U型彎曲件彎曲模設(shè)計(jì)
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畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）文獻(xiàn)綜述
課題題目 ： 彎曲件的模具設(shè)計(jì)
所在學(xué)院： 宋體四號加粗
班 級：
姓 名：
學(xué) 號：
指導(dǎo)教師：
合作導(dǎo)師：
日期： 2013 年 11 月 15 日
一、模具工業(yè)的分類
我國模具設(shè)計(jì)與制造技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了手工作坊制造階段、工業(yè)化生產(chǎn)階段和現(xiàn)代化生產(chǎn)階段。伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展, 數(shù)字化、信息化CADCAE/CAM技術(shù)和數(shù)控加工機(jī)床已普遍采用, 模具產(chǎn)業(yè)正處于高速發(fā)展階段。
模具是制造業(yè)的重要基礎(chǔ)工藝裝備。模具總體上可分為兩大類: 金屬材料制件成形模具，如沖壓模具、鍛造模具、壓鑄模具、擠壓模具、拉絲模具、粉末冶金模具等; 非金屬材料制件成形模具, 如塑料注射模具、壓鑄模具、擠出模具, 橡膠制件、玻璃制件和陶瓷制件成形模具等。模具的具體分類方法很多, 如按模具結(jié)構(gòu)形式分, 沖壓模具可分為簡單模、連續(xù)模和復(fù)合模, 注塑模具可分為單分型面和雙分型面注塑模具等; 按工藝性質(zhì)分, 沖壓模具可分為沖孔模、落料模、拉深模、彎曲模，塑模具可分為壓塑模、傳遞模、注射模等。[1]
其中沖壓模具、塑料模具、鑄造模具、鍛壓模具、橡膠模具、粉末冶金模具、拉絲模具、無機(jī)材料成形模具等是最主要的八大類, 用于制造業(yè)中的幾乎所有產(chǎn)品的生產(chǎn)。[7]
二、模具工業(yè)的地位
模具是以其特定的形狀通過一定的方式使原材料成型。隨著社會的發(fā)展和科技的進(jìn)步， 模具行業(yè)越來越被重視，模具技術(shù)在國民經(jīng)濟(jì)各個部門都得到廣泛的應(yīng)用，它不僅與整個機(jī)械行業(yè)密切相關(guān)，而且與人們的生活密切相關(guān)。模具工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，是“百業(yè)之母”，是永不衰亡的行業(yè)，模具工業(yè)的發(fā)展水平標(biāo)志著一個國家的工業(yè)水平及產(chǎn)品開發(fā)的能力?！笆濉?規(guī)劃指出，模具是生產(chǎn)各種工業(yè)產(chǎn)品的重要基礎(chǔ)工藝裝備，國民經(jīng)濟(jì)的五大支柱產(chǎn)業(yè)—機(jī)械、電子、汽車、石化、建筑等都要求模具工業(yè)的發(fā)展與之相適應(yīng)。
模具因其生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品質(zhì)量好、材料消耗低、操作簡單、生產(chǎn)過程易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化與自動化、生產(chǎn)成本低而獲得廣泛應(yīng)用，利用模具可以加工出薄壁、重量輕、剛性好、形狀復(fù)雜的零件；產(chǎn)品質(zhì)量有模具保證，具有一模一樣的的特點(diǎn)；這是其它加工制造業(yè)所無法完成的；模具是現(xiàn)代工業(yè)，特別是汽車、摩托車、航空、儀表、儀器、醫(yī)療器械、電子通信、兵器、家用電器、五金工具、日用品等工業(yè)必不可少的工藝裝備。據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，利用模具制造的零件數(shù)量，在飛機(jī)、汽車、摩托車、拖拉機(jī)、電機(jī)、電器、儀器儀表等機(jī)電產(chǎn)品中占80%以上；在電腦、電視機(jī)、攝像機(jī)、照相機(jī)、錄像機(jī)等電子產(chǎn)品中占85%以上；在電冰箱、洗衣機(jī)、空調(diào)、電風(fēng)扇、自行車、手表等輕工業(yè)產(chǎn)品中占90%以上；在子彈、槍支等兵器產(chǎn)品中占95%以上；在日用金屬產(chǎn)品中占95%以上?？梢?，研究和發(fā)展模具技術(shù)，對于促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展具有特別重要的意義。目前，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。[2]
起步到現(xiàn)在，我國模具工業(yè)經(jīng)歷了半個多世紀(jì)的發(fā)展，已有了較大的提高，與國外的差距正在進(jìn)一步縮小。而中國模具對世界的影響也在不斷擴(kuò)大, 主要表現(xiàn)在以下幾點(diǎn):
1、ISTMA 和FADMA 及其他國家的模協(xié)和有關(guān)國際組織已越來越重視中國模協(xié), 他們邀請中國模協(xié)出席國際會議和參加國際行業(yè)活動越來越多, 他們到中國來考察和交流也越來越多, 中國模具已經(jīng)成為國際模具中的一個不可忽視的力量。
2、隨著國際交往的日益增多和外資(包括港資、合資) 在中國模具行業(yè)的投入日漸增加, 中國模具正表現(xiàn)得越來越融入世界, 并已逐步與國際接軌, 三資企業(yè)已對中國模具的發(fā)展作出了很大貢獻(xiàn),中國模具和世界模具已越來越密不可分。
