柴油机排气管法兰冲压成形工艺及模具设计【全套含CAD图纸】
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汽车开发周期从40个月缩短到4个月。一、1、模具在工业发展中的地位采用模具生产零部件，具有生产效率高、质量好、成本低、节约能源和原材料等一系列优点，用模具生产制件所具备的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比拟的。已成为当代工业生产的重要手段和工艺发展方向。现代经济的基础工业。现代工业品的发展和技术水平的提高，很大程度上取决于模具工业的发展水平，因此模具工业对国民经济和社会发展将起越来越大的作用。1989年3月国务院颁布的关于当前产业政策要点的决定中，把模具列为机械工业技术改造序列的第一位、生产和基本建设序列的第二位(仅次于大型发电设备及相应的输变电设备)，确立模具工业在国民经济中的重要地位。1997年以来，又相继把模具及其加工技术和设备列入了当前国家重点鼓励发展的产业、产品和技术目录和鼓励外商投资产业目录。经国务院批准，从1997年到2000年，对80多家国有专业模具厂实行增值税返还70%的优惠政策，以扶植模具工业的发展。所有这些，都充分体现了国务院和国家有关部门对发展模具工业的重视和支持。目前全世界模具年产值约为600亿美元，日、美等工业发达国家的模具工业产值已超过机床工业，从1997年开始，我国模具工业产值也超过了机床工业产值。模具是大批量生产同形产品的工具，是工业生产的主要工艺装备。据统计，在家电、玩具等轻工行业，近90的零件是综筷具生产的；在飞机、汽车、农机和无线电行业，这个比例也超过60。例如飞机制造业，某型战斗机模具使用量超过三万套，其中主机八千套、发动机二千套、辅机二万套。从产值看，80年代以来，美、日等工业发达国家模具行业的产值已超过机床行业，并又有继续增长的趋势。据国际生产技术协会预测，到2000年，产品尽件粗加工的75%、精加工的50将由模具完成；金属、塑料、陶瓷、橡胶、建材等工业制品大部分将由模具完成，50以上的金属板材、80以上的塑料都特通过模具转化成制品。2、模具的历史发展模具的出现可以追溯到几千年前的陶器和青铜器铸造，但其大规模使用却是随着现代工业的掘起而发展起来的。19世纪，随着军火工业(枪炮的弹壳)、钟表工业、无线电工业的发展，冲模得到广泛使用。二次大战后，随着世界经济的飞速发展，它又成了大量生产家用电器、汽车、电子仪器、照相机、钟表等零件的最佳方式。从世界范围看，当时美国的冲压技术走在前列许多模具先进技术，如简易模具、高效率模具、高寿命模具和冲压自动化技术，大多起源于美国；而瑞士的精冲、德国的冷挤压技术，苏联对塑性加工的研究也处于世界先进行列。50年代，模具行业工作重点是根据订户的要求，制作能满足产品要求的模具。模具设计多凭经验，参考已有图纸和感性认识，对所设计模具零件的机能缺乏真切了解。从1955年到1965年，是压力加工的探索和开发时代对模具主要零部件的机能和受力状态进行了数学分桥，并把这些知识不断应用于现场实际，使得冲压技术在各方面有飞跃的发展。其结果是归纳出模具设计原则，并使得压力机械、冲压材料、加工方法、梅具结构、模具材料、模具制造方法、自动化装置等领域面貌一新，并向实用化的方向推进，从而使冲压加工从仪能生产优良产品的第一阶段。进入70年代向高速化、启动化、精密化、安全化发展的第二阶段。在这个过程中不断涌现各种高效率、商寿命、高精度助多功能自动校具。其代表是多达别多个工位的级进模和十几个工位的多工位传递模。在此基础上又发展出既有连续冲压工位又有多滑块成形工位的压力机弯曲机。在此期间，日本站到了世界最前列其模具加工精度进入了微米级，模具寿命，合金工具钢制造的模具达到了几千万次，硬质合金钢制造的模具达到了几亿次p每分钟冲压次数，小型压力机通常为200至300次，最高为1200次至1500次。在此期间，为了适应产品更新快、用期短(如汽车改型、玩具翻新等)的需要，各种经济型模具，如锌落合金模具、聚氨酯橡胶模具、钢皮冲模等也得到了很大发展。从70年代中期至今可以说是计算机辅助设计、辅助制造技术不断发展的时代。随着模具加工精度与复杂性不断提高，生产周期不断加快，模具业对设备和人员素质的要求也不断提高。依靠普通加工设备，凭经验和手艺越来越不能满足模具生产的需要。90年代以来，机械技术和电子技术紧密结合，发展了NC机床，如数控线切割机床、数控电火花机床、数控铣床、数控坐标磨床等。而采用电子计算机自动编程、控制的CNC机床提高了数控机床的使用效率和范围。近年来又发展出由一台计算机以分时的方式直接管理和控制一群数控机床的NNC系统。随着计算机技术的发展，计算机也逐步进入模具生产的各个领域，包括设计、制造、管理等。国际生产研究协会预测，到2000年，作为设计和制造之间联系手段的图纸将失去其主要作用。模具自动设计的最根本点是必须确立模具零件标准及设计标准。要摆脱过去以人的思考判断和实际经验为中心所组成的设计方法，就必须把过去的经验和思考方法，进行系列化、数值化、数式化，作为设计准则储存到计算机中。因为模具构成元件也干差万别，要搞出一个能适应各种零件的设计软件几乎不可能。但是有些产品的零件形状变化不大，模具结构有一定的规律，放可总结归纳，为自动设计提供软件。如日本某公司的CDM系统用于级进模设计与制造，其中包括零件图形输入、毛坯展开、条料排样、确定模板尺寸和标准、绘制装配图和零件图、输出NC程序(为数控加工中心和线切割编程)等，所用时间由手工的20%、工时减少到35小时；从80年代初日本就将三维的CADCAM系统用于汽车覆盖件模具。目前，在实体件的扫描输入，图线和数据输入，几何造形、显示、绘图、标注以及对数据的自动编程，产生效控机床控制系统的后置处理文件等方面已达到较高水平；计算机仿真(CAE)技术也取得了一定成果。在高层次上，CADCAMCAE集成的，即数据是统一的，可以互相直接传输信息实现网络化。目前国外仅有少数厂家能够做到。3、模具的发展趋势（1）模具软件功能集成化模具软件功能的集成化要求软件的功能模块比较齐全，同时各功能模块采用同一数据模型，以实现信息的综合管理与共享，从而支持模具设计、制造、装配、检验、测试及生产管理的全过程，达到实现最佳效益的目的。