1833_中頁(yè)板零件沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)
1833_中頁(yè)板零件沖壓工藝及模具設(shè)計(jì),中頁(yè)板,零件,沖壓,工藝,模具設(shè)計(jì)
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告題 目中頁(yè)板零件沖壓工藝及模具設(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) 078105232學(xué) 生 姓 名 冼 振 源指 導(dǎo) 教 師 陳 為 國(guó)填 表 日 期 2011 年 1 月 17 日一、選題的依據(jù)及意義:設(shè)計(jì)的主要目的是:通過(guò)對(duì)產(chǎn)品的分析設(shè)計(jì)適合的模具,利用安裝在壓力機(jī)上的沖模對(duì)金屬板材進(jìn)行塑性變形加工以得到符合設(shè)計(jì)要求和使用要求的產(chǎn)品零件;檢驗(yàn)對(duì)所學(xué)相關(guān)課程理論、技能的理解程度;培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際的良好作風(fēng)。設(shè)計(jì)的主要意義是:通過(guò)此次設(shè)計(jì)了解設(shè)計(jì)沖壓模的一般程序,了解相關(guān)的理論知識(shí)并加以應(yīng)用和鞏固;熟練的運(yùn)用有關(guān)技術(shù)資料,如《冷沖模國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)》 、 《模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)》 、 《冷沖壓模具結(jié)構(gòu)圖冊(cè)》及其他有關(guān)規(guī)范等;初步的掌握設(shè)計(jì)冷沖壓模具的能力,為將來(lái)的工作打下初步的基礎(chǔ)。二、國(guó)內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢(shì)(含文獻(xiàn)綜述):隨著制造行業(yè)的發(fā)展,材料加工方法也隨著發(fā)展,其中冷沖壓加工方法在制造行業(yè)得到了廣泛的發(fā)展,特別在汽車制造行業(yè)。隨著冷沖壓加工方法的應(yīng)用,許多汽車零件的外形和精度得到了改善。側(cè)減震片的加工方法也得到了發(fā)展,最后由冷沖壓加工而成。最近的幾年里,冷沖壓加工方法得到了廣泛的發(fā)展。冷沖壓(cold pressing)是建立在金屬塑性變形的基礎(chǔ)上,在常溫下利用安裝在壓力機(jī)上的模具對(duì)材料施加壓力,使其產(chǎn)生分離或塑性變形,從而獲得一定形狀、尺寸和性能的零件的一種加工方法。在冷加工中,將材料(金屬或非金屬)加工成零件(或半成品)的一種特殊工藝裝備,稱為冷沖壓模具(俗稱冷沖模) 。冷沖模在實(shí)現(xiàn)冷沖壓加工中是必不可少的工藝裝備,沒有先進(jìn)的模具技術(shù),先進(jìn)的沖壓工藝就無(wú)法實(shí)現(xiàn)。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展、沖壓技術(shù)的發(fā)展和新型模具材料的不斷研究開發(fā),市場(chǎng)對(duì)模具的需求量不斷增長(zhǎng),模具的結(jié)構(gòu)也發(fā)生了一定的變化,對(duì)模具的制造,裝配等都有了很大的影響。近年來(lái),模具工業(yè)一直以 15%左右的增長(zhǎng)速度快速發(fā)展。模具是機(jī)械制造業(yè)中技術(shù)先進(jìn)、影響深遠(yuǎn)的重要工藝裝備,具有生產(chǎn)效率高、材料利用率高、制件質(zhì)量?jī)?yōu)良、工藝適應(yīng)性好等特點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于汽車、機(jī)械、航天、航空、輕工、電子、電器、儀表等行業(yè)。中國(guó)模具的“珠江三角洲、長(zhǎng)江三角洲和以成都/重慶為代表的西部模具 ”三足鼎立局面已經(jīng)基本形成,然而與國(guó)際先進(jìn)水平相比,中國(guó)的模具行業(yè)的差距不僅表現(xiàn)在精度差距大、交貨周期長(zhǎng)等方面,模具壽命也只有國(guó)際先進(jìn)水平的 50%左右,大型、精密、技術(shù)含量高的轎車覆蓋件沖壓模具和精密沖裁模具,每年都需要花費(fèi)大量資金進(jìn)口。