1、太原工業學院畢業設計（論文）太原工業學院畢業論文開題報告學 生 姓 名：李帥臣學 號：092018206系 部：機械工程系專 業：材料成型及控制工程論 文 題 目：油封內外夾圈沖壓工藝與模具設計指導教師:佘銀珠 2013年6月13日畢 業 論 文 開 題 報 告一論文研究目的及意義：本論文主要研究油封內外夾圈的沖壓工藝與模具設計，對內夾圈和外夾圈分別做一些分析，然后來確定它們加工的工藝方法，從而再確定模具的設計。通過對零件加工工藝的分析和生產模具的設計，要去掌握模具設計當中的一些分析方法。沖壓模具的設計主要包括工件的分析、工藝方案的確定、模具結構形式的選則、必要的工藝計算、主要零部件的設計、壓

2、力機型號的選擇，以及零件圖和裝配圖的繪制。對每一步的分析，去深刻掌握和了解有關沖壓模具設計的基礎知識，同時開拓設計的思路，培養創新設計能力。通過對零件結構的分析計算，來確定加工的工藝方法，從而去回顧并深入理解沖壓工藝的分類以及每一種工藝的特點和其適合的范圍，進一步總體上掌加工工藝類型。通過工藝力的計算來選擇模具的壓力機型號，這樣可以鞏固曾經學到的知識，同時對內外夾圈的選擇，可以做出比較，更深層次的學習實際生產當中的壓力機選擇的分析方法。通過對零部件結構的設計，可以了解標準零部件的選擇及其設計。繪制零件圖和裝配圖，加深對二維CAD軟件的進一步掌握。做這篇論文的研究，不僅有助于基礎知識的鞏固和學習

3、，而且能夠進一步開拓思維，深入學習模具設計的新思路。對各種文獻的閱讀，增加了模具方面的專業知識，使零碎的知識更加專業化和整體化。這篇論文的研究也為以后的工作和讀研打下了基礎。參考文獻：1郝濱海主編. 沖壓模具簡明設計手冊M. 北京:化學工業出版社，2005、10-4022模具實用技術叢書編委會編. 沖模設計應用實例M. 北京:機械工業出版社，2000、 232-239 3梁炳文主編. 冷沖壓工藝手冊M. 北京:北京航空航天大學出版社，2004、20-593 4中國機械工程學會，中國模具設計大典編委會編著.中國模具設計大典第三卷M. 江西：江西科學技術出版社.2003.167-172 5沖壓工藝

4、及模具設計編寫委員會. 沖壓工藝及模具設計M. 北京:國防工業出版社，1993、54-55 6候義馨. 沖壓工藝及模具設計M. 北京:兵器工業出版社，1994、 62-65 7盧險峰. 沖壓工藝模具學M. 北京:機械工業出版社，1999、 44-46 8胡亞民. 材料成形技術基礎M. 重慶:重慶大學出版社，2000、15-17 9劉湘云. 鄒金統主編. 冷沖壓工藝及模具設計M. 北京:航空工業出版社，1994、16-17 10陳尖嗣. 郭景儀主編. 沖壓模具設計與制造技術M. 北京:北京出版社，1991、 62-65 11張鼎承主編. 沖壓機械化與自動化M. 北京:機械工業出版社，1982、9

5、2-95 12張毅主編. 現代沖壓技術M. 北京:國防工業出版社，1994、102-105 13許發樾主編. 模具標準應用手冊M. 北京:機械工業出版社，1994、164-166 14王孝培主編. 沖壓手冊M. 北京:機械工業出版社，1990、20-22 15姜奎華主編. 沖壓工藝與模具設計M. 北京:機械工業出版社，1997、 60-62 16沖模設計手冊編寫組. 沖模設計手冊M. 北京:機械工業出版社，1998、150-154 17鈑金沖壓工藝手冊編委會編著. 鈑金沖壓工藝手冊M. 北京:國防工業出版社，1989、167-172 18Tomesani. L.Analy of a tensi

6、on-drivenM. outsidein tube inversion Jouranl of Material Processing Technology, Vol.64,1997,pp.397-386 19Pearce. R.Sheet Matal FormingM. Bristol、philadelphia:Adam hilger, c1991 20Liescu,constantin. Cold-pressing technology/constantin iliescuM. -Amsterdam:Elsevior,1990 22-25畢 業 論 文 開 題 報 告二本課題要研究或解決的

