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畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)外文資料翻譯
系 別 機(jī)電信息系
專(zhuān) 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
班 級(jí) B070203
姓 名 張瑞
學(xué) 號(hào) B07020336
外文出處
附 件 1. 原文； 2. 譯文
2011年3月
熱沖壓模具冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
摘要：
熱沖壓和高強(qiáng)度鋼材在汽車(chē)行業(yè)正越來(lái)越受歡迎。熱沖壓是通過(guò)加熱和按下推進(jìn)器水冷工具來(lái)實(shí)現(xiàn)鋼板高強(qiáng)度的一種工藝，冷卻系統(tǒng)對(duì)該工藝的影響很大。本文提出了一種對(duì)冷卻管道系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化的設(shè)計(jì)過(guò)程,介紹一種在冷卻系統(tǒng)上進(jìn)行有限元分析與一個(gè)特定的進(jìn)化算法的優(yōu)化程序。通過(guò)對(duì)每個(gè)單獨(dú)程序組件進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì),然后讓熱沖壓工藝和thermo-mechanically熱模擬相結(jié)合的優(yōu)化方案。
關(guān)鍵詞:
熱沖壓、有限元法(FEM),優(yōu)化
1概述
近年來(lái),在不降低安全標(biāo)準(zhǔn)的前提下減輕重量已成為汽車(chē)工業(yè)的研究重點(diǎn)。熱沖壓、高強(qiáng)度鋼對(duì)此提供了可能性,不但降低重量而且提高了乘車(chē)的安全系數(shù)。為了達(dá)到高強(qiáng)度，利用熱沖壓將高強(qiáng)度鋼加熱奧氏體溫度范圍，然后對(duì)其進(jìn)行迅速冷卻，馬氏體轉(zhuǎn)變發(fā)生。在熱沖壓工藝中,工件的溫度必須保持在200°C以上，實(shí)現(xiàn)高強(qiáng)度。到目前為止,很少有對(duì)冷卻系統(tǒng)進(jìn)行研究的熱沖壓模具。
本文介紹了一種系統(tǒng)化的設(shè)計(jì)方法,熱沖壓工具與冷卻系統(tǒng)達(dá)到最佳而快速。在這個(gè)例子中,冷卻系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化幫助進(jìn)行有限元分析與一個(gè)特定的進(jìn)化算法，隨后一系列的熱成形過(guò)程的數(shù)值thermo-mechanically熱模擬以及觀察傳熱和冷卻速率來(lái)優(yōu)化冷卻系統(tǒng)，在高溫的沖壓工刀具運(yùn)動(dòng)需要的時(shí)間相對(duì)整個(gè)過(guò)程的時(shí)間較短。因此,熱沖壓過(guò)程必須有足夠的工具、合理的準(zhǔn)確性計(jì)算與短時(shí)間的快速設(shè)計(jì)。
模具的冷卻系統(tǒng)分析了包括這項(xiàng)議案的一項(xiàng)形成過(guò)程是很有必要的,可以提高預(yù)測(cè)精度。在本文中，第2章介紹了一輛汽車(chē)和其相應(yīng)的熱沖壓原件，第3章中介紹了優(yōu)化有限元分析的程序及進(jìn)化算法。隨后,結(jié)果通過(guò)熱分析與熱、光的優(yōu)化為熱沖壓模具設(shè)計(jì)提供了科學(xué)依據(jù)。
2熱沖壓模具的冷卻
2.1動(dòng)機(jī)
提高了工藝流程的經(jīng)濟(jì)性和優(yōu)化了成形零件的特點(diǎn)、熱沖壓才能達(dá)到設(shè)計(jì)最佳狀況。因此,本研究的主要目的是優(yōu)化設(shè)計(jì)一種在經(jīng)濟(jì)冷卻系統(tǒng)熱沖壓工具才能獲得有效的冷卻速率的工具。到目前為止,只有很少數(shù)的人進(jìn)行了有關(guān)冷卻系統(tǒng)在熱沖壓工具的應(yīng)用。因此,先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法配以適當(dāng)?shù)姆抡婺Ｐ屯瓿梢蟮膬?yōu)化調(diào)查，達(dá)到工具和產(chǎn)品的快速完成和盡可能的精確。
2.2熱沖壓和模具冷卻的工藝特點(diǎn)
在直接熱成形工藝中,quenchable boronmanganese合金鋼熱沖壓和模具冷卻是常用。同時(shí),熱沖壓和模具冷卻是其中的一個(gè)具有代表意義的材料超高強(qiáng)度鋼。因此,在此研究中,熱沖壓和模具冷卻的鋁預(yù)表(阿塞洛USIBOR)被認(rèn)為是空白的材料。材料熱沖壓和模具冷卻的拉伸強(qiáng)度600MPa在臨界狀態(tài),材料的拉伸強(qiáng)度通過(guò)熱沖壓工藝顯著增加。更高的抗拉強(qiáng)度達(dá)到了熱沖壓工藝是通過(guò)快速冷卻至少27°的速度C / s[2]。作為在奧氏體冷卻淬火過(guò)程非?？祚R氏體相變將發(fā)生。該微結(jié)構(gòu)提供與馬氏體與硬化的最終產(chǎn)品較高的抗拉強(qiáng)度達(dá)到1500兆帕。
2.3工具組件和檢驗(yàn)
原型的組成及其熱沖壓工具運(yùn)動(dòng)學(xué)是如圖1所示,最初的空白，該試驗(yàn)的一部分,在圖2。最初的空白的430mm尺寸x 1.75mm x 170mm和抽簽儀式提出了一種深度的檢驗(yàn)的一部分是30毫米。
2.4沖壓模具冷卻系統(tǒng)
該工具設(shè)計(jì)必須考慮能夠達(dá)到的最大的降溫速率和熱沖壓零件的溫度分布均勻性。因此,冷卻系統(tǒng)需要被整合到工具。這冷卻系統(tǒng)冷卻管靠近工具輪廓目前認(rèn)為是一種有效的解決方案。然而,冷卻管的幾何形狀限制因在鉆井和約束也應(yīng)放置導(dǎo)管盡可能在盡可能的靠近但足以有效的冷卻遠(yuǎn)離工具輪廓,以避免任何塑性變形在熱成形工藝的工具。保證滿(mǎn)意繪制部分的特點(diǎn),整個(gè)活躍部位，該工具(沖壓、模具、壓邊及解決沖床)需要設(shè)計(jì)冷卻充分。
3冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
3.1優(yōu)化的進(jìn)化算法
圖3為每個(gè)工具的優(yōu)化程序。為優(yōu)化程序設(shè)計(jì)的冷卻系統(tǒng)呈現(xiàn)在圖3。在這個(gè)過(guò)程中,冷卻在每個(gè)通道可優(yōu)化工具通過(guò)具體的進(jìn)化算法(EA),這是在發(fā)達(dá)的ISF(Institut Fertigung皮毛Spannende多特蒙德,大學(xué)德國(guó)),為優(yōu)化注塑工具適用于設(shè)計(jì)和冷卻系統(tǒng)在熱沖壓件工具[3、4]。作為約束條件進(jìn)行優(yōu)化,可得到的大小的連接器和插座,最低的墻以及nonintersection厚度的鉆孔因素也被考慮在內(nèi)。反推最小距離冷卻風(fēng)管和卸之間/裝載工具輪廓(a / x)和最小距離冷卻管(s)通過(guò)有限元分析確定。參數(shù)的冷卻系統(tǒng)如通道的數(shù)量(一根鏈條上的序貫孔),鉆孔每通道和直徑的孔洞每個(gè)工具組件也提供作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入?yún)?shù)的優(yōu)化。這些輸入?yún)?shù)可從現(xiàn)有的設(shè)計(jì)通過(guò)有限元模擬指南或。基于輸入初始解生成隨機(jī)參數(shù)通過(guò)EA或手動(dòng),由用戶(hù)。從初始解,EA創(chuàng)造新的解決方案經(jīng)過(guò)重組的電流修改他們的解決方案和隨機(jī)的。定義了隨后被用于約束的校正生成的解決方案和消除作廢的解決方案。所有的生成方案最優(yōu)標(biāo)準(zhǔn)等進(jìn)行有效的冷卻率和均勻冷卻。最后,最好的解決辦法為優(yōu)化冷卻通道選擇對(duì)選定的工具組件
3.2冷卻通道的優(yōu)化
在我們的研究,選定的管的直徑對(duì)8毫米和12mm 8毫米,12mm沖床、毫米到16毫米之間死亡,8毫米和10毫米反凸模和8毫米為空白持有人。EA是用于儲(chǔ)放冷卻通道根據(jù)給定的輸入翻案和約束條件每個(gè)工具組件。優(yōu)化后的型材的8毫米直徑的渠道,為管道在圖4。
4最佳冷卻系統(tǒng)的評(píng)價(jià)
冷卻通道的渠道設(shè)計(jì)產(chǎn)生EA每個(gè)工具組件以不同的孔直徑和其冷卻性能進(jìn)行了評(píng)估,采用鐵模擬。
4.1熱學(xué)分析
