遮阳罩连接件级进模具设计-冲压模具含14张CAD图
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国际期刊的精密工程和制造第十三卷,第 7 号,第 1239 - 1242 页。2012 年 7 月/1239DOI:10.1007 / s12541 - 012 - 0164 6绿色替代处理技术弹簧定位销的冲压模组Myeong-Sik Jeong1, Sang-Kon Lee1, Ji Hyun Sung1, Kang-Eun Kim1, Shinok Lee2,Kang-Won Lee2, andTae-Hoon Choi1,#1 绿色转型技术中心、韩国工业技术研究所,大邱,大韩民国,704 - 2302 大邱韩国庆北区域划分、韩国工业技术研究所,大邱,大韩民国,704 - 230#通讯作者/电子邮件: thchoikitech.re.kr,电话:+ 82-53-580-0131 ,传真:+ 82-53-580-0130关键词:绿色制造、可持续生产、多级锻造,弹簧定位销,有限元分析在这个研究中,一个多级冷锻过程为一个弹簧定位销的冲压模组设计通过替代可持续生产过程。高能源和材料消耗过程需要转换成能量保存过程。到目前为止,一个弹簧定位销对冲压模组通常的制造加工过程为了实现较高的尺寸精度。然而,加工过程有一些缺点如过度的物质损失,低生产力和可怜的机械性能。为了克服这些问题,一个多级冷锻过程用于制造弹簧定位销来实现更少的物质损失和更高的生产力。多级锻造过程需要仔细设计措施防止缺陷的最终产品。因此,设计必须考虑材料流在整个过程和装载的压力限制,为了避免产品缺陷如折叠和填充不足。开发多级锻造工艺对弹簧导销成形载荷和材料流动在每一步都分析了使用的商业有限元变形代码。该导销由发展的多级锻造工艺制造,并与仿真结果对比。利用率也是发达锻造工艺和加工过程进行对比。发达过程是一种绿色制造工艺减少材料损耗,这可以达到降低成本通过提高材料的利用率和生产率,相比之下更能广泛使用的加工过程。手稿收到:2011 年 12 月 30 日/接受:2012 年 1 月 25 日1.介绍一个弹簧定位销对新闻模组通常是制造通过加工过程如切割和车削为了实现空间的精度和足够的强度。【1】然而加工过程是高能源消耗,因为它使用起1来需要很多材料和时间。还需要额外的步骤如热处理以达到必要的强度。图1(b)显示了弹簧定位销通过加工过程产生的,和有关于 60%的物质损失和加工过程(图 1(a)。制造技术的典范是转向可持续的生产(图 2)在这个时代的能源危机。可持续生产是实现通过最小化环境下影响整个生产周期的产品。这样生产设计可以通过最少的生产使用最少的材料和能源之上而产生最小数量的浪费。有多项研究会有关由于制造方法的环境影响。【2-4】 图 1 弹簧导销由加工过程:(一)之前和(b)在加工过程图 2 范式转变的制造技术2012 年 7 月国际期刊的精密工程和制造第 13 卷,7 号,1240因此,这类能源消耗过程需要转换成一个节能过程。为了这个目的锻造过程是应用于制造弹簧定位销的实现更少的物质损失和更高的生产力。然而一个广泛蔓延的过程由两个壁垒有限:几何精度和强度不够造成的填充不足和折叠等缺陷。 这些障碍是可以克服的如果物质流是完全符合给定的几何形状。2在这项研究中,多级锻造工艺对弹簧定位销的一个按模组设计考虑到材料流动使用有限元分析。设计多级锻造工艺对弹簧导杆销成形载荷和材料流动在每一步分析利用商业有限元代码变形。然后,结果会由设计的冷锻过程和原工艺效率的评估开发的过程做对比。2.设计的冷锻过程2.1 发展阶段的锻造在冷镦的轴对称物体,最大应变是依赖于数量的形成阶段。为了避免等缺陷在镦粗过程与大翘曲变形,许多成形阶段需要确定基于几何的塑性变形。初始直径(D0)和长度(LT) 为弹簧定位销的钢坯是 24.5 毫米和分别为 219 毫米。而破坏比 s = 10 / D0 是 2.95 塑性变形长度 63.5 毫米(图 3)。这种情况下需要一个双冲程过程。【5】但增加为一个三阶段的过程初始阶段的头直径减少的多级成形性能冷锻过程 (图 4)。图 3 初始和目标维度对弹簧定位销3图 4 三阶段锻造工艺对弹簧定位销2.2 为有限元分析的条件弹簧定位销的材料是 AISI1020,有效应力和应变之间的关系为有限元分析是与 Capan and Bran 的结果相符的.【6】流动应力可以表达成幂律公式,见公式(1):有限元模拟的多是采用锻造工艺一个隐式有限元代码变形。这个过程是模拟在 2 d,因为它是一个轴对称变形模式。这个工件被认为是完美的塑料材料,穿孔和钢模是假定为刚性。一个剪切摩擦系数 m = 0.12 工件之间和穿孔是用于仿真。冲头速度是 100 mm / s 和工件的网格数量为 3000。 