《大学毕业论文---汽车爪形压盘冲压工艺及模具设计.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《大学毕业论文---汽车爪形压盘冲压工艺及模具设计.doc（31页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、济南大学毕业设计1 前言1.1冲压模具工业在历史上的背景冲压工艺在 我国已有悠久的 历史，据文献记载，我国劳动人民远在青铜器时期就发现了 金属具有变形的 性能，到了战国 时代已经能够制 造多种工具，以此可 以肯定，我们的 祖先在很早以前 已掌握了利用金 属制造各种工 具的技术。在漫长的 封建社会，在金、银、铜装饰品 和日用品的 制作中，我国的 祖先显示出精 巧的工艺技术和 高超的艺 术水平。1.2我国模具工业的现状改革开 放以来，随着国民 经济的高速发展 ,市场对模具 的需求 不断增长。近年来，模具 工业一直以15% 左右的增长速率 快速发展，模具工业 企业的所有 制成分也 发生了变化，除了
2、国有模具厂外，集体、合资 、独资和私营 也得到了快 速发展。随着与国际接轨的脚步 不断加快，市场竞争的日益加剧，人们已经越来越认识到产品的质量与成本和新产品的 开发的重要性。而模具制造是整 个链条中最基础的 要素，模具制造技术现已 成为衡量一个国家制造业水平高低的 重要标志，并在很大程 度上决定企业的生存空间。近年许 多模具企业加大了用 于技术的投资力 度，将技术进步 视为企业发 展的重要动力。一些国内模 具企业已普及了 二维CAD，并陆续开始 使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等国际通用软件，个别厂家还引进了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、
3、Optris和MAGMASOFT 等CAE软件，并成功应用于 冲压模的设计中。近年来，中国模 具工业有了长足 的进步：标志着冲 压模先进水平的是高 精度、长寿命、多工 位级进模，它具有结 构复杂、制造 难度大、精度高、寿命长、生 产效率高 和低耗材耗能的特 点，是我国 重点发精密模具 品种之一。有代表性 的电机铁芯自动叠片硬质合 金多工位级进 模，精度达2m，步距精度达3m，双回转精度1，拼块精度1m，表面 粗糙度ra0.10.4m，寿命1亿次；美国 奥伯格、日本黑田、法国宝捷时等电机铁芯双排 自动叠片模，精度为1m，步距 精度2m，模具寿 命2亿次。虽然精 度已接近国外 先进水平，但寿命有
4、一定差距。虽然中国模 具工业在过去的 十多年中取 得了令人瞩目 的成就，但许多方 面与发达国家相比 仍有较大的 差距。例如，精密加 工设备在模具加 工设备中的比 重比较低；CAD/CAE/CAM技 术的普及率不高 ；许多先 进的模具技术应 用不够广泛等， 致使相当一部分大型、精密、复杂和长 寿命模具依 赖进口。在信息化 带动工业化 发展的今天,我国冲压模 具技术必 须尽快提 高水平。我相信，通过改革 与发展，采取各种有 效措施，在冲压模 具行业共同努力奋 斗之下，我国冲压模 具也一定会不 断提高水平，逐渐缩 小与世界先进水 平的差距。“十二五”期间，在科学 发展观指导下，不断提高 自主开发能力
5、、重视 创新、坚持改革开放、走新型工 业化道路，将速度 效益型的增长 模式逐步转 变到质量和水 平效益型轨 道上来，我国的 冲压模具的水 平也必然会 更上一层楼。2 工艺方案制定2.1 零件的工艺性分析汽车爪形 压盘的零件图如图1所示，该零件的材 料为45钢，板厚为3(mm)。该零件四周 均匀分布着二 十个爪。每个爪都 是经90度弯曲得到。各个爪 之间的间隙是 通过冲裁得到的。在零件的 正中央有一 处冲孔。通过分析，我们可以 看出该零件的 冲压工艺应包含 落料、冲孔、冲裁 和弯曲工序。图1 汽车爪形压盘2.2 工艺方案的制定 经过分析，可以进一 步明确，该零件的 冲压加工包括以下 基本工序：落