如英国Delcam公司的系列化软件就包括了曲面/实体几何造型、复杂形体工程制图、工业设计高级渲染、塑料模设计专家系统、复杂形体CAM、艺术造型及雕刻自动编程系统、逆向工程系统及复杂形体在线测量系统等。集成化程度较高的软件另外还包括：Pro/ENGINEER、UG和CATIA等。国内有上海交通大学金属塑性成型有限元分析系统和冲裁模CAD/CAM系统；北京北航海尔软件有限公司的CAXA系列软件；吉林金网格模具工程研究中心的冲压模CAD/CAE/CAM系统等。（2）模具设计、分析及制造的三维化传统的二维模具结构设计已越来越不适应现代化生产和集成化技术要求。模具设计、分析、制造的三维化、无纸化要求新一代模具软件以立体的、直观的感觉来设计模具，所采用的三维数字化模型能方便地用于产品结构的CAE分析、模具可制造性评价和数控加工、成形过程模拟及信息的管理与共享。举个例子如Pro/ENGINEER、UG和CATIA等软件具备参数化、基于特征、全相关等特点，从而使模具并行工程成为可能。另外，Cimatran公司的Moldexpert，Delcam公司的Ps-mold及日立造船的Space-E/mold均是3D专业注塑模设计软件，可进行交互式3D型腔、型芯设计、模架配置及典型结构设计。澳大利亚Moldflow公司的三维真实感流动模拟软件MoldflowAdvisers已经受到用户广泛的好评和应用。国内有华中理工大学研制的同类软件HSC3D4.5F及郑州工业大学的Z-mold软件。面向制造、基于知识的智能化功能是衡量模具软件先进性和实用性的重要标志之一。如Cimatron公司的注塑模专家软件能根据脱模方向自动产生分型线和分型面，生成与制品相对应的型芯和型腔，实现模架零件的全相关，自动产生材料明细表和供NC加工的钻孔表格，并能进行智能化加工参数设定、加工结果校验等。（3）模具软件应用的网络化趋势随着模具在企业竞争、合作、生产和管理等方面的全球化、国际化，以及计算机软硬件技术的迅速发展，网络使得在模具行业应用虚拟设计、敏捷制造技术既有必要，也有可能。美国在其21世纪制造企业战略中指出，到2006年要实现汽车工业敏捷生产/虚拟工程方案，使汽车开发周期从40个月缩短到4个月。AA二、The injection and Compression MoldingInjection molding si principally used for the production of the thermoplastic parts, although some progress has been made in developing a method for injection molding some thermosetting materials. The problem of injecting a melted plastic into a mold cavity form a reservoir of melted material has been extremely difficult to solve for thermosetting plastics which cure and harden under such conditions within a few minutes. The principle of injection molding is quite similar to that of die-casting. The process consists of feeding a plastic compound in powdered or granular form from a hopper through metering and melting stages and then injecting it into a mold. After a brief coolling period, the mold is opened and the solidified part ejected. Injection-molding machines can be arranged for manual operation, automatic single-cucle operation, and full automatic operation. The advantage of injection molding are:(i) a high molding speed adapted for mass production is possible;(ii) there is a wide choice of thermoplastic materials providing a variety of usefull properties;(iii) it is possible to mold threads, undercuts, side holes, and large thin sections. Several methods are used to force or inject the melted plastic into the mold. The most commonly used system in the larger machines is the in-line reciprocating screw.The screw acts as a combination and plasticizing unit.As the plastic is fed to the rotating screw,it passes through three zones as shown: feed,compression, and metering. After the feed zone, the screw-flight depth is gradually reduced,forcing the plastic to compress. The work is