【冲压模具设计】侧板扣件弹片多工位级进模设计【全套CAD图纸+毕业论文说明书+开题报告等】【优秀毕业设计论文】
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2013 届本科生毕业设计（论文） 开题报告 课题名称 侧板扣件弹片成形工艺与级进模设计 专 业 材料成型及控制工程 专业方向 模具设计与制造 班 级 学 号 学生姓名 指导教师 教研室 材料成型及控制工程 机械工程学院 2013 年 3 月 8 日 侧板扣件弹片成形工艺与级进模设计 1 开题依据 模具是 工业生产中的重要的工艺装备，它在工业生产中起着极其重要的作用。冲压模具以生产效率高，质件质量好点有点在模具工业中占有很大的比例。多工位级进模是在普通级进模的基础上发展起来的一种高精度、高效率、长寿命的模具，是技术密集型模具的重要代表，是冲模发展方向之一。这种模具除进行冲孔落料工作外，还可根据零件结构的特点和成形性质，完成压筋、冲窝、弯曲、拉深等成形工序，甚至还可以在模具中完成装配工序。冲压时，将带料或条料由模具入口端送进后，在严格控制步距精度的条件下，按照成形工艺安排的顺序，通过各工位的连续冲压，在最后工位 经冲裁或切断后，便可冲制出符合产品要求的冲压件。 随着与国际接轨的脚步不断加快，市场竞争的日益加剧，人们已经越来越认识到产品质量、成本和新产品的开发能力的重要性。近年来许多模具企业因此加大了用于技术进步的投资力度，一些国内模具企业已普及了二维 陆续开始使用 国际通用软件，个别厂家还引进了着与国际接轨的脚步不断加快，市场竞争的日益加剧，人们已经越来越认识到产品质量、成本和新产品的开发能力的重要性。近年来许多模具企业因此加大了用于技术进步的 投资力度，一些国内模具企业已普及了二维 陆续开始使用 国际通用软件，个别厂家还引进了 件，并成功应用于多工位级进模的设计中 随着模具工业的发展，多工位级进模作为当代冲压模具中生产效率最高，最适合大量生产应用，且寿命较长的模具，已被越来越广泛的运用。虽然在运用过程中不断的在暴露出缺点与不足，但其改良与发展也十分迅速。多工位级进模作为一种较先进的模具，会有更多的发展空 间 本次设计以 社会实际产品为课题，设计一副能够生产所给塑件、结构合理、能保证制品的精度、表面质量的塑料模具，能熟练使用 绘图软件。使学生在塑件结构设计、塑料成型工艺分析、塑料模具数字化设计、塑料模具零件的选材、热处理、塑料模具零件的制造，以及资料检索、英文翻译等方面获得综合训练，为缩短工作适应期奠定坚实的 2 文献综述 随着 工业 发展， 工业产 品的品种、数量越来越多；对 产品质量 和外观的要求，更是日趋精美，华气。因此，结合中国具体情况，学习国外 模具工业 建设和模具生产经验 ，宣传、推行科学合理化的模具生产，才能推进模具技术的进步。 当今全球模具发展趋势如下。 （ 1） 模具市场全球化，模具生产周期进一步缩短 。 模具市场全球化是当今模具工业最主要的特征之一，模具的购买者和生产商遍布全世界，模具工业的全球化发展使生产工艺简单、精度低的模具加工企业向技术相对落后、生产率较低的国家迁移，发达国家的模具生产企业则定位在生产高水准的模具上，模具生产企业必须面对全球化的市场竞争，同时模具生产厂家不得不千方百计地加快生产进度，努力简化和废除不必要的生产工序，模具的生产周期将进一步缩短。 （ 2） 模具 集成化、智能化和网络化发展 。 软件的功能模块越来越齐全，同时各功能模块采用 同一数据模型，实现信息的综合管理与共享，支持模具设计、制造、装配、检验、测试及生产管理的全过程。