【冲压模具设计】FN22C端盖B冲压多工位级进模具设计【全套CAD图纸+毕业论文说明书+开题报告等】【优秀毕业设计论文】
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【冲压模具设计】FN22C端盖B冲压多工位级进模具设计【全套CAD图纸+毕业论文说明书+开题报告等】【优秀毕业设计论文】,冲压,模具设计,fn22c,多工位级进,全套,cad,图纸,毕业论文,说明书,仿单,开题,报告,讲演,呈文,优秀,优良,毕业设计,论文
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毕业设计 (论文 )开题报告 系 （部）： 专业班级： 姓名 号 导 教师 称 学历 讲师，硕士 课题名称 冲压多工位 毕业设计（论文）类型（划） 工程设计 应用研究 开发研究 基础研究 其他 一、 本课题的研究目的和意义： 模具是大批量生产同形产品的工具，是工业生产的主要工艺装备。采用模具生产零部件，具有生 产效率高，质量好，成本低，节约能源和原材料等一系列优点，用模具生产制件所具备的高精度，高复杂程度，高一致性，高生产率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比拟的，已成为当代工业生产的重要手段和工艺发展方向，现代经济的基础工业，现代工业品的发展和技术水平的提高，很大程度上取决于模具工业的发展水平，因此模具工业对国民经济和社会发展将起越来越大打的作用。冷冲压是一种先进的金属加工方法，它是建立在金属塑性成形的基础上，利用模具工业的发展水平，因为模具工业对国民经济和社会发展将起越来越大的作用。 随着近代工业的发展，冷冲压 技术得到了广泛应用。与传统的切削加工相比，冷冲压所获得的零件一般无需进行切削加工，是一种节省能源、节省原材料的少无切削加工方法。而且冲压件的尺寸公差由冲模保证，产品尺寸稳定、互换性好，质量轻、刚度好。但由于冲模制造精度高，技术要求高，制造成本高，冷冲压生产只有在生产批量大的情况下才能获得较高的经济效益。此类零件生产批量大，原材料采用带料，采用冲压加工可以提高生产率、提高产品质量、降低成本。 二、 文献综述（国内外研究情况及其发展）： 制造产业是综合国力及技术水平的体现，而模具行业的发展 是制造产业的基础和关键。我国冲压模具无论在数量上，还是在质量、技术和能力等方面都已有了很大发展，但与国发经济需求和世界先进水平相比，差距仍很大，一些大型、精度、复杂、长寿命的高档模具每年仍大量进口，目前仍主要依靠进口。一些低档次的简单冲模，已趋供过于求，市场竟争激烈。 目前国外模具行业广泛采用 术，并通过数控机床进行加工，大大的缩短了产品开发周期和制造周期，提高了模具的技术含量，降低了成本。相比之下，我国模具行业还有很大差距，特别是在汽车零部件生产制造方面还不具备为国产汽车 (尤其是轿车 )全面配 套供货的能力，参与国际竞争的能力很弱。面对目前国内冲压模零部件行业情况，我们必须根据国际冲压模零部件工业的发展，综合分析国外经验，结合我国实际情况，采取有利措施，提高我国冲压模零部件工业的竞争力。 发展模具工业的关键是制造模具的技术。为此，国内外近几年发展情况如下几项： 1全面推广模具 术：随着微机软件发展和进步，普及 企业需要加大 术培训和技术服务的力度，同时进一步扩大 术的应用范围。计算机和网络的发展可以促进 术跨地区、跨企业、跨院所地在整个行业中推广，实现技术资源重新整合，使虚拟制造成为可能。 火花加工（ 然已受到高速铣削的严峻挑战，但其固有特性和独特的加工方法是高速铣削所不能完全替代的。例如对模具的复杂型面、深窄小型腔、尖角、窄缝、沟槽、深坑等处的加工， 其无可比拟的优点。复杂、精密小型腔及微细型腔和去除刀痕、完成尖角、窄缝、沟槽、深坑加工及花纹加工等，将是今后 了在模具加工中进一步发挥其独特的作用，今后将不断提高 效率 、自动化程度、加工的表面完整性和设备的精密化和大型化，作为可持续发展战略，绿色技术是未来重要发展趋势。 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，提高模具表面质量是重要的发展趋势。 三、 本课题的主要研究内容（提纲）和成果形式： 课题的主要内容是对 盖 B 的冲压工艺及模具设计进行了具体的论证设计。通过工艺分析确定需要一套 级进模 。根据工艺分析与确定， 初步设计为冲导正孔 拉伸 拉伸 冲孔 成果形式有 模具结构方案的确定说明书：包括模具类型及结构形式、选用冲压设备。绘制模具结构图纸， 包括装配图和零件图。，全部工艺工序的工艺卡片。 四、 拟解决的关键问题： (1)模具类型的确定 是简单模、复合模、还是级进模。 (2)进出料方式的确定 根据原材料的形式，确定进料方法、取出和整理零件的方法、原材料的定位方法。 (3)压料和卸料方式的确定 压料或不压料、弹性或刚性卸料等。 (4)模具精度的确定 根据冲压件的精度确定合理的模具加工精度，选择合理的 导向方式和固定方式。 五、 研究思路、方法和步骤： （ 1）熟悉零件的用途、结构特点、精度要求；分析产品的结构工艺性，拟订冲压工艺规程。 （ 2）计算冲压工艺参数，确定其中落料和冲孔 和拉伸 的冲裁工序的模具总体结构和工作部分结构参数。 （ 3）完成一套 级进模 ，绘制模具装配图和工作零件的零件图。 （ 4）根据模具制造工艺知识，选择模具各部分零件的材料和制造工艺。 （ 5）选择合适的压力机。 （ 6）编写设计论文。 六、 本课题的进度安排： 分析零件的结构特点， 准备相关的模具设计手册。查阅有关中 英文资料翻译布置的外 文资料。 3 月 9 日前完成 1500 字以上的开题报告。 写产品的冲压工艺方案，填写冲压工艺过程卡片 具结构方案的确定，包括模具类型及结构形式、选用冲压设备。绘制模具结构图纸， 包括装配图和零件图。 工艺卡片审核，模具结构图纸审核。 写和打印设计论文、图纸。要求参见学校、教研室等的要求。 七、 参考文献： 翁其金 M 机械工业出版社， 2004 阎其凤 M 机械工业出版社， 1998 黄毅宏 M 机械工业出版社， 2004 王新华 M 机械工业出版社， 2004 陈锡栋 M 机械工业出版社， 2001 在有关冲压模具的中外期刊、模具设计与制造等杂志上的相关文献。 查阅有关网站与模具相关的信息 八、 指导老师意见： 指导老师（签名）： 2013 年 3 月 15 日 九、 系（部）意见： 系（部）主任（签名）： 年 月 日 注：本表可 续页 院毕业设计 题目 : 盖 B 模具 设计 分院 ： 院 姓名： 学号： 专业： 指导老师： 毕业论文答辩 时间： 2014 前 言 - - 前 言 随着工业发展，冲压模具的应用越来越广泛。同时由于产品更新换代速度的加快，除了要保证模具设计质量以外，对模具设计效率的要求也越来越高。 为了促 进我国冲压模具技术的发展，从计算机技术、先进加工技术及装备、其它新技术与冲压模具等方面分析了我国冲压模具的技术现状。结果表明：经过几十年的发展，我国的冲压模具总量位居世界第三位，加工技术装备基本已与 世界先进水平同步 。 本文 首先 分析了模具的工艺结构，介绍了 模 具 的设计，重点介绍了模具的结构、凹凸模的设计、冲裁力的计算以及冲压机的选型。 其次详细阐述了落料拉深冲孔模的工艺设计与结构设计过程、对拉深凸模、落料凹模、落料拉深凹凸等模具主要的成型零件以及各种标准零件进行设计计算和选择，基本上确定了 落料拉深冲孔模的整体结构框架。本文设计的 模具适用于加工几何尺寸较大、形状复杂、精度要求较高的冲压类零件，通过理论分析和大量的工程实践探索，在模具上采用了一些特殊机构，可使操作简单，提高生产效率 ,对 提高企业的市场竞争力有着现实的意义。通过了模具的设计，可以将传统的分模加工合二为一，使 落料、拉深、冲孔一次成形，避免了分模加工中定位误差的生产，从而保证了质量，降低了成本，提高了生产效率。 冲压概述 冷冲压是在室温下，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，从而获得所需冲件的一种压 力加工方法。 冷冲压加工与其他加工方法相比，无论在技术方面，还是在经济方面，都具有许多独特的有点。主要有： （ 1） 冷冲压是少、无切屑加工方法之一，是一种省能、低耗、高效的加工方法，因而冲件的成本较低。 （ 2） 冷冲压件的尺寸公差由模具保证，具有“一模一样”的特征，所以产品质量稳定。 （ 3） 冷冲压可以加工壁薄、重量轻、形状复杂、表面质量好、刚性好的零件。 （ 4） 冷冲压生产靠压力机和模具完成加工过程，其生产率高、操作简便、易于机械化与自动化。 压工序的分类 概括起来可分为分离工序和成形工序两类。分离工序是指坯料在模具刃口作用下 ，沿一定的轮廓线分离而获得冲件的加工方法。主要有冲孔、落料、切断等。成形工序是指坯料在模具压力作用下，使坯料产生塑形变形，而获得具有一定形状和尺寸的冲件的加工方法。成形工序主要有弯曲、拉深、翻边、胀形等。 压模具的分类 冲压模具的形式很多，一般可按以下几个主要特征分类： （ 1） 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。 （ 2） 弯曲模 使平板坯料沿着直线（弯曲线）产生弯曲变形，从而获得一定角度和形状工具的模具。 （ 3） 拉深模 前 言 - - 是把平板 坯料制成开口空心件，或使空心件进一步改变形状和尺寸的模具。 （ 4） 成型模 是将坯料或工序件按凸、凹模的形状直接复制成形，而材料本身仅产生局部 塑形变形的模具。 （ 1） 单工序模 一般只有一对凸、凹模，在压力机的一次行程中，只完成一道冲压工序的模具。 （ 2） 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工序的模具。 （ 3） 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工序的模具。连续模又称级进模。 冲模制造特点 一般说来，冲模是专用的工艺装备，冲模制造属于单件生产。其制造工艺具有以下特点： 工精度高，因此需应用各种先进的加工方法才能保证加工质量。 度高、加工难度大，需要先进加工设备和合理安排加工工艺。 多具有单件生产的特点。应多采用少工序、多工步的加工方案，即工序集中的方案；不用或少用专用设备加工。 压模具的发展趋势 中文名称：冲压模具英文名称： 义：由金属和其他刚性材料制成的用于冲压成形的工具。其基本零部件包括凸模 、凹模以及压边装置。 应用学科：材料科学技术（一级学科）；材料科学技术基础（二级学科）；材料合成、制备与加工（二级学科）；塑性加工技术（二级学科） 冲压模具，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。 冲压模具是冲压生产必不可少的工艺装备，是技术密集型产品。冲压件的质量、生产效率以及生产成本等，与模具设计和制造有直接关系 。模具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高低的重要标志之一，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。 冲压模具的形式很多，冲模也依工作性质 ,模具构造 ,模具材料三方面来分类。 根据工艺性质分类 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。 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。 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。 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。 e. 铆合模 是借用外力使参与的零件按照一定的顺序和方式连接或搭接在前 言 - - 一起，进而形成一个整体。 根据工序组合程度分类 在压力机的一次行程中，只完成一道冲压工序的模具。 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。 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。 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。 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。 将平整的毛胚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。 制模具是将平面毛胚制成有底无缝容器。 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。 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。 冲压模具术语基础知识 1、卷边 卷边是将工序件边缘卷成接近封闭圆形的一种冲压工序。卷边圆形的轴线呈直线形。 2、卷缘 卷缘是将空心件上口边缘卷成接近封闭圆形的一种冲压工序。 3、拉延 拉延是把平直毛料或工序件变为曲面形的一种冲压工序，曲面主要依靠位于凸模底部材料的延伸形成。 4、拉弯 拉弯是在拉力与弯矩共同作用下实现弯曲变形，使整个弯曲横断面全部受拉伸应力的一种冲压工序。 5、胀形 胀形是将空心件或管状件沿径向往外扩张的一种冲压工序。剖 切 剖切是将成形工序件一分为几的一种冲压工序。 6、校平 校平是提高局部或整体平面型零件平直度的一种冲压工序。起伏成形 7、起伏成形是依靠材料的延伸使工序件形成局部凹陷或凸起的冲压工序。起伏成形中材料厚度的改变为非意图性的，即厚度的少量改变是变形过程中自然形成的，不是设计指定的要求。 8、弯曲 弯曲是利用压力使材料产生塑性变形，从而被弯成有一定曲率、一定角度的形状的一种冲压工序。 9、凿切 凿切是利用尖刃的凿切模进行的落料或冲孔工序。凿切并无下模，垫在材料下面的只是平板， 被冲材料绝大多数是非金属。 10、深孔冲裁 深孔冲裁是孔径等于或小于被冲材料厚度时的冲孔工序。 11、落料 落料是将材料沿封闭轮廓分离的一种冲压工序，被分离的材料成为工件或工序件，大多数是平面形的。 前 言 - - 12、缩口 缩口是将空心件或管状件敞口处加压使其缩小的一种冲压工序。 13、整形 整形是依靠材料流动，少量改变工序件形状和尺寸，以保证工件精度的一种冲压工序。 14、整修 整修是沿外形或内形轮廓切去少量材料，从而提高边缘光洁度和垂直度的一种冲压工序。整修工序一般 也同时提高尺寸精度。 15、翻孔 翻孔是沿内孔周围将材料翻成侧立凸缘的一种冲压工序。 