一、国内外冲压行业研究现状及发展趋势
1、现状
目前，中国17000多个模具生产厂点，从业人数约50多万。1999年中国模具工业总产值已达245亿元人民币。工业总产值中企业自产自用的约占三分之二，作为商品销售的约占三分之一。在模具工业的总产值中，冲压模具约占50%，塑料模具约占33%，压铸模具约占6%，其它各类模具约占11%。
鉴于模具作为包括机床工具、汽车制造、食品包装等在内的机械行业中机械基础件产业，以及电工电器、电子及信息行业的支持产业，在发展先进生产力当中，处于非常关键并服务全行业的地位，其发展对产业配套能力的提升和促进产业聚集优势的形成将起到重要作用。改革开放以来，中国模具工业企业的所有制成分也发生了巨大变化。除了国有专业模具厂外，其他所有制形式的模具厂家，包括集体企业、合资企业、独资企业和私营企业，都得到了快速发展，集体和私营的模具企业在广东和浙江等省发展得最为迅速。目前，国内已能生产精度达2微米的精密多工位级进模，工位数最多已达160个，寿命1～2亿次。在大型塑料模具方面，现在已能生产48英寸电视的塑壳模具、6.5Kｇ大容量洗衣机的塑料模具，以及汽车保险杠、整体仪表板等模具。在精密塑料模具方面，国内已能生产照相机塑料模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具等。在大型精密复杂压铸模方面，国内已能生产自动扶梯整体踏板压铸模及汽车后桥齿轮箱压铸模。在汽车模具方面，现已能制造新轿车的部分覆盖件模具。其他类型的模具，例如子午线轮胎活络模具、铝合金和塑料门窗异型材挤出模等，也都达到了较高的水平，并可替代进口模具。
在中国，人们已经越来越认识到模具在制造中的重要基础地位，认识到模具技术水平的高低，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质量、效益和新产品的开发能力。 许多模具企业十分重视技术发展，加大了用于技术进步的投资力度，将技术进步视为企业发展的重要动力。此外，许多研究机构和大专院校开展模具技术的研究和开发。目前，从事模具技术研究的机构和院校已达30余家，从事模具技术教育的培训的院校已超过50余家。其中，获得国家重点资助建设的有华中理工大学模具技术国家重点实验室，上海交通大学CAD国家工程研究中心、北京机电研究所精冲技术国家工程研究中心和郑州工业大学橡塑模具国家工程研究中心等。经过多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技术、模具的电加工和数控加工技术、快速成型与快速制模技术、新型模具材料等方面取得了显著进步；在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面做出了贡献。
虽然中国模具工业在过去十多年中取得了令人瞩目的发展，但许多方面与工业发达国家相比仍有较大的差距。例如，精密加工设备在模具加工设备中的比重还比较低，CAD/CAE/CAM技术的普及率不高，许多先进的模具技术应用还不够广泛等等。特别在大型、精密、复杂和长寿命模具技术上存在明显差距，这些类型模具的生产能力也不能满足国内需求，因而需要大量从国外进口。
2、未来冲压模具制造技术发展趋势
巨大的市场需求将推动中国模具的工业调整发展。
1999年中国大陆制造工业对模具的总市场需求量约为330亿元，今后几年仍将以每年10%以上的速度增长。对于大型、精密、复杂、长寿命模具需求的增长将远超过每年10%的增幅。
汽车、摩托车行业的模具需求将占国内模具市场的一半左右。1999年，国内汽车年产量为183万辆，。保有量为1500万辆，预计到2005年汽车年产量将达300万辆。汽车、摩托车行业的发展将会大大推动模具工业的高速增长，特别是汽车覆盖件模具、塑料模具和压铸模具的发展。例如，到2005年汽车行业将需要各种塑料件36万吨，而目前的生产能力仅为20多万吨，因此发展空间十分广阔。 家用电器，如彩电、冰箱、洗衣机、空调等，在国内的市场很大。目前，我国的彩电的年产量已超过3200万台，电冰箱、洗衣机和空调的年产量均超过了1000万台。家用电器行业的发展对模具的需求量也将会很大。
其他发展较快的行业，如电子、通讯和建筑材料等行业对模具的需求，都将对中国模具工业和技术的发展产生巨大的推动作用。
模具是工业生产中使用极为广泛的基础工艺装备。模具在机械，电子，轻工，纺织，航空，航天等工业领域里，已成为使用最广泛的工业化生产的主要工艺装备，它承担了这些工业领域中60%--80%产品零件，组件和部件的加工生产。“模具就是产品质量”，“模具就是经济效益”的观念已被越来越多的人所认识和接受。模具生产技术的高低，已成为衡量一个国家产品的制造水平的重要标志。
现代模具的产生和发展与现代工业的发展基本上是同步的，是现代制造业的重要组成部分。它的发展大体经历了以下几个阶段：最先是手工技术为主，辅之以机械化、半机械化的加工工具生产。此时，人们依靠人工的锯、锉、凿和车床、刨床等设备生产模具；当用铣床、磨床等精加工设备制造模具时，模具进入了工业化生产阶段。
