第一章 前言第一节 国内外模具发展概况 模具是汽车、电子、电器、航空、仪表、轻工、塑料、日用品等工业部门极其重要的工艺装备。没有模具，就没有高质量的产品。模具不是一般的工艺装备，而是技术密集型的产品，工业发达国家把模具作为机械制造方面的高科技产品来对待。他们认为：“模具是发展工业的一把钥匙”；“模具是一个企业的心脏”；“模具是富裕社会的一种动力”。 据国际生产协会预测，到2000年，工业品零件祖加工的75%、精加工的50%将由模具成型完成。目前，美国、日本、德国等工业发达国家模具工业的产值均已超过机床工业总产值。美国模具年产值已超过100亿美元；日本从1957年到1984年二十七年间，模具工业增长100陪；台湾地区1984年到1987年模具工业每年以33以上的年增长率速度发展，l987年台湾地区模具出口达一亿二千万美元。香港的模具年产值为30亿港币，我国的模具年产值为人民币30亿元。国际模协成员国对模具工业的投资年人均约5000美元，日本高达15000美元，我国模具工业投资年人均约500元。 近年来模具发展的方向和现状，基本表现在如下几个方面：1模具设计技术 (1) 工业发达国家在模具设计上已经大量使用计算机辅助设计(CAD)软件进行模具的结构设计，并普及了计算机绘图。据有关资料介绍，美国和日本75%的模具厂已使用了CAD技术，香港50%的模具厂也开始采用这项技术。 (2) 在注塑模具设计中，已开始普及应用计算机辅助工程分析(CAE)软件，对塑料的流动、填充、冷却情况及模具的浇口配置、浇道大小、冷却加热系统和模具的刚度、强度等进行科学的分析和计算，从而保证注塑制品的质量与合理的生产节拍。(3) 国外的注塑模具中多型腔、多层、大型精密模具已占50%，不仅提高了生产效率，而且节省了大量塑料原料。 2模具加工技术(1) 国外已大量使用数控机床，应用计算机辅助加工(CAM)软件和数控编程技术对模具特别是对具有复杂型腔(三维曲面)的模具进行加工，使模具的质量和附加值大为提高，模具的加工周期减少60%以上，成本降低30%以上生产效率提高60%以上。为了提高加工效率及满足各种复杂曲面加工的要求，国外已开发出四轴和五轴的数控自动编程软件并且进入了实用阶段。3模具标准化程度日益提高，模具标准模架及模具标准件的应用日益普及，已实现商品化。4模具结构更多地采用新技术，如注塑模具的热流道技术等。 5针对不同制品的要求，开发出适用于各种不同模具的专用模具钢，并实现商品化6根据模具生产的特点，模具企业向小而专的方向发展。如日本现有11656家模具企业，其中30人以下的小厂有11142家，占总数的95.6%,百人以上的仅有65家，占总数的0.54%;韩国有1570家模具企业，其中多于50人的企业仅占总数的9%；新加坡有460家模具企业，其中多于50人的企业仅占总数的3%，香港有6500家模具企业,其中多于50人的企业仅占总数的0.46%。第二节 行业特点1随着科学技术的发展,模具行业已由劳动密集型逐步转化为技术劳动密集型。2尽管模具行业已应用了先进的数控设备、检验仪器和计算机辅助设计分析制造软件，但仍然需要高技艺的人工劳动。所以，模具行业又是高技术和高技艺紧密结合的一个行业。3.为适应不同制品的需要，模具的种类繁多，从设计、制造工艺、装备以至原材料都各不相同。所以企业生产的模具宜专而不宜全，规模宜小而不宜大。4模具基本上是单件生产。即使是生产专业化的模具企业，在生产同一类模具时，也会由于不同模具的精度要求、复杂程度、加工难度等的不同而需要变化设备的配置和工程的安排。因此，模具企业还应在专业化的基础上实现生产的柔性化。第三节 市场分析 据国际生产协会预测，到2000年，工业品零件粗加工的75%，精加工的50%将由模具成型，可见模具在工业生产中的作用将日益重要。 工业发达国家的模具行业在近四十年来取得了异常迅速的发展，已摆脱了从属地位而成为独立的行业，并成为基础工业的重要组成都分。1988年，美国、日本、西德的模具产值分别达到62亿美元、83亿美元、14亿美元，比1957年增长了约100倍，并超过了这些国家机床工业的产值。 据有关资料介绍，工业发达国家的工业产品生产中，对模具的需求量日益增多，美国、日本约有4050%的工业产品的生产需用模具。国际市场中模具的贸易量十分可观。 近年来，由于工业发达国家的人工费用增加模具生产有向东南亚国家转移的趋势。本国的生产以高、精模具为主，需要人工劳动量大的模具则依靠进口解决。以模具出口大国日本为例，其1980年模具进口额为24.98亿日元，至1989年已上升到133.32亿日元，十年间提高了5.3倍。由此可见,中低档模具的国际市场潜力十分巨大，只要我国模具的质量能有提高，交货期能有保证,模具出口的前景是十分乐观的。此外，国际市场对塑料模具模架及模具标准件的需求量也很大，目前我国只有塑料模具模架有少量出口。第二章 正文第一节 零件分析一、 材料分析：Q195 具有高的塑性、韧性和焊接性能，良好的压力加工性能，但强度低。其力学性能指标和化学成分如表21；其冷弯试验指标如表22。表21 Q195力学性能指标和化学成分牌号化学成份%主要力学性能CMnSiSP屈服极限抗拉极限伸长率Q1950.16-0.120.25-0.500.300.0500.045195315-39033注：1. Q195的屈服点，仅供参考，不作为交货条件。 