16、翻边 翻边是沿外形曲线周围将材料翻成侧立短边的一种冲压工序。 17、拉深 拉深是把平直毛料或工序件变为空心件，或者把空心件进一步改变形状和尺寸的一种冲压工序。拉深时空心件主要依靠位于凸模底部以外的材料流入凹模而形成。 18、连续拉深 连续拉深是在条料（卷料）上，用同一副模具（连续拉深模）通过多次拉深逐步形成所需形状和尺寸的一种冲压方法。 19、变薄拉深 变薄拉深是把空 心工序件进一步改变形状和尺寸，意图性地把侧壁减薄的一种拉深工序。 20、反拉深 反拉深是把空心工序件内壁外翻的一种拉深工序。 21、差温拉深 差温拉深是利用加热、冷却手段，使待变形部分材料的温度远高于已变形部分材料的温度，从而提高变形程度的一种拉深工序。 22、液压拉深 液压拉深是利用盛在刚性或柔性容器内的液体，代替凸模或凹模以形成空心件的一种拉深工序。 23、压筋 压筋是起伏成形的一种。当局部起伏以筋形式出现时，相应的起伏成形工序称为压筋。 模具典型结构第一类 工 艺零件，这类零件直接参与工艺过程的完成并和坯料有直接接触，包括有工作零件、定位零件、卸料与压料零件等； 第二类 结构零件，这类零件不直接参与完成工艺过程，也不和坯料有直接接触，只对模具完成工艺过程起保证作用，或对模具功能起完善作用，包括有导向零件、紧固零件、标准件及其它零件等，如表 示。应该指出，不是所有的冲模都必须具备上述六种零件，尤其是单工序模，但是工作零件和必要的固定零件等是不可缺少的。 制造技术 模具制造技术现代化是模具工业发展的基础。随着科学技术的发展，计算机技术、信息技术、自动 化技术等先进技术正不断向传统制造技术渗透、交叉、融合，对其实施改造，形成先进制造技术。目前又出现了在冲压模内攻牙技术 ,引导了不少冲压厂家为了降低成本 ,引起了一股抢购热潮 . 模具先进制造技术的发展主要体现在： 高速铣削加工 普通铣削加工采用低的进给速度和大的切削参数，而高速铣削加工则采用高的进给速度和小的切削参数，高速铣削加工相对于普通铣削加工具有如下特点： 高速铣削的主轴转速一般为 15000r/40000r/高可达 100000r/切削钢时，其切削速度约为 400m/传统的铣削加工高 5 10倍；在加工模具型腔时与传统的加工方法 (传统铣削、电火花成形加工等 )相比其效率提高 4 5倍。 高速铣削加工精度一般为 10 m，有的精度还要高。 由于高速铣削时工件温升小（约为 3 C），故表面没有变质层及微裂纹，热变形也小。最好的表面粗糙度 m，减少了后续磨削及抛光工作量。 可铣削 5054削的最高硬度可达 60 鉴于高速加工具备上述优点，前 言 - - 所以高速加工在模具制造中正得到广泛应 用，并逐步替代部分磨削加工和电加工。 电火花铣削加工 电火花铣削加工（又称为电火花创成加工）是电火花加工技术的重大发展，这是一种替代传统用成型电极加工模具型腔的新技术。像数控铣削加工一样，电火花铣削加工采用高速旋转的杆状电极对工件进行二维或三维轮廓加工，无需制造复杂、昂贵的成型电极。日本三菱公司最近推出的 火花创成加工机床，配置有电极损耗自动补偿系统、 线自动测量系统和动态仿真系统，体现了当今电火花创成加工机床的水平。 慢走丝线切割技术 目前，数控慢走丝线切割 技术发展水平已相当高，功能相当完善，自动化程度已达到无人看管运行的程度。最大切割速度已达 300工精度可达到 m，加工表面粗糙度 m。直径 丝线切割技术的开发，可实现凹凸模的一次切割完成，并可进行 窄槽及半径 圆角的切割加工。锥度切割技术已能进行 30以上锥度的精密加工。 磨削及抛光加工技术 磨削及抛光加工由于精度高、表面质量好、表面粗糙度值低等特点，在精密模具加工中广泛应用。目前，精密模具制造广泛使用数控成形磨床 、数控光学曲线磨床、数控连续轨迹坐标磨床及自动抛光机等先进设备和技术。 数控测量 产品结构的复杂，必然导致模具零件形状的复杂。传统的几何检测手段已无法适应模具的生产。现代模具制造已广泛使用三坐标数控测量机进行模具零件的几何量的测量，模具加工过程的检测手段也取得了很大进展。三坐标数控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、严密的除尘措施以及简便的操作步骤，使得现场自动化检测成为可能。 模具先进制造技术的应用改变了传统制模技术模具质量依赖于人为因素，不易控制的状况 ，使得模具质量依赖于物化因素，整体水平容易控制，模具再现能力强。 高强度钢冲压模具 当今高强钢、超高强钢很好的实现了车辆的轻量化，提高了车辆的碰撞强度和安全性能，因此成为车用钢材的重要发展方向。但随着板料强度的提高，传统的冷冲压工艺在成型过程中容易产生破裂现象，无法满足高强度钢板的加工工艺要求。在无法满足成型条件的情况下，目前国际上逐渐研究超高强度钢板的热冲压成形技术。该技术是综合了成形、传热以及组织相变的一种新工艺，主要是利用高温奥氏体状态下，板料的塑性增加，屈服强度降低的特点，通过模具进行成形的工艺。 