支架零件沖壓工藝與沖模設(shè)計(jì)【說(shuō)明書+CAD】
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支架零件沖壓工藝及沖模設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名:羅建 班級(jí):0781053 指導(dǎo)老師:陳為國(guó) 摘要: 模具是制造業(yè)的重要工藝基礎(chǔ),模具制造屬于專用設(shè)備制造業(yè)。模具技術(shù)集合了機(jī)械、電子、化學(xué)、光學(xué)、材料、計(jì)算機(jī)、精密監(jiān)測(cè)和信息網(wǎng)絡(luò)等諸多學(xué)科,是一個(gè)綜合性多學(xué)科的系統(tǒng)工程。模具技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)主要是模具產(chǎn)品向著更大型、更精密、更復(fù)雜及更經(jīng)濟(jì)的方向發(fā)展,模具產(chǎn)品的技術(shù)含量不斷提高,模具制造周期不斷縮短,模具生產(chǎn)朝著信息化、無(wú)圖化、精細(xì)化、自動(dòng)化的方向發(fā)展,模具企業(yè)向著技術(shù)集成化、設(shè)備精良化、產(chǎn)批品牌化、管理信息化、經(jīng)營(yíng)國(guó)際化的方向發(fā)展。本次設(shè)計(jì)一套沖空、落料的模具。經(jīng)過(guò)查閱資料,首先對(duì)零件進(jìn)行工藝分析,經(jīng)過(guò)工藝分析和對(duì)比,采用沖孔落料工序,通過(guò)沖裁力、推料力、卸料力等計(jì)算,確定壓力機(jī)的型號(hào)。再分析對(duì)沖裁件加工的模具適用類型選擇所需設(shè)計(jì)的模具。得出將設(shè)計(jì)的模具類型后將模具的各工作零部件設(shè)計(jì)過(guò)程表達(dá)出來(lái)。在說(shuō)明書的第一部分,主要敘述了沖壓模具的發(fā)展?fàn)顩r,說(shuō)明沖壓模具的重要性與本次設(shè)計(jì)的意義,接著是對(duì)沖壓件的工藝分析,完成工藝方案的確定。第二部分,對(duì)零件排樣圖的設(shè)計(jì),完成了材料利用率的計(jì)算。再進(jìn)行沖裁工藝力的計(jì)算和沖裁模工作部分的設(shè)計(jì)計(jì)算。通過(guò)前面的設(shè)計(jì)方案畫出模具各零件圖和裝配圖。關(guān)鍵字: 沖壓 落料沖孔 復(fù)合膜 模具結(jié)構(gòu) 指導(dǎo)老師簽名:畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書I、畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)題目:支架零件沖壓工藝與沖模設(shè)計(jì)II、畢 業(yè)設(shè)計(jì)(論文)使用的原始資料(數(shù)據(jù))及設(shè)計(jì)技術(shù)要求:1. 支架零件圖2.生產(chǎn)綱領(lǐng):中等批量3.要求完成零件的沖壓工藝分析和沖壓工藝規(guī)程的編制。 1)分析成形工藝及坯料展開(kāi) 2)要求編制支架零件沖壓工藝 3)完成支架沖裁模設(shè)計(jì)III、畢 業(yè)設(shè)計(jì)(論文)工作內(nèi)容及完成時(shí)間:1. 查閱相關(guān)資料,外文資料翻譯(6000字符以上),撰寫開(kāi)題報(bào)告; 第1周-第2周 第1周-第2周2. 繪制支架沖件圖、分析沖件成型工藝及坯料展開(kāi); 第3周-第6周3. 編制吊支架沖壓成形工藝規(guī)程; 第7周-第8周4. 繪制吊支架沖裁??傃b圖及零件圖 第9周-第 13 周5. 撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(論文) 第14周-第16周6. 畢業(yè)設(shè)計(jì)審查,畢業(yè)答辯。 第17周 、主 要參考資料:1. 王樹(shù)勛等合編典型模具結(jié)構(gòu)圖冊(cè)第版廣州:華南理工大學(xué)出版社,20052. 王孝培主編沖壓手冊(cè)第版北京:機(jī)械工業(yè)出版社,20053. 翁其金等主編 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì) 第1版 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,20084. 模具設(shè)計(jì)手冊(cè)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn):、冷沖模國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)5. 中國(guó)模具工業(yè)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)件委員會(huì)編 中國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)件手冊(cè) 第1版 上海:上??茖W(xué)普及出版社,1989版社, 1989 航空工程系 系 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 專業(yè)類 0781053 班學(xué)生(簽名): 填寫日期: 2011 年 3 月 1 日指導(dǎo)教師(簽名): 助理指導(dǎo)教師(并指出所負(fù)責(zé)的部分): 航空工程系 系主任(簽名)附注:任務(wù)書應(yīng)該附在已完成的畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書首頁(yè)。學(xué)士學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人聲明,所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立完成的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外,本論文不包含法律意義上已屬于他人的任何形式的研究成果,也不包含本人已用于其他學(xué)位申請(qǐng)的論文或成果。對(duì)本文的研究作出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體,均已在文中以明確方式表明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。作者簽名: 日期:學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定,同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版,允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)南昌航空大學(xué)可以將本論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索,可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。 作者簽名: 日期:導(dǎo)師簽名: 日期:畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開(kāi)題報(bào)告書題目 支架零件沖壓工藝與沖模設(shè)計(jì)專業(yè)名稱 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班級(jí)學(xué)號(hào) 078105317 學(xué)生姓名 羅建 指導(dǎo)教師 陳為國(guó) 2011年 3 月 20 日說(shuō) 明開(kāi)題報(bào)告應(yīng)結(jié)合自己課題而作,一般包括:課題依據(jù)及課題的意義、國(guó)內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢(shì)(含文獻(xiàn)綜述)、研究?jī)?nèi)容及實(shí)驗(yàn)方案、目標(biāo)、主要特色及工作進(jìn)度、參考文獻(xiàn)等內(nèi)容。以下填寫內(nèi)容各專業(yè)可根據(jù)具體情況適當(dāng)修改。但每個(gè)專業(yè)填寫內(nèi)容應(yīng)保持一致。一、 選題的依據(jù)沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)是汽車、家電等產(chǎn)品生產(chǎn)中常用的制造工藝及方法。