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固定套冲压工艺编制及其模具设计

固定套冲压工艺编制及其模具设计
固定套冲压工艺编制及其模具设计

固定套冲压工艺制定及模具设计

摘要:冷冲压是塑性成型的基本方法之一,它利用冲模在压床上对金属(或非金属)板料施加压力使其分离或变形从而得到一定形状并满足一定使用要求零件的加工方法,通常在常温下进行所以称冷冲压。冷冲压有生产率高,质量稳定,较高的精度,操作方便,材料利用率高等优点。

本篇毕业设计首先针对固定套的几何外形尺寸、使用性能、生产规模、经济性及变形特点等方面分析其冲压工艺,然后对几种可能的工艺方案进行比较,从优选择合理工艺方案并计算排样、冲裁力、选择压力机及标准件规格与各工序模工作部分尺寸及精度;对并落料模、拉深模、冲孔模、翻边模以及切边模的零部件的设计以及装配图进行了详细的说明。

关键词:、固定套,落料,拉深,冲孔,翻边,切边,工艺计算,模具设计

目录

1引言 (1)

2冲压件的工艺分析及工艺方案的确定 (3)

2.1 材料分析 (3)

2.2零件的冲压工艺性分析 (4)

2.2.1 冲压件的尺寸精度分析 (4)

2.2.2 冲压件的尺寸精度分析 (4)

2.2.3 冲压件的生产批量分析 (4)

2.2.3 冲压件的工艺分析 (5)

2.3 确定工艺方案 (5)

2.4 模具结构型式的确定 (6)

2.6 绘画毛坯尺寸计算图 (7)

3 落料模工艺计算及模具设计 (7)

3.1 落料模的工艺计算 (7)

3.1.1 落料部分尺寸计算 (7)

3.1.2 落料模压力机选择 (10)

3.1.3 落料模压力中心的选择 (12)

3.2 落料模模具设计 (12)

3.2.1 模具总体设计 (13)

3.2.2 工作零件设计 (13)

3.2.3 定位零件设计 (14)

3.2.4 结构零件设计 (15)

3.2.5 落料模闭合高度的校核 (16)

3.2.6 落料模的模具装配图 (17)

4拉深模的工艺计算及模具设计 (17)

4. 1拉深模的工艺计算 (17)

4.1.1 拉深部分尺寸计算 (17)

4.1.2 拉深模压力机选择 (19)

4.1.3 拉深模压力中心的选择 (21)

4.2拉深模的模具设计 (21)

4.2.1 模具总体设计 (21)

4.2.2 工艺零件的设计 (22)

4.2.3 定位零件的设计 (24)

4.2.4 结构零件设计 (24)

4.2.5 拉深模闭合高度的校核 (25)

4.2.6 拉深模的模具装配图 (26)

5 冲孔模工艺计算及模具设计 (26)

5. 1冲孔模的工艺计算 (26)

5.1.1 冲孔部分尺寸计算 (26)

5.1.2 冲孔模压力机选择 (28)

5.1.3 冲孔模压力中心的选择 (30)

5.2 冲孔模模具设计 (30)

5.2.1 模具总体设计 (30)

5.2.2 工作零件设计 (31)

5.2.3 定位零件设计 (34)

5.2.4 结构零件设计 (35)

5.2.5 冲孔模闭合高度的校核 (36)

5.2.6 冲孔模的模具装配图 (37)

6 其余工序模具的设计 (37)

6.1 翻边模主要参数的计算 (37)

6.1.1 模具总体设计 (37)

6.1.2 凸凹模工作部分尺寸的计算 (38)

6.1.3 选择压力机 (38)

6.1.4 翻边模的模具装配图 (39)

6.2 切边模主要参数的计算 (39)

6.2.1 模具总体设计 (39)

6.2.2 选择压力机 (40)

6总结 (41)

参考文献 (42)

致谢.............................................错误!未定义书签。

1引言

冲压加工是借助于常规或专用冲压设备的动力,使板料在模具里直接受到变形力并进行变形,从而获得一定形状,尺寸和性能的产品零件的生产技术。板料,模具和设备是冲压加工的三要素。冲压加工是一种金属冷变形加工方法。所以,被称之为冷冲压或板料冲压,简称冲压。它是金属塑性加工(或压力加工)的主要方法之一,也隶属于材料成型工程技术[1]。

冲压是高效的生产方法,采用复合模,尤其是多工位级进模,可在一台压力机上完成多道冲压工序,实现由带料开卷、矫平、冲裁到成形、精整的全自动生产。生产效率高,劳动条件好,生产成本低,一般每分钟可生产数百件。

冲压件与铸件、锻件相比,具有薄、匀、轻、强的特点。冲压可制出其他方法难于制造的带有加强筋、肋、起伏或翻边的工件,以提高其刚性。由于采用精密模具,工件精度可达微米级,且重复精度高、规格一致,可以冲压出孔窝、凸台等。

冷冲压件一般不再经切削加工,或仅需要少量的切削加工。热冲压件精度和表面状态低于冷冲压件,但仍优于铸件、锻件,切削加工量少[3]。

冲压所使用的模具称为冲压模具,简称冲模。冲模是将材料(金属或非金属)批量加工成所需冲件的专用工具。冲模在冲压中至关重要,没有符合要求的冲模,批量冲压生产就难以进行;没有先进的冲模,先进的冲压工艺就无法实现。冲压工艺与模具、冲压设备和冲压材料构成冲压加工的三要素,只有它们相互结合才能得出冲压件。

模具的精度和结构直接影响冲压件的成形和精度。模具制造成本和寿命则是影响冲压件成本和质量的重要因素。模具设计和制造需要较多的时间,这就延长了新冲压件的生产准备时间[10]。

模座、模架、导向件的标准化和发展简易模具(供小批量生产)、复合模、多工位级进模(供大量生产),以及研制快速换模装置,可减少冲压生产准备工

作量和缩短准备时间,能使适用于减少冲压生产准备工作量和缩短准备时间,能使适用于大批量生产的先进冲压技术合理地应用于小批量多品种生产[11。]冲压设备除了厚板用水压机成形外,一般都采用机械压力机。以现代高速多工位机械压力机为中心,配置开卷、矫平、成品收集、输送等机械以及模具库和快速换模装置,并利用计算机程序控制,可组成高生产率的自动冲压生产线[12]。

全世界的钢材中,有60~70%是板材,其中大部分是经过冲压制成成品。汽车的车身、底盘、油箱、散热器片,锅炉的汽包、容器的壳体、电机、电器的铁芯硅钢片等都是冲压加工的。仪器仪表、家用电器、自行车、办公机械、生活器皿等产品中,也有大量冲压件。

经过近10多年的发展,目前我国冲压模具的设计制造能力已经具有较高水平。例如,我国已能生产中档轿车的部分覆盖件模具;部分高精度多工位级进模和多功能模已达到世界水平,且模具制造周期也已达到国外同类模具水平,等等。虽然如此,我国的冲压模具设计制造能力与市场需要和国际水平相比仍有较大差距,主要表现在高档轿车和大中型汽车覆盖件模具及高精度冲模方面,这些模具无论在设计还是加工工艺和能力方面,均有较大差距[4]。

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。该品种目前已有一些有代表性的产品,如集机电一体化的精密自动叠片模具,已达到国际先进水平,完全可以替代进口。但总体上和国外多工位级进模相比,在制造精度、使用寿命、模具结构和功能上,仍存在一定差距[5]。

2冲压件的工艺分析及工艺方案的确定

2.1 材料分析

其材料为08Al碳素钢本零件所提供的材料为08Al钢,厚度t=1㎜。,根据表8-7[14]查出08Al钢的机械性能,见表1.1所示08Al钢的机械性能。 08AL 是优质碳素结构钢的一种,一般用作冷冲压薄板钢中的Al脱氧镇静钢冷轧板,其命名规则类同碳素结构钢,其两位数字表示钢中平均碳质量分数的万倍,即“08”表示钢中平均碳质量分数为0.08%,“A”表示质量等级,“L”为“拉”字的汉语拼音首字母,表示其拉伸性能好。主要力学性能(试件尺寸25mm):正火930℃、σs=196 MPa、σb=400Mpa、σ5/%≥33、硬度(未热处理)131HB。

08Al主要用于制造4mm以下的各种冷冲压构件,如车身、驾驶室、各种仪表及机器外壳等。该材料具有良好的冲压性能[15]。

主要力学性能表1.1 08Al号钢机械性能

2.2.1 冲压件的尺寸精度分析

图2-1

2.2.2 冲压件的尺寸精度分析

①材料:该冲裁件的材料08Al,具有良好的可冲压性能。

②零件结构:该冲裁件的结构简单,中间翻起,相对比较简单,比较适合冲裁。

③尺寸精度:不允许有毛刺;未注圆角为R2;内外表涂白色醇酸磁漆C04-2HG2-590-84。

结论:适合冲裁

2.2.3 冲压件的生产批量分析

批量为10万件,该零件为单件大批量生产。

本课题设计的零件是固定套,材料为08Al,料厚1mm, 如图2-1所示。零件图是一个固定套,零件形状规则对称,生产纲领为大批量生产。该零件从图纸要求的尺寸和使用情况看,尺寸精度要求并不太高,外形尺寸按IT14级即可。

