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消声器后盖的落料、拉深、冲孔及翻边的复合模设计及制造工艺分析【优秀冲压复合模具设计含13张CAD图纸】

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关键词：: 消声器冲孔复合模具设计制造工艺冲压模具设计消声器后盖的落料、拉深、冲孔及翻边的复合模设计及制造工艺分析

资源描述：

消声器后盖复合模设计及制造工艺分析的研究

消声器后盖复合模设计及制造工艺分析全套课程毕业设计

消声器后盖的落料、拉深、冲孔及翻边的复合模设计及制造工艺分析【优秀冲压复合模具设计含13张CAD图纸】

【带任务书+开题报告+外文翻译】【42页@正文21200字】【详情如下】【需要咨询购买全套设计请加QQ1459919609】

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任务书

一、毕业设计（论文）的内容

相对其他冷冲压模具结构而言，复合模具有其自身的优点，如：工件同轴度较好，表面平直，尺寸精度较高；生产效率高，且不受条料外形尺寸的精度限制，有时废角料也可用以再生产等。汽车排气噪声在整个噪声中占有三分之一的比例,降低整车噪声需要大量降低汽车排气噪声。解决汽车排气噪声的方法是在汽车排气管加装消声装置。消声器的加工工艺直接决定了其工作性能。因此本课题以消声器后盖为对象，进行其复合模工艺设计分析。主要内容包括：

根据给定零件要求，结合模具制造条件、生产批量等因素，分析零件的冲压工艺性。在工艺性分析的基础上，计算工艺参数，确定合适的冲压工艺方案。根据确定的工艺方案进行模具设计与校核。最终设计模具制造与装配工艺。

二、毕业设计（论文）的要求与数据

本设计是消声器后盖的复合模工艺设计分析，某消声器后盖主要尺寸如图1，厚度为1.5mm。生产方式为批量生产。要求所设计模具结构可能简单，以降低成本，提供加工效率。

图1消声器后盖结构尺寸

三、毕业设计（论文）应完成的工作

1、完成二万字左右的毕业设计说明书（论文）；在毕业设计说明书（论文）中必须包括详细的300-500个单词的英文摘要；

2、独立完成与课题相关，不少于四万字符的指定英文资料翻译（附英文原文）；

3、要求设计并绘制模具结构图，绘图工作量折合A0图纸3张以上，其中必须包含两张A3以上的计算机绘图图纸；

4、完成指定的任务内容、达到设计要求。

四、应收集的资料及主要参考文献

[1]肖景容, 姜奎华. 冲压工艺学[M]. 北京：机械工业出版社，1999.

[2]冲模设计手册编写组编著. 冲模设计手册[K]. 北京：机械工业出版社，1999

[3]王孝培. 实用冲压技术手册[K]. 北京：机械工业出版社，2001

[4]陈锡栋，周小玉.实用模具技术手册[K] .北京：机械工业出版社，2005.8：46-56

[5]李文元, 江荧. 冷凝器侧板冲压工艺与级进模设计[J]. 模具工业, 2007,8: 23-25.

[6]杨玉英.实用冲压工艺及模具设计手册[K].北京:机械工业出版社,2005.

[7]花杏华, 黄彩萍. 消声器后盖复合模设计[J]. 模具制造, 2005, 8: 27-29.

[8]蒋晓斌. 精密弹簧固定件复合模设计[J]. 锻压装备与制造技术, 2010,5:

[9]肖军民. 空调顶盖体冲压工艺改进及复合模设计[J]. 模具制造, 2007,10..

