《端盖冲压成形工艺及模具设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《端盖冲压成形工艺及模具设计（27页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1 1 绪 绪 论论 目 前 我 国 冲 压 技 术 与 工 业 发 达 国 家 相 比 还 相 当 的 落 后 主 要 原 因 是 我 国 在 冲 压 基 础 理 论 及 成 形 工 艺 模 具 标 准 化 模 具 设 计 模 具 制 造 工 艺 及 设 备 等 方 面 与 工 业 发 达 的 国 家 尚 有 相 当 大 的 差 距 导 致 我 国 模 具 在 寿 命 效 率 加 工 精 度 生 产 周 期 等 方 面 与 工 业 发 达 国 家 的 模 具 相 比 差 距 相 当大 1 1 1 1 国 内模 具的国 内模 具的 现状 和现状 和 发展 趋势 发展 趋势 1 1 1 1 1
2、1 国 内模具 的国 内模具 的现 状现 状 我 国模 具近年 来 发展 很 快 据不 完全 统 计 2003 年我 国模具生 产厂点 约 有 2 万多 家 从 业人 员约 50 多万人 2004 年模具 行业 的发 展保 持 良好 势 头 模 具企业 总体 上订 单 充 足 任 务 饱满 2004 年模具 产值 530 亿 元 进 口 模 具 18 13 亿 美 元 出口 模具 4 91 亿美元 分别比 2003 年增 长 18 32 4 和 45 9 进出 口之比 2004 年为 3 69 1 进出 口相抵后 的进 净 口 达 13 2 亿美 元 为 净进 口量 较大 的国 家 在 2 万
3、多 家生 产 厂点中 有一半 以 上是 自产自用 的 在模具 企 业 中 产 值 过 亿元的 模 具企 业 只有 20 多 家 中型企 业几十 家 其余 都是小型 企 业 近 年来 模具 行 业结构调 整和 体制改革步 伐 加快 主 要表现 为 大 型 精 密 复 杂 长 寿 命 中 高 档 模 具 及 模 具 标 准 件 发 展 速 度 快 于 一 般 模 具 产 品 专 业 模 具 厂 数 量 增 加 能力 提 高 较 快 三 资 及 私 营 企 业 发 展 迅 速 国企 股 份制 改 造步伐加 快等 虽然 说我 国模 具业 发展 迅速 但 远远不 能 适应国民经 济发展的 需 要 我 国
4、 尚 存在以 下 几方 面 的不足 第一 体制 不顺 基 础 薄弱 三资 企业虽 然已经对 中国模 具 工 业 的 发 展起了 积 极的 推 动作用 私营 企业近年来 发 展较 快 国企改 革 也 在 进 行 之中 但总 体来 看 体制 和机 制 尚不适应市 场经济 再加上 国 内 模 具 工 业基础 薄 弱 因 此 行业 发展 还 不尽如人意 特别是 总体水平 和 高 新 技 术方面 第二 开 发能 力较 差 经济效 益欠佳 我国模 具企 业技 术人 员 比例 低 水平 较低 且不重 视 产品开 发 在市场 中经常 处 于被动 地位 我 国 每 个 模 具职工 平 均年 创 造产值约 合 1
5、 万美元 国外 模具工业 发达国家 大 多 是 15 20 万美 元 有 的高 达 25 30 万美元 与 之相对的 是我国相当 一 部 分 模具企 业 还沿 用 过去作坊 式管 理 真正实 现 现代化 企 业管 理的 企 业 较 少 第三 工 艺装 备水 平 低 且 配套 性不 好 利用 率低 虽 然国内许 多 企 业 采 用了先 进 的加 工 设备 但 总的 来看 装备水平 仍比国外 企业落后 许 多 特别 是设 备 数控化 率 和 CAD CAM 应用覆 盖率要 比 国外企 业低得多 由 于 体 制和资 金 等原 因 引进设 备不 配套 设备与 附配件不 配套现 象 十 分 普遍 设备
