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汽车 制动器 底板 冲压 工艺 分析 模具设计

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汽车制动器底板冲压工艺分析及模具设计,汽车,制动器,底板,冲压,工艺,分析,模具设计

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姓 名张战涛机电 学院（系） 车辆 专业 091 班题 目汽车制动器底板冲压工艺分析及模具设计设计任务根据汽车制动器底板的尺寸要求，具体完成如下工作：1） 进行冷冲压工艺分析，制定合理的冷冲压工序；2） 进行主要工序模具的结构设计和设计计算；3） 绘制模具的结构图和零件图；4） 撰写设计说明书及相关技术文件；时间进度2.253.10 毕业实习，课题调研；3.113.24 查阅文献，完成外文翻译，实习报告、开题报告；3.25 4.7 总体方案论证，确定方案，完成方案论证报告；4.84.14 进行相关设计计算，完成总装配图；4.155.12 进行零件、部件设计，撰写设计说明书及相关技术文件（完成初稿）；5.135.25 定稿、完成全部毕业设计文档；5.266.2 准备答辩；6.36.7 毕业答辩及修改毕业设计。原 始 参资 考料 文和 献主要1. 薛启翔.冲压模具设计结构图册M. 北京：化学工业出版社，2005.2. 机械设计手册编写组.机械设计手册M.北京：机械工业出版社,2004.3. 濮良贵等.机械设计M.北京：高等教育出版社,2001.4. 编委会.毕业设计（论文）简明指导手册M.郑州：中原工学院,20075. 王霄锋.汽车底盘设计M.北京：清华大学出版社，2010.6. Willian. J. Patton . Mechanical Power TransmissionM. United States of America : Prentice-Hall Inc,1990.7. 梁炳文.冷冲压工艺手册M.北京：北京航空航天大学出版社,2004.8. 王新华，袁联富. 冲模结构图册M. 北京：机械工业出版社,2004.9. 陈家瑞。汽车构造M. 北京：机械工业出版社，2008.中原工学院毕业设计实习报告目 录1 实习报告21.1 实习目的21.2 实习内容21.2.1 郑州跃博汽车电器有限公司21.2.2实习时间：河南奔马汽车股份有限公司61.2.3 实习地点：河南森源重工股份有限公司92 小结141 实习报告本学期的四月份我们分别去了郑州跃博汽车电器有限公司、河南奔马有限公司、森源重工有限公司进行参观实习，主要是了解这几家工厂的生产情况，与本专业有关的各种知识，以及工人的工作情况等。第一次亲身感受了所学知识与实际的应用，特别是车辆工程专业知识在实际生产中的重要应用，同时也让我们意识到学好本专业知识的重要。本次实习以生产实习参观为主，生产实习是我们学习车辆工程专业的一项重要的实践性教学环节，旨在开拓我们的视野，增强专业意识，巩固和理解专业课程。同学们下生产车间参观，向企业的现场管理，技术生产工作人员学习请教相关知识;通过交流实习体会方式，加深和巩固实习所学知识。通过本次实习，我们学到了很多课本上学不到的东西，并对生产管理有了更深的认识。具体的实习报告如下：1.1 实习目的（一）通过生产实习使学生获得基本生产的感性知识，理论联系实际，扩大知识面，培养从事专业技术工作及管理工作所必须的各种基本技能和实践动手能力。（二）同时专业实习又是锻炼和培养学生业务能力及素质的重要渠道，培养吃苦耐劳的精神，也是接触社会、了解产业状况的途径，了解本专业业务范围内的现代工业生产组织形式、管理方式、工艺过程及工艺技术方法。（三）参观与本专业相关的企业，初步了解企业管理的基本方法和技能，以及在生产现场将本专业的知识结合起来，增加感性认识。体验企业工作的内容和方法。这些实际知识，对我们学习后面的课程乃至以后的工作，都是十分必要的基础。（四）培养学生热爱劳动、不怕苦、不怕累的工作作风。培养合理的劳动观点和工程观点。1.2 实习内容1.2.1 郑州跃博汽车电器有限公司实习地点：郑州跃博汽车电器有限公司我们参观的首站是郑州跃博汽车电器有限公司，该公司位于登封市中岳办事处，前身为登电集团汽车电器有限公司，始成立于1992年，十余年来，逐步发展成为在国内汽车电器行业具有一定影响力的现代化企业。公司拥有大型CAE工作站，具备超强的自主研发、并行设计和客户同步开发能力，能够配合客户进行整车电器架构设计及CAN/LIN的应用，开发智能电器盒、独立BCM、系统控制模块、功能开关、全车线束等高品质产品。公司占地面积65000多平方米，建筑面积40000多平方米。现有职工500余人，拥有一支由博士；研究生； 工程师、 高级工程师、150多名等技术人才组成的研发团队，可根据顾客要求开发、生产各种汽车电器产品。公司为通用五菱、昌河铃木、郑州日产、长安汽车、哈飞汽车、华泰汽车、众泰汽车、华晨金杯、力帆汽车、比亚迪、宇通、金龙、东风、奇瑞、江铃、比亚迪、长城汽车、一汽、重汽、双环、江铃汽车、三一重工、福田等四十多家汽车制造企业配套。公司秉承“突出主业，延续扩张，形成产业，稳健发展”发展方针，不断树立全新企业管理理念，以“产品零缺陷、客户满意度100%”为最终质量目标，创中国汽车零部件行业品牌！公司具有完善的质量管理体系，多年来公司始终坚持以持续改进为工作原则。强烈的质量意识和严格的过程管理使我们的产品从研发、设计、制造、交付到售后服务的每一个环节都处于有效地控制之中。公司整体制造工艺水平先进，下设电子车间、线束车间、模具车间、注塑冲压车间以及喷漆车间，拥有全自动装配流水线、SMT流水线、THT流水线、在线检测装置、高精度加工中心、慢走丝、快走丝、电火花、数控铣床、数控磨床、数控车床、高速冲床、注塑机、压接机等先进设备100多台套。