7、問題和擬采用的研究手段（途徑）：本課題要研究解決油封內外夾圈沖壓工藝以及其模具設計，這副沖壓模具的設計主要包括工件的分析、工藝方案的確定、模具結構形式的選擇、必要的工藝計算、主要零部件的設計、壓力機型號的選擇，以及零件圖和裝配圖的繪制。擬采用的步驟：首先查找相關沖壓模具設計的文獻，理解設計的整個步驟。再根據文獻具體分析給定的零件，做出工藝方案。再確定其模具結構形式，并計算工藝力，選擇壓力機，最后做出零件圖和裝配圖。進度安排： 3月份確定題目，并查找有關文獻，閱讀并理解模具設計的方法和步驟 4月份做初步的設計思路，與指導老師交流，并按思路做好初步設計。 5月份與指導老師交流設計問題，并解決存在的

8、問題，時做好修改和完善模具設計工作。 6月初整理所做內容，排版打印，按時上交。畢 業 論 文 開 題 報 告指導教師意見：（對本課題深度、廣度、工作量及預期達到的目標的意見） 指導教師： 年 月 日教研室審查意見： 專業負責人： 年 月 日所在系審查意見： 系主任： 年 月 日畢業論文油封內外夾圈沖壓工藝與模具設計092018206李帥臣機械工程系學生姓名： 學號：0 材料成型及控制工程系 部： 佘銀柱專 業： 指導教師： 二零一三年六月標題： 誠信聲明 本人鄭重聲明：本論文及其研究工作是本人在指導老師的指導下獨立完成的，在完成論文時所利用的一切資料均已在參考文獻中列出。本人簽名： 年 月 日

9、畢業設計（論文）任務書設計（論文）題目： 油封內外夾圈沖壓工藝與模具設計 系部： 機械工程系 專業： 材料成型及控制工程 學號： 092018206 學生： 李帥臣 指導教師（含職稱）： 副教授佘銀柱 專業負責人： 馮晶 1 設計（論文）的主要任務及目標 本論文主要研究油封內外夾圈的沖壓工藝與模具設計，對內夾圈和外夾圈分別做一些分析，然后來確定它們加工的工藝方法，從而再確定模具的設計。通過對零件加工工藝的分析和生產模具的設計，要去掌握模具設計當中的一些分析方法。沖壓模具的設計主要包括工件的分析、工藝方案的確定、模具結構形式的選則、必要的工藝計算、主要零部件的設計、壓力機型號的選擇，以及零件圖和

10、裝配圖的繪制。對每一步的分析，去深刻掌握和了解有關沖壓模具設計的基礎知識，同時開拓設計的思路，培養創新設計能力。通過對零件結構的分析計算，來確定加工的工藝方法，從而去回顧并深入理解沖壓工藝的分類以及每一種工藝的特點和其適合的范圍，進一步總體上掌加工工藝類型。通過工藝力的計算來選擇模具的壓力機型號，這樣可以鞏固曾經學到的知識，同時對內外夾圈的選擇，可以做出比較，更深層次的學習實際生產當中的壓力機選擇的分析方法。通過對零部件結構的設計，可以了解標準零部件的選擇及其設計。繪制零件圖和裝配圖，加深對二維CAD軟件的進一步掌握。做這篇論文的研究，不僅有助于基礎知識的鞏固和學習，而且能夠進一步開拓思維，深

11、入學習模具設計的新思路。對各種文獻的閱讀，增加了模具方面的專業知識，使零碎的知識更加專業化和整體化。這篇論文的研究也為以后的工作和讀研打下了基礎。對油封內外夾圈不同的設計進行比較，系統的掌握模具設計的分析方法，整合各部分內容為一個整體框架，改變傳統設計觀念，創新性的思考新的問題，培養創新性思維。2 設計（論文）的基本要求和內容 做好設計總思路，填寫開題報告 做好沖壓模具設計，編寫畢業設計說明書 繪制一幅0號裝配圖和若干幅零件圖 按標準格式打印說明書3 主要參考文獻1郝濱海主編. 沖壓模具簡明設計手冊M. 北京:化學工業出版社，2005、10-4022模具實用技術叢書編委會編. 沖模設計應用實例

12、M. 北京:機械工業出版社，2000、 232-239 3梁炳文主編. 冷沖壓工藝手冊M. 北京:北京航空航天大學出版社，2004、20-593 4中國機械工程學會，中國模具設計大典編委會編著.中國模具設計大典第三卷M. 江西：江西科學技術出版社.2003.167-172 5沖壓工藝及模具設計編寫委員會. 沖壓工藝及模具設計M. 北京:國防工業出版社，1993、54-554進度安排設計（論文）各階段名稱起 止 日 期1確定題目,閱讀有關文獻，初步構思 3月初4月初2按步驟進行模具設計，完成設計初稿 4月初5月初3向指導老師咨詢問題，修改設計錯誤處 5月初5月中旬4整理設計內容，確定論文終稿，并

