客车车门垫板落料、冲孔级进模具设计【优秀课程毕业设计含proe三维11张CAD图纸+带外文翻译】-cymj12

客车车门垫板落料、冲孔级进模设计【优秀课程毕业设计含proe三维11张CAD图纸+带外文翻译】-cymj12客车车门垫板落料、冲孔级进模设计【含11张CAD图纸机proe三维】摘  要 该设计是对客车车门垫板零件冲孔、落料的级进模设计。进行零件的形状、尺寸、精度工艺分析，确定合理的工艺方案，确定工序数目。确定毛坯尺寸，合理排样，绘制排样图。计算冲孔力、切断力、卸料力、推件力、总冲压力，确定压力中心。计算主要结构零件的尺寸。确定凸、凹模结构，并绘制零件图，设计定位零件，压料、卸料零部件。设计固定零件，选择其他标准件。最后用CAD和pro-e分别画出二维与三维装配图，三维图并生成爆炸图。关键词：客车车门垫板；落料；冲孔；级进模；AbstractThis article was the progressive die design of passenger car door plate for punching and blanking. Analyzed Parts of shape, size, and precision process, determined the reasonable process scheme and the number of processes. Determined the size of blank and reasonable layout, drew layout. Calculated punching force, cutting force, stripping force, pushing force, and total punching pressure, determined the center of pressure. Calculated the main structure size of parts. Determined structure of convex and concave die, and drew the drawing of parts, designed positioning parts, pressing parts, unloading parts. Designed Fixed parts, selected other standard parts. Finally, used CAD and Pro-E to draw 2D and 3D assembling drawings, and generated explosive view.Key words: The passenger door plate; Blanking; Punching; Progressive die;目  录第一章：前言1第二章：冲压制件的工艺设计22.1.工艺性分析22.2.冲压工艺方案的确定2第三章：冲压模具的结构设计与计算43.模具的结构形式43.1  模具的类型的选择43.2  卸料装置43.3  定位装置43.4  模架类型43.5.排样图的设计及材料利用率的计算53.6.模具工作零件刃口尺寸及公差的计算53.7.切断凸模尺寸63.8.冲孔凸凹模尺寸63.9.工作压力的计算和压力中心的确定73.9.1 冲裁力的计算73.9.2 冲裁间隙的计算83.9.3 压力中心的计算83.10.冲压设备的选择与校核9第四章：典型零件结构设计与工艺规程制定104.模具零件的选用设计及必要的计算104.1  工作零件的三维设计104.2  定位零件的三维CAD设计114.3  卸料件的三维CAD设计114.4  辅助结构零件的三维CAD设计124.4  主要零部件设计154.5.模具零件加工工艺分析及数控加工编程224.6.模具装配图及爆炸图24结束语：26致    辞27参考文献28附录：28【详情如下】【需要咨询购买全套设计请加QQ1459919609】asm0001.stpGAJA_3DCADmethod_省略_mpoundwasherdies_Dav.pdfGAJA翻译终稿.docxNC序列NC序列文档.docx三维preo冲孔凸模-A3.dwg冲孔凸模工序卡.dwg凸模固定板-A3.dwg凹模-A3.dwg切断凸模-A3.dwg卸料板-A3.dwg压力中心.dwg垫板-A3.dwg大矩形凸模-A3.dwg客车车门垫板落料、冲孔级进模设计说明书.docx排样.dwg装配图-A0.dwg调研报告最终.docx零件图-A3.dwg 附录： 凹模数控加工 列 体积快 铣削 ： % 0000 (1) (06/02/172:22) 550030. 0130. 轮廓铣削： % 0000 (1) (06/02/172:47) 5500 精加工 ： % 0000 (C:设终稿 模(06/17/179:33) 550030. 30. 30. 30. 0130. 30. 30. 摘 要 该论文是对客车车门垫板零件冲孔、落料的级进模设计。进行零件的形状、尺寸、精度工艺分析，确定合理的工艺方案，确定工序数目。确定毛坯尺寸，合理排样，绘制排样图。计算冲孔力、切断力、卸料力、推件力、总冲压力，确定压力中心。计算主要结构零件的尺寸。确定凸、凹模结构，并绘制零件图，设计定位零件，压料、卸料零部件。设计固定零件，选择其他标准件 。最后用 维图并生成爆炸图。 关键词 ： 客车车门垫板；落料；冲孔；级进模； of of of of of of of of AD to D D 目 录 第一章：前言 . 1 第二章：冲压制件的工艺设计 . 2 . 2 . 2 第三章：冲压模具的结构设计与计算 . 4 . 4 模具的类型的选择 . 4 卸料装置 . 4 定位装置 . 4 模架类型 . 4 . 5 . 5 . 6 . 6 . 7 裁力的计算 . 7 裁间隙的计算 . 8 力中心的计算 . 8 . 9 第四章：典型零件结构设计与工艺规程制定 . 10 设计及必要的计算 . 10 工作零件的三维设计 . 10 定位零件的三维 . 10 卸料件的三维 计 . 11 辅助结构零件的三维 . 12 主要零部件设计 . 15 加工编程 . 22 . 24 结束语： . 26 致 辞 . 27 参考文献 . 28 附录 ： . 28大连交通大学 2017 届本科生毕业设计（论文） 1 第一章： 前言 冲压 是金属加工行业重要的组成部分 。 就目前发展形势 来说 ，我国冲压行业 前景广阔 ， 正在努力 从制造强国向制造大国发展，而这一切都离不开冲压。 冲压 是指 借助外力的帮助，让原始材料改变其原有外形的过程，经过对外形、尺寸和功能的加工，获得所需要的各种零部件。 冲压 行业 飞速发展的今天， 很多零部件 的加工制造都需要冲压作为 基本 生产工序。 包括 汽车 、 客车在内的越来越多的交通工具的零部件都需要冲压 加工。 