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1、沧州职业技术学院前言 在冲压生产中，常常将几个单工序冲压过程集中在一副模具中完成，这种在压力机的一次工作行程中，在一副模具的同一工位同时完成两种或两种以上基本工序的模具就称为复合模具。冷冲压是一种先进的金属加工方法，与其它加工方法(切削)比较，它有以下特点：1)它是无屑加工 被加工的金属在再结晶温度以下产生塑性变形不产生切屑，变形中金属产生加工硬化。 2)所用设备是冲床 冲床供给变形所需的力。3)所用的工具是各种形式的冲模 冲模对材料塑性变形加以约束，并直接使材料变成所需的零件。4)所用的原材料多为金属和非金属的板料。冷冲压与其它加工方法比较，在技术上、经济上有许多优点：1）在压床简单冲压下能
2、得到形状复杂的零件而这些零件用其它的方法是不可能或者很难得到的。如汽车驾驶室的车门、顶盖和翼子板这些具有流线型零件。 2)制得的零件一般不进一步加工，可直接用来装配，而且有定精度，具有互换性。3)在耗料不大的情况下。能得到强度高、足够刚性而重量轻、外表光滑美观的零件。4)材料利用率高，一般为70一85。5)生产率高，冲床冲一次一般可得一个零件而冲床一分钟的行程少则几次，多则几百次。同时，毛坯相零件形状规则，便于实现机械化和自动化。 6)冲压零件的质量主要靠冲模保证所以操作方便，要求的工人技术等级不高，便于组织生产。7)在大量生产的条件下，产品的成本低。冷冲压的缺点是模具要求高、制造复杂、周期长
3、、制造费昂贵因而在小批量生产中受到限制。另外冲压件的精度决定于模具精度如零件的精度要求过高、用冷冲压生产就难以达到。目 录前言目 录第1章 绪 论1.1模具在加工工业中的地位1.2 冲压技术的现状及发展方向1.2.1冲压技术的现状1.2.2冲模具的发展1.3冲压模的工艺与冲压模具1.4本课题研究的意义第2章 工艺分析2.1冲压件的工艺分析2.2工艺方案的确定第3章 工艺参数的计算3.1毛坯的尺寸计算3.1.1毛坯翻便预制孔的直径d03.1.2毛坯的直径D03.2排样及材料利用率的计算3.3各部分工艺力的计算3.3.1冲孔力计算3.3.2落料力的计算3.3.3翻边力的计算3.3.4推件力的计算3
4、.3.5卸料力计算3.3.6总的冲裁力计算3.4计算压力中心3.5主要工作部分尺寸计算3.5.1冲孔刃口尺寸计算3.5.2落料刃口尺寸的计算3.5.3翻边的工作部分尺寸计算3.5.3定间隙3.5.3凸凹模工作部分的尺寸和公差第4章 冲压设备的选择第5章 模具总体结构的设计5.1绘制模具总体结构草图5.2模具结构的设计，确定结构件的形式2.5.1卸料零件计算5.2.2定位零件的确定5.2.3卸料装置的确定5.2.4推件装置的设计5.2.5顶杆的确定5.2.6模柄的确定：5.2.7固定板的设计5.2.8垫板的设计与标准：5.2.9模架的选择第6章 模具主要零件结构设计的分析6.1冲孔凸模设计：6.
5、2落料凹模的设计6.3凸、凹模的设计第7章 模具图样设计7.1绘制模具总图（见附图）7.2绘制非标零件图（见附图）第8章 模具装配与调试8.2模具装配过程见下页表参 考 文 献致谢词第1章 绪 论1.1模具在加工工业中的地位目前，随着汽车及轻工业的迅速发展，模具设计制造日益受到人们的广泛关注，将高新技术应用于模具设计与制造，已成为快速制造优质模具的有力保证： CAD/CAM的广泛应用，显示了用信息技术带动和提升模具工业的优越性。在CAD的应用方面，已经超越了图板、二维绘图的初级阶段，目前3D设计如PRO/E、UG等软件的应用很普遍。现代生产中，合理的加工工艺、高效的设备、先进的模具是必不可少是
6、三项重要因素，尤其是模具对实现材料加工工艺要求、塑料制件的使用要求和造型设计起着重要的作用。高效的全自动设备也只有装上能自动化生产的模具才有可能发挥其作用，产品的生产和更新都是以模具的制造和更新为前提的。由于制件品种和产量需求很大，对模具也提出了越来越高的要求。因此促进模具的不断向前发展1.2 冲压技术的现状及发展方向 随着科学技术的不断进步和工业生产的迅速发展，许多新技术、新工艺、新设备、新材料不断涌现，因而促进了冲压技术的不断革新和发展。其主要表现和发展方向如下。1.2.1冲压技术的现状目前，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、冲压成形过程应力应变分析、板料变形规律研究
7、及坯料与模具之间的相互作用研究等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，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艺方案成形的可行性及可能出现的质量问题，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模费用，也缩短了制模具周期。研究推广能提高生产率及产品质量、降低成本和扩大冲压工艺应用范围的各种压新工艺，也是冲压技术的发展方向之一。目前，国内外相继涌现出精密冲压工艺、软模成形工艺、高能高速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。其中