本課題可鍛煉綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí),獨(dú)立進(jìn)行沖壓工藝分析及模具設(shè)計(jì)制造的能力。本課題的任務(wù)是:設(shè)計(jì)支架零件沖壓工藝與沖模設(shè)計(jì)。通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì),熟悉常用沖壓材料的適用性能,能正確選擇模具材料能提出合適的熱處理工藝,掌握沖壓模具設(shè)計(jì)的基本程序和方法。主要內(nèi)容包括:沖壓工藝分析與參數(shù)計(jì)算;沖壓工藝方案的確定與優(yōu)選;關(guān)鍵工序成形的數(shù)值仿真驗(yàn)證。凸模、凹模、定位、導(dǎo)向、連接、卸料等工件零件的設(shè)計(jì);模具裝配圖與零件圖設(shè)計(jì)等等。二、國(guó)內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢(shì)(含文獻(xiàn)綜述)21國(guó)內(nèi)模具發(fā)展?fàn)顩r 近年來(lái),我國(guó)沖壓模具水平已有很大提高。近年來(lái),模具行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和體制改革步伐加快,主要表現(xiàn)為:大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命中高檔模具及模具標(biāo)準(zhǔn)件發(fā)展速度快于一般模具產(chǎn)品;塑料模和壓鑄模比例增大;專業(yè)模具廠數(shù)量及其產(chǎn)能增加較快;“三資”及私營(yíng)企業(yè)發(fā)展迅速;股份制改造步伐加快等。大型沖壓模具已能生產(chǎn)單套重量達(dá)50多噸的模具。為中檔轎車配套的覆蓋件模具國(guó)內(nèi)也能生產(chǎn)了。精度達(dá)到12m,壽命2億次左右的多工位級(jí)進(jìn)模國(guó)內(nèi)已有多家企業(yè)能夠生產(chǎn)。表面粗糙度達(dá)到Ra300mm)精沖模及中厚板精沖模國(guó)內(nèi)也已達(dá)到相當(dāng)高的水平。在國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策的正確引導(dǎo)下,經(jīng)過(guò)幾十年努力,現(xiàn)在我國(guó)沖壓模具的設(shè)計(jì)與制造能力已達(dá)到較高水平,包括信息工程和虛擬技術(shù)等許多現(xiàn)代設(shè)計(jì)制造技術(shù)已在很多模具企業(yè)得到應(yīng)用。從地區(qū)分布來(lái)說(shuō),以珠江三角洲和長(zhǎng)江三角洲為中心的東南沿海地區(qū)發(fā)展快于中西部地區(qū),南方的發(fā)展快于北方。目前發(fā)展最快、模具生產(chǎn)最為集中的省份是廣東和浙江,這兩個(gè)省的模具產(chǎn)值已占全國(guó)總產(chǎn)值的6成以上。我國(guó)模具總產(chǎn)值雖然已位居世界第三,但設(shè)計(jì)制造水平在總體上要比德國(guó)、美國(guó)、日本、法國(guó)、意大利等發(fā)達(dá)國(guó)家落后許多,也要比英國(guó)、加拿大、西班牙、韓國(guó)、新加坡等落后。我國(guó)模具行業(yè)專業(yè)化程度還比較低,模具自產(chǎn)自配比例過(guò)高。落后和差距主要表現(xiàn)在:精密加工設(shè)備在模具加工設(shè)備中的比重比較低;CAD/CAE/CAM技術(shù)的普及率不高;許多先進(jìn)的模具技術(shù)應(yīng)用不夠廣泛等等,致使相當(dāng)一部分大型、精密、復(fù)雜和長(zhǎng)壽命模具依賴進(jìn)口。22國(guó)內(nèi)模具未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)1.全面推廣CAD/CAE/CAM技術(shù) 2.高速銑削加工 發(fā)展的高速銑削加工,大幅度提高了加工效率,并可獲得極高的表面光潔度。高速銑削加工技術(shù)的發(fā)展,對(duì)汽車、家電行業(yè)中大型型腔模具制造注入了新的活力。 3.模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng) 模具掃描系統(tǒng)提供了從模型或?qū)嵨飹呙璧郊庸こ銎谕哪P退璧闹T多功能,大大縮短了模具的在研制制造周期。 4.電火花銑削加工 削加工技術(shù)是一種替代傳統(tǒng)的用成型電極加工型腔的新技術(shù),它是有高速旋轉(zhuǎn)的簡(jiǎn)單的管狀電極作三維或二維輪廓加工(像數(shù)控銑一樣),因此不再需要制造復(fù)雜的成型電極,這顯然是電火花成形加工領(lǐng)域的重大發(fā)展。5.提高模具標(biāo)準(zhǔn)化程度我國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)化程度正在不斷提高,目前我國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)件使用率已達(dá)到30%左右。國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家一般為80%左右。6.優(yōu)質(zhì)材料及先進(jìn)表面處理技術(shù) 優(yōu)質(zhì)鋼材和應(yīng)用相應(yīng)的表面處理技術(shù)來(lái)提高模具的壽命就顯得十分必要。模具熱處理和表面處理技術(shù)是能否充分發(fā)揮模具鋼材料性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。模具熱處理的發(fā)展方向是采用真空熱處理。 7.模具研磨拋光將自動(dòng)化、智能化 模具表面的質(zhì)量對(duì)模具使用壽命、制件外觀質(zhì)量等方面均有較大的影響,研究自動(dòng)化、智能化的研磨與拋光方法替代現(xiàn)有手工操作,以提高模具表面質(zhì)量是重要的發(fā)展趨勢(shì)。8.模具自動(dòng)加工系統(tǒng)的發(fā)展 我國(guó)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的目標(biāo):在信息化帶動(dòng)工業(yè)化發(fā)展的今天,在經(jīng)濟(jì)全球化趨向日漸加速的情況下,我國(guó)沖壓模具必須盡快提高水平。通過(guò)改革與發(fā)展,采取各種有效措施,在沖壓模具行業(yè)全體職工的共同努力奮斗之下,我國(guó)沖壓模具也一定會(huì)不斷提高水平,逐漸縮小與世界先進(jìn)水平的差距?!笆晃濉逼陂g,在科學(xué)發(fā)展觀指導(dǎo)下,不斷提高自主開(kāi)發(fā)能力、重視創(chuàng)新、堅(jiān)持改革開(kāi)放、走新型工業(yè)化道路,將速度效益型的增長(zhǎng)模式逐步轉(zhuǎn)變到質(zhì)量和水平效益型軌道上來(lái),我國(guó)的沖壓模具的水平也必然會(huì)更上一層樓。2. 3.國(guó)外模具發(fā)展情況國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的模具廠大體分為獨(dú)立的模具廠和隸屬于一些大的集團(tuán)公司的模具廠,一般規(guī)模都不大,但專業(yè)化程度高,生產(chǎn)效率極高。國(guó)外模具企業(yè)一般不超過(guò)100人,多數(shù)在50人以下。在人員結(jié)構(gòu)上,設(shè)計(jì)、質(zhì)量控制、營(yíng)銷人員超過(guò)30%,管理人員在5%以下。我國(guó)每個(gè)職工平均每年創(chuàng)造模具產(chǎn)值約合1萬(wàn)美元左右,而國(guó)外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家大多1520萬(wàn)美元,有的達(dá)到 2530萬(wàn)美元。國(guó)外先進(jìn)國(guó)家模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率達(dá)70%以上,而我國(guó)才達(dá)到45。國(guó)內(nèi)模具企業(yè)中一些私營(yíng)、合資企業(yè)人員結(jié)構(gòu)和國(guó)外差不多。國(guó)外模具企業(yè)對(duì)人員素質(zhì)要求較高,技術(shù)人員一專多能,一般能獨(dú)立完成從工藝到工裝的設(shè)計(jì);操作人員具備多種操作技能;營(yíng)銷人員對(duì)模具的了解和掌握很深。