目录
1绪论1
2零件的工艺性分析7
2.1零件的总体分析7
2.1.1外形落料的工艺性7
2.1.2冲孔的工艺性7
2.1.3冲裁件的孔边距和孔间距8
2.1.4尺寸精度8
3工艺方案的确定9
4排样设计与计算10
4.1确定搭边与搭肩值10
4.2确定零件的排样方案10
4.3计算送料步距和条料的宽度10
4.4计算材料的利用率11
5计算冲压力和初选压力机12
5.1冲裁工序总力的计算12
5.2初选压力机13
5.3确定压力中心13
6模具结构形式的选择与确定14
6.1模具类型的选择14
6.2定位方式的选择14
6.3导向方式的选择14
6.4卸料方式14
6.5送料方式14
7模具工作零部件刃口尺寸的计算15
7.1冲裁孔的凸、凹模刃口尺寸的计算15
7.2外形落料凸模、凹模刃口尺寸的计算15
8模具主要零部件设计18
8.1工作零部件的结构设计18
8.1.1落料凹模的设计18
8.1.2冲孔凸模的设计19
8.1.3落料凸模（凸凹模）的设计21
8.2定位装置的设计与标准化22
8.2.1挡料销及导料销的设计与标准化22
8.2.2挡料销与导料销位置的确定22
8.2.3导料销位置的确定22
8.3卸料装置的设计及标准化23
8.3.1弹性卸料板的结构形式23
8.3.2卸料螺钉的选用23
8.3.3卸料弹簧的设计及选用23
8.4推件装置的设计与标准化24
8.4.1刚性推件装置的设计与标准化24
8.4.2推件块的设计24
8.4.3连接推杆的选用24
8.4.4推板的设计24
8.4.5打杆的设计24
8.5支撑固定零件的设计与标准化25
8.5.1模架的选用25
8.5.2凸模固定板的设计25
8.6导向零件的设计与标准化26
8.7紧固零件的设计与标准化26
9冲压设备的的选用27
10模具总装图28
结束语29
致谢30
参考文献31
1绪论
模具是一种特殊的模型，用来塑造(制造)产品；从工艺的角度，模具是一种成型制品的特殊工艺装备。模具是工业生产的基础工艺装备，在电子、汽车、电机、电器、仪表、家电和通讯等产品中，60％80％的零部件都依靠模具成形，模具质量的高低决定着产品质量的高低，因此，模具被称之为“百业之母”。模具又是“效益放大器”，用模具生产的最终产品的价值，往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。目前，我国冲压技术与工业发达国家相比还比较的落后，主要原因是我国在冲压基础理论及成形工艺、模具标准化、模具设计、模具制造工艺及设备等方面与工业发达的国家尚有相当大的差距，导致我国模具在寿命、效率、加工精度、生产周期等方面与工业发达国家的模具相比差距相当大。
1.1国内模具的现状和发展趋势
我国冲压模具无论在数量上，还是在质量、技术和能力等方面都已有了很大发展，但与国发经济需求和世界先进水平相比，差距仍很大，一些大型、精度、复杂、长寿命的高档模具每年仍大量进口，特别是中高档轿车的覆盖件模具，目前仍主要依靠进口。一些低档次的简单冲模，已趋供过于求，市场竟争激烈。
我国模具近年来发展很快，据不完全统计，2003年我国模具生产厂点约有2万多家，从业人员约50多万人，2004年模具行业的发展保持良好势头，模具企业总体上订单充足，任务饱满，2004年模具产值530亿元。进口模具18.13亿美元，出口模具4.91亿美元，分别比2003年增长1832.445.9进出口之比2004年为3.69:1，进出口相抵后的进净口达13.2亿美元，为净进口量较大的国家。
在2万多家生产厂点中，有一半以上是自产自用的。在模具企业中，产值过亿元的模具企业只有20多家，中型企业几十家，其余都是小型企业。近年来，模具行业结构调整和体制改革步伐加快，主要表现为：大型、精密、复杂、长寿命中高档模具及模具标准件发展速度快于一般模具产品；专业模具厂数量增加，能力提高较快；"三资"及私营企业发展迅速；国企股份制改造步伐加快等。
虽然说我国模具业发展迅速，但远远不能适应国民经济发展的需要。我国尚存在以下几方面的不足:
第一，体制不顺，基础薄弱。 “三资”企业虽然已经对中国模具工业的发展起了积极的推动作用，私营企业近年来发展较快，国企改革也在进行之中，但总体来看，体制和机制尚不适应市场经济，再加上国内模具工业基础薄弱，因此，行业发展还不尽如人意，特别是总体水平和高新技术方面。
