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1、柴油机飞轮锁片冲压模具设计1概述1.1选题的意义与目的一个国家模具行业的发达程度很大程度反映了该国的工业发达程度和科技发展水平，也是衡量该国的国防实力和综合国力的重要因素.据统计，金属零件的75%粗加工，50%的精加工塑料零件的90%是用模具加工完成的。故模具制造业是高技术密集型产业，已成为先进制造技术的重要组成部分。其中，冲压是模具产业的重要组成支柱之一。冲压是靠压力机和模具使板材，带材，管材和型材发生塑性变形或分离，而使工件得到目标形状和尺寸的成形加工方法。冲压的应用范围十分广泛，据统计，在电子工业产品中，冲压件的数量占零件总数的绝大部分（约为85%）。在全世界的钢材中，有60%70%是板
2、材，大部分经冲压制成成品。冲压模具产业在汽车，电机，仪器仪表，家电，自行车，简单机械，办公机械等机械工业及日用品的生产中起到举足轻重的作用。本课题要求对柴油机飞轮锁片进行冲压模具设计，通过对此零件进行工艺分析确定零件的冲压工艺方案并制定部分零件的制造工艺。由此可以培养我们综合运用所学的CAD/CAM,UG的相关理论知识并熟练操作，各类冲压成形规律，成形工艺设计与模具设计以及各类冲压模具零件的不同加工方法，加工工艺及装配方法。熟悉地查阅相关手册，标准，图标等技术资料，提高识图，制图，运算和编写技术文件的基本技能。以及分析，解决实际问题的能力和进行科学研究的初步能力，培养我们的独立工作能力，创新能
3、力以及理论联系实际和严谨求实的工作作风，为我们未来工作打下坚实基础。1.2研究现状及发展趋势 进入21世纪以来，世界机械制造业进入了前所未有的快车道，由于社会上大部分行业都离不开模具的支持,模具是制造业的基础装备，是强大的“效益放大器”，模具在我国的国民经济中占据了重要地位。目前，虽然我国模具产值已是世界第三，但总体技术水平还是比工业发达国相对落后，模具在我国还是幼稚工业，模具进出口逆差达每年10亿美元我国模具工业基本上是从企业内部自产自用为主，附属于产品生产的工装行业，发展成为有一定规模的资金密集型高新技术装备制造产业。模具的生产从主要以钳工师傅为主导的技艺型手工生产进入到普遍使用数字化，信
4、息化设计生产（主要是数控机床的普及）。制造业的发展使资金流向模具行业，推动模具企业的技术与规模向前发展。先进模具又促进制造业的生产效率，形成良性循环。模具产品结构趋向合理，技术水平提高。按产品材料的差异，成形的方法不不同。我国模具的结构比例现状为冲压模约占模具总体的37%，塑料模约占43%，铸造模约占（含压铸模）约占10%,锻模，轮胎模，玻璃模等其他类模具占10%。与工业发达国家的模具产品结构相类。大型，精密，复杂，长寿命模具等高水平模具占总体的35%以上，如汽车覆盖接模具已能生产B级车整车模具;精密模具加工精度已能达到0.5微米;精密级进模具可在2000-2500次/分钟以上的高速冲床上使用
5、;塑料模精度达到了微米级，适应了IT产业发展的需求。 我国机床行业与电子行业的发展使数控机床特别是较精密的数控加工中心在模具行业中被普遍使用、三维设计技术的研发和应用，CAD/CAM技术普遍采用，CAE技术也逐渐被采用。信息化管理技术的研发应用。模具制造行业的配套服务体系日益完善，得益于我国拥有完整的工业体系，模具工业体系基本完整，模具产业布局有所改善。从较发达的珠三角、长三角地区向内地和北方扩展。现全国已建成初具规模的模具园区约达15个左右，还有一些地方正在筹划建设模具园区。2零件工艺分析2.1工艺方案的确定柴油机飞轮锁片上用来止动的零件，其材料为Q235钢，板料厚度为1.2mm，生产批量很
6、大。零件简图如下图所示，零件类似一垫片，中间有切舌。零件结构尺寸较小，属于典型的中小型冲压件。前两套方案与方案三相比，所需要的模具太多，冲床等生产设备利用率偏低，导致生产效率低下，生产成本高，不利于大规模生产，无法与市场需求相适应；而且用多套模具加工，容易有较大的定位误差，导致产品尺寸精度下降，市场竞争力下降。 图 2.1零件图零件工艺方案的拟定冲压该零件，需要的基本工序和次数有：（a） 落料（b） 冲孔（c） 弯曲因此由工序可知零件的生产方案有：方案一：（一） 冲直径为40mm的异形孔兼弯曲部分的弯曲（二） 落料方案二：（一） 冲直径为40mm的圆孔（二） 落料（三） 弯曲部分的弯曲方案三：
7、（一） 冲孔落料复合进行（二） 弯曲部分的弯曲方案四：（一） 冲直径为40mm的圆孔（二） 弯曲部分的弯曲（三） 落料对以上四种方案进行分析比较，可以看出：方案一为将冲孔和落料组合冲出，可以节省一道工序，但是模具结构较方案一复杂，要把凸模的形状做成及其不规则的外形，同时冲孔的凸模应该比弯曲的凸模要长，多凸模冲裁凸模较易磨损，刃磨次数增多，模具寿命降低。方案二，从生产效率、模具结构和寿命等方面来考虑，将落料和零件上的孔组合在三套模具上进行冲压，有利于降低冲裁力和提高模具寿命，同时模具结构较为简单，操作也较为方便。方案三，采用级进模逐步进行，级进模生产效率高，只需要一套模具，冲床等生产设备利用率高
8、，能提高生产效率，降低生产成本，利于大规模生产，能适应现代市场的激烈竞争；而且用一套模具加工，能够保持较高的精度，保持较小的定位误差，得到产品尺寸精度高，市场竞争力强。方案四，落料和冲孔采用复合模进行组合冲压，优点是节省了工序和设备，可以提高生产效率，但模具结构复杂，且先落料后弯曲时弯曲定位比较麻烦。通过以上方案分析，可以看出，在一定的生产批量条件下，选用方案三是较为合理的。2.2零件的形状、尺寸、精度、断面质量、装配关系分析此冲件形状简单，是由圆和直线组成的。按要求，普通冲裁件外形与内孔尺寸所能达到的经济公差等级一般不高于IT11级，查冲压工艺及冲模设计表3-6、3-7得，普通冲裁件外形公差
9、可达到0.14mm，内孔公差可达到0.05mm。图样中精度及断面质量均没有特别的要求，零件图上的所有的尺寸均未标注公差，为自由尺寸，即可在IT12-IT18取公差值,按IT14级确定工件尺寸的公差。该冲件的精度要求能够在冲裁加工中得到保证。断面质量按一般标准处理。根据生产实践可知，其装配关系大致与普通落料模相类似，其它如生产批量等情况，也均符合冲裁的工艺要求。3主要工艺参数计算3.1冲裁部分相关计算3.1.1合理排样并绘制排样图，计算出材料利用率1、排样方法的确定根据工件的形状，确定采用有废料排样的方法。模具为连续模，采用直排，排样图如下 图3.1 排样图2、据计算板材规格冲压工艺与模具设计表2-12有a=2mm， 进距条料宽为b=66+2a=70mm3、计算条料的利用率一个进距内的材料利用率为