國(guó)內(nèi)模具企業(yè)分工較細(xì),缺乏綜合素質(zhì)較高的人員。國(guó)外模具企業(yè)CAD/CAE/CAM的技術(shù)的應(yīng)用比較廣泛,逆向工程、快速原型制造鑄造模具的使用也比較多。國(guó)內(nèi)模具企業(yè)中一些骨干廠家在這方面和國(guó)外差距已經(jīng)不大,有些已經(jīng)達(dá)到國(guó)外水平。但一些中小型模具企業(yè)與國(guó)外的差距還是很大的。不過(guò)在模具材料方面,隨著國(guó)外技術(shù)的引進(jìn)和中國(guó)研發(fā)能力的提高,差距在逐漸縮小。國(guó)外模具總量中,大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具的比例占到50%以上;國(guó)外模具企業(yè)的組織形式是大而專、大而精。在模具的價(jià)格和制造周期上,國(guó)外模具價(jià)格一般是國(guó)內(nèi)模具的5-10倍,制造周期是2-3倍。在這兩方面應(yīng)該說(shuō)國(guó)內(nèi)模具企業(yè)還是具有一定競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的。三、研究?jī)?nèi)容及實(shí)驗(yàn)方案1課題研究的主要內(nèi)容 1.工藝分析由工件圖可知,該工件的形狀,尺寸,精度和材料等均符合沖壓工藝性要求,沖壓的主要工序有:落料、沖裁等,工藝比較復(fù)雜,生產(chǎn)批量大。2拍樣圖設(shè)計(jì)由所給零件圖畫出零件展開(kāi)圖,合理安排工位,要注意尺寸質(zhì)量問(wèn)題及控制。3.沖壓工藝參數(shù)計(jì)算等4.模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)凹模、凸模的設(shè)計(jì)5模具裝配圖與零件圖的設(shè)計(jì)6撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書2本課題研究方法1.從老師指定的零件圖入手,收集資料撰寫開(kāi)題報(bào)告。繪制零件沖件圖,。根據(jù)零件的材料與厚度,進(jìn)行工藝分析與計(jì)算,初步確定零件的加工制造工藝。2.要進(jìn)行模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)還需要選擇模架,初步擬定選擇后側(cè)導(dǎo)柱模架,尺寸規(guī)格的選擇還需要進(jìn)一步的計(jì)算。本次設(shè)計(jì)先設(shè)計(jì)出排樣圖,計(jì)算出搭邊值,這要考慮到提高原材料的利用率。確定模具的壓力中心后計(jì)算沖裁力,頂件力,彎曲力等,算出總力后即可根據(jù)模具設(shè)計(jì)大典選擇壓力機(jī)的種類及型號(hào)。之后計(jì)算模具的刃口尺寸。再確定模具的主要結(jié)構(gòu)要素,如確定送料方式,確定卸料方式。選擇各模具零件的標(biāo)準(zhǔn)外形尺寸,有上模板、固定板、凹模、卸料板、固定板、下墊板的尺寸。再確定一下螺釘和銷釘?shù)臄?shù)量與尺寸。3.進(jìn)行模具的裝配圖與零件圖的設(shè)計(jì)。查找零件與裝配的技術(shù)要求,以及各零件的材料、硬度和規(guī)格,最后用計(jì)算機(jī)繪制正式的裝配圖,再由指導(dǎo)教師指定零件圖,用計(jì)算機(jī)繪出圖紙,標(biāo)明尺寸,技術(shù)要求以及形位公差、粗糙度等。四、總的工作任務(wù),進(jìn)度安排以及預(yù)期結(jié)果 1、總的工作任務(wù)1、 獨(dú)立完成畢業(yè)設(shè)計(jì)2、 按圖標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)一套模具的裝配圖和有關(guān)的關(guān)鍵零件圖,圖紙比例1:1,畢業(yè)設(shè)計(jì)圖紙不少于2.5張A0圖紙。3、 制訂模具的裝配工藝和成形零件的工藝,并編制出成形零件的工藝卡。4、 按學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)的書寫格式要求,撰寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書。5、完成6000字符以上的畢業(yè)設(shè)計(jì)有關(guān)的外文資料翻譯。 2、工作進(jìn)度1. 查閱相關(guān)資料,外文資料翻譯(6000字符以上),撰寫開(kāi)題報(bào)告。第1周第2周2.繪制支架沖件圖,分析沖件成形工藝及坯料展開(kāi)。 第3周第6周3.編制吊支架沖壓成形工藝規(guī)程。 第7周第8周4.繪制吊支架沖裁??傃b圖及零件圖。 第9周第13周5.撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(論文)。 第14周第16周6.畢業(yè)設(shè)計(jì)審查,畢業(yè)答辯。 第17周3預(yù)期結(jié)果1.完成一篇相關(guān)英文資料的翻譯。2.完成對(duì)吊支架沖壓件的結(jié)構(gòu)和功能分析,確定總體方案設(shè)計(jì),并繪制出零件圖。3.完成模具部分零件的工藝設(shè)計(jì),撰寫詳細(xì)的設(shè)計(jì)說(shuō)明書。我希望能提前完成任務(wù),并且把錯(cuò)誤降低到最低點(diǎn),使本設(shè)計(jì)應(yīng)具有相當(dāng)?shù)膶?shí)用性。五、參考文獻(xiàn) 1 王樹(shù)勛等合編典型模具結(jié)構(gòu)圖冊(cè)第版廣州:華南理工大學(xué)出版社,20052 王孝培主編沖壓手冊(cè)第版北京:機(jī)械工業(yè)出版社,20053 翁其金等主編 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì) 第1版 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,20084 模具設(shè)計(jì)手冊(cè)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn):、冷沖模國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)5 中國(guó)模具工業(yè)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)件委員會(huì)編 中國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)件手冊(cè) 第1版 上海:上??茖W(xué)普及出版社,1989南昌航空大學(xué)科技學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文目 錄1 緒論21.1 模具工業(yè)在國(guó)內(nèi)的發(fā)展?fàn)顩r及趨勢(shì)21.2國(guó)外模具工業(yè)的發(fā)展情況71.3課題研究的內(nèi)容82 制件的工藝分析92.1沖壓件零件圖92.1.1 材料的性能92.1.2零件的精度分析102.2成型工藝分析102.3沖裁工藝方案的確定102.4主要工藝參數(shù)計(jì)算122.4.1確定排樣方案和計(jì)算材料利用率122.5計(jì)算各工序沖壓力和選擇沖壓設(shè)備143.落料沖孔模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)183.1凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算183.1.1落料時(shí)凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算183.1.2沖孔時(shí)凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算193.2選用模架、確定閉合高度及總體尺寸203.3模具各零部件的設(shè)計(jì)與計(jì)算213.3.1凸模設(shè)計(jì)213.3.2凸模固定板的設(shè)計(jì)213.3.3墊板的設(shè)計(jì)213.3.4定位零件的設(shè)計(jì)213.3.5連接件與緊固件的選取223.3.6下模板的確定223.4模具材料的選用223.5模具的裝配圖24總 結(jié)25參考文獻(xiàn)26致 謝271 緒論1.1 模具工業(yè)在國(guó)內(nèi)的發(fā)展?fàn)顩r及趨勢(shì) 1.1.1模具工業(yè)在國(guó)內(nèi)的發(fā)展?fàn)顩r當(dāng)前,整個(gè)工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展特點(diǎn)是產(chǎn)品品種多、更新快、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈。為了適應(yīng)用戶對(duì)模具制造的短交貨期、高精度、低成本的迫切需求,模具將有如下發(fā)展趨勢(shì): (1)模具日趨大型化。這一方面是由于用模具制造的零件日漸大型化,另一方面也是由于高生產(chǎn)率要求而發(fā)展的一模多腔(現(xiàn)在有的已達(dá)到一個(gè)模幾百腔)所致。 (2)模具的精度將越來(lái)越高。10年前,精密模具的精度一般為5UM,現(xiàn)在已達(dá)2UM3UM,不久1UM精度的模具即將上市。隨著零件微型化及精度要求的提高,有些模具的加工精度要求在1UM以內(nèi),這就要求發(fā)展超精加工工藝。 (3)多功能復(fù)合模具將進(jìn)一步發(fā)展。新型多功能復(fù)合模具是在多工位級(jí)進(jìn)?;A(chǔ)上開(kāi)發(fā)出來(lái)的,一副多功能模具除了沖壓成形零件外,還擔(dān)負(fù)著疊壓、攻絲、鉚接和鎖緊等組裝任務(wù),這種多功能模具生產(chǎn)出來(lái)的不再是單個(gè)零件,而是成批的組件,如觸頭與支座的組件、各種微小機(jī)、電器及儀表的鐵芯組件等。 (4)隨著熱流道技術(shù)的日漸推廣應(yīng)用,熱流道模具在塑料模具中的比重將逐步提高。由于采用熱流道技術(shù)的模具可提高制件的生產(chǎn)率和質(zhì)量,并能大幅度節(jié)約制件的原材料,因此,熱流道技術(shù)的應(yīng)用在國(guó)外發(fā)展很快,已十分普遍。許多塑料模具廠所生產(chǎn)的塑料模具已有一半以上采用了熱流道技術(shù),有的廠使用率甚至已達(dá)80%以上,效果十分明顯。 (5)隨著塑料成形工藝的不斷改進(jìn)與發(fā)展,氣輔模具及適應(yīng)高壓注射成型等工藝的模具將隨之發(fā)展。塑料件的精度分為尺寸精度、幾何形狀精度和外觀精度(即光譯、色調(diào)等)。為了確保精度要求,模具生產(chǎn)企業(yè)將繼續(xù)研究發(fā)展高壓注射成型工藝,以及注射壓縮成型工藝。在注射成型中,影響成型件精度的最大因素是成型收縮,高壓注射成型可減小樹(shù)脂收縮率,增加塑件尺寸的穩(wěn)定性。氣體輔助注射成型技術(shù)已比較成熟,它能改善塑件的內(nèi)在和外觀質(zhì)量,具有注射壓力低、制品變形小、易于成型壁厚差異較大的制品等優(yōu)點(diǎn),而且可以節(jié)約原料及提高制件生產(chǎn)率,從而大幅度降低成本。 (6)模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用將日漸廣泛。模具標(biāo)準(zhǔn)化及模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用能極大地影響模具制造周期。使用模具標(biāo)準(zhǔn)件不但能縮短模具制造周期,而且能提高模具質(zhì)量和降低模具制造成本,因此模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用必將日漸廣泛。 (7)快速經(jīng)濟(jì)模具的前景十分廣闊?,F(xiàn)在是多品種小批量生產(chǎn)的時(shí)代,21世紀(jì),這種生產(chǎn)方式占工業(yè)生產(chǎn)的比例將達(dá)75%以上。一方面是制品使用周期短,另一方面花樣變化頻繁,要求模具的生產(chǎn)周期愈短愈好,開(kāi)發(fā)快速經(jīng)濟(jì)模具越來(lái)越引起人們的重視。例如研制各種超塑性材料來(lái)制作模具,用環(huán)氧(E)、聚酯(P)或其中填充金屬(M)、玻璃(G)等增強(qiáng)制制作簡(jiǎn)易模具,這些模具的主要特點(diǎn)是制造工藝簡(jiǎn)單,精度易控制,收縮率較小,價(jià)格便宜,壽命較高。 (8)隨著車輛和電機(jī)等產(chǎn)品向輕量化發(fā)展,壓鑄模的比例將不斷提高,同時(shí)對(duì)壓鑄模的壽命和復(fù)雜程度將提出越來(lái)越高的要求。 (9)隨著以塑代鋼、以塑代木的進(jìn)一步發(fā)展,塑料模的比例不斷提高,同時(shí),由于機(jī)械零件的復(fù)雜程度和精度的不斷提高,對(duì)塑料模的要求也將越來(lái)越高。 (10)模具技術(shù)含量將不斷提高,中、高檔模具比例將不斷增大,這也是產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整所帶來(lái)的市場(chǎng)走勢(shì)。在經(jīng)歷了“十五”期間和“十一五”頭兩年高速發(fā)展(這七年間年均增長(zhǎng)速度達(dá)18)之后,由于受到國(guó)際金融危機(jī)影響,2008年下半年開(kāi)始,中國(guó)模具工業(yè)發(fā)展速度己明顯放緩,致使2008年全年模具總銷售額與上年同比增長(zhǎng)率跌進(jìn)了個(gè)位數(shù),只達(dá)到92左右,總量約為950億元左右。2009年,發(fā)展進(jìn)一步受阻,預(yù)計(jì)全年的模具總銷售額只能接近1000億元,而很難突破,基本與去年持平或略有增長(zhǎng)。 國(guó)家gdp增長(zhǎng)是保八爭(zhēng)九,看來(lái)保八是有把握的,那么模具為什么達(dá)不到這個(gè)水平?這主要是國(guó)內(nèi)外模具市場(chǎng)總體不夠景氣所致。 國(guó)家4萬(wàn)億元投資主要投向于基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和民生工程及改善民生等方面,gdp增加了,模具需求卻基本沒(méi)有增加或增加效應(yīng)滯后,汽車、家電、農(nóng)機(jī)等工業(yè)品下鄉(xiāng)以及以舊換新等政策措施的出臺(tái),使gdp也增加了,模具需求雖也有增加,但增幅有限。 例如汽車,年初預(yù)測(cè)今年將突破1000萬(wàn)輛,現(xiàn)在預(yù)測(cè)是突破1200萬(wàn)輛,比去年增長(zhǎng)20以上汽車模具卻沒(méi)有增加那么多,這是因?yàn)榕c模具需求最關(guān)聯(lián)的新車型投放與汽車銷售量之間并不成正比關(guān)系所致。但不管怎么說(shuō),在經(jīng)歷了一年多的金融危機(jī)之后,我們的模具工業(yè)經(jīng)受住了嚴(yán)峻考驗(yàn),2009年全年不出現(xiàn)負(fù)增長(zhǎng)的預(yù)計(jì)將可實(shí)現(xiàn),而且我們還在結(jié)構(gòu)調(diào)整等方面取得了不少成績(jī),全行業(yè)積聚了力量,為今后發(fā)展打下了良好的基礎(chǔ)。 那么在世界金融危機(jī)一年多的時(shí)間里,或者從更長(zhǎng)一段時(shí)間來(lái)說(shuō),除了模具銷售額等數(shù)量方面以外,我們行業(yè)還有些什么發(fā)展特點(diǎn)和進(jìn)步呢?我認(rèn)為主要有以下幾點(diǎn): 一、結(jié)構(gòu)調(diào)整取得一定成效。這主要有三方面表現(xiàn):一是體制改革與機(jī)制轉(zhuǎn)換的成效,目前國(guó)有企業(yè)少,無(wú)論從數(shù)量還是產(chǎn)銷來(lái)說(shuō),都只占全行業(yè)的不足3,股份制、私營(yíng)和三資企業(yè)已占絕對(duì)優(yōu)勢(shì),整個(gè)行業(yè)的活力進(jìn)一步增強(qiáng);二是以大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具為主要代表的高技術(shù)含量的中高檔模具比例一直在穩(wěn)步提高;三是市場(chǎng)結(jié)構(gòu)不斷改善,新興行業(yè)受到普遍重視,例如新能源領(lǐng)域、醫(yī)療設(shè)備(器具、器械)領(lǐng)域、自動(dòng)化領(lǐng)域、航空航天領(lǐng)域及快速經(jīng)濟(jì)模具領(lǐng)域等。國(guó)際市場(chǎng)也史為廣闊,除了歐美和東南亞傳統(tǒng)市場(chǎng)之外,印度、俄羅斯、巴西、澳大利亞、中東和南非等新興市場(chǎng)都己開(kāi)始拓展。 二、海外模具向我國(guó)內(nèi)地轉(zhuǎn)移的趨向不斷發(fā)展,帶動(dòng)了行業(yè)水平的不斷提高及出口的快速增長(zhǎng)。由于我國(guó)模具生產(chǎn)的成本優(yōu)勢(shì)繼續(xù)存在,因此一方面是外資,同時(shí)還有模具采購(gòu),國(guó)際模具都在進(jìn)一步向我國(guó)內(nèi)地轉(zhuǎn)移發(fā)展。