GS020汽車發動機底蓋沖壓模具的設計與制造摘要本論文對沖壓模具的設計與制造和研究進行了在國內外發展現狀以及在國內外模具的發展趨勢進行了詳細的分析，也了解到了模具在工業中的具有的重要性，在工業領域中占著不可取代的重要性，就GS020汽車發動機底蓋沖壓模具的設計與制造為研究對象，選汽車模具為討論課題進行研究分析及實踐。通過模具產品料條分析及成型性分析，計算模具沖壓力及凸凹模尺寸計算，從而得到整套模具的框架。理論離不開實踐，當模具結構確定之后，對模具的每一塊鋼塊進行材質分析和選擇，對加工模具鋼塊進行工藝分析，對模具的組立進行分析，對模具的調試進行檢討和分析。最終完成了模具的組立和調試，達到了客戶的要求，也滿足了市場的需求，研究結果告訴我們，工業的發展離不開模具的生產和制造，模具可以大批量生產且能精確的完成復雜的工業產品，且壽命較長，不宜損壞，易維修。關鍵詞大批量；精確；長壽命；復雜GS020AUTOMOBILEENGINEBOTTOMCOVERSTAMPINGDIEDESIGNANDMANUFACTUREABSTRACTTOFINDTHESTATUSQUOATHOMEANDABROADINTHISPAPER,THESTAMPINGDIEANDMOULDDEVELOPMENTTRENDBOTHATHOMEANDABROADWEREANALYZED,ANDUNDERSTANDTHEIMPORTANCEOFMOLDINTHEINDUSTRIAL,HOGTHEINDISPENSABLEPARTINTHEFIELDOFINDUSTRY,ISGS020AUTOMOBILEENGINEBOTTOMCOVERSTAMPINGDIEDESIGNANDMANUFACTUREASTHERESEARCHOBJECT,SELECTAUTOMOULDFORTHEDISCUSSIONONTHERESEARCHANALYSISANDPRACTICEARTICLETHROUGHMOLDMATERIALANALYSISANDTHEFORMABILITYANALYSIS,MOLDBURSTPRESSUREANDINTENSIVESIZECALCULATION,SOASTOGETACOMPLETESETOFMOULDFRAMETHEORYWITHOUTPRACTICE,WHENTHEMOULDSTRUCTUREWASDETERMINED,EACHPIECEOFMOULDSTEELBLOCKMATERIALANALYSISANDSELECTION,PROCESSANALYSISWASCARRIEDOUTONTHEPROCESSINGDIESTEELPIECE,ASSEMBLAGESOFMOULDISANALYZED,DEBUGGINGAREVIEWANDANALYSISOFTHEMOULDFINALLYCOMPLETEDTHEMOULDASSEMBLINGANDDEBUGGING,HASREACHEDTHEREQUIREMENTOFCUSTOMERS,MEETTHEDEMANDOFTHEMARKET,THERESULTSTELLUSTHATTHEDEVELOPMENTOFINDUSTRYDEPENDSONTHEMOULDMANUFACTURINGANDPRODUCTION,THEMOLDCANBEMASSPRODUCTIONANDCANCOMPLETETHECOMPLEXPRECISIONINDUSTRIALPRODUCTS,ANDALONGSERVICELIFE,SHOULDNOTBEDAMAGED,EASYMAINTENANCEKEYWORDSMASSACCURATELONGLIFECOMPLEX目錄1緒論111引言112沖壓模具的特點113國內外汽車模具的發展現狀114國內外汽車模具的發展趨向315課題主要研究內容和設想32汽車模具的設計421模具料條設計與分析4211外形結構分析4212板件料條確定422模具成形性模擬分析4221模具成型工藝4222客戶要求7223成型性分析723模具結構設計與問題點分析8231材料8232操作與定位方式8233卸料與出件方式8234凸模的設計8235計算沖壓力9236沖壓中心10237計算凸、凹模刃口尺寸及公差10238模具架構1124模具標準件和鋼料材質的類型選擇17241合銷17242導正銷18243導柱導套18244標準沖頭18245氮氣彈簧18246模具常用鋼料18247模具尺寸選擇203汽車模具的加工2131模板件工藝分析2132模板件加工以及問題點分析2133主要模板件精銑的選擇（單銑和拼銑的選擇）2234模板的工藝流程224汽車模具的組裝制作2341模板件組裝的前的整理2342模板件組裝過程與模板件的功能確定2343模板件的調試過程2344模具組裝和調試的問題分析23441組裝問題分析23442模具調試245結論26謝辭27參考文獻28附錄一29附錄二441緒論11引言模具在汽車制造和研究過程當中中占據相當重要主導地位。其中就以模具設計水平高低與好差之間判斷，程度上很大的影響和決定兩年生產率高和低與好壞。一個好的模具設計與制造可以降低資源的調整和時間的調整，給一線生產計劃和調度提供最大的優化空間，最終達到提高生產效率的目的。模具的設計和研究制造是工裝系統的重要的部分，極大的影響著產品對生產的效率和質量的保證。