插销连接件冲压模具设计 -级进模含CAD图
插销连接件冲压模具设计 -级进模含CAD图,插销连接件冲压模具设计,-级进模含CAD图,插销,连接,冲压,模具设计,级进模含,cad
门窗插销连接件模具设计Door latch connector mold design摘 要冲压模具在实际工业生产中应用广泛。冲压模具的自动送料技术也投入到实际的生产中,冲压模具可以大大的提高劳动生产效率,减轻工人负担,具有重要的技术进步意义和经济价值。在这次设计中,首先运用 PRO/E 软件的三维造型功能,对零件进行三维造型。对零件进行工艺性分析,大大简化计算并得到精确结果,在此基础上应用 AutoCAD绘制零件的二维图纸,以加深对冲裁件、拉深件和成形件结构的工艺性的理解。设定零件的工艺方案,比较工艺方案并确定工艺方案。计算毛坯的尺寸,计算冲裁次数,设定各步半成品的尺寸并绘出工序简图。计算各个工序的工作压力,设计并绘出模具简图,选取各个合适的零件。了解落料模、拉深模、整形模、切边模和冲孔模的特点和需要注意的问题,在模具简图的基础上进行模具结构工艺性分析,进行模具结构设计并选择冲压设备。关键词:级进模; 模具设计; 工艺; 结构设计ABSTRACTPunching die has been widely used in industry. More Self-acting feed technology of punching die is also used in production, punching die could increase the efficiencies of production and could alleviate the work burden,so it has significant meaning in technologic progress and economic value. In this design, first we use the 3D software function of PRO/E to create 3D model of the part. During the procedure, the work pieces craftwork character is analyzed, and the work pieces 2D drawings are made by AutoCAD, so that the work piece can be better comprehended. Learn the structural craftwork character of the work piece, so does the drawing and forming craftwork character. Make sure the work pieces craft project, compare them and make the final decision. Calculate the size of the roughcast and select its shape. Calculate the times of the drawings, make sure the size of the semi-manufactured work piece of every steps, and draw the working procedures sketch. Calculate the every working pressure, design and draw dies sketch, select every appropriate parts. Comprehend every needed dies character and the issues that is needed to be played more attention. On the base of the dies sketch ,the dies structure is analyzed, and then go on designing their structures and selecting punch equipments. Keywords: progressive die; Craft project ; manufacture ; structure design目 录第一章 概述 .(1)第二章 零件的工艺性分析 .(4)第一节 冲裁工艺性分析 (4)第二节 弯曲的工艺性 (5)第三章 零件的加工工艺方案 .(6)第一节 工艺方案的拟定 (6)第二节 确定工艺方案 (6)第四章 模具工艺计算 .(8)第一节 毛坯尺寸的计算 (8)第二节 确定排样方案 (10)第三节 排样的设计计算 (10)第四节 模具压力中心的计算 (12)第五节 冲裁力、弯曲力和拉深力的计算 (13)第六节 凸凹模刃口尺寸的计算 (14)第七节 弹性元件的选用与计算 (17)第五章 确定模具结构形式 .(19)第一节 初定模具结构 (19)第六章 模具中主要零件的设计 .(21)第一节 凸模的结构设计 (21)第二节 凹模设计 (23)第三节 压力机的选择 (25)第四节 定位零件的设计 (28)第五节 导向装置的设计 (29)第六节 卸料装置的设计 (29)第七节 固定与连接零件的设计 (30)第七章 模具材料的选择和加工 .(32)第一节 模具材料的选择 (32)第二节 模具零件的加工 (32)第八章 模具的装配和调试 .(36)第一节 模具装配的概述 (36)第二节 冷冲模装配 (37)第三节 模具的试冲和调试 (39)结论 .(41)参考文献 .(42)致 谢 .(43)进度计划表学院:XXX 专业 XXXX 学号:XXX 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 3.24 查阅资料,完成实习报告,进度计划表;2 2013.3.25 3.31 查找外文资料,完成开题报告;3 2013.4.1 4.7 完成外文翻译;4 2013.4.8 4.14 测绘,制件设计、工艺分析及基本尺寸的计算;5 2013.4.15 4.28 装配草图设计;6 2013.4.29 5.5 绘制装配图;7 2013.5.6 5.19 装配图的修改及零件图的绘制;8 2013.5.20 6.2 编写设计说明书;9 2013.6.3 检查毕业设计相关内容,完成修改,为答辩做准备;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 门窗插销连接件模具设计选题依据:模具工业史制造业中的一项基础产业,是技术成果转化的基础。