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1、
一、選題的依據(jù)及意義:
近年來,.由于模具技術(shù)的迅速發(fā)展, 模具設(shè)計與制造已成為一個行業(yè)越來越來引起人們的重視.模具是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中重要的工藝裝備,他在各種生產(chǎn)行業(yè),特別是沖壓和塑料成形加工中,應(yīng)用極為廣泛.我國模具工業(yè)總產(chǎn)值中,沖壓模具的產(chǎn)值約為50%.現(xiàn)代模具技術(shù)的發(fā)展,在很大程度上依賴于模具標準化的程度,優(yōu)質(zhì)模具材料的研究,先進的模具設(shè)計和制造技術(shù),專用的機床設(shè)備及高水平的生產(chǎn)技術(shù)管理等等,但其中模具設(shè)計是至關(guān)重要的一個方面.
利用模具生產(chǎn)零件的方法已成為工業(yè)上進行成批或大批生產(chǎn)的主要技術(shù)手段,它對于保證制品質(zhì)量,縮短試制周期,進而爭先進入市場,以及產(chǎn)品更新?lián)Q代和新產(chǎn)品開發(fā)都
2、具有決定性意義.因此德國把模具成為”金屬加工中的帝王”,把模具工業(yè)視為”關(guān)鍵 工業(yè)”,美國把模具成為”美國工業(yè)的基石”,把模具工業(yè)視為”不 可估量其力量的工業(yè)”,日本把模具說成”促進社會富裕繁榮的動力”把模具工業(yè)視為”整個工業(yè)發(fā)展的秘密”
從另一個方面來看,機床 刀具工業(yè),素有”工業(yè)之母”之稱,在各個工業(yè)發(fā)達國家中都占有非常重要的地位.
由于模具工業(yè)的重要性,模具成型工藝在各個工業(yè)部門得到了廣泛的應(yīng)用,使得模具行業(yè)的產(chǎn)值已經(jīng)大大超過機床 刀具工業(yè)的產(chǎn)值.這一情況充分說明在國民經(jīng)濟蓬勃發(fā)展的過程中,在各個工業(yè)發(fā)達國家對世界市場進行激烈的爭奪中,越多越多地采用模具來進行生產(chǎn),模具工業(yè)明顯地
3、成為技術(shù) 經(jīng)濟和國力發(fā)展的關(guān)鍵.
從我國的情況來看,不少工業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量上不 去,新產(chǎn)品開發(fā)不出來,老產(chǎn)品更新速度慢,能源消耗指標高,材料消耗量大,這些都與我國模具生產(chǎn)技術(shù)落后,沒有一個強大的 先進的模具工業(yè)密切相關(guān).
因此,要使國民經(jīng)濟各個部門獲得高速發(fā)展,加速實現(xiàn)社會主義四個現(xiàn)代化,就必須盡快將模具工業(yè)搞上去,使模具生產(chǎn)形成一個獨立的工業(yè)部門,從而充分發(fā)揮模具工業(yè)在國民經(jīng)濟中的關(guān)鍵的作用.
沖壓生產(chǎn)靠模具和壓力機完成加工過程,與其他機械加工方法相比,其在技術(shù)和經(jīng)濟方面有如下特點:
⑴沖壓加工的生產(chǎn)效率高,且操作方便,易于實現(xiàn)機械化和自動化.普通壓力機每分鐘可以生產(chǎn)十幾個零件,高
4、速壓力機每分鐘可生產(chǎn)幾百甚至上千件零件.所以它是一種高效率的加工方法.
⑵沖壓件的尺寸精度由模具來保證,所以質(zhì)量穩(wěn)定,互換性好.
⑶沖壓可加工出尺寸范圍較大 形狀較復(fù)雜的零件,小到儀表零件,大到汽車覆蓋件,還可獲得其他加工方法難以制造的壁薄 、 質(zhì)量輕、 剛性好 、 表面質(zhì)量高 、 形狀復(fù)雜的零件.
⑷沖壓加工一般不需要加熱毛坯,也不像切削加工那樣,需大量切削金屬,所以它不但節(jié)能,而且節(jié)約金屬,故沖壓件的成本較低.
由于沖壓工藝具有上述突出的特點,因此在國民經(jīng)濟各個領(lǐng)域廣泛應(yīng)用.例如,航空航天、機械、電子通信 、交通 、兵器 、日用電器及輕工等產(chǎn)業(yè)都有沖壓加工,不但在工業(yè)生產(chǎn)
5、中廣泛采用沖壓工藝,而且可以說每個人每天都直接與沖壓產(chǎn)品發(fā)生聯(lián)系.
