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B411外屏蔽罩拉深模 朱春雷,b411,屏蔽,罩拉深模,朱春
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大连交通大学 2017 届本科毕业生毕业设计毕业（论文）翻译 微电子工程 由于清洗，聚合物 摘要： 从主结构复制的聚合物模具可以提供固有的抗粘着性能和 明度。它们可以从各种底料中复制出来，并且只能从一个主体提供成本有效的复制多张工作模印。它们还允许使用各种压印方法，包括 热辅助方法。通常，聚合物材料表现出与诸如硅，二氧化硅或金属的硬质模具材料不同的机械和表面化学性质。因此，在压印或清洁过程中，模具可能会变形甚至被破坏。如果使用印记作为直接图案方法，则会发生高纵横比图案的发生。在本文中研究了聚合物模具在清洁过程中对图案损伤的亲和力。考虑不同的可能的聚合物模具材料。实验数据与仿真结果进行比较，并 表现出良好的一致性。研究不同的示例性图案并找到最合适的材料。对于在所考虑的尺寸范围内的半间距光栅，特征长宽比高达 10 是稳定的。 介绍 纳米压印光刻（ 一种强大的图案化技术，提供了纳米分辨率，大面积结构能力 2以及复制三维特征的内在能力。在过去几年中，已经提出了许多不同的 程。紫外线辅助 4消除了压印期间对系统的热负荷，并且能够有效地合成功能印记抗蚀剂 5。 要基材或模具是紫外线透明的。由于基板的透明度大部分是通过应用而渗透的，因此优选 明模具 。不幸的是，最常用的刚性模具材料是需要精细加工的熔融石英。熔融二氧化硅的干法蚀刻过程只能同时提供有限的蚀刻深度和分辨率。这限制了可寻址的用程序。使用从主机铸造的聚合物模具，有时被称为软光刻，因为所使用的聚合物可以是紫外线透明的，本质上是防粘的和柔性的，因此提供了许多优点。因此，例如，通过粒子打印或具有切口的特征的复制成为可能。软聚合物模具的相当的低杨氏模量在压印期间产生不想要的特征变形。这限制了 其中复制结构本身用作功能元件，而不是用作后续工艺步骤的掩模。 对于双向图案化，所需模具的尺寸由应用而不是通过该方法完全流动。即使发现合适的工艺条件能够复制模具中的结构，如图 1 所示，在模具清洁期间可能发生图案变形。特别是高纵横比的模具容易出现所谓的特征崩溃。模具铸造是一个精心设计和昂贵的过程。通常，聚合物模具需要特殊的模板和加工，以便在分辨率，平整度，残余层厚度等方面与刚性印章竞争。聚合物中主结构的简单复制不足以获得高质量的印记。因此，模具的使用寿命应尽可能长。清洁是清除未固化的抗蚀剂残留物或颗粒的简单方法，否则可能会在压印过程中损坏模具。与抗蚀剂发展过程中导致图案崩溃 的条件相当的条件可以在清洁后引起持续的特征变形。此外，这种效果用于生成特殊图案，这是一个不必要的效果，必须避免。 在本文中，研究了不同的聚合物模具材料，并且在模具清洁期间具有图案塌陷的亲和性。 这还包括能够复制具有比先前出版物中考虑的更高的纵横比的结构的材料。 聚合物模具从硅主结构铸造，随后使用清洁剂清洗。 观察模式崩溃已被用于验证有限元塌陷过程的方法（ 拟。 通过开发的模型，可以获得大连交通大学 2017 届本科毕业生毕业设计毕业（论文）翻译 关键结构高度的预测。 师制作 通过使用 500电子束光刻（ 过晶片步进曝光制造硅主结构。 定制布局基本上包含 500 纳米到 2000 纳米各种间距的线空间光栅，以及具有各种占空比（特征尺寸到间距）的二次晶格和直径从 500 2000 点阵列。 图案化的抗蚀剂层用作反应离子蚀刻工艺的蚀刻掩模，以在硅中获得范围从 500 3200不同蚀刻深度。 抗剥离后，通过分子气相沉积将全氟三氯硅烷防粘层（ 用于硅模具。 这降低了表面能，并确保随后浇铸的聚合物模具容易脱模。 原则上，对于以下考虑的所有材料来说，这不是必需 的，因为一些显示本来低的表面能。 合物模具铸造 使用具有 2 重量 22 D 700（ 00）和 D 40（ 0）（ 硅母料将聚合物模具作为光引发剂以及 。玻璃片用作底物。使用 为 00 的粘合促进剂和 所有材 料都被手工分配在硅胶板上，随后使用定制的压印机与基板接触。在氮气中，使用 化该材料。在每个聚合物模具铸件中存在约 10级的厚的残留层。 具清洗 清洁剂必须能够解决未固化的抗蚀剂残留物并冲洗掉颗粒。此外，它们不应该膨胀或解散模具材料或其部件。因此，该工作中的所有模具在从硅母料脱模后直接用异丙醇冲洗，随后使用氮气流干燥。在实验中，还有其他清洁剂（丙酮，乙醇和去离子水）。 它们对所使用的模具材料具有不同的接触角。 因此，清洗后受特征崩溃影响的结构各不相 同。 在下文中，为了清楚起见，所有结果都显示用于异丙醇清洗。 模具清洁和干燥后，在扫描电子显微镜检查之前，将 5150B）上。 结构的建模已经使用两种不同的方法完成。 在柱结构上进行基于能量的计算。 此外，使用由液 - 空界面处的结构之间的弯液面产生的力和由弹性光栅的变形给出的恢复力进行变形分析。 一般来说，可能会出现两种不同的失败机制。 如果结构之间的间距大于其高度，则清洁后可能会粘在地上。 这被称为地面崩溃。 如果特征足够密集，则特征之间的间距小于其高度 ，横向塌陷可能发生。 因此，结构彼此粘合。 柱阵列 圆柱形结构如图 3 所示，示出柱之间的间距大于其高度。 因此，只能发生底面崩溃。关键方面由结构高度 h 与横向尺寸 d 的比值给出的比例可以图由表示。其中 E 是杨氏模量， m 是泊松比， 模具材料的表面能。 可以进行类似的分析来描述由于密集特征彼此粘附而引起的侧向塌陷。 这导致了的关键长宽比。 大连交通大学 2017 届本科毕业生毕业设计毕业（论文）翻译 栅 为了预测格子状图案的稳定性，可以模拟毛细管力和所产生的变形 结构已经执行。模具清洗后，清洁剂必须从模具表面移除。如果没有额外的效果，例如超临 界干燥，液体蒸发。在蒸发过程中，在某些时候，密闭的液体膜会破坏特征顶部，只有空腔保持填充。如果液体进一步蒸发，则可能一个空腔仍然是湿的，而相邻的空腔是空的。在这种情况下，强拉普拉斯压力会导致图案崩溃。相比之下，相邻填充腔的薄弱的弯液面力也引起模式缩影。在腔中出现弯月力是形成毛细管桥。弯液面曲率是液体和腔体材料的组合特有的。作用在结构上的压差 21 示冲洗液的表面张力。如果光栅中的所有结构和形成的毛细管半月板相等，则 等，压差消失，光栅处于平衡状态。