同时本身又是高新技术产业的重要领域,在欧美等工业发达国家被称为“点铁成金”的“磁力工业” 。美国工业界认为“模具工业是美国功业的基石” 。纵观发达国家对模具工业的认识与重视,我们能感受到制造理念陈旧则是我国模具工业发展滞后的直接原因。模具技术水平的高低,决定着产品质量、效益和新产品开发能力,它已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志。因此,模具是国家重点鼓励和支持发展的技术和产品,现代模具是多学科知识集聚的高新技术产业的一部分,是国民经济的装备产业,其技术、资金与劳动相对密集。目前,我国模具工业的当务之急是加快技术进步,调整产品结构,增加高档模具的比重,质中求效益,提高模具的国产化程度,减少对进口模具的依赖。基于现状并结合本校的教学特色,选用门窗插销连接件模具设计为本次毕业设计的题目。研究意义:生产实践类的毕业设计有助于我们对大学所学课程进行全方位的复习与应用,会对未来我们对模具专业压铸方面的应用有更好的了解,也对之前做过的课程设计转化成现代社会的生产有很大帮助。 例如冲压件工艺性分析: 材料性能分析:是否具有良好的冲压工艺性能; 工件结构分析: 设计该零件的冲压生产工艺,编制其冷冲压工艺卡片,要求至少提出两种以上的冲压工艺方案分析比较,确定可行的工艺方案。 通过实际性的门窗插销连接件模具设计,我就能更好的明白,以上这些设计的作用,以及在实际应用上的意义。综合运用冲压模课程和其它有关选修课程的理论及生产实践的知识去分析和解决模具设计问题,并使所学专业知识得到进一步巩固和深化。学习模具设计的一般方法,了解和掌握常用模具整体设计、零部件的设计过程和计算方法,培养正确的设计思想和分析问题、解决问题的能力,特别是总体设计和计算的能力。通过计算和绘图,学会运用标准、规范、手册、图册和查阅有关技术资料等,培养模具设计的基本技能。文献综述(对已有相关代表性研究成果的综合介绍与评价)随着工业产品质量的不断提高,冲压产品生产正呈现多品种、少批量、复杂、大型、精密、更新换代速度快的变化特点,冲压模具正向高效、精密、长寿命、大型化方向发展。为适应市场变化,随着计算机技术和制造技术的迅速发展,冲压模具设计制造技术也正由手工设计、依靠人工经验和常规机械加工技术向以计算机辅助设计(CAD) 、数控切削加工、数控电加工为核心的计算机辅助设计与制造(CAD/CAM)技术转变。随着计算机的深入使用,我国不少企业已经再尝试或开展计算机辅助冲压工艺设计 CAPP 系统已从工艺设计发展到公益信息的管理,设计方法也从派生式、混合式、创成式三种 CAPP 系统并举的局面向智能化的混合式方向发展。冲压模具在高技术驱动和支柱产业应用需求的推动下,形成一个巨大的产业链条,从上游的材料工业和加工、检测设备到下游的机械、汽车、摩托车、家电、电子通信、建筑建材等几大应用产业。可见,未来我国模具工业和技术的主要发展方向将是:大力普及、广泛应用 CAD/CAE/CAM 技术,逐步走向集成化。现代模具设计制造不仅应强调信息的集成,更应该强调技术、人和管理的集成。提高大型、精密、复杂与长寿命模具的设计与制造技术,逐步减少模具的进口量,增加模具的出口量。提高模具标准化水平和模具标准件的使用率。模具标准件是模具基础,其大量应用可缩短模具设计制造周期,同时也显著提高模具的制造精度和使用性能,大大地提高模具质量。发展快速制造成型和快速制造模具,即快速成型制造技术,迅速制造出产品的原型与模具,降低成本推向市场。积极研究与开发模具的抛光技术、设备与材料,满足特殊产品的需要。推广应用高速铣削、超精度加工和复杂加工技术与工艺,满足模具制造的需要。开发优质模具材料和先进的表面处理技术,提高模具可靠性。研究和应用模具的高速测量技术、逆向工程与并行工程,最大限度的提高模具开发效率与成功率。开发新的成型工艺与模具,以满足未来的多学科多功能综合产品开发设计技术。研究内容(包括基本思路、框架、主要研究方式、方法等)本次设计内容为门窗插销连接件模具的排样和模具设计,重点介绍了零件的排样、工艺方案的确定、模具刃口尺寸的计算等,最后画出零件图,及装配图。具体步骤分为:1、冲压件的工艺分析与设计;2、冲裁件的排样;3、冲裁间隙的选用;4、冲压力的计算;5、确定模具压力中心;6、计算凸、凹模具刃口的尺寸;7、冲裁部分及零件的设计;8、绘制总装配图及零件图。在开始模具设计时,应考虑几种方案,衡量每种方案的优缺点,再从中优先一种。在设计时要多参考过去所设计的类似图纸,并了解他在制造和使用方面的情况,吸取其中的经验和教训。多阅读一些与冲压模具设计有关的中外书籍和杂志,从中扩大自己的知识面,但应当注意书本上介绍的东西,与现实情况相比,具有一定的时间差。经常关心各类产品上的冲压制品,分析其各个系统、分型面选择及模具结构。因为这类冲压制品都是近几年所生产的,它将与书本的知识和自己的现有的设计进行分析比较,可提高现有的设计水平。观察国内外比较先进的冲压模具,分析其结构特点,用来充实自己的设计知识,并把这些模具上的一些有用的结构移植到自己的设计中去。借鉴夹具和有关机械设计中有用的结构,来充实冲压模具设计。经常关心自己设计的模具在制造和使用的一些情况,并加以分析总结。一个工厂的模具设计部门应该是一个整体,不能每个设计人员各自为政,特别是模具总体结构方面,必须有专门人员负责。一般设计思路为:(1)全面了解制品的形状,尺寸,重量等,作为设计的依据。 (2)广泛搜集资料,了解国内外概况,提高设计思维的起点。 (3)初步设计。该步骤可分为方案设计,草图设计。方案设计是指在短时间内绘制出几种结构原理图,在广泛征求意见的基础上,确定两三种方案。草图设计是对选出的方案,从工程、材料、制造等方面进行分析研究,将原理图绘制出比较详细的结构草图。 (4)图纸设计。在初步设计的基础上,对主要零件和机构进行强度,稳定性,热性能等计算,确定基础尺寸,画出试制用图纸。研究进程安排进度安排: 2013.3.183.24 查阅资料,完成实习报告,进度计划表;2013.3.253.31 查找外文资料,完成开题报告;2013.4.14.7 完成外文翻译;2013.4.84.14 测绘,制件设计、工艺分析及基本尺寸的计算;2013.4.15 4.28 装配草图设计;2013.4.295.5 绘制装配图;2013.5.65.19 装配图的修改及零件图的绘制;2013.5.20 6.2 编写设计说明书;2013.6.36.15 说明书的编写;2013.6.36.15 检查毕业设计相关内容,完成修改。主要参阅文献李光耀,浅谈现代模具设计与制造J.太原理工大学学报,2001成虹.冲压工艺与模具设计.成都:电子科技大学出版社,2000 许发樾.实用模具设计与制造手册.北京:机械工业出版社,2001 郝滨海.冲压模具简明手册.