3、無論是出口還是在中國國內(nèi)使用, 中國模具已經(jīng)為境外企業(yè)和境內(nèi)三資企業(yè)降低了不少生產(chǎn)成本, 也就是說, 為世界的進(jìn)步做出了一些貢獻(xiàn),而且這一貢獻(xiàn)將隨著中國模具的進(jìn)一步發(fā)展而不斷增大。中國模具與世界正在實(shí)現(xiàn)共贏。
4、由于中國的過去、現(xiàn)在和不久的將來一直有較為優(yōu)秀且豐富和廉價的人力資源、龐大的市場及其他許多有利條件, 外資在中國模具中已經(jīng)并且將進(jìn)一步占據(jù)越來越重要的地位, 中國已成為承接工業(yè)發(fā)達(dá)國家模具業(yè)轉(zhuǎn)移的良好目的地, 確實(shí)加速了世界模具產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)移, 從而也為通過這種轉(zhuǎn)移而使工業(yè)發(fā)達(dá)國家向更高層次發(fā)展做出了貢獻(xiàn)。
5、中國龐大的模具市場促進(jìn)了世界模具的發(fā)展。
從上述情況來看, 中國模具確實(shí)已經(jīng)與世界模具密不可分, 而且中國模具在世界模具中的地位將會越來越重要, 其影響也會越來越大。中國模具加速融入世界并實(shí)現(xiàn)國際共贏的局面將會進(jìn)一步發(fā)展下去。在當(dāng)今的信息社會和世界經(jīng)濟(jì)進(jìn)一步全球化的發(fā)展過程中,世界在促進(jìn)中國模具的發(fā)展,中國模具也正在并將進(jìn)一步促進(jìn)世界的發(fā)展。[9]
三、我國模具工業(yè)的現(xiàn)狀
模具屬于邊緣科學(xué)，它涉及機(jī)械設(shè)計(jì)制造、塑性加工、鑄造、金屬材料及其熱處理、高分子材料、金屬物理、凝固理論、粉末冶金、塑料、橡膠、玻璃等諸多學(xué)科、領(lǐng)域和行業(yè)。
從中國模具工業(yè)協(xié)會獲悉, 近年來在國民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位的模具工業(yè)得到了迅速發(fā)展。模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備在電子、汽車、電機(jī)電器、儀表、家電和通訊等產(chǎn)品中, 一般的零部件都依靠模具成型。國民經(jīng)濟(jì)的五大支柱產(chǎn)業(yè), 機(jī)械, 電子、汽車、石化、建筑都要求模具工業(yè)的發(fā)展與之相適應(yīng), 模具是“ 效益放大器”, 用模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品價值, 往往是模具自身價值的幾十倍、上百倍。模具生產(chǎn)水平的高低, 己成為衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志, 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。因此, 振興和發(fā)展我國的模具工業(yè),日益受到人們的重視和關(guān)注國務(wù)院頒布的《關(guān)于當(dāng)前產(chǎn)業(yè)政策要點(diǎn)的丸定》也把模具列為機(jī)械工業(yè)改造序列的第一位、生產(chǎn)和基本建設(shè)序列的第二位。由于我國模具工業(yè)發(fā)展迅速, 前景廣闊, 國內(nèi)外模具及模具加工設(shè)備廠商已普遍看好中國市場。縱觀我國的模具工業(yè)，既有高速發(fā)展的良好勢頭，又存在精度低、結(jié)構(gòu)欠合理、壽命短等一系列不足，無法滿足整個工業(yè)迅速發(fā)展的迫切要求。[3]
近年來，我國模具工業(yè)的迅速發(fā)展是大家有目共睹的，中國模具工業(yè)的現(xiàn)狀大致可以從以下3個方面來講：
1、模具的產(chǎn)值與出口量增長明顯。從整體情況來看，我國已經(jīng)步入模具工業(yè)大國之列，但是距模具強(qiáng)國還有相當(dāng)差距。
2、模具制造水平不斷提高。近幾年，以大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具為代表的、技術(shù)含量較高的中高檔模具的比重進(jìn)一步提高，現(xiàn)在中高檔模具所占比重已經(jīng)達(dá)到35% 以上。模具的設(shè)計(jì)和制造水平也有了很大的發(fā)展，很多先進(jìn)的模具設(shè)計(jì)與制造技術(shù)在我國的模具企業(yè)中得到應(yīng)用，如CAD/CAE/CAM 等計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)、高速加工技術(shù)、熱流道技術(shù)、氣輔技術(shù)、逆向工程等新技術(shù)得到廣泛應(yīng)用，E R P、P D M 等信息化管理技術(shù)正得到積極推廣，這些先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用和信息化管理的實(shí)施極大地提高了模具企業(yè)的生產(chǎn)效率，縮短了生產(chǎn)周期。
3、我國模具行業(yè)已經(jīng)形成了自己的骨干隊(duì)伍。目前，我國約有模具生產(chǎn)廠點(diǎn)3 萬余家，從業(yè)人員100余萬人，在各個模具行業(yè)的骨干企業(yè)隊(duì)伍中也涌現(xiàn)出了本行業(yè)的龍頭企業(yè)。他們的生產(chǎn)裝備先進(jìn)，生產(chǎn)達(dá)到了一定規(guī)模，技術(shù)水平較高，而且產(chǎn)品具有自己的特點(diǎn)。[10]