摘要

本论文是关于消声器后盖复合模设计及制造工艺分析的研究。消声器是允许气流通过，却又能阻止或减小声音传播的一种器件，是消除空气动力

性噪声的重要措施。消声器能够阻挡声波的传播，允许气流通过，是控制噪声的有效工具。采用复合模是因为复合模具有生产效率高、冲压件质量高的特点。且使用复合摸能在一个模具上完成整个零件的加工。而消声器的制造是通过将板类加工而成，将板类金属加工成毛坯，然后经过冲孔、拉深、翻孔、翻边等工艺工序。而在研究过程中必须要经过计算才能得出各冲孔、拉深、翻孔、翻边的凸凹模的尺寸，然后再结合使用寿命、精度、拆装方便等要求确定凸凹模尺寸。然后再根据计算结果选用合适的模架、螺钉等其他零件，并且根据要求选用合适的压力机设备，通过进一步的计算确定所选的零件是否可以用，而压力机设备的选用必须考虑其过载情况，因为一旦过载就会造成人员和设备的危险。本次零件外形简单对称，所有尺寸均为自由公差，对与零件在拉伸等变形后的厚度变化没有要求，只要求表面不允许有皱着、划痕、开裂等缺陷，并且断裂口要求平整因此该零件可以经过冷冲压加工成型。由于该零件是大批量生产，所以在进行设计时应当要注意总体结构尺寸不能过大并且要简单。

通过计算得到零件的尺寸后使用二维 CAD 软件画出零件图，并通过零件图的装配得到整个模具的装配图。最后经过修改得到总装配图。并制作出凹模加工工序、凸模加工工序、凸凹模加工工序。最后编写出装配过程。关键词：模具；冲压；拉深；翻孔；翻边；CAD 画图

Abstract

This paper is about the muffler back cover compound die design and manufacturing process analysis research.

Muffler is allowed to flow through, but also can prevent or reduce the spread of voice device, is one of the important measures to eliminate the air dynamic noise. Muffler can prevent the spread of sound waves, allowing the airflow through, is an effective tool to control noise. Using composite die because composite modulus has the characteristics of the production of high efficiency and high quality of stamping parts. And the use of composite touch can complete the whole parts in a mold processing. And the manufacture of muffler is by putting a plate type and plate type metal processing into blank, and then after punching and deep drawing, turn over the hole and flanging process procedure. And in the process of research must be calculated to various punching, deep drawing, double the size of the hole flanging, intensive, and then combined with the service life, accuracy, the requirement of dismantling is convenient wait for a convex concave die size. And then according to the calculation results to choose appropriate die set, screws and other parts, and choose proper press equipment according to the requirement, by further calculation to determine whether the selected parts can be used, and the selection of press equipment must consider its overload situation, because once the overload will cause the risk of personnel and equipment. The simple parts shape is symmetrical, all size tolerance for freedom, the changes with the thickness of the parts after the tensile deformation such as there is no requirement, only require surface are not allowed to have a wrinkly, scratches, cracking and other defects, and fracture require flat so the parts can pass cold stamping molding. Because the parts are mass production, so in the design should pay attention to the overall structure size not too big and simple.

Is obtained by computing the size of the parts after using A two-dimensional CAD software draw the part drawing, and through the assembly to get the part drawing in the mold assembly drawing. The last modified general assembly drawing. Machining process and making the concave die, punch processing working procedure, intensive processing process. The last write assembly process.

