毕业设计文献综述讲解

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1、毕业设计（论文）文献综述题 目 轿车保险杠支架冲压 工艺及模具设计 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 学 生 指导教师 重庆交通大学 2015 年重庆交通大学2015届毕业设计（论文）文献综述文献综述冲压工艺模具学课程是一门关于通过模具来进行冲压加工的专业技术课程。冲压工艺具有以下特点：在生产过程中，应用了自动化的机械设备及多工程的自动化进给装置，故生产效率高；在冲压加工过程中，废料比其他少，且废料可以制成小零件，材料利用率高；在冲床的简单冲压下，可以得到复杂的形状，强度高而且重量小的零件；生产量大，零件的制造成本低；缩短工时，节省劳力，操作简单；同一模具制造出来的产品，具有相同的尺寸和

2、形状，具有良好的互换性。冲压加工的种类包括：1、使材料产生塑性变形，包括弯曲加工、抽制加工、成形加工和压缩；2、使材料剪断分离，包括冲裁加工。1 模具的分类 冲压模具的形式很多，冲模也依工作性质,模具构造,模具材料三方面来分类。1.1根据工艺性质分类 （1）冲裁模 沿封闭或敞开的轮廓线使材料产生分离的模具。如落料模、冲孔模、切断模、切口模、切边模、剖切模等。 （2）弯曲模 使板料毛坯或其他坯料沿着直线（弯曲线）产生弯曲变形，从而获得一定角度和形状的工件的模具。 （3）拉深模 是把板料毛坯制成开口空心件，或使空心件进一步改变形状和尺寸的模具。 （4）成形模 是将毛坯或半成品工件按凸、凹模的形状直

3、接复制成形，而材料本身仅产生局部塑性变形的模具。如胀形模、缩口模、扩口模、起伏成形模、翻边模、整形模等。1.2根据工序组合程度分类 （1）单工序模 在压力机的一次行程中，只完成一道冲压工序的模具。 （2）复合膜 只有一个工位，在压力机的一次行程中，在同一个工位上同时完成两道或两道以上的冲压工序的模具。 （3）级进模（也称连续模） 在毛坯送进的方向上，具有两个或更多的工位，在压力机的一次行程中，在不同的工位上逐次完成两道或两道以上的冲压工序的模具。1.3根据材料变形特点分类可以大致分为落料模、冲孔模、切断模、切口模、切边模、弯曲模、拉深模、成形模、压花模、冷挤压模等。2. 冲压模具材料 制造冲压

4、模具的材料有钢材、硬质合金、钢结硬质合金、锌基合金、低熔点合金、铝青铜、高分子材料等等。 目前制造冲压模具的材料绝大部分以钢材为主，常用的模具工作部件材料的种类有：碳素工具钢、低合金工具钢、高碳高铬或中铬工具钢、中碳合金钢、高速钢、基体钢以及硬质合金、钢结硬质合金等等。 a.碳素工具钢 在模具中应用较多的碳素工具钢为T8A、T10A等，优点为加工性能好，价格便宜。但淬透性和红硬性差，热处理变形大，承载能力较低1。 b.低合金工具钢 低合金工具钢是在碳素工具钢的基础上加入了适量的合金元素。与碳素工具钢相比，减少了淬火变形和开裂倾向，提高了钢的淬透性，耐磨性亦较好。用于制造模具的低合金钢有 CrW

5、Mn、9Mn2V、7CrSiMnMoV(代号CH-1)、6CrNiSiMnMoV(代号GD)等。 c. 高碳高铬工具钢 常用的高碳高铬工具钢有Cr12和Cr12MoV、Cr12Mo1V1（代号D2），它们具有较好的淬透性、淬硬性和耐磨性，热处理变形很小，为高耐磨微变形模具钢，承载能力仅次于高速钢。但碳化物偏析严重，必须进行反复镦拔（轴向镦、径向拔）改锻，以降低碳化物的不均匀性，提高使用性能。 d. 高碳中铬工具钢 用于模具的高碳中铬工具钢有Cr4W2MoV、Cr6WV 、Cr5MoV等，它们的含铬量较低，共晶碳化物少，碳化物分布均匀，热处理变形小，具有良好的淬透性和尺寸稳定性。与碳化物偏析相对

