荊塊冷沖模畢業(yè)設(shè)計(注塑冷沖數(shù)控畢業(yè)設(shè)計)
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1、四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文) 畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書 專 業(yè):模具設(shè)計與制造 班 級: 學(xué)生姓名: 指導(dǎo)老師: 設(shè)計評分: 二OO 年 月 29 畢業(yè)設(shè)計(論文)任務(wù)書 設(shè)計(論文)題目: 自動擋料銷定位級進(jìn)模設(shè)計 機(jī)械工程系 專 業(yè): 班級: 學(xué) 號: 學(xué)生: 指導(dǎo)教師: 接受任務(wù)時間 教研室主任 (簽名) 系主任 (簽名) 1.畢業(yè)設(shè)計(論文)的主要內(nèi)容及基本要求 1)
2、按給定的主要技術(shù)參數(shù),完成模具裝配圖和零件工作圖的設(shè)計(一套):0#圖紙一張、3#圖紙不少于9張。 2)提出所給沖壓件的工藝方案(至少兩種),進(jìn)行分析、比較和論證。 3)排樣圖設(shè)計。 4)總的沖壓力及壓力中心計算。 5)刃口尺寸計算。 6)分析零件的沖壓工藝性。并進(jìn)行相關(guān)計算。 7)標(biāo)準(zhǔn)模具零件地選擇和校核;凸模、凹模和凸凹模結(jié)構(gòu)設(shè)計、計算以及非標(biāo)準(zhǔn)模具零件地設(shè)計和計算。 8)編寫冷沖壓工藝卡片。 9)編寫冷沖模零件機(jī)械加工工藝過程卡。 10)編寫設(shè)計計算說明書一份(字?jǐn)?shù)不少于2萬字)。 11)畢業(yè)設(shè)計說明書、冷沖壓工藝卡片、零件機(jī)械加工工藝過程卡片、設(shè)計圖等全部用電子版
3、。 2.設(shè)計(論文)的原始數(shù)據(jù): 工件簡圖: 棘塊 3.指定查閱的主要參考文獻(xiàn) 1)中國模具工業(yè)協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)委員會編.中國模具標(biāo)準(zhǔn)件手冊.上海:上海科學(xué)普及出版社,1989。 2)《冷沖模國家標(biāo)準(zhǔn)》 國家標(biāo)準(zhǔn)局 .中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,1989。 3)《沖壓工藝與模具設(shè)計》 姜奎華 機(jī)械工業(yè)出版社,2002。 4)《模具制造工藝》 黃毅宏 機(jī)械工業(yè)出版社,2004。 5)《沖模圖冊》 李天佑 機(jī)械工業(yè)出版社,1998。 6)《冷沖模設(shè)計》 丁松聚 機(jī)械工業(yè)出版社,1999。 7)《模具設(shè)計與制造簡明手冊》 馮柄亮等 上??萍脊I(yè)出版社,200
4、2。 8)《冷沖壓與塑性成型——工藝及模具設(shè)計》 翁其金 機(jī)械工業(yè)出版社,1990。 9)趙孟棟主編.冷沖模設(shè)計(第二版).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1997。 10)王孝培主編. 沖壓手冊.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1990。 11)肖景容、姜奎華主編.沖壓工藝學(xué).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1990。 4.進(jìn)度安排 設(shè)計(論文)各階段名稱 起 止 日 期 1 熟悉、理解畢業(yè)設(shè)計課題、明確設(shè)計的目的;圍繞課題搜集、整理分析相關(guān)技術(shù)的資料;擬定設(shè)計方案。 2 初步計算與初校核。 3 復(fù)算與復(fù)核 4 結(jié)構(gòu)設(shè)計。 5 系統(tǒng)整理、完善
5、;編寫設(shè)計計算說明書。準(zhǔn)備答辯、答辯 (QQ:441976457。120677913) 專業(yè)定做模具類、數(shù)控類畢業(yè)設(shè)計 數(shù)控類畢業(yè)設(shè)計: 箱體零件數(shù)控加工工藝 杯軸數(shù)控加工工藝與編程 齒輪泵泵體加工工藝及數(shù)控程序設(shè)計 齒輪軸數(shù)控加工工藝與編程 傳動軸蓋數(shù)控加工工藝與編程 導(dǎo)向架數(shù)控加工工藝與編程 花鍵軸數(shù)控加工工藝與編程 上蓋板數(shù)控加工工藝與編程 拔叉數(shù)控加工工藝畢業(yè)設(shè)計說明書 電話機(jī)面殼凸模零件的數(shù)控加工 畢業(yè)論文 閥門數(shù)控專業(yè)畢業(yè)設(shè)計 加工中心數(shù)控加工工藝與編程 輸出軸數(shù)控加工工藝與編程 五角星的數(shù)控加工 型腔零件的加工工藝與加工編程 軸承
