冲压设备阐述和研究

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1、永城职业学院永城职业学院毕毕 业业 论论 文文冲压设备的阐述和研究冲压设备的阐述和研究 题题 目目: :冲压设备的阐述和研究冲压设备的阐述和研究班班 级级: :0808 级模具一班级模具一班专专 业业: :模具设计与制造模具设计与制造学生姓名学生姓名: :张 晓 帅指导教师指导教师: :焦 志 峰日日 期期:2011:2011 年年 4 4 月月摘摘 要要本文主要介绍了连接支架的冲压设计过程。连接支架用于高架箱的连接，属于比较典型的冲压件，其工序主要分为落料冲孔、压弯以及冲豁。这次设计的主要目的在于使学生能够更加熟悉的理解和掌握冲压设计的过程，并运用所学的知识进行冲压模具的设计，选取相应的标准

2、件将模具安装起来，并选用相应的压力机进行生产。在设计过程中可以熟悉模具的设计流程，掌握如何按照国家标准进行模具设计并选择标准件进行安装，提高学生将所学专业知识运用到生产实际中的能力。本文详细介绍了落料冲孔工序的设计过程。根据对冲压件的分析选用倒装复合模具，设计了非标准件如冲孔凸模、凸凹模、卸料板、凹模、推件器等，设计并选用垫板和一些标准件将模具安装。关键词关键词 冲压；落料冲孔；复合模目目 录录摘摘 要要 2目目 录录 3 第一章第一章 绪论绪论 4 第一节 概述 4 第二节 冲压技术的进步 4 第三节 模具的发展与现状 5 第四节 模具 CAD/CAE/CAM 技术.5 第五节 课题的主要特

3、点及意义 6 第二章第二章 冲压设备冲压设备 6 第一节 冲压的阐述和分类 6 2.1.1 冲压简介： .6 2.1.2 冲压分类： .7 2.1.3 冲压设备： .7 第二节 冲压优势和材料 7 2.2.1 冲压的优势： .7 2.2.2 冲压材料： .8 第三节 冲压特点和缺陷 8 2.3.1：冲压特点： 8 2.3.2：问题和缺点： 9 第三章第三章 冲压模具设计过程与要点冲压模具设计过程与要点 9 第一节 冲压模具 9 3.1.1 冲压模具简述： .9 3.1.2 冲压模具分类： 9 3.1.3 模具先进制造工艺及设备： .10 第二节 冲压模具设计 10 3.2.1：冲压模具的一般设

4、计过程 10 3.2.2 冲压模具设计应注意的问题 11 3.2.3 模具设计的安全要点 .11 第四章第四章 冲压件工艺分析冲压件工艺分析 12 第一节 落料冲孔工序 12 第二节 压弯工序 13 总总 结结 14 致致 谢谢 15 参考文献参考文献 16第一章第一章 绪论绪论第一节第一节 概述概述冲压成形作为现代工业中一种十分重要的加工方法，用以生产各种板料零件，具有很多独特的优势，其成形件具有自重轻、刚度大、强度高、互换性好、成本低、生产过程便于实现机械自动化及生产效率高等优点，是一种其他加工方法所不能相比和不可替代的先进制造技术，在制造业中具有很强的竞争力，被广泛应用于汽车、能源、机械

5、、信息、航空航天、国防工业和日常生活的生产之中。在吸收了力学、数学、金属材料学、机械科学以及控制、计算机技术等方面的知识后，已经形成了冲压学科的成形基本理论。以冲压产品为龙头，以模具为中心，结合现代先进技术的应用，在产品的巨大市场需求刺激和推动下，冲压成形技术在国民经济发展、实现现代化和提高人民生活水平方面发挥着越来越重要的作用。第二节第二节 冲压技术的进步冲压技术的进步近几十年来，冲压技术有了飞速的发展。它不仅表现在许多新工艺与新技术在生产的广泛应用上，如：旋压成形、软模具成形、高能率成形等，更重要的是人们对冲压技术的认识与掌握的程度有了质的飞跃。 现代冲压生产是一种大规模继续作业的制造方式

