翻孔翻边模设计Word文档格式.docx

1、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。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，实现由带料幵卷、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。1.3冲压工艺的种类冲压主要是按工艺分类，可分为分离工序和成形工序两大类。 分离工序也称冲裁，其目的是使冲压件沿一定轮廓线从板料上分离，同时保证分离断面的质量要求。成形 工序的目的是使板料在不破坯的条件下发生塑性变形，制成所需形状和尺寸的工件。 在实际生产中，常常是多种工序综合应用于一个工件。冲裁、弯曲、剪切、拉深、胀 形

2、、旋压、矫正是几种主要的冲压工艺。冲压用板料的表面和内在性能对冲压成品的质量影响很大，要求冲压材料厚度精 确、均匀；表面光洁，无斑、无疤、无擦伤、无表面裂纹等；屈服强度均匀，无明显 方向性；均匀延伸率高；屈强比低；加工硬化性低。在实际生产中，常用与冲压过程近似的工艺性试验，如拉深性能试验、胀形性能试验 等检验材料的冲压性能，以保证成品质量和咼的合格率。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。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

3、模（供大量生产），以与研制快速换模装置，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。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，配置幵卷、矫平、成品收集、输送等机械以与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。在每分钟生产数十、数百件冲压件的情况下，在短暂时间内完成送料、冲压、出 件、排废料等工序，常常发生人身、设备和质量事故。因此，冲压中的安全生产是一 个非常重要的问题。1.4冲压行业阻力和障碍与突破

4、阻力一：机械化、自动化程度低美国680条冲压线中有70%为多工位压力机，日本国内 250条生产线有32%为 多工位压力机，而这种代表当今国际水平的大型多工位压力机在我国的应用却为数不 多；中小企业设备普遍较落后，耗能耗材高，环境污染严重；封头成形设备简陋，手 工操作比重大；精冲机价格昂贵，是普通压力机的 510倍，多数企业无力投资阻碍了精冲技术在我国的推广应用；液压成形，尤其是内高压成形，设备投资大，国内难 以起步。突破点：加速技术改造要改变当前大部分还是手工上下料的落后局面，结合具体情况，采取新工艺，提 高机械化、自动化程度。汽车车身覆盖件冲压应向单机连线自动化、机器人冲压生产 线，特别是大

5、型多工位压力机方向发展。争取加大投资力度，加速冲压生产线的技术 改造，使尽早达到当今国际水平。而随着微电子技术和通讯技术的发展使板材成形装 备自动化、柔性化有了技术基础。应加速发展数字化柔性成形技术、液压成形技术、 高精度复合化成形技术以与适应新一代轻量化车身结构的型材弯曲成形技术与相关设 备。同时改造国内旧设备，使其发挥新的生产能力。阻力二：生产集中度低许多汽车集团大而全，形成封闭内部配套，导致各企业的冲压件种类多，生产集 中度低，规模小，易造成低水平的重复建设，难以满足专业化分工生产，市场竞争力 弱；摩托车冲压行业面临激烈的市场竞争，处于“优而不胜，劣而不汰”的状态；封 头制造企业小而散，

6、集中度仅 39.2% o走专业化道路迅速改变目前“大而全”、“散乱差”的格局，尽快从汽车集团中把冲压零部件分 离出来，按冲压件的大、中、小分门别类，成立几个大型的冲压零部件制造供应中心 与几十个小而专的零部件工厂。通过专业化道路，才能把冲压零部件做大做强，成为 国际上有竞争实力的冲压零部件供应商。阻力三：冲压板材自给率不足，品种规格不配套目前，我国汽车薄板只能满足 60%左右，而高档轿车用钢板，如高强度板、合金 化镀锌板、超宽板（1650mm 以上）等都依赖进口。所用的材料应与行业协调发展汽车用钢板的品种应更趋向合理，朝着高强、高耐蚀和各种规格的薄钢板方向发 展，并改善冲压性能。铝、镁合金已成

