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压缩机
冲压
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分析
模具设计
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压缩机端盖冲压工艺分析及模具设计,压缩机,冲压,工艺,分析,模具设计
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0目录摘要IABSTRACTII第一章设计课题绪论11.1冲压模的发展和现状11.2未来冲压模具制造技术发展趋势11.2.1模具技术的发展应该为适应模具产品11.2.2模具制造在国内的发展31.2.3模具产品发展重点41.2.4当前冲压模具技术发展呈现三大特点51.3课题简介61.4选题依据来源背景及其目的意义61.5实例分析61.6客户对零件的要求71第二章冲压工艺方案的选择82.1加工方案比较82.1.1机械加工法82.1.2使用冲压模82.1.3方案的确定92.2材料的选择92.2.1冲裁件的选择92.2.2模具材料的选择10第三章冲压工艺与模具的设计123.1冲压工艺与模具设计123.1.1工艺可行性的判别123.1.2零件冲裁工艺性分析123.2确定冲压工艺方案123.3模具结构的确定133.4排样、计算条料宽度及确定步2距133.5计算冲压力143.6确定模具压力中心153.7冲模刃口尺寸及公差的计算163.8确定各主要零件结构尺寸183.9压力机的选用19第四章绘制图形及其工艺204.1设计并绘制总图、选取标准件204.2绘制部分非标准零件图214.3相关图片资料264.4主要模具零件加工工艺过程29结语33致谢辞34参考文献35-0-第一章设计课题绪论-0-第一章设计课题绪论1.1冲压模的发展和现状改革开放以来，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及了二维CAD，并陆续开始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS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。以汽车覆盖件模具为代表的大型冲压模具的制造技术已取得很大进步，东风汽车公司模具厂、一汽模具中心等模具厂家已能生产部分轿车覆盖件模具。此外，许多研究机构和大专院校开展模具技术的研究和开发。经过多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技术方面取得了显著进步；在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面做出了贡献。虽然中国模具工业在过去十多年中取得了令人瞩目的发展，但许多方面与工业发达国家相比仍有较大的差距。例如，精密加工设备在模具加工设备中的比重比较低；CAD/CAE/CAM技术的普及率不高；许多先进的模具技术应用不够广泛等等，致使相当一部分大型、精密、复杂和长寿命模具依赖进口。1.2未来冲压模具制造技术发展趋势1.2.1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江阴职业技术学院毕业设计说明书-1-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钢材料性能的关键环节。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第一章设计课题绪论-2-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。