文献综述-冲压工艺与模具设计.doc

1、 XX大学毕业设计文献综述 院（系）名称 专业名称 学生姓名 指导教师20xx年3月10日冲压工艺与模具设计1、前言本人毕业设计的课题为接线片冲压工艺及模具设计。板料冲压是在常温下利用冲模在压力机上对材料施加压力，使其产生分离或变形，从而获得一定形状、尺寸和性能的零件加工方法。它是一种压力加工方法，是机械制造中的先进加工方法之一。冲压模具是一个特殊的，一次性的一类精密工具，通过切割与塑形的方式使金属成为一个理想的形状或外形。大多数模具构造有几个基本组成部分，包括模板，防磨装置，模套，导向销，轴衬，垫块，垫板，螺钉，销钉，和螺栓。模具还需要冲孔模板，压力和冲压成型板，以及可用来保护它们-转子，肩

2、螺栓，衔铁，保持架;和气体，线圈，或聚氨酯弹簧的工具。本文将以冲压模具设计与制造技术为研究背景，探讨模具设计与制造的关键技术问题及其解决方法，为完成本次毕业设计提供思路。2、文献综述从国内目前对冲压工艺的研究现状来看，已经有很多专家学者对其做了非常深入的研究。涂序斌（2005）在冲压模设计中的五要素中指出冲压模设计内容包括: 分析产品制作图、安排冲压工艺方案、确定坯料选用设备、模具设计。以上内容中模具设计是核心。苏秀荣（2001）在浅谈冲压工艺与冲压模具的关系中指出冲压工艺规划了一个冲压件（产品）用几道工序（模具）来冲压完成及每道工序的基本内容，对冲模设计、制造、调试影响很大，在缩短模具制造周

3、期、降低模具价格、保证冲压件质量这三大目标中起着重要的作用，良好的冲压工艺应保证材料消耗少、工序数目少、模具结构简单、操作方便、寿命长，产品质量稳定等等。从某种意义上讲，冲压工艺的质量就决定了模具的质量。冲模是实践产品设计和冲压工艺的具体手段，也是检验冲压工艺是否合理的标准。主要体现在模具设计阶段和模具调试阶段。模具设计阶段是对冲压工艺的补充和完善，冲模调试阶段与冲压工艺密切相连。总之，冲压工艺与模具设计、制造、调试是相辅相成的关系，只有根据合理的冲压工艺，设计、制造相应的模具，才能调试出合格的制件。胡国骏（2005）在基于Pro/E的电机转子片与定子片多工位级进模设计中指出电火花铣削加工技术

4、也称为电火花创成加工技术，这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12。国外已有使用这种技术的机床在模具加工中应用。预计这一技术将得到发展。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。目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向发展。卢野（1992）在级进模结构设计中的几个问题中指出冲压时，将带料或条料由模具入口端送进后，在严格控制步距精度的条件下，按照成形工艺安排的顺序，通过各工位的连续冲压，在最后工位经冲裁或切断后，便可冲

5、制出符合产品要求的冲压件。为保证多工位级进模的正常工作，模具必须具有高精度的导向和准确的定距系统，配备有自动送料、自动出件、安全检测等装置。所以多工位级进模与普通冲模相比要复杂，具有如下特点：（1）在一副模具中，可以完成包括冲裁，弯曲，拉深和成形等多道冲压工序；减少了使用多副模具的周转和重复定位过程，显著提高了劳动生产率和设备利用率。（2）由于在级进模中工序可以分散在不同的工位上，故不存在复合模的最小壁厚问题，设计时还可根据模具强度和模具的装配需要留出空工位，从而保证模具的强度和装配空间4,5。（3）多工位级进模通常具有高精度的内、外导向（除模架导向精度要求高外，还必须对细小凸模实施内导向保护

6、）和准确的定距系统，以保证产品零件的加工精度和模具寿命。（4）多工位级进模常采用高速冲床生产冲压件，模具采用了自动送料、自动出件、安全检测等自动化装置，操作安全，具有较高的生产效率。目前，世界上最先进的多工位级进模工位数多达50多个，冲压速度达 1000 次/分以上。（5）多工位级进模结构复杂，镶块较多，模具制造精度要求很高，给模具的制造、调试及维修带来一定的难度。同时要求模具零件具有互换性，在模具零件磨损或损坏后要求更换迅速，方便，可靠。所以模具工作零件选材必须好（常采用高强度的高合金工具钢、高速钢或硬质合金等材料），必须应用慢走丝线切割加工、成型磨削、坐标镗、坐标磨等先进加工方法制造模具6

7、。（6）多工位级进模主要用于冲制厚度较薄（一般不超过2mm）、产量大，形状复杂、精度要求较高的中、小型零件。用这种模具冲制的零件，精度可达 IT10 级。文献5 分析了安装座的冲压工艺性，介绍了其特殊级进模总体设计结构和排样方案。实践证明,该模具结构合理、可靠,能保证产品质量,对此类零件的级进模设计有参考价值。文献6根据支架零件的多向弯曲特征，确定了级进模冲压生产工艺，设计了合理的排样方案，介绍了模具结构设计，与传统的模具结构设计相比较，提高了模具的可靠性，降低了开发成本，可供类似零件的级进模设计作参考。文献7指出：级进模冲件的排样设计是级进模结构设计的基础及重要组成部分，影响到级进模结构选型