1引言1

1.1 模具的发展前景1

1.1.1 中国模具市场前景广阔1

1.1.2 模具产品市场竞争力不断提升1

1.1.3 模具行业发展速度持续增长1

1.1.4 模具行业机遇和挑战并存1

1.2 冷冲模的发展2

2工艺方案的分析3

2.1 零件工艺性分析3

2.2 工艺方案的分析和确定3

2.3 确定排样方式4

2.3.1 计算材料利用率4

2.3.2 确定排样方案6

3消声器后盖展开形状及尺寸的确定7

3.1 冲孔、翻边部分展开计算7

3.2 拉深件展开计算7

3.2.1 确定修边余量8

3.2.2 确定拉深工件毛坯直径8

4拉深工序主要工艺参数计算9

4.1 确定是否用压边圈9

4.2 拉深次数和拉深系数的确定9

4.3 拉深模的圆角半径9

5四工序复合模的设计10

5.1 计算总压力10

5.1.1 冲裁力的计算10

5.1.2 卸料力的计算10

5.1.3 冲孔力的计算10

5.1.4 顶件力的计算11

5.1.5 拉深力的计算11

5.1.6 压边力的计算12

5.1.7 翻边力的计算13

5.1.8 总压力的计算13

5.2 压力机吨位的选择13

5.3 确定模具压力中心13

5.4 模具工作部分尺寸计算13

5.5 四工序复合模结构的设计17

5.5.1 凹模17

5.5.2 选择模架及确定其他冲模零件19

5.5.3 凸模21

5.5.4 冲模各零件的材料及热处理要求22

5.5.5 卸料板确定23

5.5.6 模具结构的计算24

5.5.7 冲压设备的选择24

6四工序复合模的制造26

6.1 冲模制造的概述26

6.2 冲模具体制造过程27

6.2.1 冷冲模模架的制造27

6.2.2 冲模成形零件的加工27

7四工序复合模的装配说明书30

总结34

谢辞35

参考文献36

1引言

1.1 模具的发展前景

1.1.1 中国模具市场前景广阔

由于中国的各种政策和市场空间扩张的影响，中国庞大的模具用户领域，如汽车，家用电器，机械，IT 信息产业，包装，建筑材料，日用品行业发展迅速。同时，这些的行业对模具的要求有所提高，从而大力促进了模具行业的发展，使得其发展速度飞速，明显高于其他制造业。现如今，世界模具市场处于卖方市场状态，尽管近几年来的市场总额一直处于 600～650 亿美元的较高水平，但是我国模具出口仅占不到 8％的份额。目前，国内外均保持看好我国模具行业，因此我国模具行业未来国际模具市场前景广阔，有较大发展空间。

1.1.2 模具产品市场竞争力不断提升

如今，我国模具行业面临着两重压力。第一是来自工业发达国家的技术优势，第二是来自发展中国家价格优势。前者在进入我国后，依附其技术优势和能力，在中高档模具方面拥有竞争优势，从而对我国的模具行业构成了巨大挑战；后者比如像印度、泰国等这些国家的模具工业成长也很快，它们凭借强烈的价格优势来打击我国的竞争优势，并使之逐渐减弱。中国模具企业要想提高自身模具产品的国际竞争力，就必须踊跃引进国外先进的模具制造技术，通过对模具产品结构合理有效的调整和产品质量的提高来达到这个目的。同时，企业也要注重其经营管理和人才的培养。

参考文献

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[14]豆丁网. 消声器后盖四工序复合模的设计与制造论文. /p-201123051.html,2011-05-11

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[23]贺林.浅谈箱体类零件在数控加工上的加工工艺[J].企业导报,2012

[24]彭广威,欧阳波仪.轴盖复合模的改进设计[J].锻压装备与制造技术,2007

[25]冲模设计手册编写组编著.冲模设计手册[K].北京:机械工业出版社,1999

[26]王孝培.实用冲压技术手册[K].北京:机械工业出版社,2001

[27]王爱珍.工程材料及成形技术[M].北京:机械工业出版社,2003

[28]张崇才.模具寿命及其技术[M].北京:中国文联出版社,2002

[29]肖景容,姜奎华.冲压工艺学[M].北京:机械工业出版社,1999.

