开题报告
4、选择压力机
5、模具主要零部件的选择与确定
(1)工作部分零件,如凸模、凹模等的结构形式的设计和固定形式的选择。
(2)选择定位装置的形式。
(3)选择卸料和推件装置。
(4)选择导向零件,如选用导柱、导套导向还是导板导向等。
(5)选择安装、紧固零件,如模柄,上下模座的结构形式的选择等。
6、绘图模具总图和零件图。
3、进行必要的工艺计算
(1)设计材料的排样,计算毛坯尺寸。
(2)计算冲压力,必要时还要计算冲压功和功率。
(3)计算模具的压力中心。
(4)计算或估算模具各主要零件的厚度。
(5)确定凸、凹模间隙,计算凸、凹模工作部分尺寸。
(6)对拉深工序,需要决定拉深方式(压边或不压边),计算拉深次数及中间工序的半成品尺寸。
洛阳理工学院
毕业设计(论文)开题报告
系(部):机电工程系2012年03月15日(学生填表)
课题名称
镇流器外壳冲压工艺及模具设计
学生姓名
翟亚楠
专业班级
B100311
课题类型
工程设计
指导教师
贾平
职称
讲师
课题来源
工程实际
1.综述本课题国内外研究动态,说明选题的依据和意义
中国冲压模具的发展现状改革开放带了我国的经济进入高速发展的时期,模具的市场的需求量也进一步的增加。模具行业也一直以15%左右的增速再发展。因此带来的模具工业企业的所有制成分的巨大变化,一些国有专业模具厂也如雨后春笋般的建立起来,同时也带来了以集体、独资、私营和合资等形式的快速发展。
[7]周斌兴.冲压模具设计与制造.国防工业出版社:2006.4: 13
[8] Bew FC.Fundamental of Industrial Design.New York,Wiley,1996: 56
[9]冯之敬.机械制造工程原理.清华大学出版社: 2005.4: 22
[10]Wright PK.21st Century Manufacturing.北京:清华大学出版社:2002: 77
进入90年代以来,高新技术全面促进了传统成形技术的改造及先进成形技术的形成和发展。以后冲压技术将以更快的速度持续发展,发展的方向将更加突出“精、省、净”的需求。达到这些要求急需发展如下几项:
(1)冲压成形技术将更加科学化、数字化、可控化。科学化主要体现在对成形过程、产品质量、成本、效益的预测和可控程度。成形过程的数值模拟技术将在实用化方面取得很大发展,并与数字化制造系统很好地集成。人工智能技术、智能化控制将从简单形状零件成形发展到覆盖件等复杂形状零件成形,从而真正进入实用阶段。
近年许多模具企业加大了用于技术进步的投资力度,将技术进步视为企业发展的重要动力。一些国内模具企业已普及了二维CAD,并陆续开始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等国际通用软件,个别厂家还引进了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE软件,并成功应用于冲压模的设计中。以汽车覆盖件模具为代表的大型冲压模具的制造技术已取得很大进步,东风汽车公司模具厂、一汽模具中心等模具厂家已能生产部分轿车覆盖件模具。此外,许多研究机构和大专院校开展模具技术的研究和开发。经过多年的努力,在模具CAD/CAE/CAM技术方面取得了显著进步;在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面做出了贡献。
[3]董兰,田福祥.杠杆式弯曲模.锻压技术,2006.4:1
[4]温灿华.汽车工业与模具工业的发展[J].模具制造, 2005,(02)
[5]Cross N.Engineering Design Methods.New York,John Wiley﹠Sons,2000: 15
[6]陈金德,俞汉清.金属塑性成形原理.北京:机械工业出版社:2005.1: 20
快速模具(Rapid tooling,筒称RT)技术是利用RP技术成型功能零件尤其是金属模具或零件的一种方法。可以克服传统模具制作过程复杂、耗时长、费用高等缺点,应用RP技术制造快速、经济模具成为RP技术发展的主要推动力之一。
RP和RT技术集成的快速制造精密模具的方法,被称为先进的“柔性工具”方法,适应了现代工业向着多品种、变批量发展的趋势,为冲压模具的多品种、小批量、快速生产奠定了技术基础。
制造要求受力不大、韧性高的零件,如汽车车身、贮器、深冲压器皿、管子、垫片等,可用作冷轧、冷冲、冷镦、冷弯、热轧等工艺成形,也可用作心部强度不高的渗碳件、碳氮共渗件等。在冲压过程中模具的尺寸设计要求非常高,其首先要解决的问题是对该零件的冲压工艺性进行分析,并在此基础上制定出合理的冲压工艺方案。在工艺方案制定好后,要进行工艺计算,包括计算毛坯尺寸、制定排样与裁板方案、计算材料利用率、计算工序尺寸、确定压力中心,并选择设备。
(5)重视复合化成形技术的发展。以复合工艺为基础的先进成形技术不仅正在从制造毛坯向直接制造零件方向发展,也正在从制造单个零件向直接制造结构整体的方向发展。