目前，中國約有模具生產(chǎn)廠2萬余家，從業(yè)人員50多萬人，全年模具產(chǎn)值達(dá)450億元人民幣以上。近年來，模具行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整步伐加快，主要表現(xiàn)為大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具和模具標(biāo)準(zhǔn)件發(fā)展速度高于行業(yè)的總體發(fā)展速度；塑料模和壓鑄模比例增大；面向市場的專業(yè)模具廠家數(shù)量及能力增加較快。隨著經(jīng)濟(jì)體制改革的不斷深入，“三資”及民營企業(yè)的發(fā)展很快。[5]
在模具產(chǎn)值產(chǎn)量和進(jìn)出口迅速發(fā)展的同時, 近年來中國在模具行業(yè)技術(shù)進(jìn)步和模具水平的提高方面也取得了可喜的成績?，F(xiàn)在, 我國已能生產(chǎn)精度達(dá)到詳?shù)亩喙の患夁M(jìn)模, 壽命可達(dá)億沖次以上。個別企業(yè)生產(chǎn)的多工位級進(jìn)模已可在次的高速沖床上使用, 精度可達(dá)林。在大型塑料模具方面, 我國已能生產(chǎn)英寸大屏幕彩電和英寸背投式電視的塑殼模具、大容量洗衣機(jī)全套塑料件模具以及汽車保險杠、整體儀表板塑料模具等。在精密塑料模具方面, 我國已能生產(chǎn)照相機(jī)和手機(jī)塑料件模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具及精度達(dá)林的腔塑封模具等,精度達(dá)到林的光盤模也已能夠生產(chǎn)了。塑料模具的熱流道和氣輔等技術(shù)水平不斷提高。在大型精密復(fù)雜壓鑄模方面, 國內(nèi)已能生產(chǎn)自動扶梯整體踏板壓鑄模、汽車后橋齒輪箱壓鑄模以及汽車發(fā)動機(jī)殼體的鑄造模具等。在汽車覆蓋件模具方面,國內(nèi)已能生產(chǎn)中檔新型轎車的覆蓋件模具, 高檔轎車的部分覆蓋件模具也已能夠生產(chǎn)了。子午線輪胎活絡(luò)模具、鋁合金和塑料門窗異型材擠出成形模、精鑄或樹脂快速成型拉延模等, 也已達(dá)到相當(dāng)高的水平, 制造出來的模具可與進(jìn)口模具媲美。國內(nèi)生產(chǎn)的最大模具單套重量已超過100t我國模具企業(yè)CAD、CAM、CAE、CAPP、PDM、PLM、ERP等數(shù)字、化信息化技術(shù)的使用面正在不斷擴(kuò)大, 水平也在不斷提高。
中國模具工業(yè)產(chǎn)值僅次于日本和美國, 排在世界前三位。中國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展同樣對模具工業(yè)提出了越來越高的要求, 也為其發(fā)展提供了巨大的空間?，F(xiàn)今, 國內(nèi)的模具生產(chǎn)廠家已增至2 萬余家, 模具制造從業(yè)人員已超過50 多萬人, 模具的年產(chǎn)值達(dá)到534 億元人民幣。近10 年來, 國內(nèi)模具在數(shù)量、質(zhì)量、技術(shù)等方面有了很大的跨躍; 現(xiàn)正以每年15 %左右的增長速度穩(wěn)步發(fā)展。[4]
四、現(xiàn)代模具設(shè)計(jì)與制造方法
現(xiàn)代模具制造業(yè)已成為技術(shù)密集型和資金密集型的產(chǎn)業(yè), 它與高新技術(shù)已形成相互依托的關(guān)系。一方面, 模具是直接為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化服務(wù)的不可缺少的裝備另一方面, 模具生產(chǎn)本身又大量采用高新技術(shù)及裝備, 因此, 模具制造已成為高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的重要組成部分。模具成形零件時實(shí)現(xiàn)快速、優(yōu)質(zhì)、低耗是國家可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的要求。[7]
我國模具制造技術(shù)發(fā)展迅速，逐漸由單一、具體、細(xì)節(jié)的設(shè)計(jì)及各道工序的加工過程向設(shè)計(jì)、制造技術(shù)的系統(tǒng)化、集成化過程轉(zhuǎn)變，已成為現(xiàn)代先進(jìn)制造技術(shù)的重要組成部分。
1、模具CAD/CAE/CAM技術(shù)：以三維造型為主的模具設(shè)計(jì)、制造、工藝信息的數(shù)字化傳遞及轉(zhuǎn)換所形成的CAD/CAE/CAM一體化技術(shù)在我國已大量推廣應(yīng)用。例如，汽車大型覆蓋件模具已普遍應(yīng)用CAD/CAM技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了模具設(shè)計(jì)、制造、沖壓一體化、數(shù)控編程和數(shù)控加工實(shí)現(xiàn)了DNC，計(jì)算機(jī)軟硬件配置已接近國際水平；在塑料模具方面也已廣泛應(yīng)用CAD/CAE/CAM技術(shù)，多項(xiàng)國內(nèi)自主開發(fā)的軟件推廣之中，如北航華正的CAXA軟件系列和華中理工大學(xué)的HSC2.0等；在壓鑄模方面，CAD/CAM同樣得到了廣泛應(yīng)用，并已開始應(yīng)用CAE軟件進(jìn)行澆道系統(tǒng)和工藝參數(shù)等方面的優(yōu)化分析。