由于要與國(guó)際接軌,這就加速了我們的進(jìn)步。 三、集群式生產(chǎn)方式得到進(jìn)一步發(fā)展。據(jù)模具網(wǎng)ceo羅百輝調(diào)查,目前全國(guó)已有不同種類和各種不同形式的模具城(園、區(qū)、集聚生產(chǎn)基地)近50多個(gè),其中半數(shù)以上己形成一定規(guī)模,2008年模具城的產(chǎn)出己達(dá)270億元左右,其中模具約為170億元左右,規(guī)模效應(yīng)己得到體現(xiàn)。而且,集群式生產(chǎn)方式的發(fā)展,為發(fā)展我國(guó)模具行業(yè)中的現(xiàn)代制造服務(wù)業(yè)和以模具為核心的產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展作出了重大貢獻(xiàn),其意義是很大的。目前集群式生產(chǎn)方式仍在不斷發(fā)展之中,總體態(tài)勢(shì)良好。 四、模具生產(chǎn)周期進(jìn)一步縮短,模具價(jià)格繼續(xù)下降。這對(duì)模具生產(chǎn)企業(yè)來(lái)說(shuō),確實(shí)是造成了很人壓力,但對(duì)模具用戶來(lái)說(shuō),這就是成績(jī)。同時(shí),這也是模具行業(yè)技術(shù)進(jìn)步的表現(xiàn)。但是這里也有一個(gè)市場(chǎng)不規(guī)范,過(guò)度的價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)和中低檔產(chǎn)品產(chǎn)能過(guò)剩的問(wèn)題,應(yīng)該引起我們的足夠重視。 關(guān)于我國(guó)模具行業(yè)的水平,我國(guó)“十一五”模具行業(yè)發(fā)展規(guī)劃中提出的目標(biāo)是至2010年進(jìn)入亞洲先進(jìn)水平的行列。我認(rèn)為這個(gè)目標(biāo)是可以達(dá)到的。從數(shù)量上來(lái)說(shuō),我們目前已經(jīng)是世界模具生產(chǎn)大國(guó)。從產(chǎn)品水平上來(lái)說(shuō),為b級(jí)及以下檔次轎車及其他乘用車和商用車等配套的全套汽車模具,為電子行業(yè)配套的精度達(dá)2um,壽命達(dá)2億次以上的精密高速多工位級(jí)進(jìn)模,單套模具重量超過(guò)100噸的巨型模具,長(zhǎng)達(dá)6米的大型多工位級(jí)進(jìn)模具,導(dǎo)光板模具、光盤模具、生物芯片模具等許多高水平模具己都能生產(chǎn)。然而中國(guó)地域廣闊,各地眾多模具企業(yè)水平不齊,相互之間差距很大,從綜合水平來(lái)說(shuō),與國(guó)際先進(jìn)水平相比,還確實(shí)存在不少差距j差距促使我們進(jìn)一步努力,差距促使我們奮進(jìn)!向世界模具強(qiáng)國(guó)不斷邁進(jìn),將仍舊是我們?cè)谳^長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)的奮斗目標(biāo)。 關(guān)于模具發(fā)展趨勢(shì),我認(rèn)為這主要取決于兩個(gè)方面,即一方面是模具為之服務(wù)的各行各業(yè)的發(fā)展趨勢(shì),另一方面是整個(gè)社會(huì)和世界科學(xué)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì),這實(shí)際上就是需要和可能。 模具是為制件,也就是成形產(chǎn)品服務(wù)的,因此模具必然要以制件(成形產(chǎn)品)的發(fā)展趨勢(shì)為自己的發(fā)展趨勢(shì),模具必須滿足他們的要求。 制件發(fā)展趨勢(shì)主要是輕巧、精美、快速高效生產(chǎn)、低成本與高質(zhì)量,每一項(xiàng)都預(yù)示了模具發(fā)展趨勢(shì)?,F(xiàn)簡(jiǎn)要分析如下: 要輕巧就會(huì)增加使用塑料及開(kāi)發(fā)新材料,包括各種新型塑料、改性塑料、金屬塑料、鎂合金、復(fù)合材料等等,這就要求有新的成形工藝,從而也就要求有與之相適應(yīng)的新型模具。例如,汽車上越來(lái)越多地采用高強(qiáng)度板也是為了減輕重量,對(duì)一些超高強(qiáng)度板進(jìn)行熱成形及與之相適應(yīng)的熱成形模具也就自然而然成為發(fā)展趨勢(shì)等等。 要精美,就要求外形美觀大方,內(nèi)部無(wú)缺陷,這就要求有精細(xì)、精密和高質(zhì)量模具與之相適應(yīng)。目前我們?cè)诰?xì)化方面差距很大,精細(xì)化往往被忽視,功虧一簣。 快速高效生產(chǎn),這一方面是要求模具企業(yè)要盡量縮短模具生產(chǎn)周期,盡快向模具用戶交付模具,另一方面更重要的是要使用戶能用你提供的模具來(lái)快速高效地生產(chǎn)制品。例如一模多腔多件生產(chǎn)、疊層模具、利用好熱流道技術(shù)來(lái)縮短成形時(shí)間以及使用多層復(fù)合技術(shù)、模內(nèi)裝飾技術(shù)、高光無(wú)痕注塑技術(shù)、在線檢測(cè)技術(shù)、多工序復(fù)合技術(shù)、多排多工位技術(shù)等等。同時(shí)制件成形過(guò)程智能化還要求有智能化的模具來(lái)適應(yīng)。 低成本,這既要通過(guò)模具生產(chǎn)的設(shè)計(jì)、加工、裝配來(lái)實(shí)現(xiàn)模具的低成本制造和低成本供應(yīng),更重要的是要使模具用戶能使用模具來(lái)實(shí)現(xiàn)低成本生產(chǎn)。這就對(duì)模具提出了更高的要求。模具生產(chǎn)企業(yè)必須做到先使模具用戶賺錢,然后才能使自己賺錢。在要求低成本的過(guò)程中,無(wú)論是模具生產(chǎn)企業(yè)還是使用模具的企業(yè),不斷改善管理,逐步實(shí)現(xiàn)信息化管理都是企業(yè)的共同要求及進(jìn)步和發(fā)展的方向。 高質(zhì)量,要做到制品的高質(zhì)量,首先必須是模具的高質(zhì)量,模具的穩(wěn)定性一定要好,保證制品的一致性也要好,而且還要保證壽命。高質(zhì)量模具與技術(shù)休戚相關(guān)。 除上述各點(diǎn)外,許多新領(lǐng)域、新興產(chǎn)業(yè)、新制件和個(gè)性化要求也都會(huì)對(duì)模具不斷提出新要求。所以發(fā)展趨勢(shì)的本身也是在不斷發(fā)展的。 從科技發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看模具發(fā)展趨勢(shì)可以先從下列最基本的六個(gè)方面進(jìn)行分析: 新材料模具新材料及為成形產(chǎn)品新材料成形的新型模具 新工藝新的成形工藝及模具加工的新工藝 新技術(shù)技術(shù)進(jìn)步帶動(dòng)模具生產(chǎn)逐步向超高速、超精和高度自動(dòng)化方向發(fā)展 信息化數(shù)字化生產(chǎn)、信息化管理、充分利用it技術(shù) 網(wǎng)絡(luò)化溶入和利用好世界全球化網(wǎng)絡(luò) 循環(huán)經(jīng)濟(jì)與綠色制造一用盡量少的資源來(lái)創(chuàng)造盡量多的價(jià)值,包括回收再利用與環(huán)保等,不但模具要能這樣,而且更要使模具用戶也能這樣。 除上述所說(shuō)的發(fā)展趨勢(shì)之我見(jiàn)以外,同時(shí)我還認(rèn)為,從與模具用戶的關(guān)系來(lái)說(shuō),模具和模具生產(chǎn)企業(yè)向來(lái)是比較依賴和比較被動(dòng)的,發(fā)言權(quán)很少。我認(rèn)為,這一現(xiàn)象應(yīng)逐漸適當(dāng)改變。這就要求我們模具行業(yè)要自強(qiáng),要通過(guò)充分展示自己的實(shí)力和能力,以及創(chuàng)新發(fā)展來(lái)逐步變被動(dòng)為主動(dòng)。國(guó)慶前,我在海爾模具公司參觀,感觸很深。海爾模具公司的口號(hào)是“你給我一個(gè)概念,我給你一個(gè)產(chǎn)品”和“決不對(duì)市場(chǎng)說(shuō)不”。他們?cè)谑袌?chǎng)方面“無(wú)內(nèi)不穩(wěn),無(wú)外不強(qiáng)”,在觀念方面“把模具當(dāng)藝術(shù)品來(lái)做”(模具是依靠技藝制造出來(lái)的藝術(shù)品的概念己被模具是依靠技術(shù)生產(chǎn)出來(lái)的高新技術(shù)產(chǎn)品所替代,但把模具當(dāng)藝術(shù)品來(lái)做的觀念并不過(guò)時(shí),而且卻是認(rèn)真和敬業(yè)的表現(xiàn),應(yīng)該提倡。),提出的目標(biāo)是要成為“全球最先進(jìn)的模具試制中心”,這些都可供我們借鑒。