北京:化学工业出版社,2005 王海同、孙胜、肖白白.实用冲压设计手册.北京:机械工业出版社。1995 梁炳文.冷冲压工艺手册.北京:北京航空航天大学出版社,2004 赵昌盛.实用模具材料应用手册.北京:机械工业出版社,2005 夏琴香.冲压成型工艺及模具设计.广州:华南理工大学出版社,2004 高军、李熹平、修大鹏.冲压模具标准件选用与设计指南.北京化学工业出版社,2007薛啓翔.冲压模具设计制造难点与窍门.北京:机械工业出版社周永泰,模具设计和加工技术的发展方向J.中国模具工业协会学报,2000,2董占峰,王成瑞,绿色模具设计概论M.绵阳:西南科技大学出版社,2003.江昌勇,模具设计中的可靠性问题J.常州工学院延陵学院学报.2001.10杨庆东,现代模具制造的高速加工技术M.北京:机械出版社,2004.白钊,林庆文,贺艳苓,有限分析在冲压模具设计中的应用J.中国模具工业协会学报,2004,12曲庆文,邵淑玲,模具设计中的摩擦问题研究M.山东理工大学出版社,2001.张培耘,戴勇,华希俊,袁国定,国内模具工业技术现状与发展趋势M.江苏理工大学机械工业学院出版社,2003.冯柄亮,韩泰荣,蒋文森,模具设计与制造简明手册M.上海科学技术出版社,2002潘庆修,模具制造工艺教程M.电子工业出版社.2007赵昌盛,使用模具材料应用手册M.北京:机械工业出版社.2005.6付建军,韩飞,吴江柳,模具制造工艺M.北京:机械工业出版社,2004.甄瑞麟,模具制造工艺学M.北京:清华大学出版社,2005,1 甘永立,几何量公差与检测M.上海:上海科用技术出版社,2001,4 宋爱平,CAD/CAM 综合实训指导书M.北京:机械工业出版社,2006,1唐德修. 薄壁金属冲压拉深成型工艺的研究.西南师范大学学报,2008 年 6 月(第 3 期).季忠,王晓丽,刘韧.冲压模具设计自动化及实例Solid Works 应用.第 1 版.北京:化学工业出版社,2007:101-107 王华,尚振国.Solid Works 在冲压模具设计中的应用,中国科技信息 2008 年,第 15 期:141-142.聂兰启,聂伯扬. 薄壁深锥零件的拉伸成形.模具制造 ,2008 年,第 8 期,29-32. 10邓明,吕琳.冲压成形工艺及模具.第 1 版.北京:化学工业出版社,2006 年:117-125.ZHOU Li-Qun,LI Yu-Ping,ZHOU Yi-Chun.A Mechanics Model for Stamping a Sheet on Elastic Die with Large Deformation.Journal of Shanghai Uniwersity(English Edition),2002,6(2):130-135.Tiegang Fang*,Ji Zhang.Closed-form exact solutions of MHD viscous flow over a shrinking sheet.Commun Nonlinear Sci Numer Simulat, 14(2009): 2853-2857.Szucs, A. Belina, K. Rheological and thermal analysis of the filling stage of injection mouldingJ Express Polymer Letters, v 6, n 8, p 672-679, 2012Kovcs, J.G., Sikl, B. Source: Polymer Testing, v 30, n 5, p 543-547, August 2011Piotter, V.,Bauer, W.; Knitter, R.; Mueller, M.; Mueller, T.; Plewa, K. Source: Microsystem Technologies, v 17, n 2, p 251-263, February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。1Forming and stamping of sheet metals NC INCREMENTAL SHEET METAL FORMINGProceedings of International Technology and Innovation Conference 20094 Sheet metal forming and blanking4.1 Principles of die manufacture4.1.1 Classification of diesIn metalforming,the geometry of the workpiece is established entirely or partially by the geometry of the die.In contrast to machining processes,ignificantly greater forces are necessary in forming.Due to the complexity of the parts,forming is often not carried out in a single operation.Depending on the geometry of the part,production is carried out in several operational steps via one or several production processes such as forming or blanking.One operation can also include several processes simultaneously(cf.Sect.2.1.4).During the design phase,the necessary manufacturing methods as well as the sequence and number of production steps are established in a processing plan(Fig.4.1.1).In this plan,the availability of machines,the planned production volumes of the part and other boundary conditions are taken into account.The aim is to minimize the number of dies to be used while keeping