2、模具先進(jìn)制造工藝及裝備：模具由功能件和支持件組成。在塑料模和壓鑄模中，功能件為型腔和型芯，在鍛模中為型腔，在沖壓模具中為型孔和沖頭，支持件一般為標(biāo)準(zhǔn)件，因此，模具加工的主要部件可分為兩類，即型腔，型芯加工和型孔加工。
（1）高速銑削加工
高速銑削加工在模具制造中具有以下特點(diǎn)：高效，高速銑削加工的主軸轉(zhuǎn)速一般為15000-40000r/min,最高可達(dá)100000r/min。切削鋼時，其切削速度約為400m/min，比傳統(tǒng)的銑削加工高5~10倍；在加工型腔模時與傳統(tǒng)的加工方法相比起效率提高4-5倍；與完全采用EDM加工相比，其加工速度提高了4-8倍；高精度，一般加工精度為10m，有的精度更高；高表面質(zhì)量，由于高速銑削的工具溫度小，姑表面沒有變質(zhì)層及微裂紋，熱變形也小。最好的表面粗糙度R小于1m；可加工高硬材料，可銑削50~54HRC。
（2）NCEDM加工
NCEDM的多軸聯(lián)動控制、電極自動交換、C軸加工、數(shù)控?cái)[動等功能能完成各種復(fù)雜型腔的精密加工，采用自適應(yīng)控制、模糊控制、各種專家系統(tǒng)、新型脈沖電源燈優(yōu)化加工狀態(tài)，自動完成全部加工過程。NCEDM在中小型腔模、復(fù)雜精密型腔模等加工方面發(fā)揮著越來越重要的作用。
（3）虛擬軸數(shù)控加工
在模具復(fù)雜型腔銑削加工中采用五軸數(shù)控銑床可提高加工質(zhì)量和效率。五軸數(shù)控加工還可在三軸聯(lián)動加工不易接近的地方進(jìn)行加工，以避免銑刀中心銑削工作帶來的弊端，并能在一次裝夾中完成五面加工，因此更適合于模具制造。虛擬軸五軸數(shù)控機(jī)床突破了傳統(tǒng)的串聯(lián)式床身滑臺結(jié)構(gòu)，由于采用了高級軟件、降低了傳統(tǒng)五軸數(shù)控銑床結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，因此，結(jié)構(gòu)簡單，成本低。虛擬軸五軸數(shù)控機(jī)床也可實(shí)現(xiàn)高速加工，尤其適合復(fù)雜型腔的銑削、磨削和測量，是我國模具制造工藝及裝備的重要發(fā)展方向。
（4）復(fù)合加工
復(fù)合加工時指在一臺機(jī)床上進(jìn)行兩種或兩種以上不同加工工藝的復(fù)合，以實(shí)現(xiàn)不同加工工藝優(yōu)勢互補(bǔ)的作用。其發(fā)展方向又可分為兩個方向：銑削加工與激光加工復(fù)合技術(shù)，銑削加工與EDM復(fù)合技術(shù)。
（5）型孔加工工藝及裝備
沖壓模等型孔加工主要依靠磨削加工及數(shù)控電火花線切割加工（WEDM）。在磨削加工中，成形磨、坐標(biāo)磨、光曲磨等精密加工工藝及裝備在我國已廣泛應(yīng)用。WEDM在沖壓模等型孔加工中已起到不可替代的作用。國內(nèi)外沖壓模等加工都離不開WEDM。主要方向有：磨削加工、WEDM加工。[6]
五、我國模具行業(yè)存在的問題
目前, 我國模具總量雖然已達(dá)到相當(dāng)大的規(guī)模, 模具水平也已有了很大提高, 但在總體上, 我國模具生產(chǎn)的商品化、專業(yè)化、標(biāo)淮化程度還較低, 商品化模具只占左右, 模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率還不到, 專業(yè)模具企業(yè)只占模具生產(chǎn)廠點(diǎn)的少數(shù), 而且裝備也比較落后。由于資金缺乏, 我國的模具企業(yè)大都只能購買較低檔的國產(chǎn)設(shè)備和來自我國臺灣的設(shè)備, 而少用歐美和日本的高檔設(shè)備, 設(shè)備數(shù)控化程度遠(yuǎn)低于國際水平。我國模具設(shè)計(jì)制造水平在總體上要比工業(yè)發(fā)達(dá)國家落后許多。
主要存在以下幾點(diǎn)問題：
1、產(chǎn)品質(zhì)量不高：當(dāng)前我國模具生產(chǎn)廠中多數(shù)是“大而全”、“小而全”，國外模具企業(yè)大多是“小而?！?、“小而精”。國內(nèi)模具總量中屬大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具的比例只有30% 左右，國外在50%以上。國內(nèi)模具生產(chǎn)廠家，工藝條件參差不齊，差距很大?，F(xiàn)代模具工業(yè)早已走出以前手工制模的時代，進(jìn)入了數(shù)字化時代，實(shí)現(xiàn)了無圖化生產(chǎn)，通過電腦輸入數(shù)據(jù)加工制作模具。我國不少廠家由于設(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。
2、標(biāo)準(zhǔn)化水平不高：模具是專用成形工具產(chǎn)品，雖然個性化強(qiáng)，但也是工業(yè)產(chǎn)品，所以標(biāo)準(zhǔn)化工作十分重要。模具標(biāo)準(zhǔn)化工作主要包括模具技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的制訂和執(zhí)行、模具標(biāo)準(zhǔn)件的生產(chǎn)和應(yīng)用以及有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的宣傳、貫徹和推廣等工作。中國模具標(biāo)準(zhǔn)化工作起步較晚，因此模具標(biāo)準(zhǔn)化落后于生產(chǎn)，更落后于世界上許多工業(yè)發(fā)達(dá)的國家。由于中國模具標(biāo)準(zhǔn)化工作起步較晚，模具標(biāo)準(zhǔn)件生產(chǎn)、銷售、推廣和應(yīng)用工作也比較落后，因此，模具標(biāo)準(zhǔn)件品種規(guī)格少、供應(yīng)不及時、配套性差等問題長期存在，從而使模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率一直較低。