第二，开发能力较差，经济效益欠佳.我国模具企业技术人员比例低，水平较低，且不重视产品开发，在市场中经常处于被动地位。我国每个模具职工平均年创造产值约合1万美元，国外模具工业发达国家大多是15～20万美元，有的高达25～30万美元，与之相对的是我国相当一部分模具企业还沿用过去作坊式管理，真正实现现代化企业管理的企业较少。
第三，工艺装备水平低，且配套性不好，利用率低．虽然国内许多企业采用了先进的加工设备，但总的来看装备水平仍比国外企业落后许多，特别是设备数控化率和CAD/CAM应用覆盖率要比国外企业低得多。由于体制和资金等原因，引进设备不配套，设备与附配件不配套现象十分普遍，设备利用率低的问题长期得不到较好解决。装备水平低，带来中国模具企业钳工比例过高等问题。
第四，专业化、标准化、商品化的程度低、协作差．由于长期以来受“大而全”“小而全”影响，许多模具企业观念落后，模具企业专业化生产水平低，专业化分工不细，商品化程度也低。目前国内每年生产的模具，商品模具只占45右，其馀为自产自用。模具企业之间协作不好，难以完成较大规模的模具成套任务，与国际水平相比要落后许多。模具标准化水平低，标准件使用覆盖率低也对模具质量、成本有较大影响，对模具制造周期影响尤甚。
第五，模具材料及模具相关技术落后．模具材料性能、质量和品种往往会影响模具质量、寿命及成本，国产模具钢与国外进口钢相比，无论是质量还是品种规格，都有较大差距。塑料、板材、设备等性能差，也直接影响模具水平的提高。
巨大的市场需求将推动中国模具的工业调整发展。虽然我国的模具工业和技术在过去的十多年得到了快速发展，但与国外工业发达国家相比仍存在较大差距，尚不能完全满足国民经济高速发展的需求。未来的十年，中国模具工业和技术的主要发展方向包括以下几方面:
（1）模具日趋大型化；
（2）在模具设计制造中广泛应用CAD/CAE/CAM技术；
（3）模具扫描及数字化系统；
（4）在塑料模具中推广应用热流道技术、气辅注射成型和高压注射成型技术；
（5）提高模具标准化水平和模具标准件的使用率；
（6）发展优质模具材料和先进的表面处理技术；
（7）模具的精度将越来越高；
（8）模具研磨抛光将自动化、智能化；
（9）研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程；
10）开发新的成形工艺和模具。
模具技术集合了机械、电子、化学、光学、材料、计算机、精密监测和信息网络等诸多学科，是一个综合性多学科的系统工程。模具技术的发展趋势主要是模具产品向着更大型、更精密、更复杂及更经济的方向发展，模具产品的技术含量不断提高，模具制造周期不断缩短，模具生产朝着信息化、无图化、精细化、自动化的方向发展，模具企业向着技术集成化、设备精良化、产批品牌化、管理信息化、经营国际化的方向发展。我国模具行业今后仍需提高的共性技术有：
(1)建立在CAD/CAE平台上的先进模具设计技术，提高模具设计的现代化、信息化、智能化、标准化水平。
(2)建立在CAM/CAPP基础上的先进模具加工技术与先进制造技术相结合，提高模具加工的自动化水平与生产效率。
(3)模具生产企业的信息化管理技术。例如PDM（产品数据管理）、ERP（企业资源管理）、MIS（模具制造管理信息系统）及INTERMET平台等信息网络技术的应用、推广及发展。
(4)高速、高精、复合模具加工技术的研究与应用。例如超精冲压模具制造技术、精密塑料和压铸模具制造技术等。
(5)提高模具生产效率、降低成本和缩短模具生产周期的各种快速经济模具制造技术。
(6)先进制造技术的应用。例如热流道技术、气辅技术、虚拟技术、纳米技术、高速扫描技术、逆向工程、并行工程等技术在模具研究、开发、加工过程中的应用。
(7)原材料在模具中成形的仿真技术。
(8)先进的模具加工和专有设备的研究与开发。
(9)模具及模具标准件、重要辅件的标准化技术。
(10)模具及其制品的检测技术。
(11)优质、新型模具材料的研究与开发及其正确应用。
(12)模具生产企业的现代化管理技术。
1.2国外模具的现状和发展趋势
