前期材料.docx

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前期材料

学号：

08436107

南京工程学院毕业设计（论文）前期材料

（2012届）

学生顾松松学号08436107

学院机械工程学院专业班级成型081

题目安全带插舌冲压模具设计

类别毕业设计毕业论文□

校内指导教师华同曙专业技术职务教授

校外指导老师专业技术职务

材料目录

序号

名称

数量

备注

1

毕业设计（论文）任务书

1

2

文献综述（设计类）或开题报告（论文类）

1

3

外文翻译（封面、译文、原文）

1

学

常州大学

毕业设计（论文）前期材料

（2012届）

学生顾松松学号08436107

学院机械工程学院专业班级成型081

题目安全带插舌冲压模具设计

类别毕业设计毕业论文□

校内指导教师华同曙专业技术职务教授

校外指导老师专业技术职务

材料目录

序号

名称

数量

备注

1

毕业设计（论文）任务书

1

2

文献综述（设计类）或开题报告（论文类）

1

3

外文翻译（封面、译文、原文）

1

二○一二年三月

学号：

08436107

常州大学

毕业设计（论文）文献综述

（2012届）

题目安全带插舌冲压模具设计

学生顾松松

学院机械工程学院专业班级成型081

校内指导教师华同曙专业技术职务教授

校外指导老师专业技术职务

二○一二年二月

题目：

安全带插舌冲压模具设计

一、前言

1.课题研究的意义，国内外研究现状和发展趋势

1.1课题研究的意义

冲压模具，是在冲压加工中，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，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。

冲压模具是冲压生产必不可少的工艺装备，是技术密集型产品。

冲压件的质量、生产效率以及生产成本等，与模具设计和制造有直接关系。

模具设计与制造技术水平的高低，是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志之一，在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。

1.2国内外研究现状

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。

近年来，模具工业一直以15%左右的增长速度快速发展，模具工业企业的所有制成分也发生了巨大变化，除了国有专业模具厂外，集体、合资、独资和私营也得到了快速发展。

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。

一些国内模具企业已普及了二维CAD，并陆续开始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等国际通用软件，个别厂家还引进了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE软件，并成功应用于冲压模的设计中.

随着我国对先进制造技术的重视，冲压成形技术在深度和广度上都得到了很好的发展，他最大的特征就是表现在与高新技术结合，让他在方法和体系上都发生了很大的变化。

一些现代化的信息发展都推动了冲压成形技术的发展。

冲压技术的真正发展，始于汽车的工业化生产。

美国福特汽车的工业化生产大大推动了冲术的研究和发展。

研究工作基本上在板料成形技术和成形性两方面同时展开，关键问题是破裂、起皱与回弹，涉及可成形性预估、成形方法的创新，以及成形过程的分析与控制。

但刚开始的发展对冲压技术的掌握基本上是经验型的。

分析工具是经典的成形力学理论，能求解的问题十分有限。

研究的重点是板材冲压性能及成形力学，远不能满足汽车工业的需求。

六十年代是冲压技术发展的重要时期，各种新的成形技术相继出现。

尤其是成形极限图的提出，推动了板材性能、成形理论、成形工艺和质量控制的协调发展，成为冲压技术发展史上的一个里程碑。

由于八十年代有限元方法及CAD技术的先期发展，使以数值模拟仿真为中心的和计算机应用技术在冲压领域得以迅速发展并走向实用化，成为材料变形行为研究和工艺过程设计的有力工具。