6、较严重的高碳高铬钢相比，性能有所改善。 e. 高速钢 高速钢具有模具钢中最高的的硬度、耐磨性和抗压强度，承载能力很高。模具中常用的有W18Cr4V（代号8-4-1）和含钨量较少的W6Mo5 Cr4V2（代号6-5-4-2，美国牌号为M2）以及为提高韧性开发的降碳降钒 高速钢 6W6Mo5 Cr4V（代号6W6或称低碳M2）。高速钢也需要改锻 ，以改善其碳化物分布 。f. 基体钢 在高速钢的基本成分上添加少量的其它元素，适当增减含碳量，以改善钢的性能。这样的钢种统称基体钢。它们不仅有高速钢的特点，具有一定的耐磨性和硬度，而且抗疲劳强度和韧性均优于高速钢，为高强韧性冷作模具钢，材料成本却比高速钢低

7、。模具中常用的基体钢有 6Cr4W3Mo2VNb（代号65Nb）、7Cr7Mo2V2Si（代号LD）、5Cr4Mo3SiMnVAL（代号012AL）等。 3. 模具的热处理和表面处理新工艺模具热处理及表面强化是模具制造中的关键工艺之一，直接关系到模具的制造精度、力学性能(如强度等)、使用寿命以及制造成本，是保证模具质量和使用寿命的重要环节。模具在实际生产使用中表明，在模具的全部失效中，由于热处理不当所引起的失效居于首位。在模具设计制造过程中，若能正确选用钢材，选择合理的热处理及表面强化技术工艺，对充分发挥材料的潜在性能、减少能耗、降低成本、提高模具的质量和使用寿命都将起到重大的作用。当前模具热

8、处理技术发展较快的领域是真空热处理技术和模具的表面强化技术。3.1模具的热处理 3.1.1退火工艺 退火一般是指将模具钢加热到临界温度以上，保温一定时间，然后使其缓冷至室温，获得接近于平衡状态组织的热处理工艺。其组织为铁素体基体上分布着碳化物。目的是消除钢中的应力，降低模具材料的硬度，使材料成分均匀，改善组织，为后续工序(机加工、冷加工成形、最终热处理等)做准备。退火工艺根据加热温度不同可分为： 1）完全退火 将模具钢加热到临界温度Ac3以上2030，保温足够的时间，使其组织完全奥氏体化，然后缓慢冷却，以获得接近平衡状态组织的热处理工艺。其目的是为了降低硬度、均匀组织、消除内应力和热加工缺陷、

9、改善切削加工性能和冷塑性变形性能，为后续热处理或冷加工做准备。2）不完全退火 将钢加热到Ac1Ac3（亚共析钢）或Ac1Accm（过共析钢）之间，保温一定时间后缓慢冷却，以获得接近于平衡组织的热处理工艺。不完全退火用于过共析钢和合金钢制作的模具。3）等温退火 将钢加热到临界温度以上，保温足够的时间，使其组织完全奥氏体化，然后在低于Ac1温度以下的适当温度进行保温，使奥氏体在此温度下进行等温转变，完成组织转变,然后从炉中取出空冷。等温退火的特点是可以缩短退火时间，最适合用于合金工具钢、高合金工具钢模具，有利于获得更为均匀的组织和性能。(4)球化退火 是使钢中的碳化物球化，获得球状珠光体的一种热处

10、理工艺，它实际上是不完全退火的一种。球化退火主要应用于共析钢、过共析钢和合金工具钢。其目的是为了降低硬度、改善切削加工性能，以及获得均匀的组织，改善热处理工艺性能，为以后的淬火作组织准备。 3.1.2正火工艺 正火工艺是将钢加热到Ac3(对于亚共析钢)或Acm(对于过共析钢)以上适当的温度，保温一定时间，使之完全奥氏体化，然后在空气中冷却，得到珠光体类型组织的热处理工艺。正火与完全退火相比，两者的加热温度基本相同，但正火的冷却速度较快，转变温度较低。冷却方式通常是将工件从炉中取出，放在空气中自然冷却，对于大件也可采用鼓风或喷雾等方法冷却。因此，对于亚共析钢来说，相同钢正火后组织中析出的铁素体数

