全套设计（图纸）加扣扣 194535455
2015届湖北汽车工业学院毕业设计（论文）
第一章 概论
1.1冲压模具的发展与现状
1.1.1 冲压模具工业发展概况
在国内，随着经济的飞速且稳定的发展，各行各业对模具的需求越来越大，要求也 越来越高。近几年，我国模具工业一直以10%以上的的增长率快速发展。其中，冲压模
行业总体水平明显提高，许多厂商冲压模具技术已经可以与欧美国家相媲美。我国目前 还是制造业大国，冲压模具的市场需求很大，因此，冲压模在我国存在着巨大的发展潜 力。
近年来，我国冲压模具水平已有很大进步，已经能生产单套重量达快六十吨的模具， 已经能在在轿车生产中起到越来越重要的作用。国内冲压模行业正在逐步追赶世界先进 水平，并且在不断地取长补短，以缩小技术上的差距，许多国产精密冲压模在主要性能 上已经赶上进口产品的水平。但是，我国生产的冲压模在技术大多是质量偏低的，因此 大多技术含量较高的中高档冲压模还依赖进口，这些冲压模的发展已经落后于冲压件的 生产。
我国冲压模具在生产数量，制造质量、技术和性能上都已有了很大发展，但是与国 民经济的需求和世界的高水平相比，仍有很大差距，今后我国仍然需要在高端冲压模具 上加大投入力度。
1.1.2 冲压模具工业未来前景
未来冲压模具制造技术发展趋势应该是适应模具产品“交货期短”、“精度高”、 “质量好”、“价格低”的要求服务。要达到这一要求未来冲压模具制造技术发展有以 下几个趋势：
（1）进一步推广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，模具CAD／CAE／CAM／PDM正向集成化、三维化、
1
全套设计（图纸）加扣扣 194535455
2015届湖北汽车工业学院毕业设计（论文）
智能化、网络化和信息化方向发展。
（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。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大大缩短了模具的研制 制造周期，能实现模具快速化设计，从而缩短设计制造周期，增加企业收益。
（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，它可以 替代传统铣削加工，由于其加工简便，加工速度快，在未来的加工领域将会发挥越来越 重要的作用。
（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，其中提高的主要 方式就是不断提高自身研究能力，在满足设计要的前提下，尽量多使用标准件。
（6）优质材料及先进表面处理技术。采用性能更好的材料进行加工，不但能提升 工件性能，在热处理后将得到更加适合企业的产品
（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，模具自动化智能化的加工，能够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。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；有完整的机床、刀具数控库，配合完善的系统监控，模具制造 将趋于更加先进化，智能化发展
1.2 CAD在模具设计中的应用
模具行业是国家工业发展的重要基础行业，各种先进技术应首先应用于模具行业， CAD/CAE技术作为一项重要的技术手段，正越来越广泛地在模具行业得以应用。
传统的模具设计是经过概念设计—分析—样品生产—分析—设计—分析—生产— —这样繁杂的过程后才最终确定那些复杂的模具原形。随着计算机软件的发展，CAD/CAE 技术得到了飞速的发展。这种技术使得模具在企业进行生产之前就已经通过了计算机应 用软件进行了精确的结构设计、结构分析以及成形仿真过程从而可以预判性的发现模具 中的错误。
在该越野车后围密封梁修边冲孔中，模具结构设计应用相应的CAD软件，先设计草
