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畢業(yè)設(shè)計(論文)任務(wù)書
設(shè)計(論文)題目:
系: 專業(yè): 班級: 學號:
學生: 指導教師:
接受任務(wù)時間
教研室主任 (簽名) 系主任
2、 (簽名)
一. 畢業(yè)設(shè)計(論文)的主要內(nèi)容及基本要求
內(nèi)容:落料、沖孔、翻邊復合模設(shè)計;
產(chǎn)品工件圖見附圖;
生產(chǎn)批量:大批量
材料:08
要求:要求有摘要、目錄、設(shè)計任務(wù)書、產(chǎn)品圖及設(shè)計說明書。
1. 工件工藝性分析
(1) 根據(jù)工件圖,分析其形狀、尺寸、精度、斷面質(zhì)量、裝配關(guān)系等要求。
(2) 根據(jù)生產(chǎn)批量,決定模具的結(jié)構(gòu)形式、選用材料。
(3) 分析工件所用材料是否符合沖壓工藝要求。
2. 確定合理的工藝方案:應有兩個以上的工藝方案比較分析。
(1) 根據(jù)工藝分析,確定基本的工序性質(zhì)。如:落料—拉深
(2) 根據(jù)工藝計算,確定工序數(shù)目。
(3) 根據(jù)
3、生產(chǎn)批量和條件(材料、設(shè)備、工件精度)確定工序組合。如:復合沖壓工序或連續(xù)沖壓工序。
3. 工藝計算
(1) 計算毛坯尺寸,合理排樣,繪排樣圖,計算材料利用率。
(2) 計算沖壓力,如:沖裁力、彎曲力、拉伸力、卸料力、推件力、壓邊力等以便確定壓力機。
(3) 計算壓力中心,防止模具受偏心負荷,受損。
(4) 計算并確定模具主要零件(凸模、凹模、凸模固定板、墊板等)外形尺寸及彈性元件的自由高度。
(5) 確定凸、凹模間隙,計算凸、凹模工作部分的尺寸。
4. 模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計
(1) 進行模具結(jié)構(gòu)設(shè)計,確定結(jié)構(gòu)件形式和標準。
(2) 繪制模具總體結(jié)構(gòu)草圖,初步計算并確定模具閉合高
4、度,慨算模具外形尺寸。
5. 選擇沖壓設(shè)備
根據(jù)工廠現(xiàn)有設(shè)備及要完成的沖壓工序性質(zhì)、沖壓加工所需的變形力、變形功和模具的閉合高度、輪廓尺寸等因素,選用壓力機的型號、規(guī)格。
6. 模具圖樣設(shè)計
(1) 繪制模具總圖
主視圖:常取模具的工作位置,采用剖面畫法。
俯視圖或仰視圖:一般是將上模部分(或下模部分)拿掉,視圖只反映模具的下模俯視(或上模俯視)可見部分。
側(cè)視圖和局部視圖等:必要時畫。
制件圖:常畫在圖樣的右上角,要注明其材料、規(guī)格、制件本身的尺寸、公差、技術(shù)要求等。
排樣圖:必須在制件圖下面繪制。應標明料寬、步距、搭邊值。
技術(shù)要求及說明:一
5、般在標題的上面寫出該模具的沖壓力、模具閉合高度、模具標記所選設(shè)備的型號等其他要求。
列出零件明細表。
(2) 繪制非標準零件圖
零件總裝圖一張;模具工作部分零件圖5張以上,要求總量達到1張零號圖紙。
(3) 編寫相應技術(shù)文件
畢業(yè)設(shè)計說明書一份,包括自選的專題論述內(nèi)容,論文字數(shù)不少于2萬字,用電腦打印。
(4) 審核
按規(guī)定時間完成,上繳本課題設(shè)計資料進行審核,并答辯。
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第一章 概論
1.1引言
日常生產(chǎn)、生活中所使用到的各種工具和產(chǎn)品,大到機床的底座、機身外殼,小到一個胚頭螺絲、紐扣以及各種家用電器的外殼,無不與模具有著
6、密切的關(guān)系。模具的形狀決定著這些產(chǎn)品的外形,模具的加工質(zhì)量與精度也就決定著這些產(chǎn)品的質(zhì)量。因為各種產(chǎn)品的材質(zhì)、外觀、規(guī)格及用途的不同,模具分為了鑄造模、鍛造模、壓鑄模、沖壓模等非塑膠模具,以及塑膠模具。