沖壓在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中,尤其是大批量生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛.相當(dāng)多的工業(yè)部門 越來越多地采用沖壓加工方法加工零件部件,如汽車 、農(nóng)機、儀表 、儀器 、電子、航空 、航天 、軍工 、家電及輕工等行業(yè).在這些工業(yè)部門中,沖壓件所占比例相當(dāng)大,少則60%以上,多則90%以上.不少過去用鍛造 鑄造 和切削加工方法制造的零件,現(xiàn)在大多也被質(zhì)量輕 剛度好的沖壓件所代替.因此可以說,如果生產(chǎn)中不廣泛采用沖壓工藝,許多工業(yè)部門要提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量 、 降低生產(chǎn)成本 、快速進行產(chǎn)品更新?lián)Q代是難以實現(xiàn)的。
二、國內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢(含文
6、獻綜述):
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步和工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展,許多新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備、新材料不斷涌現(xiàn),促進了沖壓技術(shù)的不斷革新和發(fā)展。其主要表現(xiàn)和發(fā)展方向如下。
⑴沖壓成型理論及沖壓工藝方面
沖壓成型理論的研究是提高沖壓技術(shù)的基礎(chǔ)。目前國內(nèi)外對沖壓成型理論的研究非常重視,在材料沖壓性能研究、沖壓成型過程應(yīng)力應(yīng)變分析、板料變形規(guī)律研究及坯料與模具之間的相互作用研究等方面取得了較大進展。特別是隨著計算機技術(shù)的飛躍發(fā)展和塑性變形理論的進一步完善,近年來國內(nèi)外已開始應(yīng)用塑性成型過程的計算機模擬技術(shù),即利用有限元等數(shù)值分析方法模擬金屬的塑性成型過程,根據(jù)分析結(jié)果,設(shè)計人員可預(yù)測某一工藝方案成型
7、的可行性及可能出現(xiàn)的質(zhì)量問題,并通過在計算機上選擇修改相關(guān)參數(shù),可實現(xiàn)工藝及模具的優(yōu)化設(shè)計。這樣既節(jié)省了昂貴的試模費用,也縮短了制造模具的周期。
目前國內(nèi)外相繼涌現(xiàn)出了精密沖壓工藝;高能、高速成型工藝;超塑性成型工藝及無模多點成型工藝等精密、高效、經(jīng)濟的沖壓新工藝。
⑵沖模設(shè)計與制造方面
沖模是實現(xiàn)生產(chǎn)的基本條件。在沖模的設(shè)計和制造基礎(chǔ)上,目前正朝著以下兩方面發(fā)展:一方面,為了適應(yīng)高速、自動、精密、安全等大批量現(xiàn)代化生產(chǎn)的需要,沖模正向高效率、高精度、高壽命及多工位、多功能方向發(fā)展,與此相適應(yīng)的新型模具材料及其表面熱處理技術(shù)與表面處理,各種高效、精密、數(shù)控、自動化的模具加工機床和檢
8、測設(shè)備以及模具CAD/CAM技術(shù)也正在迅速發(fā)展;另一方面,為了適應(yīng)產(chǎn)品更新?lián)Q代和試制或小批量生產(chǎn)的需要,鋅基合金沖模、聚氨酯橡膠沖模、薄板沖模、鋼帶沖模、組合沖模等各種簡易沖模及其制造技術(shù)也得到了迅速發(fā)展。 精密、高效的多工位及多功能連續(xù)模和大型復(fù)雜的汽車覆蓋件沖模代表了現(xiàn)代沖模的技術(shù)水平。目前50個工位以上的連續(xù)模進距精度可達2 um,多工位連續(xù)模不僅可以完成沖壓全過程,還可以完成焊接、裝配等工序。我國已能自行設(shè)計、制造出達到國標水平的精密多工位連續(xù)模,例如某機電一體化的鐵芯精密自動化連續(xù)模,其主要零件的制造精度可達2—5 um,進距精度可達2—3 um,總壽命達1億次。
⑶沖壓設(shè)備和沖
9、壓生產(chǎn)自動化方面
