开题报告——贴膜触簧——冲孔、弯曲级进模设计

1、毕业设计开题报告 含文献综述、外文翻译 题 目 贴膜触簧冲孔、弯曲级进模设计 姓 名 徐明 学 号 班 级 4班 专 业 材料成型及控制工程 学 院 机械工程学院 指导教师职称 李明 开题报告 1.选题的背景与意义 冲压是一种先进的金属加工方法有生产效率高成本低材料利用率高产品尺寸精度稳定操作简单容易实现机械化和自动化等一系列优点特别适合于大量生产。但在冲压生产过程中由于单工位模具结构简单生产效率低而且钣金零件不能过于复杂否则就需要多副单工位模具才能加工成形。如果采用级进模进行冲压生产就可以改变这些缺点。相对于单工位模具级进模有生产效率高生产周期短占用的操作人员少等优点而且非常适用于大批量生产

2、。 冲压级进模是在条料的送料方向上具有两个以上的工位并在压力机一次行程中在不同的工位上完成两道或以上的冲压工序的冲模。它在一副模具上的不同位置能够完成多道冲压成形工序可同时完成零件的冲裁、弯曲、拉深、立体成形等工艺是一种精密、高效、复杂的冲压模具具有比复合模更高的产品生产效率也能生产相对复杂特定的冲压件。级进模操作安全因为操作人员不必进入危险区域。级进模设计时工序可以分散不必集中在一个工位上不存在复合模中的“最小壁厚”的问题。所以模具强度相对较高寿命较长。级进模易于实现自动化即容易实现自动送料自动出件自动叠片级进模可以采用高速压力机生产因为工件和废料可以直接往下漏使用级进模可以减少压力机减少半

3、成品的运输。另外车间面积和仓库面积可以大大减小。但级进模结构复杂制造精度高生产周期长成本高。 级进模是将工件的内、外形逐次冲出的导致每次冲压都有定位误差所以较难稳定保证工件内、外形相对位置的一致性。对于精度高的零件并非全部轮廓的所有内、外形相对位置要求都很高所以可在冲内形的时候把相对位置要求较高的部分的轮廓同时冲出从而保证零件的精度要求。 在当下科学技术快速发展的前景下激烈的市场竞争要求企业更快地将产品推向市场。其中CAD/CAM/CAE技术是提升产品性能、加快产品研发过程、提高生产效率的有效手段。近些年来在各国的CAX软件使用行业中功能最强大的通用型辅助设计绘图软件主要用于二维绘图同时也具备

4、三维建模能力。另外UG软件是目前世界上最先进、高度集成的、面向制造业的CAX高端软件是自动化技术领域中的领先者。该软件的功能覆盖了整个产品的开发过程覆盖了概念设计、功能工程、工程分析、加工制造到产品发布的全过程在航空、汽车、机械、电器电子等工业领域的应用非常广泛。由于这些技术的发展和本身具有的特点使级进模作为一种高效、精密的模具其作用也日益显著并得到广泛的应用。 2.设计内容 2.1主要设计内容 本课题的主要内容是贴膜触簧-冲孔弯曲级进模的设计重点包括条料的导向、定位、自动送、卸料装置以及制件的弯曲成形等的设计。 2.2拟解决的关键问题 首先需要熟悉冲压用原材料包括冲裁件的几何形状表面质量使用

5、要求以及冲裁件使用的原料。 而最主要的问题是在连续送进的过程中板料能准确到位、不变形每一个工步都冲压哪些具体的孔位如何送进、定位以及弯曲过程前后如何送进、定位。 3.设计的方法及措施 3.1可行性分析 该制件形状较复杂有较高的精度和表面质量要求故不适合用复合模冲压成形而级进模可用于加工形状复杂的制件故可采用级进模冲压成形。 确定合适的定距、定位方式不仅有利于提高冲压件的质量而且便于操作和确保冲压完全生产。 挡料是材料送进过程中最基本的定距方式。在级进冲压模中一般采用有自动送料方式也可以用侧刃来进行挡料。这也是大多数的挡料方式。但侧刃定距增加了条料的宽度降低了材料的利用率。同时也增加了凹模的冲裁

