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1、I弹簧片冲模设计与制造工艺 摘要模具是工业生产中重要的工艺装备，是国民经济各部门发展的重要基础之一。级进模是一种复杂、精密的冲压模具，它具有高效率、高精度和高寿命等优越性，适用于各种冲压行业的自动化生产。级进模涉及冲压成形理论、冲压工艺、模具设计与制造以及模具材料中的许多关键技术。因此，从技术综合方面对级进模进行研究是十分有意义的。关键字： 模具，级进模，冲压成形理论ABSTRACTMould & Die is important technical equipment in industrial production. It is also one of the most important
2、 developmental foundations for all departments of country economy. The progressive die is a kind of complex and precise forming die. It possesses many advantages such as high efficiency,accuracy and long life. So it is used for many kinds of automation production in sheet metal forming. The progress
3、ive die relates to many key technologies including metal forming theory,sheet steel forming pr. KEY WORDS: mould，progressive die，metal forming theory目 录1 绪论11.1 我国模具状况11.2 冷冲压模具现状31.3 级进模的特点52 总体设计72.1 已知条件72.2工艺解决方案82.3排样图的设计与计算82.4冲裁力计算152.5卸料力、推件力计算162.6压力机所需总压力的计算162.7压力机吨位和型号选择172.8压力中心计算173成型零
4、件的设计183.1设计原则183.2凸、凹模的设计与计算184 各种机构的设计214.1卸料装置214.2导料装置224.3凸模固定板264.4垫板264.5模具闭合高度265 典型工作零件的制造工艺275.1冲裁凸模的制造工艺275.2凹模板的制造工艺276 模具的工作原理29结论30参考文献31致谢321 绪论冷冲压是在常温下利用冲压模具在压力机上对板料施加压力，使其产生分离或变形，从而获得一定形状、尺寸和性能的零件的加工方法。冷冲压是建立在金属塑性变形的基础上的一种先进的金属加工方法。由于冷冲压加工的零件形状、尺寸、精度要求、批量大小、原材料性能等不同，其冲压方法多种多样，但概括起来可分
5、为分离工序和变形工序两大类。分离工序是将冲压件或毛坯沿一定的轮廓相互分离；变形工序是在材料不产生破坏的前提下使毛坯发生塑性变形，形成所需要的形状及尺寸的制件。冲压可分为五个基本工序：冲裁、弯曲、拉深、成形和立体压制（体积冲压）。冷冲压工艺与其他的加工方法相比，有以下的特点：1）用冷冲压加工方法可以得到形状复杂、用其他加工方法难以加工的工件，冷冲压件的尺寸精度是由模具保证的，因此，尺寸稳定，互换性好。2）材料利用率高、工件重量轻、刚性好、强度高、冲压过程耗能少。因此，工件的成本较低。3）操作简单劳动强度低、易于实现机械化和自动化、生产率高。4）冲压工艺中所用的模具结构一般比较复杂，生产周期较长、
6、成本较高。因此，在单件、小批量生产中采用冲压工艺受到一定的限制。冲压工艺多用于成批、大量生产。由于板料零件具有重量轻、有足够的强度和刚度，可以根据不同的用途采用不同材料加工成各种形状尺寸的零件，以满足产品需要。因此现代汽车、拖拉机、电机、电器、仪器、仪表和各种民用轻工产品中，都大量使用冷冲压零件。国防方面，如飞机、导弹、枪弹、炮弹等产品中，采用冷冲压加工的零件比例也是相当大的。随着汽车和家用电器等的飞跃发展，许多先进工业国家对发展冷冲压生产给予了高度的重视。模具，是工业生产的基础工艺装备，在电子、汽车、电机、电器、仪表、家电和通讯等产品中，6080的零部件都依靠模具成形，模具质量的高低决定着产
7、品质量的高低，因此，模具被称之为“百业之母”。模具又是“效益放大器”，用模具生产的最终产品的价值，往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。模具生产的工艺水平及科技含量的高低，已成为衡量一个国家科技与产品制造水平的重要标志，它在很大程度上决定着产品的质量、效益、新产品的开发能力，决定着一个国家制造业的国际竞争力。近年来，我国模具行业快速发展，继在“九五”期间取得良好成绩后，今后几年将拥有更为广阔的市场前景。“九五”期间，我国模具行业产值的年均增幅约为13，模具行业产业结构也有了较大的改善，模具商业化程度提高了近10，并且中高档模具和塑料模具占总量比例明显提高。模具行业的进出口比例逐步趋向合理，进口量
8、现在是市场总量的20，金额近10亿美元，而出口额已提前一年达到1亿美元的规划指标。1.1 我国模具状况我国模具工业的技术水平近年来也取得了长足的进步。大型、精密、复杂、高效和长寿命模具上了一个新台阶。大型复杂冲模以汽车覆盖件模具为代表，已能生产部分新型轿车的覆盖件模具。体现高水平制造技术的多工位级进模的覆盖面，已从电机、电器铁芯片模具，扩展到接插件、电子枪零件、空调器散热片等家电零件模具。在大型塑料模具方面，已能生产48英寸电视的塑壳模具、6.5K g大容量洗衣机全套塑料模具，以及汽车保险杠、整体仪表板等模具。在精密塑料模具方面，已能生产照相机塑料模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具等。在大型