1.2.2模具制造在国内的发展模具是制造业的重要工艺基础，在我国，模具制造属于专用设备制造业。中国虽然很早就开始制造模具和使用模具，但长期未形成产业。直到20世纪80年代后期，中国模具工业才驶入发展的快车道。近年，不仅国有模具企业有了很大发展，三资企业、乡镇（个体）模具企业的发展也相当迅速。虽然中国模具工业发展迅速，但与需求相比，显然供不应求，其主要缺口集中于精密、大型、复杂、长寿命模具领域。由于在模具精度、寿命、制造周期及生产能力等方面，中国与国际平均水平和发达国家仍有较大差距，因此，每年需要大量进口模具。中国模具产业除了要继续提高生产能力，今后更要着重于行业内部结构的调整和技术发展水平的提高。结构调整方面，主要是企业结构向专业化调整，产品结构向着中高档模具发展，向进出口结构的改进，中高档汽车覆盖件模具成形分析及结构改进、多功能复合模具和复合加工及激光技术在模具设计制造上的应用、高速切削、超精加工及抛光技术、信息化方向发展。近年，模具行业结构调整和体制改革步伐加大，主要表现在，大型、精密、复杂、长寿命、中高档模具及模具标准件发展速度高于一般模具产品；塑料模和压铸模比例增大；专业模具厂数量及其生产能力增加；“三资”及私营企业发展迅速；股份制改造步伐加快等。从地区分布来看，以珠江三角洲和长江三角洲为中心的东南沿海地区发展快于中西部地区，南方的发展快于北方。目前发展最快、模具生产最为集中的省份是广东和浙江，江苏、上海、安徽和山东等地近几年也有较大发展。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：江阴职业技术学院毕业设计说明书-3-1）建立在CAD/E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）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。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）原材料在模具中成形的仿真技术。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。模具行业在“十一五”期间需要解决的重点关键技术应是模具信息化、数字化技术和精密、超精、高速、高效制造技术方面的突破。1.2.3根据“十一五”模具行业发展规划，“十一五”期间模具产品发展重点主要有如下几类：1）汽车覆盖件模具冲压模具占模具总量的40%以上。汽车覆盖件模具主要为汽车配套，也包括为农用车、工程机械和农机配套的覆盖件模具，它在冲压模具中具有很大的代表性，模具大都是大中型，结构复杂，技术要求高。尤其是为轿车配套的覆盖件模具，要求更高，可以代表冲压模具的水平。此类模具我国已有一定的技术基础，已为中档轿车配套，但水平还不高，能力不足，目前满足率只有一半左右。中高档轿车覆盖件模具主要依靠进口，已成为汽车发展的瓶颈，极大的影响着车型开发。2）精密冲压模具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，主要第一章设计课题绪论-4-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。3）大型精密塑料模具塑料模具占模具总量近40%，而且这个比例还在上升。塑料模具中为汽车和家电配套的大型注塑模具，为集成电路配套的塑封模，为电子信息产业和机械及包装配套的多层、多腔、多材质、多色精密注塑模，为新型建材及节水农业配套的塑料异型材挤出模及管路和喷头模具等，目前虽然已有相当技术基础并正在快速发展，但技术水平与国外仍有较大差距，总量供不应求，每年的进口额达几亿美元。4）主要模具标准件目前国内已有较大产量的模具标准件主要是模架、导向件、推杆推管、弹性元件等。这些产品不但国内配套大量需要，出口前景也很好，应继续大力发展。氮气缸和热流道元件主要依靠进口，应在现有基础上提高水平，形成标准并组织规模化生产。