生产现场实施5S管理、目视化管理以及生产过程统计等管理方法，并通过制造流程再造工程不断提高了生产效率，保证了产品质量。公司有全套的电器盒、开关、线束生产检验设备：电器盒/开关加工设备：模具加工中心（日本大隈），电火花（日本三菱）、慢走丝、快走丝、电火花、数控铣床、数控磨床、高速冲床、韩国LG薄壁注塑机，震德注塑机、SMT流水线、THT流水线、自动化装配线。线束加工设备：全自动裁线压接机、裁线机、压接机、扩孔机、检测台等上百台设备。实验设备：有三坐标测量机、三综合高低温变震动实验台、盐雾试验箱、高低温冲击试验箱、淋雨实验箱、沙尘试验箱、拉力实验仪、端子瞬断测试仪、剖面分析仪、耐压测试仪、振动实验台，全自动电子负载实验箱、可编程电源、ISO7637-2、EMC汽车电子电磁兼容模拟器系统等设备组成的实验中心。早上八点半我们坐上了去登封的大巴，经过一个多小时的车程汽车驶入了公司大门，公司接待人员向我们简单介绍了公司状况后就带我们进入生产大楼参观，首先参观的是一楼的模锻车间和朔料注塑成型车间，在这里主要注塑生产产品的朔料外壳和冲裁金属元器件如接线鼻等，各种各样的金属连接元件接线鼻、插针等是电子产品的重要组成零部件，在该车间我们首次真切见识到一块儿板料经过锻压、冲压变成了精确复杂的产品，而之前我们只是在课本上学习过冲压模、冲压机等，经过实际观察学习可以将所学的课本知识串联起来加深理解与记忆。上图为工人师傅正在对板料进行冲压加工注塑机 二楼车间为电子车间，在这里工人将一楼生产的电器盒、连接器以及外购的一些电路板进行组装调试。该车间是主要的加工车间，进入该车间需要穿上静电衣戴上静电帽以防对产品造成损害。最后参观的是线束车间，该车间有全自动裁线压接机和多功能检测台等先进设备，在这里根据功能需要工人们将一条一条电线压接成不同的线束。线束是汽车的经络，其重要性不言而喻。在该厂的参观实习中我们主要学习了模具、冲压及汽车电子产品的生产过程等相关知识。1.2.2实习时间：河南奔马汽车股份有限公司 实习地点：河南奔马汽车股份有限公司河南奔马股份有限公司系中国国家二级企业，国家首批目录内定点生产农用运输车骨干企业，是河南省汽车工业协会副理事长单位，河南省高新技术企业。公司占地面积350亩，员工3000多名，中高级技术人员800多名。拥有1个省级企业技术中心、3个专业制造公司、9个专业生产厂、20条专业化生产线、700多家配套协作单位和1500多台套专业生产设备，具有年产三轮汽车、低速载重汽车、中轻型卡车20万辆生产能力。 公司始建于1952年，1983年上马生产农用运输车，1998年改制为股份制企业，2002年由河南森源电气股份有限公司进行资产重组，引进了先进的经营理念和管理模式。2005年4月与中国一拖集团有限公司强强合作，组建了中国一拖集团有限公司奔马分公司，联手打造河南汽车制造业，企业生产经营进入了一个新的阶段。 公司以诚信为本，以务实、高效、创新、进取为主导精神，以服务于社会、贡献于国家为经营理念，以高起点，大跨步，建成现代化企业；做精品，创一流，实现产业报国为追求目标，研究制定了新的经营发展思路“三个创新、两个全员、一个中心”（“三个创新”即思维创新、管理创新、制度创新；“两个全员”即全员成本、全员营销；“一个中心”即一切以客户为中心），确立了“做精品，创一流，树品牌，争效益”的经营方针。主导产品奔马牌三轮汽车、低速载重汽车、中轻型卡车拥有14项具有自主知识产权的专利技术，以其品质优良、性能稳定、价格适中、服务完善畅销全国，供不应求，还远销南部非洲和缅甸、孟加拉等东南亚国际市场。先后被评为河南省名牌产品、河南省重点保护产品、河南省质量免检产品、全国消费者使用可靠产品和中国机械工业名牌产品。“奔马”商标连年被认定为河南省著名商标。公司相相继荣获“河南省技术进步先进企业”、“国家一级计量合格单位”、“全国质量过硬信誉好企业”、“全国重质量讲诚信企业”、“中国著名品牌”、“中国市场驰名品牌”和“中国农用运输车市场用户满意、消费者首选品牌”、“全国农用车售后服务满意品牌”等荣誉称号。奔马主要产品有：三轮汽车、低速货车、中型卡车、电动车、专用车、轻型卡车等，其中专用汽车流动警务室市场占有率高达70%以上。我们到达奔马的当天受到了公司的热情接待，我们乘坐他们公司自己生产的电动观光车主要参观了低速货车的总装配车间，装配线主要分以下几步： 底盘上线 安装电气设备安装传动轴和工作板安装气缸和后桥安装前桥，连接传动轴翻转车身安装车头，调试灯光安装车头，调试灯光安装油箱和轮胎检查调试经过以上几步的装配之后，汽车的各道工序也就基本结束了。 上图为该车间低速货车的底盘总成。1.2.3 实习地点：河南森源重工股份有限公司河南森源重工有限公司是由河南森源集团有限公司和河南奔马股份有限公司战略合作，经国家发改委备案的专用汽车生产装备企业，拥有1个专用汽车研发中心，专用货车、专用作业车、通用货车挂车、其它挂车、特种作业车5大类国家专用汽车生产资质。公司自2007年开始专用汽车的生产装备，逐步进入城镇洒水车、清扫车、沼气服务（设备）车、农村（消防）多功能水车、厢式车、自卸车、电动环卫车、混凝土搅拌车、泵车、汽车起重机、半挂车等10大系列百余种产品。具有126项自主知识产权的专利技术，产品畅销全国，并远销国际市场。其中罐式水车、厢式水车、沼气服务（设备）车均填补了国内空白，农村（消防）多功能水车、农村沼气服务（设备）车和多功能水车的国内市场占有率达80%以上，成为服务我国新农村建设装备制造企业中的一枝新秀。 