连接板冲孔落料复合模的设计与制造毕业设计(编辑修改稿)

连接板冲孔落料复合模的设计与制造毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

成本低廉，冲裁件精度差，需用模具、压力机和操作人员较多，劳动量较大。 连续模一台冲床可完成从板料到成品的各种冲压过程，设有许多工位，模具尺寸比较大，应有足够的刚性及与模具相适应的精度，从而免去了周转和每次冲压的定位过程，提高了劳动生产率和设备利用率。 采用复合模，冲压工件尺寸精度较高，工件平整，同轴度、对称度及位置度误差小，在一次行程内可完成两个以上工序，大大提高了生产率，但对模具制造精度要求 较高，由于复合模要在一副模具中完成几道冲压工序，结构一般要比单工序模复杂，同时模具的强度、刚度、可靠性也将随之下降。 而且各零部件在动作时要求相互不干涉，准确可靠。 因此模具的制造成本也就提高了，制造周期相对延长，维修也不如单工序模简便。 从总体来看，由于大批量生产，零件的要求比较高，选择复合模会比较好。 目前，国内模具工业发展很快，其产值已超过机床工业的产值。 我国模具工业作为一个独立的新型的工业，正处于飞速发展阶段，已成为国民经济的基础工业之一，其发展前景十分广阔。 据预测，未来我国将成为世界的制造中心，这更加 给模具工业带来前所未有的发展机遇和空间。 但由于我国模具工业起步较晚，底子薄 “九五 ”期间虽有较快发展，但与发达国家相比，差距还相当大。 许多模具还需要进口，模具制造高级 人才也供不应求。 为进一步加快我国模具工业的发展，基本任务之一就是加快人才的培养，普及先进的模具设计与制造技术，培养模具专业的高级人才。 为满足模具制造业对技术工人的需求，很多职业技能培训学校都开设了模具制造相关专业，而目前我国模具制造工还没有成为独立的专业工种，还没有统一的模具制造专业教学大纲和教材，也没有统一的技能鉴定标准，各学校和企业都只能 在摸索中自行组织安排，这种状况显然不利于该专业的发展和人才培养的规范性。 我国模具技术的发展趋势 当前，我国工业生产的特点是产品品种多、更新快和市场竞争激烈。 在这种情况下， 用户对模具制造的要求是交货期短、精度高、质理好、价格低。 因此，模具工业的发展的趋势是非常明显的。 3 模具产品将日趋高精度化、大型化、复杂化 模具产品成形零件的日渐大型化，以及由于高效率生产要求的一模多腔 (塑封模已达到一模几百腔 )使模具日趋大型化。 随着零件微型化，以及模具结构发展的要求 (如多工位复合模工位数的增加，其步距精度的 提高 )精密模具精度已由原来的 5μm提高到 2～ 3μm，今后有些模具加工精度公差要求在 1μm以下，这就要求发展超精加工。 多功能复合模具将进一步发展 新型多功能复合具是在多工位复合模基础上开发出来的。 一套多功能模具除了冲压成形零件外，还可担负转位、叠压、攻丝、铆接、锁紧等组装任务。 通过这种多劝能模具生产出来的不再是单个零件，而是成批的组件。 如触头与支座的组件，各种小型电机、电器及仪表的铁芯组件等。 热流道模具在塑料模具中的比重将逐步提高 由于采用热流道技术的模具可提高制作的生产率和质量，并能大幅度 节省制作的原材料和节约能源，所以广泛应用这项技术是塑料模具的一大变革。 国外热流道模具已有一半用上了热流道技术，有的厂甚至已达 80%以上，效果十分明显。 国内近几年已开始推广应用，但总体 还达不到 10%，个别企业已达到 20%30%。 制订热流道元器件的国家标准，积极生产价廉高 质量的元器件，是发展热流道模具的关键。 模具标准件的应用将日渐广泛 使用模具标准件不但能缩短模具制造周期，而且能提高模具质量和降低模具制造成本。 因此，模具标准件的应用必将日渐广泛。 为此，首先要制订统一的国家标准，并严格按标准生产 ；其次要逐步形成规模生产，提高标准件质量、降低成本；再次是要进一步增加标准件规格品种，发展和完善联销网，保证供货迅速。 模具使用优质材料及应用先进的表面处理技术将进一步受重视 在整个模具价格构成中，材料所占比重不大，一般在 20%～ 30%之间，因此选用优质钢材和应用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有特殊性能的模具钢。 如采用粉末冶金工艺制作的粉末高速钢等。 粉末高速钢解决了原来高速钢冶炼过程 中产 生的一次碳化物粗大和偏析，从而影响材质的问题。 