表 1 总结了仿真条件为有限元分析。图 5 显示了冲头的三个阶段每个阶段过程的形状。多级锻造工艺的半径 R是显示在图 5(d)。预成型的形状的中间阶段是决定的半径 R2 第二拳,半径 R2决心从仿真结果考虑到装载限制和缺陷在第三阶段。2.3 有限元模拟的结果图 6 是有限元模拟结果的第一和第二阶段锻造过程使用穿孔设计在图 5。钢坯的头直径减少到 22.47 毫米 24.5 毫米后第一阶段,是证实没有缺陷如装桶和爆炸发生。钢坯的头直径减少到 20.16 毫米在第二阶段。预测的负载的铁分析待低于 250 吨装载限制的媒体图 6 所示(d)。然而这个预成型与 R2 = 5 导致折叠缺陷在第三锻造阶段如图 8。这是由于物料流的在径向方向比在轴向方向更慢。表 1 模拟条件的有限元分析仿真模式 等温几何 轴对称冲压速度 100 mm/s4网格的数量 3000摩擦值 0.12图 5 每个穿孔的多级锻造工艺形状国际期刊的精密工程和制造第 13 卷,7 号,2012 年 7 月,12415图 6 多级锻造工艺的有限元结果6图 7 有限元分析结果:第二穿孔 R2= 5图 8 为第三阶段锻造的粗加工7为了避免折叠缺陷的预成型几何的最后阶段需要修改,这是通过重新设计的在第二阶段冲压试验。优化设计的预制块,预成型形状与半径从 5 r - 15 r,而设计和观察变形行为结果如图 8 所示。可以看出折叠缺陷发生在半径为 R 的第二次冲压低于 12 r。 而当半径大于 14 r 的撞击载荷极限时图 9 总结了这个结果,多级冷锻的第二次冲压的适当半径确定为 13r 到 12r。3.多级冷锻结果3.1 工艺条件实验评估冲床和模具形状的多级锻造实验的有效性,结果如图 10 所示。第二次冲压的半径设置为 12 r 和材料的形状在每个阶段显示在图 11。没有缺陷如滚磨和爆炸发生在多级锻造过程,没有裂缝和有裂缝发现在最终的产品上。但有少量的反射形成和有限元分析显示了类似的结果(图 12)。这样的反射可能影响一生的弹簧定位销,需要做更多的工作最小化反射。这可以通过修改模具的几何形状来实现。图 9 负载在第三次冲压的函数 R2图 10 穿孔的多级锻造工艺对弹簧定位销8图 11 每个阶段的弹簧定位销国际期刊的精密工程和制造第 13 卷,7 号,2012 年 7 月,12423.2 比较开发过程和原始过程表 2 显示了发达过程比原工艺的改进情况。当发达多级冷锻过程应用于弹簧定位销比一个冲压模组初始坯直径降低了 50%,材料使用增加到 100%。同样的处理能力是每分钟二百倍的原始过程。这些改进使单位成本下降了 50%。换句话说,开发过程是一个节能过程,因为物质损失最小化,使生产原始材料使用减少能源、。图 14 显示了能量消耗金额之间加工和冷锻生产单个弹簧定位销。计算是通过使用工具与 SolidWorks 可持续性计算方法符合 ISO 1444。当冷锻工艺应用,能源的消耗量可以减少了大约 10%。这意味着,发达的过程比加工工艺过程生产弹簧导销更加绿色化。图 12 最终在的产品上的反射9图 13 弹簧导销(a)和(b)锻造加工结果表 2 比较的发展进程和原始过程项目 原始过程 发展过程直径 50 25材料钢种 A283-C AISI1020制造过程 机械加工 多级冷锻造物料消耗(%) 40 100生产率(EA/min) 1 200单价 1 1/2图 14 原始过程和冷锻加工生产一个弹簧定位销之间能源消耗104.总结在这项研究中,多级冷锻工艺弹簧导针冲压模组开发考虑到在制造周期的节能。这个过程是设计使用铁分析和预成型形状优化的考虑到材料流和装载限制的冲压。合适的半径第二冲头是 12r 到 13r,发达过程通过了实验验证过程的有效性。发达过程是一种绿色制造工艺不仅减少材料损失还节约能源。此外,这个过程通过高材料使用和高生产率达到降低成本相比更广泛使用于加工过程。致谢这项研究是由“在大邱和尚庆北道省技术创新的中小型制造企业” 提供技术支持。参考文献1. Boothroyd, G. and Knight, W. A., “Fundamentals of machining and machine tools,” CRC, 2006.2. Park, C. W., Kwon, K. S., Kim, W. B., Min, B. K., Park, S. J., Sung, I. H., Yoon, Y. S., Lee, K. S., Lee, J. H., and Seok, J., “Energy consumption reduction technology in manufacturing-Aselective review of policies, standards, and research,” Int. J. Precis. Eng. Manuf., Vol. 