倒裝式典型結構復合模設計
49頁 16000字數(shù)+論文說明書+16張CAD圖紙【詳情如下】
上模座.dwg
下模座.dwg
倒裝式典型結構復合模設計開題報告.doc
倒裝式典型結構復合模設計說明書.doc
凹凸模.dwg
凹凸模固定板.dwg
凹模.dwg
凹模固定板.dwg
卸料板.dwg
墊板.dwg
外文翻譯--模具的發(fā)展.doc
大小沖頭.dwg
導套.dwg
導柱.dwg
打桿.dwg
推件塊.dwg
推板.dwg
模具裝配圖.dwg
零件圖及排樣圖.dwg
摘要 3
ABSTRACT 4
前言 5
第一章 沖裁件工藝性分析 6
1.1材料選擇 6
1.2工件結構形狀 6
1.3尺寸精度 7
第二章 沖裁工藝方案的確定 9
第三章 模具結構形式的確定 11
第四章 模具總體設計 12
4.1模具類型的選擇 12
4.2操作與定位方式 12
4.2.1操作方式 12
4.2.2定位方式 12
4.3卸料、出件方式 12
4.3.1卸料方式 12
4.3.2出件方式 13
4.4確定送料方式 13
4.5確定導向方式 13
第五章 模具工藝參數(shù)確定 14
5.1排樣設計與計算 14
5.2搭邊值的確定 14
5.3進距與條料寬度計算 16
5.3.1送料進距A 16
5.3.2條料寬度B計算 16
第六章 計算沖壓力與壓力機的初選 18
6.1沖裁力 的計算 18
6.2卸料力 的計算 19
6.3頂件力 的計算 19
6.4總的沖壓力F的計算 20
6.5 壓力機的初選 20
第七章 模具壓力中心的確定 22
第八章 沖裁模間隙的確定 23
8.1沖裁間隙Z 23
8.2沖裁間隙分析 23
9凸、凹模刃口尺寸的計算 26
9.1刃口尺寸計算的基本原則 26
9.2刃口尺寸的計算 27
9.2.1沖孔凸、凹模計算： 27
9.2.2落料凸、凹模計算： 29
第十章 主要零部件的設計 31
10.1工作零件的設計與計算 31
10.1.1凹模的結構設計和外形尺寸計算 31
10.1.2沖孔凸模的結構設計和外形尺寸計算 33
10.1.3凸凹模的設計和外形尺寸計算 34
10.1.4工作零件材料的選用 36
10.1.5卸料部分的設計 36
10.1.6定位零件的設計 37
10.1.7推件裝置的設計 39
10.2 橡膠的選用 39
10.3模架及其他結構零件的設計 40
10.3.1模架的選用 41
10.3.2導柱、導套的選用 41
10.3.3上、下模座的選用 42
10.3.4模柄的選用 42
10.3.5螺釘、銷釘?shù)倪x用 42
第十一章 校核模具閉合高度及壓力機有關參數(shù) 43
11.1閉合高度的計算 43
11.2沖壓設備的選定 43
第十二章 模具零件圖 44
第十三章 模具總裝圖 45
結論 47
致謝 48
參考文獻 49
摘要
本文首先介紹了沖壓模具、模具CAD技術、三維模型及運動仿真技術的發(fā)展現(xiàn)狀和前景，選用了三維設計軟件Pro/Engineer。通過對零件的結構和尺寸精度的分析，比較幾種不同沖壓工藝方案的優(yōu)缺點。采用了復合模一次將沖孔、落料以及外形沖出，模具結構型式采用倒裝式復合模。推件裝置采用典型的打桿打料板式的剛性推件裝置，卸料裝置采用彈性卸料板。選用后置雙導柱高精度模架，然后確定了模具的總體結構。最后根據(jù)沖壓手冊及相關的模具設計手冊進行沖裁力、壓力中心、模具工作部分、模具各零部件尺寸的計算及設計。
在有關的設計及計算完成之后，應用三維設計軟件Pro/Engineer建立模具各個零部件的三維模型，然后根據(jù)要求進行零件裝配，零件裝配好以后，進行裝配體的干涉檢查，確定裝配體中各零件之間是否存在干涉。
關鍵詞：模具設計；拆裝；三維模型；CAD
Abstract
This article first introduced the stamping die, die CAD technology, three-dimensional modeling and motion simulation technology development present situation and the prospect, selection of three-dimensional design software Pro / Engineer. Part of the structure and dimension precision analysis, comparison of several different stamping process scheme. The compound die punching, blanking time and shape out, die structure using compound die. Pushing the device using a typical bar material plate rigid pushing the device, discharge device adopts elastic unloading board. Selection of post-built double guide column high precision mold, and then determine the die structure. According to the stamping and die design manual punching power, the center of pressure, working parts of die, mould parts size calculation and design.