有的系列化软件包括了曲面 /实体几何造型、复杂形体工程制图、工业设计高级渲染、模具设计专家系统、复杂形体 术造型及雕刻自动编程系统、逆向工程系统及复杂形体在线测量系统等；模具设计、分析、制造的三维化、无纸化使新一代模具软件以立体的、直观的感觉来设计模具，所采用的三维数字化模型能方便地用于产品结构的 析、模具可制造性评价和数控加工、成形过程模拟及信息的管理与共享；同时，随着竞争、合作、生产和管理等方面的 全球化、国际化，以及计算机软硬件技术的迅速发展，网络使得在模具行业应用虚拟设计、敏捷制造技术既有必要，也有可能。 （ 3） 模具技术向高速加工、硬铣削和复合加工方向发展 。 随着模具向精密化和大型化方向发展，加工精度超过 1m 的超精加工技术和集电、化学、超声波、激光等技术综合在一起的复合加工在今后的模具制造中将有广阔的前景。高速加工使工件获得光滑表面，节省加工时间，典型的步进距仅有 尖点只有 ，经过高速加工的工件表面大多数都非常光洁，无需钳工的进一步加工。目前，机加工工具制造商都热衷 于生产为高速加工而专门设计的加工中心，在美国采用高速加工技术以减少或省去钳工工序是一种效益相当可观的措施，这种技术在欧洲和日本也颇受欢迎。另外，用充分硬化的材料加工模具的型腔是模具加工业发展的另一个重要趋势。高主轴转速及小的刀具半径所进行的轻度切削形成了足够的转矩，可以用来加工硬度高达 64金属材料，由于不需要再进行热处理，常规热处理后的回火以及抵消由热处理引起的几何变形所进行的磨削加工也都不需要了，该技术在日本倍受青睐，如今在美国也受到了广泛 的关注并正向欧洲传播。随着各种新技术的迅速发展，国外已出现 了模具自动加工系统，该系统由多台机床合理组合，配有随行定位夹具或定位盘，有完整的机具、刀具数控库和数控柔性同步系统，具有实时质量监测控制系统。 （ 4） 模具产品将向大型、精密、标准化方向发展 。 一方面模具成型零件日渐大型化和为提高生产效率开发的 “一模多腔 ”造成了模具日趋大型化，另一方面电子信息产业、医学的迅猛发展带来了零件微型化及精密化，有些模具的加工精度公差就要求在 1m 以下。另外多功能复合模具将得到进一步发展，新型多功能复合模具除了冲压成型零件外，还担负叠压、攻丝、铆接和锁紧等组装任务，生产效率进一步提高。 国外发达国家模具标准件使用覆盖率一般为 80左右，随着我国模具工业的发展，模具标准化工作必将加强，模具标准化程度将进一步提高，模具标准件的应用和生产在 “十一五 ”期间必将得到较大的发展。 （ 5） 模具种类向热流道、气辅模具及适应高压注塑成型工艺方向发展 。 采用热流道技术的模具可提高制件的生产率和质量，并能大幅度节约制作的原材料，国外许多塑料模具厂所生产的塑料模具 50%以上采用了热流道技术，有的已经达到 80以上，效果十分明显；气体辅助注射成形具有注射压力低、制品翘曲变形小、表面质量好以及易于成形壁厚差 异较大的制品等优点，可在保证产品质量的前提下，大幅度降低成本；高压注射成形可强制树脂收缩率，增加塑料件尺寸的稳定性；另外注射压缩成形技术，可使成形件局部内应变小，能得到缩孔少的厚壁成形件，而对于塑件狭窄的部件也可注入树脂，并可用小注射力能得到优良制品，这些技术正在逐步推广使用。 （ 6） 快速经济模具前景十分广阔 。 多品种小批量生产时代的到来，人们要求模具的生产周期越短越好，因此快速经济模具将有广阔的发展前景。预计 21 世纪，用各种超塑性材料来制作模具、用环氧、聚酯或在其中填充金属、玻璃等增强物制作简易模具等生产方 式占工业生产的比例将达到 75%以上。快速经济模具主要包括快速原型制造技术、表面成形制模技术、浇铸成形制模技术、冷挤压及超塑成形制模技术、无模多点成形技术、 带冲裁落料制模技术、模具毛坯快速制造技术等。 （ 7） 优质模具材料及先进表面处理技术受到重视 。 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，因此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显得十分重要，提高钢的纯净度、等向性、致密度和均匀性及研制更高性能或具特殊性能的模具钢，开发模具钢品种规格，扩大其他优质 模具材料如硬质合金、陶瓷材料、复合材料等的应用范围是主要研究热点；用铝合金作模具材料以缩短制模周期、降低模具成本，将在快速经济模具中得到较快发展。模具表面处理的主要趋势是：由渗入单一元素向多元素共渗、复合渗发展，由一般扩散向 子渗入、离子注入等方向发展， 可采用的镀膜有： ，同时热处理手段由大气热处理向真空热处理发展。目前激光强化、辉光离子氮化及电镀（刷镀）防腐强化等技术也日益受到重视。 （ 8） 汽车、 子产业发展影响 模具市场景气 。 中国模具的进口首次出现负增长，模具行业受 “一大一小 ”的拉动，这两年发展确实很好。 “一大 ”是指汽车产业，汽车产业指的不仅仅是整车，还有汽车零部件，例如目前中国首次成为对美国汽车零部件的第二大出口国，这就意味着中国汽车模具市场已经发挥了不可替代的作用。它的快速发展对模具的拉动起了重要的作用， “一小 ”是指 子产业。 2006 年的模具进口总量为 美元，比 2005 年 美元降低了 2100万美元，首次出现了负增长，止住了进口年年增幅扩大的势头；出口总量为 2005 年增 长了 首次突破 10 亿美元，进口减少，逆差下降，是非常可喜的。 （ 9） 模具产业结构还需进一步调整 。 虽然，模具行业与前几年相比有了较大的进步，但仍然存在着许多问题。比如，产业结构不合理的现象仍然存在。产业结构包括产品结构、技术结构、进出口结构等，都不同程度地存在着问题。比如，在进出口结构方面，由于我国模具设计制造水平和能力不能满足市场要求，因此，每年都有大量模具进口，尤以高档产品为主。 2006 年进、出口冲压模具如果按重量计，单价分别为 14913 美元 /t 和 5869 美元 /t，进口大大高于出口；而对于塑料 橡胶模具， 2006 年进、出口分别为 413715 套和 1217772 套，出口量远远大于进口量，而单价却相差很悬殊：进口价格 2532 美元 /套，出口价格 602 美元 /套，相差 4 倍，虽然出口量是接近进口量的 3 倍，但总额仍然低于进口。说明我们仍在大量进口高档模具，出口的却是以中低档为主。所以，从长远来看，进出口合理化趋向应是不断扩大出口，减少进口，使出口多于进口。显然，这还需要想当一段时间的努力。 3 方案论证 冲裁件 结构特点 侧板扣件弹片是电子产品中的一个零件，如图 1，料厚为 形特 征多而复杂，在复合模中难以实现。若用简单的落料，冲孔，拉伸，弯曲，翻边等单工序模也可达到冲压要求，这样模具虽然简单了，但是冲压所用设备和人员较多，冲压工序中的定位也比较麻烦，加上零件较小，装料是易产生不安全现象，而且工序较多，效率较低，故不被推广。为减少零件在生产中的多次定位对其精度和生产效率的影响，经过反复比较，采用较为复杂的多工位级进模 冲裁件 材料特性 此工件采用 的 压而成。 电解亚镀铅锌钢板，是一种典型的冲压材料，具有很好的抗拉性能和屈服性能，适合进行弯 曲和浅拉深。 冲裁件排样设计 根据零件结构特征设计了图 2,和图 3 所示的直排 1 和斜排 2 两种排样形式，其中直排形式中为保证导正孔与零件边界的安全距离，必须增大零件与条料的搭边，导致条料宽带达到 斜排的布局达到减小了条料宽度。