欧美等 国家在工业制造起步阶段，就对冷 冲压 模具格外重视，我国起步稍晚，但正在努力追赶国际 大国的 先进水平。虽然 和 发达国家仍有差距，还未持平，但基本所差无多 。 中国 是制造 大国，更是制造强国，在 国力 发展的同时，工业制造也 不容落后 。 国力发展 必须 以工业发展 作为 最基本的后盾 ，而工业 发展 离不开冲压行业。冲压行业 是 模具行业的基本组成部分，越是基本越是离不开 。 要想 富 ，先修路，要想强，就必须先发展工业 。 可见 冲压行业在工业发展所占的重要性。 冲压制件 结构相对简单，最重要的是 配套模具 的设计制造，模具设计的好坏，直接关系到冲压制 品 品质的高低。制造 较高质量 的模具是获得 好 制品的前提，模具精度高，制件的质量自然高，反之亦然。 随着 科技的进步，冲压行业 可以在数字化的大背景下 走的 越来越远 。 设计者 可以 利用 、 件进行 设计 仿真模拟，然后再进行加工 ，使得设计 加工变得简单高效。 大数据和 云时代的到来，使得许多 标准件 可以直接提取 数据 ，不必反复查阅数据，省去了许多查阅资料的时间。 近年来， 高 校 在机械、模具等相关专业所投甚多，在校大学生可以在校园内，轻而易举的接触到机械加工行业，不必走出校园，许多高校都配备了先进的数控机床和加工中心，更有 验室等世界 出名 数控 加工系统，学生可以简单高效的在校园内模拟出数控加工 过程 ，然后 在 数控加工中心将所编写代码输入，进行仿真 。 简单明了 ， 快捷高效。高 校 在行业投入的越多，学生走向社会时，会的就越多，学有所成， 让 毕业大学生再也不吃纸上谈兵，坐井观天只会空谈了。 冲压行业 在现如今飞速发展的今天，已经变得越来越简单，越来越人性化， 越来越多的 企业进入冲压行业，间接地加快了冲压行业的发展 。 企业 将 收入投入到 高校 ，进行企业人才培养， 学生 毕业后直接进入企业，使得学校和企业获得双赢。 整合 资源，全面推动行业发展，使得 冲压 行业越发欣欣向荣，朝气蓬勃，努力追赶世界大国脚步，实现中国制造和中国创造的全面发展。 本文 通过 叙述 客车车门 垫板级进模的设计 流程， 来 映射 冲压行业的基本 设计 加工制造流程 。 大连交通大学 2017 届本科生毕业设计（论文） 2 第 二 章： 冲压制件的工艺设计 对冲压件的材料，形状，公差等级进行分析。如图 2 图 2裁件 材料： 厚度： 4 1由图 1可见，该垫板材料是 普通的碳素钢，有较好的冲裁性能，通过一般冲压均能满足其尺寸精度要求。 2由图 1 可见，该垫板外形简单，规则，形状尺寸除了三处公差 要求不是太高的尺寸外 ,其余全部是自由公差 3冲裁件的经济公差等级不高于 ,一般落料公差等级最好低于 ,冲孔件公差等级最好低于 ,因此可用于一般精度的冲裁 ,普通冲裁可以达到要求 不必考虑。 该零件包括落料、冲孔两个工序，可用以下三种工艺方案： 方案一：冲孔、落料采用单工序生产，先落料在冲孔。 方案二：冲孔 孔、落料一起完成。 方案三：冲孔 冲孔后落料。 分析方案： 方案一：模具结构简单，但需 要两套模具，生产效率低，制造成本高。难以满足该零件的产量要求，所以不宜采用。 大连交通大学 2017 届本科生毕业设计（论文） 3 方案二：冲压件的形位精度和尺寸精度易于保证且生产效率高， 并且工件最小壁厚大于凸凹模许用的最小壁厚，模具强度也满足要求。冲裁件的内孔与边缘的相对位置精度较高，但板料的定位精度比方案三低，模具轮廓尺寸较小一点。 方案三：生产效率较高，易于保正工件的平整度和精度，容易实现自动化，通用性较差，仅适合于中小型零件的大批量的生产。 结论：通过以上的 3种方案的分析比较，对该垫板冲裁生产采用方案三为最佳。 大连交通大学 2017 届本科生毕业设计（论文） 4 第 三 章 ：冲压模具的结构设计与计算 模具的类型的选择 由冲压工艺分析可知，采用级进模方式冲压，所以模具类型为级进模。 卸料装置 条料的卸除 因采用级进模生产，故采用向下落料出件。 卸料方式 弹性卸料板有敞开的工作空间 ,操作方便 ,生产效率高 ,冲压前对毛坯有压紧作用 ,冲压后又使冲压件平稳卸料 ,从而制件较为平整 ,而且本模具所需的卸料力不大 ,适合用弹性 卸料。 定位装置 送料形式 因选用的冲压设备为开式 压力机且垂直于送料方向的凹模宽度 故采用横向手动送料方式，即由右向左（或由左向右）送料既能满足生产要求，又可以降低生产成本，提高经济效益。 定位零件 零件尺寸较大，厚度较薄，形状较为简单规范，采用定位销即可。 模架类型 料，导向精度较高；不能左右进料 。 向精度高，前后左右都可以进料；取放工件不够方便 。 向精度较高，前后左右都可以进料，取放工件方便，导柱阻力不对称 。 大连交通大学 2017 届本科生毕业设计（论文） 5 向精度较高，前后 左右都可以进料；取放工件不够方便 。 综上，结合本冲孔、落料级进模的特点，决定采用后侧导柱模架。 由于零件材料较薄，尺寸较大，冲裁间隙较小，又是级进模因此采用导向精度较高的后侧导柱模架，考虑零件精度要求不是很高，冲裁间隙较小，因此采用级模架精度。 设计及材料利用率的计算 具体排样图如图 3由于 采用无废排样方式，材料的利用率近似为 100，大大提高了材料的利用率。 图 3样 排样方式为：直排、无废料排样法 已给出： B=59 L=375具 工作零件刃口尺寸及公差的计算 冲裁件的尺寸精度取决于凸、凹模刃口部分的尺寸。冲裁的合理间隙也要靠凸、凹模刃口部分的尺寸来实现和保证。正确地确定凸、凹模刃口部分尺寸是相当重要的。 确定凸、凹模刃口尺寸及制造公差时，需考虑下述原则。 1）落料件的尺寸取决于凹模尺寸，冲孔件的尺寸取决于凸模尺寸。因此，设计落料模时，应先决定凹模尺寸，用减少凸模尺寸来保证合理间隙；设计冲孔模时，应先决定凸模尺寸，用增大凹模尺寸来保证合理间隙。 2）考虑刃口的磨损对冲裁件尺寸的影响。凹模刃口磨损后尺寸变大，其刃口的基本尺寸应接近或等于冲裁件的最小极限尺寸；凸模刃口磨损后尺寸减小，应取取接近或大连交通大学 2017 届本科生毕业设计（论文） 6 等于冲裁件的最大极限尺寸，这样，在凸、凹模磨损到一定程度的情况下，扔能冲出合格的零件。 3）考虑冲裁件的精度与模具精度间的关系。在选择模具制造公差时，既要保证冲裁件的精度要求，又要保证有合理的间隙值。一般冲模精度较冲裁件精度高 2 对于形状复杂或厚度较薄的冲裁件，为了保证凸、凹模之间一定的间隙值，必须采用配合加工。用该方法加工凸模或凹模时，在图纸上只需要标 注作为基准件的凹模或冲孔凸模的尺寸和公差，对于配制的落料凸模或冲孔凹模只标注基本尺寸，并在图纸上注明要保证的间隙。这种加工方法的特点是模具间隙在配制中保证，因此不需要校核 p+ d 工基准件时可以适当放宽公差，使加工容易，且尺寸标注简单。 凸凹模配合加工时，对工件的形状进行分析后凹模尺寸全为 3 式中 凹模刃口尺寸， 工件基本尺寸， 工件公差， 磨损系数。 为保证冲出合格冲件。冲裁件精度 . 