端盖复合冲压模具设计计算Word格式.docx

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复合模工序成形冲压工艺冲模

DesignandManufactureofDieforStopPiece

Abstract

Whatthisdesignproducesisanendcap,theaccuracyhaslowrequest,theshapeismoresimple,producebatchquantitybig,passcraftanalysis,workprefaceallforfalltoanticipate，bluntboreanddrawing.Adoptingthecompounddiemanufacturing,canbegoodtoresolvetheseproblems,raisematerialutilization.Selectionofsteelmaterialsonthe08F.

Mainlycomprehensivelyusingprofessionalknowledge,understandingoftheprocessfromdesigntofabrication,learningfrompeoplewhohaverichexperienceinthefieldofdies,modifyingandverifyingthedesignthisdesigngetssuccessful.FurthermorethedesignreferstosomemainparameterscitedfromsomedatahandbooksandutilizesCADtool.

Basedonthestampingmoulddesignofendcap,deepentheknowledgeobtainedsatisfactoryeffect,achievetheexpecteddesignintent.

KeyWord:

compounddie;

proessesforming;

stampingprocess;

diestampingprocessstampingprocessstampingprocessstampingprocess

第一章绪论

1.1冲压加工与模具设计简介

冲压是通过模具对板材施加压力或拉力，使板材塑性成形，有时对板料施加剪切力而使板材分离，从而获得一定尺寸、形状和性能的一种零件加工方法。

由于冲压加工经常在材料冷状态下进行，因此也称为冷冲压。

冲压加工的原材料一般为板材或带料，故也称板材冲压。

冲压加工需要研究冲压工艺与模具两个方面的问题。

冲压工艺可以分为分离工序和成形工序。

而分离工序又有落料、冲孔、切断、切边、剖切等工序；

成型工序又包括卷圆、扭曲、拉深、变薄拉深、翻孔、翻边、拉弯、胀形、起伏、扩口、缩口、旋压、校形等。

冲压加工作为一个行业，在国民经济的加工业中占有重要的地位。

根据统计，冲压件在各个行业中均占相当大的比重，尤其在汽车、电机、仪表、军工、家用电器等方面所占的比重更大。

冲压加工的应用范围极广，从精细的仪表指针到重型汽车的覆盖件和大梁、高压容器封头以及航天器的蒙皮、机身等均需冲压加工。

冲压件在形状和尺寸精度方面的互换性较好，一般情况下，可以直接满足装配和使用要求。

此外，在冲压过程中由于材料经过塑性变形，金属内部组织得到改善，机械强度有所提高，所以，冲压件具有质量轻、刚度好、精度高和外表光滑、美观等特点。

冲压加工是一种高生产率的加工方法，如汽车等大型零件每分钟可生产几件，而小零件的高速冲压则每分钟可生产千件以上。

由于冲压加工的毛坯是板材或卷材，一般又在冷状态下加工，因此轻易实现机械化和自动化，比较适宜配置机械人而实现无人自动化生产。

特别是适用于定型产品的中大批生产。

“冲压要发展，模具是关键”，提高模具的效率需从冲模设计和制造开始。

冲压加工的材料利用率较高，一般可达70%~85%，冲压加工的能耗低，由于冲压生产具有节材、节能和高生产率等特点，所以冲压件批量生产时，其成本比较低，经济效益较高。

当然，冲压加工与其他加工方法一样，也有其自身的局限性，例如，冲模的结构比较复杂，模具价格偏高。

因此，对小批量、多品种生产时采用昂贵的冲模，经济上不合算，目前为了解决这方面的问题，正在努力发展某些简易冲模，如聚氨脂橡胶冲模、低合金冲模以及采用通用组合冲模、钢皮模等，同时也在进行冲压加工中心等新型设备与工艺的研[17]。

1.2冲压技术的现状与发展方向

我国考古发现，早在2000多年前，我国已有冲压模具被用于制造铜器，证明了中国古代冲压成型和冲压模具方面的成就就在世界领先。

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，我国模具工业一直以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、独资和私营也得到了快速发展。

由于冲压工艺具有生产率、生产成本低、材料利用率高、能成形复杂零件、适合大批量生产等优点，在某些领域已取代机械加工，并正逐步扩大其应用范围。

据国际生产技术协会预测，到本世纪中，机械零部件中60%粗加工、80%精加工要由模具来完成。

因此，冲压技术对发展生产、增加效益、更新产品等方面具有重要作用。

在近半个世纪以来，我国的冷冲压工艺和其它生产工艺一样，得到了迅速的发展。

在一些工厂中，建立了具有现代规模和技术先进的冷冲压生产车间，并建立了专门研究冷冲压技术的科研机构及专业性工厂，培养了大批从事冷冲压生产的科技人员，广泛地开展了冷冲压生产的科技及学术活动，编辑出版了各种冷冲压技术资料，从而使冷冲压生产技术得到了迅速发展。

