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锉刀柄铜套复合拉深模111,锉刀,铜套,复合,拉深模,111
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附件三： 紫琅职业技术学院毕业设计任务书系部名称机电工程系专业班级模具3081学生姓名吴金金指导教师姓名钱军设计题目锉刀柄铜套复合拉深模毕业设计的目的毕业设计的目的是总结和检验学生在学校期间的学习成果，培养学生综合运用所学的专业知识以及专业技能进行独立分析和解决问题的能力，使学生受到科学研究和工程设计的基本训练，达到专业素质培养目标的要求。通过毕业设计强化学生对专业知识和专业技能的理解和掌握,培养学生收集资料和调查研究的能力、方案比较及论证的能力、理论分析与设计运算能力、应用计算机绘图的能力以及编写编制能力。毕业设计要求1. 要求一定要有结合实际的某项具体项目的设计或对某具体课题进行有独立见解的论证,并要求有一定的技术含量；.2 .设计或论文应该在所规定的时限内完成；3. 书面材料、框架及字数应符合规定；4. 学会查阅有关的技术资料和相关的规范；5 .掌握相关规范的选择和运用；6. 熟悉制图规范的相关内容,按制图统一标准绘制工程图纸。毕业设计进度安排序号时间内容12011年 12月初熟悉毕业设计（论文）要求，查阅资料，进行调研22011年 3月初确定设计（论文）题目32011年 3月中旬拟写开题报告交老师审核42011年 4月初毕业设计（论文）初稿交老师审核52011年 4月底毕业设计（论文）二稿交老师审核62011年 5月初毕业设计（论文）终稿交老师审核72011年 5月中旬回校准备答辩 紫琅职业技术学院11届模具设计与制造专业毕业设计开题报告姓名吴金金系部机电工程系专业模具设计与制造班级模具3081题目锉刀柄铜套复合拉深模一、选题背景、目的及意义这次的设计主要是以拉深模具拉深出锉刀柄铜套的设计，这其中包括基础的知识的应用包括设计的步骤和设计的流程这其中也包含了装配图和零件图这是因为现在社会发展的需要对模具的要求较高尤其是拉深模，在现在的需求比较的大。在各个领域都有应用。在学校两年期间一直努力学习着自己的专业科目，同时比较喜欢这个专业，因而对模具的设计和制造知识上有一定的掌握和了解，并能结合实践运用，因此这次我选做了毕业设计。这次的设计算是一幅较为简单的拉深模成型设计，同时也反应了我两年来对专业知识的学习掌握情况，也是对自己独立完成一副模具设计能力的考验,和水平的检测。二、主要内容及提纲 拉深模是拉深生产中不可缺少的工艺装备，是技术密集性产品，拉深的质量生产效率和生产的成本等，与拉深模的设计和制造有直接的关系。拉深模的设计与制造技术水平的高低是衡量一个国家产品制造水平的重要标志之一。在很大的程度上决定这产品的质量品质和新产品的开发能力!这次的设计以拉深模具的拉深为主，利用拉深模具设计出锉刀柄铜套，包括装配图和零件图，此次的设计主要是以自己的所学为主另外增加了自己一些设计的思路，主要以拉深为主生产产品！1、绪论1.1冲压模具的分类1.2冲压模具材料的选用原则1.3冲压模具行业发展现状及技术趋势2、设计流程2.1产品图2.1.1工艺性分析2.1.3模具结构类型分析2.2拉深工艺计算2.2.1拉深件毛坯尺寸的计算2.2.2选取凸凹模的圆角半径2.2.3确定排样图和裁板方案3、凸凹模工作部分的尺寸和压边装置的设计计算3.1凹模尺寸3.2凸模3.3压边装置4、拉深力的计算、压力中心及合模高度的选择4.1拉深力的计算4.2压力中心的计算4.3合模高度的计算三、主要方法和措施1通过本专业所学知识加以概括总结；2通过学院图书馆、互联网、各种文献查阅比对；3通过指导老师意见和建议加以修改、补充。四、主要参考文献1杨占尧.冲压工艺编制与模具设计制造.人民邮电出版社.2010。2贾俐俐.冲压工艺与模具设计.人民邮电业出版社，2008。3刘航.模具制造技术.西安：西安电子科技大学出版社，2006。4寇世瑶.机械制造.北京：高等教育出版社，2004。5宋小春.AutoCAD2006实用教程.北京：中国水利水电出版社，2006。6林承全，胡邵平.冲压模具课程设计指导与范例.化学工业出版社，2008。7刘越.公差配合预计是测量.北京：化工工业出版社，2004。8吴元徽，赵利群.模具材料与热处理.大连：大连理工大学出版社，2007。