某型錐口罩沖壓工藝及其模具設(shè)計(jì)
某型錐口罩沖壓工藝及其模具設(shè)計(jì),某型錐,口罩,沖壓,工藝,及其,模具設(shè)計(jì)
高速加工和現(xiàn)代模具制造
一、概述
1．目前模具制造的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)
模具作為重要的工藝裝備，在消費(fèi)品、電器電子、汽車、飛機(jī)制造等工業(yè)部門中，占有舉足輕重的地位。工業(yè)產(chǎn)品零件粗加工的75%，精加工的50%及塑料零件的90%將由模具完成。目前中國(guó)模具市場(chǎng)需求已達(dá) 500 億元之規(guī)模。汽車模具、特別是覆蓋件模具年增長(zhǎng)速度將超過(guò) 20 %；建材模具也迅速發(fā)展，各種異型材模具、墻面和地面模具成為模具的新增長(zhǎng)點(diǎn)，今后幾年塑料門窗和塑料排水管增長(zhǎng)將超過(guò) 30 %；家電模具年增長(zhǎng)速度將超過(guò) 10 %；IT 業(yè)年均增長(zhǎng)速度超過(guò) 20 % ，對(duì)模具的需求占模具市場(chǎng)的 20 %。2004 年中國(guó)機(jī)床工具工業(yè)產(chǎn)值將繼續(xù)增長(zhǎng)。我國(guó)模具制造市場(chǎng)潛力巨大。根據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，近年來(lái)，我國(guó)模具的年總產(chǎn)值達(dá)到30億美元，進(jìn)口超過(guò)10億美元，出口超過(guò)1億美元。增長(zhǎng)從1995年的25% 增加到2005年的50%。國(guó)外專家預(yù)言：亞洲在全球模具制造中占據(jù)的份額，將從1995年的25%增加至2005年的50%。
中國(guó)模具工業(yè)發(fā)展迅速，形成了華東和華南兩大基地，并且逐漸擴(kuò)大到其他省份。(山東,安徽,四川) 1996年～2002年，模具制造業(yè)產(chǎn)值年平均增長(zhǎng)14%，2003年增長(zhǎng)25%。2003年我國(guó)模具產(chǎn)值為450億人民幣。總產(chǎn)量位居世界第3，出口模具3.368億美元，比上年增長(zhǎng) 33.5%。但是，我國(guó)技術(shù)含量低的模具已供過(guò)于求，精密、復(fù)雜的高檔模具很大部分依靠進(jìn)口。每年進(jìn)口模具超過(guò)10億美元。出口超過(guò)1億美元精密模具精度要求在 2～3μ m,大型模具需要滿足8000kN合模力注塑機(jī)的要求;小型模具需滿足直徑1mm塑料管的要求。目前，采用高速切削生產(chǎn)模具已經(jīng)成為模具制造的大趨勢(shì)，在國(guó)外一些模具生產(chǎn)廠家，高速機(jī)床大面積取代電火花機(jī)床，高速切削大大提高了模具生產(chǎn)效率。機(jī)床企業(yè)瞄準(zhǔn)模具生產(chǎn)企業(yè)，有的加工中心生產(chǎn)廠機(jī)床的60%以上賣給模具加工企業(yè)。高速切削逐漸取代電火花精加工模具在國(guó)外的模具制造企業(yè)已經(jīng)普遍采用，高速切削生產(chǎn)模具已經(jīng)成為逐漸模具制造的大趨勢(shì)，大大提高了模具生產(chǎn)效率和質(zhì)量。采用高速切削替代電火花生產(chǎn)模具，可以明顯提高效率、提高模具精度、使用壽命長(zhǎng)。
2．高速加工在模具制造中的應(yīng)用
2．1高速切削的優(yōu)點(diǎn)：
1） 刀具的高轉(zhuǎn)速和機(jī)床的高進(jìn)給以及高加速度，大大提高金屬切除率；
2） 高速切削減小切削力；
3） 高速切削熱大部分由切屑帶走，工件發(fā)熱少；
4） 高速切削減少振動(dòng)，提高加工質(zhì)量；
2．2高速加工應(yīng)用于模具加工的效益
1） 快速粗加工和半精加工，提高加工效率；
2） 高速高精度精加工硬切削代替光整加工，表明質(zhì)量高，形狀精度提高，比EDM加工提高效率50%，減少手工修磨；
3） 硬切削加工最后成型表面，提高表面質(zhì)量、形狀精度，(不僅是表面粗糙度低，而且表面光亮度高)，用于復(fù)雜表面的加工更具優(yōu)勢(shì)；
4） 避免EDM加工產(chǎn)生的表面損傷，提高模具壽命20%；
