合页冲压工艺分析及模具设计.docx

合页冲压工艺分析及模具设计.docx

《合页冲压工艺分析及模具设计.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《合页冲压工艺分析及模具设计.docx（39页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

合页冲压工艺分析及模具设计

摘要

简述了冲压工艺分析的一般工艺流程，以及冲压模具设计的基本思路。

本文主要对合页的加工工艺进行分析及模具设计，其中包括卷圆、弯曲、冲裁的工艺分析，以及相应工步模具的设计。

在设计中采用冲孔、切边、卷圆、弯曲、落料等工艺。

分析了工件的冲压工艺性；计算了毛坯排样、冲压力、刃口尺寸计算等；进行了模具零件的计算和选择,以及总体结构、主要零部件的设计；并绘制了模具装配图和零部件图。

这次设计应用本专业所学课程的理论和生产实际知识进行一次冷冲压模具设计工作的实际训练从而培养和提高学生独立工作能力，巩固与扩充了冷冲压模具设计等课程所学的内容。

关键词：

合页，冲孔，卷圆，弯曲，落料

Abstract

Inthispaper，weanalysisthestampingprocessonthegeneralprocess,aswellasthestampingdiedesignofthebasicideas.Thispapermainlyanalysisthehingeanalysisprocessanddiedesign,includingdeeprollroundbendingandblankingprocesstechnology,Aswellasthedieofcorrespondingworkstepdesign.Inthedesign,Punching,trimming,rolledround,bending,droppingmaterialandotherprocessesareused.Therearealsoanalysisofthestampingprocessoftheworkpiece;calculationofnestingrough,pressure,cuttingthesizecalculationcanbeseen;thecalculationofthemoldparts,aswellastheoverallstructureandchoice,themaincomponentsofdesignarecarriedout,wedrawthepunchingmoldassemblydrawingsandpartsdiagram.Thusthepresentpaperappliesthisspecialtytostudythecurriculumthetheoryandtheproductionknow-howcarriesonatimecoldstampingmolddesignworktheactualtrainingtoraiseandtosharpenthestudentindependentworkingability,consolidatedandexpandedthecontentwhichcurriculaandsooncoldstampingmolddesignstudied.

Keywords:

hinge，punching，rollround，bending，blanking

第1章绪论

1.1，冲压技术的概念

冲压加工因制件的形状、尺寸和精度的不同，改采用的工序也不同。

根据材料的变形特点可将冷冲压工序分为分离工序和成形工序两类。

分离工序——是指坯料在冲压力作用下，变形部分的应力达到强度极限

以后，使坯料发生断裂而产生分离。

分离工序主要有剪裁和冲裁等。

成形工序——是指坯料在冲压力作用下，变形部分的应力达到屈服极限σs，但未达到强度极限

，使坯料产生塑性变形，成为具有一定形状、尺寸与精度制件的加工工序。

成形工序主要有弯曲、拉深、翻边、旋压等。

有关冲压工序的详细分类与特徵

冲压模具是冲压生产必不可少的工艺装备，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，在很大程度上决定著产品的质量、效益和新产品的开发能力。

冲压模具的形式很多，一般可按以下几个主要特徵分类：

1.1.1根据工艺性质分类

（1）冲裁模沿封闭或敞开的轮廓线使材料产生分离的模具。

如落料模、冲孔模、切断模、切口模、切边模、剖切模等。

（2）弯曲模使板料毛坯或其他坯料沿著直线（弯曲线）产生弯曲变形，从而获得一定角度和形状的工件的模具。

（3）拉深模是把板料毛坯制成开口空心件，或使空心件进一步改变形状和尺寸的模具。

（4）成形模是将毛坯或半成品工件按图凸、凹模的形状直接复制成形，而材料本身仅产生局部塑性变形的模具。

如胀形模、缩口模、扩口模、起伏成形模、翻边模、整形模等。

1.1.2根据工序组合程度分类

（1）单工序模在压力机的一次行程中，只完成一道冲压工序的模具。

（2）复合模只有一个工位，在压力机的一次行程中，在同一工位上同时完成两道或两道以上冲压工序的模具。

（3）级进模（也称连续模）在毛坯的送进方向上，具有两个或更多的工位，在压力机的一次行程中，在不同的工位上逐次完成两道或两道以上冲压工序的模具。

通常模具是由二类零件组成:

一类是工艺零件，这类零件直接参与工艺过程的完成并和坯料有直接接触，包括有工作零件、定位零件、卸料与压料零件等；

一类是结构零件，这类零件不直接参与完成工艺过程，也不和坯料有直接接触，只对模具完成工艺过程起保证作用，或对模具功能起完善作用，包括有导向零件、紧固零件、标准件及其它零件等。

应该指出，不是所有的冲模都必须具备上述六种零件，尤其是单工序模，但是工作零件和必要的固定零件等是不可缺少的。

1.2模具技术的发展趋势

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。

1953年，长春第

一汽车制造厂在中国首次建立了冲模车间，该厂于1958年开始制造汽车覆盖件模具。

我国于20世纪60年代开始生产精冲模具。

在走过了温长的发展道路之后，目前我国已形成了300多亿元（未包括港、澳、台的统计数字，下同。

）各类冲压模具的生产能力。

1.2.1冲压模具市场情况

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、精度、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。

现将2004年我国冲压模具市场情况简介如下：

据中国模具工业协会发布的统计材料，2004年我国冲压模具总产出约为220亿元，其中出口0.75亿美元,约合6.2亿元.