目前公司产品以汽车起重机、混凝土车辆为主导，进入了新的历史发展阶段，为切实保证产品质量，加快公司战略转型，秉承“高起点、大跨步、建现代企业”的理念，公司近两年快速投入数千万元购进了1000T-12M数控折弯机、台湾日威数控大型龙门加工中心、大型钢板校平设备、数控刨边机、数控精细等离子切割机、数控三维弯管机、纵缝自动焊接机、环缝自动焊接机、拼板对焊机等一系列先进的数控加工设备和专用涂装、总装流水化作业生产线，为国内工艺装备和制造能力最先进的专用汽车生产装备企业之一。我们相信，在社会各界和政府的支持下，森源重工将会在集团公司的指导下，坚定信心，快速反应，不辱使命，迎接新的历史挑战。森源重工与奔马汽车实在同一个厂区，甚至有部分加工在同一个车间，所以我们是在同一个时间段参观实习的这两个单位。在汽车装配车间感受是工作井然有序，流水线有条不紊，而在重工加工车间是震撼，特别是在水泥搅拌车加工区，水泥罐由钢板折弯焊接，我们看到了它从原材料到完整产品的整个工程。 重工主要产品掠影：起重机系列主要特点：起重臂为十二边形截面形式，承载能力强、刚度大。选用BS700高强度钢板，大幅度减轻起重臂重量，提高作业性能，起重臂伸缩型式为独立伸缩+同步伸缩，伸臂绳、缩臂绳均布置在吊臂内部，外观整洁、美观。液压系统：选用三联齿轮泵，使液压系统流量分配更合理。带回转缓冲及自动对中功能，大幅度增加回转操纵时的微动性。上车主阀，手动比例控制，操纵性能优良。配有高度限位、力矩限制器、主副卷扬三圈保护，使操纵更加安全。沼气车系列：主要特点：该产品整车和专用装置均具备国家级检验报告；罐体（4mm）采用优质钢板冲压焊接而成，经阴极电泳防腐处理，耐酸碱腐蚀能力强；采用国内先进的轴传动旋片式真空泵，真空度高，抽速快；通过调节四通阀可实现正反加压，吸排自如；罐体上部装有电子防溢装置，抽液时可防止污物进入真空管路系统；抽吸管道长度30m直径100mm的PVC钢丝软管; 罐体内部设4个防浪隔板，加强罐体在运输中的稳定性；可选装破壳粉碎、喷射、喷淋等多种功能；可选装破壳粉碎、喷射、喷淋等多种功能。消防车主要特点：1 罐体采用优质钢板冲压焊接而成，经阴极电泳防腐处理，耐酸碱腐蚀能2 水泵选用知名品牌厂家，性能优良，使用安全可靠有保证；3配备有电子液位显示计、气控式阀门，操纵起来得心应手;4 安装360。回转高压水枪，直流、大雨、中雨、毛毛细雨等多种水流可调；5 增加喷雾洒水功能，集洒水、消防道路冲刷、空气净化等多功能于一身。环卫清洁车混凝土泵车混凝土搅拌车2 小结 进厂参观实习期间在老师和工厂技术人员的带领下看到了很多也学到了很多。让我对原先在课本上许多不很明白的东西在实践观察中有了新的领悟和认识。虽然生产工艺、生产流程也各不相同，但不管何种产品，从原料加工到制成产品都是遵循一定的生产原理，通过一些主要设备及工艺流程来完成的。因此，在专业实习过程中，首先要了解其生产原理，弄清生产的工艺流程和主要设备的构造及操作。其次，在专业人员指导下，通过实习过程见习产品的设计、生产及开发等环节，初步培养我们得知识运用能力。概括起来有以下几方面： 1.对工厂的实际生产情况有了确切的了解，对我们工作以后的工作情况及工作环境有了更深一步的体会；了解了当代汽车工业的发展概况，生产目的、生产程序及产品供求情况。 2. 通过这次实地车间观察实习，我学到了很多书本上学不到的东西，我看到了汽车生产的大部分工序，基本知道了怎样由一大堆材料经过一道道工序变成一辆辆汽车。了解了机械产品生产方法和技术路线的选择，工艺条件的确定以及流程的编制原则，学习企业员工那种“从小事做起，从我做起”的扎实态度。3. 在企业员工的指导下，见习生产流程及技术设计环节，锻炼自己观察能力及知识运用能力4.社会工作能力得到了相应的提高，在实习过程中，我们不仅从企业职工身上学到了知识和技能，更使我们学会了企业中科学的管理方式和他们的敬业精神。感到了生活的充实和学习的快乐，以及获得知识的满足。真正的接触了社会，使我们消除了走向社会的恐惧心里，使我们对未来充满了信心，以良好的心态去面对社会。同时，也使我们体验到了工作的艰辛，了解了当前社会大学生所面临的严峻问题，促使自己努力学习更多的知识，为自己今后的工作奠定良好的基础。 通过这次的生产实习，让我知道生产实习是我们车辆专业学习的一个重要环节，是将课堂上学到的理论知识与实际相结合的一个很好的机会，对强化我们所学到的知识和检测所学知识的掌握程度有很好的帮助。其中让我学习到了许多东西，也让我对机械产业有了更进一步的了解和认识，也进一步的锻炼了自己。14 毕业实习报告题目名称：汽车制动器底板冲压工艺分析及模具设计 院系名称：机电学院 班 级：车辆091班学 号：200900374106 学生姓名：张战涛 指导教师：史建茹 2013年 05 月0中原工学院机电学院毕业论文 毕业设计（论文）说明书题目名称：汽车制动器底板冲压工艺分析及模具设计院系名称：机电学院 班 级：车辆091班 学 号：200900374106学生姓名：张战涛 指导教师：史建茹 2013年 05 月 汽车制动器底板冲压工艺分析及模具设计Stamping Technology and Die Designof Brake Bottom-Blank 院系名称：机电学院 班 级：车辆091班 学 号：200900374106 学生姓名：张战涛 指导教师：史建茹 2013年 05 月摘要本课题的任务是为汽车制动器底板制定出合理的工艺方案、设计出一套精良的实用的冷冲压模具。在设计中要充分讨论工艺方案的合理性与模具结构方案的适用性。本设计介绍了该零件的冲压工艺、零件的冲压工艺方案的确定、合理的冲压模具的设计，具体介绍了该零件工艺方案确定方法，合理选取凸、凹模间隙及最佳模具的设计方法和过程。使用复杂的复合模具，解决常规冲压工艺模具套数多、工艺路线长、生产成本高、效率低等缺点并且保证了零件质量。就实际生产状况而言，经过综合比较确定了模具结构，并对模具的各个部分进行了必要的设计分析；参考了相关模具设计资料，同时进行了必要的理论计算，使本设计更加规范合理，符合实际生产。