盖板零件的冲压模具的设计.docx

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盖板零件的冲压模具的设计

摘要

冲压生产是一种先进的金属加工方法。

它是利用模具和冲压设备对板材金属进行加工，通过冲压生产可以获得所属要的零件形状和尺寸。

本课题是盖板零件的冲压模具的设计。

根据设计零件的尺寸、材料、生产批量等要求，分析零件的工艺性，确定冲裁工艺路线方案，从而设计一套复合模具，在保证工件的尺寸和形状位置精度要求的同时，尽量的提高材料的利用率和生产效率。

随着计算机技术的不断发展，采用CAD/CAE/CAM一体化技术可以准确、快速的完成模具设计制造。

本课题以给定的零件来选择合理的模具，通过几种不同的模具比较最终定位采用复合模，工艺过程分为落料、冲孔、弯曲成形，根据工艺要求确定了排样图，从而设计了凸凹模，确定各种力，确定模架查找标准件。

本文主要是介绍说明了盖板零件成形的各个工序及其模具的设计及尺寸计算，在结构设计的同时，对主要零件的设计和装配要求技术进行了分析。

设计时考虑到模具设计合理、简单，便于制造和修模，有利于缩短模具生产制造周期，降低成本。

关键词盖板零件；工艺路线；复合模；模具设计

Abstract

Stampingproductionisakindofadvancedmetalprocessingmethod.Itistheuseofmouldandstampingequipmenttocarryontheprocessingofsheetmetal.Throughstampingproduction,wecangettheshapeandsizeofthepartswhichweneed.

Thistopicisaboutthedesignofthestampingmouldforthecoverparts.Accordingtorequirementsofpartsize,material,productionbatch,etc.weshouldanalyzethemanufacturabilityofparts,anddetermineamediummanufactureroutetodesignasetofcompoundmould.Wenotonlyshouldensurethesizeandshapeoftheworkpiecepositionaccuracyrequirements,butalsotrytoimprovematerialutilizationandproductionefficiency.Alongwiththeunceasingdevelopmentofcomputertechnology,itisaccurateandfasttousetheintegrationtechnologyofCAD/CAE/CAMtocompletethediedesigningandmanufacturing.

Thispapermainlyillustratestheflatpartsformingprocessandthemoldofeachdesignandsizecalculation,thestructuraldesignofthemainparts,meanwhile,thedesignandassemblyrequiredtechnologiesareanalyzed.Whendesigning,weconsiderthatthediestructureshouldbereasonableandsimpletomanufactureandrepairandadvantageoustoreducethemanufacturingcycleofdieproductionandthecosts.

Keywordscoverparts;Theprocessroute;Compositemodulus;Molddesign

第1章绪论

1.1我国模具技术的现状及发展趋势

我国模具工业近年来发展很快。

近年来，模具行业结构调整和体制改革步伐加快，主要表现为：

大型、精密、复杂、长寿命中高档模具及模具标准件发展速度快于一般模具产品；塑料模和压铸模比例增大；专业模具厂数量及其产能增加较快；“三资”及私营企业发展迅速；股份制改造步伐加快等。

从地区分布来说，以珠江三角洲和长江三角洲为中心的东南沿海地区发展快于中西部地区，南方的发展快于北方。

目前发展最快、模具生产最为集中的省份是广东和浙江，这两个省的模具产值已占全国总产值的6成以上。

我国模具总产值虽然已位居世界第三，但设计制造水平在总体上要比德国、美国、日本、法国、意大利等发达国家落后许多，也要比英国、加拿大、西班牙、韩国、新加坡等落后。

落后和差距主要表现在下列5方面：

1.供不应求，国内自配率只有70%左右。

其中中低档模具供过于求，中高档模具自配率只有50%左右。

2.组织结构、产品结构、技术结构和进出口结构都不合理。

我国模具生产厂点中多数是自产自配的工模具车间（分厂），自产自配比例高达60%左右，国外70%以上是商品模具；国内模具总产值中，大型、精密、复杂、长寿命模具所占比例不足30%，国外在50%以上。

3.产品水平和国际水平相比还有很大差距，模具生产周期比国际水平长许多。

产品水平低主要表现在精度、型腔表面粗糙度、寿命及模具的复杂程度等方面。

4.能力较差，经济效益欠佳。

我国模具企业技术人员比例低，水平也较低，不重视产品开发，在市场经济中常处于被动地位。

随之而来的是我国模具企业经济效益差，大都微利，不少企业亏损，缺乏后劲。

5.技术水平相比，模具企业的管理落后更甚于技术落后。

国内大多数模具企业还沿用过去作坊式管理模式，真正实现现代化企业管理的还不多。

根据模具行业实际情况，今后发展进步的重点应放在如下方面：

1.制订法律法规，出台相应政策，引导投资方向。

建议借鉴日本在20世纪六七十年代的几个振兴法（振兴措施）及其实践经验，针对我国模具工业振兴的具体对象，制订我们的法律法规。

2.加快体制改革，努力调整产业结构。

目前模具行业产业结构不合理。

主要表现在企业组织结构、产品结构、技术结构及进出口结构等方面。

“十一五”期间应在有关政策的引导下，采取积极措施进行调整，使之逐步合理化。

3.坚持扩大开放，加强国内外企业之间的交流与合作，进一步加强吸收外资工作的力度，积极引进技术和装备。

4.在国家有关部门大力支持下，加强产学研合作，推进模具行业科技开发和技术攻关工作，组织行业内产学研重点单位，分工合作，联合作战，争取早出成果，多出成果，共同享受成果，并加速成果产业化，以迅速提高行业的技术水平。

