第一章 绪 论
第一节 课题背景
一、我国模具技术的发展趋势
目前我国随着科学技术的飞速进步，使模具技术及制造方式发生了根本性的变化，已经从传统的手工设计，从有经验的钳工师傅为主导的技艺型生产方式转变到了以数字化、信息化、自动化生产为特征的现代模具工业生产时代 —— （1）在模具设计制造中已广泛采用CAD/CAM技术 。（2）快速原型制造(RPM)及相关技术得到了更好的发展。（3）高速铣削加工得到广泛的应用。（4）热流道技术已逐步广泛应用。（5）优质材料及先进的表面处理技术取得快速的发展 。
二、我国模具技术的发展趋势
随着电子、信息等高新技术的不断发展，模具技术的发展呈现以下趋势：（1）模具CAD/CAE/CAM正向集成化、三维化、智能化和网络化方向发展。（2）模具制造向精密、高效、复合和多功能方向发展。（3）快速经济制模技术得到应用。（4）特种加工技术有了进一步的发展。（5）模具自动加工系统的研制和发展。（6）模具材料及表面处理技术发展迅速。（7）模具工业新工艺、新理念和新模式逐步得到了认同。
三、 我国模具技术与国外的差距
我们与国外同行的差距主要在以下五方面：
（1）原材料问题受售价限制；国产模具多采用2Cr13和3Cr13作精密热处理，而国外则采用专用模具材料DINI2316，其综合机械性能，耐磨、耐腐蚀性能及抛光亮度均明显优于国产材料。这从根本上影响了国产模具的外观质量和使用寿命。
（2） 制造工艺水平；国内模具生产厂家，工艺条件参差不齐，差距很大。不少厂家由于设备不配套很多工作依赖手工完成，严重影响了精度和质量。
（3）模具设计体系；国内一些生产厂家虽然也采用了计算机辅助设计(CAD)和计算机辅助制造技术(CAM)， 依旧停留在引进、消化和吸收阶段难以形成具有成熟的理论指导和设计体系。因此，规范模具设计软件系统的开发是当务之急。
（4)调试水模具；就其本质而言属于工装，生产出合格制品才是最终目的。因此，模具的质量、性能依赖试模结果检验。国内模具厂因交货期短，试模设备局限，往往把质量检验工作放在用户处试模，易给用户造成大量的损失和浪费。而且由于修模受时间，场地限制，往往难以调试出最佳状态。而国外一些发展较好的企业都拥有自己的试模场所和设备，可以模拟用户的工作条件试模，所以能在最短的时限达到很好的效果。 (5)配套体系；我国模具生产企业习惯埋头搞生产科研，而忽视了与其他设备供应商、原料供应商合作。无形中使用户走了许多弯路。我们的模具厂必须和其他厂家及各大科
研院所共同合作，为用户创造最佳的制品，创造更大的利润，才有希望为自己营造广阔的发展空间。
四、 结论
模具技术的发展趋势是动态的，它必须不断地来满足模具用户不断发展的新趋势，同时，它也与世界科技发展密切关联。它们相互之间可以互相促进和相得益彰。当然，对于整个模具来说模具技术发展趋势只是其中的一个部分，诸如生产组织形式、市场经营模式以及管理等等，都有其一定的发展趋势，也是很值得研讨的。还有模具技术的发展能提高产品的设计和制造效率，缩短生产周期，提高产品合格率，对于增强我国的科技、经济实力都能其到巨大作用。
第二章 方案设计
第一节 零件的冲压工艺性分析
一、冲裁件的形状：该零件为典型的U形冲裁件，它的形状简单、外形呈左右对称结构，在材料的利用率上也能达到90％以上，能比较高的利用材料零件尺寸约为151mm*102mm*20.5mm，孔直径13mm材料为Q235，料厚1mm。外形呈左右对称结构，所以该零件冲裁工艺性良好，可以冲裁加工。