关键词：冲压 工艺分析 模具 设计The task of this issue is formulating a reasonable process plan and designing a set of practical well-stamping die of cold and a complete set of auto-feed mechanism for the driver of the automobile fan. The rationality and the applicability of the programme die structure must be fully discussed in the design.The parts stamping process, stamping process scheme and the design of reasonable stamping dies are introduced in this design, and the process scheme determined method, the appropriate selection of convex and concave mold gap and the best method and process of the mold design is specially introduced. Through using the complex composite mold, the Shortcoming of the molds large number, long routes, high production costs and low efficiency of the conventional stamping process is solved, and the quality of the part is ensured.According the actual production, after comprehensive comparison die structure was identified and a necessary design analysis about the various parts of the mold was made. The reference of design information related to mold, at the same time the necessary theoretical calculation were made, so that the design is more standardized reasonable and in line with actual production.Keywords：stamping process analysis stamping die mold design中原工学院毕业（设计）论文1 绪论1.1 冲压的概念、特点及应用冲压是利用安装在冲压设备（主要是压力机）上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件（俗称冲压或冲压件）的一种压力加工方法。冲压通常是在常温下对材料进行冷变形加工，且主要采用板料来加工成所需零件，所以也叫冷冲压或板料冲压。冲压是材料压力加工或塑性加工的主要方法之一，隶属于材料成型工程术。冲压所使用的模具称为冲压模具，简称冲模。冲模是将材料（金属或非金属）批量加工成所需冲件的专用工具。冲模在冲压中至关重要，没有符合要求的冲模，批量冲压生产就难以进行；没有先进的冲模，先进的冲压工艺就无法实现。冲压工艺与模具、冲压设备和冲压材料构成冲压加工的三要素，只有它们相互结合才能得出冲压件。与机械加工及塑性加工的其它方法相比，冲压加工无论在技术方面还是经济方面都具有许多独特的优点。主要表现如下：(1) 冲压加工的生产效率高，且操作方便，易于实现机械化与自动化。这是因为冲压是依靠冲模和冲压设备来完成加工，普通压力机的行程次数为每分钟可达几十次，高速压力要每分钟可达数百次甚至千次以上，而且每次冲压行程就可能得到一个冲件。（2）冲压时由于模具保证了冲压件的尺寸与形状精度，且一般不破坏冲压件的表面质量,而模具的寿命一般较长,所以冲压的质量稳定,互换性好,具有“一模一样”的特征。（3）冲压可加工出尺寸范围较大、形状较复杂的零件，如小到钟表的秒表，大到汽车纵梁、覆盖件等，加上冲压时材料的冷变形硬化效应，冲压的强度和刚度均较高。（4）冲压一般没有切屑碎料生成，材料的消耗较少，且不需其它加热设备，因而是一种省料，节能的加工方法，冲压件的成本较低。但是，冲压加工所使用的模具一般具有专用性，有时一个复杂零件需要数套模具才能加工成形，且模具 制造的精度高，技术要求高，是技术密集形产品。所以，只有在冲压件生产批量较大的情况下，冲压加工的优点才能充分体现，从而获得较好的经济效益。冲压地、在现代工业生产中，尤其是大批量生产中应用十分广泛。相当多的工业部门越来越多地采用冲压法加工产品零部件，如汽车、农机、仪器、仪表、电子、航空、航天、家电及轻工等行业。在这些工业部门中，冲压件所占的比重都相当的大，少则60%以上，多则90%以上。不少过去用锻造铸造和切削加工方法制造的零件，现在大多数也被质量轻、刚度好的冲压件所代替。因此可以说，如果生产中不谅采用冲压工艺，许多工业部门要提高生产效率和产品质量、降低生产成本、快速进行产品更新换代等都是难以实现 的。1.2 冲压的基本工序及模具 由于冲压加工的零件种类繁多，各类零件的形状、尺寸和精度要求又各不相同，因而生产中采用的冲压工艺方法也是多种多样的。