6、刃口制模相对的增加了困难。定位的方式较多可利用外形或内孔甚至冲制工艺孔来定位。用导正销导正精确定位是模具结构中常见的形式。一般借助冲件上的孔或条料上的工艺孔也可采用定位钉定距故在冲裁该制件时可以先冲3个8的简单孔再用这几个孔定位其他不规则孔。但是由于每冲一次需把材料从定位钉上脱出后再送至预定位置这时对产品的变形会有所影响因此它适用于较薄的冲件材料。为了防止材料在导正过程中的变形一般相应的位置安有抬料钉和导料块。导料块可以帮助条料从导正销上脱出来抬料钉可以帮助条料从凹模抬起而送至预定位置。对于采用侧刃和导正销定距定位的级进模级进模的送料准确程度直接影响冲件的尺寸精度。在侧刃和导正销组合使用时侧刃

7、作为送料的粗定位导正销作为精定位。采用导正销导正时可利用冲件上的孔作导正销孔也可在条料的合适部位冲制工艺孔作导正用。不论何种方式导正销应设置在与冲孔凸模邻近的下一个工步上以便减少送进的积累误差提高导正精度。两导正销之间应有足够的距离有利于导正。 当弯曲变形时由于不是利用级进模的连续送料为此可设计一副自动送、取料装置。在送料上增加一个能够限制零件运动方向的长形槽板使零件可以通过长形槽板形成一个排列冲裁时只要将零件连续送进长形槽板即可冲裁。要想实现连续送料必须有自动卸料机构与之相配。为此可增加一套斜楔机构利用斜楔机构的方向转换将弯曲后的零件自动卸下。同时为解决定位难的问题可采用弹性定位方式。 3.

8、2方法及措 首先进行制件的工艺性分析其次确定条料的排样设计对模具整体的结构进行确定主要包括冲压凸凹模以及弯曲凸凹模的设计还有上下模座、上下垫板等地设计再次进行定位导正机构的设计主要有导柱导套及导正销等。接着是卸料板等卸料机构的设计最后绘制模具结构草图并用CAD绘制零件图、装配图。 4.预计设计成果 贴膜触簧冲孔-弯曲级进模设计说明书模具图零件图和装配图。 5.设计工作进度计划 1第7学期 第7周 第8周 明确课题任务准备课题资料 2第7学期 第9周 第10周 检索行业文件完成文献综述 3第7学期 第11周第12周 确定任务宗旨完成开题报告 4第7学期 第13周第16周 完成外文翻译检查前述三个

9、文件格式 5第7学期 第17周第18周 确定总体设计方案、完成主要设计工作内容 6第8学期 第1周 第3周 完成辅助设计任务 7第8学期 第4周第5周 完成全部设计任务自我审查及修改设计 8第8学期 第6周第7周 自我审查撰写设计说明完善设计说明书 9第8学期 第7周 完成答辩材料制作PPT上交全部毕业设计文件 10第8学期 第8周 更改已上交文件错误 准备答辩 11第8学期 第9周 答辩 我国成形设备发展概况、现状以及趋势 1.引言 成形设备作为生产成形制件的传统装备从其问世到现在已有了100多年的历程目前已经形成了类别齐全、结构完整的技术装备体系。相比非金属成形设备金属成形设备的问世要更早

10、到目前已发展得较为成熟而非金属成形设备目前仍处于高速发展时期。 在我国由于历史的原因与其他工业相类似成形设备的发展是在新中国成立以后才开始的。1949年以前我国没有自己独立的工业体系也根本没有成形设备制造业甚至连很多简单的成形生产工业都没有只能修理、装配一些进口的小型设备到解放时只有上海、沈阳等地的几家铁工厂能生产少量的开式压力机和剪板机等小型简易锻压机械产品完全没有能力生产其他种类的成形设备到了1949年以后我国迅速建立了比较完整的工业体系经过半个多世纪的发展和努力我国的成形设备行业从没有到有从小到大逐渐发展成为国民经济建设的重要支柱。 2.我国成形设备发展历程 2.1 从解放初期到20世纪

11、60年代末 从只能进行简单测绘逐步发展到能进行自行设计制造。首先从测绘和引进技术入手仿造国外三四十年代的成形设备如蒸汽-空气自由锻造和模锻锤、小形摩擦压力机和曲柄压力机、小形四柱式液压机、塑料制品液压机等。而到了20世纪60年代我国已开始自行设计和制造各种成形设备成形设备产品已逐步由测绘仿制发展到改进设计阶段产品的产量和品种都有了很大的增加。 同时也初步组建起了一支从事成形设备设计和制造的技术队伍。从20世纪60年代起我国就开始对成形设备的一些关键零部件和所用的材料进行研究为20世纪60年代后期成形设备的迅速发展奠定了基础。20世纪60年代末期我国开始大力开发新品种的成形设备到20世纪70年代

