时间：2023-03-17 17:59:14
绪论：在寻找写作灵感吗？爱发表网为您精选了8篇冲压工艺论文，愿这些内容能够启迪您的思维，激发您的创作热情，欢迎您的阅读与分享！
中图分类号：G642.3 文献标识码：A 文章编号：1002-4107（2013）08-0036-02
河南科技大学（原洛阳工学院，下同。）材料科学与工程学科始建于1958年，是原机械部重点学科、河南省第一层次重点学科。1983年开始招收硕士研究生，1986年获得硕士学位授予权；1990年与西安交通大学、北京科技大学等高校联合培养博士研究生。冲压工艺及模具课程是材料加工专业一门十分重要的必修专业课。河南科技大学将冲压工艺及模具作为一门独立而又完整的课程最早是由金属压力加工专业提出的。在全国高等学校材料成形及控制工程本科专业指导性培养计划中，冲压工艺及模具始终是作为一门必不可少的专业技术课。河南科技大学从1976年开始为金属压力加工（锻压）专业开出此课，后逐渐拓展到模具类专业方向（本科），课程名称由冲压工艺学发展到现在的冲压工艺及模具，至今已有三十多年的历史。冲压工艺及模具课程授课的模具和塑性成形专业本科生每年100多人，其中4个是模具专业班，1个是塑性成形专业班。通过不断的教学实践和传、帮、带，已逐步建设了一支具有较高教学、学术水平的师资队伍，对课程性质的认识和课程内容的改革也已经达到了一个较高的深度，形成了鲜明的特色。冲压工艺及模具课程2009 年被评为学校精品课程，任课教师以科研促教学，提高冲压工艺及模具课程教育质量。冲压工艺及模具课程依据洛阳独特的产学研基地，在人才培养模式上锐意改革，建立了产学研一体的人才培养体系。以科研促教学推动课程群建设，构建了多层次的具有国际交流能力的培养体系[1-5]，在复合型人才培养模式的探索和实践方面取得了一定成效。
一、科研促进专业培养体系的完善
通过科研实践活动，模具和塑性专业的冲压工艺及模具课程办出了特色，专业培养体系不断完善。从单一的中文教学到双语教学，模具专业冲压工艺及模具A、56学时，塑形成形专业冲压工艺及模具B、48学时，采用双语教学，教学方法和手段采用多媒体教学，有力地促进了教学效果和教学质量的提高。
冲压工艺及模具课堂教学主要讲授：（1）冲压基本工序：冲裁、弯曲、拉深、胀形与翻边。（2）板料的冲压成形性能及成形极限。（3）冲模结构与设计。（4）冲压工艺设计：编制冲压工艺过程的主要内容和步骤，冲压件工艺过程方案编制实例。冲压工艺及模具课程针对所授内容，布置相应的思考题和作业，促进教学内容的理解和掌握。
实践教学主要包括：（1）1周的认识实习，4周的生产实习。生产实习是专业教学计划中的重要组成部分，它为实现专业培养目标起着重要作用；也是毕业后参加实际工作的一次预演。生产实习是学生获得专业知识的重要环节之一。得天独厚的洛阳地域和行业环境为学校开展实习提供了广阔的空间，具有中国一拖集团、洛阳LYC轴承、中信重工、中铝洛阳铜业等一批在行业中占据龙头地位的国家特大型和大型企业。（2）进行4 个具
有典型意义的冲压工艺及模具实验：冲裁实验、拉深实验、板材的冲压成形极限实验和冲模拆装实验。（3）3周的课程设计，选择生产中的零件作为设计内容，让学生从原材料板材开始到零件的整个过程进行设计：分析冲压件的工艺性；确定冲压件的最佳工艺方案；确定冲压模具的结构形式；选择合理的冲压设备；绘制冲压模具零件和冲压模具装配图；编写冲压工艺文件和设计计算说明书。
科研与教学相结合，使教师把在科研中获得的新知识和新成果转化到教学内容中，形成了理论水平高、实用性强、特色鲜明的日常课堂教学内容。教学内容强调了塑性成形原理及其与各类冲压工序之间的关系。通过认识实习，冲压实验、生产实习，冲压课程设计，学生能初步分析各类冲压成形的变形规律，认识典型冲压成形工艺方法、模具结构，掌握冲压工艺与模具设计方法、冲压模具制造工艺编制方法。
毕业设计是学生对大学四年所学知识的综合运用，可以获得理论知识转化成科研的能力。经过毕业设计，学生的知识变得更加系统，并且让学生学会了综合运用课程知识、查阅资料、设计计算等许多在工作中有用的东西，也提高了学生分析问题和解决问题的能力。塑性和模具专业的教师还经常邀请一些企业高工指导毕业设计，使学生学到生产实践中最实际的内容。模具和塑性专业本科毕业设计研究方向，与冲压工艺及模具相关的占30%左右。如2008年至2013年，毕业设计每年冲压工艺及模具选题人数分别为43，37，51，32，34，50人，每年模具和塑性专业相应的总人数分别为138，134，135，106，121，160人，毕业设计选择冲压工艺及模具方向的比例分别为31.2%，27.6%，37.8%，30.2%，28.1%，35%，远高于挤压工艺及模具、锻造工艺及模具、塑料成型工艺及模具、超塑成形工艺及模具等所占比例。如拖拉机油箱拉深成形工艺分析及模具设计， 后壁板拉深成形工艺分析及数值模拟研究等等。
材料学院对毕业论文有严格的程序要求：指导教师下达任务书、学生写开题报告，学校督导检查组在毕业设计期间不定时抽查。指导教师之间互相审阅学生的论文，给出定量评价。论文格式审核员对每篇论文进行审查。模具和塑性专业教师对毕业生论文（设计）进行量化综合评定：优秀、良好、中等、及格和不及格。评为不及格的毕业论文（设计）推迟毕业，与下一届学生一起再次进行毕业设计。
二、科研促进教材建设
为了保持冲压工艺及模具课程的国内领先水平，适应双语教学的需要，课程选用国内外最新的同类课程教材，如：华南理工大学夏琴香教授编著的《Stamping Forming Technology and Die Design》双语教材，国外John A.Waller编著的《Press Tools and Presswork》。在引进教材的同时，学院教师积极编写进教材。塑性和模具专业的教师在科研中不断探索与创新，并将其科研成果编写进教材中。早在2002 年，苏娟华教授参编了由机械工业出版社出版的《冷冲模设计及制造》教材， 并在上海电机技术高等专科学校、成都航空职业技术学院、天津理工学院、哈尔滨理工大学、包头职业技术学院等多所职业技术学院使用，取得了良好的社会效益。2004年陈拂晓教授参与编著《超塑性应用技术》，由机械工业出版社出版。2007年马老师参编了由机械工业出版社出版的《锻压手册》（第3版）。2008年杨永顺教授和郭俊卿博士主编出版全国规划教材《塑料成型工艺与模具设计》，由哈尔滨工业大学出版社出版。2009年张彦敏博士主编教材《有限元数值模拟在金属塑性成形中的应用》，由化学工业出版社出版。
三、科研提高教师的综合水平
学院长期重视科研工作，学科建设基础好。目前材料科学与工程已获一级博士学位授权学科点。曾荣获国家级材料成型与控制工程特色专业、国家级材料成型及控制工程教学团队。塑性和模具专业有17名教师，具有博士学位的教师11人，分别毕业于北京科技大学，上海交通大学、西北工业大学、西安交通大学、北京航空航天大学、华中科技大学等。他们承担了多项国家级和省部级的科研项目，先进的科研究成果充实、融入到教学的各个环节，促进了教学改革。陈拂晓教授主持国家级精品课程“金属材料成形基础”，同时主持河南科技大学教改课题“材料成型及控制工程专业人才培养模式的综合研究与实践”。苏娟华教授主持河南科技大学教学教改基金项目“冲压工艺及模具课程双语教学探讨与实践”；河南科技大学精品课程项目“冲压工艺及模具”；参加河南省高等学校双语教学示范课程项目。宋志真副教授主持河南科技大学教学教改项目“塑性成形专业课程设计教学基础研究与实践”。
四、科研促进学生创新实践活动
教师的科研工作有力地带动了学生的课外科技活动，提高了学生的科技创新能力。河南科技大学十分重视学生科技活动， 每年都要组织一次大学生研究训练计划（SRTP）项目的评审。冲压工艺及模具精品课程一贯注重同学开展课外科研活动， 申请多项大学生研究训练计划（SRTP），取得了丰硕成果。2009年张彦敏博士指导了大学生沈丽的“基于VB的专业课程设计系统制
作”； 2012年杨正海博士指导了大学生杨晓倩的“塑性
变形工艺对铜基粉末冶金载流摩擦材料性能的影响”；宛琼老师指导大学生赵运运“的点焊拼接板拼对线受拉剪作用的实验与模拟研究”。
冲压工艺及模具课程在30多年的办学历程中，主动适应国家经济建设和社会发展需要，充分发挥地域和行业办学优势，体现教学和科研相结合的特点，不断提升教学水平，形成了具有双语教学特色的本科教育培养体系，提高了冲压工艺及模具课程教育质量。
参考文献：
[1]桂萍.以科研促教学不断提高教育质量[J].中国农业教 育，2005，（4）.
