盖板零件的复合模具设计(冲孔落料弯曲)毕业论文
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第一章绪论
1.1
冲压是通过模具对板材施加压力或拉力,使板材塑性成型,有时对板材施加剪切力而使板材分离,从而获得一定尺寸、形状和性能的一种零件加工方法。由于冲压加工经常在材料冷状态下进行，因此也称冷冲压。冲压加工的原材料一般为板材或带材，故也称板材冲压。冲压加工需要研究冲压工艺与模具两个方面的问题。冲压工艺可以分为分离工序和成形工序。而分离工序又有落料、冲孔、切断、切边、剖切等工序；成型工序又包括卷圆、扭曲、拉深、变薄拉深、翻孔、翻边、拉弯、胀形、起伏、扩口、缩口、旋压、校形等。
关键字：冲压，落料冲孔弯曲，复合模，模具结构
ABSTRACT
The working process and the structural design of blanking,piercing and the bending compound die are expounded, By the technics analysis, Adopting working process of the piercing,bending and blanking ,Through the calulation of punching force,kickingforce,blank - holder force,discharging force and bending force , we determine the Type of Die. this mold uses the bevel pillars die set from backside,blanking die uses inlay and splice structure,waste materials is unloaded from the Slot of convex and concavedie.This Mould is compact, and it is convenience to install , dismantle and regrind,also it is very safe,Comparing with the traditional technology which uses conventional Mould,the production efficiencyis will be improved more than 20 times .
2)《冷冲模国家标准》 国家标准总局 中国标准出版社，1989.
3)《冲压工艺与模具设计》姜奎华 机械工业出版社，2002.
4）《模具制造工艺》 黄毅宏 机械工业出版社，2004.
5)《冲模图册》 李天佑 机械工业出版社,1998.
6)《冷冲模设计》 丁松聚 机械工业出版社,1999.
7)《模具设计与制造简明手册》 冯炳亮等. 上海科技出版社,1999.
8.2落料凹模的设计................................................................................................................41
参考文献...............................................................................62
key words:piercing；the piercing,bending and blanking；composite mold；structure of mold
前言.....................................................................................1
欧美正在研究开发未来型的铝车身家用小汽车，可使重量减轻40-50%，耗油仅为现行小汽车平均值的三分之一。目前的主要问题是开发低成本铝合金，发展新结构和高效制造方法，以及改进回收技术。一旦成本问题解决了，铝合金可能成为汽车的主要结构材料。自1991年以来，镁的产量每5年增加1倍，是很有前途的未来材料，预计2003年后镁的应用将有明显上升，包括大的车身外部零件。
总体来说中国的模具行业现只达到世界20世纪80年代中期的先进水平，也就是说差距还很大，所以很有发展前途，且模具是很基础的行业，用途非常广。专家认为，我国模具行业日趋大型化，而且精度将越来越高。10年前，精密模具的精度一般为5μｍ，现在已达2－3μｍ。不久，１μｍ精度的模具将上市。随着零件微型化及精度要求的提高，有些模具的加工精度公差就要求在１μｍ以下，这就要求发展超精加工。
2）提出所给冲压件的工艺方案（至少两种），进行分析、比较和论证。
3）排样图设计。
4）总的冲压力及压力中心计算。
5）刃口尺寸计算。
6）分析零件的冲压工艺并进行相关计算。
7）标准模具零件的选择和校核；凸凹模或凸凹模结构设计、计算以及非标准模具零件的设计和计算。
8）编写冷冲压工艺卡片。
9）编写冲模零件机械加工工艺过程卡片。
冲压加工作为一个行业，在国民经济的加工业中占有重要的地位。根据统计，冲压件在各个行业中均占相当大的比重，尤其在汽车、电机、仪表、军工、家用电器等方面所占的比重更大。冲压加工的应用范围极广，从精细的电子元件、仪表指针到重型汽车的覆盖件和大梁、高压容器封头以及航天器的蒙皮、机身等均需冲压加工。
冲压件在形状和尺寸精度方面的互换性较好，一般情况下，可以直接满足装配和使用要求。此外，在冲压过程中由于材料经过塑性变形，金属内部组织得到改善，机械强度有所提高，所以，冲压件具有质量轻、刚度好、精度高和外表光滑、美观等特点。
冲压加工是一种套高生产率的加工方法，如汽车等大型零件每分钟可生产几件，而小零件的高速冲压则每分钟可生产千件以上。由于冲压加工的毛坯是板材或卷材，一般又在冷状态下加工，因此轻易实现机械化和自动化，比较适宜配置机械人而实现无人化生产。特别是适用于定型产品的中大批生产。“冲压要发展，模具是关键”，提高模具的效率需从冲模设计和制造开始。
前 言
科学技术发展的进程表明，机械工业是科学技术物化为生产力的重要载体，而模具设计与制造在机械行业占有举足轻重的地位。目前，电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电、通讯和军工等产品中，60％－80％的零部件，都要依靠模具成型。用模具成型的制件所表现出来的高精度、高复杂性、高一致性、高生产率和低消耗，是其他加工制造方法所无法比拟。模具在很大程度上决定着产品的质量、效益和开发能力。
8)《冷冲压与塑性成型—工艺及模具设计》翁其金 机械工业出版社,1990.