6、套數(shù)控加工工藝與編程 軸類零件的數(shù)控加工編程,殼類零件加工工藝與編程、箱體類零件加工工藝與編程 作用桿套件數(shù)控加工工藝及編程 等等 塑料模具畢業(yè)設(shè)計: 電器旋鈕塑料件模具設(shè)計 套件尼龍塑料模具設(shè)計 塑料盒模具設(shè)計 外殼罩塑料模設(shè)計 方殼罩塑料模設(shè)計 尾燈罩注塑模具設(shè)計 瓶蓋注塑模具畢業(yè)設(shè)計 罩蓋塑料模設(shè)計 電位器盒注塑模具設(shè)計 蓋板注塑模具設(shè)計 骨架注塑模畢業(yè)設(shè)計 四孔螺蓋注塑模畢業(yè)設(shè)計 限位塊注塑模畢業(yè)設(shè)計…………………等等很多 沖壓模具畢業(yè)設(shè)計: 擺動連桿冷沖模畢業(yè)設(shè)計 滅弧罩腳 墊片 落料沖孔 圓筒落料、拉深、成型、修邊復(fù)合模 擋油盤拉伸及
7、沖孔模具設(shè)計 鐵心片沖裁復(fù)合模 定觸片進(jìn)級模設(shè)計 屏屏板冷沖進(jìn)級模設(shè)計 擋板 動觸片1復(fù)合模 心軸托架沖模 蓋冒墊片沖模設(shè)計 摩托車油箱注油口沖壓工藝及模具設(shè)計 汽車蓋板沖裁模設(shè)計 止動杠桿沖模畢業(yè)設(shè)計 支架的冷沖模畢業(yè)設(shè)計 墊圈冷沖模設(shè)計 電機(jī)炭刷架冷沖壓模具設(shè)計 傳感基座級進(jìn)模 固定片多工位級進(jìn)模 荊塊級進(jìn)模 接觸片多工位級進(jìn)模 排氣墊加強(qiáng)片級進(jìn)模 夾頭簧片級進(jìn)模 V形件沖壓成形工藝及模具設(shè)計……… 等等很多很多 摘 要 本設(shè)計說明書中概括了模具市場的發(fā)展趨勢及沖壓技術(shù)的概念和發(fā)展方向,主要是棘塊沖壓模具的詳細(xì)設(shè)計過程,包括工藝方案的確定
8、,模具刃口尺寸的計算,以及壓力機(jī)校核等。棘塊這種零件采用沖壓生產(chǎn)時必要的,由于零件的尺寸、結(jié)構(gòu)、產(chǎn)量限制最好采用級進(jìn)模生產(chǎn),還采用自動擋料銷提高生產(chǎn)效率。但是棘塊零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計不是很合理,使得模具制造難度增大,若適當(dāng)改變其結(jié)構(gòu)可大大降低生產(chǎn)成本。 關(guān)鍵詞:沖模;級進(jìn)模;排樣。 ABSTRACT This brochure outlines the design of the development of the market die stamping technology trends and concepts and the development direction of the m
9、ain block is the spine of the detailed design of stamping die process, including the determination of technology programs, the calculation of die cutting size, and press Check, etc. . Oxytropis block the use of such parts stamping production necessary, due to the size of components, structure, the b
10、est use of production-limiting progressive die production, and marketing materials to increase the use of automatic production efficiency. But the spine of the structural design of block parts is not very reasonable, making mold manufacturing difficult, if appropriate changes in its structure can gr
11、eatly reduce the production costs. Keywords: Stamping mold; progressive mol 目 錄 摘 要 I ABSTRACT II 第1章 緒論 1 1.1 模具市場十大發(fā)展趨勢 1 1.2 沖壓的概念、特點(diǎn)及應(yīng)用 2 1.3 沖壓的基本工序及模具 3 1.4 沖壓技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展方向 4 第2章 工藝性分析 8 2.1 分析零件圖 8 2.1.1、沖壓加工的經(jīng)濟(jì)性分析 8 2.1.2、沖壓件的工藝性分析 8 2.2 確定沖壓件的總體工藝過程 9 2.2.1、選擇沖壓基本工序 9 2.