一、經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展,我國(guó)的沖壓模具行業(yè)獲得了飛速發(fā)展,具體體現(xiàn)在:(1)輔助設(shè)計(jì)/加工/工程技術(shù)得到廣泛使用,模具總量名列世界第三位。(2)大型模具企業(yè)擁有高速數(shù)控加工/加工中心/ 數(shù)控機(jī)床等先進(jìn)的加工工藝與裝備,可以開展 RP/RT 或模具逆向工程工作,硬件裝備已經(jīng)站在了與世界基本同步的水平線上。(3)在沖模的表面精整加工技術(shù)方面,開展了積極探索、積累了一些經(jīng)驗(yàn)。(4)以汽車覆蓋件為代表的大型、復(fù)雜、精密沖壓模具,采用 CAD /CAM /CAE 軟件進(jìn)行三維設(shè)計(jì)和模擬,減少試模時(shí)間和縮短周期。借助高速、精密的加工設(shè)備加工生產(chǎn),獲得良好的尺寸精度和表面粗糙度,用新型的研磨或拋光方法代替?zhèn)鹘y(tǒng)的手工研磨拋光,提高模具質(zhì)量 [1]。這些都代表了沖壓模具發(fā)展的趨勢(shì)。例如,吉林大學(xué)汽車覆蓋件成型技術(shù)所獨(dú)立研制的汽車覆蓋件沖壓成型分析 KMAS 軟件,華中理工大學(xué)模具技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的注塑模、汽車覆蓋件模具和級(jí)進(jìn)模 CAD/CAE/CAM 軟件,上海交通大學(xué)模具 CAD 國(guó)家工程研究中心開發(fā)的冷沖模和精沖研究中心開發(fā)的冷沖模和精沖模 CAD 軟件等在國(guó)內(nèi)模具行業(yè)擁有不少的用戶。二、國(guó)際模具制造業(yè)的技術(shù)特點(diǎn)如下:(1)產(chǎn)品專業(yè)化車身模具企業(yè)向?qū)I(yè)化發(fā)展,如德國(guó)大眾公司模具廠、奧迪公司模具廠、SCHULLER 公司,意大利 COMAU 公司,美國(guó) AUTODIE、SECKLY,日本豐田公司模具廠、荻原公司、富士公司,韓國(guó)現(xiàn)代汽車模具中心等。有的專業(yè)制造整體側(cè)圍模具,有的專業(yè)生產(chǎn)四門模具,有的專門生產(chǎn)地板及結(jié)構(gòu)件模具。模具向多工位自動(dòng)化以及級(jí)進(jìn)模方向發(fā)展。(2)制造數(shù)字化三維實(shí)體設(shè)計(jì)廣泛應(yīng)用于模具制造中,二維 DL 圖轉(zhuǎn)為三維 DL 圖后可直接用于有限元分析和數(shù)控編程,百分之百采用 CAE 分析。模具設(shè)計(jì)采用 3D 參數(shù)化設(shè)計(jì)。實(shí)現(xiàn)了不等厚板成形模具設(shè)計(jì),將同模模具推向生產(chǎn)。模具數(shù)控加工技術(shù)包括實(shí)型鑄造技術(shù)、精細(xì)化編程、高速加工技術(shù)、型面數(shù)控強(qiáng)化和修補(bǔ)技術(shù) [2]。三、沖壓模具制造技術(shù)發(fā)展趨勢(shì):(1)制造沖壓件用的傳統(tǒng)金屬材料,正逐步被高強(qiáng)鋼板、涂敷鍍層鋼板、塑料夾層鋼板和其他復(fù)合材料或高分子材料替代。隨著材料科學(xué)的發(fā)展,加強(qiáng)研究各種新材料的沖壓成形性能,不斷發(fā)展和改善沖壓成形技術(shù)。(2)精沖與半精沖、液壓成形、旋壓成形、爆炸成形、電水成形、電磁成形、超塑成形等技術(shù)得到不斷發(fā)展和應(yīng)用,某些傳統(tǒng)的沖壓加工方法將被它們所取代,產(chǎn)品的沖壓加工趨于更合理、更經(jīng)濟(jì)。其中精密沖裁技術(shù)得到了較快發(fā)展,精密沖裁是一種先進(jìn)制造技術(shù),可取代某些零件的切削加工,具有優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、應(yīng)用廣的特點(diǎn)。以齒圈壓板精沖而論,在普通液壓機(jī)上進(jìn)行精沖,工藝裝備簡(jiǎn)單而工件精密 [3]。它以金屬板材為原料,采用少無(wú)切削的塑性加工方法,一次成形即可得到尺寸精度高、剪切面粗糙度低的零件,采用精沖技術(shù)生產(chǎn)的零件稱為精沖、件 [4]。(3) 隨著計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)的發(fā)展成熟,近年來(lái)在沖壓成形領(lǐng)域興起了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)、計(jì)算機(jī)輔助工程(CAE) 和計(jì)算機(jī)輔助制造(CAM) 技術(shù)。該技術(shù)的出現(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)沖壓技術(shù)的變革產(chǎn)生了重要的影響。