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1、转子轴承盖冷冲压工艺与模具设计 摘要：在此次设计中分析了转子轴承盖的结构及工艺性，通过对零件的工艺分析，确定了合理的冲压工艺方案。为了减少模具的投入取得良好效果，设计了拉伸、冲孔、落料连续模,并介绍了冲压各工序模具的结构特点及工作过程，并对模具主要零件的设计制造作了介绍；对每个模具的设计、模具关键参数的选取以及模具工作过程作了阐述；该模具结构合理、可靠、工作稳定安全，生产率高能，保证产品质量，对相同类型零件的模具设计具有参考作用。关键词：冷冲压；模具设计；转子轴承盖；Rotor Bearing Caps Cold Stamping Process and Die Design Ran Jian
2、g BingCollege of Engineering and Technology, Southwest University, Chongqing 400716，chinaAbstract: The structure and technology of the rotor bearing cap in the design are analyzed, and after the technics analysis of components, the reasonable ramming craft plan has been determined. In order to reduc
3、e molds investment to obtain good results, stretching, punching holes and falling the material continual mold are designed, and molds unique features and work processes of various ramming working procedures are introduced; moreover, the designing and manufacturing of major parts are introduced.Each
4、molds design, key parameters selection as well as the mold work process have been made the elaboration. The molds reasonable and reliable structure, stable and safe performance as well as high productivity energy ensure the productions quality, which has made a great impact on the same type componen
5、ts mold design.Key Words: Cold Stamping; Mold Design; Rotor Bearing Cap；0文献综述0.1 前言我国冲压模具加工工艺已有着悠久的文化历史。跟据我国历史记载：我国古代劳动人民远在青铜时期就发现了金属击打变形方面的性能，到了战国时代已经能够冶炼金属并进行淬火，证明了在古代我国的冲压成型和模具方面的技术成就远超过其他国家，处于世界领先地位。模具产品是现在机械制造业中技术相对先进，而且影响比较深远的加工工艺,不但具有生产效率高、节约劳动力、材料利用率高、加工工艺适应性好等特点,模具生产的产品还被广泛应用于大型行业，如汽车、航天、轻工
6、、电子、电器等。在2011年我国模具工业产值达到1000亿元,处于世界第一的位置，每年我国模具的增长都保持在30%左右的水平,其生产能力处于世界总量的领先地位。对我国而言整个模具工业很大程度生决定着当代工业的发展和技术水平的提高，因此模具工业的发展对我国经济和社会发展起着相当重要的作用。0.2 冲压成形在工业生产中的地位目前我国模具工业在工业生产中占有重要的地位其产值也超过了机床工业的产值。由于采用冲压模具生产的零部件，具有成本低、质量好、节约能源、生产效率高和节约原材料等一系列优点，其生产的工件所具备的高精度和高一致性是其他加工制造方法所不能相比的，它已成为当代工业生产的重要方法和手段。在信
7、息化和经济全球化的当今世界，我国应加快冲压模具的发展水平。实行科教兴国，增加我国在冲压模具方面的专业人才。所以我国从1997至2011年间，大力鼓励模具工业的发展，并经过国家国务院的批准，我国对一百多家模具厂实行增值税优惠70%的政策，以扶植模具工业的发展，而且其政策将不会改变。早在1989年3月我国模具工业在国民经济中的占有重要的地位，想法就是把模具改造为机械工业技术改造的第一位。冲压成形技术和模具的地位体现了国家对发展模具工业打的重视和支持。跟据国际生产协会预测，到2012年，产品零件粗加工的80%、精加工的60%将由模具完成，在我东部沿海的轻工业中，将近90%的零件是由模具生产的；在飞机
8、、汽车、农机和无线电行业，这个比例也超过61%。第二次世界大战后的几十年间，一些发达国家在工业模具行业的产值已经远远超过了本国的机床行业，比如日本、美国。可见模具继续增长的趋势可不容小视。0.3 冲压模具的现状改革开放以来，随着我国与国际接轨的脚步不断加快，国内外市场竞争的日益加剧，人们已经越来越认识模具工业发展的重要性，其产品质量、成本和新产品的开发以成为衡量一个国家工业水平的重要指标。从上世纪九十年代以来，我国加大对模具制造技术的投资力度，将技术进步视为企业科学技术发展的重要动力，所以在二十一世纪初期，我国的模具工业一直保持在20%左右的增长速度，模具工业企业的所有制成分也发生了巨大变化，
