冷冲压模具—普通小汽车发动机的垫片冲压设计【毕业论文,绝对精品

毕业设计冷冲压模具普通小汽车发动机的垫片冲压设计学生指导教师专业机械制造与自动化设计地点四川交通职业技术学院L目录绪论3摘要7第一章冷冲压模具911对冲压模具的基本要求12冲压模具基本结构13模具的安装第二章冷冲压模具设计1321冷冲压设计前的准备22冷冲压设计内容和步骤第三章垫片模具的设计任务1431设计工件及其要求32设计任务33主要参考资料第四章模具设计1641冲压方案种类42方案比较43方案确定44确定模具总体结构方案45工艺与设计计算附表26参考文献30设计总结31致谢33L冲压模具毕业设计绪论模具是现代加工制造业的基本工艺装备。模具技术水平已成为衡量一个国家制造业水平的重要指标。现代工业需要先进的模具设备，更需要大批掌握模具技术的专业人才。由于具有生产效率高、生产成本低、尺寸精度好、易于实现机械化和自动化等优点，冷冲压加工在制造行业中占有十分重要的地位。我国考古发现，早在2000多年前，我国已有冲压模具被用于制造铜器，证明了中国古代冲压成型和冲压模具方面的成就就在世界领先。1953年，长春第一汽车制造厂在中国首次建立了冲模车间，该厂于1958年开始制造汽车覆盖件模具。我国于20世纪60年代开始生产精冲模具。在走过了温长的发展道路之）各后，目前我国已形成了300多亿元（未包括港、澳、台的统计数字，下同。类冲压模具的生产能力。一、冲压模具市场情况我国冲压模具无论在数量上，还是在质量、技术和能力等方面都已有了很大发展，但与国发经济需求和世界先进水平相比，差距仍很大，一些大型、精度、复杂、长寿命的高档模具每年仍大量进口，特别是中高档轿车的覆盖件模具，目前仍主要依靠进口。一些低档次的简单冲模，已趋供过于求，市场竟争激烈。现将2004年我国冲压模具市场情况简介如下据中国模具工业协会发布的统计材料，2004年我国冲压模具总产出约为220亿元，其中出口075亿美元约合62亿元根据我国海关统计资料2004年我国共进口冲压模具561亿美联社元约合466亿元从上述数字可以得出2004年我国冲压模具市场总规模约为2666亿元其中国内市场需求为2604亿元总供应约为2138亿元市场满足率为82在上述供求总体情况中有几个具体情况必须说明一是进口模具大部分是技术含量高的大型精密模具而出口模具大部分是技术含量较低中的中低档模具因此技术含量高的中高档模具市场满足率低于冲压模具总体满足率这些模具的发展已滞后于冲压件生产而技术含量低的中低档模具市场满足率要高于冲压模具市场总体满足率二是由于我国的模具价格要比国际市场低格低许多具有一定的竟争力因此其在国际市场前景看好2005年冲压模具出口达到146亿美元比2004年增L长947就可说明这一点三是近年来港资、台资、外资企业在我国发展迅速，这些企业中大量的自产自用的冲压模具无确切的统计资料，因此未能计入上述数字之中。二、冲压模具水平状况近年来，我国冲压模具水平已有很大提高。大型冲压模具已能生产单套重量达50多吨的模具。为中档轿车配套的覆盖件模具内也能生产了。精度达到12M，寿命2亿次左右的多工位级进模国内已有多家企业能够生产。表面粗糙度达到RA15M的精冲模，大尺寸（300MM）精冲模及中厚板精冲模国内也已达到相当高的水平。1、模具CAD/CAM技术状况我国模具CAD/CAM技术的发展已有20多年历史。由原华中工学院和武汉733厂于1984年共同完成的精神模CAD/CAM系统是我国第一个自行开发的模具CAD/CAM系统。由华中工学院和北京模具厂等于1986年共同完成的冷冲模CAD/CAM系统是我国自行开发的第一个冲裁模CAD/CAM系统。上海交通大学开发的冷冲模CAD/CAM系统也于同年完成。世纪90年代以来，20国内汽车行业的模具设计制造中开始采用CAD/CAM技术。国家科委863计划将东风汽车公司作为CIMS应用示范工厂，由华中理工大学作为技术依托单位，开发的汽车车身与覆盖模具CAD/CAPP/CAM集成系统于1996年初通过鉴定。在此期间，一汽和成飞汽车模具中心引进了工作站和CAD/CAM软件系统，并在模具设计制造中实际应用，取得了显著效益。1997年一汽引进了板料成型过程计算机模拟CAE软件并开始用于生产。21世纪开始CAD/CAM技术逐渐普及，现在具有一定生产能力的冲压模具企业基本都有了CAD/CAM技术。其中部分骨干重点企业还具备各CAE能力。模具CAD/CAM技术能显著缩短模具设计与制造周期，降低生产成本，提高产品质量，已成为人们的共识。