由制造或处理差异引起的光栅中相邻腔的 毛细管桥的差异导致初始偏转，并因此导致作用在结构上的压力差 须发现这些与由变形特征产生的恢复力之间的平衡。以前的工作主要集中在衬底上抗蚀剂特征的描述。通常，所使用的抗蚀剂材料的杨氏模量比使用的基底硅（ 150熔融二氧化硅（ 70杨氏模量小一个数量级。在这种情况下，可以忽略基板的变形，并且仅图案化的抗蚀剂结构的变形有助于位移。对于聚合物软模，基材以及结构由相同的材料制成。在由于弯液面力引起的结构偏转期间。 图案本身以及基板变形。 已经使用有限元模拟来确定所有聚合物结构相对于其表面上施加的 弯液面压力差（参见方程式（ 3）的挠度。 给定几何体对施加压力的响应曲线必须与由公式 （ 3）类似。 在这种情况下，结构在崩溃前达到平衡位置。 如果没有交叉点，结构将接近直到彼此接触，即崩溃。 为了确定结构偏转，已经使用了 在使用有一个接触角的模具未成形表面测量时，测量体积，表面能量可以通过使用 法测得。机械材料的稳定性可以再参考文献里找到，同时还包括关于聚二甲硅氧烷材料的资料，这个泊松比的理想值估计在 右。 这个测量台柱的直径与少数给出的值不同，在侧向崩溃模拟中，一半的结构可以测量。通常，制品的误差取决于标准规格的公差，扫出侧向崩溃所占的比例大部分的误差是在理想范围内的。这里在侧面部分崩溃与全部崩溃之间，只有侧向崩溃会呈现出来。在这里公差趋向于崩溃公差，这一区域的误差比较稳定。如果比例升高，变得不稳定。机械制造误差在较高时，将台柱排列可以被观察法到。 基于理论的仿真结果比较在第三节中显示，实验可以从图里看见，理想间距约 750 纳米，较大的偏距也是存在的的。掌握制作硅晶圆的抵御功能，同一讯号可能显示的不同结构周期。 对于高度，所有的仿真结果显示，采取真实的尺寸。通过扫描电子显微镜交流计数测量，从仿真以及实验成果可见，纵横比取决于该球场紧密结构。这是假设完美半间距结构，图五中的剩余偏差可以实验得出，侧壁角度不为 90，铸件表面母材的能量能影响铸型的表面能。图六显示的临界纵横比取决于不同模具的结构尺寸。子图展示模具结构从统一铸型铸造不同材料。大连交通大学 2017 届本科毕业生毕业设计毕业（论文）翻译 在这里，只有 承受清洗，异丙醇无特征崩溃程序。因此，适合作为软模具材料所需的高方面比。表面能未经处理的 致小 制的角度 变化，因此形成较高的压力差。相邻的毛细血管之间产生熵，杨氏模量能够完全补偿这种上升。临界宽高比对杨氏模量的依赖性模具材料。图 8，他们表现出 300 纳米半间距结构在左上角， 500半间距结构在较低的能量与腐蚀深度 2100 纳米。引用国际修复系数，表面能从 41 米 /米下降到 11（参见表 1）的应用 经处理的模具模式清楚地显示横向崩溃为 300 纳米半节距结构，而功能与 然是稳定的。溶剂如异丙醇或丙酮确实表现出湿润行为（接触角）（ 4560）即使表面能非常低，像那些本文应用 此，很难消除增加 接触角到 90 的毛细血管弯月面力，或通过改变溶剂。即使奥尔莫日印加工包括 沉积，将相同的降解为印记中的性能优于其他考虑物质。 纳米压印软膜的清洗可引起特征崩溃，可能发生不同的倒塌机制，在有限元分析可能下落折叠或向对方侧倒塌。通过依赖性的崩溃结构的杨氏模量和表面能的模具材料模拟实验表明，高分子软模具的崩溃是由底层基板的变形影响。硅基映衬底上的抗腐剂结构，可以描述结构的变形行为。用有限元模拟，两杆结构和光栅图案的边缘特征崩溃，总之材料表现出较低的表面能。进一步的工作将进行新材料的调查，聚珪氮烷（ ， 项工作是由 究训练组” 责。 大连交通大学 2017 届本科毕业生毕业设计（论文） 摘 要 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，先进的冲压工艺就难以实现。 拉深是利用模具使平板毛坯变成为开口的空心零件的冲压方法，用拉深工艺可以制成筒形、阶梯形、锥形、抛物面形、盒形和其他不规则形状的薄壁零件，其中又以筒形件简单和多见，而有凸缘筒形件又分为宽凸缘和窄凸缘件。 在拉深工艺设计时，必须知道冲压件能否一次拉出，这就引出了拉深系数的概念。拉伸系数决定于每次拉深时允许的极限变形程度。在多次拉深中，对于宽凸缘拉深件，则应在第一次拉深时，就拉成；零件所要求的凸缘直径，而在以后各次拉深中，凸缘直径保持不变。为了保证以后拉深时凸缘不变形，宽凸缘拉深件首次拉入凹模的材料应比零件最后 拉深部分实际所需材料多 3%5%,这些多余材料在以后各次拉深中，逐渐将减少部分材料挤回到凸缘部分，使凸缘增厚，从而避免拉裂。 关键词： 拉深 拉深变形 拉深力 大连交通大学 2017 届本科毕业生毕业设计（论文） is a of to a by of a on a a to or to a is at of of to be it is or by to as or in is of is to no is to is of to a of be of of in a is In we a to of is by of at In it be in it in to In to is be of to % %, in of to so so as to 连交通大学 2017 届本科毕业生毕业设计（论文） 目 录 第一章 工艺分析 1 屏蔽罩拉深膜工艺性分析 1 深件拉深变形特点 1 深件要求 1 深件工艺分析 2 料的工艺性能 3 第二章 拉深工序计算 4 定切边余量 4 4 算工件拉深次数及各次拉深尺寸 4 第三章 工序压力计算和压力机的选择 5 力机的选择原则 5 样设计 5 二次拉深压力机的选择 5 三次拉深压力机的选择 6 四次拉深压力机的选择 7 第四章 模具工作部分尺寸和公差计算 9 0009 深模工作零件的结构和尺寸 10 c10 模与凹模工作尺寸与公差 11 第五章 零件切削加工工艺规程 11 艺规程设计 11 定毛坯的制造方式 11 准的选择 11 基准的选择 11 基准的选择 12 定工艺路线 13 械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 14 择机床及刀具、量具 14 第六章 工作零件结构尺寸和公差的确定 20 料拉深模选用原则 20 大连交通大学 2017 届本科毕业生毕业设计（论文） 具零件尺寸确定 21 架选择 22 柄选择 22 他零件尺寸，材料 22 第七章 拉深装配图的校核 23 结论 24 致谢 25 参考文 献 26大连交通大学 2017 届本科毕业生毕业设计（论文） 1 第一章 工艺分析 屏蔽罩拉深膜工艺性分析 深件拉深变形特点 从几何形状的特点，矩形盒状零件可以划分为 2个长度 个 加 4个半径为 r 的 1/4圆筒部分组成（冲压与模具设计图 若将圆角部分和直角部分分开考虑，则直角部分的变形相当于直径为 2r、高为 h 的圆筒件的拉深，直边部分的变形相当于弯曲。