冲压工艺分析与模具的CAD设计.docx

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冲压工艺分析与模具的CAD设计

冲压工艺分析与模具的CAD设计

冲裁工艺在工业生产中应用广泛。

冲压模具设计与制造技术是一项技术性和体会性都专门强的工作。

本次毕业设计选择了冲压工艺分析与模具的CAD设计，利用运算机CAD软件辅助设计。

用Donform软件对冲压工艺进行分析和模拟。

依照分析结果选择合理的冲压工艺和合理的模具结构，在此基础上优化零件结构和选择合适的零件材料。

通过查阅资料，第一要对零件进行工艺分析，通过工艺分析和对比，采纳冲孔落料工序，通过冲裁力、顶件力、卸料力等运算，确定压力机的型号。

再分析对冲压件加工所需的模具类型，选择所需设计的模具类型。

得出将设计的模具类型后，将模具的各工作零部件设计过程表达出来。

本文第一叙述了冲压模具的进展状况，模具在现代工业中的作用，和在整个国民经济中的地位。

讲明了冲压模具的重要性与本次设计的意义，接着是简单讲明了模具设计的差不多概念和模具设计的一样步骤、模具的分类、模具零件的分类、模具的结构形式、冲压的差不多概念、冲压工艺基础理论、塑性力学基础理论。

然后对冲压件进行工艺分析，完成了工艺方案的确定，对零件排样图的设计，完成了材料利用率的运算。

再进行冲裁工艺力的运算和冲裁模工作部分的设计运算，为选择冲压设备提供依据。

其次对要紧零部件的设计和标准件的选择，为本次模具零件图的绘制和模具的成形提供依据，以及为装配图各尺寸提供依据。

通过前面的设计方案画出模具各零件图和装配图。

再次依照模具的使用要求和具体加工条件设计了模具零件的加工工艺。

最后利用Donform软件模拟加工过程分析受力情形。

本次设计阐述了冲压倒装复合模的结构设计及工作过程。

本模具性能可靠，运行平稳，提高了产品质量和生产效率，降低劳动强度和生产成本。

关键字：

冲压；落料冲孔；复合模；模具结构

ABSTRACT

Applicationisbroadaccordingtocuttinghandicraftinthecommercialrun.Thatdiesdesignsandmakesatechnologyisoneitemtechnicalityandallverystrongjobofexperience.Originally,time,graduationpracticehaschosenstampingindustrialanalysisandthemouldCADhasdesignedthat。

MakeuseofthecomputerCADsoftwaretoassistdesign。

MakeuseoftheDonformsoftwaretocarryoutanalysisandthesimulationontostampingahandicraft.Chooserationalstampinghandicraftandrationalmouldstructureaccordingtoanalysingresult.Thebasisfixesthepartmaterialoptimizingpartstructureandchoosingrightlyhere.Lookupadatathrough..Firstbegoingtocarryoutindustrialanalysisonthepart,Industrialanalysisandcontrastpass.Adoptpunchedholeblankworkingprocedure.Passingaccordingtocuttingaforce,beingequivalenttoaforceinbeingunloadedpiecestrenuously,andsoonsecretlyschemesagainst,ascertainthepressmachinetype.Againanalysisstampsthetypeprocessingtherequiredmouldpiecefacetoface.Choosetherequiredmouldtype.Reachwiththemouldtypequeenwhodesignsthat,Theprocesseverymouldjobcomponentandpartisdesignedisexpressedout.

