MJC02-049@空气滤清器壳正、反拉深、冲孔复合模设计
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机械毕业设计全套
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MJC02-049@空气滤清器壳正、反拉深、冲孔复合模设计,机械毕业设计全套
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AZ31和 AZ61镁合金的等温板料成形 李士永 陈韵珲 王建怡 机械工业出版社 2001/1/18 摘要 在工业上已经有关于镁合金板料成形的报道，但这些报道很有可能是研究 AZ31 和 AZ61镁合金板料在不同的高温下成形的第一份正式的报道。结果表明， 制造出厚度为 0.5mm、 1.3mm、 1.7mm和 2mm的挤压制品是可行的。当前成形出厚度为 0.5mm的板料被看为是工业上取得的技术成就。 可采用两种模具，凸模和凹模，凹模的设置似乎利用受压的气体将板料压入凹模 型腔。这种技术从来没有在镁合金领域应用过，并且在工业制 造上有很大的潜力。由于这种伸展性能已经在 气压 成形中体现出来，所以冲压成形应该可以实现，许多冲压实验已经证明了这一点。 如 2002年注册的 B.V科学。 关键词： AZ31；冲压；等温板料成形 1.简介 镁合金是用于结构成形的最轻的合金，在以前，将镁合金作为机构材料的不多，这是因为商业需求和执照方法的限制。现在，镁合金压铸成形在自动化领域变得流行起来，包括在笔记本电脑和蜂状电话领域。然而，这种加工方法并不适合于制造薄壁的镁合金 结构，因为这样会造成大量的废料。大家都知道，由于镁晶体机构是密排六方，所以镁在室温下的成形 能力较差，然而镁合金的加工性能可以随着加工温度的提高得到明显的改善，如加工温度提高的 300以上。在这份报道中研究的是AZ31 和 AZ61在不同的高温下的板料成形，为的是能够实现从挤压板料中获得产品。可采用两种方法，冲压 成形 和 气压成形 ，如图 1所示。 气压成形 模的设计是利用受压的气体讲板料压入凹模型腔。这种方法有利于减少工件和冲模之间的摩擦力，所以材料的伸展性能能更好的展现出来。首先研究制品在不同部位上的应力分布，其实是描绘和构建出材料的流线结构。在另一方面， 利用凸模冲压的方法不仅材料的延伸性能不好，而且应力 分布不均匀，所以材料的失效形式和气压成形完全不同。 nts 图 1 (a)气压成形矩形模；（ b）矩形 凸凹 模；（ c）圆柱形 凸凹 模 2. 材料和实验过程 板料成形所采用的合金是 AZ31和 AZ61镁合金， AZ31和 AZ61的第一个数字分别表示各自的含铝量为 3%和 6%，最后一个数字表示含锌量为 1%。 板料成形的材料是通过将 203 mm 762 mm的胚料通过开口为 0.5, 1.3, 1.7和 2mm的模具挤压而成 。 AZ31的工作温度为 250， AZ61的工作温度为 280。实验的基本工具是压力机，该压力机有一个熔炉可以提供 一个等温的条件。 对于气压成形，只需一个，宽 40mm，长 120mm，深度为 20mm的模具，但是可以通过插入一个挤压垫成形厚度 为 8mm, 12mm和 16mm的板料。将已经成形好的板料放置在模具上，具有压边圈的盖板下放并夹紧工件，然后室腔被密封，使受压的气体将板料压到凹模底部。 在成形过程中，根据材料的形状不同所需要输入的气压也不同。有些板料标有明显的格子，以使可以通过测量格子的变形程度来确定该处的应力状态。对于冲压成形加工，矩形状的板料所用的模具也是矩形的，和气压成形的一样，但是凸模与凹模之间有 2mm的间隙。对于 圆形状的板料也是一样，模具直径为 20mm，凸凹模之间有 2mm的间隙。 3.结果和分析 3.1.气压成形 1.7mm厚的 AZ31镁合金（模具为矩形） 3.1.1.气体增压速率的成形性能 为了研究板料在不同的综合条件下（如成形厚度，温度，压力和加压时间）的成形能力，通过气压成形技术得到许多样品。在 410 成形的两个厚度为 8mm样品的p t图如图 2所示。和其他变形大的工件相比，这种变形小的工件只需要在较高压力下保压 90s。 对于进一步拉深深度为 12mm的板料在同一温度下的 p t曲线如图 3所示。对于这个深度，成形温 度在 310以下也能成形， 但是由于材料具有很大的流动应力，所以所需的压力更大，保压时间更长。 对于成形深度为 16mm的工件，进行里两组成nts形实验，一组成功了，一组失败了，这是由于所加的压力和保压时间都不同，如图 4所示。 如图 5所示，尝试拉深深度为 20mm，由于拉深深度从来没有高于 16mm过，所以这注定要失败。以上两种失败的样品的照片如图 6所示，失效的是从模具入口的的长边中间开始的。对于这些成形工艺，气压随着时间的延长而增加， 因为成形的板料是球壳表面的一部分，瞬时的外形和厚度构成一个时间函数，然后应用这个方程式计算 屈服应力值 Ie=pr/2t。 p表示气压， r表示弯曲半径， t表示厚度。这个公式可以大致的计算出以上实验的增压速率。一种先进的压力分析和精准的建模可以绘制出一个理想的 p t曲线。 图 2 图 3 图 4 图 5 图 2 410下成形出 8mm深的矩形盒 p-t图 图 3 410和 310下成形深度为 12mm深的矩形盒子的成功案例的 p-t图 图 4 410下两 组输入不同的压力 -时间成形深度为 16mm的板料，一个成功，一个失败 图 5 410下成形矩形盒（ 20mm深）的 p-t关系 nts 图 6气压成形拉深 1.7mm的板料 16mm和 20mm的失败案例 3.1.2.材料的应力分析和流动轨迹 在 7种气压成形件中，有些工件有明显的网格，以便测量其应力分布 ， 最初， 网格都是相同的直径为 2.5mm的圆，将其在成形之前印在板料表面。可以从变形的网格中看出：最大拉伸应力位于上部弯曲长边的中间位置。 （图 7） 如果板料承受不利的增压速率和温度，失效就 会从这里开始。 从第一个实验测量的应力表明，大家认为的长边中间在平面应力状态下所得到的 p t曲线不一定完全正确。 