1、1机电工程学院毕 业 设 计 方 案论 证 报 告设计题目 空调导流板冲压模设计 学生姓名： 郭辉 学 号： 20074480319 专业班级： 材控 0703 指导教师： 刘伟 2011 年 03 月 22 日2目次1 模具行业的发展现状及市场前景31.1 冲压模具发展现状31.2 未来冲压模具制造技术发展趋势42 冲压件工艺方案的确定52.1 冲压工件的工艺分析52.2 冲压工序的确定7结论 8参考文献 831 模具行业的发展现状及市场前景1.1 冲压模具发展现状冲压模具，是在冷冲压加工中，将材料（金属或非金属）加工成零件（或半成品）的一种特殊工艺装备，称为冷冲压模具（俗称冷冲模） 。冲压
2、，是在室温下，利用安装在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，从而获得所需零件的一种压力加工方法。根据冲压工艺性质可把冲压模具分为：冲裁模、弯曲模、拉深模、成型模。根据工序组合方式可分为：单工序模、复合模、级进模等。另外，按上、下模的导向形式 可分为无导向的开式模和有导向的导板模、导柱模等。按控制送料步距的方法可分为固定挡料销式、活动挡料销式、自动挡料销式、导正销式、侧刃式等冲模。 按凸、凹模的材料可分为金属模（钢质冲模、硬质合金冲模）和非金属模（橡皮冲模、聚氨酯橡胶冲模等） 。按凸、凹模的结构 可分为整体模和拼块模。按凸、凹模的布置方法 可分为正装模和倒装模。按模具的卸料方式
3、 可分为刚性卸料模和弹性卸料模。此外，还有按送料、出件及排除废料的方法可分为手动模、半自动模、自动模；按冲模的大小可分为小型冲模、中型冲模和大型冲模；按模具的专业化程度可分为专用模、通用模、组合冲模、简易冲模等。 我国冲压模具无论在数量上，还是在质量、技术和能力等方面都已有了很大发展，但与国民经济需求和世界先进水平相比，差距仍很大，一些大型、精密、复杂、长寿命的高档模具每年仍大量进口，特别是中高档轿车的覆盖件模具，目前仍主要依靠进口。一些低档次的简单冲模，已趋供过于求，市场竞争激烈。近年来，中国模具工业有了长足的进步。标志着冲压模先进水平的是高精度、长寿命、多工位级进模，它具有结构复杂、制造难
4、度大、精度高、寿命长、生产效率高和低耗材耗能的特点，是我国重点发精密模具品种之一。有代表性的电机铁芯自动叠片硬质合金多工位级进模，精度达 2m，步距精度达 3m，双回转精度 1，拼块精度 1m，表面粗糙度 ra0.10.4m ，寿命 1 亿次；美国奥伯格、日本黑田、法国宝捷时等电机铁芯双排自动叠片模，精度为 1m，步距精度2m，模具寿命 2 亿次。虽然精度已接近国外先进水平，但寿命有一定差距。高水平的空调器翅片多工位级进模，精度达 2m，凸、凹模的工作面近千处，冲裁间隙为 0.01mm 的达 300 多处，一次冲出翅片数达 36 列，模具寿命 2亿次以上；日本日高精机、美国 oak、意大利 g
5、bs 公司制造的 3672 列数翅片级进模，精度达 2m，步距精度 3m，寿命 5 亿次以上。同样，精度已接近国外先进水平，但模具寿命有较大差距。体现高难度成形的彩管电子枪零件(g5)25 工位硬质合金级进模，精度达2m，模具在高速冲床上应用，冲制 0.245mm 厚的无磁不锈钢，经各道工序后，制品精度达5m，模具寿命 3 千万次以上；日本东芝、日本日立等公司制造的4彩管电子枪零件级进模，精度为 2m，步距精度 3m，模具寿命 5 千万次以上。同样模具寿命有差距。高性能的集成电路框架 32 工位级进模，精度达 2m，在高速冲床上冲速达350500 次/分，寿命为 3 千万次以上；日本山田、美国