[2]黄海午.精品课程建设与教学改革探索[J].高教论坛， 2011，（12）.
[3]苏娟华.双语教学在冲压工艺及模具课程中的实践[J]. 高教论坛，2009，（4）.
关键词：笔记本电脑外壳，冲压工艺，拉伸模，修边模
DesignoftheStampingDiefortheMagnesiumAZ31
OuterShelloftheNotebookPC
Author:BoFengxia
Tutor:HuangChanging
Abstract
ThestampingprocessfortheoutershellofthenotebookPCisanalyzedandasetofsimplyconstructedformingdieusedonliquid-presswasdesigned.Thearticleintroducesthestructureandworkingprocessofthedieoneachoperationfromthestructureandthefunctionoftheproduct.Andthepointsforattentioninthedesignandmanufactureofthediesarelisted.TheefficiencyofmagnesiumAZ31isanalyzedinsheetmetalformingandthatitcan’tdrawinnormaltemperature.Theproblemisresolvedbyheatingthedieandworkpieceduringdrawing,afterdetailedanalyzingandrelativetechnicaldataconsulting.Theproducthastobetrimmedintwodirections.Afteranalyzingthetechnicoftheproduct,weknow:Ifthetwodirectionsarecarriedoutatonetime,itishardtomakesuretheprecision.Onthecontrary,ifwemakeonedirectionatonetime,itiseasytosatisfythetechnicalrequirementoftheproduct.
Keywords:theoutershellofthenotebookPC,stampingprocess,drawingdie,
trimmingdie
论文构成
(1)选题背景和研究方法和。
(2)冲压工艺规程通过对工件的工艺分析和工艺计算，考虑经济性和可行性的前提下，确定工艺方案。
(3)进行模具设计拉深模设计和修边模设计。
(4)设计总结总结本次设计之后所得到的收获和改进意见。
金属镁及其合金是迄今在工程应用的最轻的结构材料，常规镁合金比铝合金轻30%~50%，比钢铁轻70%以上，应用在工程中可大大减轻结构件质量。同时镁合金具有高的比强度和比刚度，尺寸稳定性高，阻尼减震性好，机械加工方便，尤其易于回收利用，具有环保特性。20世纪80年代以来镁合金的研究得到飞速发展，随着镁合金应用面的不断扩大镁合金的研究和开发也进入了新时代。然而镁合金的研究和发展还很不充分，很多工作还处于摸索阶段，很多有关镁合金性能的研究还没有得到完全发展。对镁合金的成型技术的研究目前主要在金属型铸造，砂型铸造，低压铸造，差压铸造，熔模铸造，压力铸造和技压铸造等方面，对镁合金的冲压工艺研究较少。但是，镁合金冲压方面的应用前景较好，除了可以减轻质量，外观漂亮外，特别是电磁屏蔽能力好。
本文结合省自然科学基金项目—镁合金深加工研究，主要进行变形镁合金的板材成型性分析设计。
镁合金在常温下的塑性很低，因此不适于常温下冲压成形。镁合金在热态下具有较好的塑性，甚至在一些不利于其他材料成形的应力-应变状态下也可以成形，但变形速度不宜太大。镁合金板材在250℃左右拉深时其拉深比超过铝合金和低碳钢板的常温拉深成形极限。在175℃镁合金板形件拉深的拉深比可达2.0，225℃可达3.0。
本次设计主要是根据镁合金AZ31板材加热时的拉深性能来进行模具设计，镁合金AZ31板材拉深成形时主要工艺参数有拉深力、成形速度、坯料温度、模具预热温度、方式、模具圆角、模具间隙、压边力等，这些因素对坯料的拉深成形结果均有不同程度的影响。
目录
1绪论……………………………….…………………………………………….…1
1.1选题背景及目的…………………………………….……..…………………1
1.2国内外研究状况…………………………………….………………………..1
1.3课题研究方法………………………………….……………………………..2
1.4论文构成………………………………….…………...……………………...2
2冲压工艺规程的编制………………………………….……………………..3
2.1冲压件的工艺分析…………………………………………………………3
2.1.1材料………………………………………………………………….4
2.1.2结构工艺性分析……………………………………………………5
2.2毛坯形状、尺寸的确定……………………………………………………6
2.2.1盒形件的修边余量………………………………….………………6
2.2.2盒形件毛坯尺寸计算……………………………………………….7
2.3排样设计及材料利用率计算……….………………………………….…..8
2.3.1排样方式……………….………………….………………………...8
2.3.2材料利用率计算……….…………………………………………...9
2.4确定工艺方案……………………………………………………………….9
2.4.1基本工序的确定………………………………….…………………9
2.4.2不同工艺方案的比较……………………………………………….9
2.5工艺计算……………………………………………………………………10
2.5.1落料工序…………………………………………………………...10
2.5.2拉深工序…………………………………………………………...11
2.5.3冲孔工序……………………………………………………………12
2.5.4修边工序……………………………………………………………13
2.6冲压工艺过程卡片………………………………………………………...14
3拉深模设计……………………………………….…………………………..17
3.1模具的结构形式……………………………………….………………….17
3.2模具刃口尺寸计算…………………………………….…………………18
3.2.1上下模刃口尺寸计算…………………….……………………….18
3.2.2压力中心计算……………………………………………………..19
3.3零件设计及标准件选择…………………………………………………..19
3.3.1凸模的设计…………………………..……………………………19
3.3.2凹模的设计…………………………………..….………………….21
3.3.3定位板的计………………………………...……………………...21
3.3.4弹性压圈的设计…………………………...………………………21
3.3.5拉深筋的设计……………………………………………………….22
3.3.6上下模座、导柱导套的设计…………………….……………….22
3.3.7出件装置的设计…………………………………………………..22
3.4模具闭合高度的计算……………………………………………………...23
3.5绘制装配图及零件图……………………………….……………………..23
3.6压力机校核………………………………………….……………………..23
4修边模设计……………………………………….…………………………...24
