模具设计与制造专业毕业论文--焊片冲压成形工艺及模具设计1
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毕业设计说明书毕业设计题目:焊片冲压工艺及模具设计系部专业班级学生姓名学号指导教师年月日毕业设计(论文)任务书系部:企鹅332554595 有删减有CAD图专业:学生姓名:学号:设计(论文)题目:焊片冲压工艺与模具设计起迄日期:指导教师:年月1.本毕业设计(论文)课题来源及应达到的目的:本设计是来源于实际生产,达到能够独立的完成一个冲压模具的过程,在设计期间,能够独立的查阅有关资料,并熟悉设计为以后设计跟复杂的模具积累一定的经验。
2.本毕业设计(论文)课题任务的内容和要求(包括原始数据、技术要求、零件图(1)材料:黄铜板,具有良好的冲压性能。
原始资料:零件件图及其尺寸企鹅332554595 有删减有CAD图见说明书,材料:黄铜生产批量:大批量绪论目前,我国冲压技术与工业发达国家相比还相当的落后,主要原因是我国在冲压基础理论及成形工艺、模具标准化、模具设计、模具制造工艺及设备等方面与工业发达的国家尚有相当大的差距,导致我国模具在寿命、效率、加工精度、生产周期等方面与工业发达国家的模具相比差距相当大。
1.1国内模具的现状和发展趋势1.1.1国内模具的现状我国模具近年来发展很快,据不完全统计,2003年我国模具生产厂点约有2万多家,从业人员约50多万人,2004年模具行业的发展保持良好势头,模具企业总体上订单充足,任务饱满,2004年模具产值530亿元。
进口模具18.13亿美元,出口模具4.91亿美元,分别比2003年增长18%、32.4%和45.9%。
进出口之比2004年为3.69:1,进出口相抵后的进净口达13.2亿美元,为净进口量较大的国家。
在专业模具厂数量增加,能力提高较快;"三资"及私营企业发展迅速;国企股份制改造步伐加快等。
虽然说我国模具业发展迅速,但远远不能适应国民经济发展的需要。
我国尚存在以下几方面的不足:第一,体制不顺,基础薄弱。
“三资”企业虽然已经对中国模具工业的发展起了积极的推动作用,私营企业近年来发展较快,国企改革也在进行之中,但总体来看,体制和机制尚不适应市场经济,再加上国内模具工业基础薄弱,因此,行业发展还不尽如人意,特别是总体水平和高新技术方面。
毕业设计《冲压工艺与模具设计》课件设计与制作——拉深工艺与拉深模具设计、其他成形工艺及模具设计Design and development of courseware for “stamping process and mold design”: deep drawing process and die design, other forming technology and mold designcourse专业班级:学生姓名:指导教师:学院:年月摘要这篇文章围绕“冲压工艺和模具设计——拉深工艺与拉伸模具设计,其他成形工艺与其他成形模具设计”课件作品,阐述了课件开发的理论基础、教学设计、软件设计和制作流程。
论文开头阐述了《冲压工艺与模具设计》课件制作国内外研究的现状、趋势和存在不足,说明了这一课件作品制作的必要性。
然后阐释了课件制作时遵循的理论基础,包括学习理论、教学理论及传播理论等。
接着又说明了课件制作前进行教学设计和软件设计的流程,包括学习者特征分析、需求分析、环境分析、片头设计、主界面设计,子界面设计等。
再后,讲述了课件制作工具的选择和具体制作过程,包括工具的选择依据,使用的具体方法和使用的基本过程。
最后,总结制作过程中遇到的困难和解决办法及课件存在不足和改进方向。