在“八五”、九五“期间，已有一大批模具企业推广普及了计算机绘图技术，数控加工的使用率也越来越高，并陆续引进了相当数量CAD/CAM系统。如美国EDS的UG，美国PARAMETRICTECHNOLOGY公司PRO/ENGINEER，美国CV公司的CADSS，英国DELCAM公司的DOCT5，日本HZS公司的CRADE及SPACEE以色列公司的CIMATRON还引进了AUTOCADLCATIA等软件及法国MARTADARAVISION公司用于汽车及覆盖件模具的EUCLIDIS等专用软件。国内汽车覆盖件模具生产企业普遍采用了CAD/CAM技术/DL图的设计和模具结构图的设计均已实现二维CAD，多数企业已经向三维过渡，总图生产逐步代替零件图生产。且模具的参数化设计也开始走向少数模具厂家技术开发的领域。在冲压成型CAE软件方面，除了引进的软件外，华中科技术大学、吉林大学、湖南大学等都已研发了较高水平的具有自主知识产权的软件，并已在生实践中得到成功应用，产生了良好的效益。快速原型（RP）传统的快速经济模具相结合，快速制造大型汽车覆盖件模具，解决了原来低熔点合金模具靠样件浇铸模具，模具精度低、制件精度低，样样制作难等问题，实现了以三维CAD模型作为制模依据的快速模具制造，它标志着RPM应用于汽车身大型覆盖件试制模具已取得了成功。围绕着汽车车身试制、大型覆盖件模具的快速制造，近年来也涌现出一些新的快速成型方法，例如目前已开始在生产中应用的无模多点成型及激光冲击和电磁成型等技术。它们都表现出了降低成本、提高效率等优点。2、模具设计与制造能力状况在国家产业政策的正确引导下，经过几十年努力，现在我国冲压模具的设计与制造能力已达到较高水平，包括信息工程和虚拟技术等许多现代设计制造技术已在很多模具企业得到应用。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先进水平相比仍有较大差距。这一些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，无论在设计还是加工工艺和能力方面，都有较大差距。轿车覆盖件模具，具有设计和制造难度大，质量和精度要求高的特点，可代表覆盖件模具的水平。虽然在设计制造方法和手段方面基本达到了国际水平，模具结构周期等方面，与国外相比还存在一定的差距。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。有代表性的是集机电一体化的铁芯精密自动阀片多功能模具，已基本达到国际水平。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，L仍存在一定差距。汽车覆盖件模具制造技术正在不断地提高和完美，高精度、高效益加工设备的使用越来越广泛。高性能的五轴高速铣床和三轴的高速铣床的应用已越来越多。NC、DNC技术的应用越来越成熟，可以进行倾角加工超精加工。这些都提高了模具婕庸龋岣吡四叩闹柿浚醵塘四叩闹圃熘芷凇弑砻媲炕际跻驳玫焦惴河谩粘墒臁尬廴尽杀臼手械睦胱由际踉嚼丛奖蝗峡桑蓟锉桓泊恚D处理）及许多镀（涂）层技术在冲压模具上的应用日益增多。真空处理技术、实型铸造技术、刃口堆焊技术等日趋成熟。激光切割和激光焊技术也得到了应用。L摘要冲压模具在实际工业生产中应用广泛。在传统的工业生产中，工人生产的劳动强度大、劳动量大，严重影响生产效率的提高。随着当今科技的发展，工业生产中模具的使用已经越来越引起人们的重视，而被大量应用到工业生产中来。冲压模具的自动送料技术也投入到实际的生产中，冲压模具可以大大的提高劳动生产效率，减轻工人负担，具有重要的技术进步意义和经济价值。本文对冷冲压技术的分类、特点及发展方向作了简略概述；论述了冲压零件的形成原理、基本模具结构与运动过程及其设计原理；对典型的冲压件模具进行了设计大直径三通管冲压复合模设计解决了大直径三通管的加工难题、带有浮动凸凹模的拉伸冲孔复合模设计、适力压边式落料拉伸切边复合模设计、消音器后补碗落料、拉深、冲孔、翻边复合模设计、一模两件落料拉伸冲孔翻边复合模设计、环形弯曲件的模具设计、铰链卷圆成形工艺及模具设计、半自动送料切角装置设计、滑板式送料拉深、冲孔、翻边模设计实现自动送料、长管多孔冲模设计、带凸缘台阶方盒形零件拉深模和盒形件侧壁小孔翻孔模。冲压模具的设计充分利用了机械压力机的功用特点，在室温的条件下对坯件进行冲压成形，生产效率提高，经济效益显著。本文介绍的模具实例结构简单实用，使用方便可靠，对类似工件的大批量生产具有一定的参考作用。