我們也一直對模具設計進行了細致的研究和探討有著極為重要的意義。現在的社會汽車不斷的生產和制造，離不開沖壓模具的設計與制造，為此本課題以汽車模具的設計與制造進行深入研究。12沖壓模具的特點模具是指對板材料、帶材料和型材料施工對加外力形成，并使它產生了很強的塑性變形或者分離性，從中獲得所需要的形狀和尺寸的工件的大?。_壓件）的成形加工的方法。沖壓和鍛造同樣都是屬于塑性加工而形成的（或稱壓力加工），并且合稱為鍛壓。沖壓的坯料主要就是熱軋和冷軋形成的鋼板和鋼帶。在這個世界上的鋼材中，其中就有6170是屬于板材，其中80是經過重重的沖壓制成的成品。如汽車本身的車身、汽車的底盤、油箱、散熱器片，鍋爐的汽包，容器的殼體，電機、電器的鐵芯硅鋼片等都是沖壓加工的。生活器皿、自行車、儀器儀表、辦公機械、家用電器等產品中，也同樣有著沖壓件。沖壓的具特點主要為壓件與鑄件為之比較。具有勻、輕、薄、強、厚的眾多他方法都難于造的、復雜的而且加強筋、肋、起伏和翻邊工件，以便提高其主要的剛性和穩定性。并且還采用了精密的模具，工件精度可都可以達微米級。并且重復精度相當的高、達到了規格幾乎都是一致的，因為可以很快的沖壓出孔窩、加強、凸臺筋等。冷沖壓件一般都是不會再經過切削和加工形成的，或者只是需要很少量的切削和加工的技術。對于熱沖壓件的精度和在表面狀態的基礎上都要低于相比的冷沖壓件，但仍優于鑄件和鍛件等，切削的加工量是很少的。13國內外汽車模具的發展現狀在其它國家當中，尤其是歐州和美洲和日本越國等比較發達的地區的模具工業起步的都比較早，在擁有較為先進的研究設備和生產管理的技術、豐富飛經驗及先進的設備，都深深的值得我們國內對于模具這個行業深入學習和耐心的研究。并且在歐州美洲等地帶，已經有很多的模具企業就已經將最高新先進的技術結合實際的應用在模具的設計和制造的工業，主要體現在6（1）充分的發揮了信息技術的帶動和提升工業模具的工業發展的優越性；（2）切削和五軸已經快速成為了加工技術就已經基本普及的知識，已經很大程度上縮減了制模的周期，因此大大的提高了企業市場的競爭力和市場性；（3）快速成形技術、快速制模技術已經基本普及運用；（4）具備從事模具行業的員工要求精練吃苦耐勞、一專多能、精益生產、一人多職。（5）模具產品專業信息化，市場定位準確無誤；（6）運用了先進的管理的系統，實現了集成化管理；（7）工藝管理先進和標準化程度技術高。日本的模具經過加工的模具以后的發展主要就是表現在無放電加工、加工時間減少、無人手修模和五軸加工這方面。中國雖然已經在很多年以前就已經開始研究和制造模具并且開始使用模具，但是一直以來都還沒有形成的產業和好的長夜壞境。由于長久以來模具制造就一直作為保證企業生產的方式被視為生產后主力方。為此一直發展緩慢7。1984年就在中國首先成立了模具的工業協會，1987年模具產業第一次被列入機電產品的活動項目中，當時全國就有生產和只招模具的廠點一共約6000家。總產值共約達32億元。并且隨著中國的不斷的改革開放和日益更新，市場經濟進程發展的突飛猛進，模具和其中的標準件和配套件作為模具產品當中的主要產品，制造和生產的企業源源不斷，模具產業得到了突飛猛進的發展過程。在市場上如此激烈的競爭當中，企業當中的模具生產的技術已經快速的得到了提高，規模不斷的發展。在20世紀90年代就已經開始的市場競爭力的情況下，中國就已經在汽車行業當中采用了模具設計和制造中采用了和運用到了CADCAM技術。國家科委會863計劃也即將在東風汽車公司作為CIMS應用技術的示范地點，并且由華中理工大學的示范地點作為技術的委托單位，并且要開發出汽車的車身、覆蓋件的模具CADCAM等軟件系統，模具和設計制造研究當中取得了豐富的實際應用技術，并且也取得非常顯著的效果?，F在吉林大學和湖南大學也成功地開發了汽車覆蓋件模具的CADCAE的系統，并且達到了較好的水平成效，在生產中得到了廣泛的應用和普及，收到了比較好的成效。國內外汽車模具的發展形勢當前，沖壓模具不斷的向高精密、多功能、高節能和智能化生產方向高速發展。車身沖壓模具還出現了模塊化、自動化、毫米沖壓和特種成型技術等新發展。汽車沖壓模具有較好的發展前景，它的趨勢和沖壓技術的發展方向相吻合，自動化智能模具和為智能化生產服務的高性能汽車模具已逐步成為今后技術發展的重要方向。國內外汽車模具行業的發展之中，除生產專業化、設備精良化和行業戰略性聯盟的發展等成為重要的特點之外，汽車模具技術發展出了以下的趨勢，例如三維設計技術、沖壓形成過程模擬CAE技術、設計（DFM）技術、智能化型面設計技術、制造過程中CAPP、CAM、CAT技術、并行工程以及協同設計和虛擬制造等內容造成了汽車模具數字化技術；包括汽車模具型面以及結構的加工、一體化加工中心、液壓控制系統、工件在線測量系統等內容的各種汽車模具以及加工自動化技術；高強度板五金沖壓技術以及高強度鋼板的激光拼焊板的汽車沖壓技術。發展包含多工位自動化汽車模具、級進模、熱壓成形模、液壓成形模、輕金屬模和復合材料成形模等多種方式合成的新型汽車模具和模夾一體化產品；特殊鑄鐵和高性能模具材料和此相關材料處理及表面強化技術；包含生產流程及ERP、CRM、PM、PDM、PLM、MES等先進信息化管理工具、系統發展、多種應用內容的管理科學化和信息化技術；模具的精細標準化設計與生產。