在設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)階段的熱沖壓件工具,這是很重要的,估計(jì)熱沖壓工藝定性和定量地在很短的時(shí)間經(jīng)濟(jì)制造的工具。為了這個(gè)目的,兩個(gè)瞬態(tài)熱模擬的基礎(chǔ)上進(jìn)行利用ABAQUS /標(biāo)準(zhǔn),一個(gè)隱式方法。在這個(gè)分析1.2379曾被選為鋼的刀具材料。這仿真模型包含4工具組件:沖床,死亡,壓邊和反拳。如表1所,選擇與優(yōu)化組合的零件冷卻通道的方法。V1是這種變體組合優(yōu)化工具和小冷卻風(fēng)管直徑大,而變種冷卻風(fēng)管。V2直徑。表1:設(shè)計(jì)工具的組合進(jìn)行有限元分析。摘要為了代表一系列生產(chǎn)流程,一個(gè)循環(huán)數(shù)的熱沖壓的過(guò)程模擬為一個(gè)周期傳熱分析。圖5的表明有限元模型包括邊界conditionsFigure 5:有限元模型和邊界條件。這種熱成形工藝的部分的樣機(jī)這樣的設(shè)計(jì)周期時(shí)間是30秒。在一個(gè)周期內(nèi),沖壓運(yùn)動(dòng)的形成需要3秒,這種工具關(guān)閉了17秒的空白,它可以使淬火另一個(gè)10秒開(kāi)發(fā)工具和定位的下一步空白的工具。然而,在這種熱分析運(yùn)動(dòng)和變形工具坯料的卻沒(méi)有考慮到減少了計(jì)算量。因此,只有進(jìn)行了傳熱分析是在一個(gè)封閉的工具。在熱分析、淬火過(guò)程耗時(shí)的地方2017秒秒來(lái)代替,因?yàn)檫\(yùn)動(dòng)沖壓不考慮。假定空白有一個(gè)最初的穩(wěn)態(tài)溫度(Tb,0°C)由于850從950°C冷卻免費(fèi)在轉(zhuǎn)運(yùn)環(huán)境。最初的工具的溫度(Tt,0)假設(shè)為20°C在第一個(gè)周期和變化周期周期。冷卻介質(zhì)的溫度(Tc)假設(shè)為室溫。邊界的旁邊條件、材料性能的熱沖壓和模具冷卻的工藝要求從熱拉伸試驗(yàn),獲得了LFT舉辦(Lehrstuhl皮毛Fertigungstechnologie,大學(xué)Erlangen-Nurnberg、德國(guó)),和他在一起共同研究在熱沖壓被帶領(lǐng)[2]。在分析中,對(duì)流從空白和工具的環(huán)境(他),辦理在每一個(gè)工具,對(duì)流從工具融入到冷卻通道(hc)和傳熱熱空白是considered. c)工具(Here,??c,是the(CHTC接觸傳熱系數(shù)),描述了熱通量的數(shù)量從毛坯到工具。這通常取決于系數(shù)之間的差距的工具和d空白和接觸壓力p .它增加通常是作為接觸壓力的增加而增加。然而,在熱分析了CHTC壓力是無(wú)效的,依賴(lài)但是差距是使用相關(guān)系數(shù)。CHTC是假設(shè)為5000W°C / m2在零距離之間的空白和工具(缺口)和保持常數(shù),直到差距的增加而增加超越批判價(jià)值。
4.2 機(jī)械分析
仿真與傳統(tǒng)熱成形是不同的板料成形過(guò)程模擬,其中的分布規(guī)律在溫度或壓力的工具被忽視。為快速又簡(jiǎn)單的方法去分析熱成形工藝的工具與空白被建成有殼單元在其他的研究[5,6]。在這些研究中,研究溫度可能是分布式沿厚度的殼元素和用戶(hù)自定義函數(shù)的溫度,但這件工具是內(nèi)溫度不考慮。同時(shí),在仿真模型的加熱,在一系列的工具熱沖壓過(guò)程不被考慮。此外,殼模型,對(duì)接觸熱的問(wèn)題只是足夠于相對(duì)較短的接觸時(shí)間[6]。因此,我們?cè)谘芯抗ぞ吆涂瞻着c體積元模擬仿制的順序的在一系列的傳熱過(guò)程。熱力的進(jìn)行仿真是ABAQUS /顯性。在熱分析、比較,整個(gè)形成和淬火工藝是仿制,而動(dòng)態(tài)溫度和應(yīng)力響應(yīng)的工具進(jìn)行了模擬接觸熱利用空白time-temperature依賴(lài)流動(dòng)應(yīng)力曲線。熱更準(zhǔn)確地表達(dá)了轉(zhuǎn)會(huì)應(yīng)該使用在接觸壓力CHTC場(chǎng)所依賴(lài)改變?cè)谛纬蛇^(guò)程。此外,氣溫依賴(lài)的熱導(dǎo)率和比熱也會(huì)考慮。然而,在通過(guò)熱分析,為號(hào)元素的增加,鐵的復(fù)雜性問(wèn)題顯著的增加。在傳統(tǒng)的成形有限元模擬提出了一種自適應(yīng)網(wǎng)格可以通常用來(lái)閑了仿真時(shí)間,來(lái)獲得更多的精確解接觸面積。然而,自適應(yīng)網(wǎng)格細(xì)化在計(jì)算在熱力不穩(wěn)定的原因分析。因此,一個(gè)雅致的網(wǎng)格更高的沖壓速度被認(rèn)為是減少模擬時(shí)間。傳熱系數(shù)的結(jié)垢因此,獲得相同的熱通量[7]。
河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校
學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）中期檢查表
學(xué)生姓名
學(xué) 號(hào)
指導(dǎo)教師
選題情況
課題名稱(chēng)
油 箱 蓋 冷 沖 模 設(shè) 計(jì)
難易程度
偏難
適中
偏易
工作量
較大
合理
較小
符合規(guī)范化的要求
任務(wù)書(shū)
有
無(wú)
開(kāi)題報(bào)告
有
無(wú)
外文翻譯質(zhì)量
優(yōu)
良
中
差
學(xué)習(xí)態(tài)度、出勤情況
好
一般
差
工作進(jìn)度
快
按計(jì)劃進(jìn)行
慢
中期工作匯報(bào)及解答問(wèn)題情況
優(yōu)
良
中
差
中期成績(jī)?cè)u(píng)定：
所在專(zhuān)業(yè)意見(jiàn)：
負(fù)責(zé)人：
年 月 日
河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)
系 部：
專(zhuān) 業(yè)：
學(xué)生姓名: 學(xué) 號(hào):
設(shè)計(jì)(論文)題目： 油箱蓋冷沖模設(shè)計(jì)
起 迄 日 期: 2007年 3 月 20 日~ 6月18日
指 導(dǎo) 教 師:
發(fā)任務(wù)書(shū)日期: 2007年 3 月 20 日
畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）任 務(wù) 書(shū)
1．本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題來(lái)源及應(yīng)達(dá)到的目的：
該課題是于智宏老師的課題的油箱蓋產(chǎn)品造型與模具設(shè)計(jì)。
在完成該課題之后，對(duì)沖壓工藝生產(chǎn)有一定熟悉，熟練掌握相關(guān)設(shè)計(jì)手冊(cè)的使用，獨(dú)立完成一套模具的設(shè)計(jì)及模具工作零件加工工藝的編制，能夠運(yùn)用模具設(shè)計(jì)軟件完成模具裝配圖及零件圖的繪制。
2．本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題任務(wù)的內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求等）：
（1）了解目前國(guó)內(nèi)外冷沖模具的發(fā)展現(xiàn)狀；
（2）零件的結(jié)構(gòu)工藝分析；
（3）油箱蓋冷沖模設(shè)計(jì)，并編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份；
（4）繪制模具總裝圖一張，并畫(huà)出非標(biāo)準(zhǔn)零件的零件圖；
（5）編制主要零件加工工藝過(guò)程卡。
原始資料：零件圖及其尺寸見(jiàn)說(shuō)明書(shū)，
材料：08#
生產(chǎn)批量：中等批量
所在專(zhuān)業(yè)審查意見(jiàn)：
負(fù)責(zé)人：
年 月 日
系部意見(jiàn)：
系領(lǐng)導(dǎo)：
年 月 日
河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校材料工程系
模具設(shè)計(jì)與制造專(zhuān)業(yè)
畢業(yè)設(shè)計(jì)/論文
設(shè)計(jì)/論文題目：油箱蓋沖壓模具設(shè)計(jì)
班 級(jí)
學(xué)生姓名
學(xué) 號(hào)
指導(dǎo)教師
2007年 6 月 10 日
河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)論文說(shuō)明書(shū)
插圖清單
圖1 制件圖…………………………………………………………………………6
圖2 落料拉深凸凹?！?3
圖3 拉深凸?！?4
圖4 拉深切邊凸凹模………………………………………………………………14
圖5 落料凹?！?5
圖6 總裝圖…………………………………………………………………………16
河南機(jī)電高等專(zhuān)科學(xué)校畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)
摘 要
本設(shè)計(jì)題目為油箱蓋沖壓模設(shè)計(jì)，體現(xiàn)了拉深類(lèi)零件的設(shè)計(jì)要求、內(nèi)容及方向，有一定的設(shè)計(jì)意義。通過(guò)對(duì)該零件模具的設(shè)計(jì)，進(jìn)一步加強(qiáng)了設(shè)計(jì)者復(fù)合模設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)知識(shí)，為設(shè)計(jì)更復(fù)雜的復(fù)合模具做好了鋪墊和吸取了更深刻的經(jīng)驗(yàn)。
通過(guò)分析制件的工藝性可確定制件的成形加工需要一副復(fù)合模具完成。復(fù)合模是指沖床在一次行程中，完成落料、拉深、沖孔等多個(gè)工序的一種模具結(jié)構(gòu)。相對(duì)其他冷沖壓模具結(jié)構(gòu)而言，它具有以下一些優(yōu)點(diǎn)：①工件同軸度較好，表面平直，尺寸精度較高； ②生產(chǎn)效率高，受條料外形尺寸的精度限制較小。但需考慮的問(wèn)題是：模具零部件加工制造比較困難，成本較高，并且凸凹模容易受到最小壁厚的限制