值得注意的是，在 压边圈下 的材料并没有被完全固定好，而是有滑动的趋势，如图 8所示。在高温下，板料 被 软化， 盖板上的 压边圈使板料 向内缩进，在 压力 的作用下形成一个槽。最初槽里面和外面的界限是平行的， 但是内边界的一部分向里面移动，这表明， 压边圈上 的材料即使在 夹紧 的情况下仍然被拉伸了。这种机制在成功 应用气压成形 技术中很重要。 nts 图 7放大成形工件不同部位变形的格子，（上图） 12mm深，测量凹进去的那部分尺寸；（下图）16mm深，格子位于凸起的那部分， e1表示最大表面应力， e2表示与之垂直的方向。 图 8气压成形中材料的流线 3.2. 气压 成形 0.5mm厚的 AZ31镁合金（矩形形状） 完成了成形厚度为 1.7mm厚的板料，更具挑战的是成形 0.5mm厚的板料。他的实现可以被认为是工业上的一次技术成就。 实验了三个工件，其中型腔的深度分别为12mm， 16mm,20mm。工作温度 在可行的范围（ 310410）内接近 330。开始的增压速率设 定在 5 kgf/cm2 (490 kN/m2)，考虑到板料的厚度相对于原材料会减小三分之二。 图像显示出来所采用成形工艺的增压速率是可行的。 （图 9） 对于型腔是 12mm和 16mm，气体成形工艺是可行的。只是和先前的工艺相比，需要更多的时间。对于型腔是 20mm的实验，成形工艺没有取得成功。板料从周边轨迹处开始失效 。由于夹紧使加压气体密封是材料凹陷，所以失效开始的地方很薄。这种失效的形式和 厚度为 1.7mm的不同，他的失效出现在冲模的入口可以知道的是当弯曲更薄的板料时其冲模所受的压力更大。 nts 图 9 330下从 0.5mm厚的板料 成形不同深度的矩形盒的 p-t关系图（ a） 12mm;(b)16mm（ c） 20mm 3.3. 冲压成形厚度为 1.3mm厚的矩形状 AZ31镁合金 对于冲压成形 厚度为 1.3mm厚的 AZ31镁合金这类范畴中， 在室温下对九个工件进行了测试（ 329 5件、 435 3件 ）。 正如所预测的那样，在室温下冲压成形并没有取得成功，在 435的高温下， 3个样品都能成形。在中低温度下，除了那五个工件外，只有一个可以完成成形。这就表明，当温度不是唯一的决定因数时，其他的因数，如润滑、冲压速度、和凸凹摸之间的间隙值 对成形也有影响。这类失效的位置主要出现在转角处 （图 10） 。 在转角处冲模给板料施加一个集中的应力。这正式气体成形所能避免的。 图 10 典型冲压失效的模型样品 nts3.4.矩形冲头冲压成形 2mm厚的 AZ61镁合金 普遍认为， AZ61镁合金比 AZ31更难成形，这是以为前者的含铝量比后者多，两个 2mm厚的板料在 295下拉深 16mm，只有一个成功了。它的加工温度比实际所需的温度相对要低一些。结果进一步说明了还有除了温度之外的影响因数。 3.5.圆柱型冲头冲压成形 2mm厚的 AZ61镁合金 用圆柱形冲头冲压成形深度为 16mm深的 18个工件中，在温度范围内达到屈服的如下所示： Temperature range (8C) No. of test Yield 248 411 5 0 420 435 3 2 450 460 8 5 497 498 2 2 成功和失败的结果从温度中就可以很清楚的知道，但是有一个转变区域温度不是唯一的决定因数，润滑作用，材料的预处理，凸凹模之间的间隙值等等都有可能成为影响因数。 4. 结论 AZ31和 AZ61镁合金板料成形在较高温度下可以通过冲压成形和气压成形两 种方法。温度是决定成形是否成功的主要因数，也有第二影响因数，如润滑，材料的预处理，冲压速度，凸凹模间隙等等。气压成形技术从未应用于镁合金，但是很有运用的潜力，运用这项技术，控制气压是最重要的技术。成形深度较浅的工件所需要的气压的量和气压速率都比成形深度较大的工件要小，气压成形失效的模具主要出现在模具入口的中间相对较薄处， 而冲压成形的失效主要是出现在冲压的边缘部分。 nts文献 1 N.A. El-Mahallawy, M.A. Taha, E. Pokora, F. Klein, On the influence of process variables on the thermal conditions and properties of high pressure die-cast magnesium alloys, J. Mater. Process. Technol. 73 (1998) 125 138. 2 A. Mwembela, E.B. Konopleva, H.J. McQueen, Microstructural development in Mg alloy AZ31 during hot working, Scripta Mater. 37 (11) (1997) 1789 1795. 3 H. Takuda, T. Yoshii, N. Hatta, Finite-element analysis of the formability of a magnesium-based alloy AZ31 sheet, J. Mater. Process. Technol. 89 90 (1999) 135 140. 4 H. Takuda, H. Fujimoto, N. Hatta, Modelling on flow stress of Mg Al Zn alloys at elevated temperatures, J. Mater. Process. Technol. 80 81 (1998) 513 516. nts 2011 届毕业设计 材 料 系 、 部： 机械工程系 学生姓名： 李 政 指导教师： 刘春林 职 称： 讲 师 专 业： 材料成型及控制工程 班 级： 成型 0702 学 号： 212070219 2011 年 6 月 nts湖南工学院 2011 届毕业设计（论文）课题任务书 系： 机械工程系 专业： 材料成型及控制工程 指导教师 刘春林 学生姓名 李政 课题名称 空气滤清器壳 正、 反拉深、冲孔 复合模设计 内容及任务 根据所给定的 冲压零件 产品，设计出 冲压 模具。