钣金冲压产品工程模模具设计

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1、第1章前言1.1冲压工艺与冲压模具冲压是指在常温下利用模具在压力机的作用下，对材料施加压力，将材料分离和变形，从而获得一定形状、尺寸和精度零件的一种加工方法，又可称为冷冲压或板料冲压。冲压加工与其它机械加工方法相比，具有很多优点：1、效率高，可实现制品与零件的高速度大量的生产；2、原材料，可实现少切屑、无切屑加工；3、质量稳定，有良好的互换性；4、工艺简单，利用模具生产制品时，不需要操作者有较高的技艺水平；5、模具批量生产的零件和制品成本低廉；6、工出的零件与制品可一次成型，不需进行再加工；7、造出其他加工工艺方法

2、难以加工、形状比较复杂的零件制品；8、易实现生产的自动化及半自动化。由于冲压工艺的这些特点，因此其应用范围极广，从精细的电子元件、仪表指针到汽车的覆盖件和大梁、高压容器封头及航空航天器的蒙皮、机身等，均需冲压加工。目前用冲压工艺所获得的制品，在现代汽车、拖拉机、电机电器、仪器仪表及无线电电子产品和人们日常生活中，都占有十分重要的地位。当然，冲压工艺和其它加工方法一样，也有其自身的局限性，如：冲模结构比较复杂，制造周期长，模具价格偏高，在单件小批量、多品种生产时经济上不合算。冲模是冲压生产中必不可少的工艺装备。其模具

3、结构必须满足冲压生产的要求，不仅要冲压出合格的零件制品，而且要适应批量生产的需要，操作要方便、使用寿命要长、安全可靠、成本低廉，并能容易制造和维修。1.2冲压技术的现状目前，国内外对冲压成形理论的研究非常重视，在材料冲压性能研究、冲压成形过程应力应变分析、板料变形规律研究及坯料与模具之间的相互作用研究等方面均取得了较大的进展。特别是随着计算机技术的飞跃发展和塑性变形理论的进一步完善，近年来国内外已开始应用塑性成形过程的计算机模拟技术，模拟金属的塑性成形过程，根据分析结果，设计人员可预测某一工艺方案成形的可行性及可能

4、出现的质量问题，并通过在计算机上选择修改相关参数，可实现工艺及模具的优化设计。这样既节省了昂贵的试模费用，也缩短了制模具周期。研究推广能提高生产率及产品质量、降低成本和扩大冲压工艺应用范围的各种压新工艺，也是冲压技术的发展方向之一。目前，国内外相继涌现出精密冲压工艺、软模成形工艺、高能高速成形工艺及无模多点成形工艺等精密、高效、经济的冲压新工艺。其中，精密冲裁是提高冲裁件质量的有效方法，它扩大了冲压加工范围，目前精密冲裁加工零件的厚度可达25mm，精度可达IT16~17级；我国已自主设计制造了具有国际领先水平的无模

5、多点成形设备，解决了多点压机成形法，从而可随意改变变形路径与受力状态，提高了材料的成形极限，同时利用反复成形技术可消除材料内残余应力，实现无回弹成形。无模多点成形系统以CAD/CAM/CAE技术为主要手段，能快速经济地实现三维曲面的自动化成形。精密、高效的多任务位及多功能级进模和大型复杂的汽车覆盖件冲模代表了现代冲模的技术水平。目前，50个工位以上的级进模进距精度可达到2微米，多功能级进模不仅可以完成冲压全过程，还可完成焊接、装配等工序。我国已能行设计制造出达到国际水平的精度达2-5微米，进距精度2~3微米，总寿命

6、达117亿次。我国主要汽车模具企业，已能生产成套轿车覆盖件模具，在设计制造方法、手段方面已基本达到了国际水平，但在制造方法手段方面已基本达到了国际水平，模具结构、功能方面也接近国际水平，但在制造质量、精度、制造周期和成本方面与国外相比还存在一定差距。1.3冲压模具的发展在冲模的设计制造上,目前正朝着以下两方面发展:一方面,为了适应高速、自动、精密、安全等大批量现代生产的需要，冲模正向高效率、高精度、高寿命及多任务位、多功能方向发展，与此相比适应的新型模具材料及其热处理技术，各种高效、精密、数控自动化的模具加工机床和

7、检测设备以及模具CAD/CAM技术也在迅速发展；另一方面，为了适应产品更新换代和试制或小批量生产的需要，锌基合金冲模、聚氨酯橡胶冲模、薄板冲模、钢带冲模、组合冲模等各种简易冲模及其制造技术也得到了迅速发展。第2章弯曲工艺设计要点2.1弯曲成形工艺弯曲是冲压主要成形工序之一，是将金属板料、棒料、管料或型材等弯成一定的角度和曲率，从而获得所需形状的冲压工艺。弯曲在冲压工艺生产中占有很大的比重。根据弯曲成形方式的不同，弯曲方法可分为：压弯、折弯、滚弯、拉弯等。（1）弯曲工艺的概念及弯曲件　1)弯曲工艺：是根据零件形状的需

8、要，通过模具和压力机把毛坯弯成一定角度，一定形状工件的冲压工艺方法。　2)弯曲成形工艺在工业生产中的应用：应用相当广泛，如汽车上很多履盖件，小汽车的柜架构件，摩托车上把柄，脚支架，单车上的支架构件，把柄，小的如门扣，夹子（铁夹）等。（2）弯曲的基本原理：以V形板料弯曲件的弯曲变形为例进行说明。其过程为：　1)凸模运动接触板料（毛坯）由于凸,凹模不同的接触点力