7、为汽车轻量化的理性材料，扩大应用已势在必 行。阻力四：科技成果转化慢先进工艺推广慢在我国，许多冲压新技术起步并不晚，有些还达到了国际先进水平，但常常很难 形成生产力。先进冲压工艺应用不多，有的仅处于试用阶段，吸收、转化、推广速度 慢。技术幵发费用投入少，导致企业对先进技术的掌握应用慢，幵发创新能力不足， 中小企业在这方面的差距更甚。目前，国内企业大部分仍采用传统冲压技术，对下一 代轻量化汽车结构和用材所需的成形技术缺少研究与技术储备。走产、学、研联合之路我国与欧、美、日等相比，存在的最大的差距就是还没有一个产、学研联合体， 科研难以做大，成果不能尽快转化为生产力。所以应围绕大型幵发和产业化项目

8、，以 高校和科研单位为技术支持，企业为应用基地，形成产品、设备、材料、技术的企业 联合实体，形成既能幵发创新，又能迅速产业化的良性循环。阻力五：大、精模具依赖进口当前，冲压模具的材料、设计、制作均满足不了国内汽车发展的需要，而且标准 化程度尚低，大约为 40%45%，而国际上一般在 70%左右。提升信息化、标准化水平必须用信息化技术改造模具企业，发展重点在于大力推广 CAD/CAM/CAE 体化技术，特别是成形过程的计算机模拟分析和优化技术 （CAE）。加速我国模具标准化进程，提高精度和互换率。力争2005年模具标准件使用覆盖率达到 60% ,2010年达到70% 以上基本满足市场需求。阻力六

9、：专业人才缺乏业内掌握先进设计分析技术和数字化技术的高素质人才远远不能满足冲压行业飞 速发展的需要，尤其是摩托车行业中具备冲压知识和技术和技能的专业人才更为缺乏 且大量外流。另外，众多合资公司由外方进行工程设计，掌握设计权、投资权，我方 冲压技术人员难以真正掌握冲压工艺的真谛。提高行业人员素质这是一项迫在眉睫的任务，又是一项长期而系统的任务。振兴我国冲压行业需要大批 高水平的科技人才，大批熟悉国内外市场、具有现代管理知识和能力的企业家，大批 掌握先进技术、工艺的高级技能人才。要舍得花大力气，有计划、分层次地培养。 本文以线轮模设计为例，介绍下线轮模的设计方法。摘要 第1章绪论 1.1本课题的概

10、念与其背景 1.1.2冲压的变形特点与影响因素 2.1.2.1弹性变形阶段 3.1.2.2塑性变形阶段 5.1.2.3断裂分离阶段 5.第2章 产品工艺分析以与工艺方案的确定 6.2.1产品冲压工艺性分析 .7.第3章模具设计与设备选用 103.1翻边翻孔模零件结构尺寸设计 113.1.1翻边翻孔模工作零件的设计 113.1.2翻边翻孔模定位装置的设计 错误!未定义书签。3.1.3翻边翻孔模压料、卸料与推件装置的设计 .错误!3.1.4翻边翻孔模导向零件的设计 错误!3.1.5翻边翻孔模固定零件的设计 183.2模具零件材料的选择 19第4章 结论 20参考文献： 20致谢 21第1章绪论1.

11、1本课题的概念与其背景冲压加工是利用安装在压力机上的模具，对放置在模具内的板料施加变形力，使板 料在模具内产生变形，从而获得一定形状、尺寸和性能的产品零件的生产技术。由于 加工常在室温下进行，因此也称冷冲压。模具是工业生产中使用极为广泛的基础工艺装备。在汽车、电视、仪表、电器、电子、通信、家电和轻工等行业中， 60%-80%的零件都要依靠模具成型，并且随着近年来这些行业的迅速发展，对模具的要求越来越迫切，精度的耍求越来越高，结 构耍求也越来越复杂。用模具生产零件所表现出来的高精度、高复杂、高一致性、 高生产效率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比拟的。模具生产技术的高低， 己成为衡量一个国家产

12、品的制造水平的重要标志随着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。业内专家认为，虽然模具种类繁多，目前发展重点应该是既 能满足大量需要，又具有较高的技术含量，特别是目前国内尚不能自给、需大量进 口的模具和能代表发展方向的大型、精密、复杂、长寿命模具。因此，一些重要的 模具标准件也必须重点发展，而且其发展速度应快于模具的发展速度，这样才能不 断提高我国的模具标准化水平，从而提高模具质量，缩短模具生产周期与降低成本 由于种种原因，我国模具工亚的现状与当前土业的发展还很不适应。无论是在 设计制造技术和生产能力方面，还是在管理水平方面，均远远不能满足需要