隨著科學技術(shù)的進步和工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展,沖壓加工技術(shù)的應用愈來愈廣泛,模具成形已成為當代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段。
1.2沖壓模地位及我國沖壓技術(shù)
1.2.1沖壓模相關(guān)介紹
冷沖壓:是在常溫下利用沖模在壓力機上對材料施加壓力,使其產(chǎn)生分離或變形,從而獲得一定形狀、尺寸和性能的零件的加工方法。
沖壓可分為五個基本工序:沖裁、彎曲、拉深、成形和立體壓制。
7、 沖壓模具:在冷沖壓加工中,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)。
沖壓模按照工序組合分為三類:單工序模、復合模和級進模。
復合模與單工序模相比減少了沖壓工藝,其結(jié)構(gòu)緊湊,面積較小;沖出的制件精度高,工件表面較平直,特別是孔與制件的外形同步精度容易保證;適于沖薄料,可充分利用短料和邊角余料;適合大批量生產(chǎn),生產(chǎn)率高,所以得到廣泛應用,但模具結(jié)構(gòu)復雜,制造困難。
沖壓模具是沖壓生產(chǎn)必不可少的工藝裝備,是技術(shù)密集型產(chǎn)品。沖壓件的質(zhì)量、生產(chǎn)效率以及生產(chǎn)成本等,與模具設(shè)計和制造有直接關(guān)系。模具設(shè)計與制造技術(shù)水平的
8、高低,是衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標志之一,在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。
1.2.2沖模在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中的地位
在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中,沖模約占模具工業(yè)的50%,,在國民經(jīng)濟各個部門,特別是汽車、航空航天、儀器儀表、機械制造、家用電器、石油化工、輕工日用品等工業(yè)部門得到極其廣泛的應用。據(jù)統(tǒng)計,利用沖模制造的零件,在飛機、汽車、電機電器、儀器儀表等機電產(chǎn)品中占60%~70%,在電視機、錄音機、計算機等電子產(chǎn)品中占80%以上,在自行車、手表、洗衣機、電冰箱、電風扇等輕工產(chǎn)品中占85%以上。在各種類型的汽車中,平均一個車型需要沖壓模具2000套,其中大中型覆
9、蓋件模具300套。
1.2.3我國沖壓模具市場情況
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)濟需求和世界先進水平相比,差距仍很大,一些大型、精度、復雜、長壽命的高檔模具每年仍大量進口,特別是中高檔轎車的覆蓋件模具,目前仍主要依靠進口。一些低檔次的簡單沖模,已趨供過于求,市場竟爭激烈。
據(jù)中國模具工業(yè)協(xié)會發(fā)布的統(tǒng)計材料,2004年我國沖壓模具總產(chǎn)出約為220億元,其中出口0.75億美元,約合6.2億元.
根據(jù)我國海關(guān)統(tǒng)計資料,2004年我國共進口沖壓模具5.61億美聯(lián)社元,約合46.6億元.從上述數(shù)字可以得出2004年我國沖
10、壓模具市場總規(guī)模約為266.6億元.其中國內(nèi)市場需求為260.4億元,總供應約為213.8億元,市場滿足率為82%.在上述供求總體情況中,有幾個具體情況必須說明:一是進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,具有一定的竟爭力,因此其在國際市場前景看好,2005年沖壓模具出口達到1.46億美元,比2004年增長94.7%就可說明這一點;三是近年來港資
11、、臺資、外資企業(yè)在我國發(fā)展迅速,這些企業(yè)中大量的自產(chǎn)自用的沖壓模具無確切的統(tǒng)計資料,因此未能計入上述數(shù)字之中。
我國沖模工業(yè)不能滿足國內(nèi)經(jīng)濟需要的原因主要有:
1.專業(yè)化和標準化程度低。
2.模具品種少,效率低,經(jīng)濟效益也差。
