u型卡片零件的沖壓模具設(shè)計(jì)和工藝-落料沖孔復(fù)合模、彎曲模含20張CAD圖
u型卡片零件的沖壓模具設(shè)計(jì)和工藝-落料沖孔復(fù)合模、彎曲模含20張CAD圖,卡片,零件,沖壓,模具設(shè)計(jì),以及,工藝,沖孔,復(fù)合,彎曲,曲折,20,cad
設(shè)計(jì)（XX）開題報(bào)告
U形卡片沖壓模具設(shè)計(jì)
學(xué) 生：
指 導(dǎo) 教 師：
專 業(yè) 班 級(jí)：
年 月 日
一、引言：
模具是機(jī)械制造業(yè)中技術(shù)先進(jìn)、影響深遠(yuǎn)的重要工藝裝備,具有生產(chǎn)效率高、材料利用率高、制件質(zhì)量?jī)?yōu)良、工藝適應(yīng)性好等特點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于汽車、機(jī)械、航天、航空、輕工、電子、電器、儀表等行業(yè)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，75%的粗加工工業(yè)產(chǎn)品零件、50%的精加工零件由模具成形；家用電器行業(yè)的80%零件、機(jī)電行業(yè)的70%以上零件也要靠模具加工。因此，模具又被稱為“百業(yè)之母”。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個(gè)國家機(jī)械制造水平的重要標(biāo)志之一。目前，全世界模具年產(chǎn)值約為600億美元，日、美等工業(yè)發(fā)達(dá)國家的模具工業(yè)產(chǎn)值已超過機(jī)床工業(yè)。我國的模具工業(yè)的發(fā)展，也日益受到人們的關(guān)注和重視。近幾年，我國模具工業(yè)一直以每年15%左右的增長(zhǎng)速度發(fā)展。模具作為一種高附加值和技術(shù)密集型產(chǎn)品，其技術(shù)水平的高低已成為衡量一個(gè)國家產(chǎn)品制造水平的重要標(biāo)志之一，它在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量，效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。振興和發(fā)展我國的模具工業(yè)，正日益受到人們的關(guān)注。早在1989年，在國務(wù)院頒布的《關(guān)于當(dāng)前產(chǎn)業(yè)政策要點(diǎn)的決定》中，模具被列為機(jī)械工業(yè)技術(shù)改造序列的首位。1997年以來，又相繼把模具及其加工技術(shù)和設(shè)備列入《當(dāng)前國家重點(diǎn)鼓勵(lì)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)、產(chǎn)品和技術(shù)目錄》和《鼓勵(lì)外商投資產(chǎn)業(yè)目錄》。經(jīng)國務(wù)院批準(zhǔn)，從1997年開始對(duì)部分模具企業(yè)實(shí)行了增值稅返還70%的優(yōu)惠政策，由此可見模具制造工藝在基礎(chǔ)工業(yè)中的地位和對(duì)國民經(jīng)濟(jì)的影響日益重要[9]
1 沖模制造技術(shù)
改革開放以來，隨著國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，市場(chǎng)對(duì)模具的需求量不斷增長(zhǎng)。近年來，模具工業(yè)一直以15%左右的增長(zhǎng)速度快速發(fā)展，模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了巨大變化，除了國有專業(yè)模具廠外，集體、合資、獨(dú)資和私營也得到了快速發(fā)展。
浙江寧波和黃巖地區(qū)的“模具之鄉(xiāng)”；廣東一些大集團(tuán)公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，科龍、美的、康佳等集團(tuán)紛紛建立了自己的模具制造中心；中外合資和外商獨(dú)資的模具企業(yè)現(xiàn)已有幾千家。
隨著與國際接軌的腳步不斷加快，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日益加劇，人們已經(jīng)越來越認(rèn)識(shí)到產(chǎn)品質(zhì)量、成本和新產(chǎn)品的開發(fā)能力的重要性。而模具制造是整個(gè)鏈條中最基礎(chǔ)的要素之一，模具制造技術(shù)現(xiàn)已成為權(quán)衡一個(gè)國度制造業(yè)上下的重要標(biāo)志，并在很大程度上決議企業(yè)的生活空間。