2.3 确定工艺方案

根据制件的工艺性分析,其基本工序有落料、冲孔、翻边、、切边四种。按其先后顺序组合可得以下几中方案:

1).单工序模:①落料→拉深→冲孔→翻边→切边

2).复合模:②落料、拉深→冲孔→翻边→切边

③落料、拉深→冲孔→翻边→切边

④落料→拉深、冲孔→翻边→切边

3).级进模:⑤落料、拉深→冲孔—翻孔—切边

方案①:工序复合程度低,生产效率低,适合中小批量生产,但是这零件年生产量为10万件,属于大批量生产;

方案②③:与方案①比较提高了生产效率,但是方案④与方案②③比较还是效率低

方案④:与方案一比较落料、冲孔和拉深进行了复合,减少了工序,提高了生产效率,有利于大批量生产。

方案⑤:可以大幅提高生了效率,但模具的设计难度大,成本高,不做考虑。

综合以上的分析可以看出,在大批量的生产条件下,选用方案④是比较合理的。

2.4 模具结构型式的确定

1)操作方式的选择选择手动送料操作方式。

2)定位方式的选择工件在模具中的定位主要考虑定位基准、上料方式、操作安全可靠等因素。为使定位可靠,应选择精度高、冲压时不发生变形和移动的表面作为定位表面。

3)卸料方式的选择由于采用手动操作送进和定位,并且材料相对较薄,所以选择弹性卸料方式比较方便、合理。

以上制作粗略的选择,待工艺计算后和模具装配设计时边修改边做具体的、确定。

2.5毛坯尺寸的计算

毛坯尺寸按下列方法确定,

盒形件直边按弯曲展开,圆角部分按四分之一圆筒形拉伸展开,其中直边展开为; 错误!未找到引用源。

错误!未找到引用源。

r——底部圆角;

式中

g

r——侧边圆角;

y

H——拉伸高度;

盒形件切边余量

根据表9-10 盒形件的切边余量h

切边余量取0.05h=0.2

圆角部分按1/4圆筒拉深计算,得

错误!未找到引用源。=错误!未找到引用源。把数据代入得错误!未找到引用源。=12.8

毛坯边长a=82+4×7.14+2×8+1×2≈147mm

2.6 绘画毛坯尺寸计算图

3 落料模工艺计算及模具设计

3.1 落料模的工艺计算

3.1.1 落料部分尺寸计算

3.1.1.1排样

设计复合模,首先要设计条料排样图。落料形状简单为椭圆形,查表2-16[14]得,可以采用直排方式,如图所示的排样方法:

根据材料厚度,由表2-17[14]查得,搭边值为工件间a1=2.2mm,a=2.5mm。

3.1.1.2条料宽度和步距计算

条料宽度B(采用无侧压装置的导料板之间送料时)

B=(D+2a)=147+2错误!未找到引用源。=150mm

送料步距A

A=D+a=147+1.2=148.2mm

查表8-12[14]板材标准,宜选1mm错误!未找到引用源。×1900mm的08Al 板,查表8-13[14]厚度允许偏差为错误!未找到引用源。0.12。

裁板条数错误!未找到引用源。5.3;错误!未找到引用源。12.7;

每条个数错误!未找到引用源。5.4;错误!未找到引用源。12.8 每板总个数 n=错误!未找到引用源。=5错误!未找到引用源。个;

计算冲裁件的面积A:充分利用AutoCAD2000计算物体质量特性的功能,依次点取“工具”(Tools)菜单“查询”(Inquiry)→“质量特性”(Mass Properties),得毛坯的面积 = 20845.77372

m m,周长 = 543.2268m m,毛坯总面积为S=44730.0000mm2 材料利用率为错误!未找到引用源。

3.1.1.3 凸凹模间隙

对于零件形状复杂或薄料的工件,为了保证凸、凹模间一定的间隙值,必须采用配合加工。此方法是先做好其中的一件(凸模或凹模)作为基准件,然后以此基准键为标准来加工另一件,使他们保持一定的间隙值,这样错误!未找到引用源。不再受间隙限制。根据经验一般可取错误!未找到引用源。。这种方法不仅容易保证凸、凹模间隙很小,而且还可以放大基准件的制造公差,是制造容易,故目前工厂一般都采用此种方法。

3.1.1.4 模具尺寸计算

(1)落料件尺寸的基本计算公式为

由于工件属于盒形件,各部分尺寸性质不同,凸模凹模磨损情况也不同,所以基准件的刃口尺寸需要按不同的方法计算,此盒形件属于凹模磨损后尺寸增大。

A 0

max A )(δ+-=X ΔD D 0min max 0min A T T T )()(δδ----=-=Z X ΔD Z D D

尺寸1470

-0.3mm ,可查得凸、凹模最小间隙Z min =0.100mm ,最大间隙

Z max =0.180mm ,凸模制造公差错误!未找到引用源。mm ,凹模制造公差错误!未找到引用源。mm 。将以上各值代入A T δδ+≤min max Z Z -校验是否成立,经校

验,不等式成立,所以可按上式计算工作零件刃口尺寸。

即 错误!未找到引用源。=(147-0.75×0.3)+0.040

0mm =146.78+0.040

0 mm

错误!未找到引用源。=(146.775-0.100)0

-0.030mm=146.680

-0.030 mm

尺寸240

-0.12mm ,可查得凸模制造公差错误!未找到引用源。mm ,凹模制造公

差错误!未找到引用源。mm 。将以上各值代入A T δδ+≤min max Z Z -校验是否成

立,经校验,不等式成立,所以可按上式计算工作零件刃口尺寸。

即 错误!未找到引用源。=(24-1×0.12)+0.025

mm =23.88+0.0250 mm 错误!未找到引用源。=(23.88-0.100)0-0.020mm=23.780-0.020 mm

3.1.1.5冲裁力

冲裁力的计算

F=1.6Ltбb

式中 F——冲裁力(N);

L——冲裁轮廓的总长度,

由AutoCAD“工具”→查询→面积,查得长度L=545mm;

t——板料厚度,取1mm;

бb——板料的抗拉强度,由《材料手册》查得бb=295MPa。

将以上数据代入(2.7)式,得

F=1.6Ltбb=1.6×548×1×295=258656N≈258.7KN

采用固定卸料装置的总的冲裁力为:F=F冲裁+F卸

由表2-37[14]查得错误!未找到引用源。

错误!未找到引用源。=错误!未找到引用源。F冲裁错误!未找到引用源。

F= F落错误!未找到引用源。

3.1.2 落料模压力机选择

总的冲压力F=269KN,也就是压力机所需的总冲压力。

3.1.2.1压力机类型的选择

压力机类型的选择主要依据所要完成的冲压性质、生产批量、冲压件的尺寸及精度要求等。该冲裁件属于结构简单的中、小型冲裁件,大批量生产,冲裁件的尺寸级精度要求不高,故采用开式压力机[16]。

3.1.2.2压力机规格的选择

压力机规格的选择主要依据冲裁件尺寸,变形力大小及模具尺寸等,初选压力机规格时主要选择压力机的公称压力、行程次数等参数,闭合高度要在零件模具设计完成后,进行必要的校核后再确定尺寸[17]。

①公称压力的选择。冲裁时,压力机的施力行程较小(小于公称压力行程),因此所选压力机的公称压力只要大于冲压力的总和即可。

F0>F总

因为 F总=269KN

所以,压力机的公称压力可以初选为F0=350KN的双柱可倾式压力机。

②行程次数。行程次数是指滑块每分钟冲击的次数,即滑块每分钟往复运动的次数。主要考虑以下因素:

a、为了提高生产率,就要增加行程次数。

b、考虑操作方式(进、出料时间的快慢)。

c、不能忽略金属变形速度这一因素(金属流动速度)。

d、行程次数太高,将缩短设备寿命。

压力机的行程次数为50r/min,满足该冲裁件的生产效率要求。

③滑块行程。滑块行程是指滑块的最大运动距离。主要考虑以下因素:

a、要保证毛坯放进和工件取出,应使滑块行程大于工件高度的两倍以

上。

b、与行程次数密切相关,行程长,则次数少,所以限制行程,可提高生

产率。

所选压力机的滑块行程为80mm,远远满足冲裁件的冲压行程。

④闭合高度。压力机的闭合高度是指滑块在下死点时,滑块底面到工作台上平面之间的距离。

压力机的闭合高度可以通过调节连杆长度来改变其大小,将连杆调至最短时,闭合高度最大,称最大闭合高度。将连杆调至最长时,闭合高度最小。所选压力机的最大闭合高度为250mm,连杆的调节量为75mm,故最小闭合高度为175mm。

