盖板一模两件复合模设计与工艺分析毕业论文

盖板一模两件复合模设计与工艺分析毕业论文

1 绪 论

1.1 冲压模具的概念与特点

冲压是在室温下，利用安装在压力机上的模具对材料施加压力，使模具产生分离或塑性变形，从而获得所需零件的一种压力加工方法。冲压模具是指在冷冲压加工中，将材料（金属或非金属）加工成零件（或半成品）的一种特殊工艺装备，称为冷冲压模具（俗称冷冲模）。在冲压零件的生产中，合理的冲压成形工艺、先进的模具、高效的冲压设备是必不可少的三要素。

冲压加工的特点：由于冷冲压加工具有上述突出优点，因此在批量生产中得到了广泛的应用，在现代工业生产中占有十分重要的地位，是国防工业及民用工业生产中必不可少的加工方法。

冲压成形加工必须具备相应的模具，而模具是技术密集型产品，其制造属单件小批量生产，具有难加工、精度高、技术要求高、生产成本高的特点。所以只有在冲压零件生产大批或大量的情况下，冲压成形加工的优点才能充分体现，从而获得好的经济效益。 1.2 现代模具技术的发展

现代模具行业是技术、资金密集型的行业。现代模具是高技术背景下的工艺密集型工业，是高技术人才密集型行业。它作为重要的生产装备行业在为各行各业服务的同时，也直接为高新技术产业服务。由于模具生产要采用一系列高新技术，如CAD/CAPP等技术、计算机网络技术、激光技术、逆向工程和并列工程、快速成形技术及敏捷制造技术、高速加工及超精加工、微细加工、复合加工、表面处理技术等等，因此，模具工业已成为高新技术产业的一个重要组成部分。

随着工业产品质量的不断提高，冲压产品生产正呈现多品种、少批量，复杂、大型、精密，更新换代速度快等变化特点。为适应市场变化，随着计算机技术和制造技术的迅速发展，冲压模具设计与制造技术正由手工设计、依靠人工经验和常规机械加工技术向以计算机辅助设计（CAD）数控切削加工、数控电加工为核心的计算机辅助设计与制造（CAD/CAM）技术转变。

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2 冲压成形工艺分析

2.1 零件的工艺分析

冲裁工艺设计包括冲裁件的工艺分析和冲裁工艺方案的确定。良好的工艺性和合

理的工艺方案，可以用最少的材料，最少的工序和工时，使得模具结构简单且模具寿命长，能稳定地获得合格冲件。

冲裁件的工艺性是指冲裁件对冲裁工艺的适应性。及冲裁的结构、形状、尺寸、及公差等技术要求是否符合冲裁加工要求，工艺性是否合理，对冲裁件的质量、模具寿命和生产率有较大影响。 2.1.1 零件尺寸确定

该零件主要用于车身零件固定，其形状与普通盖板类似，具体形状如下图所示：

图2-1 盖板零件图

盖板的主要尺寸是直径?6mm，直径?10mm的孔以及中心距30mm。 零件厚度：2mm； 材料：Q235； 生产批量：大批。

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2.1.2 零件材料的选择

该零件主要用于车身固定件，所承受的力和弯曲强度不高。根据表2-1对比分析各种冲压常用金属材料，最终选择零件材料Q235，普通碳素结构钢。Q235，代表这种材质的服屈值为235Mpa，Q235塑性好，焊接性能好，具有良好的冲压工艺性，也易弯曲，主要用于工程结构和受力较小的机械零件。

表2-1 冲压常用金属材料的力学性能

力学性能 材料名称 牌号 材料状态及代号 抗剪强度?/MPa 303～372 392～490 260-～360 260～340 280～400 440～560 320～380 460～520 160 240 320～380 460～520 抗拉强度区服点伸长率?b/MPa 375～460 490～610 215～410 295～430 355～500 530～685 440～470 560～640 210 300 440～470 560～640 ?s/MPa 195 275 200 210 250 360 120 200 70 — 120 200 ?/(%) 28～33 15～20 27 26 24 15 20 40 29～48 25～40 20 40 普通碳素钢 碳素结构钢 Q235 Q275 08 10 20 45 1Cr13 1Cr18Ni9Ti 未经退火 已退火 不锈钢 已退火 经热处理 软 硬 已退火 冷作硬化 纯铜 T1、T2、T3 1060、1050A、1200 铝 2.2 冲裁工艺方案的确定