關(guān)鍵詞：復(fù)合模 工藝性能 凸凹模 模具制造
Abstract
The requirement ，content and direction of the design of the deep thin wall plastic parts are embodied on this injection mould design of the plastic parts of long pipe box. The designer’s foundation knowledge of the injection mould design is reinforced and is able to design more complex injection mould through the design.
Through analyzes the workpiece the technology capability to bepossible to determine the workpiece the formed processing needs acompound mold to completeThe compound mold mean the punching machine is in a route of travel, completing to fall to anticipate, a kind of molding tool structure of several work prefaces of etc. of blunt bore.Opposite and other cold hurtle to press the molding tool structure but speeches, it has following some advantageses:The ① work piece is together the stalk degree is better, the surface is straight and even, the size accuracy is higher; The ② produces the efficiency high, be subjected to the anticipates the shape size of accuracy limit smaller.But need the problem of the consideration is:The molding tool zero partses process the manufacturing more difficulty, the cost is higher, and the convex and cave mold is subjected to the thick restrict of minimum wall easily.
Keyword:Compound mold craft function The convex and cave mold Molding tool manufacturing
油箱蓋冷沖模設(shè)計(jì)
1緒 論
目前，我國(guó)沖壓技術(shù)與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比還相當(dāng)?shù)穆浜?，主要原因是我?guó)在沖壓基礎(chǔ)理論及成形工藝、模具標(biāo)準(zhǔn)化、模具設(shè)計(jì)、模具制造工藝及設(shè)備等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)的國(guó)家尚有相當(dāng)大的差距，導(dǎo)致我國(guó)模具在壽命、效率、加工精度、生產(chǎn)周期等方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的模具相比差距相當(dāng)大
1.1 國(guó)內(nèi)模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)
1.1.1國(guó)內(nèi)模具的現(xiàn)狀
在國(guó)民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的拉動(dòng)和國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策的正確引導(dǎo)下，我國(guó)模具工業(yè)發(fā)展很快，部分企業(yè)享受增值稅先征后返政策極大地促發(fā)了行業(yè)的發(fā)展積極性，使得“十五”期間成為我國(guó)模具行業(yè)發(fā)展進(jìn)入佳境的時(shí)期。從三年多的發(fā)展情況來(lái)看，我國(guó)模具市場(chǎng)總態(tài)勢(shì)是產(chǎn)需兩旺。與此同時(shí)，行業(yè)綜合水平落后的面貌仍未得到根本改變，一些深層次的問(wèn)題尚待進(jìn)一步解決。
“十五”頭三年，我國(guó)模具行業(yè)產(chǎn)值年均增長(zhǎng)率為17.1%，2003年全國(guó)模具總產(chǎn)值已達(dá)450億元以上，“十五”規(guī)劃預(yù)定的2005年目標(biāo)有些可提前完成，有些能按時(shí)完成，但模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率預(yù)計(jì)不能如期完成。
據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全國(guó)目前共有生產(chǎn)模具的廠點(diǎn)約2萬(wàn)多家，其中一半以上是自產(chǎn)自用的。同時(shí)，絕大部分都是小型企業(yè)，近年來(lái)，模具行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和體制改革步伐加快，主要表現(xiàn)為：大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命等中高檔模具及模具標(biāo)準(zhǔn)件發(fā)展速度快于一般模具產(chǎn)品；塑料模和壓鑄模比例增大；專(zhuān)業(yè)模具廠數(shù)量增加較快，其能力提高顯著；“三資”及私營(yíng)企業(yè)發(fā)展迅速，尤其是“三資”企業(yè)目前已成為行業(yè)的主力軍；股份制改造步伐加快等等。從地區(qū)分布來(lái)說(shuō)，以珠江三角洲和長(zhǎng)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(chǎn)最為集中的省份是廣東和浙江，這兩個(gè)省的模具產(chǎn)值已占全國(guó)總量的六成以上。江蘇、上海、山東、安徽等地目前發(fā)展態(tài)勢(shì)也很好。我國(guó)模具年生產(chǎn)總量雖然已位居世界第三。但設(shè)計(jì)制造水平在總體上要比工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家落后許多。其差距主要表現(xiàn)在下列六方面：
1）國(guó)內(nèi)自配率不足80%。其中中低檔模具供過(guò)于求，中高檔模具自配率不足60%。
2）企業(yè)組織結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、技術(shù)結(jié)構(gòu)和進(jìn)出口結(jié)構(gòu)都不夠合理。我國(guó)模具生產(chǎn)廠點(diǎn)中多數(shù)是自產(chǎn)自配的工模具車(chē)間（分廠），專(zhuān)業(yè)模具廠也大多數(shù)是“大而全”“小而全”的組織形式。國(guó)外模具企業(yè)大多是“小而專(zhuān)”，“小而精”；模具自產(chǎn)自配比例高達(dá)50%以上，國(guó)外70%以上是商品模具。國(guó)內(nèi)模具總量中屬大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具的比例只有30%左右。國(guó)外在50%以上。進(jìn)出口之比2003年為4.1：1；進(jìn)出口相抵后凈進(jìn)口為10.3億美元，為凈進(jìn)口量最大的國(guó)家。
3）模具產(chǎn)品水平和生產(chǎn)工藝水平總體上比國(guó)際先進(jìn)水平低許多，而模具生產(chǎn)周期卻要比國(guó)際先進(jìn)水平長(zhǎng)許多。產(chǎn)品水平低主要表現(xiàn)在精度、型腔表面粗糙度、壽命及模具的復(fù)雜程度；工藝水平低主要表現(xiàn)在設(shè)計(jì)、加工、工藝裝備等方面。
4）開(kāi)發(fā)能力弱，經(jīng)濟(jì)效益欠佳。我國(guó)模具企業(yè)技術(shù)人員比例較低，水平也較低。不重視產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，在市場(chǎng)中常處于被動(dòng)地位。我國(guó)每個(gè)職工平均每年創(chuàng)造模具產(chǎn)值約合1萬(wàn)美元左右，而模具工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家大多是15-20萬(wàn)美元，有的甚至達(dá)到25-30萬(wàn)美元。由此而來(lái)的是我國(guó)模具企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益差，大都微利，國(guó)有企業(yè)總體虧損，缺乏后勁。
