毕业设计调研报告

题    目:  一落二分割模具设计

专          业   机械工程及自动化 

学  生  姓  名     张朋杰          

班  级  学  号    43910315        

指  导  教  师     孟  天  祥      

指导教师职称     高级工程师   

指  导  单  位     机械工程系 

专 业 负 责 人      张春兰        

系工作领导小组机械工程及自动化组

日          期  2013年 03月05 日 

调研报告

     本次毕业设计的题目为：一落二分割模具设计。在此次调研过程中，由于缺少模具相关实践经验另外资料也很有限，所以也遇到很多我们未曾涉及和学习的领域，作为毕业生我们也不畏困难，积极主动的寻找任何可利用资源，其中能通过去图书馆，查询网络和咨询老师等途径，来相继解决诸多问题，通过此次调研也使得我更加对模具行业有了更深刻的认识和理解

1、冲压模具的简述

    我通过查阅所学书籍得知：冲压模具即是在冷冲压加工中，将材料（金属或非金属）加工成零件（或半成品）的一种特殊工艺装备，称为冷冲压模具（俗称冷冲模）。冲压，是在室温下，利用安装在压力机上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件的一种压力加工方法。通过对零件进行详细的工艺分析确定零件的冲压工艺方案并制定部分零件的制造工艺，如：凸模、凹模、凸凹模、凸模固定板、垫板、凹模固定板、卸料板、导尺、挡料销、导正销等。通过该课题能够让学生掌握中等复杂程度零件冲压模具设计与制造的一般方法，对零件冲压工艺方案的制定、工艺计算及模具设计有了更深层次的认识，并学会对模具设计资料的检索与整合以及对已有资料的充分合理的使用，该实践性课题是对学生理论学习水平的实践和检验，可对以后从事类似的工作有一定的指导性与实践性意义。

 2、研究现状和发展趋势

 2.1冲压技术的发展现状

通过网上查阅相关知识知道，随着科学技术的不断进步，工业产品生产日益复杂与多样化，产品性能和质量也在不断提高，因而对冷冲压技术提出了更高的要求。冲压技术自身也在不断地创新和发展。冲压技术的发展现状主要可以归纳为以下几个方面：

(1)冲压加工自动化与柔性化

(2)塑性成形的基础理论已基本形成

(3)以有限元为核心的塑性成形数值仿真技术日趋成熟,为人们认识成形过程的本质规律提供了新途径。

(4)CAD/CAE/CAM等技术的不断深入应用,使模具质量提高、制造周期下降。

(5)新的成形方法不断出现并得到成功应用。

如今的国内冲压模具企业几乎全部甩掉了传统的绘图板，摒弃了落后的手工绘图方式，大大提高了冲压模具的设计开发和制造能力，缩短了模具的生产周期。但在创新开发方向的投入仍显不足，冲压模具行业内综合开发能力的提升已严重滞后于生产能力的提高，主要问题体现在以下几个方面：

(1)各层次的冲压模具技术人才资源不足，尤其是高级模具设计人员、CNC数控机床操作工等，需求缺口较大。

(2)模具标准化程度不高，模具及其零件部件的商品率偏低。

(3)模具制造的专业化程度和集中化程度待进一步提高。

(4)模具修理机制不健全，因拖延修理期影响生产的事时有发生。

(5)模具寿命偏低，使模具费占产品成本比率过高且长期居高不下。

(6)模具新技术、新工艺、新设备、新材料推广应用缓慢，特别是国内自行开发的模具新材料大多至今未能推广应用。

(7)设备老化严重，超期服役的情况普遍。

(8)各类模具的标准及技术指导性文件不齐全，特别是与国际市场接轨的各类模具国家标准缺口大。

2.2模具冲压技术的发展趋势

中国凭借丰富且廉价的人力资源、庞大的市场及其它许多有利条件，已成为承接工业发达国家模具业转移的良好目的地。随着国际交往的日益增多和外资在中国模具行业的投入日渐增加，中国模具已经与世界模具密不可分，中国模具在世界模具中的地位和影响越业越重要。据相关专业人士分析，未来十年，中国模具工业和技术的主要发展方向将主要集中在以下几个方面：