up a high level of operational reliability.The parts are greatly simplified right from their design stage by close collaboration between the Part Design and Production Departments in order to enable several forming and related blanking processes to be carried out in one forming station.Obviously,the more operations which are integrated into a single die,the more complex the structure of the die becomes.The consequences are higher costs,a decrease in output and a lower reliability.2Fig.4.1.1 Production steps for the manufacture of an oil sumpTypes of diesThe type of die and the closely related transportation of the part between dies is determined in accordance with the forming procedure,the size of the part in question and the production volume of parts to be produced.The production of large sheet metal parts is carried out almost exclusively using single sets of dies.Typical parts can be found in automotive manufacture,the domestic appliance industry and radiator production.Suitable transfer systems,for example vacuum suction systems,allow the installation of double-action dies in a sufficiently large mounting area.In this way,for example,the right and left doors of a car can be formed jointly in one working stroke(cf.Fig.4.4.34).Large size single dies are installed in large presses.The transportation of the parts from one forming station to another is carried out mechanically.In a press line with single presses installed one behind the other,feeders or robots can be used(cf.Fig.4.4.20 to 4.4.22),whilst in large-panel transfer presses,systems equipped with gripper rails(cf.Fig.4.4.29)or crossbar suction systems(cf.Fig.4.4.34)are used to transfer the parts.3Transfer dies are used for the production of high volumes of smaller and medium size parts(Fig.4.1.2).They consist of several single dies,which are mounted on a common base plate.The sheet metal is fed through mostly in blank form and also transported individually from die to die.If this part transportation is automated,the press is called a transfer press.The largest transfer dies are used together with single dies in large-panel transfer presses(cf.Fig.4.4.32).In progressive dies,also known as progressive blanking dies,sheet metal parts are blanked in several stages;generally speaking no actual forming operation takes place.The sheet metal is fed from a coil or in the form of metal strips.Using an appropriate arrangement of the blanks within the available width of the sheet metal,an optimal material usage is ensured(cf.Fig.4.5.2 to 4.5.5). The workpiece remains fixed to the strip skeleton up until the laFig.4.1.2 Transfer die set for the production of an automatic transmission for an automotive application-st operation.The parts are transferred when the entire strip is shifted further in the work flow direction after the blanking operation.The length of the shift is