學院名稱材料工程學院
專業： 機械設計製造及其自動化
班級08模具z
學號08321424
姓名沈柳柳
指導教師姓名： 孫凌燕
指導教師職稱： 講師
二〇一一年十二月
第一章緒論2
1.1 模具行業的發展現狀及市場前景2
1.2 沖壓工藝介紹2
1.3沖壓工藝的種類3
1.4 沖壓行業阻力和障礙與突破3
第二章製件工藝性分析及計算6
2.1課程設計題目6
2.2沖壓件工藝分析6
2.3方案及模具結構型別7
2.4排樣設計7
2.5壓力與壓力中心計算8
2.6壓力中心9
2.7作零件刃口尺寸計算9
2.8沖床選用11
第三章零部件設計13
3.1衝大孔凸模外形尺寸13
3.2衝小孔凸模外形尺寸13
3.3 凸凹模結構尺寸13
3.4 凹模結構尺寸14
3.5 凸模固定板結構尺寸15
3.6 凸凹模固定板結構尺寸16
第四章模具總體設計17
設計小結18
參考文獻19
第一章緒論
1.1 模具行業的發展現狀及市場前景
現代模具工業有「不衰亡工業」之稱。世界模具市場總體上供不應求，市場需求量維持在600億至650億美元，同時，我國的模具產業也迎來了新一輪的發展機遇。近幾年，我國模具產業總產值保持13%的年增長率（據不完全統計，2023年國內模具進口總值達到600多億，同時，有近200個億的出口），到2023年模具產值預計為600億元，模具及模具標準件出口將從現在的每年9000多萬美元增長到2023年的2億美元左右。
單就汽車產業而言，乙個型號的汽車所需模具達幾千副，價值上億元，而當汽車更換車型時約有80%的模具需要更換。2023年我國汽車產銷量均突破400萬輛，預計2023年產銷量各突破500萬輛，轎車產量將達到260萬輛。另外，電子和通訊產品對模具的需求也非常大，在發達國家往往佔到模具市場總量的20%之多。
目前，中國17000多個模具生產廠點，從業人數約50多萬。2023年中國模具工業總產值已達245億元人民幣。工業總產值中企業自產自用的約佔三分之二，作為商品銷售的約佔三分之一。
在模具工業的總產值中，沖壓模具約佔50%，塑料模具約佔33%，壓鑄模具約佔6%，其它各類模具約佔11%。
1.2 沖壓工藝介紹
沖壓是靠壓力機和模具對板材、帶材、管材和型材等施加外力，使之產生塑性變形或分離，從而獲得所需形狀和尺寸的工件(沖壓件)的成形加工方法。沖壓和鍛造同屬塑性加工(或稱壓力加工)，合稱鍛壓。沖壓的坯料主要是熱軋和冷軋的鋼板和鋼帶。
全世界的鋼材中，有60～70%是板材，其中大部分是經過沖壓製成成品。汽車的車身、底盤、油箱、散熱器片，鍋爐的汽包、容器的殼體、電機、電器的鐵芯矽鋼片等都是沖壓加工的。儀器儀表、家用電器、自行車、辦公機械、生活器皿等產品中，也有大量沖壓件。
沖壓件與鑄件、鍛件相比，具有薄、勻、輕、強的特點。沖壓可製出其他方法難於製造的帶有加強筋、肋、起伏或翻邊的工件，以提高其剛性。由於採用精密模具，工件精度可達微公尺級，且重複精度高、規格一致，可以沖壓出孔、凸台等。
冷沖壓件一般不再經切削加工，或僅需要少量的切削加工。熱沖壓件精度和表面狀態低於冷沖壓件，但仍優於鑄件、鍛件，切削加工量少。
沖壓是高效的生產方法，採用復合模，尤其是多工位級進模，可在一台壓力機上完成多道沖壓工序，實現由帶料開卷、矯平、衝裁到成形、精整的全自動生產。生產效率高，勞動條件好，生產成本低，一般每分鐘可生產數百件。
1.3 沖壓工藝的種類
沖壓主要是按工藝分類，可分為分離工序和成形工序兩大類。分離工序也稱衝裁，其目的是使沖壓件沿一定輪廓線從板料上分離，同時保證分離斷面的質量要求。成形工序的目的是使板料在不破坯的條件下發生塑性變形，製成所需形狀和尺寸的工件。
在實際生產中，常常是多種工序綜合應用於乙個工件。衝裁、彎曲、剪下、拉深、脹形、旋壓、矯正是幾種主要的沖壓工藝。
沖壓用板料的表面和內在效能對沖壓成品的質量影響很大，要求沖壓材料厚度精確、均勻；表面光潔，無斑、無疤、無擦傷、無表面裂紋等；屈服強度均勻，無明顯方向性；均勻延伸率高；屈強比低；加工硬化性低。
在實際生產中，常用與沖壓過程近似的工藝性試驗，如拉深效能試驗、脹形效能試驗等檢驗材料的沖壓效能，以保證成品質量和高的合格率。