10, No. 5, pp. 151-173, 2009.3. Dahmus, J. B. and Gutowski, T. G., “An environmental analysis of machining,” Proc. of IMECE, pp. 643-652, 2004.4. Kang, Y. C., Chun, D. M., Jun, Y., and Ahn, S. H., “Computer-aided environmental design system for the energy-using product (EuP) directive,” Int. J. Precis. Eng. Manuf., Vol. 11, No. 3, pp. 397-406, 2010.5. Lange, K., “Handbook of metal forming,” McGraw-Hill Book Company, 1985.6. Capan, L. and Baran, O., “Calculation method of the press force in a round shaped closed-die forging based on similarities to indirect extrusion,” JMPT, Vol. 102, No. 1, pp. 230-233, 2000.为了更好的理解和应用自己所学到的知识,就得通过实践,而毕业实习无非给了我们这样一个机会。学校与职场、学习与工作、学生与员工之间存在着巨大的差异,人们的观点、行为方式、心理等方面都要做适当的调整,让我能够接触到真实的职场。我从 2013 年 2 月 25 日至 2013 年 3 月 17 日在天津科技大学塑料厂完成毕业实习。虽然时间短暂,但是我还是了解了一些东西,比如做事要认真,待人需诚恳。通过理论联系实际,巩固所学的知识,提高处理实际问题的能力,了解设计专题的主要内容,为毕业设计的顺利进行做好充分的准备,并为自己能顺利与社会环境接轨做准备。而且我在 2013 年 3 月 7 日参观了第九届中国(天津)国际机床展览会,并通过自己的所见所闻和机床展的参观,以及同当地塑料厂员工的交流,增进我对于注塑成型的基本原理和注射机的认识,以及了解了一些先进的成型设备和机床,为今后正式从事该行业增添点见识。注塑成型工程中心拥有国内先进的电脑控制注射设备,锁模力从 80 吨到400 吨,共计 12 台,同时拥有三十多年经验丰富的操作人员和完备的质量保证体系,可向客户提供满意的产品和良好的售后服务。该中心主要产品有:聚碳酸脂巧克力模板 1000 多个品种,各种 PS 食品盒、糖盒、茶叶盒、工业配件、电器配件、灯具塑件、摩托配件、 日用制品、工具盒、玩具及包装桶等。该中心可根据用户的需要,设计开发各种塑料模具和加工塑料制品。图 1 400C 注塑成型 图 2 PC 巧克力模板1图 3 PS 糖盒 图 4 汽车、摩托车灯具罩成型工程中心,拥有从日本引进的青木固一步法注射延伸吹塑成型机,国产注吹、挤吹和两步法吹瓶机,可加工 30-2500 毫升中空瓶类制品,共有 100多个品种。主要产品有:矿泉水瓶、饮料瓶、药瓶、酶制剂瓶、纯牛奶瓶、湿巾纸筒、化妆品瓶、酱油瓶、样品瓶、墨水瓶、消毒液瓶、农药瓶、PET 宽口瓶等。图 5 挤吹成型机 图 6 引进日本注拉吹成型机2图 7 各种规格 PET 瓶 图 8 各种规格挤吹中空制品模具工程中心以天津科技大学模具专业为依托,主要从事各类模具研究设计、制造与加工,该中心拥有雄厚的技术力量,有多名专家、教授和工程技术人员,拥有一流的加工与检测设备,能够承接各种类型的模具研究、设计和加工。该厂中心的主要加工设备有:数控加工中心、数控车床、数控铣床、数控电火花加工机床、数控线切割加工机床、数控雕刻机床等数十台。注塑成型过程大致可以分为以下阶段:加料塑化、合模注射、保压冷却、开模顶出。上述工艺反复进行,就可批量生产出制品。注塑成型离不开注射机,注射机通常由注射装置、合模装置、液压传动系统、电器控制系统等组成。注射机根据合模装置的排列方式可分为立式、卧式及角式。注射机常用的注射装置有柱塞式、螺杆预塑式和往复螺杆式。在塑料厂中,多为往复螺杆式的注射机。注射机的常见的合模装置有液压式和液压-曲肘式。顶出装置有机械顶出、液压顶出和气动顶出。图 9 立式数控铣床 图 10 XH716A 立式加工中心3工作台尺寸:400*800mm 工作台尺寸:630*1250mm 坐标行程:630*400*500mm 坐标行程:1000*630*700mm 主轴锥孔:ANSI B5.50 CAT-40 (XK714B) 主轴锥孔:ANSI B5.50 CAT-40MAS403 BT40 MAS403 BT40控制系统: FANUC- 0MD图 11 数控车床 图 12 HCKX320/MDVIC 数控快走丝线切割机我有幸参加了天津梅江会展中心举办的中国国际机床展览会。