ZL50裝載機總體及工作裝置設(shè)計
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班 級 09機械設(shè)計制造及其自動化 4 班 姓 名 葉芳達課 題名 稱 汽 車燈 架成 型模 具設(shè) 計目錄 1引言2我國模具工業(yè)發(fā)展與現(xiàn)狀 3我國沖壓模具技術(shù)和材料應(yīng)用的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢4模具沖壓技術(shù)在制造行業(yè)中的應(yīng)用 5對某小型汽車沖壓模具設(shè)計舉例6總結(jié) 參考文獻 指 導(dǎo)教 師 審 批意 見 簽 名 年 月 日 汽 車燈 架成 型模 具設(shè) 計 葉芳達 機械設(shè)計制造及其自動化 09 4 班 B09300425 1引言 模具是制造業(yè)的重要基礎(chǔ)工藝裝備 用模具生產(chǎn)制件所達到的高精度 高復(fù)雜度 高一致性 高生產(chǎn)率和低耗能 低耗材 使模具工業(yè)在制造業(yè)中的地位越來越重要 國外將模具比喻為 金鑰匙 金屬加工帝王 進入富裕社會的原動力 等等 國內(nèi)也將模具工業(yè)稱為 永不衰亡的工業(yè) 點鐵成金的行業(yè) 無與倫比的效益放大器 等等 現(xiàn)在 模具技術(shù)已成為衡量一個國家產(chǎn)品制造水平的重要標(biāo)志之一 沒有高水平的模具就沒有高水平的產(chǎn)品已成為共識 沖壓成型是指靠壓力機和模具對板材 帶材 管材和型材等施加外力 使之產(chǎn)生塑性變形或分離 從而獲得所需形狀和尺寸的工件 沖壓件 的加工成型方 法 沖壓成型在汽車制造中是一種十分重要的制造技術(shù) 而汽車覆蓋件大都采用沖壓而成 其模具制造周期影響汽車的制造成本以及新產(chǎn)品開發(fā)的周期 目前 國外汽車界提出縮短產(chǎn)品的市場化周期 降低產(chǎn)品開發(fā)費用和減輕汽車的質(zhì)量的 了 3R戰(zhàn)略 其中的一個重要環(huán)節(jié)就是降低車身覆蓋件模具的制造費用和減少生產(chǎn)周期 因此在車身覆蓋件模具的研發(fā)方面各個國家都投入了大量的資金 下面 通過介紹汽車覆蓋件沖壓模的設(shè)計要點 針對沖壓模具的發(fā)展和現(xiàn)狀以及沖壓新技術(shù)的應(yīng)用 根據(jù)一個沖壓模具的實例 對汽車覆蓋件在沖壓過程中容易出現(xiàn)的問 題 進行了分析 從工藝分析 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計等幾個方面詳細(xì)說明了沖壓模設(shè)計的重要性 2我國模具工業(yè)發(fā)展與現(xiàn)狀 中國雖然在很早以前就制造模具和使用模具 但一直未形成產(chǎn)業(yè) 由于長期以來模具制造一直作為保證企業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)的手段被視為生產(chǎn)后方 因此一直 發(fā)展緩慢 1984年成立了中國模具工業(yè)協(xié)會 1987年模具首次被列入機電產(chǎn)品目錄 當(dāng)時全國共有生產(chǎn)模具的廠點約 6000家 總產(chǎn)值約 30億元 隨著中國改革開放的日益深入 市場經(jīng)濟進程的加快 模具及其標(biāo)準(zhǔn)件 配套件作為產(chǎn)品 制造生產(chǎn)的企業(yè)大量出現(xiàn) 模具產(chǎn)業(yè)得到快速發(fā)展 在市場競爭中 企業(yè)的模具生 產(chǎn)技術(shù)提高很快 規(guī)模不斷發(fā)展 提高很快 2O世 紀(jì) 90年 代 以 來 中 國 在 汽 車 行 業(yè) 的 模 具 設(shè) 計 制 造 中 開 始 采 用 CAD CAM技術(shù) 國家科委 863計劃將東風(fēng)汽車公司作為 CIMS應(yīng)用示范點 由華中理工大學(xué)作為技術(shù)依托單位 開發(fā)了汽車車身與覆蓋件模具 