拉手卡子零件沖壓模具設計
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一、選題的依據(jù)及意義：
近年來,.由于模具技術的迅速發(fā)展, 模具設計與制造已成為一個行業(yè)越來越來引起人們的重視.模具是現(xiàn)代工業(yè)生產中重要的工藝裝備,他在各種生產行業(yè),特別是沖壓和塑料成形加工中,應用極為廣泛.我國模具工業(yè)總產值中,沖壓模具的產值約為50％.現(xiàn)代模具技術的發(fā)展,在很大程度上依賴于模具標準化的程度,優(yōu)質模具材料的研究,先進的模具設計和制造技術,專用的機床設備及高水平的生產技術管理等等,但其中模具設計是至關重要的一個方面.
利用模具生產零件的方法已成為工業(yè)上進行成批或大批生產的主要技術手段,它對于保證制品質量,縮短試制周期,進而爭先進入市場,以及產品更新?lián)Q代和新產品開發(fā)都具有決定性意義.因此德國把模具成為”金屬加工中的帝王”,把模具工業(yè)視為”關鍵 工業(yè)”,美國把模具成為”美國工業(yè)的基石”,把模具工業(yè)視為”不 可估量其力量的工業(yè)”,日本把模具說成”促進社會富裕繁榮的動力”把模具工業(yè)視為”整個工業(yè)發(fā)展的秘密”
從另一個方面來看,機床 刀具工業(yè),素有”工業(yè)之母”之稱,在各個工業(yè)發(fā)達國家中都占有非常重要的地位.
由于模具工業(yè)的重要性,模具成型工藝在各個工業(yè)部門得到了廣泛的應用,使得模具行業(yè)的產值已經大大超過機床 刀具工業(yè)的產值.這一情況充分說明在國民經濟蓬勃發(fā)展的過程中,在各個工業(yè)發(fā)達國家對世界市場進行激烈的爭奪中,越多越多地采用模具來進行生產,模具工業(yè)明顯地成為技術 經濟和國力發(fā)展的關鍵.
從我國的情況來看,不少工業(yè)產品質量上不 去,新產品開發(fā)不出來,老產品更新速度慢,能源消耗指標高,材料消耗量大,這些都與我國模具生產技術落后,沒有一個強大的 先進的模具工業(yè)密切相關.
因此,要使國民經濟各個部門獲得高速發(fā)展,加速實現(xiàn)社會主義四個現(xiàn)代化,就必須盡快將模具工業(yè)搞上去,使模具生產形成一個獨立的工業(yè)部門,從而充分發(fā)揮模具工業(yè)在國民經濟中的關鍵的作用.
沖壓生產靠模具和壓力機完成加工過程,與其他機械加工方法相比,其在技術和經濟方面有如下特點:
⑴沖壓加工的生產效率高,且操作方便,易于實現(xiàn)機械化和自動化.普通壓力機每分鐘可以生產十幾個零件,高速壓力機每分鐘可生產幾百甚至上千件零件.所以它是一種高效率的加工方法.
⑵沖壓件的尺寸精度由模具來保證,所以質量穩(wěn)定,互換性好.
⑶沖壓可加工出尺寸范圍較大 形狀較復雜的零件,小到儀表零件,大到汽車覆蓋件,還可獲得其他加工方法難以制造的壁薄 、 質量輕、 剛性好 、 表面質量高 、 形狀復雜的零件.
⑷沖壓加工一般不需要加熱毛坯,也不像切削加工那樣,需大量切削金屬,所以它不但節(jié)能,而且節(jié)約金屬,故沖壓件的成本較低.
由于沖壓工藝具有上述突出的特點,因此在國民經濟各個領域廣泛應用.例如,航空航天、機械、電子通信 、交通 、兵器 、日用電器及輕工等產業(yè)都有沖壓加工,不但在工業(yè)生產中廣泛采用沖壓工藝,而且可以說每個人每天都直接與沖壓產品發(fā)生聯(lián)系.
