分析了零件的工艺性,阐述了采用多工位级进模生产的可行性与技术难点,介绍了零件的排样设计、成形模具结构特点及设计中应注意的问题, 并据制件的形状和要求，进行工艺分析，制定了模具设计工艺方案。可为类似零件的成形模具设计与制造提供参考。本文重点介绍了工艺方案的确定、材料利用率的计算以及模具结构的设计。
关键词： 级进模；工艺分析 ；结构设计
1.1 冲压的概念、特点及应用
冲压是利用安装在冲压设备上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件的一种压力加工方法。冲压通常是在常温下对材料进行冷变形加工，且主要采用板料来加工成所需零件，所以也叫冷冲压或板料冲压。冲压是材料压力加工或塑性加工的主要方法之一，隶属于材料成形工程技术。
冲压所使用的模具称为冲压模具，简称冲模。冲模是将材料批量加工成所需冲件的专用工具。冲模在冲压中至关重要，没有符合要求的冲模，批量冲压生产就难以进行；没有先进的冲模，先进的冲压工艺就无法实现。冲压工艺与模具、冲压设备和冲压材料构成冲压加工的三要素，它们共同起作用形成了冲压件。
与机械加工及塑性加工的其他方法相比，冲压加工无论在技术方面还是在经济方面都具有许多独特的优点。主要表现如下：
（1）冲压加工的生产率高，且操作方便，易于实现机械化与自动化。
（2）冲压时由模具保证了冲压件的尺寸与形状精度，且一般不破坏冲压材料的表面质量，而模具的寿命一般较长，所以冲压件的质量稳定，互换性好，具有“一模一样”的特征。
（3）冲压可加工出尺寸范围较大、形状较复杂的零件，加上冲压时材料的冷变形硬化效应，冲压件的强度和刚度均较高。
（4）冲压一般没有切削碎料生成，材料的消耗较小，且不需要其他的加热设备，因而是一种省料，节能的加工方法，冲压件的成本较低。
但是，冲压加工所使用的模具一般具有专业性，有时一个复杂零件要数套模具才能加工成形，且模具制造的精度高，技术要求高，是技术密集型产品。所以，只有在冲压件生产批量较大的情况下，冲压加工的优点才能充分体现，从而获得较好的经济效益。
冲压在现代工业生产中应用十分广泛，冲压件在各个行业中均占有相当大的比重，尤其是在汽车、电机、仪表、军工、家用电器等方面所占的比重更大。冲压加工的范围应用极为广泛，从精细的电子元件、仪表指针到重型汽车覆盖件和高压容器封头以及航空航天器的蒙皮、机身等均需冲压加工得到，因此可以说，如果生产中不广泛采用冲压工艺，许多工业部门要提高生产效率和产品质量、降低生产成本、快速进行产品更新换代等都是难以实现的。
1.2 我国模具制造技术与工业发达国家的差距
（1） 冲压模具CAD/ CAE/ CAM 技术的开发手段比较落后、技术的普及率不高,应用不够广泛仅有约10 %的模具在设计中采用了CAD 技术,距抛开绘图板还有漫长的一段路要走;在应用CAE 进行模具方案设计和分析计算方面,也才刚刚起步,在应用CAM 技术制造模具方面,由于缺乏先进适用的制造装备和工艺设备,只有5 %左右的模具制造设备被应用于这项工作。
（2） 精密加工设备在模具加工设备中所占比重较低工艺设备落后,直接影响国产模具质量的提高。由于现代工业的发展使产品更新换代加快,对模具的需求量加大。但是,我国模具工业现有生产能力只能满足需求量的60 %左右,大部分模具厂的模具加工设备陈旧,在役期长、精度差、效率低,还不能适应国民经济发展的需要。目前,国内需要的大型、精密、复杂和长寿命的模具(如中高档轿车的外覆盖件) 还主要依靠进口。
（3）生产冲压模具的各种条件不完备生产冲压模具的配套材料质量不够稳定,缺乏必要的试验条件和试验数据,规格品种较少,大型模具和特种模具所需的钢材及规格还有缺口。
（4）生产冲压模具的专用技术尚未成熟,大多仍还处于试验摸索阶段如模具的表面涂层、表面热处理技术、导向副润滑技术、型腔传感及润滑技术、去应力技术、抗疲劳及防腐技术等未完全形成生产能力,走向商品化。一些关键、重要的技术缺少知识产权的保护。
（5）模具标准件标准化程度及使用覆盖率较低在汽车制造业中被大量使用的模具是冲压模。近5 年来,汽车模具标准件的使用覆盖率尽管有了较大增长,已从20 世纪末的25 %～30 %提高到目前的45 %左右。但这种增长距国际先进水平(一般在70 %以上,中小模具在80 %以上) 差距还很大。这是汽车模具交货期长,也是我国成为模具进口大国的重要原因之一。
目 录
摘 要 I
Stamping Process and Die Design of Steel Parts II
Abstract II
1、绪论 1
1.1 冲压的概念、特点及应用 1
1.2 我国模具制造技术与工业发达国家的差距 2
1.3 冲压模具制造技术的发展趋势 2
1.4 冲压工艺及模具设计 4
2 级进模设计的相关信息 6
2.1 级进模的分类 6
2.2 工艺分析 6
2.2.1 工件的平面展开 6
2.2.2 工件的回弹计算 6
2.2.3 合理的排样 7
2.2.4 设计排样图的注意事项 7
2.3 级进模的设计 8
2.3.1 基本要求 8
2.3.2 保证定位精度的方法 8
2.3.3 级进冲裁定位的设计 8
2.3.4 精密工件的冲裁间隙 9
2.4 级进模主要零部件的结构设计 10
2.4.1 模架 10
2.4.2 凹模 10
2.4.3 凸模 11
2.4.4 螺钉和定位销 11
2.4.5 定位装置 11
2.4.6 托送装置(托料块、托料销、托钉) 12
2.4.7 卸料装置 12
2.4.8 斜楔与滑块装置 13
2.4.9 其它装置 13
3、冲压工艺及模具设计 14
3.1冲压件工艺性分析 14
3.2冲压工艺方案的确定 14
3.3主要设计计算 14
3.3.1 排样方式的确定及其计算 14
3.3.2 冲压力的计算 16
4．模具零件的选用及必要的计算 19
4.1 工作零件 19
4.1.1 凹模 19
4.1.2 凸模 20
4.2 定位零件 22
4.2.1 送料方向的控制 22
4.2.2 送料步距的控制 25
4.3 卸料与推件零件 29
4.3.1 卸料装置 29
4.3.2 推件装置 29
4.4、导向零件 30
4.5 固定零件 31
4.5.1 模柄 31
4.5.2 模板 32
4.5.3 固定板与垫板 32
4.5.4 螺钉与销钉 33
4.6 模具的总体设计及装配 34
4.6.1 冲压模架的型号与选择 34
5 压力机型号的选用 35
结 论 36
参 考 文 献 37
致 谢 38
