电极板冲压工艺设计课程设计说明书大学论文.docx

电极板冲压工艺设计课程设计说明书大学论文.docx

《电极板冲压工艺设计课程设计说明书大学论文.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电极板冲压工艺设计课程设计说明书大学论文.docx（24页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

电极板冲压工艺设计课程设计说明书大学论文

第一章绪论

1.1概述

冲压成形作为现代工业中一种十分重要的加工方法，用以生产各种板料零件,具有很多独特的优势，其成形件具有自重轻、刚度大、强度高、互换性好、成本低、生产过程便于实现机械自动化及生产效率高等优点，是一种其它加工方法所不能相比和不可替代的先进制造技术，在制造业中具有很强的竞争力，被广泛应用于汽车、能源、机械、信息、航空航天、国防工业和日常生活的生产之中。

在吸收了力学、数学、金属材料学、机械科学以及控制、计算机技术等方面的知识后，已经形成了冲压学科的成形基本理论。

以冲压产品为龙头，以模具为中心，结合现代先进技术的应用，在产品的巨大市场需求刺激和推动下，冲压成形技术在国民经济发展、实现现代化和提高人民生活水平方面发挥着越来越重要的作用。

1.2冲压技术的进步

进几十年来，冲压技术有了飞速的发展，它不仅表现在许多新工艺与新技术在生产的广泛应用上，如：

旋压成形、软模具成形、高能率成形等，更重要的是人们对冲压技术的认识与掌握的程度有了质的飞跃。

现代冲压生产是一种大规模继续作业的制造方式，由于高新技术的参与和介入，冲压生产方式由初期的手工操作逐步进化为集成制造。

生产过程逐步实现机械化、自动化、并且正在向智能化、集成化的方向发展。

实现自动化冲压作业，体现安全、高效、节材等优点，已经是冲压生产的发展方向。

冲压作业方式的进化实现由手工操作-自动化-柔性制造-集成制造的转变。

冲压自动化生产的实现使冲压制造的概念有了本质的飞跃。

结合现代技术信息系统和现代化管理信息系统的成果，由这三方面组合又形成现代冲压新的生产模式—计算机集成制造系统CIMS（ComputerIntegratedManufacturingSystem）。

把产品概念形成、设计、开发、生产、销售、售后服务全过程通过计算机等技术融为一体，将会给冲压制造业带来更好的经济效益，使现代冲压技术水平提高到一个新的高度。

1.3模具的发展与现状

模具是工业生产中的基础工艺装备，是一种高附加值的高技术密集型产品，也是高新技术产业的重要领域，其技术水平的高低已成为衡量一个国家制造水平的重要标志。

随着国民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。

目前我国模具工业的发展步伐日益加快，“十一五期间”产品发展重点主要应表现在：

（1）汽车覆盖件模；

（2）精密冲模；

（3）大型及精密塑料模；

（4）主要模具标准件；

（5）其它高技术含量的模具。

目前我国模具年生产总量虽然已位居世界第三，其中，冲压模占模具总量的40%以上，但在整个模具设计制造水平和标准化程度上，与德国、美国、日本等发达国家相比还存在相当大的差距。

以大型覆盖件冲模为代表，我国已能生产部分轿车覆盖件模具。

轿车覆盖件模具设计和制造难度大，质量和精度要求高，代表覆盖件模具的水平。

在设计制造方法、手段上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，在轿车模具国产化进程中前进了一大步。

但在制造质量、精度、制造周期和成本方面，以国外相比还存在一定的差距。

标志冲模技术先进水平的多工位级进模和多功能模具，是我国重点发展的精密模具品种，在制造精度、使用寿命、模具结构和功能上，与国外多工位级进模和多功能模具相比，存在一定差距。

1.4本课程设计的目的与意义

本课程设计目的在于锻炼我们如何进行课程设计，如何去进行分工，如何去分析问题完成设计步骤，本设计同时检验了我们对于刚学过的冲压专业知识掌握的熟练程度。

考验我们能否运用已学习的基本知识，分析和创造性地解决生产中常见的产品质量问题、工艺及模具方面的技术问题。

能否合理选用冲压设备和设计或选用自动送料和自动出件装置。

我们只有认真实验、实习和本次的课程设计等重要教学环节，才能更好的掌握冲压工艺及冲模设计的理论知识。

本设计我们了解了电极板的结构，如何分析它的工艺以及如何制定它的冲压工序等许多问题。

通过本次课程设计，掌握和了解了电极板的工艺分析以及生产过程，可以更好地去生产电极板，进一步提高电极板的精度，便于企业的利益最大化，高效、高质量和低成本地生产电极板。

