毕业设计（论文）文献综述-固定块连续模设计.doc

文献综述冷冲模的现状和发展0引言冲压工艺在工业生产中的应用十分广泛，而冲压模具是实现冲压工艺必不可少的工艺装备。冲模设计水平将直接影响到产品的质量、生产效率、生产成本与操作者的安全。级进冲模是冷冲压模具中的一种先进、高效的冲压模具。对某些形状较为复杂的，具有冲裁、弯曲、拉深、成形等多种工序的冲压零件可在一副级进冲模上冲制完成。级进冲模是实现自动化、半自动化生产，确保冲压加工质量稳定的一种模具结构形式。级进冲模较一般冲压模具而言，结构较为复杂，模具的制造难度及精度要求相对较高，制作周期较长，因而对模具设计及工艺编排专业技术人员的要求更高2。1冷冲模具工业在历史上的背景冷冲压加工工艺，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403-221年）已经能炼剑淬火。可以肯定，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，我国劳动在金、银、铜装饰品和日用品的制作中，显示出精巧的工艺技术和高超的艺术水平1。2冷冲模具工业的现状冲模是模具的重要组成部份。点模具总量的40%45%，冲压加工具有优质、高效、节能、节材、成本低等显著特点，因而在汽车、机械、电子、轻工、家电、通信、军事和航空航天等领域的产品生产中获得了广泛应用，其中60%80%的零件采用冲模加工生产，作用不可替代。随着近代工业的发展，冷冲压技术得到迅速发展。在冷冲压工艺方面，因为研究和推广应用旨在提高生产率和产品质量，降低成本和扩大冲压工艺应用范围的各种冲压新工艺成为冲压技术发展的重要趋势。目前国内外涌现并迅速用于生产的冲压先进工艺。高效、精密、多功能、长寿命多工位级进模和汽车覆盖件冲模的设计制造水平代表了现代冲模的技术水平。我国能够设计制造出机电一体化的达到国际先进水平的高效、精密、长寿命多工位级进模，工作零件精度达到25，步距精度达到23，总寿命达到1亿模次以上3。我国的模具工业的发展，日益受到人们的重视和关注，在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电和通信等产品中，60%-80%的零部件都要依靠模具成形（型）。用模具生产制件所具备的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和代消耗，是其它加工制造方法所不能比拟的。近几年，我国模具工业一直以每年15%左右的增长速度发展，2003年，我国模具总产值超过400亿元人民币4。模具工业的发展和进步，在很大程度上取决于模具加工设备、软件及切削刀具的制造水平。如今，人们对手机、电脑、汽车、手表、数码电子等商品的要求一点也不低于发达国家。但另一方面，我国生产这些商品所需模具的工作母机即模具加工设备的制造水准，从总体上来说还是比较低的。这就出现了一个奇怪的现象，这些年我国模具生产所需的先进加工设备、制造软件及切削刀具进口越来越多。去年，我国机床进口约60亿美元，其中用于模具生产的就占十分之一；去年我国模具生产所需超硬质合金和陶瓷等超硬刀具销售额约12亿元，其中90%依赖进口5。 计算机技术、信息技术等先进技术在模具技术中得到了广泛的应用，使模具设计制造水平发生了深刻的革命性的变化。目前最为突出的是模具CAD/CAE/CAM。在这方面，国际上有许多应用成熟的计算机软件，我国不但能消化、应用国外的有关软件，少数单位还能自行开发或正在开发模具CAD/CAE/CAM软件。在一些行业，如汽车行业的主要模具企业，实现了模具CAD/CAE/CAM一体化。尽管其总体水平与国际上的还有差距，但它代表了我国模具技术的发展成果与发展方向。3本设计的目的与意义固定块的形状、尺寸和表面质量是由模具保证的，所以在大量生产中可以获得稳定的加工质量，可以满足一般的装配和使用要求。冲压加工可通过使材料产生塑性变形制造复杂形状的工作，这是其他工艺方法难以实现的。冲压加工工具由很高的生产率。一般在一台冲压设备上每分钟可以生产小尺寸工件几件到几十件，高速冲床可达几百件，这是其它任何方法都无法实现的。6此外，冲压加工所用胚料是板材或卷料，通常又是在常温下加工，故易于实现机械化与自动化，可大幅度的提高生产率。