14國內外汽車模具的發展趨向汽車模具是機械制造產業當中，技術先進、影響重大的重要工業設備，具有高效率、材料利用率高、制件優良板件、工業適應性好等特點，被廣泛應用到汽車、航天、機械、航空、電器、輕工、電子、儀表等多個行業。相對而言，與國際先進水平相比較，中國汽車模具行業的發展差距不但表現在精度差較大，交貨時間長等方面，模具壽命也是國際先進水平的45左右，大型、精密、技術含量高、壽命長的汽車覆蓋件沖壓模具和精密沖裁模具，在中國，每年都要花費大量資金投入。15課題主要研究內容和設想本課題主要以GS020汽車發動機底蓋沖壓模具的設計與制造為研究對象，借助UNIGRAPHICSNX進行3D繪圖，AUTOCAD進行了二維工程繪制零件圖并標注工藝，最終設計一套成本較低，精度較高，批量生產，長壽命的鋼板連續模具。本課題的具體研究內容包括（1）汽車模具的結構設計過程與問題點分析；（2）汽車模具模板件機加工過程與問題點分析；3）汽車模具組裝及調試過程與問題點分析；4編制工件沖壓工藝規程；5繪制生產該制件的模具總裝配圖；6繪制全套模具非標零件圖；7編寫設計說明書。2汽車模具的設計21模具料條設計與分析211外形結構分析圖21為GS020汽車發動機底蓋該板件材質為08F，厚度2MM,長1080MM寬850MM高40MM，板件要求高精度，無毛刺，大批量生產，裝配面穩定無變形，料邊公差要求在正負01MM，孔位公差要求在正負005MM。212板件料條確定由于板件需要折彎、拉延、沖孔，為此板件板件在這些工藝中容易發生變形，開裂，且毛刺較大，達不到客戶要求。為了避免在生產中出現這些現象，我們對板件的料條長寬分別加長50MM，這樣對板件的拉延、整形、壓料取得了很大的空間，從而有效避免了板件在拉延中開裂，壓料到位避免了板件毛刺現象。22模具成形性模擬分析221模具成型工藝1拉深工藝將平又直毛料變為空心件，或把空心件改變成形裝和尺寸的其中一種沖壓工序。拉深時注意空心件主要是根據位于凸模底部之外的材料壓入凹模所形成。如圖下圖所示圖22拉深工藝（2）切邊工藝五金沖壓模具改修整成形工序邊緣，讓板件具有一定的直徑、高度或形狀的一種沖壓工序。圖23切邊工藝（3）沖孔工藝將廢料沿著封閉的輪廓將材料分離出去一種沖壓工序，在材料或者工件里沖出需要用的孔，得到有規則的孔。圖24沖孔工藝（4）翻邊工藝沿外形曲線周圍將翻成側立短邊的一種沖壓工序。圖25翻邊工藝（5）翻孔工藝沿內孔周圍將材料翻成側立凸緣的一種沖壓工序。圖26翻孔工藝（6）落料工藝將材料的沿封閉輪廓分離出去的沖壓工序，讓被分離的材料成為工件或者是工序件，最后打成客戶需要的產品形狀。圖27落料工藝（7）整形工藝因為材料的流動，能夠改變工序件形狀和尺寸的，最終確保工件精度的一種沖壓工序。圖28整形工藝222客戶要求該板件須在800T沖床生產，大批量，模具鋼塊不接受燒焊，挖入子，挖鑲件。223成型性分析根據板件的結構形狀，可得知，該板件需要通過拉深，整形，沖孔，切邊四個工序，由于板件較大，如果用連續復合模制作生產板件，模具將很龐大，不適合800T沖床生產，為此需要采用單工序復合模生產板件。方案1沖孔切邊拉深整形方案2拉深整形沖孔切邊方案3整形拉深沖孔切邊方案4切邊沖孔拉深整形方案5拉深整形沖孔、切邊為了能夠得到更多的效益，公司角度是修改模方便，模具成本低，壽命長，制作簡單，又能滿足客戶要求，為此對方案進行仔細分析。因為方案1是先沖孔后拉深再整形，這樣的話料邊如果沒有壓實，孔位將會在拉深的時候進行變形，經常出現橢圓狀態，不能保證圓度在公差范圍之內。為了以后能夠在調模時候更加方便且保證精度要求，方案1和方案4不可??；而方案3先整形后拉深，不能保證板件型面精度要求，達不到客戶公差，因為整形站的型面合格率可以達到85100，而將合格率較高的板件再進行拉延，明顯板件合格率下降，此方案不采用。方案5沖孔切邊在同一個站，板件料厚在20，且是80鋼，沖床是800T，沖壓力不夠。為此方案不合理。最終選擇方案2。方案2較為合理，先將板件進行拉深，將板件形狀拉出一個模樣，然后進行整形，將板件的合格率達到一個比較高的值，再沖孔，那么孔位將不會變形，也不會跑位，當型面和孔位定型了之后再切料邊，那么料邊也可以達到一個精度較高的值。為此這板件選擇方案2，共四套模具，第一套拉深模；第二套整形模；第三套沖孔模；第四套切邊模。23模具結構設計與問題點分析231材料該板件材質為08F，屬于碳素結構鋼,查參考文獻10附表1可知抗剪強度260MPA,斷后伸長率32。此料具備良好塑性和較高彈性,讓沖裁加工性能好。根據數據分析,該零件的工藝性比較完善,且沖壓簡單，可進行沖裁加工。232操作與定位方式即使零件的生產量比較大的，但只要工廠合理的安排生產，還可用手工送料的方式達到大批量的要求，并且還能降低模具的成本，所以本次設計采用手工送料的方式。在考慮到零件的尺寸寬度大小和材料厚度，其次是為了便于操作以及保證零件精度，因次更適合采用導料板導向，來固定擋料銷擋料或者定位，同時與導正銷配合來達到使用確保送料位置的準確性和精密性，進一步的確保零件精度。為了確保首件沖裁正確步距，所以采用時用擋料銷，采用擋料銷的目的是為了提高材料利用率以達到降低成本。233卸料與出件方式采用彈性卸料方式來卸料，彈性卸料的裝配利用彈簧的彈力來卸料，雖然卸料力比較不是很大，但汽車模具沖壓的時候卻可以兼起壓料的作用，達到保證沖裁件表面的平面度。