5）模具標(biāo)準(zhǔn)化水平和模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率低。國(guó)外先進(jìn)國(guó)家模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率達(dá)70%以上，國(guó)內(nèi)模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率只有45%左右。
6）與國(guó)際先進(jìn)水平相比，模具企業(yè)的管理落后更甚于技術(shù)落后。技術(shù)落后易被發(fā)現(xiàn)，管理落后易被忽視。國(guó)內(nèi)大多數(shù)模具企業(yè)還沿用過(guò)去作坊式管理模式。真正實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化企業(yè)管理的還不多。
? 造成上述差距的原因很多，除了歷史上長(zhǎng)期以來(lái)未將模具作為產(chǎn)品得到應(yīng)有的重視之外，還有下列幾個(gè)主要原因：
??? 1）體制不順，基礎(chǔ)薄弱。
“三資”企業(yè)雖然已經(jīng)對(duì)我國(guó)模具工業(yè)的發(fā)展起到了積極的推動(dòng)作用，私營(yíng)企業(yè)近年來(lái)也發(fā)展較快，國(guó)企改革也在進(jìn)行之中，但總體來(lái)看，體制和機(jī)制尚不適應(yīng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)，再加上我國(guó)模具工業(yè)基礎(chǔ)薄弱，因此，行業(yè)發(fā)展還不盡人意，特別是總體水平和高新技術(shù)方面進(jìn)步緩慢。
2）人才嚴(yán)重不足，科研開(kāi)發(fā)及技術(shù)攻關(guān)方面投入太少。
模具行業(yè)是技術(shù)密集、資金密集的產(chǎn)業(yè)，隨著時(shí)代的進(jìn)步和技術(shù)的發(fā)展，能掌握和運(yùn)用新技術(shù)的人才異常短缺。高級(jí)模具鉗工及企業(yè)管理人才也非常緊缺。由于模具企業(yè)效益欠佳及對(duì)科研開(kāi)發(fā)和技術(shù)攻關(guān)不夠重視，因而總體來(lái)看模具行業(yè)在科研開(kāi)發(fā)和技術(shù)攻關(guān)方面投入太少。民營(yíng)企業(yè)貸款困難也影響許多企業(yè)的技術(shù)改造，致使科技進(jìn)步的步伐不大，進(jìn)步不快。
3）工藝裝備水平低，且配套性不好，利用率低。
雖然國(guó)內(nèi)許多企業(yè)采用了先進(jìn)的加工設(shè)備，但總的來(lái)看裝備水平仍比國(guó)外企業(yè)落后許多，特別是設(shè)備數(shù)控化率和CAD/CAM應(yīng)用覆蓋率要比國(guó)外企業(yè)低得多。由于體制和資金等方面原因，引進(jìn)設(shè)備不配套、設(shè)備與附配件不配套現(xiàn)象十分普遍，設(shè)備利用率低的問(wèn)題長(zhǎng)期得不到較好的解決。裝備水平低，帶來(lái)我國(guó)模具企業(yè)鉗工比例過(guò)高等問(wèn)題。
4）專(zhuān)業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化、商品化的程度低、協(xié)作差。
??? 由于長(zhǎng)期以來(lái)受“大而全、”“小而全”影響，許多模具企業(yè)觀念落后。模具專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)水平低，專(zhuān)業(yè)化分工不細(xì)，商品化程度也低，目前國(guó)內(nèi)每年生產(chǎn)的模具，商品模具只占45%左右，其余為自產(chǎn)自用。模具企業(yè)之間協(xié)作不好，難以完成較大規(guī)模的模具成套任務(wù)。與國(guó)際水平相比要落后許多。
模具標(biāo)準(zhǔn)化水平低，標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率低也對(duì)模具質(zhì)量、成本有較大影響。特別是對(duì)模具制造周期有很大影響。
5）模具材料及模具相關(guān)技術(shù)落后
模具材料性能、質(zhì)量和品種往往會(huì)影響模具質(zhì)量、壽命及成本，國(guó)產(chǎn)模具鋼與國(guó)外進(jìn)口鋼相比有較大差距。塑料、板材、設(shè)備等性能差，也直接影響模具水平的提高。
1.1.2 國(guó)內(nèi)模具的發(fā)展趨勢(shì)
一是模具日趨大型化。這是由于用模具成形的零件日漸大型化和高生產(chǎn)效率要求而發(fā)展的“一模多腔”所造成的
二是模具的精度將越來(lái)越高。１０年前，精密模具的精度一般為５微米，現(xiàn)在已達(dá)到２－３微米，不久１微米精度的模具將上市。這要求超精加工。
三是多功能復(fù)合模具將進(jìn)一步發(fā)展。新型多功能復(fù)合模具除了沖壓成形零件外，還擔(dān)負(fù)疊壓、攻絲、鉚接和鎖緊等組裝任務(wù)，對(duì)鋼材的性能要求也越來(lái)越高。
四是熱流道模具在塑料模具中的比重將逐漸提高。由于采用熱流道技術(shù)的模具可提高制件的生產(chǎn)率和質(zhì)量，并能大幅度節(jié)約制作的原材料，因此熱流道技術(shù)的應(yīng)用在國(guó)外發(fā)展很快，許多塑料模具廠所生產(chǎn)的塑料模具一半以上采用了熱流道技術(shù)，有的廠家使用率達(dá)到８０％以上，效果十分明顯。熱流道模具在我國(guó)也已生產(chǎn)，有些企業(yè)使用率上升到２０％－３０％。
五是隨著塑料成形工藝的不斷改進(jìn)與發(fā)展，氣輔模具及適應(yīng)高壓注射成型等工藝的模具將隨之發(fā)展。這類(lèi)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，模溫能準(zhǔn)確控制，所以對(duì)模具鋼的性能要求很?chē)?yán)
六是標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用將日漸廣泛。模具標(biāo)準(zhǔn)化及模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用將極大地影響模具制造周期，且還能提高模具的質(zhì)量和降低模具制造成本。因此。模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用在“十五”期間必將得到較大的發(fā)展。
七是快速經(jīng)濟(jì)模具的前景十分廣闊。現(xiàn)在是多品種小批量生產(chǎn)時(shí)代，２１世紀(jì)，這種生產(chǎn)方式占工業(yè)生產(chǎn)的比例將達(dá)到７５％以上。由此，一方面是制品使用周期縮短，另一方面花樣變化頻繁，要求模具的生產(chǎn)周期愈短愈好。因此，開(kāi)發(fā)快速經(jīng)濟(jì)模具將越來(lái)越引起人們的重視和關(guān)注。
八是隨著車(chē)輛和電機(jī)等產(chǎn)品向輕量化發(fā)展，壓鑄模的比例將不斷提高，同時(shí)對(duì)壓鑄模的壽命和復(fù)雜程度也將提出越來(lái)越高的要求。
九是以塑代鋼、以塑代木的進(jìn)程進(jìn)一步加快，塑料模具的比例將不斷增大。同時(shí)，由于機(jī)械零件的復(fù)雜程度和精度的不斷提高，對(duì)塑料模具的要求也越來(lái)越
高。
十是模具技術(shù)含量將不斷提高，中、高檔模具比例將不斷增大，這也是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整所導(dǎo)致模具市場(chǎng)走勢(shì)的變化。
根據(jù)我國(guó)模具市場(chǎng)的發(fā)展趨勢(shì)，國(guó)產(chǎn)的模具鋼應(yīng)適應(yīng)模具產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需求，作為科研和開(kāi)發(fā)的方向。如模具的大型化，就需要大型模塊鋼；模具的精度提高，模具鋼的質(zhì)量需要進(jìn)一步提高，尤其是尺寸穩(wěn)定性要好；塑料模具的快速發(fā)展，塑料模具鋼和壓鑄模具鋼產(chǎn)量需增加；中高檔模具鋼產(chǎn)量也需提高等。
“十五”期間，我國(guó)模具市場(chǎng)需求很旺，前景廣闊。業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，在目前國(guó)內(nèi)模具已成為不少行業(yè)發(fā)展的瓶頸的情況下，如要較好地滿(mǎn)足國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展所需，今后的５年內(nèi)，我國(guó)模具的產(chǎn)出量每年應(yīng)以１５％的增長(zhǎng)速度才行，而這一增長(zhǎng)速度必然拉動(dòng)模具鋼需求的增長(zhǎng)，國(guó)內(nèi)冶金行業(yè)特別要重視研制和開(kāi)發(fā)高效模具鋼、高合金模具鋼精品，以提高模具行業(yè)的模具鋼國(guó)產(chǎn)化率?！?
