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冲压 模具设计 支撑 支持 工艺 级进模 设计 11 十一 图纸

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【冲压模具设计】支撑板冷冲压工艺及级进模设计【11张图纸】,冲压,模具设计,支撑,支持,工艺,级进模,设计,11,十一,图纸

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I 无锡 太湖学院 信 机 系 机械工程及自动化 专业 毕 业 设 计论 文 任 务 书 一、题目及专题： 1、 题目 支撑板冷冲压工艺及级进模设计 2、专题 二、课题来源及选题依据 来源于无锡惠龙有限公司，是电器产品上的一个零件。 模具是机械工程及其自动化专业的一个专业方向，选择模具方向的毕业设计题目完全符合本专业的要求，从应用性方面来说，模具又是 生产效率极高的工具之一，能有效保证产品一致性和可更换性，具有很好的发展前途和应用前景。该产品外形适中，但冷冲压工艺设计复杂，计算过程较繁，其准确性非常重要，要求学生要有良好的心理素质和仔细认真的作风，因此对本课题的研究对学生也是一次很好的煅练机会。 三、本设计（论文或其他）应达到的要求： 综合应用各种所学的专业知识， 在规定的时间内 对产品进行冷冲压工艺分析，制订完整的冲压工艺方案，并完成整副模具设计、数据计算和图纸（所有图纸折合 少于 ）绘制，具体 内容如下： 1完成 模 具 装配图： 1 张 （ 2 零件图 ：主要是非标准件零件图（不少于 5 张）； 3 冷冲压工艺卡片： 1 张 ； 4 设计说明书： 1 份（ 15000 字以上， 其中参考文献不少于 10 篇，外文不少于 5 篇 ） ； 5 翻译 8000 以上 外文印刷字符 ，折合中文字数约 5000 字的有关技术资料或专业文献，内容要尽量结合课题 。 四、接受任务学生： 机械 96 班 姓名 花喜 五、开始及完成日期： 自 2012 年 11 月 12 日 至 2013 年 5 月 25 日 六、设计（论文）指导（或顾问）： 指导教师 签名 签名 签名 教研室 主任 学科组组长研究所所长 签名 系主任 签名 2012 年 11 月 12 日 无锡 太湖学院 冷冲压工艺卡片 零件名称 支撑板 零件图号 115015 材料牌号及规格 08F 2 L 毛坯种类 带料 毛坯尺寸 L 每毛坯可制件数 1件 /每 20 工序号 工序名称 工序内容 冲压 设备 工艺装备 一次加工数 工 序 附 图 10 冲裁 冲 4个孔 具 和自动送料机构 1 料 20 落料 导正落料 具和自动送 料机构 1 30 检验 检验 班级 机械 96 姓名 花喜 学号 0923255 日期 改 日期 英文原文 of ie of by of in In 1. (1) of a on to on is of of be in to or of to (2) to on of be or to (3) of is of of on of to is of in to a so or is is of of in a in so of in to of it is (4) of of a is In To be on of be (5) of of or to of is to is to to In of a of of is by of in 2. of a of of on of is If a of of up 0 of be on of of a is of as 10 4 58of a on If 0 64of up if to be as 8 62-3 of if 4 58 60 000, 0 53to be on to to a 3. of to on of of a of to of to of of to 0%. be by a s is to of so be to to of In VD VD is to 4. of of in it in on a If if = 1.6 m, is 