尤其是板料成形數(shù)值模擬技術(shù)的出現(xiàn),使板料沖壓成形技術(shù)徹底擺脫了“經(jīng)驗(yàn)”和“定性”的水平,進(jìn)入了“科學(xué)”和“定量”的發(fā)展階段。采用這一技術(shù)進(jìn)行板材沖壓成形工藝過(guò)程的模擬,可以預(yù)知沖壓成形過(guò)程中金屬的流動(dòng)、應(yīng)力應(yīng)變及厚度場(chǎng)的分布、模具受力及皺曲、破裂、沖擊線等可能的缺陷及失效形式。這為優(yōu)化工藝參數(shù)和模具結(jié)構(gòu)提供了極為有效的工具,在減少甚至取消試模過(guò)程,縮短產(chǎn)品開發(fā)周期,降低產(chǎn)品開發(fā)成本方面發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用,已逐漸成為指導(dǎo)模具設(shè)計(jì)和優(yōu)化的重要手段 [5]。(4)高速銑削加工,國(guó)外近年來(lái)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。另外,還可加工高硬度模塊,還具有溫升低、熱變形小等優(yōu)點(diǎn)。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。目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向發(fā)展。 (5)模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng),高速掃描機(jī)和模具掃描系統(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。有些快速掃描系統(tǒng),可快速安裝在已有的數(shù)控銑床及加工中心上,實(shí)現(xiàn)快速數(shù)據(jù)采集、自動(dòng)生成各種不同數(shù)控系統(tǒng)的加工程序、不同格式的 CAD 數(shù)據(jù),用于模具制造業(yè)的“ 逆向工程”。模具掃描系統(tǒng)已在汽車、摩托車、家電等行業(yè)得到成功應(yīng)用,相信在“十五 ”期間將發(fā)揮更大的作用。(6)優(yōu)質(zhì)材料及先進(jìn)表面處理技術(shù),選用優(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是否能充分發(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。模具表面處理除完善應(yīng)發(fā)展工藝先進(jìn)的氣相沉積、等離子噴涂等技術(shù)。四、沖壓在機(jī)械制造中的地位及特點(diǎn):沖壓既能夠制造尺寸很小的儀表零件,又能夠制造諸如汽車大梁、壓力容器封頭一類的大型零件;既能夠制造一般尺寸公差等級(jí)和形狀的零件,又能夠制造精密(公差在微米級(jí))和復(fù)雜形狀的零件。占全世界鋼產(chǎn) 60%~70%以上的板材、管材及其他型材,其中大部分經(jīng)過(guò)沖壓制成成品。沖壓在汽車、機(jī)械、家用電器、電機(jī)、儀表、航空航天、兵器等制造中,具有十分重要的地位。沖壓件的重量輕、厚度薄、剛度好。它的尺寸公差是由模具保證的,所以質(zhì)量穩(wěn)定,一般不需再經(jīng)機(jī)械切削即可使用。冷沖壓件的金屬組織與力學(xué)性能優(yōu)于原始坯料,表面光滑美觀。冷沖壓件的公差等級(jí)和表面狀態(tài)優(yōu)于熱沖壓件 [6]。沖壓生產(chǎn)的工藝和設(shè)備正在不斷發(fā)展,除傳統(tǒng)的使用壓力機(jī)和鋼制模具制造沖壓件外,液壓成形以及旋壓成形、超塑成形、爆炸成形、電水成形、電磁成形等各種特種沖壓成形工藝亦迅速發(fā)展,把沖壓的技術(shù)水平提高到了一個(gè)新的高度。特種沖壓成形工藝尤其適合多品種的中小批量(甚至是數(shù)十件)零件的生產(chǎn)。對(duì)于普通沖壓工藝,可采用簡(jiǎn)易模具、低熔點(diǎn)合金模具、成組模具和沖壓柔性制造系統(tǒng)等,組織多品種的中小批量零件的沖壓加工??傊?,沖壓模具具有生產(chǎn)率高、加工成本低、材料利用率高、操作簡(jiǎn)單、便于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化與自動(dòng)化等一系列優(yōu)點(diǎn)。采用沖壓與焊接、膠接等復(fù)合工藝,使零件結(jié)構(gòu)更趨合理,加工更為方便,可以用較簡(jiǎn)單的工藝制造出更復(fù)雜的結(jié)構(gòu)件。