2. 进行拉伸或弯曲试验时，钢板、钢带应取横向试样，伸长率允许较上表降低1%（绝对值），型钢应取纵向试样。表22 Q195的冷弯试验指标牌号试样方向冷弯试验B=2a 180钢材厚度（直径） mm60-100100-200弯心直径dQ195纵0横0.5a二、经济和生产销售前景分析随着社会的发展，工艺水平和制造水平的提高，台式灶的利润越来越低，但是我们公司台式灶的销售数量占主导地位，所以怎样降低成本和减少加工时间和降低制造的复杂程度是台式灶的发展方向。现在灶具中利润较高的是嵌入式灶具，其成本与台式的相差不大，但是其外形为高档用户所接受，所以价格较高。本零件是台式玻璃灶的一个围板。此灶虽然也是台式的但是上表面为玻璃面板，是一种仿嵌入式灶结构，其目的就是以台式灶的形式，做出嵌入式灶的外观，从而可以提高售价，而且十分适合那种有较好经济基础，但是还没有做整体橱柜，希望有较好外观的台式灶的用户要求。它的内部燃烧结构与从前生产的产品相同，不同的只是外壳。此外壳由围板、后挡板以及玻璃面板组成，结构十分简单。其中后挡板和玻璃面板都是平面，加工十分容易。围板是这些零件中最复杂的，但与以前的台式灶相比，其尺寸比原来的小，于是可以节省模具材料和加工时间。总的来说，这套灶具设计方案是既经济又有市场前景的设计方案。三、工艺分析由于此零件成型后的状态无可以用来定位的孔或边，所以首先要考虑定位的问题。该零件最后成型需要冲6个缺口，可以考虑在缺口上冲孔，做定位孔，到最后的时候冲除，整个零件成型都以它或两端为定位基准。四、工艺路线1. 下板料：1391.4121.52. 冲预定位孔：图2-1如图2-1所示：在板料两端冲出四个定位孔。保证离边线精度mm，要注意方向，上面比下面宽3.5mm。定位：中间用定位钉及两头用定位板的方式，采用简单正装冲孔模。3. 折弯：图2-2如图2-2所示：为板料弯曲后剖面图。此板料在折弯机上折弯。4. 冲成形 图2-3如图2-3所示：将材料正中间拉伸成上图所示。定位钉定位，采用简单倒装拉伸模。5. 压凹图2-4如图2-4所示:在距两端165.6mm处，压上图所示凹。定位钉加定位板定位，采用倒装压凹模。6. 冲孔图2-5如图2-5所示：在上道工序所压凹上冲，如图所示两孔。定位钉定位，采用简单正装冲孔模。7. 冲孔 图2-6如图2-6所示：冲6个孔。214，44.5。定位钉定位，采用简单正装冲孔模。8. 两端冲缺图2-7如图2-7所示：冲4个缺。定位钉定位，采用简单倒装冲缺模。9. 冲弯R8 图2-8如图2-8所示：折弯外端2处。10. 冲折弯处缺 图2-9如图2-9所示：冲4处缺。定位钉定位，采用简单倒装冲缺模。11. 折弯图2-10如图2-10所示：在板正中将底板折弯成上图结构。上部为弯曲处，高度为3.5mm。定位钉定位，采用简单正装折弯模。12. 折弯图2-11如图2-11所示：在两端弯曲尺寸标注处，高度为3.5mm。定位钉定位，采用简单正装折弯模。13. 手弯R8图2-12如图2-12所示：手弯两个R8处，得如图形状。第二节 第八道工序两端冲缺模的设计计算一、裁件工艺分析1、 材料：Q195是碳素结构钢，具有高的塑性、韧性和焊接性能，良好的压力加工性能，但强度低。2、 尺寸精度：未标注按IT9级，查标准公差表。二 、确定模具形式采用具有导正钉定位的简单冲裁模。三 、模具设计计算（一）排样本零件直接采用条料冲压，只需计算条料的长和宽，厚度为0.6mm。根据零件图来算其材料的长和宽，其计算中按中性层的长度来确定其尺寸。长度：L 11.52（36516）265616427.742368064048.351391.4（mm）宽度：W 19.478.816.81.9221.34121.45121.5（mm）注：材料的长度和宽度都是算其中性层，有些不好算的地方是作图利用偏移量出来的。（二） 冲压力：冲压力是指在冲裁时，压力机应具有的最小压力。F冲压=F冲裁+F卸料+F推件（F顶件）冲压力是选择冲床吨位，进行模具强度、刚度校核的依据。1.冲裁力：使板料分离动称作冲裁力。影响冲裁力的主要因素:A. 材料的抗剪主要度 。B. 材料的厚度。 C. 冲裁件的轮郭周长。D. 冲裁间隙。E. 刃口的锐利程度。 F. 冲裁速度及润滑情况。冲裁力的计算：FKLt式中 L冲裁件周边长度（mm）；t材料厚度（mm）材料抗剪强度（MPa）K系数。考虑到模具刃口的磨损，模具间隙的波动，材料力学性能的变化及材料厚度偏差等因素，一般取K1.3。在一般情况下，材料的b=1.3,为计算方便，也可以用下式计算冲裁力F(N)F=Ltb式中 b材料的抗拉强度（MPa）图2-13按照图2-13所示尺寸，带入公式计算，得：L 24.6+2+2.5+(1/2)31247.6mm取 b360MPaF Ltb47.60.636010281.6N2.推件力：将工件或废料顺着冲裁方向从凹模内推出的力。F推K推F式中 F冲裁力（N）；K推推件力系数取 K推0.055F推 0.05510281.6565.5N总力：F冲压F冲裁+F推件10281.6565.510847.1N选择J23-16A压力机，压力机的性能