根据我国海关统计资料,2004年我国共进口冲压模具5.61亿美联社元,约合46.6亿元.从上述数字可以得出2004年我国冲压模具市场总规模约为266.6亿元.其中国内市场需求为260.4亿元,总供应约为213.8亿元,市场满足率为82%.在上述供求总体情况中,有几个具体情况必须说明:

一是进口模具大部分是技术含量高的大型精密模具,而出口模具大部分是技术含量较低中的中低档模具,因此技术含量高的中高档模具市场满足率低于冲压模具总体满足率,这些模具的发展已滞后于冲压件生产,而技术含量低的中低档模具市场满足率要高于冲压模具市场总体满足率;二是由于我国的模具价格要比国际市场低格低许多,具有一定的竟争力,因此其在国际市场前景看好,2005年冲压模具出口达到1.46亿美元,比2004年增长94.7%就可说明这一点;三是近年来港资、台资、外资企业在我国发展迅速，这些企业中大量的自产自用的冲压模具无确切的统计资料，因此未能计入上述数字之中。

1.2.2冲压模具水平状况

近年来，我国冲压模具水平已有很大提高。

大型冲压模具已能生产单套重量达50多吨的模具。

为中档轿车配套的覆盖件模具内也能生产了。

精度达到1~2μm，寿命2亿次左右的多工位级进模国内已有多家企业能够生产。

表面粗糙度达到Ra≤1.5μm的精冲模，大尺寸（φ≥300mm）精冲模及中厚板精冲模国内也已达到相当高的水平。

1.2.3模具设计与制造能力状况

在国家产业政策的正确引导下，经过几十年努力，现在我国冲压模具的设计与制造能力已达到较高水平，包括信息工程和虚拟技术等许多现代设计制造技术已在很多模具企业得到应用。

虽然如此，我国的冲压模具设计制造能力与市场需要和国际先进水平相比仍有较大差距。

这一些主要表现在高档轿车和大中型汽车覆盖件模具及高精度冲模方面，无论在设计还是加工工艺和能力方面，都有较大差距。

轿车覆盖件模具，具

有设计和制造难度大，质量和精度要求高的特点，可代表覆盖件模具的水平。

虽然在设计制造方法和手段方面基本达到了国际水平，模具结构周期等方面，与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。

有代表性的是集机电一体化的铁芯精密自动阀片多功能模具，已基本达到国际水平。

但总体上和国外多工位级进模相比，在制造精度、使用寿命、模具结构和功能上，仍存在一定差距。

汽车覆盖件模具制造技术正在不断地提高和完美，高精度、高效益加工设备的使用越来越广泛。

高性能的五轴高速铣床和三轴的高速铣床的应用已越来越多。

NC、DNC技术的应用越来越成熟，可以进行倾角加工超精加工。

这些都提高了模具面加工精度，提高了模具的质量，缩短了模具的制造周期。

模具表面强化技术也得到广泛应用。

工艺成熟、无污染、成本适中的渗氮技术越来越被认可，碳化物被覆处理（TD处理）及许多镀（涂）层技术在冲压模具上的应用日益增多。

真空处理技术、实型铸造技术、刃口堆焊技术等日趋成熟。

激光切割和激光焊技术也得到了应用。

1.3冲压模具的特点

对于冲压模具的特点大体上归为以下三大类：

1.3.1充分运用IT技术发展模具设计、制造。

用户对压力机速度、精度、换模效率等方面不断提高的要求，促进了模具的发展。

外形车身是汽车的两个关键部件，汽车车身模具特别是大中型覆盖件模具，其技术密集，体现当代模具技术水平，是车身制造技术的重要组成部分。

车身模具设计和制造约占汽车开发周期三之二的时间、成为汽车换型的主要制约因素。

目前，世界上汽车的改型换代—般约需48个月，而美国仅需30个月，这车要得益于在模具业中应用了CAD/CAE/CAM技术和三维实体汽年覆盖件模具结构设计软件。

另外，网络技术的广泛应用提供了可靠的信息载体、实现了异地设计和异地制造。

同时，虚拟制造等IT技术的应用，也将推动模具工业的发展。

1.3.2缩短金属成形模具的试模时间。

当前，主要发展液压高速试验压力机和拉伸机械压力机，特别是在机械压力机上的模具试验时间可减少80%、具有巨大的节省潜力。

这种试模机械压力机的发展趋势是采用多连杆拉伸压力机，它配备数控液压拉伸垫，具有参数设置和状态记忆功能。

1.3.3车身制造中的级进冲模发展迅速。

在自动冲压上用级进冲裁模或组合冲模加工转子、定子板，或者应用于插接件作业，都是众所周知的冲压技术，近些年来，级进组合冲裁模在车身制造中开始得到越来越广泛的应用，用级进模直接把卷材加工为成型零件和拉伸件。

加工的零件也越来越大，省去了用多工位压力机和成套模具生产所必需串接的板材剪切、涂油、板坯运输等后续工序。

级进组合冲模已在美国汽车工业中普遍应用，其优点是生产率高，模具成本低，不需要板料剪切，与多工位压力机上使用的阶梯模相比，节约30%。

但