[30]宋建丽.模具制造技术[M].北京:机械工业出版社,2012,10

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内容简介：: 编号：毕业设计 (论文 )外文翻译（译文）院（系）：机电工程学院专业：机械设计制造及其自动化学生姓名：周迪学号： 1000110134 指导教师单位：桂林电子科技大学姓名：蒋占四职称：副教授 2014 年 05 月 26 日 nts 1 模具的发展 1 模具在工业生产中的地位模具是大批量生产同形产品的工具，是工业生产的主要工艺装备。采用模具生产零部件，具有生产效率高、质量好、成本低、节约能源和原材料等一系列优点，用模具生产制件所具备的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比拟的。已成为当代工业生产的重要手段和工艺发展方向。现代经济的基础工业。现代工业品的发展和技术水平的提高，很大程度上取决于模具工业的发展水平，因此模具工业对国民经济和社会发展将起越来越大的作用。 1989年 3月国务院颁布的关于当前产业政策要点的决定中，把模具列为机械工业技术改造序列的第一位、生产和基本建设序列的第二位 (仅次于大型发电设备及相应的输变电设备 )，确立模具工业在国民经济中的重要地位。 1997 年以来，又相继把模具及其加工技术和设备列入了当前国家重点鼓励发展的产业、产品和技术目录和鼓励外商投资产业目录。经国务院批准，从 1997年到 2000年，对 80多家国有专业模具厂实行增值税返还 70%的优惠政策，以扶植模具工业的发展。所有这些，都充分体现了国务院和国家有关部门对发展模具工业的重视和支持。目前全世界模具年产值约为 600亿美元，日、美等工业发达国家的模具工业产值已超过机床工业，从 1997 年开始，我国模具工业产值也超过了机床工业产值。据统计，在家电、玩具等轻工行业，近 90的零件是综筷具生产的；在飞机、汽车、农机和无线电行业，这个比例也超过 60。例如飞机制造业，某型战斗机模具使用量超过三万套，其中主机八千套、发动机二千套、辅机二万套。从产值看， 80年代以来，美、日等工业发达国家模具行业的产值已超过机床行业，并又有继续增长的趋势。据国际生产技术协会预测，到 2000年，产品尽件粗加工的 75%、精加工的 50将由模具完成；金属、塑料、陶瓷、橡胶、建材等工业制品大部分将由模具完成， 50以上的金属板材、80以上的塑料都特通过模具转化成制品。 nts 2 2 模具的历史发展模具的出现可以追溯到几千年前的陶器和青铜器铸造，但其大规模使用却是随着现代工业的掘起而发展起来的。 19世纪，随着军火工业 (枪炮的弹壳 )、钟表工业、无线电工业的发展，冲模得到广泛使用。二次大战后，随着世界经济的飞速发展，它又成了大量生产家用电器、汽车、电子仪器、照相机、钟表等零件的最佳方式。从世界范围看，当时美国的冲压技术走在前列许多模具先进技术，如简易模具、高效率模具、高寿命模具和冲压自动化技术，大多起源于美国；而瑞士的精冲、德国的冷挤压技术，苏联对塑性加工的研究也处于世界先进行列。 50年代，模具行业工作重点是根据订户的要求，制作能满足产品要求的模具。模具设计多凭经验，参考已有图纸和感性认识，对所设计模具零件的机能缺乏真切了解。从 1955年到 1965年，是压力加工的探索和开发时代对模具主要零部件的机能和受力状态进行了数学分桥，并把这些知识不断应用于现场实际，使得冲压技术在各方面有飞跃的发展。其结果是归纳出模具设计原则，并使得压力机械、冲压材料、加工方法、梅具结构、模具材料、模具制造方法、自动化装置等领域面貌一新，并向实用化的方向推进，从而使冲压加工从仪能生产优良产品的第一阶段。进入 70 年代向高速化、启动化、精密化、安全化发展的第二阶段。在这个过程中不断涌现各种高效率、商寿命、高精度助多功能自动校具。其代表是多达别多个工位的级进模和十几个工位的多工位传递模。在此基础上又发展出既有连续冲压工位又有多滑块成形工位的压力机弯曲机。