⑤压力机的工作台面尺寸(前后x左右)为400mm错误!未找到引用源。610mm

⑥工作台孔尺寸(直径×前后×左右) 为Φ200×150×300

⑦模柄孔尺寸(直径×深度)为υ50mm ×70mm

3.1.3 落料模压力中心的选择

模具压力中心是指冲压时诸冲压力合力的作用点位置。为了确保压力机和模具正常工作,应使冲模压力中心与压力机滑块的中心重合。否则,会使冲模和压力机滑块产生偏心载荷,使滑块和导轨间产生过大的磨损,模具导向零件加速磨损,降低模具和压力机的使用寿命。

在设计时,必须使冲模的压力中心与冲床滑块轴线重合,否则冲模在工作中就会产生偏心负荷弯矩,模具发生弯曲歪斜,导向机构不均匀磨损,刃口迅速变钝,直接影响模具寿命和冲裁件的质量。由于落料的形状是轴对称的,股压力中心是几何中心位置

3.2 落料模模具设计

模具的工作零件、定位零件、和卸料零件、导向零件、连接和紧固零件、等要首先按冷冲模国家标准选用,若无标准,可先选用再进行设计。对于小而长的冲头,壁厚较薄的凹模等还需要进行强度校核。模具的闭合高度、轮廓大小、压力中心应于选用设备相适应[18]。

3.2.1 模具总体设计

(1)模具类型的选择

由冲压工艺分析可知模具类型为简单模。

(2)定位方式的选择

采用在凹模上安装一个定位器来定位零件的外形,从而达到定位的目的。

(3)卸料方式的选择

因为工件料厚为1mm,相对较薄,卸料力也比较小,故可采用卸料板。

(4)导向方式的选择

为了提高模具寿命和工件质量,方便安装调整,模具采用后侧导柱的导向方式。

3.2.2 工作零件设计

3.2.2.1落料凸模

结合工件外形并考虑加工,将凸凹模设计成带肩台阶式凸模,一方面加工简单,另一方面又便于装配与更换,采用车床加工。凸模长度L=65mm。材料选用Cr12MoV钢,淬硬HRC58~62。其凸模图4.1所示。

3.2.2.2落料凹模

凹模采用整体凹模,冲裁的凹模孔可采用线切割机床和铣床加工,安排凹模在模架上的位置时,要依据计算压力中心的数据,将压力中心与模柄中心重合。

凹模的轮廓尺寸应要保证凹模有足够的强度与刚度,凹模板的厚度还应考虑修磨量,凹模的材料选用Cr12MoV钢,淬硬HRC58~62。其结构如图4.2所示。

图3.1 图3.2

3.2.2.3凸模固定板

选用的材料为45钢,热处理HRC43~48,其结构如图3.3所示。

3.2.2.4凸模垫板

选用45钢,热处理HRC43~48,其结构如图3.4所示。

图3.3 图3.4

3.2.3 定位零件设计

3..2.3.1卸料部件设计

卸料装置用刚性卸料板的卸料装置,卸料板采用45钢制造, 热处理HRC42~45,其结构如图3.5所示。

图3.5

3.2.4 结构零件设计

3.2.

4.1模架及其他零件设计

采用滑动导向后侧式模架的导向方式,如图所示,带有导柱的冲裁模适合于精度要求较高,生产批量较大的冲裁件,且导柱模结构比较完善,对后侧导柱的导向方式可从左右和前后两个方向进行送料。故相应选后侧导柱模架。

模架的选取

查《冲压手册》表选择后侧导柱模架。

上模座:标准编号:GB2855.5 250x200x45

其基本参数: L=250mm;B=200mm;错误!未找到引用源。H=45mm;h=30mm; 错误!未找到引用源。mm ; 错误!未找到引用源。 mm;错误!未找到引用源。mm;错误!未找到引用源。mm;S=250mm;R=45;错误!未找到引用源。mm;错误!未找到引用源。=M14-6H mm ;t=28mm; 错误!未找到引用源。=150 下模座:标准编号:GB2855.6 200X200X50

其基本参数:L=250mm;B=200mm;错误!未找到引用源。H=45mm;h=30mm; 错误!未找到引用源。mm ; 错误!未找到引用源。 mm;错误!未找到引用源。mm;错误!未找到引用源。mm;S=250mm;R=45;错误!未找到引用源。mm;错误!未找到引用源。=M14-6H mm ;t=28mm; 错误!未找到引用源。=150

A型导柱:标准编号: GB/T2861.1 A32h6X160

其基本参数:错误!未找到引用源。mm;L=190mm,。

A型导套:标准编号: GB/T2861.6 A32x45x103

其基本参数: d(H6)=错误!未找到引用源。mm; D(r6)=错误!未找到引用源。mm; l=25mm;

a = 1mm;

b = 3mm;L=105mm;h=43mm; 油槽数为2.

3.2.

4.2模柄的选择

压力机需d=υ50的模柄,查表10-49[14]得,选用凸缘式模柄A50×100

3.2.5 落料模闭合高度的校核

3.2.5.1 模具的闭合高度为

175mm

3.2.5.2工作台尺寸的校核

模具的尺寸(前后X左右)为250×200小于压力机的工作台尺寸(前后X左右)为400mm错误!未找到引用源。610mm,故压力机的工作台尺寸满足模具的要求。

3.2.5.3 工作台孔尺寸的校核

模具冲一个孔落料所需要的工作台孔直径为147小于压力机工作台孔的直径为200,故压力机的工作台孔尺寸满足模具的要求。

3.2.6 落料模的模具装配图

图3.6

1—模柄;2—圆柱头内六角螺钉;3—落料凸模固定板;4—圆柱头内六角螺钉;5—卸料板;6—导柱;7—圆柱头内六角螺钉;8—下模座;9—定位销;10—落料凹模;11—定位销;12—落料凸模;13—导套;14—圆柱头内六角螺钉;15—垫板;16—圆柱销;17—上模座;18—圆柱头内六角螺钉。

4 拉深模的工艺计算及模具设计

4. 1拉深模的工艺计算

4.1.1 拉深部分尺寸计算

4.1.1.1凸凹模工作部分的尺寸及公差

查表4-76[14]得,拉深凸凹模的制造公差δd =0.05;δp =0.03 。

08Al c=1mm ;错误!未找到引用源。

D d =(D-0.75错误!未找到引用源。)+ δd =(82-0.75错误!未找到引用

源。)+0.050=81.85+0.050mm

d P =(D-075Δ-2c)- δp =(82-0.75错误!未找到引用源。)-0.030=79.85-0.030mm D d =(D-0.75错误!未找到引用源。)+ δd =(20-0.75错误!未找到引用

源。)+0.050=19.85+0.050mm

d P =(D-075Δ-2c)- δp =(20-0.75错误!未找到引用源。)-0.030=17.85-0.030mm

4.1.1.2凸凹模圆角半径

拉深凹模的圆角半径错误!未找到引用源。

错误!未找到引用源。=3mm

t ——材料厚度

凸模圆角半径应于工件的圆角半径相等,即r 凸=r 件=2mm

4.1.1.3确定拉深系数与拉伸次数

拉伸系数表示变形程度,对于低盒形件圆角半径较小的,其变形程度用圆角拉伸系数[1]

r /y y m R

式中 r

y ——拉伸后角部圆角半径;

冷冲压工艺及模具设计

《冷冲压工艺及模具设计》 姓名:黄虹 班级:机制093 学校:江西农业大学

目录 前言 课程设计指导书 设计说明书 第一部分、零件的工艺分析 第二部分、模具类型的确定 第三部分、冲裁模间隙 第四部分、零件的工艺计算 一、排样与搭边 二、冲压力的计算 三、计算压力中心 四、凸、凹模刃口尺寸计算 第五部分、冲压模结构设计计算 第六部分、压力机的选择与校核 第七部分、模具主要零件加工工艺规程的编制总结 参考文献

前言 冲压是利用安装在冲压设备(主要是压力机)上的模具对材料施加压力,使其产生分离或塑性变形,从而获得所需零件(俗称冲压或冲压件)的一种压力加工方法。冲压通常是在常温下对材料进行变形加工,且主要采用板料来加工成所需零件,所以也叫冷冲压或板料冲压。冲压是材料压力加工或塑性加工的主要方法之一,隶属于材料成型工程。 冲压所使用的模具称为冲压模具,简称冲模。冲模是将材料(金属或非金属)批量加工成所需冲件的专用工具。冲模在冲压中至关重要,没有符合要求的冲模,批量冲压生产就难以进行;没有先进的冲模,先进的冲压工艺就无法实现。冲压工艺与模具、冲压设备和冲压材料构成冲压加工的三要素,只有它们相互结合才能得出冲压件。 由于冲压加工的零件种类繁多,各类零件的形状、尺寸和精度要求又各不相同,因而生产中采用的冲压工艺方法也是多种多样的。概括起来,可分为分离工序和成形工序两大类;分离工序是指使坯料沿一定的轮廓线分离而获得一定形状、尺寸和断面质量的冲压(俗称冲裁件)的工序;成形工序是指使坯料在不破裂的条件下产生塑性变形而获得一定形状和尺寸的冲压件的工序。上述两类工序,按基本变形方式不同又可分为冲裁、弯曲、拉深和成形四种基本工序,每种基本工序还包含有多种单一工序。 在实际生产中,当冲压件的生产批量较大、尺寸较少而公差要求较小时,若用分散的单一工序来冲压是不经济甚至难于达到要求。这时在工艺上多采用集中的方案,即把两种或两种以上的单一工序集中在一副模具内完成,称为组合的方法不同,又可将其分为复合-级进和复合-级进三种组合方式。 此设计针对所给的零件进行了一套冷冲压模具的设计,其中设计内容为分析零件的冲裁工艺性(材料、工件结构形状、尺寸精度),拟定零件的冲压工艺方案及模具结构,零件的工艺计算(排样与搭边、冲裁力和压力中心的计算凸凹模刃口尺寸的计算),冲压模结构设计计算,压力机的选用与校核。