在这次展会中,参展的有来自中国各省各市的公司,他们将该公司的一些先进设备展示在每位观众的眼前。有数控车床、数控铣床、数控加工中心以及和我自己所学专业相关的冲床、双动液压拉伸机、线切割机,此外还有各种磨床、钻床等等。此次会展中心展出最多的就是数控机床,各种数控车床、数控铣床及数控加工中心。其中数控机床多数都能实现 3 轴联动,有些甚至出现 5 轴联动。部分的数控机床自身刀库能够存的刀的数量有 1230 左右,有的甚至带到 40 把刀。而且极个别的机床还有变频调节,带有伺服系统。在这次展会中还遇见了三台冲床和一台双动液压拉伸机,其中还有看见了3 套模具,其中一套拆开的。第一台冲床的工作行程有 459spm,其冲出的件非常小,其模具采用了滚珠导柱导套导向,该模具为级进模,凹模采用镶拼式结构,有冲孔落料、弯曲等工序。由于产品尺寸较小,凸模尺寸也非常小,所以模具在合模冲裁的过程中由另一组滚珠导柱导套进行凸模导向,以便于完成精确冲裁。4图 13 冲床 图 14 模具第二台冲床虽没有装上模具,但是其采用了吸盘来完成自动送料和取件,实现了全自动化的生产。而且搭配了两台冲床,采用 3 对吸盘能合理的实现两台冲床的送料和取件。图 15 自动送料与取件第三台冲床主要加工一些电子产品的金属配件。给冲床所装载的模具,也是级进模,所含工序有冲孔、落料、弯曲以及卷缘,其条料的送进也通过一个自动送料的装置,将条料送入模具当中。此外有一台双动液压拉伸机,其主要生产一些金属盆或桶等开口空心件。该设备备有自动退料装置、可有效增大压边力,四支点双曲杆斜排列销模装置,大行程启闭模速度快。还有一些攻丝机、三坐标测量仪、水切割设备以及一些磨床等等。这些设备都是本次展会中出现的一些先进设备。大部分的设备自己都没有接触过,所以这一次的展会使我开阔了视野,扩展了我的见识。通过这次实习和参观,我学会了许多书本上学不到的知识,能够把书本上的理论运用到实际上,实践是检验真理的唯一方法,只有到实际中去,才能真正认识理论其中的意义。以前我认为实习很简单,只是去那里看看就好,明白5就好,工作是个很简单的事情,但是实习之后我就改变了自己的想法。工作不仅仅是工作,还教会了我们如何做人,如何去和别人相处即为人处事的道理。在这里实习结束使我懂得无论做什么事情,都要从小事做起,往往大的错误都是从小的错误演变的;做什么事情,都要有不怕困难,勇于拼搏的顽强作风,都要有主动做事,效率第一的团队精神,都要有追求卓越、勇于创新、品质至上的精益文化理念。非常感谢这个难得的机会,让我受益匪浅;也非常感谢学校给了我这个机会,让我为我将来的工作积累了丰富的经验,同时也让我对模具设计与制造专业有了更深的认识也让我们懂得什么是生活什么是社会,我们也不再是一个单纯的学生了,我们有了自己的责任。在实习中我们学会了自己去适应环境,而不是让环境来迁就自己;我们要努力付出,而不是被动的等待索取;我们要主动的接受锤炼增强自身的综合素质,而不是面对困难望而却步;我们要学会包容,要有一个好的脾气也要有一个理智的头脑,而不是以自我为中心,什么都要顺从自己的意愿。我们要学会在这个社会中生存,而且还是要活得很精彩。遮 阳 罩 连 接 件 级 进 模 毕 业 设 计SUN SHADE FITTING AND GRADUATION DESIGN OF PROGRESSIVE DIE摘 要模具工业是国民经济的基础工业。模具是大批量生产同形产品的工具,是生产各种工业产品的重要工艺装备。冷冲压更是在实际生产中占有绝对重要的地位。本设计说明书是冲裁加弯曲的多工位级进模的具体设计过程,其中包括最初的对制件进行工艺分析,对冲裁件的外形分析,冲裁过程的合理性以及弯曲回弹的分析,再对工艺方案进行比较和最终的选择,然后再对模具的工艺进行一些必要的计算和对模具主要零部件的选择以及校核,最后选择合适的模架和压力机。因为级进模一般是要大批量生产的,所以又考虑了模具的定位问题,包括用侧刃粗定距,用导正销进行精定位。因为制件弯曲步骤较多,所以模具的各部分零件较复杂。