接線片沖壓工藝及模具設計【含CAD圖紙+文檔】

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XX大學 畢業(yè)設計 文獻綜述 院（系）名稱 專業(yè)名稱 學生姓名 指導教師 20xx年3月10日 沖壓工藝與模具設計 1、前言 本人畢業(yè)設計的課題為《接線片沖壓工藝及模具設計》。板料沖壓是在常溫下利用沖模在壓力機上對材料施加壓力，使其產生分離或變形，從而獲得一定形狀、尺寸和性能的零件加工方法。它是一種壓力加工方法，是機械制造中的先進加工方法之一。沖壓模具是一個特殊的，一次性的一類精密工具，通過切割與塑形的方式使金屬成為一個理想的形狀或外形。大多數(shù)模具構造有幾個基本組成部分，包括模板，防磨裝置，模套，導向銷，軸襯，墊塊，墊板，螺釘，銷釘，和螺栓。模具還需要沖孔模板，壓力和沖壓成型板，以及可用來保護它們---轉子，肩螺栓，銜鐵，保持架;和氣體，線圈，或聚氨酯彈簧的工具。 本文將以沖壓模具設計與制造技術為研究背景，探討模具設計與制造的關鍵技術問題及其解決方法，為完成本次畢業(yè)設計提供思路。 2、文獻綜述 從國內目前對沖壓工藝的研究現(xiàn)狀來看，已經有很多專家學者對其做了非常深入的研究。 涂序斌（2005）在《沖壓模設計中的五要素》中指出沖壓模設計內容包括: 分析產品制作圖、安排沖壓工藝方案、確定坯料選用設備、模具設計。以上內容中模具設計是核心。 蘇秀榮（2001）在《淺談沖壓工藝與沖壓模具的關系》中指出沖壓工藝規(guī)劃了一個沖壓件（產品）用幾道工序（模具）來沖壓完成及每道工序的基本內容，對沖模設計、制造、調試影響很大，在縮短模具制造周期、降低模具價格、保證沖壓件質量這三大目標中起著重要的作用，良好的沖壓工藝應保證材料消耗少、工序數(shù)目少、模具結構簡單、操作方便、壽命長，產品質量穩(wěn)定等等。從某種意義上講，沖壓工藝的質量就決定了模具的質量。沖模是實踐產品設計和沖壓工藝的具體手段，也是檢驗沖壓工藝是否合理的標準。主要體現(xiàn)在模具設計階段和模具調試階段。模具設計階段是對沖壓工藝的補充和完善，沖模調試階段與沖壓工藝密切相連。總之，沖壓工藝與模具設計、制造、調試是相輔相成的關系，只有根據(jù)合理的沖壓工藝，設計、制造相應的模具，才能調試出合格的制件。 胡國駿（2005）在《基于Pro/E的電機轉子片與定子片多工位級進模設計》中指出電火花銑削加工技術也稱為電火花創(chuàng)成加工技術，這是一種替代傳統(tǒng)的用成型電極加工型腔的新技術，它是有高速旋轉的簡單的管狀電極作三維或二維輪廓加工(像數(shù)控銑一樣)，因此不再需要制造復雜的成型電極，這顯然是電火花成形加工領域的重大發(fā)展[12]。國外已有使用這種技術的機床在模具加工中應用。預計這一技術將得到發(fā)展。高速銑削加工技術的發(fā)展，對汽車、家電行業(yè)中大型型腔模具制造注入了新的活力。目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向發(fā)展。 盧野（1992）在《級進模結構設計中的幾個問題》中指出沖壓時，將帶料或條料由模具入口端送進后，在嚴格控制步距精度的條件下，按照成形工藝安排的順序，通過各工位的連續(xù)沖壓，在最后工位經沖裁或切斷后，便可沖制出符合產品要求的沖壓件。為保證多工位級進模的正常工作，模具必須具有高精度的導向和準確的定距系統(tǒng)，配備有自動送料、自動出件、安全檢測等裝置。所以多工位級進模與普通沖模相比要復雜，具有如下特點： （1）在一副模具中，可以完成包括沖裁，彎曲，拉深和成形等多道沖壓工序；減少了使用多副模具的周轉和重復定位過程，顯著提高了勞動生產率和設備利用率。 （2）由于在級進模中工序可以分散在不同的工位上，故不存在復合模的"最小壁厚"問題，設計時還可根據(jù)模具強度和模具的裝配需要留出空工位，從而保證模具的強度和裝配空間[4,5]。 （3）多工位級進模通常具有高精度的內、外導向（除模架導向精度要求高外，還必須對細小凸模實施內導向保護）和準確的定距系統(tǒng)，以保證產品零件的加工精度和模具壽命。 （4）多工位級進模常采用高速沖床生產沖壓件，模具采用了自動送料、自動出件、安全檢測等自動化裝置，操作安全，具有較高的生產效率。目前，世界上最先進的多工位級進模工位數(shù)多達50多個，沖壓速度達 1000 次/分以上。 （5）多工位級進模結構復雜，鑲塊較多，模具制造精度要求很高，給模具的制造、調試及維修帶來一定的難度。同時要求模具零件具有互換性，在模具零件磨損或損壞后要求更換迅速，方便，可靠。所以模具工作零件選材必須好（常采用高強度的高合金工具鋼、高速鋼或硬質合金等材料），必須應用慢走絲線切割加工、成型磨削、坐標鏜、坐標磨等先進加工方法制造模具[6]。 （6）多工位級進模主要用于沖制厚度較?。ㄒ话悴怀^2mm）、產量大，形狀復雜、精度要求較高的中、小型零件。用這種模具沖制的零件，精度可達 IT10 級。 文獻[5] 分析了安裝座的沖壓工藝性，介紹了其特殊級進模總體設計結構和排樣方案。實踐證明,該模具結構合理、可靠,能保證產品質量,對此類零件的級進模設計有參考價值。 文獻[6]根據(jù)支架零件的多向彎曲特征，確定了級進模沖壓生產工藝，設計了合理的排樣方案，介紹了模具結構設計，與傳統(tǒng)的模具結構設計相比較，提高了模具的可靠性，降低了開發(fā)成本，可供類似零件的級進模設計作參考。 文獻[7]指出：級進模沖件的排樣設計是級進模結構設計的基礎及重要組成部分，影響到級進模結構選型及制模工藝性，制模周期與模具費、沖件質量及材料利用率以及沖件生產成本，并且通過實例論述級進模沖壓排樣的類型，方法及排樣要點。 在文獻[8]中，作者認為SolidWorks是一個基于微機平臺的三維設計軟件,采用參數(shù)化特征造型技術,具有全中文Windows圖形用戶界面,易學易用,在模具行業(yè)獲得了廣泛的應用。但是SolidWorks沒有提供專門的沖壓模具設計模塊。本文作者以打印機步進電機安裝座為例,介紹了在SolidWorks中設計沖壓模具的一般過程和方法。 沖壓工藝計算是沖壓模設計的重要內容，文獻[9]通過實例介紹了Solidworks在沖壓工藝計算中沖壓件排樣設計、壓力中心與沖裁力計算、沖壓件毛坯尺寸計算等方面的應用，證明Solidworks在沖模設計中能提高設計質量與效率，也為CAD技術的應用提供一種有益的借鑒。 文獻[10] 介紹了SolidWorks軟件在沖模設計中的應用。它采用SolidWorks對沖壓件進行實體造型,根據(jù)使用要求外加約束并施加載荷,利用SolidWorks自帶的插件COSMOSWORKS進行分析,根據(jù)圖解分析結構弊端并改進其結構,最終得到合適的結構和尺寸。 文獻[11] 在繼承前人大量的排樣設計理論和制圖經驗的基礎上，系統(tǒng)研究總結了級進模沖件在條料上排列與連接的關鍵技術，包括連接方式、連接位置、載體、連接橋的數(shù)目與連接方向及沖件在條料上排列方向，對指導級進模排樣設計具有重要現(xiàn)實意義。 文獻[12]指出：金屬板材在彎曲成型過程中 ,獲得塑性變形的同時總是伴隨著彈性變形 。當彎曲成型加工結束后 ,卸掉沖壓載荷時 , 取出彎曲件會發(fā)現(xiàn)產生彈性恢復 , 其彎曲角度和外形尺寸都發(fā)生與施加載荷時變形方向相反的變化 ,使彎曲件的幾何精度受到損害 ,形成 U 形彎曲件生產中較難解決的問題 。該文獻通過分析金屬板材彎曲回彈的表現(xiàn)形式 、影響因素 ,總結了控制彎曲回彈的具體措施 ：包括：1選用合適的材料及設計合理的工件形狀；2 利用熱處理的方法解決板料彎曲時的回彈值；3 采用校正彎曲方式。 