On the design and calculation is completed, the application of three-dimensional design software Pro / Engineer established mold the various parts of the three-dimensional model, then according to the requirement of assembly parts, parts assembly later, for assembly interference checking, determine the components of the assembly between the existence of interference.
Key words: Die Design for disassembly; three-dimensional model; CAD;
前言
改革開放以來，隨著國民經濟的高速發(fā)展，工業(yè)產品的品種和數(shù)量的不斷增加，更新?lián)Q代的不斷加快，在現(xiàn)代制造業(yè)中，企業(yè)的生產一方面朝著多品種、小批量和多樣式的方向發(fā)展，加快換型，采用柔性化加工，以適應不同用戶的需要；另一方面朝著大批量，高效率生產的方向發(fā)展，以提高勞動生產率和生產規(guī)模來創(chuàng)造更多效益，生產上采取專用設備生產的方式。模具做為高效率的生產工具的一種，是工業(yè)生產中使用極為廣泛與重要的工藝裝備。采用模具生產制品和零件，生產效率高，可實現(xiàn)高速大批量的生產；節(jié)約原材料，實現(xiàn)無切屑加工；產品質量穩(wěn)定，具有良好的互換性；操作簡單，對操作人員沒有很高的技術要求；利用模具批量生產的零件加工費用低；所加工出的零件與制件可以一次成形，不需進行再加工；能制造出其它加工工藝方法難以加工、形狀比較復雜的零件制品；容易實現(xiàn)生產的自動化的特點。
第一章 沖裁件工藝性分析
工件簡圖：如圖1-1所示
生產批量：大批量
材料： 08F
工件長度：80mm
工件厚度：2mm
工件精度：IT14級
結論
本文闡述了倒裝式復合沖壓模具設計的全過程。在畢業(yè)設計過程中，我遵循沖壓工藝的基本理論和沖壓模具的設計步驟，利用CAD,PRO/E設計軟件，進行了沖壓的倒裝復合模具的設計，完成的具體工作如下：
1、收集相關資料，確定材料及類型。
2、計算相關參數(shù)。
3、繪制零件圖。
以PEO/E和AUOTOCAD為工具，進行沖壓件的模具設計，大大提高了模具設計的效率，充分體現(xiàn)了三維和二維制圖軟件的靈活和高效。
計算機技術為機械設計領域帶來了新的理念和方法，也促進了沖壓模具設計和制造手段的進步。我相信：將計算機三維設計運用于沖壓模具的設計和制造是模具設計制造技術發(fā)展的必然，充分利用計算機技術進行模具CAD/CAM系統(tǒng)的研究具有十分重要的理論和實踐意義。
這次的畢業(yè)設計融入了我大學四年的全部知識,比如有《機械制圖》、《機械制造基礎》、《模具加工工藝》、《沖壓模具及工藝》、《數(shù)控編程與制造》、《CAD/CAM》等重要課程，讓我們把這些課程完美的結合在一起。
致謝
首先，我們應感謝在設計過程中老師的精心指導，在此要向老師致以最崇敬的感謝！老師總是在百忙之中抽出時間來為我們解答設計過程中的疑問，在審方案階段，梁老師總是不厭其煩地給我們細心講解，以消除我們的盲點。在這里，我們要一并感謝模具教研室的其他老師，以及那些在無意間幫助過我們的老師和同學，謝謝你們。
