落料复合模具设计说明书egtv.docx
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1、冲压模具具1.绪论论1.1冲冲压的概概念、特特点及应应用冲压是利利用安装装在冲压压设备（主主要是压压力机）上上的模具具对材料料施加压压力，使使其产生生分离或或塑性变变形，从从而获得得所需零零件（俗俗称冲压压或冲压压件）的的一种压压力加工工方法。冲冲压通常常是在常常温下对对材料进进行冷变变形加工工，且主主要采用用板料来来加工成成所需零零件，所所以也叫叫冷冲压压或板料料冲压。冲冲压是材材料压力力加工或或塑性加加工的主主要方法法之一，隶隶属于材材料成型型工程术术。冲压所使使用的模模具称为为冲压模模具，简简称冲模模。冲模模是将材材料（金金属或非非金属）批批量加工工成所需需冲件的的专用工工具。冲冲模在冲
2、冲压中至至关重要要，没有有符合要要求的冲冲模，批批量冲压压生产就就难以进进行；没没有先进进的冲模模，先进进的冲压压工艺就就无法实实现。冲冲压工艺艺与模具具、冲压压设备和和冲压材材料构成成冲压加加工的三三要素，只只有它们们相互结结合才能能得出冲冲压件。与机械加加工及塑塑性加工工的其它它方法相相比，冲冲压加工工无论在在技术方方面还是是经济方方面都具具有许多多独特的的优点。主主要表现现如下。(1) 冲压加加工的生生产效率率高，且且操作方方便，易易于实现现机械化化与自动动化。这这是因为为冲压是是依靠冲冲模和冲冲压设备备来完成成加工，普普通压力力机的行行程次数数为每分分钟可达达几十次次，高速速压力要要每
3、分钟钟可达数数百次甚甚至千次次以上，而而且每次次冲压行行程就可可能得到到一个冲冲件。（2）冲冲压时由由于模具具保证了了冲压件件的尺寸寸与形状状精度，且且一般不不破坏冲冲压件的的表面质质量,而而模具的的寿命一一般较长长,所以以冲压的的质量稳稳定,互互换性好好,具有有“一模一一样”的特征征。（3）冲冲压可加加工出尺尺寸范围围较大、形形状较复复杂的零零件，如如小到钟钟表的秒秒表，大大到汽车车纵梁、覆覆盖件等等，加上上冲压时时材料的的冷变形形硬化效效应，冲冲压的强强度和刚刚度均较较高。（4）冲冲压一般般没有切切屑碎料料生成，材材料的消消耗较少少，且不不需其它它加热设设备，因因而是一一种省料料，节能能的
4、加工工方法，冲冲压件的的成本较较低。但是，冲冲压加工工所使用用的模具具一般具具有专用用性，有有时一个个复杂零零件需要要数套模模具才能能加工成成形，且且模具 制造的的精度高高，技术术要求高高，是技技术密集集形产品品。所以以，只有有在冲压压件生产产批量较较大的情情况下，冲冲压加工工的优点点才能充充分体现现，从而而获得较较好的经经济效益益。 冲压地地、在现现代工业业生产中中，尤其其是大批批量生产产中应用用十分广广泛。相相当多的的工业部部门越来来越多地地采用冲冲压法加加工产品品零部件件，如汽汽车、农农机、仪仪器、仪仪表、电电子、航航空、航航天、家家电及轻轻工等行行业。在在这些工工业部门门中，冲冲压件所
5、所占的比比重都相相当的大大，少则则60%以上，多多则900%以上上。不少少过去用用锻造=铸造和和切削加加工方法法制造的的零件，现现在大多多数也被被质量轻轻、刚度度好的冲冲压件所所代替。因因此可以以说，如如果生产产中不谅谅采用冲冲压工艺艺，许多多工业部部门要提提高生产产效率和和产品质质量、降降低生产产成本、快快速进行行产品更更新换代代等都是是难以实实现 的的。1.2 冲压压的基本本工序及及模具 由于于冲压加加工的零零件种类类繁多，各各类零件件的形状状、尺寸寸和精度度要求又又各不相相同，因因而生产产中采用用的冲压压工艺方方法也是是多种多多样的。概概括起来来，可分分为分离离工序和和成形工工序两大大类
6、；分分离工序序是指使使坯料沿沿一定的的轮廓线线分离而而获得一一定形状状、尺寸寸和断面面质量的的冲压（俗俗称冲裁裁件）的的工序；成形工工序是指指使坯料料在不破破裂的条条件下产产生塑性性变形而而获得一一定形状状和尺寸寸的冲压压件的工工序。 上述述两类工工序，按按基本变变形方式式不同又又可分为为冲裁、弯弯曲、拉拉深和成成形四种种基本工工序，每每种基本本工序还还包含有有多种单单一工序序。 在实实际生产产中，当当冲压件件的生产产批量较较大、尺尺寸较少少而公差差要求较较小时，若若用分散散的单一一工序来来冲压是是不经济济甚至难难于达到到要求。这这时在工工艺上多多采用集集中的方方案，即即把两种种或两种种以上的