5） 結(jié)合CAD/CAM技術(shù)快速加工電極，特別是形狀復(fù)雜、薄壁類電極。
3． 采用高速切削加工模具需要解決的問(wèn)題
在國(guó)內(nèi)，由于資金、技術(shù)等方面的原因，應(yīng)用高速切削生產(chǎn)模具還處于初期階段。 還存在機(jī)床、刀具、工藝以及其他方面的一些問(wèn)題需要逐步解決。 缺點(diǎn)是加工成本高，對(duì)刀具的使用有較高的要求，不能使用過(guò)大的刀具，要有復(fù)雜的計(jì)算機(jī)編程技術(shù)做支持，設(shè)備運(yùn)行成本高。
二、加工模具的高速加工機(jī)床
模具精加工和硬切削加工需要數(shù)控高速機(jī)床,模板、模架加工需要精密、高效數(shù)控機(jī)床等。許多機(jī)床企業(yè)瞄準(zhǔn)模具生產(chǎn)，有的加工中心生產(chǎn)廠機(jī)床的60%以上賣給模具企業(yè)。模具行業(yè)今后幾年年均有50億元的固定資產(chǎn)投入，其中80%是購(gòu)買模具加工設(shè)備，也就是說(shuō)每年有40億元人民幣要購(gòu)買金切機(jī)床。目前我國(guó)數(shù)控機(jī)床的平均利用率大約20%，高速機(jī)床的利用率3～5%。模具企業(yè)也有相當(dāng)?shù)膯挝毁?gòu)買高速機(jī)床，從6000～40000rmp的都有。
1．高速機(jī)床的技術(shù)參數(shù)要求
加工中心主軸大功率、高轉(zhuǎn)速，滿足粗精加工；精加工模具要用小直徑刀具，機(jī)床一般要達(dá)到15000～20000rmp。通常主軸轉(zhuǎn)速在10000rpm以下的機(jī)床可以進(jìn)行粗加工和半精加工，達(dá)不到精加工的精度；無(wú)法達(dá)到400m/min以上的切削速度。
2． 五軸機(jī)床的應(yīng)用增加趨勢(shì)
1）加工路線靈活，表面形狀復(fù)雜；
2）加工范圍大，適合多種類型模具加工；
3）切削條件好，減少刀具磨損，提高刀具壽命；
3． 購(gòu)買CAD/CAM軟件和高速機(jī)床配套
據(jù)統(tǒng)計(jì)，每年有幾十億美元用于進(jìn)口機(jī)床，大部分電加工機(jī)床和高速機(jī)床需要進(jìn)口。
三、高速切削模具的刀具技術(shù)
高速切削加工還需配備適宜高速切削的刀具。高速加工刀具材料的進(jìn)展促使了高速加工的發(fā)展。硬質(zhì)合金涂層刀具、聚晶增強(qiáng)陶瓷刀具使得兼顧高硬度的刀刃部和高韌性的基體成為可能。聚晶立方氮化硼(PCBN)刀片,其硬度可達(dá)3500～4500HV。聚晶金剛石(PCD)其硬度可達(dá)6000～10000HV。近年來(lái)德國(guó)SCS、日本三菱(神鋼)及住友、瑞士山特維克、美國(guó)肯納飛碩等國(guó)外著名刀具公司都先后推出了各自的高速切削刀具，不僅有高速切削普通結(jié)構(gòu)鋼的刀具,還有能直接高速切削淬硬鋼的陶瓷刀具等超硬刀具,尤其是涂層刀具異軍突起,在淬硬鋼的半精加工和精加工中發(fā)揮著巨大作用。新刀具材料和刀具技術(shù)的出現(xiàn)已經(jīng)使高速加工上的瓶頸問(wèn)題不再會(huì)出現(xiàn)在刀具上。
但是，進(jìn)口刀具的昂貴價(jià)格也阻礙高速切削模具的重要因素。
一般來(lái)說(shuō),刀具以及刀夾的加速度達(dá)到3g以上，刀具的徑向跳動(dòng)要小于0.015mm，而刀的長(zhǎng)度不能大于4倍的刀具直徑。根據(jù)SANDVIK公司的實(shí)際統(tǒng)計(jì)，在使用碳氮化鈦(TICN)涂層的整體硬質(zhì)合金立銑刀(58HRC)進(jìn)行高速銑削時(shí),粗加工刀具線速度約為100m/min,而精加工和超精加工時(shí),其線速度超過(guò)了 280m/min。這樣對(duì)刀具的材料(包括硬度、韌性、紅硬性(高溫狀態(tài)下保持切削性能))、刀具的形狀(包括排屑性能、表面精度、動(dòng)平衡性等)以及刀具壽命都有很高的要求。根據(jù)國(guó)內(nèi)模具高速精加工的經(jīng)驗(yàn)，采用小直徑球頭銑刀進(jìn)行模具精加工時(shí)，線速度超過(guò)了400～800m/min。選擇足夠高速度的機(jī)床硬切削模具精加工。Delcam 采用0.8mm直徑的刀具加工窄槽，轉(zhuǎn)速40000rpm，0.1mm深度，進(jìn)給速度30m/min。.