13、排版 5月中旬5月底5繪制CAD裝配圖和零件圖，裝訂上交 6月初6月中旬摘 要 本論文應用本專業所學課程的理論和生產實際知識進行一次冷沖壓模具設計工作的實際訓練從而培養和提高學生獨立工作能力，鞏固與擴充了冷沖壓模具設計等課程所學的內容，掌握冷沖壓模具設計的方法和步驟，掌握冷沖壓模具設計的基本的模具技能懂得了怎樣分析零件的工藝性，怎樣確定工藝方案，了解了模具的基本結構，提高了計算能力，繪圖能力，熟悉了規范和標準，同時各科相關的課程都有了全面的復習，獨立思考的能力也有了提高。油封內夾圈采用落料、拉伸、沖孔復合模，能較好地實現落料及落料件的修邊，模具設計制造簡便易行。落料拉伸沖孔效果好，能極大地提高

14、生產效率，但落料拉伸凹模設計較為重要，設計中應充分考慮其落料拉伸模口形狀，否則易影響落料拉伸件的形狀。說明書也分析了零件沖壓成形的工藝特點，介紹了油封外夾圈落料、沖孔、拉深翻邊復合模的工作原理和結構設計過程，設計了一副包含落料、沖孔、拉深、翻邊的復合模，該模具設計合理，結構緊湊,可靠性好，裝、拆、修磨方便,模具使用性能良好，應用廣泛。可以在一個工步中完成夾圈毛坯的落料、成形、預沖孔、翻邊四道工序，生產率較舊的工藝方法有很大提高，經濟效益顯著。通過沖裁件工藝分析等確定了模具類型。按照沖壓模具的一般步驟，計算并設計了本套模具的主要零部件，如：凸模、凹模、凸模固定板等。模架采用標準模架，選用了合適的

15、沖壓設備。關鍵詞：復合模，夾圈，落料，復合下料，沖孔，復合模，冷沖壓，繪圖能力ABSTRACTThus the present paper applies this specialty to study the curriculum the theory and the production know-how carries on a time cold stamping mold design work the actual training to raise and to sharpen the student independent working ability, consolidat

16、ed and expanded the content which curricula and so on cold stamping mold design studied, the method and the step which the grasping cold stamping mold designed, the basic mold skill which the grasping cold stamping mold designed had understood how analyzed the components the technology capability, h

17、ow definite craft plan, had understood the mold basic structure, sharpened the computation ability, cartography ability, has been familiar with the standard and the standard, simultaneously various branches correlation curriculum all had the comprehensive review, independent thinking ability also ha

18、d the enhancement. can enhance the production efficiency enormously, but falls the material to stretch the concave mold design to be important, in the design should consider fully it falls the material stretch mold mouth shape, otherwise easy to affect falls the material stretches the shape. Thispro

19、jectanalysethetechnologyfeaturesofpunchformingandintroducetheoperationalprincipleandthestructuredesignofthecompoundmouldsofblank-and-cuppiercingdrawingandflanging.Idesignedasuitofcompoundmouldswhichcontainblank-and-cuppiercingdrawingandflanging.Thissuitofcompoundmouldsarereasonabledesignedandhascomp

20、actstructures,highreliabilityandwidelyused.Thissuitofcompoundmouldscancompleteblank-and-cuppiercingdrawingandflanginginaposition,sotheproductionefficiencyandeconomicbenefitarehigherthentheoldtechnologyfeatures.Determinethetypeofthemouldsbythetechnologyanalyesofthepart.Thencalculateanddesignthepartsa

21、ccordingtothenormalway,suchas:malemould,femalemouldandmouldholder.Keywords:compoundmoulds,blank-and-cup,falls material,strech molpunch hole,superposeble die,cold stamping ,artography ability目錄前言11概論21.1引言21.2.1沖壓模相關介紹21.2.2沖模在現代工業生產中的地位21.2.3我國沖壓模具市場情況31.2.4 沖壓模具水平狀況41.2.5我國沖模今后發展趨勢62.1工件工藝性分析62.1.1

22、沖裁工藝性62.1.2翻邊工藝性72.1.3判斷能否一次性翻邊成形72.2 工藝方案確定82.2.1.油封內夾圈工藝方案92.2.2.油封外夾圈工藝方案93排樣及計算材料利用率103.1計算預沖孔大小103.1.1內夾圈預沖孔計算103.3.2外夾圈預沖孔計算113.2確定排樣方式113.3計算材料利用率123.3.1油封內夾圈材料利用率計算123.3.2油封外夾圈材料利用率計算144沖裁力及壓力中心計算154.1油封內夾圈計算154.1.1落料力計算154.1.2翻邊力計算164.1.3切邊力計算164.1.4推件力計算164.4.5總壓力計算164.2油封外夾圈計算164.2.1拉深力的計

