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1、 汽车备轮架加固板，落料冲孔复合模设计 1摘 要板料冲压加工是机械加工的一个重要组成部分，广泛应用与汽车、电器，电机和仪表等行业。冲压工艺方案和模具是实现加工工艺和保证冲压件质量、降低冲压件成本的重要手段。随着冲压技术的不断进步和冲压生产的迅速发展，对冲压设计工作提出了愈来愈高的要求本次设计是针对汽车备轮架加固板的落料、冲孔的模具设计。设计中应用AutoCAD对其结构进行设计。本次设计一道工序完成，即落料、冲孔复合模的设计。设计集中考虑了模具的加工、装配量产以及冲压件的生产效率等因素并对其进行了详细的设计计算，以保证冲压加的精度。关键词：落料；冲孔；冲压技术AbstractThe sheet
2、metal stamping is an important part of engineering industries, which is now widely used in many fields including automobiles, electric machineries, electric equipments and instruments. The stamping technology and die are an important means to achieve stamping, to ensure the quality of the stampings
3、and to lower the cost of the workpiece. The development of stamping technology and increasingly demand on stamping products poses a severe requirement for stamping design which consists of structure design and process design .The present paper describes the design process of punching - blanking die
4、of reinforced plate of car spare wheel carrier, which design the die framework by Auto CAD. It can be finished by one forming process. To ensure the precision of the stampings, the designer includes a good many influencing factors such as die machining, die assembly and the production efficiency of
5、the stampings and so on, also carry out detailed calculations. Key words: punching blanking stamping technology目 录摘 要IAbstractII1 绪 论11.1模具工业在国民经济中的地位11.2冲压技术的现状及发展方向11.2.1冲压成形理论及冲压工艺方面21.2.2冲模设计与制造方面21.2.3冲压设备和冲压生产自动化方面41.3冲压工艺过程的制定41.3.1拟定冲压工艺过程的原始资料41.3.2确定冲压工艺过程的步骤及方法51.4本课题的主要研究内容62 冲压工艺设计和冲压力的
6、计算72.1冲压件（汽车备轮架加固板）简介72.2冲压工艺分析和工艺方案分析82.2.1冲压的工艺分析82.2.2冲压工艺方案的确定82.3工件的毛坯尺寸计算82.4确定其搭边值92.5确定排样图102.5.1利用率的计算102.5.2确定排样图102.6计算各工序冲压力112.7本章小结123 落料、冲孔复合模的设计133.1模具零件刃口尺寸计算133.1.1尺寸计算原则133.1.2模具间隙的选择133.1.3尺寸分类143.1.4凸、凹模尺寸计算153.2冲模工作零件的设计与计算163.2.1凸模的计算和校核163.2.2凹模的计算和校核173.2.3凸凹模的计算和校核173.3本章小结
7、194 模具结构零件设计204.1确定模具的结构形式204.1.1正、倒装结构的选择204.1.2定位方式的选择204.1.3卸料、出件方式的选择214.1.4导向方式的选择214.2冲模零件的设计214.2.1导向零件的设计214.2.2卸料装置224.2.3承料装置234.2.4挡料和导正装置234.2.5定位装置244.2.6出件装244.2.7固定板254.2.8垫板254.2.9模柄264.3螺钉的选择264.4上下模板（模座）264.5本章小结275 设备的选择285.1模具的压力中心285.2模具闭合高度的确定295.3压力机的选取305.3.1设备类型的选取305.3.2设备规
8、格的选择305.4本章小结316 结论32参考文献33致 谢34IV1 绪 论冲压是机械制造中先进的加工方法之一，它利用压力机通过模具对板料加压，使其产生塑性变形或分离，从而获得一定形状、尺寸和性能的零件。冲压主要用于加工板料零件，所以也叫板料冲压。冲压加工的范围十分广泛，在电子工业产品的生产中，已成为不可缺少的加工方法之一，据概率统计，在电子产品中，冲压件的数量约占85%以上。冲压加工的汽车、电机、电器、仪器仪表等机械工业和国防工业以及日常生活用品方面，也占据着十分重要的地位。 1.1模具工业在国民经济中的地位模具是工业生产的基础工艺装备，被称为“工业之母”。75%的粗加工工业产品零件、50