关键词:拉深工艺;成形工艺;模具设计;课件ABSTRACTThis article works on the theoretical basis for courseware development, instructional design, software design and production process, which is based on mul timedia courseware for “pressing technology and die design course”-deep drawing process and die design, other forming technology and die design course”.At the beginning, it described the status,trends and shortcomings of multimedia courseware for “pressi ng technology and die design course the pressing technology and die design at home and abroad, telling the necessity of production of this courseware work.Then it explains the theoretical basis for this courseware production, including learning theory, instructional theory and communication theory.And then it tells the process of instructional design and software design of courseware production, including learner characteristics, needs analysis, environmental analysis, trailer design, interface design, sub-interface design.After that, it is about the selection of courseware authoring tool and the production process, including the basis of choice of varied tools, the use of specific mode and the basic process. Finally, it is to sum up the difficulties encountered in the producing process, the resolution, the deficiencies and the direction of improvement of the courseware.Key Words:Deep drawing process; Forming technology; Mold design; Courseware目录1 引言 (1)2 理论基础 (3)2.1 认知主义学习理论 (3)2.2 建构主义学习理论 (3)2.3 课件开发基本要求 (4)3 设计 (5)3.1 教学设计 (5)3.1.1 学习内容分析 (5)3.1.2 需求分析 (6)3.1.3 可行性分析 (6)3.2 课件设计 (7)3.2.1 课件结构设计 (7)3.2.2 友好界面设计 (8)4 制作 (9)4.1 工具选择 (9)4.2 制作过程 (9)4.2.1 在Photoshop中修图 (9)4.2.2 在Photoshop中制图 (10)4.2.3 在3dsmax中建模 (13)4.2.4 在3dsmax中制作动画 (16)4.2.4 在Flash中制作动画和合成 (18)结论 (22)参考文献 (23)致谢 (24)I1 引言《冲压工艺与模具设计》这门课程是理论性与实践性很强的材料学科专业课程。
冲压成型工艺及模具设计(毕业设计)冲压成型工艺及模具设计(毕业设计) 《冲压成型工艺及模具设计》毕业设计任务书姓名____班级____学号____名称:汽车消声器消声盘材料:Q235 生产批量:大批量设计任务:设计该零件的复合模具内容摘要摘要:冲压件的生产过程一般都是从原材料剪切下料开始,经过各种冲压工序和其它必要的辅助工序加工出图纸所要求的零件,进行冲压模具设计与制造就是根据已有的生产条件,综合考虑影响生产顺利进行的各方面因素,合理安排零件的生产工序,优化确定各工艺参数的大小和变化范围,合理设计模具结构,正确选择模具加工方法,选用机床设备等,使零件的整个生产达到优质、高产、低耗、安全的目的。