但实际上圆角部分和直角部分是联系在一起的整体，因此盒型件的拉深又不完全等同于简单的弯曲和拉深复合有其特有的变形特点。 （ 1）直边部分的变形 :直边部分的横向尺寸 形后成为 间距逐渐缩小，越靠 直边中间缩小越少，即 纵向尺寸 形后成为 距逐步增大，越靠近盒口部位增大越多，即 （ 2）圆角部位变形：拉深后径向放射线变成上部距离宽，下部距离窄的斜线，不是与底部垂直的等距平行线。同心圆弧的间距不再相等，而是变大，越向口越大，同心圆弧不位于同一平面内。 深件要求 1拉深件形状应尽量简单、对称，尽可能一次拉深成形； 2尽量避免半敞开及非对称的空心件，应考虑设计成对称（组合）的拉深； 3在设计拉深件时，应注明必须保证外形或内形尺寸，不能同时标注内外 形尺寸；带台阶的拉深件，其高度方向的尺寸标注一般应以底部为基准； 4拉深件口部尺寸公差应适当。 5一般拉深件允许壁厚变化范围 若不允许存在壁厚不均现象，应注明； 6需多次拉深成形的工件，应允许其内、外壁及凸缘表面上存在压痕。 7 拉深件的精度等级要求不宜过高主要指其横断面的尺寸精度；一般在 以下，不宜高于 ，高于 的应增加整形工序。因 为工件图精度等级为 以符合要求。 如图 1所示，该工件形状简单对称，为轴对称拉深件，在水平和竖直方向上的变形是均匀的，模具加工也比较容易。 大连交通大学 2017 届本科毕业生毕业设计（论文） 2 图 1 外屏蔽罩从几何形状的特点看属于底面为矩形的薄壁盒形件，矩形盒状零件可以划分为 2个长度 2个 加 4个半径为 r 的 1/4圆筒部分组成【 1】。若将圆角部分和直角部分分开考虑，则直角部分的变形相当于直径为 2r、高为 h 的圆筒件的拉深，直边部分的变形相当于弯曲。但实际上圆角部分和直角部分是联系在一起的整体，因此盒型件的拉深又不完全等同于简单的弯曲和拉深复合有其特有的变形特点。 （ 1）直边部分的变形 :直边部分的横向尺寸 形后成为 间距逐 渐缩小，越靠直边中间缩小越少，即 纵向尺寸 形后成为 距逐步增大，越靠近盒口部位增大越多，即 （ 2）圆角部位变形：拉深后径向放射线变成上部距离宽，下部距离窄的斜线，不是与底部垂直的等距平行线。同心圆弧的间距不再相等，而是变大，越向口越大，同心圆弧不位于同一平面内。 深件工艺分析 拉深件的结构工艺性分析：（ 1）拉深材料满足塑性、低的屈强比、大的板厚方向性系数和小的 板平面方向性（ 2）对拉深零件形状和尺寸的要求（ 3）拉深精度要满足要求（ 4）拉深工艺力计算（ 5）拉深成型过程中的辅助工序 表 1材料名称 铝 硬铝 黄铜 软钢 相对拉深高度h/d 连交通大学 2017 届本科毕业生毕业设计（论文） 3 表 1料的工艺性能 选择 08 钢材料作为外屏蔽罩材料， 08 钢属于优质碳素结构钢，优质沸腾钢，强度、硬度低，冷变形塑性很好，可深冲压加工，焊接性好。成分偏析倾向大，时效敏感性大，故冷加工时应采用消除应力热处理或水韧处理，防止冷加工断裂。 08 钢的主要机械性能如下： 抗拉强度 b 280服强度 s 180剪强度 220伸率 32% 材料 次数 材料 次数 08、 10、 15 钢 3 4 不锈钢 1 2 铝 4 5 镁合金 1 黄铜 4 钛合金 1 大连交通大学 2017 届本科毕业生毕业设计（论文） 4 第二章 拉深工序计算 定切边余量 表 2H 算毛坯直径00 的毛坯，中间工序都拉深成圆筒形的半成品，在最后一道工序才拉深成方形盒的形状和尺寸。计算时从 数第二道拉深开始，确定拉深半成品件的工序直径。 2r+2 式中， =（ r 到算出 D D= () 式 长圆弧半径 ： L=2= （式 长圆形毛坯宽度为： K= （式 算工件拉深次数及各次拉深尺寸 表 2对角部圆角半径 r/B 对高度H/r 23 46 812 1015 判断能否一次拉深： H/r=69/4=r/B=4/36=能一次拉深得到 H/r=66/6=11； r/B=6/36=H/r=50/5=10； r/B=5/36=后设计为分四次拉深得到。 确定工序： 落料 拉深圆角 拉深圆角 直边拉深 拉深成形 拉伸次数 1 2 3 4 切边余量 H 边余量 连交通大学 2017 届本科毕业生毕业设计（论文） 5 第三章 工序压力计算和压力机的选择 算落料拉深工序压力 深力的计算 第 一次拉深力 F (式 后续工序拉深力 F （式 为材料的抗拉强度；为系数，查得 =230 1=2= Q=拉深时： F ）（ 深拉深时： F ）（ 推件力 卸料力 总冲压力 模具中心的确定： 工件件关于 X,以其压力中心位于几何中心 力机选择原则 冲压设备的选择直接关系到设备的合理使用，安全，产品质量，模具寿命，生产效率和成本等一系列问题。 对于中小型冲裁件，弯曲件或浅拉深件多用具有 大中型和精度要求较高的冲压件生产中，多采用闭式压力机。对于大型，较复杂的拉深件多采用闭式双动拉深压力机。对于形状复杂零件的大量生产，应优先考虑选用多工位自动压力机。而对落料，冲孔件的大量生产，则应选用效率高，精度高的自动高速压力机。在小批生产中尤其式大型厚板的生产，多采用液压机。校正弯曲，校平整形工序要求压力机有较大的刚度，以便或得较高的虫牙件尺寸精度。 对曲柄压力机所要考虑到的重要参数是： 要的压力； 留有固定模具的余地，台面上的漏孔应与所要进行的工艺相适合； 对压力机的要求 : 压力机的公称压力要求大于 压力机的行程应大于 32=100 初选开式固定台压力机： 并对压力机的大连交通大学 2017 届本科毕业生毕业设计（论文） 6 功率进行校核，结果满足条件。压力机主要参数如下 : 表 3称压力（ 250 滑块行程（ 120 行程次数（次 / 80 最大闭合高度（ 270 封闭高度调节度（ 0 工作台尺寸（ 前后 440，左右 810 模柄尺寸（ mm* 直径 40 深度 60 电动机功率（ 样设计 在冲压生产中，工件原材料费用占制造成本的 60%左右， 所以充分节约利用原材料具有非常重要的意义。提高材料利用利用率是降低成本的主要措施之一，而合理排样便能有效提高材料利用率。 首先明确排样原则：提高材料利用率；使工人操作方便安全，减轻工人的劳动强度；使模具结构简单，使模具寿命较高；排样应该保证冲裁件的质量。 （ 1）排样方法 从该工件的形状分析，由于该件毛坯形状简单，对称，考虑到冲裁件质量以及生产批量（大批量）等问题，还有模具的使用寿命，要采用有废料排样，采用直排式，如图2所示： （图 2） 查冲压工艺与模具设计表 2定搭边值 ， 两工件间的横搭边 工件间的纵搭边 a=B 大连交通大学 2017 届本科毕业生毕业设计（论文） 7 二次拉深压力机的选择 工件二次拉深拉深力的计算：拉深力 压力机的行程应大于 8=45综合考虑后，选取开式固定台压力机 3称压力（ 250 滑块行程（ 80 行程次数（次 / 100 最大闭合高度（ 250 封闭高度调节度（ 0 工作台尺寸（ 前后 440，左右 700 模柄尺寸（ mm* 直径 40 深度 65 电动机功率（ 三次拉深压力机的选择 工件二次拉深拉深力的计算：拉深力 压力机的行程应大于 6=40公称压力（ 250 滑块行程（ 80 行程次数（次 / 100 最大闭合高度（ 250 封闭高度调节度（ 0 工作台尺寸（ 前后 400，左右 700 模柄尺寸（ mm* 直径 40 深度 65 电动机功率（ 四次拉深压力机的选择 工 件二次拉深拉深力的计算：拉深力 压力机的行程应大于 =连交通大学 2017 届本科毕业生毕业设计（论文） 8 表 3称压力（ 250 滑块行程（ 120 行程次数（次 / 80 最大闭合高度（ 270 封闭高度调节度（ 0 工作台尺寸（ 前后 440，左右 810 模柄尺寸（ mm* 直径 40 深度 60 电动机功率（ 连交通大学 2017 届本科毕业生毕业设计（论文） 9 第四章 模具工作部分尺寸和公差计算 深成型模具设计 首次拉深模 D 需要压边圈选用有压边装置的拉深模后续工序拉深模压边圈兼做定位圈，需要在压边圈上安装定位销限制压边力的增长落料拉深复合膜适合本次拉深模设计。 4.深模工作零件的结构和尺寸 拉伸膜工作部分尺寸主要指凹模圆角半径 模工作部分的间隙 c 和凸模与凹模的工作尺寸（ 。 伸时，平板毛坯是经过凹模圆角流入洞口形成零件的筒壁。当 料经过凹模圆角部分其变形阻力大，引起摩擦力增加，结果使拉深变形力增加，拉深力增大还容易使危险端面材料严重变薄甚至于破裂，在这种情况下，材料变形受限制，必须采用较大的拉深系数。较小的 小时使模具寿命降低。 根据经验公式 d ）（ D 1 （）（ d= t= .7* .7* .8*模圆角半径对拉深的影响不像凹模那样显著。 坯在该处受到较大的弯曲变形，使危险断面的强度降低，过小的 引起危险断面局部变薄甚至开裂，也影响拉深件的表面质量。 模断面与毛坯接触面积减小。 一般，第一次拉深凸模圆角半径 后各次拉深凸模圆角半径 22（）（ 拉深零件 首次拉深凹模圆角半径 r 凸缘 （ 47t （ 58)t (69)t (710)t (813)t 无凸缘 （ 610t (813)t (1016)t (1218)t (1522)t 大连交通大学 2017 届本科毕业生毕业设计（论文） 10 c 有压边圈拉深模具的单边间隙 精度要求较高时，直边部分间隙为： c=（ t 当精度要求不高时，直边部分间隙为： c=（ t t=0.8 角部分的间隙比直边部分增大 深模凸、凹模间隙取向按下述原则决定 （ 1） 除最后一次拉深外，其余各道工序都不做规定； （ 2） 最后一次拉深根据工件的尺寸要求，外形要求取在凸模上，內型要求取在凹模上。 模与凹模工作尺寸与公差 尺寸设计原则：（ 1）对于多次拉深的中间过渡拉深工序，其半成品尺寸要求不高。这时，模具的尺寸取半成品过度尺寸，基准可取选用凹模或凸模没有强制规定。（ 2）最后一道工序的凸模、凹模尺寸和公差应按零件的要求来确定。当零件要求外形尺寸时，以凹模设计为基准，先计算凹模尺寸，在计算凸模尺寸。 0 当零件要求内形尺寸时，以凸模设计为基准，先计算凸模尺寸，再确定凹模尺寸。 +2c） 模具制造公差根据拉深件公差等级确定，初定拉深件制造精度为 具制造精度为 大连交通大学 2017 届本科毕业生毕业设计（论文） 11 第五章 零件切削加工工艺规程 艺规程设计 凸模与凹模固定板起固定于定位作用 件的工艺分析 ： 凸模 共有三组加工表面 (1)以顶平面为中心的加工表面。这一组加工表面包括：顶平面，其表面粗糙度为 m。（ 2）以三角凸台为中心的加工表面。这一组加工表面包括：三角凸台，其表面粗糙度为 m。 (3)以 32圆表面为中心的加工表面。这一组加工表面包括： 32圆表面及其端面，其表面粗糙度为 m， 螺纹孔。（ 4）以台阶面为中心的加工表面。这一组加工表面包括：台阶面，其表面粗糙度为 m。 定毛坯的制造方式 毛坯的选择影响着零件在加工过程中的工序过程，切削用量、机床以及刀具的选择和基本工时等众多要素，所以合理的选择毛坯具有重要的技术和经济意义。课题所给的杠杆工件材料为 45钢，考虑到杠杆在工作过程中可能会承受冲击载荷，因此应该选用铸件，保证其工作可靠。由于工件批量生产，轮廓尺寸不大，结构形状较复杂，技术要求不是很高，故可采用铸造成型。这有利于于提高生产率，降低生产成本。 准的选择 基准选择的合理与否直接影响着工艺规程设计。如果选择合理，可以提高工件精度和生产率。如果选择不合理，可能会影响工件质量，甚至无法 生产。 基准的选择 选择粗基准时，主要考虑各加工表面能有均匀的加工余量，并尽可能快的找到精基准。根据粗基准的选择原则，选择加工余量要求均匀的重要表面作为粗基准。所以选择杠杆的主要支撑轴 32为粗基准。以支撑轴作为粗基准加工精基准面，然后再以精基准加工支撑轴。这样就能保证均匀地去掉较少的余量，使表层保留致密的组织，以增加耐磨性。 基准的选择 为了保证杠杆各加工表面之间的相互位置和加工精度以及装夹可靠方便。根据精基准的选择原则，在工件加工过程中尽可能地采用统一的定位基准，即基准统一 原则。由零件图可知，杠杆的顶平面面积较大，平整光滑，且与其他加工面联系密切，可以作为统一基准加工其他加工表面，因此选择顶平面做为精基准。如果按照基准重合原则选择杠杆的装配基准即前后端面作为精基准，当加工支撑轴和螺纹孔时，在定位、夹紧以及夹具设计等方面都有一定的困难，所以不采用此种原则。 大连交通大学 2017 届本科毕业生毕业设计（论文） 12 定工艺路线 制定工艺路线的出发点，应当是使零件的尺寸精度、位置精度、几何形状以及各项技术要求得到合理保证。生产纲领已经确定为批量生产，所以关键之处在于集中工序以提高生产率，降低劳动成本。