12、2.2、確定沖壓次數(shù)和沖壓順序 9 2.2.3、工序的組合方式 10 第3章 排樣圖設(shè)計 12 3.1 排樣1 13 3.2 排樣2 14 3-3 排樣3 15 3-4 排樣4 16 3-5確定排樣方案 16 3-6建議 17 第4章 計算沖壓力及確定壓力中心 19 4.1 計算沖壓力 19 4.1.1沖裁力的計算 19 4.1.2 推件力的計算 19 4.1.3 總沖壓力 20 4.2 確定壓力中心 20 第5章 模具刃口尺寸計算 22 5.1 確定制件尺寸公差 22 5.2計算落料凸凹模刃口尺寸 23 5.3計算沖孔凸凹模刃口尺寸 24 5.4棘
13、塊凸凹模尺寸公差標(biāo)注 25 第6章 模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 26 6.1 模具類型 26 6.2 操作與定位方式 26 6.3 卸料與出件方式 26 6.4 模架類型及精度 26 第7章 凸凹模設(shè)計 28 7.1 凹模設(shè)計 28 7.1.1凹模洞口形狀的選擇 28 7.1.2凹模的外形尺寸 28 7.1.3凹模的固定方法 30 7.2 凸模設(shè)計 30 7.2.1凸模形式 30 7.2.2凸模長度 30 7.2.3落料凸模結(jié)構(gòu) 31 7.2.4沖孔凸模結(jié)構(gòu)圖 31 7.3凸凹模材料選取的原則 32 7.3.1選取的一般原則 32 7.3.2模具選材的具體考慮因素
14、 32 7.4凸模、凹模材料的選擇 32 7.5凸模的校核 33 第8章 模具零部件設(shè)計 35 8.1模架選用 35 8.2 模柄選用 36 8.3凸模固定板設(shè)計 37 8.4墊板設(shè)計 37 8.5 定位零件選用 38 8.5.1自動擋料銷的工作過程和結(jié)構(gòu) 38 8.5.2始用擋料銷 39 8.6導(dǎo)正銷 40 8.7螺釘及銷釘選用 40 8.7.1螺釘 40 8.7.2釘規(guī)格的選用 40 第9章 壓力機(jī)選擇及校核 41 9.1設(shè)備類型選擇 41 9.2壓力機(jī)主要參數(shù) 42 9.3壓力機(jī)校核 42 9.3.1 工稱壓力 42 9.3.2滑塊行程 43
15、9.3.3滑塊行程次數(shù) 43 9.3.4壓力機(jī)工作臺面才尺寸 43 9.3.5滑塊模柄孔尺寸 43 9.3.6閉合高度 43 設(shè)計總結(jié) 44 參考文獻(xiàn) 45 致謝 46 附圖 47 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文) 第一章 緒論 1.1 模具市場十大發(fā)展趨勢 目前,國內(nèi)市場對中高檔模具的需求量很大,但要求國產(chǎn)模具必須在質(zhì)量、交貨期等方面滿足用戶的需求。另外,隨著近年來工業(yè)發(fā)達(dá)國家的人工費(fèi)用增加,其模具生產(chǎn)正向發(fā)展中國家特別是東南亞國家轉(zhuǎn)移。因此,只要國產(chǎn)模具的質(zhì)量能夠有提高,交貨期能夠保證,模具出口的前景是十分樂觀的。 有專家認(rèn)為,伴隨著世界經(jīng)濟(jì)的一體化浪
16、潮,全球制造業(yè)加速向中國大陸地區(qū)轉(zhuǎn)移已是大勢所趨,中國也將逐步發(fā)展成為世界級的制造業(yè)基地。廣東珠江三角地區(qū)將在十年之內(nèi)發(fā)展成為世界模具生產(chǎn)中心。 模具市場十大發(fā)展趨勢 一是模具日趨大型化。這是由于模具成型的零件日漸大型化和高生產(chǎn)效率要求而發(fā)展的"一模多腔"所造成的。 二是模具的精度越來越高。10年前,精密模具的精度一般為5微米,現(xiàn)在已達(dá)到2-3微米,不久1微米精度的模具將上市。這要求超精加工。 三是多功能復(fù)合模具將進(jìn)一步發(fā)展。新型多功能復(fù)合模具除了沖壓成型零件外,還擔(dān)負(fù)疊壓、攻絲、鉚接和鎖緊等組裝任務(wù),對鋼材的性能要求也越來越高。 四是熱流道模具在塑料模具中的比重逐漸提高。
17、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)約制作的原材料,因此熱流道技術(shù)的應(yīng)用在外國發(fā)展很快,許多塑料模具廠生產(chǎn)的塑料模具一半以上采用了熱流道技術(shù),有的廠家使用率達(dá)到80%以上,效果十分明顯。熱流道模具在我國也已生產(chǎn),有些企業(yè)使用率上升到20%~30%。 五是隨著塑料成型工藝的不斷改進(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。這類模具要求剛性好,耐高壓,特別是精密模具的型腔應(yīng)淬火,澆口密封性好,模溫能準(zhǔn)確控制,所以對模具鋼的性能要求很嚴(yán)。 六是標(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)用將極大地影響模具制造周期,且還能提高模具的質(zhì)量和降低模具
