1 前言
1.1 研究背景
模具是用来成型各种工业产品的一种重要工艺装备，是机械制造工业成型毛坯或零件的一种手段。现代工业产品的发展和技术水平的提高，在很大程度上取决于模具工业的发展水平，模具工业对国民经济和社会的发展将会起越来越大的作用，因而我们对模具的要求也在不断提高。 为冲压工艺服务的冲模约占模具总量的40%。以冲压方法为主制造的零件，比较有代表性且与人们日常生活密切相关的有汽车覆盖件、搪瓷与不锈钢器皿、各种家用电器的外壳（罩）等，它们带来了产品层出不穷的外观变化。 从经济合理性方面看，通过合理设计、优化排样，冲压工艺可以获得很高的材料利用率。一般的冲压工艺，生产效率为几件/分至几十件/退火温度
分，自动化生产可达千件/分以上。 从技术先进性方面看，冲压是通过模具对板材施加压力或拉力，使板材塑性成型，从而获得一定尺寸、形状和性能的一种零件加工方法。由于冲压加工经常在材料冷状态下进行，因此 成为冷冲压。冲压加工作为一个行业，在国民经济的加工工业中占有重要的地位。根据统计，冲压件在各个行业中均占有相当大的比重，尤其在汽车、电机、仪表、军工、家用电器等方面所占比重更大。冲压加工的应用范围极广，从精细的电子元件、仪表指针到重型汽车的覆盖件和大梁、高压容器封头以及航空航天器的机身等均需冲压加工。
我国模具行业从起步到飞跃发展，经历了半个多世纪，近代以来，我国模具技术有了很大的发展，模具水平有了较大的提高，模具国产化取得了可喜的成就。大型、精密、复杂、高效和长寿模具又上了一个新的台阶。大型复杂冲模以汽车覆盖件模具为代表，有了长足的进步。模具CAD/CAM/CAE技术相当广泛地得到应用，并开发出了自主版权的模具CAD/CAE软件。电加工、数控加工在模具制造技术发展上发挥了重要作用。我国已成为使用各类模具的大国，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。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。因此，学习外国模具工业建设和模具设计生产的经验，结合我国的具体情况，推行合理化的模具生产过程，是我国模具工业中的重要任务。主要有一下几个发展方向：提高大型、精密、复杂、长寿命模具的设计制造水平、在模具设计制造中广泛应用CAD/CAE/CAM技术、大力发展快速制造成形和快速制造模具技术、提高模具标准化水平和模具标准件的使用率等[1]。
1.1 课题内容及意义
本课题主要的内容如下：
1 拟定开口卡圈级进模设计成型工艺。
2 合理选择模具结构，正确选用成型设备。
3 拟定自动送料系统结构，完成CAD设计。
近年来我国模具工业飞速发展，冲裁模和塑料成型模的需求量越来越大。这就需要一大批专业的模具人才。高等院校作为向社会输入高质量人才的机构，必须加强这类技能的培养。
综上所述，开口卡圈级进模及自动送料系统设计这一课题的目的和意义是：
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①综合运用塑料模具设计、机械制图、公差与技术测量、机械原理及零件、模具材料及热处理、模具制造工艺等先修课程的知识，分析和解决塑料模具设计问题，进一步巩固、加深和拓展所学的知识。
②通过设计实践，掌握注塑模具CAD-CAE-CAM过程，增强创新意识和竞争意识，基本掌握塑料模具设计的一般规律，培养分析问题和解决问题的能力。
③通过计算、绘图和运用技术标准、规范、设计手册等有关设计资料，进行塑料模具设计全面的基本技能训练，为从事模具设计打下一个良好的实践基础。
2 文献综述
2.1 冲裁模的分类
冲裁模分类的方法很多，常用的见表2.1。
表液晶显示器反光2.1 冲裁模分类
| 雨水弃流井 分类方法 | 模具名称 | 板料分离状态及模具特点 |
按工序性质分类 | 落料模 | 沿封闭轮廓将冲件与板料分离，冲下来的部分为冲件 |
冲孔模 | 沿封闭轮廓将冲件与板料分离，冲下来的部分为废料 |
切边模 | 将冲件多余的边缘切掉 |
切口模 | 沿敞开的轮廓将冲件冲出切口，但冲件不完全分离 |
整修模 | 切除冲裁件的粗糙边缘，获得光洁垂直的工件断面 |
精冲模 | 利用带齿的压料板，在工作时强行压入材料，造成材料的径向压力，通过将冲件与条料分离的冲压行程获得精度高、断面质量好的冲件的模具 |
按工序组合分类 | 单工序模 | 在一副模具中只完成一个工序的冲模 |
级进模 | 在一副模具中的不同位置上完成两个或两个以上工序，最后将冲件与条料分离的冲模 |
复合模 | 在一副模具中的同一位置上，完成几个不同工序的冲模 |
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2.2 级进模
同一副模具上具有按一定次序排列的多个等距离工位，在压机的一次行程中，不同工位完成各自的冲压工序，然后坯料按固定步距向同一方向移动并依次经历模具上所有工位的冲制，最后得到成型的零件或半成品，这种模具习惯上称为级进模，或连续模、跳步模。当工序较多时，就叫“多工位级进模”。
与复合模相比，级进模的优势是一副模具可以安排多个工序，便于实现自动化，但由于工作时存在定位误差，不同工位加工的零件的相对位置精度不易保证；复合模的优势是一次复合加工出的各尺寸的相对精度高，但复合模一次复合的工序数有限，一般只能2～3个工序。
归纳起来，多工位级进模的冲压具有以下特点。
① 生产效率高。在一副模具中可完成冲裁、弯曲、拉深、成型等多道次和多种类工序，适合批量很大而厚度较薄的中、小型冲压件加工。
② 自动化程度高。一般采用自动送料机构。特别是一些超小冲压件的大批量生产，还要配
合高速冲床及各种辅助设备，可实现4000次/min的高速冲压。
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③toubai 操作安全。自动送料时，操作人员的手不必进入危险区域。同时，模具内还装有安全检测装置，可防止加工时发生误送进或意外。
④ 模具寿命长。多工位级进模冲压的零件，一般尺寸较小且材料薄；另外工序不必集中在一个工位，不存在“最小壁厚”问题，凸、凹模受力条件好。
4 可减少半制品运输、仓库及厂房的面积。采用多工位级进模冲压，一台冲床可完成坯料到成品的各种冲压过程，免去用单工序模时制件的周转和储存环节[2]。
2.1 冲压生产的自动化与自动模
冲压生产的自动化，按照自动化范围和自动化程度不同，可分为冲压全过程自动化、自动压力机和冲压自动生产线、自动模。
从冲压自动化技术发展的情况来看，目前冲压加工自动化主要是把加工材料自动送到冲模的作业点（工作位置）上，并把冲压件自动取出为主的自动化。这里包括三种情况：（1）
采用自动压力机；（2）在普通压力机上安装通用的自动送料装置、自动卸件、自动出件装置以及检测装置；（3）冲模本身带有自动送料、卸件、出件、检测等装置的自动模。
随着近代工业的发展，以冲模为中心的电子计算机控制全自动冲压加工系统的研制十分重要。现在已经出现了全自动冲压加工生产线、冲压加工中心、全自动落料冲床、自己备有薄板上料和卸料的电子计算机数控转塔式冲床以及其它自动冲压系统。而这些系统必须配备高质量、高效率的冲模，这便要求我们提高制模能力。
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