為了方便操作，從而提高沖壓零件生產率，沖件和廢料采用的是由凸模從凹模洞口推下出件的方法。234凸模的設計凸模的結構形式與固定方法落料凸模刃口的部分是屬于畸形，為了方便于凸模和固定夾板的加工，將設計成固定臺階樣式，且中間的臺階與凸模固定板以H7/M6過渡配合，凸模頂端就是最大的臺階是用其中的臺肩擋住了凸模，所以在卸料時不至于造成凸模從固定板中拉出來。并且將它安裝部分的設計成方便加工的長圓形，夾板裝在模座上，有銷釘固定，防止沖頭沖件時松動，通過這種對接方式和凸模夾板固定。235計算沖壓力沖裁力根據零件圖可算得一個零件外周邊長度L1108128502213862MM內周邊長度之和L231884可知MPA260可知KX005,KT0055落料力F落KL1TT221338602260260936KN沖孔力F孔KL2TT23136226012745KN卸料力FXKXF落240053860195KN推件力沖壓材料的厚度取凹模刃口直壁的高度H7,故NH/T325FTNKTF孔3004519331845KN總沖壓力FF落F孔FXFT26則F2609361274193318452846585KN客戶要求800T生產，符合標準。當汽車模具結構和尺寸確定無誤之后，就可以對壓力機的閉合高度和模具安裝尺寸進行評估和校核，最終得到確定壓力機的規格。236沖壓中心汽車模具沖壓中心是沖壓力合力重要作用點。為了確保其壓力機與模具正常工作，應讓模具壓力中心和壓力機滑塊的中心線相貼合。否則沖壓時導致滑塊承受偏心載荷的想象，從而導致滑塊道軌與模具導向部分不好的地方磨損，還將出現合理間隙之間的距離得不到保證，因而影響制件質量和降低模具壽命。在模具實際生產過程中，就容易會出現因為沖件的形狀特殊或者因為板件特殊，從汽車模具結構設計和制造考慮，不應該使壓力中心與模柄中心線相互重合，此時更應該注意使壓力中心偏離不導致超出所選壓力機允許的范圍之外。沖裁的板料為等厚度的同種材料，在計算沖裁模的壓力L轉化為分解沖裁線重心位置其中和沖裁線所圍圖形的重心，不一定就是指重合，沖模壓力當中的H與其中心不一定是重合的，壓力中心僅僅是與沖裁力的大小有關系，而與質量無關系，它主要位置是由刃口輪廓周長所決定的，從而沖模的中心就是決定在形狀和其質量的分布當中。形狀簡單和對稱的工件是圓形、長方形、正多邊形、矩形，其中模具在沖裁時壓力中心和工件的幾何中心重合如此形狀復雜工件是連續模和多凸模沖孔模，模具壓力中心就是用解析法或者是作圖法來確認。求模具壓力中心的方法有很多，但傳統常用的方法包括解析法、試驗法、經驗法。XL1X1L2X2L3X3FNXN/F1F2F31702824/366232425因為是對稱件,所以Y方向往往是在中心線上，所以Y543237計算凸、凹模刃口尺寸及公差因為汽車模具間隙較小而且固凸、凹模都采用CNC配作加工為主，因為凸、凹模之間是存在一定的間隙，所以落下的廢料料、板件或者沖出的孔都帶有一定的錐度。落料件尺寸都要接近凹模刃口尺寸，且沖孔件的尺寸接近于凸模刃口的尺寸。所以計算凸模和凹模刃口的尺寸時，應該按落料和沖孔兩種情況分別進行估算。因此在確定模具刃口的尺寸和其中制造公差、刀口間隙的時，須遵循以下計算原則（I）落料的時候以凹模尺寸為主要標準，首先先確定凹模刃口的尺寸；考慮到凸凹模刃口的直身尺寸在使用過程中會因磨損而增大很多，因此在固落料件基本尺寸之間應取工件尺寸公差范圍較小尺寸為佳，而且落料凸模的基本尺寸就要按凹?；境叽缦鄬Φ臏p至最小初始間隙；（II）凸模尺寸應為沖孔時的主要標準，首先要確定凸模刃口的尺寸，再考慮到凸模尺寸在使用中因磨損而減小的因素，固沖孔件基本尺寸應取工件尺寸公共差的范圍內較大的尺寸為佳，而沖孔凹模的基本尺寸則須按凸模基本尺寸加上最小初始間隙之中來計算；（III）凹模和凸模的制造公差，是根據沖壓工件要求而設定的，一般來說是取比沖壓工件精度高于2到3級之間的精度，同時還需考慮到凹模比凸模的加工要比較難，所以凹模比凸模低一級。A沖壓時落料時凹模刃口的尺寸。必須按照沖頭磨損情況的分類計算I凹模磨損后增大的尺寸，按11公式DADMAXX計算，取A/4，產品制件精度則為IT14級，所以X0558DA1580150745763（）0741850185038DA2（3805062）3769（）6200030DA3（30015052）2974（）5131316DA4（1605043）15785（）0430750758DA5（8015036）718（）609090II凹模磨損后不變的尺寸，按10公式CA（CMINX）015A計算，取A/4，制件精度為IT14級，故X015。170215CD11778505043043/817005375（）；沖裁間隙是直接影響沖裁件的質量和毛刺的大小，而且在正常沖裁情況下，間隙對沖裁力的影響不是很大，但間隙對卸力、推件力的影響卻影響很大的。間隙就是影響模具壽命的主要因素。間隙大小就是直接影響到摩擦面積的大小，間隙大小也直接影響產品毛刺大小，所以在滿足沖裁件質量前提下，間隙一般都是取偏小的數值，這樣可以達到降低沖裁力與提高模具的壽命。查冷沖壓工藝及模具設計表33可知ZMAX0260,ZMIN0346相應凸模按凹模實際尺寸配作，保證最小合理間隙為0256MM。沖孔凸模刃口尺寸。