equal to the center line spacing of the dies and it is also called the step width.Side shears,very precise feeding devices or pilot pins ensure feed-related part accuracy.In the final production operation,the finished part,i.e.the last part in the sequence,is disconnected from the skeleton.A field of application for progressive blanking tools is,for example,in the production of metal rotors or stator blanks for electric motors(cf.Fig.4.6.11 and 4.6.20).In progressive compound dies smaller formed parts are produced in several sequential operations.In contrast to progressive dies,not only blanking but also forming operations are performed.However, the workpiece also 4remains in the skeleton up to the last operation(Fig.4.1.3 and cf.Fig.4.7.2).Due to the height of the parts,the metal strip must be raised up,generally using lifting edges or similar lifting devices in order to allow the strip metal to be transported mechanically.Pressed metal parts which cannot be produced within a metal strip because of their geometrical dimensions are alternatively produced on transfer sets.Fig.4.1.3 Reinforcing part of a car produced in a strip by a compound die setNext to the dies already mentioned,a series of special dies are available for special individual applications.These dies are,as a rule,used separately.Special operations make it possible,however,for special dies to be integrated into an operational Sequence.Thus,for example,in flanging dies several metal parts can be joined together positively through the bending of certain metal sections(Fig.4.1.4and cf.Fig.2.1.34).During this operation reinforcing parts,glue or other components can be introduced.Other special dies locate special connecting elements directly into the press.Sorting and positioning elements,for example,bring stamping nuts synchronised with the press cycles into the correct position so that the punch heads can join them with the sheet metal part(Fig.4.1.5).If there is sufficient space available,forming and blanking operations can be carried out on the same die.Further examples include bending,collar-forming,stamping,fine blanking,wobble blanking and welding operations(cf.Fig.4.7.14 and4.7.15).5Fig.4.1.4 A hemming dieFig.4.1.5 A pressed part with an integrated punched nut4.1.2 Die developmentTraditionally the business of die engineering has been influenced by the automotive industry.The following observations about the die development are mostly related to body panel die construction.Essential statements are,however,made in a fundamental context,so that they are applicable to all areas involved with the production of sheet-metal forming and blanking dies.Timing cycle for a mass produced car body panelUntil the end of the 1980s some car models were still being produced for six to eight years 6more or less unchanged or in slightly modified form.Today,however,production time