18、制造成本。因此,模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用在"十五"期間必將得到較大的發(fā)展。 七是快速經(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)時代,21世紀(jì),這種 生產(chǎn)方式占工業(yè)生產(chǎn)的比例將達(dá)到75%以上。由此,一方面是制品使用周期縮短,另一方面花樣變化頻繁,要求模具的生產(chǎn)周期愈短愈好。因此開發(fā)快速經(jīng)濟(jì)模具將越來越引起人們的關(guān)注。 八是隨著車輛和電機(jī)等產(chǎn)品向輕量化發(fā)展,壓鑄模的比例將不斷提高,同時對壓鑄模的壽命和復(fù)雜程度也將提出越來越高的要求。 九是以塑代鋼、以塑代木的進(jìn)程進(jìn)一步加快,塑料模具的比例將不斷增大。同時,由于機(jī)械零件的復(fù)雜程度和精度的不斷提高,對塑料模具的要求也越來越高。 十是模具技術(shù)
19、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)整所導(dǎo)致模具市場走勢的變化。 1.2 沖壓的概念、特點(diǎn)及應(yīng)用 沖壓是利用安裝在沖壓設(shè)備(主要是壓力機(jī))上的模具對材料施加壓力,使其產(chǎn)生分離或塑性變形,從而獲得所需零件(俗稱沖壓或沖壓件)的一種壓力加工方法。沖壓通常是在常溫下對材料進(jìn)行冷變形加工,且主要采用板料來加工成所需零件,所以也叫冷沖壓或板料沖壓。沖壓是材料壓力加工或塑性加工的主要方法之一,隸屬于材料成型工程術(shù)。 沖壓所使用的模具稱為沖壓模具,簡稱沖模。沖模是將材料(金屬或非金屬)批量加工成所需沖件的專用工具。沖模在沖壓中至關(guān)重要,沒有符合要求的沖模,批量沖壓生產(chǎn)就難以進(jìn)行
20、;沒有先進(jìn)的沖模,先進(jìn)的沖壓工藝就無法實(shí)現(xiàn)。沖壓工藝與模具、沖壓設(shè)備和沖壓材料構(gòu)成沖壓加工的三要素,只有它們相互結(jié)合才能得出沖壓件。 與機(jī)械加工及塑性加工的其它方法相比,沖壓加工無論在技術(shù)方面還是經(jīng)濟(jì)方面都具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。主要表現(xiàn)如下: (1)沖壓加工的生產(chǎn)效率高,且操作方便,易于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化與自動化。這是因?yàn)闆_壓是依靠沖模和沖壓設(shè)備來完成加工,普通壓力機(jī)的行程次數(shù)為每分鐘可達(dá)幾十次,高速壓力要每分鐘可達(dá)數(shù)百次甚至千次以上,而且每次沖壓行程就可能得到一個沖件。 (2)沖壓時由于模具保證了沖壓件的尺寸與形狀精度,且一般不破壞沖壓件的表面質(zhì)量,而模具的壽命一般較長,所以沖壓的質(zhì)量穩(wěn)定,互換
21、性好,具有“一模一樣”的特征。 (3)沖壓可加工出尺寸范圍較大、形狀較復(fù)雜的零件,如小到鐘表的秒表,大到汽車縱梁、覆蓋件等,加上沖壓時材料的冷變形硬化效應(yīng),沖壓的強(qiáng)度和剛度均較高。 (4)沖壓一般沒有切屑碎料生成,材料的消耗較少,且不需其它加熱設(shè)備,因而是一種省料,節(jié)能的加工方法,沖壓件的成本較低。 但是,沖壓加工所使用的模具一般具有專用性,有時一個復(fù)雜零件需要數(shù)套模具才能加工成形,且模具制造的精度高,技術(shù)要求高,是技術(shù)密集形產(chǎn)品。所以,只有在沖壓件生產(chǎn)批量較大的情況下,沖壓加工的優(yōu)點(diǎn)才能充分體現(xiàn),從而獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益。 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
22、工業(yè)部門越來越多地采用沖壓法加工產(chǎn)品零部件,如汽車、農(nóng)機(jī)、儀器、儀表、電子、航空、航天、家電及輕工等行業(yè)。在這些工業(yè)部門中,沖壓件所占的比重都相當(dāng)?shù)拇?,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)在大多數(shù)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)中不諒采用沖壓工藝,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(jìn)行產(chǎn)品更新?lián)Q代等都是難以實(shí)現(xiàn)的。 1.3 沖壓的基本工序及模具 由于沖壓加工的零件種類繁多,各類零件的形狀、尺寸和精度要求又各不相同,因而生產(chǎn)中采用的沖壓工藝方法也是多種多樣的。概括起來,可分為分離工序和成形工序兩大類;分離