9、除了国有专业模具厂外，集体、合资和独资也得到了快速发展，模具工业企业的所有制成分也发生了巨大变化。所以沿海的一些知名企业也加大了对模具制造技术的行业。虽然我国模具工业在过去十多年中取得了快速的发展，但还有许多方面与工业发达国家相比仍有较大的差距。比如，精密加工设备在模具加工设备中的比重偏低；CAD/CAE/CAM技术的普及率不高；许多先进的模具技术应用不够广泛等等，致使相当一部分大型、精密、复杂和长寿命模具依赖国外进口。经过几十年的努力，我国在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面做出了很大的贡献，特别是CAD/CAE/CAM技术方面取得了显著进步。以机械制造覆盖件模具为代表的大型冲压模具的
10、制造技术已取得很大进步，许多研究机构和大专院校开展模具技术的研究和开发。 0.4冲压模具的发展趋势我国随着工业产品质量的不断提高，计算机技术和制造技术的迅速发展，冲压产品生产正呈现多品种复杂、少批量、大中型精密、更新换代速度快的特点，冲压模具和冲压技术正向长寿命、高效精密、大型化的方向发展。冲压模具设计与制造技术为适应国际市场变化，正由手工设计、依靠人工经验和常规机械加工技术向以计算机辅助设计、数控切削加工和数控电加工为核心的计算机辅助设计与制造技术转变。0.4.1 模具CAD/CAM/CAE正向集成化、三维化、智能化和网络化方向发展 模具软件功能为了实现信息的综合管理与共享，要求软件的功能模
11、块比较齐全，同时各功能模块采用同一数据模型，达到实现最佳效益的目的。从模具的设计和制造、装配、检验、测试及生产管理的全过程都得到支持。国内有上海大学金属塑性成形有限元分析系统和冲裁模系统;北京海尔软件有限公司的CAXA系列软件；吉林金网格模具工程研究中心的冲压模CAD/CAE/CAM系统等。传统的二维模具结构设计已越来越不适应现代化生产和集成化技术要求。模具设计、分析、制造的三维化、无纸化要求新一代模具软件以立体的、直观的感觉来设计模具，所采用的三维数字化模型能方便地用于产品结构的CAE分析、模具可制造性评价和数控加工、成形过程及信息的管理与共享。随着模具在全球国际化企业竞争越来越激烈，所以合
12、作和生产管理等方面以及计算机软硬件技术的得到迅速的发展，网络使得在模具行业应用设计、敏感制造技术既有必要，也有可能。0.4.2 模具检测、加工设备向精密、高效和多功能方向发展（1） 模具检测设备日益精密、高效现代模具制造产品的结构和模具零件形状都相当复杂，已广泛使用三坐标数控检测量机进行模具零件的几何量的测量，模具的加工过程和检测手段也取得了很大的进展。所以模具的精密、复杂、大中型模具的发展前景，对模具的检测设备的要求越来越高。国内外传统的几何检测手段已无法适应模具的生产，而现在精密模具已达到24um。（2）数控电火花加工机床我国目前数控慢走丝线切割技术可进行0.05mm的窄槽和半径0.015
13、mm内圆角的切割加工其水平的发展已相当高而且已达到无人看管运行的程度。切割速度、加工精度、加工表面粗糙度都已经相当完善。直径细丝线切割技术的开发，可实现凹凸模的一次切割完成，锥度切割技术已能进行32以上锥度的精密加工。（3）高速铣削加工（HSM）我国重要的高速铣削加工是型腔模具加工方法，高速铣削的主轴转速相当高，一般为10000110000r/min，而普通铣削加工大多采用低的进给速度和较大的切削参数，这样就在加工模具型腔时与传统的加工方法相比其效率提高46倍，在切削钢时，高速铣削加工的切削速度比传统的铣削加工高49倍。所以高速铣削具有工件温升低、切削力小、加工平稳、加工质量好、加工效率高及可
14、加工硬材料等诸多优点，因而在模具加工中日益受到重视。（4）快速经济制模技术我国目前快速经济制模技术为了适应工业生产中多品种、中小批量生产的需要，在我国工业生产中取得了显著的经济效益对提高新产品的开发速度，在我国冲压模具工业生产中也取得了显著的经济效益也越来越受到人们的重视，对促进生产的发展有着非常重要的作用。同时加快模具的制造速度，以便降低模具的生产成本。具体主要有以下一些技术：快速原型制造技术、表面成形制模技术、浇铸成形制模技术、冷挤压及超速成形制模技术、无模多点成形技术、KEVRON钢带冲裁落料制模技术、模具毛坯快速制造技术等其它方面的技术。（5）模具材料及表面处理 为了提高模具材料的质量
15、水平，提高质量和寿命最有效的办法就是开发和应用模具新材料及表面热处理新工艺,不断提高使用性能和加工性能得到改善。在冲压模具中使用的材料大多属于冷作模具钢，是应用量大、使用面广、种类最多的模具钢。强度、韧性、耐磨性是其主要性能要求的性能。目前冷作模具钢的发展趋势就是在高合金钢D2性能要求的基础上，分为两种：一种是降低其含碳量和合金元素量得成分，提高钢中碳化物在材料中的分布均匀度，突出模具的韧性和弹性；另一种主要目的是以提高耐磨性，以加快适应高速、自动化、大中批量生产而开发的粉末高速钢。表面热处理新工艺存在有着十分重要的意义，对提高模具使用寿命和减少模具材料的消耗，提高模具工作表面的耐磨性及硬度和耐蚀性，所以必须采用热处理新技术。现在除人们所熟悉的镀硬铬、氮化等表面硬化处理方法外，我国近年来所使用化学气相沉积、物理气相沉积以及盐浴渗金属的方法都是表面热处理新工艺，是几种发展较快模具表面性能并且强化技术得到快速的发展，实际应用效果也是相当好的。应用最广的是表面涂覆硬化处理的新技术。（6）模具工业先进生产管理模式 进入二十一世纪，为了适应越来越多的用户对冲压模具制造的高精度、短交货期、低成本的要求，所以在当今世界全球经济化的新的发展形势下，随着我国资本技术和劳动力市场得到重新的整合，世界模具工业正广泛应用先进制造技术来加速模具