1． 選擇刀具參數(shù)，如負(fù)前角刀具等。刀具要求比普通加工要求抗沖擊韌性更高，還要求抗熱沖擊能力強(qiáng)；
2． 采取多種方法提高刀具壽命，降低刀具成本。
3． 采用高速刀柄，目前應(yīng)用最多的是HSK刀柄，熱壓裝夾刀具。注意刀具裝夾后的整體動(dòng)平衡；
4． 當(dāng)前的刀具企業(yè)在解決高速切削刀具技術(shù)方面已經(jīng)做了很多工作，面向加工的刀具服務(wù)會(huì)幫助解決很多問(wèn)題，刀具生產(chǎn)廠家成為主體，參考刀具生產(chǎn)廠家提供的技術(shù)參數(shù)。
四、 提高高速切削模具效率的工藝技術(shù)
1． 刀具直徑和長(zhǎng)度的選擇
2． HSM和EDM的選擇
3． 干切削和潤(rùn)滑冷卻
4． 進(jìn)給選擇：通常進(jìn)給量< 銑刀直徑10%，進(jìn)給寬度< 銑刀直徑40%。
根據(jù)材料情況合理選擇加工工藝參數(shù)
國(guó)外高速銑削加工零件材料質(zhì)量較，材料質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)相同,加工性能比較穩(wěn)定；而國(guó)外公司生產(chǎn)的刀具也是以他們的材料標(biāo)準(zhǔn)做試驗(yàn)；推薦的加工參數(shù)一般比較適合他們的標(biāo)準(zhǔn)，如果使用他們的刀具，與國(guó)內(nèi)的零件材質(zhì)有一定的區(qū)別,在高速銑削時(shí),這種差別表現(xiàn)得較為明顯，有些參數(shù)可以直接應(yīng)用，但有些效果就比較差。而國(guó)內(nèi)企業(yè)一般選用零件材質(zhì)有一定的標(biāo)準(zhǔn),所使用的零件材料，特別是能用高速加工的零件材質(zhì)，一般會(huì)局限在某些零件材料范圍內(nèi),這對(duì)我們應(yīng)用高速加工技術(shù)也提供了有利的條件，會(huì)在較少的加工材料范圍內(nèi)應(yīng)用。這里要強(qiáng)調(diào)的是，一定要在這些材料上選取優(yōu)化出一套適合本企業(yè)的加工工藝參數(shù)，并且納入企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。選用國(guó)產(chǎn)刀具,很少有推薦高速銑削的技術(shù)參數(shù)的,有必要做試驗(yàn),取得比較滿意的參數(shù),最好選用固定的刀具生產(chǎn)廠家,減少試驗(yàn)的次數(shù),形成加工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),這樣可以提高設(shè)備有效利用率,降低生產(chǎn)成本,可以取得較好的經(jīng)濟(jì)效益。
五、高速切削的加工刀具路徑和編程
1） 平面進(jìn)給路徑選擇
2） 輪廓加工路徑選擇
3） 保持切削載荷平穩(wěn)
4） 保持相對(duì)平穩(wěn)的進(jìn)給量和進(jìn)給速度
5） 在平面切削中保持園拐角
6） 合理選擇精加工余量
HSC精加工對(duì)CAM的編程要求：1）盡量避免拐角的銑削運(yùn)動(dòng)；2）盡量避免工件外的進(jìn)刀與退刀運(yùn)動(dòng)，直接從輪廓進(jìn)入下一個(gè)深度?；蛘卟捎寐菪€或斜向進(jìn)給切入；
3）恒定每刃進(jìn)給，提高質(zhì)量，延長(zhǎng)刀具壽命；4）輪廓加工保持在水平面上等。高速切削CAM軟件：Delcam 公司幾年前就開(kāi)始了高速切削加工編程技術(shù)的研究，開(kāi)發(fā)了高速切削自動(dòng)編程軟件模塊；最近，MasterCAM 公司也開(kāi)發(fā)了高速切削自動(dòng)編程軟件模塊；國(guó)內(nèi)北航海爾也在開(kāi)發(fā)高速切削自動(dòng)編程軟件模塊；
六、 高速機(jī)床數(shù)控系統(tǒng)的特點(diǎn)
1） 高速數(shù)據(jù)處理
2） 拐角預(yù)測(cè)處理
3） NURBS非有理樣條插補(bǔ)曲線加工
七、 高速切削模具的安全問(wèn)題
1） 刀具磨損和破壞的監(jiān)測(cè)；
2） 刀片連接的強(qiáng)度；
3） 和普通機(jī)床加工不同，安全防護(hù)和開(kāi)機(jī)前對(duì)機(jī)床和刀具的嚴(yán)格檢查非常重要。
八、 目前我國(guó)在采用高速加工模具技術(shù)中存在的問(wèn)題
1．機(jī)床
1） 國(guó)產(chǎn)高速機(jī)床整體性能尚有差距，功能部件性能還不能滿足要求。包括電主軸的功率和轉(zhuǎn)速，進(jìn)口機(jī)床價(jià)格高；
2） 機(jī)床的高速下動(dòng)態(tài)特性研究還不夠，因而影響整機(jī)的性能；
3） 五軸機(jī)床還不夠成熟，進(jìn)口機(jī)床價(jià)格太高；
4） 配套技術(shù)和設(shè)備還不完全。
2． 刀具：
1） 國(guó)產(chǎn)刀具還不能夠適應(yīng)高速切削的應(yīng)用，特別是高速硬切削光整加工。進(jìn)口刀具價(jià)格高。刀具技術(shù)是影響高速切削加工模具的一個(gè)重要因素。
2） 配套技術(shù)還不夠，包括刀柄、成套在線動(dòng)平衡等。
3． 高速模具加工工藝技術(shù)及實(shí)驗(yàn)
1） 由于高速加工模具的歷史比較短，缺乏應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)積累；
2） 對(duì)高速切削工藝研究比較少，投入不夠，立項(xiàng)比較困難；
3） 缺少高速切削數(shù)據(jù)庫(kù)或手冊(cè)，目前還是空白；
4） 模具生產(chǎn)廠家對(duì)高速切削的認(rèn)識(shí)不夠，缺乏長(zhǎng)期效益的分析對(duì)比；
4． 缺乏高速切削自動(dòng)編程軟件；
5． 缺乏五軸聯(lián)動(dòng)高速切削自動(dòng)編程CAM軟件。
結(jié)束語(yǔ)：
模具市場(chǎng)對(duì)高速加工有強(qiáng)烈需求，但是技術(shù)跟不上。起步晚，基礎(chǔ)較差，整體技術(shù)水平不高，發(fā)展緩慢。需要各個(gè)方面協(xié)調(diào)發(fā)展，產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，加大投入，綜合利用各個(gè)方面力量推動(dòng)高速切削在模具制造中的應(yīng)用。我們希望，通過(guò)各方面的努力，在市場(chǎng)需求的推動(dòng)下，通過(guò)技術(shù)進(jìn)步，像汽車、機(jī)床、家電一樣，在不遠(yuǎn)的將來(lái)，我國(guó)不但要成為模具生產(chǎn)大國(guó)，而且要成為模具生產(chǎn)強(qiáng)國(guó)。
參考文獻(xiàn)
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畢業(yè)設(shè)計(jì)（外文）翻譯
題目： 某型錐口罩沖壓工藝及其模具設(shè)計(jì)
專 業(yè) 名 稱 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
班 級(jí) 學(xué) 號(hào) 078105202
