1、景德镇陶瓷学院本科生毕业设计（论文）- 0 -摘 要本设计为一垫板的冷冲压模具设计，根据设计零件的尺寸、材料、批量生产等要求，首先分析零件的工艺性，确定冲裁工艺方案及模具结构方案，然后通过工艺设计计算，确定排样和裁板，计算冲压力和压力中心，初选压力机，计算凸、凹模刃口尺寸和公差，最后设计选用零、部件，对压力机进行校核，绘制模具总装草图，以及对模具主要零件的加工工艺规程进行编制。其中在结构设计中，主要对凸模、凹模、凸凹模、定位零件、卸料与出件装置、模架、冲压设备、紧固件等进行了设计，对于部分零部件选用的是标准件，就没深入设计，并且在结构设计的同时，对部分零部件进行了加工工艺分析，最终才完成这篇毕
2、业设计。通过此次毕业设计加深对所学知识的掌握，有利于所学知识的综合利用。尤其是对所学专业知识的最好体现。对于在该课题在设计中遇到的难点和疑点，可以通过查阅相关资料进行解决，有利的锻炼了自主处理问题的能力。多工位级进模是在普通级进模的基础上发展起来的一种高精度、高效率、长寿命的模具，是技术密集型模具的重要代表，是冲模发展方向之一。关键词： 冷冲压 落料拉深复合模 冲压工艺 模具设计景德镇陶瓷学院本科生毕业设计（论文）- 1 -ABSTRACTThe design for a plate of cold stamping die design, according to the size of t
3、he design components, materials, mass production, etc., the first part of the process of analysis to determine the blanking process planning and die structure of the program, and then through the process design calculations, determine the nesting and cutting board, calculate the pressure and pressur
4、e washed centers, primary presses, computing convex and concave Die Cutting Edge dimensions and tolerances, the final design selection of parts and components, to press for checking, drawing die assembly drawings, as well as Mold processing technology of the main parts to the preparation procedures.
5、 In which the structural design, primarily to the punch and die, punch and die, positioning parts, unloading and out of pieces of equipment, mold, pressing equipment, fasteners, etc. has been designed, for the selection of some components are standard parts , there is no in-depth design, and structu
6、ral design, while some parts for the processing process analysis and ultimately to complete this graduation project.With this graduation project to deepen the mastery of knowledge is conducive to the comprehensive utilization of the knowledge. In particular，the best embodiment for expertise. we can
7、access relevant information for the problem we have encounter ed during the process and also a favorable self-training capabilities in handling problems.Mu-Position Progressive Die is a high-precision, high efficiency, long - life,technology-intensive Die which is developed from general 景德镇陶瓷学院本科生毕业
8、设计（论文）- 2 -Progressive Die .It is one of important representative of the directions of the Die development.Key words: mold; stamping parts; punch; die; punch and die;景德镇陶瓷学院本科生毕业设计（论文）- 3 -第 1 章 绪论 1.1 设计的意义改革开放以来，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，模具生产技术水平的高低，
