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1、翻孔翻边模设计本文根据端盖的结构特点与技术要求通过对各工艺方案，进行比较设计了落料拉深复合模和翻边冲孔复合模，并利用proe cad软件对其进行三维的分析。对工件进行了工艺计算确定了各零件的尺寸与结构。其中详细介绍了凸模、凹模、固定板、 垫板、卸料板等零部件的设计与制造、以与压力机的选择和模架的选择。关键词:冲压模具工艺方案 复合模 零件 压力机# / 271引言1.1模具行业的发展现状与市场前景现代模具工业有“不衰亡工业”之称。世界模具市场总体上供不应求，市场需求 量维持在600亿至650亿美元，同时，我国的模具产业也迎来了新一轮的发展机遇。 近几年，我国模具产业总产值保持13%的年增长率（
2、据不完全统计，2004年国内模具进口总值达到600多亿，同时，有近200个亿的出口），到2005年模具产值预计 为600亿元，模具与模具标准件出口将从现在的每年9000多万美元增长到2005年的2亿美元左右。单就汽车产业而言，一个型号的汽车所需模具达几千副，价值上亿 元，而当汽车更换车型时约有80%的模具需要更换。2003年我国汽车产销量均突破400万辆，预计2004年产销量各突破500万辆，轿车产量将达到 260万辆。另外， 电子和通讯产品对模具的需求也非常大，在发达国家往往占到模具市场总量的20%之多。目前，中国17000多个模具生产厂点，从业人数约 50多万。1999年中国模具工 业总产
3、值已达245亿元人民币。工业总产值中企业自产自用的约占三分之二，作为商 品销售的约占三分之一。在模具工业的总产值中，冲压模具约占50%，塑料模具约占33%，压铸模具约占6%，其它各类模具约占11% o1.2冲压工艺介绍冲压是靠压力机和模具对板材、带材、管材和型材等施加外力，使之产生塑性变 形或分离，从而获得所需形状和尺寸的工件（冲压件）的成形加工方法。冲压和锻造同属 塑性加工（或称压力加工），合称锻压。冲压的坯料主要是热轧和冷轧的钢板和钢带。全世界的钢材中，有6070%是板材，其中大部分是经过冲压制成成品。汽车的 车身、底盘、油箱、散热器片，锅炉的汽包、容器的壳体、电机、电器的铁芯硅钢片 等都
4、是冲压加工的。仪器仪表、家用电器、自行车、办公机械、生活器皿等产品中， 也有大量冲压件。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、凸台等。冷冲压件一般不再经切削加工，或仅需要少量的切削加工。热冲压件精度和表面 状态低于冷冲压件，但仍优于铸件、锻件，切削加工量少。冲压是高效的生产方法，采用复合模，尤其是多工位级进模，可在一台压力机上 完成多道冲压工序，实现由带料幵卷、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
5、本低，一般每分钟可生产数百件。1.3冲压工艺的种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。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、弯曲、剪切、拉深、胀 形、旋压、矫正是几种主要的冲压工艺。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，要求冲压材料厚度精 确、均匀；表面光洁，无斑、无疤、无擦伤、无表面裂纹等；屈服强度均匀，无明显 方向性；均匀延伸率高；屈强比低；加工硬化性低。在实际生产中，常用与
