1 前言
1.1我国冲压模具制造技术的现状及发展趋势
1.1.1冲压模具制造技术的现状
随着汽车工业的快速发展，服务于汽车生产的模具近年来也快速发展。为汽车服务的模具往往要占到40%以上。其中冲压模具是应用最多的一种模具。经过多年发展，我国工业中的重要地位。尤其是汽车冲压件模具直接关系到汽车的生产，因此地位尤为重要。然而，与国际先进的设计水平相比，中国的模具行业的差距不仅表现在精度差距大，交货周期长等方面，模具寿命也只有国际先进水平的50%左右，大型，精密，技术含量高的轿车覆盖件冲压模具和精密冲裁模具，每年都需要花费大量资金进口。
我国模具行业具有广阔的市场前景，只有那些能够把握机遇、开拓进取和能够生产高技术含量模具的企业，才能在竞争激烈的市场中占有一席之地。目前，已有越来越的人认识到模具在制造中的重要地位，认识到模具高技术水平的欠缺。许多模具企业十分重视技术发展，加大了用于技术方面的投资力度，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也开展模具技术的研究和开发，相信中国模具行业在不远的将来，一定会在国际高端市场占有举足轻重的地位。
随着国内的经济迅速发展，经济水平提高，汽车行业的未来很景气，人们对于汽车的安全性能更加重视，汽车的附属品也随着汽车行业的发展不断的提高要求。以经济、安全、方便为主。冲压工艺能够更好的大批量生产质量高的产品。
模具设计与生产越来越成为现代加工业的重要组成部分，所以我选择做冲压工艺及模具设计。汽车刹车底板是旋转体成形件，是典型的冲压件，通过设计其冲压工艺，可以使我对冲压工艺的设计更加熟悉，提高对冲压工艺工序图、模具装配图、部件图、零件图的读图、绘图和设计能力，从而进一步提高分析和解决实际问题方面的能力，并加深对冲压成型的理解；通过设计其冲压模具，可以巩固所学的专业知识。
冲压是一种新进的加工方法，它是建立在金属塑性变形的基础上，利用模具和冲压设备对板料金属进行加工，以获得所需的零件形状和尺寸。
在前几个学期我通过对模具有关的课程的学习,我深刻了解到模具的设计和生产在我们的生活中的重要作用，而且推动了先进制造业的发展,较大程度上满足了生活中各种产品的需求.
通过该毕业设计过程，我将对塑性成型理论的分析方法，充分运用到冲压工序中去。并对材料在变形过程中应力和应变的分析，有了一个比较清楚的认识。为以后的工艺方案和设计合理的模具结构打下良好的基础 1.1.2冲压模具制造技术的发展趋势
CAD/CAM/CAE技术的应用是模具制造技术发展的动力。随着电脑软件的开发和应用,普及CAD/CAM/CAE技术的条件已基本成熟,各企业将加大CAD/CAM技术培训和技术服务的力度;进一步扩大CAE技术的应用范围。世界较先进的丰田汽车模具制造厂在这方面为我们提供了比较成功的经验,它的模具从设计到加工完全依赖高科技,将实体设计加上数控编程,取代了人工实型制作和机床操作;精细模面设计和精细数控编程大大减少了钳修;高精度加工取消了模具的研合、修配。现在数控编程人员已超过了现场操作工人,数控编程的工时费用,超过了机床的加工工时费50%。这种高精度和无人化加工,使模具的质量有了极大的提高,生产周期大大缩短。
精密、复杂、大型模具的发展,对检测设备的要求越来越高。现在精密模具的精度已达2～3μm,目前国内厂家使用较多的有意大利、美国、日本等国的高精度三坐标测量机,并具有数字化扫描功能。如东风汽车模具厂不仅拥有意大利产3250mm×3250mm三坐标测量机,还拥有数码摄影光学扫描仪,率先在国内采用数码摄影、光学扫描作为空间三维信息的获得手段,从而实现了从测量实物→建立数学模型→输出工程图纸→模具制造全过程,使逆向工程技术的开发和应用取得了很大成功。
国外近年来发展的高速铣削加工,主轴转速可达40000～100000r/min,快速进给速度可达到30～40r/min,加速度可达1g,这样就大幅度提高了加工效率,并可获得Ra≤μm的加工表面粗糙度。另外,还可加工硬度达60HRC的模块,形成了对电火花成型加工的挑战。高速切削加工与传统切削加工相比还具有温升低(加工工件只升高3℃)、热变形小等优点。高速铣削加工技术的发展,促进了模具加工技术的发展,特别是对汽车、家电行业中大型型腔模具制造注入了新的活力。电火花铣削加工技术是一种替代传统的用成型电极加工型腔的新技术,它是有高速旋转的简单的管状电极作三维或二维轮廓加工(像数控铣一样),因此不再需要制造复杂的成型电极,这显然是电火花成型加工领域的重大发展。国外已把使用这种技术的机床用于模具加工,今后这一技术将得到发展。