9、%的精加工零件由模具成型，绝大部分塑料制品也由模具成型。作为国民经济的基础工业，模具涉及机械、汽车、轻工、电子、化工、冶金、建材等各个行业，应用范围十分广泛。 中国经济的高速发展对模具工业提出了越来越高的要求，也为其发展提供了巨大的动力。近10年来，中国模具工业一直以每年15%左右的增长速度快速发展。有数据显示，我国目前模具总产值已跃居世界第三，仅次于日本和美国，其中，汽车、摩托车、家电行业是模具最大的市场，占整个模具市场份额的80%以上。当今世界正进行着新一轮的产业调整一些模具制造逐渐向发展中国家转移，中国正成为世界模具大国。近年来，外资对我国模具行业投入量增大，工业发达国家将模具向我国转移
10、的趋势进一步明朗化，这代表着我国模具行业迎来新一轮的发展机遇，也代表着面临国外先进技术和高品质制品的挑战1。冲压无论在技术还是经济方面和其它加工方法想比较都有许多独特的优点。在压力机的简单冲击下，能获得壁薄、重量轻、刚性好、形状复杂的零件，这些零件用其它方法难于加工甚至无法加工，其具体优点如下：所加工的零件精度高、尺寸稳定，具有良好的互换行；冲压加工是无屑加工，材料利用率高；生产率高，生产过程容易实现机械化自动化；操作简单，便于生产。1.2冲压技术的现状及发展方向近十多年来，随着对发展先进制造技术的重要性获得前所未有的共识，冲压成形技术无论在深度和广度上都取得了前所未有的进展，其特征是与高新技
11、术结合，在方法和体系上开始发生很大变化。计算机技术、信息技术、现代测控技术等冲压领域的渗透与交叉融合，推动了先进冲压成形技术的形成和发展。其主要表现和发展方向如下。1.2.1冲压成形理论及冲压工艺方面冲压成形理论的研究是提高冲压技术的基础。目前，国内外对冲压成形理论的研究非常重视，在材料冲压性能研究、冲压过程中应力应变分析、板料变形规律研究及坯料与模具之间的相互作用研究方面均取得了较大的进展。特别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，近年来国内外已开始应用塑性成形过程的计算机模拟技术，即利用有限元(FEM)等数值分析方法模拟金属的塑性成形过程，根据分析结果，设计人员可预测某一工
12、艺方案成形的质量问题，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。这样既节省了昂贵的试验费用，也缩短了制模周期2。研究推广能提高劳动生产率及产品质量、降低成本和扩大冲压工艺范围的各种冲压新工艺，也是冲压技术的发展方向之一。目前，国内外相继涌现出了精密冲压工艺、软模成形工艺、高能高速成形工艺、超塑性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3。其中，精密冲裁加工零件的厚度可达25mm，精度可达IT6IT7级；用液体、橡胶、聚氨酯等作柔性凸模或凹模来代替刚性凸模或凹模的软模成形工艺，能加工出用普通加工方法难以加工的材料和复杂形状的零件，在特定生产条件下具有明显的经济
13、效果；采用爆炸等高效成形方法对于加工各种尺寸大、形状复杂、批量小、强度高和精度要求较高的板料零件，具有很重要的使用意义；利用金属材料的超塑性进行超塑性成形，可以用一次成形代替多道普通的冲压成形工序，这对于加工形状复杂和大型板料零件具有突出的一种先进工艺技术，我国已自主设计制造了具有国际领先水平的无模多点的成形设备，解决了多点压机成形法，从而可以随意改变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除材料内残余应力，实现无回弹成形。无模多点成形系统以CAD/CAT技术为主要手段，能快速经济地实现三维曲面的自动化成形4-6。1.2.2冲模设计与制造方面冲模是实现冲压生产的基本条
14、件。在冲模的设计和制造上，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、安全等大批量现代生产的需要，冲模块正向高效率、高精度、精密、高寿命及多功能方向发展，与此相适应的新型模具材料及其热表处理技术，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技术也正在迅速的发展；另一方面，为了适应产品更新和试制或小批量生产的需要，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迅速发展7。精密、高效的多工位及多功能级进模和大型复杂的汽车覆盖见冲模代表了现代冲模的技术水平。目前，50个工位以上的级进模进距精度可达2m，多功能
15、级进模不仅可以完成冲压全过程，还可以完成焊接、装配等工序。我国已能自行设计制造出达到国际水平的精密多工位级进模，如某机电一体化的铁芯精密自动化多功能级进模，其主要零件的制造精度可达25m，进距精度23m，总寿命达1亿次。我国主要汽车模具企业，已能生成套轿车覆盖件模具，在设计制造的方法、手段方面已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一定的差距8。模具材料及热处理与表面处理工艺对模具加工质量和寿命的影响很大，世界各主要工业国因此在此方面的研究取得了较大进展，开发了许多的新钢种，其硬度可达HRC5870。如火焰淬火钢可局部硬化，且无脱碳；我国研制的65Nb、LD和CD等新钢种，具有如加工性能好、如处理变形小、抗冲击性能佳等特点。与此同时，还发展了一些新的热处理和表面处理工艺，主要有气体软氮化、离子氮化、渗硼、表面涂镀、化学气相沉积（C