學(xué) 生 姓 名 陳凡
指 導(dǎo) 教 師 賀紅林
二O一一年 六 月
學(xué)士學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明
本人聲明，所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立完成的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含法律意義上已屬于他人的任何形式的研究成果,也不包含本人已用于其他學(xué)位申請(qǐng)的論文或成果。對(duì)本文的研究作出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式表明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。
作者簽名： 日期：
學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書
本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)南昌航空大學(xué)科技學(xué)院可以將本論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。
作者簽名： 日期：
導(dǎo)師簽名： 日期：
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)題報(bào)告
題目 某型錐口罩沖壓工藝及其模具設(shè)計(jì)
專 業(yè) 名 稱 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
班 級(jí) 學(xué) 號(hào) 078105202
學(xué) 生 姓 名 陳凡
指 導(dǎo) 教 師 賀紅林
填 表 日 期 2011 年 3 月 26 日
一、國(guó)內(nèi)外沖壓行業(yè)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)
1、現(xiàn)狀
目前，中國(guó)17000多個(gè)模具生產(chǎn)廠點(diǎn)，從業(yè)人數(shù)約50多萬(wàn)。1999年中國(guó)模具工業(yè)總產(chǎn)值已達(dá)245億元人民幣。工業(yè)總產(chǎn)值中企業(yè)自產(chǎn)自用的約占三分之二，作為商品銷售的約占三分之一。在模具工業(yè)的總產(chǎn)值中，沖壓模具約占50%，塑料模具約占33%，壓鑄模具約占6%，其它各類模具約占11%。
鑒于模具作為包括機(jī)床工具、汽車制造、食品包裝等在內(nèi)的機(jī)械行業(yè)中機(jī)械基礎(chǔ)件產(chǎn)業(yè)，以及電工電器、電子及信息行業(yè)的支持產(chǎn)業(yè)，在發(fā)展先進(jìn)生產(chǎn)力當(dāng)中，處于非常關(guān)鍵并服務(wù)全行業(yè)的地位，其發(fā)展對(duì)產(chǎn)業(yè)配套能力的提升和促進(jìn)產(chǎn)業(yè)聚集優(yōu)勢(shì)的形成將起到重要作用。改革開(kāi)放以來(lái)，中國(guó)模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了巨大變化。除了國(guó)有專業(yè)模具廠外，其他所有制形式的模具廠家，包括集體企業(yè)、合資企業(yè)、獨(dú)資企業(yè)和私營(yíng)企業(yè)，都得到了快速發(fā)展，集體和私營(yíng)的模具企業(yè)在廣東和浙江等省發(fā)展得最為迅速。目前，國(guó)內(nèi)已能生產(chǎn)精度達(dá)2微米的精密多工位級(jí)進(jìn)模，工位數(shù)最多已達(dá)160個(gè)，壽命1～2億次。在大型塑料模具方面，現(xiàn)在已能生產(chǎn)48英寸電視的塑殼模具、6.5Kｇ大容量洗衣機(jī)的塑料模具，以及汽車保險(xiǎn)杠、整體儀表板等模具。在精密塑料模具方面，國(guó)內(nèi)已能生產(chǎn)照相機(jī)塑料模具、多型腔小模數(shù)齒輪模具及塑封模具等。在大型精密復(fù)雜壓鑄模方面，國(guó)內(nèi)已能生產(chǎn)自動(dòng)扶梯整體踏板壓鑄模及汽車后橋齒輪箱壓鑄模。在汽車模具方面，現(xiàn)已能制造新轎車的部分覆蓋件模具。其他類型的模具，例如子午線輪胎活絡(luò)模具、鋁合金和塑料門窗異型材擠出模等，也都達(dá)到了較高的水平，并可替代進(jìn)口模具。
在中國(guó)，人們已經(jīng)越來(lái)越認(rèn)識(shí)到模具在制造中的重要基礎(chǔ)地位，認(rèn)識(shí)到模具技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個(gè)國(guó)家制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)志，并在很大程度上決定著產(chǎn)品質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)能力。?許多模具企業(yè)十分重視技術(shù)發(fā)展，加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投資力度，將技術(shù)進(jìn)步視為企業(yè)發(fā)展的重要?jiǎng)恿?。此外，許多研究機(jī)構(gòu)和大專院校開(kāi)展模具技術(shù)的研究和開(kāi)發(fā)。目前，從事模具技術(shù)研究的機(jī)構(gòu)和院校已達(dá)30余家，從事模具技術(shù)教育的培訓(xùn)的院校已超過(guò)50余家。其中，獲得國(guó)家重點(diǎn)資助建設(shè)的有華中理工大學(xué)模具技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，上海交通大學(xué)CAD國(guó)家工程研究中心、北京機(jī)電研究所精沖技術(shù)國(guó)家工程研究中心和鄭州工業(yè)大學(xué)橡塑模具國(guó)家工程研究中心等。經(jīng)過(guò)多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技術(shù)、模具的電加工和數(shù)控加工技術(shù)、快速成型與快速制模技術(shù)、新型模具材料等方面取得了顯著進(jìn)步；在提高模具質(zhì)量和縮短模具設(shè)計(jì)制造周期等方面做出了貢獻(xiàn)。
雖然中國(guó)模具工業(yè)在過(guò)去十多年中取得了令人矚目的發(fā)展，但許多方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍有較大的差距。例如，精密加工設(shè)備在模具加工設(shè)備中的比重還比較低，CAD/CAE/CAM技術(shù)的普及率不高，許多先進(jìn)的模具技術(shù)應(yīng)用還不夠廣泛等等。特別在大型、精密、復(fù)雜和長(zhǎng)壽命模具技術(shù)上存在明顯差距，這些類型模具的生產(chǎn)能力也不能滿足國(guó)內(nèi)需求，因而需要大量從國(guó)外進(jìn)口?！ ?