6、利 用率 低 的问题长 期得 不到较好解 决 装备水 平低 带 来 中 国 模 具企业 钳 工比 例 过高等问 题 第 四 专业化 标 准化 商品化 的程度低 协作差 由 于长期以 来 受 大而 全 小而 全 影响 许 多模具企业观 念落后 模具企 业 专 业 化 生 产水平 低 专业 化 分工不 细 商品化 程度也 低 目前 国内每年 生 产 的 模 具 商品 模具 只 占 45 左右 其 馀为自产自用 模具 企业之间 协作 不 好 难以 完 成较 大规 模的 模具 成套任 务 与国际 水 平相比 要 落后 许多 模 具 标 准化水 平 低 标 准件 使用 覆盖 率低 也对模具 质量 成 本
7、有较大 影 响 对模 具制 造 周期影 响 尤甚 第五 模具 材 料及 模具 相关技 术 落后 模具材 料性 能 质量 和品 种 往 往 会 影响模 具 质量 寿命及 成 本 国产模 具钢与 国 外进口 钢相比 无 论 是 质 量还是 品 种规 格 都有较 大差 距 塑料 板 材 设备 等性能差 也 直 接 影响模 具 水平 的 提高 1 1 2 1 1 2 国 内模 具 的 发展 趋 势国 内模 具 的 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 虽 然 我 国 的 模 具 工 业 和 技 术 在 过 去 的 十 多 年 得 到 了 快
8、速 发 展 但 与 国 外 工 业 发 达 国 家 相 比 仍 存 在 较 大 差 距 尚 不 能 完 全 满 足 国 民 经 济 高 速 发 展 的 需 求 未 来 的 十 年 中国 模 具工 业和 技术的 主 要发 展方向包括以 下几方面 1 模具 日 趋大 型化 2 在模 具 设计 制造 中广泛 应 用 CAD CAE CAM 技 术 3 模具 扫 描及 数字 化系统 4 在塑 料模 具 中推广 应 用热流道 技术 气辅注 射成 型和 高压 注 射成 型 技 术 5 提高 模 具标 准化 水平和 模 具标 准件的使用 率 6 发展 优质 模 具材料 和 先进的表 面处 理技术 7 模具
9、的精 度 将越来 越 高 8 模具 研 磨抛 光将 自动化 智能 化 9 研究 和 应用 模具 的高速 测 量技 术与逆向工 程 10 开发 新 的成 形工艺 和模 具 1 2 国外 模具 的 现状 和发 展趋势国外 模具 的 现状 和发 展趋势 模具 是工 业生 产关 键的 工艺装 备 在 电子 建材 汽车 电 机 电 器 仪器 仪表 家电 和 通讯器材 等产 品中 60 80 的零 部件都要 依 靠 模 具 成型 用模 具生 产 制作表 现出 的 高效率 低 成本 高 精度 高 一 致 性 和 清洁环 保 的特 性 是其他 加工 制造方法所 无 法替代 的 模具生 产 技 术 水 平的高
10、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 品的质量 效 益和新产品的 开发能 力 近几年 全 球 模 具市场 呈 现供 不 应求的局 面 世界模 具市场 年 交易总 额为 600 650 亿 美元 左 右 美 国 日 本 法国 瑞士等 国家年 出 口模具 量约占本 国 模 具 年 总产值 的三 分之 一 国 外 模 具 总 量 中 大 型 精 密 复 杂 长 寿 命 模 具 的 比 例 占 到 50 以 上 国外 模 具企 业的 组织 形式 是 大 而专 大而 精 2004 年中国 模 协 在 德 国 访 问 时 从 德 国 工 模 具
11、 行 业 组 织 德 国 机 械 制 造 商 联 合 会 VDMA 工模 具协 会 了解到 德国有 模 具 企业约 5000 家 2003 年德 国模 具 产 值 达 48 亿欧 元 其 中 VDMA 会 员模具企业有 90 家 这 90 家骨 干 模 具 企 业的产 值 就占 德 国模具产 值的 90 可见其 规 模效益 随 着 时 代 的 进 步 和 技 术 的 发 展 国 外 的 一 些 掌 握 和 能 运 用 新 技 术 的 人 才 如 模 具 结 构 设 计 模 具 工 艺 设 计 高 级 钳 工 及 企 业 管 理 人 才 他 们 的 技 术 水 平 比 较 高 故 人 均 产 值