本次设计应用模具专业及机械加工所学课程的理论进行一次冷冲压模具设计,主要工序包括:1、冲压工艺过程的设计;2、冲压模具设计;本设计分别为设计任务、冲压工艺过程设计、冲压模具设计、绘制模具装配图和工作零件图。
通过这次设计掌握冷冲压模具设计的方法和步骤,掌握冷冲压模具设计的基本的模具技能懂得了怎样分析零件的工艺性,怎样确定工艺方案,了解了模具的基本结构,提高了计算能力,绘图能力,熟悉了规范和标准,同时各科相关的课程都有了全面的复习。
此次模具设计目的在于通过自己设计,进行一次完整的过程训练,从模具的设计出发,再到模具主要零件的加工工艺,使自己初步具备综合运用所学专业知识解决工程实际问题的方法能力。
关键词:汽车消声器消声盘汽车消声器消声盘冲压模具设计第二章冲压工艺过程设计 2.1 冲压工艺性分析该零件的外形简单,形状规则,材料为Q235钢板,厚度t=1mm,良好的冲压性能,适合冲裁。
工件结构相对简单,有一个φ22mm的孔和三个φ4.5mm 的孔,最小壁厚为18mm>2t(φ6φ155圆之间的壁厚)。
孔与孔之间的最小距离为a=15mm>2t(φ94圆上的φ6与φ6之间的孔距) 。
工件尺寸全部为自由公差,可看做IT14级尺寸精度较低,普通冲裁完全能满足要求。
1. 摘要1.1 冲模的概念、特点及应用冲模是将材料(金属或非金属)批量加工成所需冲件的专用工具。
所谓冲压是指在常温下利用模具在压力机的作用下,对材料施加压力,将材料分离或变形,从而获得一定形状、尺寸和精度零件的一种加工方法,又可称为冷冲压或板料冲压。
冲压是材料压力加工或塑性加工的主要方法之一,隶属于材料成型工程技术。
与机械加工及塑性加工的其它方法相比,冲压加工无论在技术方面还是经济方面都具有许多独特的优点。
主要表现如下:(1)在压力机的简单冲击下,能得到其它加工方法不能或难以得到的形状复杂、精度一致的制件。
(2)操作简便,劳动强度低,生产效率高,适合批量生产,便于实现机械化和自动化。
(3)尺寸稳定,制件精度高,互换性好。
(4)材料利用率高,制件重量轻、刚性好、强度高,在批量生产条件下成本低。
(5)在生产过程中,材料表面不易遭受破坏,制件表面质量好,通过塑性变形后,还可以使制件的力学性能有所提高。
由于冲压工艺的这些特点,因此其在现代工业生产中,尤其是大批量生产中应用十分广泛。
从精细的电子元件、仪表指针到汽车的覆盖件和大梁、高压容器封头及航空航天器的蒙皮、机身等,均需冲压加工。
目前用冲压工艺所获得的制品,在现代汽车、拖拉机、电机电器、仪器仪表及无线电电子产品和人们日常生活中,都占有十分重要的地位。
1.2 冲压基本工序冲压是机械中常见的一种金属加工方法。
冲压既可以加工金属材料,也可以加工非金属材料。
由于冲压件的形状、尺寸和精度要求不同,因此,冲压加工的方法是多种多样的。
根据材料的变形特点,冲压的基本工序可分为分离工序和变形工序两大类。
(1)分离工序板料在冲压力的作用下,其应力超过材料的强度极限,使之发生剪切而分离的加工工序。
(2)变形工序板料在冲压力的作用下,其应力超过材料的屈服强度,而低于抗拉强度,使之发生塑性变形而成为一定形状的制件的加工工序。
主要冲压工序的分类及特征可见下表1-1。
表1-1 主要冲压工序的分类类别工序名称工序特征分离工序切断用剪刀或模具切断板料,切断线不是封闭的落料用模具沿封闭线冲切板料,冲下的部分为工件冲孔用模具沿封闭线冲切板料,冲下的部分为废料切口用模具将板料局部切开而不全分离,切口部分材料发生弯曲切边用模具将工件边缘多余的材料冲切下来变形工序弯曲用模具使板料弯成一定角度或一定形状拉深用模具将板料压成任意形状的空心件压肋用模具将板料局部拉伸成凸起和凹进的形状翻边用模具将板料上的孔或外缘翻成直壁缩口用模具对空心件口部加由外向内的径向压力,使局部直径缩小胀形用模具对空心件加向外的径向力,使局部直径扩张整形将工件不平的表面压平,将原先弯曲或拉深件压成正确形状1.3 冲压模具1.3.1 冲模的要求冲压模具(简称冲模)是对金属板材进行冲压加工以获得合格产品的工具。