23、工序是指使坯料沿一定的輪廓線分離而獲得一定形狀、尺寸和斷面質(zhì)量的沖壓(俗稱沖裁件)的工序;成形工序是指使坯料在不破裂的條件下產(chǎn)生塑性變形而獲得一定形狀和尺寸的沖壓件的工序。 上述兩類工序,按基本變形方式不同又可分為沖裁、彎曲、拉深和成形四種基本工序,每種基本工序還包含有多種單一工序。 在實(shí)際生產(chǎn)中,當(dāng)沖壓件的生產(chǎn)批量較大、尺寸較少而公差要求較小時,若用分散的單一工序來沖壓是不經(jīng)濟(jì)甚至難于達(dá)到要求。這時在工藝上多采用集中的方案,即把兩種或兩種以上的單一工序集中在一副模具內(nèi)完成,稱為組合的方法不同,又可將其分為復(fù)合、級進(jìn)和復(fù)合-級進(jìn)三種組合方式。 復(fù)合沖壓——在壓力機(jī)的一次工作行程中,在模具
24、的同一工位上同時完成兩種或兩種以上不同單一工序的一種組合方法式。 級進(jìn)沖壓——在壓力機(jī)上的一次工作行程中,按照一定的順序在同一模具的不同工位上完面兩種或兩種以上不同單一工序的一種組合方式。 ?? 復(fù)合-級進(jìn)——在一副沖模上包含復(fù)合和級進(jìn)兩種方式的組合工序。 沖模的結(jié)構(gòu)類型也很多。通常按工序性質(zhì)可分為沖裁模、彎曲模、拉深模和成形模等;按工序的組合方式可分為單工序模、復(fù)合模和級進(jìn)模等。但不論何種類型的沖模,都可看成是由上模和下模兩部分組成,上模被固定在壓力機(jī)工作臺或墊板上,是沖模的固定部分。工作時,坯料在下模面上通過定位零件定位,壓力機(jī)滑塊帶動上模下壓,在模具工作零件(即凸模、凹模)的作
25、用下坯料便產(chǎn)生分離或塑性變形,從而獲得所需形狀與尺寸的沖件。上?;厣龝r,模具的卸料與出件裝置將沖件或廢料從凸、凹模上卸下或推、頂出來,以便進(jìn)行下一次沖壓循環(huán)。 1.4 沖壓技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展方向 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)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),因而促進(jìn)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。 (1)沖壓成形理論及沖壓工藝方面 沖壓成形理論的研究是提高沖壓技術(shù)的基礎(chǔ)。目前,國內(nèi)外對沖壓成形理論的研究非常重視,在材料沖壓性能研究、沖壓成形過程應(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均取得了較大的進(jìn)展。特別是隨著計
26、算機(jī)技術(shù)的飛躍發(fā)展和塑性變形理論的進(jìn)一步完善,近年來國內(nèi)外已開始應(yīng)用塑性成形過程的計算機(jī)模擬技術(shù),即利用有限元(FEM)等有值分析方法模擬金屬的塑性成形過程,根據(jù)分析結(jié)果,設(shè)計人員可預(yù)測某一工藝方案成形的可行性及可能出現(xiàn)的質(zhì)量問題,并通過在計算機(jī)上選擇修改相關(guān)參數(shù),可實(shí)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(fèi)用,也縮短了制模具周期。 研究推廣能提高生產(chǎn)率及產(chǎn)品質(zhì)量、降低成本和擴(kuò)大沖壓工藝應(yīng)用范圍的各種壓新工藝,也是沖壓技術(shù)的發(fā)展方向之一。目前,國內(nèi)外相繼涌現(xiàn)出精密沖壓工藝、軟模成形工藝、高能高速成形工藝及無模多點(diǎn)成形工藝等精密、高效、經(jīng)濟(jì)的沖壓新工藝。其中,精密沖裁是提高沖裁件質(zhì)量的
27、有效方法,它擴(kuò)大了沖壓加工范圍,目前精密沖裁加工零件的厚度可達(dá)25mm,精度可達(dá)IT16~17級;用液體、橡膠、聚氨酯等作柔性凸?;虬寄5能浤3尚喂に?,能加工出用普通加工方法難以加工的材料和復(fù)雜形狀的零件,在特定生產(chǎn)條件下具有明顯的經(jīng)濟(jì)效果;采用爆炸等高能效成形方法對于加工各種尺寸在、形狀復(fù)雜、批量小、強(qiáng)度高和精度要求較高的板料零件,具有很重要的實(shí)用意義;利用金屬材料的超塑性進(jìn)行超塑成形,可以用一次成形代替多道普通的沖壓成形工序,這對于加工形狀復(fù)雜和大型板料零件具有突出的優(yōu)越性;無模多點(diǎn)成形工序是用高度可調(diào)的凸模群體代替?zhèn)鹘y(tǒng)模具進(jìn)行板料曲面成形的一種先進(jìn)技術(shù),我國已自主設(shè)計制造了具有國際領(lǐng)先水
28、平的無模多點(diǎn)成形設(shè)備,解決了多點(diǎn)壓機(jī)成形法,從而可隨意改變變形路徑與受力狀態(tài),提高了材料的成形極限,同時利用反復(fù)成形技術(shù)可消除材料內(nèi)殘余應(yīng)力,實(shí)現(xiàn)無回彈成形。無模多點(diǎn)成形系統(tǒng)以CAD/CAM/CAE技術(shù)為主要手段,能快速經(jīng)濟(jì)地實(shí)現(xiàn)三維曲面的自動化成形。 (2)沖模是實(shí)現(xiàn)沖壓生產(chǎn)的基本條件 在沖模的設(shè)計制造上,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,與此相比適應(yīng)的新型模具材料及其熱處理技術(shù),各種高效、精密、數(shù)控自動化的模具加工機(jī)床和檢測設(shè)備以及模具CAD/CAM技術(shù)也在迅速發(fā)展;另一方面,