主要内容如下： 1、绘制产品零件图。 2、绘制模具装配图。 3、绘制整套模具零件图，标准件除外。 4、编写设计说明书。 5、自选一个重要模具零件编制加工工艺路线，进行相关的计算，并编制加工工艺卡和工序卡。 拟达到的要求或技术指标 按照“湖南工学院毕业设计（论文）工作管理规定”，本课题设计要求及技术指标如下： （一）模具 1、保证规定的生产率和高质量产品的同时，力求成本低、寿命长。 2、模具结构设计合理，工艺性好，具有一定的创新性。 3、操作安全、方便，易于维修，便于管理。 4、在保证模具强度前提下，注意外形美观，各部分比例协调。 （二）设计图纸 1、模具绘图布局合理，视图完整、清晰，各项内容符合标准要求。 2、设计图纸应符合学校的要求，不少于 3 张零号图纸的结构设计图、装配图和零件图，其中应 包含一张以上用计算机绘制的具有中等难度的 1 号图纸，同时至少有折合 1 号图幅以上的图纸用手工绘制。 （三）设计说明书 1、资料数据充分，并标明数据出处。 2、计算过程详细、完全。 3、公式的字母含义应标明，有时还应标注公式的出处。 4、内容条理清楚，按步骤书写。 5、说明书按照学校的有关规定，编写不少于 12000 字的设计说明书，同时上交电子文档。 （四）其他要求 1、查阅到 10 篇以上与题目相关的文献 2、翻译一篇本专业外文文献（ 10000 个以上印刷符号），并附译文。 进 起止日期 工作内容 备注 nts度安排 4月 2号至 4 月 15号 4 月 15 号至 4 月 25号 4 月 25 号至 4 月 30号 5月 2号至 5 月 10号 5 月 10 号至 5 月 15号 5 月 15 至 25 号 5 月 25 至 5 月 30 号 6 月 1 号至 10 号 英文文献翻译 收集资料 分析零件的工艺性 确定工艺方案 计算主要的工艺参数 模具的结构设计 编写毕业设计说明书 绘制机械结构零件图及装配图 整理毕业设计 上交毕业设计 准备毕业答辩 主要参考资料 1刘心治主编 冷冲压工艺及模具设计 重庆大学出版社 2006 2模具制造手册编写组 模具制造手册 机械工业出版社 1990 3吴宗泽主编 机械设计手册（上册 下册） 机械工业出版社 1998 4肖景容主编 冲压工艺学 机械工业出版社 5模具制造手册 机械工业出版社 1992 6郑家贤主编 冲压工艺与模具设计实用技术 机械工业出版社 2005 7郑家贤 .冲压工艺模具设计实用技术 M.北京 :机械工业出版社 ,2005. 8冲模设计手册编写组 .冲模设计手册 M.北京 :机械工业版社 ,2007 9周兆元主编 互换性与测量技术基础 机械工业出 版社 2005 10王新华 袁联富 编 冲模结构图册 机械工业出版社 2003 教研室 意见 年 月 日 系主管领导意见 年 月 日 nts湖南工学院毕业设计 (论文 )开题报告 题 目 空气滤清器壳 正、 反拉深、冲孔 复合模设计 学生姓名 李政 班级学号 212070219 专业 材料成型及控制工程 一、 选题的目的和意义： 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 60 70%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，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。 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nts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。 二、 冲压技术的发展趋势 进入 90 年代以来，高新技术全面促进了传统成形技术的改造及先进成形技术的形成和发展。 21 世纪的冲压技术将以更快的速度持续发展，发展的方向 将更加突出“精、省、净”的需求。 冲压成形技术将更加科学化、数字化、可控化。科学化主要体现在对成形过程、产品质量、成本、效益的预测和可控程度。成形过程的数值模拟技术将在实用化方面取得很大发展，并与数字化制造系统很好地集成。人工智能技术、智能化控制将从简单形状零件成形发展到覆盖件等复杂形状零件成形，从而真正进入实用阶段。 在模具设计与制造中，开发并应用计算机辅助设计和制造系统（ CAD/CAM），发展高精度、高寿命模具和简易模具（软模、低熔点金模具等）制造技术以及通用组合模具、成组模具、快速换模装置等，以适应冲 压产品的更新换代和各种生产批量的要求。 推广应用数控冲压设备、冲压柔性加工系统（ FMS）、多工位高速自动冲压机以及智能机器人送料取件，进行机械化与自动化的流水线冲压生产。 精冲与半精冲、液压成形、旋压成形、爆炸成形、电水成形、电磁成形、超塑成形等技术得到不断发展和应用，某些传统的冲压加工方法将被它们所取代，产品的冲压加工趋于更合理、更经济。 三、 毕业设计（论文）所用的主要技术与方法： 随着计算机技术的发展， 冲压 模具的设计方法已经由传统的手工绘图设计逐步向计算机辅助设计（ CAD）方向发展，给模具生产带来了深刻的变革。 此次毕业设计题目主要是基于 AutoCAD 的技术与方法进行设计。 1、调研 滤清器壳 模具的造型结构特征及 对 冲压零件的工艺性分析 。 2、 冲压工艺的总体方案的分析和确定 ，然后进行排样设计和工艺计算 。 3、 进行 模具关键结构的方案设计 ，制定初步 模具 关键 结构 设计 方案，绘制产品草图。 4、 进行滤清器壳冲模结构设计， 绘制 模具零件设计 图纸。 5、 选择合理的冲压设备，并对设备进行校核 。 6、 编制模具中主要零件的制造工艺方案 和加工方法 。 7、 撰写设计说明书，所有设计文档、资料的整理、收尾、答辩 。 nts主要参考文献及资料获得情况 1刘心治主编 冷冲压工艺及模具设计 重庆大学出版社 2006 2模具制造手册编写组 模具制造手册 机械工业出版社 1990 3吴宗泽主编 机械设计手册（上册 下册） 机械工业出版社 1998 4肖景容主编 冲压工艺学 机械工业出版社 5模具制造手册 机械工业出版社 1992 6郑家贤主编 冲压工艺与模具设计实用技术 机械工业出版社 2005 7郑家贤 .