4.1模具的结构形式………………………………………..…………………24
4.2压力中心计算…………………………………….……………………….25
4.3零件设计及标准件选择…………………………….………………………25
4.3.1斜楔和滑块的设计………………………………………………..25
4.3.2滑块返回行程的复位机构………………….…………………….27
4.3.3出件装置的设计……………………………….…………………..27
4.3.4上模座的设计……………………………………………………...28
4.3.5下模座的设计………………………………………………………28
4.3.6压料板的设计………………………………………………………28
4.3.7防磨板的设计…………………………….….…………………….29
4.3.8导板的设计………………………………….………………………29
4.4模具闭合高度的计算…………………………………………………….…29
4.5装配图及零件图的绘制………………………………………………….….30
4.6压力机校核…………………………………………………………………..30
设计总结…………………………………………………………………………31
【论文摘要】:针对汽车覆盖件冲压的有限元模拟方面的具体问题进行了研究,采用弹塑性有限元的数值模拟及试验研究的方法,对汽车覆盖件拉延过程中的成形进行了研究。针对拉延模拟结果进行应力应变分析,寻找工艺参数的优化方案,改进的工艺方案使破裂情况明显改善。
由于冲压工艺具有生产效率高、质量稳定、成本低以及可加工复杂形状等一系列优点,在机械行业的应用非常广泛,占有十分重要的地位[1]。但是冲压模具的设计主要依据工程师长期积累的经验。对于复杂的成形工艺和模具,设计质量难以得到保证;一些关键性的设计参数要在模具制造出来之后,通过反复的调试、修改才能确定。这样就浪费了大量的人力、物力和时问[2-3]。随着有限元技术和计算机技术的发展,数值模拟已逐渐成为工艺分析及优化设计的有效工具。
1. 有限元模型的建立和参数设定
一般汽车覆盖件工艺设计流程具体分析如下: (1) 根据产品图及产品冲压工艺设计,进行详细的车身产品工艺性分析。为了实现拉延或创造良好的拉延条件,必须合理考虑冲压方向、工艺补充部分形状以及压料面形式、拉延筋布置等重要工艺因素。其中包括利用计算机进行的工艺补充面三维设计。(2) 在满足产品使用的前提下,将过剩的质量要求及时反馈给产品设计部门,进行研讨,力争把产品完善到最简单、最合理的工艺要求,以克服产品的过剩质量,减少不必要的工装投入。(3) 利用计算机进行车身产品的冲压工艺性分析,进行图面形状的分析探讨和尺寸公差的分析研究,在充分理解、把握产品使用性能要求的前提下,考虑用户使用和维修,利用塑性加工原理、冲压工艺知识和模具设计结构的有关知识,设计冲压工艺过程图。在设计过程中,同时要分析冲压工艺方案,发现不足之处,进行必要的修正。(4) 模具设计人员按照冲压工艺过程图的基本要求进行模具设计,模具CAD设计包括上、下模座,工作部分零件,导向部件,定位零件和进出料装置等设计。数控编程和模型人员按照冲压工艺过程图和模具图进行数控编程和模型制造,最后按照冲压工艺过程模具图要求进行机械加工和模具装配调试,最终调试出合格的产品。
选用某轿车内部地板零件产品图,此零件是一个比较复杂的中小型车身结构件。由于零件拉延深度深,并且具有局部反拉延,因此成形过程估计会出现问题,为了验证问题所在我们利用CAE软件进行模拟成形计算。对于复杂冲压零件的成形过程,不但同一时刻不同位置的板坯所承受的变形方式和变形程度不同,而且不同时刻同一位置的板坯所承受的变形方式和变形程度也不同;另外,冲压工艺边界条件的设定对变形路径和各部分的变形程度的影响也非常明显。
一般划分网格时,首先建立一个拓扑结构模型。这一步骤是连接分离的型面,使你可以在网格划分的时候得到连续的网格(两个相连的元素在分界线之问共同享用相同的节点)。系统能通过你所定义的公差自动辨认普通表面之问的分界线,以建立我们所说的拓扑模型。建立好拓扑结构以后,应定义网格划分的参数,并进行网格的自动划分。一般情况下要求用户最少确定四个参数,包括最小元素大小,最大元素大小,两个相连的元素之问的法向夹角,网格的弦高。最小元素的大小影响着网格划分中最小元素的尺寸。当模型的型面比较平坦时它最大元素的大小则受最大元素参数的影响。两个相连的元素之问的法向夹角所起的作用是规定了两个相连元素之问的最大法向夹角,即当两个元素的夹角大于用户给定的值时,这两个元素会分裂为更多的元素,故它影响着倒角和小圆角部分的网格密度,它的值越小网格则越密。例如:一般我们在划分模具网格时,它的拉延圆角最好有五行元素,这时调整法向夹角的参数就可以达到目的。弦高的大小则影响着大网格半径表面上的网格密度,它的值越大,则网格越少。在汽车覆盖件模拟中,板料数据一般都是曲线,因此板料的网格划分与模具的划分不一样。
根据实际需要确定板料特性,应力应变关系=537(0.0102+)0.23MPa,法向各项异性系数为1.8。其他参数如下:扬氏模量2.07E+5 MPa;屈服极限210 MPa;泊松比0.28;板材厚度0.8mm;板料质量密度7.83E-9;r0=1.87, r45=1.27,r90=2.17。由于摩擦系数必须有实验得出,特别是几种常用材料在工业生产中的实际摩擦系数。考虑到汽车覆盖件生产厂家和模具生产厂家的实际,一般不考虑使用油,在拉延前要使用清洁防锈油清理兼。因此我们必须通过试验来得出在几种不同条件下的摩擦系数,例如干摩擦和加清洁防锈油后的摩擦。还有就是拉延筋的拉延阻力在不同形状拉延筋情况下的取值。测定为此我们设计了覆盖件模具的摩擦系数和实际拉延筋拉延阻力的测定的试验,详细试验结果在第六章中。摩擦系数根据测量结果给定0.175 ,拉延筋选取单圆筋,拉延阻力为0.178KN/mm。
2. 汽车覆盖件冲压的有限元模拟结果分析
经过计算后,板料的FLD如图2所示。在FLD图中,红色表示破裂,粉红色表示起皱,而在应变云图中红色表示正应变,深蓝表示副应变。从FLD图中我们可以看出四处破裂,分别是大鼓包处,凹坑底部,最下方的小鼓包处,右上方的直壁处。通过主应变和次应变云图可以看出在突起的鼓包顶端处为双向拉应变发生破裂,并目_从板料轮廓的变化发现在有拉延筋的地方板料儿乎没有流动,形成过度胀形,凹坑底部破裂处也同样出现胀形过度问题。而模具拉延直壁处的破裂却是不同形式的,该处的主应变为拉应变,次应变为压应变,为明显的拉深破裂状态。之所以只有这个直壁角破裂是因为这个角离大鼓包最近,并且通过成形过程的模拟我们发现这个直角壁首先成形,从而在凹坑成形前破裂。其它四个角由于拉延高度低并且没有复杂的凸凹变形,都有足够的板料流动量,板料的流动情况良好,所以没有破裂。
3. 汽车覆盖件冲压工艺改进方案
在去掉拉延筋,变化压边力后还是无法缓解,于是决定改变模型,我们把拉延直壁消除降低了模具拉延高度;把型面中那一个接近大直角型面过渡改为一个小缓坡,减缓了陡峭程度;由于模具进料困难,所以去掉拉延筋,然后设定压边力为400KN,摩擦系数为0.12,进行模拟后如图4所示。可以看出与未改前的情况有很大的不同,破裂情况明显改善,尤其是右上角直壁处的破裂变得很小,这是由于降低了它的拉延高度。
4. 结论
世界上每年的钢材有半数以上被轧制成板料和管料。金属板、管的成形和加工在航空、航天、汽车、船舶及许多民用工业中都占有相当重的比例。因此,提高相应的成形技术和制造水平是一个具有普遍意义的大课题。因此,文章在汽车覆盖件数值模拟和试验研究的基础上,采用有限元的数值模拟及试验研究的方法,对汽车覆盖件拉延过程中的成形进行了数值模拟和试验研究。
参考文献
[1] 李东升, 黄小明, 胡世光. 汽车覆盖件拉延筋的单元模拟试验研究[D]. 北京航空航天大学学报,1995.21(2):67-71.