近年許多模具企業(yè)加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投資力度，將技術(shù)進(jìn)步視為企業(yè)發(fā)展的重要?jiǎng)恿?。一些國?nèi)模具企業(yè)已普及了二維CAD，并陸續(xù)開始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等國際通用軟件，個(gè)別廠家還引進(jìn)了Mold flow、C-Flow、DYNAFORM、Optic和MAGMASOFT等CAE軟件，并成功應(yīng)用于沖壓模的設(shè)計(jì)中【3】。
雖然中國模具工業(yè)在過去十多年中取得了令人矚目的發(fā)展,但許多方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比仍有較大的差距.例如,精密加工設(shè)備在冷沖壓模具加工設(shè)備中的比重還比較低,CAD/CAE/CAM技術(shù)普及率不高,許多先進(jìn)的冷沖壓模具技術(shù)應(yīng)用還不夠廣泛等等.特別在大型、精密、復(fù)雜和長(zhǎng)壽命冷沖壓模具技術(shù)上存在明顯差距,這些類型冷沖壓模具的生產(chǎn)能力也不能滿足國內(nèi)需求,因而需要大量從國外進(jìn)口【2】。
2 沖模制造技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)
沖模是將材料加工成所需的沖件的一種工藝裝備。沖模在冷沖壓中至關(guān)重要，一般來說，不具備符合要求的沖模，冷沖壓就無法進(jìn)行；先進(jìn)的沖壓工藝也必須依靠相應(yīng)的沖模來實(shí)現(xiàn)[10]。
模具技術(shù)的發(fā)展應(yīng)該為適應(yīng)模具產(chǎn)品“交貨期短”、“精度高”、“質(zhì)量好”、“價(jià)格低”的要求服務(wù)。達(dá)到這一要求急需發(fā)展如下幾項(xiàng)：
(1)全面推廣CAD/CAM/CAE技術(shù)模具。CAD/CAM/CAE技術(shù)是模具設(shè)計(jì)制造的發(fā)展方向。計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展正使CAD/CAM/CAE技術(shù)跨地區(qū)、跨企業(yè)、跨院所地在整個(gè)行業(yè)中推廣成為可能，實(shí)現(xiàn)技術(shù)資源的重新整合，使虛擬制造成為可能。
(2)高速銑削加工。國外近年來發(fā)展的高速銑削加工，大幅度提高了加工效率，并可獲得極高的表面光潔度。另外，還可加工高硬度模塊，還具有溫升低、熱變形小等優(yōu)點(diǎn)。
(3)模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng)。高速掃描機(jī)和模具掃描系統(tǒng)提供了從模型或?qū)嵨飹呙璧郊庸こ銎谕哪Ｐ退璧闹T多功能，大大縮短了模具的在研制制造周期。
電火花銑削加工。電火花銑削加工技術(shù)也稱為電火花創(chuàng)成加工技術(shù)，這是一種替代傳統(tǒng)的用成型電極加工型腔的新技術(shù)，它是有高速旋轉(zhuǎn)的簡(jiǎn)單的管狀電極作三維或二維輪廓加工(像數(shù)控銑一樣)。
(5)提高模具標(biāo)準(zhǔn)化程度。我國模具標(biāo)準(zhǔn)化程度正在不斷提高，估計(jì)目前我國模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率已達(dá)到30%左右。國外發(fā)達(dá)國家一般為80%左右。
(6)優(yōu)質(zhì)材料及先進(jìn)表面處理技術(shù)。選用優(yōu)質(zhì)鋼材和應(yīng)用相應(yīng)的表面處理技術(shù)來提高模具的壽命就顯得十分必要。模具熱處理和表面處理是否能充分發(fā)揮模具鋼材料性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。
(7)模具研磨拋光。將自動(dòng)化、智能化模具表面的質(zhì)量對(duì)模具使用壽命、制件外觀質(zhì)量等方面均有較大的影響，研究自動(dòng)化、智能化的研磨與拋光方法替代現(xiàn)有手工操作，以提高模具表面質(zhì)量是重要的發(fā)展趨勢(shì)。
(8)模具自動(dòng)加工系統(tǒng)的發(fā)展。這是我國長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的目標(biāo)。模具自動(dòng)加工系統(tǒng)應(yīng)有多臺(tái)機(jī)床合理組合；配有隨行定位夾具或定位盤；有完整的機(jī)具、刀具數(shù)控庫；有完整的數(shù)控柔性同步系統(tǒng)；有質(zhì)量監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)[4.5.6]。