汽车冲压技术真正进入了分析阶段，传统的板成形技术开始从经验走向科学化。

2.课题的研究目标、内容和拟解决的关键问题

分析冲压件成形的结构工艺性，选择冲压工艺方案，确定毛坯形状、尺寸和下料方式。

确定冲模类型及结构型式，绘制模具结构图。

进行必要的工艺计算：

（1）计算毛坯尺寸，以便在最经济的原则下进行排样和合理使用材料。

（2）计算冲压力（包括冲裁力、卸料力、推件力等），以便选择压力机。

（3）计算模具压力中心，防止模具因受偏心负荷作用影响模具精度和寿命。

（4）计算或估算模具各主要零件（凹模、凸模固定板、垫板、凸模）的外形尺寸，以及卸料橡胶或弹簧的自由高度等。

确定凸、凹模的间隙，计算凸、凹模工作部分尺寸。

选择压力机。

绘制模具装配图和零件图，编写设计说明书（含中外文摘要）。

二、设计方案的确定

1．模具结构的总体设计

（1）模具类型的选择冲孔落料倒装复合模

（2）定位方式的选择倒斜销+挡料销

（3）卸料、初见方式的选择弹性卸料，刚性打件

（4）导向方式的选择后侧导柱的导向方式

2.凹凸模刃口尺寸

根据生产中实际情况，冲孔凹模具和冲孔凸模采用线切割制造，外形尺寸以落料凹模为基准，冲孔尺寸以冲孔凸模为基准，落料凹模和冲孔凸模按IT7~IT6级加工，凸凹模外形尺寸以落料凹模为基准，通过缩小间隙得到，双边间隙值为料厚的15%，凸凹模内孔尺寸以冲孔凸模为基准，通过增大间隙得到，双边间隙值为料厚的15%。

三、阶段性设计计划、设计目标与应用价值

1.阶段性计划

第1～2周：

文献检索，写出文件综述。

第3周：

英文阅读，翻译论文。

第4～5周：

方案构思、比较、分析。

第６～７周：

设计、计算。

第8～１０周：

模具装配图设计。

第１０～１１周：

模具零件图设计。

第１１～１３周：

撰写设计计算说明书，完成说明书

第１６～１７；最后修改，准备答辩。

２．预期的设计目标与应用价

（1）通过可课题的完成，能让自己对冲压模具的开发设计及应用有全面了解，增强对机械结构的设计能力。

（2）通过课题的完成，综合考虑单工序模、级进模复合模的优劣最终获得较高质量和性价比的模具结构。

四、参考文献

[1]朱旭霞主编.冲压工艺及模具设计[M].北京：

机械工业出版社，2008.

[2]李硕本等编著.冲压工艺理论与新技术[M].北京：

机械工业出版社，2002.11

[3]薛啓翔等编著.冲压模具设计制造难点与窍门[M].北京：

机械工业出版社，2003.7

[4]郑家贤遍著.冲压工艺与模具设计实用技术[M].北京：

机械工业出版社，2005.1

[5]王鹏驹,成虹主编著.冲压模具设计师手册[M].北京：

机械工业出版社，2009.

