摘要：本设计进行了落料、冲孔、拉深复合模的设计。文中简要概述了冲压模具目前的发展状况和趋势。对产品进行了详细工艺分析和工艺方案的确定。按照冲压模具设计的一般步骤，计算并设计了本套模具上的主要零部件，如：凸模、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。模架采用标准模架，选用了合适的冲压设备。设计中对工作零件和压力机规格均进行了必要的校核计算。此外，本模具采用始用挡料销和钩形挡料销挡料。模具的冲孔和落料凸模分别用不同的固定板固定，便于调整间隙；冲孔凹模和落料凹模则采用整体固定板固定。落料凸模内装有导正销，保证了工件上孔和外形的相对位置准确，提高了加工精度。如此设计出的结构可确保模具工作运行可靠和冲压产品大批量生产的要求。

关键词：复合模校核冲孔落料拉深。

Abstract：The design of the blanking and punching, drawing composite modulus design. This paper briefly outlined the Stamping Die current development status and trends. The product of a detailed analysis and the identification process. Stamping die design in accordance with the general steps to calculate and design the sets on the main mold parts, such as : punch and die. Punch plate, plate, Die plate and dump plates I. feet behind the sales, marketing and other derivative is. Die-standard model planes, to choose a suitable stamping equipment. Design work on the parts and specifications will press for the necessary checking calculation. In addition, the die block used only with marketing materials and Crook block behind the marketing materials. Punch and Die blanking punch were different plate fixed to facilitate adjustment gap; Punch and Die blanking die is used overall fixed plate. Blanking punch contents is a derivative sales, and guarantee the workpiece and the shape of the holes in the relative position accurately, improve processing accuracy. So the structure is designed to ensure reliable operation of die stamping products and mass production requirements.

Keywords : composite modules Check Punching Blanking Drawing.

1.绪论············································· 1

1.1冲压技术概念··································· 1

1.2我国模具技术的发展趋势························· 2

1.3 复合模的主要特点······························· 7

1.4 模具CAD技术·································· 7

1.5 本课题的来源及主要任务························· 8

2.冲压件的工艺分析······························ 9

2.1工艺方案的分析和确定····························10

2.1.1毛坯直径D的计算······························10

2.1.2 拉深次数n的计算······························10

2.2 工艺方案的确定··································10

2.3计算各工序压力、压力中心、初选压力机·············11

2.3.1冲裁力的计算···································12

2.3.2.初选压力机····································12

2.3.4.确定压力中心··································13

2.4冲压工序·········································13

2.5模具结构设计·····································13

2.5.1模具结构选择···································13

2.5.2模具工作部分的尺寸和公差的确定·················14

2.5.3 模具结构设计·································· 15

2.6整修工序·········································16

3.结论···············································19

4.致谢···············································20

5.参考文献·········································· 21

1 绪论

1.1 冲压技术概论

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（俗称冲压件或冲件）的一种压力加工方法。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。冲压是一种先进的金属加工方法，在国民经济的加工工业中占有重要的地位。与机械加工及塑性加工和其它方法相比，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]：

(1) 冲压一般没有切削碎料产生，材料的消耗较少利用率高，一般为70%～85%，易实现机械化和自动化；

(2) 在形状和尺寸精度方面的互换性较好。一般情况下可直接满足装配和使用要求；

(3) 冲压可加工的尺寸范围大、形状复杂的零件，而这些零件用其它方法是不可能或很难得到的，如薄壳件；

(4) 被加工的金属在冲压加工过程中产生加工硬化，金属内部组织得到改善，机械强度有所提高，所以冲压件刚度强度较好；

(5) 冲压时由模具保证了冲压件的尺寸与形状精度，且一般不破坏冲压材料的表面质量，而模具的寿命一般较长，所以冲压件的质量稳定，互换性好，具有“一模一样”的特征；

(6) 在大量生产的条件下，产品的成本低，经济效益较高；

(7) 冲裁过程能耗较低。

由此可见冲压制得的零件具有表面质量好重最轻成本低的优点。所以冲压在现代工业生产中，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的采用冲压方法加工产品零件，如汽车、农机、仪器、仪表、电子、航空、航天、家电及轻工业等行业。在这些工业部门中，冲压件所占的比重相当的大，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。有些机械设备往往以冲压件所占比例的大小作为评价结构是否先进的指标之一[2]。

工业发达国家对冷冲压生产工工艺的发展是很重视的.不少国家(如美国、日本等)模具工业产值己超过机床工业。从这些国家钢材构成可以看出冷冲压的发展趋势。钢带和钢板占全部品种的67%，充分说明冲压这种加工方法己成为现代工业生产的重要手段和发展方向。

