窗戶鎖扣的沖孔彎曲復(fù)合模模具設(shè)計-沖壓模具含14張CAD圖
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題目:窗戶鎖扣沖孔彎曲復(fù)合模模具設(shè)計
一、前言
1.課題研究的意義,國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢
1.1課題研究意義
縱觀世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,模具工業(yè)在經(jīng)濟(jì)繁榮和經(jīng)濟(jì)蕭條時代都不可或缺。經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快時,產(chǎn)品暢銷,自然要求模具能跟上,而經(jīng)濟(jì)發(fā)展滯緩期,產(chǎn)品不暢銷,企業(yè)必然想法設(shè)法開發(fā)新產(chǎn)品,這同樣會給模具帶來強勁需求。
因此,國內(nèi)外行家都稱現(xiàn)代模具工業(yè)是不衰的工業(yè)。 目前,世界模具時常仍供不應(yīng)求。近幾年,世界模具市場總量一直為600-650億美元左右,其中美國、日本、法國、瑞士等國一年出口模具約占本國模具總產(chǎn)量的1/3??梢娧芯亢桶l(fā)展模具技術(shù),提高模具技術(shù)水平,對于促進(jìn)國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著特別重要的意義。模具在日本被譽為“進(jìn)入富裕社會的原動力”,在德國則冠之為“金屬加工業(yè)中的帝王”,在羅馬尼亞視為“磁力工業(yè)”??梢詳嘌?,隨著工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展,模具工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中將發(fā)揮越來越重要的作用。
伴隨著中共十九大的召開,“提高自主創(chuàng)新能力”被提升到了國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展更高的戰(zhàn)略高度。國家、社會和企業(yè)都已經(jīng)充分認(rèn)識到,中國制造業(yè)未來的發(fā)展必須依靠自主創(chuàng)新,走創(chuàng)業(yè)之路。
近幾年,中國模具產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值保持持續(xù)增長。 雖然中國模具工業(yè)在過去十多年中取得了令人矚目的發(fā)展,但許多方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比仍有較大的差距。例如,精密加工設(shè)備在模具加工設(shè)備中的比重還比較低,CAD/CAE/CAM技術(shù)的普及率不高,許多先進(jìn)的模具技術(shù)應(yīng)用還不夠廣泛等等。因此我們不僅要好好的加強模具技能的訓(xùn)練,以達(dá)到熟能生巧的本領(lǐng),而且更重要的是必須學(xué)習(xí)系統(tǒng)的沖壓知識,和沖壓與熱處理過程,使每個模具工作者都能系統(tǒng)有效的學(xué)習(xí)相關(guān)知識,以期促進(jìn)沖壓工藝的推廣應(yīng)用。