9)赵孟栋主编.冷冲模(第2版).北京:机械工业出版社,1997.
10)王孝培主编.冲压手册.北京: 机械工业出版社,1990.
11)肖景容,姜奎华主编.冲压工艺学.北京: 机械工业出版社,1990
3．进度安排
设计（论文）各阶段名称
（2）汽车、飞机等工业的飞速发展，以及能源因素都是冲压技术发展的主要推动力。进入新世纪，环境因素及相关的法律约束日益突出，汽车轻量化设计和制造成为当前的重要课题。
（3）成形过程数字化仿真技术的发展，推动传统冲压技术走向科学化，进入先进制造技术行列。
（4）冲压技术的发展涉及材料、能源、模具、设备等各方面。工艺方法的创新及其过程的科学分析与控制是技术发展的核心；模具技术是冲压技术发展的体现，是决定产品制造周期、成本、质量的重要因素。
1.冲压技术发展的特征
冲压技术的真正发展，始于汽车的工业化生产。20世纪初，美国福特汽车的工业化生产大大推动了冲术的研究和发展。研究工作基本上在板料成形技术和成形性两方面同时展开，关键问题是破裂、起皱与回弹，涉及可成形性预估、成形方法的创新，以及成形过程的分析与控制。但在20世纪的大部分时间里，对冲压技术的掌握基本上是经验型的。分析工具是经典的成形力学理论，能求解的问题十分有限。研究的重点是板材冲压性能及成形力学，远不能满足汽车工业的需求。60年代是冲压技术发展的重要时期，各种新的成形技术相继出现。尤其是成形极限图（FLD）的提出，推动了板材性能、成形理论、成形工艺和质量控制的协调发展，成为冲压技术发展史上的一个里程碑。
2、先进成形技术的发展
冲压技术的发展与材料和结构密切相关。预计未来10-15年，环境要求和日益严格的环保法律，将促使汽车材料和结构发生很大变化。为了减少城市CO2的排放量，汽车力求轻量化，其最突出的发展方向是提高所用材料的比强度和比刚度及发展高效的轻量化结构。现代车身结构中，高强度钢约占25%。目前在继续开发超高强度钢的同时，结合发展新的“高效结构”和制造技术，争取使车身重量减少20%以上。但更引人关注的努力方向是扩大铝、镁等低密度合金材料在汽车上的应用。
冲压加工的材料利用率较高，一般可达70%~85%，冲压加工的能耗低，由于冲压生产具有节材、节能和高生产率等特点，所以冲压件呈批量生产时，其成本比较低，经济效益较高。
当然，冲压加工与其他加工方法一样，也有其自身的局限性，例如，冲模的结构比较复杂，模具价格偏高。因此，对小批量、多品种生产时采用昂贵的冲模，经济上不合算，目前为了解决这方面的问题，正在努力发展某些简易冲模，如聚氨脂橡胶冲模、低合金冲模以及采用通用组合冲模、钢皮模等，同时也在进行冲压加工中心等新型设备与工艺的研究。
由于80年代有限元方法及CAD技术的先期发展，使90年代以数值模拟仿真为中心的和计算机应用技术在冲压领域得以迅速发展并走向实用化，成为材料变形行为研究和工艺过程设计的有力工具。汽车冲压技术真正进入了分析阶段，传统的板成形技术开始从经验走向科学化。
纵观上世纪的发展历程可见：
（1）冲压性能的研究和改进是与冲压技术的发展相辅相承的。
10）编写设计计算说明书一份（字数不少于1.5万字）。
11）毕业设计说明书、冷冲压工艺卡零件机械加工工艺过程卡片、设计图等全部用电子版。
2．设计（论文）的原始数据：
1．工件名称：盖板
2．生产批量：大批量
3．材 料：Q235-A钢
4．料 厚：3mm
5．工件简图
2．指定查阅的主要参考文献及说明
1）中国模具工业协会标准委员会编.中国模具标件手册.上海:上海科学普及出版社，1989.