冲压技术的发展特征是：

(1)冲压成形科学化、数字化和可控化；

(2)突出“精、省、净“三大优势；

(3)冲压成形可以实现全过程控制；

(4)产品从设计开始即进入控制，考虑工艺；

(5)冲压生产的灵活性和柔性。

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工件尺寸图.jpg

落料拉深模具总图.jpg

整形模总图.jpg

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内容简介：: 毕业设计（论文）任务书I、毕业设计(论文)题目：防尘盖冲压模具设计II、毕业设计(论文)使用的原始资料(数据)及设计技术要求：一原始资料：防尘盖零件图、设计所需要的软件AutoCAD、UG等模具设计手册二技术要求：1、分析防尘盖零件的工艺性，完成产品的建模；2、按大批量生产的要求确定冲压工艺方案；3、零件按精度IT11级的要求进行设计；4、设计冲压模具结构，完成装配图和关键零件图。III、毕业设计(论文)工作内容及完成时间：1、3.193.25：查阅课题相关文献资料，了解课题背景。2、3.264.10：学习或进一步熟悉设计所需用的软件AutoCAD、UG。3、4.114.15：翻译外文资料，完成开题报告。4、4.164.25：零件冲压工艺分析及建模。5、4.266.09：模具设计、装配图和零件图绘制。6、6.106.16：撰写毕业论文。、主要参考资料：1、中国模具设计大典3，肖祥芷，王孝培主编，江西科学技术出版社，2003年6月2、冷冲压工艺与模具设计，陈剑鹤主编，机械工业出版社，2002年1月3、实用板金冲压工艺图集第2集，梁炳文，机械工业出版社，2000年10月4、Tetsuo Naka, Yasuhide Nakayama, Effect of Temperature on Yield Locus for 5083 Aluminum Alloy Sheet, Journal of Materials Processing Technologies, 2003, 140:4944995、Daoming Li, Amit K Ghosh, Biaxial Warm Forming Behavior of Aluminum Sheet Alloys. Journal of Materials Processing Technologies, 2004, 145: 281293 03 级毕业论文开题报告材料与机械工程系材料成型及控制工程专业毕业论文题目防尘盖冲压模具设计论文题目：防尘盖冲压模具设计一、选题的依据及课题的意义模具是制造业的重要工艺基础，模具行业是技术、资金密集型的行业。它作为重要的生产装备行业在为各行各业服务的同时，也直接为高新技术产业服务。由于模具生产要采用一系列高新技术，如CAD/CAE/CAM/CAPP等技术、计算机网络技术、激光技术、逆向工程和并行工程、快速成型技术及敏捷制造技术、高速加工及超精加工技术等等，因此，模具工业已成为高新技术产业的一个重要组成部分。现代模具是高技术背景下的工艺密集型工业。模具技术水平的高低，在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力，因此已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志。目前我国不仅在汽车制造，而且在航空航天、家电、轻工等涉及冲压模具的大量企业和生产厂家中，模具设计仍然靠手工式或半手工式（计算机绘图）操作，设计凭经验。其设计思想、设计手段仍然停留在较落后的水平上，致使大量的关键性模具特别是轿车外覆盖件模具不得不花费大量外汇，依靠国外来设计、分析和加工，这与我国汽车工业的发展极不相适应。模具工业技术水平制约着汽车工业乃至整个机械加工业的发展。多工位级进模和精冲模代表了冲压模具的发展方向，精度要求寿命要求极高，主要为电子工业、汽车、仪器仪表、电机电器等配套。这两种模具，国内已有相当基础，并已引进了国外技术及设备，个别企业生产的产品已达到世界水平，但大部分企业仍有较大差距，供应总量不足，进口很多。作为一个即将毕业的模具专业学生来说，年专业知识的学习，为以后从事模具设计打下很好的基础，同时在校时了解模具行业的发展方向也是很有必要的,它有助于我们把握自己的学习方向，不断提高自己的专业素养。二、研究概况及发展趋势综述2.1 国内外模具工业与技术发展概况近几年来，我国模具技术有了很大发展，模具水平有了较大提高。据不完全统计，2003年我国模具生产厂点约有万多家，从业人员约50多万人，2004年模具行业的发展保持良好势头，模具企业总体上订单充足，任务饱满，2004年模具产值530亿元。进口模具18.13亿美元，出口模具4.91亿美元，分别比2003年增长18%、32.4%和45.9%。进出口之比2004年为3.69:1，进出口相抵后的进净口达13.2亿美元，为净进口量较大的国家。在万多家生产厂点中，有一半以上是自产自用的。在模具企业中，产值过亿元的模具企业只有20多家，中型企业几十家，其余都是小型企业，多数只有几十名职工，百十万产值，自有资金有限，靠自我发展很困难。我国模具工业从起步到飞跃发展，历经了半个多世纪，大型、精密、复杂、高效和长寿命模具又上了新台阶。大型复杂冲模以汽车覆盖件具为代表，我国主要汽车模具企业，已能生产部分轿车覆盖件模具。体现高水平制造技术的多工位级进模、覆盖面大增，已从电机、电铁芯片模具，扩大到接插件、电子零件、汽车零件、空调器散热片等家电零件模具上。模具质量、模具寿命明显提高；模具交货期较前缩短。模具CAD/CAM/CAE技术相当广泛地得到应用，并开发出了自主版权的模具CAD/CAE软件。电加工、数控加工在模具制造技术发展上发挥了重要作用。模具加工机床品种增多，水平明显提高。快速经济制模技术得到了进一步发展，尤其这一领域的高新技术快速原型制造技术(RPM)进展很快，国内有多家已自行开发出达到国际水平的相关设备。模具标准件应用更加广泛，品种有所扩展。模具材料方面，由于对模具寿命的重视，优质模具钢的应用有较大进展。正由于模具行业的技术进步，模具水平得以提高，模具国产化取得了可喜的成就。