利用模具成型零件,是一種少切削、無切削、多工序重合的生產(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(jì)效益。因此,模具在現(xiàn)代工業(yè)的主要部門,如機(jī)械、電子、輕工、交通和國防工業(yè)中得到了極其廣泛的應(yīng)用。近些年,中國模具產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值保持持續(xù)增長。 雖然中國模具工業(yè)在過去十多年中取得了令人矚目的發(fā)展,但許多方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比仍有較大的差距。例如,精密加工設(shè)備在模具加工設(shè)備中的比重還比較低,CAD/CAE/CAM技術(shù)的普及率不高,許多先進(jìn)的模具技術(shù)應(yīng)用還不夠廣泛等等。因此我們不僅要好好的加強模具技能的訓(xùn)練,以達(dá)到熟能生巧的本領(lǐng),而且更重要的是必須學(xué)習(xí)系統(tǒng)的沖壓知識,和沖壓與熱處理過程,使每個模具工作者都能系統(tǒng)有效的學(xué)習(xí)相關(guān)知識,以期促進(jìn)沖壓工藝的推廣應(yīng)用。
窗戶鎖扣是日常生活遇見的最平常的生活用品,研究設(shè)計窗戶鎖扣的沖壓模具的制造流程關(guān)系到平常百姓的日常生產(chǎn)生活,所以此次模具設(shè)計具有十分重要現(xiàn)實意義。
沖壓成型大致方式可分為1、注射成型2、壓縮成型3、擠塑成型4、壓注成型5、中空成型。通過此次課題研究可加深我對模具制造行業(yè)的理解,也可以加深我對中國制造行業(yè)的理解,特別是沖壓模具設(shè)計領(lǐng)域。課題研究一方面可以使我全面梳理大學(xué)四年所學(xué)專業(yè)課知識,另一方面也更加為我明年畢業(yè)打下基礎(chǔ),更好的與社會接軌,使我更好地融入社會,走進(jìn)職業(yè)工作。
1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
所謂模具,就是在工業(yè)生產(chǎn)上用以注塑、吹塑、擠出、壓鑄或鍛壓成型、冶煉、沖壓、拉伸等方法得到所需產(chǎn)品的各種模子和工具。簡而言之,模具是用來成型物品的工具,這種工具有各種零件構(gòu)成,不同的模具由不同的零件構(gòu)成。它主要通過所成型材料物理狀態(tài)的改變來實現(xiàn)物品外形的加工。 據(jù)我國考古發(fā)現(xiàn),早在2000多年前,我國已有模具被用于制造銅器,證明了中國古代沖壓成型和沖壓模具方面的成就在世界領(lǐng)先。1953年,長春第一汽車制造廠在中國首次建立了沖模車間,該廠于1958年開始制造汽車覆蓋件模具。我國于20世紀(jì)60年代開始生產(chǎn)精沖模具。在走過了溫長的發(fā)展道路之后,目前我國已形成了300多億元。 我國沖壓模具無論在數(shù)量上,還是在質(zhì)量、技術(shù)和能力等方面都已有了很大發(fā)展,但與國發(fā)經(jīng)濟(jì)需求和世界先進(jìn)水平相比,差距仍很大,一些大型、精度、復(fù)雜、長壽命的高檔模具每年仍大量進(jìn)口,特別是中高檔轎車的覆蓋件模具,目前仍主要依靠進(jìn)口。一些低檔次的簡單沖模,已趨供過于求,市場競爭激烈。一是進(jìn)口模具大部分是技術(shù)含量高的大型精密模具,而出口模具大部分是技術(shù)含量較低中的中低檔模具,因此技術(shù)含量高的中高檔模具市場滿足率低于沖壓模具總體滿足率,這些模具的發(fā)展已滯后于沖壓件生產(chǎn),而技術(shù)含量低的中低檔模具市場滿足率要高于沖壓模具市場總體滿足率;二是由于我國的模具價格要比國際市場低格低許多,具有一定的競爭力,因此其在國際市場前景看好。
近兩年來中國的模具制造技術(shù)水平又有了新的提高。從模具產(chǎn)品進(jìn)出口的地域來看,華東地區(qū)的江蘇、浙江、上海、山東均位列中國進(jìn)口和出口模具的十大省市之中。長江三角地區(qū)在模具制造整體水平的數(shù)量和質(zhì)量上均已在國內(nèi)處于行業(yè)重要位置。2009中國國際模具、制造應(yīng)用設(shè)備及相關(guān)工業(yè)展覽會(dmc2009)在滬舉辦無疑占據(jù)行業(yè)的“地利”之先。 在2009年世界經(jīng)濟(jì)變數(shù)加大,我國制造業(yè)積極應(yīng)對的形勢下,國務(wù)院新近通過的《裝備制造業(yè)調(diào)整和振興規(guī)劃》中都把提升模具及其制造裝備的技術(shù)水平作為其重點內(nèi)容。由此,在國家重大專項中的關(guān)鍵功能件項目中有關(guān)的模具