五、毕业设计推进计划2011年1月底确定设计题目2011年23月进行设计题目可行性讨论2011年4月初拟写开题报告2011年4月底毕业设计初稿（电子档）交予指导老师审核2011年5月初正式进行毕业设计拟写包括封面，任务书，目录，正文，参考文献等2011年5月中旬正式提交毕业设计 学生签名： 年 月 日 指导教师意见（对选题的有效性、研究方法的正确性、课题的广度、深度的意见及开题是否通过）： 通过（ ） 修改后通过 （ ） 未通过 （ ） 指导教师签名： 年 月 日注：开题报告装订在毕业设计任务书后 开题是否通过请指导教师在括号内打“ ”紫琅职业技术学院毕业设计题 目：锉刀柄铜套复合拉深模副 标 题：学 生 姓 名：吴金金所在系、专业：机电工程系、模具班 级：3081指 导 教 师：钱军日 期：2011-5-19I摘 要摘 要拉深模是把坯料拉压成空心件，或者把空心体拉压成外形更小而板厚没有明显变化的空心体的冲模。 拉深模的结构，是根据拉深件的几何形状、尺寸精度、材料、产量和所使用的压力机来确定的。拉深模一般比较简单，其结构按拉深方向分为正向拉深模和反向拉深模以及两者兼有的双向拉深模；按拉深工序可分为单工序拉深模、多工序连续拉深模和复合拉深模，其中复合拉深模又可分为落料拉深模和落料拉深冲孔模等；按使用压力机的不同可分为单动压力机用拉深模和双动压力机用拉深模。关键词：拉深 铜套 空心件I 目 录目 录摘 要I目 录I1、绪论11.1冲压模具的分类11.1.1根据工艺性质分类11.1.2根据工序组合程度分类11.1.3依产品的加工方法分类11.2冲压模具材料的选用原则21.2.1冲压零件的使用要求21.2.2生产批量21.2.3其他21.3冲压模具行业发展现状及技术趋势21.3.1发展现状，PDX软件界面21.3.2未来冲压模具制造技术发展趋势32、设计流程42.1产品图42.1.1工艺性分析52.1.3模具结构类型分析72.2拉深工艺计算72.2.1拉深件毛坯尺寸的计算72.2.2选取凸凹模的圆角半径82.2.3确定排样图和裁板方案83、凸凹模工作部分的尺寸和压边装置的设计计算93.1凹模尺寸93.2凸模93.3压边装置94、拉深力的计算、压力中心及合模高度的选择104.1拉深力的计算104.2压力中心的计算104.3合模高度的计算10致 谢12参考文献13附 录14I锉刀柄铜套复合拉深模1、绪论1.1冲压模具的分类1.1.1根据工艺性质分类a.冲裁模 沿封闭或敞开的轮廓线使材料产生分离的模具。如落料模、冲孔模、切断模、切口模、切边模、剖切模等。 b.弯曲模 使板料毛坯或其他坯料沿着直线（弯曲线）产生弯曲变形，从而获得一定角度和形状的工件的模具。 c.拉深模 是把板料毛坯制成开口空心件，或使空心件进一步改变形状和尺寸的模具。 d.成形模 是将毛坯或半成品工件按图凸、凹模的形状直接复制成形，而材料本身仅产生局部塑性变形的模具。如胀形模、缩口模、扩口模、起伏成形模、翻边模、整形模等。1.1.2根据工序组合程度分类a.单工序模 在压力机的一次行程中，只完成一道冲压工序的模具。 b.复合模 只有一个工位，在压力机的一次行程中，在同一工位上同时完成两道或两道以上冲压工序的模具。 c.级进模（也称连续模） 在毛坯的送进方向上，具有两个或更多的工位，在压力机的一次行程中，在不同的工位上逐次完成两道或两道以上冲压工序的模具。 d.传递模 综合了单工序模和级进模的特点，利用机械手传递系统，实现产品的模内快速传递，可以大大提高产品的生产效率，减低产品的生产成本，节俭材料成本，并且质量稳定可靠。1.1.3依产品的加工方法分类依产品加工方法的不同，可将模具分成冲剪模具、弯曲模具、抽制模具、成形模具和压缩模具等五大类。 a. 冲剪模具：是以剪切作用完成工作的，常用的形式有剪断冲模、下料冲模、冲孔冲模、修边冲模、整缘冲模、拉孔冲模和冲切模具。 b.弯曲模具：是将平整的毛坯弯成一个角度的形状，视零件的形状、精度及生产量的多寡，乃有多种不同形式的模具，如普通弯曲冲模、凸轮弯曲冲模、卷边冲模、圆弧弯曲冲模、折弯冲缝冲模与扭曲冲模等。 c.抽制模具：抽制模具是将平面毛胚制成有底无缝容器。 d.成形模具：指用各种局部变形的方法来改变毛胚的形状，其形式有凸张成形冲模、卷缘成形冲模、颈缩成形冲模、孔凸缘成形冲模、圆缘成形冲模。 e.压缩模具：是利用强大的压力，使金属毛胚流动变形，成为所需的形状，其种类有挤制冲模、压花冲模、压印冲模、端压冲模。1.2冲压模具材料的选用原则1.2.1冲压零件的使用要求 当被冲压加工的材料较硬或变形抗力较大时，冲模的凸、凹模应选取耐磨性好、强度高的材料。拉深不锈钢时，可采用铝青铜凹模，因为它具有较好的抗粘着性。而导柱导套则要求耐磨和较好的韧性，故多采用低碳钢表面渗碳淬火。又如，碳素工具钢的主要不足是淬透性差，在冲模零件断面尺寸较大时，淬火后其中心硬度仍然较低，但是，在行程次数很大的压床上工作时，由于它的耐冲击性好反而成为优点。对于固定板、卸料板类零件，不但要有足够的强度，而且要求在工作过程中变形小。另外，还可以采用冷处理和深冷处理、真空处理和表面强化的方法提高模具零件的性能。对于凸、凹模工作条件较差的冷挤压模，应选取有足够硬度、强度、韧性、耐磨性等综合机械性能较好的模具钢，同时应具有一定的红硬性和热疲劳强度等。