历年来进口模具不断增长的势头有所控制，模具出口稳步增长。近年来，模具行业结构调整和体制改革步伐加快，主要表现为：大型、精密、复杂、长寿命中高档模具及模具标准件发展速度快于一般模具产品；塑料模和压铸模比例增大；专业模具厂数量增加，能力提高较快；三资及私营企业发展迅速；国企股份制改造步伐加快等。2004年模具行业还显现另外两个特点，一是各地政府对模具工业的发展进一步关注。许多地方政府进一步认识到模具工业对发展制造业的重要意义，因此加强了模具工业园区的建设。已有的园区进一步扩大，如宁波余姚、宁海和苏州昆山等模具园区都有所扩大；新的模具工业园区正在加紧建设，如重庆、大连、深圳市等已建立模具园区；另外沈阳、西安、成都、上海、宁波北仑、浙江黄岩等地都在积极筹备建立模具园区，以利带动地区模具及相关产业链乃至制造业的发展，有些高科园内模具企业已占有相当的份量，像天津高新区就有40多家模具企业。二是外资及社会投资模具产业增长显著。许多地方加强了吸引外资及合资投入模具工业的工作，特别是在高新技术园区和工业园区，外资、合资模具企业进一步增加，如苏州昆山模具园区，60%以上是外资企业。大连模具园区到日本、韩国招商。而有些地区高科技园内模具企业已占有相当的份量，像天津高新区有40多家模具企业。由于汽车产业发展的拉动，社会投资模具产业有所加强，如五粮液集团投资5亿元建立汽车模具生产厂，比亚迪公司投资2亿元建立了北京汽车模具公司，等等。从地区分布来说，以珠江三角洲和长江三角洲为中心的东南沿海地区（模具产值已占全国总量的70%左右）发展快于中西部地区，南方的发展快于北方。目前发展最快、模具生产较为集中的省份是广东和浙江。我国模具总量虽然已位居日、美、德之后，但设计制造水平在总体上要比德、美、日、法、意等发达国家落后许多，也要比英国、加拿大、西班牙、葡萄牙、韩国、新加坡等有差距。落后和差距主要表现在下列几方面：（1）总量供不应求、产品结构不够合理。其中中低档模具供过于求，中高档模具自配率严重不足，大量进口。国内模具总量中属大型、精密、复杂、长寿命模具的比例不足30%，国外在50%以上。（2）企业组织结构都不够合理。我国模具生产厂点中多数是自产自配的工模具车间（分厂），自产自配比例高达60%左右，国外70%以上是商品模具；专业模具厂也大多数是：“大而全”、“小而全”的组织形式，国外模具企业是大而专、大而精。2004年中国模协在德国访问时，从德国工、模具行业组织-德国机械制造商联合会（VDMA）工模具协会了解到，德国有模具企业约5000家。2003年德国模具产值达48亿欧元。其中（VDMA）会员模具企业有90家，这90家骨干模具企业的产值就占德国模具产值的90%，可见其规模效益。（3）工艺装备水平低，且配套性不好，利用率低，技术结构、模具产品水平比国际水平低许多。而模具生产周期却要比国际水平长许多。产品水平低主要表现在对后续使用模具制造制件的工艺（如冲压工艺）理解上，在模具设计上；在加工中精度、型腔表面粗糙度、寿命及模具的复杂程度上等。现代模具行业是技术密集型、资金密集型的产业，由于模具行业是微利行业，因而总体来看模具行业在科研开发和技术攻关方面投入太少，至使科技进步的步伐跟不上模具市场的需要。虽然国内许多企业已引进了不少国外先进设备，但总的来看装备水平仍比国外企业落后许多，特别是设备数控率和CAD/CAM应用覆盖率要比国外企业低得多。由于体制和资金等方面原因，引进设备不配套、设备与附配件不配套现象十分普遍，设备利用率低，开发能力较差，科研开发及技术攻关方面投入太少。不重视产品开发，在市场经济中常处于被动地位。（4）技术人才严重不足，经济效益欠佳。随着时代的进步和技术的发展，能掌握和运用新技术的人才如模具结构设计、模具工艺设计异常短缺，高级钳工及企业管理人才也非常紧缺。我国模具企业技术人员比例低，水平也较低，我国每个职工平均每年创造模具产值约合1万美元左右，国外模具工业发达国家大多1520万美元，有的达到 2530万美元。我国模具企业大都微利，缺乏后劲。（5）与国际水平相比，模具企业的管理落后更甚于技术落后。技术落后易被发现，管理落后易被忽视。国内大多数模具企业还沿用过去作坊式管理模式，真正实现现代化企业管理的还不多。信息化、数字化管理在模具企业应用现在刚刚开始。（6）专业化、标准化、商品化的程度低，协作差。由于长期以来受大而全小而全影响，模具专业化生产水平低，专业化分工不细，商品化程度也低。目前国内每年生产的模具，商品模具只占40%左右，其余为自产自用。模具企业之间协作不好，难以完成较大规模的模具成套任务。与国际水平相比要落后许多。模具标准化水平低，模具标准件使用覆盖率低也对模具质量、成本有较大影响，特别是对模具制造周期有很大影响。20年来我国模具制造水平有了很大的提高，模具的CAD/ CAM已很普遍，CAM/CAPP也在积极推广。如今我国生产的模具精度已达到微米级，与20年前相比，模具寿命提高了几十倍，模具生产周期缩短了约3/4，模具的标准件使用覆盖率从几乎是零，达到45%左右。20年来我国模具人才的培养也上了一个很大的台阶。20年前我国大专院校都没有设立模具专业的，而如今，已有六、七十所大专院校设立了模具专业。中国模协在全国建有38个模具人才培训基地，CIMATRON也是中国模协的人才培训基地之一，自然肩负着软件的推广、软件的二次开发及人才培训工作。2.2 模具技术的发展趋势目前，我国经济仍处于高速发展阶段，国际上经济全球化发展趋势日趋明显，这为我国模具工业高速发展提供了良好的条件和机遇。一方面，国内模具市场将继续高速发展，另一方面，模具制造也逐渐向我国转移以及跨国集团到我国进行模具采购趋向也十分明显。因此，放眼未来，国际、国内的模具市场总体发展趋势前景看好，预计中国模具将在良好的市场环境下得到高速发展，我国不但会成为模具大国，而且一定逐步向模具制造强国的行列迈进。“十一五”期间，中国模具工业水平不仅在量和质的方面有很大提高，而且行业结构、产品水平、开发创新能力、企业的体制与机制以及技术进步的方面也会取得较大发展。模具技术集合了机械、电子、化学、光学、材料、计算机、精密监测和信息网络等诸多学科，是一个综合性多学科的系统工程。