項目專利也體現(xiàn)了模具工業(yè)在制造業(yè)中所占的重要地位。作為上游行業(yè)的基礎(chǔ)裝備行業(yè),積極跟蹤下游行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和市場需求,是模具制造業(yè)努力開拓市場和提升技術(shù)水平的重要方面,關(guān)鍵零部件技術(shù)實現(xiàn)自主,新能源汽車專用零部件技術(shù)要達(dá)到國際水平,實施關(guān)鍵零部件產(chǎn)業(yè)化以及獨立公共檢測機(jī)構(gòu)和產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的汽車關(guān)鍵零部件技術(shù)中心建設(shè)、汽車發(fā)電機(jī)動力模塊生產(chǎn)體系、掌握車身開發(fā)技術(shù),這些要求一個重要的方面是汽車模具技術(shù)來都體現(xiàn);我國已成為全球最大的電子信息產(chǎn)品制造基地,在通信、高性能計算機(jī)、數(shù)字電視等領(lǐng)域也取得一系列重大技術(shù)突破。
圖1.傳統(tǒng)沖壓模具簡圖
總的來說
.國外模具技術(shù)現(xiàn)狀 :
(1) 廣泛應(yīng)用CAD/CAE/CAM技術(shù) a) 超越了甩掉圖板、二維繪圖的初級階段,3D設(shè)計已達(dá)到了70~80%。 b) PRO/E、UG、CIMATRON等軟件普遍應(yīng)用。 c) 數(shù)控機(jī)床的普遍應(yīng)用,保證了模具零件的加工精度和質(zhì)量。 d) CAE技術(shù)已逐漸成熟(意大利COMAU公司應(yīng)用CAE技術(shù)后,試模時間減少了50%以上)。
(2) 普遍采用高速切削加工技術(shù) a) 特征:以高切削速度、高進(jìn)給速度、高加工質(zhì)量。b) 加工效率:比傳統(tǒng)的切削工藝要高幾倍,甚至十幾倍。 c) 轉(zhuǎn)速:15000~30000r/min。 d) 效益:大大縮短制模時間。
(3) 普遍應(yīng)用快速成型技術(shù)與快速制模技術(shù) a) 塑料模具:有專門提供原型制造服務(wù)的機(jī)構(gòu)和公司塑料模具廠家利用快速原型澆制 硅膠模具,用于少量翻制塑料件。 b) 汽車模具:多為鋅基合金快速制模和使用環(huán)氧樹脂制作金屬成型模。
國內(nèi)模具現(xiàn)狀:
我國模具工業(yè)的產(chǎn)值在國際上排名位居第三位,僅次于日本和美國。國內(nèi)的模具生產(chǎn)廠已超過17000家,從業(yè)人員達(dá)50萬。近年來,我國的模具工業(yè)一直以每年13%左右的增長速度快速發(fā)展我國模具行業(yè)在“十五”期間的增長速度達(dá)到13%~15%。
(1). 中國模具產(chǎn)業(yè)的進(jìn)出口 近幾年來,我國每年進(jìn)口模具約占市場總量的20%左右,已超過10億美元,成為世界上最大的模具進(jìn)口國其中塑料與橡膠模具占全部進(jìn)口模具的50%以上,沖壓模具占全部進(jìn)口模具約40% 中、高檔模具進(jìn)口比例占市場總量的40%以上
(2). 我國模具技術(shù)的發(fā)展進(jìn)步主要表現(xiàn)在 。研究開發(fā)了模具新鋼種及硬質(zhì)合金、鋼結(jié)硬質(zhì)合金等新材料,并采用了一些新的熱處理工藝,延長了模具的使用壽命。比如沖模廣泛使用合金工具鋼代替碳素工具鋼,提高模具壽命,減少模具熱處理變形。開發(fā)了多工位級進(jìn)模和硬質(zhì)合金模等新產(chǎn)品,并根據(jù)國內(nèi)生產(chǎn)需要研制了精密塑料注射模。研究開發(fā)了一些模具加工新技術(shù)和新工藝。