在文獻[13]中，考慮到彎曲變形與其它沖壓成形基本工序一樣 , 均具有加工硬化效應 , 以及變形區(qū)材料厚度有變化的特點 ,提出了利用金屬塑性變形中冪函數(shù)加工硬化的規(guī)律與變形力理論求解法中的主應力法 , 推導出了 U 形件彎曲力理論計算的新公式 。 文獻[14]根據(jù)回彈理論 ,推導了小型 U 形件彎曲時 ,模具補償半徑與彎曲凸模圓角半徑之間近似的計算公式 ,并且運用商業(yè)有限元分析軟件 Dynaform 對該公式進行了可行性分析 。分析結果表明所介紹的計算公式合理 ,對實際生產具有一定的指導作用 。 文獻[15]根據(jù)回彈理論推導 U 型件彎曲時 , 模具補償半徑 R1與彎曲凸模圓角半徑R0的計算公式，并設計了相應的補償模具對公式進行實驗驗證 。實驗結果表明 , 計算公式具有較好的精度,按計算公式對模具參數(shù)進行取值可以有效地控制回彈 , 對實際生產具有一定的借鑒作用。 3、結論 通過以上文獻綜述，不難發(fā)現(xiàn)：采用沖壓模具生產零部件，具有生產效率高、質量好、成本低、節(jié)約能源和原材料等一系列優(yōu)點，其生產的制件所具備的高精度、高復雜程度、高一致性、高生產率和低耗能，是其他加工工業(yè)所不能比擬的，它已成為當代工業(yè)生產的重要手段和工藝發(fā)展方向?，F(xiàn)代沖壓模具生產是一種大規(guī)模繼續(xù)作業(yè)的制造方式，由于高新技術的參與和介入，沖壓生產方式由初期的手工操作逐步進化為集成制造。生產過程逐步實現(xiàn)機械化、自動化、并且正在向智能化、集成化的方向發(fā)展。實現(xiàn)自動化沖壓作業(yè)，體現(xiàn)安全、高效、節(jié)材等優(yōu)點，已經是沖壓模具生產的發(fā)展方向。 參考文獻 [1] 涂序斌. 沖壓模設計中的五要素[J]. 九江職業(yè)技術學院學報，2005，（3）：17～18 [2] 蘇秀榮. 淺談沖壓工藝與沖壓模具的關系[J].模具制造， 2001，（4）：39～41 [3]盧野.級進模結構設計中的幾個問題.貴州?。嘿F陽市華陽電工廠；1992.09 [4]胡國駿. 基于Pro/E的電機轉子片與定子片多工位級進模設計.湖南：湖南工程；2005.05 [5]劉占軍，王鐵麗，吳鋼等. 安裝座多工位級進模設計[J].模具工業(yè)，2007，（8）：31～33 [6]歐陽波儀.多向彎曲制件級進模的優(yōu)化設計[J]. 模具工業(yè)，2007，（5）：22～25 [7]張正修,張鎮(zhèn),趙向珍. 級進模排樣設計[J].沖模技術，2004，（12）：26～29 [8]王華，尚振國. SolidWorks在沖壓模具設計中的應用[J].中國科技信息，2008，（15）：141～142 [9]羅敬東.SolidWorks在沖壓工藝計算中的應用[J].金屬加工，2009，（12）：72～73 [10]梁國一, 盧軍.基于SolidWorks的沖壓件結構優(yōu)化[J].機械工程師，2008，（1）：93～94 [11]劉占軍.級進模沖件在排樣上排列與連接的關鍵技術研究[J].機械設計與制造，2006，（1）：174～175 [12]蔣浙，成紅忠，徐愷東. U形沖壓件彎曲回彈的控制與消除[J]. 甘肅科技，2010，（4）：57～58,26 [13]周勇,盧險峰,楊雪春等. U形件自由彎曲力理論計算新模型[J].南昌大學學報（工科版），2009，（9）：299～303 [14]彭偉,楊雪春,董懿瓊. U形彎曲件回彈補償半徑的計算[J].南昌大學學報（工科版），2008，（3）：71～74,78 [15]楊雪春,董懿瓊, 彭偉等. U型件回彈控制模具補償法的研究[J].鍛壓技術，2009，（2）：42～46