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软件名称:[B]小型冲孔弯曲件冲压模设计[/B]
软件类型:国产软件
运行环境:Win9X/Win2000/WinXP/Win2003/
软件语言:简体中文
授权方式:共享版
软件大小:0 Bytes
官方主页:Home Page
更新时间:2014-03-27 16:08:46
软件简介:

 冲压是利用安装在冲压设备(主要是压力机)上的模具对材料施加压力,使其产生分离或塑性变形,从而获得所需零件的一种压力加工方法。弯曲是将板料、棒料、管材和型材弯曲成一定角度和形状的冲压成形工序。
 本文主要研究工作:
 利用钢制零件特征之间的关系建立级进模排样设计模型,引入冲压排样设计原则;进一步将钢制零件的形状特征应用于模具结构设计中,建立模具模型,进行模具工艺设计和结构设计,从而确定总体的模具形式;模具投入制造后,可能在制造和生产调试过程中表现出设计的不足和错误,通过总结概括这些问题,可以进行修正工艺设计和模具结构设计,或增加新的工艺规则,为以后的模具设计提供宝贵的经验。
 基于以上的研究工作,可以建立一套可行的、适合于小型钢制零件的冲压级进模的设计方法,并在实际生产中应用。
 
关键词:级进模;工艺分析;模具结构设计 

1.1 冲压的概念、特点及应用
 冲压是利用安装在冲压设备上的模具材料施加压力,使其产生分离或塑性变形,从而获得所需零件的一种压力加工方法。冲压通常是在常温下对材料进行冷变形加工,且主要采用板料来加工成所需零件,所以也叫冷冲压或板料冲压。冲压是材料压力加工或塑性加工的主要方法之一,隶属于材料成形工程技术。
 冲压所使用的模具称为冲压模具,简称冲模。冲模是将材料批量加工成所需冲件的专用工具。冲模在冲压中至关重要,没有符合要求的冲模,批量冲压生产就难以进行;没有先进的冲模,先进的冲压工艺就无法实现。冲压工艺与模具、冲压设备和冲压材料构成冲压加工的三要素,它们共同起作用形成了冲压件。
 与机械加工及塑性加工的其他方法相比,冲压加工无论在技术方面还是在经济方面都具有许多独特的优点。主要表现如下:
 (1)冲压加工的生产率高,且操作方便,易于实现机械化与自动化。
 (2)冲压时由模具保证了冲压件的尺寸与形状精度,且一般不破坏冲压材料的表面质量,而模具的寿命一般较长,所以冲压件的质量稳定,互换性好,具有“一模一样”的特征。
 (3)冲压可加工出尺寸范围较大、形状较复杂的零件,加上冲压时材料的冷变形硬化效应,冲压件的强度和刚度均较高。
 (4)冲压一般没有切削碎料生成,材料的消耗较小,且不需要其他的加热设备,因而是一种省料,节能的加工方法,冲压件的成本较低。
 但是,冲压加工所使用的模具一般具有专业性,有时一个复杂零件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,是技术密集型产品。所以,只有在冲压件生产批量较大的情况下,冲压加工的优点才能充分体现,从而获得较好的经济效益。
 冲压在现代工业生产中应用十分广泛,冲压件在各个行业中均占有相当大的比重,尤其是在汽车、电机、仪表、军工、家用电器等方面所占的比重更大。冲压加工的范围应用极为广泛,从精细的电子元件、仪表指针到重型汽车覆盖件和高压容器封头以及航空航天器的蒙皮、机身等均需冲压加工得到,因此可以说,如果生产中不广泛采用冲压工艺,许多工业部门要提高生产效率和产品质量、降低生产成本、快速进行产品更新换代等都是难以实现的。
1.2 我国模具制造技术与工业发达国家的差距
 (1) 冲压模具CAD/ CAE/ CAM 技术的开发手段比较落后、技术的普及率不高,应用不够广泛仅有约10 %的模具在设计中采用了CAD 技术,距抛开绘图板还有漫长的一段路要走;在应用CAE 进行模具方案设计和分析计算方面,也才刚刚起步,在应用CAM 技术制造模具方面,由于缺乏先进适用的制造装备和工艺设备,只有5 %左右的模具制造设备被应用于这项工作。
 (2) 精密加工设备在模具加工设备中所占比重较低工艺设备落后,直接影响国产模具质量的提高。由于现代工业的发展使产品更新换代加快,对模具的需求量加大。但是,我国模具工业现有生产能力只能满足需求量的60 %左右,大部分模具厂的模具加工设备陈旧,在役期长、精度差、效率低,还不能适应国民经济发展的需要。目前,国内需要的大型、精密、复杂和长寿命的模具(如中高档轿车的外覆盖件) 还主要依靠进口。
 (3)生产冲压模具的各种条件不完备生产冲压模具的配套材料质量不够稳定,缺乏必要的试验条件和试验数据,规格品种较少,大型模具和特种模具所需的钢材及规格还有缺口。