11、量较少，珠光体数量较多，且珠光体的片间距较小，对于过共析钢来说，正火可以抑制先共析网状渗碳体的析出。钢的强度、硬度和韧性也比较高。3.1.3淬火将钢加热到临界点Ac1或Ac3以上一定温度，保温一定时间，然后以大于临界淬火速度的速度进行冷却，使过冷奥氏体转变为马氏体或贝氏体组织的热处理工艺称为淬火。回火是淬火工艺的后续工序，是将淬火后的钢加热到Ac1以下某一温度(根据回火后的组织和性能要求而定)，充分保温后，以适当的速度进行冷却的热处理工艺。淬火工艺的关键是要控制加热速度、淬火温度、保温时间以及冷却速度。 （1）淬火温度的确定 淬火加热温度的选择应以得到均匀细小的奥氏体晶粒为原则，以便淬火后获得

12、细小的马氏体组织。淬火加热温度主要根据钢的临界点来确定。表9.1.1 为常用模具钢的相变点及淬火加热温度。另外，淬火温度还应考虑模具的形状尺寸、原始组织等因素。表9.1.1常用模具钢的相变点及淬火加热温度牌号Ac1或Ac3/淬火温度/牌号Ac1或Ac3/淬火温度/45T8ATl2A40cr60Si2Mn GCr5 7807307808207458208507708008308608408708208609SiCrCrl2MoV3Cr2W8VW6Mo5Cr4V2Wl8Cr4v77081081081082086088010001050105011001190123012601290（2）淬火时间的

13、确定 淬火加热时间通常将工件升温和保温所需的时间计算在一起，而统称为加热时间。影响加热时间的因素很多，如加热介质、钢的成分、炉温、工件的形状及尺寸、装炉方式及装炉量等。淬火加热时间参见有关热处理手册。 （3）淬火介质 为了使钢获得马氏体组织，淬火时冷却速度必须大于临界冷却速度。但是。冷却速度过大又会使工件内应力增加。产生变形或开裂。 工件淬火冷却时要使其得到合理的淬火冷却速度，必须选择适当的淬火介质。淬火介质种类很多，常用的淬火介质有水、NaCl（5%10%）水溶液、NaOH (10%一50%)水溶液以及各种矿物油等。模具淬火可以在水、油或空气中进行。 3.1.4回火 回火是紧接淬火的一道热处

14、理工艺，大多数淬火模具钢都要进行回火。目的是稳定组织，减小或消除淬火应力，提高钢的塑性和韧性，获得强度、硬度和塑性、韧性的适当配合，以满足不同模具的性能要求。 决定模具回火后的组织和性能最重要的因素是回火温度。回火可分为低温、中温和高温回火。（1）低温回火 钢大部分是淬火高碳钢和淬火高合金钢。经低温回火后得到回火马氏体，具有很高的强度、硬度和耐磨性，同时显著降低了钢的淬火应力和脆性。冷冲压、冷镦、冷挤压模具，需要相当高的硬度和耐磨性，常采用低温回火。（2）中温回火 中温回火后模具的内应力基本消除，具有高的弹性极限、较高的强度和硬度、良好的塑性和韧性。中温回火主要用于热锻模具。 （3）高温回火

15、压铸模和橡胶模要求较高的强度和韧性，常采用高温回火，回火时间一般不少于1h。3.1.5真空热处理在热处理时，被处理模具零件表面发生氧化、脱碳和增碳等效应，都会给模具使用寿命带来严重的影响。为了防止氧化、脱碳和增碳。利用真空作为理想的加热介质，制成真空热处理炉。零件在真空炉中加热后，将中性气体通入炉内的冷却室，在炉内利用气体进行淬火的为气冷真空处理炉，利用油进行淬火的为油冷真空处理炉。 近年来，真空热处理技术在我国发展较为迅速。它特别适合用于模具的热处理工艺。模具钢经过真空热处理后具有良好的表面状态，其表面不氧化、不脱碳，淬火变形小。而与大气下的淬火工艺相比，真空淬火后，模具表面硬度比较均匀，而且还略高一点。真空加热时，模具钢表