潍坊学院本科毕业论文
前 言
冲压工艺在机电产品制造行业中应用广泛，而冲模是实现冲压工艺的主要工艺装
备，在制造行业中有重要的地位。冲模生产具有高效、节材、成本低、保证质量等一系列优点，是当代工业生产的重要手段和工艺发展方向。许多现代工业的发展和技术水平的提高，在很大程度上取决于模具工业的发展水平。
做为冲裁模典型结构的复合冲裁模，具有结构紧凑，生产效率高，工件精度高，特别是工件内孔对外形的位置精度易保证等优点。并且这类模具对条料的要求低，边角余料也可以进行冲压。此次基于PRO/E的复合模具设计，对于PRO/E三维的软件的应用方面，软件易学，使用简单，无论在绘制零件图、还是装配图和爆炸图上，此软件的方便易学都得以体现了。
本设计共计五个章节：第一章为模具综述及其作用；第二章为冷冲压概述及方案的选择；第三章为冲裁工艺设计与参数计算，包括分析工序组成、冲裁件排样设计、凸凹模刃口尺寸计算、冲裁工艺力计算等；第四章为模具零部件设计，包括凸凹模结构设计、坯料在模具中的定位设计、卸料装置设计、导向装置设计、模架设计；第五章为PRO/E三维技术简介。
1
潍坊学院本科毕业论文
第1章 模具综述
1.1、模具的地位
冲压工艺在机电产品制造行业中应用广泛，而冲模是是实现冲压工艺的主要工艺装备，在制造行业中占有及其重要的地位。冲模技术的水平直接和生产率、产品质量（尺寸公差和表面粗糙度等）、一次刃磨的寿命及设计和制造模具的周期密切相关。提高冲模技术水平有利于获得优质、高效、低耗、廉价的产品，技术经济效果显著，深受制造行业的重视。现代工业产品的生产对模具要求越来越高，模具结构日趋复杂，制造难度日益增大。模具制造正由过去的劳动密集和主要依靠工人的手工技巧及采用传统机械设备转变为技术密集，更多地依靠各种高效、高精度的数控切削机床、电加工机床，从过去的机械加工时代转变成机、电结合加工以及其他特殊加工时代，模具钳工量正呈逐渐减少之势。现代模具制造集中了制造技术的精华，体现了先进制造技术，已经成为技术密集型的综合加工技术。
1.2、模具制造的特点
冲模是专用的工艺装备，冲模制造属于单件生产。尽管采取了一些措施，如模架标准化、毛坯专用化、零件商品化等，适当集中模具制造中的部分内容，使其带有批量生产的特点，但是对于整个模具制造过程，尤其对工作零件的制造仍然属于单件生产。其制造具有以下特点：
（1）形状复杂，加工精度高，因此需要应用各种先进的加工方法（如数控铣、数控电
加工、坐标镗、成型磨、坐标磨等）才能保证加工质量。
（2）模具性能优越，硬度高，加工难度大，需要先进加工设备和合理安排加工工艺。 （3）模具生产批量小，大多具有单件生产的特点。应采用少工序、多工步的加工方案，
即工序集中的方案；不用或少用专用工具加工。
（4）模具制造完成后均需调整和试模，只有试模成型出合格制件后，模具制造方算。
冲模的生产流程与设备状况、人员配置及其业务水平等多种因素有关。我国模具的现状
1.3、模具的作用
一方面是将压力机的作用力通过模具传递给金属板料，在某内部产生使之变形的内力。当内力的作用达到一定的数值时，板料毛坯的某个部分便会产生与内力的作用性质相对应的变形，从而获得满足一定性能要求及符合所需尺寸及形状的制品；另一方面，通过模具的作用，可以保证上下模之间的正确导向，并使坯料稳固地压紧与精确的定位，从而冲制出达到一定精度要求的冲件。在生产实际中，模具的作用在于保证冲件的质量、
2
潍坊学院本科毕业论文
提高生产率和降低成本等。为此，除了采用行之有效的工艺手段、进行正确的模具设计及选择合理的模具结构之外，还必须以先进的模具制造技术作为保证。对于各类模具的制造，一般都应满足如下几个基本要求。
（1）制造精度高
模具的精度主要是由冲件精度和模具结构的要求所决定的。为了保证冲件的精度，模具工作部分的精度要求一般要比冲件的精度高2~3倍；为此，对于组成模具的零部件也就要提出较高的要求。如对于凸模和凹模之间间隙，必须要有严格的控制，并精确地保证其间隙的均匀性；对拉深凸模和凹模刃口部分的圆角要保证相当准确的尺寸，零件其他的尺寸精度、导向精度、孔的位置精度也都必须达到规定的加工精度要求。并且还必须保证其装配质量。
（2）操作性能良好
将模具安装到冲床上时，其方法要简便，调整工作量要少，操作时送料时定位要快速、准确可靠，出料顺畅自如。在整个使用过程中，冲孔的尺寸和形状变化极小，可放心地进行生产。取出制件方便，无螺钉松动极模具零件破损等故障。
（3）使用寿命长
模具加工费用约占成本的10%~30%，其使用寿命的长短将直接影响到产品成本的高低、工艺部分负荷的轻重等。为了保证高效率地进行生产，都要求模具具有较长的使用寿命。
（4）制造周期短
模具制造周期的长短主要决定于制模技术和生产管理水平的高低。为了满足生产的需要，提高产品的竞争能力，必须在保证质量的前提下尽量缩短模具的制造周期。在规定的时间内完成制造，且在规定的使用期间内，冲件的冲制能符合使用要求。
（5）模具成本低
模具的成本应该应该是生产单件（或千件）时所发生的模具费用。即： 模具成本=（模具制造费+维修保养费）/（制造总生产数）