29、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級進(jìn)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個工位以上的級進(jìn)模進(jìn)距精度可達(dá)到2微米,多功能級進(jìn)模不僅可以完成沖壓全過程,還可完成焊接、裝配等工序。我國已能自行設(shè)計制造出達(dá)到國際水平的精度達(dá)2 ~5微米,進(jìn)距精度2~3微米,總壽命達(dá)1億次。我國主要汽車模具企業(yè),已能生產(chǎn)成套轎車覆蓋件模具,在設(shè)計制造方法、手段方面已基本達(dá)到了國際水平,但在制造方法手段方面已基本達(dá)到了國際水平,模具結(jié)構(gòu)、功能方面也接
30、近國際水平,但在制造質(zhì)量、精度、制造周期和成本方面與國外相比還存在一定差距。 模具制造技術(shù)現(xiàn)代化是模具工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。計算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)、自動化技術(shù)等先進(jìn)技術(shù)正在不斷向傳統(tǒng)制造技術(shù)滲透、交叉、融合形成了現(xiàn)代模具制造技術(shù)。其中高速銑削加工、電火花銑削加工、慢走絲切割加工、精密磨削及拋光技術(shù)、數(shù)控測量等代表了現(xiàn)代沖模制造的技術(shù)水平。高速銑削加工不但具有加工速度高以及良好的加工精度和表面質(zhì)量(主軸轉(zhuǎn)速一般為15000~40000r/min),加工精度一般可達(dá)10微米,最好的表面粗糙度Ra≤1微米),而且與傳統(tǒng)切削加工相比具有溫升低(工件只升高3攝氏度)、切削力小,因而可加工熱敏材料和剛性差的零件
31、,合理選擇刀具和切削用量還可實(shí)現(xiàn)硬材料(60HRC)加工;電火花銑削加工(又稱電火花創(chuàng)成加工)是以高速旋轉(zhuǎn)的簡單管狀電極作三維或二維輪廓加工(像數(shù)控銑一樣),因此不再需要制造昂貴的成形電極,如日本三菱公司生產(chǎn)的EDSCAN8E電火花銑削加工機(jī)床,配置有電極損耗自動補(bǔ)償系統(tǒng)、CAD/CAM集成系統(tǒng)、在線自動測量系統(tǒng)和動態(tài)仿真系統(tǒng),體現(xiàn)了當(dāng)今電火花加工機(jī)床的技術(shù)水平;慢走絲線切割技術(shù)的發(fā)展水平已相當(dāng)高,功能也相當(dāng)完善,自動化程度已達(dá)到無人看管運(yùn)行的程度,目前切割速度已達(dá)到300mm /min,加工精度可達(dá)±1.5微米,表面粗糙度達(dá)Ra=01~0.2微米; 精度磨削及拋光已開始使用數(shù)控成形磨床、數(shù)控
32、光學(xué)曲線磨床、數(shù)控連續(xù)軌跡坐標(biāo)磨床及自動拋光等先進(jìn)設(shè)備和技術(shù);模具加工過程中的檢測技術(shù)也取得了很大的發(fā)展,現(xiàn)在三坐標(biāo)測量機(jī)除了能高精度地測量復(fù)雜曲面的數(shù)據(jù)外,其良好的溫度補(bǔ)償裝置、可靠的抗振保護(hù)能力、嚴(yán)密的除塵措施及簡單操作步驟,使得現(xiàn)場自動化檢測成為可能。此外,激光快速成形技術(shù)(RPM)與樹脂澆注技術(shù)在快速經(jīng)濟(jì)制模技術(shù)中得到了成功的應(yīng)用。利用RPM技術(shù)快速成形三維原型后,通過陶瓷精鑄、電弧涂噴、消失模、熔模等技術(shù)可快速制造各種成形模。如清華大學(xué)開發(fā)研制的“M-RPMS-Ⅱ型多功能快速原型制造系統(tǒng)”是我國自主知識產(chǎn)權(quán)的世界惟一擁有兩種快速成形工藝(分層實(shí)體制造SSM和熔融擠壓成形MEM)的系統(tǒng)
33、,它基于“模塊化技術(shù)集成”之概念而設(shè)計和制造,具有較好的價格性能比。一汽模具制造公司在以CAD/CAM加工的主模型為基礎(chǔ),采用瑞士汽巴精化的高強(qiáng)度樹脂澆注成形的樹脂沖模應(yīng)用在國產(chǎn)轎車試制和小批量生產(chǎn)開辟了新的途徑。 (3) 沖壓設(shè)備和沖壓生產(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)備相匹配。為了滿足大批量高速生產(chǎn)的需要,目前沖壓設(shè)備也由單工位、單功能、低速壓力機(jī)朝著多工位、多功能、高速和數(shù)控方向發(fā)展,加之機(jī)械乃至機(jī)器人的大量使用,使沖壓生產(chǎn)效率得到大幅度提高,各式各樣的沖壓自動線和高速自動壓力機(jī)紛紛投入使用。如