冲裁件精度 冲裁件精度 X 取 于本产品采用 精度，所以 X 取 =数据代入公式（ 1） 经计算得 0A= 40( = 0A= 375( = 凸模尺寸按凹模尺寸配制，其双面间隙为 凸凹模配合加工时，对工件的形状进行分析后凹模尺寸全为 3 式中 凹模刃口尺寸， 工件基本尺寸， 工件公差， 磨损系数。 大连交通大学 2017 届本科生毕业设计（论文） 7 为保证冲出合格冲件。冲裁件精度 . 冲裁件精度 冲裁件精度 X 取 于本产品采用 精度，所以 X 取 =数据代入公式（ 2） 0B = 20( = 0B = 22( = 0B = 0 25( = 0 0B = 0 85( = 0 0B = 0 50( = 0 0B = 0 65( = 0 凹模尺寸按凸模尺寸配制，其双面间隙为 计算和压力中心的确定 裁力的计算 冲裁力 （ 3 式中： F 冲裁力； L 冲裁周边长度； t 材料厚度； b 材料抗剪强度； 压成型工艺与模具设计 ,取 b=450）冲孔力计算 t b=494 4 450=889）切断力计算 t b=375 4 450=675）卸料力计算 1+ (889+675)=）推件力计算 FT=2 (889+675)=）总压力计算 89+675+连交通大学 2017 届本科生毕业设计（论文） 8 裁间隙的计算 冲裁模的 凸凹模刃口部分尺寸之差称为冲裁间隙，其双面间隙用 Z 表示，单面间隙为 Z/2，从冲裁过程分析中可知，它对冲裁件断面的质量有极大的影响；此外，它还影响模具的寿命、冲裁力、推件力、顶件力和冲裁的尺寸精度，是一个非常重要的工艺参数。设计模具时一定要选择合理的间隙，才能使冲裁件断面质量较好，所需冲裁力较小，模具寿命较长。可用以下公式进行冲裁间隙的计算 Z/2=(t(1-b/t) （ 3 式中： Z/2 单面间隙； t 材料厚度； b 光亮宽度，即产生裂纹时凸模挤入的深度； b/t 产生裂纹时凸模挤入材料的相对深度； 剪裂纹与垂线的夹角。 查冷冲压模具设计与制造表 b/t=60%， =5 带入公式（ 4），计算得到Z/2 力中心的计算 如图可知，图形虽然简单，但零件总体不对称，所以，按比例画出冲裁轮廓线两个孔、一个切断单边，并建立直角坐标系 图所示，计算各部分长度和各部分中心的坐标。 大连交通大学 2017 届本科生毕业设计（论文） 9 图 3由公式： ./. 2132110 ./. 2122110则： 将数据带入公式 ， 故 75 14 0 215+130 280+100 305+25 330/（ 375+214+20+130+5+100+25） =整为 193， 75 14 80 375+214+280） =8。 选择与校核 在考虑各因素后，取一定安全系数 右，所以必须选用 2500公称压力机，则根据所需要的总压力初选公称压力为 2500闭式压力机。（参看冲压手册相关章节。） 表 3型号 称压力 /500 续表 3块行程 /15 压力行程 /成次数（次 / 20 最大装模高度 /90 闭合高度调节 /00 立柱间距离 /00 工作台尺寸 /后： 950 左右： 1000 垫板尺寸 /度 ： 140 孔径： 200 模柄孔尺寸 /径： 75 深度： 120 大连交通大学 2017 届本科生毕业设计（论文） 10 第 四 章 ：典型零件结构设计与工艺规程制定 件的选用设计及必要的计算 工作零件的三维设计 工作零件包括冲孔凸模、落料凸模、凹模。首先根据工件的具体尺寸，绘制出工作零件的草图，然后根据设计出的大致尺寸进行三维 步三维零件图绘制，图形绘制完后根据后续零件的设计可在命令界面上对已完成的零件进行修改，下图 4料凸模以及凹模三维图： 图 4孔凸模 落料凸模 及凹模三维图 定位零件的三维 计 大连交通大学 2017 届本科生毕业设计（论文） 11 定位零件的三维 计，定位零件就是一个其控制条料送进距离和保证送进方向的定位销。是标准件 位销 12，其零件实体如图 4 图 4卸料件的三维 计 卸料零部件包括弹压卸料板和卸料橡胶。卸料板具有卸料和压料的双重作用。卸料板的设计在已经设计出零件的基础上得出具体尺寸。下图 4卸料板的三维实体图： 图 4大连交通大学 2017 届本科生毕业设计（论文） 12 辅助结构零件的三维 计 导向零件的三维 计 首先是导向零件的三维 于生产批量大，要求模具寿命高，工件精度较高的冷冲压模具，一般采用导柱、导套来保证上下模的精确导向。它们是标准零件，导柱 套 准件号为：导柱 220，导套 75。它们的实体图如图 4示： 图 4固定零件的三维 计 接下来是固定零件的三维 括上下模座三维 维 下模座已有国家标准，分别为 准件号为：上模座580 320 65、下模座 580 320 65。它们的具体结构根据出料方式和已设计出的具体零部件进行设计修改。实体图如图 4 图 4模柄的作用是将模具的上模座固定在压力机的滑块上，按 准选取，它的实体图如图 4 大连交通大学 2017 届本科生毕业设计（论文） 13 图 4紧固零件及其他零件三维 计 最后是紧固及其他零件的三维 钉与销钉是用于模具零部件进行固定于定位的元件。通常两者选用相同的直径，按标准选取。螺钉选用内六角形为宜，设计时，应不少于 3个螺钉，拧入被连接件的深度：铸铁为 2d；钢为 ，标准为： 钉设计为 2个，压入连接件与被连接件的深度为直径的 2倍，标准为：接件的销钉孔应同时钻、铰；卸料螺钉标准为 准为 120。螺纹用修饰命令表示。它们的实体图如图 4 图 图 4销钉三维图 根据冲裁模具在冲裁过程中的功能需要，还需要设计出垫板、凸模固定板以及挡铁。其具体尺寸也是根据已经设计出和选好的一些零部件，配合其具体要求设计出具体尺寸大连交通大学 2017 届本科生毕业设计（论文） 14 结构。具体实体图如图 444 图 图 4板 图 4大连交通大学 2017 届本科生毕业设计（论文） 15 图 4挡铁 主要零部件设计 凹模的设计 H=中 k=大孔 s=115故， H=115= 如压力中心分析图所示冲裁左侧小孔和切断工序都在同一凹模上进行，所以凹模厚度应适当增加，取 H=40 凹模板宽度 B=s+（ H=375+100=475（这里 取整数 B=480 凹模板长度 L=s1+60+55=整 L=120 故凹模尺寸为 48012040 材料选用 大连交通大学 2017 届本科生毕业设计（论文） 16 凹模的固定方法采用螺钉、销钉直接固定在模座上。零件图如 图 4 图 4模零件图 凸模的设计 1）冲孔凸模： 冲孔凸模的结构图如 图 44 大连交通大学 2017 届本科生毕业设计（论文） 17 图 4模零件图 大连交通大学 2017 届本科生毕业设计（论文） 18 图 4模零件图 凸模结构基本类型采用整体式，凸模的基本结构形式为直通式两类。 凸模的固定方式采用固定板固定，采用台阶固定，凸模材料选用 凸模的长度凸模的尺寸根据凸模固定板尺寸 料板尺寸 料厚度 安装橡胶高度 h。所以凸模的尺寸为： L=30+20+4+28=82 2）落料凸模 长度：有关计算基本与冲孔凸模相同，材料也是选用 由于是直接固定在上模座上的，所以要加上垫板的厚度。 