converted to heat by shearing the plastic, making it a semifluid mass. In the metering zone, additional heat is applied by conduction from the barrel surface. As the chamber in front of the screw becomes filled, it forces the screw back, tripping a limit switch that activates a hydraulic cylinder that forces the screw forward and injects the fluid plastic into the closed mold.An antiflowback valve prevents plastic under pressure from escaping back into the screw flights.The clamping force that a machine is capable of exerting is part of the size designation and is measured in tons. A rule-of-thumb can be used to determine the tonnage required for a particular job. It is based on two tons of clamp force per square inch of projected area. If the flow pattern is difficult and the parts are thin,this may have to go to three or four tons.Many reciprocating - screw machines are capable of handing thermosetting plastic materials.Previously these materials were handled by compression or transfer molding.Thermosetting materials cure or polymerize in the mold and are ejected hot in the range of 375410.Thermoplastic parts must be allowed to cool in the mold in order to remove them without distortion.Thus thermosetting cycles can be faster.Of course the mold must be heated rather than chilled,as with thermoplastics.The importance of Injecting the mold are :、Plastics have the density small, the quality light, the specific tenacity big, the insulating property good, the dielectric loss low, the chemical stability strong, the formation productivity high and the price inexpensive and so on the merits, obtained day by day the widespread application in the national economy and peoples daily life each domain, as early as in the beginning of 1990s, the plastic annual output already surpassed the steel and iron and the non-ferrous metal annual output sum total according to the volume computation.In mechanical and electrical (for example so-called black electrical appliances), domains and so on measuring appliance, chemical, the automobile and astronautics aviation, the plastic has become the metal the good substitution material, had the metal material plastic tendency.、Take the automobile industry as the example , as a result of the automobile lightweight, the low energy consumption development request, the automobile spare part material constitution occurred obviously has modelled the band steel the change, at present our country automobile plastic accounts for 5% which the automobile was self-possessed to 6%, but overseas has reached 13%, forecast according to the expert, the automobile plastic