冲压工艺与模具设计毕业论文1. 引言随着工业化的进程和产品多样化的需求,冲压工艺在各行各业中得到广泛应用。
冲压工艺是一种通过应用冲压模具,在金属板材上施加压力形成所需形状的加工方法。
冲压工艺的品质和效率直接受到模具设计的影响。
因此,冲压工艺与模具设计成为了重要的研究领域,同时也是本毕业论文的主要研究内容。
2. 冲压工艺的基本原理冲压工艺的基本原理是利用冲压模具对金属板材施加压力,使其发生塑性变形。
具体步骤包括: 剪切准备、冲剪床操作、上模、施压、下模、退出。
冲压工艺具有快速性、高效性和精确性的优点,广泛应用于汽车、电子、家电等行业。
3. 冲压模具设计的基本原则冲压模具设计应遵循以下基本原则:3.1 模具结构设计原则模具设计应考虑到材料的特性、制作工艺和模具使用寿命等因素,选择合适的模具结构。
常见的模具结构有单工位模和多工位模,根据实际需求进行选择。
3.2 冲孔设计原则冲孔设计是冲压模具设计的重要内容,其目的是通过切割或穿孔来获得所需形状。
冲孔设计需要考虑到材料特性、孔的数量和布局等因素,确保冲孔的准确性和效率。
3.3 净形状设计原则净形状是指通过冲压模具得到的金属零件的最终形状。
净形状设计需要考虑到材料的流动性和伸缩性,选择合适的冲压工艺参数,确保零件的质量和尺寸精度。
3.4 材料选择和处理原则冲压模具设计需要选择合适的材料,并进行适当的处理,以提高模具的硬度和耐磨性。
常用的模具材料包括合金钢、高速钢和硬质合金等。
4. 冲压工艺与模具设计的优化方法为了提高冲压工艺和模具设计的效率和品质,可以采用以下优化方法:4.1 CAD/CAE技术的应用CAD(计算机辅助设计)和CAE(计算机辅助工程)技术可以帮助设计师进行模具设计和工艺分析。
通过使用CAD软件进行三维建模和设计,可以提高设计的精度和效率。
而CAE技术可以进行模具结构和冲压工艺的分析,找出潜在的问题和改进方案。
4.2 模具试验与实验分析模具试验和实验分析可以通过实际加工样件的测试,验证和优化设计。
1:引言1.1 模具行业的发展现状及市场前景现代模具工业有“不衰亡工业”之称。
世界模具市场总体上供不应求,市场需求量维持在600亿至650亿美元,同时,我国的模具产业也迎来了新一轮的发展机遇。
近几年,我国模具产业总产值保持13%的年增长率(据不完全统计,2004年国内模具进口总值达到600多亿,同时,有近200个亿的出口),到2005年模具产值预计为600亿元,模具及模具标准件出口将从现在的每年9000多万美元增长到2005年的2亿美元左右。
单就汽车产业而言,一个型号的汽车所需模具达几千副,价值上亿元,而当汽车更换车型时约有80%的模具需要更换。
2003年我国汽车产销量均突破400万辆,预计2004年产销量各突破500万辆,轿车产量将达到260万辆。
另外,电子和通讯产品对模具的需求也非常大,在发达国家往往占到模具市场总量的20%之多。
目前,中国17000多个模具生产厂点,从业人数约50多万。
1999年中国模具工业总产值已达245亿元人民币。
工业总产值中企业自产自用的约占三分之二,作为商品销售的约占三分之一。
在模具工业的总产值中,冲压模具约占50%,塑料模具约占33%,压铸模具约占6%,其它各类模具约占11%。
1.2 冲压工艺介绍冲压是靠压力机和模具对板材、带材、管材和型材等施加外力,使之产生塑性变形或分离,从而获得所需形状和尺寸的工件(冲压件)的成形加工方法。
冲压和锻造同属塑性加工(或称压力加工),合称锻压。
冲压的坯料主要是热轧和冷轧的钢板和钢带。
全世界的钢材中,有60~70%是板材,其中大部分是经过冲压制成成品。
汽车的车身、底盘、油箱、散热器片,锅炉的汽包、容器的壳体、电机、电器的铁芯硅钢片等都是冲压加工的。
仪器仪表、家用电器、自行车、办公机械、生活器皿等产品中,也有大量冲压件。
冲压件与铸件、锻件相比,具有薄、匀、轻、强的特点。
冲压可制出其他方法难于制造的带有加强筋、肋、起伏或翻边的工件,以提高其刚性。
冲压工艺与模具设计课程教学方法论文摘要:从古至今,课堂教学是依然是传授知识的主要形式。
增强教学师生互动的环节,体现以学生为主体、以教师为主导,教学相长。