沖孔凸模為圓形，可按冷沖壓工藝及模具設計公式DTDMINX計算，取T/4，產品精度為IT14級，因此X05。012DT160503061530075075238模具架構GS020模具第一套模具OP10圖29料片圖圖210OP10下模座外限位吊模塊OP10凹模下模座安全擋板墊腳托板廢料滑槽氮氣缸座子定位具圖211OP10上模座圖212OP10下模俯視圖定位鍵內限位凸模凹模GS020模具第二套模具OP20圖213OP20料帶圖（整形）圖214OP20下模俯視圖導套二級廢料滑槽凸模定位具下模座托板圖215OP20上模GS020模具第三套模具OP30圖216OP30下模座導柱上模座凹模壓料板托板墊腳下模座導套外限位定位具圖217OP30上模GS020模具第四套模具OP40圖218OP40下模座凹模導柱凹模導套刀口廢料滑槽定位具銷釘圖219OP40上模座24模具標準件和鋼料材質的類型選擇241合銷圖220銷釘PRESSFITONDIESET模座上是過盈配合；SLIPFITONDETAILS共它工件上是滑動配合；03MMTOTALFORCLEARANCEHOLE模末端放負間隙，雙邊03MM。導柱凸模頂料銷外限位托板模座242導正銷PRESSREMOVABLE,NEEDBUTTONFORPRCFORPILOTANDTHESTATIONNEXT要在模內可快拆，導正銷沖孔和導正孔都需要模鈕；PILOTTOBEPOCKETEDORINSERTEDINSTRIPPER導正銷要鑲入或埋入脫料板內。243導柱導套MINIMUM4POSTDIESETWITH21/2”PINSANDLONGSERIESBUSHINGS最少4個76MM的外導柱244標準沖頭NOHEADTYPEPUNCH,BALLLOCKONLYHEAVYBALLLOCK都要用重裁球鎖。245氮氣彈簧須采購MISUMI標準氮氣彈簧。圖220氮氣缸246模具常用鋼料表21模具材質的選擇鋼種基本特性應用碳素工具鋼T7T8T10AT12AT10鋼在淬火加熱過程中過熱敏感度比T8小，同時能獲得較細的晶粒和較高的硬度，淬火表面硬度可達為HRC61左右，具有一定的耐磨性，但缺點是淬透性較差，淬火變形大以T10鋼應用最廣，用于制造尺寸小、形狀簡單和受輕負荷的零件續表21低合金工具鋼9MN2VMNCRWVCRWMN9CRWMNGCR15淬透性、耐磨性、淬火變形都要比碳素工具鋼好，CRWMN鋼是低合金鋼，除了易形成網狀碳化物而使鋼的韌性變壞之外，還具備了其余的低合金工具鋼的獨特優點可用于制造的形狀復雜，變形要求復雜的小型模具CR12有很多的淬透性、耐磨性和熱處理變形小。但碳化物分布很不均勻而降低的強度。高合金工具鋼CR12MOV碳化物不均勻性較CR12有很大的改善，強度和韌性都相對比較好大多數用于制造承載大、沖次多、工件形狀復雜的沖壓模具CR4W2MOV具有很高的淬透性和較高的回火穩定性，淬火硬度稍低于CR12，熱處理后有較好的綜合機械性能，但熱加工工藝復雜，鍛造易開裂，軟化退火困難CR2MN2SIWMOV屬于共析鋼，淬透性高，空冷淬火變形很小，與CR12相比碳化物分布較均勻，易鍛造，并耐磨，但軟化退火困難用于制造形狀的復雜冷沖、冷擠模具，利用的微變形特性，對制造小尺寸模具更為有益高合金工具鋼高速鋼W18CR4VW6MO5CR4V2CR4V空冷情況下能淬硬，有良好的耐磨性、淬透性，綜合性能以6W6MO5CR4V最佳用于制造冷擠壓黑色金屬的凸、凹模以及小尺寸的模具零件硬質合金YG6YG8YG11YG15以難熔金屬碳化物粉末和粘結劑混合，加壓成型，再燒結而成的一種合金。具有高硬度、高耐磨性、高強度用于制造要求高耐磨模具鋼結硬質合金GT35TLMW50它是介于硬質合金與合金工具鋼之間的新型模具材料。經退火軟化后，可進行切削加工，淬火變形極小用于制造形狀復雜的模具、高速沖模中的主要工作零件聚氨酯橡膠82958290828082708260具有硬度高、高耐磨性、強度好、高彈性、耐撕裂的特點用于沖壓薄材料模具的凸、凹模碳素結構鋼S45C硬度不高易切削加工,表面硬度較低，不耐磨的特點用于模板，托料板入子高耐磨的通用冷作模具鋼SKD11淬透性良好,機械加工性良好，空冷就能硬化,無需擔心淬裂；熱處理變形非常小，淬火偏差極小，最適合有精度要求的模具，耐磨性極為優秀,最適合用作銹鋼或高硬材料的沖裁模；韌性良好。用于刀口、沖頭、凸凹模的制作。本次模具生產常用鋼材有S45C，SKD11，P20（3CR2MO）。247模具尺寸選擇根據客戶要求及沖壓力計算，及廠內標準要求，得出模具模板以下尺寸；托板尺寸長1940MM寬1380MM高50MM上模座長1600MM寬1380MM高80MM下模墊板長991寬792MM70MM下模座長1600MM寬1380MM100MM托板長1940MM寬1380MM高50MM3汽車模具的加工31模板件工藝分析模具加工工藝有鉆床、研磨、銑床、車床、數控機床CNC。鉆床是指用鉆頭在工件上加工孔時用的機床。通常以鉆頭旋轉為主要的運動方式，鉆頭軸的移動是進給運動或者旋轉運動。鉆床的結構比較簡單，加工精度比較低，但用于鉆通孔、盲孔，更換特殊的刀具，可擴和锪孔與鉸孔或進行攻絲等個方面的模具工件加工。加工過程中的工件一般不能動，而是讓刀具移動位子，將刀具中心點對準正孔中心點，并讓刀具轉動。鉆床的特點加工方式簡單、便捷、快速。