0,000. as by = 0.4 m, be -5 of go 5. of of (1) is to (2) in or s on is (3) in of of of of of of In is if as of in if is of of of is to of in to to of 1. be is of of is In to of to to （ 1） of be on of a of as of to in of in in in is （ 2） be be of of in to to of 2. of to of to （ 1） to a on to of If to to is （ 2） of in on to on at a （ 3） is is As in in to If of on to on to to so (4) of to be to is is in or of is in of (5) to of 1. of of to to on of 2. of in on a in to (6) to in in a or to it in be (7) of A it is in in to of of to If of so (8) of ie in of To if it is of or To to of to 1. in of to so on a of of is to of if of to of of it to by to to to 2. a of a or In in a to on to If it is to to to of in 0s a of of is is to in 7 000, 00 000 0 of 0%, of At of of on to 997 630 of of 997 8 At s in 1. on of n is 0 by 0% 0%, 0% of s of of 0%. of is of 00 of 00 of 50 of 00 of 0 to 0s at s of a a 0%, A to is 0 is is of of a um 0 00 0s to 0s 2 s is a manufactu无锡 太湖学院 毕业设计（论文） 开 题 报 告 题目： 支撑板冷冲压工艺及级进模设计 信机 系 机 械 工 程 及 自 动 化 专业 学 号： 学生姓名： 指导教师： （职称： 副教授 ） （职称： ） 2012年 11月 20日 课题来源 来源于无锡惠龙有限公司，是电器产品上的一个零件。 机械工程及其自动化专业的方向之一是模具，因此选择模具设计作为毕业设计题目是完全符合本专业的要求，模具生产效率高，同时能有效保证产品一致性和可换性，具有很好的发展前途和应用价值。连续模在模具中技术含量高，制造、装配难度大，因此本课题研究连续模的冲压工艺、模具结构，并进行模具设计有着重要的意义。 科学依据 （包括课题的科学意义；国内外研究概况、水平和发展趋势；应用前景等） （ 1）课题科学意义 冷冲压生产靠压力机和模具完成加工过程，与其他加工方法相比，在技术与经济方面具有下列特点： 1）冷冲压是少、无切屑加工方 法之一，所获得的冲压件一般无需再加工。 2）普通压力机每分钟可生产几十件，高速压力机每分钟可生产千件以上，是一种高效率的加工方法。 3）冲压件的尺寸精度由模具保证，所以质量稳定，互换性好。 4）冷冲压可以加工壁薄、重量轻、刚性好、形状复杂的零件，为其他加工方法所不能替代。 另外，冷冲压加工不需加热、无氧化皮，表面质量好，操作方便，费用较低。 由于具有上述突出特点，冷冲压在生产中得到了广泛的应用。全世界的钢材中，有60 70是板材，其中大部分是经过冲压制成。汽车的车身、底盘、油箱、散热器片， 锅炉的汽包、容器的壳体，电机、电器的铁芯硅钢片等都是冲压加工的。仪器仪表、家用电器、自行车、办公器械、生活器皿等产品中，也有大量冲压件。冷冲压可加工各种类型的产品，尺寸从小到钟表的秒针，大到汽车的纵梁、覆盖件；冲切厚度已达 20 上，加工尺寸幅度大，适应性强 。 