6、奥伯格等公司制造的100 条脚以上的集成电路框架模，精度达 2m，步距精度 3m，模具寿命 1 亿次。还有如自主创新的手机连接器 50 工位级进模，精度达 2m ，步距精度3m，模具寿命 2 亿次；数码相机弹簧片 18 工位级进模、接插件 46 工位级进模等都达到了较高的水平。我国的电火花线切割分为低速走丝电火花线切割机及高速走丝电火花线切割机(hswedm)两类。精密、高效、复杂、长寿命冲压模一般由 lswedm 进行加工。模具行业专家罗百辉表示，具有代表性的我国精密、复杂、高效、长寿命冲压模的制造水平(精度、表面粗糙度等)已接近或达到国外先进水平，而以上这些模具的型孔、定位孔等关键部位基本
7、上都依靠精密 wedm 进行加工，说明我国精密、复杂、高效、长寿命冲压模的技术进步与 wedm 技术进步密切相关。虽然中国模具工业在过去十多年中取得了令人瞩目的发展，但许多方面与工业发达国家相比仍有较大的差距。例如，精密加工设备在模具加工设备中的比重比较低；CAD/CAE/CAM 技术的普及率不高；许多先进的模具技术应用不够广泛等等，致使相当一部分大型、精密、复杂和长寿命模具依赖进口。1.2 未来冲压模具制造技术发展趋势模具技术的发展应该为适应模具产品“交货期短” 、 “精度高” 、 “质量好” 、“价格低”的要求服务。达到这一要求急需发展如下几项：(1)全面推广 CAD/CAM/CAE 技术
8、模具 CAD/CAM/CAE 技术是模具设计制造的发展方向。随着微机软件的发展和进步，普及 CAD/CAM/CAE 技术的条件已基本成熟，各企业将加大 CAD/CAM 技术培训和技术服务的力度；进一步扩大 CAE 技术的应用范围。计算机和网络的发展正使 CAD/CAM/CAE 技术跨地区、跨企业、跨院所地在整个行业中推广成为可能，实现技术资源的重新整合，使虚拟制造成为可能。(2)模具扫描及数字化系统高速扫描机和模具扫描系统提供了从模型或实物扫描到加工出期望的模型所需的诸多功能，大大缩短了模具的在研制制造周期。有些快速扫描系统，可快速安装在已有的数控铣床及加工中心上，实现快速数据采集、自动生成各
9、种不同数控系统的加工程序、不同格式的 CAD 数据，用于模具制造业的“逆向工程” 。模具扫描系统已在汽车、摩托车、家电等行业得到成功应用，相信在“十五”期间将发挥更大的作用。(3)高速铣削加工国外近年来发展的高速铣削加工，大幅度提高了加工效率，并可获得极高的表面光洁度。另外，还可加工高硬度模块，还具有温升低、热变形小等优点。高速铣削加工技术的发展，对汽车、家电行业中大型型腔模5具制造注入了新的活力。目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向发展。(4)提高模具标准化程度我国模具标准化程度正在不断提高，估计目前我国模具标准件使用覆盖率已达到 30%左右。国外发达国家一般为 80%左右。 (5)电
10、火花铣削加工电火花铣削加工技术也称为电火花创成加工技术，这是一种替代传统的用成型电极加工型腔的新技术，它是有高速旋转的简单的管状电极作三维或二维轮廓加工(像数控铣一样)，因此不再需要制造复杂的成型电极，这显然是电火花成形加工领域的重大发展。国外已有使用这种技术的机床在模具加工中应用。预计这一技术将得到发展。(6)模具研磨抛光将自动化、智能化模具表面的质量对模具使用寿命、制件外观质量等方面均有较大的影响，研究自动化、智能化的研磨与抛光方法替代现有手工操作，以提高模具表面质量是重要的发展趋势。(7)优质材料及先进表面处理技术选用优质钢材和应用相应的表面处理技术来提高模具的寿命就显得十分必要。模具热