5）其他高技术含量的模具占模具总量给8%的压铸模具中，大型薄壁精密压铸技术含量高，难度大。镁合金压铸模具目前虽然刚起步，但发展前景好，有代表性。子午线橡胶轮胎模具也是发展方向，其中活络模技术难度最大。与快速成型技术相结合的一些快速制模技术及相应的快速经济模具具有很好的发展前景。这些高技术含量的模具在“十一五”期间也应重点发展1.2.4当前冲压模具技术发展呈现三大特点模具与压力机是决定冲压质量、精度和生产效率的两个关键因素。先进的压力机只有配备先进的模具，才能充分发挥作用，取得良好效益。模具的发展方向为：1）充分运用IT技术发展模具设计、制造。用户对压力机速度、精度、换模效率等方面不断提高的要求，促进了模具的发展。外形车身和发动机是汽车的两个关键部件，汽车车身模具特别是大中型覆盖件模具，其技术密集，体现当代模具技术水平，是车身制造技术的重要组成部分。车身模具设计和制造约占汽车开发周期三之二的时间、成为汽车换型的主要制约因素。目前，世界上汽车的改型换代般约需48个月，而美国仅需30个月，这车要得益于在模具业中应用了CAD/CAE/CAM技术和三维实体汽年覆盖件模具结构设计软件。另外，网络技术的广泛应用提供了可靠的信息载体、实现了异地设计和异地制造。同时，虚拟制造等IT技术的应用，也将推动模具工业的发展。江阴职业技术学院毕业设计说明书-5-2）车身制造中的级进冲模发展迅速。在自动冲床上用级进冲裁模或组合冲模加工转子、定子板，或者应用于插接件作业，都是众所周知的冲压技术，近些年来，级进组合冲裁模在车身制造中开始得到越来越广泛的应用，用级进模直接把卷材加工为成型零件和拉伸件。加工的零件也越来越大，省去了用多工位压力机和成套模具生产所必需串接的板材剪切、涂油、板坯运输等后续工序。级进组合冲模已在美国汽车工业中普遍应用，其优点是生产率高，模具成本低，不需要板料剪切，与多工位压力机上使用的阶梯模相比，节约30%。但是级进组合冲模技术的应用受拉伸深度、导向和传输的带材边缘材料表面硬化的限制，主要用于拉伸深度比较浅的简单零件，因此不能完全替代多工位压力机，绝大多数零件应优生考虑在多工位压力机上加工。1.3课题简介冲压工艺是塑性加工的基本方法之一。它主要用于加工板料零件，所以有时也叫板料冲压。冲压不仅可以加工金属板料，而且也可以加工非金属板料。冲压加工时，板料在模具的作用下，于其内部产生使之变形的内力。当内力的作用达到一定程度时，板料的某一部分便会产生与内力的作用性质相对应的变形，从而获得一定的形状、尺寸和性能的零件。1.4选题依据（来源）、背景及其目的意义：此设计与本人从事的模具制造的工作有密切的关系，通过设计对我的理论水平和实践都有所提高。1.5实例分析产品简介我的毕业设计的课题是一个汽车空调压缩机的端盖，其外观及尺寸可见图，此工件看起来是一个很不起眼的端盖，但是每个事物都有它存在的理由，相信这个端盖也是如此，第一章设计课题绪论-6-端盖的作用可以从它的名字看出来，盖子，自然就是起密封的作用，而它所要密封的是什图1-1汽车空调压缩机的端盖么东西呢，空调压缩机润滑油，空调的工作需要压缩机的转动，压缩机的转动需要润滑油的润滑，所以润滑油在这整个过程中起着相当重要的地位。但是，如果压缩机的端盖没有做好，也就是造成润滑油的渗漏，后果就是压缩机无法正常工作，这又导致汽车空调无法制冷，也许你会觉得不就是空调不工作吗，又不是汽车动不了，没什么大不了的，可是如果当你在烈日炎炎的夏天坐在一辆没有空调制冷的汽车里，你的感觉是什么呢？你能在车里坐多久，又如果当你去买车的时候听说哪款车的空调系统会出问题造成不能制冷的，你会买吗，换个角度，如果你是个汽车制造商，你生产的汽车不能制冷，那可以说是你的致命弱点之一啊！从此你的汽车将失去市场竞争力，甚至不能通过质量审核而被禁止上市销售所以不要小看了这个小小的空调压缩机端盖。1.6零件客户要求客户要求：1、设计一付复合模，要求操作维修方便；2、模具总寿命不低于60万冲次，刃磨一次寿命不低于15000冲次。