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1、山东建筑大学毕业设计说明书摘 要本论文主要介绍了螺母板支座的冲压工艺分析，冲压方案的确定及最佳工艺方案的选择，在保证冲压件满足各种性能要求的前提下使其具有最大的经济性； 本文对零件进行了工艺分析和必要的工艺计算。该工件的成型包括落料、冲孔及弯曲三个工序。经分析比较确定最终的工艺方案为：落料冲孔工序复合、冲孔、弯曲。根据确定的工艺方案，最终设计出了落料拉深复合模、冲孔模、弯曲模三套模具，并用CAD完成了装配图和零件图的绘制。关键字：冲压；落料；冲孔；弯曲；模具设计 Nut Plate Bearing Stamping Process and Design of the Die ABSTRACTT
2、his paper introduced the analysis of the stamping process of the nut plate bearing, determination and selection of the best stamping technology program. Under the premise of ensuring stamping parts to meet a variety of performance requirements, greatest economic can be got. Process analysis and nece
3、ssary calculation were made,the results showed that blanking, punching and bending processes should be done to obtain the workpiece.After analysis and comparision ,the best of all kinds of possible stamping schemes listed is:compound process of blanking and punching, punching,bending. In accordance
4、with the established technology program,three sets of dies were completed in this paper : compound die of blanking and punching, punching die,bending die.At last ,AutoCAD drawing software was used to finish some pieces of 2D assembly-die drawings and detail drawings.Key Words : stamping, blanking, p
5、unching, bending, mold design 371 前 言 板料成形通常称为冲压或冷冲，即在室温下，利用安装在压力机上的冲压模具（冷冲模、冲模）对材料（板料、条料或带料）施加压力，使其产生分离或发生塑性变形，从而获得所需形状和尺寸、具有一定力学性能的零件的一种压力加工方法。 冲压模具是指在冷冲压加工中，将材料（金属或非金属）加工成零件（或半成品件）的一种特殊工艺装备。冲压成型加工必须具备相应的模具。模具是技术密集型产品，其制造属于单件小批量生产具有难加工、精度高、技术要求高、生产成本高（约占产品成本的10%30%）的特点。所以，只有在冲压件生产批量大的情况下，冲压成型加工的优点
6、才能得到充分体现，从而获得好的经济效益。 冲压生产具有生产率高，材料利用率高，生产的制件精度高、复杂程度高、一致性高等一系列突出优点，因此在批量生产中得到了广泛应用，在现代工业生产中占有十分重要的地位，是国防及民用工业生产中必不可少的加工方法。 冲压加工是完成金属塑性成形的一种重要手段，它是最基本、最传统、最重要的金属加工方法之一。冲模设计是冲压工艺设计中关键的一环，工艺设计结果直接影响模具的结构和生产的冲压产品质量。冲压工艺方案的产生和处理是冲压工艺设计的主要内容，其中工序生成、工序排序及工序组合是工艺方案设计的主要工作。 在冲压生产中，冲压模具作为冲压工艺的具体执行工具，是冲压生产必不可少
7、的工艺装备，是技术密集型产品。冲压件的质量、生产效率以及生产成本等，与模具设计和制造有直接关系。模具设计与制造技术水平的高低，是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志之一，在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。因此，开发和推广冷冲压生产工艺，必须高标准地超前攻克冲模技术，这是必然的逻辑和规律。早在20世纪50年代，美、日等工业发达国家已注意及此，在开发应用冷冲压新技术的同时，集中了部分优势人才和资金，结合市场的需要，将模具作为一个统一的产业来发展，因而取得明显的效果。经过多年的耕耘，不仅在模具精度、模具结构、模具寿命、模具周期等方面取得了明显的突破，而且在板材成形过程模拟、模具
