电极板冲压工艺设计课程设计说明书大学论文.docx

1、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

2、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

3、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（Computer Integrated Manufacturing System）。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

4、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

5、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

6、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

7、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

8、。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IT11IT12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=12.5m。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240M

9、pa，抗拉强度为300Mpa，伸长率35%,屈服强度s=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

10、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

11、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、

12、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

13、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

14、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

15、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r2t的圆角矩形件边长L50mm矩形件边