工件名称：夹头垫片生产批量：成批材料：20钢料厚：1mm江阴职业技术学院毕业设计说明书-7-第三章工艺与模具的设计-0-第三章工艺与模具的设计3.1冲压工艺与模具设计3.1.1工艺可行性的判别冲裁件的工艺性指冲裁件对冲压工艺的适应性，它包括冲裁件的结构工艺性和精度两部分的内容，工艺性良好与否对冲裁件的质量、制造成本以及模具寿命有很大的影响。造冲裁模CAD系统中，计算机辅助判别冲裁件在形状结构和精度方面的可形，同时也后续模具模块提供必要的信息。1)冲裁件结构工艺性判别结构工艺性判别的实质是将工件图中的圆角半径、小孔尺寸、悬臂与凹槽尺寸、孔边距、孔间距等几何特征量与相应的工艺参数极限值进行比较，从而确定工件的形状的结构是否适应于冲裁加工。在CAD系统中，一般采用自动判别法、交互判别法、或将自动与交互相结合的综合判别法了来辅助判别。2)冲裁件精度的判别冲裁件上标注的尺寸按精度判别要求可分为三类：轮廓尺寸、内孔与内孔之间的尺寸以及内孔与外轮廓之间的尺寸。冲裁件的精度判别主要是对于这三类尺寸进行下类分析：A将尺寸的名义值和偏差值与标准公差表对照，逐一判定各尺寸的精度等级。B将每一尺寸信息与数据库中的有关技术标准对照，判定该尺寸能否使用普通精度模具进行加工。3.1.2零件冲裁工艺性分析1）材料20钢为优质碳素结构钢，具有良好的可冲压性能。2）工件结构如图1-1所示，该零件结构形状简单对称，零件可分为冲孔落料两部分，故考虑采用复合模冲压工序一次冲压成形。3）零件有两个4.3小孔冲裁是本设计的一个难点。4）尺寸精度（查极限测量P27表3.1）零件中：零件尺寸属于IT11级IT14级。5）结论：可以冲裁3.2确定冲压工艺方案该零件包括落料和冲裁两个基本工序，可以用以下两个工艺方案江阴职业技术学院毕业设计说明书方案一、采用复合模加工。复合模的特点是生产率高，冲裁件的内孔与外缘的相对位置精度高，冲模的轮廓尺寸较小。但复合模结构复杂，制造精度要求高，成本高。复合模主要用于生产批量大、精度要求高的冲裁件。方案二、采用级进模加工。级进模比单工序模生产率高，减少了模具和设备的数量，工件精度较高，便于操作和实现生产自动化。对于特别复杂或孔边距较小的冲压件，用简单模或复合模冲制有困难时，可用级进模逐步冲出。但级进模轮廓尺寸较大，制造较复杂，成本较高，一般适用于大批量生产小型冲压件。比较方案一与方案二，对于所给零件，由于两小孔比较接近边缘，复合模冲裁零件时受到壁厚的限制，模具结构与强度方面相对较难实现和保证，所以根据零件性质故采用级进模加工。3.3模具结构的确定复合模的结构可分为倒装式与正装式复合模两个，在选择模具结构时要根据冲压件质量、生产批量、精度要求、方便操作等方面来确定。正装式结构与倒装式结构比较：正装式结构较适用于冲制材质比较软的或板料比较薄的平直度要求度较高的冲裁件，还可以冲裁孔边距离较小的冲裁件，便由于冲裁过程中冲片废料落在模具下模的表面，每次冲裁工人必需先清理废料操作不便，而且正装式结构需要三套卸料、顶料装置，制造装配不便。倒装式不宜冲裁孔边距离娇小的冲裁件，但倒装式复合模结构简单、又可以直接利用压力机的打杆装置进行推件，卸件可靠，冲裁过程中的废料直接从模具下面被推出，便于操作，并为机械化出件提供了有利条件，故应用十分广泛。本设计初步确定选择倒装式结构，这种结构操作、维修较方便。3.4排样、计算条料宽度及确定步距采用单排方案，如图3-1查冲压模具设计与制造P65表2.5.2确定搭边值，根据零件形状两式件间按矩形取搭边值，侧边取搭边值。则进距：条料宽度：（冲压模具设计与制造P67公式2.5.5；2.5.6）第三章工艺与模具的设计-2-图3-1成本计算图3.5计算冲压力该模具采用钢性卸料和下出料方式a.落料力查实用冲压模具设计手册P16表1-24b.冲孔力中心孔：2个小孔：江阴职业技术学院毕业设计说明书c.