3、CAD/CAE/CAM 技術(shù)剛起步：CAD/CAE/CAM 是面向制造的工程設(shè)計(jì)技術(shù)群中的核心技術(shù)，是提高企業(yè)產(chǎn)品自主開發(fā)能力和產(chǎn)品檔次的重要手段，也是提高企業(yè)對市場的應(yīng)變能力和快速響應(yīng)能力的重要途徑，是現(xiàn)階段應(yīng)大力推廣應(yīng)用的關(guān)鍵共性技術(shù)，是模具設(shè)計(jì)的發(fā)展方向。
4、缺乏相關(guān)人才：當(dāng)今世界正進(jìn)行著新一輪的產(chǎn)業(yè)調(diào)整，一些模具制造逐漸向發(fā)展中國家轉(zhuǎn)移，中國正成為世界模具大國，但我國模具行業(yè)人才緊缺成為一個迫在眉睫的問題。模具行業(yè)是一個需長期積累經(jīng)驗(yàn)的行業(yè)，現(xiàn)在的年輕人能堅(jiān)持下來而有所成就的很少。由于最初的學(xué)習(xí)非常枯燥，因此許多初學(xué)者常半途而廢。此外，我國傳統(tǒng)教育方式對模具人才的培養(yǎng)存在不足。一些高校盡管在近幾年內(nèi)設(shè)立了模具專業(yè)，但由于受軟硬件設(shè)施限制，培養(yǎng)出的學(xué)員實(shí)際技能不夠。而社會上各種各樣的模具培訓(xùn)班，由于缺乏規(guī)范的職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，因此學(xué)員質(zhì)量良莠不齊。
5、受到外資的挑戰(zhàn)：目前世界制造業(yè)生產(chǎn)基地加速向中國轉(zhuǎn)移，中國制造業(yè)又正邁向更高的發(fā)展階段，對優(yōu)質(zhì)精密模具的需求不斷上升。國際模具工業(yè)巨頭繼20世紀(jì)90 年代中期進(jìn)入中國后，再掀投資熱潮，目的正為搶占先機(jī)，中國本土模具工業(yè)面臨國外先進(jìn)技術(shù)與高質(zhì)量制品的挑戰(zhàn)，生存空間受擠壓。
6、缺乏自有品牌：企業(yè)開發(fā)能力弱、沒有品牌，導(dǎo)致了經(jīng)濟(jì)效益欠佳，在市場中常處于被動地位。[8]
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專業(yè)教研室審查意見
負(fù)責(zé)人：
年 月 日
xxxx學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計(jì)
系 部： 指導(dǎo)老師：
專 業(yè)：模具設(shè)計(jì)與制造 班 級：
小 組 號： 組 長：
同 組 人：
日 期： 年 月 日
前言
模具設(shè)計(jì)畢業(yè)論文成形加工是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛的優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、適應(yīng)性很強(qiáng)的生產(chǎn)技術(shù)，或稱成型工具、成型工裝產(chǎn)品，是技術(shù)含量高、附加值高、使用廣泛的新技術(shù)產(chǎn)品，是價值很高的社會財(cái)富。模具設(shè)計(jì)畢業(yè)論文由于模具生產(chǎn)技術(shù)的現(xiàn)代化，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，模具已廣泛應(yīng)用于電動機(jī)和電器產(chǎn)品、電子計(jì)算機(jī)產(chǎn)品、儀表、家用電器產(chǎn)品與辦公設(shè)備、汽車、軍械、通用機(jī)械等產(chǎn)品的生產(chǎn)中。模具技術(shù)水平的高低，模具設(shè)計(jì)畢業(yè)論文已成為衡量一個國家制造水平高低的重要標(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)品的開發(fā)能力。
?? 目前，隨著汽車及輕工業(yè)的迅速發(fā)展，模具設(shè)計(jì)制造日益受到人們的廣泛關(guān)注，已成為一個行業(yè)。將高新技術(shù)應(yīng)用于模具設(shè)計(jì)與制造，已成為快速制造優(yōu)質(zhì)模具的有力保證：1）、CAD/DAE/CAM的廣泛應(yīng)用，顯示了用信息技術(shù)帶動和提升模具工業(yè)的優(yōu)越性。在歐美，CAD/DAE/CAM已成為模具企業(yè)普遍應(yīng)用的技術(shù)。在CAD的應(yīng)用方面，已經(jīng)超越了甩掉圖板、二維繪圖的初級階段，目前3D設(shè)計(jì)已達(dá)到了70℅--89℅，PRO/E、UG、CIMATRON等軟件的應(yīng)用很普遍。2）、為了縮短制造周期，提高市場競爭力，普遍采用高速切削加工技術(shù)。3）、快速成型技術(shù)與快速制模技術(shù)獲得普遍應(yīng)用。有SLA、SLS、FDM、LOM等各種類型的快速成型設(shè)備。
目 錄
緒論 4
第1章 工藝方案的確定 5
1．1零件分析 5
1．2工藝方案的確定及模具結(jié)構(gòu)形式的選擇 5
1．3工序圖尺寸分析 5
1．4排樣和材料利用率的計(jì)算 6
第2章 有關(guān)彎曲工藝計(jì)算 8
2.1 毛坯尺寸的計(jì)算 8
2.2 彎曲力的計(jì)算 8