1.2.2生产批量 当冲压件的生产批量很大时，模具的工作零件凸模和凹模的材料应选取质量高、耐磨性好的模具钢。对于模具的其它工艺结构部分和辅助结构部分的零件材料，也要相应地提高。在批量不大时，应适当放宽对材料性能的要求，以降低成本。1.2.3其他a、应考虑材料的冷热加工性能和工厂现有条件。b、选择模具材料要根据模具零件的使用条件来决定，做到在满足主要条件的前提下，选用价格低廉的材料，降低成本。1.3冲压模具行业发展现状及技术趋势1.3.1发展现状，PDX软件界面改革开放以来，随着国民经济的高速发展，市场对模具的需求量不断增长。近年来，模具工业一直以15%左右的增长速度快速发展，模具工业企业的所有制成分也发生了巨大变化，除了国有专业模具厂外，集体、合资、独资和私营也得到了快速发展。浙江宁波和黄岩地区的“模具之乡”；广东一些大集团公司和迅速崛起的乡镇企业，科龙、美的、康佳等集团纷纷建立了自己的模具制造中心；中外合资和外商独资的模具企业现已有几千家。 随着与国际接轨的脚步不断加快，市场竞争的日益加剧，人们已经越来越认识到产品质量、成本和新产品的开发能力的重要性。而模具制造是整个链条中最基础的要素之一。近年许多模具企业加大了用于技术进步的投资力度，将技术进步视为企业发展的重要动力。一些国内模具企业已普 PDX软件界面及了二维CAD，并陆续开始使用Pro/E、PDX2、UG NX、NX Progressive Die Design、I-DEAS、Euclid-IS、Logopress3、3DQuickPress、MoldWorks和Topsolid Progress等国际通用软件，个别厂家还引进了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE软件，并成功应用于冲压模的设计中。1.3.2未来冲压模具制造技术发展趋势 模具技术的发展应该为适应模具产品“交货期短”、“精度高”、“质量好”、“价格低”的要求服务。达到这一要求急需发展如下几项：(1)全面推广CAD/CAM/CAE技术 模具CAD/CAM/CAE技术是模具设计制造的发展方向。随着微机软件的发展和进步，普及CAD/CAM/CAE技术的条件已基本成熟，各企业将加大CAD/CAM技术培训和技术服务的力度；进一步扩大CAE技术的应用范围。计算机和网络的发展正使CAD/CAM/CAE技术跨地区、跨企业、跨院所地在整个行业中推广成为可能，实现技术资源的重新整合，使虚拟制造成为可能。 (2)高速铣削加工 国外近年来发展的高速铣削加工，大幅度提高了加工效率，并可获得极高的表面光洁度。另外，还可加工高硬度模块，还具有温升低、热变形小等优点。高速铣削加工技术的发展，对汽车、家电行业中大型型腔模具制造注入了新的活力。目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向发展。 (3)模具扫描及数字化系统 高速扫描机和模具扫描系统提供了从模型或实物扫描到加工出期望的模型所需的诸多功能，大大缩短了模具的在研制制造周期。有些快速扫描系统，可快速安装在已有的数控铣床及加工中心上，实现快速数据采集、自动生成各种不同数控系统的加工程序、不同格式的CAD数据，用于模具制造业的“逆向工程”。模具扫描系统已在汽车、摩托车、家电等行业得到成功应用，相信在“十五”期间将发挥更大的作用。 (4)电火花铣削加工 电火花铣削加工技术也称为电火花创成加工技术，这是一种替代传统的用成型电极加工型腔的新技术，它是有高速旋转的简单的管状电极作三维或二维轮廓加工(像数控铣一样)，因此不再需要制造复杂的成型电极，这显然是电火花成形加工领域的重大发展。国外已有使用这种技术的机床在模具加工中应用。预计这一技术将得到发展。 (5)提高模具标准化程度 我国模具标准化程度正在不断提高，估计目前我国模具标准件使用覆盖率已达到30%左右。国外发达国家一般为80%左右。 (6)优质材料及先进表面处理技术 选用优质钢材和应用相应的表面处理技术来提高模具的寿命就显得十分必要。模具热处理和表面处理是否能充分发挥模具材料料性能的关键环节。模具热处理的发展方向是采用真空热处理。模具表面处理除完善应发展工艺先进的气相沉积(TiN、TiC等)、等离子喷涂等技术。 (7)模具研磨抛光将自动化、智能化 模具表面的质量对模具使用寿命、制件外观质量等方面均有较大的影响，研究自动化、智能化的研磨与抛光方法替代现有手工操作，以提高模具表面质量是重要的发展趋势。 (8)模具自动加工系统的发展 这是我国长远发展的目标。模具自动加工系统应有多台机床合理组合；配有随行定位夹具或定位盘；有完整的机具、刀具数控库；有完整的数控柔性同步系统；有质量监测控制系统。2、设计流程2.1产品图如下图所示材料为黄铜，厚度0.5mm，制件高度10mm，制件精度IT14级。该制件形状简单，尺寸小，属普通冲压件。