bicycle amount used will also be able further to increase.On modern vehicles, regardless of is outside installs the assorted items, the internal installation assorted items, the function and the structural element, all may use the plastic material, outside installs the assorted items to have the bumper, the fender, the wheel hub cap, the air deflector and so on; After the internal installation assorted items have in the display board, the vehicle door the board, the vice-display board, the sundry goods box lid, the chair, the guard shield and so on; The function and the structural element have the fuel tank, the radiator header, the spatial filter hood, the fan blade and so on.Statistics have indicated, our country in 2000 automobile output more than 200 ten thousand, the vehicle amounted to 1,380,000 tons with the plastic.Looked from the domestic and foreign automobile plastic application situation that, the automobile plastic amount used already became one of weight automobile production technical level symbols.、Injection of a molding formation as plastic workpiece most effective formation methods because may by one time take shape each kind of structure complex, the size precise and has the metal to inlay a product, and the formation cycle is short, may by mold multi-cavities, the productivity be high, when mass productions the cost isvery inexpensive, easy to realize the automated production, therefore holds the extremely important status in the plastic processing profession.Statistics have indicated, plastic mold composition all molds (including metal pattern) 38.2%, the plastic product gross weight about 32% is uses in injecting the formation, 80% above engineering plastics product all must use the injection formation way production. 4. counts according to the customs, our country in 2000 altogether imported mold 977,000,000 US dollars, in which plastic molding forms altogether 550,000,000 US dollars, occupied for 56.3%,2001 years altogether to import mold 1,112,000,000 US dollars, in which plastic molding forms altogether 616,000,000 US dollars, accounted for 55.4%.From the variety, the import volume biggest is the plastic molding forms.、Counts according to the customs, our country in 2000 altogether imported mold 977,000,000 US dollars, in which plastic molding forms altogether 550,000,000 US dollars, occupied for 56.3%, 2001 years altogether to import mold 1,112,000,000 US dollars, in which plastic molding forms altogether 616,000,000 US dollars, accounted for 55.4%.From the variety, the import volume biggest is the plastic molding forms. In compression molding the