6、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，以保证成品质量和咼的合格率。模具的精度和结构直接影响冲压件的成形和精度。模具制造成本和寿命则是影响 冲压件成本和质量的重要因素。模具设计和制造需要较多的时间，这就延长了新冲压 件的生产准备时间。模座、模架、导向件的标准化和发展简易模具 （供小批量生产）、复合模、多工位级 进模（供大量生产），以与研制快速换模装置，可减少冲压生产准备工作量和缩短准备时 间，能使适用于减少冲压生产准备工作量和缩短准备时间，能使适用于大批量生产的 先进冲压技术合理地应用于小批量多品种生产。冲压设备除了厚板用水压机成形外，一般都采用机械压力机
7、。以现代高速多工位机械 压力机为中心，配置幵卷、矫平、成品收集、输送等机械以与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。在每分钟生产数十、数百件冲压件的情况下，在短暂时间内完成送料、冲压、出 件、排废料等工序，常常发生人身、设备和质量事故。因此，冲压中的安全生产是一 个非常重要的问题。1.4冲压行业阻力和障碍与突破阻力一：机械化、自动化程度低美国680条冲压线中有70%为多工位压力机，日本国内 250条生产线有32%为 多工位压力机，而这种代表当今国际水平的大型多工位压力机在我国的应用却为数不 多；中小企业设备普遍较落后，耗能耗材高，环境污染严重；封头成形设
8、备简陋，手 工操作比重大；精冲机价格昂贵，是普通压力机的510倍，多数企业无力投资阻碍了精冲技术在我国的推广应用；液压成形，尤其是内高压成形，设备投资大，国内难 以起步。突破点：加速技术改造要改变当前大部分还是手工上下料的落后局面，结合具体情况，采取新工艺，提 高机械化、自动化程度。汽车车身覆盖件冲压应向单机连线自动化、机器人冲压生产 线，特别是大型多工位压力机方向发展。争取加大投资力度，加速冲压生产线的技术 改造，使尽早达到当今国际水平。而随着微电子技术和通讯技术的发展使板材成形装 备自动化、柔性化有了技术基础。应加速发展数字化柔性成形技术、液压成形技术、 高精度复合化成形技术以与适应新一代
9、轻量化车身结构的型材弯曲成形技术与相关设 备。同时改造国内旧设备，使其发挥新的生产能力。阻力二：生产集中度低许多汽车集团大而全，形成封闭内部配套，导致各企业的冲压件种类多，生产集 中度低，规模小，易造成低水平的重复建设，难以满足专业化分工生产，市场竞争力 弱；摩托车冲压行业面临激烈的市场竞争，处于“优而不胜，劣而不汰”的状态；封 头制造企业小而散，集中度仅 39.2% o突破点：走专业化道路迅速改变目前“大而全”、“散乱差”的格局，尽快从汽车集团中把冲压零部件分 离出来，按冲压件的大、中、小分门别类，成立几个大型的冲压零部件制造供应中心 与几十个小而专的零部件工厂。通过专业化道路，才能把冲压零
10、部件做大做强，成为 国际上有竞争实力的冲压零部件供应商。阻力三：冲压板材自给率不足，品种规格不配套目前，我国汽车薄板只能满足 60%左右，而高档轿车用钢板，如高强度板、合金 化镀锌板、超宽板（1650mm 以上）等都依赖进口。突破点：所用的材料应与行业协调发展汽车用钢板的品种应更趋向合理，朝着高强、高耐蚀和各种规格的薄钢板方向发 展，并改善冲压性能。铝、镁合金已成为汽车轻量化的理性材料，扩大应用已势在必 行。阻力四：科技成果转化慢先进工艺推广慢在我国，许多冲压新技术起步并不晚，有些还达到了国际先进水平，但常常很难 形成生产力。先进冲压工艺应用不多，有的仅处于试用阶段，吸收、转化、推广速度 慢。
11、技术幵发费用投入少，导致企业对先进技术的掌握应用慢，幵发创新能力不足， 中小企业在这方面的差距更甚。目前，国内企业大部分仍采用传统冲压技术，对下一 代轻量化汽车结构和用材所需的成形技术缺少研究与技术储备。突破点：走产、学、研联合之路我国与欧、美、日等相比，存在的最大的差距就是还没有一个产、学研联合体， 科研难以做大，成果不能尽快转化为生产力。所以应围绕大型幵发和产业化项目，以 高校和科研单位为技术支持，企业为应用基地，形成产品、设备、材料、技术的企业 联合实体，形成既能幵发创新，又能迅速产业化的良性循环。阻力五：大、精模具依赖进口当前，冲压模具的材料、设计、制作均满足不了国内汽车发展的需要，而