第二章冲压工艺分析及生产方案的制定

2.1设计任务

零件名称：

电极板

材料：

H62黄铜

料厚：

3mm

批量：

中批量

图2-1设计零件图

2.2冲压件工艺性分析

冲压件的工艺性是指零件在冲压加工中的难易程度。

在技术方面，主要分析零件形状特点，尺寸大小、精度要求和材料性能等因素是否符合冲裁工艺的要求。

良好的工艺性应保证材料消耗少，工序数目少，模具结构简单且寿命长，产品质量稳定，操作简单、方便等。

分析冲压件工艺主要有以下几个方面：

结构形式、尺寸大小、尺寸精度、粗糙度、位置精度、冲压件材料性能等。

2.2.1冲压件结构形状

由图2-1零件图可知，此零件为一个轴对称的简单冲裁件，包括冲孔和落料两工序。

内孔为圆孔，有尖锐的清角，无细长的悬臂和狭槽，小孔8.33mm与边缘之间距离为20mm，大孔14.3mm与边缘之间距离为5.65mm，其两孔之间的距离为129.8mm，均满足最小壁厚要求。

其中最大尺寸为162.6mm，属于中小型零件。

最小尺寸为8.33mm，不小于冲孔的最小半径（1.0t=5mm），所以电极板尺寸设计合理，满足工艺要求。

2.2.2尺寸精度与粗糙度

零件图中各尺寸均未标注尺寸精度，属于自由尺寸，所以设计时可按IT14级选取公差值，由附表（公差表）可查得各尺寸及其公差为：

38.1，50.8，87.6，75，6.35。

普通冲裁的冲孔精度一般在IT11~IT12级以下，所以精度能够保证。

由于工件的粗糙度没有特殊要求，故选择一般的粗糙度,即Ra=12.5μm。

2.2.3冲压材料分析

H62黄铜具有良好的导电性，满足电极板导电的使用要求，利用设计手册查出其抗剪强度为240Mpa，抗拉强度为300Mpa，伸长率35%,屈服强度σs=380MPa，弹性模量MPa。

具有良好的冲压性能，满足冲压工艺要求。

2.3生产工艺方案的确定

确定工艺方案，主要是确定模具类型，包括确定冲压工序数、工序的组合和工序顺序等。

应在工艺分析的基础上，根据冲裁件的生产批量、尺寸精度的高低、尺寸大小、形状复杂程度、材料的厚薄、冲模制造条件与冲压设备条件等多方面因素，拟定多种冲压工艺，然后选出一种最佳方案。

