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1、1目目 录录1. 前言1.1 机械与模具制造业在国民经济中的地位21.2 当前国际模具发展现状及其特点21.3 我国模具发展现状及其特点31.4 冲压的基本工序及模具41.5 吊耳加强板零件的简单介绍5 2.吊耳加强板冲压工艺分析2.1 零件结构的分析62.2 冲裁件的精度与粗糙度62.3 冲裁件的材料62.4 确定工艺方案6 3. 冲裁模的设计 3.1 冲压模具总体结构设计83.2 零件工艺计算83.3 冲裁力与冲裁压力中心的计算103.4 刃口的计算123.5 模具零部件结构的确定123.6 压力机的校核143.7 冲裁模装配图163.8 冲裁模零件图17 4冷冲模零件的制造工艺4.1 传
2、统模具制造向现代模具制造的过渡194.2 冲模零件的加工工艺20 5.结论21 6.参考文献22 7.致谢2321 1 前言前言1.11.1 机械与模具制造业在国民经济中的地位机械与模具制造业在国民经济中的地位利用模具成型零件，是一种少切削、无切削、多工序重合的生产方法。采用模具成型的工艺代替传统的切削加工工艺，可以提高生产效率、保证零件质量、节约材料、降低生产成本，从而取得很高的经济效益。因此，模具在现代工业的主要部门，如机械、电子、轻工、交通和国防工业中得到了极其广泛的应用。例如：70以上的汽车、拖拉机、电机、电器、仪表零件，80以上的塑料制品，70以上的日用五金及耐用消费品零件，都采用模
3、具来生产。由此可见，利用模具生产零件的方法已成为工业上进行成批或大批生产的主要技术手段，它对于保证制品质量，缩短试制周期，进而争先占领市场，以及产品更新换代和新产品开发都具有决定性意义。因此德国把模具称为“金属加工中的帝王”，把模具工业视为“关键工业”；美国把模具称为“美国工业的基石”，把模具工业视为“不可估其力量的工业”；日本把模具说成是“促进社会富裕繁荣的动力”，把模具工业视为“整个工业发展的秘密”。我国将模具工业视为整个制造业的“加速器”。从另一方面来看，机床、刀具工业素有“工业之母”之称，在各个工业发达国家中都占有非常重要的地位。由于模具工业的重要性，模具成型工艺在各个工业部门得到了广
4、泛的应用，使得模具行业的产值已经大大超过机床、刀具工业的产值。这一情况充分说明了在国民经济蓬勃发展的过程中，在各个工业发达国家对世界市场进行激烈争夺的过程中，愈来愈多的国家采用模具来进行生产，模具工业明显地成为技术、经济和国力发展的关键。从我国的情况来看，不少工业产品质量上不去，新产品开发不出来，老产品更新速度慢，能源消耗指标高，材料消耗量大，这都与我国模具生产技术落后，没有一个强大的、先进的模具工业密切相关。因此，要使国民经济各个部门获得高速发展，尽快缩短和发达国家之间的差距，加速实现社会主义现代化步伐，惟一的出路就是必须尽快将模具工业搞上去，使模具生产形成一个独立的工业部门，从而充分发挥模
5、具在国民经济中的关键作用。1.21.2 当前国际模具发展现状及其特点当前国际模具发展现状及其特点3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
6、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。1.31.3 我国模具发展现状我国模具发展现状我国政府对模具工业和模
7、具技术发展非常重视，特别是在改革开放以来，充分肯定了模具工业和技术在制造业和国民经济中的重要基础地位。 1984 年成立了中国模具工业协会（由原机械工业部主管） ，并在“六五“、“七五“计划中专项支持，“八五“科技开发计划中，先进制造技术列在第一位，而模具设计制造技术又列在先进制造技术的第一位。在此期间，国家投入数千万元的研发费用（加上地方和企业自筹，研发经费超过 1 亿元） ，形成近百项技术成果，大大缩短了我国与世界发达国家的技术差距。模具制造在制造业中的重要性逐渐被人们所认识，也引起各级政府领导的重视。国家采取了扶持政策。一些地方政府也从各方面大力扶持。与发达国家相比，我国模具工业还有较大
8、差距，主要是：我国还处于全球产业链分工的中低端，产品处于中低档；模具也是如此。在组织模具开发、生产方面，发达国家普遍采用并行工程和项目管理等技术和管理方法，加强了对工作流的控制，缩短了模具开发周期，保证了质量；在专业化生产方面，发达国家更加普遍。专业化分工是提高生产效率，缩短模具设计制造周期和保证产品质量的必然发展趋势，它有利于突出自己的核心业务，4有利于积累产品开发、生产管理及服务的经验，以在短期内提供高质量、低成本模具；在高新技术的应用方面，发达国家对各种高新技术的应用更加广泛，更加深入，水平也较高，包括数字化模具技术（三维设计、可制造性设计（DFM） 、CAPP、CAM、CAT） 、成形