试制定该工件的冲压工艺规程、设计其模具、编制模具零件的加工工艺规程：技术要求：1、 拉深件边缘无毛刺2、 拉深件允许未注尺寸公差均IT13级精度。3、 拉深件圆孔尺寸、圆角尺寸合格。4、 较大批量生产。拉深件的要求：1.产品的名称：锉刀柄铜套 产品的材料：黄铜2.拉深件厚度：0.5mm 2.1.1工艺性分析（一） 设计前的前期准备1、 阅读拉深件产品图阅读拉深件产品图的目的是了解该制件的技术要求、尺寸规格、所用的材料、冲压性能、生产批量等要求，最终是为了确定该工件的加工办法。2、 分析拉深工艺如图所示制件为无凸缘圆筒形零件，要求外形尺寸。对厚度变化没有要求。制件的形状满足拉深工艺要求。底部圆角半径R=2.5mm，大于拉深凸模圆角半径r1【r1=（23）t=（23）0.5=11.5】（t为板料厚度），满足首次拉深对圆角半径的要求，尺寸20按IT14级要求，满足拉深工序对制件公差等级的要求。3、 拉深模生产状况筒形件拉深模的加工方法相对比较简单，特别是此件公差要求较低，凸、凹模用通用的机械设备加工能满足设计要求，对于模座、固定板等板型零件的加工主要是平面加工和孔系加工。故平面加工后，孔系加工均在加工中心进行，简单方便。（二） 拉深模方案的确定经过对制件工艺性分析，工件适合拉深成型，故采用复合拉深模在单动压力机上拉深。（三） 拉深模结构形式的确定1、 采用的结构形式拉深模结构采用带压边圈的正装式结构，采用这种结构的优势在于可采用通用的压边装置。2、 拉深模结构简图的画法根据所确定的拉深模结构形式，画出拉深工作结构部分，这时画出的结构图是拉深工作示意图，不需要按比例画，其目的是为了分析所确定的结构是否合理，毛坯拉深成型工件，能否满足产品图的技术要求。根据分析结果对模具简图进行修正，为最后确定拉深模结构做准备，支座拉深模结构简图如图所示：3、 模具结构特点及工作过程这种拉深模结构简单，使用方便，制造容易。工作时将毛坯放入压边圈上面的定位销或定位板内，上模下降，弹性压边圈先将毛坯压住，然后凸模对毛坯进行拉深。当拉深结束回升时，包在凸模上的工件压边圈顶出。2.1.3模具结构类型分析该工件包括落料、拉深、冲孔三个基本工序，可有以下三种工艺方案：方案一：先落料，冲孔，拉深。采用单工序模生产。方案二：落料+拉深，后冲孔。采用复合模+单工序模生产。方案三：先落料，后拉深+冲孔。采用单工序模+复合模生产。方案四：落料+拉深+冲孔。采用复合模生产。方案一模具结构简单，但需三道工序三副模具，成本高而生产效率低，难以满足大批量生产要求。方案二只需二副模具，工件的精度及生产效率都较高，工件精度也能满足要求，操作方便，成本较低。方案三也只需要二副模具，制造难度大，成本也大。方案四只需一副模具，生产效率高，操作方便，工件精度也能满足要求。通过对上述四种方案的分析比较，该件的冲压生产采用方案四为佳。2.2拉深工艺计算2.2.1拉深件毛坯尺寸的计算在计算拉深毛坯尺寸时，应首先确定修边余量。并把修边余量加到拉深工件高度上，这时拉深件的高度（H）为原拉深件（h）与修边余量（）之和，即H=h+ 1、该件h=10mm，h/d=10/20=0.5,查冲压模具课程设计指导与范例表4-1可得=1mm 则可得拉深高度HH=h+=10+1=11mm2、计算毛坯直径 由于板厚小于1mm，故可直接用工件图所示尺寸计算，不必用中线尺寸计算。 D= = = = = 33.32（mm） 式中：D拉深件毛坯尺寸，mm r拉深件底部圆角半径，mm 3、确定拉深系数和拉深次数m总=d/D=20/33.32=0.6按毛坯相对厚度t/D100=0.5/33.32100=1.5 查冲压模具课程设计指导与范例表4-5得各拉深系数 m=0.49 m=0.74 m总m=0.49故工件可以一次拉深成型。4、拉深件直径的计算由于工件可以一次拉深成型，古拉深直径根据拉深件三维零件图来计算d= m总D=0.633.32=19.992.2.2选取凸凹模的圆角半径考虑到实际采用的拉深系数均接近其极限值,故拉深凹模圆角半径r应取大些,根据经验公式凹模圆角半径r的合理值应不小于4t（t为板料厚度）。取拉深模圆角半径r=2mm凸模的圆角半径r r对拉深半径的影响不像r那样会影响拉深的全过程，但r过大或过小同样对防止起皱和拉裂及降低极限拉深系数不利。故r的合理值不应小于（23）t。只有变形程度较小时，才允许取r=2t。本工件只需一次即可拉深成型，所以r取与制件底部圆角半径相同的R值，即r=2.5 r（23）t2.2.3确定排样图和裁板方案1、 制件的毛坯为简单的圆形件，而且尺寸比较小，考虑到操作方便，宜采用单排。t=0.5mm,查冲压工艺与模具设计附表7轧制薄钢板拟选用规格为： 0.536350的板料。