但是热成型需要对工艺条件、金属相变、 析技术进行深入研究，目前该技术被国外厂商垄断，国内发展缓慢。 过去在生产深冲或者重冲工件，大家都认为耐压型 (润滑油是保护模具的最好选择。硫和氯 是随着新金属 保要求的严格， 基润滑油的价值已经减少，甚至失去市场。 在高温下高强度钢的成型， 法在极温应用中提供物理的模具保护隔膜。而极温型的 固体聚合物润滑剂则可以提供必要的保 护。随着金属在冲压模具中变形，温度不断升高， 基润滑油都会变薄，有些情况下会达到闪点或者烧着（冒烟）。 着成形过程中温度的上升，会变得更稠更坚韧。实际上高分子聚合物极温润滑剂都有“热寻性”而且会粘到金属上，形成一个可以降低摩擦的隔膜。这个保护屏障可以允许工件延展，在最高要求的工件成型时没有破裂和粘接，以此来控制摩擦和金属流动。有效的保护了模具，延长了模具使用寿命，提高了冲压的强度。 前 言 - - 冲压模具 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 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。 冲压模具的形式很多，一般可按以下几个主要特征分类： 根据工艺性质分类 （ 1）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。 （ 2）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。 （ 3）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。 （ 4）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。 根据工序组合程度分类 （ 1）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。 （ 2）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。 （ 3）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。 冲冷冲模全称为冷冲压模具。 冷冲压模具是一种应用于模具行业冷冲压模具及其配件所需高性能结构陶瓷材料的制备方法，高性能陶瓷模具及其配件材料由氧化锆、氧化钇粉中加铝、镨元素构成，制备工艺是将氧化锆溶液、氧化钇溶液、氧化镨溶液、氧化铝溶液按一定比例混合配成母液，滴入碳酸氢铵，采用共沉淀方法合成模具及其配件陶瓷材料所需的原材料，反应生成的沉淀经滤水、干燥，煅烧得到高性能陶瓷模具及其配件材料超微粉，再经过成型、烧结、精加工，便得到高性能陶瓷模具及其配件材料。本发明的优点是本 发明制成的冷冲压模具及其配件使用寿命长，在冲压过程中未出现模具及其配件与冲压件产生粘结现象，冲压件表面光滑、无毛刺，完全可以替代传统高速钢、钨钢材料。 冷冲模具主要零件 冷冲模具是冲压加工的主要工艺装备，冲压制件就是靠上、下模具的相对运动来完成的。加工时由于上、下模具之间不断地分合，如果操作工人的手指不断进入或停留在模具闭合区，便会对其人身安全带来严重威胁。 （一）模具的主要零件、作用及安全要求 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。它们由弹簧、橡胶和设备上的气垫推杆支撑，可上下运动，顶出件设计时应具有足够的顶出力，运动要有限位。卸料板应尽量缩小闭合区域或在操作位置上铣出空手槽。暴露的卸料板的四周应设有防护板，防止手指伸入或异物进入，外露表面棱角应倒钝。 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。 上下模板是冷冲模具的基础零件，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。 有些模具（落料、冲孔类模具）为了出件方便，需在模架下设垫板。这时垫板最好与模板之间用螺钉连接在一起，两垫板的厚度应绝对相等。垫板的间距以能出件为准，不要太大，以免模板断裂。 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。冷冲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。 前 言 - - 冷冲模具的发展 改革开放以来，随着国民经济的高速发展，市场对冷冲模具的需求量不断增长。近年来，冷冲模具工业一直以 15%左右的增长速度快速发展，冷冲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。 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。 