弹簧片冲压模具设计.docx

弹簧片冲压模具设计摘要本文对于弹簧片的冲压分析和模具设计的工作内容如下：首先，对于弹簧片做深入的了解，查阅相关资料，了解其一般工作环境、工作条件、加工的要求以及生产的一般步骤；其次，结合收集到的材料，进行工艺方案的确定以及排样设计，并对于需要设计的模具进行受力分析计算与工作部分的设计计算；最后，设计模具的主要工作零部件结构，并且使用CAD设计软件绘制包含零件图和装配图的模具结构。经过分析弹簧片制作工艺，和对这款产品的制作工序进行了各种的排料方式进行对比，经过了仔细的对比和慎重的考虑之后，决定对弹簧片选择使用级进模来进行生产成型加工。这款产品是用到了AutoCAD进行产品图纸的绘画，再去使用NXUG软件进行模具设计，使用这些软件来进行模具设计，可以在软件里面分析对比这款产品的各种设计，最后选择最适合的方案来进行模具设计，这样设计出来的模具才能保证少走甚多的弯道，才能保证模具的可生产性。关键词：弹簧片；级进模；AutoCAD；冲压工艺；弯曲工序ABSTRACTTheworkcontentsoframanalysisanddiedesignareasfollows:first,makeindepthunderstandingofspringblade,refertorelevantdata,understandthegeneralworkingenvironment,workingconditions,processingrequirementsandgeneralproductionsteps;secondly,combinedwiththecollectedmaterials,determinetheprocessschemeandsampledesign,forceanalysisandcalculationofthemoldandworkingpart;Finally,designthemainworkingpartsstructureofthemold,anduseCADdesignsoftware.Aftertheanalysisofthespringbladeproductionprocess,andtheproductionprocessofthisproductforavarietyofmaterialdischargemethodsforcomparison,aftercarefulcomparisonandcarefulconsideration,decidedtochoosethespringbladetousethegrademoldforproductionmoldingprocessing.ThisproductisusedinAutoCADproductdrawingspainting,touseNXUGsoftwareformolddesign,usingthesesoftwareformolddesign,canbeanalyzedinthesoftwaredesignoftheproduct,finallychoosethemostsuitableforthemolddesign,sodesignmoldtoensurelessgomuchcomers,toensuretheproductivityofthemold.Keywords:Springsheet;Progressivedie;AutoCADStampingprocess;Bendingprocess目录摘要IABSTRACTII目录I第1章绪论11.1 冲压模具的概述11.2 研究现状11.3 国内外发展现状2第2章冲裁件工艺分析42.1 材料分析42.2 零件结构52.3 尺寸精度52.4 工件展开图52.5 本章小结6第3章冲裁工艺方案的确定及排样图确定73.1 冲裁工艺方法的选择73.2 方案分析；73.3 排样方式的选择83.4 条料宽度与步距的确定93.5 步距的确定103.6 排样图113.7 材料利用率113.8 本章小结12第4章总冲压力计算、选用压力机及计算压力中心134.1 计算总冲裁力134.2 计算卸料力、推料力、顶件力144.2.1 计算卸料力F卸154.2.2 计算推料力F推154.2.3 计算顶件力F顶154.3 总冲压力计算154.4 压力中心计算154.5 压力机的选用174.6 本章小结17第5章凸、凹模刃口尺寸计算185.1 冲裁间隙185.2 凸、凹模刃口尺寸计算原则195.2.1 凸、凹模工作部分尺寸计算的基本原则195.2.2 凸、凹模工作部分加工方法的选择195.3 凹、凸模刃口尺寸的计算195.4 冲裁刃口高度225.5 本章小结22第6章模具的结构设计246.1 凹模设计246.1.1 凹模外形的确定246.1.2 凹模材料的确定256.2 凸模的设计276.2.1 凸模的结构确定276.2.2 凸模的高度确定276.2.3 凸模的固定方式286.3 固定板的设计306.3.1 凸模固定板的设计306.3.2 上下垫板设计316.4 卸料装置的设计316.4.1 卸料板的设计316.4.2 卸料弹簧的设计326.5 弹性浮料装置的设计326.6 上下模座、模柄的选用336.6.1 上下模座的选用336.6.2 模柄的选用336.7 本章小结34第7章模具装配、原理及三维结构357. 1级进模的装配358. 2凸、凹模间隙的调整369. 31-*3610. 4冲压设备的校核3711. 