華航HKHT外殼體沖壓工藝及模具設計【含CAD圖紙+三維UG+文檔】

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模具是成形金屬、塑料、橡膠、玻璃、陶瓷等制件的基礎工藝裝備，是工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)展和實現(xiàn)少無切削加工技術不可缺少的工具。如汽車、電器、電機、儀器儀表、電子等行業(yè)有60%～80%的零件需要模具加工，輕工日用品的生產(chǎn)需要模具更多，螺釘、螺母、墊圈等標準件，沒有模具就無法大量生產(chǎn)。因此，模具是工業(yè)生產(chǎn)中使用極為廣泛的主要生產(chǎn)裝備。模具是一種高效率的工藝裝備，用模具進行各種材料成形，可實現(xiàn)高速度的大批量生產(chǎn)并能保證制件的質量、節(jié)約原材料。因此，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，模具的應用日益廣泛，是當代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段和工藝發(fā)展方向。許多現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展和技術水平的提高，在很大程度上取決于模具工業(yè)的發(fā)展水平。模具工業(yè)的水平和發(fā)展狀況已經(jīng)被認為是衡量一個國家工業(yè)水平的重要標志之一[1]。 2 模具制造 1.模具生產(chǎn)的特點[1] 模具是工業(yè)生產(chǎn)的主要裝備之一。一套模具制出后，可通過它生產(chǎn)數(shù)十萬件制件或零件，但對于模具本身的制造只能是單件生產(chǎn)，主要生產(chǎn)工藝特點有以下幾個方面： 1.1模具零件的毛胚制造一般采用木模、手工造型、砂型鑄造或自由鍛造加工而成，其毛胚精度較低，加工余量較大。 1.2模具零件除采用普通機床，如車床、萬能銑床、內外圓磨床、平面磨床加工外，還需要采用高效、精密的專用加工設備和機床加工，如電火花穿孔機床、線切割加工機床、成型磨床、電解加工機床等。 1.3模具零件的加工，一般多采用通用夾具，由劃線和試切法來保證尺寸精度，為了降低成本，很少采用專用夾具加工。 1.4一般模具廣泛采用配合加工方法，對于精密模具應考慮易損零件的互換性。 1.5模具生產(chǎn)專業(yè)廠一般都實現(xiàn)了零部件和工業(yè)技術及其管理的標準化、通用化、系列化，把單件生產(chǎn)轉化為批量生產(chǎn)。 2.模具材料的選用 沖壓鍛模具各項性能要求有時是相互矛盾的，一般硬度越高，耐磨性就越高。在同樣的硬度下，鋼材含碳量越高，耐磨性就越高。熱穩(wěn)定性與加入合金元素的種類及數(shù)量有關，只有在高合金含量的情況下，才能達到我們要求的抗軟化能力。韌性則與前二者相反。碳化物中合金元素增加，鋼材變脆。這樣就形成耐磨性與韌性之間以及穩(wěn)定性和韌性之間的兩對基本矛盾。在選擇模具材料時，要注意以下幾個問題： （1）鋼材的淬透性。要按照模具截面的大小，選擇合適的淬透性。鋼材模具除了表面具有足夠的硬度外，心部也要具備足夠的強度。大型模具采用淬透性差的鋼材時，表面淬硬層下與心部若不能獲得馬氏體淬火組織，在回火時就能得到高的強度和韌性。形狀簡單的小模具也常用淬透性較高的結構鋼制造，這是為了淬火后能獲得均勻的應力狀態(tài)。 （2）材料強度和韌度要有良好配合。許多模具要受載荷沖擊力如冷沖壓模，除了要求鋼材具有較高的強度外，還要有足夠的韌性。高碳鋼中含V就有這種優(yōu)異性能。采用水淬方式，可獲得一定深層淬火硬度，而心部仍保持韌性組織。由于淬火硬度中形成壓力，使抗疲勞性能有所提高，適當淬火降低鋼的含碳量，就可以提高淬火模具心部的韌性。 （3）防止開裂和變形。不宜用淬透性差的鋼材。一些含碳量高的合金元素的鋼材，由于淬透性很好，可以采用比較緩和的淬火冷卻以避免開裂和減少變形。 （4）耐磨性和耐腐蝕性。