palstic material as powder or preforms is placed into a heated steel mold cavity,Since the parting surface is in a horizontal plane ,the upper half of the mold descends vertically.It closes the mold cavity and pressures for a predetermined period.A pressure of from 2 to 3 tons square inch and a temperaure at approximately 350F converts the plastic to a semiliquid which flows to all parts of the mold cavity.Usually from 1 to 15 minutes is required for curing,altough a recently developed alkyd plastic will cure in less than 25 secends. The mold is then opended and the molded part removed.If metal insers are desired in the parts,they should be placed in the mold cavity on pins or in the holes before the plastic is loaded.Also, the preforms should be preheated before loading into the mold cavity to eliminate gases,inprove flow,and decrease curing time.Dieletric heating is a convenient method of heating the preforms.Since the plastic material is placed directly into the mold cavity,the mold itself can be simpler than those used for other molding precesses.Gates and sprues are unnecessary.This also results in a saving in material,because trimmed-off gates and sprues would be a complete loss of the thermosetting plastic.The press require the full attention of one operator.However,several smaller presses can be operated by one operator. The presses are conveniently located so the operator can easilymove from one to the next.By the time he gets around to a particular press again,that mold will be ready to open.the thermosetting plastics which harden under heat and pressure are suitable for compression molding and transfer molding.It is not practical to moid shermoplastic materials by these methods,since the molds would have to be alternately heated and cooled.In order to harden and eject thermoplastic parts form the mold,cooling would be necessary.Types of molds for compression molding.The molds used for compression molding are classified into four basic types, namely ,positive molds,landed positive mold,flash-type molds,and semipositive molds.In a positive mold the plunger on the upper mold enters the lower mold cavity.since there are no lands or stops on the lower die ,the plunger completely trap the plastic material and descends with full pressure on the charge.A dense part with good electrical and physical properties is produced.The amount of plastic placed in the die cavity must be accurately measured,since it determines the thickness of the part .A landed positive mold is similar to a positive mold except that lands are added to stop the travel of the plunger at predetermined point.In