冲压工艺模具设计实 用技术 M.北京 :机械工业出版社 ,2005. 8冲模设计手册编写组 .冲模设计手册 M.北京 :机械工业版社 ,2007 9周兆元主编 互换性与测量技术基础 机械工业出版社 2005 10王新华 袁联富 编 冲模结构图册 机械工业出版社 2003 五、 毕业设计（论文）进度安排（按周说明） 4 月 2 号至 4 月 15 号英文文献翻译 4 月 15 号至 4 月 25 号 收集资料 4 月 25 号至 4 月 30 号 分析零件的工艺性 确定工艺方案 计算主要的工艺参数 5 月 2 号至 5 月 10 号 模具的结构设计 5 月 10 号至 5 月 15 号 编写毕业设计说明书 5 月 15 至 25 号 绘制机械结构零件图及装配图 5 月 25 至 5 月 30 号整理毕业设计 上交毕业设计 6 月 1 号至 10 号 准备毕业答辩 指导教师批阅意见 指导教师 (签名 )： 年 月 日 nts 湖南工学院毕业设计 (论文 )工作中期检查表 题目 空气滤清器壳正、反拉深、冲孔复合模设计 学生姓名 李政 班级学号 212070219 专业 材料成型及控制工 程 指 导 教 师 填 写 学生开题情况 已开题 学生调研及查阅文献情况 已进行 毕业设计（论文）原计划有无调整 无 学生是否按计划执行工作进度 是 学生是否能独立完成工作任务 能 学生的英文翻译情况 较好 学生每周接受指导的次数及时间 2 次 4 小时 毕业设计（论文）过程检查记录情况 较好 学生的工作态度在相应选项划“ ” 认真 一般 较差 尚存在的问题及采取的措施： 对于冲孔凸模的设计 考虑到模具的设计难易程度，将反拉深凸模与冲孔凸模分开设计，然后将冲孔 凸模嵌套在反拉深凸模上。 指导教师签字： 年 月 日 系部意见： 负责人签字： 年 月 日 nts湖南工学院 2011 届毕业设计（论文）指导教师评阅表 系： 机械工程系 专业： 材料成型及控制工程 学生姓名 李政 学 号 212070219 班 级 0702 专 业 材料成型及控制工程 指导教师姓名 刘春林 课题名称 空气滤清器壳正、反拉深、冲孔复合模设计 评语：（包括以下方面，学习态度、工作量完成情况、材料的完整性和规范性；检索和利用文献能力、计算机应用能力；学术水平或设计水平、综合运用知识能力和创新能力；） 是否同意参加答辩： 是 否 指导教师评定成绩 分值： 指导教师签字： 年 月 日 nts湖南工学院毕业设计（论文）评阅评语表 题 目 空气滤清器壳正、反拉深、冲孔复合模设计 学生姓名 李政 班级学号 212070219 专业 材料成型及控制工程 评阅 教师姓名 职称 工作单位 评分内容 具 体 要 求 总分 评分 开题情况 调研论证 能独立查阅文献资料及从事其他形式的调研，能较好地理解课题任务并提出实施方案，有分析整理各类信息并从中获取新知识的能力。 10 外文翻译 摘要及外文资料翻译准确，文字流畅，符合规定内容及字数要求。 10 设计质量 论证、分析、设 计、计算、结构、建模、实验正确合理。 35 创新 工作中有创新意识，有重大改进或独特见解，有一定实用价值。 10 撰写质量 结构严谨，文字通顺，用语符合技术规范，图表清楚，书写格式规范， 符合规定字数要求。 15 综合能力 能综合运用所学知识和技能发现与解决实际问题。 20 总评分 评阅教师 评阅意见 评阅成绩 总评分 20% 评阅教师签名 日期 nts湖南工学院 毕业设计（论文）答辩资格审查表 题 目 空气滤清器壳正、反拉深、冲孔复合模设 计 学生姓名 李政 学 号 212070219 专 业 材料成型及控制工程 指导教师 刘春林 内容综述 （对毕业设计或论文的研究步骤和方法、主要内容及创新之处进行综述，提出答辩申请） ： 申请人签名： 日期： nts资 格 审 查 项 目 是 否 01 工作量是否达到所规定要求 02 文档资料 是否齐全（任务书、开题报告、外文资料翻译、定稿论文及其相关附件资料等） 03 是否完成任务书规定的任务 04 完成的成果是否达到验收要求 05 是否剽窃他人成果或者直接照抄他人设计（论文） 指导教师签名： 毕业设计（论文）答辩资格审查小组意见： 符合答辩资格，同意答辩 不符合答辩资格，不同意答辩 审查小组成员签名： 年 月 日 。 nts 湖南工学院 2011 届 毕业设计（论文）答辩及最终成绩评定表 系： 机械工程系 专业： 材料成型及控制工程 学生姓名 李政 学号 212070219 班级 0702 答辩 日期 课题名称 空气滤清器壳正、反拉深、冲孔复合模设计 指导 教师 成 绩 评 定 分值 评 定 小计 教师 1 教师 2 教师 3 教师 4 教师 5 课题介绍 思路清晰，语言表达准确，概念清楚，论点正确，实验方法科学，分析归纳合理，结论严谨，设计（论文）有应用价值。 30 答辩 表现 思维敏捷 ,回答问题有理论根据，基本概念清楚，主要问题回答准确大、深入 ,知识面宽。 必 答 题 40 自 由 提 问 30 合 计 100 答 辩 评 分 分值： 答辩小组长签名： 答辩成绩 a： 40 指导教师评分 分值： 指导教师评定成绩 b： 40 评阅教师评分 分值： 评阅教师评定成绩 c： 20 最终评定成绩： 分数： 等级： 答辩委员会主任签名： 年 月 日 nts 1 2011 届毕业设计 材料 系 、 部： 机械工程系 学生姓名： 李 政 指导教师： 刘春林 职 称： 讲 师 专 业： 材料成型及控制工程 班 级： 成型 0702 学 号： 212070219 2011 年 6 月 nts 2 湖南工学院 2011届毕业设计（论文）课题任务书 系： 机械工程系 专业： 材料成型及控制工程 指导教师 刘春林 学生姓名 李政 课题名称 空气滤清器壳 正、 反拉深、冲孔 复合模设计 内容及任务 根据所给定的 冲压零件 产品，设计出 冲压 模具。主要内容如下： 1、绘制产品零件图。 2、绘制模具装配图。 3、绘制整套模具零件图，标准件除外。 4、编写设计说明书。 5、自选一个重要模具零件编制加工工艺路线，进行相关的计算，并 编制加工工艺卡和工序卡。 