(1)模具结构日趋大型、精密、复杂及寿命日益提高。

(2)CAD/CAE/CAM 技术在模具设计制造中的广泛应用。

(3)提高模具标准化水平和模具标准件的使用率。模具标准化及模具标准件的应用将极大地影响模具制造周期，还能提高模具的质量和降低模具制造成本。

(4)开发优质模具材料和先进的表面处理技术。

(5)冲压成形技术将更加科学化、数字化，可控化。

(6)成形过程的数值模拟技术将在实用化方向取得很大的发展，并与化制造系统很好地集成。人工智能技术、智能化控制将从简单形状零件成形发展到覆盖件等复杂开关零件成形，从而真正进入实用阶段。

3、冲压材料

在《模具设计基础》中了解到制造冲压模具的材料有钢材、硬质合金、钢结硬质合金、锌基合金、低熔点合金、铝青铜、高分子材料等等。目前制造冲压模具的材料绝大部分以钢材为主，常用的模具工作部件材料的种类有：碳素工具钢、低合金工具钢、高碳高铬或中铬工具钢、中碳合金钢、高速钢、基体钢以及硬质合金、钢结硬质合金等等。其中基本分类主要有

（1）.碳素工具钢

（2）.低合金工具钢

（3）. 高碳高铬工具钢

（4）. 高碳中铬工具钢

（5）. 高速钢f. 基体钢

（6）. 硬质合金和钢结硬质合金

（7）.新材料

4、主要零件及安全要求

通过学习和书本上现有知识我得知模具设计有主要零件并且还有相关零件的技术要求及它的作用：

1．工作零件

凸凹模是直接使坯料成形的工作零件，因此，它是模具上的关键零件。凸凹模不但精密而且复杂，它应满足如下要求：

(1)应有足够的强度，不能在冲压过程中断裂或破坏；

(2)对其材料及热处理应有适当要求，防止硬度太高而脆裂。

2．定位零件

定位零件是确定坯件安装位置的零件，有定位销(板)、挡料销(板)、导正销、导料板、定距侧刀、侧压器等。设计定位零件时应考虑操作方便，不应有过定位，位置要便于观察，最好采用前推定位、外廓定位和导正销定位等。

3．压料、卸料及出料零件

压料零件有压边圈、压料板等。压边圈可对拉延坯料加压边力，从而防止坯料在切向压力的作用下拱起而形成皱褶。压料板的作用是防止坯料移动和弹跳。顶出器、卸料板的作用是便于出件和清理废料。

4．导向零件

导柱和导套是应用最广泛的一种导向零件。其作用是保证凸凹模在冲压工作时有精确的配合间隙。因此，导柱、导套的间隙应小于冲裁间隙。导柱设在下模座，要保证在冲程下死点时，导柱的上端面在上模板顶面以上最少5至10毫米。导柱应安排在远离模块和压料板的部位，使操作者的手臂不用越过导柱送取料。

5．支承及夹持零件

它包括上下模板、模柄、凸凹模固定板、垫板、限位器等；上下模板是冲模的基础零件；其他各种零件都分别安装固定在上面。模板的平面尺寸，尤其是前后方向应与制件相适应，过大或过小均不利于操作。

6．紧固零件

它包括螺钉、螺母，弹簧、柱销、垫圈等．一般都采用标准件。冲压模具的标准件用量较多，设计选用时应保证紧固和弹性顶出的需要，避免紧固件暴露在表面操作位置上，防止碰伤人手和妨碍操作。

5、模具设计的安全要点

   从生活中可以了解到每一件产品设计时都应注意安全问题。在设计模具应遵循模具设计安全手册要求：在结构上应尽量保证进料、定料、出件、清理废料的方便。模具上的各种零件应有足够的强度及刚度，防止使用过程中损坏和变形，紧固零件要有防松动措施，避免意外伤害操作者。