23、算164.2.2壓邊力的計算164.2.3拉深總工藝力計算174.2.4翻邊力計算174.2.5卸料力的計算174.2.6沖裁力計算174.2.7落料力計算174.2.8總沖壓力的計算174.3壓力中心的計算185主要工作部分尺寸計算185.1油封內夾圈尺寸計算185.1.1落料刃口尺寸計算185.1.2沖孔切邊刃口尺寸計算195.1.3翻邊工作刃口尺寸計算195.2油封內夾圈尺寸計算205.2.1落料刃口尺寸計算205.2.2沖孔切邊刃口尺寸計算215.2.3翻邊工作刃口尺寸計算216凸模、凹模及凸凹模的結構設計及校核226.1油封內夾圈模具外形尺寸226.1.1落料凹模結構設計226.1.

24、2確定落料、翻邊凸凹模外形尺寸246.1.3沖孔翻邊凸模外形設計256.2油封內夾圈模具外形尺寸256.2.1沖孔凸模外形尺寸256.2.2落料凹模形狀設計266.2.3拉深翻邊凸凹模外形設計267主要零部件設計277.1模柄的設計277.1.1油封內夾圈模柄的設計277.1.2油封外夾圈模柄的設計287.2固定板和墊板的設計287.2.1凸凹模固定板的設計287.2.2墊板的設計297.3定位零件的設計307.3.1固定擋料銷的設計307.3.2圓柱銷的設計307.4出件機構的設計317.4.1推出件機構的設計317.4.2下出件機構的設計338模架的選擇358.1模架的選擇368.2模具的

25、閉合高度計算378.2.1模具閉合高度計算的意義378.2.2計算模具的閉合高度379選擇沖壓設備3710模具總裝圖及裝配工藝性 39 10.1模具總配圖 39 10.2裝配工藝性 41 10.2.1工作零件的固定裝配4110.2.2其他零件的裝配42參考文獻43總結44致謝45前 言 沖壓加工技術是工業的一項基礎技術,在機械、電子、航空、航天、汽車、輕工等制造行業中應用廣泛。同時也對模具制造業提出了應用信息技術將先進的設計理論、方法與制造技術加以系統的集成創新的要求，促進了沖壓模具設計、制造的信息化與智能化的快速發展。進入21世紀，制造技術在中國發展更加迅速，作為制造業大國，培養數以萬計的應

26、用性、技能型人才必須采用現代教育技術手段，以實現國家的人才培養戰略的需求。沖壓成形作為現代工業中一種十分重要的加工方法，用以生產各種板料零件,具有很多獨特的優勢，其成形件具有自重輕、剛度大、強度高、互換性好、成本低、生產過程便于實現機械自動化及生產效率高等優點，是一種其它加工方法所不能相比和不可替代的先進制造技術，在制造業中具有很強的競爭力，被廣泛應用于汽車、能源、機械、信息、航空航天、國防工業和日常生活的生產之中。在吸收了力學、數學、金屬材料學、機械科學以及控制、計算機技術等方面的知識后，已經形成了沖壓學科的成形基本理論。以沖壓產品為龍頭，以模具為中心，結合現代先進技術的應用，在產品的巨大市

27、場需求刺激和推動下，沖壓成形技術在國民經濟發展、實現現代化和提高人民生活水平方面發揮著越來越重要的作用。沖壓技術的進步首先通過模具技術的進步來體現出來。對沖模技術性能的研究已經成為發展沖壓成形技術的中心和關鍵。20世紀60年代初期，國外飛機、汽車制造公司開始研究計算機在模具設計與制造中的應用。通過以計算機為主要技術手段，以數學模型為中心，采用人機互相結合、各盡所長的方式，把模具的設計、分析、計算、制造、檢驗、生產過程連成一個有機整體，使模具技術進入到綜合應用計算機進行設計、制造的新階段。模具的高精度、高壽命、高效率成為模具技術進步的特征。 模具CAD/CAE/CAM是改造傳統模具生產方式的關鍵

28、技術，是一項高科技、高效益的系統工程。它以計算機軟件的形式，為企業提供一種有效的輔助工具，使工程技術人員借助于計算機對產品性能、模具結構、成形工藝、數控加工及生產管理進行設計和優化。模具CAD/CAE/CAM技術能顯著縮短模具設計與制造周期，降低生產成本和提高產品質量已成為模具界的共識。在級進模CAD/CAE/CAM發展應用方面，本世紀初，美國UGS公司與我國華中科技大學合作在UG-II（現為NX）軟件平臺上開發出基于三維幾何模型的級進模CAD/CAM軟件NX-PDW。該軟件包括工程初始化、工藝預定義、毛坯展開、毛坯排樣、廢料設計、條料排樣、壓力計算和模具結構設計等模塊。具有特征識別與重構、全