34、在數(shù)控四邊折彎機(jī)中送入板料毛坯后,在計算機(jī)程序控制下便可依次完成四邊彎曲,從而大幅度提高精度和生產(chǎn)率;在高速自動壓力機(jī)上沖壓電機(jī)定轉(zhuǎn)子沖片時,一分鐘可沖幾百片,并能自動疊成定、轉(zhuǎn)子鐵芯,生產(chǎn)效率比普通壓力機(jī)提高幾十倍,材料利用率高達(dá)97%;公稱壓力為250KN的高速壓力機(jī)的滑塊行程次數(shù)已達(dá)2000次/min以上。在多功能壓力機(jī)方面,日本田公司生產(chǎn)的2000KN“沖壓中心”采用CNC控制,只需5min時間就可完成自動換模、換料和調(diào)整工藝參數(shù)等工作;美國惠特尼公司生產(chǎn)的CNC金屬板材加工中心,在相同的時間內(nèi),加工沖壓件的數(shù)量為普通壓力機(jī)的4~10倍,并能進(jìn)行沖孔、分段沖裁、彎曲和拉深等多種作業(yè)。
35、 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,且其更新?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(jìn)的轉(zhuǎn)塔數(shù)控多工位壓力機(jī)、激光切割和成形機(jī)、CNC萬能折彎機(jī)等新設(shè)備已投入使用。特別是近幾年來在國外已經(jīng)發(fā)展起來、國內(nèi)亦開始使用的沖壓柔性制造單元(FMC)和沖壓柔性制造系統(tǒng)(FMS)代表了沖壓生產(chǎn)新的發(fā)展趨勢。FMS系統(tǒng)以數(shù)控沖壓設(shè)備為主體,包括板料、模具、沖壓件分類存放系統(tǒng)、自動上料與下料系統(tǒng),生產(chǎn)過程完全由計算機(jī)控制,車間實(shí)現(xiàn)24小時無人控制生產(chǎn)。同時,根據(jù)不同使用要求,可以完成各種沖壓工序,甚至焊
36、接、裝配等工序,更換新產(chǎn)品方便迅速,沖壓件精度也高。 (4)沖壓標(biāo)準(zhǔn)化及專業(yè)化生產(chǎn)方面 模具的標(biāo)準(zhǔn)化及專業(yè)化生產(chǎn),已得到模具行業(yè)和廣泛重視。因?yàn)闆_模屬單件小批量生產(chǎn),沖模零件既具的一定的復(fù)雜性和精密性,又具有一定的結(jié)構(gòu)典型性。因此,只有實(shí)現(xiàn)了沖模的標(biāo)準(zhǔn)化,才能使沖模和沖模零件的生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)專業(yè)化、商品化,從而降低模具的成本,提高模具的質(zhì)量和縮短制造周期。目前,國外先進(jìn)工業(yè)國家模具標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)程度已達(dá)70%~80%,模具廠只需設(shè)計制造工作零件,大部分模具零件均從標(biāo)準(zhǔn)件廠購買,使生產(chǎn)率大幅度提高。模具制造廠專業(yè)化程度越不定期越高,分工越來越細(xì),如目前有模架廠、頂桿廠、熱處理廠等,甚至某些模具廠僅專業(yè)
37、化制造某類產(chǎn)品的沖裁?;驈澢?,這樣更有利于制造水平的提高和制造周期的縮短。我國沖模標(biāo)準(zhǔn)化與專業(yè)化生產(chǎn)近年來也有較大發(fā)展,除反映在標(biāo)準(zhǔn)件專業(yè)化生產(chǎn)廠家有較多增加外,標(biāo)準(zhǔn)件品種也有擴(kuò)展,精度亦有提高。但總體情況還滿足不了模具工業(yè)發(fā)展的要求,主要體現(xiàn)在標(biāo)準(zhǔn)化程度還不高(一般在40%以下),標(biāo)準(zhǔn)件的品種和規(guī)格較少,大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)件廠家未形成規(guī)模化生產(chǎn),標(biāo)準(zhǔn)件質(zhì)量也還存在較多問題。另外,標(biāo)準(zhǔn)件生產(chǎn)的銷售、供貨、服務(wù)等都還有待于進(jìn)一步提高。 第二章 工藝性分析 2.1 分析零件圖 產(chǎn)品零件圖是分析和制定沖壓工藝方案的重要依據(jù)。圖2-1所示為棘塊。
38、 圖2-1棘塊 2.1.1、沖壓加工的經(jīng)濟(jì)性分析 沖壓加工方法是一種先進(jìn)的工藝方法,因其生產(chǎn)效率高,材料利用率高,操作簡單等一系列優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用。由于一套模具的費(fèi)用很高,生產(chǎn)批量的大小對沖壓加工的經(jīng)濟(jì)性起著決定性的作用。批量越大,沖壓加工的單件成本就越低。反之,批量小時,沖壓加工的優(yōu)越性就不明顯。對于棘塊這種零件,由于是大批量生產(chǎn),故而采用沖壓加工生產(chǎn)能夠減少單件產(chǎn)品的成本,可以取得很好的經(jīng)濟(jì)效益。 2.1.2、沖壓件的工藝性分析 沖壓件的工藝性分析是指該零件在沖壓加工中的難易程度。在技術(shù)方面,主要分析該零件的形狀特點(diǎn)、尺寸大小、精