    不允许在加工过程中发生废料或工件飞弹现象，影响操作者的注意力，甚至击伤操作者。另外要避免冲裁件毛刺割伤人手。不允许操作者在进行冲压操作时有过大的动作幅度，避免出现使身体失去稳定的姿势；不允许在作业时有过多和过准的动作。应尽量避免冲压加工时有强烈的噪声和振动。模具设计应在总图上标明模具重量，便于安装，保障安全。20千克以上的零件加工应有起重搬运措施，减轻劳动强度。装拆模具零件时应方便安全，避免有夹手、割手的可能；模具要便于解体存放。总之，模具中的哪怕是细微的问题都会影响安全，只有对每种作业中的具体问题进行分析，才能提出模具中的安全注意事项。

6、通过调研对设计题目的感想

   我此次要设计的是冲压模具，通过此次调研报告我对模具的认识和理解有了更深刻的理解。我们学机械的不仅要学会绘画和看图纸，还更应该培养个人的设计意识，现阶段中国的模具行业还有很大发展空间，我相信只要我认真做完毕业设计并且掌握了相关知识的链接，日后肯定会为工作带来更大的乐趣，同时也能使我个人能力有很大的提高。

   

第二篇：汽车覆盖件翻边模调研报告

汽车外覆盖件发动机罩翻边模具CAD/CAM/CAE

调研报告

班级：                       姓名：

指导老师：

一、   课题分析

   为了能够正确合理地完成这次汽车覆盖件拉伸模具设计任务，我和我的同组同学在设计之初进行了社会调研以及资料查询。我们除了去朝阳沙窝模具厂调研外，还上学校图书馆查阅相关资料，又去了国家图书馆，我们在调研过程中考察到了许多关于我们这次设计用到的重要信息。了解了汽车覆盖件模具设计的难点和步骤，知道了在设计中应注意哪些具体问题，为以后的设计能顺利进行做好铺垫。

汽车覆盖件冲压模具不但体积大、重量大、制造成本高，而且结构复杂，具有许多其本身的特点。汽车覆盖件冲压模具中，按完成的工序内容分类主要有落料模、拉深模、修边模、冲孔模等，还有完成复合工序的修边冲孔模、修边翻边模、翻边冲孔模等；按模具结构分类有单动拉深模、双动拉深模、斜楔模等。汽车覆盖件拉深模的设计是实现覆盖件质量要求和工艺要求的关键。可以说，模具设计的质量高低，是汽车覆盖件冲压技术水平的重要标志之一，直接影响到模具的制造成本、模具调试工作量的大小、生产准备周期的长短，直接影响车身的开发能力。

二、   调研内容的分析

通过对一个典型的水箱罩顶翻边模的了解，知道了翻边模设计的基本步骤和注意事项。该模属于所谓的两面开花斜楔翻边模，其结构比较复杂，翻边件在冲模中的位置与汽车上的位置相同。翻边件在冲模中依靠凸模12的形状定位，使翻边件紧贴在凸模12和活动定位块11上，无法将翻遍件取出。根据翻边轮廓的特点，翻边凸模只要局部做成活动的，使活动定位块11下降脱开肩台即可取出翻边件。因此，将肩台处的翻边凸台做成活动可分的。压力机滑块行程向下时，斜楔1作用于固定在滑块3上的滑板2，使滑块3向里运动，滑块3上的另一边是斜面，靠斜面的作用将中间斜楔8顶起，中间斜楔8上端的斜面与翻边凸模7上的斜面接触又将翻边凸模7顶出，使翻边凸模7扩张成翻边轮廓。压力机滑块继续向下，固定在滑块3上的翻边凹模5进行翻边，同时斜楔14作用于固定在滑块16上的滑板17使滑块16向里运动，而翻边凹模镶件18固定在滑块16的另一端，因此翻边凹模18进行翻边。翻边以后，在压力机滑块行程向上时，翻边凹模5先靠弹簧4的作用返回。中间斜楔8靠自重下落到垫板9上，翻遍凸模7靠弹簧6的作用返回至初始位置并缩小成送料或取件的位置。同时翻边凹模镶件18靠弹簧15的作用返回。扳动配气阀20先推动气缸22通过杠杆机构使活动定位块11落下，脱开翻边件的肩台，由顺序配气阀21作用推动气缸19，将翻边件推出，最后取出翻边件。