模具技术的发展趋势主要是模具产品向着更大型、更精密、更复杂及更经济的方向发展，模具产品的技术含量不断提高，模具制造周期不断缩短，模具生产朝着信息化、无图化、精细化、自动化的方向发展，模具企业向着技术集成化、设备精良化、产批品牌化、管理信息化、经营国际化的方向发展。我国模具行业今后仍需提高的共性技术有：(1)建立在CAD/CAE平台上的先进模具设计技术，提高模具设计的现代化、信息化、智能化、标准化水平。(2)建立在CAM/CAPP基础上的先进模具加工技术与先进制造技术相结合，提高模具加工的自动化水平与生产效率。(3)模具生产企业的信息化管理技术。例如PDM（产品数据管理）、ERP（企业资源管理）、MIS（模具制造管理信息系统）及INTERMET平台等信息网络技术的应用、推广及发展。(4)原材料在模具中成形的仿真技术。(5)提高模具生产效率、降低成本和缩短模具生产周期的各种快速经济模具制造技术。(6)先进制造技术的应用。例如热流道技术、气辅技术、虚拟技术、纳米技术、高速扫描技术、逆向工程、并行工程等技术在模具研究、开发、加工过程中的应用。(7)高速、高精、复合模具加工技术的研究与应用。例如超精冲压模具制造技术、精密塑料和压铸模具制造技术等。(8)先进的模具加工和专有设备的研究与开发。(9)模具及模具标准件、重要辅件的标准化技术。(10)模具及其制品的检测技术。(11)优质、新型模具材料的研究与开发及其正确应用。(12)模具生产企业的现代化管理技术。三、研究内容及实验方案3.1 研究的主要内容3.1.1复合模设计流程该工件为生活中典型的运用冲压技术加工成形的日用品，运用到典型的冲压工序落料冲孔、两次拉深对其加工，虽然工序简单，如果运用级进模存在定位难的问题，故选用一套冲孔拉深模，一套整形模具对其加工，虽然设计难度降低了，但设计任务加大。三个典型的工序对于我们了解冲压模具设计的步骤和要点起了重要作用，为以后我们的工作奠定了基础，也能很好的提高了我们设计的实战水平。3.1.2复合模的构成根据复合模的功能，其基本构成要素可分为工作单元、卸料单元、导向单元、定位单元、安装单元和坚固单元等。具体如下：工作单元：凸模、凹模、凸凹模卸料单元：卸料板、卸料螺钉、卸料弹簧导向单元：模架、导柱、导套、导板定位单元：导料板、侧刃、挡料销、侧压、导正销安装单元：模座、模柄坚固单元：固定板、螺钉、圆柱销3.2 实验方案产品为防尘盖，结构较简单，材料为10钢。该零件使用广，需求量大。本文设计结合所学的书本知识和他人有关实际产品设计经验, 设计出一套落料拉深冲孔的复合模还有一副整形圆角的整形模具。首先对零件的工艺性进行分析，设计出几套方案，在比较分析这几套方案的基础上拟定一套最佳可行的方案，根据工艺方案及零件的形状特点、精度要求、生产批量、模具加工条件等设计出合理的排样图，选定冲模类型及结构型式。然后进行必要的计算，（包括模具的尺寸强度计算；压力中心；定位、弹性元件的选用和核算等），设计模具总图、设计模具工作部分（凸、凹模等）及非标准零件的零件图，根据国内机械行业现况选用压力设备，最后绘制装配图及零件图。四、目标、主要特色及工作进度本课题的设计着重考虑研究了在复合模成形零件过程中的送料、导料、精确定位以及出件问题，在设计过程中始终做到从整体出发，综合考虑各个工序以及工位的安排是否有利于送料和精确定位；是否凸、凹模强度能够保证加工的顺利进行；是否有利于提高劳动生产率、降低劳动成本、以及操作的安全性问题等等。并且比较合理的解决了这些问题，设计出的模具符合生产实际的要求。本课题设计的主要特色：设计出来的模具能保证保证有正确的板料定位和冲压顺序动作、送料和取件方便；模具结构紧凑；装配关系准确。实际出的模具零件图尺寸齐全、加工要求和材料选择合理。工作进度安排：1查阅相关资料，学习并熟悉设计中所需的软件。 3.214.052翻译外文资料，完成开题报告。 4.064.163选定设计方案，完成必须的计算。 4.175.074绘制模具总装配图与零件图。 5.086.015整理相关资料，撰写毕业论文，打印并装订。 6.026.15五、主要参考文献（按作者、文章名、刊物名、刊期及页码列出）1 罗继相浅析我国模具行业现状及发展趋势和对策.模具技术J2001, 3 ：1-22冲模设计手册编写组冲模设计手册 M 北京：机械工业出版社，1998.73 王孝培主编冲压手册(第2版)M 北京：机械工业出版社，2000104 姜奎华编著冲压工艺与模具设计M北京：机械工业出版社，199855 邱永成主编多工位级进模设计M 北京：国防工业出版社，1987 66 王新华，袁联富主编冲模结构图册M 北京：机械工业出版社，2003 . 47 徐黎落料、冲孔压弯级进模设计 J 桂林：模具工业，1990,20（10）14-178 冯炳尧放主编模具设计与制造简明手册M 上海：上海科技出版社，1985109 史铁梁主编模具设计指导M 北京：机械工业出版社，2003810 中国纺织大学工程图学教研室等主编画法几何及工程制图 M上海：上海科学技术出版社，1992611 王伯平等编著互换性与测量技术基础 M 北京：机械工业出版社，2002812 张远明主编工程材料及成型技术M北京：高等教育出版社，2001，913 刘鸿文主编材料力学（第三版）M北京：高等教育出版社，1992914 黄毅宏，李明辉主编模具制造工艺M 北京：机械工业出版社，1999615 涂光祺主编冲模技术M 北京：机械工业出版，20021016 WThomas，TOenokiProcess simulation in stamping-recent applications for product and process design, Journal of Materials Processing Technology，98(2000)232-24317 Lin Zhongqin，Bao Youxia，Chen Guanlong,Liu Gang. Study on the drawbead setting of the large deformation area in a trunk lid, Journal of Materials Processing Technology，105(2000)264-268 防尘盖冲压模具设计摘要：本设计进行了落料、冲孔、拉深复合模的设计。