关键词：冲压模具设计 机械运动 控制 灵活运用
1.引言
本论文是以冲压工艺学基本理论为依据，通过对各种冲压工艺基本运动的分析，提出了对冲压模具设计的要求。首先阐述冲压过程中，机械运动的基本概念，然后逐项分析了冲裁、弯曲、拉深工艺的基本运动机理，指出模具设计中应着重控制到的内容，并介绍了在模具设计中对机械运动灵活运用的方法和一些实例。最后总结了根据具体情况进行产品工艺运动分析的方法，并强调在模具设计中，对机械运动的控制和灵活运用对提高设计水平和保证冲压件品质的重要意义。
2.冲压过程中机械运动的概述 中国塑料模具网
冷冲压就是将各种不同规格的板料或坯料，利用模具和冲压设备（压力机，又名冲床）对其施加压力，使之产生变形或分离，获得一定形状、尺寸和性能的零件。一般生产都是采用立式冲床，因而决定了冲压过程的主运动是上下运动，另外，还有模具与板料和模具中各结构件之间的各种相互运动。
机械运动可分为滑动、转动和滚动等三种基本运动形式，在冲压过程中都存在，但是各种运动形式的特点不同，对冲压的影响也各不相同。
既然冲压过程存在如此多样的运动，在冲压模具设计中就应该对各种运动进行严格控制，以达到模具设计的要求；同时，在设计中还应当根据具体情况，灵活运用各种机械运动，以达到产品的要求。
冲压过程的主运动是上下运动，但是在模具中设计斜楔结构、转销结构、滚轴结构和旋切结构等，可以相应把主运动转化为水平运动、模具中的转动和模具中的滚动。在模具设计中这些特殊结构是比较复杂和困难，成本也较高，但是为了达到产品的形状、尺寸要求，却不失为一种有效的解决方法。
3.冲裁模具中机械运动的控制和运用
冲裁工艺的基本运动是卸料板先与板料接触并压牢，凸模下降至与板料接触并继续下降进入凹模，凸、凹模及板料产生相对运动导致板料分离，然后凸、凹模分开，卸料板把工件或废料从凸模上推落，完成冲裁运动。卸料板的运动是非常关键的，为了保证冲裁的质量，必须控制卸料板的运动，一定要让它先于凸模与板料接触，并且压料力要足够，否则冲裁件切断面质量差，尺寸精度低，平面度不良，甚至模具寿命减少。
按通常的方法设计落料冲孔模具，往往冲压后工件与废料边难以分开。在不影响工件质量的前提下，可以采用在凸凹模卸料板上增加一些凸出的限位块，以使落料冲孔运动完成后，凹模卸料板先把工件从凹模中推出，然后凸凹模卸料板再把废料也从凸凹模上推落，这样一来，工件与废料也就自然分开了。
对于一些有局部凸起的较大的冲压件，可以在落料冲孔模的凹模卸料板上增加压型凸模，同时施加足够的弹簧力，以保证卸料板上压型凸模与板料接触时先使材料变形达到压型目的，再继续落料冲孔运动，往往可以减少一个工步的模具，降低成本。
有些冲孔模具的冲孔数量很多，需要很大冲压力，对冲压生产不利，甚至无足够吨位的冲床，有一个简单的方法，是采用不同长度的2～4批冲头，在冲压时让冲孔运动分时进行，可以有效地减小冲裁力。
对那些在弯曲面上有位置精度要求高的孔（例如对侧弯曲上两孔的同心度等）的冲压件，如果先冲孔再弯曲是很难达到孔位要求的，必须设计斜楔结构，在弯曲后再冲孔，利用水平方向的冲孔运动可以达到目的。对那些翻边、拉深高度要求较严需要做修边工序的，也可以采用类似的结构设计。
4.弯曲模具中机械运动的控制和运用
弯曲工艺的基本运动是卸料板先与板料接触并压死，凸模下降至与板料接触，并继续下降进入凹模，凸、凹模及板料产生相对运动，导致板料变形折弯，然后凸、凹模分开，弯曲凹模上的顶杆（或滑块）把弯曲边推出，完成弯曲运动。卸料板及顶杆的运动是非常关键的，为了保证弯曲的质量或生产效率，必须首先控制卸料板的运动，让它先于凸模与板料接触，并且压料力一定要足够，否则弯曲件尺寸精度差，平面度不良；其次，应确保顶杆力足够，以使它顺利地把弯曲件推出，否则弯曲件变形，生产效率低。对于精度要求较高的弯曲件，应特别注意一点，最好在弯曲运动中，要有一个运动死点，即所有相关结构件能够碰死。
关键词：冲压模具设计 机械运动 控制 灵活运用
1.引言
本论文是以冲压工艺学基本理论为依据，通过对各种冲压工艺基本运动的分析，提出了对冲压模具设计的要求。首先阐述冲压过程中，机械运动的基本概念，然后逐项分析了冲裁、弯曲、拉深工艺的基本运动机理，指出模具设计中应着重控制到的内容，并介绍了在模具设计中对机械运动灵活运用的方法和一些实例。最后总结了根据具体情况进行产品工艺运动分析的方法，并强调在模具设计中，对机械运动的控制和灵活运用对提高设计水平和保证冲压件品质的重要意义。
2.冲压过程中机械运动的概述 中国塑料模具网
冷冲压就是将各种不同规格的板料或坯料，利用模具和冲压设备（压力机，又名冲床）对其施加压力，使之产生变形或分离，获得一定形状、尺寸和性能的零件。一般生产都是采用立式冲床，因而决定了冲压过程的主运动是上下运动，另外，还有模具与板料和模具中各结构件之间的各种相互运动。
机械运动可分为滑动、转动和滚动等三种基本运动形式，在冲压过程中都存在，但是各种运动形式的特点不同，对冲压的影响也各不相同。
既然冲压过程存在如此多样的运动，在冲压模具设计中就应该对各种运动进行严格控制，以达到模具设计的要求；同时，在设计中还应当根据具体情况，灵活运用各种机械运动，以达到产品的要求。
冲压过程的主运动是上下运动，但是在模具中设计斜楔结构、转销结构、滚轴结构和旋切结构等，可以相应把主运动转化为水平运动、模具中的转动和模具中的滚动。在模具设计中这些特殊结构是比较复杂和困难，成本也较高，但是为了达到产品的形状、尺寸要求，却不失为一种有效的解决方法。
3.冲裁模具中机械运动的控制和运用
冲裁工艺的基本运动是卸料板先与板料接触并压牢，凸模下降至与板料接触并继续下降进入凹模，凸、凹模及板料产生相对运动导致板料分离，然后凸、凹模分开，卸料板把工件或废料从凸模上推落，完成冲裁运动。卸料板的运动是非常关键的，为了保证冲裁的质量，必须控制卸料板的运动，一定要让它先于凸模与板料接触，并且压料力要足够，否则冲裁件切断面质量差，尺寸精度低，平面度不良，甚至模具寿命减少。