9、精密复杂压铸模方面，国内已能生产自动扶梯整体踏板压铸模及汽车后桥齿轮箱压铸模。其他类型的模具，例如子午线轮胎活络模具、铝合金和塑料门窗异型材挤出模等，也都达到了较高的水平，并可替代进口模具。近几年，我国模具业发展越来越迅速，模具生产总量虽然已位居世界第三，已成为模具工业发展最快的国家之一。据从日前在新国际博览中心开幕的全球第二大模具展第九届中国国际模具技术和设备展览会上获悉，去年我国模具工业产值316亿元人民币，但如此规模仍满足不了国内模具市场的需要，去年我国进口模具高达11.12亿美元。被誉为“点铁成金”和“效益放大器”行业的模具工业，是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志之一。用模具生产
10、的最终产品的价值，往往是模具本身价值的数十倍以致上百倍。据中国模具工业协会副理事长王都介绍，这些年模具工业的快速发展，得益于我国国民经济五大支柱产业机械、电子、汽车、石化和建筑业的发展。从1996年至去年，我国模具工业产值年均增长率达14左右。目前全世界模具年产值约在600650亿美元之间，去年我国模具产值约折合38亿美元。我国制造的模具作为商品出售的约占三分之一，去年我国出口模具1.88亿美元。华南和华东是我国模具工业最集中的两大基地，其产值和销售额约占全国的四分之三。华南模具生产基地集中在广东，年产值在100亿元人民币以上。华东模具生产基地以浙江、江苏和上海为主，年产值接近100亿元人民币
11、。虽然我国制造的部分模具已达到或接近国际先进水平，但总体上远不适应国民经济发展的需要，大型、精密、复杂、长寿命的高档模具很大部分依赖进口，与国外差距仍大，设计和制造水平在总体上要比德、美、日、法、意等工业发达国家落后许多，也比英国、加拿大、西班牙、葡萄牙、韩国、新加坡等国落后，不能适应国民经济发展的需要。因此，必须尽快缩短与国外的差距。差距主要表现在模具产品水平和生产工艺水平总体上比国际先进水平低许多，而模具生产周期却要比国际先进水平长许多。产品水平低主要表现在精度、型腔表面粗糙度、寿命及模具的复杂程度上；工艺水平低主要表现在设计、加工、工艺装备等方面。开发能力弱，经济效益欠佳。模具标准化水平
12、和模具标准件使用覆盖率低，国外先进国家模具标准件使用覆盖率达70%以上，国内模具标准件使用覆盖率只有45%左右。未来我国的模具将呈十大发展趋势:一 模具日趋大型化。这是由于用模具成型的零件日渐大型化和高效率要求发展的“一模多腔”所造成的。二 模具的精度越来越高。10年前精密模具的精度一般为5m，现在已达到23m，不久精度一般为1m精密的模具将上市。三 多功能复合模将进一步发展。新型多功能复合模除了冲压成形零件外，还担负叠压、攻丝、铆接和锁紧等组装任务，对钢材的性能要求也越来越高。四 热流道模具在塑料模具中的比重也将逐渐提高。由于采用热流道技术的模具可提高制件的生产率和质量，并能大幅度节约制件的
13、原材料，因此热流道技术的应用在国外发展很快，许多塑料模具厂所生产的塑料模具一半以上采用了热流道技术，有的厂家使用率达到80%以上，效果十分明显。热流道模具在我国也已生产，有些企业使用率上升到20%30%。五 随着塑料成型工艺的不断改进与发展，气辅模具及适应高压注塑成型等工艺的模具将随之发展。这类模具要求刚性好，耐高压，特别是精密模具的型腔应淬火，浇口密性好，模温能准确控制，所以对模具钢的要求很强。六 标准件的应用日益广泛。模具标准化及模具标准件的应用将极大地影响模具制造周期，而且还能提高模具质量和降低模具的制造成本。因此，模具标准件的应用在“十五”期间必将得到较快的发展。七 快速经济模具的前景
14、十分广阔。现在是多品种小批量的生产时代，21世纪，这种生产方式占工业生产的比例将达75%以上。为此，一方面是制品使用周期缩短，另一方面花样变化频繁，要求模具的生产周期愈短愈好，因此，发展快速经济模具将越来越引起人们的重视和关注。八 随着车辆和电机等产品向轻量化发展，压铸模具的比例将不断提高，同时对压铸模的寿命和复杂程度也将提出越来越高的要求。九 以塑代钢、以塑代木的进程将进一步加快，塑料模的比例将不断增大，同时由于机械零件的复杂程度和精度的不断提高，对塑料模具的要求也越来越高。十 模具技术含量不断提高，中、高档模具比例将不断增大，这也是产品结构调整导致模具市场走趋的变化。1.2 冷冲压模具现状
15、模具技术的发展应该为适应模具产品“交货期短”、“精度高”、“质量好”、“价格低”的要求服务。达到这一要求急需发展如下几项：(1) 全面推广CAD/CAM/CAE技术模具CAD/CAM/CAE技术是模具设计制造的发展方向。随着微机软件的发展和进步，普及CAD/CAM/CAE技术的条件已基本成熟，各企业将加大CAD/CAM技术培训和技术服务的力度；进一步扩大CAE技术的应用范围。计算机和网络的发展正使CAD/CAM/CAE技术跨地区、跨企业、跨院所地在整个行业中推广成为可能，实现技术资源的重新整合，使虚拟制造成为可能。(2) 高速铣削加工 国外近年来发展的高速铣削加工，大幅度提高了加工效率，并可获得极高的表面光洁度。另外，还可加工高硬度模块，还具有温升低、热变形小等优点。高速铣削加工技术的发展，对汽车、家电行业中大型型腔模具制造注入了新的活力。目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向发展。(3) 模具扫描及数字化系统 高速扫描机和模具扫描系统提供了从模型或实物扫描到加工出期望的模型所需的诸多功能，大大缩短了模具的在研制制造周期