6、料、冲孔、冲裁、弯曲。此工件 的成形工艺可以有以 下几种方案：方案一：按照基本 工序顺序：落料冲中心孔冲裁弯曲；方案二：冲孔、弯曲复合，其他按 照基本工序：落料冲裁冲中心孔、弯曲；方案三：落料、冲孔复合，其他按照 基本工序：落料、冲中心孔冲裁弯曲；分析以上三种方案，可以看到：方案一：按照 基本工序排列的冲压工艺 每步工序都只使用 简单模具，结构简单，制造周 期短，价格较低，但是此方案 工序较多，操作不方便，零件 的尺寸不易控制，又增加了 模具数量，单工序 模不合适。方案二：冲孔、弯曲 复合，在同一模具 上进行加工，是可以实 现的，况且与方案一比较，减少了一 套模具，提高了工 件的生产效率，但是
7、在冲 裁时，压盘缺少定位装置，容易造成压盘精度不高。方案三：将落料 、冲孔复合，实现几道工 序在一副模具上完成，减少 了工序数和模具数，降低模 具的费用和零件 的生产费用，在冲裁 时，上个工序 中冲的孔 又可以当做定 位孔，冲压出 的工件质量 较高，并且复 合模具容易 实现，提高了 经济效益，降低了生 产成本。通过上述对 三种方案的 分析，最终选用方案三：落料、冲中心孔冲裁弯曲。（1）零件的排样图，如图2。 搭边的最小 宽度大于塑变 区的宽度，由板厚3(mm)查搭边 数值表，沿边搭边为2.5(mm)，工件间搭边为2.2(mm)。图2 排样图 (2) 第一步工序：落料、冲中心孔，工件如图3。 图
8、3 落料、冲中心孔工件图 (3) 第二步工序：冲槽，工件如图4。图4 冲槽工件图(4）第三步工序：弯曲，工件如图5。 图5 弯曲工件图3 落料冲孔复合模具的设计此工序采用复 合模结构，可以实 现两道工序在一套 模具上完成，减少了 工序数和模具数，降低了生 产费用，符合大批量 的要求。落料冲 孔复合模结构 比较简单，此复合模的 结构形式采用顺 装形式，凸凹模装 在上模，冲压零件由推 件装置推出。 3.1 冲压工艺的计算3.1.1 排样方案 搭边的最小 宽度大于塑变区 的宽度，由板厚3(mm)查搭边数值表，沿边搭边为2.5(mm)，工件间搭边为2.2(mm)。一个进距的材料利用率% （3-1）式中
9、 A冲裁件的面积； n一个进距内冲裁件数目； b条料宽度； h进距； 所以 3.1.2 冲压压力的计算 （1） 落料冲裁力 式中 K系数；选择设备吨位时，考虑刃口 磨损和材料厚度 及力学性能波动因素，实际冲裁 力可能增大，因此取k=1.3； 落料件 周长；mm； t材料厚度 材料抗 剪强度； 材料抗拉 强度；45钢 =539686，取=600；所以 （2）冲孔冲裁力 （3）卸料力的计算 式中 卸料力系 数；查之值表，得=0.04； F 落料力；所以 （4）推件力的计算 式中 n卡在凹模洞 口里的工件数； 推件力系数；查之值表，取=0.04； F 落料力；所以 （5）总冲压力 的计算 （6）压力
10、机的初步选择选择设备 吨位时，考虑刃口磨损 和材料厚度及力学 性能、波动等 因素，实际冲裁 力可能增大，所以应取 因此初步 选择压力机的 型号为JA21160，开式双柱固定台压 力机，公称压力为1600(KN)，最大封闭高度为450(mm)，闭合高度调节量为130(mm)。3.1.3 模具的压力中心的计算 冲裁力合 力作用点称为 冲模压力中心。冲模压力 中心应尽可 能和模柄轴 线以及压力机滑块中心 线重合，以便冲模平稳 的工作，减少导向 件的磨损，提高模 具及压力机的 寿命。若无法使 压力中心和与滑块中 心线完全重合，则设 计中应考虑采 取平衡偏心载 荷的措施。由于该零件 为简单圆形工件，冲孔
11、为简 单圆孔，所以该工件压力中 心与工件的重 心重合。3.1.4 模具刃口尺寸的计算 在计算 刃口尺寸时，应按落 料和冲孔两种情况分别 考虑，其原则如下：（1） 落料时 应按凹模的刃口尺寸 为基准，凹模基本 尺寸取落料件公差 范围内的较小尺寸，凸模的基 本尺寸则 是凹模基本尺寸 减去最小合理间隙。（2） 冲孔时应以凸 模的尺寸为基准，凸模的基 本尺寸取冲孔 尺寸范围内的较大尺寸，凹模的基 本尺寸则是用凸模 的基本尺寸加上 最小合理间隙。（3） 凸、凹模刃 口的制造公差应 根据冲裁件的尺 寸公差和凸、凹模的加工 方法来确定，既要保证冲 裁间隙要求并冲出 合格的零件，又要便于模具加工。（4） 根据工件尺 寸公差的要求，确定模具刃 口尺寸的公差等级。(1) 落料凸、凹模刃口尺寸根据落料、冲孔模刃 口始用间隙查得间隙值Zmin=0.240(mm)，Zmax=0.300(mm)。根据凸凹模的 制造公差表查得凸凹模的制造公差为： 凸模 凹模为了保证冲模的间 隙小于最大合理间隙： Zmax Zmin=0.3000.240=0.060(mm)因为