拟达到的要求或技术指标 按照“湖南工学院毕业设计（论文）工作管理规定”，本课题设计要求及技术指标如下： （一）模具 1、保证规定的生产率和高质量产品的同时，力求成本低、寿命长。 2、模具结构设计合理，工艺性好，具有一定的创新性。 3、操作安全、方便，易于维修，便于管理。 4、在保证模具强度前提下，注意外形美观，各部分比例协调。 （二）设计图纸 1、模具绘图布局合理，视图完整、清晰，各项内容符合标准要求。 2、设计图纸应符合学校的要求，不少于 3 张零号图纸的结构设计图、装配图和零件图，其中应包含一张以上用计算机绘制的具有中等难度的 1 号图纸，同时至少有折合 1 号图幅以上的图纸用手工绘制。 （三）设计说明书 1、资料数据充分，并标明数据出处。 2、计算过程详细、完全。 3、公式的字母含义应标明，有时还应标注公式的出处。 4、内容条理清楚，按步骤书写。 5、说明书按照学校的有关规定，编写不少于 12000 字的设计说明书，同时上交电子文档。 （四）其他要求 1、查阅到 10 篇以上与题目相关的文献 2、翻译一篇本专业外文文献（ 10000 个以上印刷符号），并附译文。 nts 3 进度安排 起止日期 工作 内容 备注 4 月 2 号至 4 月 15 号 4月 15号至 4 月 25号 4月 25号至 4 月 30号 5 月 2 号至 5 月 10 号 5月 10号至 5 月 15号 5 月 15 至 25 号 5 月 25 至 5 月 30 号 6 月 1 号至 10 号 英文文献翻译 收集资料 分析零件的工艺性 确定工艺方案 计算主要的工艺参数 模具的结构设计 编写毕业设计说明书 绘制机械结构零件图及装配图 整理毕业设计 上交毕业设计 准备毕业答辩 主要参考资料 1刘心治主编 冷冲压工艺及模具设计 重庆大学出版社 2006 2模具制造手册编写组 模具制造手册 机械工业出版社 1990 3吴宗泽主编 机械设计手册（上册 下册） 机械工业出版社 1998 4肖景容主编 冲压工艺学 机械工业出版社 5模具制造手册 机械工业出版社 1992 6郑家贤主编 冲压工艺与模具设计实用技术 机械工业出版社 2005 7郑家贤 .冲压工艺模具设计实用技术 M.北京 :机械工业出版社 ,2005. 8冲模设计手册编写组 .冲模设计手册 M.北京 :机械工业版社 ,2007 9周兆元主编 互换性与测量技术基础 机械工业出版社 2005 10王新华 袁联富 编 冲模结构图册 机械工业出版社 2003 教研室 意见 年 月 日 系主管领导意见 年 月 日 nts 4 湖南工学院毕业设计 (论文 )开题报告 题 目 空气滤清器壳 正、 反拉深、冲孔 复合模设计 学生姓名 李政 班级学号 212070219 专业 材料成型及控制工程 一、 选题的目的和意义： 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 60 70%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，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。 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nts 5 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。 二、 冲压技术的发展趋势 进入 90 年代以来，高新技术全面促进了传统成形技术的改造及先进成形技术的形成和发展。 21 世纪的冲压技术将以更快的速度持续发展， 发展的方向将更加突出“精、省、净”的需求。 冲压成形技术将更加科学化、数字化、可控化。科学化主要体现在对成形过程、产品质量、成本、效益的预测和可控程度。成形过程的数值模拟技术将在实用化方面取得很大发展，并与数字化制造系统很好地集成。人工智能技术、智能化控制将从简单形状零件成形发展到覆盖件等复杂形状零件成形，从而真正进入实用阶段。 在模具设计与制造中，开发并应用计算机辅助设计和制造系统（ CAD/CAM），发展高精度、高寿命模具和简易模具（软模、低熔点金模具等）制造技术以及通用组合模具、成组模具、快速换模装置等 ，以适应冲压产品的更新换代和各种生产批量的要求。 推广应用数控冲压设备、冲压柔性加工系统（ FMS）、多工位高速自动冲压机以及智能机器人送料取件，进行机械化与自动化的流水线冲压生产。 精冲与半精冲、液压成形、旋压成形、爆炸成形、电水成形、电磁成形、超塑成形等技术得到不断发展和应用，某些传统的冲压加工方法将被它们所取代，产品的冲压加工趋于更合理、更经济。 三、 毕业设计（论文）所用的主要技术与方法： 随着计算机技术的发展， 冲压 模具的设计方法已经由传统的手工绘图设计逐步向计算机辅助设计（ CAD）方向发展，给模具生产带 来了深刻的变革。 此次毕业设计题目主要是基于 AutoCAD 的技术与方法进行设计。 1、调研 滤清器壳 模具的造型结构特征及 对 冲压零件的工艺性分析 。 2、 冲压工艺的总体方案的分析和确定 ，然后进行排样设计和工艺计算 。 3、 进行 模具关键结构的方案设计 ，制定初步 模具 关键 结构 设计 方案，绘制产品草图。 4、 进行滤清器壳冲模结构设计， 绘制 模具零件设计 图纸。 5、 选择合理的冲压设备，并对设备进行校核 。 6、 编制模具中主要零件的制造工艺方案和加工方法 。 7、 撰写设计说明书，所有设计文档、资料的整理、收尾、答辩 。 nts 6 主要参考文 献及资料获得情况 1刘心治主编 冷冲压工艺及模具设计 重庆大学出版社 2006 2模具制造手册编写组 模具制造手册 机械工业出版社 1990 3吴宗泽主编 机械设计手册（上册 下册） 机械工业出版社 1998 4肖景容主编 冲压工艺学 机械工业出版社 5模具制造手册 机械工业出版社 1992 6郑家贤主编 冲压工艺与模具设计实用技术 机械工业出版社 2005 7郑家贤 .冲压工艺模具设计实用技术 M.北京 :机械工业出版社 ,2005. 8冲模设计手册编写组 .冲模设计手册 M.