29、三維結構關聯等顯著特色，已在2003年作為商品化產品投入市場。1、概 論1.1引言 日常生產、生活中所使用到的各種工具和產品，大到機床的底座、機身外殼，小到一個胚頭螺絲、紐扣以及各種家用電器的外殼，無不與模具有著密切的關系。模具的形狀決定著這些產品的外形，模具的加工質量與精度也就決定著這些產品的質量。因為各種產品的材質、外觀、規格及用途的不同，模具分為了鑄造模、鍛造模、壓鑄模、沖壓模等非塑膠模具，以及塑膠模具。 隨著科學技術的進步和工業生產的迅速發展，沖壓加工技術的應用愈來愈廣泛，模具成形已成為當代工業生產的重要手段。1.2沖壓模地位及我國沖壓技術1.2.1沖壓模相關介紹 冷沖壓:是在常溫下利

30、用沖模在壓力機上對材料施加壓力，使其產生分離或變形，從而獲得一定形狀、尺寸和性能的零件的加工方法。 沖壓可分為五個基本工序：沖裁、彎曲、拉深、成形和立體壓制。 沖壓模具:在冷沖壓加工中，將材料（金屬或非金屬）加工成零件（或半成品）的一種特殊工藝裝備，稱為冷沖壓模具（俗稱冷沖模）。 沖壓模按照工序組合分為三類：單工序模、復合模和級進模。 復合模與單工序模相比減少了沖壓工藝，其結構緊湊，面積較小；沖出的制件精度高，工件表面較平直，特別是孔與制件的外形同步精度容易保證；適于沖薄料，可充分利用短料和邊角余料；適合大批量生產，生產率高，所以得到廣泛應用，但模具結構復雜，制造困難。 沖壓模具是沖壓生產必不

31、可少的工藝裝備，是技術密集型產品。沖壓件的質量、生產效率以及生產成本等，與模具設計和制造有直接關系。模具設計與制造技術水平的高低，是衡量一個國家產品制造水平高低的重要標志之一，在很大程度上決定著產品的質量、效益和新產品的開發能力。 1.2.2沖模在現代工業生產中的地位 在現代工業生產中，沖模約占模具工業的50%，在國民經濟各個部門，特別是汽車、航空航天、儀器儀表、機械制造、家用電器、石油化工、輕工日用品等工業部門得到極其廣泛的應用。據統計，利用沖模制造的零件，在飛機、汽車、電機電器、儀器儀表等機電產品中占60%70%，在電視機、錄音機、計算機等電子產品中占80%以上，在自行車、手表、洗衣機、電

32、冰箱、電風扇等輕工產品中占85%以上。在各種類型的汽車中，平均一個車型需要沖壓模具2000套，其中大中型覆蓋件模具300套。1.2.3我國沖壓模具市場情況 我國沖壓模具無論在數量上，還是在質量、技術和能力等方面都已有了很大發展，但與國發經濟需求和世界先進水平相比，差距仍很大，一些大型、精度、復雜、長壽命的高檔模具每年仍大量進口，特別是中高檔轎車的覆蓋件模具，目前仍主要依靠進口。一些低檔次的簡單沖模，已趨供過于求，市場竟爭激烈。 據中國模具工業協會發布的統計材料，2004年我國沖壓模具總產出約為220億元，其中出口0.75億美元,約合6.2億元. 根據我國海關統計資料,2004年我國共進口沖壓模

33、具5.61億美聯社元,約合46.6億元.從上述數字可以得出2004年我國沖壓模具市場總規模約為266.6億元.其中國內市場需求為260.4億元,總供應約為213.8億元,市場滿足率為82%.在上述供求總體情況中,有幾個具體情況必須說明:一是進口模具大部分是技術含量高的大型精密模具,而出口模具大部分是技術含量較低中的中低檔模具,因此技術含量高的中高檔模具市場滿足率低于沖壓模具總體滿足率,這些模具的發展已滯后于沖壓件生產,而技術含量低的中低檔模具市場滿足率要高于沖壓模具市場總體滿足率;二是由于我國的模具價格要比國際市場低格低許多,具有一定的竟爭力,因此其在國際市場前景看好,2005年沖壓模具出口達