冲压工艺及模具设计一

第一章概述 内容简介: 本章讲述冲压冲压模具设计的基础知识。涉及冲压和冲模概念、冲压工序和冲模分类;常见冲压设备及工作原理、选用原则;冲压成形基本原理和规律;冲压成形性能及常见冲压材料;模具材料种类;模具制造特点、模具零件加工方法及应用等。 章节内容: 1.1冲压的定义 1.2冲压工序分类 1.3冲压工艺的特点及其应用 1.4冲压变形的理论基础 1.5冲压用板料 1.6冲压设备简介 学习目的与要求: 1.掌握冲压和冲模概念、冲压工序和冲模分类; 2.认识常见冲压设备,掌握选用原则; 3.了解屈服准则、塑性变形时应力应变关系、体积不变条件、硬化规律、等冲压成形基本规律; 4.了解冲压成形性能与机械性能关系; 5.认识模具制造特点,掌握模具零件加工方法。 重点内容: 冲压成形基本概念、冲压设备及选用、冲压成形基本规律及应用、冲压成形性能与机械性能关系、常用模具零件加工方法及应用。 难点内容: 冲压成形基本规律、冲压成形性能与机械性能关系。

主要参考书: [1] 王同海.实用冲压设计技术.北京:机械工业出版社,2000 [2] 冯炳尧.模具设计与制造简明手册.上海:上海科学技术出版社,2000 复习思考题:<参考答案下载> 1-1什么是冲压加工? 1-2 冲压加工又何特点? 1-3冲压加工又哪几种类型? 1-4什么是分离工序? 1-5 什么是塑性变形工序? 1-6 我国冲压技术的发展方向是怎么样的? 1-7 常用的冲压设备有哪几种? 1-8 通用曲柄压力机的工作原理是怎么样的? 1-9 选用冲压设备的基本原则是什么? 1-10怎样根据冲压工艺来选择压力机的种类? 1-11怎样选择压力机规格大小? 1-12如何正确使用压力机? 1-13使用时如何正确地调整压力机? 1-14冲压材料常用的备料设备有哪些? 1-15剪板机由哪几部分组成? 1-16如何正确使用剪板机? 例题与解答: [1]冲压塑性变形辅助分析 [2]拉深变形中的变形趋向:注意变形过程、变形区与传力区、变形缺陷 电子教材 1.1 冲压的定义 冲压是利用冲模在冲压设备上对板料施加压力(或拉力),使其产生分离或变形,从而获得一定形状、尺寸和性能的制件的加工方法。冲压加工的对象一般为金属板料(或带料)、薄壁管、薄型材等,板厚方向的变形一般不侧重考虑,因此也称为板料冲压,

冲压工艺与模具设计课后习题

第 2章冲裁 填空题 1.冲裁件的断面质量由塌角、光亮带、断裂带、毛刺4部分组成。 2.冲裁件在板料或条料上的布置方法称为排样。 3.冲裁时冲裁件与冲裁件之间,冲裁件与条料侧边之间留下的工艺废料称为搭边和 侧搭边。 4.当间隙较小时,冲裁后材料的弹性恢复使落料件的尺寸大于凹模尺寸,冲孔件 的尺寸小于凸模尺寸。 5.当间隙较大时,冲裁后材料的弹性恢复使落料件的尺寸小于凹模尺寸,冲孔件 的尺寸大于凸模尺寸。 6.影响冲裁件尺寸精度的因素有间隙、材料性质、工件形状与尺寸、其中间隙起 主导作用。 7.凸模刃口磨钝时,在落料件的上端产生毛刺,而凹模刃口磨钝时,在冲孔件的 下端产生毛刺。 8.冲裁力合力的作用点称为模具的压力中心,模具的压力中心必须通过模柄轴 线而与压力机滑块的中心线相重合。 9.复合模在结构上的主要特征是有一个既是落料凸模有是冲孔凹模的凸凹模。 10.倒装复合模落料凹模装在上模,顺装复合模落料凹模装在下模。 判断题 1.冲裁件的排样是否合理主要用材料利用率来衡量。(√) 2.常用的卸料装置可分为固定卸料装置和弹压卸料装置,固定卸料装置常用于冲 裁厚料和冲裁力较大的冲件,弹压卸料装置一般用于冲裁薄料及精度要求高的

冲件。(√) 3.导料板的作用主要是保证凸模有正确的引导方向。(×) 4.冷冲压工艺可分为分离工序和成型工序两大类。(√) 5.倒装复合模落料凹模装在上模,顺装复合模落料凹模装在下模。(√) 6.上、下模座、导柱、导套的组合体叫冲模。(×) 7.凸凹模就是落料、冲孔复合模中把凸模和落料凹模做成一体的工作零件。(×) 8.取合理小间隙时有利于提高制件质量,取合理大间隙时有利于延长模具寿命。(√) 9.垫板的主要作用是把凸模连接到模座上。(×) 10.影响冲裁件尺寸精度有两大方面因素,一是冲模凸、凹模本身制造偏差,二是冲裁 结束后冲裁件相对于凸模或凹模的尺寸偏差。(√) 简答题 1.何谓冲模? 加压将金属或非金属板料分离、成型或结合而得到制件的工艺装备叫冲模。 2.何谓复合模? 只有一个工位,并在压力机的一次行程中,同时完成两道或两道以上的冲压工序的冲模叫复合模。 3.确定冲裁间隙的主要根据是什么? 主要根据冲件断面质量、尺寸精度和模具寿命这三个因素给间隙规定一个范围值。 4.试述落料模由哪些零件组成。 主要由工作零件:凸模、凹模; 定位零件:到料板(倒料销)、承料板、挡料销; 卸料零件:弹压(固定)卸料板; 导向零件:导柱、导套; 固定零件:上、下模座、模柄、凸模固定板、垫板;

冲压工艺与模具设计实例分解

第一节冲压工艺与模具设计的内容 及步骤 冲压工艺与模具设计是进行冲压生产的重要技术准备工作。冲压工艺与模具设计应结合工厂的设备、人员 等实际情况,从零件的质量、生产效率、生产成本、劳 动强度、环境的保护以及生产的安全性各个方面综合考 虑,选择和设计出技术先进、经济上合理、使用安全可 靠的工艺方案和模具结构,以使冲压件的生产在保证达 到设计图样上所提出的各项技术要求的基础上,尽可能 降低冲压的工艺成本和保证安全生产。一般来讲,设计 的主要内容及步骤包括: ⒈工艺设计 (1) 零件及其冲压工艺性分析根据冲压件产品 图,分析冲压件的形状特点、尺寸大小、精度要求、原 材料尺寸规格和力学性能,并结合可供选用的冲压设备 规格以及模具制造条件、生产批量等因素,分析零件的 冲压工艺性。良好的冲压工艺性应保证材料消耗少、工 序数目少、占用设备数量少、模具结构简单而寿命高、 产品质量稳定、操作简单。 (2) 确定工艺方案,主要工艺参数计算在冲压工 艺性分析的基础上,找出工艺与模具设计的特点与难点,根据实际情况提出各种可能的冲压工艺方案,内容包括 工序性质、工序数目、工序顺序及组合方式等。有时同 一种冲压零件也可能存在多个可行的冲压工艺方案,通 常每种方案各有优缺点,应从产品质量、生产效率、设 备占用情况、模具制造的难易程度和寿命高低、生产成 本、操作方便与安全程度等方面进行综合分析、比较,