冲裁时的推件力查实用冲压模具设计手册P53表3-7取实用冲压模具设计手册P53表3-7，序号1的凹模刃口形式，则个故为避免各凸模冲裁力的最大值同时出现，且考虑到凸模相距很近时避免小直径凸模由于承受材料流动挤压力作用而产生倾斜或折断故把三冲孔凸模设计成阶梯凸模如图3-2图3-2阶梯凸模则最大冲压力：3.6确定模具压力中心如图3-3，根据图形分析，因为工件图形对称，故落料时F落的压力中心在上O1；冲孔时F孔1、F孔2的压力中心在O2上。第三章工艺与模具的设计-4-图3-3模具压力分析图设冲模压力中心离O1点的距离为x，根据力矩平衡原理得：由此算得3.7冲模刃口尺寸及公差的计算a.冲孔部分对冲孔和采用凸、凹模分开的加工方法由模具设计与与制造P70表2.3.3查得，对冲孔时：，对冲孔时：，故满足条件得，则冲孔部分：江阴职业技术学院毕业设计说明书冲孔部分：尺寸极限偏差转化为b.落料部分对外轮廓的落料，由于形状较复杂，故采用配合加工方法当以凹模为基准件时，凹模磨损后刃口部分尺寸都增大，因此均属于A类尺寸。零件图中末注公差的尺寸由冲压模具设计与制造P104表2.9.5查出其极限偏差：、尺寸极限偏差转化为、查冲压模具设计与制造P104表2.9.5得则：该零件凸模刃口各部分尺寸按上述凹模的相应部分尺寸配制，保证双面间隙值第三章工艺与模具的设计-6-3.8确定各主要零件结构尺寸a.凹模外形尺寸的确定凹模厚度的确定：取总压力工件长凹模宽度的确定：取步距工件宽b.凸模长度的确定凸模长度计算为其中初定：导尺厚卸料板厚凸模固定板厚凸模修磨量则：3.9压力机的选用江阴职业技术学院毕业设计说明书先用冲床的公称压力应大于计算出的总压力；最大闭合高度应大于冲模闭合高度；工作台台面尺寸应能满足模具的正确安装。按上述要求，结合工厂实际，可称用J23-16开式双柱可倾压力机。并需在工作台面上配备垫块，垫块实际尺寸可配制。双柱可倾压力机J23-16参数：公称压力：滑块行程：最大闭合高度：连杆调节量：工作台尺寸（前后左右）：垫板尺寸（厚度孔径）：模柄尺寸（直径深度）：最大倾斜角度：第二章冲压工艺方案的选择-8-第二章冲压工艺方案的选择2.1加工方案比较下面开始讨论本课题的制造方案：2.1.1机械加工法：对于这个压缩机端盖，加工的方法有很多，我们首先来尝试一下用铣床加工，这个方法肯定是可以的，铣床绝对是可以加工出来这个简单的工件的，可是要加工这个简单的零件如果使用铣床的话，那就需要一个熟练的操作工人用一段时间来加工，这个时间由工人的操作技能水平的高低决定。这样也决定了成本的高低，还有就是效率的问题，工人水平的高低和效率是成正比的，但是和成本的高低却是成反比的。那我们就舍弃水平高工资也高的工人，换加工中心吧，加工中心的效率众所周知，但它的价格也是出了名的高的，还有一个不能忽视的问题，那就是刀具的磨损问题，无论是铣床或者是加工中心，刀具是比不可少的。而刀具的价格也是一比不小的数目。所以机械加工法值得商榷。2.1.2使用冲压模冲压模的优点在这样的对比下很快就显现出来了，首先它结构，加工方法简单，效率高，工艺也很简单，操作更是没有任何难度，可以用不动脑子来形容它的操作过程，基本上可以说正常情况下只要进行安全知识培训就可以了，不用操作技能培训。最重要的，也是所有制造商最关心的，就是成本低，同时也意味着利润的上升。1）冲压模方案种类该工件包括落料、冲孔两个基本工序，可有以下三种工艺方案：方案一：先冲孔，后落料。采用单工序模生产。方案二：采用落料冲孔同时进行的复合模生产。方案三：冲孔落料级进冲压。采用级进模生产2）模具方案的比较工艺方案选择的准则为了实现工艺方案的计算机辅助选择，首先应总结出实际设计中常用的准则主要有：江阴职业技术学院毕业设计说明书（1）如果工件上的最小孔边、孔间距小于复合的凹凸模最小许用壁厚值，因不能保证凹凸模强度，应考虑采用连续模或单工序模。（2）如果工件上的内孔与外形的相对位置精度要求较高，应尽可能采用复合模。（3）如果工件内、外形的毛刺要求同向，应采用复合模。