1.2 國(guó)外模具的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)
模具是工業(yè)生產(chǎn)關(guān)鍵的工藝裝備，在電子、建材、汽車(chē)、電機(jī)、電器、儀器儀表、家電和通訊器材等產(chǎn)品中，60％－80％的零部件都要依靠模具成型。用模具生產(chǎn)制作表現(xiàn)出的高效率、低成本、高精度、高一致性和清潔環(huán)保的特性，是其他加工制造方法所無(wú)法替代的。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)志，并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(kāi)發(fā)能力。近幾年，全球模具市場(chǎng)呈現(xiàn)供不應(yīng)求的局面，世界模具市場(chǎng)年交易總額為600～650億美元左右。美國(guó)、日本、法國(guó)、瑞士等國(guó)家年出口模具量約占本國(guó)模具年總產(chǎn)值的三分之一。?
國(guó)外模具總量中,大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具的比例占到50%以上；國(guó)外模具企業(yè)的組織形式是"大而專(zhuān)"、"大而精"。2004年中國(guó)模協(xié)在德國(guó)訪問(wèn)時(shí)，從德國(guó)工、模具行業(yè)組織--德國(guó)機(jī)械制造商聯(lián)合會(huì)（VDMA）工模具協(xié)會(huì)了解到，德國(guó)有模具企業(yè)約5000家。2003年德國(guó)模具產(chǎn)值達(dá)48億歐元。其中（VDMA）會(huì)員模具企業(yè)有90家，這90家骨干模具企業(yè)的產(chǎn)值就占德國(guó)模具產(chǎn)值的90%，可見(jiàn)其規(guī)模效益。
隨著時(shí)代的進(jìn)步和技術(shù)的發(fā)展，國(guó)外的一些掌握和能運(yùn)用新技術(shù)的人才如模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、模具工藝設(shè)計(jì)、高級(jí)鉗工及企業(yè)管理人才，他們的技術(shù)水平比較高．故人均產(chǎn)值也較高．我國(guó)每個(gè)職工平均每年創(chuàng)造模具產(chǎn)值約合1萬(wàn)美元左右，而國(guó)外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家大多15～20萬(wàn)美元，有的達(dá)到 25～30萬(wàn)美元。
國(guó)外先進(jìn)國(guó)家模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率達(dá)70%以上，而我國(guó)才達(dá)到45％．
2 沖壓工藝的分析
2.1油箱蓋沖壓工藝分析
圖1
該工件屬于較典型圓筒行件拉深，形狀簡(jiǎn)單對(duì)稱(chēng)，主要尺寸公差均已給出對(duì)工件厚度變化沒(méi)有做要求。只是該工件作為油箱蓋要與油箱配合要求尺寸精度要達(dá)到要求。工件總高度尺寸19mm和7mm可在拉深后采用修邊達(dá)到要求。
2.2 沖壓工藝方案的確定
該工件包括落料、拉深、沖孔、翻邊四個(gè)基本工序，可有以下方案：
方案一：先落料，再拉深，再?zèng)_孔，后翻邊。采用單工序模具。
方案二：落料、拉深、沖底孔復(fù)合沖制。采用復(fù)合模生產(chǎn)。
方案三：拉深級(jí)進(jìn)沖壓。采用級(jí)進(jìn)模生產(chǎn)。
方案一模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但是需要四道工序四副模具，生產(chǎn)效率低，難以滿(mǎn)足該工件大批量生產(chǎn)的要求。方案二只需要一副模具，生產(chǎn)效率較高，盡管模具結(jié)構(gòu)較方案一復(fù)雜，但由于零件的幾何形狀簡(jiǎn)單對(duì)稱(chēng)，模具制造并不困難。方案三也只需要一副模具，生產(chǎn)效率高，但模具結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，送進(jìn)操作不方便，加之工件尺寸偏大。通過(guò)對(duì)上述三種方案的分析比較，該工件若能一次拉深，則其沖壓生產(chǎn)采用方案二為佳。但是采用復(fù)合模生產(chǎn)，加工難度大模具模具壽命低。
2.3主要設(shè)計(jì)計(jì)算
2.3.1計(jì)算毛坯尺寸
根據(jù)表積面相等原則，用結(jié)解析法求該零件的毛坯直徑D：
πD/4=A1+A2+A3
πD1/4=A1+A2+A3
A1=π/4[d2+2d 2h-1.72Rd2-0.56R]- π/4（d1+2r）
A2=π/4[（d1-2r）+4d1（h1-2r）+2πr(2d1-2r)+4πr]
-π/4(d3+2r)
A3=π/4[2πr(d3+2r)-8r]+πd3(h1-r)+ πd3/4
已知：d1=57mm d 2=78mm d3=43mm R=5mm r=2.5mm h1=7mm
h2=12mm
查課本P176表4.3.1得修邊余量Δh=1.2mm
h= h2+Δh=13.2mm
由以上可得:
D=93mm
D1=58mm
2.3.2翻邊的工藝計(jì)算
翻邊預(yù)制孔直徑d按彎曲展開(kāi)的原則求出：
d=d3-2(h1-0.43r-0.72t)
=43-2(7-0.43×2.5-0.72×1)
=32.59mm
d/t=32.59/1=32.59
查課本P219表5.3.1得極限翻邊系數(shù)Kmin=0.65
hmax=d3/2（1-Kmin）+0.43r+0.72t
=43/2(1-0.65)+0.43×2.5+0.72×1
=9.32mm
2.3.3成形次數(shù)的確定
該工件有一臺(tái)階，低部有一翻，按階梯行件來(lái)計(jì)算，求出H/dmin=19/58=0.33，根據(jù)毛坯相對(duì)厚度t/D=1/99=1%查課本P183表4.4.3發(fā)現(xiàn)H/dmin小于表中數(shù)值，能一次拉深成行?？捎寐淞稀⒗?、切底孔，一次成行。
2.3.4排樣
沖裁件面積：
A=π/4（D-d）
=π/4（93-32.59）
=5955.71mm
條料寬度B:
查課本P66表2.5.2得：a1=0.8mm,a=1.0mm
查P67表2.5.5得：Cmin=1mm，n=1
B=D+2a+C=93+2+1=96mm
步距S：
S=D+a1=93+0.8=93.8mm
一個(gè)步距材料利用率：
η=nA/BS×100%
=66%
2.3.5 沖壓工序壓力計(jì)算
1.落料力 F落料=KLtτb
τb=300Mpa,K=1.3,L=πD=3.14×93=292.02
F落料=1.3×292.02×1×300
=113887.8N
2.沖孔力 F沖= KLtτb
=1.3×3.14×32.59×1×300
=39909.7N
3.拉深力 F 拉深= πd2tσbK1
查表 課本P188表4.4.6 K1=0.62，σb=350Mpa
F拉深=3.14×78×1×350
=53147.64N
4.翻邊力 F翻=1.1π（D-d）tσs
查沖壓模具簡(jiǎn)明設(shè)計(jì)手冊(cè)P404表14.1得σs=190Mpa
F翻=1.1×31.4（43-32.59）×1×190
=6831.7N
5.壓邊力 FY=π[D-（d2+2ra）]P/4
初定ra=6mm，查課本P188表4.4.5得：P=2.3Mpa
FY1=3.14×[93-（78+12）]×2.3/4
=991.2N
FY2=π[D1-（d2+2ra1）]P/4
=3.14×[58-（43+12）]×2.3/4
=612N
沖壓工藝總力： Fz= F落料+F沖+F翻+F拉深+FY2+FY1
=215380N
采用正裝復(fù)合模具，固定卸料與彈性推件。根據(jù)沖壓工藝總力計(jì)算結(jié)果并結(jié)合工件高度，初選開(kāi)式雙柱可傾壓力機(jī)J23-25.