34、到1.46億美元,比2004年增長94.7%就可說明這一點;三是近年來港資、臺資、外資企業在我國發展迅速，這些企業中大量的自產自用的沖壓模具無確切的統計資料，因此未能計入上述數字之中。 我國沖模工業不能滿足國內經濟需要的原因主要有： 專業化和標準化程度低。 模具品種少，效率低，經濟效益也差。 制造周期長，模具精度不高，制造技術較落后。 模具壽命短，新材料使用量不到10%。 力量分散，管理落后。 但改革開放以來，在國家產業政策和與之配套的一系列國家經濟政策的支持和引導下，尤其是國民經濟的高速發展，大大地提高了模具的商品化程度，推動了模具技術和模具工業的迅速發展，在CAD/CAM/CAE的運用、加

35、工工藝手段、沖壓件質量及模具性能方面，均已達到或接近國際水平。1.2.4 沖壓模具水平狀況 近年來，我國沖壓模具水平已有很大提高。大型沖壓模具已能生產單套重量達50多噸的模具。為中檔轎車配套的覆蓋件模具內也能生產了。精度達到12m，壽命2億次左右的多工位級進模國內已有多家企業能夠生產。表面粗糙度達到Ra1.5m的精沖模，大尺寸（300mm）精沖模及中厚板精沖模國內也已達到相當高的水平。 模具CAD/CAM技術狀況 我國模具CAD/CAM技術的發展已有20多年歷史。由原華中工學院和武漢733廠于1984年共同完成的精神模CAD/CAM系統是我國第一個自行開發的模具CAD/CAM系統。由華中工學院

36、和北京模具廠等于1986年共同完成的冷沖模CAD/CAM系統是我國自行開發的第一個沖裁模CAD/CAM系統。上海交通大學開發的冷沖模CAD/CAM系統也于同年完成。20世紀90年代以來，國內汽車行業的模具設計制造中開始采用CAD/CAM技術。國家科委863計劃將東風汽車公司作為CIMS應用示范工廠，由華中理工大學作為技術依托單位，開發的汽車車身與覆蓋模具CAD/CAPP/CAM集成系統于1996年初通過鑒定。在此期間，一汽和成飛汽車模具中心引進了工作站和CAD/CAM軟件系統，并在模具設計制造中實際應用，取得了顯著效益。1997年一汽引進了板料成型過程計算機模擬CAE軟件并開始用于生產。 21

37、世紀開始CAD/CAM技術逐漸普及，現在具有一定生產能力的沖壓模具企業基本都有了CAD/CAM技術。其中部分骨干重點企業還具備各CAE能力。 模具CAD/CAM技術能顯著縮短模具設計與制造周期，降低生產成本，提高產品質量，已成為人們的共識。在“八五”、九五“期間，已有一大批模具企業推廣普及了計算機繪圖技術，數控加工的使用率也越來越高，并陸續引進了相當數量CAD/CAM系統。如美國EDS的UG，美國Parametric Technology公司 Pro/Engineer，美國CV公司的CADSS，英國DELCAM公司的DOCT5，日本HZS公司的CRADE及space-E, 以色列公司的Cima

38、tron 還引進了AutoCAD CATIA 等軟件及法國Marta-Daravision公司用于汽車及覆蓋件模具的Euclid-IS等專用軟件。國內汽車覆蓋件模具生產企業普遍采用了CAD/CAM技術/DL圖的設計和模具結構圖的設計均已實現二維CAD，多數企業已經向三維過渡，總圖生產逐步代替零件圖生產。且模具的參數化設計也開始走向少數模具廠家技術開發的領域。 在沖壓成型CAE軟件方面，除了引進的軟件外，華中科技術大學、吉林大學、湖南大學等都已研發了較高水平的具有自主知識產權的軟件，并已在生實踐中得到成功應用，產生了良好的效益。 快速原型（RP）傳統的快速經濟模具相結合，快速制造大型汽車覆蓋件模

39、具，解決了原來低熔點合金模具靠樣件澆鑄模具，模具精度低、制件精度低，樣樣制作難等問題，實現了以三維CAD模型作為制模依據的快速模具制造，它標志著RPM應用于汽車身大型覆蓋件試制模具已取得了成功。 圍繞著汽車車身試制、大型覆蓋件模具的快速制造，近年來也涌現出一些新的快速成型方法，例如目前已開始在生產中應用的無模多點成型及激光沖擊和電磁成型等技術。它們都表現出了降低成本、提高效率等優點。 模具設計與制造能力狀況 在國家產業政策的正確引導下，經過幾十年努力，現在我國沖壓模具的設計與制造能力已達到較高水平，包括信息工程和虛擬技術等許多現代設計制造技術已在很多模具企業得到應用。 雖然如此，我國的沖壓模具