冲压工艺具有生产率高、生产成本低、材料利用率高、能成型复杂零件、适合大批量生产的优点，在某些领域已取代机械加工，并逐渐扩大其工艺范围。因此，研究冲压工艺技术对发展生产、增强效益、更新产品等方面具有重要作用。固定块生产批量很大，若采用单工序冲压，工装投入多，成本大，生产效率低。而且难以满足零件较高的尺寸精度要求。为此。采用冲孔、落料、弯曲级进模。通过本设计，学习冲压模具设计的特点和全过程，训练工程设计能力，并对大学四年所学知识来一个很好的综合，查漏补缺。更重要的亲身经历整个设计过程，认真分析设计的每一部分，更或触类旁通，在精神上、思想上有一个明悟，为将来的工作、生活打下良好的基础。4本课题在国内外发展概况及存在的问题多工位级进模和多功能模具是我国重点发展的精密模具品种。目前，国内已可制造具有自动冲切、叠压、铆合、计数、分组、转子铁芯扭斜和安全保护等功能的安全保护功能的铁芯精密自动叠片多功能模具。生产的电机定转子双回转叠片硬质合金级进模的步距精度可达20m，寿命达到1亿次以上。7其他的多工位级进模，如用于集成电路引线框架的2030工位的级进模，用于电子枪零件的硬质合金级进模和空调器散热片的级进模，也已达到较高水平。我国精密多工位级进模还为数不多，模具平均寿命不足100万次，模具最高寿命达到1亿次以上，精度达到35um，有50个以上的级进工位，与国际上最高模具寿命6亿次，平均模具寿命5000万次相比，处于80年代中期国际先进水平。8目前，国内已能生产精度达2微米的精密国工位级进模，工位最多已达160个，寿命达到12亿次。9有代表的是集机电一体化的铁芯精密自动叠片多功能模具，已达到国际水平。如南京长江机器制造厂的电机铁芯自动叠铆硬质合金多工位级进模具有自动冲切、叠压、铆合、计数、分组、转子铁芯扭斜，安全保护功能，凹模采用拼块式，零配件可互换。常州宝马集团公司的步进电机定转子带双回叠片硬质合金级进模。具有转子冲片落料、旋转72再叠片，定子冲片落料、回转90再叠片等功能。这两项模具精度达到2 m，步距精度2-3 m，双回转精度1，寿命达到1亿次以上，制造周期5-6个月，而价格仅为同类进口模具的1/2-1/3，已达到国际先进水平，完全可以替代进口。而其他如48、54、68条腿集成电路柜架多工位级进模、电子枪硬质合金多工位级进模、别克轿车安全带座式工位级进模、空调器散热片多工位级进模，均达到国外同类产品水平。10总体上和国外级进模相比，在制造精度、使用寿命、模具结构和功能上，仍存在一定差距。体现高水平制造技术的多工位级进模具覆盖面大增,已从电机、电器铁芯模具扩大到接插件、电子元器件、汽车零件、空调器散热片等家用电器零件模具上。模具质量、模具寿命明显提高，模具交货期较前缩短。模具CAD/CAM技术相当广泛地得到应用，并开发出了自主版权的模具CAD/CAMA软件。电加工、数控加工在模具制造技术得到了进一步发展，尤其是这一领域的高新技术快速原型制造技术（RPM）进展很快，国内有多家企业已自行开发出达到国际水平的相关设备。11在“八五”、“九五”期间。我国已有一大批模具企业推广普及了计算机绘图技术，数控加工的使用率越来越高，特别是以生产家用电器的企业为代表，陆续引进了相当数量的CAD/CAM系统。我国自主开发的CAD/CAM系统也有很大发展。我国整个模具工业的发展趋势来看，虽然经过改革开放20年来的努力，在飞速缩小与先进国家的差距，但这个差距还是明显的，不论是设计水平还是制造工艺水平方面，都还需要急起直追，例如我国目前模具产品的自给率仅为70% ，产品的专业化、标准化程度低，先进制造技术NC、CNC加工设备层次低、数量少，开发利用率低，CAD/CAM技术采用不普遍，其他如大型化、精密化模具、多功能复合模具、热流道塑料模具、气体辅助注射模具、高压注射成型模具以及快速经济模具产品以待开发。12另外，模具设计与制造先进工艺的引进和普及也势在必行，如模具优质材料的应用及先进的表面处理和智能化、自动化抛光技术、快速原型制造技术(RPM)、模具高速扫描及数字化系统、模具加工柔性同步系统等。近些年来，级进组合冲裁模在车身制造中开始得到越来越广泛的应用，用级进模直接把卷材加工成型零件和拉伸件，加工的零件也越来越大，省去了用多工位压力机和成套模具生产所必需串接的板材剪切、涂油、板坯运输等后续工序。