海爾模具公司也做到了模具設(shè)計(jì)的模塊化、參數(shù)化、標(biāo)準(zhǔn)化,以及生產(chǎn)方面的專業(yè)化和標(biāo)準(zhǔn)化。在轉(zhuǎn)型方面他們提出要從企業(yè)信息化向信息化企業(yè)轉(zhuǎn)型,要從生產(chǎn)型制造業(yè)向服務(wù)型(為用戶提供全套解決方案)制造業(yè)轉(zhuǎn)變。我認(rèn)為這些思想也已經(jīng)在一定程度上反映了模具企業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。 上面所述的發(fā)展趨勢(shì)還只是一個(gè)概念性和東西,我們可以不斷的具體化和不斷的深化,例如cadcaecam一體化,軟件的集成化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化,計(jì)算機(jī)模擬仿真技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和三維設(shè)計(jì)的全面推廣應(yīng)用,高速與超高速加工、精密與超精細(xì)微加工和復(fù)合加工及五軸加工等等,不再一一列舉??傊?,模具技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)是動(dòng)態(tài)的,它必須不斷地來(lái)滿足模具用戶不斷發(fā)展的新趨勢(shì),同時(shí),它也與世界科技發(fā)展密切關(guān)聯(lián)。它們相互之間可以互相促進(jìn)和相得益彰。當(dāng)然,對(duì)于整個(gè)模具來(lái)說(shuō)模具技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)只是其中的一個(gè)部分,諸如生產(chǎn)組織形式、市場(chǎng)經(jīng)營(yíng)模式以及管理等等,都有其一定的發(fā)展趨勢(shì),也是很值得研討的 1.2國(guó)外模具工業(yè)的發(fā)展情況國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的模具廠大體分為獨(dú)立的模具廠和隸屬于一些大的集團(tuán)公司的模具廠,一般規(guī)模都不大,但專業(yè)化程度高,生產(chǎn)效率極高。國(guó)外模具企業(yè)一般不超過(guò)100人,多數(shù)在50人以下。在人員結(jié)構(gòu)上,設(shè)計(jì)、質(zhì)量控制、營(yíng)銷人員超過(guò)30%,管理人員在5%以下。我國(guó)每個(gè)職工平均每年創(chuàng)造模具產(chǎn)值約合1萬(wàn)美元左右,而國(guó)外模具工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家大多1520萬(wàn)美元,有的達(dá)到 2530萬(wàn)美元。國(guó)外先進(jìn)國(guó)家模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率達(dá)70%以上,而我國(guó)才達(dá)到45。國(guó)內(nèi)模具企業(yè)中一些私營(yíng)、合資企業(yè)人員結(jié)構(gòu)和國(guó)外差不多。國(guó)外模具企業(yè)對(duì)人員素質(zhì)要求較高,技術(shù)人員一專多能,一般能獨(dú)立完成從工藝到工裝的設(shè)計(jì);操作人員具備多種操作技能;營(yíng)銷人員對(duì)模具的了解和掌握很深。國(guó)內(nèi)模具企業(yè)分工較細(xì),缺乏綜合素質(zhì)較高的人員。國(guó)外模具企業(yè)CAD/CAE/CAM的技術(shù)的應(yīng)用比較廣泛,逆向工程、快速原型制造鑄造模具的使用也比較多。國(guó)內(nèi)模具企業(yè)中一些骨干廠家在這方面和國(guó)外差距已經(jīng)不大,有些已經(jīng)達(dá)到國(guó)外水平。但一些中小型模具企業(yè)與國(guó)外的差距還是很大的。不過(guò)在模具材料方面,隨著國(guó)外技術(shù)的引進(jìn)和中國(guó)研發(fā)能力的提高,差距在逐漸縮小。國(guó)外模具總量中,大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具的比例占到50%以上;國(guó)外模具企業(yè)的組織形式是大而專、大而精。在模具的價(jià)格和制造周期上,國(guó)外模具價(jià)格一般是國(guó)內(nèi)模具的5-10倍,制造周期是2-3倍。在這兩方面應(yīng)該說(shuō)國(guó)內(nèi)模具企業(yè)還是具有一定競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的。1.3課題研究的內(nèi)容1.從老師指定的零件圖入手,收集資料撰寫開(kāi)題報(bào)告。繪制零件沖件圖,使用fastform進(jìn)行CAE分析。根據(jù)零件的材料與厚度,進(jìn)行工藝分析與計(jì)算,初步確定零件的加工制造工藝。2.要進(jìn)行模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)還需要選擇模架,初步擬定選擇后側(cè)導(dǎo)柱模架,尺寸規(guī)格的選擇還需要進(jìn)一步的計(jì)算。本次設(shè)計(jì)先設(shè)計(jì)出排樣圖,計(jì)算出搭邊值,這要考慮到提高原材料的利用率。確定模具的壓力中心后計(jì)算沖裁力,頂件力,彎曲力等,算出總力后即可根據(jù)模具設(shè)計(jì)大典選擇壓力機(jī)的種類及型號(hào)。之后計(jì)算模具的刃口尺寸。再確定模具的主要結(jié)構(gòu)要素,如確定送料方式,確定卸料方式。選擇各模具零件的標(biāo)準(zhǔn)外形尺寸,有上模板、固定板、凹模、卸料板、固定板、下墊板的尺寸。再確定一下螺釘和銷釘?shù)臄?shù)量與尺寸。3. 進(jìn)行模具的裝配圖與零件圖的設(shè)計(jì)。查找零件與裝配的技術(shù)要求,以及各零件的材料、硬度和規(guī)格,最后用計(jì)算機(jī)繪制正式的裝配圖,再由指導(dǎo)教師指定零件圖,用計(jì)算機(jī)繪出圖紙,標(biāo)明尺寸,技術(shù)要求以及形位公差、粗糙度等, 2 制件的工藝分析2.1沖壓件零件圖圖2-1工件簡(jiǎn)圖材料: 08A1厚度: 1.5mm生產(chǎn)批量:中批生產(chǎn)2.1.1 材料的性能此設(shè)計(jì)中的零件材料為08A1優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼冷軋薄鋼板 (GB/T13237-1991),此種鋼的強(qiáng)度、硬度很低,而塑性、韌性極高,具有良好的冷變形性,所以主要用來(lái)制造冷沖壓件。其力學(xué)性能:抗拉強(qiáng)度:275390MPa295,屈服強(qiáng)度s :175MPa,伸長(zhǎng)率5 : 32,斷面收縮率 :60。2.1.2零件的精度分析本零件無(wú)公差,未注公差尺寸也均按IT14選取,所以普通彎曲和沖裁即可滿足零件的精度要求。2.2成型工藝分析此工件材料為08A1,厚度為1.5mm。具有良好的沖壓性能,適合沖裁及拉深,具有良好的沖壓工藝性。該零件端部為尖角,若采用落料工藝,則工藝性較差,根據(jù)該零件的裝配使用情況,為了改善落料的工藝性,故將四角修改為圓角,取圓角半徑為2mm。此外零件的彎折面較長(zhǎng),若能有效地利用過(guò)彎曲和校正彎曲來(lái)控制回彈,則可以得到形狀和尺寸比較準(zhǔn)確的零件。腰圓孔邊至彎曲半徑R中心的距離為2.5mm。大于材料厚度(1.5mm),從而腰圓孔位于變形區(qū)之外,彎曲時(shí)不會(huì)引起孔變形,故該孔可在彎曲前沖出。首先根據(jù)零件形狀確定沖壓工序類型和選擇工序順序。沖壓該零件需要的基本工序有落料、沖孔、彎曲和拉深。其中彎曲決定了零件的總體形狀和尺寸,因此選擇合理的彎曲方法十分重要。彎曲變形的方法及比較: 第一種方法為一次成形,其優(yōu)點(diǎn)是用一副模具成形,可以提高生產(chǎn)率,減少所需設(shè)備和操作人員。缺點(diǎn)是毛坯的整個(gè)面積幾乎都參與激烈的變形,零件表面擦傷嚴(yán)重,且擦傷面積大,零件形狀與尺寸都不精確,彎曲處變薄嚴(yán)重,這些缺陷將隨零件“腿”長(zhǎng)的增加和“腿”長(zhǎng)的減小而愈加明顯。 第二種方法是先用一副模具彎曲端部?jī)山?,然后在另一副模具上彎曲中間兩角。