jù)。該系統(tǒng)集合覆蓋件拉深模具在三維計算機(jī)輔助設(shè)計(CAD)軟件自動化設(shè)計知識的功能,縮短了設(shè)計時間。本設(shè)計系統(tǒng)是建立在一個PC上同時結(jié)合一個Pro /e和CAD系統(tǒng)包括特征選擇、計算機(jī)輔助模型、生產(chǎn)模型、設(shè)計協(xié)調(diào)人和用戶界面。該系統(tǒng)使用的例子證明一個設(shè)計小組汽車圖車頂紙的設(shè)計時間在1 h。結(jié)果表明,它能大大提高設(shè)計質(zhì)量,可以在保證卓越的設(shè)計質(zhì)量的同時節(jié)省時間和成本。
關(guān)鍵詞：沖模。沖壓工藝。參數(shù)化設(shè)計。計算機(jī)輔助設(shè)計。功能特點(diǎn)介紹。
因?yàn)榫哂懈偁幜Φ男阅芎蜕a(chǎn)效率，沖壓零件被廣泛應(yīng)用于復(fù)雜而嚴(yán)格的行業(yè)，如汽車、航空、電腦、通訊、消費(fèi)品。在沖壓過程中，拉深、切邊、折彎模具根據(jù)需要應(yīng)用。隨著沖壓工藝的發(fā)展,其中的一個主要任務(wù)是沖壓模具的設(shè)計。然而,模具設(shè)計的過程,提高了模具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性以及相互關(guān)系在各種各樣的設(shè)計參數(shù)。因此,大多數(shù)制造商仍然相信模具設(shè)計過程更像是藝術(shù)而非科學(xué),要成為一個專家,一個人必須有長期的實(shí)際觀察和經(jīng)驗(yàn)。在一個競爭十分激烈的環(huán)境中,提供一個較短的日程安排模具設(shè)計過程結(jié)合低成本和高質(zhì)量可以提高公司的競爭力。計算機(jī)輔助設(shè)計(CAD)在這方面是一種有效的工具。目前,大多數(shù)設(shè)計系統(tǒng)中主要是屬于二維模式,當(dāng)它是用來描述復(fù)雜的三維沖壓模具,它是不易從不能辯認(rèn)的圖紙找到瑕疵、隱蔽的干擾,修改和圖紙繪制困難,等等,因此時間成本相當(dāng)多的花在研究和設(shè)計。三維CAD軟件是一種固體建模系統(tǒng)提供設(shè)計對象的具體描述,它能大大有助于解決上述問題。此外,由于計算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展,近年來,三維CAD軟件能夠運(yùn)行在PC上,使得三維CAD軟件已逐漸成為一種在設(shè)計行業(yè)的主流的工具。
大多數(shù)的三維CAD軟件只能提供一個幾何建模函數(shù)來實(shí)現(xiàn)設(shè)計/繪圖功能,而且在設(shè)計任務(wù)中不提供必要和充分的設(shè)計知識協(xié)助工程師。因此,許多研究人員致力于研究自動化、學(xué)科化和智能化設(shè)計系統(tǒng)。在早期階段的設(shè)計利用它們的設(shè)計方法與參數(shù)化建模技術(shù)處理內(nèi)在的不確定性。為了構(gòu)建專用系統(tǒng)，馬英和韓普通結(jié)構(gòu)設(shè)計方法上開發(fā)了專家設(shè)計系統(tǒng)。該系統(tǒng)允許用戶在三維環(huán)境下進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計，沙瑪和高提升了綜合設(shè)計和生產(chǎn)計劃系統(tǒng)以支持概念上重新設(shè)計和擴(kuò)展補(bǔ)充活動。盧和李提出在船舶設(shè)計中使用C++之上的頂尖三維CAD軟件船體結(jié)構(gòu)建模系統(tǒng)。劉丁曉萍提出了一個機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計過程的實(shí)現(xiàn)任務(wù)的方法。李等為冷鍛開發(fā)了一種計算機(jī)輔助模具設(shè)計參數(shù)自動處理系統(tǒng)。為了使建模過程更有效率,香港丁曉萍基于SolidWorks Visual C + +開發(fā)了本土3 D視窗注塑模具設(shè)計系統(tǒng)。楚等為輪胎模具制作CATIA CAA開發(fā)了一種計算機(jī)輔助三維參數(shù)化設(shè)計系統(tǒng)。
模具設(shè)計是非常復(fù)雜的,雖然它是一個成熟和常規(guī)設(shè)計過程,會有一種科學(xué)的方法。在該地區(qū)的沖壓模具設(shè)計、Cheok和Nee[12]在AutoCAD繪圖軟件上設(shè)計開發(fā)了一種以排樣知識為基礎(chǔ)的系統(tǒng)?；阝k金業(yè)務(wù),辛格Sekhon[13],開發(fā)了一種沖孔機(jī)選擇專家系統(tǒng),它是基于AutoLISP建立在AutoCAD中。蔡等[14]開發(fā)了一種計算機(jī)輔助設(shè)計和制造系統(tǒng)產(chǎn)品用于板料沖裁或沖孔和彎曲操作。Tor等[15]提出了一個以知識型背景為基礎(chǔ)的級進(jìn)模沖壓工藝過程設(shè)計框架。江曉萍等[16]介紹了這種自動化設(shè)計知識的應(yīng)用方法。使用嵌入內(nèi)置模塊于CATIA,林、嚴(yán)宗銘[17]提出一種覆蓋件拉深模具自動化設(shè)計系統(tǒng)。Tisza[18]在AutoCAD系統(tǒng)上發(fā)展了一種復(fù)雜工藝過程設(shè)計的金屬成型專家系統(tǒng)。昌秀珍等[19]建立了遺傳算法解決連續(xù)模的工作步驟排序問題。林等[20]在Pro /e平臺上開發(fā)了一種參數(shù)化設(shè)計系統(tǒng)用于具有特殊結(jié)構(gòu)的拉深模。然而,這些提案不能完全滿足沖壓模具設(shè)計行業(yè)的各種需求。