7、的单一工工序集中中在一副副模具内内完成，称称为组合合的方法法不同，又又可将其其分为复复合-级级进和复复合-级级进三种种组合方方式。 复合合冲压在压压力机的的一次工工作行程程中，在在模具的的同一工工位上同同时完成成两种或或两种以以上不同同单一工工序的一一种组合合方法式式。 级进进冲压在压压力机上上的一次次工作行行程中，按按照一定定的顺序序在同一一模具的的不同工工位上完完面两种种或两种种以上不不同单一一工序的的一种组组合方式式。 复复合-级级进在一副副冲模上上包含复复合和级级进两种种方式的的组合工工序。 冲模模的结构构类型也也很多。通通常按工工序性质质可分为为冲裁模模、弯曲曲模、拉拉深模和和成形模
8、模等；按按工序的的组合方方式可分分为单工工序模、复复合模和和级进模模等。但但不论何何种类型型的冲模模，都可可看成是是由上模模和下模模两部分分组成，上上模被固固定在压压力机工工作台或或垫板上上，是冲冲模的固固定部分分。工作作时，坯坯料在下下模面上上通过定定位零件件定位，压压力机滑滑块带动动上模下下压，在在模具工工作零件件（即凸凸模、凹凹模）的的作用下下坯料便便产生分分离或塑塑性变形形，从而而获得所所需形状状与尺寸寸的冲件件。上模模回升时时，模具具的卸料料与出件件装置将将冲件或或废料从从凸、凹凹模上卸卸下或推推、顶出出来，以以便进行行下一次次冲压循循环。1.3 冲压压技术的的现状及及发展方方向 随
9、着着科学技技术的不不断进步步和工业业生产的的迅速发发展，许许多新技技术、新新工艺、新新设备、新新材料不不断涌现现，因而而促进了了冲压技技术的不不断革新新和发展展。其主主要表现现和发展展方向如如下。(1).冲压成成形理论论及冲压压工艺方方面 冲压成成形理论论的研究究是提高高冲压技技术的基基础。目目前，国国内外对对冲压成成形理论论的研究究非常重重视，在在材料冲冲压性能能研究、冲冲压成形形过程应应力应变变分析、板板料变形形规律研研究及坯坯料与模模具之间间的相互互作用研研究等方方面均取取得了较较大的进进展。特特别是随随着计算算机技术术的飞跃跃发展和和塑性变变形理论论的进一一步完善善，近年年来国内内外已
10、开开始应用用塑性成成形过程程的计算算机模拟拟技术，即即利用有有限元（FFEM）等等有值分分析方法法模拟金金属的塑塑性成形形过程，根根据分析析结果，设设计人员员可预测测某一工工艺方案案成形的的可行性性及可能能出现的的质量问问题，并并通过在在计算机机上选择择修改相相关参数数，可实实现工艺艺及模具具的优化化设计。这这样既节节省了昂昂贵的试试模费用用，也缩缩短了制制模具周周期。 研究究推广能能提高生生产率及及产品质质量、降降低成本本和扩大大冲压工工艺应用用范围的的各种压压新工艺艺，也是是冲压技技术的发发展方向向之一。目目前，国国内外相相继涌现现出精密密冲压工工艺、软软模成形形工艺、高高能高速速成形工工
11、艺及无无模多点点成形工工艺等精精密、高高效、经经济的冲冲压新工工艺。其其中，精精密冲裁裁是提高高冲裁件件质量的的有效方方法，它它扩大了了冲压加加工范围围，目前前精密冲冲裁加工工零件的的厚度可可达255mm，精精度可达达IT116117级；用液体体、橡胶胶、聚氨氨酯等作作柔性凸凸模或凹凹模的软软模成形形工艺，能能加工出出用普通通加工方方法难以以加工的的材料和和复杂形形状的零零件，在在特定生生产条件件下具有有明显的的经济效效果；采采用爆炸炸等高能能效成形形方法对对于加工工各种尺尺寸在、形形状复杂杂、批量量小、强强度高和和精度要要求较高高的板料料零件，具具有很重重要的实实用意义义；利用用金属材材料的