如图 4 大连交通大学 2017 届本科生毕业设计（论文） 19 图 4断凸模零件图 3）凸模的校核： 冲孔力最大且孔的面积又比落料的面积小，故只需要对最小凸模进行强度和刚度校核。 a）强度校核 参照资料冷冲压模具设计与制造 公式 行计算的最小刃口承受的压应力 c=F/S=889 1000/22 85=475(小于许用应力 c（普通冲裁，模具钢的许用应力可以取 c=10001600 b）刚度校核 参照资料冷冲压模具设计与制造 公式 行计算。 计算得出其压杆失稳临界载荷 F= 2 2=105 20823/12(82) 2=105大于 F 总 = 经计算凸模强度和刚度符合要求。 凸模固定板的设计 H 固 =（ H 凹 =1 H 凹按安全厚度 算），取整数 H 固大连交通大学 2017 届本科生毕业设计（论文） 20 =30料选用 45 钢。其零件图如 图 4 图 4模固定板零件图 垫板的设计 是否采用垫板是通过计算判断模座是否能够承受承压面较小的凸模的压力。冲小矩形孔的凸模承压面的尺寸如图 4矩形凸模： 大连交通大学 2017 届本科生毕业设计（论文） 21 图 4模零件图 其承压力计算如下： =F/A=（ 22+85） 2 4 450/（ 8 22） 阅有关资料得铸铁 为 90140 以需要采用垫板，材料选用 45 钢。其厚度取8 大连交通大学 2017 届本科生毕业设计（论文） 22 卸料橡胶的计算 工件材料厚度为 4裁时凸模进入凹模深度取 1虑模具维修时预留 2考虑开启时卸料板高出凸模 1总的工作行程 胶自由高度为 =2732自由度为 32 模具装配时橡胶的预压量 预压量为 32 所以，模具中安装橡胶的空间高度尺寸为 28 该模具为采用手工送料的级进模，切断凸模面积较大可直接用螺钉与圆柱销固定，冲孔凸模则由固定板固定，凹模可直接用螺钉与圆柱销固定。切断凸模的外侧须有挡块以克服侧压力，挡块同时起定位作用。另外，横向的定位可在凹模上增设一个定位销。卸料装置采用弹性的，导向装置采用导柱导套。 从图中可初步计算出模具的闭合高度为： H=（ 65+8+65+40+82） 60据凹模的外形尺寸，确定下模座的外形尺寸为 580320 根据模具总压力 合高度为 260轮廓尺寸为 580320参数，可选用闭式单点压力机， 500压力机的主要技术规格为： 最大冲压力： 2500块行程： 315称压力行程： 大闭合高度： 490作台尺寸： 9501000块底面尺寸： 850850此，该设备满足模具的冲压力、闭合高度、外形轮廓尺寸等要求。 工工艺分析及数控加工编程 工作零件的加工工艺 见 加工工艺卡 大连交通大学 2017 届本科生毕业设计（论文） 23 表 4零件明细表 序号 代 号 名 称 数 量 材 料 热处理 1 模板 1 2 套 32（ 20钢 渗碳 8 62 柱 32（ 20钢 渗碳 58 62 85 内六角螺钉 4 45钢 5 断凸模 1 6 60 86 圆柱销 35钢 40 45 85 内六角螺钉 45钢 40 45 81 模柄 1 9 81 卸料螺钉 45钢 35 400 板 1 45钢 35 401 模固定板 1 45钢 12 料橡 胶 1 橡胶 13 料板 1 14 模 1 8 625 86 圆柱销 35钢 28 386 模板 1 17 孔凸模 1 6 608 孔凸模 1 6 609 85 内六角螺钉 45钢 20 铁 1 45钢 21 86 定位销 12 1 35钢 28 38连交通大学 2017 届本科生毕业设计（论文） 24 爆炸图 模具总装配图是装配、安装及拆绘模具零件图的依据，能更清楚的表达模具的主要结构形状、工作原理、各零件之间的装配关系及固定连接方式。模具视图一般 分 为主视图和 侧视图 和 俯视图 三 个， 侧 视图标明模具的闭合高度，装配图的右上角画出三维示意图，还应有标题栏、明细表等。 由以上设计得到下图的模具装配图。模具上模部分主要由模柄、上模座、垫板、凸模、凸模固定板 、垫板、卸料橡胶、卸料板等组成。条料从右方送进，第一工位为冲孔，第二工位为落料，下模部分由下模座、凹模组成，有排废料斜口。 模具总装配图二维图 及 爆炸图 如下图所示： 大连交通大学 2017 届本科生毕业设计（论文） 25 图 4具 爆炸图 大连交通大学 2017 届本科生毕业设计（论文） 26 结束语： 模具生产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，它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。振兴和发展我国的模具工业，正日益受到人们的关注。未来模具工业的发展将促进全社会的进步与发展。 毕业设计是高等学校 学 生在毕业前所进行的综合性设计或撰写的学位论文，是学生在校期间最后学习深化、提高和全面总结的综合训练。我的设计是对 垫片冲裁模 模具设计，包括对整套模具的结构设计与计算。首先是进行模具结构设计与相关计算，然后，完成对 模具 的 三维建模 和 二维 最后将主要零部件与模具总装图用 在设计过程中，广泛的查阅冲 压 资料和一些实例来帮助我们能够顺利进行与参考。本着学习与提高的原则进行筛选、归纳和整理、紧紧围绕冲裁模结构主题进行讨论与设计，为了便于学习与掌握，还对冲裁设计进行了重要的论述。 这次设计的主要内容有：冲压模具的结构设计及冲压模具的相关尺寸的计算 ;模架的选择、压力机的选择及各个零部件的选择；这次的设计不仅用到了书上知识还要我们自己进行查资料课堂之外的知识学习最多的是进行国家标准手册的学习，从当中学习到许多书上学不到的知识更好的去积累知识。 大连交通大学 2017 届本科生毕业设计（论文） 27 致 辞 四年的学习生活转眼即逝，四年学习生活中有快乐也有艰辛，自己也变得慢慢成熟，对过去四年日子里曾给予过我鼓励、帮助的朋友们我满怀感谢，从来不曾忘记，所经历的许多将让我更加珍惜将来的生活。 两 个多月的毕业设计终于完成了，在这过程中有不一 样的心情，有时出现一片豁然开朗的天空，有时陷入困难的漩涡中。在这首先要感谢老师对我的指导和督促，老师给我指出了正确的设计方向，使我加深了对所学专业知识的理解，同时也避免了在设计过程中少走弯路，老师的督促使我一直把毕业设计放在心里，保证按质按量的完成。要感谢机械班的兄弟们，大家相互学习，相互间不保留自己知道的，在做设计的过程中互相帮助；要感谢 模具教研室 所有老师的教导，我学到了扎实的 模具 专业知识，为我所做的设计提供了理论基础，使该设计能顺利完成，使我的 更加熟练的运用 时较全面的掌握了 编辑功能。 在此，再次感谢我的指导老师，老师在百忙之中给予了我悉心的指点与帮助，感谢他 为我指出了正确的设计方法，我也不会忘记 教研室 和蔼的老师们，也不会忘记可亲的同学，我永远记得这片土地。从这里走出，对我的人生来说，将是踏上一个新的征程，要把所学的知识应用到实际工作中去。 向在百忙之中评阅本方案并提出宝贵意见的各位评委老师表示最诚挚的谢意，同时向所有关心、帮助和支持我的老师和同学表示衷心的感谢，祝他们工作顺利 。 