北京 :机械工业版社 ,2007 9周兆元主编 互换性与测量技术基础 机械工业出版社 2005 10王新华 袁联富 编 冲模结构图册 机械工业出版社 2003 五、 毕业设计（论文）进度安排（按周说明） 4 月 2 号至 4 月 15 号英文文献翻译 4 月 15 号至 4 月 25 号 收集资料 4 月 25 号至 4 月 30 号 分析零件的工艺性 确定工艺方案 计算主要的工艺参数 5 月 2 号至 5 月 10 号 模具的结构设计 5 月 10 号至 5 月 15 号 编写毕业设计说明书 5 月 15 至 25 号 绘制机械结构零件图及装配图 5 月 25 至 5 月 30 号整理毕业设计 上交毕业设计 6 月 1 号至 10 号 准备毕业答辩 指导教师批阅意见 指导教师 (签名 )： 年 月 日 nts 7 湖南工学院毕业设计 (论文 )工作中期检查表 题目 空气滤清器壳正、反拉深、冲孔复合模设计 学生姓名 李政 班级学号 212070219 专业 材料成型及控制工程 指 导 教 师 填 写 学生开题情况 已开题 学生调研及查阅文献情况 已进行 毕业设计（论 文）原计划有无调整 无 学生是否按计划执行工作进度 是 学生是否能独立完成工作任务 能 学生的英文翻译情况 较好 学生每周接受指导的次数及时间 2 次 4 小时 毕业设计（论文）过程检查记录情况 较好 学生的工作态度在相应选项划“ ” 认真 一般 较差 尚存在的问题及采取的措施： 对于冲孔凸模的设计 考虑到模具的设计难易程度，将反拉深凸模与冲孔凸模分开设计，然后将冲孔凸模嵌套在反拉深凸模上。 指导教师签字： 年 月 日 系部意见： 负责人签字： 年 月 日 nts 8 湖南工学院 2011 届毕业设计（论文）指导教师评阅表 系： 机械工程系 专业： 材料成型及控制工程 学生姓名 李政 学 号 212070219 班 级 0702 专 业 材料成型及控制工程 指导教师姓名 刘春林 课题名称 空气滤清器壳正、反拉深、冲孔复合模设计 评语：（包括以下方面，学习态度、工作量完成情况、材料的完整性和规范性；检索和利用文献能力、计算机应用能力；学术水平或设计水平、综合运用知识能力和创新能力；） 是否同意参加答辩： 是 否 指导教师评定成绩 分值： 指导教师签字： 年 月 日 nts 9 湖南工学院毕业设计（论文）评阅评语表 题 目 空气滤清器壳正、反拉深、冲孔复合模设计 学生姓 名 李政 班级学号 212070219 专业 材料成型及控制工程 评阅 教师姓名 职称 工作单位 评分内容 具 体 要 求 总分 评分 开题情况 调研论证 能独立查阅文献资料及从事其他形式的调研，能较好地理解课题任务并提出实施方案，有分析整理各类信息并从中获取新知识的能力。 10 外文翻译 摘要及外文资料翻译准确，文字流畅，符合规定内容及字数要求。 10 设计质量 论证、分析、设计、计算、结构、建模、实验正确合理。 35 创新 工作中有创新意识，有重大改进或独特见解，有一定实用价值。 10 撰写质量 结构严谨，文字通顺，用语符合技术规范，图表清楚，书写格式规范， 符合规定字数要求。 15 综合能力 能综合运用所学知识和技能发现与解决实际问题。 20 总评分 评阅教师 评阅意见 评阅成绩 总评分 20% 评阅教师签名 日期 nts 10 湖南工学院 毕业设计（论文）答辩资格审查表 题 目 空气滤清器壳正、反拉深、冲孔复合模设计 学生姓名 李政 学 号 212070219 专 业 材料成型及控制工程 指导教师 刘春林 内容综述 （对毕业设计或论文的研究步骤和方法、主要内容及创新之处进行综述，提出答辩申请） ： 申请人签名： 日期： nts 11 资 格 审 查 项 目 是 否 01 工作量是否达到所规定要求 02 文档资料是否齐全（任务书、开题报告、外文资料翻译、定稿论文及其相关附件资料等） 03 是否完成任务书规定的任务 04 完成的成果是否达到验收要求 05 是否剽窃他人成果或者直接照抄他人设计（论文） 指导教师签名： 毕业设计（论文）答辩资格审查小组意见： 符合答辩资格，同意答辩 不符合答辩资格，不同意答辩 审查小组成员签名： 年 月 日 注：此表中内容综述由学生填写，资格审查项目由指导教师填写。 nts 12 湖南工学院 2011 届毕业设计（论文）答辩及最终成绩评定表 系： 专业： 学生姓名 学号 班级 答辩 日期 课题名称 指导 教师 成 绩 评 定 分值 评 定 小计 教师 1 教师 2 教师 3 教师 4 教师 5 课题介绍 思路清晰，语言表达准确，概念清楚，论点正确，实验方法科学，分析归纳合理，结论严谨，设计（论文）有应用价值。 30 答辩 表现 思维敏捷 ,回答问题有理论根据，基本概念清楚，主要问题回答准确大、深入 ,知识面宽。 必 答 题 40 自 由 提 问 30 合 计 100 答 辩 评 分 分值： 答辩小组长签名： 答辩成绩 a： 40 指导教师评分 分值： 指导教师评定成绩 b： 40 评阅教师评分 分值： 评阅教师评定成绩 c： 20 最终评定成绩： 分数： 等级： 答辩委员会主任签名： 年 月 日 nts 13 2011 届毕业设计 空气滤清器壳正、反拉深、冲孔复合模设计 系 、 部： 机械工程系 学生姓名： 李 政 指导教师： 刘春林 职 称： 讲 师 专 业： 材料成型及控制工程 班 级： 成型 0702 学 号： 212070219 2011 年 6 月 nts 14 摘 要 模具是制造业的重要工艺基础，在我国 模具制造属于专用设备制造业。本设计是空气滤清器壳反拉深、冲孔复合模设计 ，冲模的结构性能直接反映了冲压技术水平的高低。选用材料时应考虑模具的工作特性，受力情况，冲压件材料性能，冲压件的精度，生产批量以及模具材料的加工工艺性能和工厂现有条件等因素。冲床的选用主要是确定冲床的类型和吨位。 板料冷冲压加工是机械加工的一个重要组成部分。它应用十分广泛。但由于传统的加工 存在着冲压工艺方案选择不合理、冲压间隙选择过大，压力机不相匹配等问题。 本文就以 空气滤清器壳反拉深、冲孔复合模设计 主要介绍了冲压模具设计的全过程： 1. 经工艺分析 工艺计算，间隙值的选择，确定了该设计工艺流程及冲模结构形式。 2. 