3.制造周期長,模具精度不高,制造技術(shù)較落后。
4.模具壽命短,新材料使用量不到10%。
4. 力量分散,管理落后。
但改革開放以來,在國家產(chǎn)業(yè)政策和與之配套的一系列國家經(jīng)濟政策的支持和引導下,尤其是國民經(jīng)濟的高速發(fā)展,大大地提高了模具的商品化程度,推動了模具技術(shù)和模具工業(yè)的迅速發(fā)展,在CAD/CAM/CAE的運用、加工工藝手段、沖壓件質(zhì)量及模具性能方面
12、,均已達到或接近國際水平。
1.2.4 沖壓模具水平狀況
近年來,我國沖壓模具水平已有很大提高。大型沖壓模具已能生產(chǎn)單套重量達50多噸的模具。為中檔轎車配套的覆蓋件模具內(nèi)也能生產(chǎn)了。精度達到1~2μm,壽命2億次左右的多工位級進模國內(nèi)已有多家企業(yè)能夠生產(chǎn)。表面粗糙度達到Ra≤1.5μm的精沖模,大尺寸(φ≥300mm)精沖模及中厚板精沖模國內(nèi)也已達到相當高的水平。
1. 模具CAD/CAM技術(shù)狀況
我國模具CAD/CAM技術(shù)的發(fā)展已有20多年歷史。由原華中工學院和武漢733廠于1984年共同完成的精神模CAD/CAM系統(tǒng)是我國第一個自行開發(fā)的模具CAD/CAM系統(tǒng)
13、。由華中工學院和北京模具廠等于1986年共同完成的冷沖模CAD/CAM系統(tǒng)是我國自行開發(fā)的第一個沖裁模CAD/CAM系統(tǒng)。上海交通大學開發(fā)的冷沖模CAD/CAM系統(tǒng)也于同年完成。20世紀90年代以來,國內(nèi)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計劃將東風汽車公司作為CIMS應用示范工廠,由華中理工大學作為技術(shù)依托單位,開發(fā)的汽車車身與覆蓋模具CAD/CAPP/CAM集成系統(tǒng)于1996年初通過鑒定。在此期間,一汽和成飛汽車模具中心引進了工作站和CAD/CAM軟件系統(tǒng),并在模具設(shè)計制造中實際應用,取得了顯著效益。1997年一汽引進了板料成型過程計算機模擬CAE軟件并開始用
14、于生產(chǎn)。
21世紀開始CAD/CAM技術(shù)逐漸普及,現(xiàn)在具有一定生產(chǎn)能力的沖壓模具企業(yè)基本都有了CAD/CAM技術(shù)。其中部分骨干重點企業(yè)還具備各CAE能力。
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模具CAD/CAM技術(shù)能顯著縮短模具設(shè)計與制造周期,降低生產(chǎn)成本,提高產(chǎn)品質(zhì)量,已成為人們的共識。在“八五”、九五“期間,已有一大批模具企業(yè)推廣普及了計算機繪圖技術(shù),數(shù)控加工的使用率也越來越高,并陸續(xù)引進了相當數(shù)量CAD/CAM系統(tǒng)。如美國EDS的UG,美國Parametric Technology公司 Pro/Engineer,美國CV公司的CADSS,英國DELCAM公司的DOCT5,日本HZS公司
15、的CRADE及space-E, 以色列公司的Cimatron 還引進了AutoCAD CATIA 等軟件及法國Marta-Daravision公司用于汽車及覆蓋件模具的Euclid-IS等專用軟件。國內(nèi)汽車覆蓋件模具生產(chǎn)企業(yè)普遍采用了CAD/CAM技術(shù)/DL圖的設(shè)計和模具結(jié)構(gòu)圖的設(shè)計均已實現(xiàn)二維CAD,多數(shù)企業(yè)已經(jīng)向三維過渡,總圖生產(chǎn)逐步代替零件圖生產(chǎn)。且模具的參數(shù)化設(shè)計也開始走向少數(shù)模具廠家技術(shù)開發(fā)的領(lǐng)域。
在沖壓成型CAE軟件方面,除了引進的軟件外,華中科技術(shù)大學、吉林大學、湖南大學等都已研發(fā)了較高水平的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的軟件,并已在生實踐中得到成功應用,產(chǎn)生了良好的效益。
16、