cycles are set for only five years or less(Fig.4.1.6).Following the new different model policy,the demands ondie makers have also changed fundamentally.Comprehensive contracts of much greater scope such as Simultaneous Engineering(SE)contracts are becoming increasingly common.As a result,the die maker is often involved at the initial development phase of the metal part as well as in the planning phase for the production process.Therefore,a much broader involvement is established well before the actual die development is initiated.Fig.4.1.6 Time schedule for a mass produced car body panelThe timetable of an SE project7Within the context of the production process for car body panels,only a minimal amount of time is allocated to allow for the manufacture of the dies.With large scale dies there is a run-up period of about 10 months in which design and die try-out are included.In complex SE projects,which have to be completed in 1.5 to 2 years,parallel tasks must be carried out.Furthermore,additional resources must be provided before and after delivery of the dies.These short periods call for pre-cise planning,specific know-how,available capacity and the use of the latest technological and communications systems.The timetable shows the individual activities during the manufacturing of the dies for the production of the sheet metal parts(Fig.4.1.7).The time phases for large scale dies are more or less similar so that this timetable can be considered to be valid in general.Data record and part drawingThe data record and the part drawing serve as the basis for all subsequent processing steps.They describe all the details of the parts to be produced. The information given in the Fig.4.1.7 Timetable for an SE projectpart drawing includes: part identification,part numbering,sheet metal thickness,sheet metal quality,tolerances of the finished part etc.(cf.Fig.4.7.17).To avoid the production of physical models(master patterns),the CAD data should describe the geometry of the part completely by means of line,surface or volume models.As a general rule,high quality surface data with a completely filleted and closed surface geometry must be made available to all the participants in a project as early as possible.8Process plan and draw developmentThe process plan,which means the operational sequence to be followed in the production of the sheet metal component,is developed from the data record of the finished part(cf.Fig.4.1.1).Already at this point in time,various boundary conditions must be taken into account:the sheet metal material,the press to be used,transfer of the parts into the press,the transportation of scrap materials,the undercuts as well as thesliding pin installations and their adjustment.The draw development,i.e.the computer aided design and layout of the blank holder area of the part in the first forming stageif need bealso