磨床指利用磨具對工件的表面進行磨削和加工的機械機床。大多數磨床就是使用高速的旋轉不同規格的砂輪進行磨削和加工，也有少數磨床是使用油石、砂帶等它磨具和游離磨料進行的磨床加工。銑床是指用銑刀在工件上加工各種表面或打點的機床。銑刀旋轉運動主要運動，工件和銑刀的移動則為進給運動。它可以加工平面和溝槽，也可以加工不同的曲面和齒輪等銑床主要是用銑刀或者鉆頭對工件進行銑削加工的機床。銑床除了能銑削溝槽、平面、輪齒、螺紋與花鍵軸外，數控銑床還可以加工復雜的型面，效率比刨床高很多，在機械制造與修理部門已經得到了很大的廣泛應用。車床車床是主要用車刀對旋轉的工件進行車削加工的機床。車床上還可以用鉆頭、擴孔鉆、鉸刀、絲錐、板牙與滾花工具等這些工具進行相應的加工。數控CNC數控加工意思為用數控加工的工具進行的加工所成。CNC指數控機床都是由數控加工語言來進行編程和控制，通常是G代碼。數控加工G代碼語言告訴了數控機床加工的刀具采用何種笛卡爾位置的坐標，并控制了刀具進給的速度與主軸的轉速，以及工具中用到的變換器、冷卻劑等功能。數控加工與手動加工具相比有很大的優勢，如數控加工生產出來的零件非常的精確而且有可重復性；數控加工也可以生產手動加工時無法完成的復雜外形的零件。32模板件加工以及問題點分析為了保證工件基準點是一致的且保持精度，又能快速生產，不影響公司利益。為此對工件加工進行分類。如下托料板、浮板采用CNC鉆床研磨CNC2。第一次CNC對鋼料進行粗加工，留余量單邊50MM，然后鉆床完成鉆孔攻牙，在對鋼板進行研磨，研磨厚度需要準并到數，為后面精加工做好準備，接下來就是CNC2精加工，精加工就是為了防止鋼板變形，導致基準偏位，這樣加工下來，即使鋼板在粗加工時有變形，也能有效挽救。模座和托板采用研磨CNCN鉆床。由于模座厚度較大，在CNC開粗時，幾乎不會由于CNC加工的切削力而發生變形，為此不需要研磨后在CNC精銑。可以直接在第一次開粗時實現精加工。沖頭、刀口、成型塊采用鉆床CNC1熱處理研磨CNC2線割。這些工件在模具上起著決定性因素，為此這些工件的材質和精度也非常高，在加工上出現錯誤，將直接對板件精度產生較大的影響。首先鉆床進行打點鉆孔，然后CNC開粗為發熱處理做準備，由于沖頭、型面、刀口需要高硬度，為此需要發熱處理加硬，因為熱處理鋼塊將發生變形，為此需要磨床對鋼塊基準進行研磨并校直，為后續加工做準備，然后再CNC精加工，再線割線割外形，這樣加工出來的工件將會達到一個較高的要求。33主要模板件精銑的選擇（單銑和拼銑的選擇）在模具中起著較為重要地位的工件需要拼銑，如導套孔，導板基座，成型面等。在模具中起著輔助作用的工件可以選擇單銑。如托板、氮氣缸座子、浮料板等。34模板的工藝流程模具鋼板加工工藝流程圖如圖31設計出圖采購下單買料鋼料回廠品檢檢測倉庫發料加工鉆床CNC1熱處理磨床CNC2精加工線割圖31工藝流程圖4汽車模具的組裝制作41模板件組裝的前的整理模具組裝前的整理對于模具組立及后期維護維修起著非常重要的一步。（1）倒角、清理工件毛刺；這樣在組立中可以迅速將工件鑲入鍵槽中，并能防止一些沖頭在沖裁料片時折彎沖頭沒有倒角出現拉傷現象。（2）刻編碼、刻硬度；這樣對工件維修及新制起了關鍵性的一步，可以很快的找到要新制的工件編碼。為后期模具的維護起了很大的幫助。（3）噴防銹油；在鋼塊上噴上適量的防銹油。由于模具在組立和調試的時候需要很長一段時間，如果沒有做好防銹工作，那么模具將會快速生銹，這樣模具精度要求將會下降。42模板件組裝過程與模板件的功能確定組立模具時須嚴格按照設計裝配圖進行組立裝配，不然在試模時將產生干涉。43模板件的調試過程（1）當板件第一次試模時，可以將打出來的板件進行檢測，當料邊大出公差時，可以對上模沖頭進行減料修改，對下模刀口進行補料修改。（2）當板件型面超差大于公差時，可以對下模進行打磨，對上模進行加墊片。（3）當料邊小出公差時，可以對上模沖頭進行補料修改，對下模刀口進行減料修改。（4）當板件型面超差小于公差時，可以對下模進行加墊片。，對上模進行打磨。44模具組裝和調試的問題分析441組裝問題分析（1）、模具組裝實驗注意事項A、模具組裝時應注意上下模（或動定模）在合模狀雙手（一手扶上模，另一手托下模）是要注意輕放與穩放。B、進行模具組裝工作之前必須要檢查工具是否一切正常，并且按手動工具安全操作的規程操作,必須注意正確使用工量具。C、組裝模具時，應首先了解模具的工作性能和基本結構及各部分重要性，按次序組裝。D、拆卸零的部件應該放在一起，不要隨意丟放，注意放穩放好，工作地點要經常保持清潔干凈，通道中不準放置零部件和工具。E、拆卸的模具彈性零件應該要防止零件突然彈出傷人事故。F、傳遞物件時一定要要小心，不可以隨意投擲，以免傷及他人。G、不能拿組裝的工具玩耍和打鬧，以免傷人。H、組裝結束后，務必清點工具。2、組立常見問題A、沖頭和刀口對不上；B、托料板干涉；C、銷釘和螺絲孔不一致；D、導柱孔偏大；以上問題經常出現在組裝上面，合理的處理以上問題，將對組裝帶來很大的方便，也可以節省很多時間。對于上面問題處理方案有1、檢查手上的工件是否按圖紙加工，加工尺寸是否正確。2、檢查模座加工是否正確，尺寸是否正確，因為模座錯誤，將導致上下模座孔位刀口全部對不上。3，檢查托料板加工是否能到位，讓位是否加工到數，確定讓位尺寸是否按圖紙加工。