该零件的形状是由直线，孔，圆弧组成的，该零件在冲裁时它包括落料、冲孔、弯曲、切断四个基本工序。可采用三种工艺方案。

方案一：先落料、再冲孔、再弯曲、最后切断，采用单工序模生产。 方案二：落料、冲孔、弯曲、切断，采用连续模生产。

方案三：落料、冲孔、弯曲、切断复合模冲压，采用复合模生产。

三种方案之中，方案一在压力机的一次行程中，只完成一道冲压工序，方案二在压力机的一次行程中，在不同工位上逐次完成四道工序，方案三只有一个工位，在压力机的一次行程中，同时完成四道工序。通过对比分析，我选用方案三，因为该工件生产批量较大，如果把四道工序放在一起，可以大大提高工作效率，节约资源，降低成本。

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3 冲压模具工艺参数设计

3.1 模具总体结构设计 3.1.1 模架及导向方式的确定

（1）模架的确定

模架已经经国家标准化，根据国家标准模架主要有两类：一类是由上模座、下模座、导柱、导套组成的导柱模模架。另一类是由弹压导板、下模座、导柱、导套组成的导板模模架。其中导柱模模架的导向结构形式有滑动导向和滚动导向两种。考虑到零件的精度不是很高，所以采用滑动导向模架。滑动导向模架的结构形式有六种，分别为对角导柱模架，后侧导柱模架，后侧导柱窄形模架，中间导柱模架，中间导柱圆形模架，四角导柱模架。在此选择后侧导柱模架，如图 所示，后侧导柱模架的特点是导向装置在后侧，横向和纵向送料都比较方便，在由冲压分析可知，该零件结构简单，精度要求不高，只需一次冲裁即可成型。所以选择后侧导柱模架。

图3-1 后侧导柱模架

（2）导向方式的确定

导向装置有多种形式，常用的两种有导柱导套导向和导板导向。前面已经确定模架的形式为后侧导柱模架，所以选择导柱导套导向。

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3.1.2 定位方式的选择

（1）送进导向方式的选择

送进导向方式有两种，分导料销导向和导料板导向。该模具采用的是条料，模具的类型采用的是复合模。在此选择复合模中常用的导料销导向，在模具中设两个导料销，并位于条料的同一侧，该模具是从前向后送料，所以导料销装在右侧。导料销的形式为固定导料销。

（2）送料定距方式的选择

常见限定条料送进的距离的方式有两种：一种是用挡料销挡住搭边或冲件轮廓以限定条料送进距离的挡料销定距；另一种是用侧刃在条料侧边冲切不同形状的缺口，限定条料送进距离的侧刃定距。在此模具中采用挡料销定距，挡料销根据工作特点及作用分为固定档料销，活动挡料销和始用挡料销。在此模具中采用国家标准的固定挡料销。固定挡料销的结构简单，制造容易，广泛应用与冲制中、小型冲裁件的挡料定距。 3.1.3 卸料装置的选择

卸料装置可以卸下废料，也可以卸下冲件。其结构形式有固定（刚性）的，弹压的和废料切刀等。在此模具中采用弹压卸料装置。弹压卸料装置是由卸料板、弹性元件（弹簧或橡胶）、卸料螺钉等零件组成。弹压卸料既起卸料作用，又起压料作用，所得冲裁零件质量较好，平直度较高。因此，质量要求较高的冲裁件或薄板冲裁宜用弹压卸料装置。

3.2 排样设计与计算材料利用率 3.2.1 弯曲件坯料尺寸的计算

（1）坯料长度

r?0.5t的弯曲件由于变薄不严重， 对于该零件的结构尺寸可知其圆角半径r?0.5t。

按中性层展开的原理，坯料的总长度应等于弯曲件直线部分和圆弧部分长度之和， 即： LZ?l1?l2????180?

?l1?l2???180? (r?xt) （3-1）

式中：LZ-坯料展开总长度； α-弯曲中心角（°）。

0 LZ?(56?1?

?3.?14?2.64?9)0mm

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