在系統(tǒng)設(shè)計中,總的來說能影響綜合系統(tǒng)整體的部件只有功能和輸入/輸出參數(shù)[21]。因此,作為一個設(shè)計單位設(shè)計師能認(rèn)真對待每一個功能特征。然后,模具設(shè)計被選擇為滿足一套功能特點(diǎn)的需要,然后每個位置和尺寸選定的由功能特點(diǎn)是決定。給個功能原件的位置和尺寸必須遵循其各個功能特性設(shè)計準(zhǔn)則和標(biāo)準(zhǔn)以及不能與其他功能特征和需求沖突。最后,設(shè)計草稿的校訂和輸出。為了使模具設(shè)計更加靈活、高效及具有更高的質(zhì)量,本文提出了一種依據(jù)沖壓工藝功能特征的沖壓模具計算機(jī)輔助結(jié)構(gòu)設(shè)計系統(tǒng)系統(tǒng)。用戶只需要輸入最起碼的初始信息和分配選定的功能特點(diǎn),該系統(tǒng)將自動完成剩下的設(shè)計。
本研究整合Pro /e沖壓模具設(shè)計模塊的知識和來構(gòu)建設(shè)計系統(tǒng)。這個Pro /e模塊包括草繪、零件設(shè)計、裝配、程序、工具包。沖壓模具設(shè)計知識,包括沖壓模具的設(shè)計程序、沖模的功能特點(diǎn),各個功能特征的設(shè)計準(zhǔn)則和標(biāo)準(zhǔn)。接下來的文章被組織成如下順序。第二節(jié)描述沖模主要零件的布局和設(shè)計程序。第三節(jié)闡述了結(jié)構(gòu)設(shè)計的架構(gòu)系統(tǒng)。第四部分為結(jié)構(gòu)設(shè)計系統(tǒng)一步一步構(gòu)建處理過程。第五部分論證了車身頂蓋能采用該系統(tǒng)進(jìn)行沖壓模具的設(shè)計。第6部分給出了結(jié)論。
原文： 1、Bor-Tsuen Lin & Ming-Ren Chang & Hau-Luen Huang & Chun-Yu Liu，Computer-aided structural design of drawing dies for stamping processes based on functional features ，《Int J Adv Manuf Technol》 第 10.1007 期，P1140~1152
譯文 2、用于模具設(shè)計的同步協(xié)同框架
摘要 競爭激烈的全球市場迫使模具制造商擁抱協(xié)同設(shè)計(CSCD)計算機(jī)作為一種方法來縮短交貨時間和提高產(chǎn)品質(zhì)量。大量的協(xié)作工具已經(jīng)得到發(fā)展以跟上需求。不幸的是,這些現(xiàn)有工具支持這兩種協(xié)同復(fù)議或協(xié)同設(shè)計,但這些工具幾乎不考慮這兩種類型的無縫集成和模具及模具的特點(diǎn)。本文提出了一種新的框架,結(jié)合回顧于某一個系統(tǒng)和協(xié)同設(shè)計,包括從不同的角度對模具及模具設(shè)計?？蚣芙Y(jié)構(gòu)包括四層。在核心,五個數(shù)據(jù)庫不同的服務(wù)目的是解決分布式工程師為地理上繼承多學(xué)科和宣傳他們的意圖。然后,采用入口控制機(jī)制和安全數(shù)據(jù)同步的過程中模具及模具設(shè)計的另一個等級。互換信息實(shí)時處理,是一種事件驅(qū)動的策略應(yīng)用于第三層。之后,最外層提供統(tǒng)一的接口調(diào)用應(yīng)用工具和操作設(shè)計信息協(xié)同系統(tǒng)。最后,有效的支持框架證明同步協(xié)同設(shè)計模具通過算例的情景。
關(guān)鍵詞: CSCD;產(chǎn)品發(fā)展;C4P;模具
1、 簡介
在過去的十年里,模具已越來越廣泛地應(yīng)用于工業(yè)機(jī)械、通訊、電器、汽車、航空、等等。在競爭激烈的市場上謀求生存,模具制造商必須保持使用先進(jìn)的技術(shù),象C4P(CAD / CAM / CAPP / CAE / PDM)縮短交貨時間和提高的模具設(shè)計質(zhì)量。然而,制造商仍面臨著嚴(yán)重的挑戰(zhàn),比如下面:
(1)如今,模具及模具結(jié)構(gòu)變得越來越復(fù)雜,例如一套級進(jìn)沖模通常有500 - 2000部件,數(shù)百,甚至數(shù)千袋詳述。它是這樣一個復(fù)雜和艱巨的工作,一個完整的產(chǎn)品組的個體來自不同的學(xué)科,其成員可能來自不同的企業(yè),甚至不同的國家,需要聯(lián)合來處理,以滿足交貨期日益減少。另外,在模具的設(shè)計過程中,顧客總是喜歡提出改變或微量的要求追蹤設(shè)計的現(xiàn)狀。
(2)在模具設(shè)計的不同階段中,每個工程師專注自己訓(xùn)練的方面就可以在不盡的專業(yè)軟件工具不同的市場受益,諸如犀牛為別名為工業(yè)設(shè)計,UG,Pro / E CATIA,負(fù)責(zé)產(chǎn)品的設(shè)計,利用Ansys分析變形,adams分析運(yùn)動仿真。然而,每個工具都有自己的概念和內(nèi)部數(shù)據(jù)表示,以防止產(chǎn)品信息采集和互換上游和下游之間的無縫設(shè)計制造。
(3)在一個最小的周期外包是一種常見的方式提供符合質(zhì)量要求的產(chǎn)品,因?yàn)榇蠖鄶?shù)模具制造商并不很大,沒有足夠的工程師和機(jī)器來完成全部組件的一組模具。根據(jù)Rezayat(2000),幾乎50 - 80%的產(chǎn)品部件外包給了外部供應(yīng)商。另一方面,顧客參與模具設(shè)計的過程是很重要的,以避免與模具工程師間的任何誤會。因此,輕松、易于部署的工具是滿意的地理分布，客戶、供應(yīng)商和經(jīng)理們通過網(wǎng)絡(luò)回顧調(diào)查設(shè)計信息,那就是,團(tuán)隊(duì)成員的描述、產(chǎn)品設(shè)計進(jìn)度時間表、產(chǎn)品模型。
以超前的技術(shù),特別是信息技術(shù)的發(fā)展,許多這里的存在已經(jīng)促進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計和實(shí)現(xiàn)過程(李丁曉萍。2004)計算機(jī)支持的協(xié)同設(shè)計對解決這樣的挑戰(zhàn)是一個理想的溶液，也對現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)生越來越大的影響。CSCD有三個基本特征，一個組織、一個計算機(jī)支持的環(huán)境,一個共同的目標(biāo)。這意味著,一個在地理上分布的多學(xué)科集成的產(chǎn)品團(tuán)隊(duì),在一個分布式計算機(jī)環(huán)境對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理可以進(jìn)行復(fù)雜的設(shè)計活動和分享相同的產(chǎn)品設(shè)計信息。