关键词:冲压;模具;弯曲;分析ABSTRACTMold industry is the basic industry of national economy. Mold is mass production tools, products of the same shape is an important craft equipment in the production of various industrial products . Cold stamping is occupies absolute important position in the actual production. This thesis was blanking and bending of multistep progressive die design process, including the initial process analysis to parts, hedge cutting shape analysis, the rationality of blanking process and the analysis of the bending springback, then carries on the comparison to process and the final choice, and then some necessary for the mould process is calculated and the choice of major parts of the mold and checking, and finally choose the right mold frame and press. Because progressive die is generally to mass production, they are considering the positioning mould problem, including using coarse side blade spacing, with the guide is fine positioning pin. Because the large parts bending steps, the mould parts of the parts is more complex.Key words:stamping; the mold;bend;analysis目 录第一章 概述 1第一节 冷冲压模具的特点及其发展 1第二节 冷冲压加工工艺的分类 3第三节 冲压加工基本工序 4第四节 毕业设计任务 5第二章 制件的工艺性分析 6第一节 冲裁件的工艺性 6第二节 弯曲件的工艺性 7第三节 弯曲件的工序安排原则 .10第四节 弯曲回弹的计算 .10第三章 工艺方案的确定 .13第四章 模具的工艺计算 .16第一节 毛坯长度尺寸计算 .16第二节 排样图设计 .17第三节 材料利用率 .18第四节 部分尺寸的计算 .22第五节 弯曲模成形部分尺寸的计算 .33第六节 各种力的计算 36第七节 压力中心的确定 .38第五章 模具主要零件的设计 .41第一节 模具成形零件的设计 .41第二节 弹性元件的选取 .44第三节 模架的选用以及导向装置 .46第六章 设备的选择 .48第一节 压力机的初选 .48第二节 压力机的校核 .48第七章 凸凹模的材料选择以及加工工艺 .50参考文献 .51致 谢 .52附 录 .53进度计划表学院:XX 专业:XX 学号:XX 姓名:XX序号起止日期 计划内容 实际完成情况检查日期及检查人签名1 2013.3.18 - 3.25 实习报告、开题报告、进度计划和查阅外文文献 2 2013.3.26 - 4.1 翻译外文文献,画制件图 3 2013.4.2 - 4.8 确定工艺方案 4 2013.4.9 - 4.15 进行必要的工艺计算 5 2013.4.16 - 4.22 进行冲模的总体设计,绘制装配草图 6 2013.4.23 - 5.6 模具主要零件结构设计和选定冲压设备 7 2013.5.7 - 5.20 绘制模具总图 8 2013.5.21 - 6.3 绘制各非标准零件图 9 2013.6.4 - 6.12 撰写设计说明书,准备答辩 指导教师签名: 指导教师批准日期: 年 月 日 注:1、 “检查人签名”一栏和“指导教师批准日期”由教师用笔填写;2、毕业设计(论文)完成后此表装入毕业设计(论文)档案袋。拟选题目 遮阳罩连接件的冲压模具设计选题依据及研究意义冷冲压是在常温下,利用冲模在压力机上对板料或坯料施加压力,使其产生塑性变形或分离,从而获得零件所需的形状、尺寸的一种加工方法。利用冲压模具生产可以保证产品的尺寸精度,使产品质量稳定,而且在加工中不破坏产品的表面。用模具生产零部件可以采用冶金厂大量生产的廉价的轧制港胞或钢带为配料,且在生产中不需要加热,具有生产效率高、质量好、质量轻、成本低且节约能源和材料等一系列优点。而模具则是大批量生产同形产品的工具,是生产各种工业产品的重要工艺装备。模具工业是国民经济的基础工业。由于模具业与各行业都密切相关,所以,精密模具已使模具行业成为一个与高新技术产品互为依托的行业。