资源描述
一 课题研究的目的及意义板料冲压模具是板料冲压生产必不可少的工艺装备，是技术密集型产品。板料冲压件的质量、生产效率以及生产成本等，与模具设计和制造有直接关系。模具设计与制造技术水平的高低，是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志之一，在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。通过对此课题的研究主要掌握机械工艺模具设计的一般方法及基本工序。巩固模具设计和模具制造工艺等专业理论知识在生产中的应用；并灵活运用CAD绘图技术来进行模具设计；懂得如何获得资料、手册查阅。培养自己综合运用理论知识去解决分析实际问题，提高自己的创造力。使我们学生能找到自己的不足，同时在检索资料时了解到本国模具行业与国外发达国家之间的差距，从而找到努力方向，以此激励自己努力学习历向上，为自己所从事的行业做出贡献。板料冲压加工是现代机械制造业中先进高效的加工方法之一。它是利用安装在压力机上的模具，在常温或加热的条件下对板材施加压力使其变形和分解，从而获得一定形状、尺寸的零件的加工方法。因为它主要用于加工板料零件，所以又称板料板料冲压。板料冲压加工的特点如下：（1）借助压力机的压力，利用模具能获得壁薄、质量轻、刚性好、形状复杂的零件，这些零件用其他的方法难以加工甚至无法加工；（2）板料冲压加工的零件精度高、尺寸稳定，具有良好的互换性；（3）板料冲压加工是少、无切削加工的一种，部分零件板料冲压直接成形，大部分无需任何再加工，材料利用率高，达85%以上；（4）生产效率高，生产过程容易实现机械化和自动化，适合于大批大量生产；（5）操作简单，便于组织生产和管理。板料冲压加工的缺点是模具制造的周期长，制造成本高，不适于单件小批量生产；其次，板料冲压加工多用机械压力机，由于滑块往复运动快，大量手工操作，劳动强度较大，易发生事故，安全生产与管理要求高，须采用必要的安全技术措施来保证。板料冲压加工的应用十分广泛，不仅可以加工金属材料，而且可以加工非金属材料。在现代制造业，比如汽车、拖拉机、农业机械、电机、电器、仪表、化工容器、玩具以及日常生活用品的生产方面，都占有十分重要的地位。板料冲压加工在国民经济各个领域应用范围相当广泛。例如，在宇航，航空，军工，机械，农机，电子，信息，铁道，邮电，交通，化工，医疗器具，日用电器及轻工等部门里都有板料冲压加工。不但整个产业界都用到它，而且每个人都直接与板料冲压产品发生联系。像飞机，火车，汽车，拖拉机上就有许多大，中，小型板料冲压件。小轿车的车身，车架及车圈等零部件都是板料冲压加工出来的。据有关调查统计，自行车，缝纫机，手表里有80%是板料冲压件；电视机，收录机，摄像机里有90%是板料冲压件；还有食品金属罐壳，钢精锅炉，搪瓷盆碗及不锈钢餐具，全都是使用模具的板料冲压加工产品；就连电脑的硬件中也缺少不了板料冲压件。 但是，板料冲压加工所使用的模具一般具有专用性，有时一个复杂零件需要数套模具才能加工成形，且模具制造的精度高，技术要求高，是技术密集形产品。所以，只有在板料冲压件生产批量较大的情况下，板料冲压加工的优点才能充分体现，从而获得较好的经济效益的。 当然，板料冲压加工也存在着一些问题和缺点。主要表现在板料冲压加工时产生的噪音和振动两种公害，而且操作者的安全事故时有发生。不过，这些问题并不完全是由于板料冲压加工工艺及模具本身带来的，而主要是由于传统的板料冲压设备及落后的手工操作造成的。随着科学技术的进步，特别是计算机技术的发展，随着机电一体化技术的进步，这些问题一定会尽快二完善的得到解决。2.国外模具发展概况（1） 国外模具技术状况在国际上，美国福特汽车公司在CAD/CAM技术方面处于领先地位。早在80年代初，福特公司就着手CAD/CAM系统的规划，建成了以工作站为主体的环形网络系统；1985年已经有一半以上的产品设计工作使用图形终端实现；1986年新开发的TAURUS和SABLE轿车，大约70%的外板件采用CAD/CAM；90年代初全面实行产品开发的CAD/CAM，应用率可达100%。福特公司1990年工作站已达2000台，以FGS工作站（约占70%）和CV工作台（约占18%）为主，其应用软件主要为自行开发的PDGS和CAD/CAM。1993年以后，福特汽车公司对从设计到制作的各项工程踏踏实实地进行了改革，至今，已形成了从车型款式设计到车身组装的新车型开发的完整的CAD/CAE/CAM系统。法国雷诺汽车公司应用Euclid软件作为CAD/CAM的主导软件，目前已有95%的设计工作量用该软件完成，并开发出很多适合汽车工业需求的模块，如用于干涉检查的Megavision，用于钣金成形分析的OPTRIS等。德国各大汽车公司普遍采用CATIA作为其CAD/CAM系统的主导软件。1994年，德国大众集团决定用CATIA和Pro/Engineer作为其将来开发新车型的主导CAD系统。（2） 模具设计与制造能力状况随着高新技术的发展，国外涌现出大量的制造工艺技术，1）高速铣削加工。采用此技术不仅可以提高切削加工效率，还可以提高模具加工质量。其转数在10000r/min以上，该技术已经在发达国家的模具制造中得到普遍应用了。2）多轴连动加工；3）精密电火花加工4）快速制模；5）研磨抛光最近开发出通过磁力和磁性磨粒子对模具表面进行技工的磁研磨技术，在实现抛光自动化方面迈出了一大步。