如三維曲面數(shù)控加工;模具表面拋光、表面皮紋加工及皮紋輥制造技術(shù);模具鋼的超塑性成型技術(shù)和各種快速成型技術(shù)等。模具加工設(shè)備已得到較大發(fā)展,已廣泛使用精密坐標(biāo)磨床、數(shù)控(CNC)銑床、CNC電火花線切割機(jī)床和高精度電火花成型機(jī)床等。模具零件的精度由數(shù)控機(jī)床保證,解決了以前傳統(tǒng)切削加工生產(chǎn)模具零件,靠鉗工技藝保證質(zhì)量,質(zhì)量難保證的問題。模具計算機(jī)輔助設(shè)計和制造(模具CAD/CAM/CAE)已在國內(nèi)得到了廣泛的開發(fā)應(yīng)用。三維造型軟件和仿真軟件的廣泛應(yīng)用,不僅能自動編程,還能進(jìn)行干涉檢查,保證設(shè)計和工藝的合理性。
中國模具工業(yè)存在的問題:
精密加工設(shè)備還很少大型、精密、復(fù)雜和長壽命模具的產(chǎn)需矛盾十分突出許多先進(jìn)的技術(shù)如CAD/CAE/CAM技術(shù)的普及率還不高。
1.3發(fā)展趨勢
隨著科技的發(fā)展現(xiàn)在的辦公自動化設(shè)備已經(jīng)不能滿足于企業(yè)和社會發(fā)展的目前電子、汽車、電機(jī)、電器、儀器、儀表、家電、通訊和軍工等產(chǎn)品中,60%-80%的零部件,都要依靠模具成型。用模具成型的制件所表現(xiàn)出來的高精度、高復(fù)雜性、高一致性、高生產(chǎn)率和低消耗,是其他加工制造方法所無法比擬。模具在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和開發(fā)能力。中國模具行業(yè)日趨大型化,而且精度也越來越高,模具精度直
圖2.可持續(xù)發(fā)展循環(huán) 圖3.沖壓模具可持續(xù)發(fā)展的創(chuàng)新體系
接決定企業(yè)競爭力。中國模具行業(yè)要進(jìn)一步發(fā)展多功能復(fù)合模具,一套多功能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)。隨著模具標(biāo)準(zhǔn)化工作的普及和模具標(biāo)準(zhǔn)件的廣泛應(yīng)用,中國模具行業(yè)的制造周期越來越短,在國際上的競爭力也越來越明顯。使用模具標(biāo)準(zhǔn)件不但能縮短模具制造周期,而且能提高模具質(zhì)量和降低模具制造成本。同時,快速經(jīng)濟(jì)模具的前景十分廣闊。由于人們要求模具的生產(chǎn)周期越短越好,因此開發(fā)快速經(jīng)濟(jì)模具越來越引起人們的重視。另外采用計算機(jī)控制和機(jī)械手操作的快速換模裝置、快速試模裝置技術(shù)也會得到發(fā)展和提高。隨著熱流道技術(shù)的日漸推廣應(yīng)用,熱流道模具在塑料模具中的比重將逐步提高。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)約制件的原材料,這項技術(shù)的應(yīng)用在國外發(fā)展很快,已十分普遍。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)高壓注射成型工藝的模具將隨之發(fā)展。模具行業(yè)中壓鑄模的比例將不斷提高。隨著車輛和電機(jī)等產(chǎn)品向輕量化方向發(fā)展,對壓鑄模的數(shù)量、壽命和復(fù)雜程度將提出越來越高的要求。隨著以塑料代鋼、以塑代木的發(fā)展和產(chǎn)品零件的精度和復(fù)雜程度的不斷提高,塑料模的比例將不斷提高,其精度和復(fù)雜程度也將隨著相應(yīng)提高。發(fā)展重點的選取應(yīng)根據(jù)市場需求、發(fā)展趨勢和目前狀況來確定。可按產(chǎn)品重點、技術(shù)重點和其他重點分別敘述。