而冷冲模具制造是整个链条中最基础的要素之一，冷冲模具制造技术现已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志，并在很大程度上决定企业的生存空间。 近年许多冷冲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 陆续开始使用国际通用软件，个别厂家还引进了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 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。 虽然中国冷冲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，精密加工设备在冷冲模具加工设备中的比重比较低； 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、复杂和长寿命冷冲模具依赖进口。 随着科学技术的不断进步 ,现代工业产品的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 冷冲压技术自身也在不断革新和发展 克服其缺点 应注意以下几方面： (1)冷冲压技术的发展过程中应正确地确定工艺参数及冷冲模具工作部分的形状与尺寸 ,提高冲压件的质量、缩短新产品试制周期 ,应在加强冲压成形理论研究的基础上 ,使冲压成形理论达到能对生产实际起指导作用 ,逐步建立起一套密切结合生产实际的先进的工艺分析计算方法 以预测某一工艺方案对零件成形的可能性和可能出现的问题。 (2)加快产品更新换代 ,克服模具设计周期长的缺点 术的研究 目前要特别注意加强多工位级进模 (3)满足大量生产需要以及减轻劳动强度 化和自动化研究 ,使一般中、小件能在高速压力机上采用多工位级进模生产 ,达到生产高度自动化 ,进一步提高冲压的生产率。 (4)扩大冷冲压生产的运用范围 也适合小批量生产 ;既能生产一般精度的产品 ,也能生产精密零件 特别是厚料精冲 )、高能成形、软模成形、施压和超塑性加工等新成形工艺 ,还要推广简易模 (软模和低熔点合金模 )、通用组合模、数控冲床等设备的运用。 此外 ,对冲压板料性能的改进 ,模具新材料、模具新加工方法的开发也应进一步加强。 冷冲模具使用寿命的影响及对策 冷冲模 具的使用寿命是以冲制出的工件数量来计算的。影响冷冲模寿命的因素很多。主要有模具结构设计、制造模具所用凸模和凹模的材料、模具的热处理质量与表面强化、冲模零件的制造精度和冷冲压材料的选取。除此之外，还有冲模的安装、调整、使用以及维修等。 1模具设计对寿命的影响 (1)排样设计的影响排样方法与搭边值对模具寿命的影响很大，过小的搭边值，往往是造成模具急剧磨损和凸、凹模啃伤的重要原因。从节约材料出发，搭边值愈小愈好，但搭边值小于一定数值后，对模具寿命和剪切表面质量不利。在冲裁中有可能被拉人模具问隙中，使零件产生毛刺 ，甚至损坏模具刃口，降低模具寿命。因此，在考虑提高材料利用率的同时，必须根据零件产量、质量和寿命，确定排样方法和搭边值。 (2)凹模结构的影响对容易产生应力集中而开裂的凹模结构，可以采用组合结构或镶拼结构，以及预应力结构，从而提高模具使用寿命。 (3)间隙的影响当间隙过小时，压缩挤压利害，摩擦力增大，磨损增大，侧面的磨损加剧，冲裁后卸料和推件时，材料与凸、凹模之间的摩擦还将造成刃口侧面的磨损比端面的磨大大，同时也容易造成凸、凹模温度很高，把金属碎屑吸附在刃口侧面，形成金属瘤，使凸、凹模出现崩刃或胀裂现象。因 此，过小的间隙对模具寿命极为不利。间隙太大，会增加凸模与凹模端面边缘的集中应力，致使压应力急剧增加，于是刃口边很快屈服变形而失去棱角。因此又增前 言 - - 加了冲裁力，进而使刃口边更快磨损，降低模具寿命。但为了减小凸、凹模的磨损，延长模具使用寿命，在保证冲裁件质量的前提下，设计时适当采用较大间隙是十分必要的。 (4)模具导向结构对寿命的影响可靠的导向对于减小工作零件的磨损，避免凸、凹模啃伤是非常有效的。特别对无问隙或小问隙冲裁模、复合模和多工位级进模更为重要。为提高模具寿命，必须根据工序和零件精度要求，正确选择导向形式和 导向精度，所选择导向精度应高于凸、凹模的配合精度。 (5)冷冲压材料选取的影响冷冲压材料应满足制件的设计要求和冲压工艺要求，否则容易损伤模具，降低模具使用寿命。冷冲压材料表面质量不好，冲压时制件易破裂，也易擦伤模具。冷冲压材料塑性不好，变形量小，冲压时制件易破裂，也易擦伤模具。另外，材料的厚度公差应符合国家标准。因为一副冲模适用于一定材料的厚度，成形、弯曲、翻边、引伸模具的凸、凹模结构间隙是直接根据材料厚度来确定的。所以材料厚度不均匀，会导致废品产生和模具损坏。 2模具材料对模具寿命的影响 模具材料对模具 寿命的影响是模具材料性质、化学成分、组织结构、硬度和冶金质量等的综合反映。其中，材料性质和热处理质量影响最为明显。模具材料性质对模具寿命的影响是很大的。