确定出适合于现有生产条件的最佳方案。 此外,了解零件的作用及使用要求对零件冲压工艺与模具设计是有帮助的。 工艺参数指制定工艺方案所依据的数据,如各种成形系数(拉深系数、胀形系数等)、零件展开尺寸以及冲裁力、成形力等。计算有两种情况,第一种是工艺参数可以计算得比较准确,如零件排样的材料利用率、冲裁压力中心、工件面积等;第二种是工艺参数只能作近似计算,如一般弯曲或拉深成形力、复杂零件坯料展开尺寸等,确定这类工艺参数一般是根据经验公式或图表进行粗略计算,有些需通过试验调整;有时甚至没有经验公式可以应用,或者因计算太繁杂以致于无法进行,如复杂模具零件的刚性或强度校核、复杂冲压零件成形力计算等,这种情况下一般只能凭经验进行估计。 (3) 选择冲压设备根据要完成的冲压工序性质和各种冲压设备的力能特点,考虑冲压加工所需的变形力、变形功及模具闭合高度和轮廓尺寸的大小等主要因素,结合工厂现有设备情况来合理选定设备类型和吨位。 常用冲压设备有曲柄压力机、液压机等,其中曲柄压力机应用最广。冲裁类冲压工序多在曲柄压力机上进行,一般不用液压机;而成形类冲压工序可在曲柄压力机或液压机上进行。 ⒉模具设计 模具设计包括模具结构形式的选择与设计、模具结构参数计算、模具图绘制等内容。

冲压工艺及模具设计

冲压模具成型工艺及模具设计 设计课题:工件如下图所示,材料Q235,板料厚度1mm,年产量8万件,表面不允许有明显的划痕。设计成型零件的模具。 技术要求:未注圆角为R1;未注公差为IT14级;材料厚度t=1mm 一、冲压工艺分析 1、该零件的材料是Q235,是普通的碳素工具钢,板厚为1mm,具有良好 的可冲压性能。 2、该零件结构简单,并在转角处有R1的圆角,所冲的三个孔都是Φ5的 尺寸,工艺性比较好,整个工件的结构工艺性好。 3、尺寸精度,零件上的三个孔的尺寸精度为IT12~13级,三个孔的位置 精度是IT11~12级,其余尺寸的公差为IT12~14,精度比较低。 结论:适合冲压生产。 二、工艺方案确定 该工件包括落料、冲孔两个基本工序,有以下3种工艺方案: 方案一:先落料,后冲孔。采用单工序模具生产。 方案二:落料—冲孔复合冲压,采用复合模生产。 方案三:冲孔—落料级进冲压,采用级进模生产。 方案一模具结构简单,但需要两道工序两幅模具,成本高而生产率低,难以满足中批量生产需求。

方案二只需一副模具,工件精度及生产效率都较高。 方案三也只需要一副模具,生产效率高,操作方便,但位置精度不如复合模具冲裁精度高。 通过对上述三种方案的分析比较,成型该零件应该采用方案二复合模具成型。 三、确定模具类型及结构形式 1、该零件质量要求不高,板的厚度有1mm, 孔边距有6mm,所以可以选用 倒装复合模。 2、定位方式的选择:控制条料的送进方向采用两个导料销,控制条料的 送进步距采用挡料销。 3、卸料、出件方式的选择:采用弹性卸料。下出件,上模刚性顶件。 4、导向方式的选择:为了方便操作,该模具采用后侧导柱的导向方式。 冲压件的形状简单、精度要求不高、生产批量为中批量,为了使得模具寿命较高,采用有导向、弹性卸料、下出件的模具结构形式。 四、工艺计算 1、确定最佳排样方式,并计算材料利用率,选择板料规格。 该零件为近似矩形零件,设计排样1、排样2三种排样方式,如图:排样1: 排样2:

冷冲压工艺及模具设计课程实验指导书解答

冷冲压工艺与模具设计课程实验指导书实验一:典型结构冲模拆装 一、实验目的和要求 1通过对模具的拆装,进一步熟悉模具的结构; 2、通过对所拆模具的分析和论证,进一步掌握各类模具的结构、各零部件的作用、零件间的配合关系及拆装关系。提高分析问题的能力,提高设计模具的能力; 3、通过对模具的拆装,并绘制模具装配图以一些主要模具零件图。提高快速绘制模具草图的能力。 二、冲模的分类及冲模的主要零部件 1冲模的分类 冲模按工序组合程度可分为:单工序模、级进模、复合模。 冲模按导向方式可分为:无导向模、导板模、导柱导套模 (1)单工序模 单工序模是指在一次冲压行程中只完成一道工序的模具。单工序模按工序性质分类 可分为落料模、冲孔模、弯曲模、拉伸模、胀形模、翻边模等等。 (2)级进模 级进模是指在压力机的一次冲程中,依次在几个连续不同的工位上完成两道或两道以上工序的模具,级进模又称连续模或跳步模。级进模根据定位装置的不同,有四结构: (a)由导料板、挡料销、始用挡料销、导正销组成定位部分的导正销级进模. (b )由导料板、侧刃组成定位部分的侧刃级进模。 (c)由导料板、侧刃、导正销组成定位部分的级进模。 (d)由导料板、自动送料机构、导正销组成定位部分的级进模。 (3)复合冲模 复合模是指是指在压力机的一次冲程中,在同一个工位上完成两道或两道以上工序的模具,复合模按结构可分为:正装复合模、倒装复合模。 2、冲模的主要零部件可分为工艺构件和结构构件两部分。

三、实验仪器 1实验设备:冲压设备; 2、实验模具:冲压模具若干副; 3、实验工具及量具:游标卡尺、直尺、扳手、螺丝刀、铜棒、手锤、零件盒。 四、实验步骤 1认真观察实验模具,并推测模具的种类、工作原理; 2、将模具上、下模部分分开,确定模具的种类及组成模具各零件的作用; 3、由工作零件推测制件形状和毛坯形状,并按比例绘制制件草图和毛坯草图; 4、拟定模具拆装工艺过程。对于模具零件间的过盈配合部分和部分过渡配合部分, 拆卸到组件为止。在拆卸过程中,要记清各个零件在模具中的位置、相互关系及拆卸顺序,以便重新装配。 5、在拆卸时和拆卸后,分析模具工作零件的结构特征、形状、定位和固定方式;验证并修正前面推测的制件形状。 6、分析模具其他零部件的结构形式、特点及它们与相关零件的位置关系;模具定位和紧固零件的结构形式、作用、要求和数量。

冲压工艺与模具设计试题库及答案

<<冲压工艺与模具设计>>试题库及答案 一填空题 1.冷冲压的优点有:生产率高、操作简便,尺寸稳定、互换性好,材料利用率高。 2.冷冲压就是利用安装在压力机上的模具对材料施加压力,使其产生分离或塑性变形,从而获得所需零件的一种加工方法。 3.一般的金属材料在冷塑变形时会引起材料性能的变化。随着变形程度的增加,所有的强度、硬度都提高,同时塑性指标降低,这种现象称为冷作硬化。 4.拉深时变形程度以拉深系数m 表示,其值越小,变形程度越大。 5.材料的屈强比小,均匀延伸率大有利于成形极限的提高。 6.冲裁件的断面分为圆角,光面,毛面,毛刺四个区域。 7.翻孔件的变形程度用翻孔系数K 表示,变形程度最大时,口部可能出现开裂 8.缩孔变形区的应力性质为双向压缩应力,其可能产生的质量问题就是失稳起皱 9.精冲时冲裁变形区的材料处于三向压应力,并且由于采用了极小的间隙,冲裁件尺寸精度可达IT8-IT6级。 10.冷冲压模具就是实现冷冲压工艺的一种工艺装备。 11.落料与冲孔属于分离工序,拉深与弯曲属于成形工序。 12.变形温度对金属塑性的影响很大,一般来说,随着变形温度的升高,塑性提高,变形抗力降低。 14.材料在塑性变形中,变形前的体积等于变形后的体积,用公式来表示即:ε1+ε2+ε3=0 。 15.冲裁的变形过程分为弹性变形, 塑性变形, 断裂分离三个阶段。 16.冲裁模工作零件刃口尺寸计算时,落料以凹模为基准,冲孔以凸模为基准,凸模与凹模的制造精度比工件高2-3级。 17.冲裁件之间及冲裁件与条料侧边之间留下的余料称作搭边。它能补偿条料送进时的定位误差与下料误差,确保冲出合格的制件。 18.弯曲零件的尺寸与模具工作零件尺寸不一致就是由于弯曲回弹而引起的,校正弯曲比自由弯曲时零件的尺寸精度要高。 19.拉深时可能产生的质量问题就是起皱与开裂 21用于实现冷冲压工艺的一种工艺装备称为冲压模具。 22冲压工艺分为两大类,一类叫分离工序,一类就是变形工序。 23物体在外力作用下会产生变形,若外力去除以后,物体并不能完全恢复自己的原有形状与尺寸,称为塑性变形。