12、超超塑性进进行超塑塑成形，可可以用一一次成形形代替多多道普通通的冲压压成形工工序，这这对于加加工形状状复杂和和大型板板料零件件具有突突出的优优越性；无模多多点成形形工序是是用高度度可调的的凸模群群体代替替传统模模具进行行板料曲曲面成形形的一种种先进技技术，我我国已自自主设计计制造了了具有国国际领先先水平的的无模多多点成形形设备，解解决了多多点压机机成形法法，从而而可随意意改变变变形路径径与受力力状态，提提高了材材料的成成形极限限，同时时利用反反复成形形技术可可消除材材料内残残余应力力，实现现无回弹弹成形。无无模多点点成形系系统以CCAD/CAMM/CAAE技术术为主要要手段，能能快速经经济地实
13、实现三维维曲面的的自动化化成形。(2.)冲模是是实现冲冲压生产产的基本本条件.在冲模模的设计计制造上上,目前前正朝着着以下两两方面发发展:一一方面,为了适适应高速速、自动动、精密密、安全全等大批批量现代代生产的的需要，冲冲模正向向高效率率、高精精度、高高寿命及及多工位位、多功功能方向向发展，与与此相比比适应的的新型模模具材料料及其热热处理技技术，各各种高效效、精密密、数控控自动化化的模具具加工机机床和检检测设备备以及模模具CAAD/CCAM技技术也在在迅速发发展；另另一方面面，为了了适应产产品更新新换代和和试制或或小批量量生产的的需要，锌锌基合金金冲模、聚聚氨酯橡橡胶冲模模、薄板板冲模、钢钢带
14、冲模模、组合合冲模等等各种简简易冲模模及其制制造技术术也得到到了迅速速发展。 精密密、高效效的多工工位及多多功能级级进模和和大型复复杂的汽汽车覆盖盖件冲模模代表了了现代冲冲模的技技术水平平。目前前，500个工位位以上的的级进模模进距精精度可达达到2微微米，多多功能级级进模不不仅可以以完成冲冲压全过过程，还还可完成成焊接、装装配等工工序。我我国已能能自行设设计制造造出达到到国际水水平的精精度达225微微米，进进距精度度233微米，总总寿命达达1亿次次。我国国主要汽汽车模具具企业，已已能生产产成套轿轿车覆盖盖件模具具，在设设计制造造方法、手手段方面面已基本本达到了了国际水水平，但但在制造造方法手手
15、段方面面已基本本达到了了国际水水平，模模具结构构、功能能方面也也接近国国际水平平，但在在制造质质量、精精度、制制造周期期和成本本方面与与国外相相比还存存在一定定差距。 模具具制造技技术现代代化是模模具工业业发展的的基础。计计算机技技术、信信息技术术、自动动化技术术等先进进技术正正在不断断向传统统制造技技术渗透透、交叉叉、融合合形成了了现代模模具制造造技术。其其中高速速铣削加加工、电电火花铣铣削加工工、慢走走丝切割割加工、精精密磨削削及抛光光技术、数数控测量量等代表表了现代代冲模制制造的技技术水平平。高速速铣削加加工不但但具有加加工速度度高以及及良好的的加工精精度和表表面质量量（主轴轴转速一一般
16、为11500004400000r/minn）,加加工精度度一般可可达100微米，最最好的表表面粗糙糙度Raa1微米米），而而且与传传统切削削加工相相比具有有温升低低（工件件只升高高3摄氏氏度）、切切削力小小，因而而可加工工热敏材材料和刚刚性差的的零件，合合理选择择刀具和和切削用用量还可可实现硬硬材料（660HRRC）加加工；电电火花铣铣削加工工（又称称电火花花创成加加工）是是以高速速旋转的的简单管管状电极极作三维维或二维维轮廓加加工（像像数控铣铣一样），因因此不再再需要制制造昂贵贵的成形形电极，如如日本三三菱公司司生产的的EDSSCANN8E电电火花铣铣削加工工机床，配配置有电电极损耗耗自动补
17、补偿系统统、CAAD/CCAM集集成系统统、在线线自动测测量系统统和动态态仿真系系统，体体现了当当今电火火花加工工机床的的技术水水平；慢慢走丝线线切割技技术的发发展水平平已相当当高，功功能也相相当完善善，自动动化程度度已达到到无人看看管运行行的程度度，目前前切割速速度已达达到3000mmm/miin,加加工精度度可达1.55微米，表表面粗糙糙度达RRa=00100.2微微米;精精度磨削削及抛光光已开始始使用数数控成形形磨床、数数控光学学曲线磨磨床、数数控连续续轨迹坐坐标磨床床及自动动抛光等等先进设设备和技技术;模模具加工工过程中中的检测测技术也也取得了了很大的的发展,现在三三坐标测测量机除除了