按通常的方法设计落料冲孔模具，往往冲压后工件与废料边难以分开。在不影响工件质量的前提下，可以采用在凸凹模卸料板上增加一些凸出的限位块，以使落料冲孔运动完成后，凹模卸料板先把工件从凹模中推出，然后凸凹模卸料板再把废料也从凸凹模上推落，这样一来，工件与废料也就自然分开了。
对于一些有局部凸起的较大的冲压件，可以在落料冲孔模的凹模卸料板上增加压型凸模，同时施加足够的弹簧力，以保证卸料板上压型凸模与板料接触时先使材料变形达到压型目的，再继续落料冲孔运动，往往可以减少一个工步的模具，降低成本。
有些冲孔模具的冲孔数量很多，需要很大冲压力，对冲压生产不利，甚至无足够吨位的冲床，有一个简单的方法，是采用不同长度的2～4批冲头，在冲压时让冲孔运动分时进行，可以有效地减小冲裁力。
对那些在弯曲面上有位置精度要求高的孔（例如对侧弯曲上两孔的同心度等）的冲压件，如果先冲孔再弯曲是很难达到孔位要求的，必须设计斜楔结构，在弯曲后再冲孔，利用水平方向的冲孔运动可以达到目的。对那些翻边、拉深高度要求较严需要做修边工序的，也可以采用类似的结构设计。
4.弯曲模具中机械运动的控制和运用
弯曲工艺的基本运动是卸料板先与板料接触并压死，凸模下降至与板料接触，并继续下降进入凹模，凸、凹模及板料产生相对运动，导致板料变形折弯，然后凸、凹模分开，弯曲凹模上的顶杆（或滑块）把弯曲边推出，完成弯曲运动。卸料板及顶杆的运动是非常关键的，为了保证弯曲的质量或生产效率，必须首先控制卸料板的运动，让它先于凸模与板料接触，并且压料力一定要足够，否则弯曲件尺寸精度差，平面度不良；其次，应确保顶杆力足够，以使它顺利地把弯曲件推出，否则弯曲件变形，生产效率低。对于精度要求较高的弯曲件，应特别注意一点，最好在弯曲运动中，要有一个运动死点，即所有相关结构件能够碰死。
关键词：微车后桥桥壳；制造工艺；冲压
DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2017.05.011
1 后桥壳工序介绍
后桥壳是汽车的重要零件之一，当在动载荷条件下时，要求桥壳在具有足够的强度和刚度，因为它起着支承汽车荷重的作用，同时它还是主减速器、差速器及驱动车轮传动装置的外壳。再同等条件下还应该力求减小桥壳的总体质量。另外桥壳还应具备结构简单，制造成本低，便于保证主减速器拆装、维修、保养、调整等等优点。
现今在微车行业中因三段式冲压焊接整体式桥壳制造工艺简单、制造成本低等优势，使其成为是后桥壳最普遍使用的结构形式，其结构组成如图1。
桥壳中段主要构件：一、后桥上下半壳焊接体，见图2。二、背盖，见图3。
2 后壳盖工艺技术分析
后桥上下壳体是一个外形非常复杂的零件，成型后不需要整形、切割就直接焊接上/下半壳体以目前的制造技术是不太可能实现的，生产中要得到合格的冲压壳体，一般要经过以下几道冲压工艺：一、落料；二、拉延成形；三、打平；四、切两端头；五、切两边；六、冲孔。
第一道工序：落料，经过实践，把其形状设计为带角带圆弧的可以避免拉延成形时纵向和横向严重起邹。见下图4。落料工序边角毛刺必须保持在图纸要求的公差范围内，否则对后面的工序会有不同程度的影响！
第二道工序：拉延成形，根据桥壳应力分布情况的不同，将桥壳分为三个区域进行分析，如图5所示
拉延成形工序是上凸模在冲压机滑块的作用下把落料件送入下凹模里的过程。在成形前用定位块完全限制好它的平面自由度，当冲压机滑块下行时，上凸模与落料件接触，并开始弯曲成形。随着冲压机滑块的进一步下行，上凸模压着落料件进入下凹模中，最后压紧成形。冲压机滑块上行后，成形后的零件由于钢材的回弹作用与退料块留在凹模中，最后推料块成形的零件顶出凹模，再由人工或机械手取出。
Ⅰ区域可以把它近似看成U形零件的弯曲，主变形是区圆角部分，受压应力是材料的内层，受拉应力是材料外层。
Ⅱ区域在零件成形的过程中材料厚度有变小的趋势。零件底面部分因为受到较大压应力作用，所以在零件成形的过程易于产生失稳而出现凹陷变形。
Ⅲ区域圆角部分应力、应变与弯曲相似，侧壁在径向受拉应力的同时，周向受到压应力的作用，因此侧壁材料厚度有增大的趋势，在成形过程中零件容易产生起皱现象。
在生产过程中模具的凸凹模间隙值的大小对弯曲件质量有直接影响。间隙过大，则回弹也大，零件的尺寸和形状不易保证；间隙过小，会使零件边部壁厚减薄，降低模具寿命，且弯曲力大，必须选择合理的凸凹模间隙，间隙小一些，起皱区域小，桥壳的质量和后续加工性能得到保证而随着间隙值的减小，工艺力却大幅增加，对成行设备和模具提出了更高的要求，需要更高吨位的设备和更高质量的模具。在实际应用中应该综合考虑设备条件，包括成形设备和后续切割焊接设备条件，以及对桥壳零件的精度、质量等的要求确定合理的凸凹模间隙值。
在这道工序中必须保证整个零件最高高度值与把零件平铺在水平面上的平面度符合图纸要求。
综上所述，拉延成形工序注意事项是预防侧面起皱，零件表面发生拉伤等。同时，如图6所示开口处的尺寸必修保持在一定的尺寸范围，才能保证下一道工序打平时得到开口处的尺寸在合格范围，面1，2，3，4的平面度也要保持在一定的尺寸范围，以保证后面切边工序时有足够的边料。同时，成形阶段零件表面不允许有拉伤，否则也会影响后面的工序！
第三道工序，打平，首先，该工序常出现的问题是定位不稳，打平出来的各个零件误差大，这样就会引起切两端和切两边时主要尺寸无法保证。在打平过程中一旦调好模具就得把定位点焊死；其次，因为该零件的表面是过度面，很难保证打平模上下模能很好地接触，常出现有些点打不着的现象，该现象也只能靠现场人工修复，同时加强整个模具纵横向的定位；再次，如果拉延成形时壳体开口尺寸太大，在打平过程中因为材料的回弹性，也无法把零件打平到合格的尺寸！
第四道工序，切两端头，第一、该工序必须保证刃口锋利，切后的零件不能有毛刺，否则会严重影响到下到工序的，如果上模的型腔不合格在切两端时零件的开口尺寸会变大，这时得对型腔进行人工修复！第二、零件的定位必须保证零件对称切两端头，一般调好定位后就点焊死！