40、設計制造能力與市場需要和國際先進水平相比仍有較大差距。這一些主要表現在高檔轎車和大中型汽車覆蓋件模具及高精度沖模方面，無論在設計還是加工工藝和能力方面，都有較大差距。轎車覆蓋件模具，具有設計和制造難度大，質量和精度要求高的特點，可代表覆蓋件模具的水平。雖然在設計制造方法和手段方面基本達到了國際水平，模具結構周期等方面，與國外相比還存在一定的差距。 標志沖模技術先進水平的多工位級進模和多功能模具，是我國重點發展的精密模具品種。有代表性的是集機電一體化的鐵芯精密自動閥片多功能模具，已基本達到國際水平。 但總體上和國外多工位級進模相比，在制造精度、使用壽命、模具結構和功能上，仍存在一定差距。 汽車覆

41、蓋件模具制造技術正在不斷地提高和完美，高精度、高效益加工設備的使用越來越廣泛。高性能的五軸高速銑床和三軸的高速銑床的應用已越來越多。NC、DNC技術的應用越來越成熟，可以進行傾角加工超精加工。這些都提高了模具面加工精度，提高了模具的質量，縮短了模具的制造周期。 模具表面強化技術也得到廣泛應用。工藝成熟、無污染、成本適中的離子滲氮技術越來越被認可，碳化物被覆處理（TD處理）及許多鍍（涂）層技術在沖壓模具上的應用日益增多。真空處理技術、實型鑄造技術、刃口堆焊技術等日趨成熟。激光切割和激光焊技術也得到了應用。1.2.5我國沖模今后發展趨勢 根據我國沖模技術的發展現狀及存在的問題，今后應朝著如下幾個方

42、面發展： 開發、發展精密、復雜、大型、長壽命模具。 加速模具標準化和商品化，以提高模具質量，縮短模具制造周期。 大力開發和推廣應用模具CAD/CAM技術，提高模具制造過程的自動化程度。 積極開發模具新品種、新工藝、新技術和新材料。 發展模具加工成套設備,以滿足高速發展的模具工業需要。 1.3總結沖壓加工作為一個行業，在國民經濟的加工工業中占有重要的地位。近年來，沖壓成型工藝有了很多新的進展，特別是精密沖裁、精密成形、精密剪切、復合材料成形、超塑性成形、軟模成形以及電磁成形等新工藝日新月異，沖壓件的成形精度日趨精確，生產率有了極大的提高，正把沖壓加工提高到高品質、新的發展水平。由于引入了計算機輔

43、助工程（CAE）沖壓成形已從原來對應力應變進行有限元分析而逐步發展到采用計算機進行工藝過程的模擬與分析，以實現沖壓過程的優化分析設計。計算機在模具領域，包括設計、制造、管理等領域發揮著越來越重要的作用。2、工件工藝性分析及方案確定2.1工件工藝性分析2.1.1沖裁工藝性 油封內夾圈 油封外夾圈圖2-1 零件圖 工件名稱：油封內外夾圈 生產批量：大批量 材料：08鋼 料厚：0.8mm以上兩零件分別為油封內夾圈和油封外夾圈，材料為08鋼板，軟的碳素鋼 ，強度、硬度低，而韌性和塑性極高，有良好的深沖、拉延、彎曲和鐓粗等冷加工性能 、焊接性能 。由零件簡圖2-1可見，該工件的加工涉及到落料、沖孔、翻邊

44、或拉深等工序成形。該零件的外徑為92mm和90mm,屬于小制件，形狀簡單且對稱，適于沖裁加工。查冷沖壓工藝手冊得：孔中心與邊緣距離尺寸公差為0.5mm，一般剪切斷面表面粗糙度為3.2m.材料08鋼，其沖壓性能較好，孔與外緣的壁厚較大，復合模中的凸凹模壁厚部分具有足夠的強度。能夠進行一般的沖壓加工，市場上也容易得到這種材料 ，價格適中 。料厚為0.8mm,年產量為大批量生產，不允許表面劃痕，孔不許有變形，精度要求為IT11，由于零件用于密封，精度要求較高，但零件完全可以用普通的沖壓加工方法加工成型。兩零件的直徑相同，均為117，而內直徑不同，沖壓工藝方法有可能不同。兩工件均為軸對稱零件，形狀簡單

45、，都是翻孔件，材料厚度較薄，沖裁性能較好。2.1.2翻邊工藝性 翻邊工件邊緣與平面的圓角半徑r=(23)t。 翻邊的高度內夾圈h=8.51.5r=3.6，外夾圈h=13.51.5r=3.6。 翻邊的相對厚度d/t(1.72),所以翻邊后有良好的圓筒壁。 沖孔毛刺面與翻邊方向相反，翻邊后工件質量沒大影響。 總體看來：該制件均滿足沖裁工藝性和翻邊工藝性，適于沖裁加工。2.1.3判斷能否一次性翻邊成形 內夾圈翻邊分析：查冷沖壓工藝手冊表2-9，確定凸凹模制造精度為IT11，毛壞翻邊的預制孔直徑為d=D-2(H-0.34r-0.72t)， 由工件可知， D=92.8mm，H=8.5mm，t=0.8mm