模具是工业生产关键的工艺装备，在电子、建材、汽车、电机、电器、仪器仪表、家电和通讯器材等产品中，60％－80％的零部件都要依靠模具成型。用模具生产制作表现出的高效率、低成本、高精度、高一致性和清洁环保的特性，是其他加工制造方法所无法替代的。模具生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志，并在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。近几年，全球模具市场呈现供不应求的局面，世界模具市场年交易总额为600～650亿美元左右。美国、日本、法国、瑞士等国家年出口模具量约占本国模具年总产值的三分之一。
国外模具总量中,大型、精密、复杂、长寿命模具的比例占到50上；国外模具企业的组织形式是"大而专"、"大而精"。2004年中国模协在德国访问时，从德国工、模具行业组织--德国机械制造商联合会（VDMA）工模具协会了解到，德国有模具企业约5000家。2003年德国模具产值达48亿欧元。其中（VDMA）会员模具企业有90家，这90家骨干模具企业的产值就占德国模具产值的90可见其规模效益。
随着时代的进步和技术的发展，国外的一些掌握和能运用新技术的人才如模具结构设计、模具工艺设计、高级钳工及企业管理人才，他们的技术水平比较高．故人均产值也较高．我国每个职工平均每年创造模具产值约合1万美元左右，而国外模具工业发达国家大多15～20万美元，有的达到25～30万美元。国外先进国家模具标准件使用覆盖率达70上，而我国才达到45％．
随着国民经济总量和工业产品技术的不断发展，各行各业对模具的需求量越来越大，技术要求也越来越高。虽然模具种类繁多，但其发展重点应该是既能满足大量需要，又有较高技术含量，特别是目前国内尚不能自给，需大量进口的模具和能代表发展方向的大型、精密、复杂、长寿命模具。模具标准件的种类、数量、水平、生产集中度等对整个模具行业的发展有重大影响。因此，一些重要的模具标准件也必须重点发展，而且其发展速度应快于模具的发展速度，这样才能不断提高我国模具标准化水平，从而提高模具质量，缩短模具生产周期，降低成本。由于我国的模具产品在国际市场上占有较大的价格优势，因此对于出口前景好的模具产品也应作为重点来发展。根据上述需要量大、技术含量高、代表发展方向、出口前景好的原则选择重点发展产品，而且所选产品必须目前已有一定技术基础，属于有条件、有可能发展起来的产品。
1.3落料、拉深，冲孔模具设计与制造方面
拉深是冲压基本工序之一，它是利用模具在压力机作用下，将平板坯料或空心工序件制成开口空心零件的加工方法。它不仅可以加工旋转体零件，还可以加工盒形零件及其他形状复杂的薄壁零件，但是，加工出来的制件的精度都很底。一般情况下，拉深件的尺寸精度应在IT13级以下，不宜高于IT11级。
只有加强拉深变形基础理论的研究，才能提供更加准确、实用、方便的计算方法，才能正确地确定拉深工艺参数和模具工作部分的几何形状与尺寸，解决拉深变形中出现的各种实际问题，从而，进一步提高制件质量。
该工件中有锥形拉深部分，锥形拉深是最典型的拉深件，其工作过程很简单就是一个拉深，根据计算确定它可以一次拉深成功.根据计算的结果和选用的标准模架，为了保证制件的顺利加工和顺利取件，模具必须有足够高度。要改变模具的高度，只有从改变导柱和导套的高度。导柱和导套的高度可根据拉深凸模与拉深凹模工作配合长度决定．设计时可能高度出现误差，应当边试冲边修改高度。
2.1零件的总体分析
该零件为齿轮螺栓垫片，材料为A3钢，即为Q235的旧牌号，具有良好的塑性、韧性、冷冲压性能，能够进行一般的冲压加工。零件形状较为复杂，采用圆弧过渡，但零件对称分布，有冲孔、落料两个工序特征。
2.1.1外形落料的工艺性
齿轮螺栓垫片属于中等尺寸零件，料厚1mm，外形较为复杂，采用圆弧过渡，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，尺寸精度要求一般。
2.1.2冲孔的工艺性
有两个10的孔，尺寸精度一般。
2.1.3冲裁件的孔边距和孔间距
为避免工件变形和保证模具强度，孔边距和孔间距不能过校【1】其最小许可值当取： 。根据工件的尺寸可得，所以工件的尺寸符合要求。
冲孔时因凸模强度限制孔的尺寸不应太小，否则凸模易折断，查表2.7.3【1】知，工件上孔的直径大于或等于0.35倍的料度即。由任务书零件图易于看出工件的尺寸符合要求。
2.1.4尺寸精度
图示零件的尺寸均未注公差的一般尺寸，按惯例取IT14级，尺寸精度较低，符合一般冲压的经济精度要求。