例如,制造集成电路引线框架的精密级进冲模和精密的集成电路塑封模,计算机的机壳、接插件和许多元器件制造中的精密塑料模具与精密冲压模具等,都是电子产品生产中不可或缺的工艺装备。随着消费结构和产业结构的加速升级,必将对先进模具制造技术和先进生产装备提出更高的要求。这些中心目前绝大多数发展成为行业排头兵,有的已成为世界排头兵,取得了良好的经济效益。据了解,现在我国模具产业中至少有 70%为民营企业,为我国模具行业发展的主力军。我国逐步成为世界模具加工大国和出口大国,并且已成为世界五金生产大国之一,拥有广阔的市场和消费潜力。模具业还是增值率高、增值税较重的基础行业。据国家税务总局对一万多家工业企业流转税平均负担率的统计,模具行业比其它行业高出 5.07%,这与现代模具产业高投入的产业特点不协调,限制了模具工业的发展。目前,技术含量低的模具已供过于求,市场利润空间狭小,而技术含量较高的中、高档模具,远远不能适应国民经济发展的需要。精密、复杂的冲压模具和塑料模具、轿车覆盖件模具、电子接插件等电子产品模具这类高档模具,仍有很大一部分依靠进口。这些表明我国模具业的发展潜力仍然很巨大。鉴于模具工业的特点和重要性,政府对模具产业的发展极为重视,并采取了多种措施给予大力扶持。根据官方的文件,模具业在今后的发展方向主要有已下 3 点:1、更加注意其产品结构的战略性调整,使结构复杂、精密度高的高档模具得到更快的发展。2、模具协会积极推进中西部地区模具行业的发展,努力缩小发达地区和不发达地区的差距。3、积极推进模具企业,特别是国有企业的体制创新,转换经营体制,大力发展混合所有制经济,明晰产权和完善法人治理结构。模具的设计过程是和生产实际过程分不开的,所以设计的方法是要在深入学习机械原理、机械设计、CAD/CAM、UG、冲压工艺及冲模设计等相关在课题研究中需要掌握的理论知识,应用理论联系实际,实践推动理论的研究方法进行模具的设计工作。冷冲压模具多为安装在压力机上的,对放置在内的板料在室温下施加变形力,使其产生变形,从而获得一定形状,尺寸和性能的产品零件的特殊专用工具。文献综述(对已有相关代表性研究成果的综合介绍与评价)在模具制造的方法中,冷冲压与其他加工方法相比,具有独到的特点:操作工艺方便,便于组织生产,是一种高效低耗的加工方法,适合大批量生产。冲压技术对发展生产、增加效益、更新产品等方面具有重要作用。在近半个世纪以来,我国的冷冲压工艺和其它生产工艺一样,得到了迅速的发展。在一些工厂中,建立了具有现代规模和技术先进的冷冲压生产车间,并建立了专门研究冷冲压技术的科研机构及专业性工厂,培养了大批从事冷冲压生产的科技人员,广泛地开展了冷冲压生产的科技及学术活动,编辑出版了各种冷冲压技术资料,从而使冷冲压生产技术得到了迅速发展。在冷冲压生产中,出现了很多可喜的高科技成果。冲压加工的工艺和设备正在不断地发展,例如精密冲裁、冷挤压、多工位自动冲压、高速成形、液压成形、超塑冲压等,把冷冲压生产技术提高到了新的水平。为了适应冷冲压工艺水平的提高,我国对冲模的研制也在不断加强。近年来,出现了很多制造周期短、使用寿命长的新型冲模结构。并且,模具加工工艺及模具材料也相应地在不断革新,例如采用钢结硬质合金、硬质合金或低熔点合金浇注模具、采用电加工技术及计算机制造冲模等以适用于不同的生产条件。而且冲压出的零件制品一般不需要进一步机械加工,互换性好,在耗费不大的情况下能获得强度高、刚度大而重量轻的零件。所以在工业生产中,尤其在大批量生产中应用十分广泛。相当多的工业部门都越来越多地次采用冷冲压加工产品零部件,如机械制造、车辆生产、航空航天、电子、电器、轻工、仪表及日用品等行业。在这些工业部门中,冲压件所占的比重都相当大,不少过去用铸造、锻造、切削加工方法制造的零件,现在已被质量轻、刚度好的冲压件所代替。目前,国内市场对中高档家电、汽车、塑料制品模具的需求量很大,但要求国产模具必须在质量、交货期等方面满足用户的需求。我国加入 WTO 后,伴随着世界经济的一体化浪潮,全球制造业加速向中国大陆地区转移已是大势所趋,中国也将逐步发展成为世界级的制造业基地。中低档的模具国际市场潜力十分巨大,只要国产模具的质量能够有提高,交货期能够保证,模具出口的前景是十分乐观的。优势明显的广东特别是珠三角地区,将在十年之内发展成为世界模具生产中心。同时,由于近年来我国每年用近 10 亿美元进口模具,其中精密、大型、复杂、长寿命模具占多数,所以从减少进口角度出发,这类高档模具在市场的分额比例也将逐步增大。现代模具其高技术、人才密集、高技术背景下的工艺密集型工业的特点,是在新型工业化道路上走在前面的产业,模具作为重要的制造装备行业在为各行各业服务的同时,也直接为高新技术产业服务,模具在制造业产品研发、创新和生产中所具有的独特的重要地位,使得模具制造能力和水平的高低也成为国家创新能力的重要标志。