9、已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，因为模具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。随着我国加入 WTO，我国模具工业的发展将面临新的机遇和挑战。我国的模具工业的发展,日益受到人们的重视和关注。“模具是工业生产的基础工艺装备”也已经取得了共识。在电子、汽车、电器、仪器仪表、家电通讯等产品中，60%80%的零部件都要依靠模具成形这些行业是模具行业的主要服务领域。用模具生产的制件具有高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗等特点，是其他加工方法所不及的。模具生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，在很大程度上决定着产品的质量和新产品的开发能力
10、。作为一名工科类本科毕业生，毕业设计是其大学阶段最具重要意义的一项任务，其重要的意义不言而喻。完成毕业设计是检验我在校学习成果的重要措施，也是我在毕业前必须完成的一项任务。它在一定程度上能体现出毕业生专业基础知识水平、分析解决问题的能力。通过本次毕业设计，我相信自己各个方面的能力将得到检验和提升，如设计软件的操作能力，科学研究的能力，组织管理的能力，语言和文字表达的能力等方面。1.2 设计的目的本次设计课题是汽车加强支架的冲压工艺及其模具设计，撰写毕业设计论文主要可以达到以下三个目的：一：对自己专业基础知识、基本理论和基本技能掌握情况进行一次全面考核。二：对自己进行规范的科学研究基本方法训练，
11、在灵活运用所学专业知识的基础上，熟练掌握冲压模具设计的全过程。三:本次学生撰写论文是结合现场生产，把在校学过的专业知识运用于实际，在理论和实际结合过程中进一步消化、加深和巩固所学的专业知识，并把所学的专业知识转化为分析和解决问题的能力，又可以学到许多课堂和书本里学不到的活生生的新知识。同时也可以让自己回忆在学校中四年所学到的东西，将其做个系统的回顾和总结。景德镇陶瓷学院本科生毕业设计（论文）- 4 -1.3 冲压工艺的种类冲模的结构型式很多，可以根据以下特征进行分类：(1) 按冲压工序性质分，有落料模、冲孔模、切边模、弯曲模、拉伸模、成形模和翻边模等。(2) 按冲压工序的组合方式分，有单工序的
12、简单模和多工序的连续模、复合模和连续复合模等。(3) 按模具的结构型式，根据上、下模的导向方式，有无导向模和导板模、导柱模、滚珠导柱模等；根据卸料装置，可分为带固定卸料板和弹性卸料板冲模；根据挡料形式，可分为固定挡料钉、活动挡料销、导正销和侧刃定距冲模。(4) 按采用的凸凹模材料科分为硬质合金冲模、钢质硬质合金冲模、钢皮冲模、橡皮冲模和聚氨酯冲模等。此外，还有按模具轮廓尺寸的大小，分为大型冲模和中小型冲模等。 冲压主要是按工艺分类，可分为分离工序和成形工序两大类。分离工序也称冲裁，其是指被加工材料在外力作用下产生变形，当作用在变形部分的相当应力达到了材料的抗剪强度，材料便产生剪裂而分离，从而形
13、成一定形状和尺寸的零件。这些冲压工序统称分离工序，如剪裁一冲孔、落料、切口等。成形工序的目的是使板料在不破坯的条件下发生塑性变形，制成所需形状和尺寸的工件。其是指被加工材料在外力作用下，作用在变形部分的相当应力处于材料的屈服极限与强度极限之间，材料仅仅产生塑性变形，从而得到一定形状和尺寸的零件，这些冲压工序统称成形工序，如弯曲、拉深、成形等变形工序。冲压板料的表面质量和内在性能对冲压成品的质量有很大的影响。用于冲压的材料，一般要求材料厚度精确、表面光洁、无斑、无疤、无擦伤、无表面裂纹等；屈服强度均一化，无明显方向性；均匀延伸率高、屈强比低、加工硬化性低等。 模具的精度和结构直接影响冲压件的成形
14、和精度。模具制造成本和寿命则是影响冲压件成本和质量的重要因素。1.4 冲压工艺的特点及其应用冲压是冲压是利用模具在压力机上对材料加压使之分离或变形，以得到一定形状工件的一种加工方法。由于冲压一般都是在室温下进行的，所以冲压也被称为冷冲压。冲压常用的材料为板料故也称为板料冲压。用冲压方法加工的工件称为冲压件。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：景德镇陶瓷学院本科生毕业设计（论文）- 5 -（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
15、。（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 mm 以上
16、，加工尺寸幅度大，适应性强。当然冲压工艺也存在不足之处，对于批量较小的制件，模具开发费用会使其成本明显增高，所以冲压制件的生产一般要有经济批量；同时，模具的开发需要一个生产准备周期，加工、装配、调试时间较长。冲压过程中，存在很大的噪音和震动，如果冲压厂劳动保护措施做的不到位时，容易产生安全隐患。总体上看，冲压是一种制件质量好、生产效率高、成本低，其他加工方法无法替代的加工工艺，在机械、车辆、电机、电器、仪器仪表、农机、轻工、日用品、航空航天、电子、通讯、船舶、铁道、兵器等制造业中获得了十分广泛的应用。1.5 冲压模具的发展现状与发展趋势冲压工艺在机电产品制造中获得广泛的应用，而冲模是推行冲压工
17、艺必不可少的装备。我国于 20 世纪 60 年代开始生产精冲模具，在走过了漫长的发展道路之后，目前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，经过几十年努力，现在我国冲压模具的设计与制造能力已达到较高水平，包括信息工程和虚拟技术等许多现代设计制造技术已在很多模具企业得到推广。但与国民经济需求和世界先进水平相比，差距仍很大，一些大型、精密、复杂、长寿命的高档模具每年仍大量进口，特别是中高档轿车的覆盖件模具，目前仍主要依靠进口我国模具 CAD/CAM 技术的发展已有 20 多年历史。21 世纪开始 CAD/CAM 技术逐渐普及，现在具有一定生产能力的冲压模具企业基本都有