具有均勻韌性組織的鋼材，耐磨性能一般都不高，韌性組織上布滿的硬質碳化物粒子才能提高它的耐磨性，如Cr12、Cr12MoV等可做冷作模具[9]。 國內模具鋼近期發(fā)展重點應在下列幾個方面： 2.1提高冶金質量，增加品種規(guī)格，壞料制品化、精品化：采用先進的設備和技術，采用先進的冶金方法和工藝，如爐外精煉，電渣重熔，真空處理，多向鍛軋，精鍛、精軋，生產(chǎn)純凈度的優(yōu)質鋼材；增加生產(chǎn)高均勻性、高等向性的模塊、扁鋼、方鋼、板材等。 2.2 研制、推廣應用新型模具鋼：鑒于新型模具鋼能大幅度提高模具使用壽命，能解決模具設計、制造、使用、修復中的生產(chǎn)和技術難題，能獲得巨大綜合效益，應大力推廣應用新型模具鋼，可望新型模具鋼應用量逐年增加。同時也要重視老鋼種的使用，通過合理選材，采用新工藝，揚長避短，發(fā)揮其更大效用。 2.3 建立模具選材用材專家系統(tǒng)：隨著產(chǎn)品品種多樣化，模具工況條件復雜化，合理選材用材更顯重要和迫切。已有的研究工作積累了大量數(shù)據(jù)資料，在此基礎上補充完善鋼種性能數(shù)據(jù)，總結國內外在模具材料技術領域的最新成果和經(jīng)驗，借助日益廣泛普及應用的現(xiàn)代計算機技術，建立具有指導性強、先進、可靠、實用的模具鋼選材用材專家系統(tǒng)勢在必行。 2.4 建立塑料模具鋼系列：我國塑料工業(yè)發(fā)展很快，塑料制品廣泛用于農(nóng)業(yè)、機械、化工、建筑、玩具、日用品、汽車、燈具，家用電器等，需求量大，質量要求高，與之相應，塑料模具鋼需求量急速增加，對鋼的使用性能、工藝性能也提出了更高要求。但目前塑料模具選材比較混亂，無章可循，隨意性大，影響了模具使用壽命，也影響了塑料制品質量和市場競爭力，急需通過研制、引進、補充完善鋼種，建立適合我國的塑料模具鋼系列，使塑料模具鋼冶煉、質量控制、供貨、選材、加工和使用水平上一個新的臺階。 2.5加強表面處理技術的應用：表面處理能在保持模具心部原有成分和性能的基礎上，賦予模具表面特殊使用性能（主要是耐磨性、耐蝕性等），大幅度提高模具使用壽命，拓寬了模具鋼應用范圍，還可以價格低的模具鋼取代價格高的模具鋼，因此有廣闊應用前景，受到世界各國的重視。我國應大力加強表面處理基礎理論和應用研究，采用先進設備和技術，以期多種類、高質量的表面處理在模具上廣泛應用。 3.快速模具制造技術 隨著多品種小批量時代的逐步來臨和企業(yè)要求模具能保證新產(chǎn)品快速占領市場，開發(fā)快速經(jīng)濟模具越來越引起人們的重視，例如用環(huán)氧聚脂或其中混入金屬、陶瓷、玻璃等增強材料制作的快速軟模，可用于上百件注塑成形以及汽車覆蓋件試制。其主要特點是制造工藝簡單、生產(chǎn)周期短、價格便宜。但由于材料的導熱性和機械性能不高，這種模具難以用于快頻率的批量注塑成形以及金屬拉延件批量成形。水泥、陶瓷制作的汽車覆蓋件模具還有待進一步改善。相比之下，由于金屬材料具有優(yōu)良的綜合性能，金屬模具低成本快速制造成為RPN技術的努力目標。世界先進工業(yè)化國家的RPM技術在經(jīng)歷了模型與零件試制、快速軟模制造階段后，目前正向快速硬模即金屬模具制造(RMT)方向發(fā)展，RMT已成為國際RPN技術應用研究開發(fā)的熱點。 3.1間接制模法：在直接制模法尚不成熟的情況下，目前具有競爭力的RMT技術主要是粉末燒結、電鑄、鑄造和熔射等間接制模法。 在我國，關于金屬模具間接快速制造技術的研究受到高度重視，清華大學、華中理工大學在鑄造模方面取得了許多研究成果；上海交大用精密鑄造法快速翻制出汽車輪胎等金屬模具。 上述各種間接法都具有快速經(jīng)濟的特點。但相比之下，鑄造法和粉末燒結法尺寸變化大，制模精度不高。電鑄復制精度雖高，但制模時間長、受電鑄材料種類限制且需處理廢液污染。熔射法具有模具材料種類和制模尺寸規(guī)格限制小、復制精度高等優(yōu)點。與直接法相比，間接法目前雖在實用化方面占有優(yōu)勢，但由于中間工序較多且受材料性質和制造環(huán)境溫度的影響，導致精度控制難度大。