2.3 彎曲凸凹模的間隙 8
2.4 凸、凹模寬度尺寸計(jì)算 9
2.5 凸模圓角半徑 9
2.6 凹模圓角半徑 10
2.7 彎曲凹模外形和尺寸的確定 10
2.8 選擇上、下模座及模柄 10
2.9 墊板、凸模固定板 10
2.10 閉合高度 10
2.11 螺釘、銷釘?shù)倪x擇 11
2．12繪制模具總圖及零件圖 11
第三章 小結(jié) 13
參考文獻(xiàn) 14
緒論
自20世紀(jì)80年代以來，我國的經(jīng)濟(jì)逐漸起飛，也為模具產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了巨大的動力。20世紀(jì)90年代以后，大陸的工業(yè)發(fā)展十分迅速，模具工業(yè)的總產(chǎn)值在1990年僅60億元人民幣，1994年增長到130億元人民幣，1999年已達(dá)到245億元人民幣，2000年增至260~270億元人民幣。今后預(yù)計(jì)每年仍會以10℅~15℅的速度快速增長。
目前，我國17000多個模具生產(chǎn)廠點(diǎn)，從業(yè)人數(shù)五十多萬。除了國有的專業(yè)模具廠外，其他所有制形式的模具廠家，包括集體企業(yè)，合資企業(yè)，獨(dú)資企業(yè)和私營企業(yè)等，都得到了快速發(fā)展。其中，集體和私營的模具企業(yè)在廣東和浙江等省發(fā)展得最為迅速。例如，浙江寧波和黃巖地區(qū)，從事模具制造的集體企業(yè)和私營企業(yè)多達(dá)數(shù)千家，成為我國國內(nèi)知名的“模具之鄉(xiāng)”和最具發(fā)展活力的地區(qū)之一。在廣東，一些大集團(tuán)公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，為了提高其產(chǎn)品的市場競爭能力，紛紛加入了對模具制造的投入。例如，科龍，美的，康佳和威力等知名集團(tuán)都建立了自己的模具制造中心。中外合資和外商獨(dú)資的模具企業(yè)則多集中于沿海工業(yè)發(fā)達(dá)地區(qū)，現(xiàn)已有幾千家。
在模具工業(yè)的總產(chǎn)值中，企業(yè)自產(chǎn)自用的約占三分之二，作為商品銷售的約占三分之一。其中，沖壓模具約占50℅（中國臺灣：40℅），塑料模具約占33℅（中國臺灣：48℅），壓鑄模具約占6℅（中國臺灣：5℅），其他各類模具約占11（中國臺灣：7℅）。
第1章 工藝方案的確定
1．1零件分析
由工件簡圖可知，該工件的加工涉及到落料、彎曲兩種工序內(nèi)容。
1．2工藝方案的確定及模具結(jié)構(gòu)形式的選擇
方案一：分別由兩套單工序模具來進(jìn)行生產(chǎn)；
方案二：由一套級進(jìn)模來完成兩個工序；
方案三：由一套復(fù)合模直接完成切斷彎曲模來完成彎曲工藝。
由于是中批量生產(chǎn)，且單工序模具成本低，生產(chǎn)難度小，且能保證沖裁件的彎曲尺寸和平整性，生產(chǎn)效率高，故選擇方案一。
工序簡圖：如圖2-01所示。
圖2-01
1．3工序圖尺寸分析
計(jì)算毛坯展開長度L總：如圖2-03所示。
L總=2[L1+L2+L3+2×∏/2（r+ X0t）]
由于r/t=3/1=3; 查表3-1得X0=0.47； ∴L總=112.46≈112mm
展開圖如下：
1．4排樣和材料利用率的計(jì)算
采用直排有廢料排樣方式，如圖2-02所示。
圖2-02
計(jì)算沖裁件面積A：毛坯圖，如圖2-04所示。
A=LB=26.4×112mm2
=2956.8mm2
搭邊a和a1；查表2-13，工作間a=2，側(cè)面a1=2
料寬B： B=[D+2（a1+Δ）+b0] －Δ
查表2-14得：Δ取0.5；查表2-15得：b0取0.5
故B=[112+2×2）+0.5] －0.5=116
進(jìn)距h： h=26.4mm+2mm=28.4mm
一個進(jìn)距的材料利用率η：
η=×100%=×100%=89.75%
另一方法是采用剪板工藝，直接剪到尺寸，材料利用率為100%。然后彎曲。
第2章 有關(guān)彎曲工藝計(jì)算
2.1 毛坯尺寸的計(jì)算
由于本設(shè)計(jì)中，只需要設(shè)計(jì)彎曲模，所以不需要計(jì)算落料模的有關(guān)尺寸。
展開毛坯尺寸計(jì)算方法和結(jié)果見前面第二章。
所算得的彎曲工序坯料尺寸如上圖所示。
2.2 彎曲力的計(jì)算
此工件U形彎曲時力的計(jì)算，選計(jì)算公式為
F自=4×(kbttδb)/(r+t)
=4×(1.3×26.4×1×1×380)/(2.6+1)
=14490.66N
=14.49KN
F自—材料在沖壓行程結(jié)束時的自由彎曲力
b—彎曲件的寬度
t—彎曲件厚度
r—彎曲件內(nèi)彎角半徑
k—安全系數(shù)
δb—材料的強(qiáng)度極限
δb查表=294～432,取380
由于兩邊緣在成形后會回彈，所以該部分在成形后須校正。
校正彎曲力： F校=A*P
查手冊 表3-17 P=100MP
校正面積: A=7×26.4×2=369.6 mm2
校正力: F=369.6*100MP=36.96KN
綜上所述，總的彎曲力F總=14.49+36.96=51.45KN
初選400KN開式壓力機(jī)，壓力機(jī)的技術(shù)參數(shù)見表9-3
2.3 彎曲凸凹模的間隙
由教材查得，對鋼材 C=（1.05~1.15）t ，C=1.1t=1.1 mm
2.4 凸、凹模寬度尺寸計(jì)算
對于U形彎曲件，必須選擇適當(dāng)?shù)拈g隙值，因?yàn)橥拱寄ｉg隙小了，摩擦力和彎曲力就大,當(dāng)間隙過小時，還會使制件直邊料厚減薄和出現(xiàn)話痕，同時還降低凹模壽命。若間隙過大，制件回彈量增大，誤差增加，從而降低制件精度，所以彎曲模具間隙的大小對制件質(zhì)量、彎曲力和模具壽命有較大的影響。