這顯然比第一種方法彎曲變形的激烈程度緩和的多,但回彈現(xiàn)象難以控制,且增加了模具、設(shè)備和操作人員。2.3沖裁工藝方案的確定根據(jù)沖壓該零件需要的基本工序和彎曲成形的不同方法,可以作出下列各種組合方案。方案一:落料與沖圓孔復(fù)合、彎曲、拉深、切邊。其優(yōu)點(diǎn)是工序比較集中,占用設(shè)備和人員少,但回彈難以控制,尺寸和形狀不精確,表面擦傷嚴(yán)重。方案二:落料與沖腰圓孔復(fù)合、彎曲端部?jī)山?、彎曲中間兩角、拉深、切邊。其優(yōu)點(diǎn)是模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,投產(chǎn)快?;貜棻鹊谝环N方案小,尺寸和形狀精度更高。故本次設(shè)計(jì)采用第二套方案,即落料沖孔、一次彎形、二次彎形、拉深、切邊??紤]到時(shí)間的關(guān)系,本次模具設(shè)計(jì)只做落料沖孔模具。2.4主要工藝參數(shù)計(jì)算2.4.1毛坯展開(kāi)尺寸 使用solidworks鈑金模塊,得到如圖所示的展開(kāi)圖:圖2.2 展開(kāi)圖2.4.2確定排樣方案和計(jì)算材料利用率(1)確定排樣方案,根據(jù)零件形狀選用合理的排樣方案,以提高材料利用率。該零件采用落料與沖孔復(fù)合沖壓,毛坯形狀較復(fù)雜,為便于送料,采用單排方案 圖2.3 排樣方案搭邊值和由表2-12查得,得=2mm,=1.8mm。(2) 確定板料規(guī)格和裁料方式。根據(jù)條料的寬度尺寸,選擇合適的板料規(guī)格,使剩余的邊料越小越好。該零件寬度用料為136.2mm,以選擇1.5mm700mm1450mm(GB/T708-1988)的板料規(guī)格為宜。裁料方式既要考慮所選板料規(guī)格、沖制零件的數(shù)量,又要考慮裁料操作的方便性,該零件以縱裁下料為宜。對(duì)于較為大型的零件,則著重考慮沖制零件的數(shù)量,以降低零件的材料費(fèi)用。(3) 計(jì)算材料消耗工藝定額和材料利用率。根據(jù)排樣計(jì)算,一張鋼板可沖制的零件數(shù)量為n=520=100(件)。材料消耗工藝定額材料利用率由于兩件展開(kāi)圖較為復(fù)雜,使用AutoCAD的面積測(cè)量功能,測(cè)得面積6151.40平方毫米,周長(zhǎng)358.11mm圖2.4 零件面積由圖12-5計(jì)算得出。圖2.5 落料、沖孔工序略圖2.5計(jì)算各工序沖壓力和選擇沖壓設(shè)備(1) 第一道工序落料沖孔(見(jiàn)圖12-6) 該工序沖壓力包括沖裁力,卸料力和推料力,按圖12-6所示的結(jié)構(gòu)形式,系采用打桿在滑塊快回到最高位置時(shí)將工件直接從凹模內(nèi)打出,故不再考慮頂件力。沖裁力式中 L剪切長(zhǎng)度;t=1.5mm,=390Mpa;剪切長(zhǎng)度L按圖2.4所示尺寸計(jì)算:式中落料長(zhǎng)度(mm);沖孔長(zhǎng)度(mm)。將圖示尺寸代入計(jì)算公式可得,因此,=358.11+21.98=380.09mm將以上數(shù)值代入沖裁力計(jì)算公式可得落料卸料力式中 卸料力系數(shù),由表查取為0.05;落料力(N)。將數(shù)值代入卸料力公式可得沖孔推件力式中梗塞件數(shù)量(即腰圓形廢料數(shù)),取n=4;推件力系數(shù),查表取0.06;沖孔力(N)。將數(shù)值代入推件力公式可得第一道工序總沖壓力 =222352+11117.6+533=286833287(kN)選擇沖壓設(shè)備時(shí)著重考慮的主要參數(shù)是公稱壓力、裝模高度、滑塊行程、臺(tái)面尺寸等。根據(jù)第一道工序所需的沖壓力,選用公稱壓力為400kN的壓力機(jī)JG23-40就完全能夠滿足使用要求。(2) 第二道工序一次彎形彎曲力是設(shè)計(jì)彎曲模和選擇壓力機(jī)的重要依據(jù)。該零件是校正彎曲,校正彎曲時(shí)的彎曲力和頂件力為 對(duì)于校正彎曲,由于校正彎曲力比頂件力大得多,故一般可以忽略,即 FD+F1+F2=98+21.7+6.51=126.21KN根據(jù)壓彎力大小,初選設(shè)備為160KN的設(shè)備J23-16。(3)第三道工序二次彎形校正彎曲時(shí)的彎曲力和頂件力為 1.3(FD+F1)=1.3*(4+13.5)=22.75KN根據(jù)壓彎力大小,初選設(shè)備為63KN的設(shè)備J23-6.3(4)第四道工序拉深拉深力:F=Kdtb查表得K=1.00則F=13.1431.21.5390=57.3KN壓邊力: FQ=(S1-S2)p=(2576-)*2.0=3.7KNF總=F+FQ=57.3+3.7=61KN為方便選用可采用下式作概略估算 淺拉深: F總(0.70.8)F壓 則有F壓F總0.7=87.1KN 故選用標(biāo)稱壓力為100KN拉深的壓力機(jī)。3.落料沖孔模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)完成沖孔和落料兩道工序,可以采用級(jí)進(jìn)?;蛘邚?fù)合模來(lái)滿足要求,兩種模具形式都能完成沖孔落料兩道工序,可以減少模具和設(shè)備,同時(shí)操作簡(jiǎn)單,提高生產(chǎn)率,降低對(duì)勞動(dòng)者的要求。但級(jí)進(jìn)模定位要求高,而符合模定位精度要求低,故采用復(fù)??蓾M足要求。3.1凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算是本次設(shè)計(jì)需要重點(diǎn)解決的對(duì)象,其中包括落料的凸、凹模刃口尺寸;以及沖孔的凸、凹模刃口尺寸。3.1.1落料時(shí)凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算查詢沖壓工藝學(xué)根據(jù)公式,落料以凹模為基準(zhǔn) 式中 、落料凹模刃口名義尺寸(mm)。、 凸、凹模的制造公差;最小沖裁間隙;磨損系數(shù),與沖件精度有關(guān);沖裁件的公差,未注公差的毛坯尺寸按照IT11設(shè)計(jì);落料件公稱尺寸(mm); 如圖所示,L1=72.7,L2=70.9,L3=132.2,L4=56.2,L5=70.1,L6=53.9查表得,(1)L1尺寸計(jì)算 (2)L2尺寸計(jì)算 (3)L3尺寸計(jì)算 (4)L4尺寸計(jì)算 (5)L5尺寸計(jì)算 (6)L6尺寸計(jì)算 3.1.2沖孔時(shí)凸、凹模刃口尺寸的計(jì)算式中查詢沖壓工藝學(xué)根據(jù)公式,沖孔以凸模為基準(zhǔn) 式中 沖件的公稱尺寸(mm); 、沖孔凸、凹模刃口尺寸(mm);、 凸、凹模的制造公差;由表3-1查取; 最小雙邊合理間隙(mm);磨損系數(shù),與沖件精度有關(guān);沖裁件的公差,未注公差的毛坯尺寸按照IT11設(shè)計(jì);則 3.2選用模架、確定閉合高度及總體尺寸根據(jù)壓力機(jī)的選擇就可以初步選擇模架以及閉合高度。凹模高度 式中 ; 最大外形尺寸,。所以 取H=24mm 則凹模的最小壁厚也根據(jù)計(jì)算: 則凹模板的周界尺寸為:橫向 縱向 此凹模板周界尺寸是按照最大的尺寸來(lái)計(jì)算的,這樣更加有利于強(qiáng)度的保證,是比較保守的選擇。為了工作過(guò)程的穩(wěn)定,進(jìn)料與卸料的過(guò)程方便,根據(jù)模具設(shè)計(jì)大典中的“后側(cè)導(dǎo)柱模架的選取”選擇與壓力機(jī)的最大、最小閉合高度范圍內(nèi)相適應(yīng)的模架。再按其標(biāo)準(zhǔn)選擇具體結(jié)構(gòu),尺寸見(jiàn)表3-3。表3-3 模架規(guī)格選用名稱尺寸材料熱處理上模座31525055HT200下模座31525060HT200導(dǎo)柱4023020滲碳5862HRC導(dǎo)套401255320滲碳5862HRC初步定義模具的閉合高度為240mm沖裁模總體結(jié)構(gòu)尺寸必須與所選用的壓力機(jī)相適應(yīng),即模具的總體平面尺寸應(yīng)該與壓力機(jī)工作臺(tái)或墊板尺寸和滑塊下平面尺寸相適應(yīng);模具的封閉(閉合)高度應(yīng)與壓力機(jī)的裝模高度或封閉高度相適應(yīng)。所謂模具的閉合高度是模具在最低工作位置時(shí),上、下模座之間的距離。它應(yīng)與壓力機(jī)的裝模高度相適應(yīng),即需滿足如下要求。 (3-11)式中 、壓力機(jī)的最大和最小裝模高度; 模具的閉合高度。校核: 即 既模具的高度應(yīng)該在215mm至250mm之間,不在此范圍就無(wú)法滿足模具開(kāi)模行程與壓力機(jī)的封閉高度之間的關(guān)系。校核成功,滿足條件。240mm符合要求 。 