三、  汽车覆盖件模具的发展趋势

模具技术是制造业中发展最快的技术之一，其特点是数量很大，批量极小，换代非常快。从理论上说，它是CAD技术最能发挥优越性的领域。目前在模具CAD技术的发展方面存在着以下几种趋势：

1、模具CAD的参数化 参数化造型方法是CAD技术中较先进的造型方法，也是提高CAD工作效率的有效手段。它是针对各种冲压模具总体结构一般均具有较规范形式的特点，为各个零件的基本尺寸建立相应的参变量，在实际的几何和拓扑的基础上建立各零件要素之间的相互关系。当由于模具结构不同而导致模具零件尺寸发生变化时，改变参数文件中有关变量的取值，则与之相关的零件模型中的相应尺寸标注值亦发生变化，通过尺寸驱动模块处理后即可生成大小符合实际尺寸标注的零件。

2、模具CAD的智能化 冲压件模具设计的难度主要表现在设计理论的不完备性以及只能意会而难以言传的专家经验表达和利用上。同手工设计一样，在利用通用CAD软件(包括新型集成化CAD软件)进行覆盖件模具设计时，在很大程度上必须依赖于模具专家的干预。为了实现模具结构设计的自动化，减少对模具专家的依赖性，必须开发专用的汽车覆盖件模具结构设计智能化软件，把总结出来的以往设计、制造中的成功经验应用到模具设计中去，形成计算机里的知识库和智能库，生成专家系统，从而使CAD系统能够胜任模具设计专家的工作，设计出符合要求的汽车覆盖件模具，这也就是所谓的模具CAD的智能化。 智能CAD以人类思维的认识理论为基础，将设计人员擅长的逻辑判断、综合推理、形象思维能力与计算机的高速、精确计算能力相结合，从而使CAD系统能够胜任模具设计专家的工作，设计出符合要求的冲压件模具。

3、模具CAD的一体化 模具CAD的一体化就是从传统的设计方式向CAD/CAE/CAM一体化方向发展。模具设计过程是一个信息处理、交换流通和管理的过程，采用弹塑性大变形有限元模拟技术可以分析材料的塑性成形过程，提高工艺分析和模具CAD/CAM系统的功能，有利于创造更高级的CAD/CAM系统，因而，CAD/CAE /CAM一体化能够对设计和制造过程中信息的产生、转换、存储、流通管理进行分析和控制，将它们有机地“集成”在一起，这样有利于取得最佳效益。

4、模具CAD的专业化  未来的模具CAD将走向更加专业化的道路。一些通用的软件由于其功能繁多，专业性较差，已不能满足大型模具CAD的需要。更好的方法是软件公司与专业模具厂密切合作，开发专用性很强的模具CAD软件，如美国PTC软件公司与日本TOYOTA汽车公司在PRO/E软件基础上开发的模具型面设计模块PRO/DIEFACE等，这也是模具CAD的一个发展方向。对于国内的模具厂家来说，在引进国外先进CAD软件(如UG、Pro/E等)的基础上，利用二次开发技术，针对本部门产品的特点，开发专用的模具CAD系统是一条可行和经济之路。

从现在来看，以后的模具加工会往自动化、智能化、专业化发展，由计算机辅助制图，再运用数控加工的一个过程已成为必然。哪个国家或企业能掌握最为先进的CAD技术，那它就能成为模具行业的领头人。我国目前模具CAD的成果并不十分显著，尤其是在汽车覆盖件模具CAD技术应用方面，这项技术的巨大潜力还未充分发挥出来，解决这个问题的关键就是要提高模具的设计效率，这需要我们努力去改善它。