3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
國外的沖裁模具行業(yè)始發(fā)與19世紀(jì)70年代，已經(jīng)經(jīng)歷了一百多年歷程，各方面技術(shù)都已經(jīng)發(fā)展的比較成熟。在模具的設(shè)計(jì)、制造等方面都領(lǐng)先于中國，尤其是在20世紀(jì)40年代計(jì)算發(fā)明以后，計(jì)算機(jī)逐漸進(jìn)入了模具生產(chǎn)的設(shè)計(jì)、制造、管理等各個(gè)領(lǐng)域。一些發(fā)達(dá)國家從20世紀(jì)50年代就開始了模具CAD/CAM技術(shù)的研究[7]。如美國通用汽車公司早在20世紀(jì)50年代就將CAD/CAM技術(shù)應(yīng)用于汽車覆蓋件的設(shè)計(jì)與制造；20世紀(jì)70年代日本機(jī)械工程實(shí)驗(yàn)室和日本旭光學(xué)工業(yè)公司分別開發(fā)了連續(xù)模設(shè)計(jì)系統(tǒng)MEL和沖空彎曲模系統(tǒng)PENTAX；1982年，日立公司研制了沖裁模CAD系統(tǒng)。到20世紀(jì)80年代，模具CAD/CAM技術(shù)已廣泛應(yīng)用于冷沖模具的設(shè)計(jì)與制造。而且目前國外的模具生產(chǎn)制件具備高精度、高復(fù)雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和低消耗等特點(diǎn)，在美國、日本、德國等一些發(fā)達(dá)國家模具工業(yè)帶來的產(chǎn)值已經(jīng)超過了機(jī)床工業(yè)。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個(gè)國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志[12]。
改革開放以來，隨著國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，市場(chǎng)對(duì)模具的需求量不斷增長(zhǎng)。近來模具工業(yè)一直以15%左右的增長(zhǎng)速度快速發(fā)展，模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分也發(fā)了巨大變化，除了國有專業(yè)模具廠外，集體、合資、獨(dú)資和私營也得到了快速發(fā)展浙江寧波和黃巖地區(qū)的“模具之鄉(xiāng)”；廣東一些大集團(tuán)公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)科龍、美的、康佳等集團(tuán)紛紛建立了自己的模具制造中心；中外合資和外商獨(dú)資的具企業(yè)現(xiàn)已有幾千家。近年許多模具企業(yè)加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投資力度，將技術(shù)步視為企業(yè)發(fā)展的重要?jiǎng)恿?。一些國?nèi)模具企業(yè)已普及了二維CAD，并陸續(xù)開始使UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等國際通用軟件，個(gè)別廠家還引進(jìn)了MoldflowC-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE軟件，并成功應(yīng)用于沖壓模的設(shè)計(jì)雖然中國模具工業(yè)在過去十多年中取得了令人矚目的發(fā)展，但許多方面與工業(yè)發(fā)達(dá) 家相比仍有較大的差距。例如，精密加工設(shè)備在模具加工設(shè)備中的比重比較低；CAD/CAE/CAM技術(shù)的普及率不高；許多先進(jìn)的模具技術(shù)應(yīng)用不夠廣泛等等，致使相當(dāng)一部分大型、精密、復(fù)雜和長(zhǎng)壽命模具依賴于進(jìn)口[7、11]。