ABSTRACTPUNCHINGDIEHASBEENWIDELYUSEDININDUSTRIALPRODUCTIONINTHETRADITIONALINDUSTRIALPRODUCTIONTHEWORKERWORKVERYHARDANDTHEREARETOOMUCHWORKSOTHEEFFICIENCYISLOWWITHTHEDEVELOPMENTOFTHESCIENCEANDTECHNOLOGYNOWADAYSTHEUSEOFPUNCHINGDIEINTHEINDUSTIALPRODUCTIONGAINMOREATTENTIONANDBEUSEDINTHEINDUSTRIALPRODUCTIONMOREANDMORESELFACTINGFEEDTECHNOLOGYOFPUNCHINGDIEISALSOUSEDINPRODUCTIONPUNCHINGDIECOULDINCREASETHEEFFICIENCEOFPRODUCTIONANDCOULDALLEVIATETHEWORKBURDEN，SOITHASSIGNIFICANTMEANINGINTECHNOLOGICPROGRESSANDECONOMICVALUETHEARTICLEMAINLYDISCUSSEDTHECLASSIFICATIONFEATUREANDTHEDEVELOPMENTALDIRECTIONOFTHEPNNCHINGTECHNOLOGYELABORATEDTHEPUNCHINGCOMPONENTSLFORMATIONPRINCIPLETHEBASICDIESSTRUCTUREANDTHERATEPROCESSANDTHEPRINCIPLEOFDESIGNANDDESIGNEDSOMECONVENTIONALPUNCHINGDIEHEDIEFORBIGDIAMETERTHREEDIRECTIONPIPEWHICHSOLVEDTHEPROBLOMOFTRADITIONALMACHININGHEDRAWINGANDPUNCHINGCOMPOUNDDIEWITHFLOATPUNCHMATRIXHEDRAWINGANDCUTTINGCOMPOUNDDIESWITHUNALTEREDPRESSHECOMPOUNDDIEFORTHEBACKBOWLOFTHENOISEKEEPERHEDESIGNOFTHECOMPOUNDDIEWHICHCOULDPRODUCETWOWORKPIECESINONEPUNCHINGHEBENDINGDIEFORTHERINGSHAPEPARTTHEBENDINGDIEWHICHUSEDTHEGEMELAUTOMATELOADINGDIEFORCUTTINGTHEDRAWINGUNCHINGANDBURRINGCOMPOUNDDIESWITHSLIDINGAUTOMATEDLOADINGHEPUNCHINGDIEFORTHELONGPIPEWITHTWOROWOFHOLEHEDRAWINGDIEFORTHESQUAREBOXSHAPEWORKPIECEANDTHEBURRINGDIEFORTHEBOXSHAPEWORKPIECEHEPUNCHINGDIESTHATUTILIZEDTHEFEATUREOFTHENORMALPUNCHSHAPEDTHEWORKPIECEINTHEROOMTEMPERATURENDITSEFFICIENCYANDECONOMICSITUATIONISEXCELLENTTHEDIESHEREDISCUSSEDCANBEEASILYMADEONVENIENTLYUSEDANDSAFELYOPERATEDANDITCOULDBEUSEDASTHEREFERENCEINTHELARGESCALEPRODUCTIONOFSIMILARWORKPIECESL第一章冷冲压模具11对冷冲压模具的基本要求模具的作用一方面是将压力机的作用力通过模具传递给金属，在其内部产生使之变形的内力。当内力的作用达到一定的数值时，板料毛坯或毛坯的某个部分便会产生与内力的作用性质相对应的变形，从而获得满足一定性能要求及符号所需尺寸及形状另一方面，通过模具的作用，可以保证上下模之间的正确导向，并使坯料稳定地压紧与精确的定位，从而冲压制造出达到一定精度要求的冲件。在生产实际中，模具的作用在与保证冲件的质量、提高生产率和降低成本等。为此，除了采用行之有效的工艺手段、进行正确的模具设计及选择合理的模具结构之外，还必须以先进的模具制造技术作为保证。