第一要以沖壓模具產(chǎn)品發(fā)展重點。沖壓模具共有7小類,并有一些按其服務(wù)對象來稱呼的一些種類。目前急需發(fā)展的是汽車覆蓋件模具,多功能、多工位級進(jìn)模和精沖模。這些模具現(xiàn)在產(chǎn)需矛盾大,發(fā)展前景好。汽車覆蓋件模具中發(fā)展重點是技術(shù)要求高的中高檔轎車大中型覆蓋件模具,尤其是外覆蓋件模具。高強度板和不等厚板的沖壓模具及大型多工位級進(jìn)模、連續(xù)模今后將會有較快的發(fā)展。多功能、多工位級進(jìn)模中發(fā)展重點是高精度、高效率和大型、高壽命的級進(jìn)模。精沖模中發(fā)展重點是厚板精沖模大型精沖模,并不斷提高其精度。
第二要以沖壓模具技術(shù)發(fā)展重點。模具技術(shù)未來發(fā)展趨勢主要是朝信息化、高速化生產(chǎn)與高精度化發(fā)展。因此從設(shè)計技術(shù)來說,發(fā)展重點在于大力推廣CAD/CAE/CAM技術(shù)的應(yīng)用,并持續(xù)提高效率,特別是板材成型過程的計算機(jī)模擬分析技術(shù)。模具CAD、CAM技術(shù)應(yīng)向宜人化、集成化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展,并提高模具CAD、CAM系統(tǒng)專用化程度。為了提高CAD、CAE、CAM技術(shù)的應(yīng)用水平,建立完整的模具資料庫及開發(fā)專家系統(tǒng)和提高軟件的實用性十分重要。從加工技術(shù)來說,發(fā)展重點在于高速加工和高精度加工。高速加工目前主要是發(fā)展高速銑削、高速拋和高速電加工及快速制模技術(shù)。高精度加工目前主要是發(fā)展模具零件精度1μm以下和表面粗糙度Ra≦0.1μm的各種精密加工。提高模具標(biāo)準(zhǔn)化程度,搞好模具標(biāo)準(zhǔn)件生產(chǎn)供應(yīng)也是沖壓模具技術(shù)發(fā)展重點之一。
由于歷史和體制上的原因,我國模具專業(yè)化和標(biāo)準(zhǔn)化水平一直很低,其中沖壓模具的專業(yè)化比塑料模和壓鑄模更低。這在一定程度上妨礙了沖壓模具的發(fā)展,根據(jù)國內(nèi)外模具專業(yè)化情況來看,專業(yè)化可以有多層意思:第一模具生產(chǎn)獨立于其它產(chǎn)品生產(chǎn),專業(yè)生產(chǎn)模具外供;第二按模具種類劃分,專門從事某一類模具(如沖壓模具)生產(chǎn);第三在某一類模具中,按其服務(wù)對象或模具工藝及尺寸大小,選取該類模具中的某種模具(例如汽車覆蓋件模具、多工位級進(jìn)模具、精沖模具等等)進(jìn)行專業(yè)化生產(chǎn);第四專業(yè)生產(chǎn)模具中的某一些零件(如模架、沖頭、彈性元件等)供給模具生產(chǎn)企業(yè);第五按工序開展專業(yè)化協(xié)作。例如目前社會上專門從事模具設(shè)計的公司、專門進(jìn)行型腔加工或電加工協(xié)作的企業(yè)、專門接受測量或熱處理委托業(yè)務(wù)的企業(yè)專業(yè)從事拋光業(yè)務(wù)的企業(yè)等等,這種多層次的專業(yè)化促進(jìn)了模具行業(yè)的發(fā)展。但專業(yè)化的路途仍舊遙遠(yuǎn),必須加快進(jìn)程才能適應(yīng)形勢。
2.課題的研究目標(biāo)、內(nèi)容和擬解決的關(guān)鍵問題
2.1課題的研究目標(biāo)
考慮到該零件包括落料、沖孔兩個基本工序,可以采用以下三種工藝方案: ①先落料,再沖孔,采用單工序模生產(chǎn)。 ②落料—沖孔復(fù)合沖壓,采用復(fù)合模生產(chǎn)。 ③沖孔—落料連續(xù)沖壓,采用級進(jìn)模生產(chǎn)。
方案①模具結(jié)構(gòu)簡單,但需要兩道工序、兩套模具才能完成零件的加工,生產(chǎn)效率較低,難以滿足零件大批量生產(chǎn)的需求。由于零件結(jié)構(gòu)簡單,為提高生產(chǎn)效率,主要應(yīng)采用復(fù)合沖裁和級進(jìn)沖裁方式。為更好地保證尺寸精度,最后確定用復(fù)合沖裁的方式進(jìn)行生產(chǎn)。
目標(biāo):