（4）连续模和复合模的生产效率较高，单工序的模的生产效率较低但模具结构简单。（5）综合生产效率和模具制造两方面的因素，一般认为：大批量生产时尽量采用连续模或复合模，小批量生产时采用单工序模。（6）当工件较厚（一般大于5mm）、外形尺寸较大（一般大于250mm）时，不仅冲压力大，而且模具尺寸大，不宜采用连续模。（7）如果个冲孔凸模安装位置发生干涉，不宜采用复合模。（8）当工件的平整度要求很高时，一般应采用正装复合模。方案一，模具结构简单，制造方便，但需要两道工序，两副模具，成本相对较高，生产效率低，且更重要的是在第一道工序完成后，进入第二道工序必然会增大误差，使工件精度、质量大打折扣，达不到所需的要求，难以满足生产需要。故而不选此方案。方案二，复合模的特点是生产率高，冲裁件的内孔与外缘的相对位置精度高，板料的定位精度要求比级进模低，冲模的轮廓尺寸较小。但复合模结构复杂，制造精度要求高，成本高。复合模主要用于生产批量大、精度要求高的冲裁件。只需要一套模具，工件的精度及生产效率要求都能满足，模具轮廓尺寸、制造相对前面两种方案都有比较好，而且效率高，所以应该选此方案。方案三，级进模是一种多工位、效率高的一种加工方法。但级进模轮廓尺寸较大，制造复杂，成本较高，一般适用于大批量，小型冲压件。而本工件尺寸轮廓较大，采用此方案，势必会增大模具尺寸，使加工难度提高，进而也排除此方案。2.1.3方案的确定综上所述，本套模具采用复合模。2.2材料的选择毛坯排样指冲压毛坯在条料、带料或板料上的布排，其主要目的是在满足冲压工艺的第二章冲压工艺方案的选择-10-前提下获得尽可能高的材料利用率；同时，毛坯排样的结果又是工步排样以及凹模、卸料板等零件设计的基础，因此毛坯排样是冲压工艺设计中的重要环节。2.2.1冲裁件的选择：本冲裁件选用08F（沸腾钢）。2.2.2模具材料的选择：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。1）碳素工具钢在模具中应用较多的碳素工具钢为T8A、T10A等，优点为加工性能好，价格便宜。但淬透性和红硬性差，热处理变形大，承载能力较低。2）低合金工具钢低合金工具钢是在碳素工具钢的基础上加入了适量的合金元素。与碳素工具钢相比，减少了淬火变形和开裂倾向，提高了钢的淬透性，耐磨性亦较好。用于制造模具的低合金钢有CrWMn、9Mn2V、7CrSiMnMoV(代号CH-1)、6CrNiSiMnMoV(代号GD)等。3）高碳高铬工具钢常用的高碳高铬工具钢有Cr12和Cr12MoV、Cr12Mo1V1（代号D2），它们具有较好的淬透性、淬硬性和耐磨性，热处理变形很小，为高耐磨微变形模具钢，承载能力仅次于高速钢。但碳化物偏析严重，必须进行反复镦拔（轴向镦、径向拔）改锻，以降低碳化物的不均匀性，提高使用性能。4）高碳中铬工具钢用于模具的高碳中铬工具钢有Cr4W2MoV、Cr6WV、Cr5MoV等，它们的含铬量较低，共晶碳化物少，碳化物分布均匀，热处理变形小，具有良好的淬透性和尺寸稳定性。与碳化物偏析相对较严重的高碳高铬钢相比，性能有所改善。5）高速钢高速钢具有模具钢中最高的的硬度、耐磨性和抗压强度，承载能力很高。模具中常用的有W18Cr4V（代号8-4-1）和含钨量较少的W6Mo5Cr4V2（代号6-5-4-2，美国牌号为M2）以及为提高韧性开发的降碳降钒高速钢6W6Mo5Cr4V（代号6W6或称低碳M2）。高速钢也需要改锻，以改善其碳化物分布。江阴职业技术学院毕业设计说明书6）基体钢在高速钢的基本成分上添加少量的其它元素，适当增减含碳量，以改善钢的性能。这样的钢种统称基体钢。它们不仅有高速钢的特点，具有一定的耐磨性和硬度，而且抗疲劳强度和韧性均优于高速钢，为高强韧性冷作模具钢，材料成本却比高速钢低。模具中常用的基体钢有6Cr4W3Mo2VNb（代号65Nb）、7Cr7Mo2V2Si（代号LD）、5Cr4Mo3SiMnVAL（代号012AL）等。