综上所述，模具技术是先进制造技术的重要代表，模具工业是高新技术产业的一个重要组成部分，模具工业又是高新技术产业化的重要领域。
二、选题的依据和意义
模具是工业生产的主要工艺装备，模具工业是国民经济的基础工业。在现代工业生产中，产品零件广泛采用冲压、锻压成压铸成形、挤压成形、塑料注射或其他成形加工方法，与成形模具相配套，使坯料成形加工成符合产品要求的零件。模具已广泛应用于电机电器产品、电子和计算机产品、仪表、家用电器、汽车、军械、通用机械等产品的生产中。用模具生产制件所表现出来的高精度、高复杂程度、高生产率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比拟的。
冲压模具是冲压生产必不可少的工艺装备，是技术密集型产品。冲压件的质量、生产效率以及生产成本等，与模具设计和制造有直接关系。模具设计与制造技术水平的高低，是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志之一，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。
三、 本课题研究内容
本课题研究的是“锥口罩”的冲压工艺与设计相应的冲压模具。
1、分析冲压件工艺性，提出几种可供选择的工艺方案，并分析各自的优缺点。
2、确定冲裁工艺方案
3、进行必要的工艺计算
4、选择模具的结构形式
5、选择与确定模具的主要零部件的结构与尺寸
6、校核模具闭合高度及压力机有关参数
7、绘制模具总装图及零件图
四、本课题研究方案
由于“锥口罩”零件冲压成形需多道次完成，因此制定合理的成形工艺方案十分重要。考虑到生产批量大，应在生产合格零件的基础上尽量提高生产率效率，降低生产成本。要提高生产效率，应该尽量复合能复合的工序。但复合程度太高，模具结构复杂，安装、调试困难，模具成本提高，同时可能降低模具强度，缩短模具寿命。根据叶轮零件实际情况，可能复合的工序有：落料与第一次拉深；最后一次拉深和整形；冲孔。
根据“锥口罩”零件形状，可以确定成形顺序是先拉深中间的锥形圆筒，然后成形外圈圆筒。这样能保持已成形部位尺寸的稳定，同时模具结构也相对简单。
冲孔在最后成形外圈圆筒进行。为保证3个 mm的圆孔均匀，冲孔不要逐冲裁。
因此“锥口罩”零件的冲压成形主要有以下几种工艺方案：
方案一：1) 落料；
2) 第一次拉深；
3) 整形；
4) 后续拉深;
5) 切边；
6) 冲孔。
方案二：1) 落料与第一次拉深复合；
2) 整形；
3) 后续拉深；
4) 切边；
5) 冲孔。
方案三： 1) 落料与第一次拉深复合；
2) 冲孔；
3) 整形；
4) 后续拉深；
5) 切边。
方案四：1) 落料与第一次拉深复合；
2) 后续拉深；
3) 冲孔；
4) 整形；
5) 切边。
方案一复合程度低，模具结构简单，安装、调试容易，但生产道次多，效率低，不适合大批量生产。
方案二至四将落料、拉深复合，主要区别在于整形、后续拉深、冲孔的组合方式以及顺序不同。冲小孔此工序提前进行，使之在最后完成所有工序时容易造成孔的精度要求降低，达不到要求，且在其他工序在进行加工时，小孔易变形，另外，这也加大了工人的劳动时间，易造成较多废料，不经济。需要注意的是，只有当拉深件高度较高，才有可能采用落料、拉深复合模结构形式，因为浅拉深件若采用落料、拉深复合模具结构，落料凸模（同时又是拉深凹模）的壁厚太薄，强度不够。
综上所述，，从制造、投产、操作和经济效益等各方面考虑，采用最终的方案如下：
1) 落料；
2) 首次拉深;
3) 整形；
4) 后续拉深；
5) 切边；
6) 冲孔。
五、研究目标，主要特色及工作进度
1.研究目标：
本课题研究的冲压模具能够完成“锥口罩”的冲压工艺，同时保证质量，提高材料的利用率，减少生产时间，提高效率，减少人工操作。我需要完成以下工作：
（1）工艺编制：
1．冲孔件的工艺分析；
2．冲孔件的尺寸计算；
3．压力机的选择；
4．工序卡编制。
（2）.冲孔模结构设计：
1．凹、凸模刃口尺寸的计算；
2．标准模架的选择；
3．非标准零件的设计。
（3）.解决主要关键问题：
1冲孔件工艺的分析和编制；
2冲孔模的设计；
2.主要特色：
（1）. 材料的利用率高。.
（2）.产品的精度高。
（3）.效率高。
（4）.自动化程度高。
3.工作进度
3月1号——3月14号：毕业实习，写实习报告。
3月15号——3月23号：分析设计任务书，写开题报告。
3月24号——3月28号：制订工艺方案。
3月29号——4月4号：计算工艺参数。
4月5号——5月5号：设计模具，绘制图纸。
5月6号——5月20号：写毕业设计说明书。
5月21号——5月23号：准备答辩。
六．参考文献
1.翁其金《冲压工艺及模具设计》机械工业出版社.2004.
2.张如华《冲压工艺及模具设计》清华大学出版社.2006.
3.《冲模设计手册》机械工业出版社.2000.
4.周大隽《冲模结构设计要领与规范》机械工业出版社.新.2006.
5.王同海《实用冲压设计技术》机械工业出版社.1995. |