在此期间，日本站到了世界最前列其模具加工精度进入了微米级，模具寿命，合金工具钢制造的模具达到了几千万次，硬质合金钢制造的模具达到了几亿次 p 每分钟冲压次数，小型压力机通常为 200 至 300 次，最高为 1200次至 1500次。在此期间，为了适应产品更新快、用期短 (如汽车改型、玩具翻新等 )的需要，各种经济型模具，如锌落合金模具、聚氨酯橡胶模具、钢皮冲模等也得到了很大发展。从 70 年代中期至今可以说是计算机辅助设计、辅助制造技术不断发展的时代。随着模具加工精度与复杂性不断提高，生产周期不断加快，模具业对设备和人员素质的要求也不断提高。依靠普通加工设备，凭经验和手艺越来越不能满足模具生产的需要。 90年代以来，机械技术和电子技术紧密结合，发展了 NC机床，如数控线切割机床、数控电火花机床、数控铣床、数控坐标磨床等。而采用电子计算机自动编程、控制的 CNC机床提高了数控机床的使用效率和范围。近年来又发展出由一台计算机以分时的方式直接管理和控制一群数控机床的 NNC系统。随着计算机技术的发展，计算机也逐步进入模具生产的各个领域，包括设计、制造、管理等。国际生产研究协会预测，到 2000 年，作为设计和制造之间联系手段的图纸将失去其主要作用。模具自动设计的最根本点是必须确立模具零件标准及设计标准。要摆脱过去以人的思考判断和实际经验为中心所组成的设计方法，就必须把过去的经验和思nts 3 考方法，进行系列化、数值化、数式化，作为设计准则储存到计算机中。因为模具构成元件也干差万别，要搞出一个能适应各种零件的设计软件几乎不可能。但是有些产品的零件形状变化不大，模具结构有一定的规律，放可总结归纳，为自动设计提供软件。如日本某公司的 CDM系统用于级进模设计与制造，其中包括零件图形输入、毛坯展开、条料排样、确定模板尺寸和标准、绘制装配图和零件图、输出 NC程序 (为数控加工中心和线切割编程 )等，所用时间由手工的 20%、工时减少到 35 小时；从 80 年代初日本就将三维的 CAD CAM系统用于汽车覆盖件模具。目前，在实体件的扫描输入，图线和数据输入，几何造形、显示、绘图、标注以及对数据的自动编程，产生效控机床控制系统的后置处理文件等方面已达到较高水平；计算机仿真 (CAE)技术也取得了一定成果。在高层次上， CAD CAM CAE集成的，即数据是统一的，可以互相直接传输信息实现网络化。目前国外仅有少数厂家能够做到。 nts 4 3 我国模具工业现状及发展趋势由于历史原因形成的封闭式、 “大而全 ”的企业特征，我国大部分企业均设有模具车间，处于本厂的配套地位，自 70 年代末才有了模具工业化和生产专业化这个概念。生产效率不高，经济效益较差。模具行业的生产小而散乱，跨行业、投资密集，专业化、商品化和技术管理水平都比较低。据不完全统计，全国现有模具专业生产厂、产品厂配套的模具车间（分厂）近 17000家，约 60 万从业人员，年模具总产值达 200 亿元人民币。但是，我国模具工业现有能力只能满足需求量的 60左右，还不能适应国民经济发展的需要。目前，国内需要的大型、精密、复杂和长寿命的模具还主要依靠进口。据海关统计， 1997 年进口模具价值6.3亿美元，这还不包括随设备一起进口的模具； 1997年出口模具仅为 7800万美元。目前我国模具工业的技术水平和制造能力，是我国国民经济建设中的薄弱环节和制约经济持续发展的瓶颈。 3.1 模具工业产品结构的现状按照中国模具工业协会的划分，我国模具基本分为 10 大类，其中，冲压模和塑料成型模两大类占主要部分。按产值计算，目前我国冲压模占 50左右，塑料成形模约占20，拉丝模（工具）约占 10，而世界上发达工业国家和地区的塑料成形模比例一般占全部模具产值的 40以上。我国冲压模大多为简单模、单工序模和符合模等，精冲模，精密多工位级进模还为数不多，模具平均寿命不足 100万次，模具最高寿命达到 1亿次以上，精度达到 3 5um，有 50个以上的级进工位，与国际上最高模具寿命 6亿次，平均模具寿命 5000万次相比，处于 80年代中期国际先进水平。