夹片冲压工艺及模具设计.doc

1、夹片冲压工艺及模具设计 摘 要阐述了冲孔、落料复合模、压弯模具的结构设计及工作原理。通过工艺分析，在冲压材料厚度较薄的小型弯曲件时，采用冲孔、落料、弯曲复合模比采用连续或级进模简单。通过冲裁力、顶件力、卸料力等计算，确定模具类型。该模具采用后侧导柱模架结构形式。废料从凸凹模和下底座中所开的槽中排出。本模具性能可靠，运行平稳，能够适应大批量生产要求，提高了产品质量和生产效率，降低劳动强度和生产成本。关键词：冲压，冲孔，落料，弯曲Clamping Sheet Stamping Process and Die DesignAbstract Expounded punching, blanking,

2、bending modulus of the composite structure design and principle. Process analysis by the stamping of thinner material thickness small curved pieces, will use the punching, blanking, flexural modulus composites than continuous or Progressive Die simple. Punching through, the top pieces, such as the d

3、ischarge of calculation to determine the type mold. The posterior mold using derivative-scale structures form. Waste from the punch and die and the base under which opened the tank discharges. The mold reliable, stable operation to adapt to the requirements of large-scale production, improve product

4、 quality and production efficiency. reduce labor intensity and the cost of production. Key words: Stamping, Punching, Blanking, Bending目 录1 绪 论11.1 冷冲压与模具设计简介11.2 我国冲压模具水平状况12 冲压件工艺性分析及冲裁方案的确定32.1冲裁件的结构工艺性32.2冲裁方案的确定43 排样图的设计及材料利用率的计算53.1排样的设计54 冲裁工艺力的计算74.1冲裁力的计算74.1.1冲压力的行程曲线74.1.2冲裁力的计算公式84.2卸料力、

5、推件力等其他力的计算84.3冲压压力中心95 冲压设备的选择125.1冲压设备类型的选择125.2确定设备的规格126 冲裁模工作部分设计计算156.1冲裁间隙156.1.1对冲裁件质量的影响156.2合理间隙的选用167 冲压模具总体设计187.1模具类型的选择187.2确定送料方式187.3定位方式的选择187.4卸料、出件方式的选择187.5导向方式的选择188 主要零部件设计208.1 落料凹模设计208.1.1落料凹模刃口形式208.1.1落料凹模外形和尺寸的确定208.2凸、凹模设计208.2.1模具的结构形式和固定方法218.2.2凸凹模长度的确定218.2.3凸凹模结构设计22

6、8.3冲孔凸模228.3.1冲孔凸模的固定形式228.3.2冲孔凸模长度的确定228.3.3凸模强度校核238.3.4 冲孔凸模的结构248.4 卸料弹簧的选择248.5 打杆的选择259 标准件的选择279.1模架及模柄的选择279.2凸模固定板及垫板的选择279.3 导尺的选择289.4模具闭合高度的校核289.5卸料螺钉289.6推杆的选择299.7螺钉及销钉的选择2910 落料冲孔复合模的及绘制3011 弯曲模具分析及设计3011.1 弯曲工艺方案的确立3111.2 模具总体结构的确定3111.2.1模具类型的选择3111.2.2定位方式的选择3111.2.3卸料和出件方式的选择311

7、1.2.4送料方式的确定3211.3 有关工艺与设计计算3211.3.1弯曲中性层位置的确定3211.3.2影响最小相对弯曲半径的因素3211.3.3求中性层长度3311.3.4按中性层尺寸求中心角3311.3.5最小弯曲半径3411.3.6回弹量的确定3411.3.7弯曲凸模和凹模间隙3411.4弯曲总工艺力的确定3511.4.1弯曲力的计算3511.4.2校正弯曲时的弯曲力计算3511.4.3顶件力的计算3611.4.4压料力的计算3611.4.5弯曲的工艺总力3611.4.6压力机的选择3611.5模具主要零部件设计3711.5.1弯曲模凸、凹模工作尺寸计算3811.5.2 凹模外形尺寸

8、的确定3811.5.3模座的标准化3911.5.4弯曲凸模的设计3911.6压力机的校核与选定4411.6.1冲压设备的校核4411.6.2模柄的选用4511.7 压力机的选择4512 弯曲模具的装配46结 论48致谢49参考文献501 绪 论1.1 冷冲压与模具设计简介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，但与国民经济需求和世界先进水平相比，差距仍很大，一些大型、精密、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，市场竞争激烈。根据我国海关统计资料，2004年我国共进口冲压模具5.