幾個月心血此時凝聚在這本厚厚的設計書中，我頗感激動。它是我這幾個月在畢業(yè)設計中共同協(xié)作，努力克服困難的見證。它記錄了我這幾個月的生活，也見證了我大學的最后時光。這次設計是我第一次進行全面和系統(tǒng)的設計，難免會有疏漏和不足之處，可能存在計算不夠準確，圖紙質量不高等問題，還有許多細節(jié)未做到及時處理，請各位老師指正，以幫助我不斷提高，不斷進步。我們相信通過這次全面系統(tǒng)的設計以及在這個過程中各位老師的不斷點撥，在今后的工作中我們一定會做到更好。
參考文獻
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模具的發(fā)展 1 模具在工業(yè)生產中的地位 模具是大批量生產同形產品的工具，是工業(yè)生產的主要工藝裝備。 采用模具生產零部件，具有生產效率高、質量好、成本低、節(jié)約能源和原材料等一系列優(yōu)點， 用模具生產制件所具備的高精度、高復雜程度、高一致性、高生產率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比擬的。 已成為當代工業(yè)生產的重要手段和工藝發(fā)展方向?，F(xiàn)代經濟的基礎工業(yè)?，F(xiàn)代工業(yè)品的發(fā)展和技術水平的提高，很大程度上取決于模具工業(yè)的發(fā)展水平，因此模具工業(yè)對國民經濟和社會發(fā)展將起越來越大的作用。 1989 年 3 月國務院頒布的《關于當前產業(yè)政 策要點的決定》中，把模具列為機械工業(yè)技術改造序列的第一位、生產和基本建設序列的第二位 (僅次于大型發(fā)電設備及相應的輸變電設備 )，確立模具工業(yè)在國民經濟中的重要地位。 1997年以來，又相繼把模具及其加工技術和設備列入了《當前國家重點鼓勵發(fā)展的產業(yè)、產品和技術目錄》和《鼓勵外商投資產業(yè)目錄》。經國務院批準，從 1997 年到 2000年，對 80 多家國有專業(yè)模具廠實行增值稅返還 70%的優(yōu)惠政策，以扶植模具工業(yè)的發(fā)展。所有這些，都充分體現(xiàn)了國務院和國家有關部門對發(fā)展模具工業(yè)的重視和支持。目前全世界模具年產值約為 600 億美元 ，日、美等工業(yè)發(fā)達國家的模具工業(yè)產值已超過機床工業(yè)，從 1997 年開始，我國模具工業(yè)產值也超過了機床工業(yè)產值。 據(jù)統(tǒng)計，在家電、玩具等輕工行業(yè)，近 90％的零件是綜筷具生產的；在飛機、汽車、農機和無線電行業(yè)，這個比例也超過 60％。例如飛機制造業(yè)，某型戰(zhàn)斗機模具使用量超過三萬套，其中主機八千套、發(fā)動機二千套、輔機二萬套。從產值看，80 年代以來，美、日等工業(yè)發(fā)達國家模具行業(yè)的產值已超過機床行業(yè)，并又有繼續(xù)增長的趨勢。據(jù)國際生產技術協(xié)會預測，到 2000 年，產品盡件粗加工的 75%、精加工的 50％將由模具完成；金屬、塑料 、陶瓷、橡膠、建材等工業(yè)制品大部分將由模具完成， 50％以上的金屬板材、 80％以上的塑料都特通過模具轉化成制品。 2 模具的歷史發(fā)展 模具的出現(xiàn)可以追溯到幾千年前的陶器和青銅器鑄造，但其大規(guī)模使用卻是隨著現(xiàn)代工業(yè)的掘起而發(fā)展起來的。 19 世紀，隨著軍火工業(yè) (槍炮的彈殼 )、鐘表工業(yè)、無線電工業(yè)的發(fā)展，沖模得到廣泛使用。二次大戰(zhàn)后，隨著世界經濟的飛速發(fā)展，它又成了大量生產家用電器、汽車、電子儀器、照相機、鐘表等零件的最佳方式。從世界范圍看，當時美國的沖壓技術走在前列 ——許多模具先進技術，如簡易模具、高效率模具 、高壽命模具和沖壓自動化技術，大多起源于美國；而瑞士的精沖、德國的冷擠壓技術，蘇聯(lián)對塑性加工的研究也處于世界先進行列。 50 年代，模具行業(yè)工作重點是根據(jù)訂戶的要求，制作能滿足產品要求的模具。模具設計多憑經驗，參考已有圖紙和感性認識，對所設計模具零件的機能缺乏真切了解。