三、研究?jī)?nèi)容及實(shí)驗(yàn)方案: 研究?jī)?nèi)容:1 了解模具的工作過(guò)程;2 懂得利用工具手冊(cè)查找模具的標(biāo)準(zhǔn);3 自主設(shè)計(jì)中頁(yè)板卷圓成型模具;4 擬寫設(shè)計(jì)說(shuō)明明書;采用的設(shè)計(jì)方案及技術(shù)路線有:1、根據(jù)圖紙對(duì)“中頁(yè)板”進(jìn)行工藝分析;2、對(duì)零件材料進(jìn)行彎曲性能分析并確定毛坯形狀,尺寸和下料方式;3、審查制件是否符合沖壓結(jié)構(gòu)工藝性以及沖壓的經(jīng)濟(jì)性;4、擬定工藝方案,在分析工藝性的基礎(chǔ)上,確定沖壓件的總體工藝方案,然后確定沖壓加工工藝方案;5、根據(jù)零件在生產(chǎn)中的具體要求合理地確定沖裁間隙;6、沖壓工藝計(jì)算及設(shè)計(jì):(1)排樣及材料利用率的計(jì)算,選擇合理的排樣方式,決定出搭邊值,并確定出條料的寬度,并力求取得最佳的材料利用率;(2)沖壓力,沖壓中心計(jì)算及沖壓設(shè)備初步選擇;7、分析沖壓工序所的沖壓件的沖壓成形的工藝性能并在此基礎(chǔ)上制定沖壓成形工藝方案;8、進(jìn)行主要參數(shù)計(jì)算:(1)毛坯尺寸計(jì)算;(2)壓力中心計(jì)算;(3)彎曲力計(jì)算;9、彎曲模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):(1)確定模具類型;(2)工作零件設(shè)計(jì);(3)定位零件設(shè)計(jì);(4)卸料,出件及壓料零,部件設(shè)計(jì);(5)彈簧和橡膠零件設(shè)計(jì);( 6)導(dǎo)向及支承固定零件設(shè)計(jì);(7)確定模具的閉合高度;(8)對(duì)以上設(shè)計(jì)零件進(jìn)行組裝并檢驗(yàn)和修改零,部件結(jié)構(gòu);(9)最后確定模具的整體結(jié)構(gòu);13、繪制彎曲模裝配圖;14、繪制彎曲模零件圖15、編寫技術(shù)文件及說(shuō)明書。四、目標(biāo)、主要特色及工作進(jìn)度工作內(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) ,撰寫開題報(bào)告。第 1 周—第2 周2. 繪制中葉板沖件圖,分析沖件成形工藝及坯料展開 第 3 周—第6 周3. 編制中葉板沖壓成形工藝規(guī)程; 第 7 周—第8 周4. 繪制吊中葉板卷圓成形??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周模具的設(shè)計(jì)中可能存在的問(wèn)題:1、沖壓模的間隙選擇不當(dāng),進(jìn)而影響沖裁件斷面質(zhì)量,沖裁件尺寸精度,沖裁力,卸料力,推料力,頂料力,模具的壽命;2、模具壓力中心確定不當(dāng),模具在工作中產(chǎn)生偏彎距,使沖模發(fā)生歪斜,從而會(huì)加速模具磨損,影響模具的壽命;3、沖裁件的質(zhì)量及影響因素;4、排樣方式選擇不當(dāng),影響材料利用率;5、沖裁尺寸的計(jì)算和確定的誤差分析;6、模邊值確定不當(dāng),進(jìn)而影響制件的合格性;7、彎曲力不適當(dāng),進(jìn)而造成彎曲變形的回彈或出彎曲缺陷;8、沖裁件與彎曲件之間計(jì)算不當(dāng)造成尺寸精度低。五、參考文獻(xiàn)[1]、劉勝國(guó),《我國(guó)沖壓模具技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展》,黃石理工學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院,黃石理工學(xué)院學(xué)報(bào),2007 年 1 期;[2]、朱偉成,《沖壓技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)》,中國(guó)第一汽車集團(tuán)公司,汽車工藝與材料,2007年1期;[3]、《沖模設(shè)計(jì)手冊(cè)》編寫組.沖模設(shè)計(jì)手冊(cè).北京:沖模設(shè)計(jì)手冊(cè), 1995[4]、陳為國(guó). 鉸鏈卷圓成形工藝及模具設(shè)計(jì).模具工業(yè), 1998.7 [5]、王新華,袁聯(lián)富編.沖模結(jié)構(gòu)圖冊(cè).北京:機(jī)械工業(yè)出版社, 2003 [6]、羅益旋.沖壓新工藝新技術(shù)及模具設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè). 銀聲音像出版社, 2004[7]、GB2851~2875《冷沖?!穱?guó)家標(biāo)準(zhǔn)
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