发布时间 : 星期日 文章轮盘冲压成型工艺与模具设计更新完毕开始阅读0237a02fed630b1c59eeb5da
1.文献综述.
1.1冲压生产工艺概况
1.1.1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冲压件的成形加工方法。冲压的坯料主要是热轧和冷轧的钢板和钢带。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工序，实现由开卷，矫平，冲裁到成形，精整的全自动的生产。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。冲压的坯料主要是热轧和冷轧的钢板和钢带。
世界的钢材中，有60～70%是板材，其中大部分是经过冲压制成的成品。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。 1.1.2冲压的基本工序
研究冲压成形首先需要将冲压工序进行分类，同时还要根据板料冲压变形中的力学特点进行分类，在此基础上分析研究每一类成形规律，为制定冲压工艺规程、设计模具、确定工艺参数和解决成形工艺中的各种实际问题提供可靠的依据。所以只有能够充分反映冲压毛坯的受力与变形特点的分类方法，对于冲压成形研究，才可能具有实用的意义。
冲压与其它加工方法相比，在技术方面和经济方面都有其独特的优点，其优点主要是： (1) 生产率高，操作简便，易于实现机械化和自动化，适合于大批量生产； (2) 制件精度较高，尺寸稳定，互换性好；
(3) 是一种能耗低、材料利用率高的少、无切削加工方法；
(4) 能加工壁薄、形状复杂、表面质量好、刚性好、重量轻的零件。加工过程中，轧制板料表面一般不受破坏。
冲压工艺按其变形性质可以分为材料的分离和成形两大类，每一类中包括许多不同的工序.
分离工序是在冲压过程中，使冲压件与板料在切应力和拉应力作用下，沿一定的轮廓
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线相互分离，其冲压件分离面质量应该满足一定的要求。分离工序主要是指冲裁，包括落料、冲孔、切断、切边、剖切等工序。
成形工序是指在冲压过程中，使毛坯在不破坏的条件下发生塑性变形，成为所要求的形状，同时冲压件应该满足尺寸精度方面的要求。成形工序主要包括弯曲、拉深、胀形、翻边、扩口、旋压等工序
冲压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。
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。
1.2.3冲压工艺设计的基本内容与步骤
在清楚了解并掌握了原始资料的基础上，工艺设计的基本内容与步骤如下：
(1)分析产品零件图的冲压工艺性
冲压工艺性是指冲压件对冲压工艺的适应性，亦即冲压结构形状、尺寸大小、精度要求及所用材料等方面是否符合冲压加工的工艺要求。在工艺设计时，首先分析冲压件的工艺性，目的是为制定工艺方案奠定基础。分析冲压件的工艺性，主要包括如下两方面内容：
① 对产品图进行工艺性审查
根据产品图样，认真分析研究该冲压件的形状特点、尺寸大小及精度要求，病的可能性，由此了解它们对冲压加工难易程度的影响情况。在分析产品图时，要特别注意零件的极限尺寸（如最小冲孔尺寸、最小窄槽宽度、最小孔间距和孔边距、最小弯曲半径、最小拉深圆角半径）、尺寸公差、 设计基准及其他特殊要求。因为这些要素对所需的工序性质、数量、排列顺序的确定以及冲压定位方式、模具结构形式与制造精度的选择均有显著影响。总之，对产品图进行工艺性审查，其目的就在于明确该零件是否适合冲压加工的工艺特点，用冲压方法制造是否经济合理及粗要解决的主要技术问题有哪些。
② 对产品图提出修改意见
经过上述的分析研究，如果发现冲压件的工艺性很差，则应会同产品设计人员，在不影响产品使用要求的前提下，对冲压件形状、尺寸、精度要求乃至原材料的选用等进行适当的修改。必要时，应建议产品设计部门重新设计。具体来说若发现产品图中零件形状过
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于复杂，或尺寸精度和表面质量要求太高，或尺寸标注及基准选择不合理，或通过适当改变其局部形状和尺寸，能有利于排样和节约原材料的，或能用薄料代替厚料，用黑色金属代替有色金属，均可向产品设计部门提出修改意见。 (2)确定冲压工艺方案
在对冲压件进行工艺性分析的基础上，根据生产批量和工厂现有条件并综合考虑产品质量、生产效率、模具寿命、材料消耗及操作方便安全等因素好，通过对各种方案的仔细分析、比较，然后确定一种最佳工艺方案。冲压工艺方案的确定，要求工艺人员能在一系列技术和经济特征具体条件下，通过对各种方案反复研究，从中寻求最合理、最有效的工艺方案。工艺方案的确定一般可按如下步骤进行：
① 进行必要的工艺计算