截至2005年，中國約有模具生產(chǎn)廠點(diǎn)2萬余家，從業(yè)人員有50多萬人，全年模具產(chǎn)值達(dá)534億元人民幣[13]。近十年來，隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，作為工業(yè)品基礎(chǔ)的模具工業(yè)，也得到了飛速發(fā)展，已成為國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的重要產(chǎn)業(yè)，有專家認(rèn)為，伴隨著世界經(jīng)濟(jì)的一體化浪潮，全球制造業(yè)加速向中國大陸地區(qū)轉(zhuǎn)移已是大勢(shì)所趨，中國也將逐步發(fā)展成為世界級(jí)的制造業(yè)基地。廣東珠江三角地區(qū)將在十年之內(nèi)發(fā)展成為世界模具生產(chǎn)中心[8]。
4 研究目的及意義
本次設(shè)計(jì)工件為U形卡片，分析零件為帶孔位的彎曲件，其中彎曲形式為U形彎曲，工件內(nèi)部有一個(gè)φ20mm的圓孔，兩側(cè)彎曲部分分別有一個(gè)φ10mm的圓孔，整體較為簡(jiǎn)單，無其他形式。根據(jù)任務(wù)書要求，該工件的生產(chǎn)批量為大批量，采用IT9精度制造。
畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)教學(xué)中最后一個(gè)綜合性實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，這是學(xué)生在老師的指導(dǎo)下，獨(dú)立做設(shè)計(jì)工作的初步嘗試，也是對(duì)即將步入社會(huì)的畢業(yè)生的能力的一次全面考核。其主要目地是鞏固學(xué)生所學(xué)的基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識(shí)和掌握模具設(shè)計(jì)的基本方法和步驟，以及了解模具零件的常用加工方法及工藝規(guī)程編制。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是學(xué)生對(duì)大學(xué)幾年所學(xué)知識(shí)和技能進(jìn)行系統(tǒng)化、綜合化的運(yùn)用。通過考察、立題、指導(dǎo)、設(shè)計(jì)方案、等過程，提高學(xué)生的思維能力、動(dòng)手能力和掌握技藝，為以后的工作做好準(zhǔn)備。
厚度1mm 材料Q235
二、研究（設(shè)計(jì)）主要內(nèi)容與要求：
1 主要內(nèi)容
設(shè)計(jì)關(guān)于U形卡片彎曲件的沖壓模具設(shè)計(jì)。運(yùn)用所學(xué)的二維軟件根據(jù)圖紙繪制出零件二維圖，然后查找相關(guān)文獻(xiàn)資料，編寫開題報(bào)告；對(duì)零件進(jìn)行成形工藝性分析，確定最佳成形工藝方案，做好工藝計(jì)算；根據(jù)零件的尺寸形狀和成型方案，確定模具的類型及結(jié)構(gòu)形式，選擇設(shè)計(jì)兩套模具繪制模具總裝配圖、零件圖，并打印所有圖紙，并且要求圖紙規(guī)范、圖面清晰；對(duì)設(shè)計(jì)過程進(jìn)行總結(jié)、對(duì)所設(shè)計(jì)的模具進(jìn)行可行性分析并撰寫設(shè)計(jì)說明書。
2 主要要求
（1） 優(yōu)化排樣設(shè)計(jì)，使材料的利用率盡可能高。
（2） 沖壓彎曲出來的零件應(yīng)符合質(zhì)量要求。
（3） 強(qiáng)度和剛性較差的小凸模應(yīng)加導(dǎo)向。
（4） 模具安裝方便，平穩(wěn)性好，便于制造和維修；成本低，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，壽命長(zhǎng)。
（5） 沖壓件平整、形狀無明顯變形，表面沒有刮痕。
（6） 熟練運(yùn)用工程軟件進(jìn)行二維裝配，并不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)。
三、研究（設(shè)計(jì)）方法、步驟及措施：
1、研究方法
該零件形狀較為簡(jiǎn)單，有兩部分彎曲，應(yīng)采用兩次彎曲，以保證工件的質(zhì)量，該制件包括落料，沖孔，彎曲三個(gè)工序。利用已具備的初步設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，工程制圖與AutoCAD，沖壓工藝及沖模設(shè)計(jì)，工程材料及熱處理等知識(shí)，與查閱圖書館豐富的設(shè)計(jì)資料及其他相關(guān)資料書籍，對(duì)成形工件進(jìn)行初步的工藝分析并確定加工方案
2、 設(shè)計(jì)步驟
(1)對(duì)沖壓件進(jìn)行沖壓工藝性分析
分析制件可知，本制件外形較簡(jiǎn)單，屬于適合沖壓生產(chǎn)的厚度范圍。制件相對(duì)彎曲角度不大，無尖銳突出部分和細(xì)長(zhǎng)懸臂，成型工藝性好。