在冷冲压生产中，出现了很多可喜的高科技成果。

冲压加工的工艺和设备正在不断地发展，例如精密冲裁、冷挤压、多工位自动冲压、高速成形、超塑冲压等，把冷冲压生产技术提高到了新的水平。

为了适应冷冲压工艺水平的提高我国对冲模的研制也在不断加强。

近年来出现了很多制造周期短、使用寿命长的新型冲模结构。

并且模具加工工艺及模具材料也相应地在不断革新，例如采用钢结硬质合金、硬质合金或低熔点合金浇注模具、采用电加工技术及计算机制造冲模等以适用于不同的生产条件。

从而使冲压生产的产品质量、劳动生产率大大提高，成本也大幅度下降，有利地推动了我国社会主义经济建设和发展。

为了促进我国冲压模具技术的发展，从计算机技术、先进加工技术及装备、其它新技术与冲压模具等方面分析了我国冲压模具的技术现状。

结果表明：

经过几十年的发展，我国的冲压模具总量位居世界第三位，加工技术装备基本已与世界先进水平同步。

以汽车覆盖件为代表的大型、复杂、精密冲压模，用CAD／CAM／CAE软件进行三维设计和模拟，靠高速、精密的加工设备生产，用新型研磨或抛光代替传统的手工研磨抛光，提高模具质量。

这些都代表了冲压模具发展的趋势。

Pro／E在冲压工艺及模具设计中的应用，其中包括钣金件的展开计算、模具压力中心的计算、标准零件库及标准模架库的建立，从而大大地减轻了设计者的工作量。

冲压成形理论的研究是提高冲压技术的基础。

目前，国内外对冲压成形理论的研究非常重视，在材料冲压性能研究、冲压成形过程应力应变分析、板料变形规律研究及坯料与模具之间的相互作用研究等方面均取得了较大的进展。

特别是随着计算机技术的飞跃发展和塑性变形理论的进一步完善，近年来国内外已开始应用塑性成形过程的计算机模拟技术，即利用有限元（FEM）等有值分析方法模拟金属的塑性成形过程，根据分析结果，设计人员可预测某一工艺方案成形的可行性及可能出现的质量问题，并通过在计算机上选择修改相关参数，可实现工艺及模具的优化设计。

这样既节省了昂贵的试模费用，也缩短了制模具周期。

研究推广能提高生产率及产品质量、降低成本和扩大冲压工艺应用范围的各种压新工艺，也是冲压技术的发展方向之一。

目前国内外相继涌现出精密冲压工艺、软模成形工艺、高能高速成形工艺及无模多点成形工艺等精密、高效、经济的冲压新工艺。

其中，精密冲裁提高冲裁件质量的有效方法，它扩大了冲压加工范围，目前精密冲裁加工零件的厚度可达25mm，精度可达IT16~17级；

用液体、橡胶、聚氨酯等作柔性凸模或凹模的软模成形工艺，能加工出用普通加工方法难以加工的材料和复杂形状的零件，在特定生产条件下具有明显的经济效果；

采用爆炸等高能效成形方法对于加工各种尺寸在、批量小、强度高和精度要求较高的板料零件，具有很重要的实用意义。

随着计算机软件的发展和进步，CAD/CAE/CAM技术也日臻成熟，其现代模具中的应用将越来越广泛。

可以预料不久的将来，模具制造业将从机械制造业中分离出来，而独立成为国民经济中不可缺少的支柱产业，与此同时，也进一步促进了模具制造技术向集成化、智能化、益人化、高效化方向发展。

因此，大力发展模具工业可以促进我国更快的走向工业化国家[17]。

第二章冲裁、拉深工艺分析

冲裁工艺设计主要包括冲裁件的工艺分析和冲裁工艺方案的确定两方面的内容。

拉深工艺设计主要包括拉深件的工艺分析和拉深工艺方案的确定两方面的内容。

良好的工艺性分析和合理的工艺方案，可以用最小的材料消耗，最少的工序数量和工时，稳定地获得符合要求的优质产品，并使模具结构简单，寿命高，因而可以减少劳动量和冲裁、拉深成本。

本工件需要进行落料、拉深、冲孔三个工序。

本次设计工件图如下图：

图2-1工件CAD图

图2-2工件UG三维视图

2.1冲裁件和拉深件工艺性分析

冲裁件的工艺性，是指冲裁件对冲裁工艺的适应性，在冲裁加工中的难易程度。

一般情况下，对冲裁工艺性影响最大的是制件的结构形状、精度要求、行为公差及技术要求等。

冲裁件的工艺性合理与否，影响到冲裁件的质量、模具寿命、材料消耗、生产效率等。

拉深件的工艺性，是指拉深件对拉深工艺的适应性，在拉深加工中的难以程度。

对拉深工艺性影响最大的是制件的结构形状、精度要求、及技术要求等。

拉深件的工艺性合理与否，影响到冲裁件的质量、模具寿命、材料消耗、生产效率等。

2.1.1分析工件的技术要求

1.加工表面的尺寸精度及尺寸基准

根据零件图尺寸要求，此工件属于筒形件。

尺寸公差要求较松，均为自由公差。

圆角半径均满足筒形件圆角半径要求。

此工件的公差等级均按IT13级要求。

冲裁件的尺寸基准应尽可能和制模时的定位基准重合，以避免产生基准不重合误差。

孔位尺寸基准应尽量选择在冲裁过程中始终不参加变形的面或线上，切不要与参加变形的部分联系起来。

2.主要加工表面的形位公差精度

通过分析零件图，零件的主要形位公差精度未标注，形位公差精度按一般的精度要求处理即可满足工艺要求。

3.表面质量要求

工件未标有表面质量精度要求，按照一般要求处理即可满足工艺要求，即表面粗糙度Ra=3.2。

2.1.2工件材料分析

工件材料为08F，机械性能抗剪强度230~310MPa，抗拉强度275~380MPa，屈服强度180MPa，伸长率27~30%。

2.1.3工件结构工艺性分析

冲裁件的形状应尽可能简单、对称、避免复杂形状的曲线，在许可的