轴端挡圈落料、冲孔、冲槽连续模

一、课题的目的和意义：

冲压是靠压力机和模具对板材、带材、管材和型材等施加外力，使之产生塑性变形或分离，从而获得所需形状和尺寸的工件(冲压件)的成形加工方法。模具是制造业的重要工艺基础，在我国模具制造属于专用设备制造业。冲压加工作为一个行业，在国民经济的加工行业中占有重要地位。根据统计，冲压件在各个行业中均占有相当大的比重，尤其在汽车、电机、仪表、军工、家电等方面所占比重更大。采用冲压模具生产零部件，具有生产效益高，质量好，成本低，节约能源和原料等一系列优点，它已成为当代工业生产中的重要手段和工艺发展方向。

模具工业已被我国正式确定为基础产业，早在“十五”期间就被列为重点扶持产业。从1997年开始，我国模具工业产值超过了机床工业产值。因此模具对国民经济和社会发展起着举足轻重的作用。

对于冲压生产而言，单工位模具结构单一，生产效率低，而且钣金零件不能过于复杂，否则就需要多副单工位模具才能实现。如果采用级进模进行生产，就可以改变这些缺点。标志冲模技术先进水平的精密多工位级进模，具有生产周期短、用操作人员少、精度高、寿命长和生产效率高等特点，因此我国重点发展的精密冲模。

本次文档设计，指导老师给我安排的是大法兰筒形件落料拉深冲压模具设计。通过对零件进行工艺分析，得出零件的主要加工工序主要有：落料、拉深等。经过回顾大学所学的专业知识，参考相关文献资料，以及指导老师指导之后，我初步理清了本次设计的基本思路，掌握了有关文档设计的基本方法。希望通过完成本次设计，我能更好地了解模具设计过程，进一步的掌握模具的相关结构，为今后步入模具行业打好坚实基础。

二、文献综述

1、中国冲压模具的发展现状

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；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CAD，并陆续开始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-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。

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；CAD/CAE/CAM技术的普及率不高；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。

2、中国冲压模具的发展方向

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。 

(8)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。

我国冲压模具与发达国家企业之间的差距不小，因此要发挥整体优势和综合竞争力，要加强统筹协调、完善合作机制，创造性地工作。也需要加大对模具相关专业人才的综合素质培训投入。

课题名称为大法兰筒形件落料拉深冲压模设计，法兰筒形件如上图所示；材料08钢，料厚1mm。

三、设计内容与步骤

1）分析冲压件的工艺性：主要分析冲压件的形状特点、尽寸大小、精度要求及所用材料是否符合冲压工艺要求。

2）制定冲压件工艺方案：在分析了冲压件的工艺性之后，通常可以列出几种不同的冲压工艺方案(包括工序性质、工序数目、工序顺序及组合方式)，从产品质量、生产效率、设备占用情况、模具制造的难易程度和模具寿命高低、工艺成本、操作方便和安全程度等方面，进行综合分析、比较，然后确定最经济合理的工艺方案。

3）确定毛坯形状、尺寸和下料方式：在最经济的原则下，决定毛坯的形状、尺寸和下料方式，并确定材料的消耗量。

4）确定冲模类型及结构型式：根据所确定的工艺方案和冲压件的形状特点、精度要求、生产批量、模具制造条件、操作方便及安全的要求，以及利用现有通用机械化、自动化装置的可能，选定冲模类型及结构型式，绘制模具结构草图。

5）进行必要的工艺计算：1)计算毛坯尺寸。2)计算冲压力。3)计算模具压力中心。4)计算或估算模具各主要零件的外形尺寸，以及卸料橡胶或弹簧的自由高度等。5)计算凸、凹模工作部分尺寸。6)对于拉深模，需要计算是否采用压边圈，计算拉深次数、各中间工序模具的尺寸分配等。

6）选择压力机

7）绘制模具总图和非标准零件图

8）编写设计计算说明书

9）所有设计文档、资料的整理、收尾、答辩。

四、绘图任务

（1） 模具总装配图

（2） 模具零件图

（3） 模具总成三维图（可选）

（4） 模具主要零件三维图（可选）

五、主要参考文献及资料获得情况

【1】王孝赔.冲压手册. 北京：机械工业出版社，1998

【2】杨玉英.实用冲压工艺及模具设计手册. 北京：机械工业出版社，2005

【3】肖景容、姜奎华 冲压工艺学. 北京：机械工业出版社，2010

【4】王新华.模具设计与制造实用计算手册. 北京：机械工业出版社，2003

【5】黄毅宏、李明辉 模具制造工艺. 北京：机械工业出版社，2010

【6】薛啓翔.冲压工艺与模具设计实例分析. 北京：机械工业出版社，2008

【7】王芳.冷冲压模具设计指导主编.  北京：机械工业出版社，2009

【8】郑家贤.冲压工艺模具设计实用技术. 北京：机械工业出版社，2005

【9】牟林、胡建华.冲压工艺与模具设计. 北京：北京大学出版社，2006

【10】吕瑛波、王影.机械制图手册. 北京：化学工业出版社，2008