1、 XX大学毕业设计文献综述 院（系）名称工学院机械系 专业名称材料成型及控制工程 学生姓名 指导教师20xx年 03 月 10 日1前言本人毕业设计的课题为支撑板冲压工艺及模具设计。板料冲压成形是最重要的金属成形方法之一，广泛应用于工业领域。因此，成形制造技术及装备水平已成为衡量一个国家制造水平的重要标志，在很大程度上决定产品的质量、效益和开发能力，决定着一个国家制造业的国际竞争力。冲压模具随着国民经济的高速发展，近年许多模具企业加大了用于技术进步的投资力度，将技术进步视为企业发展的重要动力。近年来，以汽车覆盖件模具为代表的大型冲压模具的制造技术已取得很大进步，东风汽车公司模具厂、一汽模具中心
2、等摸具厂家已能生产部分轿车覆盖牛模具。此外，许多研究机构和大专院校开展模具技术的研究和开发。经过多年的努力，在模其CADCAECAM技术方面取得了显著进步；在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面做出了贡献。本文将以冲压模具设计与制造技术为研究背景，探讨模具设计与制造的关键技术问题及其解决方法，为完成本次毕业设计提供思路。2文献综述从国内目前对冲压工艺的研究现状来看，已经有很多专家学者对其做了非常深入的研究。文献1指出, 在现代冲压工艺分析中，更加注意以经济化的观点编制工艺。利用工艺过程复杂化分析，减少冲压零件工序，即减少模具套数。在工艺分析中更加注重开卷过程中减少废料和废料再利用方法。随着
3、冲压自动生产水平的不断提高，生产过程较以前己大大复杂，所需生产人员数量大量减少，对人员素质提出了较高要求。为加快新车型的投产，提高冲压生产的劳动生产率，机械手、机械化装置的轨迹研究、机器人的轨迹编程、各种零件端拾器的制作、压力机与机械化装置的曲线优化等都成为冲压工艺分析的重要内容。冲压工艺正在朝着更加快捷，集成化的角度发展。涂序斌（2005）在冲压模设计中的五要素中指出冲压模设计内容包括: 分析产品制作图、安排冲压工艺方案、确定坯料选用设备、模具设计。以上内容中模具设计是核心。苏秀荣（2001）在浅谈冲压工艺与冲压模具的关系中指出冲压工艺规划了一个冲压件（产品）用几道工序（模具）来冲压完成及每
4、道工序的基本内容，对冲模设计、制造、调试影响很大，在缩短模具制造周期、降低模具价格、保证冲压件质量这三大目标中起着重要的作用，良好的冲压工艺应保证材料消耗少、工序数目少、模具结构简单、操作方便、寿命长，产品质量稳定等等。从某种意义上讲，冲压工艺的质量就决定了模具的质量。冲模是实践产品设计和冲压工艺的具体手段，也是检验冲压工艺是否合理的标准。主要体现在模具设计阶段和模具调试阶段。模具设计阶段是对冲压工艺的补充和完善，冲模调试阶段与冲压工艺密切相连。总之，冲压工艺与模具设计、制造、调试是相辅相成的关系，只有根据合理的冲压工艺，设计、制造相应的模具，才能调试出合格的制件。文献4指出，在冲模国家标准中
5、。模架有许多种，但常用的冲模模架都是一个由上模座、下模座、导柱、导套四个部分组合而成的组合体。由于上、下模座和导柱、导套都已标准化，所以冲模模架的设计，实际上是根据凸、凹模块的尺寸和开模要求对上述四个部件进行的选择和装配。因此，在模架库设计中首先要实现模架标准件库的快速设计与装配，而模架标准件库是卸料装置辅助卸料。在文献5中，作者在过对不锈钢水杯的工艺分析的基础上，对不锈钢冲压成型模具进行了数字化设计，包括采用IDEAS软件进行模具强度与位移分析及数控编程，采用UG软件进行模具设计等内容。在该设计中，考虑到模具使用过程中再冲压力的作用下可能发生因强度不够而失效或因模具变形影响工件尺寸精度的情况
