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畢 業(yè) 設(shè) 計 開 題 論 證 報 告 專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 學(xué)生姓名 郭 峰 班 級 B 機制 052 班 學(xué) 號 0510110207 指導(dǎo)教師 袁鐵軍 完成日期 2009 年 3 月 31 日 1 課題名稱 基 于 pro e 的 接 線 墊 片 級 進 模 的 設(shè) 計 及 凸 模 的 加 工 仿 真 一 課題來源 課題研究的主要內(nèi)容及國內(nèi)外現(xiàn)狀綜述 1 課題來源 上海斯特斯五金有限公司 2 課題研究的主要內(nèi)容 接線墊片是比較復(fù)雜的鈑金件 對沖壓工藝及模 具的設(shè)計與制造有很高的要求 是一類結(jié)構(gòu)復(fù)雜 形狀和尺寸精度要求高的沖壓零件 該制件在市場上需求很大 是一種典型的大批量生產(chǎn)的鈑金制件 而擁有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的 級進模級進模 也叫連續(xù)模由多個工位組成 各工位完成不同的加工 各工位順序關(guān) 聯(lián) 在沖床的一次行程中完成一系列的不同的沖壓加工生產(chǎn)精度高 生產(chǎn)精度高 便 于實現(xiàn)自貢話或半自動化生產(chǎn) 特別是以大批量生產(chǎn) 耗材耗能低 送料方便 安全 可靠 不易發(fā)生事故 是制造接線墊片的理想工藝 但級進模也存在一些確定 特別 是多工位級進模 結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜 造價很高 制造周期長 因此在設(shè)計多工位級進模 是 必須全面 細致 持慎重態(tài)度 進行級進模設(shè)計 需要大量的全面的機械設(shè)計以 及模具方面的知識 在設(shè)計以及制造模具中全面涉獵到數(shù)字化技術(shù) 包括產(chǎn)品及模具 的三維造型和采用數(shù)控加工技術(shù)制造產(chǎn)品的的全過程 3 國內(nèi)沖壓模水平現(xiàn)狀 標(biāo)志沖模技術(shù)先進水平的精密多工位級進模 具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜 制造難度大 精度高 壽命長和生產(chǎn)效率高等特點 是我國重點發(fā)展的精密沖模 但是同時也存在一些缺點 結(jié) 構(gòu)比較復(fù)雜 造價很高 制造周期很長 從精密多任務(wù)位級進模的沖制件來看 包括電機 鐵芯片級進模 空調(diào)器翅片級進模 集成電路引線框架級進模 電子連接器級進模 彩管 電子槍零件級進模 汽車零件級進模 家電零件級進模等 可以說 沖制件覆蓋了電子 通訊 汽車 機械 電機電器 儀器儀表和家電等產(chǎn)品范疇 從當(dāng)前國內(nèi)制造的精密多任 務(wù)位級進模的水平分析 在模具的技術(shù)含量 制品質(zhì)量 外觀制造精度 使用壽命和制造 周期等方面均獲得了明顯進步 其中 部分高檔優(yōu)質(zhì)模具的總體水平與國際同類模具水平 相當(dāng) 不僅替代了進口 而且還出口到歐 美 日等工業(yè)發(fā)達國家和地區(qū) 越來越多的大 型 精密 復(fù)雜 長壽命模具出口大幅增加 現(xiàn)在 中國已能生產(chǎn)精度達到 2 m 的多工 位級進模 壽命可達 3 億沖次以上 有的企業(yè)甚至能生產(chǎn)出可在 2000 次 min 的高速沖床 上使用的多工位級進模 精度可達微米 其中 T05 一 0318 汽車零件 18 工位級進模 模具外形尺寸 3100 mm 1210mm 650mm 2 模具重量約 7T 制品材制為 2 5mm 厚的冷軋板 一次可沖出不同形狀的兩種制品 制品形 狀復(fù)雜 拉延深度起伏較大的立體曲面 模具壽命 300 萬沖次 制造周期 45d 等指標(biāo) 達 到了美國同類模具水平和用戶的認可 有代表性的電機鐵芯自動疊片硬質(zhì)合金多工位級進模 精度達 2 m 步距精度達 3 m 雙回轉(zhuǎn)精度 1 拼塊精度 1 m 表面粗糙度 Ra0 1 0 4 m 壽命 1 億次 美國奧伯格 日本黑田 法國寶捷時等電機鐵芯雙排自動疊片模 精度為 1 m 步距精度 2 m 模具壽 命 2 億次 雖然精度已接近國外先進水平 但壽命有一定差距 高水平的空調(diào)器翅片多工位級進模 精度達 2 m 凸 凹模的工作面近千處 沖裁間 隙為 0 01mm 的達 300 多處 一次沖出翅片數(shù)達 36 列 模具壽命 2 億次以上 日本日高精 機 美國 OAK 意大利 GBS 公司制造的 36 72 列數(shù)翅片級進模 精度達 2 m 步距精度 3 m 壽命 5 億次以上 同樣 精度已接近國外先進水平 