(1)模具結(jié)構(gòu)方案構(gòu)思、比較、分析;
(2)關(guān)鍵結(jié)構(gòu)部件設(shè)計、計算;
(3)cad圖繪制以及pro-e三維模型繪制;
(4)避免工件出現(xiàn)缺陷應(yīng)采用的措施分析;
(5)結(jié)論。
2.2課題的研究內(nèi)容
內(nèi)容:
(1).調(diào)查研究、查閱文獻(xiàn)和搜集資料。
(2).閱讀和翻譯與課題內(nèi)容有關(guān)的外文資料(外文翻譯不能少于2萬印刷字符,約合5000漢字)。
(3).撰寫文獻(xiàn)綜述,確定設(shè)計方案。
(4).工藝計算;結(jié)構(gòu)和強度設(shè)計計算;材料的選擇;關(guān)鍵部件尺寸計算等。
(5).撰寫畢業(yè)設(shè)計說明書。
(6).繪制圖紙(總裝配圖、部件圖、零件圖)。
2.3擬解決的關(guān)鍵問題
考慮到復(fù)合模模具有以下缺陷①模具零件多,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,裝配制造困難,成本高。但形狀復(fù)雜的零件其模具制造難度比連續(xù)模低。②由于受到凸凹模最小壁厚的限制,對于一些內(nèi)孔與外緣之間及孔間距離較小的零件,不宜采用復(fù)合模。③生產(chǎn)率比連續(xù)模低,工作沒有連續(xù)模安全,零件出件沒有連續(xù)模方便。解決的關(guān)鍵問題主要有盡量簡化結(jié)構(gòu)復(fù)雜度,減少零件數(shù)目,降低成本,提高生產(chǎn)率。同時防范注意模具設(shè)計加工過程中出現(xiàn)的常見問題如:跳屑,尺寸超差,翻邊裂紋等。
另外,本人設(shè)計經(jīng)驗不足,缺乏全面的知識,以及資料的查閱存在缺漏,設(shè)計難免存在問題。
圖4.落料并預(yù)彎
二、研究方案的確定
1. 方案的原理、特點與選擇依據(jù)
沖壓加工是借助于常規(guī)或?qū)S脹_壓設(shè)備的動力,使板料在模具里直接受到變形力并進(jìn)行變形,從而獲得一定形狀,尺寸和性能的產(chǎn)品零件的生產(chǎn)技術(shù)。板料,模具和設(shè)備是沖壓加工的三要素。按沖壓加工溫度分為熱沖壓和冷沖壓。前者適合變形抗力高,塑性較差的板料加工;后者則在室溫下進(jìn)行,是薄板常用的沖壓方法。它是金屬塑性加工(或壓力加工)的主要方法之一,也隸屬于材料成型工程技術(shù)。
完成沖壓工序需要沖壓模模具,基本沖壓模模具有單工序模,復(fù)合模以及級進(jìn)模。
復(fù)合模是指壓力機(jī)在一次行程中,完成落料、沖孔等多個工序的一種模具結(jié)構(gòu)。如圖5所示。復(fù)合模主要特點有:1、工件同軸度較好,表面平直,尺寸精度較高; 2、生產(chǎn)效率高,且不受條料外形尺寸的精度限制,有時廢角料也可用以再生產(chǎn)。由于復(fù)合模本身所具有的一些優(yōu)點較明顯,故模具企業(yè)在條件允許的情況下,一般傾向于選擇復(fù)合模結(jié)構(gòu)。缺點:模具零部件加工制造比較困難,成本較高,并且凸凹模容易受到最小壁厚的限制,而使得一些內(nèi)孔間距、內(nèi)孔與邊緣間距較小的下件不宜采用。
圖5.沖壓復(fù)合模
級進(jìn)模是指由多個工位組成,各工位按順序關(guān)聯(lián)完成不同的加工,在壓力機(jī)的一次行程中完成一系列的不同的沖壓加工。一次行程完成以后,由沖床送料機(jī)按照一個固定的步距將材料向前移動,這樣在一副模具上就可以完成多個工序,一般有沖孔,落料,折彎,切邊,拉伸等等。級進(jìn)模主要特點有:(1)級進(jìn)模是多任務(wù)序沖模,在一副模具內(nèi),可以包括沖裁,彎曲成型和拉伸等多種多道工序,具有很高的生產(chǎn)率;(2)級進(jìn)模操作安全;(3)易于自動化;(4)可以采用高速沖床生產(chǎn);(5)可以減少沖床,場地面積,減少半成品的運輸和倉庫占用。