39、度要求和材料性能等因素是否符合沖壓工藝的要求。良好的工藝性應(yīng)保證材料消耗少,工序數(shù)目少,模具結(jié)構(gòu)簡單且壽命長,產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定,操作簡單、方便等。在一般情況下,對沖壓件工藝性影響最大的是沖壓件的結(jié)構(gòu)尺寸和精度要求。 沖壓工序:只有落料、沖孔; 材料:該零件材料選用的是20鋼,為碳素鋼,具有良好的可塑性,具有良好的沖壓性能,適合沖裁; 結(jié)構(gòu):相對簡單,棘塊厚度為4mm,有Φ12mm和Φ6mm的兩個孔。右下方突出的狹小部分頭部寬度只有4mm,與料厚相同,限于工件的用途,此部分不能加寬,但用沖壓加工的方法仍然可以成型; 精度:全部為自由公差,尺寸精度要求不高可看作IT13級,尺寸精度較低,普通沖
40、裁完全能滿足要求。該工件可以用冷沖壓加工成型。 2.2 確定沖壓件的總體工藝過程 在綜合分析,研究零件成型性的基礎(chǔ)上,以材料的極限變形參數(shù),各種變形性質(zhì)的復(fù)合程度及趨向性,當(dāng)前的生產(chǎn)條件和零件的產(chǎn)品質(zhì)量要求為依據(jù),提出各種可能的零件成形總體工藝方案。根據(jù)技術(shù)上可靠,經(jīng)濟(jì)上合理的原則對各種方案進(jìn)行對比、分析,從而選出最佳的工藝方案(包括成形工序和各種輔助工序的性質(zhì)、內(nèi)容、復(fù)合程度、工序順序等),并盡可能的進(jìn)行優(yōu)化。 2.2.1、選擇沖壓基本工序 剪切、落料、切邊、沖孔、彎曲、拉深、翻邊等是常見的沖壓工序,各工序有其不同的性質(zhì)、特點(diǎn)和用途。有些可以從產(chǎn)品零件圖上直觀地看出沖壓該零件所需工序
41、的性質(zhì)。有些零件的工序性質(zhì),則必須經(jīng)過分析和計算才能確定。就棘塊而言,很明顯,從零件圖上便能很直觀的看出需要沖孔和落料兩中基本工序。 故,對于棘塊而言,所需的工序有沖Φ12mm孔,沖Φ6mm孔,落料。 2.2.2、確定沖壓次數(shù)和沖壓順序 (1)沖壓次數(shù) 沖壓次數(shù)是指同一性質(zhì)的工序重復(fù)進(jìn)行的次數(shù)。如拉深件,可根據(jù)它的形狀和尺寸,以及板料許可的變形程度,計算出拉深次數(shù)。但對于平板件,如沖孔、落料件,一般來說都是一次成形。就棘塊來說,由于只有沖孔和落料兩種性質(zhì)的工序,屬于平板件,故而沖Φ12mm孔次數(shù)為一次,沖Φ6mm孔的次數(shù)為一次,落料的次數(shù)為一次。 (2)沖壓順序 沖壓順序的安排應(yīng)該
42、有利于發(fā)揮材料的塑性以減少工序數(shù)量。主要是根據(jù)工序的變形特點(diǎn)和質(zhì)量要求來安排。對于有孔或有缺口的平板件,若選用簡單模時,一般先落料,再沖孔或切口;若使用連續(xù)模時,則應(yīng)先沖孔或切口。 2.2.3、工序的組合方式 一個沖壓件往往要經(jīng)過多道工序才能完成。因此,編制工藝方案時,必須考慮是采用簡單模一個一個工序完成還是將某些工序組合起來,用復(fù)合?;蜻B續(xù)模生產(chǎn)。通常,模具的選用主要取決于沖壓件的生產(chǎn)批量,尺寸大小和精度要求等因素。生產(chǎn)批量大,沖壓工序應(yīng)盡可能地組合在一起,采用復(fù)合模或連續(xù)模沖壓;小批量生產(chǎn)時,通常選用單工序簡單模。但對于尺寸過小的沖壓件,考慮到單工序模上料不方便和生產(chǎn)效率低,也通常選用
43、復(fù)合?;蜻B續(xù)模生產(chǎn);若采用自動送料,一般用連續(xù)模沖壓;為避免多次沖壓的定位誤差,通常選用復(fù)合模生產(chǎn);當(dāng)用幾個簡單模制造費(fèi)用比復(fù)合模還高,而生產(chǎn)批量又不大時,也可考慮將工序組合起來,選用復(fù)合模生產(chǎn)。 工序組合方式,可選用復(fù)合?;蜻B續(xù)模。一般來說,復(fù)合模的沖壓精度比連續(xù)模高,結(jié)構(gòu)緊湊,模具輪廓尺寸比連續(xù)模小;但是,連續(xù)模的生產(chǎn)效率高,操作比較安全、簡便,容易實(shí)現(xiàn)單機(jī)自動化生產(chǎn),若裝上自動送料裝置,可適用小件的自動沖壓。 對于如圖2-1所示的棘塊,先擬訂以下三種工序組合方式: 方案一:先落料,后沖孔,采用單工序模生產(chǎn)。 方案二:落料-沖孔復(fù)合沖壓,采用復(fù)合模生產(chǎn)。 方案三:沖孔-落料級進(jìn)沖
44、壓,采用級進(jìn)模生產(chǎn)。 三種類型模具優(yōu)缺點(diǎn)比較如下: 單工序模 復(fù)合模 級進(jìn)模 結(jié)構(gòu) 簡單 較復(fù)雜 復(fù)雜 成本、周期 小、短 小、短 高、長 制造精度 低 較高 高 材料利用率 高 高 低 生產(chǎn)效率 低 低 高 維修 不方便 不方便 方便 產(chǎn)品精度 高 高 低 品質(zhì) 低 低 高 安全性 不安全 不安全 安全 自動化 易于自動化 沖床性能要求 低 低 高 應(yīng)用 小批量生產(chǎn) 大中型零件的沖壓試制 大批量生產(chǎn) 內(nèi)外形精度要求高 大批量生產(chǎn) 中小零件沖壓 分析:方案一模具結(jié)構(gòu)簡
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