首先需要加工出精基 准顶平面，之后一系列工序都要以顶平面为基准进行加工，直到杠杆加工结束。其中后续工序需要遵循先面后孔，先粗后精的加工原则。 根据分析，现拟定两个方案如下： 工艺路线一： 工序 1：铸造 铸造 工序 2：时效 时效处理 工序 3：铣 铣顶平面 工序 4：铣 铣左边三角凸台 工序 5：铣 铣杠杆一侧台阶面至图纸尺寸 工序 6：铣 铣杠杆另一侧台阶面至图纸尺寸 工序 7：粗车 粗车 32有精车余量 工序 8：精车 精车 32工序 9：钻孔攻丝 钻 工序 10：检验 按图纸要求检验各部分尺寸及形位公差 工序 11：入库 清洗，入库 工艺路线二： 工序 1：铸造 铸造 工序 2：时效 时效处理 工序 3：铣 铣顶平面 工序 4：粗车 粗车 32有精车余量 工序 5：精车 精车 32工序 6：钻孔攻丝 钻 工序 7：铣 铣左边三角凸台 工序 8：铣 铣一侧台阶面至图纸尺寸 工序 9：铣 铣另一侧台阶面至图纸尺寸 工序 10：检验 按图纸要求检验各部分尺寸及形位公差 工序 11：入库 清洗，入库 两个工艺路线方案对比：方案一是先加工各平面再以此为基准加工外圆表面及螺纹孔。方案二是先加工外圆表面及螺纹孔，再以其为基准加工各平面。经过比较，先加工平面大连交通大学 2017 届本科毕业生毕业设计（论文） 13 再加工外圆表面及螺纹孔，遵循了先面后孔的加工原则，从而较易保证定位精度。并且可以减少机床的更换次数，节省时间，定位及装夹都较方便。因此最后确定的加 工路线： 工序 1：铸造 铸造 工序 2：时效 时效处理 工序 3：铣 铣顶平面 工序 4：铣 铣左边三角凸台 工序 5：铣 铣一侧台阶面至图纸尺寸 工序 6：铣 铣另一侧台阶面至图纸尺寸 工序 7：粗车 粗车 32有精车余量 工序 8：精车 精车 32工序 9：钻孔攻丝 钻 工序 10：检验 按图纸要求检验各部分尺寸及形位公差 工序 11：入库 清洗，入库 械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸的确定 零件材料为 45 钢，根据金属机械加工工艺人员手册查得，其硬度为 197 241学性能 =600产类型为批量生产，采用铸造成型。根据材料及工艺，查找机械制造技术基础课程设计可分别确定各加工表面的机械加工余量、工序尺寸及毛坯尺寸如下： (1)粗铣加工余量 = (2)粗铣后厚度 =20 毛坯厚度 =（ 20+ =21 (3)查表可知粗铣精度等级为 13 级，取 表得 毛坯公差查阅铸件尺寸公差与机械加工余量（ 6414 1999） ,取 （ 1）粗铣加工余量最大处 = （ 2）铣削后三角凸台底边长 =20，三角凸台宽度 =22 毛坯底边长 =60 ,毛坯宽度 =32 （ 3）查表可知粗铣精度等级为 13级，取 表得 毛坯公差查阅铸件尺寸公差与机械加工余量（ 6414 1999） ,取 （ 1）粗铣加工余量（双边余量） = 精铣加工余量（双边余量） = （ 2）精铣后厚度 =64 大连交通大学 2017 届本科毕业生毕业设计（论文） 14 粗铣后厚度 =(64+ = 毛坯厚度 =( =70 （ 3）查表可知粗铣精度等级为 13级，取 表得 查表可知精铣精度等级为 8级，取 表得 毛坯公差查阅铸件尺寸公差与机械加工余量（ 6414 1999） ,取 （ 1）粗车加工余量（双边余量） = 精车加工余量（双 边余量） = （ 2）精车后直径 D=32 粗车后直径 D=(32+ =34 毛坯直径 D=(34+ = （ 3）查表可知粗车精度等级为 13级，取 表得 查表可知精车精度等级为 8级，取 表得 毛坯公差查阅铸件尺寸公差与机械加工余量（ 6414 1999） ,取 （ 1）粗车加工余量 = （ 2）粗车后长度 =23 毛坯长度 =（ 23+ =25 (3)查表可知粗车精度等级为 13 级，取 表得 T= （ 1）攻丝加工余量 = （ 2）攻丝后直径 D=12 钻孔后直径 D=（ =14 （ 3） 查表可知钻精度等级为 13 级，取 表得 T= 择机床及刀、量具 考虑到生产类型为批量生产，从经济实用的角度出发，选用的机床以通用机床为主。夹具一般采用专用夹具。工件在各机床上的装卸及各机床间的传递，由工件形状决定其需要辅助工具来保证其固定可靠。故其生产方式以通用机床加专用夹具为主。量具可以采用游标卡尺，测量范围 0 1000，用以测量工件各部分尺寸长度。具体的选择详见每步工序。 定切削用量及基本工时 (机动时间 ) 工序 1：无切削加工，无需计算 工序 2：无切削加工，无需计算 大连交通大学 2017 届本科毕业生毕业设计（论文） 15 工序 3：铣顶平面 机床： 具： ,莫氏锥柄立铣刀材料：高速钢， d=32 ,齿数 z=3。 参照切削用量手册加工余量为 1，所以取铣削深度 ,走刀次数为一次。 取每齿进给量 , 取切削速度 V=38m/ 机床主轴转速 n= n=375r/实际切削速度 v=给量 f= 3 375=)1610()162/( d = 所以机动时间 t=序 4：铣左边三角凸台 机床： 具：可转位立铣刀 ,材料：高速钢， d=32 ,齿数 z=3。 参照切削用量手册加工余量最大处为 9，所以取铣削深度 ，走刀次数为一次。 取每齿进给量 , 取切削速度 V=23m/ 机床主轴转速 n= n=235r/实际切削速度 v=给量 f= 3 235= = 刀具切入长度 )31()(21 )31()32(532 22 = 刀具切出长度 所以机动时间 为凸台为对称结构，所以 t= 序 5：铣杠杆一侧台阶面至图纸尺寸 工步 1：粗铣铣杠杆一侧台阶面 机床： 具：莫氏锥柄立铣刀 ,材料：高速钢， d=16 ,齿数 z=3。 参照切削用量手册加工余量为 ，所以取铣削深度 走刀次数为一大连交通大学 2017 届本科毕业生毕业设计（论文） 16 次。 取每齿进给量 , 取切削速度 V=47m/ 机床主轴转速 n=935r/ n=950r/实际切削速度 v=给量 f= 3 950=114 /一个台阶面： 被切削层长度 l=205 刀具切入长度 )31()(21 )31()16(16 22 = 刀具切出长度 d=216=8 所以机动时间 fl 二个台阶面： 被切削层长度 l=205 刀具切入长度 )31()(23 )31()16(16 22 = 刀具切出长度 所以机动时间 以粗铣一侧台阶面的机动时间 t1=t1+步 2：精铣杠杆一侧台阶面 机床： 具：莫氏锥柄立铣刀 ,材料：高速钢， d=16 ,齿数 z=6。 