12、且标准 化程度尚低，大约为 40%45%，而国际上一般在 70%左右。突破点：提升信息化、标准化水平必须用信息化技术改造模具企业，发展重点在于大力推广CAD/CAM/CAE 体化技术，特别是成形过程的计算机模拟分析和优化技术（CAE）。加速我国模具标准化进程，提高精度和互换率。力争2005年模具标准件使用覆盖率达到 60% ,2010年达到70% 以上基本满足市场需求。阻力六：专业人才缺乏业内掌握先进设计分析技术和数字化技术的高素质人才远远不能满足冲压行业飞 速发展的需要，尤其是摩托车行业中具备冲压知识和技术和技能的专业人才更为缺乏 且大量外流。另外，众多合资公司由外方进行工程设计，掌握设计权
13、、投资权，我方 冲压技术人员难以真正掌握冲压工艺的真谛。突破点：提高行业人员素质这是一项迫在眉睫的任务，又是一项长期而系统的任务。振兴我国冲压行业需要大批 高水平的科技人才，大批熟悉国内外市场、具有现代管理知识和能力的企业家，大批 掌握先进技术、工艺的高级技能人才。要舍得花大力气，有计划、分层次地培养。 本文以线轮模设计为例，介绍下线轮模的设计方法。翻孔翻边模设计目录摘要第1章绪论1.1本课题的概念与其背景 1.1.2冲压的变形特点与影响因素 2.1.2.1弹性变形阶段 3.1.2.2塑性变形阶段 5.1.2.3断裂分离阶段 5.第2章产品工艺分析以与工艺方案的确定 6.2.1产品冲压工艺性分
14、析 .7.第3章模具设计与设备选用 103.1翻边翻孔模零件结构尺寸设计 113.1.1翻边翻孔模工作零件的设计 113.1.2翻边翻孔模定位装置的设计 错误!未定义书签。3.1.3翻边翻孔模压料、卸料与推件装置的设计.错误!未定义书签。3.1.4翻边翻孔模导向零件的设计 错误!未定义书签。3.1.5翻边翻孔模固定零件的设计 183.2模具零件材料的选择19第4章 结论20参考文献：20致谢21# / 27翻孔翻边模设计第1章绪论1.1本课题的概念与其背景冲压加工是利用安装在压力机上的模具，对放置在模具内的板料施加变形力，使板 料在模具内产生变形，从而获得一定形状、尺寸和性能的产品零件的生产技
15、术。由于 加工常在室温下进行，因此也称冷冲压。模具是工业生产中使用极为广泛的基础工艺装备。在汽车、电视、仪表、电器、电子、通信、家电和轻工等行业中，60%-80%的零件都要依靠模具成型，并且随着近年来这些行业的迅速发展，对模具的要求越来越迫切，精度的耍求越来越高，结 构耍求也越来越复杂。用模具生产零件所表现出来的高精度、高复杂、高一致性、 高生产效率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比拟的。模具生产技术的高低， 己成为衡量一个国家产品的制造水平的重要标志随着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。业内专家认为，虽然模具种类繁多，目前发展重点应该是既 能满足大量需要，又具有较高的技术含量，特别是目前国内尚不能自给、需大量进 口的模具和能代表发展方向的大型、精密、复杂、长寿命模具。因此，一些重要的 模具标准件也必须重点发展，而且其发展速度应快于模具的发展速度，这样才能不 断提高我国的模具标准化水平，从而提高模具质量，缩短模具生产周期与降低成本 由于种种原因，我国模具工亚的现状与当前土业的发展还很不适应。无论是在 设计制造技术和生产能力方面，还是在管理水平方面，均远远不能满足需要，严重 影响工业产品生产的品种、质量和生产周期，削弱了在国际市场上的竞争能力，妨