冷冲压工艺与模具设计练习题

《冷冲压工艺与模具设计》课程习题集 一、单选题 1. 下列不是模具失效的原因是( ) A.磨损 B.氧化 C.崩刃 D. 折断 2.模具的压力中心就是冲压力( )的作用点。 A .最大分力 B .最小分力 C .合力 D.冲压力 3.为保证压力机和模具正常工作,模具的压力中心应与压力机的压力中心( ) A.重合 B.不重合 C.偏离 D.大小相同 ; 4.点的主应力状态图有( ) 种种种种 5.曲柄压力机可分为曲轴压力机和偏心压力机,其中偏心压力机具有( ) A.压力在全行程中均衡 B.闭合高度可调,行程可调 C.闭合高度可调,行程不可凋 D.有过载保护 6.能进行三个方向送料,操作方便的模架结构是( ) A.对角导柱模架 B.后侧导柱模架 C.中间导柱模架 D.四导柱导架 7.导板模中,要保证凸、凹模正确配合,主要靠( )导向 $ A.导筒 B.导板 C.导柱、导套 D.导料销 8.复合模中同时具有落料凸模和冲孔凹模作用的零件称为( ) A.凹模 B.凸模 C.凸凹模 D.卸料板 9.冲裁模的台阶式凸模安装部分(固定部分)与凸模固定板的孔的配合采用( ) A. H7/m6 s6 a6 r6 10.冲裁变形过程中的塑性变形阶段形成了( ) A.光亮带 B.毛刺 C.断裂带 D.圆角带 11.落料时,其刃口尺寸计算原则是先确定( ) ¥ A.凹模刃口尺寸 B.凸模刃口尺寸 C.凸、凹模尺寸公差 D.孔的尺寸 12.冲裁模采用始用挡料销是为了提高材料的() A.强度 B.塑性 C.利用率 D.硬度 13.模具的合理间隙是靠()刃口尺寸及公差来实现。 A.凸模 B.凹模 C.凸模和凹模 D.凸凹模

冲压工艺及模具设计试题及答案

《冲压工艺及模具设计》考试试卷B卷 《冲压工艺与模具设计》试卷1 一、单项选择题(本大题共10题,每小题2分,共20分) 1.模具沿封闭的轮廓线冲切板料,冲下的部分是工件的冲裁工艺叫【】 A.落料 B.冲孔 C.切断 D.剖切 2.如图所示冲压变形区划分示意图,A为变形区,B为已变形区,a)图为 【】 题2图 A.胀形工艺 B.缩口工艺 C.翻边工艺 D.拉深工艺 3. 在冲压过程中,需要最小变形力区是个相对的弱区,材料变形时,首先变形区为 【】 A.已变形区 B.强区 C.传力区 D.弱区4.设计落料模时,设计基准应选择【】 A.凸模 B.凹模固定板 C.凹模 D.凸凹模 5.弯曲变形区的板料的外区(靠凹模一侧),纵向纤维变形后【】 A. 缩短 B.不变 C.分离 D.伸长 6.由于覆盖件形状比较复杂,拉深往往采用【】 A. 多次拉深 B. 一次拉深 C. 拉深弯曲复合 D. 落料拉深复合 7.在拉深变形过程中的某一时刻,在凸缘变形区中间有一位置,其3 1σ σ= 。在该位置,用R=作圆,可将凸缘变形区分为两部分,由此圆到凹模洞口处【】 A.∣б1∣>|б3|,|ε1|<|ε3| B.∣б1∣>|б3|,|ε1|>|ε3| C.∣б1∣<|б3|,|ε1|<|ε3| D.∣б1∣<|б3|,|ε1|>|ε3| 8.在多工位精密级进模具冲压时,条料的精确定位主要依靠【】 A. 送料装置 B. 导正销 C. 导料钉 D.导料板 9.如图所示的阶梯形零件,当材料相对厚度t/D×100>1,且阶梯之间的直径之差和零件的高度较小时,可一次拉深成形的条件是【】

A.(h 1+h 2+h 3/d n )≥h /d n B. (h 1+h 2+h 3/d n )≤h /d n C. (h 1+h 2+h 3/d n )>h /d n D. (h 1+h 2+h 3/d n )≠h /d n 10 .冲压工艺过程卡是用于指导 工艺过程的依据。【 】 A. 冲压工艺制定 B. 冲模电加工 C. 冲压生产 D.冲压模具制造 二、 多项选择题(本大题共6题,每小题2分,共12分) 1.采用弹压卸料板的普通冲裁模具,弹压卸料板具有 作用。【 】 A.压料 B.导料 C.顶料 D.卸料 2. 当弯曲变形程度较大(r /t <5)时,变形区的应力和应变状态为立体塑性弯曲应力应变状态。在宽板(B/t >3)弯曲时,弯曲变形区内侧的应力应变状态为 【 】 A. B. C . D . 3.圆筒形制件在拉深成形时,一般是底部厚度略有变簿,且筒壁从下向上逐渐【 】 A.厚度增厚 B. 厚度减簿 C .硬度增加 D .硬度减少 4.以下工序不属于伸长类变形的是 【 】 A. 内孔翻边 B. 缩口 C. 胀形 D. 弯曲内侧变形 5. 拉深时,要求拉深件的材料应具有 【 】 、 A. 小的的板厚方向性系数 B. 低的屈强比 C. 良好塑性 D. 高的屈强比 6. 多工位精密级进模在送料时,控制送料进距和初定位常选用【 】 A. 侧刃 B. 自动送料机构 C. 始用挡销 D. 导正销 三、 填空题(本大题共10题,每空1分,共20分) 1.胀形变形主要是由材料 方向的减薄量支持板面方向的 而完成的。 2.冲压加工是利用安装在压力机上的 ,对放置在模里的板料施加 ,使板料在模 具里产生变形,从而获得一定形状、尺寸和性能的产品零件的生产技术。 3.导正销通常与挡料销或侧刃配合使用在级进模中,以减小 误差,保证孔与 的相 对位置尺寸要求。 4.最小相对弯曲半径是指在保证毛坯弯曲时外表面不发生开裂的条件下,弯曲件内表面能够弯 成的 与 的比值,用r min /t 来表示。 5.V 形件弯曲模,凸模与凹模之间的间隙是由调节 高度来控制。对于U 形件弯曲模,则 必须选择适当的 。 6.在拉深过程中,毛坯受凸模拉深力的作用,在凸缘毛坯的径向产生 ,切向产 生 。在它们的共同作用下,凸缘变形区材料发生了塑性变形,并不断被拉入凹模内形成 筒形拉深件。 7.金属塑性变形时物体主要是发生形状的改变,体积变化 ,其表达式可成 。

冲压模具设计方法与步骤

冲压模具设计的方法与步骤 1、冲压零件的冲压工艺性分析冲压零件必须具有良好的冲压工艺性,才能 以最简单、最经济的方法制造出合格的冲压零件,可以按照以下的方法完成冲压件的工艺性分析: a.读懂零件图;除零件形状尺寸外,重点要了解零件精度和表面粗糙度的要求。 b.分析零件的结构和形状是否适合冲压加工。 c.分析零件的基准选择及尺寸标注是否合理,尺寸、位置和形状精度是否适合冲压加工。 d.冲裁件断面的表面粗糙度要求是否过高。 e.是否有足够大的生产批量。 如果零件的工艺性太差,应与设计人员协商,提出修改设计的方案。如果生产批量太小,应考虑采用其它的生产方法进行加工。 2、冲压工艺方案设计及最佳工艺规程设计: a.根据冲压零件的形状尺寸,初步确定冲压工序的性质,如:冲裁、弯曲、拉深、胀形、扩孔。 b.核算各冲压成形方法的变形程度,若变形成度超过极限变形程度,应计算该工序的冲压次数。 c.根据各工序的变形特点和质量要求,安排合理的冲压顺序。要注意确保每道工序的变形区都是弱区,已经成形的部分(含已经冲制出的孔或外形)在以后的工序中不得再参与变形,多角弯曲件要先弯外后弯内,要安排必要的辅助工序和整形、校平、热处理等工序。 d.在保证制件精度的前提下,根据生产批量和毛坯定位与出料要求。确定合理的工序组合方式。 e.要设计两个以上的工艺方案,并从质量、成本、生产率、模具的刃磨与维修、模具寿命及操作安全性等各个方面进行比较,从中选定一个最佳的工艺方案。 f.初步确定各个工序的冲压设备。 3、冲压零件毛坯设计及排样图设计: a.按冲压件性质尺寸,计算毛坯尺寸,绘制毛坯图。

b.按毛坯性质尺寸,设计排样图,进行材料利用率计算。要设计多种排样方案,经过比较选择其中的最佳方案。 4、冲压模具设计: a.确定冲压加工各工序的模具结构形式,并绘制模具简图。 b.对指定的1—2个工序的模具进行详细的结构设计,并绘制模具工作图。设计方法如下: ※ 确定模具的种类:简单模、连续模还是复合模。 ※ 模具工作零件设计:计算凸、凹模刃口尺寸和凸、凹模长度,确定凸、凹模结构形式和连接固定方式。 ※ 确定毛坯的定位和定距方式,并对相应的定位、定距零件进行设计。 ※ 确定压料、卸料、顶件及推件方式,并对相应的压料板、卸料板、推件块等进行设计。 ※ 模架设计:包括上下模座及导向方式的设计,也可以选用标准模架。 ※ 在完成以上工作的基础上,按比例绘制模具工作图。先用双点划线绘制毛坯,再绘制工作零件,然后绘制定位和定距零件,用连接零件把以上各部分连接起来,最后在适当的位置绘制压料和卸料零件。根据模具的具体情况,以上顺序也可作适当调整。 ※ 工作图上应该标注模具的外轮廓尺寸、模具闭合高度、配合尺寸及配合型式。工作图上要标注模具的制造精度和技术条件的要求。工作图要按国家制图标准绘制,有标准的标题栏和名细表。如果是落料模,要在工作图的左上角上绘制排样图。 ※计算模具压力中心,检查压力中心与模柄中心线是否重合。如果不重合,对模具结果作相应的修改。 ※计算冲压力,最后选定冲压设备,进行模具与冲压设备相关尺寸的校核(闭合高度、工作台面、模柄安装尺寸等)。 5、测绘模具的大部分零件图(要求完成图纸工作量折合为A0图三张以上),零 件图要求按国家制图标准绘制,标注完整的尺寸、公差、表面粗糙度和技术要求。 6、填写冲压加工工艺规程卡片。