2.3.6 工作部分尺寸計(jì)算
1.落料
查課本P55表2.3.3得：zmin =0.1，zmax=0.14尺寸偏差 Δ=0.87 磨耗系數(shù) X=0.5
落料時(shí)以凹模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)，首先確定凹模尺寸，使凹模的基本尺寸接近或等于工件輪廓的最小極限尺寸；將凹模尺寸減去最小合理間隙 值即得到凸模尺寸。
查課本P58表2.4.1得：δT=0.025mm，δA=0.035mm滿(mǎn)足： δT+δA <=zmax-zmin
DA=(Dmax-XΔ) +δA 0
=（93-0.5×0.87）0.035 0
=92.570.035 0
DT=（DA-zmin）0 –δT
=（92.57-0.1）+0 -0.025
= 92.47+0 -0.02
2. 拉深1
零件標(biāo)注在外形，以凹模為基準(zhǔn)。Δ=0.3
查課本P210表4.8.3得：δT=0.03，δA=0.05
取z/2=0.85t z=1.7mm
DA=（Dmax-0.75Δ）+δA 0
=（43.3-0.75×0.3）0 +0.05
=43.080 +0.05
DT=（DA-z）0 –δT
=（43.08-1.7）0 -0.03
=41.380 -0.03
3.切底孔
沖孔時(shí)以凸模為設(shè)計(jì)基準(zhǔn)。首先確定凸模尺寸，使凸模的基本尺寸接近或等于工件孔的最大極限尺寸；見(jiàn)高；將凸模尺寸增大最小合理間隙值即得到凹模尺寸。
查課本P56表2.3.3得：zmax=0.14，zmin=0.1；表2.4.1得：δT =0.02mm，δA=0.03mm。滿(mǎn)足：δT+δA <=zmax-zmin
dT=41.380 -0.03
dA=（dT+zmin）+δA 0
=（41.38+0.1）+0.03 0
=41.48+0.03 0
4.拉深2
（1）大臺(tái)階尺寸標(biāo)注在內(nèi)形，以凸模為基準(zhǔn)。
查課本P210表4.8.3得：δA=0.05mm，δT=0.03mm
查課本P207表4.8.2得：z=2mm，Δ=0.3mm
dT=（dmin+0.4Δ）0 –δT
=（77+0.4×0.3）0 -0.03
=77.120 -0.03
dA=（dT+z）+δA 0
=（77+2）+0.05 0
=79.12+0.05 0
（2）小臺(tái)階尺寸標(biāo)注在外形以凹模為基準(zhǔn)
DA=（Dmax-0.75Δ）+δA 0
=（58.3-0.75×0.3）+0.05 0
=58.08+0.05 0
DT=（DA-z）0 –δT
=（58.08-2）0 -0.03
=56.080 -0.03
3.模具的總體設(shè)計(jì)
3.1模具類(lèi)型的選擇
由沖壓工藝分析可知，采用復(fù)合模，所以模具類(lèi)型落料-拉深-沖孔-翻邊復(fù)合模具。
3.2定位方式的選擇
因?yàn)樵撃＞呤褂玫氖菞l料，所以導(dǎo)料采用導(dǎo)料板，進(jìn)步距控制采用擋料銷(xiāo)。
3.3卸料，出件方式的選擇
模具采用剛性卸料，剛性打件，并利用裝在壓力機(jī)工作臺(tái)下的標(biāo)準(zhǔn)緩沖器提供壓邊力。
3.4導(dǎo)向方式的選擇
為了提高模具壽命和工件的質(zhì)量，方便安裝調(diào)整，該復(fù)合模具采用中間導(dǎo)柱的導(dǎo)向方式。
4.主要零部件設(shè)計(jì)
4.1落料拉深凸凹模
圖2
L=H1+H2
=52mm
4.2拉深凸模
圖3
L= H3+H4+h+3
=56mm
4.3拉深切邊凸凹模
圖4
L= H1+H3+H4+h
=65mm
4.4落料凹模
圖5
L= H1+H3+H4+3
=47mm
4.5彈性元件的設(shè)計(jì)
頂件塊在成型過(guò)程中一方面起壓邊作用，另一方面還可以將成型后包在拉深凸模上的工件卸下。其由標(biāo)準(zhǔn)緩沖器和彈簧提供。
4.6模架及其他零部件的選用
模具選用中間導(dǎo)柱標(biāo)準(zhǔn)模架，可承受較大的沖壓力。為防止裝模時(shí)，上模誤轉(zhuǎn)180°裝配，將模架中兩對(duì)導(dǎo)柱與導(dǎo)套作成粗細(xì)不等：導(dǎo)柱
d/mmxL/mm分別為φ25x170，φ28x170；導(dǎo)套d/mm×L/mm×D/mm分別為φ25×90×41，φ28×90×45。
上模座厚度HSM取45mm，
上模固定板HSG取20mm，
上模墊板HSD取10mm，
下模固定板厚度HXG取20mm，
下模墊板厚度HXD取10mm，
下模座厚度HXZ取50mm，
模具閉合高度H閉= HSM+HSG+HSD+HXGHXD+HXZ+HL+HF-H 入
=45+20+10+20+10+50+47+65-24
=260mm
HL-落料拉深凸凹模的高度
HF-落料切邊凸凹模的高度
H 入-模具閉合時(shí)拉深凸模進(jìn)入凹模的深度
可見(jiàn)模具閉合高度大于所選壓力機(jī)J23-25的最大裝模高度220mm，不可使用。另選JB23-35B壓力機(jī)最大裝模高度300mm。
5.模具總裝圖
由以上設(shè)計(jì)，可得如圖5.1所示的模具總裝圖。為了實(shí)現(xiàn)先落料，后拉深，應(yīng)該保證模具裝配后，拉深翻邊凸凹模比落料凹模要高3mm。
圖6
模具工作過(guò)程：將條料送入剛性卸料板下長(zhǎng)行槽中，并靠槽的一側(cè)，壓力機(jī)滑塊帶著上模下行，落料凸模下表面首先接觸條料，并與壓邊圈一起壓住條料，先落料，后拉深；當(dāng)?shù)谝淮卫罱Y(jié)束時(shí)，再?zèng)_底孔。到落料拉深凸凹模處于下死點(diǎn)時(shí)，制件成行完畢。分模時(shí)上模上行，落料后的條料由剛性卸料板從落料拉深凸凹上卸下，沖孔廢料由漏料口排出。打件塊在彈性緩沖器彈力作用下向上浮動(dòng)，將制件從翻邊沖孔凸凹模和落料拉深凸凹模中脫出。用手將工件取走后，將條料往前送近一個(gè)步距，進(jìn)行下一個(gè)工件的生產(chǎn)。
6.工作零件的加工工藝
6.1沖孔凸模加工工藝過(guò)程
機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片
產(chǎn)品型號(hào)
零（部）件圖號(hào)
產(chǎn)品名稱(chēng)
油箱蓋
零（部）件名稱(chēng)
沖孔凸模
共（2）頁(yè)第（1）頁(yè)
材料牌號(hào)
Cr12MoV
毛坯
種類(lèi)
毛坯外型尺寸
φ58
×70
每個(gè)毛坯可制件數(shù)
1
每臺(tái)
件數(shù)
1
備注
工序號(hào)
工序名稱(chēng)
工 序 內(nèi) 容
車(chē)間
工段
設(shè)備
工 藝 裝 備
工時(shí)
準(zhǔn)終
單件
1
備料
將毛坯鍛造車(chē)成圓棒 φ58×70
鍛造車(chē)間
鍛造
鍛壓機(jī)
2
熱處理
退火
熱處理車(chē)間
熱處理
退火爐
3
車(chē)削
模具車(chē)間
機(jī)械加工
車(chē)床
4
熱處理
調(diào)質(zhì)
熱處理車(chē)間
熱處理
5
磨端面
工作端面單邊余量0.3
模具車(chē)間
平面磨
平面磨床
6
車(chē)削
按零件圖車(chē)削內(nèi)外行φ33.03，φ43.08，φ54留單邊余量0.3其余車(chē)至尺寸
模具車(chē)間
機(jī)械加工