8、优化和可靠性设计等方面形成了新的理论和方法，为适应新的市场环境进一步实现快速制模，开辟新的效益空间，打下了基础1。 我国冲压模具无论在数量上，还是在质量、技术和能力等方面都已有了很大发展，但与国发经济需求和世界先进水平相比，差距仍很大，一些大型、精密、复杂、长寿命的高档模具每年仍大量进口，特别是中高档轿车的覆盖件模具，目前仍主要依靠进口。一些低档次的简单冲模，已趋供过于求，市场竟争激烈。 改革开放以来，随着国民经济的高速发展，市场对模具的需求量不断增长。近年来，模具工业一直以15%左右的增长速度快速发展，模具工业企业的所有制成分也发生了巨大变化，除了国有专业模具厂外，集体、合资、独资和私营也得
9、到了快速发展。浙江宁波和黄岩地区的“模具之乡”；广东一些大集团公司和迅速崛起的乡镇企业，科龙、美的、康佳等集团纷纷建立了自己的模具制造中心；中外合资和外商独资的模具企业现已有几千家。 21世纪开始CAD/CAM技术逐渐普及，现在具有一定生产能力的冲压模具企业基本都有了CAD/CAM技术。其中部分骨干重点企业还具备CAE能力。模具CAD/CAM技术能显著缩短模具设计与制造周期，降低生产成本，提高产品质量，已成为人们的共识。在“八五”、“九五”期间，已有一大批模具企业推广普及了计算机绘图技术，数控加工的使用率也越来越高，并陆续引进了相当数量CAD/CAM系统。在现代技术迅猛发展的今天，要想圆满完成
10、一套模具的设计，除了要有模具设计相关方面的知识外，还要全面了解与模具制造有关的新技术、新方法，从而不断更新、改进落后传统的设计原则，形成面向制造、面向世界的模具制造设计原则：制造可行性、制造合理性、制造经济性、制造效率、制造设备等。这几方面相互依存、相辅相成，进行模具设计时要综合考虑。本次设计即是依据以上原则，尽量兼顾节材、高效、低成本拟定的工艺方案，从而设计模具。 本次设计共分为六章：第一章，主要介绍模具设计任务书和工件图；第二章，主要从技术和经济两个方面对工件进行工艺分析；第三章，通过工艺分析和比较，选定最佳工艺方案；第四章，主要介绍各个工序冲裁力的计算方法，同时选择合理的冲压设备；第五章
11、，主要介绍落料、冲孔复合模的结构和设计；第六章，主要介绍弯曲模的结构和设计。2 产品图本次的设计任务是通过多道冲压工序完成螺母板支座的成型。制件图如图1-1所示：图2-1 制件图3 冲压工艺分析 该零件为螺母板支座，零件外形对称，无尖角、凹陷或其他形状突变，是典型的板料冲压件。零件外形尺寸公差要求不高，壁部圆角半径r1，相对圆角半径r/t0.5，大于参考文献2表3-5所示的最小弯曲半径值。弯曲件直边高度h2t，因此可以弯曲成形。4mm的两个孔均布在零件的两个弯曲直边上，孔距有位置要求，但孔径无公差配合。10mm圆孔无公差配合，弯曲角为90，也无公差配合。 通过上述工艺分析，可以看出该零件为普通
12、的板料弯曲件，尺寸精度要求不高，因此可以用冲压方法生产。4 工艺方案的确定4.1 毛坯展开尺寸计算4.1.1 计算公式的确定 零件有落料，冲孔，弯曲工序，所以应将其展开计算：根据参考文献1弯曲件r=0.5t：有圆角半径的弯曲件，其展开长度是根据弯曲前后应变中性层长度不变的原则进行计算的。弯曲件毛皮长度等于直线部分的长度和弯曲部分应变中性层展开长度之和。L= l直+l弯式中L弯曲件毛坯长度（mm） l直弯曲件各直线段长度之和（mm）l弯弯曲件各弯曲部分（圆弧部分）应变中性层展开长度之和（mm）该工件属于双直角弯曲且，因此 （文献1） 图4-1 4.1.2 毛坯尺寸计算 当 （文献1） 所以毛坯总
13、长度为所得毛坯如图3-2所示：图4-2 产品毛坯图4.2 确定排样方式和计算材料利用率零件外轮廓尺寸较复杂，考虑操作方便和材料利用率的问题，采用双排。如图4-3所示。图4-3 工件排样图 由参考文献2表2-13查得搭边数值为： a2.0mm， a12.2mm条料宽 b42242aa1 （422422.02.2）mm 72.2mm进距 AB+a （52.712.0）mm 54.71mm选用板料规格为 2mm800mm2500mm，采用横排，剪切条料尺寸为72.2mm2500mm。条数 n180072.211条 余5.8mm 每条个数 n2（25002.224）54.7145个 余11.85mm
14、每板个数 n32n1n221145990个冲片面积 材料利用率 （1096.77990)(8002500）100% 54.3%考虑到冲裁送料时板料的定位问题，剪切条料尺寸修正为：73.2mm2497.52mm。4.3 冲压工序性质和工序次数的选择冲压该零件，需要的基本工序和次数有：1落料2冲4孔2个3冲10孔1个4弯曲成形4.4 工序组合及其方案比较根据以上这些工序，可以作出下列组合方案。方案一： 1. 落料 2. 冲10孔1个 3. 弯曲成形 4. 冲侧壁4孔2个方案二： 1.落料 2.冲10孔1个 3.冲4孔2个 4.弯曲成形方案三： 1.落料 2.冲4孔2个，冲10孔1个 3.弯曲成形方案四： 1.落料，冲10孔1个 2. 冲4孔2个 3.弯曲成形从生产效率、模具结构和寿命方面对以上四种方案进行比较，可以看出： 方案一：将落料和冲孔分开加工，有利于降低冲裁力和提高模具寿命，同时模具结构也较简单。但是，须设计四套模具，浪费材料，显然生产效率不高。另外，在弯曲成形之后再冲侧壁孔，可以提高孔距精度，保证零件质量，但在壁部冲孔增加了操作难度，操作不便，同时模具费用也较高。 方案二：情况与方案一基本相同，但弯曲成形安排在冲孔之后，操作方便，弯曲成形在冲孔以后进行，弯曲回弹后孔距不易保证，影响零件精度。 方案三：将三