9、61亿美元，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。其中国内市场总需求为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，具有一定的竞争力，因此其在国际市场的前景看好，2005年冲压模具出口达到1.4

10、6亿美元，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 我国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国内也能生产了。精度达到12m，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Ra1.5m的精冲模，大尺寸（300mm）精冲模及中厚板精冲模国内也已达到相当高的水平。21世纪开始CAD/CAM技术逐渐普及，现在具有一定生产能力的冲压模具企业基本都有了CAD/CAM

11、技术。其中部分骨干重点企业还具备各CAE能力。模具CAD/CAM技术能显著缩短模具设计与制造周期，降低生产成本，提高产品质量，已成为人们的共识。在“八五”、“九五”期间，已有一大批模具企业推广普及了计算机绘图技术，数控加工的使用率也越来越高，并陆续引进了相当数量的CAD/CAM系统。如美国EDS的UG，美国ParametricTechnology公司的Pro/Engineer，美国CV公司的CADS5，英国DELCAM公司的DOCT5，日本HZS公司的CRADE及space-E，以色列公司的Cimatron，还引进了AutoCAD、CATIA等软件及法国Marta-Daravision公司用于

12、汽车及覆盖件模具的Euclid-IS等专用软件。国内汽车覆盖件模具生产企业普遍采用了CAD/CAM技术。DL图的设计和模具结构图的设计均已实现二维CAD，多数企业已经向三维过渡，总图生产逐步代替零件图生产。且模具的参数化设计也开始走向少数模具厂家技术开发区域。2 冲压件工艺性分析及冲裁方案的确定冲裁件的工艺性，是指冲裁件对冲裁工艺的适应性,即冲裁件的形状结构、尺寸大小、尺寸偏差、形位公差与尺寸基准等是否符合冲裁工艺的要求。一般情况下，对冲裁件工艺性影响最大是几何形状、尺寸、精度要求。良好的冲裁件工艺性能满足材料省、工序少、产品质量稳定、模具较易加工、操作方便且寿命较高等要求，从而显著降低冲裁件

13、的制造成本。2.1冲裁件的结构工艺性冲裁材料为H62软黄铜。板厚：d=1mm 图2.1夹片零件图特性及适用范围为：有良好的力学性能，热态下塑性好，冷态下塑性也可以，切削性好，易钎焊和焊接，耐蚀，但易产生腐蚀破裂。此外价格便宜，是应用广泛的一个普通黄铜品种。力学性能为：抗剪强度 t=235MPa抗拉强度 b=294MPa屈服强度 s=98MPa伸长率 10(%)=40冲裁件的结构形状应尽可能简单、对称、避免复杂形状的曲线，在许可的情况下，把冲裁件设计成少、无废料排样的形状，以减少废料，矩形孔两端宜用圆弧连接，以利于模具加工。该工件结构简单，也无复杂形状的曲线。2.2冲裁方案的确定工艺方案的内容是

14、确定冲裁件的工艺路线，主要包括确定工序数、工序的组合和工序的顺序安排等，应在工艺分析的基础上制定几种可能的方案，再根据工件的批量、形状、尺寸等多方面的因素，全面考虑、综合分析，选取一个较为合理的方案。冲裁工序按工序的组合程度可分为单工序冲裁、复合冲裁和级进冲裁。复合冲裁是在压力机的一次行程中，在模具的同一位置同时完成两个或两个以上的工序；级进冲裁是把一个冲裁件的几个工序，排列成一定顺序，组成级进模，在压力机的一次行程中，模具的不同位置同时完成两个或两个以上的工序，除最初几次冲程外，每次冲程都可完成一个冲裁件。该工件包括冲孔、落料、弯曲三个基本工序，可以有以下三种工艺方案：方案一：先冲孔，再落料

15、，最后弯曲。采用单工序模生产。方案二：冲孔落料-复合冲压-弯曲成形。采用复合模生产。方案三：冲孔-落料-弯曲级进冲压。采用级进模生产。方案一结构简单，但需三道工序、三副模具才能完成，生产效率也低，如此则浪费了人力、物力、财力，从经济性的角度来考虑不妥当，难以满足大批量的生产要求。方案三是一种多工位、效率高的加工方法，但级进模轮廓尺寸较大，制造复杂，成本较高，一般适用于大批量、小型冲压件。而且工作周期长，模具结构复杂，生产成本过高。方案二采用复合模具生产，只需两副模具即可成型，模具结构紧凑，冲出的制件的精度及生产效率都比较高，适合大批量生产。制件质量由于压料冲裁同时得到校平，制件平正不弯曲，且有较好的剪切断面。冲裁件内孔和外缘的相对位置精度容易保证，而且板料的定位精度要求比