CAD CAM軟件系統(tǒng) 在模具和 設(shè)計制造中得到了實際應(yīng)用 取得顯著效益 現(xiàn)在 吉林大學(xué)和湖南大學(xué)也成功地開發(fā)出了汽車覆蓋件模具的 CAD CAE系統(tǒng) 并達到了較高水平 在生產(chǎn)中得到應(yīng)用 收到了良好的效果 3我國沖壓模具技術(shù)和材料應(yīng)用的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 模具是機械制造業(yè)中技術(shù)先進 影響深遠的重要工藝裝備 具有生產(chǎn)效率高 材料利用率高 制件質(zhì)量優(yōu)良 工藝適應(yīng)性好等特點 被廣泛應(yīng)用于汽車 機械 航天 航空 輕工 電子 電器 儀表等行業(yè) 然而 與國際先進水平相比 中國的模具行業(yè)的差距不僅表現(xiàn)在精度差距大 交貨周期長等方面 模具壽命也只 有國際先進水平的 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 每年都需要花費大量資金進口 3 1計算機技術(shù)與沖壓模具行業(yè)隨著計算機技術(shù)的發(fā)展和普及 沖壓模具也基本實現(xiàn)了計算機化 其中有代 表性的是計算機輔助設(shè)計 CAD 計算機輔助制造 CAM 和計算機輔助工程 CAE 在 計 算 機 輔 助 設(shè) 計 方 面 如 今 的 國 內(nèi) 沖 壓 模 具 企 業(yè) 幾 乎 全 部 甩 掉 了 傳 統(tǒng) 的 繪 圖板 摒 棄 了 落 后 的 手 工 繪 圖 方 式 使 用 最 多 的 是 由 美 國 Autodesk公 司 出 品 的AutoCAD軟件 有些企業(yè)還在 AutoCAD平臺上進行了二次開發(fā) 如深圳某臺資公司 在 AutoCADR13基礎(chǔ)上進行專項開發(fā) 形成了由十二塊模板組成的系列沖壓模具 形成了具有自己特色的 針對性非常強的沖壓模 CAD軟件 也有許多企業(yè)使用國產(chǎn)的 AutoCAD產(chǎn)品 如開目 CAD CAXA等等 3 2先進加工技術(shù)裝備與沖壓模具行業(yè) 我國沖壓模具產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)工藝水平 總體上比國際先進水平低許多 而模具生產(chǎn)周期卻要比國際先進水平長許多 產(chǎn)品質(zhì)量水平低主要表現(xiàn)在精度 表面粗糙度 壽命及模具的復(fù)雜程度上 生產(chǎn)工藝水平低則主要表現(xiàn)在加工工藝 加工裝備等方面 沖壓模具加工工藝和裝備對提高加工效率 確保模具精度 縮 短交貨周期有重要影響 國內(nèi)的許多模具企業(yè)通過引進先進的加工裝備 硬件上與國際水平的差距正在快速縮小 上海的汽車模具企業(yè) 近年來通過大量購置先進的五軸高速加工機床 大型龍門加工中心和五軸聯(lián)動數(shù)控高速銑床 數(shù)控車或復(fù)合加工機床 先進的大型測量和調(diào)試設(shè)備及多軸數(shù)控激光切割機等 3 3先進制造技術(shù)與沖壓模具行業(yè)快速成型 RapidPrototyping 簡稱 RP 技術(shù)是指在計算機控制與管理下 由零件實物或模型直接驅(qū)動 采用材料精確堆積成復(fù)雜三維實體的原型或零件制造技術(shù) 是一種集計算機 包括 CAD CAM CAE等 光學(xué)掃描 新型材料 數(shù)控 激光等技術(shù)于一體的新型高新制造技術(shù) 主要用于零件設(shè)計的快速檢驗以及各種模具模型的快速制造 4模具沖壓技術(shù)在制造行業(yè)中的應(yīng)用 4 1沖壓模具的發(fā)展和現(xiàn)狀隨著與國際接軌的腳步不斷加快 市場競爭的日益加劇 人們已經(jīng) 越 來越認(rèn)識到產(chǎn)品質(zhì)量 成本和新產(chǎn)品的開發(fā)能力的重要性 在沖壓模具發(fā)展方面 主要表現(xiàn)在以下幾個方面 第一 模具 