13级进组合冲模已在美国汽车工业中普遍应用，其优点是生产率高，模具成本低，不需要板料剪切，与多工位压力机上使用的阶梯模相比，节约30%，但是，级进组合冲模技术的应用受拉伸深度、导向和传输的带材表面硬化的限制主要用于拉伸深度比较浅的简单零件，因此不能完全代替多工位压力机，绝大多数零件应优先考虑在多工位压力机上加工。5应解决的主要问题及应达到的技术要求1）成型设备选择：根据冲压工艺的性质、生产和批量大小，制件的几何形状、尺寸及精度要求，以及安全操作等因素来确定；2）排样设计：通过几种排样方案的设计，确定最佳的排样方案;3)卸料装置设计：工作稳定，并能确保凸模与板料顺利分离；4）定位装置设计、托料装置设计：确保板料顺利送进，准确定位；5）凸、凹模设计：凸、凹模结构设计合理，强度足够，刃口尺寸精确，确保能生产出合格制件。6总结目前我国模具工业的发展步伐日益加快，但在整个模具设计制造水平和标准化程度上，与德国、美国、日本的发达国家相比还存在相当大的差距。存在的问题和差距主要表现在下列5个方面：（1）总量供不应求。（2）企业组织结构、产品结构、技术结构和进出口结构都不合理。（3）模具产品水平低很多，生产周期长。（4）开发能力较差，经济效益较差。（5）与国际水平相比，模具企业的管理落后14。 由此可得，我国模具制造，应该向以下所述的几点进行实行。这样对我国的模具行业有巨大的历史意义，这影响着我国能不能走到世界的前列和引领模具技术潮流。1.CAD/CAE/CAM计算机辅助设计、模拟、制造一体化2.先进设备在现代模具制造中的作用3.模具材料及表面处理技术。模具技术未来发展趋势主要是朝信息化、高速化生产与高精度化发展。(1)使计算机辅助设计/加工/工程技术得到广泛使用。(2)让大型模具企业拥有高速数控加工/加工中心/数控机床等先进的加工工艺与装备,可以开展RP/RT或模具逆向工程工作,使硬件装备站在与世界基本同步的水平线上。(3)在冲模的表面精整加工技术方面,要开展积极探索、积累经验。借助高速、精密的加工设备加工生产,获得良好的尺寸精度和表面粗糙度,用新型的研磨或抛光方法代替传统的手工研磨抛光,提高模具质量。在模具制造的方法中，冷冲压与其他加工方法相比，具有独到的特点：操作工艺方便，便于组织生产，是一种高效低耗的加工方法，适合大批量生产。而且冲压出的零件制品一般不需要进一步机械加工，互换性好，在耗费不大的情况下能获得强度高、刚度大而重量轻的零件。所以在工业生产中，尤其在大批量生产中应用十分广泛。相当多的工业部门都越来越多地次采用冷冲压加工产品零部件，如机械制造、车辆生产、航空航天、电子、电器、轻工、仪表及日用品等行业。在这些工业部门中，冲压件所占的比重都相当大，不少过去用铸造、锻造、切削加工方法制造的零件，现在已被质量轻、刚度好的冲压件所代替15。通过冲压加工，大大提高了生产率，降低了成本。可以说，如果在生产中不广泛采用冲压工艺，许多工业部门的产品要提高生产率、提高质量、降低成本，进行产品的更新换代是难以实现的。 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。在模具寿命上，合理选择模具材料是非常重要的16。压力容器作为冲压模具的产品之一，其分析标准一定要与国际相符合。为此，国内较有实力的压力容器制造厂为了使生产的压力容器产品能顺利进入国际市场,陆续取得ASME认证证书17。 模具制造产业是制造产业之一，而制造产业标志着一个国家的综合国力及技术水平。因此大力发展模具制造产业是国家经济建设中所必须计划到的。本次设计固定块连续模虽然不能为整个行业做出什么贡献，但我希望能够通过本次的设计制作有所体会和认识，发现一些问题，提供一些有用的资料。参考文献1 张六玲. 国内外模具工业的基本现状与市场预测. 模具制造 , 2002,(01) 2 姜伯军. 级进冲模设计与模具结构实例. 北京：机械工业出版社，2007.103 翁其金、徐新成. 冲压工艺及冲模设计. 北京：机械工业出版社，2004.74 周永泰. 模具设计和加工技术的发展方向. 制造技术与机床 , 2003,(05) 5 李双义.冷冲模具设计.清华大学出版社 6 吴诗惇编冲压工艺及模具设计，西北工艺大学出版社2001.09 7付宏生.冷冲压成形工艺与模具设计制造M.北京：化学工业出版社，2004，8 薛啓翔.冷冲压实用技术. 北京：机械工业出版社，2006,1 9 李和平、吴霞.现代模具行业现状