12、 也 较 高 我 国 每 个 职 工 平 均 每 年 创 造 模 具 产 值 约合 1 万美 元左 右 而国外 模具 工 业发达国家 大多 15 20 万美 元 有 的 达 到 25 30 万美 元 国外 先进国 家模具标准 件 使用覆 盖 率达 70 以 上 而我 国才 达 到 45 2 落料冲孔拉深落料冲孔拉深复合模复合模 2 2 1 1 冲 压工 件 的 工艺 分析冲 压工 件 的 工艺 分析 图 一 工 件 名 称 端 盖 生 产 批 量 批 量 材 料 20 钢 厚 度 1 5mm 对 固 定套翻 边 件进 行分 析 可知 30 处有内 孔翻边成形 翻边 前应预 冲 孔 41 是圆
13、筒件 拉深 件直径 经计算可 一次拉深成形 工序 安排为落 料 拉深 冲 孔 翻边 等该工件 2 2 2 2 工 艺方 案 确 定工 艺方 案 确 定 该零 件所 需的 基本 冲压 工序为 落 料 冲孔 拉深 翻边 可拟 订出 以下 三种 工艺 方案 方案 一 用简 单模 分 四次加 工 即 落料 拉深 冲孔 翻 边 方案 二 落料 拉深 冲 孔复合 模 再翻边 方案 三 落料 冲孔 级 进模 再拉 深 再翻边 采 用 方 案 一 生 产 率 低 工 件 的 累 计 误 差 大 操 作 不 方 便 由 于 该 工 件 为 中 批 量 生 产 方 案 二 和 方 案 三 更 具 有 优 越 性
14、但 复 合 模 模 具 的 行 位 精 度 和 尺 寸 精 度 容 易 保 证 且 生 产 率 也 高 尽 管 模 具 结 构 比 较 复 杂 但 由 于 零 件 的 几 何 形 状 简 单 对 称 模 具 制 造 并 不 困 难 级 进 模 虽 生 产 率 也 高 但 零 件 的 冲 裁 精 度 稍 差 欲 保 证 冲 压 件 的 行 位 精 度 需 要 在 模 具 上 设 置 导 正销导 正 故模 具 制造 安装 较复合模复 杂 通过 对上 述三 种方 按的 分析比 较 该 零件采用方案 二最佳 故 应采 用两副 模 具来 完 成 第一 副模 具为 落料 拉深 冲孔复 合 模 第二 副模
15、具为 单工 序翻 边模 2 3 2 3 必 要的 工 艺 计算 必 要的 工 艺 计算 2 3 1 2 3 1 毛 坯尺 寸 计算毛 坯尺 寸 计算 由 最终 制件从 翻 边算 起 毛坯的 预 冲孔 直径计算 由 文献 7 公 式可 知 t r H D d o 72 0 43 0 2 325mm 根 据 等 面 积 原 则 用 解 析 法 求 该 零 件 的 毛 坯 直 径 首 先 将 零 件 分 为 圆 圆环 两个 简 单的几 何 体 1 A 64 552 3 7 5 1 2 41 mm 2 2 2 r 8 r 2 d r 2 4 A 243 85mm 2 A3 4 2 3 2 43 107
16、4 66mm 2 A4 2 0 2 d 307 75mm 2 A5 A3 A4 766 91mm 2 则 毛 坯 展开尺 寸 D mm A A A 447 4 5 2 1 查 表 得 拉伸的 修 边余 量 mm h 0 2 则 毛 坯 的直径 mm mm mm D 474 0 1 2 7 44 2 3 2 2 3 2 排 样排 样 该工 件排 样根 据落 料工 序设计 考虑操 作方便及 模具 结 构简单 故 采 用 单 排排样 设 计 由 表查得 搭 边值 mm a 0 1 1 mm a 2 1 采用双 排挡 料 销 挡 料 则 条 料 宽 mm a mm b 7 48 2 7 46 条 料 的 进 距 mm a s 9 47 7 46 1 则冲 裁单 件材 料的 利用 率可按 下 式计 算 即 100 bs nA 式 中 A 一个 冲裁 件的 面积 2 mm n 一个 进 距内 的冲 裁 件数 量 b 条料 宽 度 mm s 进距 mm 得 100 9 47 7 48 2 7 46 100 2 bs nA 4 73 设 计 模 具 时 条 料 的 排 样 很 重 要 分 析 零 件