符号说明...............................................................................63
专题讨论.........................................................................文)的准备工作,包括收准备参考资查阅文零件结构工艺分析、工艺方案的分析、比较、确定。完成
2
3
4
5
注：本表在学生接受任务时下达
摘
阐述了落料、冲孔、弯曲复合模的结构设计及工作过程，通过工艺分析，采用落料冲孔弯曲工序，通过冲裁力、顶件力、压料力、卸料力、弯曲力等计算，确定模具类型。该模具采用后侧导柱模架，落料凹模采用镶拼结构，废料从凸凹模的开槽中卸出。本模具结构紧凑，装拆，修磨方便，安全可靠，生产效率比使用传统模具生产提高两倍以上。
1.2
近十多年来，随着对发展先进制造技术的重要性获得前所未有的共识，冲压成形技术无论在深度和广度上都取得了前所未有的进展，其特征是与高新技术结合，在方法和体系上开始发生很大变化。计算机技术、信息技术、现代测控技术等冲压领域的渗透与交叉融合，推动了先进冲压成形技术的形成和发展。本文着重结合汽车工业的发展需求，讨论冲压技术的现状和发展趋势。
本次毕业设计的题目是盖板落料、冲孔、弯曲复合模设计。该零件加工工序有冲孔、落料、弯曲三个工步，采用复合模进行大批量生产。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，采用纵向送料方式，模具的总压力为630KN，选用J23-3.14开式双柱可倾压力机配套使用。
此模具结构紧凑，装拆，修磨方便，安全可靠，生产效率比使用传统模具生产提高两倍以上。
四 川 理 工 学 院
毕业设计（论文）任务书
设计（论文）题目：罩板落料、冲孔、弯曲符合模具设计
系：机电系专业：材控班级：031学号：030130130
学生：赵宝莲指导教师：王世能
接受任务时间
教研室主任（签名）
系主任（签名）
1．毕业设计（论文）的主要内容及基本要求
1）按给定的主要技术参数，完成模具装配图和零件工作图的设计（一套）；0#图纸1张、3#图纸不少于6张。
1.1
冲压是通过模具对板材施加压力或拉力,使板材塑性成型,有时对板材施加剪切力而使板材分离,从而获得一定尺寸、形状和性能的一种零件加工方法。由于冲压加工经常在材料冷状态下进行，因此也称冷冲压。冲压加工的原材料一般为板材或带材，故也称板材冲压。冲压加工需要研究冲压工艺与模具两个方面的问题。冲压工艺可以分为分离工序和成形工序。而分离工序又有落料、冲孔、切断、切边、剖切等工序；成型工序又包括卷圆、扭曲、拉深、变薄拉深、翻孔、翻边、拉弯、胀形、起伏、扩口、缩口、旋压、校形等。
关键字：冲压，落料冲孔弯曲，复合模，模具结构
ABSTRACT
The working process and the structural design of blanking,piercing and the bending compound die are expounded, By the technics analysis, Adopting working process of the piercing,bending and blanking ,Through the calulation of punching force,kickingforce,blank - holder force,discharging force and bending force , we determine the Type of Die. this mold uses the bevel pillars die set from backside,blanking die uses inlay and splice structure,waste materials is unloaded from the Slot of convex and concavedie.This Mould is compact, and it is convenience to install , dismantle and regrind,also it is very safe,Comparing with the traditional technology which uses conventional Mould,the production efficiencyis will be improved more than 20 times .
2)《冷冲模国家标准》 国家标准总局 中国标准出版社，1989.
3)《冲压工艺与模具设计》姜奎华 机械工业出版社，2002.
4）《模具制造工艺》 黄毅宏 机械工业出版社，2004.
5)《冲模图册》 李天佑 机械工业出版社,1998.
6)《冷冲模设计》 丁松聚 机械工业出版社,1999.
7)《模具设计与制造简明手册》 冯炳亮等. 上海科技出版社,1999.