本文在提出一種基于商業(yè)CAD(UG)系統(tǒng)的協(xié)同系統(tǒng)中,提出分散式地理分布的工程師超越自然限制的空間、時間,以及相應(yīng)的平臺。相關(guān)的研究工作是在第二章討論,新的合作框架和實(shí)現(xiàn)的詳細(xì)在第3節(jié)。第四節(jié)場景,用實(shí)例闡述了協(xié)同模型。最后,在第五部分結(jié)論。
2、相關(guān)工作
自從它的到來,CSCD一直世界各地設(shè)計方法的研究關(guān)注的焦點(diǎn),大量的框架和工具已經(jīng)提出來了。應(yīng)用到目前為止已經(jīng)致力于參與者設(shè)計信息數(shù)據(jù)共享和互換。在研究工作中設(shè)計數(shù)據(jù)共享已獲得了高度的關(guān)注。骰子工程(國立和法律1997)使用一個集中的數(shù)據(jù)庫儲存所有項(xiàng)目的設(shè)計數(shù)據(jù),各代理在一個分布式環(huán)境擁有自己的當(dāng)?shù)氐臄?shù)據(jù)庫。KADBASE(霍華德和Rehak 1989)聚焦于的語義和句法的譯文數(shù)據(jù)檢索問題。然而,他們都不會支持多學(xué)科設(shè)計演化到現(xiàn)實(shí)實(shí)踐的設(shè)計原則。國立嘉義大學(xué)(1997)提出了一種三層模型的版本,裝配并配置。該模型描述的進(jìn)化版本保持原始的實(shí)體,裝配組件實(shí)例描述一個綜合的實(shí)體,并依據(jù)配置組件從版本整合整個項(xiàng)目。操作者節(jié)約和管理數(shù)據(jù)在每一層都提供更全面的設(shè)計師數(shù)據(jù)管理模型。
由于不同的平臺和軟件、互換信息在協(xié)作環(huán)境中成為CSCD另一個重要而復(fù)雜的方面。到目前為止,中間件技術(shù),例如,CORBA,微軟COM / DCOM和J2EE,被廣泛用來封裝功能不同的CAD / CAM內(nèi)核,使設(shè)計信息從分散的參與者在網(wǎng)絡(luò)可以自由轉(zhuǎn)讓。劉(2000)提出了“共同的核心接口的隱藏和暴露API函數(shù),在不同的計算機(jī)輔助設(shè)計(CAD)核提供一個通用的、中性的應(yīng)用層通過COM / DCOM 接口框架。周丁曉萍。(2002)封裝ACIS造型的CORBA內(nèi)核,開發(fā)一個基于的網(wǎng)絡(luò)實(shí)時協(xié)同造型系統(tǒng)用WebCOSMOS命名。
然而,不同的內(nèi)核差異性和復(fù)雜性導(dǎo)致系統(tǒng)繁重缺乏靈活性。少另一個流行的封裝方法是基于代理中介,被稱為引入人工智能?？烁咚够?1993)首先開發(fā)了一個基于分布式集成并行工程系統(tǒng)稱為帕洛阿爾托協(xié)同試驗(yàn)臺(PACT)。在這個系統(tǒng)中,機(jī)械設(shè)計工具、控制系統(tǒng)、數(shù)字電路設(shè)計等方面都封裝成一系列代理。這些分布式的代理人通過互聯(lián)網(wǎng)互相交流查詢知識和處理語言(KQML)。于是,除了方便信息互換，自主性與智能化都被帶進(jìn)CSCD系統(tǒng)。
原文： 2、CHANG LI and JIAN JUN LI*,A simultaneous collaborative framework for mould and die design,《International Journal of Production Research》, 第11期 ，P 2989~3006
開題報告
題目
托架沖壓模具設(shè)計
Bracket stamping mould design
院 （系）
專業(yè)
年級
學(xué)號
姓名
指導(dǎo)教師
20xx年 3 月 12 日
畢業(yè)設(shè)計開題報告
題目
托架沖壓模具設(shè)計
時間
本課題的目的意義
（含國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀分析）
模具生產(chǎn)是一個龐大的產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)，全世界每年模具的產(chǎn)值達(dá)數(shù)千億美圓，模具的應(yīng)用相當(dāng)廣泛，且增值大，利潤率高。我國是一個模具生產(chǎn)和使用大國，我省是一個模具生產(chǎn)和使用大省，每年對模具人才的需求量很大，特別是塑料模具，在我省的需要量更大，掌握模具設(shè)計和制造知識和技能的大學(xué)生具有廣泛的就業(yè)前景。通過設(shè)計著重培養(yǎng)同學(xué)們的設(shè)計、計算、分析問題和解決問題的能力，綜合運(yùn)用計算機(jī)繪圖能力、表達(dá)技術(shù)問題的能力以及開拓創(chuàng)新的能力。能使同學(xué)們運(yùn)用所學(xué)的知識來解決工程實(shí)際問題。
設(shè)計(論文)的基本條件
及設(shè)計(論文)依據(jù)
零件圖：
（1） 材料：08鋼 （2）生產(chǎn)批量：4萬件/年
主要參考資料：
《沖壓工藝及沖模設(shè)計》、《沖壓工藝與模具設(shè)計實(shí)用技術(shù)》、《實(shí)用沖壓工藝及模具設(shè)計手冊》《沖壓模具設(shè)計基礎(chǔ)》、《互換性與測量技術(shù)》、《材料成型設(shè)備》、《沖壓模具制造工（中級）》、《沖壓技術(shù)實(shí)用速查手冊》《沖壓模具精選88例設(shè)計分析》《沖壓模具實(shí)用結(jié)構(gòu)圖冊》等。
本課題的主要內(nèi)容、
重點(diǎn)解決的問題
主要內(nèi)容：
1、 分析產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)，.繪制產(chǎn)品2D圖，初步確定模具結(jié)構(gòu)