2、未來(lái)沖壓模具制造技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)
巨大的市場(chǎng)需求將推動(dòng)中國(guó)模具的工業(yè)調(diào)整發(fā)展。
1999年中國(guó)大陸制造工業(yè)對(duì)模具的總市場(chǎng)需求量約為330億元，今后幾年仍將以每年10%以上的速度增長(zhǎng)。對(duì)于大型、精密、復(fù)雜、長(zhǎng)壽命模具需求的增長(zhǎng)將遠(yuǎn)超過(guò)每年10%的增幅。
?汽車、摩托車行業(yè)的模具需求將占國(guó)內(nèi)模具市場(chǎng)的一半左右。1999年，國(guó)內(nèi)汽車年產(chǎn)量為183萬(wàn)輛，。保有量為1500萬(wàn)輛，預(yù)計(jì)到2005年汽車年產(chǎn)量將達(dá)300萬(wàn)輛。汽車、摩托車行業(yè)的發(fā)展將會(huì)大大推動(dòng)模具工業(yè)的高速增長(zhǎng)，特別是汽車覆蓋件模具、塑料模具和壓鑄模具的發(fā)展。例如，到2005年汽車行業(yè)將需要各種塑料件36萬(wàn)噸，而目前的生產(chǎn)能力僅為20多萬(wàn)噸，因此發(fā)展空間十分廣闊。?家用電器，如彩電、冰箱、洗衣機(jī)、空調(diào)等，在國(guó)內(nèi)的市場(chǎng)很大。目前，我國(guó)的彩電的年產(chǎn)量已超過(guò)3200萬(wàn)臺(tái)，電冰箱、洗衣機(jī)和空調(diào)的年產(chǎn)量均超過(guò)了1000萬(wàn)臺(tái)。家用電器行業(yè)的發(fā)展對(duì)模具的需求量也將會(huì)很大。
?其他發(fā)展較快的行業(yè)，如電子、通訊和建筑材料等行業(yè)對(duì)模具的需求，都將對(duì)中國(guó)模具工業(yè)和技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生巨大的推動(dòng)作用。
模具是工業(yè)生產(chǎn)中使用極為廣泛的基礎(chǔ)工藝裝備。模具在機(jī)械，電子，輕工，紡織，航空，航天等工業(yè)領(lǐng)域里，已成為使用最廣泛的工業(yè)化生產(chǎn)的主要工藝裝備，它承擔(dān)了這些工業(yè)領(lǐng)域中60%--80%產(chǎn)品零件，組件和部件的加工生產(chǎn)?！澳＞呔褪钱a(chǎn)品質(zhì)量”，“模具就是經(jīng)濟(jì)效益”的觀念已被越來(lái)越多的人所認(rèn)識(shí)和接受。模具生產(chǎn)技術(shù)的高低，已成為衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品的制造水平的重要標(biāo)志。
現(xiàn)代模具的產(chǎn)生和發(fā)展與現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展基本上是同步的，是現(xiàn)代制造業(yè)的重要組成部分。它的發(fā)展大體經(jīng)歷了以下幾個(gè)階段：最先是手工技術(shù)為主，輔之以機(jī)械化、半機(jī)械化的加工工具生產(chǎn)。此時(shí)，人們依靠人工的鋸、銼、鑿和車床、刨床等設(shè)備生產(chǎn)模具；當(dāng)用銑床、磨床等精加工設(shè)備制造模具時(shí)，模具進(jìn)入了工業(yè)化生產(chǎn)階段。
綜上所述，模具技術(shù)是先進(jìn)制造技術(shù)的重要代表，模具工業(yè)是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的一個(gè)重要組成部分，模具工業(yè)又是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要領(lǐng)域。
二、選題的依據(jù)和意義
模具是工業(yè)生產(chǎn)的主要工藝裝備，模具工業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè)。在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，產(chǎn)品零件廣泛采用沖壓、鍛壓成壓鑄成形、擠壓成形、塑料注射或其他成形加工方法，與成形模具相配套，使坯料成形加工成符合產(chǎn)品要求的零件。模具已廣泛應(yīng)用于電機(jī)電器產(chǎn)品、電子和計(jì)算機(jī)產(chǎn)品、儀表、家用電器、汽車、軍械、通用機(jī)械等產(chǎn)品的生產(chǎn)中。用模具生產(chǎn)制件所表現(xiàn)出來(lái)的高精度、高復(fù)雜程度、高生產(chǎn)率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比擬的。
沖壓模具是沖壓生產(chǎn)必不可少的工藝裝備，是技術(shù)密集型產(chǎn)品。沖壓件的質(zhì)量、生產(chǎn)效率以及生產(chǎn)成本等，與模具設(shè)計(jì)和制造有直接關(guān)系。模具設(shè)計(jì)與制造技術(shù)水平的高低，是衡量一個(gè)國(guó)家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志之一，在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)能力。
三、 本課題研究?jī)?nèi)容
本課題研究的是“錐口罩”的沖壓工藝與設(shè)計(jì)相應(yīng)的沖壓模具。
1、分析沖壓件工藝性，提出幾種可供選擇的工藝方案，并分析各自的優(yōu)缺點(diǎn)。
2、確定沖裁工藝方案