8、及制模工艺性，制模周期与模具费、冲件质量及材料利用率以及冲件生产成本，并且通过实例论述级进模冲压排样的类型，方法及排样要点。在文献8中，作者认为SolidWorks是一个基于微机平台的三维设计软件,采用参数化特征造型技术,具有全中文Windows图形用户界面,易学易用,在模具行业获得了广泛的应用。但是SolidWorks没有提供专门的冲压模具设计模块。本文作者以打印机步进电机安装座为例,介绍了在SolidWorks中设计冲压模具的一般过程和方法。冲压工艺计算是冲压模设计的重要内容，文献9通过实例介绍了Solidworks在冲压工艺计算中冲压件排样设计、压力中心与冲裁力计算、冲压件毛坯尺寸计算等

9、方面的应用，证明Solidworks在冲模设计中能提高设计质量与效率，也为CAD技术的应用提供一种有益的借鉴。文献10 介绍了SolidWorks软件在冲模设计中的应用。它采用SolidWorks对冲压件进行实体造型,根据使用要求外加约束并施加载荷,利用SolidWorks自带的插件COSMOSWORKS进行分析,根据图解分析结构弊端并改进其结构,最终得到合适的结构和尺寸。文献11 在继承前人大量的排样设计理论和制图经验的基础上，系统研究总结了级进模冲件在条料上排列与连接的关键技术，包括连接方式、连接位置、载体、连接桥的数目与连接方向及冲件在条料上排列方向，对指导级进模排样设计具有重要现实意义

10、。文献12指出：金属板材在弯曲成型过程中 ,获得塑性变形的同时总是伴随着弹性变形 。当弯曲成型加工结束后 ,卸掉冲压载荷时 , 取出弯曲件会发现产生弹性恢复 , 其弯曲角度和外形尺寸都发生与施加载荷时变形方向相反的变化 ,使弯曲件的几何精度受到损害 ,形成 U 形弯曲件生产中较难解决的问题 。该文献通过分析金属板材弯曲回弹的表现形式 、影响因素 ,总结了控制弯曲回弹的具体措施 ：包括：1选用合适的材料及设计合理的工件形状；2 利用热处理的方法解决板料弯曲时的回弹值；3 采用校正弯曲方式。在文献13中，考虑到弯曲变形与其它冲压成形基本工序一样 , 均具有加工硬化效应 , 以及变形区材料厚度有变化

11、的特点 ,提出了利用金属塑性变形中幂函数加工硬化的规律与变形力理论求解法中的主应力法 , 推导出了 U 形件弯曲力理论计算的新公式 。文献14根据回弹理论 ,推导了小型 U 形件弯曲时 ,模具补偿半径与弯曲凸模圆角半径之间近似的计算公式 ,并且运用商业有限元分析软件 Dynaform 对该公式进行了可行性分析 。分析结果表明所介绍的计算公式合理 ,对实际生产具有一定的指导作用 。文献15根据回弹理论推导 U 型件弯曲时 , 模具补偿半径 R1与弯曲凸模圆角半径R0的计算公式，并设计了相应的补偿模具对公式进行实验验证 。实验结果表明 , 计算公式具有较好的精度,按计算公式对模具参数进行取值可以有

12、效地控制回弹 , 对实际生产具有一定的借鉴作用。3、结论通过以上文献综述，不难发现：采用冲压模具生产零部件，具有生产效率高、质量好、成本低、节约能源和原材料等一系列优点，其生产的制件所具备的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低耗能，是其他加工工业所不能比拟的，它已成为当代工业生产的重要手段和工艺发展方向。现代冲压模具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，已经是冲压模具生产的发展方向。参考文献1 涂序斌.

13、 冲压模设计中的五要素J. 九江职业技术学院学报，2005，（3）：17182 苏秀荣. 浅谈冲压工艺与冲压模具的关系J.模具制造， 2001，（4）：39413卢野.级进模结构设计中的几个问题.贵州省：贵阳市华阳电工厂；1992.094胡国骏. 基于Pro/E的电机转子片与定子片多工位级进模设计.湖南：湖南工程；2005.055刘占军，王铁丽，吴钢等. 安装座多工位级进模设计J.模具工业，2007，（8）：31336欧阳波仪.多向弯曲制件级进模的优化设计J. 模具工业，2007，（5）：2225 7张正修,张镇,赵向珍. 级进模排样设计J.冲模技术，2004，（12）：26298王华，尚振国

14、. SolidWorks在冲压模具设计中的应用J.中国科技信息，2008，（15）：1411429罗敬东.SolidWorks在冲压工艺计算中的应用J.金属加工，2009，（12）：727310梁国一, 卢军.基于SolidWorks的冲压件结构优化J.机械工程师，2008，（1）：939411刘占军.级进模冲件在排样上排列与连接的关键技术研究J.机械设计与制造，2006，（1）：174175 12蒋浙，成红忠，徐恺东. U形冲压件弯曲回弹的控制与消除J. 甘肃科技，2010，（4）：5758,2613周勇,卢险峰,杨雪春等. U形件自由弯曲力理论计算新模型J.南昌大学学报（工科版），2009，（9）：29930314彭伟,杨雪春,董懿琼. U形弯曲件回弹补偿半径的计算J.南昌大学学报（工科版），2008，（3）：7174,7815杨雪春,董懿琼, 彭伟等. U型件回弹控制模具补偿法的研究J.锻压技术，2009，（2）：4246