级进模（也叫 连续模 ，据说连续模在标准术语已经取消）由多个工位组成，各工位按顺序关联完成不同的加工，在冲床的一次 行程中完成一系列的不同的冲压加工。一次行程完成以后，由冲床送料机按照一个固定的步距将材料向前移动，这样在一副模具 上就可以完成多个工序，一般有冲孔，落料，折弯，切边，拉伸等等 。 中国模具工业发展十分迅速。目前，国内已能生产精度达 2 微米的精密多工位级进模，工位数最多已达 160 个，寿命达到 1 2 亿次。但许多方面与工业发达国家相比仍有较大差距。例如，精密加工设备在模具加工设备中的比 重还比较低， 术的普及率不高 ，许多先进的模具技术应用还不够广泛等等。特别在大型、精密、复杂和长寿命模具技术上存在明显差距，这些类型模具的生产能力也不能满足国内需求，因而需要大量从国外进口。许多模具企业十分重视技术进步，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。此外，许多研究机构和大专院校都开展模具技术的研究和开发。经过多年的努力，在模具 术、 模具的电加工和数控加工技术、快速成形与快速制模技术、新型模具材料等方面取得了显著进步。虽然我国 的模具工业和技术在过去的十多年得到了快速发展，但与国外工业发达国家相比仍存在较大差距，尚不能完全满足国民经济高速发展的需求 因而需 要大量从国外进口。许多模具企业十分重视技术进步，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。此外，许多研究机构和大专院校都开展模具技术的研究和开发。经过多年的努力，在模具 术、模具的电加工和数控加工技术、快速成形与快速制模技术、新型模具材料等方面取得了显著进步。虽然我国的模具工业和技术在过去的十多年得到了快速发展，但与国外工业发达国家相 比仍存在较大差距，尚不能完全满足国民经济高速发展的需求。 （ 2）研究状况及其发展前景 随着国民经济的高速发展 、冲压技术的发展和新型模具材料的不断研究开发， 市场对模具的需求量不断增长 ，模具的结构也发生了一定的变化，对模具的制造，装配等都有了很大的影响。 近年来，模具工业一直以 15%左右的增长速度快速发展 。模具是机械制造业中技术先进、影响深远的重要工艺装备 ,具有生产效率高、材料利用率高、制件质量优良、工艺适应性好等特点 ,被广泛应用于汽车、机械、航天、航空、轻工、电子、电器、仪表等行业。中国模具的“珠江三角洲、长江 三角洲和以成都 /重庆为代表的西部模具”三足鼎立局面已经基本形成，然而与国际先进水平相比 ,中国的模具行业的差距不仅表现在精度差距大、交货周期长等方面 ,模具寿命也只有国际先进水平的50%左右 ,大型、精密、技术含量高的轿车覆盖件冲压模具和精密冲裁模具 ,每年都需要花费大量资金进口。 但我们相信，中国不会因此而停顿，中国模具的发展，不仅仅是要量上考虑，更应该要从质上考虑，中国模具行业大有发展的空间。 研究内容 冷冲压加工。是在常温下，利用冲压设备和冲模，使各种不同规格的板料或配料在压力的作用下发生永久变形或分离，制成 所需要各种形状零件的一种加工方法。 级进模又称连续模，它将落料、弯曲、拉深、冲孔和切边等多工序安排在一个模具的不同工位上，在冲压过程中坯料依次通过多工位被连续冲压成形，至最后工位成为制件。 综合应用各种所学的专业知识， 在规定的时间内 对产品进行冷冲压工艺分析，制订完整的冲压工艺方案，并完成其中的模具设计、数据计算和图纸。 拟采取的研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析 我 们可采用调查法，观察法，实验法，文献研究法，经验总结法，思维方法，系统科学法来研究接触片连续模。 方案设计：在工艺分析的基础上，综合考虑 产品的产量和精度要求。所用材料的性能，工厂的技术力量，设备情况及模具制造情况，确定该工件的工艺规程和每道工序的冲模结构形式。 结构设计：在方案设计的基础上，进一步设计模具各部分零件的具体结构尺寸。 1 冲裁的工艺分析 ： 分析冲裁件的结构形状，尺寸精度，材料是否符合，冲压力工艺要求，从而确定冲裁的可能性。 2 确定冲裁工艺方案及模具结构形式 ： 工序数目，工序性质，工序顺序，工序组合及模具结构形式。 