6、，因此在模具设计过程中对模具设计部分进行了有限元分析以及仿真模拟，并且采用实体网格划分。设计过程充分发挥CAD/CAE/CAM技术的优势，极大地缩短了模具设计周期，降低了设计成本。为以后模具设计的发展方向提供了思路。在文献6中，主要介绍了一套复合膜完成落料、拉伸、冲孔、翻边四道工序，结构较为复杂。在设计的过程中对工序的排布以及样图排布做了详细的介绍，同时也深入分析了复合膜在完成四道工序时可能带来的引起后续工序的精度无法保证以及涉及模具在装配的过程中可能引起配合等问题，并且对这些问题都一一做了详细的解决方案。该设计固然复杂，但是设计成本较低，要求技术水平高，为我们进行复杂模具的设计提供了很好的借
7、鉴。文献7指出，级进模设计过程中，合理安排工序和排样设计是级进模设计的基础和重要组成部分，级进模的设计主要也是为了减少多套模具所带来的较高费用，尽量通过一套模具来完成所需的工序。该文中主要介绍了冲孔落料弯曲的反顶设计以及合理的选择工序的顺序的方法和实例。文献8指出，对于弯曲模而言，其加工工艺主要是先使板料和卸料板相互接触并且压实，然后再让凸模和板料接触，要达到这一目的，凸模下降即可。在接触后还要让其进入到凹模口，然后再使凸、凹模及板料进行相对运动，板料在相对运动下就会发生弯曲和变形，然后再让凸凹模分离开来，弯曲凹模的顶杆会将曲边推出，这样就完成了整个的弯曲运动，在这个过程中，顶杆和卸料板的相对
8、运动至关重要，和上述的冲裁运动一样，在整个过程中严格控制卸料板的运动。如果顺序发生改变，就会使得弯曲件的精度和尺寸收到明显的影响、弯曲件也极有可能出现过度的变形。严重时会使弯曲件偏离设计的要求。另外再整个过程中要控制好顶杆的力量，这样就会使弯曲件能够顺利从模具中推出而不发生过大的变形，生产效率也可以有效地保证。对于精度要求比较高的弯曲件而言，尤其需要注意在弯曲运动的过程中，必须要有一个运动死点。在机械运动控制的过程中，要是不同工艺的模具达到产品所需的要求，需要对工艺不同的运动形式进行控制，并且在实践中不断的创新和发展，只有这样，才能实现模具设计过程中对机械运动的灵活控制和运用。文献9指出：金属
9、板材在弯曲成型过程中 ,获得塑性变形的同时总是伴随着弹性变形 。当弯曲成型加工结束后 ,卸掉冲压载荷时 , 取出弯曲件会发现产生弹性恢复 , 其弯曲角度和外形尺寸都发生与施加载荷时变形方向相反的变化 ,使弯曲件的几何精度受到损害 ,形成 U 形弯曲件生产中较难解决的问题 。该文献通过分析金属板材弯曲回弹的表现形式 、影响因素 ,总结了控制弯曲回弹的具体措施 ：包括：1选用合适的材料及设计合理的工件形状；2 利用热处理的方法解决板料弯曲时的回弹值；3 采用校正弯曲方式。文献10根据回弹理论 ,推导了小型 U 形件弯曲时 ,模具补偿半径与弯曲凸模圆角半径之间近似的计算公式 ,并且运用商业有限元分析
10、软件 Dynaform 对该公式进行了可行性分析 。分析结果表明所介绍的计算公式合理 ,对实际生产具有一定的指导作用 。在文献11中，对支撑板在弯曲时出现的弯曲回弹、弯裂等质量问题进行了研究，提出了解决办法，制定了改进措施；特别分析了弯曲高度较小的厚板料在弯曲时因受凸模的挤压力作用，会在工件表面产生压痕的问题，从而阐述所采取的工艺方法；针对性地描述了如何对模具的弯曲凸模、弯曲凹模等主要工作部件进行结构改进，从而解决了支撑板弯曲的先后顺序问题，保证了支撑板的表面质量。该文中提出了弯曲时可能出现的问题以及解决办法，为我们再设计弯曲模具是提供了参考。文献12指出，CAD 是一项划时代的新技术，而模具
11、技术是本世纪下半叶制造业中发展最快的技术之一。要想提高覆盖件的制造质量及设计效率，就必须改变落后的模具制造方法。采用 CAD/CAM 技术是解决问题的关键。该文献主要介绍了CAD如何使得模具结构通用化以及模具零件标准化，以及如何由CAD完成设计到实际的模具实现。同时也指出了CAD在模具设计中的智能化，专业化，以及参数标准化，逐步推广CAD在现代汽车覆盖件生产中的应用。文献13指出，在零件加工的过程中，产生的毛刺，对零件的加工精度，装配精度，使用要求，再加工定位，操作安全与外观质量等许多方面都会产生不良影响，对去毛刺的工艺的要求越来越高，使用去毛刺的技术也越来越得到重视。可以通过抑制材料的延展性