概括起来，可分为分离工序和成形工序两大类；分离工序是指使坯料沿一定的轮廓线分离而获得一定形状、尺寸和断面质量的冲压（俗称冲裁件）的工序；成形工序是指使坯料在不破裂的条件下产生塑性变形而获得一定形状和尺寸的冲压件的工序。上述两类工序，按基本变形方式不同又可分为冲裁、弯曲、拉深和成形四种基本工序，每种基本工序还包含有多种单一工序。在实际生产中，当冲压件的生产批量较大、尺寸较少而公差要求较小时，若用分散的单一工序来冲压是不经济甚至难于达到要求。这时在工艺上多采用集中的方案，即把两种或两种以上的单一工序集中在一副模具内完成，称为组合的方法不同，又可将其分为复合-级进和复合-级进三种组合方式。复合冲压在压力机的一次工作行程中，在模具的同一工位上同时完成两种或两种以上不同单一工序的一种组合方法式。级进冲压在压力机上的一次工作行程中，按照一定的顺序在同一模具的不同工位上完面两种或两种以上不同单一工序的一种组合方式。复合-级进在一副冲模上包含复合和级进两种方式的组合工序。冲模的结构类型也很多。通常按工序性质可分为冲裁模、弯曲模、拉深模和成形模等；按工序的组合方式可分为单工序模、复合模和级进模等。但不论何种类型的冲模，都可看成是由上模和下模两部分组成，上模被固定在压力机工作台或垫板上，是冲模的固定部分。工作时，坯料在下模面上通过定位零件定位，压力机滑块带动上模下压，在模具工作零件（即凸模、凹模）的作用下坯料便产生分离或塑性变形，从而获得所需形状与尺寸的冲件。上模回升时，模具的卸料与出件装置将冲件或废料从凸、凹模上卸下或推、顶出来，以便进行下一次冲压循环。1.3 冷冲压发展的现状和趋势随着科学技术的不断进步和工业生产的迅速发展，许多新技术、新工艺、新设备、新材料不断涌现，因而促进了冲压技术的不断革新和发展。（1）冲压成形理论及冲压工艺方面冲压成形理论的研究是提高冲压技术的基础。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，即利用有限元（FEM）等有值分析方法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IT1617级；用液体、橡胶、聚氨酯等作柔性凸模或凹模的软模成形工艺，能加工出用普通加工方法难以加工的材料和复杂形状的零件，在特定生产条件下具有明显的经济效果；采用爆炸等高能效成形方法对于加工各种尺寸在、形状复杂、批量小、强度高和精度要求较高的板料零件，具有很重要的实用意义；利用金属材料的超塑性进行超塑成形，可以用一次成形代替多道普通的冲压成形工序，这对于加工形状复杂和大型板料零件具有突出的优越性；无模多点成形工序是用高度可调的凸模群体代替传统模具进行板料曲面成形的一种先进技术，我国已自主设计制造了具有国际领先水平的无模多点成形设备，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。（2）在冲模的设计制造方面冲模是实现冲压生产的基本条件.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、高寿命及多工位、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。精密、高效的多工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。我国已能自行设计制造出达到国际水平的精度达25微米，进距精度23微米，总寿命达1亿次。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。模具制造技术现代化是模具工业发展的基础。计算机技术、信息技术、自动化技术等先进技术正在不断向传统制造技术渗透、交叉、融合形成了现代模具制造技术。其中高速铣削加工、电火花铣削加工、慢走丝切割加工、精密磨削及抛光技术、数控测量等代表了现代冲模制造的技术水平。高速铣削加工不但具有加工速度高以及良好的加工精度和表面质量（主轴转速一般为1500040000r/min）,加工精度一般可达10微米，最好的表面粗糙度Ra1微米），而且与传统切削加工相比具有温升低（工件只升高3摄氏度）、切削力小，因而可加工热敏材料和刚性差的零件，合理选择刀具和切削用量还可实现硬材料（60HRC）加工；电火花铣削加工（又称电火花创成加工）是以高速旋转的简单管状电极作三维或二维轮廓加工（像数控铣一样），因此不再需要制造昂贵的成形电极，如日本三菱公司生产的EDSCAN8E电火花铣削加工机床，配置有电极损耗自动补偿系统、CAD/CAM集成系统、在线自动测量系统和动态仿真系统，体现了当今电火花加工机床的技术水平；慢走丝线切割技术的发展水平已相当高，功能也相当完善，自动化程度已达到无人看管运行的程度，目前切割速度已达到300mm/min,加工精度可达1.5微米，表面粗糙度达Ra=010.2微米;精度磨削及抛光已开始使用数控成形磨床、数控光学曲线磨床、数控连续轨迹坐标磨床及自动抛光等先进设备和技术;模具加工过程中的检测技术也取得了很大的发展,现在三坐标测量机除了能高精度地测量复杂曲面的数据外,其良好的温度补偿装置、可靠的抗振保护能力、严密的除尘措施及简单操作步骤，使得现场自动化检测成为可能。此外，激光快速成形技术（RPM）与树脂浇注技术在快速经济制模技术中得到了成功的应用。利用RPM技术快速成形三维原型后，通过陶瓷精铸、电弧涂喷、消失模、熔模等技术可快速制造各种成形模。如清华大学开发研制的“M-RPMS-型多功能快速原型制造系统”是我国自主知识产权的世界惟一拥有两种快速成形工艺（分层实体制造SSM和熔融挤压成形MEM）的系统，它基于“模块化技术集成”之概念而设计和制造，具有较好的价格性能比。