7）硬质合金和钢结硬质合金硬质合金的硬度和耐磨性高于其它任何种类的模具钢，但抗弯强度和韧性差。用作模具的硬质合金是钨钴类，对冲击性小而耐磨性要求高的模具，可选用含钴量较低的硬质合金。对冲击性大的模具，可选用含钴量较高的硬质合金。钢结硬质合金是以铁粉加入少量的合金元素粉末（如铬、钼、钨、钒等）做粘合剂，以碳化钛或碳化钨为硬质相，用粉末冶金方法烧结而成。钢结硬质合金的基体是钢，克服了硬质合金韧性较差、加工困难的缺点，可以切削、焊接、锻造和热处理。钢结硬质合金含有大量的碳化物，虽然硬度和耐磨性低于硬质合金，但仍高于其它钢种，经淬火、回火后硬度可达6873HRC对于薄板冲裁模具的工作零件用材要求具有高的耐磨性和硬度，而对厚板冲裁模除了要求具有高的耐磨性、抗压屈服点外，为防止模具断裂或崩刃，还应具有高的断裂抗力、较高的抗弯强度和韧性。Cr12和Cr12MoV为高碳高铬钢，耐磨性较高，淬火时变形很小，淬透性好，可用于大批量生产的模具，如硅钢片冲裁模。但该类钢种存在碳化物不均匀性，易产生碳化物偏析，冲裁时容易出现崩刃或断裂。其中，Cr12含碳量较高，碳化物分布不均比Cr12MoV严重，脆性更大一些。简述一下Cr12和Cr12MoV的热处理：Cr12型钢的热处理工艺选择取决于模具的使用要求，当模具要求比较小的变形和一定韧性时，可采用低温淬火、回火（Cr12为950980淬火，150200回火；Cr12MoV为10201050淬火，180200回火）。若要提高模具的使用温度，改善其淬透性和红硬性，可采用高温淬火、回火（Cr12为10001100淬火，480500回火；Cr12MoV为11101140淬火，500520回火）。高铬钢在275375区域有回火脆性，应予避免经上述材料分析，本冲压模材料选用的是Cr12MoV.第二章冲压工艺方案的选择-12-第四章绘制部分图形及其工艺-0-第四章绘制部分图形及其工艺4.1设计并绘制总图、选取标准件按已确定的模具形式及参数，从冷冲模标准中选取标准模架。绘制总图。如图4-1所示，单排孔落料连续模。按模具标准，选取所需的标准件，查清标准件代号及标记，写在总图明细表内，并将各零件标出统一代号。部分零件尺寸：上模座：下模座：导柱：导套：垫板：凸模固定板：凹模：卸料板：江阴职业技术学院毕业设计说明书图4-1单排冲孔落料连续模4.2绘制部分非标准零件图只绘制凸模、凹模、凸模固定板和卸料板四个零件图样。见图4-2至图4-6。第四章绘制部分图形及其工艺-2-图4-2落料凸模图4-3冲孔凸模江阴职业技术学院毕业设计说明书图4-4凹模图4-5凸模固定板第四章绘制部分图形及其工艺-4-图4-6卸料板江阴职业技术学院毕业设计说明书图4-7倒装式复合模1下模座2导柱3、20弹簧4卸料板5活动挡料销6导套7上模座8凸模固定板9推件块10连接推杆11推板12打杆13模柄14、16冲孔凸模15垫板17落料凹模18凸凹模19固定板21卸料螺钉22导料销第四章绘制部分图形及其工艺-6-4.3、相关图片江阴职业技术学院毕业设计说明书第四章绘制部分图形及其工艺-8-4.4主要模具零件加工工艺过程表4-1落料凹模加工工艺过程材料:Gr12硬度:6064HRC表4-2冲孔凸模加工工艺过程江阴职业技术学院毕业设计说明书表4-3凸凹模加工工艺过程材料:Gr12硬度:6064HRC表4-4凸模固定板加工工艺过程材料:45#硬度:2428HRC第四章绘制部分图形及其工艺-10-表4-5凸凹模固定板加工工艺过程材料:45#硬度:2428HRC江阴职业技术学院毕业设计说明书表4-6卸料板加工工艺过程材料:45#硬度:2428HR表4-7上垫板加工工艺过程材料:T8A硬度:5458HRC表4-8下垫板加工工艺过程材料:T8A硬度:5458HRC第四章绘制部分图形及其工艺-12-表4-9空心垫板加工工艺过程材料:45#硬度:2428HRC江阴职业技术学院毕业设计说明书表4-10上模座加工工艺过程材料:HT200表4-12下模座加工工艺过程材料：HT200江阴职业技术学院毕业设计说明书结束语本次毕业课程设计，终于宣告结束，同时也意味着三年的大学生活划下了一个完满的句号。