CAD CAM CAE技術(shù)是模具設(shè)計制造的發(fā)展方向 計算機和網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展正使 CAD CAM CAE技術(shù)跨地區(qū) 跨企業(yè) 跨院所地在整個行業(yè)中推廣成為可能 實現(xiàn)技術(shù)資源的重新整合 使虛擬制造成為可能 第二 模具 逆向工程 的飛速發(fā)展 高速掃描機和模具掃描系統(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 實現(xiàn)快速數(shù)據(jù)采集 自動生成各種不同數(shù)控系統(tǒng)的加工程序 不同格式的 CAD數(shù)據(jù) 模具逆向工程已在汽車 摩托車 家電等行業(yè)得到成功應(yīng)用 第三 先進加工手段的應(yīng)用 國外近年來發(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 對汽車 家 電 行 業(yè) 中 大 型 模 具 制 造 注 入 了 新 的 活 力 同 時 電 火 花 銑 削 加 工 技 術(shù) 也 迅 速 發(fā)展 也為制造復(fù)雜模具奠定了基礎(chǔ) 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) 近年來模具熱處理的發(fā)展使用了模具表面處理除完善應(yīng)發(fā)展工藝先進的氣相沉積 等離子噴涂等技術(shù) 能夠制造出復(fù)雜模具 從而極大地提高了加工效率 近年來許多模具企業(yè)因此加大了用于技術(shù)進步的投資力度 一些國內(nèi)模具企 業(yè)已普及了二維 CAD 目前 以汽車覆蓋件模具為代表的大型沖壓模具的制造技術(shù)已取得很大進步 東風(fēng)汽車公司模具廠 一汽模具中心等模具廠家已能生產(chǎn)部分轎車覆蓋件模具 并開始使用 UG Pro Engineer I DEAS等國際通用軟件 個別廠家還引進了 Moldflow等 CAE軟件 并成功應(yīng)用于沖壓模的設(shè)計中 4 2模具發(fā)展關(guān)鍵問題對于我國來說 模具自動加工系是我國長遠發(fā)展的目標(biāo) 模具自動加工系統(tǒng)應(yīng)有多臺機床合理組合 配有隨行定位夾具或定位盤 有完整的機具 刀具數(shù)控庫 有完整的數(shù)控柔性同步系統(tǒng) 有質(zhì)量監(jiān)測控制系統(tǒng) 特別是由于過來模具行 業(yè)發(fā)展較成熟 對我國模具沖壓行業(yè)帶來很大的挑戰(zhàn) 由于汽車 飛機發(fā)展和環(huán)保要求的提高 對沖壓帶來了壓力 而產(chǎn)品集約化生產(chǎn) 個性化發(fā)展 節(jié)能性要求 環(huán)保性要求 將促使沖壓行業(yè)出現(xiàn)新一輪的技術(shù)革新和改造 同時仿真技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用是沖壓發(fā)展必須借助的手段 自動化和靈活性要求是沖壓發(fā)展必須 考慮的因素 沖壓成型更加 科學(xué)化 數(shù)字化和可控化 供應(yīng)商一沖壓廠 沖壓廠一用戶之間的合作越來越重要 在整個工業(yè)中 沖壓的關(guān)鍵在模具 沖壓模具的發(fā)展至關(guān)重要 5對某小型汽車沖壓模具設(shè)計舉例 5 1盒狀結(jié)構(gòu)覆蓋件工藝分析沖 壓 件 工 藝 性 是 指 沖 壓 件 在 生 產(chǎn) 加 工 中 的 難 易 程 度 對 于 沖 壓 加 工 工 序 很多 每一種工序中的工藝性又各不相同 即使是同一個零件 因生產(chǎn)單位的生產(chǎn)條件工藝裝備及生產(chǎn)傳統(tǒng)習(xí)慣等不同 其工藝性的涵義也不完全一樣 因此 要 求沖壓件在滿足使用要求的前提下 形狀盡量簡單 規(guī)則 對稱 以便節(jié)省原材料 減少中間工序 提高模具壽命 降低零件成本 該零件是汽車內(nèi)飾的零件表面 