所以，斜排比直排利用率高 图 2 图 3 设计方案拟定 方案一 . 各工位顺序为： （ 1） 冲导正孔； （ 2） 冲孔； （ 3） 起伏； （ 4） 冲 （ 5） 冲 ，落外形； （ 6） 冲 ； （ 7） 冲 6，压毛边； （ 8）向下弯曲； （ 9） 空位； （ 10） 45 弯曲； （ 11） 空位； （ 12） 压平； （ 13） 空位； （ 14） 弯曲； （ 15） 空位； （ 16） 分离。 方案二 （ 1） 冲导正孔； （ 2） 落外形； （ 3） 冲 ； （ 4）冲 ； （ 5） 冲 ； （ 6） 起伏； （ 7） 冲 6，压毛边； （ 8） 冲孔；（ 9） 向下弯曲； （ 10） 空位； （ 11） 45 弯曲； （ 12） 空位； （ 13） 压平； （ 14） 空位；（ 15） 弯曲； （ 16） 空位； （ 17） 分离。 两个方案相比较。方案二 成形精度方面要比方案一差，因为方案二的定位没方案 二好，而且方案二要比方案一的步骤多，所以选择方案一 . 4 毕业设计（论文）内容 基本内容 绘图一张。 张。 重点内容 怎么样能更节约材料，空间布局更合理。 定位 问题 ，定位装置的 设计。 因为冲裁件的孔比较多，形状复杂。所以关于冲裁件定位和定位装置的问题要更多的考虑。 本卸料装置不仅要考虑卸料问题，还要完成压平板料达到整形的目的。所以卸料装置的弹簧要尽量对称布 置，保证卸料装置平衡 包括 选择的压力设备的类型 。 压力机的公称压力必须大于冲压工艺力。但对工作行程较长的工序，不仅仅是只要满足工艺力的大小就可以了，必须同时考虑满足其工作负荷曲线才行。 压力机滑块行程应满足制件在高度上能获得所需尺寸，并在冲压工序完成后能顺利地从模具上取出来。 为了保证模具的定位精度和提高模具的刚度和稳定性，模架的设计就要考虑内导和外导装置。 难点内容 该制件成形特征多而复杂，在复合模中难以实现。若用简单的落料，冲孔，拉伸，弯曲， 翻边等单工序模也可达到冲压要求，这样模具虽然简单，但是冲压所用设备和人员较多，冲压工序中的定位也比较麻烦，加上零件较小，装料是易产生不安全现象，而且工序较多，效率较低，故不被推广。为减少零件在生产中的多次定位对其精度和生产效率的影响，经过反复比较，采用较为复杂的多工位级进模。 因为零件有弯曲这道工序，还需要考虑回弹的因素，以上则为难点部分。 5 工作进度安排 前： 根据设计课题“ 侧板扣件弹片 成形工艺与级进模设计 ”要求； 查阅 中、外文文献资料，作好毕业设计前期准备工作。 结合毕业 实习在工厂看到的模具与查找的文献相结合，初步拟定零件的成形工艺及模具基本结构。 制定模具结构设计方案，并进行方案分析、比较，确定设计方案。与指导教师进行开题交流，填写开题交流讨论记录表，上传提交开题报告。 成外文文献翻译并上传。 行模具结构设计，绘制模具结构装配草图，并进行有关工程计算校核；绘制模具结构装配图；填写并上传毕业设计中期自检表。 完成模具零件图的绘制工作。 撰写毕业设计说明书，完成毕业设计全部内容。 接受指导教师的审核、评阅，修改、完善毕业设计，并上传提交全部毕业设计资料。 根据评阅教师的审核意见，进一步修改、完善毕业设计；打印设计图纸和说明书；准备毕业设计答辩。 参加毕业设计答辩； 上传提交最终修改好的毕业设计全部资料和光盘 。 6 参考资料 1 茹晓兰 ,多工位级进模设计 ,现代商贸工业 ,2011 2 俞明坤 ,浅析工模具制造多工位级进模设计 ,大科技：科技天地
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