参照切削用量手册加工余量为 ，所以取铣削深度 走刀次数为一次。 取每齿进给量 , 取切削速度 V=36m/ 机床主轴转速 n=716r/ n=750r/实际切削速度 v=给量 f= 6 750=270 /一个台阶面： 被切削层长度 l=205 刀具切入长度 )31()(21 017 届本科毕业生毕业设计（论文） 17 = )31()16(16 22 = 刀具切出长度 d=216=8 所以机动时间 fl 二个台阶面： 被切削层长度 l=205 刀具切入长度 )31()(23 )31()16(16 22 = 刀具切出长度 所以机动时间 以精铣一侧台阶面的机动时间 t2=t1+以铣一侧台阶面所需的总时间 t= 序 6：铣杠杆另一侧台阶面至图纸尺寸 由于两侧台阶面完全对称，所以同工序 5即机动时间 t=序 7：粗车 32外圆表面及端面，留有精车余量 机床： 床功率为 工步 1：粗车 32端面 刀具： 90 偏头端面车刀，材料：硬质合金 照切削用量手册加工余量为 1，所以取切削深度 ,走刀次数为一次。 进给量 f=1 /r,取 f=。 车刀后刀面最大磨损量为 值为 刀寿命 T=60切削速度 V=60 75m/ V=60 m/ 由于实际情况，在车削过程使用条件的改变，查得切削速度的修正系数为： 钢的强度和硬度改变时切削速度的修正系数 具材料改变时切削速度的修正系数 削方式改变时切削速度的修正系数 以切削速度的修正系数 kv=削速度 0 m/床主轴转速 n= n=400r/实际切削速度 v=刀切削的长度 l=。 所以机动时间 t=步 2：粗车 32外圆表面 刀具： 90 焊接式直头外圆车刀 , 材料：硬质合金 连交通大学 2017 届本科毕业生毕业设计（论文） 18 参照切削用量手册单边加工余量为 1，所以取切削深度 ，走刀次数为一次。 进给量 f=1 /r,取 f=。 车刀后刀面最大磨损量为 值为 刀寿命 T=60切削速度 V=60 75m/ V=60 m/ 由于实际情况，在车削过程使用条件的改变，查得切削速度的修正系数为： 钢的强度和硬度改变时切削速度的修正系数 具材料改变时切削速度的修正系数 削方式改变时切削速度的修正系数 以切削速度的修正系数 kv=削速度 0 m/床主轴转速 n= n=400r/实际切削速度 v=为主偏角 90以 3，取 2。 3 5，取 3 。 因为是批量生产，所以 所以车刀车削的总长度 L=l+l1+l2+3+2+3+0=28 所以机动时间 t=序 8：精车 32外圆表面及端面至图纸尺寸 机床： 床功率为 刀具： 90 焊接式直头外圆车刀 , 材料：硬质合金 照切削用量手册单边加工余量为 所以取切削深度 走刀次数为一次。 进给量 f= /r,取 f=。 车刀后刀面最大磨损量为 值为 刀寿命 T=60切削速度 V=110 130m/ V=110 m/ 由于实际情况，在车削过程使用条件的改变，查大连交通大学 2013 届本科生毕业设计（论文）实习（调研）报告 实习（调研）报告 题的来源与意义 目前我国模具产业进入了高速的发展期，急缺模具设计人才。计算机辅助设计（ 计算机辅助制造（ 生产形式正在被我国各企业应用。 件，在模具设计领域被广泛应用。学生在前期的学习过程中具备“冷冲压工艺与模具设计”“模具制造工艺”等有关理论基础知识及专业性设计练习。其目的主要是： 1 树立正确的设计思想，联系实际，从实际中解决设计问题，力求设计合理、实用、经济； 2 培养学生分析问题、解决问题的能力 :；3 训练学生学会查阅相关手册、图册 、技术文献和技术资料； 4 培养学生认真负责、踏实细致的工作风和严谨的科学态度；初步养成良好的职业习惯。 内外 冲压 模行业发展 状况 与发展趋势 冲压模的发展状况： 冷冲压加工工艺在我国已有悠久的历史。据文献记载：我国劳动人民远在青铜时期就发现了金属具有锤击变形的性能，到了战国时代（公元前 403 前 221 年）已经能炼剑淬火。我们的祖先在 2300 年前已掌握了锤击金属制造兵器和各种日用品技术。在漫长的封建社会时期，我国劳动人民在金、银、铜装饰品和日用品的制作中，更是显示出了精巧的工艺技 术和高超的艺术水平，令人叹为观止。 近代，从上个世纪 20 年代开始，金属制品、玩具和小五金等行业就开始使用冲床、压力机等简易机械设备及相应的模具加工产品的毛坯或某些零部件，其中的“刀口模子”专门用于落料、冲孔，“坞工模子”可用于金属拉伸。由于生产力较为低下，技术水平不够，当时各厂使用的冲压设备功率都不大，甚至大多还是手扳脚踏。模具加工业以手工为主，故而 模 具的精度不高，损坏率大。直到 20 世纪 40 年代初，出现水压机冷冲模具。 50 年代公私合营后，增添了磨床、铣床和锯床等设备，又配上硬度计、外径内径测定 器和块规等较为精密的测量设备，冷冲模具的精度得以提高。六七十年代，随着产品生产大量使用冲压机床，冷冲模具已从原来单冲落料、单冲孔模具发展为落料、冲孔复合模。同时由于冷冲模架标准件的出现，使模具设计结构形式多样化，精度也由此提高。与此同时，随着热处理技术的进步和检测手段的完善，冷冲模具使用寿命提高 5 7 倍。这一时期，还由于成型磨削、电脉冲和线切割机等机床相继使用，又采用硬质合金为模具材料，冷冲模具的制作工艺有了新的发展。设计人员改进制模工艺，具有自动送料、自动理片和接料装置的复合模具大量问世。靠模铣床 引进后，用石膏、木模或实物即可翻制出相同形状的模芯，使复合拉深模具的制作方便了许多，确保了精度。 70 年代以后，使用斜度线切割机加工冷冲模具，其凸模（冲头）和凹模可先淬火处理再切割装配，取代了原来冷冲模具制作需要热处理装配变形修正的繁琐工艺，模具的精度可达到 以说这段时间我国的模具产业发展日新月异。 到了 21 世纪，随着计算机软件的发展和进步， 术日臻成熟，其现代模具中的应用越来越广泛。目前我国冲压模具无论在数量上，还是在质量、技术和能力等方面都已有了很大发展，但与 国民经济需求和世界先进水平相比，仍具有较大的差异，一些大型、大连交通大学 2013 届本科生毕业设计（论文）实习（调研）报告 精密、复杂、长寿命的高档模具每年仍大量进口，特别是中高档轿车的覆盖件模具，目前仍主要依靠进口。而一些低档次的简单冲模，则已供过于求，市场竞争非常激烈。