模具成本与模具结构的复杂程度、模具材料、加工精度和加工方法等都有关。在设计和加工模具时，应根据实际情况作全面的考虑。即应该在保证冲件质量的前提下，选择与冲件生产量相适应的模具结构和方便实用的零件制造方法，尽量降低模具的制造费用和维修费用。在不影响使用的前提下，模具结构应尽量简单、材料便宜，并尽量采用标准件，使模具成本降低到最低限度。
1.4、冲模的分类
冲模的形式有很多，一般可以用不同的特征来分类。一般冲模按工艺性质分为：冲
裁模、弯曲模、拉伸模、翻边模、胀形模和立体成形模；按工序组合可分为：单工序模、
3
潍坊学院本科毕业论文
连续模和复合模；按导向方式分：无导向模和导向模；按机械化程度可分为：手工操作模、半自动模和自动化模；按生产适应度分：通用模、组合模和专用模；按模具材料分：金属模和非金属模；按生产管理分为：小型、中型和大型。
1.5、模具零件的分类
根据冲件的形状、大小、精度和不同的工艺要求，以及考虑到生产量、经济性等不同的要求，模具的结构型式和复杂程度各不相同。但其模具的结构组成是很有规律性的。对功能齐全的手工送料模具来说，根据其模具的作用情况，模具零件又可分为工艺零件、传动零件和辅助结构零件三种。其中工艺零件可分为：工作零件（凸模、凹模、凸凹模及凸模或凹模的镶拼块），定位零件（当疗效、导正销、定位板、导料板、导料销、侧压板及侧刃），卸料、推料及压料零件（卸料板、压料板、顶件器、顶杆、推件器、推杆及废料刀）。辅助结构零件可分为：支持及夹持零件，导向零件，紧固及其他零件。
工艺零件：这类零件是直接参加完成冲压工序及与材料和冲件相互接触，它们对完成工艺过程起主要作用，直接使板料产生金属流动、造成塑性变形或引起材料分离的零件。其中包括：
（1） 工作零件——直接完成工作要求的一定变形或造成材料分离的零件。如凸模、
凹模、凸凹模等；
（2） 定位零件——用以确定加工中材料和毛坯正确位置的零件。如挡料销、定位板、
定距侧刃等；
（3） 卸料、推料及压料零件——用于夹持毛坯或在冲压完成后进行推料及卸料的零
件。在某种情况下，也能起到限位，校正和帮助提高冲件精度的作用。如卸料板、压边圈、顶件器、肥料切刀及与模具安装在一起的送料、送件装置等。 （4） 传动零件——使板料进给送料、或使模具工作部分产生某种特定的运动方向，
使得压力机垂直上下运动变成工艺过程中所需的运动方向的零件。如凸轮、斜楔、滑板、铰链接头等。
（5） 辅助结构零件——这类零件不直接参与完成工艺过程，也不和坯料直接发生作
用。只是在模具结构中有安装夹持及装配的作用，对模具完成工艺过程起保证作用或对模具功能起完善与辅助的作用。
4
潍坊学院本科毕业论文
第2章 冷冲压概述及方案的选择
2.1冷冲压概述
冲压是塑性加工的基本方法之一。它是利用安装在压力机上的模具，对板料施加压力使其变形和分离，从而获得具有一定形状尺寸的零件的压力加工方法。
冲压加工的应用范围十分广泛，不仅可以加工金属板料，而且也可以加工非金属材料，在汽车、拖拉机、电机、电器、玩具以及日常生活用品的生产方面，都占有十分重要的地位。
现代冲压加工发展趋势如下：
（1）深入研究冲压变形的基本规律、各种冲压工艺的变形理论、失稳理论与极限变形程度等；应用有限元、边界元等技术，对冲压过程进行数字模拟分析，以预测某一工艺过程中坯料对冲压的适应性及可能出现的质量问题，从而优化冲压工艺方案，使塑性变形理论逐步起到对生产过程的直接指导作用。
（2）制造冲压件用的传统金属材料，正逐步被高强钢板、涂敷镀层钢板、塑料夹层钢板和其他复合材料或高分子材料替代。随着材料科学的发展，加强研究各种新材料的冲压成形性能，不断发展和改善冲压成形技术。
（3）在模具设计与制造中，开发并应用计算机辅助设计和制造系统（CAD/CAM），发展高精度、高寿命模具和简易模具（软模、低熔点合金模具等）制造技术以及通用组合模具、成组模具、快速换模装置等，以适应冲压产品的更新换代和各种生产批量的要求。
（4）推广应用数控冲压设备、冲压柔性加工系统（FMS）、多工位高速自动冲压机以及智能机器人送料取件，进行机械化与自动化的流水线冲压生产。
（5）精冲与半精冲、液压成形、旋压成形、爆炸成形、电水成形、电磁成形、超塑成形等技术得到不断发展和应用，某些传统的冲压加工方法将被它们所取代，产品的冲压加工趋于更合理、更经济。
总之，随着冷冲压工艺和设备的不断发展，特别是特种冲压工艺及多工位自动冲模的应用，使得冲压技术提高到一个新水平，冲压件的应用将开辟新的广阔领域。
2.2冷冲压的特点
（1）能冲压出其他加工工艺无法加工的形状复杂的制件。例如，从仪器仪表小型零 件到汽车驾驶室、纵梁等大型零件，均由冲压加工完成。
（2）冲压件质量稳定，尺寸精度高。由于冲压加工是靠模具成型，模具的制造精度 高、使用寿命长，故冲压件质量稳定，制件互换性好。尺寸精度一般可达到IT10~14级，最高可达到IT6级，有的制件不再需机械加工，便可满足装配和使用要求。 （3）冲压件具有重量轻、强度高、刚性好和表面粗糙度小等优点。
5