the second stage,requires a process planner with considerable experience(Fig.4.1.8).In order to recognize and avoid problems in areas which are difficult to draw,it is necessary to manufacture a physical analysis model of the draw development.With this model,theforming conditions of the drawn part can be reviewed and final modifications introduced,which are eventually incorporated into the data record(Fig.4.1.9).This process is being replaced to some extent by intelligent simulation methods,through which the potential defects of the formed component can be predicted and analysed interactively on the computer display.Die designAfter release of the process plan and draw development and the press,the design of the die can be started.As a rule,at this stage,the standards and manufacturing specifications required by the client must be considered.Thus,it is possible to obtain a unified die design and to consider the particular requests of the customer related to warehousing of standard,replacement and wear parts.Many dies need to be designed so that they can be installed in different types of presses.Dies are frequently installed both in a production press as well as in two different separate back-up presses.In this context,the layout of the die clamping elements,pressure pins and scrap disposal channels on different presses must be taken into account.Furthermore,it must be noted that drawing dies working in a single-action press may be installed in a double-action press(cf.Sect.3.1.3 and Fig.4.1.16).9Fig.4.1.8 CAD data record for a draw developmentIn the design and sizing of the die,it is particularly important to consider the freedom of movement of the gripper rail and the crossbar transfer elements(cf.Sect.4.1.6).These describe the relative movements between the components of the press transfer system and the die components during a complete press working stroke.The lifting movement of the press slide,the opening and closing movements of the gripper rails and the lengthwise movement of the whole transfer are all superimposed.The dies are designed so that collisions are avoided and a minimum clearance of about 20 mm is set between all the moving parts.金属板料的成形及冲裁数控渐进成形研究技术与创新国际会议论文集 20094 金属板料的成形及冲裁4. 模具制造原理4.1.1 模具的分类在金属成形的过程中,工件的几何形状完全或部分建立在模具几何形状的基础上10的。与机械加工相比,在成形时明显更大的压力是必要的。由于零件的复杂性,往往不是只进行一次操作就能成形的。根据零件的几何形状,通过由一个或几个生产过程例如成形或冲裁的几个操作步骤进行生产。一个操作也可以同时完成几个过程。在设计阶段,合理的生产步骤、生产次序以及生产工序数都由生产计划来决定(如图 4.1.1) 。在这个计划中,应该对机器的可利用性、零件的计划生产量和其他限制条件予以考虑。其目的是在保证高水平的操作可靠性的同时最大限度地减少需要使用的模具数量。通过部件设计部和生产部之间的紧密合作促使几个成形和有关的冲裁过程能在一个成形操作中完成,如此一来,仅仅在设计阶段就可以大大地简化部件。显然,越是更多的操作集成到一个单独的模具上,模具结构就必然更为复杂。其后果是成本较高、产量下降和可靠性较低。图 4.1.1 油底壳的生产步骤11模具类型模具的类型和模具之间零部件的密切相关运输是根据成形步骤、预算的部件的尺寸、要生产的部件的生产量来确定的。大型钣金零件的生产几乎完全采用单套模具来实现的。典型零件可在汽车制造、国内家电业以及散热器的生产中找到。适当的转移系统,例如真空抽吸系统,可以使双动模安装在一个足够大的安装面上。例如,用这种方式可以使汽车左右车门在一个工作行程中一起成形。 (参考图 4.4.34) 。尺寸大的单套模具需安装在大型压力机上。