大连交通大学 2017 届本科生毕业设计（论文） 28 参考文献 1王秀凤，张永春 二版） M2010. 2毛卫平 肖爱民 袁铁军 冲压模具设计与制造 .M北京：化工工业出版社 ,2008. 3欧阳波仪 M工工业出版社， 2003. 4周玲 M2007 5薛啟翔 M. 北京：化工工业出版社， 2008. 6郭克希，王建国 M械工业出版社， 2009. 7温松民 测量基础 .M长沙：湖南农业大学出版社 200年 10月 . 8王世彤 M北京：高等教育出版社 2004年 3月 . 9孙恒 陈作模 M北京：高等教育出版社 1996年 5月 . 10齐卫东 M2007. 11王芳 M械工业出版社 ,1998. 12韩永杰 M. 哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社， 2008. 13王忠 M华大学出版社， 2009. 14李志 刚 M西科学技术出版社， 2003. 15周本凯 M学工业出版社， 2009. 16李焕芳 J,2010年第 15期 . 17朱江峰 M京理工大学出版社， 2009. 18马朝兴 M学工业出版社， 2009. 19成虹 M. 北京：机械工业出版社， 2009. 大连交通大学 2017 届本科生毕业设计（论文） 28 附 录： 凹模数控加工 列 体积 块 铣削 ： % 0000 (1) (06/02/172:22) 5500连交通大学 2017 届本科生毕业设计（论文） 29 大连交通大学 2017 届本科生毕业设计调研报告 1 调研报告 冲压行业是金属成形加工行业中重要的分行业， 是机械制造业的基础行业， 其发展程度反映一个国家的制造工艺技术的竞争力 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。几乎所有的金属都需要经过加工成一定形状后方能实现其应用， 而冲压 工艺是金属成形加工中重要的成形工艺， 因此冲压企业面对的客户几乎是所有需要中小型金属零部件的企业。 自上世纪中叶汽车行业的飞速发展，在美国、日本等许多发达国家以及像中国、印度等发展中国家，对冷冲压加工生产的发展都给予高度的重视。可见冲压生产的重要性。据近些年来的统计表明，在美、日、德等许多工业发达国家对于在工业生产中占重要地位的机床工业的年生产量己经被发展迅速的模具工业超出了 6 冷冲压模具的应用范围之广，生产技术之高，应用历史之久是其它模具行业无法比拟的。现今，在各模具行业中冷冲压模具所占比例居于首位 ,大约 60%的模具市场都被其占据。 所以冷冲压工艺对我国的社会主义现代化建设的作用非常大而且其发展前景也非常广阔 。 近年来，中国因逐渐成为了世界制造业中心和消费大国而备受关注，特别是汽车、通信电子和家用电器等行业的快速发展，使得金属冲压、等零部件的需求迅速增长，不少跨国企业在将整机的制造转移至中国的同时，也将配套工厂转移至中国，对华配件的采购量也逐年快速增加，带动了国内相关行业的快速发展。在这种背景下，作为制造业基础行业之一的中国冲压行业也获得了快速的发展。 目前全国冲压行业约有 4 万家生产企业， 200 万从业人员，年生产 2800 万吨冲压件，总销售达 4000 亿元，年消耗 3 毫米以下薄钢板材 4000 多万吨，采购冲压模具费 400 亿元，新购冲压装备费 200 亿元 . (1)冲压指的是借助外力的帮助，让原始材料改变其原有外形的过程，经过对外形、尺寸和功能的加工，获得企业所需要的各种零部件冲压的原始材料包括带材和板材。在冲压的工序之中有许多步骤是需要模具来完成的，包括冲切、冲孔和弯曲等对于那些比较复杂难做的冲压零部件来说，就需要增加模具的数量如果 想要大批量的生产，就不能使用那些只是简单组合成的模具，这样会降低生产率。 大连交通大学 2017 届本科生毕业设计调研报告 2 （ 2)冲压在其生产的过程中具有较多的优势 :降低了生产成本、制作效果较好以及经济效益很好冲压对其原始材料的利用率很高，在冲压的生产过程中基本上没有产生较多的问题，并且通过冲压所做出的零部件在精确度和尺寸等方面都比较准确，基本上可以满足企业所要求的标准企业的内部组织得到了一系列的改变，提高了机械性的功能，促使冲压在其外形上也发生了一些改变。 (3)冲压在其设计之后，所生产的零部件都具有刚度较好和质量较轻的特点，这些零部件在我国的汽车行业和摩托车行业具有较深的影响，并且正在向空调行业、冰箱行业和电梯行业迈进在今后的经济时代，冲压行业将会快速的发展，冲压模具的设计也会不断的变革，达到高效率的效果。 1 冲压生产中，弯曲是最常用的也是应用最多的冲压工序。就弯曲而言，有简单形状弯曲与复杂形状弯曲之分。对形状较为简单的弯曲件，如 V 型、 U 型、 以一次弯曲成形。对于形状复杂的弯曲件，如圆形、方形、长圆形、葫芦形等，一般需要两次或多次弯曲，方能成形。复杂件分步多次弯曲，固然模具结构简单，但工序多，因而需要模具数量也多，机床多，人员多，且加工中工件多次定位，不仅操作麻烦，更重要的是质量与效率难以保证。因此对于批量较大的冲压件现在提倡一模成形。对较小的复杂形状的工件，例如电器元件多采用级进模一模成形；对于较大的复杂形状的工件，常采用复合模一模成形；而对于更为复杂的工件，还可以用级进式复合模一模成形。 2 从弯曲件形状特征及其弯曲成形的方式、所用弯曲模结构特点等方面考虑 , 可以概括归纳成两大类 :第一类即开式弯曲件 ; 第二类是闭式弯曲件。弯曲件的两边构成敝开式大开口 , 底角处小 , 开口处大 , 就是通常所说的开口弯曲件 , 即开式弯曲件。诸如 : V 形、 L 形以及其他的等均属于开式弯曲件 ; 相反 , 如果弯曲件的两边闭合、趋向于闭合或虽无闭合而留有开口 , 但开口距离小于弯曲件任意部位宽度、形成瓶颈形、凸肚形、倒截锥形的弯曲件 ,诸如 : 圆形、球缺形、管夹形、凸形等 , 就是通常所说的闭口弯曲件 , 通称闭式弯曲件。 上述两种 弯曲件往往采用两种完全不同的弯曲成形方法 : 开式弯曲件是靠凸模与凹模匹配的弯曲模腔 , 只用凸模与凹模靠冲压压弯毛坯成形。模具结构相对比较简单 , 只有敝开的凸模与凹模 , 靠凹模下部的顶件器顶件出模 ; 闭式弯曲件通常采用有弯芯弯曲成形 , 要有冲压方向压力与水平 ( 横向 ) 方向弯曲力组合施压进行多向弯曲 , 才能成形。完成的工件都包在弯芯或起弯芯作用的凸模上 , 必须用手或专用工具卸件。上述两种不同的弯曲成形工艺 , 所用的弯曲模结构则完全不同 , 见图 0 所示。 3 大连交通大学 2017 届本科生毕业设计调研报告 3 图 0 不同弯曲件所用的弯曲模结构型式 注 : 上半部为开式弯曲件常用弯曲模结构型式 ; 下半部为闭式弯曲件常用结构型式 和 境下的 冲压工艺 模具是现代制造业的重要工艺装备。因为模具零件具有较强的特殊性及复杂性，其加工精度较高、性能优异，加上难度较大、单件及小批量生产，导致工序不集中，需要对其装配进行调整。