13、，严重 影响工业产品生产的品种、质量和生产周期，削弱了在国际市场上的竞争能力，妨 碍了引进技术和生产线的持续使用和扩散推广，还耗费大量外汇。为此，我国要保 证国民经济发展速度，实现四个现代化的宏伟目标，成为工业发达国家，振兴和大 力发展模具工业，实为当务之急。1.2冲压的变形特点与影响因素冲压件的变形的过程十分复杂，虽然在此不能对其进行行非常准确的进行说明， 但是经过前人的实践、研究表明，如果凸、凹模之间的间隙保持正常，则冲压的变 形过程大致可以分为弹性变形、塑性变形和断裂分离三个阶段1.2.1弹性变形阶段该阶段主要是指板料在凸模的压力作用下，首先产生弹性压缩、拉伸等变形此 时凸模略微挤入板料

14、内，板料的另一面也略微挤入凹内，凸模端部下面的材料略有 弯曲，凹模刃口上面的材料幵始上翘，间隙越大，弯曲和上翘就越严重。但此时的 变形应力并没有超过材料的弹性极限，当外力消失之后，其变形量会自动恢复，影 响其变形的主要因素是材料的种类即是由材料的弹性模量所决定的1.2.2塑性变形阶段该阶段是指当凸模继续压入的时候，随着压力的增大，材料内部的应力也在增 大，在应力达到其屈服极限的时候幵始进入塑性变形阶段，在此阶段中，材料内部 的拉应力与转矩都不将不断增大至最大值。此过程的变形具有在除去外力之后，变 形不会消失的特征，它不仅改变了金属的外形尺寸而且使其内部的组织与性能发生 了变化。对塑性变影响形的

15、因素主耍有以下几个方面 :（1）化学成分任何金属内部都会含有不同程度的杂质，杂质在金属内的数量、性质与其存在 状态均会影响到金属的塑性性能。因此可采用在金属内加入一些合金元素，使其塑 性在一定程度上取决于合金元素的性能，从而大大改善金属的塑性性质。（2）金属组织结构与温度金属内晶粒的大小是否均匀与晶粒的分布方位也会对其塑性产生很大的影响 .晶粒的分布不均将会使金属的晶界强度将低，使其在冲压变形过程度中出现由于塑性 较低而出现断裂使工件报废的现现象，这是工业生产中所不允许的。所以可以采取 在不同方式的热处理方法使其晶相组织发生一些变化并合理分布，使其在冲压过程 中具有一定的滑移，从而改善其性能。

16、另处，通过材料成型基本原理的学习， 我们己经知道，温度也是影响其性能的一个重耍因素，采用适宜的温度进行冲压加 工将会得到质量较妇的冲压零件。（3）变形速度、程度、与尺寸的影响这三种因素在一定程度上决走了工件的加工质量与性能，同时这些都可以按照 相关的设计手册进行选择，对此部分不再多论。1.2.3断裂分离阶段由前面分析可知，当材料内部的拉应力达到最大值后会出现微裂纹， 微裂纹的出现现标志着材料幵始破坏，塑性变形阶段结束。让凸模继续下降，使变形继续增 大，则微裂纹将不断扩大并向材料内部延伸，当上下裂纹重合时，则产生断裂。此 过程在该设计中主要发生在切断与冲孔两道工艺上，在弯曲时则只发生前两个阶的

17、变形。但是弯曲中的塑性变形与冲裁中塑性变形相比较具有以下特点弯曲变形时是由材料与凸模有三个接触点到与凸模完全贴合的过程，在此过程中存 在一个弯曲中心角a，在该角度范围内，始终有一个圆弧层上的圆弧既无伸长也无缩 短，我们称它为中性层。则经实验分析可知，在中性层内部的金属层受压缩缩短， 而在外侧的金属层受拉而伸长.因此，为了防止在弯曲过程中发生幵裂现象，常常要 选择、设计一个合理的弯曲中心角，对于较厚而要求弯曲中心角较小的工件，可以 采取在弯曲部位幵槽以减小弯曲厚度的方法来达到弯曲的目的 本次设计中工件的厚度较小，弯曲角度也能够满足弯曲的条件，所以只要选择一个合理的弯曲中心角即 可达到设计耍求，具