我国的塑料成形模具设计，制作技术起步较晚，整体水平还较低。目前单型腔，简单型腔的模具达 70以上，仍占主导地位。一模多腔精密复杂的塑料注射模，多色塑料注射模已经能初步设计和制造。模具平均寿命约为 80 万次左右，主要差距是模具零件变形大、溢边毛刺大、表面质量差、模具型腔冲蚀和腐蚀严重、模具排气不畅和型腔易损等，注射模精度已达到 5um以下，最高寿命已突破 2000 万次，型腔数量已超过 100腔，达到了 80年代中期至 90年代初期的国际先进水平。 3.2 模具工业技术结构现状我国模具工业目前技术水平参差不齐，悬殊较大。从总体上来讲，与发达工业国家及港台地区先进水平相比，还有较大的差距。在采用 CAD/CAM/CAE/CAPP 等技术设计与制造模具方面，无论是应用的广泛性，还是技术水平上都存在很大的差距。在应用 CAD 技术设计模具方面，仅有约 10%的模具在设计中采用了 CAD，距抛开绘图板还有漫长的一段路要走；在应用 CAE进行模具nts 5 方案设计和分析计算方面，也才刚刚起步，大多还处于试用和动画游戏阶段；在应用CAM 技术制造模具方面，一是缺乏先进适用的制造装备，二是现有的工艺设备（包括近 10多年来引进的先进设备）或因计算机制式（ IBM微机及其兼容机、 HP 工作站等）不同，或因字节差异、运算速度差异、抗电磁干扰能力差异等，联网率较低，只有 5%左右的模具制造设备近年来才开展这项工作；在应用 CAPP技术进行工艺规划方面，基本上处于空白状态，需要进行大量的标准化基础工作；在模具共性工艺技术，如模具快速成型技术、抛光技术、电铸成型技术、表面处理技术等方面的 CAD/CAM技术应用在我国才刚起步。计算机辅助技术的软件开发，尚处于较低水平，需要知识和经验的积累。我国大部分模具厂、车间的模具加工设备陈旧，在役期长、精度差、效率低，至今仍在使用普通的锻、车、铣、刨、钻、磨设备加工模具，热处理加工仍在使用盐浴、箱式炉，操作凭工人的经验，设备简陋，能耗高。设备更新速度缓慢，技术改造，技术进步力度不大。虽然近年来也引进了不少先进的模具加工设备，但过于分散，或不配套，利用率一般仅有 25%左右，设备的一些先进功能也未能得到充分发挥。缺乏技术素质较高的模具设计、制造工艺技术人员和技术工人，尤其缺乏知识面宽、知识结构层次高的复合型人才。中国模具行业中的技术人员，只占从业人员的 8%12%左右，且技术人员和技术工人的总体技术水平也较低。 1980年以前从业的技术人员和技术工人知识老化，知识结构不能适应现在的需要；而 80 年代以后从业的人员，专业知识、经验匮乏，动手能力差，不安心，不愿学技术。近年来人才外流不仅造成人才数量与素质水平下降，而且人才结构也出现了新的断层，青黄不接，使得模具设计、制造的技术水平难以提高。 3.3 模具工业配套材料，标准件结构现状近 10 多年来，特别是 “八五 ”以来，国家有关部委已多次组织有关材料研究所、大专院校和钢铁企业，研究和开发模具专用系列钢种、模具专用硬质合金及其他模具加工的专用工具、辅助材料等，并有所推广。但因材料的质量不够稳定，缺乏必要的试验条件和试验数据，规格品种较少，大型模具和特种模具所需的钢材及规格还有缺口。在钢材供应上，解决用户的零星用量与钢厂的批量生产的供需矛盾，尚未得到有效的解决。另外，国外模具钢材近年来相继在国内建立了销售网点，但因渠道不畅、技术服务支撑薄弱及价格偏高、外汇结算制度等因素的影响，目前推广应用不多。模具加工的辅助材料和专用技术近年来虽有所推广应用，但未形成成熟的生产技术，大多仍还处于试验摸索阶段，如模具表面涂层技术、模具表面热处理技术、模具导向副润滑技术、模具型腔传感技术及润滑技术、模具去应力技术、模具抗疲劳及防腐技术等尚未完全形成生产力，走向商品化。一些关键、重要的技术也还缺少知识产权的保护。我国的模具标准件生产， 80年代初才形成小规模生产，模具标准化程度及标准件的nts 6 使用覆盖面约占 20%，从市场上能配到的也只有约 30 个品种，且仅限于中小规格。