根据产品图样，计算毛坯展开尺寸、工序间的半成品尺寸、冲压力。上述工艺计算，无疑是确定工艺方案所必需的。
② 提出各种可能的工艺方案
在上述有关工艺计算的基础上，通过对冲压件的工序性质、工序数量、工序顺序及工序组合方式的综合分析，提出各种可能的工艺方案。冲压件的工序性质是指工件所需的工序种类，如落料、冲孔、弯曲、拉深、翻边等基本工序，一般可根据冲压件的结构形状直观确定。工序数量主要取决于工件的复杂程度、尺寸精度要求及材料的冲压工艺性能。冲压工序顺序的安排，既要考虑冲压件质量的稳定性，又要保证经济上的合理性，它主要取决于各工序的变形特点和尺寸要求。对冲压件的工序性质、数量和工序顺序初步确定之后，还应考虑这些工序的组合问题。工序的组合要考虑组合的必要性、可行性与组合方式三个方面。组合的必要性取决于生产批量，可行性则受冲压变形特点、工件质量、模具结构及制模条件的限制。组合方式目前主要是复合冲压和连续冲压两种。
③ 选择最佳工艺方案
任何一个冲压件往往可有几种不同的冲压工艺方案，因此需综合考虑各方面的因素，并通过分析、比较，从中选择一种在技术和经济上都较为合理的最佳方案。所谓最佳方案总是相对而言的，它与工厂的具体生产条件有关。因此，在确定工艺方案时，应从工厂现有的生产条件出发，在保证产品质量和满足生产批量要求的前提下，寻求以最经济合理的方式完成冲压件的加工过程。此外还应注意，对某些组合冲压件或有特殊要求的冲压件，尚需考虑非冲压辅助工序，如钻孔、铰孔 、车削等机加工工序，焊接、铆合、热处理、表面处理及去毛刺等工序。这些辅助工序应视具体情况作出合理安排，有的可放在冲压工序之间进行，有的可置于冲压工序前或后进行。 (3)选择模具类型
工艺方案确定后，即确定了冲压加工的工序数量、顺序以及工序的组合方式。选择模具类型时，需综合考虑冲压件的使用要求、生产批量大小、冲压设备情况及模具制造能力等各方面的因素。通过分析比较，最终确定出采用简易模、单工序模、还是采用复合模或
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级进模。一般来说，简易模（聚氨酯橡胶模、低熔点合金模、锌基合金模、板模及钢带冲模等）寿命低、成本低、通常适用于试制、小批量生产。对于生产批量大、精度要求高的冲压件，应选用复合模或级进模。当冲压件尺寸很大时，为便于制造模具及简化模具结构，应采用单工序模；当冲压件尺寸小且形状复杂时，为便于生产操作，常采用复合模或级进模。
(4)选择冲压设备
冲压设备选择是工艺设计中的一项重要内容。它直接关系到设备的安全及合理使用，并对产品质量、模具寿命、生产效率和生产成本等有着重要影响。设备选择主要包括设备类型和设备规格选择两方面。一般来说，设备类型的选择主要取决于冲压的工艺性质、生产批量、工件的几何尺寸及精度要求等因素，而设备规格的选择主要与冲压力、模具闭合高度及其轮廓尺寸等因素有关。 1.1.4冲压工艺发展概况
冲压加工技开始于18世纪末叶至19世纪初年。因为产业革命促成了动力制造技术
的发展，以机械化方式来加工金属板就逐渐成为主流。其后，由于辊轧机（Rolling Mill）的发明，生产者利用它来高速，连续地生产金属板。利用表面光滑，厚度均匀的金属板来制造各种饰品，家庭用品以及机械零件的工作方法。逐步形成产业化。不过，利用板金工作方法所制造的精巧产品实际上却是19世纪末叶20世纪初年的事。此期间随着金属板制造方法及其成型技术的改进，以及大量生产的需要，是冲压加工和其所需的机械已日臻高速且大型化的阶段。今天的冲压加工技术仍然继续不断在改进其发展进步比往昔更为迅速惊人，尤其自动化的推进下，冲压加工技术成为工业生产中降低成本不可或缺的最佳方案之一。
冲压技术的迅速发展主要由于其成本底，外观美丽、重量轻、加工厚度均匀、能大量生产、有优越的互换性与尺寸精度良好等。同时起工作时间短，节省劳力。适用于自动操作范围广泛和无须熟练技术人员等制造业。能满足轻、薄、短、细、小的产品要求。此外又有生产量愈大，生产成本愈底的特点。与讲求价廉物美的现代生活用品趋势极为吻合。
冲压加工适用于制造精密机械、飞机、汽车、轮胎、军火、建筑用板金零件及其钟表、计算机、照相机、打字机、大家、电机、电子、家电等诸多产品的零组件。其应用范围极为广泛。近来多数机械加工产品、铸件、压铸品、铸造品已逐渐被冲压品所取代。
所谓“冲压加工”就是指利用板金加工机械（Sheet Metal Working Machine泛称冲压机械）即冲床或压床（Press）其专用工具，即模具（Die）对薄板金属试行冲剪、成型、弯曲、拉深、压缩等加工。借以制造各种工业用及家用钣金零件与制品。而所谓“薄钣”一般是指厚度在3.2mm以下的金属板。
1.2模具的技术发展
1.2.1模具技术介绍
改革开放以来，随着国民经济的高速发展，市场对模具的需求量不断增长。模具，是
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