通常情况下，模具的主要加工零件是组配零件，大多数为非标准的零件，通过组合加工方法得到较高的配合精度。 4 冲压模结构复杂，包含的零件种类繁多。在冲压模的设计过程中除了考虑其可加工性与装配问题外，还要预测模具与条料运动时可能产生的各种干涉情况，这就使得三维实体 统在冲压模具设计中显得尤为重要。此外，采用标准件能给产品的设计、制造、装配带来很大的方便。因此有必要结合企业自身的实际情况，在通用 件的基础上开发专用的冲压模具标准件库，这样设计人员便能从标准件库中获得满足设计要求的标准件，从而可大大减少重复劳动，提高设计效率，缩短新产品的研制周期 . 5 从冲压行业角度来看，由于现代化零部件的设计越 来越复杂，所以连续的冲压技术即将成为重要领域连续模是指经过一种模具在两个或两个以上的工位上来完成许多种工序的过程它具有相对比较容易、模具使用时间更长、更加容易形成自动化及存在生产效率较高的特点通过连续模的冲压工序可以得到一些完整的零部件和半成品尽管会出现许多个冲压工序，但是也是可以利用一些连续模来大连交通大学 2017 届本科生毕业设计调研报告 4 冲压完成这些零部件。 由于计算机信息技术的逐渐发展，使 软件能够对多个科技领域产生积极的影响 软件具有很多优势 :降低了制图工作人员的工作数量，提高了设计水平和效果，且可以精确的分析模型、分析运动和干 涉检测等利用 软件设计的冲压模具，可以使零部件在设计、加工和配置等方面更加标准，降低了生产成本、缩短了设计时间，提高了生产效率。 6 冲压模具按工艺性质可分为冲裁模、弯曲模、拉伸模、成形模等，无论何种模具，基本上都需要上、下模体、导向装置、压料装置、定位装置等，因此按照创成设计思想，设计了集冲压模具零部件设计、冲压模具加工仿真、冲压模具工作仿真为一体的冲压模具 统，如图 1 所示。利用本系统的参数化、三维化特点，设计者可轻易实现零部件设计、加工设计等同时进行，加快模具设计过程，缩短设计、制造周期 ，增强新产品开发能力，增强市场竞争力。 模具零部件设计系统：用户根据需求，可检索和选用现有的冲压模具设备，或具有典型功能的标准部件或常用件，同时允许利用三维技术对所需的模具元部件进行创成或全新设计。为适应我国现行的制造手段，还可利用 E 软件关联设计的优势，随时由 3D 模型产生符合国标的 2D 工程图，无论在 3D 或 2D 图形上做尺寸修改，其相关的 3D 实体模型或 2D 图形均自动修改，这样可确保设计数据的正确性，避免发生人工改图的疏漏，使设计质量极大提高。 冲压模具加工仿真：设计者可利用 E 软件强大的造型、 工等功能，完成典型模具中所需零件的加工模拟，确定其加工工艺。并利用其生成的真实几何形状，进行精确的模型分析、曲线分析、曲面分析，如干涉检查、间隙检查、重心计算等，减少试模次数，简化压力中心等的计算，从而降低设计及制造成本。 冲压模具工作仿真：利用冲压模具工作仿真系统，设计者可以对模具工作过程进行模拟，从而对模具制造的可行性进行分析和研究。 7 大连交通大学 2017 届本科生毕业设计调研报告 5 于模块化的冲压模具设计过程 如图 2 所示 ,对于基于模块化的冲压模具设计过程一般可粗分为设计需求获取、模块化产品方案设计阶段及基于 产品详细设计阶段。 图 2 基于模块化的冲压模具设计过程 (1)设计需求获取。设计人员通过人机交互界面把设计要求、设计条件等设计原始信息输入到系统中 ,建立冲压模具的设计任务。 (2)模块化产品方案设计。通过对设计任务书中设计要求的分析和研究 ,明确冲压模具应具有的功能 ,确定产品的功能参数 ,以模块为单位提出冲压模具的功能设计方案及结构方案。因此 ,方案设计阶段又可细分为功能设计阶段及结构方案设计阶段。 1)功能设计。其主要任务是根据用户的需求 ,定义冲压模具的基本功能集及各功能之间的关系、主要技术参数、主要约束关系等。 大连交通大学 2017 届本科生毕业设计调研报告 6 2)模块方案设计。在功能设计的基础上 ,经过功能 提供实现功能的具体模块结构方案 ,再通过模块组合得到冲压模具的总体结构方案 ,此时产品已初具雏形 ,但仍未完全实现。 (3)基于 产品详细设计。基于 产品详细设计就是针对具体的设计参数 ,在方案设计的基础上对组成产品的各个模块中的零部件进行详细结构设计 ,并最终组合成产品 ,是产品最终的实现。由于在产品的详细设计过程中 ,可利用产品族中 实现相同或相似方案的产品或零部件实例实现产品的快速定制 ,因此在详细设计中可应用 术实现基于知识的产品快速设计。 8 常维护 正常的模具清扫、 点检及对可动部分给油等工作，目的是确认模具处于正常状态，同时经常进行此工作也能在早期发现异常。 期维护 模具磨耗存在于每一个模具上， 而模具的定期维护就是在模具出现异常磨耗时实施的维护。 这个时期的冲压加工数是很容易掌握的， 只要模具达到了规定的加工数，就可以进行维护，所以定期维护也是计划性维护。 良维护 改良维护是一种特殊维护， 它可以稳定产品的质量，延长模具的使用周期。 具使用后的热处理 新模具生产 2000 模以后， 可以进行低温长时效处理，将模具镶块加热到 320350，保持 3.5 h, 最好采用真空炉。 故维修 事故维护是所有模具维护中内容最多的一项，通常是在模具使用到将近极限时才进行， 若模具维护的时间花费较多，则模具的寿命也就较长。 此外，由于事故维护是突发性的维护， 因此一定会有预计之外的设备停止和紧急维护作业。9 提高模具的寿命，在模具使用时应做到：严格控制凸模进入凹模的深度，以减少磨损；提前修模，预防磨损沟痕导致的裂纹，避免因磨损而导致凸、凹模间隙不均产生的附加弯矩；模具使用后若表面粗糙度变差，要及时修磨抛光；模具存放时，上、下模应保持一定空隙，以保护刃口等。 10 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 ，同样也是重要的发展趋势 。 大连交通大学 2017 届本科生毕业设计调研报告 7 这方面的研究工作十分活跃 ， 张学良在数控铣床上研究了利用直流电进行磁性抛光的情况 ， 精铣加工 后表面粗糙度 m 的试样只需研抛 可获得表面粗糙度为 m 的高质量表面 ， 显示了高精度 、 高效率和高可靠性 。 日本冈山大学的宇野義幸 11等人 ， 采用直径达 60大面积脉冲电子束 ， 研究了能量密度 、 照射次数 、 粗加工质量等因素对模具精整加工质量的影响 ， 得出 “ 大面积脉冲电子束照射有望代替传统精整抛光 ” 的可喜结论 。 1）加强模具维护、保养工作 ,纳入绩效考核指标为建立完整的模具档案（原始设计资料、试模报告、存在问题、使用状况、维护保养纪录）、维修日报表汇总、维修效率统计分析，提供每月维修工作改善计划。按计划对模具实施定期清洗清洁、润滑、易损零件检查等项目 ,保证模具的精度和有效性。对模具主要成形零部件进行表面强化，以提高模具零件表面耐磨性，从而更好地提高模具质量。对大批量生产的折弯成形块可采用镀铬、镀钛、渗硫处理，提高其耐磨性，以减少摩擦引起的产品表面划伤。 