從 1955 年到 1965 年，是壓力加工的探索和開發(fā)時代 ——對模具主要零部件的機能和受力狀態(tài)進行了數(shù)學分橋，并把這些知識不斷應用于現(xiàn)場實際，使得沖壓技術在各方面有飛躍的發(fā)展。其結果是歸納出模具設計原則，并使得壓力機械、沖壓材料、加工方法、梅具結構、模 具材料、模具制造方法、自動化裝置等領域面貌一新，并向實用化的方向推進，從而使沖壓加工從儀能生產優(yōu)良產品的第一階段。 進入 70 年代向高速化、啟動化、精密化、安全化發(fā)展的第二階段。在這個過程中不斷涌現(xiàn)各種高效率、商壽命、高精度助多功能自動校具。其代表是多達別多個工位的級進模和十幾個工位的多工位傳遞模。在此基礎上又發(fā)展出既有連續(xù)沖壓工位又有多滑塊成形工位的壓力機 —彎曲機。在此期間，日本站到了世界最前列——其模具加工精度進入了微米級，模具壽命，合金工具鋼制造的模具達到了幾千萬次，硬質合金鋼制造的模具達到了幾億次 p 每 分鐘沖壓次數(shù)，小型壓力機通常為200 至 300 次，最高為 1200 次至 1500 次。在此期間，為了適應產品更新快、用期短 (如汽車改型、玩具翻新等 )的需要，各種經濟型模具，如鋅落合金模具、聚氨酯橡膠模具、鋼皮沖模等也得到了很大發(fā)展。 從 70 年代中期至今可以說是計算機輔助設計、輔助制造技術不斷發(fā)展的時代。隨著模具加工精度與復雜性不斷提高，生產周期不斷加快，模具業(yè)對設備和人員素 質的要求也不斷提高。依靠普通加工設備，憑經驗和手藝越來越不能滿足模具生產的需要。 90 年代以來，機械技術和電子技術緊密結合，發(fā)展了 床，如數(shù)控 線切割機床、數(shù)控電火花機床、數(shù)控銑床、數(shù)控坐標磨床等。而采用電子計算機自動編程、控制的 床提高了數(shù)控機床的使用效率和范圍。近年來又發(fā)展出由一臺計算機以分時的方式直接管理和控制一群數(shù)控機床的 統(tǒng)。 隨著計算機技術的發(fā)展，計算機也逐步進入模具生產的各個領域，包括設計、制造、管理等。國際生產研究協(xié)會預測，到 2000 年，作為設計和制造之間聯(lián)系手段的圖紙將失去其主要作用。模具自動設計的最根本點是必須確立模具零件標準及設計標準。要擺脫過去以人的思考判斷和實際經驗為中心所組成的設計方法，就必須把過去的經驗和思 考方法，進行系列化、數(shù)值化、數(shù)式化，作為設計準則儲存到計算機中。因為模具構成元件也干差萬別，要搞出一個能適應各種零件的設計軟件幾乎不可能。但是有些產品的零件形狀變化不大，模具結構有一定的規(guī)律，放可總結歸納，為自動設計提供軟件。如日本某公司的 統(tǒng)用于級進模設計與制造，其中包括零件圖形輸入、毛坯展開、條料排樣、確定模板尺寸和標準、繪制裝配圖和零件圖、輸出 為數(shù)控加工中心和線切割編程 )等，所用時間由手工的 20%、工時減少到 35 小時；從 80 年代初日本就將三維的 統(tǒng)用于汽車覆蓋件模具。目前 ，在實體件的掃描輸入，圖線和數(shù)據(jù)輸入，幾何造形、顯示、繪圖、標注以及對數(shù)據(jù)的自動編程，產生效控機床控制系統(tǒng)的后置處理文件等方面已達到較高水平；計算機仿真 (術也取得了一定成果。在高層次上， 成的，即數(shù)據(jù)是統(tǒng)一的，可以互相直接傳輸信息．實現(xiàn)網(wǎng)絡化。目前．國外僅有少數(shù)廠家能夠做到。 3 我國模具工業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢 由于歷史原因形成的封閉式、 “大而全 ”的企業(yè)特征，我國大部分企業(yè)均設有模具車間，處于本廠的配套地位，自 70 年代末才有了模具工業(yè)化和生產專業(yè)化這個概念。生產 效率不高，經濟效益較差。