this case,the lands absorb some of the pressure that should be exerted on the parts.The thickness of the parts will be accurately controlled,but the density may vary cansideraby.In a flash-type mold,flash redges are added ti the top and bottom molds.As the upper mold exerts pressure on the plastic,excess material is forced out between the flash ridges where it forms flash.This flash is further compressed.becomes hardened,and finally stops the downard thavel of the upper mold.A slight excess of the plastic material is always chared to ensure sufficient pressurs to produce a dense molded part.This type of mold is widely used because it is comparatively easy to construct and it controls thickness and density within colse limits.The semipositive mold is a combination od the flash type and landed posive molds.In addition to the flash ridges,a land is employed to restrict the travel of the upper mold.摘 要冲压成型是金属成型的一种重要方法，它主要适用于材质较软的金属成型，可以一次成型形状复杂的精密制件。本课题就是将柴油机排气管作为设计模型，将冷冲模具的相关知识作为依据，阐述冷冲模具的设计过程。 本设计对指定工件进行的模具设计，利用Auto CAD软件对制件进行设计绘图。明确了设计思路，确定了冲压成型工艺过程并对各个具体部分进行了详细的计算和校核。如此设计出的结构可确保模具工作运用可靠，保证了与其他部件的配合。并绘制了模具的装配图和零件图。 本课题通过对工件的冲压模具设计，巩固和深化了所学知识，取得了比较满意的效果，达到了预期的设计意图。 关键词：冲压成型；冷冲模具；工艺过程；柴油机排气管AbstractStamping is an important method of metal forming, it is mainly applied to relatively soft metal forming, can be a molding of precision parts of complex shape. Is the topic of diesel engine exhaust pipe as a design model, die related knowledge as the basis, this paper describes the design process of cold punching mould.Mold design to specify workpiece of the design, to design parts drawing using Auto CAD software. Defined the design, determine the stamping forming process and to each specific parts of a detailed calculation and checking. So the structure can be designed to ensure reliable mould work, ensure the cooperation with other components. And the mapping of the mold assembly diagram and parts diagram.The subject of the workpiece by stamping die design, consolidate and deepen the knowledge, and achieved satisfactory effect, achieve the expected design intent.Keywords: stamping forming; cold punching mould; technological process; diesel engine exhaust pipe目 录第一章 绪论21.1 模具行业的发展现状及市场前景.21.2 冲压工艺介绍.21.3冲压工艺的种类.31.4 冲压行业阻力和障碍与突破.3第二章 制件工艺性分析及计算62.1课程设计题目62.2冲压件工艺分析.62.3方案及模具结构类型.72.4排样设计.72.5压力与压力中心计算.82.6压力中心.92.7作零件刃口尺寸计算.92.8冲床选用.11第三章 零部件设计133.1冲大孔凸模外形尺寸.133.2冲小孔凸模外形尺寸.133.3 凸凹模结构尺寸.133.4 凹模结构尺寸.143.5 凸模固定板结构尺寸.153.6 凸凹模固定板结构尺寸.16第四章 模具总体设计17设计小结18参考文献19第一章 绪论1.1 模具行业的发展现状及市场前景 现代模具工业有“不衰亡工业”之称。世界模具市场总体上供不应求，市场需求量维持在600亿至650亿美元，同时，我国的模具产业也迎来了新一轮的发展机遇。