同时对所设计的模具分别进行了分析说明， 3. 对压力机做出了合理的选择， 4. 整个过程采用 AutoCAD 软件绘制模具的二维装配图和个别零件图。 关键字 ：冲压模 ；冲裁间隙；冲压工艺 nts 15 Abstract Board material cold to press , it processes to be machined one important component. It is very extensive that it employs . But because the choice with unreasonable choice and pressing the interval that traditional processing is pressing the craft scheme is too big, question of matching of the press. etc. This text presses The automobile rim falls the materal drawing compound mold with the main introduction of mold design to the clutch housing: 1. Calculate by analysis , craft by craft, interval choice of value, confirm this design technological process and structural form of trimming die. 2. Analyzed separately to moulds designed that explain at the same time , 3. Having made the rational choice to the press, 4. The whole course adopts AutoCAD software to draw the two-dimentional installation diagrams and specific part pictures of the mould . Key word: press the mould； the interval of blanking； press the craft nts 16 目录 1 前言 . 18 1 1 冲压技术概述 . 18 1 2 冲压技术的发展趋势 . 18 2 冲压工艺分析 . 19 2 1 零件材料的分析 . 19 2 2 零件工艺性能分析 . 19 2 3 确定工艺方案与模具形式 . 21 2 4 冲压工序数确定 . 22 2 5 模具类型的确定 . 23 2 6 工艺方案分析 . 23 3 模具结构型式的确定 . 24 4 部分工艺参数计算 . 24 4 1 毛坯尺寸计算： . 24 4 2 反拉深次数计算 . 25 5 各部分工艺力计算 . 25 6 凸、凹模结构及工作部分主要尺寸计算 . 26 6 1 反拉深凸、凹模刃口尺寸及公差的计算 . 26 6 2 冲孔凸、凹模刃口尺寸及公差的计 算 . 27 6 3 冲孔凸模的设计 . 27 6 3 1 凸模的结构设计三原则 . 27 6 3 2 凸模的尺寸计算 . 27 6 3 3 凸模的结构形式 . 28 6 4 拉深凹 模的设计 . 28 6 4. 1 拉深模的凹模圆角半径 . 28 6 4 2 拉深间隙 . 28 6 5 凸凹模的设计 . 31 6 5 1 凸模的结构设计 . 31 6 5 2 拉 深凸模结构 . 32 nts 17 7 压力设备的原则 . 33 8 模具设计 . 34 9 模具其他零件设计及计算 . 35 9 1 冲模的导向装置 . 27 9 1. 1 无导向冲栽条件 . 35 9 1. 2 导板导向 . 36 9 1. 3 模架的导向 . 36 9 2 模架的类型及应用 . 36 9 3 定位装置 . 36 9 4 卸料装置 . 38 9 4. 1 固定卸料装置的形式 . 38 9 4. 2 固定卸料板的固定方式 . 38 9 5 推件装置的设计 . 39 9 5. 1 推件板的结构形式 . 39 9 5. 2 推件板的极点位置 . 39 9 5. 3 打杆与打板的设计 . 40 9 6 模柄的类型与选择 . 40 9 7 凸模固定板 . 42 9 8 垫板 . 42 9 9 紧固件 . 42 9 10 定位销 . 43 10 模具的装配 . 43 10 1 复合模的装配 . 43 10 2 凸、凹模间隙的调整 . 43 11 模具零件 . 44 12 凸凹模制造的工艺过 程 . 45 13 设计总结 . 48 参考文献 . 49 致谢 . 50 附录 . 51 nts 18 1 前言 1 1 冲压技术概述 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 60 70%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，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。 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nts 19 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 2 冲压技术的发 展趋势 进入 90 年代以来，高新技术全面促进了传统成形技术的改造及先进成形技术的形成和发展。 21 世纪的冲压技术将以 更快的速度持续发展，发展的方向将更加突出“精、省、净”的需求。 冲压成形技术将更加科学化、数字化、可控化。科学化主要体现在对成形过程、产品质量、成本、效益的预测和可控程度。成形过程的数值模拟技术将在实用化方面取得很大发展，并与数字化制造系统很好地集成。人工智能技术、智能化控制将从简单形状零件成形发展到覆盖件等复杂形状零件成形，从而真正进入实用阶段。 注重产品制造全过程，最大程度地实现多目标全局综合优化。