3.3模具各零部件的設(shè)計(jì)與計(jì)算3.3.1凸模設(shè)計(jì)由于每種制件的形狀和尺寸不同,因此沖模的加工以及裝配工藝等實(shí)際條件也有許多不同,所以在實(shí)際生產(chǎn)中使用的凸模結(jié)構(gòu)形式很多。本次設(shè)計(jì)為復(fù)合模,下模為凹凸模,上模為一個(gè)凹模內(nèi)套一個(gè)凸模,以實(shí)現(xiàn)先沖孔后落料的功能。3.3.2凸模固定板的設(shè)計(jì)根據(jù)常規(guī)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn),凸模固定板厚度一般取38mm,材料為45鋼。3.3.3墊板的設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)沖模時(shí),由模板所承受壓力的大小來(lái)判斷是否加裝墊板。因?yàn)槟0宄惺艿膲簯?yīng)力大于模板材料所承受壓力大小,所以使用墊板。在凸模固定板和模板之間加置一淬硬的墊板,從而提高了沖模耐用度。其外形與固定板相同。材料采用45號(hào)鋼。凸模墊板的厚度取15mm。 3.3.4定位零件的設(shè)計(jì)定位零件是用來(lái)保證條料的正確送進(jìn)及在模具中的正確位置。條料在模具送料平面中必須有兩個(gè)方向的限位:一是送進(jìn)導(dǎo)向;二是送料定距。送進(jìn)導(dǎo)向的定位零件有導(dǎo)正銷、導(dǎo)料板、側(cè)壓板等;送料定距的定位零件有用擋料銷、側(cè)刃等;在本次設(shè)計(jì)中使用的是導(dǎo)正銷與擋料銷。1. 送料定距的定位零件的選取選用擋料銷作為送料定距的定位零件。擋料銷是一種比較簡(jiǎn)單的定位零件。它用于限定條料的送進(jìn)距離、抵住條料的搭邊或工件的輪廓,起定位作用,在此選用活動(dòng)擋料銷。選用直徑10mm的A型活動(dòng)擋料銷,標(biāo)記為:活動(dòng)擋料銷A10 JB/T7649.102. 在此選用導(dǎo)正銷作為送進(jìn)導(dǎo)料的定位零件,導(dǎo)正銷一般設(shè)兩個(gè),選用直徑10mm,長(zhǎng)度10mm的導(dǎo)正銷,標(biāo)記為:活動(dòng)導(dǎo)正銷 1010JB/T7649.9。3.3.5連接件與緊固件的選取上模座與落料凹模的固定選用M12120的內(nèi)六角螺釘,定位銷選用公稱直徑10mm、長(zhǎng)度110mm的B型圓柱銷。下模座和凹凸模的固定選用M880的內(nèi)六角螺釘。模柄和上模座的固定選用M1254的內(nèi)六角螺釘。上模座與凸模固定板、凸模墊板的固定選用M894的內(nèi)六角螺釘,定位銷選用公稱直徑10mm、長(zhǎng)度62mm的B型圓柱銷。上模座與彎曲凹模的固定選用M673的內(nèi)六角螺釘,定位銷選用公稱直徑8mm、長(zhǎng)度73mm的B型圓柱銷。下模座與工作臺(tái)的固定選用M8110的內(nèi)六角螺釘。3.3.6下模板的確定在上文中模架的尺寸已經(jīng)確定,下面來(lái)確定下模板的尺寸。上模座的尺寸與形狀與下模座基本相同。在導(dǎo)柱導(dǎo)套的配合方面有細(xì)微差別。3.4模具材料的選用選擇模具材料應(yīng)遵循如下原則:1. 根據(jù)模具種類及其工作條件,選用材料要滿足使用要求,應(yīng)具有較高的強(qiáng)度、硬度、耐磨性、耐沖擊、耐疲勞性等;2. 根據(jù)沖壓材料和沖壓件生產(chǎn)批量選用材料;3. 滿足加工要求,應(yīng)具有良好的加工工藝性能,便于切削加工,淬透性好、熱處理變形小; 4. 滿足經(jīng)濟(jì)性要求。模具材料的種類很多,應(yīng)用也極為廣泛。沖壓模具所用材料主要有碳鋼、合金鋼、鑄鋼、硬質(zhì)合金、鋼結(jié)硬質(zhì)合金以及鋅基合金、低熔點(diǎn)合金、環(huán)氧樹(shù)脂、聚氨酯橡膠等。沖壓模具中凸、凹模等工作零件所用的材料主要是模具鋼,常用的模具鋼包括碳素工具鋼、合金工具鋼、軸承鋼、高速工具鋼、硬質(zhì)合金和鋼結(jié)硬質(zhì)合金等(可參見(jiàn)GB/T6991999、GB/T12981986、GB/T12992000、JB/T58261991、JB/T58251981等)。由于沖裁模主要用于各種板料的沖切成形,其刃口在工作過(guò)程中受到強(qiáng)烈的摩擦和沖擊,所以要求模具工作材料具有高的耐磨性、沖擊韌性以及耐疲勞斷裂性能。在本套工件沖孔落料復(fù)合模中,工件所用材料較硬,且模具工作時(shí)的沖裁力較大,所以要選用抗沖擊韌性大的模具鋼。所有凸模及凹凸模均采用耐磨性和耐沖擊性極強(qiáng)的Cr12材料。所有凹模也采用Cr12材料。墊板、凸模固定板、彈頂器、打料桿、擋料銷、卸料板、內(nèi)六角螺釘均采用45鋼。導(dǎo)正銷采用9Mn2V材料。彈簧采用65Mn材料,硬度為43-48HRC。3.5模具的裝配圖總 結(jié)通過(guò)這次模具設(shè)計(jì),本人在多方面都有所提高。鞏固與擴(kuò)充了冷沖壓模具設(shè)計(jì)等課程所學(xué)的內(nèi)容,掌握了冷沖壓模具設(shè)計(jì)的方法和步驟,掌握了冷沖壓模具設(shè)計(jì)的基本的模具技能,懂得了怎樣分析零件的工藝性,怎樣確定工藝方案,了解了模具的基本結(jié)構(gòu),提高了計(jì)算能力,繪圖能力,熟悉了規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn),同時(shí)各科相關(guān)的課程都有了全面的復(fù)習(xí),獨(dú)立思考的能力也有了提高。在這次設(shè)計(jì)過(guò)程中,體現(xiàn)出自己?jiǎn)为?dú)設(shè)計(jì)模具的能力以及綜合運(yùn)用知識(shí)的能力,體會(huì)了學(xué)以致用、突出自己勞動(dòng)成果的喜悅心情,從中發(fā)現(xiàn)自己平時(shí)學(xué)習(xí)的不足和薄弱環(huán)節(jié),從而加以彌補(bǔ)。在此感謝作指導(dǎo)老師,老師一絲不茍的風(fēng),將是我工作、學(xué)習(xí)中的榜樣;老師循循善誘的教導(dǎo)和不拘一格的思路給予我無(wú)盡的啟迪;這次模具設(shè)計(jì)的每個(gè)實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)和每個(gè)數(shù)據(jù),都離不開(kāi)老師您的細(xì)心指導(dǎo),幫助我很順利的完成了這次課程設(shè)計(jì)。同時(shí)感謝對(duì)我?guī)椭^(guò)的同學(xué)們,謝謝你們對(duì)我的幫助和支持,讓我感受到同學(xué)的友誼。 由于本人的設(shè)計(jì)能力有限,在設(shè)計(jì)過(guò)程中難免出現(xiàn)錯(cuò)誤,懇請(qǐng)老師們多多指教,我真誠(chéng)接受您的批評(píng)與指正,本人將萬(wàn)分感謝。參考文獻(xiàn)1 王樹(shù)勛等合編典型模具結(jié)構(gòu)圖冊(cè)第版廣州:華南理工大學(xué)出版社,20052 王孝培主編沖壓手冊(cè)第版北京:機(jī)械工業(yè)出版社,20053 翁其金等主編 沖壓工藝與模具設(shè)計(jì) 第1版 北京:機(jī)械工業(yè)出版社,20084 模具設(shè)計(jì)手冊(cè)和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn):、冷沖模國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)5 中國(guó)模具工業(yè)協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)件委員會(huì)編 中國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)件手冊(cè) 第1版 上海:上??茖W(xué)普及出版社,1989致 謝首先,真心感謝我的指導(dǎo)老師陳為國(guó)老師!在近幾個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中,陳老師無(wú)私、仔細(xì)、耐心地指導(dǎo)我,將設(shè)計(jì)順利完成。最重要的是在設(shè)計(jì)初期,在我因?yàn)橛龅嚼щy而使得我心慌意亂的時(shí)候,陳老師用行動(dòng)鼓勵(lì)著我,幫我做思想工作。讓我重新樹(shù)立信心,這讓我由衷的感動(dòng)。同時(shí),謝謝圖書館的各位老師,提供專業(yè)的書籍和資料。最后,衷心感謝本專業(yè)所有老師給我的教導(dǎo),以及所有幫助過(guò)我的人!- 27 -
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