教师要尽教育教学职能,还要履行教学组织职责,强化课堂教学组织,提高课堂教学的有效性。
要启发学生分析讨论、找出解决问题的办法,让学生学会学习、善于学习,养成终生学习的能力。
我国经济仍处于高速发展阶段,国际上经济全球化发展趋势日趋明显,这为我国模具工业高速发展提供了良好的条件和机遇,模具专业的人才需求量也越来越大。
当下,高职工科类院校或综合类院校都开设了模具设计与制造专业,《冲压工艺与模具设计》是模具专业的岗位技能课。
如何提高学生对《冲压工艺与模具设计》这门课程求知欲望,让学生熟练掌握模具制造工艺和设计技术,在工作能积极主动地学习,让学生动手动脑,全面发展,这将是我们一直探索的教学改革的问题之一。
长期以来一直在思考这样的问题,我们应该在传统教学模式的基础上,改进和探索一些更好的教学方法和手段,提高学生的实践动手能力和创新精神。
在讲授《冲压工艺与模具设计》课程10年来,课堂上采用过形式多样的教学方法和教学手段,也取得较好效果。
1 项目教学法以学生自主、探索学习为基础,采用类似科学研究及实践的方法,促进学生主动积极发展的一种教学方法称为项目教学法。
在整个教学中,教师以项目的形式将需要解决的问题或需要完成的任务交给学生,通过完成一项实际的任务,着重培训学生的操作能力的教育模式。
这样学生在教师的指导下,将教材中的理论知识与企业实际工作进行了有机结合。
2008年,全国大、中专院校开始了项目教学热,最开始,不管是什么样的课程都要求按照项目教学来编写教材、制定课程标准、讲授课程。
在实行一段时间后,大家发现并不是所有的课程都能采用项目教学法教学,在模具专业课和专业基础课教学中,发现《冲压工艺与模具设计》这门课程采用项目式教学较为合适。
按照《冲压工艺与模具设计》课程的特点和高职院校人才培养模式要求,采用了项目教学法讲授本课程,将课程的所有内容整合为三个项目,分别是垫片的冲裁、合页的弯曲、筒形件的拉深。
毕业设计(论文)-焊片冲压模具设计说明书河南机电高等专科学校毕业设计说明书1 绪论大学三年的学习即将结束,毕业设计是其中最后一个实践环节,是对以前所学的知识及所掌握的技能的综合运用和检验。
随着我国经济的迅速发展,采用模具的生产技术得到愈来愈广泛的应用。
随着工业的发展,工业产品的品种和数量不断增加。
换型不断加快,使模具的需要不断增加,而对模具的质量要求越来越高。
模具技术在国民经济中的作用越来越显得更为重要。
模具是一种特殊的模型,用来塑造(制造)产品;从工艺的角度,模具是一种成型制品的特殊工艺装备。
模具是工业生产的基础工艺装备,在电子、汽车、电机、电器、仪表、家电和通讯等产品中,60,—80,的零部件都依靠模具成形,模具质量的高低决定着产品质量的高低,因此,模具被称之为“工业之母”。
模具又是“效益放大器”,用模具生产的最终产品的价值,往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。
目前,我国冲压技术与工业发达国家相比还比较的落后,主要原因是我国在冲压基础理论及成形工艺、模具标准化、模具设计、模具制造工艺及设备等方面与工业发达的国家尚有相当大的差距,导致我国模具在寿命、效率、加工精度、生产周期等方面与工业发达国家的模具相比差距相当大。
随着国民经济总量和工业产品技术的不断发展,各行各业对模具的需求量越来越大,技术要求也越来越高。
虽然模具种类繁多,但其发展重点应该是既能满足大量需要,又有较高技术含量,特别是目前国内尚不能自给,需大量进口的模具和能代表发展方向的大型、精密、复杂、长寿命模具。
模具标准件的种类、数量、水平、生产集中度等对整个模具行业的发展有重大影响。
因此,一些重要的模具标准件也必须重点发展,而且其发展速度应快于模具的发展速度,这样才能不断提高我国模具标准化水平,从而提高模具质量,缩短模具生产周期,降低成本。
由于我国的模具产品在国际市场上占有较大的价格优势,因此对于出口前景好的模具产品也应作为重点来发展。
根据上述需要量大、技术含量高、代表发展方向、出口前景好的原则选择重点发展产品,而且所选产品必须目前已有一定技术基础,属于有条件、有可能发展起来的产品。