冲压工艺及模具设计设计书

课程设计说明书题目:冲孔模具设计 课程名称:冲压工艺及模具设计_________________________ 姓名:王宇学号:20114526 学院(系):材料科学与工程专业:材料成型与控制工程班级:材型一班指导教师:宋继顺

目录 一、课程设计目的 (2) 二、工艺分析 (2) 2.1.1材料分析 (2) 08#钢为极软的碳素钢,强度、硬度很低,而韧性和塑性极高,具有良好的深冲、拉延、弯曲和镦粗等冷加工性能、焊接性能。但存在时效敏感性,淬硬性及淬透性极低。大多 轧制成高精度的薄板或冷轧钢带用以制造易加工成形,强度低的深冲压或深拉延的覆盖 零件和焊接构件。 (2) 2.1.2结构分析 (3) 2.1.3确定精度 (3) 三、工艺计算 (4) 刃口尺寸计算 (4) 3.2对于孔φ730+0.08 (5) 3.3冲裁力 (5) 对于直径为φ73的孔 (6) 3.4压力中心的计算 (7) 四、设备选择 (7) 4.1压力机的选择 (7) 4.1.1依据滑块的驱动力分类 (7) 4.1.2依据滑块的数目分类 (8) 4.1.3依据滑块的驱动机构分类 (8) 4.1.4依据滑块驱动机构的配置分类 (8) 4.1.5依据机架的形式来分类 (8) 4.2其他零部件的选择 (8) 五、装配图及零件图绘制 (9) 六、参考文献 (10)

一、课程设计目的 二、工艺分析 冲压件的工艺性是指冲压件对冲压工艺的适应性。冲裁件的工艺性是否合理,对冲裁件的质量、模具寿命和生产率有很大影响,在一般情况下,对冲压件工艺性影响最大的几何形状尺寸和精度要求。良好的冲压工艺性应能满足材料较省、工序较少、模具加工较容易、寿命较高、操作方便及产品质量稳定等要求。 图1.1 零件 Fig1.1 Parts 2.1.1材料分析 材料:08#钢 材料厚度:0.6mm 生产为大批量生产, 08#钢为极软的碳素钢,强度、硬度很低,而韧性和塑性极高,具有良好的深冲、拉延、弯曲和镦粗等冷加工性能、焊接性能。但存在时效敏感性,淬硬性及淬透性极低。大多轧制成高精度的薄板或冷轧钢带用以制造易加工成形,强度低的深冲压或深拉延的覆盖零件和焊接构件。

冲压工艺及模具设计的应用

2017-2018-1 学期 XXXX学院 《冲压工艺与模具设计》课程报告 学院:机械与汽车工程学院 专业:材料成型及控制工程 学生: ____________________________ 学号: ____________________________ 指导教师:__________________________

完成日期 ____________ 年月—日

冲压工艺与模具的发展应用 摘要:模具是工业生产中积极重要而又不可或缺的特殊的基础工艺装备,工业要发 展,模具须先行。没有高水平的模具,就没有高水平的工业产品。现在,模具工业水平既是衡量一个制造业国家水平高低的重要的标志,也是一个工业国家产品保持国际竞争力的重要保证之一。本文主要介绍冲压工艺及模具当前的状况以及其未来发展趋势。 关键词:冲压模具现状发展应用 1概述 1.1冲压的概念 冲压(sheet metal forming;stamping)利用模具在压力机上将金属板材制成各种板片状零件和壳体、容器类工件,或将管件制成各种管状工件。这类在冷态进行的成型工艺方法称为冷冲压,简称冲压。 冲压加工是借助于常规或专用冲压设备的动力,使板料在模具里直接受到变形力并进行变形,从而获得一定形状,尺寸和性能的产品零件的生产技术。板料,模具和设备是冲压加工的三要素。按冲压加工温度分为热冲压和冷冲压。前者适合变形抗力高,塑性较差的板料加工;后者则在室温下进行,是薄板常用的冲压方法。它是金属塑性加工(或压力加工)的主要方法之一,也隶属于材料成型工程技术。 冲压所使用的模具称为冲压模具,简称冲模。冲模是将材料(金属或非金属)批量加工成所需冲件的专用工具。冲模在冲压中至关重要,没有符合要求的冲模, 批量冲压生产就难以进行;没有先进的冲模,先进的冲压工艺就无法实现。冲压工艺与模具、冲压设备和冲压材料构成冲压加工的三要素,只有它们相互结合才能得出冲 压件[1]。 1.2冲压的特点 冲压是高效的生产方法,采用复合模,尤其是多工位级进模,可在一台压力机(单工位或多工位的)上完成多道冲压工序,实现由带料开卷、矫平、冲裁到成形、精整的全自动生产。生产效率高,劳动条件好,生产成本低,一般每分钟可生

支撑板零件冲压工艺及模具设计

支撑板零件冲压工艺及 模具设计 Company number:【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】

支撑板零件冲压工艺及模具设计 模具市场发展趋势 模具,是工业生产的基础工艺装备,在电子、汽车、电机、电器、仪表、家电和通讯等产品中,60%—80%的零部件都依靠模具成形,模具质量的高低决定着产品质量的高低,因此,模具被称之为“百业之母”。模具又是“效益放大器”,用模具生产的最终产品的价值,往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。 模具生产的工艺水平及科技含量的高低,已成为衡量一个国家科技与产品制造水平的重要标志,它在很大程度上决定着产品的质量、效益、新产品的开发能力,决定着一个国家制造业的国际竞争力。 我国模具工业的技术水平近年来也取得了长足的进步。大型、精密、复杂、高效和长寿命模具上了一个新台阶。大型复杂冲模以汽车覆盖件模具为代表,已能生产部分新型轿车的覆盖件模具。体现高水平制造技术的多工位级进模的覆盖面,已从电机、电器铁芯片模具,扩展到接插件、电子枪零件、空调器散热片等家电零件模具。在大型塑料模具方面,已能生产48英寸电视的塑壳模具、g大容量洗衣机全套塑料模具,以及汽车保险杠、整体仪表板等模具。

在精密塑料模具方面,已能生产照相机塑料模具、多型腔小模数齿轮模具及塑封模具等。在大型精密复杂压铸模方面,国内已能生产自动扶梯整体踏板压铸模及汽车后桥齿轮箱压铸模。其他类型的模具,例如子午线轮胎活络模具、铝合金和塑料门窗异型材挤出模等,也都达到了较高的水平,并可替代进口模具。 根据国内和国际模具市场的发展状况,有关专家预测,未来我国的模具经过行业结构调整后,将呈现十大发展趋势:一是模具日趋大型化;二是模具的精度将越来越高;三是多功能复合模具将进一步发展;四是热流道模具在塑料模具中的比重将逐渐提高;五是气辅模具及适应高压注射成型等工艺的模具将有较大发展;六是模具标准化和模具标准件的应用将日渐广泛;七是快速经济模具的前景十分广阔;八是压铸模的比例将不断提高,同时对压铸模的寿命和复杂程度也将提出越来越高的要求;九是塑料模具的比例将不断增大;十是模具技术含量将不断提高,中高档模具比例将不断增大,这也是产品结构调整所导致的模具市场未来走势的变化 冲压模具的现状和技术发展 一、现状 改革开放以来,随着国民经济的高速发展,市场对模具的需求量不断增长。近年来,模具工业一直以15%左右的增长速度快速发展,模具工业企业的所有制成分也发生了巨大变化,除了国有专业模具厂外,集体、合资、独资和私营也得到了快速发展。浙江宁波和黄岩地区的“模具之乡”;广东一些大集团公司和迅速崛起的乡镇企业,科龙、美的、康佳等集团纷纷建立了自己的模具制造中心;中外合资和外商独资的模具企业现已有几千家。 随着与国际接轨的脚步不断加快,市场竞争的日益加剧,人们已经越来越认识到产品质量、成本和新产品的开发能力的重要性。而模具制造是整个链条中最基础的要素之一。 近年许多模具企业加大了用于技术进步的投资力度,将技术进步视为企业发展的重要动力。一些国内模具企业已普及了二维CAD,并陆续开始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等国际通用软件,个别厂家还引进了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE软件,并成功应用于冲压模的设计中。