一汽模具制造公司在以CAD/CAM加工的主模型为基础，采用瑞士汽巴精化的高强度树脂浇注成形的树脂冲模应用在国产轿车试制和小批量生产开辟了新的途径。（3）冲压设备和冲压生产自动化方面能良好的冲压设备是提高冲压生产技术水平的基本条件，高精度、高寿命、高效率的冲模需要高精度、高自动化的冲压设备相匹配。为了满足大批量高速生产的需要，目前冲压设备也由单工位、单功能、低速压力机朝着多工位、多功能、高速和数控方向发展，加之机械乃至机器人的大量使用，使冲压生产效率得到大幅度提高，各式各样的冲压自动线和高速自动压力机纷纷投入使用。如在数控四边折弯机中送入板料毛坯后，在计算机程序控制下便可依次完成四边弯曲，从而大幅度提高精度和生产率；（4）冲压标准化及专业化生产方面模具的标准化及专业化生产，已得到模具行业和广泛重视。因为冲模属单件小批量生产，冲模零件既具的一定的复杂性和精密性，又具有一定的结构典型性。因此，只有实现了冲模的标准化，才能使冲模和冲模零件的生产实现专业化、商品化，从而降低模具的成本，提高模具的质量和缩短制造周期。目前，国外先进工业国家模具标准化生产程度已达70%80%，模具厂只需设计制造工作零件，大部分模具零件均从标准件厂购买，使生产率大幅度提高。模具制造厂专业化程度越不定期越高，分工越来越细，如目前有模架厂、顶杆厂、热处理厂等，甚至某些模具厂仅专业化制造某类产品的冲裁模或弯曲模，这样更有利于制造水平的提高和制造周期的缩短。我国冲模标准化与专业化生产近年来也有较大发展，除反映在标准件专业化生产厂家有较多增加外，标准件品种也有扩展，精度亦有提高。但总体情况还满足不了模具工业发展的要求，主要体现在标准化程度还不高（一般在40%以下），标准件的品种和规格较少，大多数标准件厂家未形成规模化生产，标准件质量也还存在较多问题。另外，标准件生产的销售、供货、服务等都还有待于进一步提高。2 零件的工艺性分析及方案选择冲件的工艺性是指制件的形状结构、精度要求、形状公差及技术要求等对冲裁工艺的适应性，制件的工艺性不好，要影响冲裁件的质量、模具寿命、材料消耗和冲件成本，严重的影响到冲裁工艺的实施。2.1 汽车制动器底板零件图汽车制动器底板零件图如图21所示：图21汽车制动器底板零件图冲压技术要求:1.材料:08F钢2.材料厚度:5mm2.2 汽车制动器底板零件工艺分析制动器底板是汽车制动系统的重要零件，其质量的好坏直接影响汽车的安全性和可靠性。上图是汽车制动器底板零件图，该图比较简单，根据设计的不同，底板有很多的形式。制动底板是制动鼓外制动器各零件的安装基体，应保证各安装零件相互间的正确位置。制功底板承受着制动器工作时的制动反力矩，因此它应有足够的刚度。为此，由钢板冲压成形的制动底板均只有凹凸起伏的形状。刚度不足会使制动力矩减小，踏板行程加大，衬片磨损也不均匀。2.3 材料的利用率在绘制排样图的过程中，应注意提高冲压原材料的利用率。但提高原材料的利用率，不能以大幅提高冲裁模结构的复杂程度为代价。如果单纯为了提高原材料的利用率而采用三排或三排以上、一模多件的冲裁方案，虽然确实有助于提高原材料的利用率，但模具制造成本却随之大幅提高，其结果往往得不偿失。2.4 零件的排样排样的合理与否，不但影响到材料的经济利用率，而且影响到模具结构、生产率、制件质量、生产操作方便与安全等。同时，在冲压零件的成本中，材料费用占60%以上，因此，材料的经济利用是一个重要问题。2.5.1 确定搭边值搭边值要合理确定，从节省材料出发，搭边值愈小愈好，但搭边值小于一定数值后，对模具寿命和剪切表面质量不利。在搭边值过小时，作用在凸模侧表面上的法向应力沿着落料毛坯周长的分布将不均匀。表2-1 搭边a与a1 的值由上表查得：搭边和的数值：工件间=1.0mm， 侧面=1.2mm2.5.2 确定毛坯尺寸1、毛培尺寸的计算为了计算方便，先按分析图中所示尺寸，工件的展开尺寸为盘形，根据弯曲毛坯展开长度计算方法求出中性层母线的各段长度并将计算数据代入式（2-1）计算，则冲压件展开直径为： 代入数据得： D= 公式 (2-1) =385（mm） 2、拉伸修边余量根据表22可确定：=3.6mm3、确定毛培直径DD=385+3.6=388.6mm 取D=390mm表 22 凸缘筒形件拉深修边余量/mm12.5.3 步距条料宽度：B=（L+2+b0）=(390+21.0+1.5)=393.5送料步距：S=L+=390+1.2=391.2B条料宽度，mm；L冲裁件与送料方向的最大尺寸，mm；冲裁件与条料侧边之间的搭边，mm； 2.5.4 条料的利用率冲裁单件材料的利用率1： 2.6 画出排样图该工件排样根据落料工序设计，考虑操作方便及模具结构简单，故采用单排排样设计，根据以上资料画出排样图。排样图如图2-2所示：图22 排样图2.7画出零件成形步骤图成形流程如图所示图2-32.8 方案种类根据制作工艺分析，其六个基本工序：落料、冲孔，一次拉深、二次拉深、冲孔，翻边。2.9 方案的分析综合考虑生产成本、生产效率、批量生产等因素，可确定以下几个方案：方案一：采用复合模，落料冲孔复合模，由于零件的约束，孔到边的最小距离太小，小于凸凹模的最小壁厚。方案二：采用连续模，但是考虑到零件的工艺性，需要采用较多的工步，使模具太过于复杂，占地面积太大，不很实际方案三：采用落料冲孔复合模，然后再采用冲孔及拉深单工序模，定位准确，精度高，比较实际，综合考虑采用方案三。3.工艺设计与计算3.1落料冲孔模冲裁力的计算：根据公式得,其中K取1.3 公式3-1首先计算冲孔部分的冲裁力：然后计算落料部分的冲裁力：根据公式，则落料的卸料力为 查参考文献1表2.6得 ，故 公式3-2根据得，其中=0.05，则冲孔部分的推件力 3.2冲孔凸模刃口尺寸计算中、小型冲模通过模柄将上模固定在压力机的滑块上。