3、進(jìn)行必要的工藝計(jì)算
4、選擇模具的結(jié)構(gòu)形式
5、選擇與確定模具的主要零部件的結(jié)構(gòu)與尺寸
6、校核模具閉合高度及壓力機(jī)有關(guān)參數(shù)
7、繪制模具總裝圖及零件圖
四、本課題研究方案
由于“錐口罩”零件沖壓成形需多道次完成，因此制定合理的成形工藝方案十分重要?？紤]到生產(chǎn)批量大，應(yīng)在生產(chǎn)合格零件的基礎(chǔ)上盡量提高生產(chǎn)率效率，降低生產(chǎn)成本。要提高生產(chǎn)效率，應(yīng)該盡量復(fù)合能復(fù)合的工序。但復(fù)合程度太高，模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，安裝、調(diào)試?yán)щy，模具成本提高，同時(shí)可能降低模具強(qiáng)度，縮短模具壽命。根據(jù)葉輪零件實(shí)際情況，可能復(fù)合的工序有：落料與第一次拉深；最后一次拉深和整形；沖孔。
根據(jù)“錐口罩”零件形狀，可以確定成形順序是先拉深中間的錐形圓筒，然后成形外圈圓筒。這樣能保持已成形部位尺寸的穩(wěn)定，同時(shí)模具結(jié)構(gòu)也相對(duì)簡(jiǎn)單。
沖孔在最后成形外圈圓筒進(jìn)行。為保證3個(gè)mm的圓孔均勻，沖孔不要逐沖裁。
因此“錐口罩”零件的沖壓成形主要有以下幾種工藝方案：
方案一：1) 落料；
2) 第一次拉深；
3) 整形；
4) 后續(xù)拉深;
5) 切邊；
6) 沖孔。
方案二：1) 落料與第一次拉深復(fù)合；
2) 整形；
3) 后續(xù)拉深；
4) 切邊；
5) 沖孔。
方案三： 1) 落料與第一次拉深復(fù)合；
2) 沖孔；
3) 整形；
4) 后續(xù)拉深；
5) 切邊。
方案四：1) 落料與第一次拉深復(fù)合；
2) 后續(xù)拉深；
3) 沖孔；
4) 整形；
5) 切邊。
方案一復(fù)合程度低，模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝、調(diào)試容易，但生產(chǎn)道次多，效率低，不適合大批量生產(chǎn)。
方案二至四將落料、拉深復(fù)合，主要區(qū)別在于整形、后續(xù)拉深、沖孔的組合方式以及順序不同。沖小孔此工序提前進(jìn)行，使之在最后完成所有工序時(shí)容易造成孔的精度要求降低，達(dá)不到要求，且在其他工序在進(jìn)行加工時(shí)，小孔易變形，另外，這也加大了工人的勞動(dòng)時(shí)間，易造成較多廢料，不經(jīng)濟(jì)。需要注意的是，只有當(dāng)拉深件高度較高，才有可能采用落料、拉深復(fù)合模結(jié)構(gòu)形式，因?yàn)闇\拉深件若采用落料、拉深復(fù)合模具結(jié)構(gòu)，落料凸模（同時(shí)又是拉深凹模）的壁厚太薄，強(qiáng)度不夠。
綜上所述，，從制造、投產(chǎn)、操作和經(jīng)濟(jì)效益等各方面考慮，采用最終的方案如下：
1) 落料；
2) 首次拉深;
3) 整形；
4) 后續(xù)拉深；
5) 切邊；
6) 沖孔。
具體方案如下：
工序1： 落料；
工序2： 首次拉深的圓筒；
工序3： 首次拉深錐口為的錐形圓筒；
工序4： 整形；
工序5 ：第二次拉深的圓筒；
工序6： 第二次拉深錐口為的錐形圓筒；
工序7： 第三次拉深的圓筒；
工序8： 第三次拉深錐口為的錐形圓筒；
工序9： 切邊；
工序10：沖孔。
五、研究目標(biāo)，主要特色及工作進(jìn)度
1.研究目標(biāo)：
本課題研究的沖壓模具能夠完成“錐口罩”的沖壓工藝，同時(shí)保證質(zhì)量，提高材料的利用率，減少生產(chǎn)時(shí)間，提高效率，減少人工操作。我需要完成以下工作：
（1）工藝編制：
1．沖孔件的工藝分析；
2．沖孔件的尺寸計(jì)算；
3．壓力機(jī)的選擇；
4．工序卡編制。
（2）.沖孔模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：
1．凹、凸模刃口尺寸的計(jì)算；
2．標(biāo)準(zhǔn)模架的選擇；
3．非標(biāo)準(zhǔn)零件的設(shè)計(jì)。
（3）.解決主要關(guān)鍵問(wèn)題：
1沖孔件工藝的分析和編制；
2沖孔模的設(shè)計(jì)；
2.主要特色：
（1）. 材料的利用率高。.
（2）.產(chǎn)品的精度高。
（3）.效率高。
（4）.自動(dòng)化程度高。
3.工作進(jìn)度
3月1號(hào)——3月14號(hào)：畢業(yè)實(shí)習(xí)，寫實(shí)習(xí)報(bào)告。
3月15號(hào)——3月23號(hào)：分析設(shè)計(jì)任務(wù)書，寫開(kāi)題報(bào)告。
3月24號(hào)——3月28號(hào)：制訂工藝方案。
3月29號(hào)——4月4號(hào)：計(jì)算工藝參數(shù)。
4月5號(hào)——5月5號(hào)：設(shè)計(jì)模具，繪制圖紙。
5月6號(hào)——5月20號(hào)：寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書。
5月21號(hào)——5月23號(hào)：準(zhǔn)備答辯。
六．參考文獻(xiàn)
1.翁其金《沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)》機(jī)械工業(yè)出版社.2004.
2.張如華《沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)》清華大學(xué)出版社.2006.
3.《沖模設(shè)計(jì)手冊(cè)》機(jī)械工業(yè)出版社.2000.