在这短暂而又漫长的日子中，我在徐卫国老师的指导下，完成了该设计。特别的感谢徐卫国老师，通过徐卫国老师耐心的指导，开阔了我的思路，学到了许多课堂上学不到的东西，从而使我进一步地对本专业产生了浓厚的兴趣。老师及时帮我解决了设计中遇到的问题，使我的设计得以顺利的进行。在这里我要再次感谢徐卫国老师对我的帮助和关心。这次设计是对三年所学的一个总结，也为今后的工作做了铺垫。通过这次毕业设计，学到了很多知识，对设计的过程和步骤都有了更系统、更深刻的认识，不但巩固了所学的理论知识，还增加了许多实践经验，也是我深深地认识到自己知识和能力的不足，这将激励我在以后的学习中会更加努力，是自己不断地充实、提高。当然，由于我们的经验和知识有限，难免出现不足之处，望指导教师和其他关心我们的人给予批评指正。致谢辞-34-致谢辞本文主要阐述了冲压工艺及模具，让我对冲压模具产生了浓厚的兴趣，同时，受我专业的影响，我已经习惯于关注带来的一系列机遇与挑战。本篇论文虽然凝聚着自己的汗水，但却不是个人智慧的产品，没有老师的指引和赠予，没有父母和朋友的帮助和支持，我在大学的学术成长肯定会大打折扣。当我打完毕业论文的最后一个字符，涌上心头的不是长途跋涉后抵达终点的欣喜，而是源自心底的诚挚谢意。我首先要感谢我的老师徐卫国，对我的构思以及论文的内容不厌其烦的进行多次指导和悉心指点，使我在完成论文的同时也深受启发和教育。再次由衷感谢答辩组的各位老师对学生的指导和教诲，我也在努力的积蓄着力量，尽自己的微薄之力回报母校的培育之情，争取使自己的人生对社会产生些许积极的价值！江阴职业技术学院毕业设计说明书参考文献（1）专著类1陈剑鹤主编冷冲压工艺与模具设计M北京：机械工业出版社，2001,(04)2王树立主编冷冲压模具设计M北京：中国轻工业出版社，1992,(16)3王孝培主编冲压设计资料M北京：机械工业出版社，1987,(19)4赵孟栋主编冷冲模设计M北京：机械工业出版社，2000,(03)5彭建声主编冷冲压技术问答M北京：机械工业出版社，2000,(12)6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，2000,(07)7模具制造手册编写组模具制造手册M北京机械工业出版社，2000,(04)8张娴如冲裁合理间隙的探讨M电工电子技术1981,(05)9吴兆祥模具材料与表面热处理M机械工业出版社，2006,(14)10刘建超等冲压模具设计与制造M高等教育出版社，2002,(11)11周雄辉等现代模具设计制造理论与技术M上海交通大学出版社，2000,(09)（2）其他文献机械CAD技术论坛蓝天CAD论坛燕秀CAX论坛冲压工艺摘要冲压工艺是塑性加工的基本方法之一。它主要用于加工板料零件，所以有时也叫板料冲压。冲压不仅可以加工金属板料，而且也可以加工非金属板料。冲压加工时，板料在模具的作用下，于其内部产生使之变形的内力。当内力的作用达到一定程度时，板料毛坯或毛坯的某个部位便会产生与内力的作用性质相对应的变形，从而获得一定的形状、尺寸和性能的零件。冲压生产靠模具与设备完成加工过程，所以它的生产率高，而且由于操作简便，也便于实现机械化和自动化。冲压产品的尺寸精度是由模具保证的，所以质量稳定，一般不需再经过机械加工便可使用。冲压加工一般不需要加热毛坯，也不像切割加工那样大量切削材料，所以它不但节能，而且节约材料。冲压产品的表面质量较好，使用的原材料是冶金工厂大量生产的轧制板料或带料，在冲压过程中材料表面不受破坏。因此，冲压工艺是一种产品质量较好而且成本低的加工工艺。用它生产的产品一般还具有重
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