部件从一个成形点到另一个成形点的运输是机械化地执行的。工人或机器人可以使用与单工序压力机一前一后安装的冲压线(对比图 4.4.20 与 4.4.22),同时,在大型多工位压力机上,系统还配备了夹钳轨(如图 4.4.29)或交叉抽吸系统(如图 4.4.34)来运输部件。多工位转换模是用于小型和中型零件的大批量生产(如图 4.1.2) 。它们由几个安装在同一个基准平面上的单工序模具组成。金属板料的送进主要以机械手运送的方式,也可以人工地从一个模具运到另一个模具。如果这部分的运输自动化,那么此时的压力就称为转换压力。在大板料转换冲压线上,最大的多工位转换模要与单工序模具配合使用(参考图 4.4.32) 。级进模,也称为渐进冲裁模,钣金件是分阶段冲裁的; 一般来说,没有实实在在的成形操作。 钣金是以金属圈或金属条的形式送进的。通过使用尺寸适宜的金属板料和优化的材料利用率可以达到对板料的合理利用(对比图 Fig.4.5.2 与图 4.5.5) 。工件一直固定在载体上,直到最后一次操作。冲裁完成后,整个条料按照工序流动方向移动时,该部件随着转移。移动的长度等于模具间中心线的距离,它也被称为步距。切边,通过使用非常精确的进给装置或试点引脚确保相关进给零件精度。在最后一个工位,即最后一道工序,已成形的部分于载体断开。例如电动机金属转子和定子的生产就是渐进冲裁模的一个应用领域(如图.4.6.11 和 4.6.20) 。12图 4.1.2 转移成套模具在机动装置中的自动变速器上生产应用较小的成形部件使用复合级进模通过几个连续的操作即可完成后生产。与级进模相比,不仅可以完成冲裁,而且能完成成形操作。然而,工件还是与载体相连一直到最后一步操作(如图 4.1.3 和对比图 4.7.2) 。由于零件的高度,钢带必须提高时,通常使用起重边缘或类似的起重设备,以便实现条料金属的机械化运输。由于其几何尺寸而不能用一个金属条料生产出来的冲压金属零件选择性地在转移设置上生产。13图 4.1.3 用一个条料在复合级进模上生产的汽车加强筋接下来时已经提到过的模具,一系列特殊模具适用于个别特殊运用。按规定,这些模具是单独使用的。但是,特殊的操作使得特殊的模具集成到一个工序上成为可能。因此,例如,使用翻边模几个金属部件组合在一起能积极通过某些区域的弯曲(如图4,1,4 和对比图 2,1,34) 。在此期间加强部分,胶水或其他组件的运作可实施。其他的特殊模具使特殊的连接部件直接定位在压力机上。装配和定位部件,例如,引进与压力周期同步的冲头到指定的位置 以便冲头与钣金零件(如图 4.1.5) 。如果有足够的可用空间,成形和冲裁操作可以在同一模具上完成。更一步的例子包括弯曲,滚压成形,冲压,精密冲裁,震动冲裁和焊接操作(对比图 4.7.14 和图 4.7.15) 。如图 4.1.4 卷边模14如图 4.1.5 带有整体冲压螺母的冲压件4.1.2 模具开发汽车行业的发展已经必然地影响了模具工程的发展。以下对与模具开发的研究主要是关于车身覆盖件模具结构的。然而,用一个基本的环境获得实质的结论,以便于它们适用于包括钣金成形模和冲裁模的制造在内的所有领域。为汽车覆盖件的大批量生产定时生产周期直到 20 世纪 80 年代末,部分车型以 6 至 8 年大致维持不变或略加修改的形式而仍然处于制作中。然而今天,生产周期只有 5 年或更少(如图 4.1.6) 。随着不同的新设计工艺的发展,客户对模具制造商的要求也发生了根本变化。更大范围的综合合同,如同步工程(SE)合同已变得越来越普遍。结果是,模具制造商往往仅处于金属零件的最初的发展阶段,以及生产过程的规划阶段。因此,在实际模具开发和启动之前应该拓展更广泛、长远的业务。15图 4.1.6 汽车覆盖件的大批量生产的时间表同步工程项目时间表16在车身覆盖件的生产过程中,只有极少部分时间用于模具的制造。对于大型模具,大约有十个月的准备期,其中包括模具的设计与调试。对于复杂的同步工程项目中,必须在 1.5 至 2 年内完成,必须能完成同步任务。此外,在模具交付前后必须具有更多的产品资料说明。这些短期的准备需要优化的设计、特别的技能、可利用空间以及最新技术的使用和通讯系统。该时间表显示,用于生产钣金件的模具的制造期间的个人工作内容(如图 4.1.7) 。大型模具的生产计划或多或少都相似,以便于这个时间表可以被认为是普遍有效的。图 4.1.7 同步工程项目时间表数据采集和零件图数据采集和零件图是所有工序步骤的基础。它们描述了要生产部件的所有细节。在零件图提供的信息包括:零件识别,部件的编号,板材厚度,板材的质量,成品零件的公差等(参考图 4.7.17) 。为了避免实体模型(主模型)的制作,CAD 图形应通过线、面或体积模型来完整地描述工件的几何形状。一般地,必须尽可能早地绘制好具有完全封闭曲面的高质量片体数模来满足所有产品负责人的使用要求。17工艺方案和制图计划工艺方案,即生产钣金件应遵循的操作顺序,是根据以往生产出的零件的经验数据制定的(参考图 4.1.1) 。在此阶段,必须提前及时考虑到各种边界条件:金属板材料,所需压力,零件的加工硬化,废料的排出,废料刀以及导料销的安装和调试。制图计划,即计算机辅助设计和第一个成形阶段的部件的压料圈的布局(如果第二个成形阶段也需要),要求相当有经验的人来制定(如图 4.1.8) 。为了识别和避免难绘制的区域,有必要来制造制图计划的实体分析模型。通过这一模型,可对所绘制的部件的成形条件进行审查和准确的修改说明,并且这些内容最终包含在数据采集里(如图 4.1.9) 。智能模拟方法正在一定程度上取代着这一进程,通过智能模拟,已成形件的潜在缺陷可以在电脑显示其综合预测和分析。图 4.1.8 CAD 对制图计划的数字分析18图 4.1.9 CAD 制图计划实体分析模型模具设计工艺方案、制图计划以及冲压力设定好后,就可以开始模具的设计了。一般规定,在这个阶段,必须考虑客户要求的标准和制造规格。因此,可能获得一个统一的模具设计标准,并可能考虑客户关于存放标准、更换和易磨损部件的特殊要求。许多模具需要通过设计来使他们可以安装在不同类型的压力机。模具往往即可以安装在一台压力机上,也可以安装在两个不同的独立的后勤压力机上。在这种情况下,必须考虑模具锁模部分,压脚及废料板在不同压力机上的分布情况。此外,必须指出,拉丝模在单动压力机的工作时可能会在双动压力机上安装(对比章节 3.1.3 和图 4.1.16) 。在模具的设计和其尺寸的确定阶段,考虑夹钳和横木转移部件的运动的灵活性尤为重要(参考章节 4.1.6) 。这些描述了,在一个完整的工作行程中,压力传输系统组件和模具零部件之间的相对运动。压力机滑行装置的上行、夹钳轨的打开和闭合运动以及整个传输系统的纵向运动都是有条不紊的进行的。模具通过设计来避免发生碰撞,并且所有运动部件之间设置最小约 20 毫米的间隙。1
收藏