根据中国模具工业协会的统计数据， 2009 年中国模具进出口总额为 美元，比上年下降 其中进口总额为 美元，同比减少 2%；出口总额为 美元，同比减少 按模具种类分，进出口最高的仍是塑料橡胶模具，分别占了进出口额的 和 其次是冲压模具，分别占了进出口额的 和 按进口货源地分，进口模具主要来自日本、韩国、德国，其次是中国台湾、美国、加拿大、意大利、新加坡、丹麦和法国；按出口目的地分，中国出口模具的市场主要是香港、美国和日本，其次是德国、印度、中国台湾、法国、巴西、韩国和越南；按出口货源地分，出口模具主要来自广东、浙江和江苏。从进出口模具价格方面分析， 2009 年出口冲压模具平均每吨价 元，比上年上升 出口塑料橡胶模具平均每套价 963 美元，比上年上升 如果与进口价相比较，则冲压模具平均每吨进出口之比为 1；塑料橡胶模具平均每套进出口之比为 1。与上年相比，差距明显缩小。中国模具工业协会的分析指出，从上述价格可看出，中国出口模具的技术含量和附加值比上年又有了上升，与进口模具相比，技术和价格差距也在不断缩小，充分体现出了 2009 年中国模具产业的技术进步。 1 冲压模与计算机的结合：随着计算机技术的发展和普及 , 冲压模具也基本实现了计算机化 , 其中有代表性的是计算机辅助设计 (计算机辅助制造 (计算机辅助工程 (在计算机辅助设计方面 , 如今的国内冲压模具企业几乎全部甩掉了传统的绘图板 , 摒弃了落后的手工绘图方式。 使用最多的是由美国 , 有些企业还在 (如深圳某台资公司在 础上进行专项开发 , 形成了由十二块模板组成的系列冲压模具 ),形成了具有自己特色的、针对性非常强的冲压模 件 ;也有许多企业使用国产的 品 (如开目 等 2 )。 可是 , 绝大多数企业几乎都是利用上述软件 , 从事模具二维装配或零件图的绘制。部分大型模具企业也引进了 裁模设计大师 )等专业冲裁模设计软件 , 从事冲裁模具的优化设计 , 既可减少重复设计工作量 , 又可加快模具设计速度、有效缩短冲压模具的设计制造周期。随着技术的进步 , 冲压模具三维设计工作逐步兴起 ,文献 2报道 :国内模具企业陆续开始使用 国际先进的 、多功能软件设计冲压模具 , 特别是利用这些软件进行三维实体造型设计和部件干涉检查 , 以期能够及早发现设计存在的问题和减少试模期间进行的修整。在与国际接轨 , 引进上述三维设计软件的同时 ,部分厂家 6 还引进了 件 , 在进行冲压模设计时对冲压成形工艺进行有限元模拟分析 , 以便可以采取有效措施一次冲压成形轿车覆盖件等大型精密制品。 国内的大学在冲压模具方面做了许多有益 的工作 : 积极开发拥有自主知识产权的、具有中国特色的 品 , 如吉林大学汽车覆盖件快速成型技术所独立研制的汽车覆盖件冲压成型分析 件 , 华中科技大学模具技术国家重点实验室开发的汽车覆盖件冲压模具和级进模具 件 , 上海交通大学模具 家工程研究中心 /精冲研究中心分别开发的冷冲模具 /精冲模具 件等。 许多大学 (或专门机构 )结合冲压模具的教学和科研工作 ,积极针对有效使用 013 届本科生毕业设计（论文）实习（调研）报告 等先进软件开展技能培训 , 培养了一批又一批的技术能手。 许多研究工作者针对这些软件的引进 , 研究建立冲压模具标准件图库等问题 , 以进一步提高设计速度。 计算机辅助制造 (是冲压模具生产的重要组成部分 , 通过共用计算机辅助设计的数据库直接完成冲压模具的数控加工 , 既提高了效率 , 又减少了误差。 上海大众模具公司就引进了欧洲先进的三维 件 成功应用到模型实体制作、工艺文件编制、数控加工编程、三维尺寸测量等整个模具制造领域 , 真正实现了三维制造 , 大幅度提升了模具制造能力 , 步入了世界冲压模具工业的前列。 汽车覆盖件成形模具是典型的大型、精密、复杂冲压模具 , 原来每年都要花费大量外汇从国外引进 , 但现在一汽模具公司、东汽模具公司、天津汽车模具公司、上海大众模具公司、成飞集成科技股份公司等中国冲压模具业的龙头企业可部分生产此类模具。 上海大众模具公司 2002 年成功设计生产了 车 10 个自制车身零件共 47 副模具 , 90 %的产品达到了德国大众对汽车模具验收的最佳评分标准 , 为上海大众汽车公司降低约 200 万欧元的模具成 本 6 。他们采用目前国际上先进模具厂商流行的 计软件进行模具结构三维实体设计 , 在设计初期用 件 , 对头道工序的拉深过程进行有限元数值快速模拟 , 在工艺面初步确定的基础上进一步运用 件进行冲压成形的精确模拟 , 精确计算毛坯尺寸和拉深所需的压边力 , 预测零件拉裂或起皱的可能性 , 确定防止和控制零件回弹的偏差等。 先进冲压模发展现状：我国冲压模具产品的质量和生产工艺水平 , 总体上比国际先进水平低许多 , 而模具生产周期却要比国际先进水平 长许多。 产品质量水平低主要表现在精度、表面粗糙度、寿命及模具的复杂程度上 ;生产工艺水平低则主要表现在加工工艺、加工装备等方面。冲压模具加工工艺和装备对提高加工效率、确保模具精度、缩短交货周期有重要影响。过去的中国冲压模具行业 , 车、刨、铣、钻、磨等传统普通机床和电火花线切割机床 , 曾经在绝大多数冲压模具企业使用 , 进口的数控龙门仿形铣床由于没有采用 术 , 也只能当作靠模仿形铣床使用 , 采用这些装备加工冲压模具时 , 通常需要对模具零件反复装夹和定位 , 因而加工生产效率低、模具 产品质量差。文献 7 报道 , 在 2002 年 12 月德国法兰克福举办的 会上的 1493 个参展厂商中 , 约有 30 %是机床和刀具厂商 , 展出高速加工机床的最高转速在 25 000 30 000r/间 ,这是对传统切削加工的非常显著的变革 , 体现了模具加工技术装备高速化、集成化趋势。高速加工并不以牺牲加工精度和加工质量为代价 , 当今高速加工装备普遍可以达到机床精度不大于 1 m、表面粗糙度不高于 0 m 的水平 , 是一种高水平的高速加工技术 8 。 德国 速加工机床主轴转速高达 42 000 r/位精度和重复定位精度分别达到了 0 很高水平 。连通常被认为效率低下的电火花机床的加工速度也在不断提高。 电火花铣削加工技术是一种替代传统的用成型电极加工型腔的新技术 , 它是用高速旋转的简单的管状电极作三维或二维轮廓加工 (像数控铣削一样 ), 因此不再需要制造复杂的成型电极 ,这显然是电火花成形加工领域的重大发展。国外已经将这种高新技术机床应用到模具加工中 , 如 司开发的高速电火花机床 , 与传统电火花机床相比可提高加工效率 20% 70%,同样加工一个深 81孔 , 前者所需工时仅为后者的 38 。