冷冲压更是在汽车生产中占有绝对重要的地位.据悉,2009 年我国乘用车换型就达到 221 款(其中轿车 175 款),比 2008 年多 114 款。自主车型 120 款,而像中档帕萨特的全套冲模价值就超过 2.5 亿元人民币,大型塑料模具价值约3500 万至 4000 万;从汽车的心脏发电机的缸体压铸到汽车白车身冲压件,从加快我国节能环保型汽车的研发进程(如汽车发动机塑料进气歧管国外已占80%,注塑模具的实现),到新材料超强钢板热压成形模,都需要模具带动汽车产业核心零部件的国产化,中高档轿车覆盖件模具,汽车轻量化新型材料成形模具及多工位级进模具均是推进汽车自主品牌发展的保障,模具装备是汽车装备中的重要组成部分。多级锻造过程需要仔细设计措施防止缺陷的最终产品。因此,设计必须考虑材料流在整个过程和装载的压力限制,为了避免产品缺陷如折叠和填充不足。能源消耗过程需要转换成一个节能过程。为了这个目的锻造过程是应用于制造弹簧定位销的实现更少的物质损失和更高的生产力。然而一个广泛蔓延的过程由两个壁垒有限:几何精度和强度不够造成的填充不足和折叠等缺陷。 这些障碍是可以克服的如果物质流是完全符合给定的几何形状。在这项研究中,多级锻造工艺对弹簧定位销的一个按模组设计考虑到材料流动使用有限元分析。设计多级锻造工艺对弹簧导杆销成形载荷和材料流动在每一步分析利用商业有限元代码变形。然后,结果会由设计的冷锻过程和原工艺效率的评估开发的过程做对比。我国的模具市场主要分布在浙江、江苏、上海、广东、山东和台湾等地方,其中浙江和广东最为突出。浙江人的市场操作意识相当强,从当初的火锅产品、不锈钢保温杯到去年风靡一时的滑板车,给他们带来了滚滚财源。目前,在深圳周边及珠三角地区聚集了 6000 多家模具企业,从业人员超过 20 万人。已连续在深圳举办了五届的华南国际模具展,吸引了 25 个国家和地区的 1000 多家企业参加,是当今中国最具专业化、国际化水准的模具工业展会。随着模具技术的发展,世界各国对模具工业的发展都十分重视,但由于基础和体制的不同,其发展的速度及水平状态也有明显的差距。当今世界模具工业的基本格局是以日、美及欧洲各工业化国家作为世界模具技术发展的领头羊,占据了世界模具市场的半壁江山,他们拥有现代的设计方法和先进的模具制造设备,特别是近几年这些国家把 系统作为模具工业发展的臂翼,其发展的势头如日中天。在信息化带动工业化发展的今天 , 我国的模具设计加工和制造技术落后于国际水平 , 我们的模具企业管理技术更落后于国际水平的现实必须引起我们足够的重视 。正确合理地选用模具标准件 , 提高模具标准化程度可以极大地缩短模具制造周期 、 提高质量和降低成本 。 因此模具标准化程度将不断提高 。要快速提高我国模具工业水平 , 我国模具行业全体职工必须努力学习 , 牢牢掌握世界模具技术的发展方向 ,充分发挥主观能动性 , 脚踏实地 、 充满信心地去创造美好的未来 。研究内容(包括基本思路、框架、主要研究方式、方法等)1.工艺性分析1)分析零件的尺寸、形状,加工要求,表面粗糙度等。分析零件的材料以及材料的性能 和制件的用途;2)分析工艺资料及件的变形方式 ,成型可能性分析等;3)分析材料是否满足强度要求,是否满足材料性能的成形性关系等。4)了解工件的生产批量(决定模具的形式、结构、材料等)5)了解工件原材料的规格与毛坯情况;6)分析冲压车间的设备资料或情况;7)分析车间制造模具的技术能力和设备条件以及可采用的模具标准件情况;2.运用UG绘制零件图,分析零件的成型原理,选择成型设备1)学习UG软件,运用UG进行绘制零件图。2)根据零件的成形特点及成形原理分析,以及工艺性分析的结果,再根据现有设备选出适合的成形设备。3.确定具体的工艺方案1)根据制件本身结构特点,选择零件件冲压成形基本工序,如冲孔、落料、弯曲、成型等。根据零件结构的工艺性,并根据零件测绘出的弯曲件图,确定最合理的方案,确定总工序数、工序顺序、各工序的加工内容、冲压方向等。根据弯曲件的结构、形状尺寸,选择合适的毛坯。对弯曲件展开,初步确定毛坯的形状和外形尺寸,制定材料消耗定额。选定各个工序的模具结构形式,选定毛坯和各工序制件的送、卸料方向和方法。4.模具主要结构的计算和设计制件模具结构的零件主要有:冲孔凸、凹模刃口尺寸和落料凸、凹模刃口尺寸以及弯曲凸、凹模刃口尺寸的计算。根据制件结构形式对模具主要零件尺寸进行计算,并绘制出相应的模具的结构。选择定位装置的形式及位置,选择卸料和推件装置,选择导向零件,如选用导柱、导套导向或者导板导向等。选择安装、紧固零件,如模柄、上下模座的结构形式。考虑各个零件的安装位置。5.利用UG进行模具各个主要结构的绘制以及最终的装配。