本设计选用由公式：得 公式3-3式中 dmin冲孔件的基本尺寸； dp冲孔凸模刃口尺寸；X磨损系数，查表取得X=0.03；工件的制造公差，查表取得0.03mm；p凸模制造公差，取，为0.02mm； 代入公式得： 3.3冲孔凹模刃口尺寸计算 由公式： 公式3-4 式中dp、dd冲孔凸、凹模刃口尺寸； Zmin凸凹模最小双边间隙，查得Zmin =0.36m；d凹模制造公差，取为=0.03mm； 代入公式得：3.4落料凹模刃口尺寸计算由公式得： 公式3-5式中 落料凹模尺寸,mm；落料件最大公称尺寸，mm； 落料件公差,mm; x系数，查表取0.3 凹模制造公差，mm；代入公式得：3.5落料凸模刃口尺寸计算由公式得： 公式3-6式中 落料凸模尺寸，mm； 凸、凹模的最小双面间隙，mm； 凸模制造公差，mm；代入公式得：3.6压力中心的计算冲裁模的压力中心就是冲裁合力的作用点。冲模压力中心应尽可能和模柄轴线以及压力机滑块中心线重合，以使冲模平稳的工作，否则滑块就会受到偏心载荷，使模具歪斜，间隙不均，从而导致冲床滑块与导轨以及模具的不正常磨损，降低冲床和模具的寿命。所以设计模具时必须使其通过模具的轴线，从而保证模具的压力中心与冲床滑块中心重合。由于零件形状对称，故其压力中心位于轮廓图形的几何中心，即圆心。3.7冲模工作零件尺寸计算3.7.1冲孔凹模的外形尺寸及其结构1.外形尺寸（1）落料凹模厚度计算公式如下： K系数，查得K=0.30；b凹模刃口尺寸（mm）。代入得H=0.3085.51=25.7mm。为保证有足够的强度取H=30mm。（2）凹模厚度：由料厚t=5mm，以及冲裁力结合参考资料1，的表3.4，最终确定C=100mm。（3）最终的外形尺寸为：LB=700mm353mm 2.结构形式其结构形式如下图示： 图3-1凹模外形材料为：T10A 硬度要求为：（62+-2）HRC 3.7.2冲孔凸模的外形尺寸及结构 1.外形尺寸 由于采用的弹性卸料板和垫板，凸模长度应该采用公式： 式中：固定板厚度，mm; 落料凹模厚度，mm； 垫板厚度，mm; 附加长度，主要考虑凸模进入凹模的深度，取1mm，总修模量（取10mm）及模具闭合状态下卸料板到凸模固定板间的安全距离（取15mm）等因素确定。综合考虑后选行L=350mm。 2结构形式如下图：图3-2凸模外形尺寸材料为：T10A 硬度要求：HRC 6062 尾部回火 HRC 40503.7.3凸凹模的外形尺寸及结构凸凹模存在于复合模中。凸凹模内外缘均为刃口，内外缘之间的壁厚决定于冲裁件的尺寸，凸凹模的最小壁厚受冲模结构的影响：凸凹模装于上模（正装复合模）时，内孔不积存废料，涨力小，最小厚可以小一些；凸凹模装于下模（倒装复合模），柱形孔口、内孔积存废料，涨力大，最小壁厚要大一些。根据冲模结构的要求，凸凹模的外径D=53.79mm，厚度a=12.24满足最小壁厚的要求。4.模具总体结构的确定4.1确定模具结构形式 4.1.1模具类型选择根据方案分析比较的情况，本设计为方案三的工序二落料冲孔模，模架选用滑动后侧导柱模架，导柱在后侧，可以从左、右、前三个方向送料，操作比较方便。上模座外形结构如图： 图4-1上模座外形尺寸上模座主要参数如下表4.1： 主要参数凹模周界HhL1LBD0数值39540011090-390主要参数SA1A2Rl2D数值390270400100180110 表4.1 上模座GB/T2855.6主要参数(mm)下模座的外形结构如下图：图4-2下模座外形尺寸其下模座主要参数如下表4.2：主要参数凹模周界HhL1LBD0数值3954001109030420主要参数SA1A2Rl2d数值39027040010018014表4.2 下模座GB/T2855.6主要参数（mm）4.2操作方式选择由于零件需要采用4道工序，此为第一工序宜采用自动，自动送料。4.3送进方式和定位方式的选择所送料为剪板机裁后的条料其尺寸为10004005，采用自动送入模具内。条料靠在凹模上的3个定位销钉定位。4.4卸料、推件、压边装置的选择（1）卸料装置卸料装置的型式较多，它包括固定卸料板、活动卸料板、弹性卸料板和废料切刀等几种。卸料板除把板料从凸模上卸下外，有时也起压料或为凸模导向的作用。由于采用倒装的复合模具，落料凹模在上模因此，采用弹性卸料，使废料顶出与落料凸模分离。（2）推件装置 推件装置有刚性和弹性两种。弹性推件器一般装于下模座下面，与下模板相连。这种装置除有推出工件的作用外，还能压平工件，还可用于卸料和缓冲。刚性推件器一般装于上模，推件力大切可靠。其推件力通过打杆推板推杆推块传至工件。本模具采用打料杆将工件推出。其具体工作情况参考装配图。4.4.1压边装置由于板料够厚，在本模具上不需压边装置。4.5导向装置选择4.6导向零件设计与标准导向零件可保证模具冲压时，上、下模有一精确的位置关系。在中、小型模具中最广泛采用的导向零件是导柱和导套。本设计所选用的模架配套的是两个导柱。一般导柱安装在下模座，导套安装在上模座，分别采用过盈配合。4.7 导柱结构尺寸导柱的结构形式如下图示： 图4-3导柱外形图 主要的参数如下：d=28mm L=149mm4.8导套的结构 导套结构形式如下图示： 图4-4 导套外形图 主要参数如下表：参数dDLHl油槽数数值18mm28mm96mm28mm15mm2表4.3 滑动导套尺寸4.9初步确定模具外形尺寸初步确定模具的外形尺寸为HLB=400mm600mm500mm5选用设备5.1压力机的选用根据所计算所需的总的力，选用压力机型号JH21其技术规格如下表所示：公称压力/Kn滑块行程/mm滑块行程次数/（次/min）最大封闭高度/mm封闭高度调节量/mm滑块中心线至床身距离/mm立柱距离/mm工作台尺寸/mm工作台孔尺寸/mm前后左右前后左右直径315200305001504256508001250650350460垫板厚度尺寸/mm模柄孔尺寸/mm滑块底面尺寸/mmT形槽直径/mm深度/mm前后左右-150 表5.1 JH21系列开式固定台压力机技术参数5.2模柄的选用模柄的作用是将模具的上模座固定在冲床的滑块上。