3 冲压模具的设计计算 。 排样 ， 冲压力 ， 压力中心 ， 模具刃口尺寸计算 ， 确定各主要零件的外形尺寸 ， 计算模具的闭合高度 ， 确 定所用冲床 。 4 绘制冲模总装图 5 绘制非标准零件图 研究计划及预期成果 研究计划： 2012 年 11 月 12 日 12 月 2 日：按照任务书要求查阅论文相关参考资料，填写毕业设计开题报告书。 2012 年 12 月 3 日 1 月 20 日 ： 机械制造综合实训，机械零件加工方法和加工工艺的编制 。 2013 年 1 月 21 日 3 月 1 日： 到企业进行岗位实习，了解本专业的实践知识，掌握基本的设计生产模式。 2013 年 3 月 4 日 3 月 8 日： 查阅与设计有关的参考资料不少于 10 篇，其中外文不少于 5 篇。 2013 年 3 月 11 日 3 月 15 日： 翻译外文资料（ 8000符）。 2013 年 3 月 18 日 3 月 22 日： 分析产品图、分析冲压工序、排样方案，优选确定模具冲压工艺方案。 2013 年 3 月 25 日 29 日：确定模具结构。 2013 年 4 月 1 日 5 日：计算模具刃口所需的尺寸。 2013 年 4 月 8 日 12 日：主要零件结构设计和尺寸计算。 2013 年 4 月 15 日 19 日：初步绘制模具装配图。 2013 年 4 月 22 日 26 日：修改模具装配图。 2013 年 4 月 29 日 3 日：绘制模具主要 零件的零件图，不少于 5 个。 2013 年 5 月 6 日 10 日：填写冲压工艺卡片等。 2013 年 5 月 13 日 17 日：完成设计说明书（论文）、摘要和小结。 2013 年 5 月 20 日 25 日：整理所有资料，打印后上交指导教师，准备答辩。 1完成模具装配图： 2 张（ 2零件图：主要非标准件零件图（不少于 5 张）； 3冷冲压工艺卡片： 1 张； 4设计说明书： 1 份； 5翻译 8000 以上外文印刷字符或译出约 5000 左右汉字的有关技术资料或专业文献，内容要尽量结合课题。 特色或创新之处 一副级进模上可 对形状十分复杂的冲压件进行冲裁、弯曲、拉深成型等工序，故生产率高，便于实现机械化和自动化，适于大批量生产。由于采用带料进行连续冲压，所以操作方便安全。 在本设计课题中，主要是解决冲半圆孔和关键部分尺寸精度，比如说支撑板的半圆孔的大小只有 度也只有 有该模具有两个 90 度的弯角。但可以通过提高模具结构精度，改进模具零件结构来解决关键部分和孔等一系列尺寸精度问题 。 已具备的条件和尚需解决的问题 已具备的条件： 我们已经知道此次设计的模是连续模， 支撑板 的尺寸也已经告诉我们，现在所需要的是计算 出模具的尺寸，选择材料等 。 尚需解决的问题： 如何提高模具结构精度。（如导柱的设计，定位销的设计）在大批量生产过程中如何保证零件不发生塑性变形。 指导教师意见 指导教师签名： 年 月 日 教研室（学科组、研究所）意见 教研室 主任签名： 年 月 日 系意见 主管领导签名： 年 月 日 编号 无锡 太湖学院 毕业设计（论文） 题目： 支撑板冷冲压工艺及级进模设计 信机 系 机 械 工 程 及 自 动 化 专业 学 号： 学生姓名： 指导教师： （职称： 副教授 ） （职称： ） 2013年 5月 25日 无锡 太湖学院本科毕业设计（论文） 诚 信 承 诺 书 本人郑重声明：所呈交的 毕业设计（论文） 支撑板冷冲压工艺及级进模设计 是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果，其内容除了在毕业设计（论文）中特别加以标注引用，表示致谢的内容外，本毕业设计（论文）不包含任何其他个人、集体已发表或撰写的成果作品。 班 级： 机械 96 学 号： 0923255 作者姓名： 2013 年 5 月 25 日 要 冲压工艺分 析主要考虑产品的冲压成形工艺，最主要的是包括经济和技术两方面内容。在经济方面，主要根据冲压件的生产批量，分析产品成本，阐明采用冲压生产可以取得的经济效益；在技术方面，根据产品图纸，主要分析零件的结构特点、尺寸大小、精度要求和材料性能等因素是否符合冲压工艺的要求。