生產(chǎn)中是根據(jù)彎曲件材料的力學(xué)性能，材料厚度，制件精度和彎邊長度來確定其凸凹模間隙。凸模及凹模尺寸計(jì)算是依據(jù)彎曲件的使用要求來確定的。起原則是彎曲件標(biāo)注外形尺寸時，則以凹模為基準(zhǔn)件，間隙放在凸模上。當(dāng)彎曲件標(biāo)注的是內(nèi)尺寸時，是以凸模為基準(zhǔn)件，間隙取在凹模上。同時應(yīng)該注意彎曲件精度，回彈趨勢和模具的磨損規(guī)律。
由于彎曲件是內(nèi)形尺寸標(biāo)注，應(yīng)以凸模為基準(zhǔn)進(jìn)行計(jì)算。凹模尺寸按凸模配制，保證單邊間隙C,即b d = bp +2C
bp= （b+0.25△）- 0δp
彎曲件尺寸公差未標(biāo)注，按IT14計(jì)算。
查《互換性與技術(shù)測量》表1-8 Δ=0.15 mm
δp 按IT8計(jì)算 δp=0.046 mm
b P=（52.8+0.25*0.15) 0-0.046
=52.83 0-0.046 mm
b d = bp +2C 所以配做凹模b d =52.83+2*1.0=54.83mm
由于產(chǎn)品尺寸很小，凹?？梢宰龀烧w形式，模芯與凹模配合為間隙配合，間隙為0.03-0.05
為保證產(chǎn)品的臺階高度，12.3 mm，在不計(jì)算材料厚度在內(nèi)的情況下，臺階高度應(yīng)該是12.3，在設(shè)計(jì)模具時也要保證凸模的臺階高度12.3，設(shè)計(jì)凹模和模芯的臺階高度時，也要保證該尺寸，這樣，沖出的產(chǎn)品，12.3的尺寸才能保證。
2.5 凸模圓角半徑
凸模的圓角半徑應(yīng)等于彎曲件內(nèi)側(cè)的圓角半徑r,但不能小于材料允許的最小彎曲半徑rmin 。
由教材表3-20查得 rmin/t=0.5， rmin=0.5 mm
r= 1> rmin
所以取 rP=2.6 mm
2.6 凹模圓角半徑
凹模的圓角半徑rd 可根據(jù)板材的厚度來選取:
t≤2mm , rd =(0.5～1)t
所以取 rd=2.6 mm
2.7 彎曲凹模外形和尺寸的確定
凹模高度 H=k*b=0.18*112=20.16 取H=20mm （選模具后可根據(jù)閉合高度調(diào)整）
凹模壁厚 C=（1.5~2.5）H H=30-50 mm 取C=50 mm
所以凹?？傞L為 152.8 mm ,總寬為110 mm
2.8 選擇上、下模座及模柄
由于產(chǎn)品年產(chǎn)量不是很大，所以為節(jié)省模具成本，可以考慮使用敞開模具。
2.9 墊板、凸模固定板
由于產(chǎn)品尺寸比較小，卸料力也很小，模具設(shè)計(jì)十可以采用彈簧頂料，如此要考慮到下模需要加個墊板，否則彈簧沒有壓宿，無法調(diào)試模具，這樣也可以減緩對模板的壓應(yīng)力， 采用墊板加固。
2.10 閉合高度
模具閉合高度應(yīng)為上模板、下模板、凹模、凸模等厚度的總和，即
H0=（30+25+30+40+40-16）mm=149 mm
10#模架閉合高度Hmax=129 mm，Hmin=149 mm
模架滿足要求。
壓力機(jī)閉合高度Hmax=225 mm，Hmin=169 mm
滿足Hmax-5 mm≥H0≥Hmin+10 mm
2.11 螺釘、銷釘?shù)倪x擇
凸模與上模座的固定所用螺釘均為GB 70-75內(nèi)六角螺釘。由于是中小型模具則采用M8mm,M10mm的.銷釘采用GB 119-76 的圓柱銷，規(guī)格為d=6、8、10等。
2．12繪制模具總圖及零件圖
彎曲模具裝配圖如圖2-1：
圖2-1 底座彎曲模裝配圖
1-下模座 2-彈簧 3-定位板 4-頂柱 5-模柄
6-凸模 7-擺動凹模8-軸銷 9-凹模支架 10-彈簧座
2.13.模具制造裝配要點(diǎn)
凹模、凸模均是需淬硬的零件,凹模加工后,在線切割和淬硬以前,在模架的下模板上進(jìn)行裝配。在凹模上劃出各個形孔和圓孔的線, 并根據(jù)計(jì)算數(shù)據(jù)劃出壓力中心, 使壓力中心線與下模座的中心線對正。鉆、攻螺孔, 將下模板、下模墊板、凹模 裝配, 校正導(dǎo)尺間距后, 鉆鉸銷釘孔和攻螺孔, 將上述四板固定。 鉆孔并安裝承料板。然后將下模全部拆開, 將凹模板熱處理淬硬后進(jìn)行線切割加工, 用平面磨床磨平后重新裝配。固定在上模板的上模部分,凸模都應(yīng)淬硬,裝配前將凸模淬硬并完成全部加工。
裝配時,將凸模裝配上模，凸模與凹模間隙為1.0mm~1.055mm,在凹模型孔中墊約1.0mm的硬紙片, 以確定間隙。將已組裝為一體的凸模，凹模，凹模墊板一同,并使凸模芯插入凹?？字?將上模板通過導(dǎo)柱、導(dǎo)套與下模板裝在一起。透過上模板鉆、攻螺孔,使上模板、小導(dǎo)柱、墊 板、墊板上的小導(dǎo)套、凸模固定檢查無誤后, 鉆、鉸銷釘孔, 打入銷釘,再鉆、攻螺孔、安裝卸料螺釘和彈簧。上模全部拆開, 將墊板淬硬磨平,再次裝配上模,裝入打料桿，完成模具裝配。
第3章 小結(jié)
本課程設(shè)計(jì)主要針對U型彎曲件彎曲模設(shè)計(jì)。本文詳細(xì)地闡述了U型連接板彎曲模設(shè)計(jì)的過程。在對零件進(jìn)行工藝分析的基礎(chǔ)上，明確地提出了采用彎曲模生產(chǎn)該零件的設(shè)計(jì)方案。其中主要包括
①排樣圖設(shè)計(jì)；
②搭邊值和步距確定等。
對模具的具體結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行了設(shè)計(jì)主要包括：
①工作零件（凸模、凹模）；
②定位零件；
③卸料、緊固裝置和安全裝置的設(shè)計(jì)。