国外的模具制造企业 , 广泛使用先进的高精度、高速度、专业化加工大连交通大学 2013 届本科生毕业设计（论文）实习（调研）报告 装备 , 如日本丰田汽车模具公司 9 拥有构造面加工数控铣床 39 台套、型面加工高速五轴五面铣床 15 台套、其它新型一体化专门加工设备 6 台套。加工工艺方法包括等高线加工、最大长度顺向走刀加工等 ,精加工走刀移行密度仅有 0 .3 时 , 可以实现内凹圆角清根、外凸圆角加 工到位等 ,因而可以控制模具配合的不等距间隙、最大可能的缩小型面误差 , 实现模面的精细加工。国内的许多模具企业通过引进先进的加工装备 ,硬件上与国际水平的差距正在快速缩小 :上海的汽车模具企业 , 近年来通过大量购置先进的五轴高速加工机床、大型龙门加工中心和五轴联动数控高速铣床、数控车或复合加工机床、先进的大型测量和调试设备及多轴数控激光切割机等。 一汽模具公司已经拥有 轴高速数控铣床等大型高速加工设备 ;东风汽车模具公司拥有高速数控铣床、五轴数控铣床、龙门数控雕刻机床、激光切割机床等各 种先进、大型机床 22 台套。浙江黄岩的模具制造企业 , 2005 年拥有数控设备 3809 台 , 数控化率达到了 63 %(1997 年数控化率仅为 13 %);其中数控加工中心 917 台 (1997 年只有 27 台 )。黄岩地区近几年陆续引进的设备几乎都是先进的设备 , 主要来自欧美和日本的专业、先进的设备制造商。 近两年内 , 国内汽车模具企业龙门数控机床拥有量翻了不止一番 , 新增的龙门数控机床中 , 加工中心和高速铣床占了很大比重。 目前 , 资产过亿、拥有龙门加工中心 10 台以上的大型汽 车模具企业已经达到 10 多家。 外国人都惊呼 :怎么两年之间中国大陆的汽车模具企业规模、数量和制造能力会有如此大的变化。 冲压模发展趋势：发展模具工业的关键是制造模具的技术、相关人才以及 模具材料。模具技术的发展是模具工业发展最关键的一个因素，其发展方向应该为适应模具产品“交货期短”、“精度高”、质量好”和“价格低”的要求服务。为此，急需发展如下几项： 1全面推广模具 术：随着微机软件发展和进步，普及 术的条件已基本成熟，各企业需要加大 术培训和技术服务的力度，同时进一步扩大 术的应用范围。计算机和网络的发展可以促进 术跨地区、跨企业、跨院所地在整个行业中推广，实现技术资源重新整合，使虚拟制造成为可能。 2模具扫描及数字化系统：高速扫描机和模具扫描系统具备从模型或实物扫描到加工出期望的模型所需的诸多功能，这样可以大大缩短模具研制制造周期。将快速扫描系统安装在已有的数控铣床及加工中心上，可以实现快速数据采 集、自动生成各种不同数控系统的加工程序、不同格式的 据，用于模具制造业的“逆向工程”。 3电火花加工：电火花加工（ 然已受到高速铣削的严峻挑战，但其固有特性和独特的加工方法是高速铣削所不能完全替代的。例如对模具的复杂型面、深窄小型腔、尖角、窄缝、沟槽、深坑等处的加工， 其无可比拟的优点。复杂、精密小型腔及微细型腔和去除刀痕、完成尖角、窄缝、沟槽、深坑加工及花纹加工等，将是今后 用的重点。为了在模具加工中进一步发挥其独特的作用，今后将不断提高 效率、自动化程度、加工的表面完整性和设备的精密化和大型化，作为可持续发展战略，绿色 技术是未来重要发展趋势。 4优质材料及先进表面处理技术：选用优质钢材和应用相应的表面处理技术来提高模具的寿命就显得十分必要。 5模具研磨抛光将自动化、智能化：模具表面的质量对模具使用寿命、制件外观质量等方面均有较大的影响，研究自 大连交通大学 2013 届本科生毕业设计（论文）实习（调研）报告 动化、智能化的研磨与抛光方法替代现有手工操作，提高模具表面质量是重要的发展趋势。模具的失效原因有很多，材料方面的原因占较大的比重，据资料统计，因选材和用材不当，致使模具过早失效，大约占失效模具的 45% 以上。另一方面，在整个模具价格构成中，材料所占比重不大，一般在 20% 30%。因此，十分有必要 选用优质钢材和应用表面处理技术来提高模具的寿命。模具用钢要采用电渣重熔工艺，如采用粉末冶金工艺制造的粉末高速钢等。目前，模具钢品种规格多样化、产品精细化、制品化，尽量缩短供货时间亦是模具行业的重要发展趋势。【李换房】 课题研究目标与研究内容 研究方法 研究目标：通过模具设计实验，提高学生的综合能力，熟悉与模具设计及制造相关的工艺规程，熟练掌握与模具设计制造有关的计算机辅助软件。实验要求学生能独立完成冲压制件的工艺设计与制造，提高学生的自主工作能力。 具体研究内容： 实习报告一份，相关的外文翻译一份，设计 计算说明书，基于 (行模具装配总图、部件装配图、设计配套非标零件图，并生成模具零件工程图及模具总装图对非标件进行加工工艺路线设计及数控加工编程；数控加工过程的运动仿真及干涉检验。 研究方法：调查法是科学研究中最常用的方法之一，它是有目的、有计划、有系统地搜集有关研究对象现实状况或历史状况的材料的方法。调查方法是科学研究中常用的基本研究方法，它综合运用历史法、观察法等方法以及谈话、问卷、个案研究、测验等科学方式，对教育现象进行有计划的、周密的和系统的了解，并对调查搜集到的大量资料进行分析、 综合、比较、归纳，从而为人们提供规律性的知识。文献研究法：文献研究法是根据一定的研究目的或课题，通过调查文献来获得资料，从而全面地、正确地了解掌握所要研究问题的一种方法。文献研究法被子广泛用于各种学科研究中。其作用有：能了解有关问题的历史和现状，帮助确定研究课题。能形成关于研究对象的一般印象，有助于观察和访问。能得到现实资料的比较资料。有助于了解事物的全貌。实验法：实验法是通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果联系的一种科研方法。其主要特点是：第一、主动变革性。观察与调查都是在不干预研究 对象的前提下去认识研究对象，发现其中的问题。而实验却要求主动操纵实验条件，人为地改变对象的存在方式、变化过程，使它服从于科学认识的需要。第二、控制性。科学实验要求根据研究的需要，借助各种方法技术，减少或消除各种可能影响科学的无关因素的干扰，在简化、纯化的状态下认识研究对象。第三，因果性。实验以发现、确认事物之间的因果联系的有效工具和必要途径。 研究手段：调研、研究、总结。前期调研时，参考并借助专利文献、期刊、报纸等，避免科研工作的重复进行，同时为自己的科研工作寻找帮助；研究过程中，一旦有什么好的创意、想法 ，可以自行进行检索，只要有创新点立刻申报专利。研究
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