18、了 CAD/CAM 技术。其中部分骨干重点企业还具备各 CAE 能力。 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，景德镇陶瓷学院本科生毕业设计（论文）- 6 -各企业将加大 CAD/CAM 技术培训和技术服务的力度；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。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。一些国内模具企业开始使用 UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-
19、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。例如，吉林大学汽车覆盖件成型技术所独立研制的汽车覆盖件冲压成型分析KMAS 软件，华中理工大学模具技术国家重点实验室
20、开发的注塑模、汽车覆盖件模具和级进模 CAD/CAE/CAM 软件，上海交通大学模具 CAD 国家工程研究中心开发的冷冲模和精冲研究中心开发的冷冲模和精冲模 CAD 软件等在国内模具行业拥有不少的用户。在国家产业政策的正确引导下，经过几十年努力，现在我国冲压模具的设计与制造能力已达到较高水平，包括信息工程和虚拟技术等许多现代设计制造技术已在很多模具企业得到应用。 总体上和国外在模具工业的总产值中，冲压模具约占 50%，塑料模具约占 33%，压铸模具约占 6%，其他各类模具约占 11%。在模具生产方面，国内已经能够生产精度达 21 m 的精密多T 位级进模、新轿车的部分覆盖件模具、48in（约
21、122cm）大屏幕彩电塑壳注射模具、6.5kg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，还有照相机塑料件模具、多型腔小模数齿轮模具等精密塑料模具。虽然我国模具总量目前已达到相当规模，模具水平也有很大提高，但设计制造水平总体上落后于德、美、日、法、意等工业发达国家许多。国内大型、精密、复杂、长寿命的模具占总量比例不足 30%，而国外在 50%以上。2004 年，模具进出口量之比为 3.71，进出口相抵后的净进口额达 13.2 亿美元，为世界模具净进口量最大的国家。2006 年我国共进口模具20.47 亿美元，出口模具 10.41 亿美元，外贸逆差为 10.06 亿美元。这组数
22、字与 2005 年相比，进口下降 2100 万美元，降幅为 1；出口增加 3.03 亿美元，增幅高达 41；外贸逆差减少 3.24 亿美元，降幅为 24.4。所幸的是，近年来，我国模具进出口结构得到持续的改善，模具制造水平不断提升，多工位级进模相比，在制造精度、使用寿命、模具结构和功能景德镇陶瓷学院本科生毕业设计（论文）- 7 -上，仍存在一定差距。 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
23、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
24、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
25、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
26、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势。 景德镇陶瓷学院本科生毕业设计（论文）- 8 -(8) 采用先进的管理信息系统, 实现集成化管理。欧美的模具企业,特别是规模较大的模具企业,基本上实现了计算机管理。从生产计划、工艺制定,到质检、库存、统计等,普遍使用了计算机,公司内各部门可通过计算机网络共享信息。例如, 意大利的 Galvanin 公司, 在质量管理中采用了统计过程控制系统(SPC) ;在生产过程中, 利用抽检的方法, 根据统计规律获得制件公差分布和变化曲线,动态地控制产品质量; 生产流程的每一环节均采用条码采集数据,实现
27、了全公司的集成化管理。(9)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。景德镇陶瓷学院本科生毕业设计（论文）- 9 -第 2 章 汽车加强支架零件的工艺分析2.1 分析零件的冲压工艺性零件名称：汽车加强支架生产批量：中批量材料： DC03，厚度：1.0 mm 未注公差尺寸按 IT12 级精度制造图 2.1 加强支架制定工艺时首先应仔细了解零件的使用条件和技术要求，并进行工艺分析。 工件材料为德国的进口材料 DC03、厚度为 。材料性能：抗剪切强度 不低于m0.1；抗拉强度 为 ； 屈服强度 ；断后伸长率不低MPa208bMPa270不 低 于 MPa240为于 32。具有良好的冷、热加工性，适于通用的各种冷、热加工工艺，有利于各种工序的加工，具有良好的综合冲压性能。（2）制定工艺时首先应仔细了解零件的使用条件和技术要求，并进行工艺分析。该零件是安装在某汽车上的一个配件，其零件如图 2-1 所示。从零件的技术要求看，该零件形状较简单，是由平面、孔及曲面组成的，该零件尺寸图上所有未标注公差为 IT12 级确定工件尺寸公差，属自由尺寸，因此，尺寸精度要求相对较