第五道工序，切两边，这道工序常引起的问题是切两边后，上下壳体合并时左右互相错开、上下面互相错开达不到图纸要求，左右错开一般是由模具的左右定位引起的，一般需要调好定位后点焊死，上下错一般是由切边时模具间隙难于保证或者刃口不锋利引起切边时把壳体的开口尺寸拉大，这样我们只能加大模具的修复工作！另外为了保证切边时零件尺寸的稳定性，还得增加一个气夹定位装置来实现零件的稳定性。
第六道工序，冲孔，该工序容易在冲孔的过程让零件的开口尺寸增大，引起该问题的主要原因是零件与下模的接触不稳定造成的，出现该问题时需要我们及时修复下模，保证零件的定位接触良好。
后盖冲压主要工艺如下：一、落料；二、拉延成形；三、打平；四、切边冲孔；五、手工去毛刺。后盖冲压工艺常出现的问题如下：
（1）后盖选用的材料是为一定厚度的的钢材，刚开始落料为正方形状，经过批量生产我们发现该零件在拉延成形中会出现撕裂现象，图7所示。
过现场工艺技术分析：发现该零件在拉延成形过程中侧壁变薄不一致，特别是成形四个角对应的壁厚出现严重拉延变薄现象。经过不断的现场实践及分析，我们发现当把落料改为圆形即落料为圆板材料时发现后盖拉延成形的壁厚得到大大的改善，因此我们决定采用落料为圆板料来拉延成形，此后的批量生产再也没有出现过后盖侧壁被拉裂的现象过。
（2）后盖打平位置如图8所示，该地方的平边度要求比较高，一般不能大于0.05mm，在切边冲孔工序时，废料切断刃口要保持锋利并及时清除废料，否则在该工序会引起零件报废，冲出的孔大小要在图纸要求的公差范围内，并且毛刺要小，否则就得调整修复凹凸模。
参考文献：
[1]于斌.冲压焊接式驱动桥壳成形过程数值仿真研究[D].山东：山东大学硕士学位论文，2007.
[2]刘为.汽车后驱动桥壳有限元分析[D].合肥：合肥工业大学硕士学位论文，2012.
[3]徐迎强.汽车桥壳机械式整体成形关键技术研究[D].合肥：合肥工业大学硕士学位论文，2012.
论文摘 要：为了能够提高工学结合模式下高职教育课程建设的力度，以《冲模设计与案例分析》课程为例，就相关问题进行了深入的分析。通过实践，验证了工学结合模式下高职教育的课程建设具有明显的效果，提高了高职生的就业竞争力。
近年来，对工学结合模式下高职教育课程体系建设的研究已经得到了广大学者的关注，并且取得了较好的成就。卢龙飞研究了工学结合模型下职业教育公共英语课程建设的相关问题，探索了职业教育中的英语和专业相结合的新方法，提出了课程目标调整、课程内容转换以及教学方法改革等途径，从而使职业教育中的公共英语教学更加具有职业性和实用性的特点。杨润丰等人对工学结合模式下高职《冲模设计与案例分析》课程的改革模式进行了深入地探索，提出了加强实践教学比例的人才培养模式，通过和企业生产以及实际应用的紧密联系提高学生的实践操作能力，从而有利于应用型人才的培养。卢菊洪等人研究了工学结合模式下高职模具专业课程体系的构建和实践问题，提出了构建模具专业课程体系的方法和有效的教学模式，从而使高职模具专业人才培养更加适应时展的要求。胡茵等人研究了工学结合模式下高职体育课程改革的相关问题，从工学结合模式的内涵出发，提出了工学结合模式下高职体育课程内容资源创新和拓展的应对策略。王婷提出了工学结合模式下高职课程评价体系建立的方法，分析了工学结合模式下高职课程评价的含义，并且提出评价体系的构建方法。从已有研究成果可以看出，工学结合模式下高职教育课程体系建设的研究是目前的热点，将工学结合的基本思想融入到《冲模设计与案例分析》课程体系的构建中具有非常重要的意义。
一、《冲模设计与案例分析》课程在模具设计和制造专业人才培养中的地位
通过广泛的社会需求调研，与江铃集团模具分厂、香港惠迪股份有限公司华高电子五金厂等行业企业技术专家座谈、研讨，明确了模具设计与制造专业的主要技术岗位，从而确定出模具设计与制造专业的人才培养目标。模具设计与制造专业的主要技术岗位为：在机电领域内从事产品开发、模具设计、模具制造与维修、设备维护、机床操作与加工等工作。模具设计与制造专业的人才培养目标为：培养德、智、体全面发展，掌握必须的基础知识和专业知识，具有良好的职业素质和综合职业能力，具有较强的创新精神和实践能力，能够独立完成机电领域的产品开发、模具设计、制造、管理、应用研究、机床操作等工作的高级应用型人才。根据模具设计和制造专业的人才培养目标确定《冲模设计与案例分析》为模具设计和制造专业的专业核心主干课程，通过《冲模设计与案例分析》课程教学可以使学生掌握冲压工艺的编制方法、冲压模具的设计、制造和维修理论和实践知识，同时能够掌握冲压件的质量检验和分析方法。
二、《冲模设计与案例分析》课程体系构建的基本原则
（一）在课程目标和课程内容的设置过程中应该坚持以就业为导向的理念，根据模具设计和制造专业人才培养的基本要求，确定出人才必须具备的职业技能，并且设置相应的职业技能实训课。在课程建设过程中应该积极地和企业进行协作，提出课程开发、课程设计、课程执行和课程评价的相关措施。并且关注《冲模设计与案例分析》课程的综合化、模块化以及项目化的建设。
（二）设置和课程对应的“体验课”，给学生提供实践操作的环境，通过实际的操作过程，使学生得到技能上的训练，并且逐步地掌握未来工作所必备的技能。在教学过程的真正主体是学生，学生带着问题进行学习，并在学习的过程中，回答问题，完成设计，从而达到“做中学，学中做”的教学效果。
（三）加大“双师型”师资队伍的建设力度，专业师资是制定和实施科学课程体系的保证。双师型师资的确定，不仅仅是指参加教育部门组织的一些相关培训，而是高职院校能够为教师争取到一些可以参与企业实际生产的机会。通过在企业的实际训练，能够使高职院校的教师发现自身在课程教学中的缺陷，从而能够使以后的教学可以和企业的实际需求更加紧密，从而能够有利于课程目标的实现。
三、工学结合模式下《冲模设计与案例分析》课程建设的策略