文中简要概述了冲压模具目前的发展状况和趋势。对产品进行了详细工艺分析和工艺方案的确定。按照冲压模具设计的一般步骤，计算并设计了本套模具上的主要零部件，如：凸模、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。模架采用标准模架，选用了合适的冲压设备。设计中对工作零件和压力机规格均进行了必要的校核计算。此外，本模具采用始用挡料销和钩形挡料销挡料。模具的冲孔和落料凸模分别用不同的固定板固定，便于调整间隙；冲孔凹模和落料凹模则采用整体固定板固定。落料凸模内装有导正销，保证了工件上孔和外形的相对位置准确，提高了加工精度。如此设计出的结构可确保模具工作运行可靠和冲压产品大批量生产的要求。关键词：复合模校核冲孔落料拉深。 Shield stamping die design Student: Ye sheng Class: 038011Director: Guo zhenghua Abstract：The design of the blanking and punching, drawing composite modulus design. This paper briefly outlined the Stamping Die current development status and trends. The product of a detailed analysis and the identification process. Stamping die design in accordance with the general steps to calculate and design the sets on the main mold parts, such as : punch and die. Punch plate, plate, Die plate and dump plates I. feet behind the sales, marketing and other derivative is. Die-standard model planes, to choose a suitable stamping equipment. Design work on the parts and specifications will press for the necessary checking calculation. In addition, the die block used only with marketing materials and Crook block behind the marketing materials. Punch and Die blanking punch were different plate fixed to facilitate adjustment gap; Punch and Die blanking die is used overall fixed plate. Blanking punch contents is a derivative sales, and guarantee the workpiece and the shape of the holes in the relative position accurately, improve processing accuracy. So the structure is designed to ensure reliable operation of die stamping products and mass production requirements. Keywords : composite modules Check Punching Blanking Drawing. Signature of Supervisor:目录1.绪论 11.1冲压技术概念 11.2我国模具技术的发展趋势 21.3 复合模的主要特点 71.4 模具CAD技术 71.5 本课题的来源及主要任务 82.冲压件的工艺分析 92.1工艺方案的分析和确定102.1.1毛坯直径D的计算102.1.2 拉深次数n的计算102.2 工艺方案的确定102.3计算各工序压力、压力中心、初选压力机112.3.1冲裁力的计算122.3.2.初选压力机122.3.4.确定压力中心132.4冲压工序132.5模具结构设计132.5.1模具结构选择132.5.2模具工作部分的尺寸和公差的确定142.5.3 模具结构设计 152.6整修工序163.结论194.致谢205.参考文献 211 绪论1.1 冲压技术概论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（俗称冲压件或冲件）的一种压力加工方法。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。冲压是一种先进的金属加工方法，在国民经济的加工工业中占有重要的地位。与机械加工及塑性加工和其它方法相比，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：(1) 冲压一般没有切削碎料产生，材料的消耗较少利用率高，一般为70%85%，易实现机械化和自动化；(2) 在形状和尺寸精度方面的互换性较好。一般情况下可直接满足装配和使用要求；(3) 冲压可加工的尺寸范围大、形状复杂的零件，而这些零件用其它方法是不可能或很难得到的，如薄壳件；(4) 被加工的金属在冲压加工过程中产生加工硬化，金属内部组织得到改善，机械强度有所提高，所以冲压件刚度强度较好； (5) 冲压时由模具保证了冲压件的尺寸与形状精度，且一般不破坏冲压材料的表面质量，而模具的寿命一般较长，所以冲压件的质量稳定，互换性好，具有“一模一样”的特征； (6) 在大量生产的条件下，产品的成本低，经济效益较高； (7) 冲裁过程能耗较低。由此可见冲压制得的零件具有表面质量好重最轻成本低的优点。