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大連交通大學2017屆本科生畢業(yè)設計調研報告 調研報告 一、課題的來源及意義： 高速發(fā)展的今天，工廠的競爭愈演愈烈，生產成本、效率、質量已經成為了工廠生存、盈利的條件，連續(xù)模也因此孕育而生。連續(xù)模比單工序模生產效率高，減少了模具和設備的數(shù)量，工件精度高，便于操作和實現(xiàn)生產自動化。對于特別復雜或孔邊距較小的沖壓件，用簡單?；驈秃夏_制有困難時，可用連續(xù)模逐步沖出。模具是制造業(yè)的重要基礎工藝裝備，工業(yè)產品大批量生產和新產品開發(fā)都離不開模具，用模具生產制件所達到的(四高二低)高精度，高復雜程度，高一致性，高生產率和低耗能、低耗材，使模具工業(yè)在制造業(yè)中的地位越來越重要。模具品種繁多，共有10大類，包括沖壓、塑料、橡膠、鑄造、鍛壓等，用于制造業(yè)中幾乎所有產品的生產，可見模具的服務范圍已包括國民經濟的許多方面，現(xiàn)在模具技術已成為衡量一個國家產品制造水平的重要標志之一，沒有高水平的模具就沒有高水平的產品已成為共識。因而，設計制造出高質量的模具已勢在必行。模具設計和制造技術水平的高低，是衡量一個國家產品制造水平高低的重要標志之一，在很大程度上決定著產品的質量、效益和新產品的開發(fā)能力。本課題旨在鍛煉畢業(yè)生的思維，熟練掌握和運用大學四年所學知識，能夠進行獨立的設計作業(yè)。針對題目使畢業(yè)生得到機械原理、機械零件設計、機械制造技術基礎及模具設計與制造的綜合訓練。針對題目使學生獲得沖壓工藝規(guī)程、模具設計與制造加工基礎知識，工藝參數(shù)及加工設備的選取，計算機輔助繪圖及資料、手冊的查閱。培養(yǎng)綜合運用所學知識分析問題和解決實際問題的能力、探求真理的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力并受到工程設計與科學理論結合的初步訓練等方面的能力。鞏固所學的專業(yè)知識，鍛煉動手能力，培養(yǎng)工程意識，強化工程應用能力，為未來的工作打下良好的基礎。 二、國外模具發(fā)展現(xiàn)狀： 眾所周至，美國、德國、日本的汽車工業(yè)是全球最為發(fā)達的幾個國家，一定程度得益于其冷沖壓技術和設備的領先地位。其冷沖壓設備基本上都是自動化的。 根據(jù)不同類型的加工環(huán)境和條件下，國外現(xiàn)在逐漸發(fā)展了兩類汽車車身的自動化沖壓生產線。 1） 單機聯(lián)線自動化? 配置有5，6臺壓力機，設備拆裝、上下卸料機械手，穿梭的翻轉裝備和碼垛裝置等，全生產線總長約60米，安全性高，沖壓產品質量好。由于工件傳動距離較長，工件的上下料的換向和雙動拉伸必須使用工件翻轉裝備。所以導致這種單機聯(lián)線自動化沖壓技術在生產節(jié)拍上最高為6-9次/分，導致設備的維修工件量大。? 2）大型多工位壓力機 在八十年代中期，國外在沖壓技術上開發(fā)了大型三坐標的多工位壓力機自動連續(xù)沖壓模，由大型壓力機、三坐標工件傳送系統(tǒng)、碼垛工位和碼垛機組成，其生產節(jié)拍可以達16-25次/分。其主要特點是：沖壓生產效率高，送料速度是手工流水線的4-5倍，大約是單機聯(lián)線自動化的2-3倍；并且是自動化、智能化，整個多工位壓力機系統(tǒng)只靠2-3人就可完成操控，當模具需要更換時，僅僅需要輸入要換模具的對應編號，其余工作可以全自動完成，而且整個換模時間只需5分鐘不到，換模的同時可對多工位壓力機操作特征智能化的調整；特別是裝配有電子三坐標的送料多工位的壓力機，可以根據(jù)模具任意的調節(jié)其運動路徑和時間，不僅沖壓大型的覆蓋件，而且還能夠沖壓小型零件。當沖壓小型零件時，其送料距較短，節(jié)拍會比較高，再合理的模具布置，可以一次就沖壓2-3各零件，具有充分的自由度，靈活性強。電子多工位送料壓力機的另外一個優(yōu)點是生產率高，工件加工精度高，工件轉換快，維修保養(yǎng)性好，診斷性能好，成本較低，與現(xiàn)有的壓力機相比適應性強，售后服務和遠程通訊也比較好。美國的多工位壓力機基本上都采用了電子伺服三坐標進給送料。 高速化復合化相結合，可以顯著提高加工效率 ，提高生產率是工業(yè)屆永恒追求目標，各各鍛壓廠家均致力于高速化的鍛壓機械研究，例如在數(shù)控回轉頭壓力機上，大多采用伺服控制下的液壓主驅動系統(tǒng)來提高壓力機的行程次數(shù)。