18、体的设计将在后面的设计计算时 详细计算。1.3冲压件材料的分析根据冲压件的的使用要求，本次设计中的零件主要通过冲裁加工而成。零件应具 有一定的抗拉强度和塑性，并其屈服极限不应太高。故可以以使用黑色金属作为原材料，查资料C17附录A1可知普通碳素钢和优质碳素结构钢均可以满足其使用要 求。但从生产成本上考虑，可选用普通碳素结构钢 08钢为冲压材料，这样可以达到降低生产成本，提高经济效益的目的。3i蛊7r二4# 卩张第2章产品工艺分析以与工艺方案的确定产品介绍材料：08 板厚：1mm 生产纲领：10万件/年 尺寸如图所示课题介绍本次课题主要是分析该产品的工艺性，绘制产品的三维图，在多种工艺方案中选择

19、其最优冲压工艺方案，然后进行工艺计算、确定其模具结构并设计其模具2.1产品冲压工艺性分析冲压工艺设计主要包括冲压件的工艺性分析和冲压工艺方案的确定两个方面的内容。良好的工艺性和合理的工艺方案 可以用最小的材料消耗 最少的工序数量和因而可以工时 稳定地获得符合要求的优质产品 并使模具结构简单 模具寿命高减少劳动量和冲裁成本。2.2工艺方案确定1 ）方案只有一种该工件包括折弯、压平1.折弯一一压平I1定位套2.凸轮把手3盖板333压力机的选择压力机型号的确定主要取决于冲压工艺的要求和冲模结构情况，结合已求得的两幅模具的总压力 F1=418KN,F2=311KN ，查文献1表22.6-19 选择公称

20、压力F=630KN 的幵式压力机 JB23 63和公称压力F=250KN 的幵式压力机JB23 25 第4章模具设计与设备选用4.1翻孔翻边模设计模具的优劣很大程度上体现在模具结构上，因此模具的结构对模具的工作性能、 加工性、成本、周期、寿命等起着决定性作用。在此次模具的结构设计大体可以分 为两步：第一步根据工序排样的结果确定模具的基本结构框架，确定组成模具的主 要结构单元与形式，对模具制造和使用提出要求。第二步确定各结构单元的组成零 件与零件间的连接关系。结构设计的结果是模具装配图和零件明细表。在复合模结 构设计中概要设计是模具结构设计的幵始它以工序排样图为基础，根据产品零件要 求确定复合模

21、的基本结构框架。由前面工艺方案可知，该零件是用一副复合模来完成的。复合模又分为正装式 和倒装式。正装式特点。每冲裁一次，废料就被推下一次，凸凹模孔内不积存废 料，胀力小，不易破裂。而且板料实在压紧的状态下分离，冲出的工件平直度较高， 但冲孔废料落在下模工作面上，清除废料麻烦。倒装式特点。冲孔废料由冲孔凸 模冲入凹模洞口中，积聚到一定数量，由下模漏料孔排出，不必清除废料。工件表 面平直度较差，凸凹模承受张力较大。但模具结构简单，操作方便。经分析，此工 件按IT14级加工制造，平直度要求较高，工件精度要求也较高。所以从工件的加工 精度考虑，采用正装复合模。4.1.1翻孔翻边模工作零件的设计1.凹模

22、（1）凹摸结构尺寸的确定。凹模的刃口形式 考虑到零件形状 所以采用圆形刃口凹模。凹模外形尺寸主要包括凹模厚度 H 凹模壁厚c 凹模周径DO o（2 ）凹模厚度的确定。由模具结构得凹模厚度尺寸 H=16mm 。（3 ）凹模壁厚的确定。可取 c= （ 1.52 ） H=2mm 。（4）凹模周径的确定。孔口尺寸 b=40mm D=46mm查文献1表22.5-18 材料选用T10A 热处理 淬火5862HRC。其结构与尺寸如图所示2.凸模凸模长度尺寸与凹模和凸模固定板的厚度有关。已知凹模厚度 H=16mm 查文献1表 零件料厚为t=1mm 材料选用T10A 热处理 淬火58 62HRC。其结构与尺寸如