因此工艺分析，主要是讨论在不影响零件使用的前提下，能否使零件以最简单最经济的方法冲压出来。 由于产品没有特殊要求，故模具结构采用冲孔 、落料的工序设计，并采用正装方式设计模具结构，即凹模装在下模部分。由于料不厚，冲压速度较快，卸料采用刚性卸料结构。废料和产品均采用在凹模（下模）向下推出。因本冲裁件生产批量大故采用条料。 。 在冲压零件中，材料费用占 60%以上，排样的目的就在于合理利用原材料，因此材料的利用率是决定产品成本的重要因素，必须认真计算，确保排样相对合理，以达到较好的材料利用率。 冲压是高效的生产方式，采用复合模，尤其是多工位的级进模，可在一台压力机上完成多道冲压工序，实现由带料开卷、矫平、冲裁到成形、精整的全自动生产。生产效率高，关键词： 冲压工艺；排样；模具结构；级进模 is of On to of In of to of as of is in to no so of of is in is in In 0%, of is of so of is an to be to in to a is be in a on to to is of V 目 录 摘 要 . . 录 . V 1 绪论 . 1 课题的研究内容和意义 . 1 内外的发展概况 . 2 课题应达到的要求 . 5 2 冲压工艺设计 . 6 压件简介 . 6 压的工艺性分析 . 6 压工序 . 7 裁间隙 . 8 压工艺方案的确定 . 8 3 支撑板连续模设计 . 9 具结构 . 9 定其搭边值 . 9 定排样图 . 10 料利用率计算 . 11 、凹模刃口尺寸的确定 . 11 料部份凸、凹模刃口尺寸的确定 . 11 两圆孔及异性孔的凸、凹模刃口尺寸的计算 . 13 压力计算 . 14 料部分冲压力 . 15 2 个圆孔部分冲压力 . 15 两个异形孔部分冲压力 . 16 冲压力 . 16 力机选用 . 16 力中心计算 . 17 具主要零部件的结构设计 . 18 模结构及设计 . 18 两小圆形孔及异形孔的凸模设计 . 19 料凸模设计 . 21 料板设计 . 22 模固定板设计 . 23 模垫板设计 . 24 准件确定 . 25 架确定 . 25 上模螺钉确定 . 26 模销确定 . 26 模螺钉确定 . 26 模销确定 . 26 料螺钉确定 . 26 柄确定 . 26 柄上止转销的确定 . 27 具闭合高度、校验压力机 . 27 4 结论与展望 . 28 论 . 28 足之处及未来展望 . 28 致 谢 . 29 参考文献 . 30 支撑板冷冲压工艺及级进模设计 1 1 绪论 课题的研究内容 和 意义 模具，是工业生产的基础工艺装备，在电子、汽车、电机、电器、仪表、家电和通讯等产品中， 60 80的零部件都依靠模具成形 ,模具质量的高低决定着产品的质量高低，所以，模具被称之为“百业之母”。模具又是“效益放大器” ,用模具生产的最终产品的价值 ,往往是模具本身价值的几十倍乃至上百倍。 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的作用。 我国模具工业的技术水平近年来也取得了长足的进步。大型、精密、复杂、高效和长寿命的模具上了一个新台阶。大型复杂冲模以汽车覆盖件模具为代表，已经能生产部分新型轿车的覆盖件模具。体现高水平制造技术的多工位级进模的覆盖面，已从电机、电器铁芯片模具，发展到接插件、电子枪零件、空调器散热片等多种家电零件模具。在大型塑料模具方面 ，已能生产电视的塑壳模具、大容量洗衣机全套塑料模具，以及汽车保险杠、整体仪表板等模具。在精密塑料模具方面，已能生产相机塑料模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具等。在大型精密复杂压铸模方面，目前，国内已能生产自动扶梯整体踏板压铸模及汽车后桥齿轮箱压铸模。其他类型的模具，例如子午线轮胎活络模具、铝合金和塑料门窗异型材挤出模等模具，也都达到了较高的水平，并可以替代进口模具。 