(2)工藝方案的確定
該制件包括落料，沖孔，彎曲三個(gè)工序，工藝過程可分為兩個(gè)部分，即先沖孔落料后彎曲。
對(duì)于沖孔落料部分，可以有一下幾個(gè)方案：
方案一：?jiǎn)喂ば蚰＃合嚷淞?，后沖孔，最后彎曲。
方案二：復(fù)合模：落料-沖孔復(fù)合沖壓，彎曲單工序沖壓。
方案三：級(jí)進(jìn)模：沖孔，彎曲，落料級(jí)進(jìn)沖壓。
比較：方案一模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但需要三幅模具，成本高而生產(chǎn)率低，難以滿足大批量生產(chǎn)要求。方案二只需兩副模具，工件的精度及生產(chǎn)效率都較高。方案三只需一副模具，生產(chǎn)效率高，操作方便，但位置精度不如復(fù)合模沖裁精度高。所以成型該工件采用方案二落料沖孔復(fù)合模+彎曲單工序模具成型。復(fù)合模有正裝和倒裝之分，此制件孔邊距較大，可以選用倒裝復(fù)合模。
(3)進(jìn)行工藝計(jì)算；
①條料寬度、步距與材料利用率
② 毛坯尺寸的確定
③ 沖壓合力
④ 預(yù)選沖床
⑤ 壓力中心
⑥ 刃口尺寸
⑦ 確定彈性元件
⑧ 小凸模模具強(qiáng)度校核
⑨ 步距精度
(4)選擇和確定模具主要零部件的結(jié)構(gòu)和尺寸；
主要是凸模凹模等工作零件及定位零件，導(dǎo)向零件，支撐零件，卸料壓料零件，緊固零件等等的結(jié)構(gòu)和尺寸。
(5)確定模具結(jié)構(gòu)；
確定模具的總體結(jié)構(gòu)，采用正裝或者倒裝，模架結(jié)構(gòu)，導(dǎo)向方式，條料定位與送進(jìn)方式，卸料與出件方式，等等。
（6)繪制模具裝配圖和非標(biāo)準(zhǔn)零件圖；
(7)編寫設(shè)計(jì)說明書。
3、 可能出現(xiàn)的問題及解決措施
可能出現(xiàn)的問題會(huì)有毛刺，彎裂，偏移，翹曲，回彈等等。
（1）消除沖裁件毛刺的措施
① 保證凸凹模的加工精度和裝配質(zhì)量，保證凸模的垂直度和承受側(cè)壓力及整個(gè)沖模要有足夠的剛性；
② 在安裝凸模時(shí)一定要保證凸凹模的正確間隙，并使的凸凹模在凸凹模固定板上安裝牢固，上下模的端面要與壓力機(jī)的工作臺(tái)面保持相互平行；
③ 要求壓力機(jī)的剛性要好，彈性變形小，道軌的精度以及墊板與滑塊的平行度等要求要高；
④ 要求壓力機(jī)要有足夠的沖裁力。
（2）防止沖裁件產(chǎn)生彎裂的方法
① 將有毛刺的一面處于彎曲受壓的內(nèi)緣；
② 在彎曲件彎曲圓角內(nèi)側(cè)開槽后彎曲；
③ 調(diào)整排樣方式，使彎曲線與板材纖維方向垂直；
（3）防止彎曲件在彎曲過程中的偏移
① 形狀不對(duì)稱的彎曲件，采用對(duì)稱彎曲成形；
② 在彎曲工位上增加彈性壓料裝置，以便在彎曲時(shí)能壓住坯料防止移動(dòng)；
③ 采用內(nèi)孔及外形定位形式使其定位準(zhǔn)確。
（4）防止沖裁件產(chǎn)生翹曲變形措施
① 沖裁間隙要選擇合理；
② 采用彈性卸料方式；
③ 檢查凹模刃口如發(fā)現(xiàn)有反錐度則必須將沖模刃口修整合適。
④ 板材在沖裁前應(yīng)進(jìn)行校平。
（5）減少彎曲回彈的措施：
① 對(duì)于Q235這樣的材料，可在凸模或凹模上作出補(bǔ)償角，并減小凸、凹模之間的間隙來克服回彈。
② 可以增加校正彎曲工藝減小回彈量。
四、目標(biāo)、主要特色及工作進(jìn)度
1．查閱相關(guān)資料，撰寫開題報(bào)告 第1周
2．外文資料翻譯（6000字符以上） 第2周
3．進(jìn)行工藝方案設(shè)計(jì)并編制加工工藝規(guī)程 第3周-第4周
4．進(jìn)行模具設(shè)計(jì)方案的選擇及設(shè)計(jì)計(jì)算 第5周-第6周
5．繪制模具裝配圖及其部分零件圖 第7周-第8周
6．撰寫畢業(yè)論文 第9周
7．準(zhǔn)備畢業(yè)答辯 第10周
設(shè)計(jì)主要由零件的成型工藝分析、工藝方案制定、及設(shè)計(jì)計(jì)算、模具結(jié)構(gòu)零部件的設(shè)計(jì)計(jì)算，模具缺陷分析等五大部分構(gòu)成。設(shè)計(jì)主要圍繞該零件沖壓成形工藝及模具設(shè)計(jì)展開，綜合運(yùn)用沖壓成形工藝及模具設(shè)計(jì)理論以及AUTOCAD等輔助設(shè)計(jì)軟件，完成設(shè)計(jì)計(jì)算，并繪制模具的裝配圖和零件圖。
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7. 指導(dǎo)教師意見
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