2）加强模具零备件管理工作 ,及时补充易损易耗件；加强现场 6S 管理工作督导 ,纳入绩效考核指标为模具表面生锈，维修工具、精密数显卡尺任意混放 ,用后没有及时归位，钳工工具容易脏污、变形 ,产品容易脏污、压印、变形影响现场 6S 秩序等现象，都会严重影响模具精度和使用寿命，所以，应该加强相应的各项工作。 12 在国家产业政策的引领与支持下 ,经过前辈们的不断努力创办下 ,目前我国在设计与制造冲压模具方面取得了较好的成果。近几年 ,模具工业增长速度达到了巧 %左右 ,其中模具工业企业的所有制成分也伴随着巨大的变化。 近年许多模具企业对技术进步的投资明显加大了力度 ,并视技术进步为企业发展的主要推动力。部分国内模具企业对二维 力普及 ,同时开始使用、 国际通用软件。由于相关机构与高校等多方面的努力 ,中国在模具 术方面荣获了卓越的成果 ,不仅对模具质量进行了改良 ,对模具设计的制造周期也有所缩减。例如 :吉林大学汽车覆盖件成型技术所研制的汽车覆盖件冲压成型分析 件、华中理工大学模具技术国家重点实验室研发的汽车覆盖件模具和级进模 件。 我国模具工业目前 虽取得了显著的进步 ,但值得深思的是许多方面较其他发达国家还有些不足 ,需要及时解决。较国外的模具制造而言 ,我国模具制造存在以大连交通大学 2017 届本科生毕业设计调研报告 8 下几点的不足 : (l)模具使用覆盖率和标准化程度低 ,虽然汽车模具标准件的使用覆盖率从 ,20世纪末的 25%一 30%上升到巧 %左右 ,但是离国际 70%一 80%的水准还是有非常大的提升空间。 (2)缺少大型、复杂、长寿命模具对需求模具量庞大的现代工业的更新换代进行了制约。在我国 ,许多模具厂的加工设备不够先进 ,其中精度弱、役期久、效率低等问题导致目前的生产能力对需求量的供应只有 60%左右。 (3)模具寿命短、材料利用率低国外。通过分析统计大量的失效模具 ,可知引起模具失效有以下几个原因 ;由热处理操作失误占据 25%,因模具结构设计不合理、选材偏差占据 25%,由于使用条件等因素占据了 20%,因加工工艺因素占据了10%。 (4)在对模具 术的开发方面有待提高、技术的普及率低 ,只有仅仅在约 10%的模具的设计中运用了 术 ,要想达到全面熟练运用此类新开发技术还得经过长期的摸索 ;由于对工艺设备方面和先进适用的制造装备的缺乏 ,只有 5%左右的模具制造设备采用了 术 . 13 模具被称为“工业之母”，孕育和支撑着各工业领域的产品创新和大规模生产；模具又是生产工具，“工欲善其事，必先利其器”，具有很高的专业技术特性和很高的使用生产效率；因此，模具及其行业的科技水平决定一个国家或地区甚至世界的生产力水平。 模具按材料和成型特点不同分为冲压模具、注塑模具、铸造模具、压铸模具和粉末冶金模具等种类，其中冲压模具数量约占 50%，销售额约占 37%。 据中国模具工业年鉴， 2011 年中国模具行业规模以上企业销售额 1,240 亿元，比上年增长 其中冲压模具约占 37%即 元；冲压模具生产数量约 1,050 万套，消耗模具钢材约 172 万吨。 现阶段中国模具行业的生产规模已位列世界第三，约占全球的 20%，仅次于日、美。因此，在中国及全球提倡可持续发展的大趋势下，模具行业的可持续发展将变得愈发重要。 14 中国冲压模具的发展现状改革开放带了我国的经济进入高速发展的时期，模具的市场的需求量也进一步的增加。模具行业也一直以 15%左右的增速再 发展。因此带来的模具工业企业的所有制成分的巨大变化，一些国有专业模具厂也如雨后春笋般的建立起来，同时也带来了以集体、独资、私营和合资等形式的快速发展。 赋有“模具之乡”的浙江宁波和黄岩地区是现今我国规模最大的两个地方；大连交通大学 2017 届本科生毕业设计调研报告 9 广东地区也渐渐掀起了开建模具厂的浪潮；其中科龙、康佳等集团纷纷建立了自己的模具制造中心；中外合资或是外商独资形式的模具企业现也有几千家。 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 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 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； 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 . 当前中国经济增长减速，企业效益明显下滑，压力巨大。据中国锻压协会行业研究室对锻造、冲压和钣金零部件骨干企业的抽样调研显示， 2012 年上半年，大约有 20%的企业效益与去年同期略有增长， 30%盈亏平衡， 50%的企业处于亏损状态。 企业当前遇到的主要问 题有：企业税负较重、人民币升值出口效益大幅度下降，不但出口艰难，也带来了国外同行在国内市场的激烈竞争、人员流失与招工困难并存，企业知识积累体系欠缺；市场低端重复投资严重，中低档次市场恶性竞争严重，企业利润下滑厉害等等。 我国冲压模具产品的质量和生产工艺水平 ,总体上比国际先进水平低许多 ,而模具生产周期却要比国际先进水平长许多。产品质量水平低主要表现在精度、表面粗糙度、寿命及模具的复杂程度上 ;生产工艺水平低则主要表现在加工工艺、加工装备等方面。 冲压模具加工工艺和装备对提高加工效率、确保模具精度、缩短交货周期有重要影响。过去的中国冲压模具行业 ,车、刨、铣、钻、磨等传统普通机床和电火花线切割机床 ,曾经在绝大多数冲压模具企业使用 ,进口的数控龙门仿形铣床由于没有采用 术 ,也只能当作靠模仿形铣床使用 ,采用这些装备加工冲压模具时 ,通常需要对模具零件反复装夹和定位 ,因而加工生产效率低、模具产品质量差。 在 2002年 12月德国法兰克福举办的 493个参展厂商中 ,大连交通大学 2017 届本科生毕业设计调研报告 10 约有 30%是机床和刀具厂商 ,展出高速加工机床的最高转速在 25 00030 000r/间 ,这是对传统切削加工的非常显著的 变革 ,体现了模具加工技术装备高速化、集成化趋势。 高速加工并不以牺牲加工精度和加工质量为代价 ,当今高速加工装备普遍可以达到机床精度不大于 1面粗糙度不高于 0. 1水平 ,是一种高水平的高速加工技术。德国 速加工机床主轴转速高达 42 000r/位精度和重复定位精度分别达到了 0. 005 很高水平。 连通常被认为效率低下的电火花机床的加工速度也在不断提高。电火花铣削加工技术是一种替代传统的用成型电极加工型腔的新技术 ,它是用高速旋转的简单的管状电极作三维或 二维轮廓加工 (像数控铣削一样 ),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。国外已经将这种高新技术机床应用到模具加工中 ,如 与传统电火花机床相比可提高加工效率 20% 70%,同样加工一个深 81孔 ,前者所需工时仅为后者的 38. 5%。 