在老師的精心指導(dǎo)下，對彎曲模具有了較為深刻的認(rèn)識，懂得了它的優(yōu)越性和不足之處。也了解了彎曲模的設(shè)計(jì)過程，掌握了它的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，可以利用工具書準(zhǔn)確地查出所需要的數(shù)據(jù)。
同時也發(fā)現(xiàn)了自己的很多不足之處，專業(yè)知識不夠，基礎(chǔ)不扎實(shí)，有些常識性的問題都沒有搞懂。以后會加強(qiáng)基礎(chǔ)和專業(yè)的學(xué)習(xí)。由于時間倉促，加之自己知識水平有限，文中的不足之處再所難免，望老師不吝賜教，希望能在以后的學(xué)習(xí)和工作中不斷的完善和創(chuàng)新。
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設(shè)計(jì)心得
通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，在理論知識的指導(dǎo)下，結(jié)合認(rèn)識實(shí)習(xí)和生產(chǎn)實(shí)習(xí)中所獲得的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在老師和同學(xué)的幫助下，認(rèn)真獨(dú)立地完成了本次畢業(yè)設(shè)計(jì)。在本次設(shè)計(jì)的過程中，通過自己實(shí)際的操作計(jì)算，我對以前所學(xué)過的專業(yè)知識有了更進(jìn)一步、更深刻的認(rèn)識，能夠把自己所學(xué)的知識比較系統(tǒng)的聯(lián)系起來。同時也認(rèn)識到了自己的不足之處。到此時才深刻體會到，以前所學(xué)的專業(yè)知識還是有用的，而且都是模具設(shè)計(jì)與制造最基礎(chǔ)、最根本的知識。
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)歷時一個月左右，從最初的領(lǐng)會畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求，到對拿到自己手上的沖壓件的沖壓性能的分析計(jì)算，諸如對沖壓件結(jié)構(gòu)的分析，對形狀的分析等，不斷地分析計(jì)算，對要進(jìn)行設(shè)計(jì)的沖壓件有了一個比較全面深刻的認(rèn)識，并在此基礎(chǔ)上綜合考慮生產(chǎn)中的各種實(shí)際因素，最后確定本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的工藝方案。然后是對排樣方式的計(jì)算，直到模具總裝配圖的繪制，用時近一個月。在這段時間里，我進(jìn)行了大量的計(jì)算：從材料利用率的計(jì)算，到工序壓力的計(jì)算，再工作部分刃口尺寸及公差的計(jì)算，到各種零件結(jié)構(gòu)尺寸的計(jì)算以及主要零部件強(qiáng)度剛度的核算。其間在圖書館翻閱了許多相關(guān)書籍和各種設(shè)計(jì)資料。因此從某種意義上講，通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的訓(xùn)練，也培養(yǎng)和鍛煉了一種自己查閱資料，獲取有價值信息的能力。
總之，通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的鍛煉，使我對模具設(shè)計(jì)與模具制造的整個過程都有了比較深刻的認(rèn)識和全面的掌握。使我接受了一個模具專業(yè)的畢業(yè)生應(yīng)該有的鍛煉和考查。我很感謝學(xué)校和各位老師給我這次鍛煉機(jī)會。我是認(rèn)認(rèn)真真的做完這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的，也應(yīng)該認(rèn)認(rèn)真真的完成我大學(xué)三年里最后也是最重要的一次設(shè)計(jì)。但是由于水平有限，錯誤和不足之處再所難免，懇請各位指導(dǎo)老師批評指正，不勝感激。
致 謝
首先感謝學(xué)校及學(xué)院各位領(lǐng)導(dǎo)的悉心關(guān)懷和耐心指導(dǎo)，特別要感謝指導(dǎo)老師給我的指導(dǎo)，在設(shè)計(jì)和說明書的寫作以及實(shí)物制作過程中，我始終得到他的悉心教導(dǎo)和認(rèn)真指點(diǎn)，使得我的理論知識和動手操作能力都有了很大的提高與進(jìn)步，對模具設(shè)計(jì)與制造的整個工藝流程也有了一個基本的掌握。在他身上，時刻體現(xiàn)著作為科研工作者所特有的嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的教學(xué)風(fēng)范，勇于探索的工作態(tài)度和求同思變、不斷創(chuàng)新的治學(xué)理念。他不知疲倦的敬業(yè)精神和精益求精的治學(xué)要求，端正了我的學(xué)習(xí)態(tài)度，使我受益匪淺。
另外，還要感謝和我同組的其他同學(xué)，他們在尋找資料，解答疑惑，實(shí)驗(yàn)操作、論文修改等方面，都給了我很大的幫助和借鑒。
最后，感謝所有給予我關(guān)心和支持的老師和同學(xué)使我能如期完成這次畢業(yè)設(shè)計(jì)。謝謝各位老師和同學(xué)！
感謝學(xué)校對我這兩年的培養(yǎng)和教導(dǎo)，感謝學(xué)院各位領(lǐng)導(dǎo)各位老師三年如一日的諄諄教導(dǎo)！
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