模具行業(yè)的生產小而散亂，跨行業(yè)、投資密集，專業(yè)化、商品化和技術管理水平都比較低。 據(jù)不完全統(tǒng)計，全國現(xiàn)有模具專業(yè)生產廠、產品廠配套的模具車間（分廠）近17000 家，約 60 萬從業(yè)人員，年模具總產值達 200 億元人民幣。但是，我國模具工業(yè)現(xiàn)有能力只能滿足需求量的 60％左右，還不能適應國民經濟發(fā)展的需要。目前，國內需要的大型、精密、復雜和長壽命的模具還主要依靠進口。據(jù)海關統(tǒng)計， 1997年進口模具價值 美元，這還不包括隨設備一起進口的模具； 1997 年出口模具僅為 7800 萬美元。目前我國模 具工業(yè)的技術水平和制造能力，是我國國民經濟建設中的薄弱環(huán)節(jié)和制約經濟持續(xù)發(fā)展的瓶頸 。 具工業(yè)產品結構的現(xiàn)狀 按照中國模具工業(yè)協(xié)會的劃分，我國模具基本分為 10 大類，其中，沖壓模和塑料成型模兩大類占主要部分。按產值計算，目前我國沖壓模占 50％左右，塑料成形模約占 20％，拉絲模（工具）約占 10％，而世界上發(fā)達工業(yè)國家和地區(qū)的塑料成形模比例一般占全部模具產值的 40％以上。 我國沖壓模大多為簡單模、單工序模和符合模等，精沖模，精密多工位級進模還為數(shù)不多，模具平均壽命不足 100 萬次，模具最 高壽命達到 1 億次以上，精度達到 3～ 5 50 個以上的級進工位，與國際上最高模具壽命 6 億次，平均模具壽命 5000 萬次相比，處于 80 年代中期國際先進水平。 我國的塑料成形模具設計，制作技術起步較晚，整體水平還較低。目前單型腔，簡單型腔的模具達 70％以上，仍占主導地位。一模多腔精密復雜的塑料注射模，多色塑料注射模已經能初步設計和制造。模具平均壽命約為 80 萬次左右，主要差距是模具零件變形大、溢邊毛刺大、表面質量差、模具型腔沖蝕和腐蝕嚴重、模具排氣不暢和型腔易損等，注射模精度已達到 5下，最高壽命已 突破 2000 萬次， 型腔數(shù)量已超過 100 腔，達到了 80 年代中期至 90 年代初期的國際先進水平。 具工業(yè)技術結構現(xiàn)狀 我國模具工業(yè)目前技術水平參差不齊，懸殊較大。從總體上來講，與發(fā)達工業(yè)國家及港臺地區(qū)先進水平相比，還有較大的差距。 在采用 技術設計與制造模具方面，無論是應用的廣泛性，還是技術水平上都存在很大的差距。在應用 術設計模具方面，僅有約10%的模具在設計中采用了 拋開繪圖板還有漫長的一段路要走；在應用行模具方案設計和分析計算方 面，也才剛剛起步，大多還處于試用和動畫游戲階段；在應用 術制造模具方面，一是缺乏先進適用的制造裝備，二是現(xiàn)有的工藝設備（包括近 10 多年來引進的先進設備）或因計算機制式（ 機及其兼容機、 作站等）不同，或因字節(jié)差異、運算速度差異、抗電磁干擾能力差異等，聯(lián)網(wǎng)率較低，只有 5%左右的模具制造設備近年來才開展這項工作；在應用 術進行工藝規(guī)劃方面，基本上處于空白狀態(tài)，需要進行大量的標準化基礎工作；在模具共性工藝技術，如模具快速成型技術、拋光技術、電鑄成型技術、表面處理技術等方面的 術應用在我國才剛起步。計算機輔助技術的軟件開發(fā)，尚處于較低水平，需要知識和經驗的積累。我國大部分模具廠、車間的模具加工設備陳舊，在役期長、精度差、效率低，至今仍在使用普通的鍛、車、銑、刨、鉆、磨設備加工模具，熱處理加工仍在使用鹽浴、箱式爐，操作憑工人的經驗，設備簡陋，能耗高。設備更新速度緩慢，技術改造，技術進步力度不大。雖然近年來也引進了不少先進的模具加工設備，但過于分散，或不配套，利用率一般僅有 25%左右，設備的一些先進功能也未能得到充分發(fā)揮。 缺乏技術素質較高的模具設計、制造工藝技術人員和技術工人，尤其 缺乏知識面寬、知識結構層次高的復合型人才。