46、，查沖壓工藝手冊，選用r=3t=2.4mm,代以上數據到公式得知d=79.016mm。查沖壓工藝手冊，得知極限翻孔系數為0.74，內夾圈系數k=d/D=79/92.8=0.850.74，尺寸關系滿足翻邊變形趨向要求，對于內夾圈來說，上述三道工序可行，所以在平板上能一次性翻邊成形 外夾圈翻邊分析：查冷沖壓工藝手冊表2-9，確定凸凹模制造精度為IT11，如果按預制孔直接加工，毛壞翻邊的預制孔直徑為d=D-2(H-0.34r-0.72t)，由工件可知，D=90.8mm，H=13.5mm，t=0.8mm，查沖壓工藝手冊，選用r=3t=2.4mm,代以上數據到公式得知d=66.2mm。查沖壓工藝手冊，得

47、知極限翻孔系數為0.74，內夾圈系數k=d/D=66.2/90.8=0.730.74，尺寸關系不滿足翻邊變形趨向要求，不能一次翻出所需要的高度，所以對于內夾圈來說，上述三道工序不可行。考慮多采用拉深一道中間工序，再進行翻邊。2.2 工藝方案確定 根據工件結構的分析，沖壓這兩個零件所需的最基本工序為沖孔，落料，拉深，翻邊。按以下表比較單工序模、連續模和復合模，初步確定選復合模。項目單工序模連續模復合模工作情況尺寸精度精度較高可達IT1310級可達IT98級工件形狀易加工簡單件可加工復雜零件，如寬度極小的異形件、特殊形件形狀與尺寸要受模具結構與強度的限制孔與外形的位置精度較高較差較高工件平整性推板

48、上落料，平整較差，易彎曲推板上落料，平整工件尺寸一般不受限制宜較小零件可加工較大零件工件料厚一般不受限制0.66mm0.053mm工藝性能操作性能方便方便不方便，要手動進行卸料安全性比較安全比較安全不太安全生產率低，壓力機一次行程只能完成一道工序，但在多工位壓力機使用多副模具時，生產率高高，壓力機一次行程內可完成多道工序較高，壓力機一次行程內能完成兩道以上工序條料寬度要求不嚴格要求嚴格要求不嚴格模具制造結構簡單，制造周期短結構復雜，制造和調整難度大結構復雜，制造難度大2.2.1.油封內夾圈工藝方案： 主要有這幾種方案： 采用落料和沖孔的復合，再進行零件的翻孔工藝。 沖孔，落料，翻孔依次按順序復

49、合加工。 優缺點分析：按第一方法加工，需要兩套模具，工作的累積誤差大，操作不方便，但精度相對高，可是成本比較大，而且該零件大批量生產。第二種方法加工，需要一套模具，但精度稍差，可是能通過改進制造系統和設計方法使精度增大，復合模模具的形位精度和尺寸精度可以保證，且生產率也高。盡管模具結構比較復雜，但由于零件的幾何形狀簡單對稱，模具制造并不困難。用一套模具降低了成本，縮短了生產周期，提高了生產效率，避免了傳統方法生產使用多套模具及送料的麻煩，操作方便而且快捷，沖出制件的質量也較好。綜合考慮，采用三個工藝的復合加工，選用一套復合模具。2.2.2.油封外夾圈工藝方案： 工藝方案為落料，拉深，沖孔，翻邊

50、，四個工藝方案的依次順序只能采用落料，拉深，沖孔，翻邊。工藝方案為： 采用落料和拉深的復合，再采用沖孔和翻邊。 落料，拉深，沖孔，翻邊依次按順序復合加工。 優缺點分析：按第一方法加工，需要兩套模具，但精度相對高，可是運行成本比較大。第二種方法加工，需要一套模具，但精度稍差，可是能通過改進制造系統和設計方法使精度增大，用一套模具降低了成本，縮短了生產周期，同時對于這樣的簡單零件，完全可以考慮通過復合加工來降低模具套數，從而降低運作成本。綜合考慮，采用四個工藝的復合加工，選用一套復合模具。 正裝復合模和倒裝復合模的比較見下表序號正裝倒裝1對于薄沖件能達到平整要求不能達到平整要求2操作不方便，不安全，孔的廢料由打棒打出操作方便，能裝自動拔料裝置，