8.2落料凹模的设计................................................................................................................41
参考文献...............................................................................62
key words:piercing；the piercing,bending and blanking；composite mold；structure of mold
前言.....................................................................................1
欧美正在研究开发未来型的铝车身家用小汽车，可使重量减轻40-50%，耗油仅为现行小汽车平均值的三分之一。目前的主要问题是开发低成本铝合金，发展新结构和高效制造方法，以及改进回收技术。一旦成本问题解决了，铝合金可能成为汽车的主要结构材料。自1991年以来，镁的产量每5年增加1倍，是很有前途的未来材料，预计2003年后镁的应用将有明显上升，包括大的车身外部零件。
总体来说中国的模具行业现只达到世界20世纪80年代中期的先进水平，也就是说差距还很大，所以很有发展前途，且模具是很基础的行业，用途非常广。专家认为，我国模具行业日趋大型化，而且精度将越来越高。10年前，精密模具的精度一般为5μｍ，现在已达2－3μｍ。不久，１μｍ精度的模具将上市。随着零件微型化及精度要求的提高，有些模具的加工精度公差就要求在１μｍ以下，这就要求发展超精加工。
2）提出所给冲压件的工艺方案（至少两种），进行分析、比较和论证。
3）排样图设计。
4）总的冲压力及压力中心计算。
5）刃口尺寸计算。
6）分析零件的冲压工艺并进行相关计算。
7）标准模具零件的选择和校核；凸凹模或凸凹模结构设计、计算以及非标准模具零件的设计和计算。
8）编写冷冲压工艺卡片。
9）编写冲模零件机械加工工艺过程卡片。
冲压加工作为一个行业，在国民经济的加工业中占有重要的地位。根据统计，冲压件在各个行业中均占相当大的比重，尤其在汽车、电机、仪表、军工、家用电器等方面所占的比重更大。冲压加工的应用范围极广，从精细的电子元件、仪表指针到重型汽车的覆盖件和大梁、高压容器封头以及航天器的蒙皮、机身等均需冲压加工。
冲压件在形状和尺寸精度方面的互换性较好，一般情况下，可以直接满足装配和使用要求。此外，在冲压过程中由于材料经过塑性变形，金属内部组织得到改善，机械强度有所提高，所以，冲压件具有质量轻、刚度好、精度高和外表光滑、美观等特点。
冲压加工是一种套高生产率的加工方法，如汽车等大型零件每分钟可生产几件，而小零件的高速冲压则每分钟可生产千件以上。由于冲压加工的毛坯是板材或卷材，一般又在冷状态下加工，因此轻易实现机械化和自动化，比较适宜配置机械人而实现无人化生产。特别是适用于定型产品的中大批生产。“冲压要发展，模具是关键”，提高模具的效率需从冲模设计和制造开始。
前 言
科学技术发展的进程表明，机械工业是科学技术物化为生产力的重要载体，而模具设计与制造在机械行业占有举足轻重的地位。目前，电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电、通讯和军工等产品中，60％－80％的零部件，都要依靠模具成型。用模具成型的制件所表现出来的高精度、高复杂性、高一致性、高生产率和低消耗，是其他加工制造方法所无法比拟。模具在很大程度上决定着产品的质量、效益和开发能力。
8)《冷冲压与塑性成型—工艺及模具设计》翁其金 机械工业出版社,1990.
9)赵孟栋主编.冷冲模(第2版).北京:机械工业出版社,1997.
10)王孝培主编.冲压手册.北京: 机械工业出版社,1990.
11)肖景容,姜奎华主编.冲压工艺学.北京: 机械工业出版社,1990
3．进度安排
设计（论文）各阶段名称
（2）汽车、飞机等工业的飞速发展，以及能源因素都是冲压技术发展的主要推动力。进入新世纪，环境因素及相关的法律约束日益突出，汽车轻量化设计和制造成为当前的重要课题。
（3）成形过程数字化仿真技术的发展，推动传统冲压技术走向科学化，进入先进制造技术行列。
（4）冲压技术的发展涉及材料、能源、模具、设备等各方面。工艺方法的创新及其过程的科学分析与控制是技术发展的核心；模具技术是冲压技术发展的体现，是决定产品制造周期、成本、质量的重要因素。
1.冲压技术发展的特征