近几年，我国模具产业总产值保持13%的年增长率（据不完全统计，2004年国内模具进口总值达到600多亿，同时，有近200个亿的出口），到2005年模具产值预计为600亿元，模具及模具标准件出口将从现在的每年9000多万美元增长到2005年的2亿美元左右。单就汽车产业而言，一个型号的汽车所需模具达几千副，价值上亿元，而当汽车更换车型时约有80%的模具需要更换。2003年我国汽车产销量均突破400万辆，预计2004年产销量各突破500万辆，轿车产量将达到260万辆。另外，电子和通讯产品对模具的需求也非常大，在发达国家往往占到模具市场总量的20%之多。目前，中国17000多个模具生产厂点，从业人数约50多万。1999年中国模具工业总产值已达245亿元人民币。工业总产值中企业自产自用的约占三分之二，作为商品销售的约占三分之一。在模具工业的总产值中，冲压模具约占50%，塑料模具约占33%，压铸模具约占6%，其它各类模具约占11%。1.2 冲压工艺介绍冲压是靠压力机和模具对板材、带材、管材和型材等施加外力，使之产生塑性变形或分离，从而获得所需形状和尺寸的工件(冲压件)的成形加工方法。冲压和锻造同属塑性加工(或称压力加工)，合称锻压。冲压的坯料主要是热轧和冷轧的钢板和钢带。全世界的钢材中，有6070%是板材，其中大部分是经过冲压制成成品。汽车的车身、底盘、油箱、散热器片，锅炉的汽包、容器的壳体、电机、电器的铁芯硅钢片等都是冲压加工的。仪器仪表、家用电器、自行车、办公机械、生活器皿等产品中，也有大量冲压件。冲压件与铸件、锻件相比，具有薄、匀、轻、强的特点。冲压可制出其他方法难于制造的带有加强筋、肋、起伏或翻边的工件，以提高其刚性。由于采用精密模具，工件精度可达微米级，且重复精度高、规格一致，可以冲压出孔、凸台等。冷冲压件一般不再经切削加工，或仅需要少量的切削加工。热冲压件精度和表面状态低于冷冲压件，但仍优于铸件、锻件，切削加工量少。冲压是高效的生产方法，采用复合模，尤其是多工位级进模，可在一台压力机上完成多道冲压工序，实现由带料开卷、矫平、冲裁到成形、精整的全自动生产。生产效率高，劳动条件好，生产成本低，一般每分钟可生产数百件。1.3 冲压工艺的种类冲压主要是按工艺分类，可分为分离工序和成形工序两大类。分离工序也称冲裁，其目的是使冲压件沿一定轮廓线从板料上分离，同时保证分离断面的质量要求。成形工序的目的是使板料在不破坯的条件下发生塑性变形，制成所需形状和尺寸的工件。在实际生产中，常常是多种工序综合应用于一个工件。冲裁、弯曲、剪切、拉深、胀形、旋压、矫正是几种主要的冲压工艺。 冲压用板料的表面和内在性能对冲压成品的质量影响很大，要求冲压材料厚度精确、均匀；表面光洁，无斑、无疤、无擦伤、无表面裂纹等；屈服强度均匀，无明显方向性；均匀延伸率高；屈强比低；加工硬化性低。在实际生产中，常用与冲压过程近似的工艺性试验，如拉深性能试验、胀形性能试验等检验材料的冲压性能，以保证成品质量和高的合格率。模具的精度和结构直接影响冲压件的成形和精度。模具制造成本和寿命则是影响冲压件成本和质量的重要因素。模具设计和制造需要较多的时间，这就延长了新冲压件的生产准备时间。模座、模架、导向件的标准化和发展简易模具(供小批量生产)、复合模、多工位级进模(供大量生产)，以及研制快速换模装置，可减少冲压生产准备工作量和缩短准备时间，能使适用于减少冲压生产准备工作量和缩短准备时间，能使适用于大批量生产的先进冲压技术合理地应用于小批量多品种生产。冲压设备除了厚板用水压机成形外，一般都采用机械压力机。以现代高速多工位机械压力机为中心，配置开卷、矫平、成品收集、输送等机械以及模具库和快速换模装置，并利用计算机程序控制，可组成高生产率的自动冲压生产线。在每分钟生产数十、数百件冲压件的情况下，在短暂时间内完成送料、冲压、出件、排废料等工序，常常发生人身、设备和质量事故。因此，冲压中的安全生产是一个非常重要的问题。 1.4 冲压行业阻力和障碍与突破 阻力一：机械化、自动化程度低美国680条冲压线中有70%为多工位压力机，日本国内250条生产线有32%为多工位压力机，而这种代表当今国际水平的大型多工位压力机在我国的应用却为数不多；中小企业设备普遍较落后，耗能耗材高，环境污染严重；封头成形设备简陋，手工操作比重大；精冲机价格昂贵，是普通压力机的510倍，多数企业无力投资阻碍了精冲技术在我国的推广应用；液压成形，尤其是内高压成形，设备投资大，国内难以起步。突破点：加速技术改造要改变当前大部分还是手工上下料的落后局面，结合具体情况，采取新工艺，提高机械化、自动化程度。汽车车身覆盖件冲压应向单机连线自动化、机器人冲压生产线，特别是大型多工位压力机方向发展。争取加大投资力度，加速冲压生产线的技术改造，使尽早达到当今国际水平。而随着微电子技术和通讯技术的发展使板材成形装备自动化、柔性化有了技术基础。应加速发展数字化柔性成形技术、液压成形技术、高精度复合化成形技术以及适应新一代轻量化车身结构的型材弯曲成形技术及相关设备。同时改造国内旧设备，使其发挥新的生产能力。阻力二：生产集中度低许多汽车集团大而全，形成封闭内部配套，导致各企业的冲压件种类多，生产集中度低，规模小，易造成低水平的重复建设，难以满足专业化分工生产，市场竞争力弱；摩托车冲压行业面临激烈的市场竞争，处于“优而不胜，劣而不汰”的状态；封头制造企业小而散，集中度仅39.2%。突破点：走专业化道路迅速改变目前“大而全”、“散乱差”的格局，尽快从汽车集团中把冲压零部件分离出来，按冲压件的大、中、小分门别类，成立几个大型的冲压零部件制造供应中心及几十个小而专的零部件工厂。通过专业化道路，才能把冲压零部件做大做强，成为国际上有竞争实力的冲压零部件供应商。阻力三：冲压板材自给率不足，品种规格不配套目前，我国汽车薄板只能满足60%左右，而高档轿车用钢板，如高强度板、合金化镀锌板、超宽板(1650mm以上)等都依赖进口。突破点：所用的材料应与行业协调发展汽车用钢板的品种应更趋向合理，朝着高强、高耐蚀和各种规格的薄钢板方向发展，并改善冲压性能。铝、镁合金已成为汽车轻量化的理性材料，扩大应用已势在必行。阻力四：科技成果转化慢先进工艺推广慢在我国，许多冲压新技术起步并不晚，有些还达到了国际先进水平，但常常很难形成生产力。