具经过行业结构调整后，将呈现十大发展趋势：一是模具的精度将更加精密；二是模具日趋大型化；三是多功能复合模具将进一步发展；四是热流道模具在塑料 模具中的比重将逐渐增大；五是模具标准化和模具标准件的应用将日渐广泛；六是气辅模具及适应高压注射成型等工艺的模具将有较大发展；七是快速经济模具的前景十分广阔，八是压铸模的比重将不断提高，同时对压铸模的寿命和复杂程度也将提出越来越高的要求；九是塑料模具的比例将不断增大；十是模具技术水平将不断提高，中高档模具比例将不断增大，这也是产品结构调整所导致的模具市场未来的趋势。 冲压件的生产过程一般都是从原材料剪切下料开始，经过各种冲压工序和其它必要的辅助工序加工出图纸所要求的零件，进行冲压模具设计与制造就是根据已有的生 产条件，综合考虑影响生产顺利进行的各方面因素，合理安排零件的生产工序，优化确定各工艺参数的大小和变化范围，合理设计模具结构，正确选择模具加工方法，选用机床设备等，使零件的整个生产达到优质、高产、低耗、安全的目的。 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。 无锡太湖学院学士学位论文 2 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三种组合方式。 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。 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 制造冲模，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 造凹模硬度为 58 62，一般寿命为 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。 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 ，其寿命为 3 万件左右。如经精抛光，表面粗糙度值 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。 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。 内外的发展概况 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支撑板冷冲压工艺及级进模设计 3 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 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 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；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。为了使冷冲压技术能适应各工业部门的需要，冷冲压技术自身也在不断革新和发展。冷冲压技术的发展思路就是尽可能地完善和扩充冷冲压工艺的优点，克服其缺点。在冷冲压技术的发展过程中，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。国外已开始采用弹塑性有限元法对汽车覆盖零件的成形过程进行应力应变分析和计算机模拟，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。应大力开展模具计算机辅助设计和制造 (术的研究。在我国，目前要特别注意加强多工位级进模 术的研究。 (3)满足大量生产需要以及减轻劳动强度。应加强冷冲压生产的机械化和自动化研究 ,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。使冷冲压既适合大量生产，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。应注意开发如精密冲裁 (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。 当今世界正进行着新一轮的产业调整。一些模具制造逐渐向发展中国家转移，中国正成为世界模具大国。