因此，開發(fā)尺寸穩(wěn)定性好的制模材料及少工序間接制模法、實現(xiàn)工作環(huán)境的安定化是提高精度的關鍵，同時必須加快開發(fā)短流程直接制造金屬模具的方法。 3.2直接制模法：直接法尤其是直接快速制造金屬模具方法在縮短制造周期、節(jié)能省資源、發(fā)揮材料性能、提高精度、降低成本方面具有很大潛力，從而受到高度關注。目前的DRMT技術研究和應用的關鍵在于如何提高模具的表面精度和制造效率以及保證其綜合性能質量，從而直接快速制造耐久、高精度和表面質量能滿足工業(yè)化批量生產(chǎn)條件的金屬模具。目前已出現(xiàn)的DRMT方法主要有：以激光為熱源的選擇性激光燒結法和激光生成法；以等離子電弧等為熱源的熔積法；噴射成形的三維打印法。 然而，上述方法都是基于堆積成形的原理，不可避免要產(chǎn)生側表面階梯效應，致使精度低、表面質量差，且存在綜合力學性能不高等方面的問題，目前尚多用于金屬零件的制造。但現(xiàn)有RPMT技術尚不能直接快速制造能滿足工業(yè)化批量生產(chǎn)要求的高精度、高性能、高表面質量的復雜形狀金屬模具。因此，要解決直接快速制造復雜形狀金屬模具的精度、表面質量和綜合力學性能的問題，有必要探索新的直接快速精細制模方法。 3 結束語 目前我國模具工業(yè)的發(fā)展步伐日益加快，但在整個模具設計制造水平和標準化程度上，與德國、美國、日本的發(fā)達國家相比還存在相當大的差距。在經(jīng)濟全球化的新形勢下，隨著資本、技術和勞動力市場的重新整合，我國裝備制造業(yè)在加入WTO以后，將成為世界裝備制造業(yè)的基地。而在現(xiàn)代制造業(yè)中，無論哪一行業(yè)的工程裝備，都越來越多地采用由模具工業(yè)提供的產(chǎn)品。為了適應用戶對模具制造的高精度、短交貨期、低成本的迫切要求，模具工業(yè)應廣泛應用現(xiàn)代先進制造技術來加速模具工業(yè)的技術進步，滿足各行各業(yè)對模具這一基礎工藝裝備的迫切需求，以實現(xiàn)我國模具工業(yè)的跨越式發(fā)展。 中國沖壓模具產(chǎn)業(yè)除了要繼續(xù)提高生產(chǎn)能力和生產(chǎn)效率之外，今后更要著重于行業(yè)內部結構的調整和技術發(fā)展水平的提高。由企業(yè)結構向專業(yè)化調整，產(chǎn)品結構向著中高檔模具發(fā)展，向進出口結構的改進，中高檔汽車覆蓋件模具成形分析及結構改進、多功能復合模具和復合加工及激光技術在模具設計制造上的應用、高速切削、超精加工及拋光技術、信息化方向發(fā)展。 參考文獻 [1] 彭建聲，秦曉剛.模具技術問答第二版.北京：機械工業(yè)出版社，2003 [2] 張六玲.《模具制造》.2002.NO.1總第六期、 [3] 沖壓工藝與模具實用技術.鄭家賢.北京：機械工業(yè)出版社,2005.1 [4] 王秀鳳.冷沖壓模具設計京：機械工業(yè)出版社，2003.3 [5] 現(xiàn)代模具制造技術.鄧明.北京：化學工業(yè)出版社,2005.6 [6] 翁其金,徐新成.沖壓工藝及沖模設計.機械工業(yè)出版社,2004 [7] 李大鑫.張秀棉.模具技術現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢綜述.天津大學國家大學科技園 [8] 李煥芳.《中國高新技術企業(yè)》.2010年第十期 [9] 樓蘊酈.模具材料的合理選擇.新疆農(nóng)機化1998年第六期 [10]快速成型與快速模具制造技術及其應用．王廣春，趙國群．北京：機械工業(yè)出版 社.2003 [11]周永泰.中國模具工業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展.《航空制造技術》2007年12期 [12]高衛(wèi)國，模具材料.北京.機械工業(yè)出版社.2004 [13]李碩本.沖壓工藝理論與新技術.北京.機械工業(yè)出版社.2003 [14]陳鵬,林忠欽,陳關龍,K. 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