优化将从传统的单一成形环节向产品制造全过程及全生命期的系统整体发展。 对产品可制造性和成形工艺的快速分析与 评估能力将有大的发展。以便从产品初步设计甚至构思时起，就能针对零件的可成形性及所需性能的保证度，作出快速分析评估。 冲压技术将具有更大的灵活性或柔性，以适应未来小指量多品种混流生产模式及市场多样化、个性化需求的发展趋势，加强企业对市场变化的快速响应能力。 重视复合化成形技术的发展。以复合工艺为基础的先进成形技术不仅正在从制造毛坯向直接制造零件方向发展，也正在从制造单个零件向直接制造结构整体的方向发展。 深入研究冲压变形的基本规律、各种冲压工艺的变形理论、失稳理论与极限变形程度等；应用有限元、边界元等技术，对 冲压过程进行数字模拟分析，以预测某一工艺过程中坯料对冲压的适应性及可能出现的质量问题，从而优化冲压工艺方案，使塑性变形理论逐步起到对生产过程的直接指导作用。 制造冲压件用的传统金属材料，正逐步被高强钢板、涂敷镀层钢板、塑料夹层钢板和其他复合材料或高分子材料替代。随着材料科学的发展，加强研究各种新材料的冲压成形性能，不断发展和改善冲压成形技术。 在模具设计与制造中，开发并应用计算机辅助设计和制造系统（ CAD/CAM），发展高精度、高寿命模具和简易模具（软模、低熔点金模具等）制造技术以及通用组合nts 20 模具、成组模具、 快速换模装置等，以适应冲压产品的更新换代和各种生产批量的要求。 推广应用数控冲压设备、冲压柔性加工系统（ FMS）、多工位高速自动冲压机以及智能机器人送料取件，进行机械化与自动化的流水线冲压生产。 精冲与半精冲、液压成形、旋压成形、爆炸成形、电水成形、电磁成形、超塑成形等技术得到不断发展和应用，某些传统的冲压加工方法将被它们所取代，产品的冲压加工趋于更合理、更经济。 2 冲压工艺分析 2 1 零件材料的分析 冷冲压模具包括冲裁、弯曲、拉深、成形等各种单工序模和由这些基本工序组成的复合模、级进模等各种模具。 设计这些模具时，首先要了解被加工材料的力学性能。材料的力学性能是进行模具设计时各种计算的主要依据。故在分析零件冲压成形工艺，设计冲压模具前，必须要了解和掌握材料的一些力学性能，以便设计。现将 空气滤清器壳 零件材料为 10 号钢的力学性能主要参数及其概念叙述如下： （ 1）应力：材料单位面积上所受的内力，单位是 N/mm2 ，用 Pa 表示。 106 Pa=1MPa；1MPa = 1N/mm2 ； 109 Pa = 1GPa。 （ 2）屈服 强度 s：材料开始产生塑性变形时的应力值，单位是 N/mm2 。弯曲、拉深、成形等工序中，材料都是在达到屈服强度时进行塑性变形而完成该工序的成形的。经查表取 s = 210 MPa。 （ 3）抗拉强度 b。材料受到拉深作用，开始产生断裂时的应力值，单位是 MPa。 b = 340MPa。 （ 4）抗剪强度 b。材 料受到剪切作用，开始产生断裂时的应力值，单位是 MPa。取 b = 255 333MPa。 （ 5）弹性模量 E。材料在弹性范围内，表示受力与变形的指标，弹性模量大，表示材料受力后变形较小，或者说，产生一定的变形需要较大的力。 E = 194 x 103 MPa。 （ 6）屈服比 s/ b。是材料的屈服强度与抗拉强度之比，其值越小，表示材料允许的塑性变形区越大，在拉深工序中，材料的屈服比较小时，所需的压边力和所需克服的摩擦力相应的减小，有利于提高成形极限。 （ 7）伸长率。在材料性能实验时，试件由拉伸试验机拉断后，对接起来测量长度，其伸长量与原长度之比称为伸长率，其数值用“”表示，其数值越大表示材料的塑性越好。经查表可得，材料为 10号钢的伸长率 =31。 nts 21 综上所述，对 空气滤清器壳 零件材料 10号钢的力学性能分析，主要是为了便于模具设计中各参数的计算，故在后序的模具设计中各参数的计算均以上面所取的数值进行计算。 2.2 零件工艺性的分析 冲压件工艺性是指冲压零件在冲压加工过程中加工的难易程度。虽然冲压加工工艺过程包括备料 冲压加工工序 必要的辅助工序 质量检验 组 合、包装的全过程，但分析工艺性的重点要在冲压加工工序这一过程里。而冲压加工工序很多，各种工序中的工艺性又不尽相同。即使同一个零件，由于生产单位的生产条件、工艺装备情况及生产的传统习惯等不同，其工艺性的涵义也不完全一样。这里我们重点分析零件的结构工艺性。 该零件为 空气滤清器壳 ，结构简单，对称，是典型的冲压件。在冲压过程中要注意控制冲载程度，加工时，根据零件的结构，形状等一些技术要求，应考虑以下几点： （ 1）凸、凹模间隙的 确定 ：对于断面垂直度、尺寸精度要求不高的零件，在保证零件要求的前提下，应以降低冲载力，提高 模具寿命为主，采用大间隙；对于断面垂直度、尺寸精度要求较高的零件，应选用较小的间隙值。间隙 Z=2t(1-h/t)tan。 （ 2）考虑模具刃口钝利情况：当模具刃口磨损成圆角变钝时，刃口与材料接触面积增加，应力集中效应减轻，挤压作用大，延缓了裂纹的产生，制件圆角大，光亮带宽，但裂纹发生点要由刃口侧面向上移动，毛刺高度加大，即使间隙合理，也仍会产生毛刺。 根据零件图，初步分析可以知道 空气 滤清器壳 零件的冲压成形需要多道工序才能完成，进行反拉深，形成外形尺寸形状，其次冲孔。 综上所述， 空气滤清器壳 由原始毛坯冲压成形应包括的基本工序有：反拉深，冲孔复合模等。 2.3 确定工艺方案和模具形式 在冲压分析的基础上，找出工艺与模具设计的特点与难点，根据实际情况提出各种可能的冲压工艺方案，内容包括工序性质，工序数目，工序顺序及组合方式等，有时同一种冲压零件也可能存在多个可行的方案，通常每种方案各有优缺点，应从产品质量生产效率，设备占用情况，模具制造的难易程度和模具的使用寿命的高低，生产成本，操作方便与 安全程度等方面进行综合分析、比较，确定出适合于现有生产条件的最佳方案，故在一定的条件下，以最简单的方法，最快的速度，最少的劳动量，最少的费用，可靠的加工出符合图样各项要求的零件，在保证加工质量的前提下，选择经济合理的工艺方案。 确定工艺方案及模具
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