五、指导教师审阅意见

签名

年月日

学号：

08436107

常州大学

毕业设计（论文）外文翻译

（2012届）

外文题目Wearatthedieradiusinsheetmetalstamping

译文题目钣金冲压模具的半径磨损

外文出处ContentslistsavailableatSciVerseScienceDirect

学生顾松松

学院机械工程学院专业班级成型081

校内指导教师华同曙专业技术职务教授

校外指导老师专业技术职务

二○一二年二月

钣金冲压模具的半径磨损

MichaelP.Pereiraa,∗,WenyiYanb,BernardF.Rolfec

材料与创新中心，迪肯大学，吉朗，维克，3217，澳大利亚

机械与航天工程系，莫纳什大学，维克克莱顿，3800，澳大利亚

丙级工程学院，迪肯大学，吉朗，维克，3217，澳大利亚

摘要：

在钣金冲压中，它被称为模具半径磨损不均匀和可能同时出现多个磨损机制。

然而，很少或根本没有工作量化细节磨损发生的地点。

此外，最近确定接触时间和磨损的反应之间的联系还不确定。

本文提出的实验研究是一个典型的钣金冲压工艺中检查模具半径磨损的地点，类型和严重程度的。

模具半径磨损是由深耕和磨损机制相结合而组成的。

在我们最近公布的数值预测研究中，模具的半径相对春耕机制的严重程度分为两个不同的区域，其中接触压力和滑动距离关联密切，。

在冲压过程中失败的磨损机制的结果表明关键是整体刀具磨损反应。

我们的分析表明，在严重的接触压力和小滑动距离条件下，模具半斤磨损发生在初始阶段。

因此，它得出的主要结论结是整体刀具磨损的响应和刀具寿命依赖于初始阶段冲压过程的瞬变。

关键词：

接触压力失败擦伤钣金冲压刀具磨损

1.简介

在汽车钣金冲压行业，了解刀具磨损已成为日益重要，因为在冲压车间需要减少高强度钢板的实施和润滑油的使用。

刀具磨损往往通过检查具有代表性的磨损试验使用，例如简单的两体滑动接触情况[1-3]或弯曲不足紧张型业务[4-9]。

这些结果是在钣金冲压中磨损界面稳定的条件下的出来的，它具有一定的代表性。

然而，研究表明，在板材模具半径金属冲压中存在一些非稳定的接触条件[9-15]。

虽然大部份的冲压过程中表现出稳定的接触条件，定性比较下紧张的弯曲过程，它最近已确定有一个独特的最初瞬时阶段展品严重和时间依赖性的接触条件[13-15]（见图1）。