目录第1章绪论 (3)1.1现代模具的地位及其重要性 (3)1.2本次模具设计的重点和难点 (3)第2章冲压件形状和工艺方案分析 (4)2.1工艺性分析 (5)2.2技术、经济综合分析比较和工艺方案的选择 (6)2.2.1 技术、经济综合分析 (6)2.2.2 模具结构型式的合理性分析 (7)2.2.3 工艺方案的确定 (7)第3章落料冲孔复合模的设计 (8)3.1复合模总体结构的初步设计 (8)3.2零件的工艺计算 (9)3.2.1 冲压件的尺寸参数 (9)3.2.2 搭边值的确定 (10)3.2.3 毛坯的排样方式 (10)3.2.4 条料宽度的确定 (11)3.3冲裁力的计算及冲压设备的选择 (12)3.4压力中心计算 (13)3.5凸凹模刃口尺寸确定 (14)3.5.1 冲孔时凸凹模刃口尺寸计算 (14)3.5.2 落料时凸凹模刃口尺寸计算 (15)第4章冲压设备的选用及其参数 (18)第5章冲裁模主要零部件的设计及选用 (19)5.1落料凹模的设计 (19)5.2凸凹模的设计 (21)5.3冲孔凸模的设计 (22)第6章其他零部件的设计及选用 (27)6.1卸料装置的尺寸选择 (27)6.1.1 卸料装置的选择 (27)6.1.2 弹性元件的设计 (27)6.1.3 推件装置的选择 (27)6.2定位零件的选取 (28)6.3模架及其它零件的选择 (28)第7章模具的闭合高度 (30)第8章弯曲模的设计 (31)8.1弯曲工艺性分析 (31)8.1.1 材料分析 (31)8.1.2 结构分析 (31)8.2弯曲件毛坯尺寸的计算 (32)8.3弯曲力计算 (33)8.4弯曲模主要工作零部件的设计 (34)8.4.1 凸凹模圆角半径的确认 (34)8.4.2 凹模工作部分深度 (35)8.4.3 凸、凹模间隙的确定 (36)8.4.4 凸、凹模宽度的计算及其公差 (36)8.5弯曲模的结构设计 (37)8.6弯曲模其它零部件的选用 (37)结论 (40)参考资料: (41)致谢......................................................... 错误!未定义书签。
1 绪论1.1冲压的概念、特点及应用冲压是利用安装在冲压设备(主要是压力机)上的模具对材料施加压力,使其产生分离或塑性变形,从而获得所需零件(俗称冲压或冲压件)的一种压力加工方法。
冲压通常是在常温下对材料进行冷变形加工,且主要采用板料来加工成所需零件,所以也叫冷冲压或板料冲压。
冲压是材料压力加工或塑性加工的主要方法之一,隶属于材料成型工程术。
冲压所使用的模具称为冲压模具,简称冲模。
冲模是将材料(金属或非金属)批量加工成所需冲件的专用工具。
冲模在冲压中至关重要,没有符合要求的冲模,批量冲压生产就难以进行;没有先进的冲模,先进的冲压工艺就无法实现。
冲压工艺与模具、冲压设备和冲压材料构成冲压加工的三要素,只有它们相互结合才能得出冲压件。
与机械加工及塑性加工的其它方法相比,冲压加工无论在技术方面还是经济方面都具有许多独特的优点。
主要表现如下。
(1) 冲压加工的生产效率高,且操作方便,易于实现机械化与自动化。
这是因为冲压是依靠冲模和冲压设备来完成加工,普通压力机的行程次数为每分钟可达几十次,高速压力要每分钟可达数百次甚至千次以上,而且每次冲压行程就可能得到一个冲件。
(2)冲压时由于模具保证了冲压件的尺寸与形状精度,且一般不破坏冲压件的表面质量,而模具的寿命一般较长,所以冲压的质量稳定,互换性好,具有“一模一样”的特征。
(3)冲压可加工出尺寸范围较大、形状较复杂的零件,如小到钟表的秒表,大到汽车纵梁、覆盖件等,加上冲压时材料的冷变形硬化效应,冲压的强度和刚度均较高。
(4)冲压一般没有切屑碎料生成,材料的消耗较少,且不需其它加热设备,因而是一种省料,节能的加工方法,冲压件的成本较低。
但是,冲压加工所使用的模具一般具有专用性,有时一个复杂零件需要数套模具才能加工成形,且模具制造的精度高,技术要求高,是技术密集形产品。
所以,只有在冲压件生产批量较大的情况下,冲压加工的优点才能充分体现,从而获得较好的经济效益。
冲压地、在现代工业生产中,尤其是大批量生产中应用十分广泛。
相当多的工业部门越来越多地采用冲压法加工产品零部件,如汽车、农机、仪器、仪表、电子、航空、航天、家电及轻工等行业。