4、檢查刀口間隙是否正確，是否有放間隙。5、檢查設計3D和2D是否對得上，可以采用跌圖法進行審核。6、查看加工程序是否有誤。對以上問題進行審核后，查明原因后再對工件進行修改或者新制。這樣既能防止在合模時模具沖頭有干涉導致模具打爆，又能很對的將模具組立完畢。442模具調試汽車模具調試并不是簡單的壓制出不裂和不皺的制件。首先就是要保證模具的著色、壓件的頻次、沖壓件面品等個方面的要求,其次應該是在CAE文件指導下進行調試并且滿足其中預測的指標,如拉長延件收料線尺寸、變薄率、應變值等要求。調試之前的模具必須要經過數字化虛擬合模的檢測,并且應該盡量的做到連線調試。高精度加工與虛擬合模的檢測監控使得上下模型面符合變得更加簡單,研修工作不斷減少,調試的重點將轉移到制件品質的提升和調試的結果系統的反饋紀錄當中。調試沖壓件數字測量的結果如變薄的測量、ARGUS以及數字化的應變測量、ATOS數字化型面的測量等數據都要統一的分析,這些測量的結果反饋的是將有助于CAE分析中對變薄極限以及至破裂情況的重新判定,有助于沖壓工藝的水平提升,對于調試的實際指導也更具有針對性。（1）調試前準備品標、CAE分析報告、模具檢測報告。（2）狀態確定導向涂紅丹粉的確認過程當中,以平衡這塊為基準,壓料面均布鉛絲610左右處確認壓料面的間隙,或者是在平緩處對稱墊同等的料厚,其他區域均布鉛絲620左右處,確認型面的間隙。（3）研壓料面上模壓料面為基準的范圍內。板料兩面都涂紅丹粉,根據板料著色的情況用砂輪機進行研究配制。研壓的料面必須帶有平衡塊。壓料面的著色率在90以上。壓料筋以內的必須著色均勻。（4）壓料面蹭光搖搖型面的蹭光,修整凸R圓角。在用銼刀修整R切點。（1）打出板件進行檢測。五個板件以上送入品檢檢測。5結論高精密復雜模具的設計與制造在模具行業所占比例越來越高,如何在保證模具質量和精度的基礎上縮短模具開發和制造周期、降低生產成本等是我國模具工業發展的重點之一。CAD/CAM在模具工業中的應用于推廣是解決上述問題的主要方法。本課題借助CAD軟件釆用并行設計方法對GS020模具進行模具設計,并借助相關的CAM軟件對模具加工過程進行模擬仿真、過程優化得到合適的加工方案后自動生產數控代碼對零件進行數控加工,通過對該模具進行實際加工、試模、生產等得到以下結論1、汽車模采用了CAD/CAE技術以及對模具產品的成形過程各個階段都進行定量和決定性描述,在模具的制造之前發現很多并及時改正的設計問題,大大濃縮了產品開發周期降低成本的概率。2、提高生產效率上,以高速切削加工及使用較大的進給率和生產力,比平常的切削效率要提高5到10倍左右,材料切除率也可提高3到6倍之間。3、提高加工質量的同時,由于主軸高速的旋轉使得刀具切削的激勵的頻率遠遠高于工藝系統的固有的頻率,工藝系統不會因此產生受迫振動,從而保證良好的加工狀態。但由于切削深度和切削寬度和切削力都比較小,使得工件和刀具變形而減小,容易保持的尺寸的精確性,同時切削會使破壞層變薄,殘余應大大力降低,可實現高精度和低粗糙度的加工。4、加工能耗低和節省制造的資源,消耗單位功率所帶來的金屬切除率高、能耗低和工件的制作周期減短,也可降低能耗和提高設備的利用率,從而降低了切削和加工在制造系統資源總量中所帶來的比例,更具有可持續發展性和長久性。（5）、簡單化精致了加工工藝的流程,在常規的切削加工中不能只是加工淬火后的材料,淬火變形通常都是由于放電加工和人工修整來完成的,采用的高速切削則可以很直接的加工淬火的材料,但在多數情況下可完全或者是大部分省去放電加工工序,很大程度上減少了電極的使用同時還能消除因放電加工所帶來的表面硬化問題,減少或免除了人工光整加工。謝辭從寫開題報告一直到現在論文定稿，經過將近半年的忙碌實踐和研究奮斗，終于完成的差不多了，寫致謝詞了，心里的壓力也放下了一些，但我也即將結束我四年的大學生涯了。對于曾經給過我幫助和支持的老師和同學們我，我在這里對你們表示衷心的感謝。是你們一直對我悉心指導和艱苦相伴，讓我學會了自立自強，成為了在困難面前不低頭的男子漢。也是你們一直對我的循循善誘和精心點撥，讓我的大學四年過的精彩不留遺憾。在這里首先要感謝我的導師楊斌老師。在本論文的撰寫過程中，楊老師一邊要面對他繁重的工作，一邊還要百忙之中抽出時間耐心的指導我們，從論文選題到如何查閱資料，再到開題報告的完成和論文正文的反復修改，直到最后的定稿，這其中的每一個環節，甚至每一個小細節的完善、格式的矯正等，楊老師都給予了我們悉心的指導。他治學嚴謹、知識淵博、誨人不倦，不論是學術還是為人上都是我應該學習的榜樣。由于我的論文研究角度比較新，因此在資料搜集和文章構思上都給我帶來了很多的難度。第一次的初稿被楊老師評價思路混亂、條理不清，他不厭其煩地細心的給我引導、講解，推薦相關書籍給我看。在接下來的修改中，我還是出現了很多問題，楊老師仍然細心地糾正其中的不足，不允許有一點小的錯誤。楊老師是嚴格的，他能看出你的文章到底是文字的簡單堆砌還是用心進行了改進，他不容許馬虎和漫不經心的態度。我除了敬佩楊老師的專業水平外，他的治學嚴謹和學術研究的精神也將對我日后的學習和工作起到積極的影響。其次，要感謝和我一同與楊老師做論文的同學，他們除了和我一起相伴共同努力之外，還給我的文章出謀劃策，想了不少的好點子。在論題的確定中，給了我很多的建議，也開闊了我的思路和眼光。