标准凸凹模、热流道元件等刚刚开始供应，模架及零件生产供应渠道不畅，精度和质量也较差。 3.4 模具工业产业组织结构现状我国的模具工业相对较落后，至今仍不能称其为一个独立的行业。我国目前的模具生产企业可划分为四大类：专业模具厂，专业生产外供模具；产品厂的模具分厂或车间，以供给本产品厂所需的模具为主要任务；三资企业的模具分厂，其组织模式与专业模具厂相类似，以小而专为主；乡镇模具企业，与专业模具厂相类似。其中以第一类数量最多，模具产量约占总产量的 70%以上。我国的模具行业管理体制分散。目前有 19 个大行业部门制造和使用模具，没有统一管理的部门。仅靠中国模具工业协会统筹规划，集中攻关，跨行业，跨部门管理困难很多。模具适宜于中小型企业组织生产，而我国技术改造投资向大中型企业倾斜时，中小型模具企业的投资得不到保证。包括产品厂的模具车间、分厂在内，技术改造后不能很快收回其投资，甚至负债累累，影响发展。虽然大多数产品厂的模具车间、分厂技术力量强，设备条件较好，生产的模具水平也较高，但设备利用率低。我国模具价格长期以来同其价值不协调，造成模具行业 “自身经济效益小，社会效益大 ”的现象。 “干模具的不如干模具标准件的，干标准件的不如干模具带件生产的。干带件生产的不如用模具加工产品的 ”之类不正常现象存在。 nts 7 4 模具的发展趋势 4.1 模具 CAD/CAE/CAM正向集成化、三维化、智能化和网络化方向发展 4.1.1模具软件功能集成化模具软件功能的集成化要求软件的功能模块比较齐全，同时各功能模块采用同一数据模型，以实现信息的综合管理与共享，从而支持模具设计、制造、装配、检验、测试及生产管理的全过程，达到实现最佳效益的目的。如英国 Delcam 公司的系列化软件就包括了曲面 /实体几何造型、复杂形体工程制图、工业设计高级渲染、塑料模设计专家系统、复杂形体 CAM、艺术造型及雕刻自动编程系统、逆向工程系统及复杂形体在线测量系统等。集成化程度较高的软件还包括： Pro/ENGINEER、 UG和 CATIA等。国内有上海交通大学金属塑性成型有限元分析系统和冲裁模 CAD/CAM系统；北京北航海尔软件有限公司的 CAXA系列软件；吉林金网格模具工程研究中心的冲压模 CAD/CAE/CAM系统等。 4.1.2模具设计、分析及制造的三维化传统的二维模具结构设计已越来越不适应现代化生产和集成化技术要求。模具设计、分析、制造的三维化、无纸化要求新一代模具软件以立体的、直观的感觉来设计模具，所采用的三维数字化模型能方便地用于产品结构的 CAE 分析、模具可制造性评价和数控加工、成形过程模拟及信息的管理与共享。如 Pro/ENGINEER、 UG和 CATIA等软件具备参数化、基于特征、全相关等特点，从而使模具并行工程成为可能。另外，Cimatran公司的 Moldexpert， Delcam 公司的 Ps-mold 及日立造船的 Space-E/mold 均是3D专业注塑模设计软件，可进行交互式 3D型腔、型芯设计、模架配置及典型结构设计。澳大利亚 Moldflow 公司的三维真实感流动模拟软件 MoldflowAdvisers 已经受到用户广泛的好评和应用。国内有华中理工大学研制的同类软件 HSC3D4.5F 及郑州工业大学的Z-mold软件。面向制造、基于知识的智能化功能是衡量模具软件先进性和实用性的重要标志之一。如 Cimatron 公司的注塑模专家软件能根据脱模方向自动产生分型线和分型面，生成与制品相对应的型芯和型腔，实现模架零件的全相关，自动产生材料明细表和供 NC加工的钻孔表格，并能进行智能化加工参数设定、加工结果校验等。 4.1.3模具软件应用的网络化趋势随着模具在企业竞争、合作、生产和管理等方面的全球化、国际化，以及计算机软硬件技术的迅速发展，网络使得在模具行业应用虚拟设计、敏捷制造技术既有必要，也有可能。美国在其 21世纪制造企业战略中指出，到 2006年要实现汽车工业敏捷生产 /虚拟工程方案，使汽车开发周期从 40个月缩短到 4个月。 