由于本零件为冲裁件，包括落料和冲孔两个工序，可拟定以下三种生产方案：

方案一：

先冲孔、后落料，采用单工序方式生产；

方案二：

冲孔+落料，采用复合工序方式生产；

方案三：

先落料、后冲孔，采用连续工序方式生产。

方案分析：

方案一单工序制造和调整都比较容易，有时几副单工序模的制造成本可能会比一副复合模还要低。

制件尺寸较大时应优先采用单工序模。

方案二复合模可以成倍的提高生产率，但复合工序一般在四道工序以下，更多的工序数将使模具结构过于复杂，模具的刚度、强度和可靠性也随之降低，制造及维修更加困难。

方案三连续模取件和排除废料都比较容易，便于实现机械化和自动化，可采用高速压力机生产。

但在冲压时若在制件的侧面安排冲切或局部成形工序，将会使模具结构变得复杂。

结合本例电极板精度要求不高，中批量生产等的特点选用单工序方式生产。

2.4模具结构的确定

2.4.1送料方式选择

手动送料：

采用手工上、下料，劳动强度高，生产效率低，适用于小批量生产。

半自动送料：

采用手工与机械结合的方法完成上下料与成形过程，适用于中批量生产。

自动送料：

与条料开卷展平装置连线使用，上下料与成形过程全部自动完成，适用于大批量生产。

由于工件较小、重量轻、中批量生产，所以选择半自动送料方式。

2.4.2定位方式选择

为了保证模具正常工作和冲出合格冲裁件，必须保证坯料或工序件对模具的工作刃口处于正确的相对位置，即必须定位。

条料在模具送料平面中必须有两个方位的限位：

一是在与送料方向垂直的方向上限位，保证条料沿正确的方向送进，称为条料横向定位；二是在送料方向上的限位，控制条料一次送进的距离（步距），称为纵向定位。

1.横向定位

横向定位装置包括导料板、导料销、侧压装置。

结合电极板的形状本设计选导料板有侧压装置定位，能迫使条料在送进时始终紧贴基准导料板，减小送料误差，提高尺寸精度。

2.纵向定位

纵向定位装置包括固定挡料销、活动挡料销、侧刃与侧刃挡块。

本设计采用活动挡料销。

2.4.3卸出料方式选择

卸料有固定卸料和弹性卸料两种方式。

固定卸料方式：

用于厚料和硬材，特点是卸料力大，使用安全，但送料操作受约束，常用于料厚大于0.5mm，平面度要求不高的工件，特别适用于卸料力较大的简单冲裁模。

弹性卸料方式：

弹性卸料板具有卸料和压料的双重作用，多用于冲制薄料，使工件的平整度提高。

电极板料厚3mm，结构简单，精度要求不高，所以应采用固定卸料方式。

出料方式采用下出料比较简单便捷。

2.4.4导向方式选择

常用的导向装置有导板式、导柱导套式、滚珠导向式。

导板式导向装置适用于生产批量大，精度要求较高的大、中型冲压件；导柱导套式导向装置适用于大、中批量生产精度要求较高的零件，其应用最为广泛；滚珠导向式导向装置是一种无间隙导向，适用于精密冲裁模、高速冲模等精密模具。

本设计电极板中批量生产，精度要求不高，所以采用导柱导套式导向方式。

2.4.5模架选择

中间导柱模架：

导柱安装在模具的对称线上，导向平稳、准确，常用于横向送料级进模或纵向送料的落料模、复合模。

后侧导柱模架：

由于前面和左、右不受限制，送料和操作比较方便。

因为导柱安装在后侧，工作时，偏心距会造成导套导柱单边磨损，严重影响模具使用寿命，且不能使用浮动模柄。

四导柱模架：

具有导向平稳、导向准确可靠、刚性好等优点。

常用于冲压件尺寸较大或精度要求较高的冲压零件，以及大量生产用的自动冲压模架。

对角导柱模架：

由于导柱安装在模具压力中心对称的对角线上，所以上模座在导柱上滑动平稳，适用于各种冲裁模使用。

根据以上方案比较并结合模具结构形式和送料方式，为提高模具寿命和工件质量，采用对角侧导柱模架的导向方式。

第三章冲压工艺设计与计算

3.1排样

3.1.1排样方案

排样是指冲裁件在条料、板料上的布置方法。

根据材料合理利用情况可分为有废料、无废料和少废料三种方式。

为了保证冲裁件断面质量和冲裁件断面尺寸精度，保证定位准确，提高模具的寿命，本设计拟选用有废料排样方式。

按工件在条料上的排列方式又可分为直排、斜排、对排。

本设计拟采用横直排和纵直排两种方式，其排样示意图如图3-1所示。

（a）横直排示意图

（b）纵直排示意图

图3-1排样示意图

3.1.2搭边

1.搭边及作用

搭边是指冲裁件之间以及冲裁件与条料侧边之间留下的余料。

搭边的作用：

补偿定位误差，防止由于条料的宽度误差、送料步距误差、送料歪斜误差等原因而冲裁出残缺的废品。

还应保持条料有一定的强度和刚度，保证送料的顺利进行，从而提高制件质量，沿整个封闭轮廓线冲裁，使受力平衡，提高模具寿命和工件断面质量。

搭边是废料，从节省材料出发，搭边值应愈小愈好。

但过小的搭边容易挤进凹模，增加刃口磨损，降低模具寿命，并且也影响冲裁件的剪切表面质量。

2.搭边值的确定

一般来说，搭边值是由经验确定的，如表3-1，考虑下列因素对搭边值的影响：

（1）材料的力学性能。

塑性好的材料，搭边值要大—些，硬度高与强度大的材料，搭边值小一些。

（2）材料的厚度。

材料越厚，搭边值也越大。

（3）工件的形状和尺寸。

工件外形越复杂，圆角半径越小，搭边值也越大。

（4）排样的形式对排的搭边值大于直排的搭边。

（5）运料及挡料方式用手工送料，有侧压板导向的搭边值可小一些。

表3-1合理搭边值

材料厚度

圆件及r>2t的圆角

矩形件边长L≤50mm

矩形件边