但模具壽命有較大差距 二 本課題擬解決的問題 1 接線墊片屬沖裁零件 零件形狀簡單 但直線和圓弧過渡處的圓角太小 生產(chǎn)規(guī) 模要求大 需要確定合適的工藝方案 2 傳統(tǒng)的設(shè)計 絕大多數(shù)都是依靠工程人員的經(jīng)驗來進行鑄件及模具的設(shè)計 這既 耗時又耗力 模具的設(shè)計周期長 從而影響生產(chǎn)效益 本課題將采用基于 CAD CAM CAE 技 術(shù)來設(shè)計制造模具 從而提高模具設(shè)計與制造的速度 3 沖壓工藝規(guī)程是沖壓工藝人員 在零件投產(chǎn)錢所編制的一種能知道整個生產(chǎn)過程 的工藝性技術(shù)文件 一個合理的工藝規(guī)程 既能使生產(chǎn)做到有條不紊 穩(wěn)定而高效 同時 還能達到確保產(chǎn)品質(zhì)量和降低成本的目的 假如工藝規(guī)程編制的不合理 則會造成生產(chǎn)周 期長 工模具的破損 成本提高等一系列的不良后果 嚴(yán)重時 由于設(shè)備 模具選擇的不 合理還會發(fā)生人身傷亡事故 4 級進模設(shè)計復(fù)雜 特別是級進模排樣圖的設(shè)計更為重要 其好壞決定模具的成敗 設(shè)計多工位級進模時 首先要設(shè)計條料的排樣圖 這是多工位級進模的重要依據(jù) 5 如何合理確定步距的大小 級進模的步距是確定條料在模具中每送進一次所需要 向前移動的固定距離 步距的精度直接影響零件的精度 3 三 解決方案及預(yù)期效果 一 解決方案 1 接線墊片沒有標(biāo)注公差 尺寸的極限偏差數(shù)值可按 GB T1800 3 1998 IT14 級處理 模具試沖是允許毛刺高度在 0 05mm 內(nèi) 生產(chǎn)時允許毛刺高度在 0 15mm 內(nèi) 表面粗糙度為 6 3 微米 在先落料再沖孔 沖孔落料復(fù)合模和沖孔落料級進 模三個工藝方案中選擇沖孔落料級進模方案 以保證生產(chǎn)效率高 模具結(jié)構(gòu)簡單 易于 制造 采用導(dǎo)正銷定位還可以保證零件尺寸的精度 2 把數(shù)字化設(shè)計及制造的理念貫穿到全部的設(shè)計及制造工作中去 使用 Pro e 軟件進行鑄件及模具的設(shè)計 在設(shè)計過程中用 Pro 軟件進行沖壓分析 以設(shè)計出沖壓系 統(tǒng) 制定合理的鑄造工藝 同時用專業(yè)的高效的大型加工軟件對凸模進行數(shù)控仿真加工 3 分析沖壓件的工藝性 確定出各加工工序的性質(zhì) 數(shù)量 加工順序及復(fù)雜程 度 并將幾種不同的工藝方法加以分析和比較 從中選擇一種合理的加工方案 并且根 據(jù)技術(shù)要求 制定出所需的其他輔助工序 如熱處理 磷化處理及表面處理和組裝等 4 計算確定最經(jīng)濟的皮料形狀 排樣方式 條料裁剪方式及材料的消耗量 計 算沖裁力以合理地選擇壓力機和設(shè)計模具 5 確定步距的基本尺寸 步距基本尺寸取決與零件的外形輪廓尺寸和兩零件間 的搭邊寬度 影響步距精度的因素主要有 零件的精度等級 形狀復(fù)雜程度 零件材質(zhì) 和厚度 磨具的工位數(shù) 沖壓時條料的送進方式和定距方式等 合理的配合適用級進模 的四種定距方式 定位銷定距 側(cè)刀定距 導(dǎo)正銷定距和自動送料機構(gòu)定距以使定距效果 更好 二 預(yù)期效果 1 產(chǎn)品迎合市場要求 有廣闊的市場前景 適于自動化及機械化生產(chǎn) 表面精度達 到一定水平 結(jié)構(gòu)精度較高 2 在實際生產(chǎn)中 材料消耗小 工序數(shù)量和工時省 模具結(jié)構(gòu)簡單 制造容易 維修 方便 壽命提高 生產(chǎn)效率高 滿足生產(chǎn)精度要求 3 模具具高效率 長壽的特點 模具制造成本低 4 模具使用方便 定位裝置和定位兩件穩(wěn)定可靠 擋料及頂尖裝置靈活 坯料的傳遞 路線 傳遞動作最簡單 同時模具維修方便 4 四 課題進度安排 2 月 27 日 2 月 28 日 布置任務(wù) 3 月 1 日 3 月 14 日 調(diào)查研究 畢業(yè)實習(xí) 3 月 15 日 3 月 31 日 方案論證 總體設(shè)計 開題階段 4 月 1 日 4 月 14 日 技術(shù)設(shè)計 部件設(shè)計 4 月 14 日 5 月 14 日 工作設(shè)計 零件設(shè)計 5 月 15 日 5 月 31 日 撰寫畢業(yè)設(shè)計說明書 中期工作階段 6 月 1 日 6 月 2 日 畢業(yè)設(shè)計預(yù)答辯 6 月 3 日 6 月 9 日 修改資料 6 月 10 日 6 月 11 日 評閱材料 6 月 12 日 6 月 13 日 畢業(yè)答辯 6 月 14 日 6 月 15 日 材料整理裝袋 五 指導(dǎo)教師意見 簽名 年 月 日 六 專業(yè)系意見 簽名 5 年 月 日 七 學(xué)院意見 簽名 年 月 日