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 0. 3时 ,可以实现内凹圆角清根、外凸圆角加工到位等 ,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。 国内的许多模具企业通过引进先进的加工装备 ,硬件上与国际水平的差距正在快速缩小 :上海的汽车模具企业 ,近年来通过大量购置先进的五轴高速加工机床、大型龙门加工中心和五轴联动数控高速铣床、数控车或复合加工机床、先进的大型测量和调试设备及多轴数控激光切割机等。一汽模具公司已经拥有轴高速数控铣床等大 型高速加工设备 ;东风汽车模具公司拥有高速数控铣床、五轴数控铣床、龙门数控雕刻机床、激光切割机床等各种先进、大型机床 22 台套。浙江黄岩的模具制造企业 , 2005 年拥有数控设备 3809 台 ,数控化率达到了 63% (1997 年数控化率仅为 13% );其中数控加工中心 917 台 (1997 年只有 27 台 )。黄岩地区近几年陆续引进的设备几乎都是先进的设备 ,主要来自欧美和日本的专业、先进的设备制造商。近两年内 ,国内汽车模具企业龙门数控机床拥有量翻了不止一番 ,新增的龙门数控机床中 ,加工中心和高速铣床占了很大比重。目前 ,资产过亿、 拥有龙门加工中心 10 台以上的大型汽车模具企业已经达到10 多家。外国人都惊呼 :怎么两年之间中国大陆的汽车模具企业规模、数量和制造能力会有如此大的变化。 15 大连交通大学 2017 届本科生毕业设计调研报告 11 当前，工业的生产和科学技术正在迅速的发展，多数的新工艺、新技术、新材料正在不断的涌现着，从而促进了冲压技术的不断革新和发展。冲压模具是在常温下，利用冲压设备对金属和非金属材料完成冲裁分享或变形作业，从而最终获得所需零件或工序产品的模具。冲压模具以生产效率高、产品质童稳定、互换性好、材料利用率高、适应范围广、操作简单等特点，而广受生产企业的欢迎，现已成为 机械加工行业不可缺少的重要成形加工手段。 16 总之 ,具有更大灵活性或柔性的冲压技术和设备将适应小批量、多品种、混流生产模式以及市场多样化、个性化需求的发展趋势 ,加强企业对市场变化的快速响应能力。随着工业生产技术发展的需要，以智能模具为代表产品之一的高端装备制造业及助力模具企业生产的企业 ,将有力支撑中国高端装备零件制造等领域快速发展。随着我国模具行业的不断发展 ,对于模具产品的需求与要求也在逐步提高 ,而这样的提高带来的是对行业技术提升更大动力。 17 1、模具问题 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，是技术密集型产品。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的。 2、安全问题 冲压加工也存在着一些问题和缺点。主要表现在冲压加工时产生的噪音和振动两种公害，而且操作者的安全事故时有发生。不过，这些问题并不完全是由于冲压加工工艺及模具本身带来的，而主要是由于传统的冲压设备及落后的手工操作造成的。随着科学技术的进步，特别是计算机技术的发展，随着机电一体化 技术的进步，这些问题一定会尽快而完善的得到解决。 3、高强度钢冲压 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。 18 大连交通大学 2017 届本科生毕业设计调研报告 12 从趋势看，近年来，零部件企业受上下游挤压严重，人力成本上升明显，效率更高的机械压力机、伺服驱动压力机、多工位压力机、连线的自动化生产线、复合模具在业内使用量明显增加。同时来自用户行业的高要求，校平、润滑、去毛刺、内高压成形、无模、多点成形、热成形等特殊工艺和延伸服务的需求大大增加，未来冲压和钣金行业的多工位、自动化、柔性化、智能化水平需求大幅提升。 未来冲压、钣金行业的发展必须符合低碳、环保、节能节材的设计、生产和消费理念，生产必须向精密、高效发展，企业必须向专业化、规模化、全球化 发展。 另外，智能化也是未来行业发展的一个必然要求。“智能”意味着：更高的生产效率和产品精度、更稳定的重复精度、更加柔性化的生产方式、较低的劳动强度、更快的市场响应速度、更加全面的企业信息化系统等。 冲压技术发展的现状和未来趋势 (1)突出 精、省和净 (2)冲压成型更加 科学化、数字化和可控化 (3)冲压成型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 (6)复合技术的应用 未来发展： (1)电子技术从设计走向商务，电子商务带来了买方拍卖，加大了行业的竞争难度。 (2)立志参与市场竞争的企业，必须发展产品专业化生产。 (3)冲压部件厂将参与主机厂主机的设计，功能化供货。 (4)人才是企业争夺的焦点，人员再教育和网络教育日常进行显得越来越重要。 (5)冲压件批量和成本的矛盾日益尖锐。全球平台式生产会进入冲压行业。 (6)供应商 压厂 整个工业中，冲压与锻造一样是一个弱小行业，只有团结才能适应变化。 (7)冲压行业的投资 将越来越大，而更新将越来越快。 大连交通大学 2017 届本科生毕业设计调研报告 13 (8)冲压的关键在模具，冲压模具的发展至关重要。 随着劳动力成本剧增，熟练技工又越来越短缺，低效率生产的普通冲压件的利润越来越稀薄，应用自动化、高效率、高稳定的高速冲压技术，生产更加精密、复杂的零件，从而获得更大的附加值成为众多企业的追求。现代生活也为精密高速冲的市场提供了极大地发展空间，相信未来会有更多的企业关注精密高速冲生产。 大连交通大学 2017 届本科生毕业设计调研报告 14 参考资料 1蔡宇明 J2015,(16):1512胡建国 J2009,(05):123张正修 ,李欠娃 J2006,(05):154陈洪艳 J2014,(02):455郭玲蓉 ,陈玉全 ,孙振忠 ,李金宇 ,丁永乐 ,徐瑞年 J2005,(03):326蔡宇明 J2015,(16):1517何培英 ,纪莲清 环境下冲压模具 统的开发 J2006,(04):1688郑清春 ,郭津津 ,吕惠娟 ,董黎敏 统开发 J2008,(04):129. 9郭超 ,周新平 J2016,(01):14310张桂侠 J2011,(06):9011宇野義幸 , 冈田晃 , 薮下法康 , 等 制造技术与机床 , 2004(5):2912 窦 岩 平 , 吴 凤 林 . 弯 曲 模 对 弯 曲 件 尺 寸 精 度 影 响 的 思 考 J. 机 械 管 理 开发 ,2011,(05):10104. 13周韶冰 ,熊文华 J2016,(15):39. 14亮 ,张泽浩 J2014,(06):115刘胜国 J2007,(01):1216曾邦 J2014,(13):30317刘道春 J2014,(04):818刘辰宇主编钣金冲压工艺窍门与钣金件设计制造技术方法及图集典范实用手册：银声音像出版社， 2005.3