在这些工业部门中,冲压件所占的比重都相当的大,少则60%以上,多则90%以上。
不少过去用锻造=铸造和切削加工方法制造的零件,现在大多数也被质量轻、刚度好的冲压件所代替。
因此可以说,如果生产中不谅采用冲压工艺,许多工业部门要提高生产效率和产品质量、降低生产成本、快速进行产品更新换代等都是难以实现的。
1.2 冲压的基本工序及模具由于冲压加工的零件种类繁多,各类零件的形状、尺寸和精度要求又各不相同,因而生产中采用的冲压工艺方法也是多种多样的。
概括起来,可分为分离工序和成形工序两大类;分离工序是指使坯料沿一定的轮廓线分离而获得一定形状、尺寸和断面质量的冲压(俗称冲裁件)的工序;成形工序是指使坯料在不破裂的条件下产生塑性变形而获得一定形状和尺寸的冲压件的工序。
上述两类工序,按基本变形方式不同又可分为冲裁、弯曲、拉深和成形四种基本工序,每种基本工序还包含有多种单一工序。
在实际生产中,当冲压件的生产批量较大、尺寸较少而公差要求较小时,若用分散的单一工序来冲压是不经济甚至难于达到要求。
这时在工艺上多采用集中的方案,即把两种或两种以上的单一工序集中在一副模具内完成,称为组合的方法不同,又可将其分为复合-级进和复合-级进三种组合方式。
复合冲压——在压力机的一次工作行程中,在模具的同一工位上同时完成两种或两种以上不同单一工序的一种组合方法式。
级进冲压——在压力机上的一次工作行程中,按照一定的顺序在同一模具的不同工位上完面两种或两种以上不同单一工序的一种组合方式。
复合-级进——在一副冲模上包含复合和级进两种方式的组合工序。
冲模的结构类型也很多。
通常按工序性质可分为冲裁模、弯曲模、拉深模和成形模等;按工序的组合方式可分为单工序模、复合模和级进模等。
但不论何种类型的冲模,都可看成是由上模和下模两部分组成,上模被固定在压力机工作台或垫板上,是冲模的固定部分。
工作时,坯料在下模面上通过定位零件定位,压力机滑块带动上模下压,在模具工作零件(即凸模、凹模)的作用下坯料便产生分离或塑性变形,从而获得所需形状与尺寸的冲件。
上模回升时,模具的卸料与出件装置将冲件或废料从凸、凹模上卸下或推、顶出来,以便进行下一次冲压循环。
1.3 冲压技术的现状及发展方向随着科学技术的不断进步和工业生产的迅速发展,许多新技术、新工艺、新设备、新材料不断涌现,因而促进了冲压技术的不断革新和发展。
其主要表现和发展方向如下。
(1).冲压成形理论及冲压工艺方面冲压成形理论的研究是提高冲压技术的基础。
目前,国内外对冲压成形理论的研究非常重视,在材料冲压性能研究、冲压成形过程应力应变分析、板料变形规律研究及坯料与模具之间的相互作用研究等方面均取得了较大的进展。
特别是随着计算机技术的飞跃发展和塑性变形理论的进一步完善,近年来国内外已开始应用塑性成形过程的计算机模拟技术,即利用有限元(FEM)等有值分析方法模拟金属的塑性成形过程,根据分析结果,设计人员可预测某一工艺方案成形的可行性及可能出现的质量问题,并通过在计算机上选择修改相关参数,可实现工艺及模具的优化设计。
这样既节省了昂贵的试模费用,也缩短了制模具周期。
研究推广能提高生产率及产品质量、降低成本和扩大冲压工艺应用范围的各种压新工艺,也是冲压技术的发展方向之一。
目前,国内外相继涌现出精密冲压工艺、软模成形工艺、高能高速成形工艺及无模多点成形工艺等精密、高效、经济的冲压新工艺。
其中,精密冲裁是提高冲裁件质量的有效方法,它扩大了冲压加工范围,目前精密冲裁加工零件的厚度可达25mm,精度可达IT16~17级;用液体、橡胶、聚氨酯等作柔性凸模或凹模的软模成形工艺,能加工出用普通加工方法难以加工的材料和复杂形状的零件,在特定生产条件下具有明显的经济效果;采用爆炸等高能效成形方法对于加工各种尺寸在、形状复杂、批量小、强度高和精度要求较高的板料零件,具有很重要的实用意义;利用金属材料的超塑性进行超塑成形,可以用一次成形代替多道普通的冲压成形工序,这对于加工形状复杂和大型板料零件具有突出的优越性;无模多点成形工序是用高度可调的凸模群体代替传统模具进行板料曲面成形的一种先进技术,我国已自主设计制造了具有国际领先水平的无模多点成形设备,解决了多点压机成形法,从而可随意改变变形路径与受力状态,提高了材料的成形极限,同时利用反复成形技术可消除材料内残余应力,实现无回弹成形。