6、，由于高新技术的参与和介入，冲压生产方式由初期的手工操作逐步进化为集成制造（图 1.1） 。生产过程逐步实现机械化、自动化，并且正在向自动化、集成化方向发展。实现自动化冲压作业，体现安全、高效、节材等优点，已经是冲压生产的发展方向。第三节第三节 模具的发展与现状模具的发展与现状模具是工业生产中的基础工艺设备，是一种高附加值的高技术密集型产品也是高新技术产业的重要领域，其技术水平的高低已成为衡量一个国家制造水平的重要标志。随着国民经济总量和工业产品技术的不断发展，各行各业对模具的需求量越来越大，技术要求也越来越高。目前我国模具工业的发展步伐日益加快， “十一五期间”产品发展重点主要表现在汽车覆盖

7、件模；密冲模；大型及精密塑料模；主要模具标准件；目前我国模具年生产总量已位居世界第三，其中，冲压模占模具总量的 40%以上，但在整个模具设计制造水平和标准化程度上，与德国、美国、日本等发达国家相比还存在相当大的差距。以大型覆盖件冲模为代表，我国已能生产部分轿车覆盖件模具。轿车覆盖件模具设计和制造难度大，质量和精度要求高，代表覆盖件模具的水平。第四节第四节 模具模具 CAD/CAE/CAM 技术技术冲压技术的进步首先通过模具技术的进步来体现出来。对冲模技术性能的研究已经成为发展冲压成形技术的中心和关键。20 世纪 60 年代初期，国外飞机、汽车制造公司开始研究计算机在模具设计与制造中的应用。通过

8、以计算机为主要计算手段，以数学模型为中心，采用人机互相结合、各尽所长的方式，把模具的设计、分析、计算、制造、检验、生产过程连成一个有机整体，使模具技术进入到综合应用计算机进行设计、制造的新阶段。模具的高精度、高寿命、高效率成为模具技术进步的特征。国际上最早开展汽车覆盖件模 CAD/CAM 系统研究与开发的是各个大汽车制造公司。早在 1965 年日本丰田汽车公司已将数控技术用于汽车覆盖件的模具加工，取得了很好的经济效果。上世纪 80 年代丰田汽车公司所采用的汽车覆盖件 CAD/CAM 系统包括了 NTDFB和 CADETT 两个设计软件及加工凸、凹模的 TINCA 软件，可完成车身外形设计、车身

9、结构设计、冲模 CAD、主模型与冲模加工和夹具加工等任务。据报道，该系统投入使用后可使丰田公司的汽车覆盖件成形模设计与制造时间减少 50%，本世纪之初丰田汽车公司又采用了美国 PDC 公司基于 Pro/E 软件平台开发的面向拉延模设计的专业化软件 Pro/Dieface。 展望国内外 CAD/CAE/CAM 技术的发展，本世纪的科学技术正处于日新月异的变革之中，通过与计算机技术的紧密结合，人工智能技术、并行工程、面向装配、参数化特征建模以及关联设计等一系列与模具工业相关的技术发展之快，学科领域交叉之广前所未见，今后十年新一代模具 CAD/CAE/CAM 系统必然是当今最好的设计理念、最新的成形

10、理论和最高水平的成形方法相结合的产物，其特点将反映在专业化、网络化、集成化、智能化四个方面。主要表现在：（1）模具 CAD/CAM 的专业化程度不断提高；（2）基于网络的 CAD/CAE/CAM 一体化系统结构初见端倪；（3）模具 CAD/CAE/CAM 的智能化引人注目；(4)与先进制造技术的结合日益紧密。第五节第五节 课题的主要特点及意义课题的主要特点及意义本课题主要针对中连接支架实例，在对支架零件落料、冲孔、压弯和冲豁等成形工艺分析的基础上，提出该零件采用复合模的冲压方案，根据零件的形状、尺寸精度等要求，设计过程采用“单列直排”的排样方法，提高材料的利用率和生产率。本课题设计的知识面广，