对于各类模具的制造，一般都应满足如下的几个基本要求1制造精度高模具的精度主要是由冲件精度和模具结构的基本要求所决定的。为了保证冲件的精度，模具工作部分的精度要求一般要比冲件的精度高23倍；为此，对于组成模具的零部件也就要提出较高的要求。如对于凸模之间的间隙，必须要有严格的控制，并精确地保证其间隙的均匀性；对拉深凸模和凹模刃口部分的圆角要保持相当准确的尺寸，零件其他的尺寸精度、导向精度、孔的位置精度也都必须达到规定的加工精度要求。并且还必须保证其装配质量。2操作性能良好将模具安装到冲床上时，其方法要简便，调整工作量要少，操作时送料定位要快速、准确可靠，出料顺畅自如。在整个使用过程中，冲件的尺寸和形状变化极小，可放心地进行生产。取出制件方便，无螺钉松动及模具零件破损等故障。3使用寿命长模具加工费用约占成本的1030，其使用寿命的长短将直接影响到产品成本的低、工艺部分负荷的轻重等。为了保证高效率地进行生产，都要求模具具有L较长的使用寿命。4制造周期短模具制造周期的长短主要决定于制模技术和生产管理水平的高低。为了满足生产的需要，提高产品的竞争能力，必须在保证质量的前提下尽量缩短模具的制造周期。在规定的时间内完成制造，并在规定的使用周期内，冲件的冲制能符合使用要求。5模具成本低模具成本应该是生产单件时所发生的模具费用。即模具成本模具制造费维修保养费/制件总生产数模具成本与模具机构的复杂程度、模具材料、加工精度和加工方法等都有关。在设计和加工模具时，应根据实际情况作全面的考虑。即应在保证冲件质量前提下，选择与冲件生产量相适应的模具结构和方便实用的零件制造方法，尽量降低模具的制造费用和维修费用。在不影响使用的前提下，模具结构应尽量简单、材料便宜，并尽量采用标准件，使模具成本降低到最低限度。12冲压模具基本结构根据冲件的形状、大小、精度和不同的工艺要求，以及考虑生产量、经济性等不同的要求，模具的机构型式和复杂程度各不相同。冲模主要有以下几部分组成，如图111所示。L图111冲模结构组成1模柄2上模座3垫板4固定板5橡胶6卸料板7凹模8下模座9导正销10凸模11导柱12导套1工作零件工作零件用以直接与板料接触，由其施加给板料压力后使之分离或形变完成板料冲压过程。工作零件主要包括凸模，凹模，凸凹模等，如图111所示的凸模10及凹模7。2定位零件定位零件的作用是确定板料或坯件相对于冲模的正确位置，以保证冲件质量。主要包括挡料销，定距侧刃，导正销，定位板，定位销，导料板和导向槽等，如图111所示的定位销9。3卸料装置零件卸料零件主要用来卸除套在凸模上的零件或废料。主要包括卸料板，卸料杆，废料刀等，如图111所示的卸料板6。4压料装置及零件用来压住坯料或坯件以保证在冲压时，使材料能顺利地进行变形。它主要包括压料板，压边圈等，主要用于拉深模结构。5导向零件导向零件主要用以保证凸模与凹模之间具有准确位置。主要包括导套，导柱，导板等，如图111所示的导柱11，导套12。6推件装置与零件推件零件主要用来连接及固定工作零件，使之成为完整的模具结构。主要包括推杆，推板，推料杆及各类推件器等。7支承及支持零件支承及支持零件主要用来连接及固定工作零件，使之成为完整的模具结构。主要包括上、下模座，模柄，凸、凹模固定板，垫板，限位器等，如图111所示的模柄1、上模座2，垫板3，固定板4，下模座8。8紧固零件紧固零件主要用来紧固，连接各类冲模零件的，如各类螺钉、销钉等，其中L模具中的圆柱销还起稳固定位作用。9缓冲零件缓冲零件主要包括弹簧、压簧、缓冲橡皮等。模具中的缓冲零件主要利用其弹力，起卸退料作用。如图111所示的橡皮5。通常情况下，模具的工作零件、定位零件、卸料与压料零件称为模具的工艺零件，而导向零件、支撑固定零件、紧固零件及其他通用零件称为冲模的辅助零件。实际上，对于每一套冲模，他们都必然形成完整的独立整体，是由各种不同零部件结合而成的。根据每个零部件的作用、要求可以进行基本分类。对于同样作用的零部件，由于使用条件不同，其结构形式也多种多样。目前，我国对冲压模具已制定了国家标准（简称国标）其中包括模架、典型组合、零部件、模架技术条件、典型组合技术条件、零部件技术条件等。这对简化模具设计与制造、提高模具寿命、降低成本、缩短模具制造周期都有十分重要的意义。在设计时，可参照国标选用标准零部件，绝大部分可以在国标中查出轮廓尺寸，精度，表面粗糙度、配合精度、材料、热处理及技术条件等。在设计时，只需把主要精力集中在非标准零件设计及一些板类标准件的工作型孔等设计方面。23冷冲压模具类型24冷冲压模具的主要零件25模具标准件13模具的安装在压力机上安装与调整模具，是一件