所以冲压在现代工业生产中，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的采用冲压方法加工产品零件，如汽车、农机、仪器、仪表、电子、航空、航天、家电及轻工业等行业。在这些工业部门中，冲压件所占的比重相当的大，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。有些机械设备往往以冲压件所占比例的大小作为评价结构是否先进的指标之一2。工业发达国家对冷冲压生产工工艺的发展是很重视的.不少国家(如美国、日本等)模具工业产值己超过机床工业。从这些国家钢材构成可以看出冷冲压的发展趋势。钢带和钢板占全部品种的67%，充分说明冲压这种加工方法己成为现代工业生产的重要手段和发展方向。冲压技术的发展特征是：(1) 冲压成形科学化、数字化和可控化；(2) 突出“精、省、净“三大优势；(3) 冲压成形可以实现全过程控制；(4) 产品从设计开始即进入控制，考虑工艺；(5) 冲压生产的灵活性和柔性。1.2我国模具技术的发展趋势当前，我国工业生产的特点是产品品种多、更新快和市场竞争激烈。在这种情况下，用户对模具制造的要求是交货期短、精度高、质理好、价格低。因此，模具工业的发展的趋势是非常明显的。（1）模具产品发展将大型化精密化模具产品成形零件的日渐大型化，以及由于高效率生产要求的一模多腔(如塑封模已达到一模几百腔)使模具日趋大型化。随着零件微型化，以及模具结构发展的要求(如多工位级进模工位数的增加，其步距精度的提高)精密模具精度已由原来的5m提高到23m，今后有些模具加工精度公差要求在1m以下，这就要求发展超精加工。（2）多功能复合模具将进一步发展新型多功能复合具是在多工位级进模基础上开发出来的。一套多功能模具除了冲压成形零件外，还可担负转位、叠压、攻丝、铆接、锁紧等组装任务。通过这种多劝能模具生产出来的不再是单个零件，而是成批的组件。如触头与支座的组件，各种小型电机、电器及仪表的铁芯组件等。（3）热流道模具在塑料模具中的比重将逐步提高由于采用热流道技术的模具可提高制作的生产率和质量，并能大幅度节省制作的原材料和节约能源，所以广泛应用这项技术是塑料模具的一大变革。国外热流道模具已有一半用上了热流道技术，有的厂甚至已达80%以上，效果十分明显。国内近几年已开始推广应用，但总体还达不到10%，个别企业已达到20%-30%。制订热流道元器件的国家标准，积极生产价廉高质量的元器件，是发展热流道模具的关键。（4）气体辅助注射模具和适应高压注射成形等工艺的模具将积极发展气体辅助注射成形是一种塑料成形的新工艺，它具有注射压力低、制品翘曲变形少、表面好以及易于成形壁厚差异较大的制品等优点，可在保证产品质量的前提下，大幅度降低成本。国外，已经较成熟。国内目前在汽车和家电行业中正逐步推广使用。气体辅助注射成形包括塑料熔体注射和气体(一般均采用氮气)注射成形两面部份，比传统的普通注射工艺有更多的工艺参数需要确定和控制，而且气体辅助注射常用于较复杂的大型制品，模具设计和控制的难度较大，因此，开发气体辅助成型流动分析软件，显得十分重要。为了确保塑料件精度，将继续研究发展高压注射成型工艺与模具以及注射压缩成型工艺与模具。在注射成形中，影响成型件精度的最大因素是成型收缩，高压注射成型可强制树脂收缩率，增加塑件尺寸的稳定性。模具要求刚性好、耐高压。特别是精密模具的型腔应淬火，浇口密封性好，模具能准确控制。注射压缩成型技术，是在模具预先半开模状态或者在锁模力保持中压或低压，模具在设定的打开量下，注射溶融树脂，然后以最大的锁模力进行压缩成型，其效果是：(1)成型件局部内应力小；(2)可得到缩孔少的厚壁成型件；(3)对于塑件狭窄的部件也可注入树脂；(4)用小注射力能得到优良制品。该类模具的理想结构是：(1) 注射时树脂以低的流动阻力迅速充填型腔；(2)充填完后能立即遮断浇口部；(3)压缩作用应仅限于型腔部。（5）快速经济模具的前景十分广阔现在是多品种、少批量生产的时代，到下一个世纪，这种生产方式占工业生产的比例将达75%以上。一方面是制品使用周期短，品种更新快，另一方面制品的花样变化频繁，均要求模具的生产周期越快越好。因此，开发快速经济具越来越引起人们的重视。例如，研制各种超塑性材料(环氧、聚脂等)制作或其中填充金属粉末、玻璃纤维等的简易模具：中、低熔点合金模具、喷涂成型模具、快速电铸模、陶瓷型精铸模、陶瓷型吸塑模、叠层模及快速原型制造模具等快速经济模具将进一步发展。快换模架、快换冲头等也将日益发展。另外，采用计算机控制和机械手操作的快速换模装置、快速试模技术也会得到发展和提高。（6）模具标准件的应用将日渐广泛使用模具标准件不但能缩短模具制造周期，而且能提高模具质量和降低模具制造成本。因此，模具标准件的应用必将日渐广泛。为此，首先要制订统一的国家标准，并严格按标准生产；其次要逐步形成规模生产，提高标准件质量、降低成本；再次是要进一步增加标准件规格品种，发展和完善联销网，保证供货迅速。（7）模具使用优质材料及应用先进的表面处理技术将进一步受重视在整个模具价格构成中，材料所占比重不大，一般在20%30%之间，因此选用优质钢材和应用的表面处理技术来提高模具的寿命就显得十分必要。对于模具钢来说，要采用电渣重熔工艺，努力提高钢的纯净度、等向性、致密度和均匀性及研制更高性能或有特殊性能的模具钢。如采用粉末冶金工艺制作的粉末高速钢等。粉末高速钢解决了原来高速钢冶炼过程中产生的一次碳化物粗大和偏析，从而影响材质的问题。其碳化物微细，组织均匀，没有材料方向性，因此它具有韧性高、磨削工艺性好、耐磨性高、长年使用尺寸稳定等特点，是一种很有发展前途的钢材。特别对形状复杂的冲件及高速冲压的模具，其优越性更加突出。这种钢材还适用于注射成型漆加玻璃纤维或金属粉末的增强塑料的模具，如型腔、形芯、浇口等主要部件。另外，模具钢品种规格多样化、产品精料化、制品化，尽量缩短供货时间亦是重要方向。模具热处理和表面处理是能否充分发挥模具钢材性能的关键环节。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普及常用表面处理方法，即扩渗如：渗碳、渗氮、渗硼、渗铬、渗钒外，应发展设备昴贵、工艺先进的气相沉积(TiN、TiC等)、等离子喷涂等技术。