如将同一种工件，使用不同的模具材料做弯曲试验，试验结果：用 9料，其寿命为 5 万次；用 氮，其寿命可达 40万次。因此，在选用材料时，应根据制件的批量大小，合理选用模具材料。模具工作零件的硬度对模具寿命的影响也很大。但并不是硬度愈高、模具寿命愈长。这是因为硬度与强度、韧性及耐磨性等有密切的关系。有的冲模要求硬度高，寿命长。如采用 模，硬度为 54 58冲几千次，制件毛刺就很大。如果将硬度提高到 60 64刃磨寿命可达 2 3万次。但如果继续提高硬度，则会出现早期断裂。有的冲模硬度不宜过高，如采用 8 62般寿命为 2 3万件，失效形式是崩刃和开裂以及如果将硬度降到 54 58命提高到 5 6万件，但硬度降低到 50 53出现凹模刃口易磨钝现象。由此可见，模具硬度必须根据材料性质和失效形式而定。应使硬度、强度、韧性及耐磨性、耐疲劳强度等达到特定冲压工序所需要的最佳配合。 3模具的热处理质量与表面强化对寿命的影响 模具的热处理质量对模具的性质与使用寿命影响很大。实践证明，模具工作零件的淬火变形与开裂，使用过程中早期断裂，虽然与材料的冶金质量、锻造质量、模具结构及加工有关，但与模具的热处理关系更大。根据模具失效原因的分析统计，热处理不当引起的失效占 50 以上。实践证明，高级的模具材料必须配以正确的热处理工艺，才能真正发挥材料的潜力。模具工作零件表面强化处理的目的，是获得外硬内韧的效果，从而得到硬度、耐磨性、韧性、耐疲劳强度的良好配合。模具表面强化处理方法很多，表面处理的新 技术工艺发展很快。除氮碳共渗和离子氮化、渗硼、渗铌、渗钒、表面镀硬铬和电火花强化外，化学气相沉积 (物理气相沉积 (逐步采用。经 理后，模具表面覆盖一层超硬物质，如 度极高、耐磨性、耐蚀性、抗黏合性很好，可提高模具寿命几倍到几十倍。 4冲模零件的制造精度对模具寿命的影响 冲模制造的精度与使用寿命关系很大，特别是模具表面粗糙度对模具影响很大。如用 制造落料模，如果表面粗糙度值 R =1 6 m 时，其寿命为 3万件左右。如经精抛光，表面粗糙度值 R =0 4 m，寿命可提高到 4 5万件。因此，对模具工作零件表面，一般都要经过磨削、研磨、抛光等精加工和精细加工。 5其他方面对模具寿命的影响 (1)压力机的精度不高，也易使冲模损坏。 (2)冲模在压力机上安装的正确与否及操作者的技术水平高低，对模具寿命也有很大影响。 (3)冲模的保管和维护好坏，以及使用润滑剂的情况，也影响模具使用寿命。 6结语 在实际生产中，对于薄板冲模使用，很少出现非正常磨损的情况。但对于厚板冲模时则发现易出现非正常磨损，我们总是针对出现的问题进行研究总结。因为一副冷冲模，从设计、加工制 造、装配、调试到安装、使用，都耗费了众多工时，同时冲模的凸、凹模使用的材料，大都是优质合金钢。因此，冲模的成本都是比较高的。所以在生产中了解影响冲模寿命的因素及采取相应的对策来指导生产，具有重大的现实意义。 前 言 - - - - 目 录 前 言 . 目 录 . 第 1 章 绪 论 . 1 . 2 压成形与冲压模具的概念 . 2 压模具的分类 . 2 课题主要研究的内容及意义 . 3 第 2 章模具总体方案的分析与确定 . 5 艺方案分析 . 5 件的分析 . 5 料拉深工艺分析 . 5 . 6 第 3 章 主要的工艺参数计算 . 7 坯尺寸的计算 . 7 样 . 7 序压力计算 . 8 压设备的选择 . 9 第 4 章 主要工作部分尺寸计算 . 11 料刃口尺寸计算 . 11 孔刃口尺寸计算 . 11 . 12 第 5 章 模 具 装配 . 18 压模具装配的技术要求 . 18 具 装配的特点 . 19 . 19 . 19 总结与展望 . 24 参考文献 . 25 致 谢 . 26 - 1- 第 1 章 绪 论 在现代工业生产中，模具是生产各种产品的重要工艺装备。它是以其特定的形状通过一定方式将原材料加工成为零件。采用模具成形方法生产零件，具有优质、高效、省料、低成本等优点，因此在国民经济各个部门，尤其是在机械制造、汽车、家用电器、仪器仪表、石油化工、轻工产品等工业部门得到了极其广泛的应用 1。据统计，利用模具制造的零件，在汽车、飞机、电机电器、仪器仪表等机电产品中占 70%；在电视机、录音机、计算机等电子产品中占 80%以上；在手表、洗 衣机、电冰箱等轻工产品中占 85%以上。经过几十年的发展 ,我国的冲压模具总量位居世界第三位 ,加工技术装备基本已与世界先进水平同步。以汽车覆盖件为代表的大型、复杂、精密冲压模 2。用 件进行三维设计和模拟 ， 靠高速、精密的加工设备生产 ,用新型研磨或抛光代替传统的手工研磨抛光 ， 提高模具质量。这些都代表了冲压模具发展的趋势 3。中国塑料模工业从起步到现在，历经半个多世纪，有了很大发展，模具水平有了较大提高。在大型模具方面已能生产大屏幕彩电塑壳注射模具、大容量洗衣机全套塑料模具以及汽 车保险杠和整体仪表板等塑料模具，精密塑料模具方面，已能生产照相机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具。