启动电机壳体冷冲压工艺及模具设计论文

摘要 综合应用模具设计、冷冲压模具工艺、模具加工工艺学、工程图学等相关课程知识,对启动电机壳体采用多副模的工艺进行模具设计。本文在已完成开题报告的基础上,着重对复合模工作零件、定位零件、卸料推件零件及模架等主要零件的设计进行说明。在模具的设计中,按照小批量生产类型,对制件的冲压工艺进行分析,确定工艺方案,拟定排样方法,计算冲裁力,确定压力中心,计算凹凸模刃口尺寸及结构尺寸,得出模具闭合高度,选用标准件进行装配,最终画出模具总装图、三维模型及装配和主要零件加工工艺规程卡片。模具采用倒装结构,后侧导柱导套模架,导料销导料,弹顶式档料销档料,凸缘模柄,刚性推件及弹性卸料,在保证生产率的同时,尽可能的是模具、方便,且满足冲裁的要求。 关键词:启动电机壳体;冲压工艺;排样;模具结构; I

Abstract Comprehensive application of mold design, cold stamping mold process, mold processing technology, engineering, graphics and other related courses knowledge, start the motor housing using a plurality of mold process for mold design. In this paper, on the basis of complete opening report on the design of the main parts of the composite mold parts, positioning parts, discharge push parts and moldbase instructions. In mold design, in accordance with the type of small batch production parts stamping process analysis, to determine the process plan, intended nesting method to calculate the punching power, to determine the center of pressure, calculated the bump Edge size and structure size may the mold shut height, the choice of standard parts for assembly, and ultimately draw card of the mold assembly chart, the three-dimensional model and assembly and main parts process planning. Mold flip structure, the rear side of the guide pins and bushings mold, the stock guide pin guide material, playing the top-of-file material off of file material, the flange of the handle, rigid push pieces and elastic unloading, ensuring the productivity, although possible mold, convenient, and satisfying the requirements of the punched. Key words:Start the motor housing; stamping process; nesting; guide pins and bushings;mold structure;

冷冲压模具设计实例

A冷冲压模具设计实例 工件名称:手柄 工件简图: 生产批量:中批量 材料:Q235-A钢 材料厚度:1.2mm 1、冲压件工艺性分析 此工件只有落料和冲孔两个工序。材料为Q235-A钢,具有良好的冲压性能,适合冲裁。工件结构相对简单,有一个φ8mm的孔和5个φ5mm的孔;孔与孔、孔与边缘之间的距离也满足要求,最小壁厚为3.5mm(大端4个φ5mm的孔与φ8mm孔、φ5mm的孔与R16mm外圆之间的壁厚)。工件的尺寸全部为自由公差,可看作IT14级,尺寸精度较低,普通冲裁完全能满足要求。 2、冲压工艺方案的确定 该工件包括落料、冲孔两个基本工序,可有以下三种工艺方案: 方案一:先落料,后冲孔。采用单工序模生产。 方案二:落料-冲孔复合冲压。采用复合模生产。 方案三:冲孔—落料级进冲压。采用级进模生产。 方案一模具结构简单,但需两道工序两副模具,成本高而生产效率低,难以满足中批量生产要求。方案二只需一副模具,工件的精度及生产效率都较高,但工件最小壁厚 3.5mm 接近凸凹模许用最小壁厚3.2mm,模具强度较差,制造难度大,并且冲压后成品件留在模具上,在清理模具上的物料时会影响冲压速度,操作不方便。方案三也只需一副模具,生产效率高,操作方便,工件精度也能满足要求。通过对上述三种方案的分析比较,该件的冲压生产采用方案三为佳。 3、主要设计计算 (1)排样方式的确定及其计算 设计级进模,首先要设计条料排样图。手柄的形状具有一头大一头小的特点,直排时材料利用率低,应采用直对排,如图8.2.2手柄排样图所示的排样方法,设计成隔位冲压,可显著地减少废料。隔位冲压就是将第一遍冲压以后的条料水平方向旋转180°,再冲第二遍,在第一次冲裁的间隔中冲裁出第二部分工件。搭边值取 2.5mm和 3.5mm,条料宽度为

冲压工艺与模具设计的内容及步骤

冲压工艺与模具设计的内容及步骤 冲压工艺与模具设计是进行冲压生产的重要技术准备工作。冲压工艺与模具设计应结合工厂的设备、人员等实际情况, 从零件的质量、生产效率、生产成本、劳动强度、环境的保护以及生产的安全性各个方面综合考虑,选择和设计出技术先进、经济上合理、使用安全可靠的工艺方案和模具结构, 以使冲压件的生产在保证达到设计图样上所提出的各项技术要求的基础上,尽可能降低冲压的工艺成本和保证安全生产。 一般来讲,设计的主要内容及步骤包括: 1?工艺设计 (1零件及其冲压工艺性分析 根据冲压件产品图,分析冲压件的形状特点、尺寸大小、精度要求、原材料尺寸规格和力学性能,并结合可供选用的冲压设备规格以及模具制造条件、生产批量等因素,分析零件的冲压工艺性。良好的冲压工艺性应保证材料消耗少、工序数目少、占用设备数量少、模具结构简单而寿命高、产品质量稳定、操作简单。(2 确定工艺方案,主要工艺参数计算在冲压工艺性分析的基础上,找出工艺与模具设计的特点与难点,根据实际情况提出各种可能的冲压工艺方案,内容包括工序性质、工序数目、工序顺序及组合方式等。有时同一 种冲压零件也可能存在多个可行的冲压工艺方案,通常每种方案各有优缺点, 应从产品质量、生产效率、设备占用情况、模具制造的难易程度和寿命高低、生产成本、操作方便与安全程度等方面进行综合分析、比较,确定出适合于现有生产条件的最佳方案。此外,了解零件的作用及使用要求对零件冲压工艺与模具设计是有帮助的 工艺参数指制定工艺方案所依据的数据,如各种成形系数(拉深系数、胀形系数等、零件展开尺寸以及冲裁力、成形力等。计算有两种情况 第一种是工艺参数可以计算得比较准确,如零件排样的材料利用率、冲裁压力中心、工件面积等;

最新冲压工艺及模具设计学习

冲压工艺及模具设计 学习

《冲压工艺及模具设计》课程学习指南 20 —20 学年第学期 机学生使用 任课教师:王芳 一、课程基本情况、性质、研究对象和任务 总学时:40学时课堂教学:36学时实验教学:4学时 先修课:机械设计金属与塑料成型设备 《冲压工艺及模具设计》是高等工业院校材料成型方向开设的一门主干专业技术课,也是制造类其它专业的一门重要选修课。它是一门将冲压成形加工原理、冲压设备、冲压工艺、冲模设计与冲模制造有机融合,综合性和实践性较强的课程。本课程的主要任务是分析各类冲压成形的变形规律,认识典型冲压成形工艺方法和模具结构,掌握冲压工艺与模具设计方法。 通过本课程学习,使学生在下列能力培养方面得到锻炼与提高: 1.能应用冲压变形理论,分析中等复杂冲压件变形特点,制定合理冲压工艺规程。 2.协调冲压设备与模具的关系,选择冲压设备的能力。 3.熟悉掌握冲模设计计算方法,具备中等复杂冲模结构选择和设计的能力,所设计的冲模应工作可行、操作方便、便于加工和装配,技术经济性好。 二、教材处理 本课程选用机械工业出版社出版,姜奎华主编的《冲压工艺及模具设计》。本教材内容比较全面,结构编排严谨。但由于学时限制不可能对所有教材内容一一详细讲解。所以应紧

紧抓住本课的重点内容,搞清模具设计的有共性的规律,从而能做到举一反三,逐类旁通,为今后的学习工作打下基础。 三、学习参考书 1.刘建超、张宝忠主编.冲压模具设计与制造.北京:高等教育出版社,2004年 2.王孝培主编.冲压手册.北京:机械工业出版社,1990年 3.冲模设计手册编写组编著.冲模设计手册.北京:机械工业出版社,2000年 4.模具实用技术丛书编委会.冲模设计应用实例.北京:机械工业出版社,1994 5.冯炳尧、韩泰荣、蒋文森编.模具设计与制造简明手册(第二版).上海科学技术出版社,1998年 6.模具设计与制造技术教育丛书编委会.模具制造工艺与装备.北京:机械工业出版社,2003年7.国家技术监督局.冲模模架.北京:中国标准出版社,1991 8.许发越主编.模具标准应用手册.北京:机械工业出版社,1994年 9.李天佑主编.冲模图册.北京:机械工业出版社, 1988 四、关于考试的说明 期末考试:100% 五、各次课基本内容,重点难点,自我测验及作业

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