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 4 冲压的模具，其优越性更加突出。 这种钢材还适用于注射成型漆加玻璃纤维或金属粉末的增强塑料的模具，如型腔、形芯、浇口等主要部件。 另外，模具钢品种规格多样化、产品精料化、制品化，尽量缩短供货时间亦是重要方向。 模具热处理和表面处理是能否充分发挥模具钢材性能的关键环节。 模具热处理的发展 方向是采用真空热处理。 模具 表面处理除完善普及常用表面处理方法，即扩渗如：渗碳、渗 氮、渗硼、渗铬、渗钒外，应发展设备昴贵、工艺先进的气相沉积 (TiN、 TiC等 )、等离子喷涂等技术。 在模具设计制造中将全面推广 CAD/CAM/CAE 技术 模具 CAD/CAM/CAE 技术是模具技术发展的一个重要里程碑。 实践证明，模具CAD/CAM/CAE 技术是模具设计制造的发展方向。 现在，全面普及 CAD/CAM/CAE 技术已基本成熟。 由于模具 CAD/CAM 技术已发展成为一项比较成熟的共性技术，近年来模具 CAD/CAM 技术的硬件与软件 价格已降低到中 小企业普遍可以接受的程度，特别是微机的普及应用，更为广大模具企业普 及模具 CAD/CAM 技术创造了良好的条伯。 随着微机软件的发展和进步，技术培训工作也日趋 简化。 在普及推广模具 CAD/CAM技术的过程中，应抓住机遇，重点扶持国产模具软件的开发和应用。 加大技术培训和技术服务的力度。 应时一步扩大 CAE 技术的应用范围。 对于已普及了模具 CAD/CAM 技术的一批以家电行业代表的企业来说，应积极做好模具CAD/CAM 技术的深化 应用工作，即开展企业信息化工程，可从 CAPP,PDM、 CIMS,VR，逐步深化和提高。 快速原型制造 (RPM)技术得到更好的发展 快速原型制造 (RPM)技术是美国首先推出的。 它是伴随着计算机技术、激光成形技术和 新材料技术的发展而产生的，是一种全新的制造技术，是基于新颖的离散 /堆积 (即材料累加 )成形思想，根据零件 CAD 模型、快速自动完成复杂的三维实体 (原型 )制造。 RPM 技术是集精密机械制造、计算机、 NC 技术、激光成形技术和材料科学最新发展的高科技技术，被公认为是继 NC 技术之后的一次技术革命。 RPM 技术可直接或间接用于模具制造。 首先是通过立体光固化 (SLA)叠层实体制造(LOM) 激光选 区烧结 (SLS)、三维打印 (3DP)熔融沉积成形 (FDM)等不同方法得到制件原型。 然后通过一些传统的快速制模方法，获得长寿命的金属模具或非金属的低寿命模具。 主要有精密铸造、粉末冶金、电铸和熔射 (热喷涂 )等方法。 这种方法制模，具有技术先进、成本较低、设计制造周期短、精度适中等特点。 从模具的概念设计到制造完成 5 仅为传统加工方法所需时间的 1/3 和成本的 1/4 左右。 因此，快速制模技术与快速原型制造技术的结合，将是传统快速制模技术，进一步深入发展的方向。 RPM 技术还可以解决石墨电极压力振动 (研磨 )成形法中母模 (电极 研具 )制造困难问题，使该法获得新生。 青岛海尔模具有限公司还构建了基于 RE(逆向工程技术 )/RPM 的模具并行开发系统，具有开发质量高、开发成本低及开发周期短等优点。 研究设计的目的和任务 1．本论文是以冲压工艺学基本理论为依据，通过对各种冲压工艺基本运动的分析，提出了对冲压模具设计的要求。 首先阐述冲压过程中，机械运动的基本概念，然后逐项分析了冲裁、弯曲、拉深工艺的基本运动机理，指出模具设计中应着重控制到的内容，并介绍了在模具设计中对机械运动灵活运用的方法和一些实例。 最后总结了根据具体情况进行产品工艺 运动分析的方法，并强调在模具设计中，对机械运动的控制和灵活运用对提高设计水平和保证冲压件品质的重要意义。 弯曲工艺的基本运动是卸料板先与板料接触并压死，凸模下降至与板料接触，并继续下降进入凹模，凸、凹模及板料产生相对运动，导致板料变形折弯，然后凸、凹模分开，弯曲凹模上的顶杆（或滑块）把弯曲边推出，完成弯曲运动。 卸料板及顶杆的运动是非常关键的，为了保证弯曲的质量或生产效率，必须首先控制卸料板的运动，让它先于凸模与板料接触，并且压料力一定要足够，否则弯曲件尺寸精度差，平面度不良；其次，应确保顶杆力足够，以使它顺 利地把弯曲件推出，否则弯曲件变形，生产效率低。 对于精度要求较高的弯曲件，应特别注意一点，最好在弯曲运动中，要有一个运动死点，即所有相关结构件能够碰死。 2．