沖壓在現(xiàn)代工業(yè)生產中,尤其是大批量生產中應用十分廣泛.相當多的工業(yè)部門 越來越多地采用沖壓加工方法加工零件部件,如汽車 、農機、儀表 、儀器 、電子、航空 、航天 、軍工 、家電及輕工等行業(yè).在這些工業(yè)部門中,沖壓件所占比例相當大,少則60％以上,多則90％以上.不少過去用鍛造 鑄造 和切削加工方法制造的零件,現(xiàn)在大多也被質量輕 剛度好的沖壓件所代替.因此可以說,如果生產中不廣泛采用沖壓工藝,許多工業(yè)部門要提高生產效率和產品質量 、 降低生產成本 、快速進行產品更新?lián)Q代是難以實現(xiàn)的。
二、國內外研究概況及發(fā)展趨勢（含文獻綜述）：
隨著科學技術的不斷進步和工業(yè)生產的迅速發(fā)展，許多新技術、新工藝、新設備、新材料不斷涌現(xiàn)，促進了沖壓技術的不斷革新和發(fā)展。其主要表現(xiàn)和發(fā)展方向如下。
⑴沖壓成型理論及沖壓工藝方面
沖壓成型理論的研究是提高沖壓技術的基礎。目前國內外對沖壓成型理論的研究非常重視，在材料沖壓性能研究、沖壓成型過程應力應變分析、板料變形規(guī)律研究及坯料與模具之間的相互作用研究等方面取得了較大進展。特別是隨著計算機技術的飛躍發(fā)展和塑性變形理論的進一步完善，近年來國內外已開始應用塑性成型過程的計算機模擬技術，即利用有限元等數(shù)值分析方法模擬金屬的塑性成型過程，根據(jù)分析結果，設計人員可預測某一工藝方案成型的可行性及可能出現(xiàn)的質量問題，并通過在計算機上選擇修改相關參數(shù)，可實現(xiàn)工藝及模具的優(yōu)化設計。這樣既節(jié)省了昂貴的試模費用，也縮短了制造模具的周期。
目前國內外相繼涌現(xiàn)出了精密沖壓工藝；高能、高速成型工藝；超塑性成型工藝及無模多點成型工藝等精密、高效、經濟的沖壓新工藝。
⑵沖模設計與制造方面
沖模是實現(xiàn)生產的基本條件。在沖模的設計和制造基礎上，目前正朝著以下兩方面發(fā)展：一方面，為了適應高速、自動、精密、安全等大批量現(xiàn)代化生產的需要，沖模正向高效率、高精度、高壽命及多工位、多功能方向發(fā)展，與此相適應的新型模具材料及其表面熱處理技術與表面處理，各種高效、精密、數(shù)控、自動化的模具加工機床和檢測設備以及模具CAD/CAM技術也正在迅速發(fā)展；另一方面，為了適應產品更新?lián)Q代和試制或小批量生產的需要，鋅基合金沖模、聚氨酯橡膠沖模、薄板沖模、鋼帶沖模、組合沖模等各種簡易沖模及其制造技術也得到了迅速發(fā)展。 精密、高效的多工位及多功能連續(xù)模和大型復雜的汽車覆蓋件沖模代表了現(xiàn)代沖模的技術水平。目前50個工位以上的連續(xù)模進距精度可達2 um，多工位連續(xù)模不僅可以完成沖壓全過程，還可以完成焊接、裝配等工序。我國已能自行設計、制造出達到國標水平的精密多工位連續(xù)模，例如某機電一體化的鐵芯精密自動化連續(xù)模，其主要零件的制造精度可達2—5 um，進距精度可達2—3 um，總壽命達1億次。
⑶沖壓設備和沖壓生產自動化方面
性能良好的沖壓設備是提高沖壓生產技術水平的基本條件，高精度、高壽命、高效率的沖模需要高精度、高自動化的沖壓設備匹配。