Situationthemainbodyofthebookhasbeennarratedfirststampingdevelopmentofmould.Mouldeffectinmodernindustryandpositionindrawinginentirenationaleconomy.Haveexplainedthesignificancethatdiessignificanceandcapitaldesigntime.Thestephavingexplainedthedesignfordieandmouldbasicconceptandthedesignfordieandmouldsortsimplelyfollow,themouldclassification,mouldpartclassification,themouldstructureform,thebasicconceptstamping,stamphandicraftbasictheory,engineeringplasticitybasictheory.Andthencarryoutindustrialanalysisonstampingpiece.Accomplishhandicraftschemeascertainingthat.Arrangethemasterdrawingdesigntothepart.Becompletedtomaterialtheutilizationratiocalculation.CarryoutthecalculationaccordingtocuttingaforceagainandThedesignaccordingtocuttingthemodeljobpartsecretlyschemesagainst.Bethattheequipmentchoosingstampingprovidesabasis.Secondarychoicetomaincomponentandpartdesignandstandardpiece.Drawingandthemouldformingthattimeofmouldpartpursuesprovideabasisto.And,everydimensionprovidesabasistoassemblingpicture.Bythefactthattheprecedingdesignplandrawsupamould,everypartpursuesandassemblespicture.Onceagain,accordingtothemould,sigmatismdemandsconditionandprocessesconcretelytohavedesignedmouldparttreatinghandicraft.MakeuseoftheDonformsoftwareimitatetoprocessprocessanalysisacceptingforceconditionfinally.

Designthephysicaldesignandcourseofworkhavingsetforththestampingupsidedownmountingcompoundmodeloriginallytime.Themouldfunctionisreliableoriginally,operationisstable,haveraisedproductqualityandtheefficacy,havereducedtheintensityoflabourandcostofproduction.

Keywords:

Stamping;BlankingandPunching;Compounddie;Diestructure

名目

摘要…………………………………………………………………………Ⅰ

ABSTRACT……………………………………………………..Ⅰ

第1章绪论………………………………………………………………1

1.1模具技术的历史现状与进展水平……………………………………1

1.1.1冲压模具的历史……………………………………………………1

1.1.2冲压模具的市场情形……………………………………………1

1.1.3冲压模具水平状况……………………………………………2

1.2模具在现代工业中的地位……………………………………………3

1.3模具工业在国民经济中的地位……………………………………………3

1.4我国模具技术的现状与进展…………………………………………4

第2章模具设计过程与差不多概念…………………………………6

2.1冲压模具设计的一样设计步骤……………………………………6

2.1.1取得必要的资料…………………………………………………6

2.1.2确定工艺方案及模具结构型式…………………………………7

2.1.3进行必要的工艺运算……………………………………………8

2.1.4模具的总体设计…………………………………………………8

2.1.5模具要紧零部件的结构设计……………………………………8

2.1.6选定冲压设备……………………………………………………9

2.1.7绘制模具总图…………………………………………………9

2.1.8绘制各非标零件的零件图………………………………………10

2.1.9填写模具记录卡和编写冲压工艺文件………………………10

2.2冲压模具的作用及差不多要求………………………………………10

2.2.1制造精度高……………………………………………………11

2.2.2操作性能良好……………………………………………………11

2.2.3使用寿命长………………………………………………………11

2.2.4制造周期短………………………………………………………12

2.2.5模具成本低………………………………………………………12

2.3模具的分类………………………………………………………12

2.4模具零件的分类……………………………………………………13

2.4.1工艺零件…………………………………………………………13

2.4.2传动零件………………………………………………………14

2.4.3辅助结构零件…………………………………………………14

2.5模具结构形式的选用………………………………………………14

第3章冲压的定义与差不多概念………………………………………20

3.1冲压的定义和优缺点……………………………………………20

3.1.1冷冲压的定义……………………………………………………20

3.1.2冷冲压的优点如下………………………………………………20

3.1.3冷冲压也有其不足之处…………………………………………21

3.2冲压的要紧工序…………………………………………………21

3.3冲压件的精度……………………………………………………21

第4章塑性力学基础………………………………………………23

4.1塑性力学差不多概念………………………………………………23

4.1.1点的应力与应变状态……………………………………………23

4.1.2金属的屈服条件……………………………………………23

4.1.3结论………………………………………………………………24

4.2金属塑性变形的一些差不多规律…………………………………25

4.2.1塑性变形的差不多概念……………………………………………25

4.3冲压材料及其冲压成形性能……………………………………26

4.3.1材料的冲压成形性能……………………………………………26

4.3.2冲压材料…………………………………………………………28

第5章模具的设计过程………………………………………………29

5.1冲压工艺分析………………………………………………………29

5.1.1材料……………………………………………………………29

5.1.2零件结构……………………………………………………29

5.1.3尺寸精度………………………………………………………30

5.1.4结论……………………………………………………………29

5.2冲压力与压力中心运算……………………………………………29

5.2.1冲压力分析……………………………………………………29

5.2.2冲压力运算………………………………………………………30

5.3工作零件刃口尺寸运算……………………………………………31

5.3.1冲孔部分以冲孔凸模为基准运算………………………………33

5.3.2刃口尺寸运算……………………………………………………33

5.4零件结构尺寸………………………………………………………34

5.4.1落料凹模板尺寸…………………………………………………34

5.4.2：

凸凹模长度……………………………………………………35

5.4.3冲孔凸模尺寸……………………………………………………36

5.5凸模强度校核……………………………………………………37

5.6其他模具零件结构尺寸………………………………………37

5.7选择压力机………………………………………………………42

5.8模具工作过程……………………………………………………43

5.8.1初始状态…………………………………………………………43

5.8.2凹模在最低点时的状态…………………………………………43

5.8.3凸模、凹模随滑块上提时的状态………………………………44

5.8.4凹模、凸模连续上提到达最高点完成一个工作循环…………45

第6章模具零件设计…………………………………………………45

6.1模架结构的选择……………………………………………………45

6.2下模座的选择设计…………………………………………………45

6.3上模座的选择设计…………………………………………………47

6.4导柱的选择设计……………………………………………………47

6.5导套的选择设计……………………………………………………48

6.6各种版厚的确定…………………………………………………48

参考文献…………………………………………………………………50

致谢………………………………………………………………………52

附录一……………………………………………………………………53

附录二……………………………………………………………………61

第1章绪论

1.1模具技术的历史现状与进展水平

1.1.1冲压模具的历史

1.1.2冲压模具的市场情形

我国冲压模具不管在数量上，依旧在质量、技术和能力等方面都已有了专门大进展，但与国发经济需求和世界先进水平相比，差距仍专门大，一些大型、精度、复杂、长寿命的高档模具每年仍大量进口，专门是中高档轿车的覆盖件模具，目前仍要紧依靠进口。

一些低档次的简单冲模，已趋供过于求，市场竟争猛烈。

依照我国海关统计资料,2004年我国共进口冲压模具5.61亿美联社元,约合46.6亿元.从上述数字能够得出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%.在上述供求总体情形中,有几个具体情形必须讲明:

一是进口模具大部分是技术含量高的大型周密模具,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,这些模具的进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%就可讲明这一点;三是近年来港资、台资、外资企业在我国进展迅速，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。

1.1.3冲压模具水平状况

近年来，我国冲压模具水平已有专门大提高。

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）模具CAD/CAM技术状况

（2）模具设计与制造能力状况

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，能够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。

1.2模具在现代工业中的地位

在现代工业生产中，模具是重要的工艺装备之一，它在铸造、锻造、冲压、塑料、橡胶、玻璃、粉末冶金、陶瓷制品等生产行业中得到了广泛应用。

由于采纳模具进行生产能提高生产效率、节约原材料、降低成本，并保证一定的加工质量要求，因此，汽车、飞机、拖拉机、电器、外表、玩具和日常品等产品的零部件专门多都采纳模具进行加工。