无模多点成形系统以CAD/CAM/CAE技术为主要手段,能快速经济地实现三维曲面的自动化成形。
(2.)冲模是实现冲压生产的基本条件.在冲模的设计制造上,目前正朝着以下两方面发展:一方面,为了适应高速、自动、精密、安全等大批量现代生产的需要,冲模正向高效率、高精度、高寿命及多工位、多功能方向发展,与此相比适应的新型模具材料及其热处理技术,各种高效、精密、数控自动化的模具加工机床和检测设备以及模具CAD/CAM技术也在迅速发展;另一方面,为了适应产品更新换代和试制或小批量生产的需要,锌基合金冲模、聚氨酯橡胶冲模、薄板冲模、钢带冲模、组合冲模等各种简易冲模及其制造技术也得到了迅速发展。
精密、高效的多工位及多功能级进模和大型复杂的汽车覆盖件冲模代表了现代冲模的技术水平。
目前,50个工位以上的级进模进距精度可达到2微米,多功能级进模不仅可以完成冲压全过程,还可完成焊接、装配等工序。
我国已能自行设计制造出达到国际水平的精度达2~5微米,进距精度2~3微米,总寿命达1亿次。
我国主要汽车模具企业,已能生产成套轿车覆盖件模具,在设计制造方法、手段方面已基本达到了国际水平,但在制造方法手段方面已基本达到了国际水平,模具结构、功能方面也接近国际水平,但在制造质量、精度、制造周期和成本方面与国外相比还存在一定差距。
模具制造技术现代化是模具工业发展的基础。
计算机技术、信息技术、自动化技术等先进技术正在不断向传统制造技术渗透、交叉、融合形成了现代模具制造技术。
其中高速铣削加工、电火花铣削加工、慢走丝切割加工、精密磨削及抛光技术、数控测量等代表了现代冲模制造的技术水平。
高速铣削加工不但具有加工速度高以及良好的加工精度和表面质量(主轴转速一般为15000~40000r/min),加工精度一般可达10微米,最好的表面粗糙度Ra≤1微米),而且与传统切削加工相比具有温升低(工件只升高3摄氏度)、切削力小,因而可加工热敏材料和刚性差的零件,合理选择刀具和切削用量还可实现硬材料(60HRC)加工;电火花铣削加工(又称电火花创成加工)是以高速旋转的简单管状电极作三维或二维轮廓加工(像数控铣一样),因此不再需要制造昂贵的成形电极,如日本三菱公司生产的EDSCAN8E电火花铣削加工机床,配置有电极损耗自动补偿系统、CAD/CAM集成系统、在线自动测量系统和动态仿真系统,体现了当今电火花加工机床的技术水平;慢走丝线切割技术的发展水平已相当高,功能也相当完善,自动化程度已达到无人看管运行的程度,目前切割速度已达到300mm2/min,加工精度可达±1.5微米,表面粗糙度达Ra=01~0.2微米;精度磨削及抛光已开始使用数控成形磨床、数控光学曲线磨床、数控连续轨迹坐标磨床及自动抛光等先进设备和技术;模具加工过程中的检测技术也取得了很大的发展,现在三坐标测量机除了能高精度地测量复杂曲面的数据外,其良好的温度补偿装置、可靠的抗振保护能力、严密的除尘措施及简单操作步骤,使得现场自动化检测成为可能。
此外,激光快速成形技术(RPM)与树脂浇注技术在快速经济制模技术中得到了成功的应用。
利用RPM技术快速成形三维原型后,通过陶瓷精铸、电弧涂喷、消失模、熔模等技术可快速制造各种成形模。
如清华大学开发研制的“M-RPMS-Ⅱ型多功能快速原型制造系统”是我国自主知识产权的世界惟一拥有两种快速成形工艺(分层实体制造SSM和熔融挤压成形MEM)的系统,它基于“模块化技术集成”之概念而设计和制造,具有较好的价格性能比。
一汽模具制造公司在以CAD/CAM加工的主模型为基础,采用瑞士汽巴精化的高强度树脂浇注成形的树脂冲模应用在国产轿车试制和小批量生产开辟了新的途径。
(3) 冲压设备和冲压生产自动化方面性能良好的冲压设备是提高冲压生产技术水平的基本条件,高精度、高寿命、高效率的冲模需要高精度、高自动化的冲压设备相匹配。
为了满足大批量高速生产的需要,目前冲压设备也由单工位、单功能、低速压力机朝着多工位、多功能、高速和数控方向发展,加之机械乃至机器人的大量使用,使冲压生产效率得到大幅度提高,各式各样的冲压自动线和高速自动压力机纷纷投入使用。