研究进程安排第一阶段:查资料写开题报告;英文翻译;零件测绘以及根据所测绘的数据进行三维造型,把造型的零件图转换成二维工程图第二阶段:排样图的设计以及材料利用率的计算;冲裁力和压力中心计算;对成型零部件的尺寸计算;其他零部件的计算和设计;根据计算结果,正确绘制冷冲模模具结构图。第三阶段:撰写设计说明书,准备答辩主要参阅文献参考文献数量不少于 15 篇,其中外文文献不少于 3 篇1陈智勇,施雯,张键. 不同成分 CrMoN 涂层对模具钢表面性能的影响J. 上海金属. 2010(04):9-152吴平桂. 汽车大型模具用钢的研究进展J. 科技创新导报. 2009(06):11-123洪慎章. 现代模具工业的发展趋势及企业特征J. 航空制造技术 , 2003,(06):28-304周永泰. 模具设计和加工技术的发展方向J. 制造技术与机床 , 2003,(05):5-85张六玲. 国内外模具工业的基本现状与市场预测J. 模具制造 , 2002,(01):3-56王去大. 关于在福州金山开发区建立“福州市模具工业园”的研讨J. 模具制造. 2002(06):3-257秦柯. 我国模具工业的现状及发展趋势J. 电器. 2004(04):63-638王都. 与时俱进 开拓创新 把模具工业的发展推上一个新台阶在中国模具工业协会第五次会员代表大会上的工作报告J. 模具工业. 2003(11):3-79管迎春,唐国翌. 脉冲电化学光整加工在模具镜面抛光中的应用J. 模具工业. 2006(04):60-6610李小海,王振龙,赵万生. 微细电化学加工研究新进展 J. 电加工与模具. 2004(02):1-511赵昌盛. 我国模具材料的应用及模具的表面强化技术J. 机械工人. 2005(06):24-2612郝松涛,郝志凯. 我国冷作模具钢的发展和应用 J. 现代制造工程. 2005(06):124-12613闵旭光,王强. 7Cr7Mo3V2Si 钢及在冷冲模中的应用 J. 煤矿机械. 2007(11):112-11314严锡藩. 高强韧性冷作模具钢 Cr7Mo3V2SiJ. 上海金属 (钢铁分册). 1983(04):21-2515李树华,张庆波,廖文忠. SKD11 模具钢开裂原因分析J. 理化检验.物理分册. 2002(07):313-32216 A. Govik, L. Nilsson, R. Moshfegh.Finite element simulation of the manufacturing process chain of a sheet metal assembly.J Mater Process Technol, 212 (2012), pp. 1453146217 T. deSouza, B.F. Rolfe. Characterising material and process variation effects on springback robustness for a semi-cylindrical sheet metal forming process. Int J Mech Sci, 52 (2010), pp. 1756176618 M. Firat, O.H. Mete, U. Kocabicak, M. Ozsoy. Stamping process design using FEA in conjunction with orthogonal regression. J Fin Elem Anal Des, 46 (2010), pp. 992100019 M. Gosling, H. Kracker, A. Brosius, S. Kuhnt, A.E. Tekkaya. Strategies for springback compensation regarding process robustness. J Prod Eng Dev, 4 (2010), pp. 1920 R. Narayanasamy, P. Padmanabhan.Comparison of regression and artificial neural network model for the prediction of springback during air bending process of interstitial free steel sheet. J Intel Manuf (2010), pp. 18其它说明指导教师是否同意开题签名:年 月 日教研室教学负责人签署签名:年 月 日说明:1、开题报告工作从第七学期学生确定毕业设计(论文)题目后开始,在教师指导下,学生通过调研、收资后,于第八学期第四周前完成。2、纸张填写不够可另加附页。
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