近年来，外资对我国模具行业投入量增大，工业发达国家将模具 向我国转移的趋势进一步明朗化。日本的模具产能约占全球的 40%，居世界第一位，每年向国无锡太湖学院学士学位论文 4 外出口大量模具。现在模具市场竞争日趋激烈，因此日本模具业也在努力降低生产成本。模具行业是人力成本较高的行业，日本的人力成本是中国及东南亚地区的十几倍，而人力成本中有 70%以上是非核心技术人员。因此，现在日本模具业正逐渐将技术含量不高的模具转向人力成本低的地区生产，只在本国生产技术含量较高的产品。其次是日本使用模具的主要企业有加快向国外转移的趋势，这使日本本国模具使用量减少。随着模具工业全球化布局的发展，模具行业在美国工业总产 值中所占的比重呈现出不断下降的态势，但是美国模具在全球模具的高端产品仍然占据着重要地位。德国主要世界上主要的制造大国之一，在模具制造方面具有领先的技术。德国拥有世界领先的汽车、船舶等制造技术，受上游行业需求影响，德国模具在世界上具有较为重要的地位。由于德国将将技术含量较高的制造业作为其立国之本，预计未来德国不会放弃模具制造领域，相反会加强技术含量较高的模具的研究和开发。 国外模具设计愚想十分明确，力求设计的模县尽可能以低造债，短周期，高质量去适应自动化生产并符台生产批量等各种因素的要求，从而降低产品成本和价 格，以获得最大的利润即使是一个紧固螺钉也要精打细算，例如在美国 司的试验中心有一副模板面积为 600 900大摸具，其模板周围仅 螺钉八只，而国内一般就要选用 螺钉。 国外多工位级进模大多采用镶拼结构，凸模用标准型式进行镶嵌，凹模拼块用环氧树脂粘结周定，普遍使用气动迭料器，通过锁紧进给机构，利用压缩空气推动活塞往复进行送料。 国外塑料模向一模多腔方向发展，型腔数量可多达 1000 个，尺寸精度 5 微米 并普遍采用热流道塑料模，这种模具的成本虽然比冷流遘模具高 20，但工 件成本却降低 3050。法国已成功地把热流道技术应用在注塑成型 46 公斤重塑件的注塑模上。 模具生产走向全面自动化的根本措施，但还没有普遍推广使用。国外工业发达国家摸具采用 占 20 30，只用 统，可缩短设计时间 4070，画图质量提高，可避免图纸错误，国内 的情况是处于起步和研究阶段， 1984 年华中理工大学与国营 733 厂共同开发了国内第一个精冲模具 统，北京机电研究院开发了冲裁模 统。 1987 年华中理工大学与北京模具厂，星火 模具厂等共同开发了我国第一个注堡摸 统。 没有普遍推广使用的主要原因是：设备投资大；技术不够成熟；培训工作跟不上，基础工作和标准化工作不够。 我国模具技术水平大约比国外工业发迭国家落后 20 年，要缩小这个差距，必额认真、踏实地去做一些事情： 现有体制上，要对模具工实行一定的优惠政策。 杂，大型，长寿命模具，实现模具国产化。 动加工系统。 准化，专业化、商品化生产。 支撑板冷冲压工艺及级进模设计 5 课题应 达到的要求 冷冲压是一种先进的材料（金属非金属）加工方法，它是建立在材料塑性变形基础上，利用模具和冲压设备对板料进行加工，以获得要求的零件形状、尺寸及精度。冲模主要用于金属及非金属板材的压力加工，其加工方式可分为分离与成形两大类。 包括剪切，切断、切槽、切口、切边、落料、冲孔等几大类，其划分依据主要是被加工材料的形态及受力状态。分离工序所加工的板材可以是平面的也可以是立体的，当然也可以加工型材、棒材等。其所用的冲模可通称为冲裁模。其中有代表性的为落 料模、孔模、切边模以及包含复合工序的复合模和连续模。落料模通常用来在平板上封闭冲裁出所需零件。冲孔模通常用来在零件上封闭冲夫多余的材料，得到所需要的孔。切边按通常用来在毛坯或零件上冲去多余的边料。其余分离工序各包括有不同个数的冲裁面，均不封闭。 广义成形工序指利用永久变形特固态坯料制成所需形状和尺寸的制件加工。广义成形除包括狭义成形所合的内容以外还包括其他压力加工，如锻造、轧制、锻压、挤压等。这些压力加工所用模具不在本课程讲授范围之内。狭义成形是指保持作为板坯的板料状态而改变其外观的加工。狭义 成形通常包括拉探、胀形、翻边、扩口、缩口等工序弯曲也可以划为成形的一种。