中國模具行業(yè)中的技術人員，只占從業(yè)人員的 8%~12%左右，且技術人員和技術工人的總體技術水平也較低。 1980 年以前從業(yè)的技術人員和技術工人知識老化，知識結構不能適應現(xiàn)在的需要；而 80 年代以后從業(yè)的人員，專業(yè)知識、經驗匱乏，動手能力差，不安心，不愿學技術。近年來人才外流不僅造成人才數(shù)量與素質水平下降，而且人才結構也出現(xiàn)了新的斷層，青黃不接，使得模具設計、制造的技術水平難以提高。 具工業(yè)配套材料，標準件結構現(xiàn)狀 近 10 多年來，特別是 “八五 ”以來，國家 有關部委已多次組織有關材料研究所、大專院校和鋼鐵企業(yè)，研究和開發(fā)模具專用系列鋼種、模具專用硬質合金及其他模具加工的專用工具、輔助材料等，并有所推廣。但因材料的質量不夠穩(wěn)定，缺乏必要的試驗條件和試驗數(shù)據(jù)，規(guī)格品種較少，大型模具和特種模具所需的鋼材及規(guī)格還有缺口。在鋼材供應上，解決用戶的零星用量與鋼廠的批量生產的供需矛盾，尚未得到有效的解決。另外，國外模具鋼材近年來相繼在國內建立了銷售網(wǎng)點，但因渠道不暢、技術服務支撐薄弱及價格偏高、外匯結算制度等因素的影響，目前推廣應用不多。 模具加工的輔助材料和專用 技術近年來雖有所推廣應用，但未形成成熟的生產技術，大多仍還處于試驗摸索階段，如模具表面涂層技術、模具表面熱處理技術、模具導向副潤滑技術、模具型腔傳感技術及潤滑技術、模具去應力技術、模具抗疲勞及防腐技術等尚未完全形成生產力，走向商品化。一些關鍵、重要的技術也還缺少知識產權的保護。 我國的模具標準件生產， 80 年代初才形成小規(guī)模生產，模具標準化程度及標準件的使用覆蓋面約占 20%，從市場上能配到的也只有約 30 個品種，且僅限于中小規(guī)格。標準凸凹模、熱流道元件等剛剛開始供應，模架及零件生產供應渠道不暢，精度和 質量也較差。 具工業(yè)產業(yè)組織結構現(xiàn)狀 我國的模具工業(yè)相對較落后，至今仍不能稱其為一個獨立的行業(yè)。我國目前的模具生產企業(yè)可劃分為四大類：專業(yè)模具廠，專業(yè)生產外供模具；產品廠的模具分廠或車間，以供給本產品廠所需的模具為主要任務；三資企業(yè)的模具分廠，其組織模式與專業(yè)模具廠相類似，以小而專為主；鄉(xiāng)鎮(zhèn)模具企業(yè)，與專業(yè)模具廠相類似。其中以第一類數(shù)量最多，模具產量約占總產量的 70%以上。我國的模具行業(yè)管理體制分散。目前有 19 個大行業(yè)部門制造和使用模具，沒有統(tǒng)一管理的部門。僅靠中國模具工業(yè)協(xié)會統(tǒng)籌規(guī)劃， 集中攻關，跨行業(yè)，跨部門管理困難很多。 模具適宜于中小型企業(yè)組織生產，而我國技術改造投資向大中型企業(yè)傾斜時，中小型模具企業(yè)的投資得不到保證。包括產品廠的模具車間、分廠在內，技術改造后不能很快收回其投資，甚至負債累累，影響發(fā)展。 雖然大多數(shù)產品廠的模具車間、分廠技術力量強，設備條件較好，生產的模具水平也較高，但設備利用率低。 我國模具價格長期以來同其價值不協(xié)調，造成模具行業(yè) “自身經濟效益小，社會效益大 ”的現(xiàn)象。 “干模具的不如干模具標準件的，干標準件的不如干模具帶件生產的。干帶件生 產的不如用模具加工產品的 ”之類不正常現(xiàn)象存在。 4 模具的發(fā)展趨勢 具 向集成化、三維化、智能化和網(wǎng)絡化方向發(fā)展 （ 1）模具軟件功能集成化 模具軟件功能的集成化要求軟件的功能模塊比較齊全，同時各功能模塊采用同一數(shù)據(jù)模型，以實現(xiàn)信息的綜合管理與共享，從而支持模具設計、制造、裝配、檢驗、測試及生產管理的全過程，達到實現(xiàn)最佳效益的目的。