2、 對制品的進(jìn)行工藝分析；
三、模具結(jié)構(gòu)型式選擇及論證
1.對產(chǎn)品詳細(xì)的分析；2.對產(chǎn)品進(jìn)行模具設(shè)計；
四、模具設(shè)計（內(nèi)容包括：沖孔、落料、彎曲）
1、模具模架的設(shè)計 2、彎曲工序計算；3、 刃口尺寸計算；
重點(diǎn)解決的問題：
模具的設(shè)計的可行性、可加工性、模具的使用的壽命、模具材料選用。
本課題欲達(dá)到的目的
或預(yù)期研究的結(jié)果
畢業(yè)設(shè)計要求綜合知識和實(shí)踐能力較強(qiáng)，它既是學(xué)生大學(xué)三年所學(xué)的機(jī)械制圖、工程材料、公差配合與技術(shù)測量、金屬成型工藝與設(shè)備等技術(shù)基礎(chǔ)課、專業(yè)課的綜合應(yīng)用，又需要學(xué)生了解大量的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。
通過這次的設(shè)計，能使我們更好的掌握本專業(yè)的專業(yè)知識和技術(shù)，能更清楚模具設(shè)計要求和技巧，更明確模具加工與設(shè)計。同時也希望我們能更好的把書本的知識和實(shí)際操作融合在一起。為即將面臨的工作打下牢固的基礎(chǔ)。
通過畢業(yè)設(shè)計，也應(yīng)使得在下述基本能力上得到培養(yǎng)和鍛煉：①金屬沖壓制品的設(shè)計及成型工藝的選擇；②一般金屬制品成型模具的設(shè)計能力；③金屬制品的質(zhì)量分析及工藝改進(jìn)、沖壓模具結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計的能力。
計 劃 進(jìn) 度
時 間
工 作 內(nèi) 容
備 注
3.22～4.26
3.26～3.31
4.5～4.9
4.12～4.16
4.19～4.23
4.26～5.14
5.17～5.28
5.28～6.3
6.3～6.10
查閱、收集國內(nèi)外與課題有關(guān)文獻(xiàn)資料并寫出文獻(xiàn)綜述。
寫出畢業(yè)設(shè)計開題報告，與導(dǎo)師進(jìn)行設(shè)計思想交流。
檢索與閱讀與設(shè)計題目相關(guān)的外文資料，并準(zhǔn)備與本設(shè)計所用的工具書。
畫出設(shè)計零件的2D圖。初步確定設(shè)計方案。畫出草圖和主要設(shè)計參數(shù)及結(jié)構(gòu)的確定。
繪制模具總裝配圖和主要零件圖。
編寫設(shè)計（論文）說明書
修改與完善、打印、裝訂、裝袋
答辯前準(zhǔn)備，答辯
指
導(dǎo)
教
師
意
見
指導(dǎo)教師簽名：
年 月 日
專
業(yè)
教
研
室
意
見
教研室主任簽名：
年 月 日
文獻(xiàn)綜述
學(xué)院（系）
專 業(yè)
班 級
姓 名
學(xué) 號
一 模具在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中的地位
在工業(yè)生產(chǎn)中，用各種壓力成型機(jī)械（如壓力機(jī)、塑料注塑機(jī)、壓鑄機(jī)等）和裝在其上的專用工藝設(shè)備，通過壓力機(jī)把金屬或非金屬材料制成所需形狀的零件或制品，這種專用的工藝設(shè)備稱為模具。
模具是制造各種零件和制品的重要工藝裝備，現(xiàn)代零件和制品生產(chǎn)中，模具的加工效率高、互換性好、節(jié)約原材料，零件和制品的成本低，所以從航天、航空、汽車、船舶、電器、儀表、電子、醫(yī)療器械乃至人們的日常用品，幾乎各行各業(yè)都有模具生產(chǎn)的制品和零部件。模具工業(yè)已成為國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要支柱，現(xiàn)代工業(yè)發(fā)達(dá)國家對模具工業(yè)都非常重視。模具技術(shù)水平的高低反映了一個國家制造業(yè)能力和工業(yè)生產(chǎn)水平的高低。
隨著機(jī)床工業(yè)和計算機(jī)軟、硬件數(shù)字化技術(shù)的飛速發(fā)展，我國模具工業(yè)發(fā)展很快，從20世紀(jì)80年代開始，模具制造業(yè)逐漸開始走向產(chǎn)業(yè)化發(fā)展道路，如我國一汽模具制造有限公司，正邁出國門，走向世界，不但成為國內(nèi)眾多汽車制造廠的合作伙伴，而且日本豐田公司，德國大眾公司，英國CP公司也成為一汽的客戶。我國已成為模具制造大國，不久的將來一定會成為模具制造強(qiáng)國，為各行各業(yè)的發(fā)展提供有力的模具支撐。
二 沖壓模具的優(yōu)點(diǎn)與應(yīng)用
2.1 沖壓的概念
冷沖壓是在常溫下利用沖模在壓力機(jī)上對材料施加壓力，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。它是一種壓力加工方法，是機(jī)械制造中的先進(jìn)加工方法之一。
沖壓模具是一種特殊的，一次性的一類精密工具，通過切割與塑性變形的方式使金屬成為一個理想的形狀或外形。大多數(shù)模具構(gòu)造有幾個基本組成部分，包括模板，模柄，壓板，導(dǎo)柱，導(dǎo)套，導(dǎo)向銷，限位銷，彈簧，卸料螺釘，卸料版，頂桿，頂件塊，軸襯，墊塊，墊板，緊固螺釘，銷釘，和螺栓等。
2.2 沖壓的優(yōu)點(diǎn)與應(yīng)用
沖壓是一種生產(chǎn)效率高、互換性好、加工成本低、材料利用率高、操作簡便，容易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動化的加工方法，在技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上具有優(yōu)勢，特別適合于大批量生產(chǎn)。沖壓模具成形作為現(xiàn)代工業(yè)中一種十分重要的加工方法，用以生產(chǎn)各種板料零件,是一種其它加工方法所不能相比和不可替代的先進(jìn)制造技術(shù)，在制造業(yè)中具有很強(qiáng)的競爭力，被廣泛應(yīng)用于汽車、能源、機(jī)械、信息、航空航天、國防工業(yè)和日常生活的生產(chǎn)之中。