快速原型(RP)傳統(tǒng)的快速經(jīng)濟模具相結(jié)合,快速制造大型汽車覆蓋件模具,解決了原來低熔點合金模具靠樣件澆鑄模具,模具精度低、制件精度低,樣樣制作難等問題,實現(xiàn)了以三維CAD模型作為制模依據(jù)的快速模具制造,它標志著RPM應用于汽車身大型覆蓋件試制模具已取得了成功。
圍繞著汽車車身試制、大型覆蓋件模具的快速制造,近年來也涌現(xiàn)出一些新的快速成型方法,例如目前已開始在生產(chǎn)中應用的無模多點成型及激光沖擊和電磁成型等技術(shù)。它們都表現(xiàn)出了降低成本、提高效率等優(yōu)點。
2. 模具設(shè)計與制造能力狀況
在國家產(chǎn)業(yè)政策的正確引導下,經(jīng)過幾十年努力,現(xiàn)在我國沖壓模具的設(shè)計與制造能力已
17、達到較高水平,包括信息工程和虛擬技術(shù)等許多現(xiàn)代設(shè)計制造技術(shù)已在很多模具企業(yè)得到應用。
雖然如此,我國的沖壓模具設(shè)計制造能力與市場需要和國際先進水平相比仍有較大差距。這一些主要表現(xiàn)在高檔轎車和大中型汽車覆蓋件模具及高精度沖模方面,無論在設(shè)計還是加工工藝和能力方面,都有較大差距。轎車覆蓋件模具,具有設(shè)計和制造難度大,質(zhì)量和精度要求高的特點,可代表覆蓋件模具的水平。雖然在設(shè)計制造方法和手段方面基本達到了國際水平,模具結(jié)構(gòu)周期等方面,與國外相比還存在一定的差距。
標志沖模技術(shù)先進水平的多工位級進模和多功能模具,是我國重點發(fā)展的精密模具品種。有代表性的是集機電一體化的鐵芯精密自動
18、閥片多功能模具,已基本達到國際水平。
但總體上和國外多工位級進模相比,在制造精度、使用壽命、模具結(jié)構(gòu)和功能上,仍存在一定差距。
汽車覆蓋件模具制造技術(shù)正在不斷地提高和完美,高精度、高效益加工設(shè)備的使用越來越廣泛。高性能的五軸高速銑床和三軸的高速銑床的應用已越來越多。NC、DNC技術(shù)的應用越來越成熟,可以進行傾角加工超精加工。這些都提高了模具面加工精度,提高了模具的質(zhì)量,縮短了模具的制造周期。
模具表面強化技術(shù)也得到廣泛應用。工藝成熟、無污染、成本適中的離子滲氮技術(shù)越來越被認可,碳化物被覆處理(TD處理)及許多鍍(涂)層技術(shù)在沖壓模具上的應用日益增多。真空處理
19、技術(shù)、實型鑄造技術(shù)、刃口堆焊技術(shù)等日趨成熟。激光切割和激光焊技術(shù)也得到了應用。
1.2.5我國沖模今后發(fā)展趨勢
根據(jù)我國沖模技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及存在的問題,今后應朝著如下幾個方面發(fā)展:
1.開發(fā)、發(fā)展精密、復雜、大型、長壽命模具。
2.加速模具標準化和商品化,以提高模具質(zhì)量,縮短模具制造周期。
3.大力開發(fā)和推廣應用模具CAD/CAM技術(shù),提高模具制造過程的自動化程度。
4.積極開發(fā)模具新品種、新工藝、新技術(shù)和新材料。
5.發(fā)展模具加工成套設(shè)備,以滿足高速發(fā)展的模具工業(yè)需要。
1.3總結(jié)
沖壓加工作為一個行業(yè),在國民經(jīng)濟的加工工業(yè)中占有重要的地位。近年來,沖壓成型工藝有了很多新的進展,特別是精密沖裁、精密成形、精密剪切、復合材料成形、超塑性成形、軟模成形以及電磁成形等新工藝日新月異,沖壓件的成形精度日趨精確,生產(chǎn)率有了極大的提高,正把沖壓加工提高到高品質(zhì)、新的發(fā)展水平。由于引入了計算機輔助工程(CAE)沖壓成形已從原來對應力應變進行有限元分析而逐步發(fā)展到采用計算機進行工藝過程的模擬與分析,以實現(xiàn)沖壓過程的優(yōu)化分析設(shè)計。計算機在模具領(lǐng)域,包括設(shè)計、制造、管理等領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用。
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