在追求高速化的加工時，還必須盡快縮短生產輔助時間，便于取得良好的經濟效益。故在數(shù)控壓力機上配備伺服電機驅動和三坐標的上下料裝置，可以使沖壓中心實現(xiàn)高效快速的加工。? 當前機床大幅的縮短生產輔助時間和提高生產率的重要技術手段是將機床上的幾個工序復合再一起，復合加工在鍛壓機械上也取得了成功地應用，其效果十分顯著。例如：在德國、美國、日本已經相繼開發(fā)出了激光一步沖壓復合機，可以將模具沖切和激光切割有機的結合在一起，工件只需要一次上料就可以完成沖孔、沖切、翻邊、淺拉深、切割等多道沖壓工序，最大限度上地節(jié)省了加工輔助時間，特別在對孔型較多而復雜的面板類工件進行加工或者多品種小批量板料加工時能有顯著效果。 三、關于沖壓模： 1.定義：沖壓模具是在冷沖壓加工中，將材料（金屬或非金屬）加工成零件（或半成品）的一種特殊工藝裝備，稱為冷沖壓模具（俗稱冷沖模）。沖壓，是在室溫下，利用安裝在壓力機上的模具對材料施加壓力，使其產生分離或塑性變形，從而獲得所需零件的一種壓力加工方法。 2.特點：1）沖壓件的尺寸精度由模具來保證，具有一模一樣的特征，所以質量穩(wěn)定，互換性好。2）由于利用模具加工，所以可獲得其它加工方法所不能或難以制造的，壁薄、重量輕、剛性好、表面質量高、形狀復雜的零件。3）沖壓加工一般不需要加熱毛坯，也不像切削加工那樣，大量切削金屬，所以它不但節(jié)能，而且節(jié)約金屬。4）對于普通壓力機每分鐘可生產幾十件，而高速壓力機每分鐘可生產幾百上千件。所以它是一種高效率的加工方法。 四、本設計研究內容、方法、手段： 1.研究內容：本設計為一罩圈的冷沖壓模具設計，根據(jù)零件尺寸、材料、批量生產等要求 ，首先分析零件的工藝性，確定沖裁工藝方案及模具結構方案，然后通過工藝設計計算，確定排樣和裁板，計算沖壓力和壓力中心，初選壓力機，計算凹、凸模刃口尺寸和公差，最后設計選用零、部件，對壓力機進行校核，繪制模具總裝草圖，以及對模具主要零件的加工工藝規(guī)程進行編制。其中在結構設計眾，主要對凸模、凹模、凸凹模、定位零件、卸料與出件裝置、模架、沖壓設備、緊固件等進行了設計。 2.本設計研究方法、手段：查閱相關資料，請教老師。 五、進度安排： 周序 內容 周序 內容 第一周 查詢課題相關情況、接受課題。完成任務書、選課表、進度計劃與考核表的填寫工作，考慮畢業(yè)設計的整體進度。 第七周 確定罩圈復合模設計方法 第二周 查詢課題相關信息，完成調研報告。 第八周 相關零件的設計計算。 第三周 翻閱資料，搜尋相關信息，開始外文翻譯。 第九周 查閱相關書籍尋找所需標準件的尺寸以及結構。 第四周 整理資料，完成外文翻譯。 第十周 完成模具結構設計以及軟件仿真。 第五周 學習模具相關知識，以及有關軟件操作。 第十一周 第六周 學習沖壓復合模相關知識。 第十二周 資料整理，寫論文準備答辯。 參考文獻 [1] 朱光力主編. 模具設計與制造實訓.第1版. 北京：高等教育出版社. 2002. 134~156 [2] 吳詩 主編. 沖壓工藝及模具設計 . 第1版. 西安：西北工業(yè)大學出版社. 2001. 40~45 [3] 溫松明主編. 互換性與測量技術基礎. 第2版. 長沙：湖南大學出版社. 1998. 4~5 [4] 馮炳堯 韓泰榮 殷振海 蔣文森編. 模具設計與制造簡明手冊. 第1版.上海：上?？茖W技術出版社. 1985.1~80 [5] 劉朝儒 彭福蔭 高政一主編. 機械制圖. 第3版. 北京：高等教育出版社.2001 [6] 張代東主編. 機械工程材料應用基礎. 第1版.北京：機械工業(yè)出版社.2001.85~103 [7] 王衛(wèi)衛(wèi)主編. 材料成型設備. 第1版.北京：機械工業(yè)出版.2004. 47~48 [8] 傅建軍主編. 模具制造工藝. 第1版.北京：機械工業(yè)出版社.2005. 24~25 [9] 王新華主編. 沖模設計與制造實用計算手冊. 北京：機械工業(yè)出版社.2004年8月第1版. 2~ 15 [10] 王新華 袁聯(lián)富主編.沖模結構圖冊. 第1版. 北京：機械工業(yè)出版社. 2003. [11] Yamada S. Revolution of Mold Design and Manufacturing(Special Issue IT and Manufacturing Inustry)[J]. Journal of the Japan Society of Precision Engineering, 2001, 67:720-7 4