單工序模是指只有一個工位,只完成一道工序的沖模,它可分為沖裁模、彎曲模、拉伸模、翻孔模和整形模。單工序模的主要結(jié)構(gòu)特點是:(1)凸模以裝在彈壓導(dǎo)板中的導(dǎo)板鑲塊導(dǎo)向,彈壓導(dǎo)板以導(dǎo)柱導(dǎo)向,導(dǎo)向準(zhǔn)確,保證凸模與凹模的正確配合,并且加強了凸??v向穩(wěn)定性,避免小凸模產(chǎn)生縱彎曲。(2)凸模與固定板為間隙配合,凸和更換較方便。(3)彈壓導(dǎo)板用卸料螺釘與上模連接,加上凸模與固定板是間隙配合,因此能消除壓力機(jī)導(dǎo)向誤差對模具的影響,對延長模具壽命有利。(4)沖裁排樣采用直對排,一次沖裁獲得兩個零件,兩件的落料工位離開一定距離,以增強凹模強度,也便于加工和裝配。本課題是窗戶鎖扣沖孔彎曲的模具設(shè)計,由于被加工零件體積小,重量輕,生產(chǎn)率較高,需要大批量生產(chǎn)等。初步選擇沖壓工藝加工。又因為此次加工過程中設(shè)計沖孔與彎曲兩個工序,綜合考慮選擇復(fù)合模模具生產(chǎn)加工。既符合題目要求又可簡化加工過程,節(jié)約材料,節(jié)省成本。
圖6.單工序級進(jìn)模
(4). 壓力機(jī)的選擇
(3). 沖裁力計算
(2). 排樣設(shè)計與計算
(1). 工件的工藝分析及方案確定
2.設(shè)計步驟
(5). 凸、凹模尺寸計算
(7). 模具結(jié)構(gòu)的總體設(shè)計
(8). 模具的裝配
(6). 模架的選擇
(11).完成整套模具的三維立體圖和二維工程圖的繪制
(10).沖模的安裝
(9). 沖模工作零件機(jī)械加工工藝過程
(1). 工件的工藝分析及方案確定,由已知加工條件,加工要求并且結(jié)合實際情況,進(jìn)行工藝分析并選定最終模具方案。
(2). 排樣設(shè)計與計算,沖裁件在條料上的布置方法稱為排樣。排樣設(shè)計包括選擇排樣方法、確定搭邊值、計算條料寬度和送料步距,計算材料利用率,畫排樣圖。
(3). 沖裁力計算,主要計算落料力,卸料力,沖孔力,推件力以及沖床的總壓力。
(4). 壓力機(jī)的選擇,沖壓設(shè)備的選擇主要是根據(jù)沖壓工藝性質(zhì)、生產(chǎn)批量大小、沖壓件的幾何形狀、尺寸及精度要求等因素來確定的。沖壓生產(chǎn)中常用的沖壓設(shè)備種類很多,選擇沖壓設(shè)備時主要考慮下述因素:沖壓設(shè)備的類型和工作方式是否適用于應(yīng)完成的工序;是否符合安全生產(chǎn)和環(huán)保的要求;沖壓設(shè)備的壓力和功率是否滿足應(yīng)完成工序的需要;沖壓設(shè)備的裝模高度、工作臺面尺寸、行程等是否適合應(yīng)完成工序所用的模具;沖壓設(shè)備的行程次數(shù)是否滿足生產(chǎn)率的要求等。
(5). 凸、凹模尺寸計算,主要包括刃口尺寸,外形結(jié)構(gòu)與輪廓尺寸的計算。
(6). 模架的選擇,由以上計算尺寸特別是根據(jù)凹模周界尺寸可查表選取合適模架。
(7). 模具結(jié)構(gòu)的總體設(shè)計,確定沖壓工藝方案后,應(yīng)通過分析比較,選擇合理的模具結(jié)構(gòu)型式,其中主要設(shè)計模具結(jié)構(gòu)型式,定位裝置,推件裝置,卸料裝置,導(dǎo)向裝置。
(8). 模具的裝配,通過以上的設(shè)計,可畫出模具裝配圖。
(9). 沖模工作零件機(jī)械加工工藝過程,加工工藝分為凸模加工工藝和凹模加工工藝,查閱機(jī)械制造工藝手冊,制定有效工藝過程,可結(jié)合現(xiàn)代加工方法如特種加工,多軸聯(lián)動數(shù)控加工等提高加工精度。
(10).沖模的安裝,最后結(jié)束部分可結(jié)合實際情況,說明安裝過程以及安裝注意事項。
(11).完成整套模具的三維立體圖和二維工程圖的繪制。
三、作者已進(jìn)行的準(zhǔn)備及資料搜集情況
(1)熟悉本學(xué)期所學(xué)Pro-e和之前所學(xué)CAD等軟件為三維模型繪制作準(zhǔn)本。