11、综合性较强，在巩固大学所学的知识的同时，对于提高设计者的创新能力、协调能力、开拓设计思路等方面为作者提供一个良好的平台。第二章第二章 冲压设备冲压设备第一节第一节 冲压的阐述和分类冲压的阐述和分类2.1.1 冲压简介：冲压简介： 冲压加工是借助于常规或专用冲压设备的动力，使板料在模具里直接受到变形力并进行变形，从而获得一定形状,尺寸和性能的产品零件的生产技术。板料，模具和设备是冲压加工的三要素。按冲压加工温度分为热冲压和冷冲压。前者适合变形抗力高，塑性较差的板料加工；后者则在室温下进行，是薄板常用的冲压方法。它是金属塑性加工（或压力加工）的主要方法之一，也隶属于材料成型工程技术。 冲压所使用的

12、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。 2.1.2 冲压分类：冲压分类：冲压主要是按工艺分类，可分为分离工序和成形工序两大类。分离工序也称冲裁，其目的是使冲压件沿一定轮廓线从板料上分离，同时保证分离断面的质量要求（表1） 。成形工序的目的是使板料在不破坯的条件下发生塑性变形，制成所需形状和尺寸的工件。在实际生产中,常常是多种工序综合应用于一个工件。冲裁、

13、弯曲、剪切、拉深、胀形、旋压、矫正是几种主要的冲压工艺。2.1.3 冲压设备：冲压设备：除厚板用水压机成形外，一般都采用机械压力机 。以现代高速多工位机械压力机为中心，配置开卷、矫平、成品收集、输送等机械以及模具库和快速换模装置，并利用计算机程序控制，可组成高生产率的自动冲压生产线。第二节第二节 冲压优势和材料冲压优势和材料2.2.1 冲压的优势：冲压的优势：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许多独特的优点。主要表现如下。 冲压(1) 冲压加工的生产效率高，且操作方便，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，普通压力机的行程

14、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） 冲压可加工出尺寸范围较大、形状较复杂的零件，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硬化效应，冲压的强度和刚度均较高。 （3） 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。 由于冲压具有如此优越性，冲压加工在国民经济各个领域应用范围相当广泛。例如，在宇航，航空，军工，机械，农机，电子，信息，等器具，日用电器及轻工等部门里都有冲压加工。不但整个产业界都用到它，而且每个人都直接与冲压产品发生联系。2

15、.2.2 冲压材料：冲压材料：冲压用板料的表面和内在性能对冲压成品的质量影响很大。对于冲压材料的要求是：1、 厚度精确、均匀。冲压用模具精密、间隙小,板料厚度过大会增加变形力，并造成卡料，甚至将凹模胀裂；板料过薄会影响成品质量，在拉深时甚至出现拉裂。 2、 表面光洁,无斑、无疤、无擦伤、无表面裂纹等。一切表面缺陷都将存留在成品工件表面，裂纹性缺陷在弯曲、拉深、成形等过程可能向深广扩展，造成废品。 3、均匀延伸率高。抗拉试验中,试样开始出现细颈现象前的延伸率称为均匀延伸率。在拉深时，板料的任何区域的变形不能超过材料的均匀延伸范围，否则会出现不均匀变形。4、 加工硬化性低。冷变形后出现的加工硬化会

16、增加材料的变形抗力，使继续变形困难，故一般采用低硬化指数的板材。但硬化指数高的材料的塑性变形稳定性好（即塑性变形较均匀） ，不易出现局部性拉裂。 在实际生产中，常用与冲压过程近似的工艺性试验，如拉深性能试验、胀形性能试验等检验材料的冲压性能，以保证成品质量和高的合格率。第三节第三节 冲压特点和缺陷冲压特点和缺陷2.3.1：冲压特点：冲压特点：冲压件与铸件、锻件相比，具有薄、匀、轻、强的特点。冲压可制出其他方法难于制造的带有加强筋、肋、起伏或翻边的工件，以提高其刚性。由于采用精密模具，工件精度可达微米级，且重复精度高、规格一致，可以冲压出孔窝、凸台等。 冲压是高效的生产方法，采用复合模，尤其是多工位级进模，可在一台压力机（单工位或多工位的）上完成多道冲压工序，实现由带料开卷、矫平、冲裁到成形、精整的全自动生产。生产效率高，劳动条件好，生产成本低，一般每分钟可生产数百件。 2.3.2：问题和缺点：问题和缺点：当然，冲压加工也存在着一些问题和缺点。主要表现在冲压加工时产生的噪音