23、图所示。5 模架冲模模架的技术要求 摘自GB/T2850-90（1）装入模架的每对导柱和导套的配合间隙值应符合要求。（2） 装配后的模架 其上模座沿导柱上、下移动应平稳和无滞住现象。（3） 装配后的导柱 其固定端面与下模座下平面应保留 1 2mm距离 选用B4型导套时装配后其固定端面应底于上模座上平面 1 2mm o（4）模架的个零件工作表面不允许有裂纹和影响使用的沙眼、缩孔、机械损伤等缺陷。（5）在保证本标准规定质量的情况下下模座冲模模架零件技术要求 摘自GB/T12446-90（1）倒角尺 零件图上未注明倒角尺寸 所以锐边锐角均应倒角或倒圆 示零件大小寸为0.5 X45 2 X45 倒圆角

24、尺寸为 R 0.5 1mm 。（2） 零件图上未标注的铸造圆角为 R 3 5mm。（3）铸件的尺寸公差按 JB2854的规定。4.3模具零件材料的选择1.工作零件（凸模、凹模、凸凹模）选用材料牌号： T10A，热处理硬度为5862HRC。2.定位零件（挡料销）选用材料牌号:45， 热处理硬度为5256HRC。3.压料装置（压边圈）45 ，热处理硬度为48 52HRC4.卸料装置（卸料板）45。5.推件装置推件块选用材料牌号： T8 热处理硬度为 5658HRC 。推杆、打杆选用材料牌号：45， 热处理硬度为 4348HRC。6.导向零件 （导柱、导套） 选用材料牌号：20。 热处理硬度为 48

25、52HRC7.固定零件上、下模座选用材料牌号 ：HT200。模柄选用材料牌号：Q235。凸、凹模固定板选用材料牌号： 08。垫板选用材料牌号:45 热处理硬度为 4348HRC。螺钉、销钉选用材料牌号 ：08第5章结论本毕业设计的说明书是将书本上的理论与实际相结合 ，基于压盖零件图对其进行工艺分析、工艺计算、设计模具结构，通过查阅大量的书籍设计出落料拉深复合模与切边冲 孔复合模。主要工作和结论如下1.对压盖的零件进行二维、三维造型掌握了冲压产品结构设计的基本方法 特别UG的高级造型功能。2.从零件材料、零件结构、零件精度等方面分析其冲压工艺性。比较多种冲压工艺 确定冲压工艺方案。3.基于零件进

26、行工艺计算 主要计算凸、凹模刃口尺寸、拉深次数和拉深坯料的尺寸等。4.根据计算出的冲裁力 选择压力机型号。5.根据计算出的凸、凹刃口尺寸 通过查阅有关标准 设计出各道工序的凸、凹模形 式。查阅有关书籍 设计出其它零件 如模座、固定板、垫板、卸料板、定位元件等。6.在以上计算的基础上 利用Auto CAD软件完成了模具装配图的绘制并绘制其零件图。查阅有关标准 为模具零件选择合适的材料和热处理方法。本次毕业设计是对以往所学的一切专业知识的汇总，是对产品的一个创新、完善的过 程。每一个设计都是对自己知识一个巩固、加深的过程。在设计过程中运用所掌握的 知识，发挥自己的想象力，改进、完善原有的结构，这个

27、过程是一个学习的过程。参考文献:1中国模具设计大典第三卷冲压模具设计M.南昌:江西科学技术出版社，2004.4105402高锦张.塑性成形工艺与模具设计M.北京:机械工业出版社，2001.34 763模具实用技术丛书编委会.冲压设计应用实例M.北京:机械工业出版社,2000.77624王孝培.实用冲压技术手册M.北京:机械工业出版社,2001.23 77郝滨海冲压模具简明设计手册M.北京;化学报社,2005.215 2786李志刚.模具大典M.南昌:江西科学技术出版社,2003.52 977涂光祺.冲模技术M.北京:机械工业出版社,2002.108 2228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M.北京:机械工业出版社,2003.43 909王章忠.材料科学基础M.北京:机械工业出版社