2、 排样设计图3查冲压工艺与模具设计表2-10，确定搭边值 两工件间的搭边a=1.2mm；工件与条料的搭边a=1.0mm； 步距S=d+a=33.32+1=34.32mm； 条料宽度B=36故一个步距内的材料利用率为： =A/BS100 =/BS100 =871.52/1235.52100%=70.5%由于直板材料选取0.536350 故每块板料可裁剪10个工件故每块板料（0.536350）的利用率为： =nA/LB100 =（10871.52）/（35036）100% =（8715.2/12600）100% =69%3、凸凹模工作部分的尺寸和压边装置的设计计算3.1凹模尺寸Z=1.05t=1.050.5=0.525根据冲压工艺与模具设计表4-19=0.04 =0.03 =0.03 =0.015D=（D0.75） =（200.750.52） =19.61 D=（D0.75）=（100.750.36）=9.783.2凸模 d=（d0.75Z） =（19+0.750.520.525） =18.865d=（d0.75Z） =（100.750.60.525）=9.2553.3压边装置 该模具中使用刚性压边装置，可以起到压边跟卸料的双重作用。4、拉深力的计算、压力中心及合模高度的选择4.1拉深力的计算拉深所需要的压力：P=P+P+PP=dtK=3.14200.53400.8 =8540.8NP=Ap=（33.3220）0.75 =3.14710.20.75 =1672.6NP=dtK=3.14100.53400.8 =4270.4N P=P+P+P=8540.8+1672.6+4270.4=14483.8N=1.45KN 初选压力机： 压力机的公称压力 P（1.61.8）P 取 P=1.81.45=2.61KN 故选公称压力为30KN的压力机4.2压力中心的计算因为该零件为圆形，所以压力中心在其圆心上。4.3合模高度的计算拉深模具的闭合高度（H）是指滑块在下止点位置时，上模座上平面与下模座下平面之间的距离，即H=H+H+H+H+H+H+s+t =25+10+10+15+20+8+30+10+30 =158 式中： H上模座厚度 mm H下模座厚度 mmH凹模固定板厚度 mmH凹模厚度 mmH压边圈厚度 mmH凸模固定板厚度 mmt拉深件厚度 mm s安全距离 mm 一般选择2025mm11致 谢致 谢时光冉冉，岁月如梭，这世上唯一不变的就是变化。转眼间，真的是转眼间，在此，简单地做一个总结吧。首先，也是最主要感谢的是我的指导老师，钱军老师。在整个过程中他给了我很大的帮助，在论文题目制定时，他首先肯定了我的题目大方向，同时又帮我具体分析了锉刀柄铜套的用途和加工时应该注意的部分，让我在写作时有了具体方向。在论文提纲制定时，我的思路不是很清晰，经过老师的帮忙，让我具体写作时思路顿时清晰。在完成初稿后，老师认真查看了我的文章，指出了我存在的很多问题。在此十分感谢钱老师的细心指导，才能让我顺利完成毕业论文。然后要谢谢母校，是他给了我学习的良好坏境在即将走出校园，直面大千世界的路口，虽然有些彷徨，有些茫然，但是我知道，我必须勇敢迈步前行。以下面一句话做结尾并与君共勉：未来不可知，是我们前进的原动力！11参考文献参考文献1杨占尧.冲压工艺编制与模具设计制造.人民邮电出版社.2010。2贾俐俐.冲压工艺与模具设计.人民邮电业出版社，2008。3刘航.模具制造技术.西安：西安电子科技大学出版社，2006。4寇世瑶.机械制造.北京：高等教育出版社，2004。5宋小春.AutoCAD2006实用教程.北京：中国水利水电出版社，2006。6林承全，胡邵平.冲压模具课程设计指导与范例.化学工业出版社，2008。7刘越.公差配合预计是测量.北京：化工工业出版社，2004。8吴元徽，赵利群.模具材料与热处理.大连：大连理工大学出版社，2007。13附 录131.1冲压的概念、特点及应用冲压是利用安装在冲压设备（主要是压力机）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（俗称冲压或冲压件）的一种压力加工方法。冲压通常是在常温下对材料进行冷变形加工，且主要采用板料来加工成所需零件，所以也叫冷冲压或板料冲压。冲压是材料压力加工或塑性加工的主要方法之一，隶属于材料成型工程术。 冲压所使用的模具称为冲压模具，简称冲模。冲模是将材料（金属或非金属）批量加工成所需冲件的专用工具。冲模在冲压中至关重要，没有符合要求的冲模，批量冲压生产就难以进行；没有先进的冲模，先进的冲压工艺就无法实现。冲压工艺与模具、冲压设备和冲压材料构成冲压加工的三要素，只有它们相互结合才能得出冲压件。 与机械加工及塑性加工的其它方法相比，冲压加工无论在技术方面还是经济方面都具有许多独特的优点。主要表现如下。(1) 冲压加工的生产效率高，且操作方便，易于实现机械化与自动化。这是因为冲压是依靠冲模和冲压设备来完成加工，普通压力机的行程次数为每分钟可达几十次，高速压力要每分钟可达数百次甚至千次以上，而且每次冲压行程就可能得到一个冲件。