正如图1a所示，发生的接触压力在模具半径在短暂的阶段是在超过在稳态阶段的经历。

此外，它已被证明，传统的磨损试验中在磨损接口独特的接触瞬态阶段性成果压力[13]，滑动距离[14]，和散装变形条件[15]差别很大。

据佩雷拉等推测[13-15]，在整体钣金冲压工具磨损响应接触和变形在短暂的阶段中存在的条件，可能是至关重要的。

众所周知，钣金冲压过程中存在几个不同的磨损机制-包括微切削，犁耕，棘轮和擦伤。

文献表明，模具半径磨损的位置和机制的类型的不同，磨损的严重程度也跟着改变（例如，见[2,16-18]）。

这种变化往往是在不同的地点观察到一个单芯片为半径的表面冲压工艺。

刀具半径[4,6,8,19,20]的两个峰值接触压力分布特征与弯曲张力进程，地点，类型和磨损程度密切相关的。

然而，对于钣金和冲压流程之间的磨损行为及相关接触条件目前尚不清楚。

通过使用表面轮廓，模具半径磨损深度已被定性为一个圆柱形杯的形成过程[16,21]。

这种方法可以成功地量化磨损机制，涉及的材料去除，比如微切削磨损机制。

然而，当材料是不从表面移除-即犁地时，磨损，比如发生的磨料和粘合剂的机制相结合在一起，表面轮廓和磨损深度的结果可能解释更加困难。

在这种情况下，显微镜或肉眼观察已经被用来识别主要的磨损机制[17,18]。

然而，在钣金模具半径冲压中，作者也没有发表作品详细的关于磨损机制的类型，量化他们的出现的位置。

这方面的知识显得尤为重要，考虑到不同的接触条件已确定发生的，无论在模具半径和整个冲压时间的过程。

因此，本次调查的第一个目标是对于一个典型的钣金冲压工艺发生在死亡半径表征的位置，类型和磨损的严重程度。

一旦磨损响应的特点，宏观尺度接触的重要性，检查模具半径可以通过滑动和变形。

尤其是在整体刀具磨损至关重要时，模具半径可以待定。

因此，本次调查的第二个目的是评估模具半径整体磨损是否由最近发现的短暂阶段的冲压过程所导致的。

（图1a所示）

2实验装置

2.1.测试方法和配置

如图2基于这项研究通道形成试验。

表1总结，测试配置，是基于以前文献报道的半工业磨损测试[17,22,23]和佩雷拉等进行了数值模拟研究。

[13,14]。

几何，工艺和材料参数紧密地代表一个典型的易磨损汽车板金属冲压操作。

埃里克森通用钣金试验机（型号145-60）被用来作为新闻系统。

定制刀具（图2所示）被设计为兼容标准工装，对于模具半径，同时允许轻松去除插入检查和交换。

值得注意的是，冲床在本研究中使用（40毫米），相比的（30毫米）的数值研究[13,14]有一个宽度之间的差异。

然而，相对于以前的数值研究仍然是有效的，数值分析表明，在接触和变形条件下[13]这种冲宽度差异对模具半径的影响是微不足道的。

此外，打孔速度，1.5毫米/秒，是明显慢于典型的汽车板冲压金属的RAM速度[23]。

笔者了解到，变形的影响和摩擦生热，在更高冲床速度，可能会影响刀具的磨损率和机制产生。

然而，这些调查的影响是超出了这项工作的范围，而且他们不在这项研究中考虑。

如前所述，测试的主要目的之一是确定至关重要的整体刀具的磨损行为影响-即类型和磨损机制，对模具半径的位置，在冲压过程中失败的结果。

对于汽车钣金冲压件，通常通过的存在组成部分的侧壁上肉眼可见的划痕来判断故障[17,22]。

因此，每个成形手术后，要对冲压件侧壁进行仔细目视检查，是否有任何迹象磨损。

据了解，一旦这个过程已经开始，磨损率（尤其擦伤，）可以非常迅速增加[18,24]。

因此，为了获得准确的磨损类型和位置的信息，重要的是尽快停止测试过程中关键的磨损机制，这是显而易见的。

出于这个原因，每个部分确认后模具半径插入表面也要密切注视检查。

据冲压件侧壁结合目测和表面轮廓（即划痕深度的测量）可以用来提供指示磨损过程中的状态[17]。

然而，在这次调查中，研究人员发现，单靠视觉检测提供了一种有效的和成功的方法，来确定临界磨损因素的发展。

这是特别的情况，需要停止测试时，临界磨损机制第一个可见的。

一旦停止测试，模具半径插入的表面用丙酮清洗，并详细研究表面轮廓和光学显微镜技术（如将在2.3节中所述）。

在测试之前，先去除钣金空白边缘的任何锋利毛刺，用剪床切割钣金空白部分大小。

每个样品前成型钱，所有的工具和空白表面需要用丙酮和无绒布擦拭。

每个测试之前要确保有足够的时间使活性面上的丙酮蒸发了，而不是用来做润滑的。

2.2物料

刀具（模具，模具半径刀片和空白支架）在接触挡片成形行程中制造采用AISID2工具钢和经过硬化为60HRC。

选择D2级工具钢，是因为它在汽车行业的冲压模具中常用[17]。

通过拉伸试验确定未涂层双相（DP600）钢板的空白材料，具有应变硬化指数0.15，屈服强度为400MPa和拉伸强度660兆帕。

2.3表面特性

表面轮廓和光学显微镜的组合被用来描述表面模具半径插入前和冲压磨损试验后的。

模具半径的形式（形状）沿挡片滑动方向用二维轮廓术测量，而粗糙度值测量在两个滑动和横向方向。

2.3.1沿表面滑动方向测量表面轮廓（表）

表面轮廓术进行使用泰勒霍普森形式的的表面光度仪112/3477-01）自定义的仪器，长120毫米，60度锥形，2米半径，钻石通风报信，触控笔。

触控笔滑动速度和采样率分别为1毫米/s和2000赫兹。

每一个模具被放置在沿水平40度的夹角,而测量模具的表面半径形态沿著空白的滑动方向使用单一水平指示,如图3所示。