4.周大雋《沖模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要領(lǐng)與規(guī)范》機(jī)械工業(yè)出版社.新.2006.
5.王同?！秾?shí)用沖壓設(shè)計(jì)技術(shù)》機(jī)械工業(yè)出版社.1995.
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某型錐口罩沖壓工藝及其模具設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名：陳凡 班級(jí)：078105202
指導(dǎo)老師：賀紅林
摘 要：冷沖模是廣泛運(yùn)用的模具之一，種類包括沖孔模、落料模、彎曲模、拉深模等，近年來(lái)冷沖模的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。冷沖壓具有成本低，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，能加工多種性能，狀態(tài)的零件。同時(shí)它的應(yīng)用和普遍也受到模具壽命和生產(chǎn)安全等方面的制約。
我從工藝的合理性出發(fā)，分析了“錐口罩”的結(jié)構(gòu)，精度特點(diǎn)，以及在加工過(guò)程中的控制點(diǎn)，然后在滿足加工精度的基礎(chǔ)上充分考慮節(jié)約成本確定了“錐口罩”最優(yōu)化的沖裁加工工序；緊接著通過(guò)熟悉各類模具的加工特點(diǎn)及內(nèi)部結(jié)構(gòu)，完成模具總體結(jié)構(gòu)分析；隨后作者進(jìn)行毛坯尺寸、排樣、工序尺寸、沖壓壓力、壓力中心、模具工作部分尺寸等工藝計(jì)算，力爭(zhēng)以最好的性價(jià)比設(shè)計(jì)了模具各零件的結(jié)構(gòu)及裝配關(guān)系，在此基礎(chǔ)上確定模具的外形，完成了裝配圖和非標(biāo)準(zhǔn)的零件圖。最后確定壓力機(jī)類型及主要參數(shù)。
關(guān)鍵詞：沖孔模? 落料模? 彎曲模? 排樣? 沖壓壓力? 壓力機(jī)
指導(dǎo)老師簽名：
"Cone masks" the stamping process and die design
Student name:Chen fan Class:078105202
Supervisor:He honglin
Abstract：Cold punching mould that is used extensively among the all kinds die ,including punching hole mould, blanking die, bending mould, crooked model, conical die etc., The application of the cold punching die is more and more extensive in recent years. It is with low costs that there is the cold punchingly, product quality is steady, can process many kinds of performance , Part of the state. Its application and generallying receive the restriction in life-span of the mould and production safety,etc. at the same time .
Author of this text proceed from rationality of the craft, analyse electrical machinery charcoal pastes up the structure of the shelf , Precision characteristic, and the control point in the course of processing, Consider and economize cost confirm electrical machinery charcoal brush blanking that shelf optimizes most process the process fully on the basis of satisfying the machining accuracy; And then pass the processing characteristic familiar with all kinds of moulds and inside structure, Finish the ensemble architecture analysis of the mould ; Author carry on blank size, arrange kind, process size, punching pressure, pressure in the center afterwards, mould work some size,etc. craft calculate, Strive to design the structure of every part of the mould and assembly relation with the best cost performance, Confirm the appearance of the mould on this basis, has finished the installation diagram and non-standard part picture. Confirm the type of the press and main parameter finally.
?Keyword: punching hole mould? blanking die? bending mould? crooked model, conical die ?Arrange kind? automatic punching machine.
Signature of supervisor:
畢業(yè)設(shè)計(jì),12T焊接滾輪架機(jī)械設(shè)計(jì) 樂(lè)利鋒 指導(dǎo)老師：熊麗娟,,焊接滾輪架是借助主動(dòng)滾輪與焊件之間的摩接力帶動(dòng)焊件旋轉(zhuǎn)的變位機(jī)械。焊接滾輪架主要用于筒形焊件的裝配與焊接。,,焊接滾輪架按結(jié)構(gòu)形式分為兩類：第一類是長(zhǎng)軸式滾輪架。第二類是組合式滾輪架。 長(zhǎng)軸式滾輪架：滾輪沿兩平行軸排列，這種滾輪多是用戶根據(jù)焊件特點(diǎn)自行設(shè)計(jì)制造的。,,組合式滾輪架，它的主動(dòng)滾輪架，從動(dòng)滾輪架，混合式滾輪架都是獨(dú)立的，使用時(shí)可根據(jù)焊件的重量和長(zhǎng)度進(jìn)行任意組合，其組合比例也不僅是1與1的組合。因此，使用方便靈活，對(duì)焊件的適應(yīng)性很強(qiáng)，是目前應(yīng)用最廣泛的結(jié)構(gòu)形式。,國(guó)內(nèi)外的發(fā)展,國(guó)外滾輪架品種很多。承載量在1~1500t， 適用焊件直徑1~8m的標(biāo)準(zhǔn)組合式滾輪架均成系列供應(yīng)。其滾輪線速度在6~90m/h之間無(wú)極可調(diào) 國(guó)內(nèi)已有不少?gòu)S家生產(chǎn)滾輪架，最大承載量400t，焊件直徑可達(dá)6m，滾輪線速度6~60m/h,,調(diào)節(jié)方式有兩種：一種是自調(diào)式的；一種是非自調(diào)式的。 自調(diào)式的可根據(jù)焊件的直徑自動(dòng)調(diào)整滾輪的間距,,非自調(diào)式滾輪架是通過(guò)調(diào)節(jié)支架上的滾輪座來(lái)調(diào)節(jié)滾輪的間距的,電動(dòng)機(jī)功率的選擇,計(jì)算的電動(dòng)機(jī)功率為1.1kw 許多筒狀工件都有橫向焊縫，當(dāng)橫向焊縫通過(guò)滾輪是會(huì)產(chǎn)生很大的附加力矩。 應(yīng)留足夠余量才能使?jié)L輪架穩(wěn)定工作。 1990年頒布了焊接滾輪架的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（ZBJ/T33003-1990）規(guī)定了不同噸位的焊接滾輪架的電動(dòng)機(jī)最小功率：,,電動(dòng)機(jī)選擇為直流電動(dòng)機(jī) 功率：P=1.5KW 轉(zhuǎn)數(shù)：N=750轉(zhuǎn) 型號(hào)：Z2-42,滾輪的設(shè)計(jì),橡膠輪緣兩側(cè)開(kāi)出15度的倒角，以留出承載后橡膠變形的空間，避免擠裂。 滾輪架的額定載荷是12t，所以選用膠輪結(jié)構(gòu),機(jī)架的設(shè)計(jì),12噸焊接滾輪架的機(jī)架部分采用工字鋼和鋼板焊接而成。具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的特點(diǎn),為了適應(yīng)不同直徑焊件的焊接，滾輪架的兩滾輪的間距應(yīng)是可調(diào)的，這次設(shè)計(jì)采用絲杠來(lái)調(diào)節(jié)兩滾輪間距的，通過(guò)絲杠滾輪的機(jī)架可以在底座機(jī)架之上滑動(dòng) 。,,,軸的設(shè)計(jì)采用三段式，用鍵與滾輪、減速器相連 根據(jù)滾輪處軸徑95mm 選用圓柱滾子軸承 ，型號(hào)NUP2319 并對(duì)軸承壽命、鍵的強(qiáng)度、軸的強(qiáng)度進(jìn)行了校核，結(jié)果均滿足要求,減速器的選擇,工作荷載平穩(wěn)無(wú)沖擊，每日工作8小時(shí)，每小時(shí)啟動(dòng)10次左右 滾輪架總傳動(dòng)比i=1172選用兩臺(tái)蝸桿減速器 傳動(dòng)比分別選用30，25 蝸桿減速器中心距選擇為100 與滾輪相連的減速器選擇型號(hào)： CWU 100－30－Ⅰ 與電動(dòng)機(jī)相連的減速器選擇型號(hào)：SCWO 100－25－Ⅰ,,,許多的部件采用標(biāo)準(zhǔn)件，如機(jī)架采用了10號(hào)15號(hào)工字鋼。蝸桿減速器、聯(lián)軸器等，從而降低了成本。,結(jié)論,該滾輪架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便靈活，對(duì)焊件的適應(yīng)性很強(qiáng)，是目前應(yīng)用最廣泛的結(jié)構(gòu)形式。而且充分的考慮了滾輪架的合理性和經(jīng)濟(jì)性等因素。 本焊接滾輪架中心距可調(diào)，可適用于直徑500—4000mm的筒形工件焊接。 本焊接滾輪架額定荷載為12T,主要用于薄壁筒形工件的焊接 。 本焊接滾輪架多采用標(biāo)準(zhǔn)件便于維護(hù)保養(yǎng)。 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)易運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定，符合國(guó)家關(guān)于滾輪架的要求。經(jīng)校核，各部件符合強(qiáng)度要求。,,謝謝 ！,
編號(hào)：
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）資料袋
（此表僅供各學(xué)院（系）裝袋參考用）
題目名稱
某型錐口罩沖壓工藝及其模具設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名
學(xué)號(hào)
專業(yè)
機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
學(xué)院（系）
科技學(xué)院
指導(dǎo)教師姓名
職稱
序號(hào)
資料名稱
袋內(nèi)有者劃
√
序號(hào)
資料名稱
袋內(nèi)有者劃
√
1
任務(wù)書
√
9
指導(dǎo)教師評(píng)分表
（或存學(xué)院）
2
開(kāi)題報(bào)告
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10
評(píng)閱人評(píng)分表
（或存學(xué)院）
3
學(xué)士學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明
√
11
成績(jī)?cè)u(píng)定表
（或存學(xué)院）
4
說(shuō)明書或論文
√
其 它
5
譯文（含原稿）
√
1
6
附 圖
2
7
電子文檔
（或存學(xué)院）
3
8
畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)度
登記表
（或存學(xué)院）
4
綜合評(píng)定成績(jī)
指導(dǎo)教師（簽字）： 歸檔責(zé)任人（簽字）：
2011 年 6 月 2 日
目 錄
第一章 零件的分析及供需方案的確定 1
1.1 分析零件的沖壓工藝性 1
1.2 確定工藝方案 2
第二章 主要工藝參數(shù)計(jì)算 6
2.1 計(jì)算毛坯尺寸 6
2.2 確定拉深次數(shù)，拉深系數(shù)和各次拉深直徑 8
第三章 計(jì)算各工序凹凸模工藝參數(shù) 9
3.1 計(jì)算落料工序凹凸模參數(shù) 9
3.2 計(jì)算首次拉深的凸凹模工藝參數(shù) 10
3.3 計(jì)算第二、三、四次拉深的凸凹模工藝參數(shù) 11
3.4 計(jì)算沖孔的凸凹模工藝參數(shù) 12
第四章 毛坯排樣、利用率、沖裁力、拉深力等計(jì)算及壓機(jī)選用 13
4.1 毛坯排樣 13
4.2 計(jì)算材料利用率 13
4.3 計(jì)算各沖裁工序的沖裁力、卸料力、推件力、頂件力及公稱壓力 13
4.4 計(jì)算各拉深工序的壓邊力、拉深力及確定壓力機(jī)公稱壓力 14
4.5 壓力機(jī)選用 15
第五章 各工序的模具設(shè)計(jì) 16
5.1 落料模 16
5.2 沖孔3- 17
總 結(jié) 19
參考文獻(xiàn) 20
致 謝 21
I
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