數(shù)控車(chē)床
7
熱處理
按熱處理工藝，淬火、回火達(dá)到60～64HRC
熱處理車(chē)間
熱處理
8
磨削
精磨內(nèi)外圓、端面至尺寸，保證端面與軸線垂直
模具車(chē)間
精磨
外圓磨床
9
鉗工精修
全面達(dá)到設(shè)計(jì)要求
模具車(chē)間
10
檢驗(yàn)
設(shè)計(jì)日期
審核日期
標(biāo)準(zhǔn)化日期
會(huì)簽
日期
標(biāo)記
記數(shù)
更改文
件號(hào)
簽字
日期
標(biāo)記
處數(shù)
更該文件號(hào)
2006.5.21
6.2翻邊沖孔凸凹模加工工藝過(guò)程
機(jī)械加工工藝過(guò)程卡片
產(chǎn)品型號(hào)
零（部）件圖號(hào)
產(chǎn)品名稱(chēng)
油箱蓋
零（部）件名稱(chēng)
翻邊沖孔凸凹模
共（2）頁(yè)第（2）頁(yè)
材料牌號(hào)
Cr12MoV
毛坯
種類(lèi)
毛坯外型尺寸
φ55
每個(gè)毛坯可制件數(shù)
1
每臺(tái)
件數(shù)
1
備注
工序號(hào)
工序名稱(chēng)
工 序 內(nèi) 容
車(chē)間
工段
設(shè)備
工 藝 裝 備
工時(shí)
準(zhǔn)終
單件
1
備料
將毛坯鍛造車(chē)成圓棒 φ55×70
鍛造車(chē)間
鍛造
鍛壓機(jī)
2
熱處理
退火
熱處理車(chē)間
熱處理
退火爐
3
車(chē)削
模具車(chē)間
機(jī)械加工
車(chē)床
4
熱處理
調(diào)質(zhì)
熱處理車(chē)間
熱處理
5
磨端面
工作端面單邊余量0.3
模具車(chē)間
平面磨
平面磨床
6
鉗工畫(huà)線
畫(huà)出孔位置線
模具車(chē)間
7
車(chē)削
按零件圖車(chē)削內(nèi)外行φ33.13，φ41.38，φ43留單邊余量0.3其余車(chē)至尺寸
模具車(chē)間
機(jī)械加工
數(shù)控車(chē)床
8
熱處理
按熱處理工藝，淬火、回火達(dá)到60～64HRC
熱處理車(chē)間
熱處理
9
磨削
精磨內(nèi)外圓、端面至尺寸，保證端面與軸線垂直
模具車(chē)間
精磨
外圓磨床
10
鉗工精修
全面達(dá)到設(shè)計(jì)要求
模具車(chē)間
11
檢驗(yàn)
設(shè)計(jì)日期
審核日期
標(biāo)準(zhǔn)化日期
會(huì)簽
日期
標(biāo)記
記數(shù)
更改文
件號(hào)
簽字
日期
標(biāo)記
處數(shù)
更該文件號(hào)
7 油箱蓋模具的安裝與調(diào)試
7.1 油箱蓋模具的安裝
7.1.1 拉深模的安裝要求
1.上模座上平面對(duì)下模座下平面的平行度，導(dǎo)柱軸心線對(duì)下模座下平面的垂直度和導(dǎo)套孔軸心線對(duì)上模座上平面的垂直度均應(yīng)達(dá)到規(guī)定的精度要求。
2.模架的上模沿導(dǎo)柱上、下移動(dòng)應(yīng)平穩(wěn)，無(wú)阻滯現(xiàn)象。
3.裝配好的拉深模,其封閉高度應(yīng)符合圖樣規(guī)定的要求。
4.拉深凸模和拉深凹模之間的配合間隙應(yīng)符合圖樣的要求，周?chē)拈g隙應(yīng)均勻一致。
5.模具應(yīng)在生產(chǎn)的條件下試驗(yàn)，進(jìn)行零件試沖，然后調(diào)試，直到符合圖樣要求。
6.安裝模具的螺栓及螺母和壓板，應(yīng)采用專(zhuān)用件，最好不要代用。
7.用壓板將下模緊固在工作臺(tái)上時(shí)，其緊固用的螺栓擰入螺孔中的長(zhǎng)度大于螺栓直徑的1.5～2倍。
8.壓板的壓置應(yīng)使壓板的基面平行于壓力機(jī)的工作臺(tái)面，不準(zhǔn)偏斜。
9.拉深凸模的中心線應(yīng)與凹模的工作平面垂直。
10.拉深凸模和凹模的間隙應(yīng)該均勻。
7.1.2 拉深模的安裝
本模具屬于帶有壓邊圈的拉深模，應(yīng)對(duì)壓邊力進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。這是因?yàn)閴哼吜^(guò)大，則制件易被拉裂；壓邊力過(guò)小，又易于起皺。因此，在裝置模具時(shí)，應(yīng)邊試驗(yàn)，邊調(diào)整，直到合適為止。下面是具體的安裝過(guò)程：
1.開(kāi)動(dòng)壓力機(jī)，把壓力機(jī)滑塊上升到極點(diǎn)；
2.把壓力機(jī)滑塊底面、壓力機(jī)的臺(tái)面和模具的上下面擦試干凈；
3.把模具放在壓力機(jī)臺(tái)面規(guī)定的位置上，用壓力機(jī)行程尺檢查壓力機(jī)滑塊底面至模具上平面之間距離是否大于壓力機(jī)的行程。必要時(shí)，調(diào)節(jié)滑塊高度，以保證該距離大于壓力機(jī)行程。因本模具有打桿，所以應(yīng)先按圖樣位置將其插入壓力機(jī)臺(tái)面的孔內(nèi)，并把模具位置放正。
4.將滑塊降下到極點(diǎn)，并調(diào)節(jié)滑塊高度，使其與拉深模上平面接觸。
5.通過(guò)壓板、墊塊和螺釘?shù)?，將上模緊固在壓力機(jī)的滑塊上，并將下模初步固定在壓力機(jī)的臺(tái)面上?！膊灰獕旱奶o〕
6.將滑塊稍微往上調(diào)一點(diǎn)〔以免模具頂死〕，然后開(kāi)動(dòng)壓力機(jī)，把滑塊上升到上極點(diǎn)，松開(kāi)下模的安裝螺絲，讓滑塊空行程數(shù)次，再把滑塊下降到下極點(diǎn)停止。
7.擰緊下模的安裝螺釘。再開(kāi)動(dòng)壓力機(jī)使滑塊上升到上極點(diǎn)位置。
8.在導(dǎo)柱上加潤(rùn)滑油，并檢查拉深模工作部分有無(wú)異物，然后開(kāi)動(dòng)壓力機(jī)，再使滑塊空行程數(shù)次，從中檢查導(dǎo)柱和導(dǎo)套的配合情況。若發(fā)現(xiàn)導(dǎo)柱不垂直或者導(dǎo)套配合不合適時(shí)，應(yīng)拆下模具進(jìn)行修理。
9.進(jìn)行試?yán)睿⒅鸩秸{(diào)節(jié)滑塊到所需的高度。
10.調(diào)節(jié)壓力機(jī)上的打料螺栓到適合的高度，使打料桿能正常工作。
11.如果拉深模使用氣墊，則應(yīng)調(diào)節(jié)壓縮空氣到合適壓力。
12.重新檢查模具及壓力機(jī)，無(wú)誤后可進(jìn)行試?yán)睢?
7.2 油箱蓋模具的調(diào)試
模具按圖紙技術(shù)要求加工與裝配后，必須在符合實(shí)際生產(chǎn)條件的環(huán)境中進(jìn)行試?yán)睿梢园l(fā)現(xiàn)模具設(shè)計(jì)與制造的缺陷，找出產(chǎn)生原因，對(duì)模具進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整和修理后再進(jìn)行試?yán)?，直到模具能正常工作，才能將模具正式交付生產(chǎn)使用。
7.2.1 拉深模的調(diào)試要點(diǎn)
7.2.1.1 進(jìn)料阻力的調(diào)整
拉深模進(jìn)料阻力很大，易使制件被拉裂；進(jìn)料阻力很小時(shí)，易使制件產(chǎn)生皺紋。故在調(diào)整模具時(shí)，關(guān)鍵是調(diào)整好拉深阻力的大?。?