在吸收了力學(xué)、數(shù)學(xué)、金屬塑性材料學(xué)、機(jī)械科學(xué)以及自動控制、計算機(jī)技術(shù)等方面的知識后，已經(jīng)形成了沖壓學(xué)科的成形基本理論。以沖壓產(chǎn)品為龍頭，以模具為中心，結(jié)合現(xiàn)代先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用，在產(chǎn)品的巨大市場需求刺激和推動下，沖壓成形技術(shù)在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化和提高人民生活水平方面發(fā)揮著越來越重要的作用。
三 沖壓模具技術(shù)的發(fā)展
3.1 沖壓加工的研究內(nèi)涵
沖壓加工需研究沖壓工藝和模具兩個方面的問題。沖壓工藝可以分成分離工序和成形工序兩大類。分離工序是指使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。 成形工序是指使坯料在不破裂的條件下產(chǎn)生塑性變形而獲得一定形狀和尺寸的沖壓件的工序。 分離工序包括落料、沖孔、切斷、切邊和剖切等工序。成形工序包括彎曲、卷圓、扭曲、拉深、變薄拉深、翻孔、 翻邊、拉彎、脹形、起伏、擴(kuò)口、縮口、 旋壓和校形。
3.2 沖壓模具技術(shù)在我國的應(yīng)用現(xiàn)狀
我國模具CAD/ CAM 技術(shù)的發(fā)展已有20多年歷史。 由原華中工學(xué)院和武漢733 廠于1984年共同完成的精神模CAD/ CAM 系統(tǒng)是我國第一個自行開發(fā)的模具CAD/ CAM 系統(tǒng)。由華中工學(xué)院和北京模具廠等于1986 年共同完成的冷沖模CAD/ CAM 系統(tǒng)是我國自行開發(fā)的第一個沖裁模CA D/ CAM 系統(tǒng)。上海交通大學(xué)開發(fā)的冷沖模CAD/ CAM 系統(tǒng)也于同年完成。 20 世紀(jì)90 年代以來,國內(nèi)汽車行業(yè)的模具設(shè)計制造中開始采用CAD/ CAM 技術(shù)。 國家科委863 計劃將東風(fēng)汽車公司作為CIMS 應(yīng)用示范工廠，由華中理工大學(xué)作為技術(shù)依托單位，開發(fā)的汽車車身與覆蓋模具CA D/ CAPP/ CAM 集成系統(tǒng)于1996 年初通過鑒定。在此期間，一汽和成飛汽車模具中心引進(jìn)了工作站和CAD/ CAM 軟件系統(tǒng)， 并在模具設(shè)計制造中實(shí)際應(yīng)用，取得了顯著效益。1997年一汽引進(jìn)了板料成型過程計算機(jī)模擬CAE 軟件并開始用于生產(chǎn)。
3.3 沖壓模具的研究現(xiàn)狀
3.3.1 沖壓成形理論及沖壓工藝
目前，國內(nèi)外對沖壓成形理論的研究非常重視,在材料沖壓性能研究、沖壓成形過程應(yīng)力應(yīng)變分析、板料變形規(guī)律研究及坯料與模具之間的相互作用研究等方面均取得了較大的進(jìn)展。 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)等數(shù)值分析方法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(shí)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、 降低成本和擴(kuò)大沖壓工藝應(yīng)用范圍的各種壓新工藝, 也是沖壓技術(shù)的發(fā)展方向之一。目前, 國內(nèi)外相繼涌現(xiàn)出精密沖壓工藝、軟模成形工藝、高能高速成形工藝及無模多點(diǎn)成形工藝等精密、高效、經(jīng)濟(jì)的沖壓新工藝。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)IT 6～7 級；用液體、橡膠、聚氨酯等作柔性凸?；虬寄５能浤３尚喂に? 能加工出用普通加工方法難以加工的材料和復(fù)雜形狀的零件，在特定生產(chǎn)條件下具有明顯的經(jīng)濟(jì)效果；采用爆炸等高能效成形方法對于加工各種尺寸在、形狀復(fù)雜、批量小、強(qiáng)度高和精度要求較高的板料零件, 具有很重要的實(shí)用意義；利用金屬材料的超塑性進(jìn)行超塑成形，可以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(shí)現(xiàn)無回彈成形。無模多點(diǎn)成形系統(tǒng)以CAD/ CAM/ CAE 技術(shù)為主要手段，能快速經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)三維曲面的自動化成形。
3.3.2 沖模是實(shí)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, 與此相比適應(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)床和檢測設(shè)備以及模具CAD/ CAM 技術(shù)也在迅速發(fā)展；另一方面, 為了適應(yīng)產(chǎn)品更新?lián)Q代和試制或小批量生產(chǎn)的需要，鋅基合金沖模、聚氨酯橡膠沖模、薄板沖模、鋼帶沖模、組合沖模等各種簡易沖模及其制造技術(shù)也得到了迅速發(fā)展。