性能良好的沖壓設(shè)備是提高沖壓生產(chǎn)技術(shù)水平的基本條件,高精度、高壽命、高效率的沖模需要高精度、高自動化的沖壓設(shè)備匹配。
近年來,為了適應(yīng)市場的激烈競爭,對產(chǎn)品質(zhì)量的要求越來越高,且更新?lián)Q代的周期大為縮短,沖壓生產(chǎn)為適應(yīng)這一新的要求,開發(fā)了多種適合不同批量生產(chǎn)的工藝、設(shè)備和模具。其中,無需設(shè)計專用模具、性能先進的轉(zhuǎn)塔數(shù)控多工位壓力機、激光切割和成型機、CNC折彎機等新設(shè)備已投入使用。特別是近幾年在國內(nèi)外已經(jīng)發(fā)展起來、國內(nèi)已開始使用的沖壓柔性制造單元和沖壓柔性制造系統(tǒng)代表了沖壓生產(chǎn)的新的發(fā)展趨勢。
三、研究內(nèi)容及實驗方案:
研究內(nèi)容 :
小撥叉零件沖壓模具設(shè)計及工
10、藝
原始資料及設(shè)計技術(shù)要求如下:
1、零件圖;
2、零件材料牌號及厚度:Q235,δ4.0;
設(shè)計技術(shù)要求:
1、年生產(chǎn)綱領(lǐng):80000件;
2、要求外文資料翻譯忠實原文;
3、要求編制的沖壓工藝規(guī)程合理;
4、要求設(shè)計的沖壓模具滿足加工要求;
5、要求圖紙設(shè)計規(guī)范,符合制圖標準;
6、要求畢業(yè)論文敘述條理清楚,設(shè)計計算正確,論文格式規(guī)范。
方案
1、分析沖壓件的工藝性
根據(jù)設(shè)計題目的要求,分析沖壓件成型的結(jié)構(gòu)工藝性,分析沖壓件的形狀特點、尺寸大小、精度要求及所用材料是否符合沖壓工藝要求。
2、制定沖壓件工藝方案
11、
在分析了沖壓件的工藝性后,通過可以列出幾種不同工藝方案,
從產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率、設(shè)備占用情況、模具制造的難易程度和模具壽命高低、工藝成本、操作方便和安全程度等方面,進行綜合分析、比較,然后確定適合于工廠具體生產(chǎn)條件的最經(jīng)濟合理的工藝方案。
3、確定毛坯形狀、尺寸和下料方式。
在最經(jīng)濟的原則下,決定毛坯的形狀、尺寸和下料方式,并確定材料的消耗量。
4、確定沖模類型及結(jié)構(gòu)型式。
5、進行必要的工藝計算
6、選擇壓力機
7、繪制模具總圖和非標準零件圖。
四、目標、主要特色及工作進度
目標和主要特色:
利用模具成型零件的方法,實質(zhì)上是一種少切削、無切削、多
12、工序重合的生產(chǎn)方法,采用模具成型的工藝代替?zhèn)鹘y(tǒng)的切削加工工藝,可以提高生產(chǎn)效率,保證零件的質(zhì)量,節(jié)
約材料,降低生產(chǎn)成本,從而取得很高的經(jīng)濟效益。本設(shè)計的主要任務(wù)設(shè)計一套沖裁模及一套鉚接,其制造過程包含沖裁和鉚接兩道工序。利用沖裁??赏瓿蓻_壓成型工序,再由鉚接模完成鉚接工序得到最后的制件。在該設(shè)計中,重點在于對凸模、凹模和凸凹模的設(shè)計,因為凸凹模是沖壓模的核心零件。
工作進度:
1.繪制零件圖,收集、查閱有關(guān)資料,外文翻譯(6000實詞以上),撰寫開題報告;3.1 -3.19 3周
2.對零件進行沖裁/鉚接工藝分析,確定工藝方案; 3.22-3.26 1周
3.計
13、算、確定沖壓力模具工作部分尺寸及公差,選取模具結(jié)構(gòu)
3.29-4.9 2周
4.設(shè)計模具裝配圖,拆繪部分零件圖; 4.12-5.21 6周
5.撰寫畢業(yè)論文、畢業(yè)設(shè)計審查、畢業(yè)答辯。 5.24 -7.2 6周
五、參考文獻
1.姜奎華主編. 沖壓工藝與模具設(shè)計. 北京:機械工業(yè)出版社,2003.6
2.解汝升. 沖壓模具設(shè)計與制造技術(shù). 北京:中國標準出版社,1997
3. 許發(fā)樾主編. 實用模具設(shè)計與制造手冊. 北京:機械工業(yè)出版社
4.廖念釗等主編. 互換性與技術(shù)測量. 北京:中國計量出版社,2001
5. Wilson,F(xiàn).W.Die design handbook MaGraw Hill 1990.6