经过多年的努力，在模具 术、模具的电加工和数控加工技术、快速成型与快速制模技术、新型模具材料等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作出了贡献。进入 21 世纪，在经济全球化的新形势下，随着资本、技术和劳动力市场的重新整合，中国装备制造业在加入 后，将成为世界装备制造业的基地。而在现代制造业中，无论哪一行业的工程装备，都越来越多采用由模具工业提供的产品 。为了适应用户对模具制造的高精度、短交货期、低成本的迫切要求。 随着工业发展，工业产品的品种、数量越来越多；对产品质量和外观的要求，更是日趋精美。由于每副模具是特定产品零件生产用的专用工装，因此，模具设计是随工业产品零件的形状、尺寸及其精度，表面质量要求及成型工艺条件的变化而变化的。所以每副模具都必须进行创造性的设计，工业生产中普遍采用模具成形工艺方法，以提高产品的生产率和质量。一般压力机加工，一台普通压力机设计每分钟可生产零件几件到几十件，高速压力机的生产率已达到每分钟数百件甚至上千件。显而易见，模具作为 一种专用的工艺装备，在生产中的决定性作用和重要地位逐渐为人们所共识 。 - 2- 压模具简介 压成形与冲压模具的概念 冲压成形是指利用安装在压力机上的模具，对模具里的板料施加压力，使其生产分离或变形，从而获得一定形状、尺寸和性能的零件加工方法。冲压加工的对象一般为金属板料、薄壁管、薄型材等，板厚方向变形一般不侧重考虑，因此也称为板料冲压，并且通常是在室温状态下进行，所以也称为冷冲压 8。 冲压模具是指在冲压加工中，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，俗称冲模 在冲压零件的生产中，合理的冲压成形工艺、先进的模具，高效的冲压设备是必不可少的三要素。如图 1 图 1冲压零件的影响因素 压模具的分类 （ 1）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。 （ 2）弯曲模 使板料毛坯或其它坯料沿着直线产品弯曲变形，从 而获得一定角度和姓张的工件模具。 （ 3）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。 （ 4）成形模 是将毛坯或半成品工件按照凸、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 9。 2、根据工序合程度分类 （ 1）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。 （ 2）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 成两道或两道以上冲压工序的模具。 （ 3）级进模（也称为连 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。 课题主要研究的内容 及意义 本课题的研究对象是 盖 B 零件的落料拉深冲孔模具，做出工艺分析案，计算出工艺参数，设计模具的总体装配图，从而提高了理论分析能力和解决实际问题的独立工作能力。主要内容具体可以分为以下几个部分： 1、对落料拉深冲孔模进行工艺设计和结构设计 10。 2、主要工作部分尺寸的计算。 3、主要工艺参数的计算。 4、模具的工作总体设计及装配。 5、 设计出模具总装配图 。 随着科学的飞速发展，冲压模具在各行业中有着较广泛的应用，其组成零件中标准件占有很大比重。而很多冲压制件都是系列化产品，它们的模具节哦故相同或相似而尺寸不仅相同，在设计过程中，设计人员需要反复查阅手册以确定模具零部件的标准外形与尺寸，重复设计的工作量很大。由于产品的功能、结构日趋复杂，新产品的更新换代周期不断缩短，设计环节在产品的整个生命周期中占据了越来越重要的地位。国外的模具制造企业，广泛使用先进的高精度、高速度、专业化加工装备，如日本丰田汽车模具公司拥有构造面加工数控铣床 39 台套、型 面加工高速五轴五面铣床 15 台套、其它新型一体化专门加工设备 6 台套。加工工艺方法包括等高线加工、最大长度顺向走刀加工等，精加工走刀移行密度仅有 时，可以实现内凹圆角清根、外凸圆角加工到 - 6 - 位等，因而可以控制模具配合的不等距间隙、最大可能的缩小型面误差，实现模面的精细加工。日本、韩国、新加坡、德国、荷兰、美国及我国台湾、香港地区的独资、合资企业很多，民营模具企业很不少；苏州兰佩铸造、远轻模具等企业主要生产汽车发动机及轮毂等部件压铸模和铸模，昆山中大模架等企业专业生产各种大型模架、模具导向件、模具弹簧等 标准件 11。 国内的许多模具企业通过引进先进的加工装备，硬
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