模具制造技術(shù)現(xiàn)代化是模具工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。 計算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、自動化技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)正在不斷向傳統(tǒng)制造技術(shù)滲透、交叉、融合形成了現(xiàn)代模具制造技術(shù)。其中高速銑削加工、電火花銑削加工、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。高速銑削加工不但具有加工速度高以及良好的加工精度和表面質(zhì)量(主軸轉(zhuǎn)速一般為15000～40000r/ min)，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(shí)現(xiàn)硬質(zhì)材料(60HRC)加工；電火花銑削加工(又稱電火花創(chuàng)成加工)是以高速旋轉(zhuǎn)的簡單管狀電極作三維或二維輪廓加工( 像數(shù)控銑一樣)，因此不再需要制造昂貴的成形電極，如日本三菱公司生產(chǎn)的EDSCAN8E 電火花銑削加工機(jī)床，配置有電極損耗自動補(bǔ)償系統(tǒng)、CAD/ CAM 集成系統(tǒng)、在線自動測量系統(tǒng)和動態(tài)仿真系統(tǒng)，體現(xiàn)了當(dāng)今電火花加工機(jī)床的技術(shù)水平；慢走絲線切割技術(shù)的發(fā)展水平已相當(dāng)高，功能也相當(dāng)完善，自動化程度已達(dá)到無人看管運(yùn)行的程度，目前切割速度已達(dá)到300mm/min，加工精度可達(dá)±1.5 微米，表面粗糙度達(dá)Ra= 0.1～0.2 微米；精密磨削及拋光已開始使用數(shù)控成形磨床、數(shù)控光學(xué)曲線磨床、數(shù)控連續(xù)軌跡坐標(biāo)磨床及自動拋光等先進(jìn)設(shè)備和技術(shù)；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)除了能高精度地測量復(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)密的除塵措施及簡單操作步驟, 使得現(xiàn)場自動化檢測成為可能。此外，激光快速成形技術(shù)( RPM)與樹脂澆注技術(shù)在快速經(jīng)濟(jì)制模技術(shù)中得到了成功的應(yīng)用。利用RPM 技術(shù)快速成形三維原型后, 通過陶瓷精鑄、電弧涂噴、消失模、熔模等技術(shù)可快速制造各種成形模。如清華大學(xué)開發(fā)研制的“M - RPMS- Ⅱ型多功能快速原型制造系統(tǒng)” 是我國自主知識產(chǎn)權(quán)的世界惟一擁有兩種快速成形工藝(分層實(shí)體制造SSM 和熔融擠壓成形MEM)的系統(tǒng), 它基于“模塊化技術(shù)集成” 之概念而設(shè)計和制造，具有較好的價格性能比。一汽模具制造公司在以CAD/ CAM 加工的主模型為基礎(chǔ)，采用瑞士汽巴化的高強(qiáng)度樹脂澆注成形的樹脂沖模應(yīng)用在國產(chǎn)轎車試制和小批量生產(chǎn)開辟了新的途徑。
四 沖壓模具精加工的重要性
一套模具是由很多的零件組配而成，零件的質(zhì)量直接影響著模具的質(zhì)量，而零件的最終質(zhì)量又是由精加工來完成保證的，精加工可以采用精磨和電加工，兩種加工方式各有特點(diǎn)，對不同形狀的模具，有著不同的加工效果?？刂颇＞吡慵木庸み^程，是針對不同的材質(zhì)，不同的形狀，不同的技術(shù)要求進(jìn)行適應(yīng)性加工。
根據(jù)零件的外觀形狀不同，大致可把零件分三類：軸類、板類與異形零件，其共同的工藝過程大致為：粗加工——熱處理——精磨——電加工——鉗工(表面處理) 組配加工零件熱處理，零件的熱處理工序。針對零件獲得相應(yīng)硬度的同時，還需對內(nèi)應(yīng)力進(jìn)行控制，保證零件加工時尺寸的穩(wěn)定性防止變形，不同的材質(zhì)分別有不同的處理方式。生產(chǎn)中遇到形狀復(fù)雜的工件，回火還不足以消除淬火應(yīng)力，精加工前還需進(jìn)行去應(yīng)力退火或多次人工時效處理，充分釋放應(yīng)力。
4.1 磨削加工
對以崩刃為主要失效形式的模具很適用零件的磨削加工，磨削加工采用的機(jī)床有三種主要類型：平面磨床、內(nèi)外圓磨床及工具磨具。精加工磨削時要嚴(yán)格控制磨削變形，因此，精磨的進(jìn)刀要小，冷卻液要充足，尺寸公差在 0.01mm 以內(nèi)的零件要盡量恒溫磨削，防止熱變形對工件尺寸造成的誤差，各精加工工序都需充分考慮這一因素的影響。精磨時選擇好恰當(dāng)?shù)哪ハ魃拜喪种匾?，根?jù)模具鋼材的具體狀況，選用 GD 單晶剛玉砂輪比較適用；淬火硬度高的材質(zhì)時，優(yōu)先采用有機(jī)粘結(jié)劑的金剛石砂輪，有機(jī)粘結(jié)劑砂輪自銳性好，磨出的工件粗糙可達(dá) Ra=0.2 mm 。磨削加工中，要注意及時修整砂輪，保持砂輪的銳利，當(dāng)砂輪鈍化后會在工件表面滑擦、擠壓，造成工件表面燒傷。
強(qiáng)度較低板類零件的加工大部分采用平面磨床加工，磨削時以精密平口鉗，等高塊墊，百分表，塊規(guī)，表座等保證平行、垂直、對稱尺寸，加工時小進(jìn)刀，多光刀，加工好一面后，翻面裝卡找正平行、垂直、對稱，這樣可改善磨削效果，達(dá)到技術(shù)要求。軸類零件具有回轉(zhuǎn)面，其加工廣泛采用內(nèi)外圓磨床及工具磨床，加工過程中，加工時多采用工藝頭，正、反頂尖，中心架裝卡。如果中心孔存在形狀誤差，加工出來的工件同樣會產(chǎn)生此問題，影響零件的質(zhì)量，因此在加工前要精研修中心孔。進(jìn)行內(nèi)孔磨削時，由于砂輪桿伸出教長且轉(zhuǎn)速較高，砂輪桿的剛性較差，要減少砂輪與工件的接觸面積，砂輪可以修整成到錐，只有前端很少的一端約4- 6mm 與工件接觸，可充分降低磨削阻力，在磨削時要小進(jìn)刀，不進(jìn)刀多次光刀，直到砂輪火花基本沒有時，才能再進(jìn)刀。加工薄壁套類零件，最好采用工藝彈性套夾持工件，防止夾持工件變形，否則容易在工件圓周上產(chǎn)生內(nèi)等三角變形。
4.2 電加工控制
現(xiàn)代的模具工廠，不能缺少電加工，電加工可以對各類異形高硬度零件進(jìn)行加工，它分為線切割與電火花二種。線切割加工精度較高，加工開始時，先預(yù)加工出大致形狀，然后再進(jìn)行熱處理，并進(jìn)行去應(yīng)力熱處理，讓熱處理加工應(yīng)力在精加工前先行釋放，保證熱穩(wěn)定性，熱處理完后，在平面磨床上，磨出一個基準(zhǔn)平面，以基準(zhǔn)平面定位，上線切割機(jī)床加工形腔，這樣工件在熱處理中已完全變形，在精加工中就不會再變形。