（2）冲压时由于模具保证了冲压件的尺寸与形状精度，且一般不破坏冲压件的表面质量,而模具的寿命一般较长,所以冲压的质量稳定,互换性好,具有“一模一样”的特征。（3）冲压可加工出尺寸范围较大、形状较复杂的零件，如小到钟表的秒表，大到汽车纵梁、覆盖件等，加上冲压时材料的冷变形硬化效应，冲压的强度和刚度均较高。（4）冲压一般没有切屑碎料生成，材料的消耗较少，且不需其它加热设备，因而是一种省料，节能的加工方法，冲压件的成本较低。但是，冲压加工所使用的模具一般具有专用性，有时一个复杂零件需要数套模具才能加工成形，且模具 制造的精度高，技术要求高，是技术密集形产品。所以，只有在冲压件生产批量较大的情况下，冲压加工的优点才能充分体现，从而获得较好的经济效益。 冲压地、在现代工业生产中，尤其是大批量生产中应用十分广泛。相当多的工业部门越来越多地采用冲压法加工产品零部件，如汽车、农机、仪器、仪表、电子、航空、航天、家电及轻工等行业。在这些工业部门中，冲压件所占的比重都相当的大，少则60%以上，多则90%以上。不少过去用锻造=铸造和切削加工方法制造的零件，现在大多数也被质量轻、刚度好的冲压件所代替。因此可以说，如果生产中不谅采用冲压工艺，许多工业部门要提高生产效率和产品质量、降低生产成本、快速进行产品更新换代等都是难以实现 的。1.2 冲压的基本工序及模具 由于冲压加工的零件种类繁多，各类零件的形状、尺寸和精度要求又各不相同，因而生产中采用的冲压工艺方法也是多种多样的。概括起来，可分为分离工序和成形工序两大类；分离工序是指使坯料沿一定的轮廓线分离而获得一定形状、尺寸和断面质量的冲压（俗称冲裁件）的工序；成形工序是指使坯料在不破裂的条件下产生塑性变形而获得一定形状和尺寸的冲压件的工序。 上述两类工序，按基本变形方式不同又可分为冲裁、弯曲、拉深和成形四种基本工序，每种基本工序还包含有多种单一工序。 在实际生产中，当冲压件的生产批量较大、尺寸较少而公差要求较小时，若用分散的单一工序来冲压是不经济甚至难于达到要求。这时在工艺上多采用集中的方案，即把两种或两种以上的单一工序集中在一副模具内完成，称为组合的方法不同，又可将其分为复合-级进和复合-级进三种组合方式。 复合冲压在压力机的一次工作行程中，在模具的同一工位上同时完成两种或两种以上不同单一工序的一种组合方法式。 级进冲压在压力机上的一次工作行程中，按照一定的顺序在同一模具的不同工位上完面两种或两种以上不同单一工序的一种组合方式。 复合-级进在一副冲模上包含复合和级进两种方式的组合工序。 冲模的结构类型也很多。通常按工序性质可分为冲裁模、弯曲模、拉深模和成形模等；按工序的组合方式可分为单工序模、复合模和级进模等。但不论何种类型的冲模，都可看成是由上模和下模两部分组成，上模被固定在压力机工作台或垫板上，是冲模的固定部分。工作时，坯料在下模面上通过定位零件定位，压力机滑块带动上模下压，在模具工作零件（即凸模、凹模）的作用下坯料便产生分离或塑性变形，从而获得所需形状与尺寸的冲件。上模回升时，模具的卸料与出件装置将冲件或废料从凸、凹模上卸下或推、顶出来，以便进行下一次冲压循环。1.3 冲压技术的现状及发展方向 随着科学技术的不断进步和工业生产的迅速发展，许多新技术、新工艺、新设备、新材料不断涌现，因而促进了冲压技术的不断革新和发展。其主要表现和发展方向如下。(1).冲压成形理论及冲压工艺方面 冲压成形理论的研究是提高冲压技术的基础。目前，国内外对冲压成形理论的研究非常重视，在材料冲压性能研究、冲压成形过程应力应变分析、板料变形规律研究及坯料与模具之间的相互作用研究等方面均取得了较大的进展。特别是随着计算机技术的飞跃发展和塑性变形理论的进一步完善，近年来国内外已开始应用塑性成形过程的计算机模拟技术，即利用有限元（FEM）等有值分析方法模拟金属的塑性成形过程，根据分析结果，设计人员可预测某一工艺方案成形的可行性及可能出现的质量问题，并通过在计算机上选择修改相关参数，可实现工艺及模具的优化设计。这样既节省了昂贵的试模费用，也缩短了制模具周期。 研究推广能提高生产率及产品质量、降低成本和扩大冲压工艺应用范围的各种压新工艺，也是冲压技术的发展方向之一。目前，国内外相继涌现出精密冲压工艺、软模成形工艺、高能高速成形工艺及无模多点成形工艺等精密、高效、经济的冲压新工艺。其中，精密冲裁是提高冲裁件质量的有效方法，它扩大了冲压加工范围，目前精密冲裁加工零件的厚度可达25mm，精度可达IT1617级；用液体、橡胶、聚氨酯等作柔性凸模或凹模的软模成形工艺，能加工出用普通加工方法难以加工的材料和复杂形状的零件，在特定生产条件下具有明显的经济效果；采用爆炸等高能效成形方法对于加工各种尺寸在、形状复杂、批量小、强度高和精度要求较高的板料零件，具有很重要的实用意义；利用金属材料的超塑性进行超塑成形，可以用一次成形代替多道普通的冲压成形工序，这对于加工形状复杂和大型板料零件具有突出的优越性；无模多点成形工序是用高度可调的凸模群体代替传统模具进行板料曲面成形的一种先进技术，我国已自主设计制造了具有国际领先水平的无模多点成形设备，解决了多点压机成形法，从而可随意改变变形路径与受力状态，提高了材料的成形极限，同时利用反复成形技术可消除材料内残余应力，实现无回弹成形。