摘 要

发动机正时系统关键部件是发动机的重要组成部分，本文是用精冲技术来分析它的工艺，精冲即精密冲裁技术，是一种在三向动力下的强力压边技术，精冲相比冲压技术具有明显的优势，属于冲压技术的一个新的领域。它不仅改变了金属材料冲压工艺加工工艺链，还是一种高质量，高精度，高效率的加工工艺方法。但是精冲在成型机理方面比较复杂。在成型过程中还伴随着一系列的物理现象的发生，它们能够影响材料的应力应变、速度和温度,改变产品的性能，所以在成型机理方面还很难得到重大的突破。但是精冲技术由于其本身的优势，已经成为一种发展趋势。精冲技术的成本较高，故合理的认识，研究运用精冲的成型规律，能够很好的发挥其经济性优势。

本文研究的是发动机正时系统关键部件的精冲工艺。使用的模具是本人设计的，并且运用有限元法在DEFORM-3D软件上进行模拟。从冲裁间隙、压边力、反压力等几个主要的参数来分析其成型的质量。同时也从断面的光亮带，毛刺和塌角对质量做了分析，得到了工艺参数与光亮带的关系图像，分析出了成型规律。

关键词：精冲、冲裁间隙、压边力、反顶力

Abstract

Engine is the key components of the system is an important part of the engine, this paper used by fine blanking technology to analysis the process,fine blanking technology is a strong pressure edge technology by using three direction power.Fine blanking technology has obvious advantages compared to traditionalstamping,itbelongs to the stamping technology in a new field. It not only changes the metal stamping processing chain, but also a kind of high quality, high precision and high efficiency processing method. However, in the process of forming mechanism, the fine blanking is quite complex, which is accompanied by a series of physical phenomena. They can affect the stress and strain of the material, the speed temperature changes the performance of the product, so it is difficult toget a major breakthrough in the forming mechanism. Fine blanking technology has become a development trend because of its own advantages. The cost of fine blanking technology is high, so reasonable understanding, research and application of fine blanking forming lawcanbe very useful to play its economic advantage.

This paper studies the fine blanking process of the key parts in the engine timing system. The die is designed by the author,and using the software of DEFORM-3D to simulate. Analyzedbyblanking clearance, blank holder force and anti pressure of several main parameters to the forming quality. In addition, quality analysis from the section of the euphotic zone, burr and the collapse angle. The relationship between the process parameters and the bright band is obtained and the forming law is analyzed.

Key Words：Fine blanking；Blanking clearance；Blank holder force；Antijacking force.

目录

第1章绪论 4

1.1精冲简介 4

1.2精冲过程 5

1.3精冲的国内外现状 6

1.4精冲过程中的有限元模拟 7

1.5本论文研究的目的和内容 8

1.6本章小结 8

第2章零件的工艺计算与模具设计 9

2.1零件工艺分析 9

2.2 工艺性分析 9

2.3 模具工艺尺寸的计算 10

2.3.1排样 10

2.3.2冲裁力的计算 11

2.3.3压力机的选择 11

2.3.4刃口尺寸计算 12

2.4模具零件的设计 12

2.5本章小结 14

第3章有限元法简介 15

3.1引言 15

3.2 刚塑性有限元法 15

3.3 DEFORM-3D简介 15

3.4 有限元网格重划分计算 16

3.5 有限元模拟 16

3.6 本章小结 16

第4章发动机正时系统关键部件工艺参数实验 17

4.1发动机正时系统关键部件工艺参数分析 17

4.1.1精冲件的质量评价 17

4.1.2发动机正时系统关键部件精冲零件剪切面质量的分析 17

4.2冲裁间隙对光亮带的影响分析 19

4.3压边力对精冲质量的影响 22

4.3.1压边力对材料光亮带的影响 22

4.3.2压边力对塌角的影响 23

4.4反顶力对精冲质量的影响 24

4.4.1反顶力对光亮带的影响 24

4.4.2反顶力对塌角的影响 25

4.5分析冲头应力集中点 25

4.5.1零件应力应变的分析 26

4.5.2冲头的载荷分析 28

4.5.3盲孔冲头的载荷分析 28

4.6金属的流动性分析 29

4.7本章小结 31

第5章结论 32

参考文献 33

致谢 34

第1章绪论

1.1精冲简介

在汽车行业，发动机正时系统对汽车的各种性能有着关键性的影响，它是汽车的重要组成部分，对发动机正时系统关键部位的精冲是研究中重要的一环。精密冲裁简称精冲，它是指在受到三个方向的力作用下的强力压边技术。这在普通冲裁技术上发展起来的一种精密加工工艺，它改变了材料加工的工艺。精冲是一种高效率、高质量的加工工艺^[1]。但精冲的成型机理是一个非常复杂的过程，过程伴随着很多物理现象发生，它们会影响成型工件应力、应变、温度分布以及产品的性能，因此我们在精冲方面的研究有着至关重要的意义。

精密冲裁即精冲技术，精冲是指只需要通过一次的压力，就能够获得高质量，高精度的冲压零件。相比一般的普冲而言，普冲的表面粗糙度 Ra12.5-3.2和尺寸精度IT10-IT11相对于精冲而言是很低的，零件在经过精冲过程后能够获得 Ra3.2-0.2的表面粗糙度，和IT8-IT9以上的尺寸精度，对比之下精冲比普冲更有优势。如果冲裁件的表面粗糙度和尺寸精度要求很高的话，则得优先选用精冲，这样不仅可以得到所期许的表面粗糙度和尺寸精度。而且还降低了成本，提高了经济性。所以可以说精冲工艺既经济性又能够获得高质量的零件。就目前而言，很多精密仪器上面都离不开精冲的身影，像一些精密的照相机，手表等基本上都是通过精冲工艺来生产的。可以这么说，精冲它是一门很有前途的冷冲压工艺。

像强力压边精冲技术就是在精密冲裁的基础上发展起来的。强力压边技术它是一种冲裁间隙很小的冲压工艺。与普通冲裁相比精冲占有绝对的优势，普冲无论是在冲裁间隙还是材料的质量方面都是远远不及精冲工艺的。故就冲裁质量来讲，普冲是远远不及精冲的。