8、，精密冲裁是提高冲裁件质量的有效方法，它扩大了冲压加工范围，目前精密冲裁加工零件的厚度可达25mm，精度可达IT1617级；我国已自主设计制造了具有国际领先水平的无模多点成形设备，解决了多点压机成形法，从而可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/CAM/CAE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。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件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到2微米，多功能级进模不仅可以完成冲压全过程，还可完成焊接、装配等
9、工序。我国已能自行设计制造出达到国际水平的精度达25微米，进距精度23微米，总寿命达1亿次。我国主要汽车模具企业，已能生产成套轿车覆盖件模具，在设计制造方法、手段方面已基本达到了国际水平，但在制造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差距。1.2.2冲模具的发展.在冲模的设计制造上,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，冲模正向高效率、高精度、高寿命及多工位、多功能方向发展，与此相比适应的新型模具材料及其热处理技术，各种高效、精密、数控自动化的模具加工机床和
10、检测设备以及模具CAD/CAM技术也在迅速发展；另一方面，为了适应产品更新换代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。1.3冲压模的工艺与冲压模具冲压是利用安装在冲压设备（主要是压力机）上的模具对材料施加压力， 使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件（俗称冲压或冲压件）的一种压力加工方法。冲压通常是在常温下对材料进行冷变形加工，且主要采用板料来加工成所需零件，所以也叫冷冲压或板料冲压。冲压所使用的模具称为冲压模具，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，是冲压加工的三要素之一。
11、 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。(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) 冲压时由于模具保证了冲压件的尺寸与形状精度，且一般不破坏冲压件的表面质量,而模具的寿命一般较长,所以冲压的质量稳定,互换性好,具有“一模一样”的特征。(3) 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
12、的冷变形硬化效应，冲压的强度和刚度均较高。(4) 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。1.4本课题研究的意义 本课题借助绘图软件进行模具设计，内容包括：工艺分析及工艺方案的确定，压力机的选用等。并对模具中的有关零件进行强度核算。设计内容涵盖了整个大学所的课程，是对大学三年学习的一个很好的检验，而且很多方面要靠在设计过程中的自学完成，既能拓展知识面又能锻炼自学能力。一套设计合理的模具不仅可以生产出高质量的零件，既可以提高材料的利用率又方便操作者操作，大大提高了生产率，为公司创造更大的利益。 代 超 2008年5月13日第
13、2章 工艺分析产品图：2.1冲压件的工艺分析有工件图看，该工件需要内外缘同时翻边，翻边高度为4mm，由计算可知最大翻边高度为Hmax=5.93mm,由此可知设计翻边时可一次翻边完成，无需拉深。由于产品批量较大，不宜采用单一工序生产，且不易保证内外缘的同心度。而用级进模结构复杂。采用复合模可一次完成落料、冲孔、内外缘翻边。 因为该工件是轴对称件，材料厚度仅为1.0mm，冲裁性能较好。为了减少工序数经对该工件进行详细分析，并查阅有关资料后，可采用复合模一次压制成形。该工艺特点是首先进行落料，再冲孔，最后翻边成形 。采用这种方法加工的工件外观乎整、毛刺小、产品质量较高，而且大大提高了生产效率。所以经
14、分析，决定设计复合摸来完成此工件的加工。2.2工艺方案的确定计算翻边前是否需要进行拉深，这要核算翻边的变形程度，由模具设计手册查的极限翻边系数：Kmin=0.62,则可只允许的最大翻边高度Hmax为：式中 Hmax最大翻边高度D翻边直径r圆角半径t材料厚度则 =5.93mm零件竖直高度H=4mmHmax=5.93mm所以翻边时可一次翻边成型，无需进行拉深。根据以上分析计算，冲压零件需要的基本工序是落料、冲孔、内翻边、外翻边。根据以上基本工序，可拟定以下几个冲压工艺方案：方案一：落料、冲孔同步、内翻边与外翻边同步。方案特点是内翻边与外翻边同时进行使模具制造复杂，使冲孔凹模与内外翻边凸凹模做为一体，不但节省材料，也使模具结构紧凑，并提高制造精度。方案二：落料、冲孔、内翻边与外翻边同步。方案特点是：与第一方案相比因落料与冲孔分步进行可进小冲裁力，但降低了冲裁速度。方案三：落料、冲孔同步，内翻边、外翻边分步进行。方案特点是模具制造比较简单，模具使用寿命较高，但精度低。分析比较以上三种