2.研究的基本内容,拟解决的主要问题
本课题研究的是关于镇流器外壳的冲压工艺及模具设计,零件材料为10钢,厚度为2mm,且其刚度相对不高,易变形。10号钢塑性、韧性很好,易冷热加工成形,正火或冷加工后切削加工性能好,焊接性优良,无回火脆性,淬透性和淬硬性均差。
过去的中国冲压模具行业,车、刨、铣、钻、磨等传统普通机床和电火花线切割机床,曾经在绝大多数冲压模具企业使用,进口的数控龙门仿形铣床由于没有采用CAD/CAM技术,也只能当作靠模仿形铣床使用,采用这些装备加工冲压模具时,通常需要对模具零件反复装夹和定位,因而加工生产效率低、模具产品质量差【12】。
在2002年12月德国法兰克福举办的EuroMold展会上的1493个参展厂商中,约有30%是机床和刀具厂商,展出高速加工机床的最高转速在25000~30000r/min之间,这是对传统切削加工的非常显著的变革,体现了模具加工技术装备高速化、集成化趋势【13】。
为提高模具制造效率可采用快速成型技术。快速成型(Rapid Prototyping,简称RP)技术是指在计算机控制与管理下,由零件实物或模型直接驱动,采用材料精确堆积成复杂三维实体的原型或零件制造技术,是一种集计算机(包括CAD/CAM/CAE等)、光学扫描、新型材料、数控、激光等技术于一体的新型高新制造技术。主要用于零件设计的快速检验以及各种模具模型的快速制造。
冲压模具是冲压生产必不可少的工艺装备,是技术密集型产品。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。提高冲压模具制造效率,提高模具表面质量,延长模具使用寿命是模具制造领域的主要课题。为此,对模具加工装备、模具制造技术的革新是模具制造业发展的两大方向。
(2)汽车、飞机等产业的飞速发展,以及能源因素都是冲压技术发展的主要推动力。进入新世纪,环境因素及相关的法律约束日益突出,轻量化设计和制造成为当前的重要课题【9】。
(3)成形过程数字化仿真技术的发展,推动传统冲压技术走向科学化,进入先进制造技术行列。
(4)冲压技术的发展涉及材料、能源、模具、设备等各方面。工艺方法的创新及其过程的科学分析与控制是技术发展的核心;模具技术是冲压技术发展的体现,是决定产品制造周期、成本、质量的重要因素【10】。
模具表面的质量对模具使用寿命、制件外观质量等方面均有较大的影响,研究自动化、智能化的研磨与抛光方法替代现有手工操作,以提高模具表面质量,同样也是重要的发展趋势。这方面的研究工作十分活跃,张学良【15】在数控铣床上研究了利用直流电进行磁性抛光的情况,精铣加工后表面粗糙度1.0微米的试样只需研抛3.2min,可获得表面粗糙度为0.1微米的高质量表面,显示了高精度、高效率和高可靠性。日本冈山大学的宇野羲幸【16】等人,采用直径达60 rm的大面积脉冲电子束,研究了能量密度、照射次数、粗加工质量等因素对模具精整加工质量的影响,得出“大面积脉冲电子束照射有望代替传统精整抛光”的可喜结论。
[11]周永泰.我国冲压模具的现状与发展(下)[J].锻造与冲压,2005(4):18-20
[12]高鸿庭,刘建超.冷冲模设计与制造.北京:机械工业出版社:2002: 30
[13]李志刚.周永泰.李玉华.开展技术交流参与国际竞争.模具工业,2003(05)
[14]常世平.中国汽车模具的铁肩重担2006(05)
(5)分析冲压车间的规格或情况。
(6)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、确定具体的工艺方案及模具的结构形式
(1)根据图纸要求确定需要多次拉深工序。
(2)根据工艺计算,确定工序数目。
(3)根据工序的变形特点和尺寸要求确定工序排列顺序。
(4)ห้องสมุดไป่ตู้据生产批量和条件,确定工序的组合。
国外的模具制造企业,广泛使用先进的高精度、高速度、专业化加工装备,如日本丰田汽车模具公司【14】拥有构造面加工数控铣床39台套、型面加工高速五轴五面铣床1 5台套、其它新型一体化专门加工设备6台套。加工工艺方法包括等高线加工、最大长度顺向走刀加工等,精加工走刀移行密度仅有0.3mm。同时,可以实现内凹圆角清根、外凸圆角加工到位等,因而可以控制模具配合的不等距间隙、最大可能的缩小型面误差,实现模面的精细加工。
[15]张学良.LD.模具钢数控磁性研抛工艺参数的实验研究[J].制造技术与机床,2004(5):37—39
[16]宇野羲幸,冈田晃,薮下法康,等.大面积脉冲电子束对模具的精整与表面改性[J].制造技术与机床,2004(5):29—31
虽然中国模具工业在过去十多年中取得了令人瞩目的发展,但许多方面与工业发达国家相比仍有较大的差距。例如,精密加工设备在模具加工设备中的比重比较低;CAD/CAE/CAM技术的普及率不高;许多先进的模具技术应用不够广泛等等,致使相当一部分大型、精密、复杂和长寿命模具依赖进口。