先进冲压工艺应用不多，有的仅处于试用阶段，吸收、转化、推广速度慢。技术开发费用投入少，导致企业对先进技术的掌握应用慢，开发创新能力不足，中小企业在这方面的差距更甚。目前，国内企业大部分仍采用传统冲压技术，对下一代轻量化汽车结构和用材所需的成形技术缺少研究与技术储备。突破点：走产、学、研联合之路我国与欧、美、日等相比，存在的最大的差距就是还没有一个产、学研联合体，科研难以做大，成果不能尽快转化为生产力。所以应围绕大型开发和产业化项目，以高校和科研单位为技术支持，企业为应用基地，形成产品、设备、材料、技术的企业联合实体，形成既能开发创新，又能迅速产业化的良性循环。阻力五：大、精模具依赖进口当前，冲压模具的材料、设计、制作均满足不了国内汽车发展的需要，而且标准化程度尚低，大约为40%45%，而国际上一般在70%左右。突破点：提升信息化、标准化水平必须用信息化技术改造模具企业，发展重点在于大力推广CAD/CAM/CAE一体化技术，特别是成形过程的计算机模拟分析和优化技术(CAE)。加速我国模具标准化进程，提高精度和互换率。力争2005年模具标准件使用覆盖率达到60%，2010年达到70%以上基本满足市场需求。 阻力六：专业人才缺乏业内掌握先进设计分析技术和数字化技术的高素质人才远远不能满足冲压行业飞速发展的需要，尤其是摩托车行业中具备冲压知识和技术和技能的专业人才更为缺乏且大量外流。另外，众多合资公司由外方进行工程设计，掌握设计权、投资权，我方冲压技术人员难以真正掌握冲压工艺的真谛。突破点：提高行业人员素质这是一项迫在眉睫的任务，又是一项长期而系统的任务。振兴我国冲压行业需要大批高水平的科技人才，大批熟悉国内外市场、具有现代管理知识和能力的企业家，大批掌握先进技术、工艺的高级技能人才。要舍得花大力气，有计划、分层次地培养。第二章 制件工艺性分析及计算2.1课程设计题目-柴油机排气管冲压成形工艺及模具设计，零件图如下:零件名称:1T柴油机排气管法兰。技术要求：1.去毛刺2.材料3.中批量生产4.表面涂漆图1 产品零件图2.2冲压件工艺分析 材料:该冲裁件的材料Q235是普通碳素钢，具有较好的可冲压性能. 零件结构:该冲裁件结构简单，比较适合冲裁. 尺寸精度:零件图上所有未注公差的尺寸，属自由尺寸，可按工T14级确定工 件尺寸的公差.查公差表可得各尺寸公差为:零件外形: 16mm 7mm 零件内形: 18 mm 8mm 孔中心距60mm结论:适合冲裁.2.3方案及模具结构类型该零件包括落料、冲孔两个基本工序，可以采用以下三种工艺方案:先落料，再冲孔，采用单工序模生产.落料一冲孔复合冲压，采用复合模生产.中孔一落料连续冲压，采用级进模生产.方案模具结构简单，但需要两道工序、两套模具才能完成零件的加工，生产效率较低，难以满足零件大批量生产的需求.由于零件结构简单，为提高生产效率，主要应采用复合冲裁或级进冲裁方式。方案只需要一套模具，冲压件的形位精度和尺寸易于保证，且生产效率也高。尽管模具结构较方案一复杂，但由于零件的几何形状简单对称，模具制造并不困难。方案也只需要一套模具，生产效率也很高，但零件的冲压精度较复合模的低。欲保证冲压件的形位精度，通过以上三种方案的分析比较，对该见冲压生产以采用放案为佳。2.4排样设计查冷冲压工艺与模具设计表2-10,确定搭边值:两工件间的搭边:a=2. 2mm； 工件边缘搭边:a 1=1.8mm； 步距为:60m条料宽度B=(L+2a) =36.4mm确定后排样图如图2所示。图2 排样图一个步距内的材料利用率为.冲裁单件材料的利用率按2式计算,即=1550（7032.2）100%=68.8% (2-4)式中A在送料方向，排样图中相邻两个制件对应点的距离（mm）； n 一个冲距内冲冲裁件数目；S一个进距之间的实用面积。2.5压力与压力中心计算2.5.1冲裁力F=KLt (2-21)=1.3 173.854 3400=271.2(KN)式中：F冲裁力（N）；L冲裁件周边长度，L43mm；K-系数，取k=1.3t材料厚度；材料的搞剪强度（Mpa），查得2350Mpa。冲孔力 F =1.3Lt =1.3（23.148+3.1418）3400=166.5(KN) 2.5.2 卸料力 F卸K卸F (2-22) 式中：K卸卸料力因数，其值由2表2-15查得K卸0.05。则卸料力：F卸 =0.05271.2=13.56(KN)2.5.3推件力推件力计算按2式2-11：F推=nK推F冲 (2-23) 式中：K推推件力因数，其值由表2-15查得推0.05；n卡在凹内的工件数，n=4。推件力则为：F推60.05166.5=49.95 (KN)其中n=6是因有三个孔。2.5.4模具总冲压力为： F总 F落F卸F压 F推271.2+166.5+13.56+49.95501.22(KN)2.6压力中心 模具压力中心是指冲压时诸冲压力合力的作用点位置。为了确保压力机和模具正常工作，应使冲模的压力中心与压力机滑快的中心相重合。否则，会使冲模和压力机滑块产生偏心载荷，使滑块和导轨间产生过大的磨损，模具导向零件加速磨损，减低模具和压力机的使用寿命。冲模的压力中心，的按下述原则确定：（1）对称形状的单个冲裁件，冲模的压力中心就是冲裁件的几何中心。（2）工件形状相同且分布位置对称时，冲模的压力中心与零件的对称中心相重合。（3）形状复杂的零件，多孔冲模，级进模的压力中心可用解析法求出冲模压力中心。2.6.1如图3所表示 图3 压力中心因为制件上下关于x轴和左右关于y轴对称，所以它的压力中心就在坐标原点上。2.7作零件刃口尺寸计算落料部分以落料凹模为基准计算，落料凸模按间隙值配制;冲孔部分明中孔凸模为基准计算，冲孔凹模按间隙值配制。既以落料凹模、冲孔凸模为基准，凸凹模按间隙值配制。2.7.1刃口尺寸计算工件公差为IT14，X0.5落料凹模刃口尺寸计算16mm = (- X)=（16-0.5*0.43）=15.79mm7mm = (- X)=（7-0.5*0.36）=6.82mm74mm = (- X)=（7-0.5*0.74）=73.63mm 32mm = (- X)=（7-0.5*0.62）=31
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