无模多点成形系统以CAD/CAM/CAE技术为主要手段，能快速经济地实现三维曲面的自动化成形。(2.)冲模是实现冲压生产的基本条件.在冲模的设计制造上,目前正朝着以下两方面发展:一方面,为了适应高速、自动、精密、安全等大批量现代生产的需要，冲模正向高效率、高精度、高寿命及多工位、多功能方向发展，与此相比适应的新型模具材料及其热处理技术，各种高效、精密、数控自动化的模具加工机床和检测设备以及模具CAD/CAM技术也在迅速发展；另一方面，为了适应产品更新换代和试制或小批量生产的需要，锌基合金冲模、聚氨酯橡胶冲模、薄板冲模、钢带冲模、组合冲模等各种简易冲模及其制造技术也得到了迅速发展。 精密、高效的多工位及多功能级进模和大型复杂的汽车覆盖件冲模代表了现代冲模的技术水平。目前，50个工位以上的级进模进距精度可达到2微米，多功能级进模不仅可以完成冲压全过程，还可完成焊接、装配等工序。我国已能自行设计制造出达到国际水平的精度达25微米，进距精度23微米，总寿命达1亿次。我国主要汽车模具企业，已能生产成套轿车覆盖件模具，在设计制造方法、手段方面已基本达到了国际水平，但在制造方法手段方面已基本达到了国际水平，模具结构、功能方面也接近国际水平，但在制造质量、精度、制造周期和成本方面与国外相比还存在一定差距。 模具制造技术现代化是模具工业发展的基础。计算机技术、信息技术、自动化技术等先进技术正在不断向传统制造技术渗透、交叉、融合形成了现代模具制造技术。其中高速铣削加工、电火花铣削加工、慢走丝切割加工、精密磨削及抛光技术、数控测量等代表了现代冲模制造的技术水平。高速铣削加工不但具有加工速度高以及良好的加工精度和表面质量（主轴转速一般为1500040000r/min）,加工精度一般可达10微米，最好的表面粗糙度Ra1微米），而且与传统切削加工相比具有温升低（工件只升高3摄氏度）、切削力小，因而可加工热敏材料和刚性差的零件，合理选择刀具和切削用量还可实现硬材料（60HRC）加工；电火花铣削加工（又称电火花创成加工）是以高速旋转的简单管状电极作三维或二维轮廓加工（像数控铣一样），因此不再需要制造昂贵的成形电极，如日本三菱公司生产的EDSCAN8E电火花铣削加工机床，配置有电极损耗自动补偿系统、CAD/CAM集成系统、在线自动测量系统和动态仿真系统，体现了当今电火花加工机床的技术水平；慢走丝线切割技术的发展水平已相当高，功能也相当完善，自动化程度已达到无人看管运行的程度，目前切割速度已达到300mm/min,加工精度可达1.5微米，表面粗糙度达Ra=010.2微米;精度磨削及抛光已开始使用数控成形磨床、数控光学曲线磨床、数控连续轨迹坐标磨床及自动抛光等先进设备和技术;模具加工过程中的检测技术也取得了很大的发展,现在三坐标测量机除了能高精度地测量复杂曲面的数据外,其良好的温度补偿装置、可靠的抗振保护能力、严密的除尘措施及简单操作步骤，使得现场自动化检测成为可能。此外，激光快速成形技术（RPM）与树脂浇注技术在快速经济制模技术中得到了成功的应用。利用RPM技术快速成形三维原型后，通过陶瓷精铸、电弧涂喷、消失模、熔模等技术可快速制造各种成形模。如清华大学开发研制的“M-RPMS-型多功能快速原型制造系统”是我国自主知识产权的世界惟一拥有两种快速成形工艺（分层实体制造SSM和熔融挤压成形MEM）的系统，它基于“模块化技术集成”之概念而设计和制造，具有较好的价格性能比。一汽模具制造公司在以CAD/CAM加工的主模型为基础，采用瑞士汽巴精化的高强度树脂浇注成形的树脂冲模应用在国产轿车试制和小批量生产开辟了新的途径。(3) 冲压设备和冲压生产自动化方面 性能良好的冲压设备是提高冲压生产技术水平的基本条件，高精度、高寿命、高效率的冲模需要高精度、高自动化的冲压设备相匹配。为了满足大批量高速生产的需要，目前冲压设备也由单工位、单功能、低速压力机朝着多工位、多功能、高速和数控方向发展，加之机械乃至机器人的大量使用，使冲压生产效率得到大幅度提高，各式各样的冲压自动线和高速自动压力机纷纷投入使用。如在数控四边折弯机中送入板料毛坯后，在计算机程序控制下便可依次完成四边弯曲，从而大幅度提高精度和生产率；在高速自动压力机上冲压电机定转子冲片时，一分钟可冲几百片，并能自动叠成定、转子铁芯，生产效率比普通压力机提高几十倍，材料利用率高达97%；公称压力为250KN的高速压力机的滑块行程次数已达2000次/min以上。在多功能压力机方面，日本田公司生产的2000KN“冲压中心”采用CNC控制，只需5min时间就可完成自动换模、换料和调整工艺参数等工作；美国惠特尼公司生产的CNC金属板材加工中心，在相同的时间内，加工冲压件的数量为普通压力机的410倍，并能进行冲孔、分段冲裁、弯曲和拉深等多种作业。 