在尋找資料的時候，如果有適合我的，她們也會主動提供給我，幫我解決了很多問題。如果沒有她們的幫助，要完成我的畢業論文也是比較困難的，所以很感謝你們這幫校友的幫助。當然在這里也要感謝我的家人，想到你們總會讓我的心里踏實而溫暖，你們的哺育之恩、養育之恩，我當永世不忘，也定用一生報答對于各位的恩情，我無以回報，唯有乘風破浪，展翅高飛以求不負眾望。參考文獻1吳詩惇主編沖壓工藝及模具設計M西安西北工業大學出版社，2001,59682徐慧民主編模具制造工藝學M北京北京理工大學出版社,200443683吳詩惇主編沖壓工藝學M西安西北工業大學出版社,198712254模具制造手冊編寫組模具制造手冊M北京機械工業出版社，199714155宋寶玉機械設計課程設計指導書M北京高等教育出版社，200612216中國國家標準化管理委員會沖模模架M北京中國標準出版社，2007孔曉玲681107孔曉玲公差與技術測量M北京北京大學出版社，200920558胡仁喜，康士延，劉昌麗等主編PRO/ENGINEERWILDFIRE50中文版模具設計從入門到精通M北京機械工業出版社，2009199梁耀能主編工程材料及加工工程M北京機械工業出版社，2001233210曾霞文徐政坤主編冷沖壓工藝及模具設計M長沙中南大學出版社，200611011王芳主編冷沖壓模具設計指導M北京機械工業出版社，1999212212王孝培主編沖壓手冊（修訂本）M北京機械工業出版社，1988232513BOUSSETTA,COUPEZT，FOUMENTL2006ADAPTIVEREMESHINGBASEDONAPOSTERIORERRORESTIMATIONFORFORGINGSIMULATIONCOMPUTMETHAPPLNECHENG1956626664514CHENOTJL,MASSONIE2006FINTEELEMENTMODELLINGANDCONTROLOFNEWMETALFORMINGPROCESSESINTJMATHTOOLSMANUF4611941200附錄一ANANALYSISOFDRAWWALLWRINKLINGINASTAMPINGDIEDESIGNWRINKLINGTHATOCCURSINTHESTAMPINGOFTAPEREDSQUARECUPSANDSTEPPEDRECTANGULARCUPSISINVESTIGATEDACOMMONCHARACTERISTICOFTHESETWOTYPESOFWRINKLINGISTHATTHEWRINKLESAREFOUNDATTHEDRAWWALLTHATISRELATIVELYUNSUPPORTEDINTHESTAMPINGOFATAPEREDSQUARECUP,THEEFFECTOFPROCESSPARAMETERS,SUCHASTHEDIEGAPANDBLANKHOLDERFORCE,ONTHEOCCURRENCEOFWRINKLINGISEXAMINEDUSINGFINITEELEMENTSIMULATIONSTHESIMULATIONRESULTSSHOWTHATTHELARGERTHEDIEGAP,THEMORESEVEREISTHEWRINKLING,ANDSUCHWRINKLINGCANNOTBESUPPRESSEDBYINCREASINGTHEBLANKHOLDERFORCEINTHEANALYSISOFWRINKLINGTHATOCCURREDINTHESTAMPINGOFASTEPPEDRECTANGULARCUP,ANACTUALPRODUCTIONPARTTHATHASASIMILARTYPEOFGEOMETRYWASEXAMINEDTHEWRINKLESFOUNDATTHEDRAWWALLAREATTRIBUTEDTOTHEUNBALANCEDSTRETCHINGOFTHESHEETMETALBETWEENTHEPUNCHHEADANDTHESTEPEDGEANOPTIMUMDIEDESIGNFORTHEPURPOSEOFELIMINATINGTHEWRINKLESISDETERMINEDUSINGFINITEELEMENTANALYSISTHEGOODAGREEMENTBETWEENTHESIMULATIONRESULTSANDTHOSEOBSERVEDINTHEWRINKLEFREEPRODUCTIONPARTVALIDATESTHEACCURACYOFTHEFINITEELEMENTANALYSIS,ANDDEMONSTRATESTHEADVANTAGEOFUSINGFINITEELEMENTANALYSISFORSTAMPINGDIEDESIGNKEYWORDSDRAWWALLWRINKLESTAMPINGDIESTEPPEDRECTANGULARCUPTAPEREDSQUARECUPS1INTRODUCTIONWRINKLINGISONEOFTHEMAJORDEFECTSTHATOCCURINTHESHEETMETALFORMINGPROCESSFORBOTHFUNCTIONALANDVISUALREASONS,WRINKLESAREUSUALLYNOTACCEPTABLEINAFINISHEDPARTTHEREARETHREETYPESOFWRINKLEWHICHFREQUE