4.2 模具检测、加工设备向精密、高效和多功能方向发展 nts 8 4.2.1模具检测设备的日益精密、高效精密、复杂、大型模具的发展，对检测设备的要求越来越高。现在精密模具的精度已达 2 3m，目前国内厂家使用较多的有意大利、美国、日本等国的高精度三坐标测量机，并具有数字化扫描功能。如东风汽车模具厂不仅拥有意大利产 3250mm3250mm三坐标测量机，还拥有数码摄影光学扫描仪，率先在国内采用数码摄影、光学扫描作为空间三维信息的获得手段，从而实现了从测量实物建立数学模型输出工程图纸模具制造全过程，成功实现了逆向工程技术的开发和应用。这方面的设备还包括：英国雷尼绍公司第二代高速扫描仪 (CYCLON SERIES2)可实现激光测头和接触式测头优势互补，激光扫描精度为 0.05mm，接触式测头扫描精度达 0.02mm。另外德国 GOM公司的ATOS便携式扫描仪，日本罗兰公司的 PIX-30、 PIX-4台式扫描仪和英国泰勒霍普森公司 TALYSCAN150多传感三维扫描仪分别具有高速化、廉价化和功能复合化等特点。 4.2.2数控电火花加工机床日本沙迪克公司采用直线电机伺服驱动的 AQ325L、 AQ550LLS-WEDM具有驱动反应快、传动及定位精度高、热变形小等优点。瑞士夏米尔公司的 NCEDM 具有 P-E3 自适应控制、 PCE能量控制及自动编程专家系统。另外有些 EDM还采用了混粉加工工艺、微精加工脉冲电源及模糊控制 (FC)等技术。 4.2.3高速铣削机床 (HSM) 铣削加工是型腔模具加工的重要手段。而高速铣削具有工件温升低、切削力小、加工平稳、加工质量好、加工效率高 (为普通铣削加工的 5 10倍 )及可加工硬材料 (60HRC)等诸多优点。因而在模具加工中日益受到重视。瑞士克朗公司 UCP710型五轴联动加工中心，其机床定位精度可达 8m，自制的具有矢量闭环控制电主轴，最大转速为42000r/min 。意大利 RAMBAUDI 公司的高速铣床，其加工范围达2500mm5000mm1800mm，转速达 20500r/min，切削进给速度达 20m/min。 HSM一般主要用于大、中型模具加工，如汽车覆盖件模具、压铸模、大型塑料等曲面加工，其曲面加工精度可达 0.01mm。 4.3 快速经济制模技术缩短产品开发周期是赢得市场竞争的有效手段之一。与传统模具加工技术相比，快速经济制模技术具有制模周期短、成本较低的特点，精度和寿命又能满足生产需求，是综合经济效益比较显著的模具制造技术，具体主要有以下一些技术。 (1)快速原型制造技术 (RPM)。它包括激光立体光刻技术 (SLA) ；叠层轮廓制造技术(LOM) ；激光粉末选区烧结成形技术 (SLS) ；熔融沉积成形技术 (FDM) 和三维印刷成形技术 (3D-P)等。 nts 9 (2)表面成形制模技术。它是指利用喷涂、电铸和化学腐蚀等新的工艺方法形成型腔表面及精细花纹的一种工艺技术。 (3)浇铸成形制模技术。主要有铋锡合金制模技术、锌基合金制模技术、树脂复合成形模具技术及硅橡胶制模技术等。 (4)冷挤压及超塑成形制模技术。 (5)无模多点成形技术。 (6)KEVRON 钢带冲裁落料制模技术。 (7)模具毛坯快速制造技术。主要有干砂实型铸造、负压实型铸造、树脂砂实型铸造及失蜡精铸等技术。 (8)其他方面技术。如采用氮气弹簧压边、卸料、快速换模技术、冲压单元组合技术、刃口堆焊技术及实型铸造冲模刃口镶块技术等。 4.4 模具材料及表面处理技术发展迅速模具工业要上水平，材料应用是关键。因选材和用材不当，致使模具过早失效，大约占失效模具的 45%以上。在模具材料方面，常用冷作模具钢有 CrWMn、 Cr12、 Cr12MoV和 W6Mo5Cr4V2，火焰淬火钢 (如日本的 AUX2、 SX105V(7CrSiMnMoV

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