（8）在模具设计制造中将全面推广CAD/CAM/CAE技术模具CAD/CAM/CAE技术是模具技术发展的一个重要里程碑。实践证明，模具CAD/CAM/CAE 技术是模具设计制造的发展方向。现在，全面普及CAD/CAM/CAE技术已基本成熟。由于模具 CAD/CAM技术已发展成为一项比较成熟的共性技术，近年来模具CAD/CAM技术的硬件与软件价格已降低到中小企业普遍可以接受的程度，特别是微机的普及应用，更为广大模具企业普及模具CAD/CAM技术创造了良好的条伯。随着微机软件的发展和进步，技术培训工作也日趋简化。在普及推广模具CAD/CAM技术的过程中，应抓住机遇，重点扶持国产模具软件的开发和应用。加大技术培训和技术服务的力度。应时一步扩大CAE技术的应用范围。对于已普及了模具CAD/CAM技术的一批以家电行业代表的企业来说，应积极做好模具CAD/CAM技术的深化应用工作，即开展企业信息化工程，可从CAPP,PDM，CIMS,VR，逐步深化和提高。（10）快速原型制造(RPM)技术得到更好的发展快速原型制造(RPM)技术是美国首先推出的。它是伴随着计算机技术、激光成形技术和新材料技术的发展而产生的，是一种全新的制造技术，是基于新颖的离散/堆积(即材料累加) 成形思想，根据零件CAD模型、快速自动完成复杂的三维实体(原型)制造。RPM技术是集精密机械制造、计算机、NC技术、激光成形技术和材料科学最新发展的高科技技术，被公认为是继NC技术之后的一次技术革命。RPM技术可直接或间接用于模具制造。首先是通过立体光固化(SLA)叠层实体制造(LOM) 激光选区烧结(SLS)、三维打印(3D-P)熔融沉积成形(FDM)等不同方法得到制件原型。然后通过一些传统的快速制模方法，获得长寿命的金属模具或非金属的低寿命模具。主要有精密铸造、粉末冶金、电铸和熔射(热喷涂)等方法。这种方法制模，具有技术先进、成本较低、设计制造周期短、精度适中等特点。从模具的概念设计到制造完成仅为传统加工方法所需时间的1/3和成本的1/4左右。因此，快速制模技术与快速原型制造技术的结合，将是传统快速制模技术，进一步深入发展的方向。 RPM技术还可以解决石墨电极压力振动(研磨)成形法中母模(电极研具)制造困难问题，使该法获得新生。青岛海尔模具有限公司还构建了基于RE(逆向工程技术)/RPM的模具并行开发系统，具有开发质量高、开发成本低及开发周期短等优点。（11）高速铣削加工将得到更广泛的应用国外近年来发展的高速铣削加工，主轴转速可达到40000100000r/min,快速进给速度可达到3040m/min，换刀时间可提高到13S。这样就大幅度提高了加工效率，如在加工压铸模时，可提高78倍，并可获得Ra10um的加工表面粗糙度。形状精度可达10um。另外，还可加工硬度达60HRC的模块，形成了对电火花成形加工的挑战。因此，高速铣削加工技术的发展，促进了模具加工的发展，特别是对汽车、家电行业中大型腔模具制造方面注入了新的活力。（12）模具高速扫描及数字化系统将发挥更大的作用英国雷尼绍公司的模具扫描系统，已在我国200多家模具厂点得到应用，取得良好效果。该系统提供了从模型或实物扫描到加工出期望的的模型所需的诸多功能，大大缩短的研制制造周期。如RENSCAN200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，用雷尼绍的SP2-1扫描测头实现快速数据采集，控制核心是雷尼绍TRACECUT软件，可自动生成各种不同数控系统的加工等程序及不同格式的CAD数据。用于模具制造业的“逆向工程”。该公司又推出了CYCLON高速扫描机，这是一台独立工作的专门用来扫描的设备，不占用加工机床的工作时间。其扫描速度最高可达3m/min，大大缩短了模具制造周期，另外，其数据采集速度比RENSCAN200快，定时探针接触力小，因此可以用非常细的探针，用来扫描细小的模具和细微的特征表面，扩大模具生产的品种范围。由于模具扫描系统已在汽车、摩托车、定电等行业得到成功应用，相信在“十五”期间将发挥更大作用。（13）模具研磨抛光将向自动化、智能化方向发展模具表面的精加工是模具加工中未能很好解决的难题之一。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，我国目前仍以手工研磨抛光为主，不仅效率低(约占整个模具制造周期的1/3)，且工人劳动强度大，质量不稳定，制约了我国模具加工向更高层次发展。因此，研究抛光的自动化、智能化是重要的发展趋势。日本已研制了数控研磨机，可实现三维曲面模具研磨抛光的自动化、智能化是重要的发展趋势。日本已研制了数控研磨机，可实现三给曲面模具研磨抛光的自动化。另外，由于模具型腔形状复杂，任何一种研磨抛光方法都有一定局限性。应注意发展特种研磨与抛光、如挤压衍磨、电化学抛光、超声抛光以及复合抛光工艺与装备，以提高模具表面质量。（14）模具自动加工系统的研制和发展随着各种新技术的迅速发展，国外已出现了模具自动加工系统。这也是我国长远发展的目标。模具自动加工系统应有如下特征：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。1.3 复合模的主要特点复合模结构紧凑，冲出的制件精度较高，生产率也高，适合大批量生产，特别是孔与制件外形的同心度容易保证。但模具结构复杂，制造较困难。按照落料凹模安装的位置，复合模可分为正装与倒装两种形式。1.4 模具CAD技术 CAD是计算机辅助设计(Computer Aided Design)的简称，指利用计算机硬件和软件进行的设计活动，包括使用计算机的数据库、程序库(有时候也简称为方法库)及通讯等技术来完成设计过程的信息检索、分析、综合、造型、修改及文件的编制工作。模具CAD是模具计算机辅助设计(Computer Aided Die Design)的简称，指用计算机作为主要的技术手段来生成和运用各种数字和图像信息，以进行模具的设计。模具CAD系统为设计人员提供了一个高效的设计环境，使人的创造性获得完美的发挥，摆脱了大量烦琐的重复性绘图工作。更重要的是改变了传统的图纸、实物传递方式，从而大幅度地提高了模具设计质量，对于传统的模具设计和制造是一次重大的变革3。