冲模除按加工方式划分外，还可按加工工序的组合程度划分 单二序模、复合模、级进模以及多工位机床用的传递模。此外，还有一些划分方法，如经济模，自动模，汽车制造业的大、中、小冲模等，不一一列举。 冲裁是利用模具使板科产生分离的冲压工序，包括落料与冲孔。它可以制成零件，也可为弯曲、拉延、成形等工序准备毛坯。从板科上冲下所需形状的零件（或毛坯）叫落科。在工件上冲出所需形状的孔（冲去的为废料）叫冲孔。 冲裁时不仅要求次冲出符合图纸形状叫零件，还应 有一定质量要求，冲裁件质量是指切断面质量、尺寸精度及形状误差。切断面应平直，光洁、无裂纹和撕裂、夹层等缺陷、毛刺小零件，表面应尽可能平坦，即穹弓小，尺寸精度度保证不超出图纸规定的公差范围。 影响冲裁件质量的因素很多，从生产实际知道，凸、凹模间隙大小及力的均匀性、模具刃口状态、模具结构与制造精度、材料品质等，对冲裁件都有影呐。但我们必须从其中找出对冲裁质量起着决定性作用的因素。间隙就是一个。 级进模又称连续模，它将落料、弯曲、拉深、冲孔和切边等多工序安排在一个模具的不同工位上，在冲压过程中坯料依次通过多工位被 连续冲压成形，至最后工位成为制件。 综合应用各种所学的专业知识， 在规定的时间内 对产品进行冷冲压工艺分析，制订完整的冲压工艺方案，并完成其中的模具设计、数据计算和图纸。 无锡太湖学院学士学位论文 6 2 冲压工艺设计 压件简介 形状和尺寸如下 图所示。材料为 08F，板材厚度为 2 图 品图 图中尺寸未注公差取国标 1800压件未注尺寸偏差极限 2标准中的 m 级。材料为带料，规格可定制。 依据 1800 79，分析图中未注公差尺寸可得两类： 第一类为包容表面尺寸，分别有： 二类为被表面包容尺寸，有： 18， 30。 第三类为暴露表面及中心距尺寸，有： 15， 4， 10， 6， 8。 第一类包容表面尺寸，查参考文献 1， 1 未注公差冲裁件线性尺寸的极限偏差，得各相关尺寸的公差，带公差后的尺寸分别为： +， + +第二类被包容表面尺寸， 查参考文献 1， 表 1 未注公差冲裁圆 半径线性尺寸的极限偏差， 得各相关尺寸 的公差，带公差后的尺寸 为： 第三类为暴露表面及孔中心距尺寸， 查参考文献 1，表 1 未注公差冲裁件线性尺寸的极限偏差，得各相关尺寸的公差，带公差后的尺寸分别为： 15 ， 4 ， 10 ， 6 ， 8 ， 将至整合后其相关尺寸公差为 ， + 15 ， 4 ， 10 ， 6 ， 8 。 压的工艺性分析 冲压工艺分 析主要考虑产品的冲压成形工艺，最主要的是包括技术和经济两方面内容。在技术方面，根据产品图纸，主要分析零件的结构特点、尺寸大小、精度要求和材料性能等因素是否符合冲压工艺的要求；在经济方面，主要根据冲压件的生产批量，分析产品成本，阐明采用冲压生 产可以取得的经济效益。因此工艺分析，主要是讨论在不影响零件使用的前提下，能否使零件以最简单最经济的方法冲压出来。 影响冲压件工艺性的因素很多，从技术和经济方面考虑，主要因素： 支撑板冷冲压工艺及级进模设计 7 1 冲裁件结构特点，内、外形复杂程度； 2冲 裁件外形和内孔圆角半径的大小； 3 冲孔时孔的大小； 4 冲裁时孔与孔之间、孔与边缘之间距离； 5 冲压材料，是否是常见材料。 6 生产批量的大小 7 冲裁件的尺寸要求，表面粗糙度要求，尺寸公差要求等。 本冲压件工艺分析 如下： 1结构 分析 形状不是太复杂，主要是圆孔形、梯形外表面，凸 台行。 2冲 裁件外形和内孔圆角半径。 本冲裁件有内形圆角半径尺寸，无外形圆角半径尺寸。其中 90的最小圆角半径为： 90的内形圆角 查参考文献 2， 3裁件圆角 r 的最小值，又零件材料为低碳钢，所以 90时，冲裁件圆角 r 最小值为 t,故也无悬臂。 4 冲孔时孔不宜过小 本冲裁件冲孔直径为 参考文献 3， 3自由凸模冲孔的最小尺寸，得： d t=2此符合要求。 5 冲裁时孔与孔之间、孔与边缘之间距离 查参考文献 2， 3与孔之间、孔与边缘之间距离的许可值，得： C产品图中可知孔与边缘之间最小距离为 孔与孔之间的距离较大，应该符合要求。 6 冲压材料，为 08F 钢，是常见的冲裁材料。 力学性能：抗拉强度 b ( 295（查参考文 献 4，表 7 抗剪强度 ( 360 伸长率 10 (