11、处理和表面处理是否能充分发挥模具钢材料性能的关键环节。模具热处理的发展方向是采用真空热处理。模具表面处理除完善应发展工艺先进的气相沉积(TiN、TiC 等)、等离子喷涂等技术。(8)模具自动加工系统的发展这是我国长远发展的目标。模具自动加工系统应有多台机床合理组合；配有随行定位夹具或定位盘；有完整的机具、刀具数控库；有完整的数控柔性同步系统；有质量监测控制系统。2 冲压件工艺方案的确定2.1 冲压工件的工艺分析零件名称：空调导流板材料：钢板 1.0/Q235-A料厚：0.3mm成批生产零件如下图6由冲压件的零件图和三维模拟实体图分析可知：该零件属于长方形薄板类形状规则的零件。另外，零件的外形和
12、内形没有尖角，适于冲压加工。该零件冲压成型过程包括冲孔、弯曲、拉深和落料。包含的加工工序比较多，零件的尺寸精度要求不太高，表面粗糙度也不高。72.2 冲压工序的确定一般组合冲裁工序比单工序冲裁生产效率高，加工的精度等级高。冲裁工序的组合方式可根据下列因素确定：(1）根据生产批量来确定 一般来说，小批量和试制生产采用单工序模，中、大批量生产采用复合模或级进模，生产批量与模具类型的关系见下表：(2）根据冲裁件尺寸和精度等级来确定 复合冲裁所得到的 冲裁件尺寸精度等级高，避免了多次单工序冲裁的定位误差，并且在冲裁过程中可以进行压料，冲裁件较平整。级进冲裁比复合冲裁精度等级低。(3）根据对冲裁件尺寸形
13、状的适应性来确定 冲裁件的尺寸较小时，考虑到单工序送料不方便和生产效率低，常采用复合冲裁或级进冲裁。对于尺寸中等的冲裁件，由于制造多副单工序模具的费用比复合模昂贵，则采用复合冲裁；当冲裁件上的孔与孔之间或孔与边缘之间的距离过小，不宜采用复合冲裁或单工序冲裁，宜采用级进冲裁。所以级进冲裁可以加工形状复杂、宽度很小的异形冲裁件，且可冲裁的材料厚度比复合冲裁时要后，但级进冲裁受压力机工作台面尺寸与工序数的限制，冲裁件尺寸不宜太大。( 4）根据模具制造安装调整的难易和成本的高低来确定 对复杂形状的冲裁件来说，采用复合冲裁比采用级进冲裁较为适宜，因为模具制造安装调整比较容易，且成本较低。(5）根据操作是
14、否方便与安全来确定 复合冲裁其出件或清除废料叫困难，工作安全性交差，级进冲裁较安全。综上所述分析，对于一个冲裁件，可以得出多种工艺方案。必须对这些方案进行比较，选取在满足冲裁件质量与生产率的要求下，模具制造成本较低、模具寿命较高、操作较方便及安全的工艺方案。该冲压件属于大批量生产，工序较多，形状复杂应当选择级进模进行加工。该零件包括冲孔、拉深、弯曲和落料四个基本工序，可有以下三种工艺方案：方案一：先落料，后冲孔再进行拉深和弯曲。采用单工序模生产。方案二：采用复合模进行生产。方案三：冲孔- 弯曲、拉深-落料，采用级进模生产。方案一模具结构简单、但需四道工序多副模具，生产率较低，难以满足该零件的年
15、产量要求。方案二只需一副模具，冲压件的形位精度和尺寸精度容易保证，且生产率也高。但是由于工序较多成型复杂，模具的设计太复杂。模具制造也很困难。方案三只需要一副模具，生产率也很高，零件的冲压精度也可以达到要求。8通过对上述三种方案的分析比较，该件的冲压生产采用方案三为佳。排样应用级进模冲压时，排样设计十分重要，它不但要考虑材料的利用率，还应考虑零件的精度要求、冲压成形规律、模具结构及模具强度等问题。空调导流板是长方形薄板，形状规则可以采用无废料、无搭边的排料方式。本零件的排样如下图：结论：根据对冲压件的形状和工艺性分析以及各冲压工序的成型加工特点综合考虑可得：本零件的冲压生产采用方案三的级进模进行加工比较合理。参考文献：1、郑可隍实用冲压模具设计手册北京:宇航出版社,19902、张鼎承冲压模具设计手册北京:机械工业出版社,19903、成虹冲压工艺与模具设计北京:高等教育出版社,20024、刘靖岩冷冲压工艺与模具设计北京：中国轻工业出版社，2006