三课题的研究内容1.设计如图3.1所示汽车零件的落料与压型模具，设计要有创新性，结构设计合理。图3.1 设计三维图2.图纸要详细，要符合制图标准。3.要提出两种以上设计方案，进行方案论证，确定最佳方案。4.要使用三维建模软件，建立三维实体模型，完成装配。5.完成汽车零件板料冲压模具设计。四课题设计方案和设计方法1.方案的设计该零件为汽车刮水器电机固定支架，材料较薄，其主要作用是用于汽车刮水器电机的固定。零件外形无尖角、凹陷或其他形状突变，系典型的板料板料冲压件。零件的六个圆孔和一个键槽孔分布在零件表面上。通过上述工艺分析，可以看出该零件为普通的薄板板料冲压件，可以用板料冲压方法生产。方案一：（a）落料（b）冲孔（c）压型（d）翻边方案二：（a）落料和冲预孔（b）压型（c）翻边（d）冲孔方案三：（a）压型（b）冲孔（c）切边（d）翻边对以上三种方案进行比较，可以看出：方案一，该方案的压型安排冲孔以后进行，弯曲回弹后孔距不易保证，会影响零件精度。方案二，落料和冲预孔一起完成，模具结构比方案一较复杂，同时零件是薄板落料组合冲孔模容易磨损，刃磨次数增多，模具寿命低。冲预孔是为了为后面的工序提供定位，但这样使模具变得更复杂。方案三，压型在冲孔之前，可以保证了孔间尺寸，提高了零件精度，同时，压型在前面，可以为后面的程序提供定位。模具结构比较简单，容易维修。切边在冲孔后进行，可以减少冲孔时所产生的毛刺。通过以上的方案分析，可以看出，在一定的生产批量条件下，选用方案三是比较合理的。确定了工艺方案以后，就可以进行该方案的模具结构形式的确定，各工序的板料冲压力计算和板料冲压设备的选用。2.设计的方法我在本次设计中，设计的是落料（切边）和压型模具，我设计的模具示意图和工作过程如下：（1）压型模具如图4.1所示：图4.1 压型模具二维图图4.1为压型模具的二维图，上模带动凸模向下移动，把料板压成所需形状，然后上模下模分开，完成压型过程。（2）切边模具如图4.2所示：图4.2 切边模具二维图图4.2为切边的模具二维图，工作时，上模具向下运动使凸模压缩橡胶压入凹模中完成落料，切边完成后，上模下模分开，橡胶回弹，由退料托和退料板推出零件和废料，切边过程完成。五预期成果1.图纸量A0号图纸2.5张。2.毕业设计说明书统一提交电子文档，字数不少于15000字。3.外文翻译3000字以上。4.使用三维软件完成模具的设计，并进行装配。5.作出全部的工程图，总图纸量不少于三张A0号图纸。6.图纸、说明书、光碟六进度安排表6.1 进度安排表序号设计各阶段名称日期备注1通过网络、图书馆等途径完成资料收集2011.12.5-2012.1.10准备阶段2整理相关背景资料，提出设计方案、开题、完成英文翻译 2012.3.22-2012.4.1开题阶段3方案论证，初步设计2012.4.2-2012.4.16设计方案论证及初步设计4绘制草图2012.4.17-2012.4.30绘制草图5利用UG进行三维造型及模具设计，绘制模具装配图和零件图2012.5.1-2012.5.21零件图及装配图绘制6撰写毕业设计说明书2012.5.22-2012.5.28撰写设计说明书7打印图纸和毕业设计说明书，刻录光盘2012.5.29-2012.6.6答辩准备8毕业答辩2012.6.7-2012.6.10答辩七参考文献1 李洪机械加工工艺手册，北京：北京出版社，19902 成大先机械设计手册（第四版），化学工业出版社，19933 赵程机械工程材料，北京：机械工业出版社，19834 王孝培板料冲压手册，北京：机械工业出版社，19905 翁其金板料冲压工艺及冲模设计，机械工业出版社，20046 肖景容，姜奎华板料冲压工艺学，机械工业出版社，19887 王卫卫材料成形设备，机械工业出版社，2004/018 陈立亮材料加工CAD/CAM基础（第2版），机械工业出版社，2004/019 姜奎华板料冲压工艺与模具设计，机械工业出版社，200410 马正元，韩启板料冲压工艺与模具设计，机械工业出版社，199811 徐政坤板料冲压模具设计与制造，化学工业出版社，200112 杨裕国模具寿命与材料，机械工业出版社，199713 李纪仁机械设计（上、下）（原水电版），武汉大学出版社，199414 贾慈力 模具数控加工技术，机械工业出版社，200415 黄纯颖等机械创新设计，北京：高等教育出版社，198316 Keyes，Karl A. ed,“Innovations in die design”，New York ;McGraw-Hill ,198517 中国模具工业协会中国机械制造技术与装备精选集，北京：机械工业出版社， 2001.318 张颖，王义林汽车覆盖件成双板料冲压工艺设计方法的研究，锻压装备与制造技术，China Metal Forming Equipment & Manufacturing Technology,编辑部邮箱，2006.419 李相容对复合冲裁模凸凹模相对模壁厚度的探讨，邵阳高专学报，Journal of Shaoyang College,编辑部邮箱，1995.720 陈华破解汽车板料冲压模具技术难题，科技日报，2004.621 付建军模具制造工艺，机械工业出版社，2007
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