4.3 表面處理及組配
零件表面在加工時留下刀痕、磨痕是應(yīng)力集中的地方，是裂紋擴(kuò)展的源頭，在加工結(jié)束后，需要對零件進(jìn)行表面強(qiáng)化，通過鉗工打磨，處理掉加工隱患，對工件的一些棱邊、銳角、孔口進(jìn)行倒鈍， R化。電加工表面會產(chǎn)生 6- 10 m 左右的變質(zhì)硬化層，顏色呈灰白色，硬化層脆而且?guī)в袣埩魬?yīng)力，在使用之前要充分消除硬化層，方法為表面拋光，打磨去掉硬化層，在磨削加工，電加工過程中，工件會有一定磁化，具有微弱磁力，十分容易吸著一些小鐵沫，在組裝之前，要對工件作退磁處理，組裝過程中，裝配一般先裝模架，后配凸凹模，然后再對各處間隙，特別是凸凹模間隙進(jìn)行組配調(diào)整，裝配完成后要實(shí)施模具檢測，對發(fā)現(xiàn)的問題，從精加工到粗加工，逐一檢查，直到找出癥結(jié)，解決問題。
實(shí)踐證明，良好的精加工過程控制，可以有效減少零件超差報廢，有效提高模具的一次成功率及使用壽命。
五 沖壓模具間隙分析
金屬能進(jìn)行塑性加工的條件是金屬具備良好的塑性，塑性越好，金屬承受塑性變形的能力就越強(qiáng)。在一般的沖裁過程中，材料在凸模、凹模作用下，其變形過程分為塑性變形，剪切變形，斷裂分離變形。而沖裁件的斷面質(zhì)量由圓角帶，光亮帶，斷裂帶，毛刺四部分組成，其中光亮帶的切面質(zhì)量是最佳的，而且該區(qū)域發(fā)生在材料塑性變形階段，這個部分所占整個斷面的比例隨著材料的性能，模具的間隙，刃口的狀態(tài)及摩擦條件的不同而變化。
5.1 模具間隙對產(chǎn)品質(zhì)量的影響
當(dāng)模具間隙過大時，材料上下產(chǎn)生的裂紋不重合，材料中的拉應(yīng)力將增加，使拉伸斷裂過早發(fā)生因而使塑性變形較早結(jié)束，光亮帶窄，斷裂帶，圓角帶增寬，毛刺和斜度較大，拱彎，翹曲也較明顯，沖裁件斷面質(zhì)量較差，當(dāng)模具間隙小時上下裂紋也不重合，兩裂紋之間的材料隨著沖裁的進(jìn)行將被第2次剪切，在斷面上形成第2 光亮帶，該光亮帶中部有殘留的斷裂帶。為了得到合格的制品，一般在設(shè)計模具時要根據(jù)產(chǎn)品的特點(diǎn)和實(shí)際情況制定合理的沖裁模具間隙，設(shè)計合理的模具結(jié)構(gòu)。
5.2 合理間隙值的確定
在沖裁過程中，由于不同厚度相同的材料，或者相同厚度不同性質(zhì)的材料等，各質(zhì)量因素與磨損方式都在演變，一個間隙值不能同時滿足諸多的因素的要求，所以只能在不同的質(zhì)量要求前提下，通過合理安排各種間隙的大小來滿足各方面的要求，從而生產(chǎn)出合格的零件。
5.3 沖裁變形區(qū)的應(yīng)力分析及應(yīng)力狀態(tài)
在沖裁過程中，如果材料在變形的過程中，材料有良好的塑性，工件的斷面質(zhì)量將得到提高，通過材料的變形過程分析可知，材料的塑性大小和金屬所受壓應(yīng)力的數(shù)目的多少有關(guān)，在主應(yīng)力圖中壓應(yīng)力的個數(shù)越多，數(shù)值越大，則金屬的塑性越高；反之，拉應(yīng)力的個數(shù)越多，數(shù)值越大，則金屬的塑性就越差。因此在塑性加工中可以通過改變應(yīng)力的狀態(tài)，增大變形的靜水壓力來提高金屬的塑性，通過對材料在沖裁過程中的材料受的應(yīng)力分析可知，減小沖裁間隙和增減材料的反頂力可以增加材料變形區(qū)的靜水壓力，在變形過程中的靜水壓力越大，材料晶間變形困難，因而材料的塑性越高。
5.4 普通間隙值的確定
在實(shí)際生產(chǎn)中，通常選擇一個合適的間隙范圍，只要模具間隙在這個范圍之內(nèi)，就可以滿足使用的要求，這個范圍的最小值稱為最小合理間隙最大值稱為最大合理間隙?？紤]到模具使用中的磨損，設(shè)計和制造模具時要選擇最小合理間隙，確定最小合理間隙的基本方法有兩種：理論確定法和經(jīng)驗(yàn)確定法。隨著計算機(jī)在模具設(shè)計中的運(yùn)用程度越來越廣泛，確定合理沖裁模具間隙的方法也變得多種多樣。例如，通過建立模糊評判數(shù)學(xué)模型來計算得到最佳方案，利用最小二乘原理根據(jù)技術(shù)資料中推薦的離散間隙值，建立相關(guān)的函數(shù)曲線，然后通過查圖法來確定合理間隙值。根據(jù)近年來的研究與應(yīng)用實(shí)踐，在確定間隙值時一般按照分類選用，對于尺寸精度高，斷面垂直度要求較高的制件，應(yīng)選用較小的間隙值；對于尺寸精度，斷面垂直度要求不太高的制件，應(yīng)降以低沖裁力，提高模具壽命為主，故選用較大的間隙值，選用時可以閱讀有關(guān)行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)。
六 沖壓模具壽命的影響因素探究
模具壽命是指模具在保證產(chǎn)品零件質(zhì)量的前提下，所能加工制件的總數(shù)量，它包括工作面的多次修磨和易損件更換后的壽命。模具壽命一般可分為設(shè)計壽命和使用壽命，在模具設(shè)計階段就應(yīng)明確該模具適用的生產(chǎn)批量類型或者模具生產(chǎn)制件的總數(shù)量，即模具的設(shè)計壽命；在正常情況下，模具的使用壽命應(yīng)大于設(shè)計壽命。不同類型的模具正常損壞的形式也不一樣，沖壓模具失效形式主要為磨損失效、變形失效、斷裂失效和啃傷失效等。下面就沖壓模具在的模具設(shè)計，模具制造，模具使用等方面來分析沖壓模具壽命的影響因素，并提出相應(yīng)的改善措施來提高模具的使用壽命
6.1 沖壓模具的設(shè)計
6.1.1 模具的設(shè)計質(zhì)量
模具從結(jié)構(gòu)、選材，到關(guān)鍵參數(shù)的確定，都由模具設(shè)計員來確定，這就要求設(shè)計員有較高的技術(shù)水平和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，這樣才能保證設(shè)計的模具的質(zhì)量。
6.1.2 模具結(jié)構(gòu)
