目 录
摘 要IV
ABSTRACTV
１前 言1
1.1 模具加工及金属薄板冲压加工的特点及优势1
1.2 课题讨论及难点分析2
1.3 课题总体设计思路3
2工艺分析及工艺方案确定5
2.1零件三维造型图5
2.2工件的零件图5
2.3工艺分析5
2.3.1翻边高度计算6
2.3.2冲小孔工艺分析6
2.3.3弯曲部分工艺分析6
2.4工艺方案的确定6
3落料冲孔模的设计9
3.1毛坯尺寸计算9
3.2 排样9
3.3 确定模具压力中心10
3.4 冲压力的计算10
3.4.1 落料力10
3.4.2冲孔力11
3.4.3卸料力11
3.4.4推件力11
3.4.5总冲压力11
3.5冲压设备的选择11
3.6工作部分尺寸计算12
3.6.1落料凸、凹模刃口的尺寸计算12
3.6.2冲孔凸、凹模的刃口尺寸13
3.7冲孔落料复合模的设计14
3.7.1落料冲孔复合模结构的设计14
3.1.2 落料冲孔复合模主要零件的设计15
4冲小孔模的设计21
4.1确定模具压力中心21
4.2冲孔力的计算21
4.3冲压设备的选择21
4.4冲孔凸、凹模刃口尺寸计算21
4.5冲小孔模的设计22
4.5.1冲小孔模结构的设计22
4.5.2冲小孔模主要零件的设计22
5翻边模的设计26
5.1确定模具压力中心26
5.2翻边力的计算26
5.3冲压设备的选择26
5.4翻边模刃口尺寸计算26
5.5翻边模的设计27
5.5.1翻边模结构的设计27
5.5.2翻边模主要零件的设计27
6弯曲模的设计30
6.1确定模具压力中心30
6.2弯曲力的计算30
6.3冲压设备的选择30
6.4翻边模刃口尺寸计算30
6.5弯曲模的设计31
6.5.1弯曲模结构的设计31
6.5.2弯曲模主要零件的设计32
7结 论36
谢 辞37
参考文献38
摘 要
本课题所设计的零件是较为典型的U型弯曲件。工件一侧有一个直径为1.8mm的小圆孔和翻边，另一侧有三个孔，且在U型卡槽底部有三道褶边。通过对零件各部分进行计算分析后最终确定加工工序。经计算得翻边可以一次成型，工件整个成型过程所涉及的工序有：落料、冲孔、冲小孔、翻边、弯曲五步。在对零件进行工艺分析后，确定最终工艺方案为：落料冲孔复合，冲小孔、翻边、弯曲顺次进行。在确定工艺方案的基础上对主要模具进行设计，分析工件成型过程，并画出模具装配图及零件图。在本次设计中主要对落料复合模以及冲小孔模、翻边模、弯曲模进行设计。
关键词：落料冲孔；冲小孔；翻边；弯曲
Punching Process Analyzed and Die Design of the U Shape Groove
ABSTRACT
Typical bended workpiece of U shape with three folds was designed in this graduation project. Two hoes are flanged on one side with a Φ1.8 mm hole. There are three holes on the other side. The process was determined by calculating and analyzing. Flanging can be shaped by one step after calculating. Five steps as blanking, punching, punching a small hole, flanging and bending were included. Analyzed the technics of parts, the final process was determined as four steps: blanking-punching compound, punching a small hole, flanging and bending. Besides, the main dies were designed, the process was analyzed, and the die assembly and workpiece pictures were drawed. In this graduation project, blanking-punching compound die, punching a small hole die, flanging die and flanging die were designed.
Key words: blanking-punching compound; punching a small hole; flanging; bending
１前 言
1.1 模具加工及金属薄板冲压加工的特点及优势
随着汽车工业的快速发展，服务于汽车生产的模具近年来也快速发展[1]。服务于汽车生产的模具和塑料模具使用量最大的两大类。此外，还有铸造模具、锻造模具、橡胶模具、粉末冶金模具及拉丝模具和无机材料成型模具等。在汽车工业十分发达的国家，为汽车服务的模具往往要占到全部模具生产量的40%以上。经过多年发展，我国目前为汽车服务的模具约已占到了全部模具产量的1/3左右[2]。在这些模具中，冲压模具在模具行业和汽车覆盖件模具，直接关系到汽车车型，因此其地位尤为重要。要生产出大量的各式各样的汽车，先进技术装备必不可少，而模具就是汽车先进技术装备中的重要装备。“现代工业，模具先行”、“没有高水平的模具，就没有高水平的产品”，这已成为人们的共识。不管是汽车还是模具，虽然近年来发展迅速，我国已成为生产大国，但离生产强国的距离还很远。然而，要成为制造业强国，要成为汽车、模具等的制造强国是我们的目标。为了向汽车行业提供更为先进的技术装备，必须不断提高汽车冲压模具的冲压模具的水平与能力。
金属薄板冲压成形是现代工业生产中一种非常重要的制造技术[3]，金属薄板及其制品在冲压成形过程中所表现出的成形性能或成形性，是横跨薄板冶金制造和冲压成形生产两大行业之间的交叉性工程技术 ，即冲压成形性能及其应用。冲压加工是靠冲压设备和模具实现对板料毛坯的塑性加工过程。冲压加工具有许多十分明显的优点，它利用冲压设备与冲模的简单的运动完成相当复杂形状零件的制造过程，而且并不需要操作工人的过多参与，所以冲压加工的生产效率很高，产品质量稳定，一般情况下，冲压加工的生产效率为每分钟数十件。又由于冲压加工的操作十分简单，为操作过程的机械化与自动化提供了十分有利的条件。因此，对某些工艺成熟的冲压件，生产效率可达每分钟数百件，甚至超过一千件以上。
冲压加工用的原材料多为冷轧板料和冷轧带材[4]。原材料的良好表面质量使用大量生产方式、高效而廉价的方法获得的。在冲压加工中这些良好的表面质量又不容易遭到破坏，所以冲压件的表面质量又不致遭到破坏，所以冲压件的表面质量好，而成本都很低廉。这个特点，在汽车支撑件件的生产上表现得十分明显[5]。
利用冲压加工方法，可以制造形状十分复杂的零件，能够把强度好、刚度大、重量轻等相互矛盾的特点融为一体，形成十分合理的结构形式。冲压加工时，一般不需要对毛坯加热，而且也不像切削加工那样把一部分金属切成切屑，造成原材料的损耗，所以它是一种节约能源和资源的具有环保意义的加工方法。
冲压产品的质量与尺寸精度都是由冲模保证的[6]，基本上不受操作人员的素质与其他偶然因素的影响，所以冲压产品的质量管理简单，也容易实现自动化与智能化生产。冲压件的尺寸精度与表面质量好，通常都不需要后续的加工而直接装配或作为成品零件直接使用。
冲压加工是一种高生产率的加工方法的，如汽车车身等大型零件每分钟可生产几件，而小零高速冲压则每分钟可生产千件以上。由于冲压加工的毛坯是板材或卷材，一般又在冷状态下加工，因此较易实现机械化和自动化，比较适合配置机器人而实现无人化生产[7]。
冲压加工的材料利用率较高，一般可达70%～85%，冲压加工的能耗也较低，由于冲压生产具有节材、节能和高生产率等特点，所以冲压件呈批量生产时，其成本比较低，经济效益高[8]。
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，可以冲压出孔窝、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[9]，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[5]。由于冲压加工方法具有前述的许多优点，现在他已经成为金属加工中的一种非常重要的制造方法。
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