 (4)生产冲压模具的专用技术尚未成熟,大多仍还处于试验摸索阶段如模具的表面涂层、表面热处理技术、导向副润滑技术、型腔传感及润滑技术、去应力技术、抗疲劳及防腐技术等未完全形成生产能力,走向商品化。一些关键、重要的技术缺少知识产权的保护。
 (5)模具标准件标准化程度及使用覆盖率较低在汽车制造业中被大量使用的模具是冲压模。近5 年来,汽车模具标准件的使用覆盖率尽管有了较大增长,已从20 世纪末的25 %~30 %提高到目前的45 %左右。但这种增长距国际先进水平(一般在70 %以上,中小模具在80 %以上) 差距还很大。这是汽车模具交货期长,也是我国成为模具进口大国的重要原因之一。
1.3 冲压模具制造技术的发展趋势
 (1)全面推广CAD/ CAM/ CAE 技术CAD/ CAM/ CAE 技术的应用是模具制造技术发展的动力。随着电脑软件的开发和应用,普及CAD/ CAM/ CAE 技术的条件已基本成熟,各企业将加大CAD/ CAM 技术培训和技术服务的力度;进一步扩大CAE 技术的应用范围。世界较先进的丰田汽车模具制造厂在这方面为我们提供了比较成功的经验,它的模具从设计到加工完全依赖高科技,将实体设计加上数控编程,取代了人工实型制作和机床操作;精细模面设计和精细数控编程大大减少了钳修;高精度加工取消了模具的研合、修配。现在数控编程人员已超过了现场操作工人,数控编程的工时费用,超过了机床的加工工时费50 %。这种高精度和无人化加工,使模具的质量有了极大的提高,生产周期大大缩短。
 (2)模具检测设备向精密、高效和多功能方向发展精密、复杂、大型模具的发展,对检测设备的要求越来越高。现在精密模具的精度已达2~3μm ,目前国内厂家使用较多的有意大利、美国、日本等国的高精度三坐标测量机,并具有数字化扫描功能。如东风汽车模具厂不仅拥有意大利产3250mm ×3250mm 三坐标测量机,还拥有数码摄影光学扫描仪,率先在国内采用数码摄影、光学扫描作为空间三维信息的获得手段,从而实现了从测量实物→建立数学模型→输出工程图纸→模具制造全过程,使逆向工程技术的开发和应用取得了很大成功。
 (3)模具加工设备向高速、一体化方向发展国外近年来发展的高速铣削加工,主轴转速可达40 000~100 000r/ min ,快速进给速度可达到30~40r/ min ,加速度可达1g ,这样就大幅度提高了加工效率,并可获得Ra ≤μm 的加工表面糙度。另外,还可加工硬度达60HRC 的模块,形成了对电火花成型加工的挑战。高速切削加工与传统切削加工相比还具有温升低(加工工件只升高3 ℃) 、热变形小等优点。高速铣削加工技术的发展,促进了模具加工技术的发展,特别是对汽车、家电行业中大型型腔模具制造注入了新的活力。电火花铣削加工技术是一种替代传统的用成型电极加工型腔的新技术,它是有高速旋转的简单的管状电极作三维或二维轮廓加工(像数控铣一样) ,因此不再需要制造复杂的成型电极,这显然是电火花成型加工领域的重大发展。国外已把使用这种技术的机床用于模具加工,今后这一技术将得到发展。
 (4)一体化加工中心是目前正在发展的新技术在丰田模具制造厂,近年已投入使用了一个粗精加工一体化、高速、高精度、五面加工中心。它的优点是集各种机床优点之大成,除底面加工外,一次装卡,粗、精、卧,高功率、高精度、高速面面俱到,十八班武艺样样精通,加工效率很高。无疑这是一个十分理想的技术,它代表着数控加工技术的发展的方向,应引起我们的注意。
 (5)  模具材料及表面处理技术发展迅速模具工业要上水平,材料应用是关键。若选材和用材不当,将使模具过早失效,因此选用优质钢材和应用相应的表面处理技术来提高模具的寿命就显得十分必要。对于模具钢来说,要采用电渣重熔工艺,努力提高钢的纯净度、等向性、致密度和均匀性及研制更高性能或具特殊性能的模具钢。如采用粉末冶金工艺制作的粉末高速钢,其碳化物微细,组织均匀,没有材料方向性,因此它具有韧性高、磨削工艺性好、耐磨性高、长年使用尺寸稳定等特点,是一种很有发展前途的钢材,特别对形状复杂的冲件及高速冲压的模具,其优越性更加突出。模具热处理和表面处理是充分发挥模具钢材料性能的管见环节,它的方向是采用真空热处理。模具表面处理除完善普及常有箐面处理方法,即扩渗如:渗碳、渗氮、渗硼、渗铬、渗钒外, 应发展工艺先进的气相沉积(TiN、TiC 等) 、等离子喷涂等技术。
 (6) 模具工业新工艺、新理念和新模式逐步得到认同在成型工艺方面,主要有冲压模具功能复合化,模具加工系统自动化等。另一方面,随着先进制造技术的不断发展和整体制造水平的提高,在模具行业出现了一些新的设计、生产、管理理念与模式。主要有:适应模具单件生产特点的柔性制造技术;创造最佳管理和效益的团队精神;提高快速应变能力的并行工程、虚拟制造及全球敏捷制造、网络制造等新的生产哲理;广泛采用标准件通用件的分工协作生产模式;适应可持续发展和环保要求的绿色设计与制造等。