近年來，為了適應市場的激烈競爭，對產品質量的要求越來越高，且更新?lián)Q代的周期大為縮短，沖壓生產為適應這一新的要求，開發(fā)了多種適合不同批量生產的工藝、設備和模具。其中，無需設計專用模具、性能先進的轉塔數(shù)控多工位壓力機、激光切割和成型機、CNC折彎機等新設備已投入使用。特別是近幾年在國內外已經發(fā)展起來、國內已開始使用的沖壓柔性制造單元和沖壓柔性制造系統(tǒng)代表了沖壓生產的新的發(fā)展趨勢。
三、研究內容及實驗方案：
研究內容 ：
拉手卡子零件沖壓模具設計
原始資料及設計技術要求如下：
1、零件圖；
2、零件材料牌號及厚度：Q235，δ1.0；
設計技術要求：
1、年生產綱領：100000件；
2、要求外文資料翻譯忠實原文；
3、要求編制的沖壓工藝規(guī)程合理；
4、要求設計的沖壓模具滿足加工要求；
5、要求圖紙設計規(guī)范，符合制圖標準；
6、要求畢業(yè)論文敘述條理清楚，設計計算正確，論文格式規(guī)范。
方案
1、分析沖壓件的工藝性
根據(jù)設計題目的要求，分析沖壓件成型的結構工藝性，分析沖壓件的形狀特點、尺寸大小、精度要求及所用材料是否符合沖壓工藝要求。
2、制定沖壓件工藝方案
在分析了沖壓件的工藝性后，通過可以列出幾種不同工藝方案，
從產品質量、生產效率、設備占用情況、模具制造的難易程度和模具壽命高低、工藝成本、操作方便和安全程度等方面，進行綜合分析、比較，然后確定適合于工廠具體生產條件的最經濟合理的工藝方案。
3、確定毛坯形狀、尺寸和下料方式。
在最經濟的原則下，決定毛坯的形狀、尺寸和下料方式，并確定材料的消耗量。
4、確定沖模類型及結構型式。
5、進行必要的工藝計算
6、選擇壓力機
7、繪制模具總圖和非標準零件圖。
四、目標、主要特色及工作進度
目標和主要特色：
利用模具成型零件的方法，實質上是一種少切削、無切削、多工序重合的生產方法，采用模具成型的工藝代替?zhèn)鹘y(tǒng)的切削加工工藝，可以提高生產效率，保證零件的質量，節(jié)
約材料，降低生產成本，從而取得很高的經濟效益。本設計的主要任務設計一套落料沖孔復合模及一套彎曲模，其制造過程包含落料、沖孔和彎曲三道工序。利用落料沖孔復合模可完成汽車耳片的前兩個工序，再由彎曲模完成彎曲工序得到最后的制件。在該設計中，重點在于對凸模、凹模和凸凹模的設計，因為凸凹模是復合模的核心零件。復合模凸凹模的強度較弱，設計時要確保凸凹模的自身強度，尤其是注意凸凹模的最小壁厚。相對而言，彎曲模的結構較為簡單，在彎曲模中，凸、凹模的尺寸的確定決定了彎曲精度的保證。
工作進度：
1．繪制零件圖，收集、查閱有關資料，外文翻譯(6000實詞以上)，撰寫開題報告；3.1 －3.19 3周
2．對零件進行沖裁/彎曲工藝分析，確定工藝方案； 3.22－3.26 1周
3．計算、確定沖壓力模具工作部分尺寸及公差，選取模具結構
3.29－4.9 2周
4．設計模具裝配圖，拆繪主要零件圖； 4.12－5.21 6周
5．撰寫畢業(yè)論文、畢業(yè)設計審查、畢業(yè)答辯。 5.24 －7.2 6周
五、參考文獻
1．姜奎華主編. 沖壓工藝與模具設計. 北京：機械工業(yè)出版社，2003.6
2．解汝升. 沖壓模具設計與制造技術. 北京：中國標準出版社，1997
3. 許發(fā)樾主編. 實用模具設計與制造手冊. 北京：機械工業(yè)出版社
4．廖念釗等主編. 互換性與技術測量. 北京：中國計量出版社，2001
5. Wilson，F(xiàn).W.Die design handbook MaGraw Hill 1990.6
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