〔1〕調(diào)節(jié)壓力滑塊的壓力，使之正常；
〔2〕調(diào)節(jié)壓邊圈的壓邊面配合松緊；
〔3〕凹模圓角半徑要適中；
〔4〕采用良好的潤(rùn)滑劑，調(diào)整潤(rùn)滑次數(shù)。
7.2.1.2 拉深深度及間隙調(diào)整
1.調(diào)整時(shí)，先將較淺的一段調(diào)整后，再往下調(diào)整，直到所需深度。
2.因本模具是對(duì)稱(chēng)的。所以在調(diào)整時(shí)，可先將上模緊固在壓力機(jī)滑塊上，下模放在工作臺(tái)上，先不緊固。在凸模上放置樣件，再使上、下模吻合對(duì)中后，即可保證間隙的均勻性。調(diào)整好閉合位置后，再把下模固緊在工作臺(tái)上。
7.2.2調(diào)整方法
7.2.2.1 拉深時(shí)的破裂
拉深時(shí)，材料變形所需要的拉深力超過(guò)了材料的強(qiáng)度極限時(shí)，即形成破裂。拉深時(shí)的破裂部位多發(fā)生在鄰近凸模圓角處的筒壁處。
防止拉深破裂的工藝措施有：增大凹模圓角、增大凸模和凹模之間的間隙、提高凹模工作表面和凹模圓角半徑處的表面質(zhì)量、調(diào)整壓邊力、選用塑性好的材料和進(jìn)行適當(dāng)?shù)臐?rùn)滑等。
7.2.2.2 拉深高度不夠
制件拉深結(jié)束后，結(jié)果高度達(dá)不到圖樣要求。其產(chǎn)生原因有拉深間隙太大、凸模圓角半徑太小。
防止拉深高度不夠的措施有：調(diào)整拉深間隙、加大凸模圓角半徑。
7.2.2.3 制件底部被拉脫
制件在拉深過(guò)程中由于凹模圓角半徑太小，使材料被處于切割狀態(tài)以至于制件底部被拉脫。
防止制件底部被拉脫的措施有：加大凹模圓角半徑。
7.2.2.4 制品口緣折皺
制件在拉深過(guò)程中由于凹模圓角半徑太大、壓邊圈不起壓邊作用，造成制件口緣折皺。
防止制件口緣折皺的措施有：減小凹模圓角半徑、調(diào)整壓邊圈結(jié)構(gòu)，加大壓邊力。
7.2.2.5 拉深高度太大
制件拉深結(jié)束后，結(jié)果發(fā)現(xiàn)制件的高度達(dá)不到圖樣的要求。其產(chǎn)生原因有拉深間隙太小、凸模圓角半徑太大。
防止拉深高度太大的措施有：加大拉深間隙、減小凸模圓角半徑。
7.2.2.6 零件拉深后壁厚與高度不均
零件拉深后發(fā)現(xiàn)壁厚與高度不均，其造成原因有凸模與凹模不同心，向一面偏斜、定位不正確、凸模不垂直、壓邊力不均、凹模形狀不對(duì)。
防止零件拉深后壁厚與高度不均的措施有：調(diào)整凸模與凹模位置，使之間隙均勻、調(diào)整定位零件、重新裝配凹模、調(diào)整壓邊力、更換凹模。
結(jié)論
大學(xué)三年的學(xué)習(xí)即將結(jié)束，畢業(yè)設(shè)計(jì)是其中最后一個(gè)實(shí)踐環(huán)節(jié)，是對(duì)以前所學(xué)的知識(shí)及所掌握的技能的綜合運(yùn)用和檢驗(yàn)。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，采用模具的生產(chǎn)技術(shù)得到愈來(lái)愈廣泛的應(yīng)用。在完成大學(xué)三年的課程學(xué)習(xí)和課程、生產(chǎn)實(shí)習(xí)，我熟練地掌握了機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械原理等專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課和專(zhuān)業(yè)課方面的知識(shí)，對(duì)機(jī)械制造、加工的工藝有了一個(gè)系統(tǒng)、全面的理解，達(dá)到了學(xué)習(xí)的目的。對(duì)于模具設(shè)計(jì)這個(gè)實(shí)踐性非常強(qiáng)的設(shè)計(jì)課題，我們進(jìn)行了大量的實(shí)習(xí)。經(jīng)過(guò)在新飛電器有限公司、在洛陽(yáng)中國(guó)一拖、中信重型礦山機(jī)械廠的生產(chǎn)實(shí)習(xí)，我對(duì)于冷沖模具、塑料模具的設(shè)計(jì)步驟有了一個(gè)全新的認(rèn)識(shí)，豐富和加深了對(duì)各種模具的結(jié)構(gòu)和動(dòng)作過(guò)程方面的知識(shí)，而對(duì)于模具的制造工藝更是有了全新的理解。在指導(dǎo)老師的細(xì)心指導(dǎo)下和在工廠師傅的講解下，我們對(duì)于模具的設(shè)計(jì)和制造工藝有了系統(tǒng)而深刻的認(rèn)識(shí)。同時(shí)在實(shí)習(xí)現(xiàn)場(chǎng)親手拆裝了一些典型的模具實(shí)體并查閱了很多相關(guān)資料，通過(guò)這些實(shí)踐，我們熟練掌握了模具的一般工作原理、制造、加工工藝。通過(guò)在圖書(shū)館借閱相關(guān)手冊(cè)和書(shū)籍，更系統(tǒng)而全面了細(xì)節(jié)問(wèn)題。鍛煉了縝密的思維和使我們初步具備了設(shè)計(jì)工作者應(yīng)有的素質(zhì)。
設(shè)計(jì)中，將充分利用和查閱各種資料，并與同學(xué)進(jìn)行充分討論，盡最大努力搞好本次畢業(yè)設(shè)計(jì)。 在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，將有一定的困難，但有指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)和自己的努力，相信會(huì)完滿(mǎn)的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)。由于學(xué)生水平有限，而且乏經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)中不妥之處在所難免，肯請(qǐng)各位老師指正。
致謝
畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們進(jìn)行完了三年的模具設(shè)計(jì)與制造專(zhuān)業(yè)課程后進(jìn)行的，它是對(duì)我們?nèi)陙?lái)所學(xué)課程的又一次深入、系統(tǒng)的綜合性的復(fù)習(xí)，也是一次理論聯(lián)系實(shí)踐的訓(xùn)練。它在我們的學(xué)習(xí)中占有重要的地位。
通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我在溫習(xí)學(xué)過(guò)的知識(shí)的同時(shí)又學(xué)習(xí)了許多新知識(shí)，對(duì)一些原來(lái)一知半解的理論也有了進(jìn)一步的的認(rèn)識(shí)。特別是原來(lái)所學(xué)的一些專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課：如機(jī)械制圖、模具材料、公差配合與技術(shù)測(cè)量、冷沖模具設(shè)計(jì)與制造等有了更深刻的理解，使我進(jìn)一步的了解了怎樣將這些知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際的設(shè)計(jì)中。同時(shí)還使我更清楚了模具設(shè)計(jì)過(guò)程中要考慮的問(wèn)題，如怎樣使制造的模具既能滿(mǎn)足使用要求又不浪費(fèi)材料，保證工件的經(jīng)濟(jì)性，加工工藝的合理性。
在學(xué)校中，我們主要學(xué)的是理論性的知識(shí)，而實(shí)踐性很欠缺，而畢業(yè)設(shè)計(jì)就相當(dāng)于實(shí)戰(zhàn)前的一次演練。通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì)可是把我們以前學(xué)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)系統(tǒng)的連貫起來(lái)，使我們?cè)跍亓?xí)舊知識(shí)的同時(shí)也可以學(xué)習(xí)到很多新的知識(shí)；這不但提高了我們解決問(wèn)題的能力，開(kāi)闊了我們的視野，在一定程度上彌補(bǔ)我們實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的不足，為以后的工作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
歷經(jīng)近三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束，敬請(qǐng)各位老師對(duì)我的設(shè)計(jì)過(guò)
程作最后檢查。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中通過(guò)參考、查閱各種有關(guān)模具方面的資料，請(qǐng)教各位老師有關(guān)模具方面的問(wèn)題，并且和同學(xué)的探討，模具設(shè)計(jì)在實(shí)際中可能遇到的具體問(wèn)題，使我在這短暫的時(shí)間里，對(duì)模具的認(rèn)識(shí)有了一個(gè)質(zhì)的飛躍。
從陌生到開(kāi)始接觸，從了解到熟悉，這是每個(gè)人學(xué)習(xí)事物所必經(jīng)的一般過(guò)程，我對(duì)模具的認(rèn)識(shí)過(guò)程亦是如此。經(jīng)過(guò)近三個(gè)月的努力，我相信這次畢業(yè)設(shè)計(jì)一定能為三年的大學(xué)生涯劃上一個(gè)圓滿(mǎn)的句號(hào)，為將來(lái)的事業(yè)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
在這次設(shè)計(jì)過(guò)程中得到了老師以及許多同學(xué)的幫助，我受益匪淺。在此，再次感謝各位老師特別是我的指導(dǎo)老師原紅玲老師在這一段時(shí)間給予無(wú)私的幫助和指導(dǎo)，并向他們致于深深的敬意，對(duì)關(guān)心和指導(dǎo)過(guò)我各位老師表示衷心的感謝!
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