如英國 司的系列化軟件就包括了曲面 /實體幾何造型、復雜形體工程制圖、工業(yè)設計高級渲染、塑料模設計 專家系統(tǒng)、復雜形體 術造型及雕刻自動編程系統(tǒng)、逆向工程系統(tǒng)及復雜形體在線測量系統(tǒng)等。集成化程度較高的軟件還包括： G 和 。國內有上海交通大學金屬塑性成型有限元分析系統(tǒng)和沖裁模統(tǒng)；北京北航海爾軟件有限公司的 列軟件；吉林金網(wǎng)格模具工程研究中心的沖壓模 統(tǒng)等。 （ 2）模具設計、分析及制造的三維化 傳統(tǒng)的二維模具結構設計已越來越不適應現(xiàn)代化生產和集成化技術要求。模具設計、分析、制造的三維化、無紙化要求新一代模 具軟件以立體的、直觀的感覺來設計模具，所采用的三維數(shù)字化模型能方便地用于產品結構的 析、模具可制造性評價和數(shù)控加工、成形過程模擬及信息的管理與共享。如 G 和 軟件具備參數(shù)化、基于特征、全相關等特點，從而使模具并行工程成為可能。另外， 司的 司的 日立造船的 是 3D 專業(yè)注塑模設計軟件，可進行交互式 3D 型腔、型芯設計、模架配置及典型結構設計。澳大利亞 司的三維真實感流 動模擬軟件經受到用戶廣泛的好評和應用。國內有華中理工大學研制的同類軟件 鄭州工業(yè)大學的 件。面向制造、基于知識的智能化 功能是衡量模具軟件先進性和實用性的重要標志之一。如 司的注塑模專家軟件能根據(jù)脫模方向自動產生分型線和分型面，生成與制品相對應的型芯和型腔，實現(xiàn)模架零件的全相關，自動產生材料明細表和供 工的鉆孔表格，并能進行智能化加工參數(shù)設定、加工結果校驗等。 （ 3）模具軟件應用的網(wǎng)絡化趨勢 隨著模具在企業(yè)競爭 、合作、生產和管理等方面的全球化、國際化，以及計算機軟硬件技術的迅速發(fā)展，網(wǎng)絡使得在模具行業(yè)應用虛擬設計、敏捷制造技術既有必要，也有可能。美國在其《 21 世紀制造企業(yè)戰(zhàn)略》中指出，到 2006 年要實現(xiàn)汽車工業(yè)敏捷生產 /虛擬工程方案，使汽車開發(fā)周期從 40 個月縮短到 4 個月。 具檢測、加工設備向精密、高效和多功能方向發(fā)展 （ 1）模具檢測設備的日益精密、高效 精密、復雜、大型模具的發(fā)展，對檢測設備的要求越來越高。現(xiàn)在精密模具的精度已達 2～ 3μm，目前國內廠家使用較多的有意大利、美國、日本等國的高精度三坐標測量機，并具有數(shù)字化掃描功能。如東風汽車模具廠不僅擁有意大利產3250250坐標測量機，還擁有數(shù)碼攝影光學掃描儀，率先在國內采用數(shù)碼攝影、光學掃描作為空間三維信息的獲得手段，從而實現(xiàn)了從測量實物 → 建立數(shù)學模型 → 輸出工程圖紙 → 模具制造全過程，成功實現(xiàn)了逆向工程技術的開發(fā)和應用。這方面的設備還包括：英國雷尼紹公司第二代高速掃描儀 (實現(xiàn)激光測頭和接觸式測頭優(yōu)勢互補，激光掃描精度為 觸式測頭掃描精度達 外德國 司的 攜式掃 描儀，日本羅蘭公司的式掃描儀和英國泰勒 ·霍普森公司 傳感三維掃描儀分別具有高速化、廉價化和功能復合化等特點。 （ 2）數(shù)控電火花加工機床 日本沙迪克公司采用直線電機伺服驅動的 有驅動反應快、傳動及定位精度高、熱變形小等優(yōu)點。瑞士夏米爾公司的 有 適應控制、 量控制及自動編程專家系統(tǒng)。另外有些 采用了混粉加工工藝、微精加工脈沖電源及模糊控制 (技術。 （ 3）高速銑削機 床 (銑削加工是型腔模具加工的重要手段。而高速銑削具有工件溫升低、切削力小、加工平穩(wěn)、加工質量好、加工效率高 (為普通銑削加工的 5～ 10 倍 )及可加工硬材料(<60諸多優(yōu)點。因而在模具加工中日益受到重視。