合理的模具結(jié)構(gòu)有助于提高模具的承載能力，減輕模具承受的機(jī)械負(fù)荷水平。例如，模具可靠的導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，對于避免凸模和凹模間的互相啃傷是有幫助的。
6.1.3 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)精度
為了提高模具壽命，必須根據(jù)工序性質(zhì)和零件精度等要求，正確選擇導(dǎo)向形式和確定導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的精度，準(zhǔn)確、可靠的導(dǎo)向，對于減少模具工作零件的磨損，避免凸、凹?？袀绊憳O大，一般情況下，導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的精度應(yīng)高于凸、凹模配合精度。
6.1.4 凸、凹模刃口幾何參數(shù)
凸、凹模的形狀，配合間隙和圓角半徑不僅對沖壓件成型有較大的影響，而且對于模具的磨損及壽命也影響很大。精度要求較高的，宜選較小的間隙值；反之，則可適當(dāng)加大間隙，以提高模具壽命。
6.2 沖壓模具的制造質(zhì)量
在制造模具時，應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品零件生產(chǎn)批量的大小，選擇模具材料。注意模具材料的冶金質(zhì)量可能造成的工藝缺陷機(jī)工作時承載能力的影響，應(yīng)采取必要的措施來彌補(bǔ)冶金質(zhì)量的不足，以提高模具壽命。通常根據(jù)沖壓件的材料特性，生產(chǎn)批量精度要求等，選擇性能優(yōu)良的模具材料，同時兼顧其工藝性和經(jīng)濟(jì)性。模具制造質(zhì)量的好壞取訣于模具每一個零件的制造精度和工人的裝配水平，也受到機(jī)床精度，工人技能，檢驗(yàn)手段的影響。
6.3 模具零件加工表面質(zhì)量
模具工作零件加工表面質(zhì)量的優(yōu)劣對于模具的耐磨性，抗膠合能力，抗斷裂能力產(chǎn)生顯著的影響。其直接影響模具的使用壽命，尤其是表面粗糙度值對模具壽命影響很大，若表面粗糙度值過大，在工作時會產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象，并在其峰、谷間容易產(chǎn)生裂紋，影響沖模的耐用度，還會影響工件表面的耐蝕性，直接影響沖模的使用壽命和精度。
6.4 使用和維護(hù)模具
為了使模具能正常生產(chǎn)，提高沖壓件質(zhì)量，降低成本，延長沖模壽命，要正確使用和合理維護(hù)模具，嚴(yán)格執(zhí)行沖壓模具三檢查制度。即：用前檢查，使用過程中檢查與使用后檢查。要做好模具的保養(yǎng)及檢修工作，其工作內(nèi)容包括：模具的正確安裝與調(diào)試；凸模進(jìn)入凹模深度；校正彎曲、冷擠、整形等工序上模的下止點(diǎn)伸置；還要注意及時復(fù)磨，研光模具刃口；注意保持模具的清潔和合理的潤滑，等等。
6.5 試模的影響
在模具調(diào)試中，所使用試模設(shè)備的精度，試模人員的技能、經(jīng)驗(yàn)及試模中問題是否全面暴露，都對試模次數(shù)有很大影響，如果試模設(shè)備的精度差，試模人員的技能差，可能會造成模具損壞，或是造成試模零件不合格。
在沖壓模具設(shè)計、制造、使用以及維護(hù)保養(yǎng)過程中，應(yīng)該采用高質(zhì)量的設(shè)計團(tuán)隊(duì)，先進(jìn)的制造技術(shù)和實(shí)行全面質(zhì)量管理，減小和消除影響模具壽命的因素，致力于發(fā)展專業(yè)化生產(chǎn)，加強(qiáng)模具標(biāo)準(zhǔn)化工作，不斷提高模具設(shè)計和制造水平，這樣才能提高模具壽命。
七 沖壓模具技術(shù)的展望
近年來，全球制造業(yè)正以垂直整合的模式向亞太地區(qū)轉(zhuǎn)移，我國正成為世界制造業(yè)的重要基地，中國已成為第一制造大國。作為產(chǎn)品制造的重要工藝裝備，國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)之一的模具工業(yè)將直面競爭的第一線。我國模具工業(yè)在政府關(guān)懷和扶植下，提出相應(yīng)的優(yōu)惠政策進(jìn)行模具技術(shù)開發(fā)，在模具工業(yè)中大量采用先進(jìn)技術(shù)和設(shè)備，努力提高模具設(shè)計和制造水平，取得顯著的經(jīng)濟(jì)效益。另外，從資料獲悉，目前，美國、日本、德國等發(fā)達(dá)國家的模具總產(chǎn)值都已超過機(jī)床總產(chǎn)值。 模具技術(shù)的進(jìn)步極大地促進(jìn)了工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)與發(fā)展，模具是“效益放大器”，用模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品的價值將超過自身價格的幾十倍乃至上百倍及上千倍。
模具工業(yè)在歐美等工業(yè)發(fā)達(dá)國家被稱之“點(diǎn)鐵成金”的“磁力工業(yè)”,如今世界模具工業(yè)的發(fā)展速度超過了新興的電子工業(yè)，已實(shí)現(xiàn)了模具專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化和商業(yè)化，因而深受贊譽(yù)。美國工業(yè)界認(rèn)為“模具工業(yè)是美國工業(yè)的基石”，日本稱模具工業(yè)為“進(jìn)入富裕社會的原動力”，在德國，被冠之以“金屬加工業(yè)中的帝王”之稱號,而歐盟一些國家稱“模具就是黃金” ,新加坡政府則把模具工業(yè)作為“磁力工業(yè)”，中國模具權(quán)威經(jīng)理稱為“模具是印鈔機(jī)”?？梢娔＞吖I(yè)在世界各國經(jīng)濟(jì)發(fā)展中具有重要的地位。 模具技術(shù)已成為衡量一個國家產(chǎn)品制造水平的重要標(biāo)志之一。
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