不允許有毛刺 折皺等問題 滿足裝配后的工藝結(jié)構(gòu)性能 并且由于所加工的零件數(shù)量較少 每月約 300件 所以必須考慮 小同于常規(guī)的沖壓加工工藝 使零件的加工成本和模具制造成本降低到最低 通過專用壓筋模具進行加強筋的沖壓加工 并多次調(diào)整壓邊力的大小 達到材料的應(yīng)力變形最小 使得零件的對角翹曲達到圖紙要求 越平整越好 通 過 消除由于產(chǎn)生的材料應(yīng)力變形 或使材料的應(yīng)力變形最小 使得沖壓件對角翹曲也最小 所設(shè)計的模具首先應(yīng)保證沖壓件凸模能夠順利進入沖壓凹模 不應(yīng)出現(xiàn)凸模接觸不到的死區(qū) 即所有需沖壓的部位要在一次沖壓中完成 避免點接觸 接觸部位應(yīng)處于沖模中心 以保證成型時材料不致竄動 壓料應(yīng)盡量保證毛料平放 壓料面各部位進料阻力應(yīng)均勻 沖壓深度均勻 拉入角相等 才能有效地保證進料阻 力均勻 同時覆蓋件沖壓成形的壓料面形狀是保證沖壓過程中材料下破不裂和順利成型 根據(jù)這些要求可以設(shè)計沖壓模具并且進行實際的生產(chǎn)制造 5 2模具結(jié)構(gòu)及主要零件設(shè)計模具采用活動小導(dǎo)柱 起上下模具對模的作用 因為沖筋零件的展開很大 模 具 在 沖 床 上 安 裝 正 確 以 后 活 動 小 導(dǎo) 柱 實 際 上 己 經(jīng) 小 起 上 下 模 具 的 導(dǎo) 向 作 用了 在生產(chǎn)過程中 還會經(jīng)常遇到一次沖孔落料 可能會造成凸凹?？妆谔?影響模具壽命 因此將模芯設(shè)計成分級進 模芯中用固定板來固定 在通用模架的上模板上 用短定位銷定位 這樣就達到了沖孔 落料復(fù)合成一次完成的目的 6總結(jié) 經(jīng)過幾十年的發(fā)展 我國的沖壓模具行業(yè)獲得了飛速發(fā)展 隨著汽車工業(yè)的發(fā)展 對汽車覆蓋件的要求越好越高 沖壓技術(shù)和模具是整個過程中的關(guān)鍵 沖壓模具的的設(shè)計分析可以有效的提高產(chǎn)品的質(zhì)量 減少產(chǎn)品的浪費 縮短加工周期 防止產(chǎn)品的起皺和開裂現(xiàn)象 本文就是通過介紹汽車覆蓋件沖壓模的設(shè)計要點 針對沖壓模具的發(fā)展和現(xiàn)狀以及沖壓新技術(shù)的應(yīng)用 根據(jù)一個沖壓模具的實例 對汽車覆蓋件在沖壓過程中容易出現(xiàn)的問題進行了分析 從工藝分析 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計等幾個方面詳細(xì)說明了沖壓模設(shè)計的重要性 參考文獻 1 張榮清 模具設(shè)計與制造 M 高等教育出版社 2008 3 2 金敦水 沖壓模具間隙分析及模具結(jié)構(gòu)設(shè)計 J 煤礦機械 2010 05 3 王宏杰 汽車沖壓模具的技術(shù)發(fā)展思路 機械工人 2006 4 4 張志鵬 張志剛 沖壓常見問題及解決辦法 模具制造 2006 6 5 王孝培 沖壓手冊 第二版 M 北京 機械工業(yè)出版社 2000 6 雷 正 保 拉 延 筋 模 擬 方 法 對 覆 蓋 件 CAE結(jié) 果 影 響 的 工 業(yè) 試 驗 J 汽 車 工 程 2004 26 1 73 77 7 汽車零件的熱沖壓成型工藝 8 馮桂香 基于 CAE的汽車配件成型特性分析 2011 10 9 趙軍 葛曉宏 易際明 復(fù)雜汽車沖壓零件成型工藝分析 文章編號 1672 0121 2011 02 0056 02 10 TopologyOptimizationOfAStampingDie AnnaNilssonandFridaBirath 11 夏國棟 汽車覆蓋件沖壓模具精細(xì)化設(shè)計的關(guān)鍵技術(shù)研究 2011 01 12 我們沖壓模具的發(fā)展重點與展望 機械工程師 2006年 11期 13 AFewPointersforPickingaBestStampingDieRobertA Capizzio