图，然后做出相应的实物，接着进行零件装配和总体装配，仿真模具开模过程，检查干
2
全套设计（图纸）加扣扣 194535455
2015届湖北汽车工业学院毕业设计（论文）
涉情况，并进行真实渲染。整个过程也可以从上到下进行修改，每个过程的参数都可以 改变，并可以设定参数间的关联性。
随着科技的不断进步，模具制造业正向数字化、多功能化、全面化的方向发展，产 品的生产周期越来越短，新产品的上市速度越来越快因此在模具设计的过程中，利用先 进的CAD/CAE技术进行模具设计，方便简洁，而且最为重要的是保证了成型后制品的准
确性，减少了试模的次数，缩短了模具的设计及生产的周期。
1.3 Pro/e在模具设计中的应用
计算机辅助设计软件Pro/ E 是一个参数化的实体造型软件,不但能生成真实的几
何形体,还可进行精确的模型分析,运动分析,干涉检查等。Pro/E 的参数化特征造型技
术大大减轻了设计人员的绘图工作量,提高了产品设计的效率和质量,利用Pro/ E相应
的开发工具及技术开发冲压模具计算机辅助设计(CAD) 系统,可实现零件设计、装配设
计、加工设计等同时进行,从而达到缩短模具的生产制造周期,提高产品质量的目的。模 具CAD/CAE/CAM系统的集成关键是建立单一的图形数据库、在CAD、CAE、CAM，各单元
之间实现数据的自动传递与转换，使CAM、CAE阶段完全吸收CAD阶段的三维图形，减
少中间建模的时间和误差；借助计算机对模具性能、模具结构、加工精度、金属液体在 模具中的流动情况及模具工作过程中的温度分布情况等进行反复修改和优化，将问题发 现于正式生产前，大大缩短制模具时间，提高模具加工精度。
Pro/ENGINEER 软件采用面向对象的统一数据库和参数化造型技术，具备概念设计、 基础设计和详细设计的功能，为模具的集成制造提供了优良的平台。Pro/ENGINEER 软 件为模具制造过程引进并行工程技术提供了可靠保证。
并行工程是设计工程师在进行产品三维零件设计时就考虑模具的成型工艺、影响模 具寿命的因素，并进行校对、检查，预先发现设计过程的错误。在初步确立产品的三维 模型后，设计、制造及辅助分析部门的多位工程师同时进行模具结构设计、工程详图设 计、模具性能辅助分析及数控机床加工指令的编程，而且每一个工程师对产品所做的修 改可自动反映到其他工程师那里，大大缩短设计、数控编程的时间。
在实际生产过程中，应用Pro/ENGINEER软件，将原来模具结构设计→模具型腔、
型芯二维设计→工艺准备→模具型腔、型芯设计三维造型→数控加工指令编程→数控加 工的串行工艺路线改为由不同的工程师同时进行设计、工艺准备的并行路线，不但提高
3
全套设计（图纸）加扣扣 194535455
2015届湖北汽车工业学院毕业设计（论文）
了模具的制造精度，而且能缩短设计、数控编程时间达40%以上。
要实施并行工程关键要实现零件三维图形数据共享，使每个工程师使用的图形数据 是绝对相同，并使每个工程师所做的修改自动反映到其他有关的工程师那里，保证数据 的唯一性和可靠性。Pro/ENGINEER软件具有的单一数据库、参数化实体特征造型技术
为实现并行工程提供了可靠的技术保证。
4
全套设计（图纸）加扣扣 194535455
2015届湖北汽车工业学院毕业设计（论文）
第二章 工艺分析和模具结构形式设计
本章主要是通过对零件进行工艺结构分析，根据零件的几何形状、尺寸、精度、材 料、表面粗糙度、冲压特点等进行该零件加工的模具方案制定，并通过方案之间的比较， 选择出加工该零件的最佳方案。
2.1 工艺分析
冲压件的工艺性是指冲压件对冲压工艺的适应性。良好的冲压工艺性应该保证材料 利用率高、生产率高、模具制造简单且寿命长、工序数目少、产品质量稳定等。而冲压 件的几何形状、尺寸、精度要求、材料性能等是影响冲压工艺性的主要因素。
2.1.1 零件的形状和尺寸精度要求
2.1.1.1 工件外形
修边冲孔工序前后的工件外形如下图2-1和图2-2：
图2.1 修边冲孔前工件图
图2.2 修边冲孔后工件图
5