目    录
摘 要 I
Abstract II
1 绪论 1
1.1 冲压的概念、特点及应用 1
1.2 我国模具制造技术与工业发达国家的差距 2
1.3 冲压模具制造技术的发展趋势 2
2分析零件工艺性 5
2.1分析零件的工艺性 5
2.1.1零件展开尺寸的计算 5
2.1.2工艺性分析 6
2.2排样方案设计 6
2.2.1搭边值的确定 9
2.2.2条料宽度的确定 9
2.2.3步距基本尺寸的确定 9
2.2.4材料利用率的确定 10
2.2.5工艺方案的确定 10
3主要计算 11
3.1模具类型及结构形式的选用 11
3.2主要工艺力的计算 11
3.2.1冲裁力 11
3.2.2.卸料力 11
3.2.3弯曲力 12
3.2.4弯曲工序顶件力的计算 12
3.2.5模具压力中心的计算 12
3.3模具工作部分尺寸的计算 14
3.3.1冲裁间隙的确定 15
3.3.2冲裁凸凹模工作部分尺寸的计算 15
3.3.3弯曲凸凹模工作部分尺寸的计算 16
4模具结构设计 18
4.1凸凹模设计 19
4.1.1凸模 19
4.1.2凹模 19
4.2卸料板的结构设计 20
4.3导料系统的设计 21
4.3.1承料板 22
4.3.2导料板 22
4.3.3条料侧压装置 22
4.3.4条料浮顶器 22
4.4顶出装置的设计 24
4.5辅助装置设计 24
4.5.1凸模固定板 24
4.5.2垫板 25
4.5.3模架 25
4.5.4模柄 25
4.5.5紧固与安装要求 26
4.6压力机的选择 27
结 论 29
参 考 文 献 30
附录A 模具设计时须考虑的安全措施 31
致  谢 33
 


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