1、绪论（1）模具行业发展前景分析 国际模具市场的广阔前景为我国模具行业提供了较大的发展空间模具应用领域的不断扩大、已应用领域对模具提出的更多和更高要求，使模具工业发展速度快于其他制造业的发展速度已成为普遍规律，目前世界模具市场供不应求，近几年，市场总量一直在600650亿美元之间，而我国模具出口尚不到8，“十一五”期间完全可以扩大这个份额，同时随着经济全球化发展趋势日趋明显，模具制造业逐渐向我国转移以及跨国集团到我国进行模具采购趋向日趋明显，外资和民营资本继续看好我国模具行业，因此加入WTO后，我国模具行业机遇大于挑战，“十一五”期间，国际模具市场前景广阔，我国模具仍有较大发展空间。 我国经济的高速增长为模具行业的发展提供了宏观支持我国国民经济在“十一五”期间将继续保持较快的发展速度，给模具行业的发展提供了可靠的宏观支持。汽车、电子信息、家电、办公设备、机械和建材行业、航天航空、电动工具都是模具需求大户，仅以家电和电子信息行业为例一台电冰箱需用模具生产的零件约150个，共需模具约350套；一台全自动洗衣机需要模具150多套；一台空调器，仅塑料模就需20套；每个型号计算机约需模具30多套；还有笔记本电脑、网络机顶盒将有几千万台的市场。目前由于机型多为国外开发，模具进口较多，随着我国自行开发能力的提高，这方面的模具需求量也将大幅度增加。可以预见“十一五”期间中国模具行业将在良好的宏观环境下得到快速发展。（2）发展趋势分析 模具市场全球化，模具生产周期进一步缩短模具市场全球化是当今模具工业最主要的特征之一，模具的购买者和生产商遍布全世界，模具工业的全球化发展使生产工艺简单、精度低的模具加工企业向技术相对落后、生产率较低的国家迁移，发达国家的模具生产企业则定位在生产高水准的模具上，模具生产企业必须面对全球化的市场竞争，同时模具生产厂家不得不千方百计地加快生产进度，努力简化和废除不必要的生产工序，模具的生产周期将进一步缩短。 模具CAD/CAM向集成化、智能化和网络化发展软件的功能模块越来越齐全，同时各功能模块采用同一数据模型，实现信息的综合管理与共享，支持模具设计、制造、装配、检验、测试及生产管理的全过程。有的系列化软件包括了曲面/实体几何造型、复杂形体工程制图、工业设计高级渲染、模具设计专家系统、复杂形体CAM、艺术造型及雕刻自动编程系统、逆向工程系统及复杂形体在线测量系统等；模具设计、分析、制造的三维化、无纸化使新一代模具软件以立体的、直观的感觉来设计模具，所采用的三维数字化模型能方便地用于产品结构的CAE分析、模具可制造性评价和数控加工、成形过程模拟及信息的管理与共享；同时，随着竞争、合作、生产和管理等方面的全球化、国际化，以及计算机软硬件技术的迅速发展，网络使得在模具行业应用虚拟设计、敏捷制造技术既有必要，也有可能。 我国的模具产品将向大型、精密、标准化方向发展一方面模具成型零件日渐大型化和为提高生产效率开发的“一模多腔”造成了模具日趋大型化，另一方面电子信息产业、医学的迅猛发展带来了零件微型化及精密化，有些模具的加工精度公差就要求在以下。另外多功能复合模具将得到进一步发展，新型多功能复合模具除了冲压成型零件外，还担负叠压、攻丝、铆接和锁紧等组装任务，生产效率进一步提高。 快速经济模具的前景十分广阔多品种小批量生产时代的到来，人们要求模具的生产周期越短越好，因此快速经济模具将有广阔的发展前景。预计21世纪，用各种超塑性材料来制作模具、用环氧、聚酯或在其中填充金属、玻璃等增强物制作简易模具等生产方式占工业生产的比例将达到75%以上。快速经济模具主要包括快速原型制造技术、表面成形制模技术、浇铸成形制模技术、冷挤压及超塑成形制模技术、无模多点成形技术、KEVRON钢带冲裁落料制模技术、模具毛坯快速制造技术等。2、分析冲压零件的工艺性（1）冲裁件的结构与尺寸冲裁的形状简单，规则，有利于材料的合理利用，以便节约材料，减少工序数目，提高模具寿命，降低冲裁成本。冲裁件的外形转角处要尽量避免尖角，应以圆弧过渡，以便于模具加工，减少热处理开裂，减少冲裁时尖角处的崩刃和过快磨损。冲裁件的最小半径可参照冲压课本表1-9选取，t=4mm，本设计取R=0.18t=0.72mm。尽量避免冲裁件上过于窄长的凸出悬臂和凹槽，否则会降低模具寿命和冲裁质量。根据表1-10，悬臂和凹槽的最小宽度，最大长度L5B，B=4mm,L=60mm则满足条件。（2）冲裁件的精度与断面粗糙度经查表,工件尺寸精度大多在IT11至IT12之间,一般冲裁可以满足精度的要求。冲裁件的断面粗糙度及毛刺高度与材料塑性，材料厚度冲裁间隙，刃口锋利程度，冲模结构及凸，凹模工作部分表面粗糙度等因素有关。查表1-14，其断面粗糙度Ra一般可达到50um。（3）冲裁件的材料冲压件材料为H62，抗剪强度为300MPa，有良好的力学性能，热态下塑性好，冷态下塑性也可以，切削性好，易钎焊和焊接，耐蚀，但易产生腐蚀破裂。此外价格便宜。根据以上分析，该零件的工艺性较好，可以冲裁加工。3、确定冲压工艺方案该零件是落料件，可采用的冲裁工艺方案单工序冲裁，该零件属于中批量生产。