冲压过程中机械运动的概述 冷冲压就是将各种不同规格的板料或坯料，利用模具和冲压设备（压力机，又名冲床）对其施加压力，使之产生变形或分离，获得一定形状、尺寸和性能的零件。 一般生产都是采用立式冲床，因而决定了冲压过程的主运动是上下运动，另外，还有模具与板料和模具中各结构件之间的各种相互运动。 机械运动可分为滑动、转动和滚动等三种基本运动形式，在冲压过程中都存 在，但是各种运动形式的特点不同，对冲压的影响也各不相同。 既然冲压过程存在如此多样的运动，在冲压模具设计中就应该对各种运动进行严格控 6 制，以达到模具设计的要求；同时，在设计中还应当根据具体情况，灵活运用各种机械运动，以达到产品的要求。 冲压过程的主运动是上下运动，但是在模具中设计斜楔结构、转销结构、滚轴结构和旋切结构等，可以相应把主运动转化为水平运动、模具中的转动和模具中的滚动。 在模具设计中这些特殊结构是比较复杂和困难，成本也较高，但是为了达到产品的形状、尺寸要求，却不失为一种有效的解决方法。 3．冲裁模具 中机械运动的控制和运用 冲裁工艺的基本运动是卸料板先与板料接触并压牢，凸模下降至与板料接触并继续下降进入凹模，凸、凹模及板料产生相对运动导致板料分离，然后凸、凹模分开，卸料板把工件或废料从凸模上推落，完成冲裁运动。 卸料板的运动是非常关键的，为了保证冲裁的质量，必须控制卸料板的运动，一定要让它先于凸模与板料接触，并且压料力要足够，否则冲裁件切断面质量差，尺寸精度低，平面度不良，甚至模具寿命减少。 按通常的方法设计落料冲孔模具，往往冲压后工件与废料边难以分开。 在不影响工件质量的前提下，可以采用在凸凹模卸料板上增 加一些凸出的限位块，以使落料冲孔运动完成后，凹模卸料板先把工件从凹模中推出，然后凸凹模卸料板再把废料也从凸凹模上推落，这样一来，工件与废料也就自然分开了。 对于一些有局部凸起的较大的冲压件，可以在落料冲孔模的凹模卸料板上增加压型凸模，同时施加足够的弹簧力，以保证卸料板上压型凸模与板料接触时先使材料变形达到压型目的，再继续落料冲孔运动，往往可以减少一个工步的模具，降低成本。 有些冲孔模具的冲孔数量很多，需要很大冲压力，对冲压生产不利，甚至无足够吨位的冲床，有一个简单的方法，是采用不同长度的 2～ 4 批冲头，在冲压 时让冲孔运动分时进行，可以有效地减小冲裁力。 对那些在弯曲面上有位置精度要求高的孔（例如对侧弯曲上两孔的同心度等）的冲压件，如果先冲孔再弯曲是很难达到孔位要求的，必须设计斜楔结构，在弯曲后再冲孔，利用水平方向的冲孔运动可以达到目的。 对那些翻边、拉深高度要求较严需要做修边工序的，也可以采用类似的结构设计。 4．弯曲模具中机械运动的控制和运用 弯曲工艺的基本运动是卸料板先与板料接触并压死，凸模下降至与板料接触，并继续下降进入凹模，凸、凹模及板料产生相对运动，导致板料变形折弯，然后凸、凹模分开，弯曲凹模上的顶杆（ 或滑块）把弯曲边推出，完成弯曲运动。 卸料板及顶杆的运动 7 是非常关键的，为了保证弯曲的质量或生产效率，必须首先控制卸料板的运动，让它先于凸模与板料接触，并且压料力一定要足够，否则弯曲件尺寸精度差，平面度不良；其次，应确保顶杆力足够，以使它顺利地把弯曲件推出，否则弯曲件变形，生产效率低。 对于精度要求较高的弯曲件，应特别注意一点，最好在弯曲运动中，要有一个运动死点，即所有相关结构件能够碰死。 有些工件弯曲形状较奇特，或弯曲后不能按正常方式从凹模上脱落，这时，往往需要用到斜楔结构或转销结构，例如，采用斜楔结构，可以完 成小于 90 度或回钩式弯曲，采用转销结构可以实现圆筒件一次成型。 值得一提的是，对于有些外壳件，如电脑软驱外壳，因其弯曲边较长，弯头与板料间的滑动，在弯曲时，很容易擦出毛屑，材料镀锌层脱落，频繁抛光弯曲冲头效果也不理想。 通常的做法是把弯曲冲头镀钛，提高其光洁度和耐磨性；或者在弯曲冲头 R 角处嵌入滚轴，把弯头与板料的弯曲滑动转化为滚动，由于滚动比滑动的摩擦力小得多，所以不容易擦伤工件。 充分研究设计任务书，了解产品用途，并进行冲压件的工艺性及尺寸公差等级分析对于一些冲压件结构不合理或工艺性不好的，必须征询指导教师 的意见后进行改进。 在初明确设计要求的基础上，可按以下步骤进行冲压总体方案的论证。 第一步，酝酿冲压工序安排的初步方案，并画出各步的冲压工序草图； 第二步，通过工序安排计算及《冷冲压模具结构图册》等技术资料，验证各步的冲压成型方案是否可行，构画该道工序的模具结构草图。 第三步，构画其它模具的结构草图，进一步推敲上述冲压。