（一）加强《冲模设计与案例分析》课程的理论教学和实践教学的结合。在教学过程中，可以将理论教学和实践教学比例设置为1：1，或者使实践教学的比重更大一些。通过开展项目化的课程教学，提高学生的参与教学的主动性，并且逐步地把实际项目中相关的知识点进行讲解，突出课程的重点和难点。在理论教学中，加强模具设计基本理论的深入研究，加强模具设计相关工作过程的介绍；在实践教学中，加强学生的实际操作能力，根据工作的实际过程，对职业技能的教学进行精心的指导，通过理论教学和实践教学的相结合，提高学生的冲压工艺的编制、冲压模具设计、模具的装配和维护以及冲压件质量检测与分析等专业能力，同时，提高学生的学习新知识和技能、分析和解决问题以及查找资料和文献的方法能力。
（二）完善《冲模设计与案例分析》课程的教学内容
通过和企业专家以及课程专家进行沟通和交流，总结出具有普遍适应性的、和《冲模设计与案例分析》课程有关的教学内容。
1.主要包括冲压生产和冲压模具，前者可以通过生产情景录像来进行教学；后者可以通过典型模具的工作过程录像来进行教学。
2.主要包括冲裁件质量问题分析、弯曲件质量问题分析、拉深件质量问题分析和成形件质量问题分析，可以通过一些实际生产中的次品件进行演示教学。
3.主要包括工艺性分析、生产方案的制订、冲裁模总体结构设计、工艺计算和冲裁模零部件结构设计。可以通过冲载件（托板）进行教学。
4.主要包括工艺性分析、生产方案的制定、弯曲模总体结构设计、工艺计算、弯曲模零部件结构设计。可以通过弯曲件（支架）进行教学。
5.主要包括工艺性分析及拉深次数的确定、罩壳的生产方案的制、拉深模总体结构设计、罩壳的工艺计算、拉深模零部件结构设计。主要通过拉深件（罩壳）来进行教学。
6.主要包括气瓶的成形工艺分析和气瓶的缩口模设计。主要通过成形件（气瓶）来进行教学。
（三）开发出适合“工学结合”模式的课程教材。通过和行业、企业技术专家及一线员工开展研讨，对模具设计与制造职业岗位的工作内容及工作过程进行了深入细致的分析和整理，在此基础上，与江铃集团模具分厂、香港惠迪股份有限公司合作开发了“以工作过程为导向” 、突出学生职业能力培养的新型《冲压工艺与模具设计》教材，教材内容的制订以冲压件的工艺性分析、工艺规程的制定、冲压模具的设计、制造过程中的工作任务为主线，将典型零件的冲压加工方法归类为冲裁模设计、弯曲模设计、拉深模设计及成形模具设计，新教材结构清晰，教学目标明确，内容选择恰当，教材难度适中，选取的工作任务真实，具有代表性且实践性强，满足学生专业能力，方法能力和社会能力的培养。
（四）不断完善教学方法。在完成教学设计后，我们按照“工学结合”的精神，遵循“基于工作过程的课程体系”，采用“项目导向，任务驱动，教师引导，学生主体”教学模式进行教学。项目导向是指依托来源于企业真实的冲压件模具设计项目为载体；任务驱动是指以分配任务的形式，使学生按照实际工作流程进行设计，并在设计过程中自主学习；教师引导是指在教学过程中，教师的角色由知识的灌输者转换成解决问题的引导者，提出问题，并给学生相应的引导文件；引导学生学习与掌握与职业岗位所要求的基本理论、基本知识和操作规则。学生主体是指在教学过程的真正主体是学生，学生带着问题进行学习，并在学习的过程中，回答问题，完成设计，从而达到“做中学，学中做”的教学效果。
针对不同的教学内容，采用不同的教学方法，并注重培养学生的群体化协作学习能力。学生群体化协作精神的培养是一个漫长的过程，可通过一些相关的实例（如实验实训、综合实训、学科技能竞赛、体育比赛和辩论赛等）来引导学生群体化协作学习和工作，从而使学生能够树立团队协作意识，提高学生群体化合作能力。利用BBS、微博和QQ群等网络的形式，进行充分地沟通和交流，并且形成一致意见，从而能极大地提高学生的团队精神。
（五）完善课程考核方式。将以前片面对理论知识的考核改革为对学生的综合能力的考核，可以利用过程性的评价方式，将学生在理论教学和实践教学过程中体现出的学习态度、平时作业情况、实践操作情况、以及工学结合模式下下厂实习等都在考核的范围内，从而能够提高评价的全面性，进而提高学生的自主学习能力，培养学生的创新意识，最终达到提高高职学生综合素质的目的。
四、结论
经过工学结合和校企合作的实施，构建了模具设计与制造专业的基于工作过程的课程体系，精心选择并组织以真实冲压件模具设计和制造为载体的教学内容，采取现代先进的教学方法和手段，使学生对冲压生产及其规律有生动、直观、全面的认知。尤其是在教学过程中采用“项目导向、任务驱动、教师引导、学生主体”的教学模式，使学生在自主学习的过程中完成设计，达到“学中做、做中学”的效果，不仅培养了学生的综合能力，实现了与企业的零距离对接；而且还节省了企业的二次培训，因此使得模具设计与制造专业的毕业生深受用人单位的好评。
参考文献
[1]唐永泽，等．以工学结合为主线构建高职人才培养模式[J]．中国高等教育，2009（1）．
【关键词】汽车覆盖件；冲压模具；数控加工；工艺模版
中图分类号：F407文献标识码： A
一．前言
随着计算机在制造型企业中的应用，通过计算机进行工艺的辅助设计已成为可能。CAPP 技术的应用为提高工艺文件的质量，缩短生产准备周期，提高信息处理能力和企业各部门间信息的交流能力，并为广大工艺人员从繁琐、重复的劳动中解放出来提供一条切实可行的途径。应用 CAPP 技术将缩短设计周期，对修改和变更设计能快速做出响应；工艺人员的经验能够得到充分的积累和继承，减小编制工艺文件的工作量和产生错误的可能性。应用计算机辅助工艺设计的必要性已被越来越多的企业所认识。
二．汽车覆盖件模具结构特征及加工工艺
1、汽车覆盖件模具结构特征
由于汽车覆盖件模具结构的多样性和复杂性，不同部位的加工面和加工方式均不相同。针对汽车覆盖件模具加工工艺性的区别，汽车覆盖件模具可以分为不同的结构特征，不同的结构特征常有其特定的相似加工方法、走刀路线、工艺流程和工艺参数。对于大中型汽车覆盖件模具来说，由于常见的冲压件冲压工艺主要有拉深、修边、翻边、整形等几种冲压工序，则相应的模具类型也主要以拉延模、修边模、整形模等几种主要类型及其复合模具为主。这些大中型模具中，同一类模具的结构大同小异，而同一种结构特征的加工工艺大致相似。
