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摘要:

本设计首先从机箱板件的选材和结构特征,完成了对其工艺性的详细分析,并从生产成本、生产技术等方面确定加工工艺方案。结合零件的特征,本文涉及级进模设计中冲裁工艺、拉深工艺和弯曲工艺的详细分析与计算。从冲裁件坯料设计、排样设计、工艺力计算、凸凹模刃口尺寸计算方面介绍了冲裁设计步骤;从弯曲工艺力、弯曲凸凹模刃口间隙计算等方面介绍了弯曲工艺的设计流程;从拉深工艺力及拉深凸、凹模刃口尺寸介绍了拉深工艺的设计方法,然后介绍了模具标准零部件和设备的选用和校核,最后借助于UG软件对模具进行三维造型及模具装配。

关键字:级进模;模具设计;冲压工艺;工艺分析

前 言

制造业的高速发展催化着模具产业的进步,伴随着经济体制的转型升级,必然要对模具在制造业中的要求提出更高的要求以应对不断变化的产业形势,因而作为工业之母的模具设计工作更加艰难。但是,模具在制造业里的应用之广泛不言而喻,从上世纪模具产业出现开始,到本世纪模具已经涉及到生活生产的每一个方面,模具生产也从曾经的粗陋简单进步到如今的精度达到纳米级别,这种升级进步仍在进行,相信在不久的将来模具还会朝着更加精细化、信息化、自动化方向进一步发展。

本次毕业论文中设计的零件体现的加工特征比较多,需要考虑的问题也很多,为了把每一个会涉及到的设计问题都能解决,在拿到零件图后,我通过网络、图书和期刊等多种渠道收集大量的关于冲压模具设计的资料,这对我在本次设计过程中的帮助非常大,另外通过使用UG造型的模具三维图形,让我对模具的整体结构都有非常清晰的了解,我的设计思路也很清晰。

本文一共分为七个章节。第一章的绪论从当今模具行业历史背景,着重介绍了模具的发展状况、模具在生活中的应用以及将来模具行业的发展相向,并结合本次设计的机箱板件冲压模具设计做出了论述;第二章结合零件,分析了该零件在生产过程中的加工工艺,根据当今制造业水平确定了加工方案;第三章对模具设计时涉及的毛坯尺寸、冲压工艺力、压力中心、刃口尺寸进行了详细的计算;第四章简单介绍了模具的结构,完成了模架类型、模架零件的选择,并简述了本模具的工作原理;第五章对模具零件进行了详细的设计,并加入了零件二维图和三维图,使得模具零件实现具体化;第六章对生产设备的选用和校核;第七章对之前的设计过程和取得的成果进行简单的总结。

第一章 绪论

1.1选题背景

模具在生活中广泛应用被越来越多的人关注,这使得模具设计的地位越显重要。在制造业,几乎每个产品的生产都需要模具的辅助才能被生产出来[1]。近年来,随着计算机行业的快速发展,模具以从曾经的钢铁工厂进入到微电子领域,以手机为例,外壳、面板、内部电子电路板等等都需要模具才能加工出来,而手机已经是人们生活的一部分,这也体现了模具在当代的使用率之高[2]。本文设计的机箱板件同手机中的零件生产相似,目的是以此设计为基础,把级进模设计的基本原理掌握清楚,举一反三,融会贯通,加深对模具设计的理解。

1.2模具的发展历史及现状

模具从上世纪三十年代开始被人们关注以来,发展的速度超过了过去几百年的发展。过去人们使用的模具结构简单,只能加工出形状简单的产品,基本上加工主要靠手工,且产量小、精度低。到五十年代,随着各类机床被制造出来,制造模具本身的精度得到提高,由模具生产的产品精度更是明显的提高。七十年代之后,国外产品的流入更加促进了模具产业的发展,带来了模具的新技术,模具的加工精度再度提高[3]。

我国模具发展领先的地区主要集中在珠三角和长三角等制造业发达的沿海地区,这些地区由于拥有便利的交通条件和丰富的材料资源,这些地区更重要的因素是集中了大量的技术高端人才,这对模具的发展至关重要,由此出现了一些模具公司群,其拥有当今最前沿的模具技术和模具加工设备,生产出来的产品可以直接满足国外著名公司的要求。但是,从整体上衡量,我国的模具发展水平与国外多数国家相比,产品质量还是难以得到保证,生产出合格产品的能力很弱,一些大型、高质量的模具产品仍需从国外引进[4]。

目前,我国模具的发展速度还是非常快的,从响应工业3.0的标准以来,我国已经建立了非常完善的模具工业体系,而从工业4.0概念的提出,模具设计的步伐将会走的更快,而且,如今国家在进行经济体制改革的同时,也注重制造业的转型升级,模具的生产会更加自动化、信息化和现代化。一些大型、高精度、长寿命的模具开始能够被自主制造出来,并由此生产出的高质量产品也能完全满足航天航空等对质量要求非常严格的行业的要求,发展速度之快是其他国家难以达到的[5]。

1.3模具发展趋势

计算机行业的发展使得三维设计软件在模具设计中得到广泛应用。以计算机辅助设计CAD、计算机辅助分析CAE、计算机辅助制造CAE为代表的计算机技术,近年来出现的计算机辅助工艺规程CAPP和逆向工程技术也得到快速发展,在模具设计中的应用越来越广泛[6]。对于冲压模具将来的发展趋势,主要应在以下两个方向:

1)CAD/CAE/CAM/CAPP技术的深度发展

“4C”技术的完美结合,对模具设计有着十分巨大的作用[7]。首先,可以大幅度减少模具设计周期和成本、降低不合格产品比重、提高产品质量等。使用CAD软件进行模具设计完成后,并不需要将所设计的模具直接进行生产制造,而是通过CAE模拟软件进行模拟加工,这样可以检验所设计的模具是否能够在实际的生产时能够加工出合格零件,通过CAE模拟,还可以检测模具在工作过程中的受力、温度变化、应力等重要参数,这样可以对设计的模具进行及时修改,避免了模具生产完后出现的各种问题,降低制造成本。CAPP的加入,对于缩短生产周期。降低生产成本和提高生产率同样有重要意义[8]。“4C”技术的真正融合,必将对模具设计朝着信息化、自动化和智能化方向的发展迈进一大步[9]。