近年来，为了适应市场的激烈竞争，对产品质量的要求越来越高，且其更新换代的周期大为缩短。冲压生产为适应这一新的要求，开发了多种适合不同批量生产的工艺、设备和模具。其中，无需设计专用模具、性能先进的转塔数控多工位压力机、激光切割和成形机、CNC万能折弯机等新设备已投入使用。特别是近几年来在国外已经发展起来、国内亦开始使用的冲压柔性制造单元（FMC）和冲压柔性制造系统（FMS）代表了冲压生产新的发展趋势。FMS系统以数控冲压设备为主体，包括板料、模具、冲压件分类存放系统、自动上料与下料系统，生产过程完全由计算机控制，车间实现24小时无人控制生产。同时，根据不同使用要求，可以完成各种冲压工序，甚至焊接、装配等工序，更换新产品方便迅速，冲压件精度也高。(4)冲压标准化及专业化生产方面 模具的标准化及专业化生产，已得到模具行业和广泛重视。因为冲模属单件小批量生产，冲模零件既具的一定的复杂性和精密性，又具有一定的结构典型性。因此，只有实现了冲模的标准化，才能使冲模和冲模零件的生产实现专业化、商品化，从而降低模具的成本，提高模具的质量和缩短制造周期。目前，国外先进工业国家模具标准化生产程度已达70%80%，模具厂只需设计制造工作零件，大部分模具零件均从标准件厂购买，使生产率大幅度提高。模具制造厂专业化程度越不定期越高，分工越来越细，如目前有模架厂、顶杆厂、热处理厂等，甚至某些模具厂仅专业化制造某类产品的冲裁模或弯曲模，这样更有利于制造水平的提高和制造周期的缩短。我国冲模标准化与专业化生产近年来也有较大发展，除反映在标准件专业化生产厂家有较多增加外，标准件品种也有扩展，精度亦有提高。但总体情况还满足不了模具工业发展的要求，主要体现在标准化程度还不高（一般在40%以下），标准件的品种和规格较少，大多数标准件厂家未形成规模化生产，标准件质量也还存在较多问题。另外，标准件生产的销售、供货、服务等都还有待于进一步提高。正文如下图所示材料为黄铜，厚度0.5mm，制件高度10mm，制件精度IT14级。该制件形状简单，尺寸小，属普通冲压件。试制定该工件的冲压工艺规程、设计其模具、编制模具零件的加工工艺规程。根据冲压模具课程设计指导与范例表9-13 工件精度为IT14级，查得尺寸公差为20 10 10 2.5 19（一） 设计前的前期准备1、 阅读拉深件产品图阅读拉深件产品图的目的是了解该制件的技术要求、尺寸规格、所用的材料、冲压性能、生产批量等要求，最终是为了确定该工件的加工办法。2、 分析拉深工艺如图所示制件为无凸缘圆筒形零件，要求外形尺寸。对厚度变化没有要求。制件的形状满足拉深工艺要求。底部圆角半径R=2.5mm，大于拉深凸模圆角半径r1【r1=（23）t=（23）0.5=11.5】（t为板料厚度），满足首次拉深对圆角半径的要求，尺寸20按IT14级要求，满足拉深工序对制件公差等级的要求。3、 拉深模生产状况筒形件拉深模的加工方法相对比较简单，特别是此件公差要求较低，凸、凹模用通用的机械设备加工能满足设计要求，对于模座、固定板等板型零件的加工主要是平面加工和孔系加工。故平面加工后，孔系加工均在加工中心进行，简单方便。（二） 拉深模方案的确定经过对制件工艺性分析，工件适合拉深成型，故采用单工序拉深模在单动压力机上拉深。（三） 拉深模结构形式的确定1、 采用的结构形式拉深模结构采用带压边圈的倒装式结构，采用这种结构的优势在于可采用通用的弹顶装置（弹性压边装置）2、 拉深模结构简图的画法根据所确定的拉深模结构形式，画出拉深工作结构部分，这时画出的结构图是拉深工作示意图，不需要按比例画，其目的是为了分析所确定的结构是否合理，毛坯拉深成型工件，能否满足产品图的技术要求。根据分析结果对模具简图进行修正，为最后确定拉深模结构做准备，支座拉深模结构简图如图所示：3、 模具结构特点及工作过程这种拉深模结构简单，使用方便，制造容易。工作时将毛坯放入压边圈上面的定位销或定位板内，上模下降，弹性压边圈先将毛坯压住，然后凸模对毛坯进行拉深。当拉深结束回升时，包在凸模上的工件压边圈顶出，（四） 工艺方案及模具结构类型1、工艺方案分析该工件包括落料、拉深、冲孔三个基本工序，可有以下三种工艺方案：方案一：先落料，冲孔，拉深。采用单工序模生产。方案二：落料+拉深，后冲孔。采用复合模+单工序模生产。方案三：先落料，后拉深+冲孔。采用单工序模+复合模生产。方案四：落料+拉深+冲孔。采用复合模生产。方案一模具结构简单，但需三道工序三副模具，成本高而生产效率低，难以满足大批量生产要求。方案二只需二副模具，工件的精度及生产效率都较高，工件精度也能满足要求，操作方便，成本较低。方案三也只需要二副模具，制造难度
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