3_5797726_冲压模具设计毕业论文.docx

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1、目录第一章冲压工艺设计概述21.1冲压的概念、特点及应用21.2冲压的基本工序及模具41.3冲压技术的现状及发展方向4其次章零件的工艺性分析81. 1冲压工艺过程分析82. 2冲压工艺方案确认10第三章冲压工艺设计计算113. 1排样、计算条料宽度及确定步距113. 2计算冲压力12第四章冲裁模具总体设计134. 1确定压力中心134. 2凸凹模间隙值确定及刃口尺寸的计算原则134. 3冲模刃口尺寸及公差的计算144. 4确定各主要零件结构尺寸及冲压设备的选择164.5模具设计17第五章模具总装图和零件图19第六章总结24毕业设计参考文献25第一章冲压工艺设计概述1.1冲压的概念、特点及应用冲

2、压是利用安装在冲压设备（主要是压力机）上的模具对材料施加压力，使其产生分别或塑性变形，从而获得所需零件（俗称冲压或冲压件）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，且主要采纳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，隶属于材料成型工程术。冲压所运用的模具称为冲压模具，简称冲模。冲模是将材料（金属或非金属）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，只有它们相互结合才能得出冲压件。

3、与机械加工及塑性加工的其它方法相比，冲压加工无论在技术方面还是经济方面都具有很多独特的优点。主要表现如下。（1）冲压加工的生产效率高，且操作便利，易于实现机械化与自动化。这是因为冲压是依靠冲模和冲压设备来完成加工，一般压力机的行程次数为每分钟可达几十次，高速压力要每分钟可达数百次甚至千次以上，而且每次冲压行程就可能得到一个冲件。(2)冲压时由于模具保证了冲压件的尺寸与形态精度，且一般不破坏冲压件的表面质量,而模具的寿命一般较长,所以冲压的质量稳定,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、形态较困难的零件，如小到钟表的秒表，大到汽车纵梁、覆盖件等，加上冲压时材料的冷变形

4、硬化效应，冲压的强度和刚度均较高。(4)冲压一般没有切屑碎料生成，材料的消耗较少，且不需其它加热设备，因而是一种省料，节能的加工方法，冲压件的成本较低。但是，冲压加工所运用的模具一般具有专用性，有时一个困难零件须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，是技术密集形产品。所以，只有在冲压件生产批量较大的状况下，冲压加工的优点才能充分体现，从而获得较好的经济效益。冲压地、在现代工业生产中，尤其是大批量生产中应用特别广泛。相当多的工业部门越来越多地采纳冲压法加工产品零部件，如汽车、农机、仪器、仪表、电子、航空、航天、家电及轻工等行业。在这些工业部门中，冲压件所占的比重都相当的大，少则

5、60%以上，多则90%以上。不少过去用锻造二铸造和切削加工方法制造的零件，现在大多数也被质量轻、刚度好的冲压件所代替。因此可以说，假如生产中不谅采纳冲压工艺，很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 冲压的基本工序及模具由于冲压加工的零件种类繁多，各类零件的形态、尺寸和精度要求又各不相同，因而生产中采纳的冲压工艺方法也是多种多样的。概括起来，可分为分别工序和成形工序两大类；分别工序是指使坯料沿肯定的轮廓线分别而获得肯定形态、尺寸和断面质量的冲压(俗称冲裁件)的工序；成形工序是指使坯料在不裂开的条件下产生塑性变形而获得肯定形态和尺寸的冲压件

6、的工序。上述两类工序，按基本变形方式不同又可分为冲裁、弯曲、拉深和成形四种基本工序,每种基本工序还包含有多种单一工序。在实际生产中，当冲压件的生产批量较大、尺寸较少而公差要求较小时，若用分散的单一工序来冲压是不经济甚至难于达到要求。这时在工艺上多采纳集中的方案，即把两种或两种以上的单一工序集中在一副模具内完成，称为组合的方法不同，又可将其分为复合一级进和复合-级进三种组合方式。复合冲压一一在压力机的一次工作行程中，在模具的同一工位上同时完成两种或两种以上不同单一工序的一种组合方法式。级进冲压一一在压力机上的一次工作行程中，依据肯定的依次在同一模具的不同工位上完面两种或两种以上不同单一工序的一种