瑞士克朗公司 五軸聯(lián)動加工中心，其機床定位精度可達 8μm，自制的具有矢量閉環(huán)控制電主軸，最大轉速為 42000r/大利 司的高速銑床，其加工范圍達2500000800速達 20500r/削進給速度達 20m/型模具加工，如汽車覆蓋件模具、壓鑄模、大型塑料等曲面加工，其曲面加工精度可達 速經濟制模技術 縮短產品開發(fā)周期是贏得市場競爭的有效手段之一。與傳統(tǒng)模具加工技術相比，快速經濟制模技術具有制模周期短、成本較低的特點，精度和壽命又能滿足生產需求，是綜合經濟效益比較顯著的模具制造技術，具體主要有以下一些技術。 (1)快速原型制造技術 (它包括激光立體光刻技術 (；疊層輪廓制造技術 (；激光粉末選區(qū)燒結成形技術 (；熔融沉 積成形技術 (和三維印刷成形技術 (3。 (2)表面成形制模技術。它是指利用噴涂、電鑄和化學腐蝕等新的工藝方法形成型腔表面及精細花紋的一種工藝技術。 (3)澆鑄成形制模技術。主要有鉍錫合金制模技術、鋅基合金制模技術、樹脂復合成形模具技術及硅橡膠制模技術等。 (4)冷擠壓及超塑成形制模技術。 (5)無模多點成形技術。 (6)帶沖裁落料制模技術。 (7)模具毛坯快速制造技術。主要有干砂實型鑄造、負壓實型鑄造、樹脂砂實型鑄造 及失蠟精鑄等技術。 (8)其他方面技術。如采用氮氣彈簧壓邊、卸料、快速換模技術、沖壓單元組合技術、刃口堆焊技術及實型鑄造沖模刃口鑲塊技術等。 具材料及表面處理技術發(fā)展迅速 模具工業(yè)要上水平，材料應用是關鍵。因選材和用材不當，致使模具過早失效，大約占失效模具的 45%以上。在模具材料方面，常用冷作模具鋼有 焰淬火鋼 (如日本的 ；常用新型熱作模具鋼有美國 典 ；常用塑料模具用鋼有預硬鋼 (如美國 時效硬化型鋼 (如美國 本 )、熱處理硬化型鋼 (如美國 本 典一勝白 136 等 )、粉末模具鋼 (如日本 ；覆蓋件拉延模常用 鐵等，大型模架用 工位精密沖模常采用鋼結硬質合金及硬質合金 。在模具表面處理方面，其主要趨勢是：由滲入單一元素向多元素共滲、復合滲 (如 )發(fā)展；由一般擴散向 子滲入、離子注入等方向發(fā)展； 可采用的鍍膜有： ，同時熱處理手段由大氣熱處理向真空熱處理發(fā)展。另外，目前對激光強化、輝光離子氮化技術及電鍍 (刷鍍 )防腐強化等技術也日益受到重視。 具工業(yè)新工藝、新理念和新模式逐步得到了認同 在成形工藝方面，主要有沖壓模具功能復合化、超塑性成形、塑性精密成形技術、塑料模氣體輔助注射技術及熱流道技術、高壓注射成形技術等。另一方面，隨著先進制造技術的不斷發(fā)展和模具行業(yè)整體水平的提高，在模具行業(yè)出現(xiàn)了一些新的設計、生產、管理理念與 模式。具體主要有：適應模具單件生產特點的柔性制造技術；創(chuàng)造最佳管理和效益的團隊精神，精益生產；提高快速應變能力的并行工程、虛擬制造及全球敏捷制造、網(wǎng)絡制造等新的生產哲理；廣泛采用標準件通用件的分工協(xié)作生產模式；適應可持續(xù)發(fā)展和環(huán)保要求的綠色設計與制造等。 總結 總結 進入 21 世紀，在經濟全球化的新形勢下，隨著資本、技術和勞動力市場的重新整合，我國裝備制造業(yè)在加入 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)提供的產品。為了適應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)正廣泛應用現(xiàn)代先進制造技術來加速模具工業(yè)的技術進步，滿足各行各業(yè)對模具這一基礎工藝裝備的迫切需求。 參考文獻 1] 李大鑫 ,張秀棉 . 模具技術現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢綜述 [J]模具制造 , 2005,(02). 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