9、过程模拟（CAE）技术、高速加工技术、自动化加工技术、新材料成形技术、表面处理技术、新型（多功能复合）模具技术、信息化管理技术等等。高新技术的不断开发和广泛应用使得模具的设计制造水平达到空前的高度。在新技术研发创新方面，包括成形方法的创新，成形品质改善的创新，新材料成形技术的创新等，我国还没有掌握主动权，基本上是在跟踪发达国家技术发展的进程。总体上，我们与发达国家还有 1015 年的差距，我们仍要发奋图强，加油追赶，以实现模具强国之梦想。1.41.4 冲压的基本工序及模具冲压的基本工序及模具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
10、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。上述两类工序，按基本变形方式不同又可分为冲裁、弯曲、拉深和成形四种基本工序，每种基本工序还包含有多种单一工序。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-级进和复合-级进三种组合方式。
11、复合冲压在压力机的一次工作行程中，在模具的同一工位上同时完成两种或两种以上不同单一工序的一种组合方法式。级进冲压在压力机上的一次工作行程中，按照一定的顺序在同一模具的不同工位上完面两种或两种以上不同单一工序的一种组合方式。复合-级进在一副冲模上包含复合和级进两种方式的组合工序。冲模的结构类型也很多。通常按工序性质可分为冲裁模、弯曲模、拉深模和成形5模等；按工序的组合方式可分为单工序模、复合模和级进模等。但不论何种类型的冲模，都可看成是由上模和下模两部分组成，上模被固定在压力机工作台或垫板上，是冲模的固定部分。工作时，坯料在下模面上通过定位零件定位，压力机滑块带动上模下压，在模具工作零件（即凸模
12、、凹模）的作用下坯料便产生分离或塑性变形，从而获得所需形状与尺寸的冲件。上模回升时，模具的卸料与出件装置将冲件或废料从凸、凹模上卸下或推、顶出来，以便进行下一次冲压循环。1.51.5 吊耳加强板零件的简单吊耳加强板零件的简单介绍介绍图所示为某车型上的吊耳加强板零件，材料为钢，料厚。该零件为一浅的无凸缘拉伸件。其拉伸高度仅，基本与圆弧重合，其拉伸高度无特别要求。零件中间有一个 的圆孔，其精度要求不484 . 0 8 . 0算高，直接冲压即能够满足要求。该零件的生产纲领不多，决定用通用的曲柄压力机加工，其冲压工艺为：落料、冲孔拉伸成形。 设计要求:设计该零件的冲裁模 冲压件图如下图所示（a） （b
13、） 图1 吊耳加强板零件图冲压技术要求:1. 材料:35 号钢62. 材料厚度:2mm3. 生产批量:中批量4. 未注公差:按 IT14 级确定.2 2吊耳加强板冲压工艺性分析吊耳加强板冲压工艺性分析2.12.1 冲压工艺分析冲压工艺分析该零件材料为 35 号钢结构简单,形状对称,冲孔的孔尺寸为已知冲孔时,因受凸模强度的限制,孔的尺寸不应太小.冲孔的最小尺寸取484 . 0 8 . 0决于材料性能,凸模的强度和模具结构等.很明显，此孔尺寸不小，满足工艺性能要 求。 由于该零件的拉伸高度较小，因此，只需一次拉伸即可成形。为保证拉伸件直壁部分与孔的相对位置关系，拉伸工艺中将以中间的 的孔定位，配4
14、84 . 0 8 . 0以外形上的直边的角向定位进行拉伸。同时，中间 484 . 0 8 . 0孔的精度要求并不太高，且拉伸件的直壁部分较短，拉伸成形时直壁部分的变形不会对中间孔的尺寸产生任何影响。故在落料、冲孔工序可直接将孔冲到尺寸且后续也不需增加孔的修正工序。2.22.2 冲裁件的精度与粗糙度冲裁件的精度与粗糙度冲裁件的经济公差等级不高于 IT14 级,一般落料公差等级最好低于 IT10 级,冲孔件公差等级最好低于 IT9 级,由表 3-5 可得落料公差,冲孔公差分别为 0.40,0.08.而冲件落料公差,最高精度冲孔公差分别为 0.5,0.15 而冲件孔中心距最高精度公差为0.4,因此可
15、用于一般精度的冲裁,普通冲裁可以达到要求.由于冲裁件没有断面粗糙度的要求,不必考虑.2.32.3 冲裁件的材料冲裁件的材料45 号钢,抗剪强度 =400520P,断后伸长率 16%,此材料具有良好的塑性,冲裁性较好,可以冲裁加工.2.42.4 确定工艺方案确定工艺方案零件为一落料冲孔件，可提出的加工方案如下：7方案一：先落料，后冲孔。采用两套单工序模生产。方案二：落料冲孔复合冲压，采用复合模生产。方案三：冲孔落料连续冲压，采用级进模生产。方案一模具结构简单，但需两道工序、两副模具，生产效率低，零件精度较差，在生产批量较大的情况下不适用。方案二只需一副模具，冲压件的形位精度和尺寸精度易保证，且生产效率高。尽管模具结构较方案一复杂，但由于零件的几何形状较简单，模具制造并不困难。方案三也只需一副模具，生产效率也很高，但与方案二比生产的零件精度稍差。欲保证冲压件的形