7、组合方式。复合一级进一一在一副冲模上包含复合和级进两种方式的组合工序。冲模的结构类型也很多。通常按工序性质可分为冲裁模、弯曲模、拉深模和成形模等;按工序的组合方式可分为单工序模、复合模和级进模等。但不论何种类型的冲模，都可看成是由上模和下模两部分组成，上模被固定在压力机工作台或垫板上，是冲模的固定部分。工作时，坯料在下模面上通过定位零件定位，压力机滑块带动上模下压，在模具工作零件(即凸模、凹模)的作用下坯料便产生分别或塑性变形，从而获得所需形态与尺寸的冲件。上模回升时，模具的卸料与出件装置将冲件或废料从凸、凹模上卸下或推、顶出来，以便进行下一次冲压循环。1.3 冲压技术的现状及发展方向随着科学

8、技术的不断进步和工业生产的快速发展，很多新技术、新工艺、新设备、新材料不断涌现，因而促进了冲压技术的不断革新和发展。其主要表现和发展方向如下。(1) .冲压成形理论及冲压工艺方面冲压成形理论的探讨是提高冲压技术的基础。目前，国内外对冲压成形理论的探讨特别重视，在材料冲压性能探讨、冲压成形过程应力应变分析、板料变形规律探讨及坯料与模具之间的相互作用探讨等方面均取得了较大的进展。特殊是随着计算机技术的飞跃发展和塑性变形理论的进一步完善，近年来国内外已起先应用塑性成形过程的计算机模拟技术，即利用有限元(FEM)等有值分析方法模拟金属的塑性成形过程，依据分析结果，设计人员可预料某一工艺方案成形的可行性

9、及可能出现的质量问题，并通过在计算机上选择修改相关参数，可实现工艺及模具的优化设计。这样既节约了昂贵的试模费用，也缩短了制模具周期。探讨推广能提高生产率及产品质量、降低成本和扩大冲压工艺应用范围的各种压新工艺，也是冲压技术的发展方向之一。目前，国内外相继涌现出精密冲压工艺、软模成形工艺、高能高速成形工艺及无模多点成形工艺等精密、高效、经济的冲压新工艺。其中，精密冲裁是提高冲裁件质量的有效方法，它扩大了冲压加工范围，目前精密冲裁加工零件的厚度可达25mm,精度可达IT1617级；用液体、橡胶、聚氨酯等作柔性凸模或凹模的软模成形工艺，能加工出用一般加工方法难以加工的材料和困难形态的零件，在特定生产

10、条件下具有明显的经济效果；采纳爆炸等高能效成形方法对于加工各种尺寸在、形态困难、批量小、强度高和精度要求较高的板料零件，具有很重要的好用意义；利用金属材料的超塑性进行超塑成形，可以用一次成形代替多道一般的冲压成形工序，这对于加工形态困难和大型板料零件具有突出的优越性；无模多点成形工序是用高度可调的凸模群体代替传统模具进行板料曲面成形的一种先进技术，我国已自主设计制造了具有国际领先水平的无模多点成形设备，解决了多点压机成形法，从而可随意变更变形路径与受力状态，提高了材料的成形极限，同时利用反复成形技术可消退材料内残余应力，实现无回弹成形。无模多点成形系统以CAD/CAM/CAE技术为主要手段，能

11、快速经济地实现三维曲面的自动化成形。(2.)冲模是实现冲压生产的基本条件.在冲模的设计制造上，目前正朝着以下两方面发展:一方面,为了适应高速、自动、精密、平安等大批量现代生产的须要，冲模正向高效率、高精度、高寿命及多工位、多功能方向发展，与此相比适应的新型模具材料及其热处理技术，各种高效、精密、数控自动化的模具加工机床和检测设备以及模具CAD/CAM技术也在快速发展；另一方面，为了适应产品更新换代和试制或小批量生产的须要，锌基合金冲模、聚氨酯橡胶冲模、薄板冲模、钢带冲模、组合冲模等各种简易冲模及其制造技术也得到了快速发展。精密、高效的多工位及多功能级进模和大型困难的汽车覆盖件冲模代表了现代冲模