在丰田模具制造厂,近年已投入使用了一个粗精加工一体化、高速、高精度、五面加工中心。它的优点是集各种机床优点之大成,除底面加工外,一次装卡,粗、精、卧,高功率、高精度、高速等面面俱到,十八班武艺样样精通,加工效率很高。无疑这是一个十分理想的技术,它代表着数控加工技术的发展的方向,应引起我们的注意。
模具工业要上水平,材料应用是关键。若选材和用材不当,将使模具过早失效,因此选用优质钢材和应用相应的表面处理技术来提高模具的寿命就显得十分必要。对于模具钢来说,要采用电渣重熔工艺,努力提高钢的纯净度、等向性、致密度和均匀性及研制更高性能或具特殊性能的模具钢。如采用粉末冶金工艺制作的粉末高速钢,其碳化物微细,组织均匀,没有材料方向性,因此它具有韧性高、磨削工艺性好、耐磨性高、长年使用尺寸稳定等特点,是一种很有发展前途的钢材,特别对形状复杂的冲件及高速冲压的模具,其优越性更加突出。模具热处理和表面处理是充分发挥模具钢材料性能的关键环节,它的方向是采用真空热处理。模具表面处理除完善普及常有箐面处理
方法,即扩渗如:渗碳、渗氮、渗硼、渗铬、渗钒外,应发展工艺先进的气相沉积(TiN、TiC等)、等离子喷涂等技术。
在成型工艺方面,主要有冲压模具功能复合化,模具加工系统自动化等。另一方面,随着先进制造技术的不断发展和整体制造水平的提高,在模具行业出现了一些新的设计、生产、管理理念与模式。主要有:适应模具单件生产特点的柔性制造技术;创造最佳管理和效益的团队精神;提高快速应变能力的并行工程、虚拟制造及全球敏捷制造、网络制造等新的生产哲理;广泛采用标准件通用件的分工协作生产模式;适应可持续发展和环保要求的绿色设计与制造等。进入21世纪以来,在经济全球化的新形势下,随着资本、技术和劳动力市场的重新整合,我国将成为世界装备制造业的基地。而在现代制造业中,无论哪一行业的工程装备,都越来越多地采用由模具工业提供的产品。尤其近年来我国汽车工业的超高速发展,给模具行业带来了无限商机。为了适应用户对模具制造的高精度、短交货期、低成本的迫切要求,模具制造企业正广泛应用现代先进制造技术来提升竞争实力,来满足各行各业对模具这一基础工艺装备的迫切需求。展望未来,赶超世界模具制造技术的先进水平尚需我们做出不懈的努力!
2 工艺分析
2.1分析零件图
此次设计题目是由两道工序完成的拉深模设计，产品材料为08钢，板厚t=2mm，大批量生产，采用二次拉深成型，其中一个落料拉深复合模，另一个是二次拉深模。零件图如下（图2-1）所示：
?37R6.5R10R4.5R1329.5?76.5?1101.5
图2-1 由两道工序拉深成型的零件图
该零件板厚适中，外型尺寸一般，形状复杂，轴线对称。无尖角凹陷，属于中等简单型冲压件。由（图2-1）看出，该工件有阶梯需要两次拉深工序，在拉深过程中能否一次成形，保证工件平整而且无裂纹是该工件模具设计的关键。由于产品批量较大，若采用单工序模具，会使模具使用的压力机及工作人员增加，各道工序的半成品保管与运输也会增多，所以不宜只采用单一工序生产。若采用一次成型阶梯模，则结构太复杂，制造加工困难，模具成本较高并且加工出产品的质量不能够完全达到要求。根据实际情况，可以采用复合模和单工序模结合使用。
确定工艺方案之前，首先要考虑解决好工艺与模具设计中的几个重要问题： （1）工艺方案和模具结构应保证其可行性，能满足冲压件要求。
（2）复合模具在选用压力机时，应注意压力机的许用载荷曲线，特别是工作行程较大时，压力机滑块在上死点时应能取出制件，一般的要求滑块行程大于拉深件高度的两倍以上。
（3）模具主要工作部分的强度、耐磨性应适应冲压材料强度特点。 （4）拉深模应满足凸、凹模圆角半径与工件圆角半径的关系。
（5）模具设计应综合考虑现有设备、模具寿命、功能性、实用性、经济性等方面。
2.2毛坯尺寸的计算
在工艺分析前，要先对零件进行尺寸估算，以便进行选材、加工。工件的展开尺