它操作简便，有保证平直度要求。如表 3-1 三种冲裁模的比较关系：模具种类比较项目单工序模复合膜级进模无导向的有导向的冲件精度低一般可达IT8IT10级IT10IT13级冲件平整度差一般因压料较好，冲件平整不平整，要求质量较高时需校平冲件最大尺寸和材料厚度尺寸和厚度无受限制中小型尺寸，厚度较大尺寸在300mm以下，厚度在0.053mm之间尺寸在250mm以下，厚度在0.16mm之间生产率低较低冲件或废料落到或被顶到模具工作面上，必须用手工或机械清理，生产率稍低工序间可自动送料，冲件和废料一般从下模漏出，生产效率高使用高速压力机的可能性不能使用可以使用操作时出件比较困难，速度不宜太高可以使用多排冲压发的应用不采用很少采用很少采用冲件尺寸小时应用较多续表模具制造的工作量和成本低比无导向的稍高冲裁复杂形状时比级进模低冲裁简单形状时比复合模低适应冲裁批量小批量中小批量大批量大批量安全性不安全，需采用安全措施不安全，需采取安全措施比较安全根据以上分析，该零件采用有导向级进工艺方案。4、确定模具总体结构方案（1）模具类型根据零件的冲裁工艺方案，排样图采用直对排，所以选有导向级进落料模。（2）、操作与定位方式零件的生产批量折中，但合理安排生产可用手工送料方式能达到大批量要求，且能降低模具成本，因此采用手工送料方式。为了方便操作和保证零件的精度，宜采用导料销导料，定位销以及始用挡料销定位方式。（3）卸料与出件方式考虑零件厚度较厚，采用固定卸料板卸料方式。为了便于操作，提高生产率，零件直接从凹模板出。（4）模架类型及精度 由于零件厚度较厚，条料又宽，为了送料方便，所以采用导向平稳的后侧导柱模架，考虑模具精度要求不是很高，因此采用II模架精度。5、冲压工艺与设计计算（1）排样设计与计算参数确定：查冲压课本表3-18知：几种排样图的比较 如图所示： 直排的排样图，图5-1 直排条料宽度 ， 一个制件有效面积 斜排排样图 ，图5-2斜排排样条料宽度， 一个制件有效面积 直对排排样图，图5-3直对排条料宽度， 一个制件有效面积 利用率的计算以一条一米长的条料利用率来分析,材料的利用率直排：斜排：直对排：计算得直对排利用率高，其次是直排，考虑零件生产量较多而且零件形状简单规则，精度要求一般，所以采用直对排方式排样。（2）计算冲压力，初选压力机 冲裁力：根据零件图可算得一个零件内外周边之和又，材料厚度t=4mm，则卸料力：查冲压课本表1-8，取 则推件力：根据材料厚度查表1-26取凹模刃口直径壁高度h=12m，故n=h/t=12/4=3。查冲压课本表1-8，取则总冲压力：所以 初选压力机根据总冲压力F压选择压力机的标称压力,因为1310000KN=1310KN2500KN80, 所以 ,初选J23-250型开式可倾曲柄压力机。（3）排样设计及材料利用率分析 排样方法。有废料排样，因零件呈山字型，考虑材料利用率较高还有生产批料折中，采用直对排。 搭边值。查表1-3，得，。 送料步距S。根据公式(1-3):S=176mm。 条料宽度。根据公式得：mm 板料规格。选用 条料长度。L=1250mm 每张板料可裁剪的条料数。 每条条料可冲裁的零件数。 每张板料可冲裁的零件数。 一条条料的材料利用率。（4）冲压工艺过程卡厂名冷冲压工艺卡片产品型号零（部）件名称 共 页产品名称零（部）件型号第 页材料牌号及规格材料技术要求条料尺寸每条料可制件数毛坯重量辅助材料H62 条料13工序号工序名称工序内容加工简图设备工艺装备工时0下料剪床剪料142.51250Q11-42000剪切板1落料落料J23-250冲床落料模2检验按产品零件图检验编制 （日期）审核 （日期）会签 （日期）标记处数更改文件号签字日期标记处数更改文件号签字日期（5）计算凸，凹模刃口尺寸及公差采用配作发计算刃口尺寸，又根据排样图可知，凹模与凸模外型一致，因此，选用凹模为制造基准件。落料只计算凹模刃口及尺寸公差，并将计算值标注在凹模图样上，各凸模仅按凹模各对应尺寸标注基本尺寸，并注明按凹模实际刃口尺寸配双面间隙（查冲压课本表1-19）由公差查表得：IT11至IT12级各尺寸公差分别为mm、mm、mm、mm、mm均取，IT14至IT15级mm取落料凹模刃口尺寸。按磨损情况分类计算。第一类尺寸：凹模磨损后增大的尺寸，按公式 第二类：凹模磨损后减小的尺寸，按公式计算 第三类：凹模磨损后不变的尺寸，按公式计算 落料凸模的基本尺寸与凹模相同，分别127.81mm，95.83mm，31.65mm，15.91mm，32.95mm，60.1mm，不必标注公差，凸模实际刃口尺寸与落料凹模配制，保证最小双面合理间隙mm为当采用线切割机床加工凹模时，各型孔尺寸和孔距尺寸的制造公差均可标注为0.01mm（为机床一般可达到的加工误差）。6、设计选用模具零、部件，绘图模具总装图（1）凹模设计 凹模采用矩形凹模板，在其上面开设所需要的凹模孔口，用螺钉和销钉直接固定在模座上，凹模板轮廓尺寸已经标准化，它与标准固定板，垫板和模座等配合使用，设计时可根据算得的凹模轮廓尺寸选用。凹模采