冲压技术的真正发展，始于汽车的工业化生产。20世纪初，美国福特汽车的工业化生产大大推动了冲术的研究和发展。研究工作基本上在板料成形技术和成形性两方面同时展开，关键问题是破裂、起皱与回弹，涉及可成形性预估、成形方法的创新，以及成形过程的分析与控制。但在20世纪的大部分时间里，对冲压技术的掌握基本上是经验型的。分析工具是经典的成形力学理论，能求解的问题十分有限。研究的重点是板材冲压性能及成形力学，远不能满足汽车工业的需求。60年代是冲压技术发展的重要时期，各种新的成形技术相继出现。尤其是成形极限图（FLD）的提出，推动了板材性能、成形理论、成形工艺和质量控制的协调发展，成为冲压技术发展史上的一个里程碑。
2、先进成形技术的发展
冲压技术的发展与材料和结构密切相关。预计未来10-15年，环境要求和日益严格的环保法律，将促使汽车材料和结构发生很大变化。为了减少城市CO2的排放量，汽车力求轻量化，其最突出的发展方向是提高所用材料的比强度和比刚度及发展高效的轻量化结构。现代车身结构中，高强度钢约占25%。目前在继续开发超高强度钢的同时，结合发展新的“高效结构”和制造技术，争取使车身重量减少20%以上。但更引人关注的努力方向是扩大铝、镁等低密度合金材料在汽车上的应用。
冲压加工的材料利用率较高，一般可达70%~85%，冲压加工的能耗低，由于冲压生产具有节材、节能和高生产率等特点，所以冲压件呈批量生产时，其成本比较低，经济效益较高。
当然，冲压加工与其他加工方法一样，也有其自身的局限性，例如，冲模的结构比较复杂，模具价格偏高。因此，对小批量、多品种生产时采用昂贵的冲模，经济上不合算，目前为了解决这方面的问题，正在努力发展某些简易冲模，如聚氨脂橡胶冲模、低合金冲模以及采用通用组合冲模、钢皮模等，同时也在进行冲压加工中心等新型设备与工艺的研究。
由于80年代有限元方法及CAD技术的先期发展，使90年代以数值模拟仿真为中心的和计算机应用技术在冲压领域得以迅速发展并走向实用化，成为材料变形行为研究和工艺过程设计的有力工具。汽车冲压技术真正进入了分析阶段，传统的板成形技术开始从经验走向科学化。
纵观上世纪的发展历程可见：
（1）冲压性能的研究和改进是与冲压技术的发展相辅相承的。
10）编写设计计算说明书一份（字数不少于1.5万字）。
11）毕业设计说明书、冷冲压工艺卡零件机械加工工艺过程卡片、设计图等全部用电子版。
2．设计（论文）的原始数据：
1．工件名称：盖板
2．生产批量：大批量
3．材 料：Q235-A钢
4．料 厚：3mm
5．工件简图
2．指定查阅的主要参考文献及说明
1）中国模具工业协会标准委员会编.中国模具标件手册.上海:上海科学普及出版社，1989.
符号说明...............................................................................63
专题讨论.........................................................................文)的准备工作,包括收准备参考资查阅文零件结构工艺分析、工艺方案的分析、比较、确定。完成
2
3
4
5
注：本表在学生接受任务时下达
摘
阐述了落料、冲孔、弯曲复合模的结构设计及工作过程，通过工艺分析，采用落料冲孔弯曲工序，通过冲裁力、顶件力、压料力、卸料力、弯曲力等计算，确定模具类型。该模具采用后侧导柱模架，落料凹模采用镶拼结构，废料从凸凹模的开槽中卸出。本模具结构紧凑，装拆，修磨方便，安全可靠，生产效率比使用传统模具生产提高两倍以上。
1.2
近十多年来，随着对发展先进制造技术的重要性获得前所未有的共识，冲压成形技术无论在深度和广度上都取得了前所未有的进展，其特征是与高新技术结合，在方法和体系上开始发生很大变化。计算机技术、信息技术、现代测控技术等冲压领域的渗透与交叉融合，推动了先进冲压成形技术的形成和发展。本文着重结合汽车工业的发展需求，讨论冲压技术的现状和发展趋势。
本次毕业设计的题目是盖板落料、冲孔、弯曲复合模设计。该零件加工工序有冲孔、落料、弯曲三个工步，采用复合模进行大批量生产。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，采用纵向送料方式，模具的总压力为630KN，选用J23-3.14开式双柱可倾压力机配套使用。
此模具结构紧凑，装拆，修磨方便，安全可靠，生产效率比使用传统模具生产提高两倍以上。
四 川 理 工 学 院
毕业设计（论文）任务书
设计（论文）题目：罩板落料、冲孔、弯曲符合模具设计
系：机电系专业：材控班级：031学号：030130130
学生：赵宝莲指导教师：王世能
接受任务时间
教研室主任（签名）
系主任（签名）
1．毕业设计（论文）的主要内容及基本要求
1）按给定的主要技术参数，完成模具装配图和零件工作图的设计（一套）；0#图纸1张、3#图纸不少于6张。