5.用电子信息工程等高新技术和先进适用技术改造企业传统的生产模式，将先进技术转化为生产力。

6.制订和完善模具标准，组织模具标准件大批量规模化生产，搞好模具标准件的产需衔接，促进模具行业发展。

7.加强人才培训，提高人才素质。

8.努力发展优质模具钢和各种先进适用的模具加工和测试设备，以及刀具、夹具，努力改善模具行业和有关的周边配套条件。

1.2冲压模的现状与发展趋势

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国内也能生产了。

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。

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。

未来冲压模具制造技术发展趋势：

1.全面推广CAD/CAE/CAM技术

2.高速铣削加工

发展的高速铣削加工，大幅度提高了加工效率，并可获得极高的表面光洁度。

高速铣削加工技术的发展，对汽车、家电行业中大型型腔模具制造注入了新的活力。

3.模具扫描及数字化系统

模具扫描系统提供了从模型或实物扫描到加工出期望的模型所需的诸多功能，大大缩短了模具的在研制制造周期。

4.电火花铣削加工削加工技术是一种替代传统的用成型电极加工型腔的新技术，它是有高速旋转的简单的管状电极作三维或二维轮廓加工（像数控铣一样），因此不再需要制造复杂的成型电极，这显然是电火花成形加工领域的重大发展。

5.提高模具标准化程度

我国模具标准化程度正在不断提高，目前我国模具标准件使用率已达到30%左右。

国外发达国家一般为80%左右。

6.优质材料及先进表面处理技术

优质钢材和应用相应的表面处理技术来提高模具的寿命就显得十分必要。

模具热处理和表面处理技术是能否充分发挥模具钢材料性能的关键环节。

模具热处理的发展方向是采用真空热处理。

7.模具研磨抛光将自动化、智能化

模具表面的质量对模具使用寿命、制件外观质量等方面均有较大的影响，研究自动化、智能化的研磨与抛光方法替代现有手工操作，以提高模具表面质量是重要的发展趋势。

1.3外国模具工业的发展状况

国外发达国家的模具厂大体分为独立的模具厂和隶属于一些大的集团公司的模具厂，一般规模都不大，但专业化程度高，生产效率极高。

国外模具企业一般不超过100人，多数在50人以下。

在人员结构上，设计、质量控制、营销人员超过30%，管理人员在5%以下。

我国每个职工平均每年创造模具产值约合1万美元左右，而国外模具工业发达国家大多15～20万美元，有的达到25～30万美元。

国外先进国家模具标准件使用覆盖率达70%以上，而我国才达到45％。

国内模具企业中一些私营、合资企业人员结构和国外差不多。

国外模具企业对人员素质要求较高，技术人员一专多能，一般能独立完成从工艺到工装的设计；操作人员具备多种操作技能；营销人员对模具的了解和掌握很深。

国内模具企业分工较细，缺乏综合素质较高的人员。

国外模具企业CAD/CAE/CAM的技术的应用比较广泛,逆向工程、快速原型制造铸造模具的使用也比较多。

国内模具企业中一些骨干厂家在这方面和国外差距已经不大，有些已经达到国外水平。

但一些中小型模具企业与国外的差距还是很大的。

不过在模具材料方面，随着国外技术的引进和中国研发能力的提高，差距在逐渐缩小。

国外模具总量中,大型、精密、复杂、长寿命模具的比例占到50%以上；国外模具企业的组织形式是"大而专"、"大而精"。

在模具的价格和制造周期上，国外模具价格一般是国内模具的5-10倍，制造周期是2-3倍。

在这两方面应该说国内模具企业还是具有一定竞争优势的。

第2章零件的工艺性分析

2.1设计题目内容

原始资料：

如图2-1所示；

盖板零件材料：

为Q235；厚度：

为3mm；生产批量：

属于大批量生产

图2-1工件图

2.2材料的性能

Q235是普通碳素结构钢。

Q代表的是这种材质的屈服，后面的235，就是指这种材质的屈服值，在235左右。

并会随着材质的厚度的增加而使其屈服值减小。

保证机械性能,不保证化学成分,不能热处理,机械性能较低,比较常用,价格便宜。

2.3冲压成型工艺分析

此工件为Q235，厚度为3mm,具有良好的冲压性能，适合冲裁，具有良好的冲压工艺性。

主要工艺难点在于两个精度要求，及其零件的形状不规则，在大批量的生产条件下，要保证生产效率。

选取合理的模具类型、结构，采用最经济的制模工艺。

因为该零件包含了落料、冲孔、弯曲这三道工序，对于弯曲的回弹,可以用减小间隙的方法来避免或