常用的模柄形式有：（1）整体式模柄，模柄与上模座做成整体，用于小型模具。（2）带台阶的压入式模柄，它与模座安装孔用H7/n6配合，可以保证较高的同轴度和垂直度，适用于各种中小型模具。（3）带螺纹的旋入式模柄，与上模连接后，为防止松动，拧入防转螺钉紧固，垂直度较差，主要用于小型模具。（4）有凸缘的模柄，用螺钉、销钉与上模座紧固在一起，使用与较大的模具。（5）浮动式模柄，它由模柄，球面垫块和连接板组成，这种结构可以通过球面垫块消除冲床导轨位差对对冲模导向精度的影响，适用于滚珠导柱、导套导向的精密冲裁。中小型冲模通过模柄将上模固定在压力机的滑块上。本设计采用凸缘模柄，（JB/T 7646.11994），其基本的外形尺寸如下图： 图5-1 凸缘模柄六、拉深过程计算6.1 拉深力、压边力的计算与压力机的选择1）拉伸力的计算 P=kdtb式中 k-拉深力系数 ，查表得k=1D-冲件直径（mm） T-板料厚度（mm）b-材料的抗拉强度（MPa），查表得，08钢的b=350MPa. 拉伸力为P=1*3.14*58.51*5*350=321512.45N2)压边力Q=/4*(D*D-d*d)q q=2.5mpaD-毛坯直径（mm） D-冲件直径（mm）q-单位压边力（MPa）这样，压边力为Q=0.875*（390*390-58.51*58.51）*2.5=325230N拉伸力与压边力之和为P=321512+325230=646742N3） 压力机此次拉深为浅拉深 P=（0.70.8）P基取K=1，P=kP=646742N取63t机械压力机冲床最大闭合高度360mm，冲床工作台面710mm*480mm冲床工作台孔尺寸340mm*180mm，台孔直径200mm模柄孔50mm*70mm机床滑块行程120mm6.2拉深模具间隙t=D/d t0=5.8C=kt+tmax=1.4*5.8=8.为此，凸模和凹模工作部分的尺寸分别为 6.3拉深模具的圆角半径 凹模Rd=0.8 =14.5mm凸模Rp=14.5mm凹模洞口直壁部分的高度h=913mm七、弯曲及弯曲模设计7.1弯曲力F自=0.7KBttb/(r+t)F自-冲压行程结束时的自由弯曲力K-安全系数，一般取K=1.3B-弯曲件的宽度，单位mmt-材料的厚度，单位mmr-弯曲件的弯曲半径，mmb-材料的极限强度，MpaF自=0.7*1.3*18.12*5*5*350/（5+6）=13116.4N7.2顶件力 推件力Fq=（0.30.8）F自=10493N3.3.3冲床吨位的选择F冲F自+Fq=23610N弯曲 凸模圆角半径r=6mm凹模圆角半径r凹=2t=10mm弯曲模凸模和凹模之间的间隙板料为08F钢，为黑色金属Z=tmax+CtTmax-板料最大厚度C-间隙系数，表4-38T-板料厚度，mm单边间隙Z=tmax+ct=5.68+0.3=6mm8 模具经济和技术上的分析模具的经济性涉及到成本的高低供应是否充分，加工过程是否复杂、成品率的高低以及同一产品中使用金属或钢材型号的多少等。在我国当前情况下，考虑以铁代钢和以铸代锻还是符合经济性要求的，故选择一般弹钢和铸铁能满足要求的，就不要选用合金钢。对一些只要求表面性能高的零件，可选用廉价钢种，然后进行表面强化处理来达到。另外，在考虑材料经济性时，切记不宜单纯以单价来比较材料的好坏，而应以综合效益来评价材料的经济性高低。模具的技术分析，包括模具的结构、形状以及尺寸等方面的分析。模具的结构、形状和尺寸设计计算完毕之后，要对模具的加工质量、使用条件提出基本要求，这些要求主要是：1、有适中而均匀的硬度，模具经淬火、回火处理后，其硬度值为HRC40-52（根据模具的尺寸而定，尺寸越大，要求的硬度越低）。 2、有足够高的制造精度，模具的形位公差和尺寸公差应符合图纸的要求（一般按负公差制造），配合尺寸具有良好的互换性。3、有足够高的表面粗糙度，配合表面应达Ra3.2-1.6m，工作带表面达Ra1.6-0.4m，表面应进行氮化处理、磷化处理或其它表面强化处理，如多元素共渗处理及化学热处理等。 4、有良好的对中性、平行度、直线度和垂直度，配合面的接触率应大于80。 5、模具无内部缺陷和表面缺陷，一般应进行超声波探伤和表面质量检查后才能使用。小结我所选的毕业设计题目是制动器底板冲压工艺分析与模具设计，该课题的主要任务是冷冲压模具设计，之所以选择这个题目，是因为我自己感觉冷冲压模具这门课很有意思，除此以外是因为自己在这方面比较薄弱，大三的时候我们开了这门课，但我们那是只学了基本的理论知识，对于设计还是很薄弱，越是自己薄弱的环节越要去尝试。毕业设计刚开始感觉没有很难没有思路不知道从何出下手，在老师的指导下我终于对自己的课题有了更进一步的了解，经过自己的努力和老师的谆谆教导，我最后完成了毕业设计。毕业设计的开始是搜集资料。在指导老师的指点下，通过各种渠道开始准备工作通过网络、图书馆搜集相关书籍、去图书馆借阅相关手册等。通过一个月的深入学习，搜集了一大堆与毕业设计相关的资料，在史老师的指导下，摒弃了一些无关紧要的内容，保留了有参考价值的资料作为备用。由于我看图的能力不是很高，老师就介绍我借了一本图册，这本图册里有很多与机械相关的图，我花了几个周的时间在图书馆里好好研究这些图册，刚开始的时候看这些图确实感觉很难，但我看了几天后就发现这些图看懂其实也不是很难，这就验证了那句话：功夫不负有心人。看懂了相关的图后，我后来的设计就显得简单多了。接下来，我制定了设计工艺与方案，由于经验不足我指定的方案有的不合理，经过史老师的指导我修改我的工艺与方案。机械设计就是这样要不断的修改和改进。时间过的很快不知不觉的就到了中期答辩的时间，中期答辩我们要撰写开题报告