2、结构特征加工工艺性
在制定该类型面结构特征加工工艺时，主要考虑如下： 在完成模具的定位和夹紧后，首先要对工件进行试加工，以检测毛坯各加工部位的切削余量是否均匀。因为大型模具型面毛坯体积均较大且以铸件为主，加工余量常不够均匀，直接对模具型面进行整个表面粗加工，会使刀具载荷变化较大，引起机床振动。检测后，对模具型面毛坯进行粗加工。之后，进行清角加工，习惯上把这道工序称为粗清角加工。主要是为了去除粗加工后毛坯角落处刀具未能加工到的材料，保证在半精加工过程中，加工量比较均匀，有利于提高半精加工的速度，达到提高效率的目的。而半精加工则是把前道工序加工后的残留加工变得平滑，同时去除拐角处的多余材料，在工件加工面上留下一层比较均匀的余量，为精加工做准备。半精加工后仍需进行清角加工，称为半精清角加工，主要是为去除半精加工后刀具未能加工到的残留余量，为精加工做准备；精加工的目的是按照零件的设计要求，达到较好的表面质量和轮廓精度，是实现模具型面最终形状最关键的一步。最后，对于某些型面曲率半径小于精加工刀具半径的地方，还需进行清角加工，去除精加工后刀具未能加工到的残留余量，使模具型面的表面质量和轮廓精度符合设计要求。
三．汽车覆盖件模具加工工艺模板的开发
为了实施工艺模版的开发，以 PowerMILL 软件为开发平台，利用其方便的工艺模版开发接口，可以灵活、快捷地开发出汽车覆盖件模具加工工艺模版 工艺模版的开发，根据每种结构特征的加工工艺性，首先确定它们的加工工艺流程，根据每一步加工工艺的特点，结合 PowerMILL 软件丰富的加工策略，找到与之相匹配的加工策略，并定义合理的加工工艺参数，以模版形式保存在 PowerMILL 软件的加工策略中。把每种结构特征合理的工艺流程所对应的加工策略和工艺参数以上述方式保存在相同的工艺模版中，即可完成汽车覆盖件模具加工工艺模的开发。 由于每种汽车覆盖件模具结构特征的工艺模版开发过程相同，现以上节所提及的拉延模模具型面加工工艺模版的开发为例，来详述工艺模版的开发。 首先，根据拉延模模具型面加工工艺的特点，在 PowerMILL 软件环境中，定义每一步工艺流程的加工策略及其合理的工艺参数。然后，将每一步的加工策略与工艺参数以模版的形式保存在 PowerMILL 软件加工策略的同一个模版目录中，即可完成汽车覆盖件拉延模模具型面加工工艺模版的开发。为汽车覆盖件拉延模模具型面每一步工艺流程对应的加工策略及加工工艺参数情况。
四．数控加工工艺方案
1、金属模具
大中型模具型面的数控加工，模具表面所留的加工余量较大，所以型面分粗加工、半精加工、精加工3道工序完成。为了提高编程效率，粗加工和半精加工一般采用多曲面连续加工刀具运动轨迹的生成方法，精加工可根据实际加工要求，采用单曲面刀具运动轨迹的生成方法或多曲面连续加工刀具运动轨迹的生成方法。
2、主模型
汽车主模型的数控加工，由于采用了可加工塑料作为原料，使这种主模型具有变形小、便于保存、切削加工性能好等特点。为了确保主模型的加工质量，主模型一般采用粗、精加工两道工序完成。
3、泡沫塑料模型
由于泡沫塑料模型精度要求低，而且泡沫材质松软，泡沫塑料模型可采用一次成形的加工方法。
五．数控加工工艺参数的设定
为了生成加工所需的刀具运动轨迹，必须首先弄清楚与此有关的一些概念，并在此基础上，合理地确定加工工艺参数。
1、刀具
在数控编程中，刀具各部分的几何参数可用两个选项来设定。第一选项用来确定刀体类型，包括圆柱形和圆锥形刀具;第二个选项用来确定刀头类型，包括平头、球形和圆角。定义刀具几何形状的参数包括如下几项：
(1)刀锥角度：用于定义圆锥刀具的刀具轴线与刀具斜侧刃的夹角，用角度表示。当角度为零时，就表示圆柱铣刀。
(2)刀具半径：对圆柱铣刀而言，指刀具圆柱形工作截面的半径;对圆锥铣刀而言，指圆锥刀体部分与刀头相接处的圆的半径。
(3)圆角半径：对具有球头的圆角头的刀具来说，它是指球的半径或圆角半径。
(4)刀具高度：用来表示刀具切削部分的高度值。在生成刀具运动轨迹的编程中，刀具选择合理与否，关系到零件的加工精度、效率及刀具的使用寿命。刀具应根据被加工零件的几何形状特性、材料的机械加工性能、切削余量、现存刀具的规格等进行综合考虑。
2、切削容差
对曲面的三轴数控加工而言，刀具的运动是通过对3个坐标轴进行线性插补来完成的，这意味着，刀具运动轨迹是由相应的直线段组成。为了确保被加工零件的加工精度，必须根据实际加工要求，由编程人员给定合理的加工容差值。该值表示实际切削轨迹偏离理论轨迹的量。有下列3种定义容差的方式可供编程人员选用:
(1)指定内容差值，它表示可被接受的表面切过量。
(2)指定外容差值，它表示由误差所产生的剩余材料被留在零件表面上作余量。
(3)同时指定内、外容差值。
3、切削间距
在数控编程中，切削间距的选择是非常重要的，它关系到被加工零件的精度和加工费用。切削间距小，则加工精度高，钳工的研修工作量小，但所需加工时间长;切削间距大，则加工精度低，钳工的研修工作量大，研修后模具型面失真性较大，难以保证模具的加工精度，但所需加工时间短。由此可见，切削间距必须根据加工精度要求及占用数控机床的机时来综合考虑。对于手工劳动费用昂贵的发达国家来说，切削间距可以选得很小。例如采用直径为20mm的刀具进行模具表面的数控加工，间距可选为0.5mm，甚至更小一些，此时留在模具表面的手工研修量仅0.005mm左右，只需对模具表面稍加抛光即可。但其数控加工的时间很长，这对数控加工费用相对较昂贵的我国来说，显然是不合理的。因此，切削间距必须根据国情和厂情来合理地选择。
六．结束语
近年来，模具制造业在我国迅速发展，汽车模具制造需求量也随之增加，所以，汽车模具制作是汽车制造的重要阶段，希望通过这篇论文的讲解，给汽车生产商和制造商有所帮助。
参考文献
购物车(0)