18、能高高精度地地测量复复杂曲面面的数据据外,其其良好的的温度补补偿装置置、可靠靠的抗振振保护能能力、严严密的除除尘措施施及简单单操作步步骤，使使得现场场自动化化检测成成为可能能。此外外，激光光快速成成形技术术（RPPM）与与树脂浇浇注技术术在快速速经济制制模技术术中得到到了成功功的应用用。利用用RPMM技术快快速成形形三维原原型后，通通过陶瓷瓷精铸、电电弧涂喷喷、消失失模、熔熔模等技技术可快快速制造造各种成成形模。如如清华大大学开发发研制的的“M-RRPMSS-型多功功能快速速原型制制造系统统”是我国国自主知知识产权权的世界界惟一拥拥有两种种快速成成形工艺艺（分层层实体制制造SSSM和熔熔融挤压
19、压成形MMEM）的的系统，它它基于“模块化化技术集集成”之概念念而设计计和制造造，具有有较好的的价格性性能比。一一汽模具具制造公公司在以以CADD/CAAM加工工的主模模型为基基础，采采用瑞士士汽巴精精化的高高强度树树脂浇注注成形的的树脂冲冲模应用用在国产产轿车试试制和小小批量生生产开辟辟了新的的途径。(3) 冲压压设备和和冲压生生产自动动化方面面 性能能良好的的冲压设设备是提提高冲压压生产技技术水平平的基本本条件，高高精度、高高寿命、高高效率的的冲模需需要高精精度、高高自动化化的冲压压设备相相匹配。为为了满足足大批量量高速生生产的需需要，目目前冲压压设备也也由单工工位、单单功能、低低速压力力
20、机朝着着多工位位、多功功能、高高速和数数控方向向发展，加加之机械械乃至机机器人的的大量使使用，使使冲压生生产效率率得到大大幅度提提高，各各式各样样的冲压压自动线线和高速速自动压压力机纷纷纷投入入使用。如如在数控控四边折折弯机中中送入板板料毛坯坯后，在在计算机机程序控控制下便便可依次次完成四四边弯曲曲，从而而大幅度度提高精精度和生生产率；在高速速自动压压力机上上冲压电电机定转转子冲片片时，一一分钟可可冲几百百片，并并能自动动叠成定定、转子子铁芯，生生产效率率比普通通压力机机提高几几十倍，材材料利用用率高达达97%；公称称压力为为2500KN的的高速压压力机的的滑块行行程次数数已达220000次/
21、mmin以以上。在在多功能能压力机机方面，日日本田公公司生产产的20000KKN“冲压中中心”采用CCNC控控制，只只需5mmin时时间就可可完成自自动换模模、换料料和调整整工艺参参数等工工作；美美国惠特特尼公司司生产的的CNCC金属板板材加工工中心，在在相同的的时间内内，加工工冲压件件的数量量为普通通压力机机的410倍倍，并能能进行冲冲孔、分分段冲裁裁、弯曲曲和拉深深等多种种作业。 近年年来，为为了适应应市场的的激烈竞竞争，对对产品质质量的要要求越来来越高，且且其更新新换代的的周期大大为缩短短。冲压压生产为为适应这这一新的的要求，开开发了多多种适合合不同批批量生产产的工艺艺、设备备和模具具。
22、其中中，无需需设计专专用模具具、性能能先进的的转塔数数控多工工位压力力机、激激光切割割和成形形机、CCNC万万能折弯弯机等新新设备已已投入使使用。特特别是近近几年来来在国外外已经发发展起来来、国内内亦开始始使用的的冲压柔柔性制造造单元（FFMC）和和冲压柔柔性制造造系统（FFMS）代代表了冲冲压生产产新的发发展趋势势。FMMS系统统以数控控冲压设设备为主主体，包包括板料料、模具具、冲压压件分类类存放系系统、自自动上料料与下料料系统，生生产过程程完全由由计算机机控制，车车间实现现24小小时无人人控制生生产。同同时，根根据不同同使用要要求，可可以完成成各种冲冲压工序序，甚至至焊接、装装配等工工序，
23、更更换新产产品方便便迅速，冲冲压件精精度也高高。(4)冲冲压标准准化及专专业化生生产方面面 模具具的标准准化及专专业化生生产，已已得到模模具行业业和广泛泛重视。因因为冲模模属单件件小批量量生产，冲冲模零件件既具的的一定的的复杂性性和精密密性，又又具有一一定的结结构典型型性。因因此，只只有实现现了冲模模的标准准化，才才能使冲冲模和冲冲模零件件的生产产实现专专业化、商商品化，从从而降低低模具的的成本，提提高模具具的质量量和缩短短制造周周期。目目前，国国外先进进工业国国家模具具标准化化生产程程度已达达70%800%，模模具厂只只需设计计制造工工作零件件，大部部分模具具零件均均从标准准件厂购购买，使使
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