据国际技术协会统计，2000年产品零件粗加工的75%，精加工的50%都由模具加工完成。

1.3模具工业在国民经济中的地位

模具工业是“百业之母”，是工业产品的“效益放大器”。

各国对模具的美誉专门多，美国工业界认为：

“模具工业是美国工业的基石”；日本模具协会认为：

“模具是促进社会繁荣富裕的动力”；国际模具协会认为：

“模具是金属加工业的帝王”。

模具在现代生产中，是生产各种工业产品的重要工艺装备，它以其特定的形状通过一定的方式使原材料成形。

例如，冲压件和锻件是通过冲压或锻造方式使金属材料在模具内发生塑性变形而获得的：

金属压铸件、粉末冶金零件以及塑料、陶瓷、橡胶、玻璃等非金属制品，绝大多数也是用模具成形的。

世界上一些工业发达国家，模具工业的进展是专门迅速的。

据有关资料介绍，某些国家的模具总产值已超过了机床工业的总产值，其进展速度超过了机床、汽车、电子等工业。

模具工业在这些国家已摆脱了从属地位而进展成为独立的行业，是国民经济的基础工业之一。

模具技术，专门是制造周密、复杂、大型、长寿命模具的技术，已成为衡量一个国家机械制造水平的重要标志之一。

1.4我国模具技术的现状与进展

尽管我国的模具工业这些年来进展较快，模具制造的水平也在逐步提高，但和工业发达国家相比，仍存在较大差距，要紧表现在模具品种少、精度差、寿命短、生产周期长等方面。

当前，我国工业生产的特点是产品品种多、更新快和市场竞争猛烈。

在这种情形下，用户对模具制造的要求是“交货期短”、“精度高”、“质量好”、“价格低”。

模具技术的进展应该与这些要求相适应。

（1）在模具设计制造中将全面推广CAD/CAM/CAE技术

模具CAD/CAM/CAE技术，是模具技术进展的一个重要里程碑。

实践证明，模具CAD/CAM/CAE技术是模具设计制造的进展方向。

现在，全面普及CAD/CAM/CAE技术的条件已差不多成熟。

随着微机软件的进展和进步，技术培训工作也日趋简化。

（2）模具高速扫描及数字化系统将在逆向工程中发挥更大作用

高速扫描机和模具扫描系统，已在我国200多家模具厂点得到应用，取得良好成效。

由于模具扫描系统已在汽车、摩托车、家电等行业得到成功应用，相信在“十五”期间将发挥更大的作用。

逆向工程和并行工程将在今后的模具生产中发挥越来越重要的作用。

（3）气体辅助注射技术和高压注射成形等工艺将进一步进展

气体辅助注射成形是一种塑料成形的新工艺，它具有注射压力低、制品翘曲变形小、表面质量好以及易于成形壁厚差异较大的制品等优点，可在保证产品质量的前提下，大幅度降低成本。

国外已比较成熟。

国内目前在汽车和家电行业中正逐步推广使用。

气体辅助注射成形包括塑料熔体注射和气体（一样均采纳氮气）注射成形两部分，比传统的一般注射工艺有更多的工艺参数需要确定和操纵，而且气体辅助注射常用于较复杂的大型制品，模具设计和操纵的难度较大，因此，开发气体辅助成形流淌分析软件，显得十分重要。

（4）模具标准化程度将不断提高

我国模具标准化程度正在不断提高，估量目前我国模具标准件使用覆盖率已达到30%左右。

国外发达国家一样为80%左右。

为了适应模具工业进展，模具标准化工作必将加强，模具标准化程度将进一步提高，模具标准件生产也必将得到进展。

（5）模具研磨抛光将向自动化、智能化方向进展

模具表面的精加工是模具加工中未能专门好解决的难题之一。

另外，由于模具型腔形状复杂，任何一种研磨抛光方法都有一定局限性。

应注意进展特种研磨与抛光方法，如挤压研磨、电化学抛光、超声抛光以及复合抛光工艺与装备，以提高模具表面质量。

第2章模具设计过程与差不多概念

2.1冲压模具设计的一样设计步骤

模具设计实质上是冲件工艺方案的制定和模具结构的设计。

一样步骤可归纳为以下几点：

2.1.1取得必要的资料

依照相关资料分析工件的冲压工艺性，对工件进行工艺审核及标准化审核。

（1）取得注明具体技术要求的产品零件图样。

了解工件的形状、尺寸与精度要求。

关键孔的尺寸（大小和位置），关键表面，分析并确定工件的基准面。

事实上，冲压件的各项工艺性要求并不是绝对的。

专门在当前冲压技术迅速进展的情形下，依照生产实际的需要和可能，综合应用各种冲压技术，合理选择冲压方法，正确进行冲压工艺的确定和模具结构的选择使之既满足产品的技术要求，又符合冲压工艺的条件。

（2）收集工件加工的工艺过程卡片。

由此可研究其前后工序的相互关系和在各工序间必须相互保证的加工工艺要求及装配关系等。

（3）了解工件的生产批量。

零件的生产对冲压加工的经济性起着决定性的作用，为此，必须依照零件的生产批量和零件的质量要求，来决定模具的型式、结构、材料等有关事项，并由此分析模具加工工艺的经济性及工件生产的合理性，描画冲压工步的轮廓。

（4）确认工件原材料的规格及毛胚情形（