51、2吉37第8章工程影响分析3811.1 持续性分析3811.2 全性分析3811.3 康影响分析3811.4 章小结38结论39参考文献40致谢42第1章绪论1.1 冲压模具的概述冲压是基于板料发生塑性变形的一种加工方式。适合于冲压加工的板料厚度WOmm冲压的三要素是压力机、冲压设备和板料。压力机提供板料发生变形的外力，冲压设备即模具为板料变形提供符形空间。冲压成型从板料最终形态变化分为分离工序和成形工序，分离工序是要在原有板料上去除一部分材料得到所需工件，去除的材料为废料，或者从原有的板料上直接分离出所需工件，剩余的板料为废料。成形工序即是将需成形的板料定位与模具腔内，通过压力机的运动和施压，使得板料发生贴紧型腔的塑性变形，从而得到预期形状的工件。在制造行业中，冲压工艺具有易操作、无环境限制、通融性强和质量可靠等优势，其在我国制造业行业和汽车行业应用极为广泛。模具装备是冲压工艺的主要载体，模具的整体结构和模腔的参数直接影响板料的流动和冲压制件的成形质量。经过长时间发展，简易单工序模具已经在制作成本、生产效率上逐渐失掉优势，模具的复合化、集成化等先进的技术也应运而生。模具结构设计需要从减少冲压工序方面综合考虑，将原来的13个单工序复合至一套模具中，设计一模N腔模具，这种复合模具会节约模具材料成本，显著提高生产效率，可以保证工件定位精度，实现统一定位基准，消除工件在不同工序中出现的定位误差，更好的保证工件的冲压质量。为实现精密小工件的高效率生产，技术人员逐渐开发出级进模具，该模具可集合多种工序，实现板料到工件的一模出，最大的级进模具可以集合100多种工序，其板料送进、板料定位、废料排出和工件脱件等是级进模具的关键技术，在这些领域，我们还有很大的提升空间。模具作为冲压生产的主要设备，如何提升模具质量，是冲压领域一直致力研究的主要问题。一个工件需要采用何种结构的模具取决于该工件的精度、产量及形状。在工业生产中，弹簧片为重要的工业零件，其年产量巨大，如果通过一次冲裁来实现生产，目前面临的问题即是生产效率低下，弹簧片的精度低，尺寸不易保证。随着国内模具行业的发展，目前多采用多工位半自动冲压生产，如此，生产效率大大提高，利润也得到大大得提升。1.2 研究现状在具体制造过程中，为了切实满足冲压构件在精度、形状以及尺寸等方面的要求，需要合理应用各种类型的冲压工艺。通常情况下，冲压工艺主要可以划分为以下两种类型，即：分离工艺和成型工艺。其中成型工艺是当前冲压工艺中常用的类型，该项工艺主要是指，在不破坏坯体性能和形状的基础上，保证加工板料可以形成塑性变形，获得满足规格要求的冲压件工艺形式。成型工艺的应用工序主要分为以下几种类型：校形工序、扩口工序、卷圆工序、挤压工序、缩口工序、膨形工序、翻边工序、工序以及弯曲工序。分离工艺主要是指，将冲压件按照规定的轮廓线，将加工板料和冲压模具分离，进而保证分离断面符合技术要求，通过分离的形式保证构件的制造质量。分离工艺的应用工序可以划分为以下几种类型：剖切工序、冲槽工序、切边工序、切断工序、冲孔工序以及落料序。冲压工艺在经过长期的发展，其开始呈现复合化、智能化、综合化以及集成化的趋势，从总体角度分析，以现代技术为重要支撑的冲压工艺主要呈现以下三个发展方向：第一，数字化方向发展，当前，随着智能技术在制造业中的应用，冲压成型开始趋于可控化以及数字化方向发展，并且已经取得了较大的进展。同时，在计算机技术和信息技术的支撑下，冲压工艺在应用过程中，可以通过数字技术提升产品的成品率和实用性，但是这种技术需要制造系统与工艺应用的高度统一和集成，配合对控制技术和智能化技术的应用，可以大规模的生产各种形状简单的零件。第二，整体性方向发展，冲压产品在整个制造过程中，需要对所有环节加以重视，传统的单一性生产模式已经逐渐被时代淘汰，冲压工艺开始向全生命性、全过程性以及整体性的方向发展。通过整体性的生产模式，可以实现对工艺实施中全局性以及多目标的综合优化。1.3 国内外发展现状90年代初期，国外汽车制造企业就开始用有限元技术模拟板料的成形和分析。在产品开发的初期预测制件的冲压破裂、起皱和回弹等缺陷，优化成型参数，已经成为必不可少的环节。运用了有限元CAE分析后，模具开发费用同比降5060%,模具开发周期缩短至原有的约70%。很多汽车企业将数值模拟编制为企业标准，数值模拟技术趋于成熟，实现其规模化和标准化。根据CAE模拟结果，提出变更产品建议，优化冲压工艺和工序，可以更有效指导模具设计，提高模具开发的稳定性、可靠性。在CAD的应用方面，三维设计已普遍存在。三维设计的输出物是三维模型，可以数控加工铸件的泡沫实型，提高铸件的加工精度，为后续的精细化加工提供条件。模具工作部件的三维模面可直接用于数控编程，模具的关键安装面和配合面可预留合适的加工余量，节约模具加工成本。另外，应用三维设计，装配完成后可检查装配干涉区域，确保模具结构准确。国外的模具，除了基本的结构设计，也集成电动、气动结构，更大程度实现了模具的智能化和自动化。近些年，日本的汽车企业将多工序模具高度集成，传统要四套冲压模具的设计，经过严格的工艺分析研究后，集成到两序模具即可实现。级进模这种技术密集模具因为其高精度定位、高效率和长寿命的特点，也是众多企业研究对象。CAD/CAE的作用日益凸显，国外知名汽车企业建立了自己特有的数据库，如通用、丰田等。将以往的设计经验数据化集成到数据库中，丰富的数据可指导后期模具开发，新车覆盖件的开发甚至可以借用已有的CAE数据。数据库的建立，可以最大程度地避免根据设计经验产生的不确定性。同时可以作为一