12、，选择合理的间隙值，控制模具刃口的磨损程度，选择合适的加工条件等来减少毛刺的产生。 在文献14中，讲到当凸模截面尺寸很小而被冲板料厚度较大，或根据结构需要设计的冲裁凸模比较细长时，应对这种杆形件凸模进行承压能力和抗纵向弯曲能力两个方面的校核，以检查其危险截面尺寸和自由长度是否满足强度要求。根据冲裁凸模抗压弯强度校核公式我们可以很容易的对我们已设计的模具进行校核，以求设计更加精确。文献15指出，数控冲压加工的整张板料混合排样连续冲压方法，主要对所排样零件之间以“微连接”连接，工艺试验参数为：宽度06mm，间距不大于200mm。改变原压凸模高度，使凸模上平面与托料板上平面处于同一平面，解决了连续送
13、料中的碰挂，实现了数控冲压整张板料混合排样连续冲压加工。加工结果显示，该方法使材料利用率提高约15，加工所用时间下降约30，冲压件质量得到提高。文献16指出，主要介绍了利用冲压件在形状上的互补性，通过对两个不同形状的冲压件进行组合排样，可进一步提高材料利用率。提出了一种基于区间法的组合排样算法，包括毛坯零件的旋转、平行线分割、高度区间表的建立和移动位置计算等4个步骤。通过比较不同旋转角度、高度偏移情况下的材料利用率，可获得最优的排样方案。在此算法的基础上，作者开发了一个基于AutoCAD平台的冲压件毛坯优化排样软件。实际应用显示，利用本算法在两种零件形状具有互补性的情况下可获得比单种零件排样更
14、高的材料利用率。在文献17中,主要介绍了运用动画模拟软件制作模具装配过程的动画。对于结构比较复杂的模具 实现模具装配过程的动态模拟可以更好地展示模具的内部结构，有助于我们直观感受模具设计模型，从而进一步完善模具设计。3结论通过以上文献综述，可以看出冲压模具设计不仅需要足够的信心，同时它需要我们要有足够的专业基础知识，需要我们认真的进行工艺分析，选择合适的工艺流程，选择合适的模具，对可能出现的变形，毛刺等问题要有充分的考虑，更要有相对完美的解决办法。同时，他需要我们熟练掌握一些基本的制图软件，并且要求我们能够对自己设计的模具进行必要的校核和维护。虽然许多成型件的制备可以通过制造相对简单的模具加工
15、完成，但是在当今模具行业迅速发展的时代，我们必须注意我们设计的模具要尽量能够容纳多的工序，尽可能的减少模具的数量，降低成本，这样才能在模具行业立足。总之，我们应该努力的去学习和实践，从而培养自己设计模具的能力。参考文献1 周丹薇. 冷冲压模具设计中合理工序安排与模具结构分析J. 哈 尔 滨 职 业 技 术 学 院 学 报，2007，（3）：462 涂序斌. 冲压模设计中的五要素J. 九江职业技术学院学报，2005，（3）：17183 苏秀荣. 浅谈冲压工艺与冲压模具的关系J.模具制造， 2001，（4）：39414 金捷.基于Pr栅的冲模标准架库的建立J .计算机应用，2010,(7):31435 高怀善，张俊平，王星等. 不锈钢水杯冲压模具的数字化设计J.科技创新导报，2007，（12）：17186 辛舟,龚俊，赵学等. 落料拉伸冲孔翻边复合模设计J.模具技术，2002，（3）：42467 谢文玲，梁佳佳,周顺勇等. 弹簧片冲孔落料弯曲级进模设计J.工具技术，2009，（11）：32488 张振扬.浅谈冲压模具设计中对机械运动的控制和运用J.技术与市场，2011，（11）：17239 蒋浙，成红忠，徐恺东. U形冲压件弯曲回弹的控制与消除J. 甘肃科技，2010，（4