12、的技术水平。目前，50个工位以上的级进模进距精度可达到2微米，多功能级进模不仅可以完成冲压全过程，还可完成焊接、装配等工序。我国已能自行设计制造出达到国际水平的精度达25微米，进距精度23微米，总寿命达1亿次。我国主要汽车模具企业，已能生产成套轿车覆盖件模具，在设计制造方法、手段方面已基本达到了国际水平，但在制造方法手段方面己基本达到了国际水平，模具结构、功能方面也接近国际水平，但在制造质量、精度、制造周期和成本方面与国外相比还存在肯定差距。模具制造技术现代化是模具工业发展的基础。计算机技术、信息技术、自动化技术等先进技术正在不断向传统制造技术渗透、交叉、融合形成了现代模具制造技术。其中高速铳

13、削加工、电火花铳削加工、慢走丝切割加工、精密磨削及抛光技术、数控测量等代表了现代冲模制造的技术水平。高速铳削加工不但具有加工速度高以及良好的加工精度和表面质量（主轴转速一般为1500（40000rmin）,加工精度一般可达10微米，最好的表面粗糙度RaWI微米），而且与传统切削加工相比具有温升低（工件只上升3摄氏度）、切削力小，因而可加工热敏材料和刚性差的零件，合理选择刀具和切削用量还可实现硬材料（60HRC）加工；电火花铳削加工（又称电火花创成加工）是以高速旋转的简洁管状电极作三维或二维轮廓加工（像数控铳一样），因此不再须要制造昂贵的成形电极，如日本三菱公司生产的EDSCAN8E电火花铳削加

14、工机床，配置有电极损耗自动补偿系统、CAD/CAM集成系统、在线自动测量系统和动态仿真系统，体现了当今电火花加工机床的技术水平；慢走丝线切割技术的发展水平已相当高，功能也相当完善，自动化程度已达到无人看管运行的程度，目前切割速度己达到300mm2nin,加工精度可达1.5微米，表面粗糙度达Ra=.2微米;精度磨削及抛光已起先运用数控成形磨床、数控光学曲线磨床、数控连续轨迹坐标磨床及自动抛光等先进设备和技术；模具加工过程中的检测技术也取得了很大的发展,现在三坐标测量机除了能高精度地测量困难曲面的数据外,其良好的温度补偿装置、牢靠的抗振爱护实力、严密的除尘措施及简洁操作步骤，使得现场自动化检测成为

15、可能。此外，激光快速成形技术（RPM）与树脂浇注技术在快速经济制模技术中得到了胜利的应用。利用RPM技术快速成形三维原型后，通过陶瓷精铸、电弧涂喷、消逝模、熔模等技术可快速制造各种成形模。如清华高校开发研制的“M-RPMSTI型多功能快速原型制造系统”是我国自主学问产权的世界惟一拥有两种快速成形工艺（分层实体制造SSM和熔融挤压成形MEM）的系统，它基于“模块化技术集成”之概念而设计和制造，具有较好的价格性能比。一汽模具制造公司在以CAD/CAM加工的主模型为基础，采纳瑞士汽巴精化的高强度树脂浇注成形的树脂冲模应用在国产轿车试制和小批量生产开拓了新的途径。（3）冲压设备和冲压生产自动化方面性能

16、良好的冲压设备是提高冲压生产技术水平的基本条件，高精度、高寿命、高效率的冲模须要高精度、高自动化的冲压设备相匹配。为了满意大批量高速生产的须要，目前冲压设备也由单工位、单功能、低速压力机朝着多工位、多功能、高速和数控方向发展,加之机械乃至机器人的大量运用，使冲压生产效率得到大幅度提高，各种各样的冲压自动线和高速自动压力机纷纷投入运用。如在数控四边折弯机中送入板料毛坯后，在计算机程序限制下便可依次完成四边弯曲，从而大幅度提高精度和生产率；在高速自动压力机上冲压电机定转子冲片时，一分钟可冲几百片，并能自动叠成定、转子铁芯，生产效率比一般压力机提高几十倍，材料利用率高达97%；公称压力为250KN的高速压力机的滑块行程次数已达2000次min以上。在多功能压力机方面，日本田公司生产的2000KN“冲压中心”采纳CNC限制，只需5m