(2)閱讀相關(guān)書籍,《機(jī)械設(shè)計》,《模具加工工藝》,《機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)》。
(3)從知網(wǎng)中下載閱讀相關(guān)文獻(xiàn)期刊和研究資料。
四、階段性工作計劃與設(shè)計目標(biāo)與應(yīng)用價值
階段性工作計劃
周 次
工 作 內(nèi) 容
檢 查 方 式
1~2
進(jìn)行文獻(xiàn)檢索,選出與課題相關(guān)的文獻(xiàn),寫出文獻(xiàn)綜述
交文獻(xiàn)綜述
3
進(jìn)行與課題相關(guān)的英文文獻(xiàn)閱讀,并將之翻譯成中文,翻譯>2萬字符
交翻譯
4~5
結(jié)構(gòu)方案構(gòu)思、比較、分析
匯報所定方案
6~7
進(jìn)行與課題相關(guān)的調(diào)研
交調(diào)研報告
8~9
設(shè)計、計算
匯報模具主要結(jié)構(gòu)部件結(jié)構(gòu)形式與計算過程及計算結(jié)果
10~11
繪圖CAD二維裝配圖及零件圖
交二維裝配圖及零件圖
12~13
繪制Pro-E三維模型
交三維模型圖
14~15
撰寫畢業(yè)論文
匯報畢業(yè)論文撰寫思路、內(nèi)容
16-17
資料整理、裝訂、總結(jié)畢業(yè)設(shè)計、準(zhǔn)備答辯
所有資料檢查與答辯
設(shè)計目標(biāo)與應(yīng)用價值
窗戶鎖扣零件關(guān)乎日常生活生產(chǎn),設(shè)計此類模具無論是我國還是國際上都有非常實際的使用價值,通過研究設(shè)計沖孔彎曲模具設(shè)計,可以在現(xiàn)有生產(chǎn)技術(shù)上做出有效優(yōu)化,對減少制造成本,縮短加工周期,提高制件的精度,以及顯著提高制件的使用壽命等都有重要貢獻(xiàn)。設(shè)計出好的模具無論從小方面提高生產(chǎn)量從而提高公司生產(chǎn)利潤還是從大方面提高我國生產(chǎn)總值都有莫大作用。
五、主要參考文獻(xiàn)
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[2]王伯平.互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ)[M]北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2004.4 第2版
[3]王芳.沖壓模具設(shè)計指導(dǎo)[M]北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1998.10 第1版
[4]史鐵梁.模具設(shè)計指導(dǎo)[M]北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2003.8
[5]王新華.沖模設(shè)計與制造實用計算手冊[M]北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2003.3
[6]張榮清.模具制造工藝[M] 北京 高等教育出版社,2006.117~174
[7]薛翔.沖壓模具設(shè)計結(jié)構(gòu)圖冊[M]北京 化學(xué)工業(yè)出版社2005.7
[8]薛翔.沖壓模具設(shè)計和加工計算速查手冊[M]北京 化學(xué)工業(yè)出版社 2008.1
[9]馬朝興.沖壓工藝與模具設(shè)計[M]北京 化學(xué)工業(yè)出版社2007.9 第1版
[10]王孝培.沖壓手冊[M]北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2009.1 第二版
[11]李天佑.沖模圖冊[M]北京 機(jī)械工業(yè)出版社 1985.38
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2018 年 3 月 15 日
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