模具的精度和結構直接影響沖壓件的成形和精度。模具製造成本和壽命則是影響沖壓件成本和質量的重要因素。模具設計和製造需要較多的時間，這就延長了新沖壓件的生產準備時間。
模座、模架、導向件的標準化和發展簡易模具(供小批量生產)、復合模、多工位級進模(供大量生產)，以及研製快速換模裝置，可減少沖壓生產準備工作量和縮短準備時間，能使適用於減少沖壓生產準備工作量和縮短準備時間，能使適用於大批量生產的先進沖壓技術合理地應用於小批量多品種生產。
沖壓裝置除了厚板用水壓機成形外，一般都採用機械壓力機。以現代高速多工位機械壓力機為中心，配置開卷、矯平、成品收集、輸送等機械以及模具庫和快速換模裝置，並利用計算機程式控制，可組成高生產率的自動沖壓生產線。
在每分鐘生產數
十、數百件沖壓件的情況下，在短暫時間內完成送料、沖壓、出件、排廢料等工序，常常發生人身、裝置和質量事故。因此，沖壓中的安全生產是乙個非常重要的問題。
1.4 沖壓行業阻力和障礙與突破
阻力一：機械化、自動化程度低
美國680條沖壓線中有70%為多工位壓力機，日本國內250條生產線有32%為多工位壓力機，而這種代表當今國際水平的大型多工位壓力機在我國的應用卻為數不多；中小企業裝置普遍較落後，耗能耗材高，環境汙染嚴重；封頭成形裝置簡陋，手工操作比重大；精沖機**昂貴，是普通壓力機的5~10倍，多數企業無力投資阻礙了精沖技術在我國的推廣應用；液壓成形，尤其是內高壓成形，裝置投資大，國內難以起步。
突破點：加速技術改造
要改變當前大部分還是手工上下料的落後局面，結合具體情況，採取新工藝，提高機械化、自動化程度。汽車車身覆蓋件沖壓應向單機連線自動化、機械人沖壓生產線，特別是大型多工位壓力機方向發展。爭取加大投資力度，加速沖壓生產線的技術改造，使盡早達到當今國際水平。
而隨著微電子技術和通訊技術的發展使板材成形裝備自動化、柔性化有了技術基礎。應加速發展數位化柔性成形技術、液壓成形技術、高精度複合化成形技術以及適應新一代輕量化車身結構的型材彎曲成形技術及相關裝置。同時改造國內舊裝置，使其發揮新的生產能力。
阻力二：生產集中度低
許多汽車集團大而全，形成封閉內部配套，導致各企業的沖壓件種類多，生產集中度低，規模小，易造成低水平的重複建設，難以滿足專業化分工生產，市場競爭力弱；電單車沖壓行業面臨激烈的市場競爭，處於「優而不勝，劣而不汰」的狀態；封頭製造企業小而散，集中度僅39.2%。
突破點：走專業化道路
迅速改變目前「大而全」、「散亂差」的格局，盡快從汽車集團中把沖壓零部件分離出來，按沖壓件的大、中、小分門別類，成立幾個大型的沖壓零部件製造**中心及幾十個小而專的零部件工廠。通過專業化道路，才能把沖壓零部件做大做強，成為國際上有競爭實力的沖壓零部件**商。
阻力三：沖壓板材自給率不足，品種規格不配套
目前，我國汽車薄板只能滿足60%左右，而高檔轎車用鋼板，如高強度板、合金化鍍鋅板、超寬板(1650mm以上)等都依賴進口。
突破點：所用的材料應與行業協調發展
汽車用鋼板的品種應更趨向合理，朝著高強、高耐蝕和各種規格的薄鋼板方向發展，並改善沖壓效能。鋁、鎂合金已成為汽車輕量化的理性材料，擴大應用已勢在必行。
阻力四：科技成果轉化慢先進工藝推廣慢
在我國，許多沖壓新技術起步並不晚，有些還達到了國際先進水平，但常常很難形成生產力。先進沖壓工藝應用不多，有的僅處於試用階段，吸收、轉化、推廣速度慢。技術開發費用投入少，導致企業對先進技術的掌握應用慢，開發創新能力不足，中小企業在這方面的差距更甚。
目前，國內企業大部分仍採用傳統沖壓技術，對下一代輕量化汽車結構和用材所需的成形技術缺少研究與技術儲備。
突破點：走產、學、研聯合之路
我國與歐、美、日等相比，存在的最大的差距就是還沒有乙個產、學研聯合體，科研難以做大，成果不能盡快轉化為生產力。所以應圍繞大型開發和產業化專案，以高校和科研單位為技術支援，企業為應用基地，形成產品、裝置、材料、技術的企業聯合實體，形成既能開發創新，又能迅速產業化的良性迴圈。
阻力五：大、精模具依賴進口
沖壓課程設計說明書
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