二、最小圆角半径：冲裁件无尖角，都是以圆弧过渡，利于模具加工。减少热处理开裂，也减少冲裁时尖角处的崩刃和过快磨损该件冲裁件的最小圆角半径为R=3，远远大于Q235允许的最小半径值0.5。
三、冲裁件上无悬臂和凹槽。
四、最小孔边距、孔间距：冲裁件上只有一个孔，且处于中心位置，与外形边缘的距离也远远大于1.5t。
五、成型件的孔间距：工件为弯曲件，孔边与直臂之间的距离远远大于（R+0.5=4.5）。 六、冲裁件的最小尺寸：该冲裁件的冲孔为直径13，远远大于材料最小冲孔尺寸0.35t。
第二节 冲压工艺方案的确定
前纵梁端面加强板所需冲压工序为落料、冲孔两个基本工序，可有以下三种工艺方案：
方案1: 先落料，后冲孔，采用单工序模生产 方案2：落料——冲孔复合冲压，采用复合模生产 方案3：冲孔——落料连续冲压，采用级进模生产
方案1：虽然模具结构简单，能够保证精度要求，但需要两副模具，生产效率低，难以满足该零件批量生产的要求。
方案2：只需一副模具，冲压件精度容易保证，且生产率高。尽管模具将结构较方案1复杂，但是由于零件的几何形状简单对称，模具制造并不困难。
正装复合模特点:正装式复合模工作时，板料是在压紧的状态下分离，冲出的冲件平直度较高。但由于弹顶器和弹压卸料装置的作用，分离后的冲件容易被嵌入边料中。
倒装复合模特点：这种结构一般适用于冲裁较硬的或厚度大于0.3mm的板料。如果在上模内设置弹性元件，就可以用于冲制材质较软的或板料厚度小于0.3mm，且平直度要求较高的冲裁件。
方案3：方案三也只需要一副模具，生产率也很高，但零件的冲压精度稍差。欲保证冲压件的形位精度，需要在模具上设置导正销导正，故模具制造、安装较复合模复杂。
通过对上述三种方案的比较分析，该零件的冲压生产采用方案2中的倒装复合模较好。
第三节 模具结构形式的选择
冲件数量为批量生产，可选择复合模或者级进模结构形式。根据要冲裁零件的形状与尺寸，考虑到材料的利用率等因素，又因图凹模的壁厚远远大于最小壁厚要求，固选择倒装式复合模，其典型组合见国家标准GB2873.2—81形式。
第四节 毛胚形状和尺寸
一、 毛坯形状及排样
排样方法：有废料排样，因零件有一定形状的矩形且尺寸比较大，并考虑操作方
便与模具结构尺寸的等因素，采用直排 条料尺寸640mm×157mm×1mm
二、 搭边
搭边值查得ɑ1=1.5 ɑ=1.8 全选ɑ1=3 ɑ=3。 （表1—1）
三、展开料尺寸的计算 长度：L=2L1+2L2+L3
=2×20+2πθ（r+×t）/180°+90 =151mm
宽度：L，=2L，1+2L，2+L，3
=2×（16-4)+70-8+71θ(r+×t)/180°×2 =101mm
第五节 压力机的选用
一、展开料尺寸的计算 长度：L=2L1+2L2+L3
=2×20+2πθ（r+×t）/180°+90 =151mm
宽度：L，=2L，1+2L，2+L，3
=2×（16-4)+70-8+71θ(r+×t)/180°×2 =101mm
二、力的计算：冲裁力、卸料力
冲裁力：F=Ltδb （表1—2） =544×1×400 =217600N
卸料力：Fx=KxF
=0.04×217600N =8704N
三、机床和压力中心的确定
采用刚性卸料装置下出料方式冲裁。
FZ=F+FT （表1—3） =217600+nKTF
=217600+4×0.055×217600 =265472N
F压≥Fz
所以选用JN23-40压力机 压力中心：
该冲裁件具有对称性，即压力中心为对称中心，也就是冲裁件中心孔的圆心。
四、弹簧的选择
预压距离为S1 ，料厚为t,凸模冲入凹模距离为：