它是至今以来最具有生产潜力的工具之一，也是未来模具行业持续生存和发展前提。自从美国Die Comp公司于1971年在简单级进模中首先将CAD/CAM技术引入到冲模设计与制造中以来，冲模以CAD/CAM技术已成为冲压工艺与模具的主要发展方向之一。1978年日本机械工程实验室开发了MEL系统，采用了图形显示设备和交互图形设计技术，使CAD开始走向实用化。到80年代中期，人工智能技术在模具设计与制造中获得应用，美国Purdue大学的G.Eshel等于1984年开发了轴对称拉深件冲压工艺设计的专家系统.1992年印度学者Y.K.D.V .Prasad等在AUTOCAD基础上开发了普通冲裁模的CAD/CAM系统CADDS.采用参数化编程技术建立了模具标准件库，但模具设计仍以交互式图形设计为主。1991年,Michael R. Doffey等在探讨级进模的CAD/CAM时针对简单铰链件的冲压加工开发了一个利用特征(Feature)作为表达知识单元的系统12。该系统将模具的表达分为几何实体、特征、零件、装配等四个层次，条料排样采用基于规则的推理方法及自动设计，模具结构及零件的设计分为标准件自动设计和凸、凹模等非标准件交互设计两个部分，使模具设计走向智能化方向。我国在冲压模具的CAD/CAM方面也取得了重大进展。上海交通大学在20世纪80年代初期开展了大规模的CAD/CAM研究开发工作，采用交互设计方法和进行条料排样，模具结构及零件设计方面采用了典型结构及标准零件的自动调用和交互设计相结合的方法，开发了智能化数据库，贮存了各种冲模的典型结构、标准零件、设计经验、设计方法和步骤，并向用户开放，目前在上海交通大学已建立了模具CAD/CAM国家工程中心。华中科技大学于1981年首先开始了精冲模的CAD/CAM工作。近年来，在冲压件特征建模、专家系统以及CAD/CAM系统柔性化方面都取得了卓越的成就，并建立了模具CAD/CAM国家重点实验室。国内其他高校、研究所和大型企业在冲模CAD/CAM方面也进行了许多探索和实践，并获得了众多可喜的成果。从以上冲压工艺与模具的各个发展方向中可以看出，“冲压工艺与模具设计技术”是一门从事现代塑性加工所必须掌握的重要课程，该技术的理论性和实用性均很强，因此，学习时应从理论与实践相结合的角度研究、探讨，并侧重加强工程实践能力。1.5 本课题的来源及主要任务本课题主要任务就是设计一落料拉深冲孔复合模，绘制出模具装配图和大部分零件图，熟悉复合模设计步骤，并与课程设计过的弯曲模和级进模作个比较，了解复合模的结构特点。本课题任务主要有两个特点：1.涉及冲压模具方面的知识 2.涉及机械制造方面的知识。从上述任务特点可以知道，本课题知识的综合性较强，涉及的知识面较广。 2 冲压件的工艺性分析制件如图-1所示材料为10钢板，板厚1mm，制件精度为IT11级.，形状简单，尺寸不大，大批量生产，属普通冲压件。工艺性分析根据制件的材料、厚度、形状及尺寸，在冲压工艺设计和模具设计时，应特别注意以下几点：1）该制件为落料拉深冲孔件，在设计时，毛坯尺寸要计算准确2）冲裁间隙、拉深凸凹模间隙应符合制件的要求3）各工序凸凹模动作行程的确定应保证各工序工作稳妥、连贯。2.1工艺方案的分析和确定工艺方案的分析根据制件的工艺性分析，其基本工序有落料、拉深、冲孔三种。拉深件的毛坯尺寸及拉深次数，应通过计算确定2.1.1: 毛坯直径D的计算因为拉深相对高度h/d=16/99=0.162，因为是无凸缘零件，h=15mm)=0.18*130=23.4mm,初选为25mm. 凹模壁厚：C=(1.52)H=37.550,取c=45mm 所以凹模外径：L=130+2*45=220(mm) 根据冷冲压典型组合尺寸有关标准凹模外径D取250mm 选择模架及确定其他零件根据凹模周界尺寸D=250mm,考虑采用横向送料，故拟用后侧导柱圆形模架，查手册，可得模架规格：250*250(GB/T2851.6-1990) 其他零件规格：上模座：250*50 （GB/T2855.11-1990）下模座：250*65 （GB/T2851.12-1990）导柱：32*210 （GB/T2861.1 -1990） 35*210 （GB/T2861.1 -1990）导套：32*115*48 （GB/T2861.6 -1990） 35*115*48 （GB/T2861.6 -1990）模柄：A50x110 卸料螺钉：按GB2867.6-81选d=12mm的内六角卸料螺钉,螺柱长L=116mm。卸料螺钉窝深应满足闭合高度H0：模具闭合高度应为上模、下模板、弹性卸料板、凹模、垫板、固定板等厚度的总和。即 H0=（60+6+20+68+65+10-1）mm=228mm“-1mm”是考虑凸模进入凹模的深度。根据生产现场调整，可略有增减，以制件完全分离为准。所选压力机闭合高Hmax240mm,Hmin=210 满足：Hmax-5mmH0Hmin+10mm2.6整修工序整修是将普通冲裁后的毛坯放在整修模中，进行一次或多次加工，除去粗糙不平的冲裁剪切面和锥度，从而得到光滑平整的断面。整修后，零件尺寸精度可达IT6IT7级，表面粗糙度Ra值可达0.80.4um.常用的整修方法主要有外缘整修、内孔整修、叠料整修和振动整修。 1下模座 2垫板 3凹模固定板 4导柱 5导套 6整形凹模 7凸模固定板 8整形凸模 9上模座 10螺钉 11推杆 12模柄 13推件器 14销钉外缘整修其整修过程相当于用压力机切削加工。将预先留有整修余量的工件置于整修凹模上，由凸模将毛坯压入凹模，毛坯外缘金属纤维被凹模切断，形成环行切削n1,n2.随着凸模下降，外缘金属纤维逐步被切去，切屑逐步外移断裂，直至最后阶段，切屑成长减弱，又相当于普通剪切变形，产生裂纹，完全切断分离。整修后得到的工件断面光洁垂直，只是在最后断裂时有很小的粗糙面（约0.1mm左右）。外缘整修的质量与整修次数、整修余量及整修模结构等因素有关。整修次数与工件的材料厚度、形状有关。对于厚度在3mm以下，外形简单、圆滑的工件一般只需一次整修，厚度大于3mm或工件有尖角时，需进行多次整修，否则会产生撕裂现象。一次整修余量沿外形周边需均匀分布。毛坯

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