该地区的约−580度的模具半径测量使用7毫米测量长度。

通过模具半径边缘的三个地点重复测量–即在距离15，20和25毫米，作为衡量如图3所示。

注意空白的材料接触模具半径插入在约表面11–31毫米下，表明了阴影区的模具半径插入在图3。

在这次研究中，认真注意所给的的加工和测量模具的半径。

这是合理的，模具表面半径的形状应精确制造–特别是关于圆柱的半径表面，和半径和平面过渡之间的准确性。

因此，一个±0.02毫米小轮廓度公差被指定在活跃的模具表面半径插入（参考面B–C如图4所示）。

然而，模具的尺寸半径的公差被设置为±0.2毫米为了降低成本。

2.3.2沿滑动和横向方向测量表面粗糙度

剖面测量，如上所述，被用来计算模具半径插入的滑动方向粗糙度。

在横向方向，模具插入持有人使用装置位置在模具插入的水平角度，这样该笔的定位是在同一角度上模具半径表面（见图6）。

如图所示，横向粗糙度是从15到27毫米的插入件边缘测量。

测量模具半径重复10度增量，从0到80度。

对于每一个轮廓测量，对于每一个轮廓测量，泰勒霍布森超软件（版本5.5.4.20）是用来计算粗糙度算术平均值，使用参数表2详细。

-

表1.通道形成操作的几何和工艺参数的总结。

冲压宽度

a

40mm

拉伸深度

d

50mm

初始边力

Fh

20kn

横切冲压距离

g

2.1mm

空白长度

l

150mm

模具圆角半径

Rd

5mm

凸模圆角半径

Rp

5mm

空白厚度

t

2mm

空白的宽度

w

19.5mm

冲压速度

v

1.5mm/s

表2.粗糙度分析参数

上切断

0.25mm

截止短波

长度评价

2.5um

滑动方向

7mm

横向

12mm

带宽

100:

1

滤波器

高斯

图1.含不连续和接触条件下走过模具半径在典型的板料冲压成形手术。

（一）演化的联系压力,显示存在两种不同的阶段（改编自[13]）。

（b）滑动距离分布走过模表面在不同大小的联系压力（改编自[14]）。

图2。

成形和模具磨损试验频道,使用一个Erichsen通用表

金属试验机:

（a）之前,（b）末端的冲压工艺。

图3。

表面轮廓沿空白滑动方向测量。

图4。

摘自《工程制图》半径模具的插入。

所有的尺寸均以毫米为单位。

一般线性宽容

±0.2毫米。

图5。

测量偏差的型材模具半径插入第二20毫米从边缘）就一个理想轮廓的形状。

作为理想的半径5.048毫米案例显示。

图6。

表面轮廓测量横向的空白滑动方向。

2.3.1光学显微镜成像

模具半径被插入的位置在光学显微镜下阶段0-80度的角度,以10度增加（见图7）。

在各个角度,一系列的数码照片通过10倍光学镜头在1毫米格沿横向的方向。

用这种方法,该地区表面从0度到80度的半径和14-28毫米镶件的边缘进行了测试。

一套完整的显微组织捕获测试结束,相应的约120幅图像的每一个模具插入表面半径,为了详细了解磨损行为。

这是一个非常费时的任务,因此,更少的显微组织之前使用这些测试。

目的,在这种情况下,是获得一位大体上的表面形貌的理解,结合与表面粗糙度测量2.3.2节中描述。

图7.光学显微镜成像模具的安装插入表面半径。

这镶件是定位在40度的夹角的水平显示。

3试验条件

在本研究中个人的细节通道形成磨损测试检查,在表3。

这是除了一般的几何参数和工艺参数中指定表1。

模具半径值,最大偏差和表面粗糙度轮廓平均价值得到的表面轮廓测量和计算在第2.3节介绍。

如图所示表3中,主要的区别是每个测试指定的拉延深度和方法用于制备模具表面半径插入。

图8显示最初全面认识的模具半径的表面,沿着中间的空白接触区。

构建这些图片中,一句话:

“光学显微组织的沿滑动方向的缝合在一起的手动。

使用的方法单个图像捕捉图像集和建设提供了保障那精确定位的显微组织在一起建立了模具表面半径,显示在图8轴。

这是重要的检查模具半径的表面磨损,详见第3节。

关于使用绘图深处;价值50毫米,用于测试I-IV,代表全部拉延深度代表通道形成过程之前检查[二十二、二十三]实验及数值模拟方法[13,14】。

拉伸深度17毫米,用于测试五和六前,被选来捕捉仅有的瞬态阶段的形成过程,这是确定发生从0到17毫米穿孔旅游（见图1）。

表3详细的通道形成磨损试验

测试/模具半径插入标签

1

2

3

4

5

6

拉延深度（mm）

50

50

50

50

17

17

模具半径（*）（mm）

5.080

5.051

5.047

5.062

4.998

5.036

最大的轮廓形状偏差（*）（毫米）

0.005

0.004

0.006

0.005

0.006

0.004

模具半径粗糙度

滑动方向（*）（um）

0.096

0.108

0.164

0.381

0.099

0.162

横向方向（*）（um）

0．038

0.050

0.066

0.125

0.041

0．066

模具半径表面处理

手工磨制1200砂

手工磨制2400砂

机械加工

机械加工

手工磨制1200砂

手工磨制1200砂

总数量

30

14

14

18

10

25

注:

物品带星号（*）表示使用表面轮廓测量平均值。

4结果和讨论

全冲程的测试（测试I-IV）进行了表征整个磨损行为是在模具半径（见3.1节）。

基于这些发现,短行程测试（测试V和VI）进行评估。

瞬态对整体磨损反应（见3.2节）。

作者以前报道过在接触和滑动的条件下模具半径磨损的每一个测试将相互对比[13]。

5整体刀具磨损的反应（实验I-IV）

模具表面半径进行插入,利用在第2.3节介绍的表面表征技术,以前试验中,每隔15个冲压件进行测试（当失败发生）。

正如上文所言,失败的定义是发生在当划痕第一次出现在井壁冲压件,或磨损的征兆第一次出现在模具半径的表面。

测试中失败的所有部分显示在表3中,而图9所示的井壁的最后冲压零件为每一个考验。

在部分表面上严重的刮痕是非常轻微在各种情况下。

然而,通过小心使用照明和闪光摄影、零件侧壁的划痕是显而易见的，如图9。

因为该研究的目的是检查模具半径磨损的关键部位,它是十分重要的,捕捉这些初始阶段的磨损,过渡到更为严重之前,由于积累机制表面损伤。

图11显示模具表面的插入I-IV尽头测试,严重磨损的位置十分明显,即划伤的位置在侧壁的通道处。

本文的目的是:

突出模具半径磨损的方式和位置，这是整个刀具磨损的临界。

5.1.1概述

图10和11机提供了大量的有关模具半径磨损和接触方式的信息。

在讨论具体的特殊反应前,值得强调几个显微组织常规点。

首先,没有任何模具半径水平标记可能会制造磨削标记或缺陷,在开始的测试前会先出现在表面上（见图7）。

图8。

模具表面半径插入冲压模具测试。

空白的滑动方向是从左向右。

另外,很明显,有一个更淡更暗的图案,在模具表面,模具半径大约以10度增长。

这种颜色图案实际上不是表面的一个特征,但产生的这一事实每一套缝合图像（如图10和11）得到了27次使用摄于个人显微组织以10度增加（详见2.3节）。

由于圆柱形状的模具,每个显微图表面中间是近似服从正态上显微镜的视野,因此,显得更明亮。

这正常的表面图像的中心从左到右在增从镜头的视线加角度,因此,出现暗区。

5.1.2接触区

水平标记在空白的滑动方向和变色观察（参见图10和11）清晰地显示了空白使滑动接触模具在该地区的约在0-75度的半径的表面,在冲压过程中。

外面这个区域的表面保持不变,说明这地方是不会发生滑动的区域。

因此,该地区约为0-75度,在模具半径作为属性的总体的接触区。

在模具表面引起变色的机理还不了解。

观察变色是模具半径在平坦的表面和模具,明确发生滑动接触的具体空白表面。

然而,这是一个轻度的推测机制并不苛刻的整体磨损反应,尤其是当考虑观察更严重的机械磨损机理,（整地,磨损）,它将在下面讨论。

5.1.3整地机制

之前和之后的轮廓测量得到了滑动和横向方向粗糙度值、测试为了描述检查模具半径磨损行为。

结果表明,粗糙度值没有提供一个明显的迹象或确定的位置和严重程度关于模具半径的磨损[27]。

然而,这是模具半径表面轮廓偏差的对比,计算之前和之后的磨损测试（图12）,可以用来评估磨损过程中模具表面材料是否被清除出了。

由于测量系统和位置方法的位置、每个剖面尺寸大约以±0.25毫米的特定值镶件边。

因此这