12、末我国成形设备产品在数量、品种、质量和技术水平等方面都有了显著的提高主要表现在以下几个方面成形设备的数量迅速增加占到全国机床总量的20以上产量达到了1949年的150多倍我国能够自行设计和制造的品种也大大增加其中不少填补了我国的空白部分产品开始向国外出口如60000KN锻造液压机、8000KN闭式双点压力机、数控冲模回转头压力机、塑料挤出成形机等制定了各类设备的系列参数标准和重要产品的技术条件与精度标准使成形设备的技术和制造工作开始渐渐变得规范化、专业化对有关的理论基础、设计方法开始进行深入、系统的研究并在生产过程中运用了一些新技术取得了一定的成就。 2.2 从20世纪70年代末到20世纪90

13、年代初 改革开放后我国广泛引进和吸收外国先进技术和新技术新成果使我国成形设备的发展速度大大加快。主要表现为 2.2.1引进和吸收 大量引进并消化吸收外国的先进技术将其运用到原有产品的设计和制造中去促进了产品的更新换代提高了产品的技术水平并研发了一批高性能、高水平的产品加快了产品结构调整的步伐。如塑料注射成形机通过引进国外的设计和制造技术、与国外合作生产、委托国外设计油路和控制部分、采用国外部分机电配套等措施使我国的塑料注射成形机产品的注射容量从15cm3扩大到8000cm3有些产品的设计和制造水平已经达到国外发达国家20世纪80年代的技术水平典型产品如上海第一塑料厂从意大利特里乌奇公司引进的热

14、固性塑料、橡胶注射机设计技术除生产了SZG-500/1500、XZ-500/1500热固性塑料橡胶注射机外还在消化吸收的基础上自行研制了注射量为200g的热固性塑料橡胶注射机新产品。 2.2.2科研和开发 广泛开展科研工作并将获得的成果大量应用于制造成形设备的过程中从而进一步提高了产品的设计、制造水平取得了显著的经济效益。如由济南铸造锻压机械研究所承担完成的“压力机CAD系统开发应用”课题成果可用于J21系列及其派生系列开式压力机设计不仅提高了产品设计水平还使设计速度提高5倍以上。扬州锻压机床厂应用这个技术生产的压力机进行有限元分析和优选在质量降低1112的情况下使应力降低13.523角刚度提

15、高5.88.6最终工厂每年可节约资金3040万元。 2.2.3数字化技术应用 微电子技术、数控和计算机数控技术开始获得较为广泛的应用。研制、生产出了一批技术水平高、产品质量好的产品可用于我国一些重点行业、重点项目。如济南第二机床厂自行研制的机电一体化的J47-1250/2000闭式四点双动拉伸压力机采用了多连杆传动系统使四组杆的运动同步性达到了最佳状态其电气控制采用了自行开发的带远程系统的全功能PC控制技术具有吨位、轴温、计数、故障诊断等功能。该机的研制成功为我国轿车工业提供了急需的关键设备标志着我国机械压力机的设计、制造达到了国际20世纪80年代末同类产品的技术水平填补了国内的空白。 2.3

16、 20世纪90年代中期以后 随着市场需求的加大、国家经济结构的调整和与国际接轨步伐的加快成形设备行业进入了新的一轮发展阶段自主开发能力进一步增强专业化生产迅速发展并取得了一定的成果。 2.3.1大型成形设备的开发、生产 在设计制造大型关键成套设备方面能力有了明显提高开发、生产了一批国内紧缺的重点设备从而减少了对进口产品的依赖。如济南第二机床厂总承包为长安汽车有限责任公司制造的压力机自动化冲压生产线它与普通压力机冲压生产线相比具有以下优点彻底消除了人工上下料得划伤满足了高标准冲压件表面质量的要求可以大大减少操作人员提高劳动生产率可以解决人工对重大工件无法安全上下料的关键性生产问题彻底根除威胁操作

17、人员的不安全因素可以满足冲压件在工序件的翻转、转位和再定位的要求。“轿车覆盖件冲压自动化联线技术”是国家“九五”期间的重点技术攻关项目这条自动化冲压生产线的诞生为今后全面推进冲压自动化联线技术的研究与应用开创了良好的开端。 2.3.2产品结构趋于合理化 产品的结构构成更加合理化品种规格都有所增加产品的可靠性和制造水平进一步提高。比如在塑料机械中对比发达国家1985年接近于1:11990年不及2:12000年已近4:1。又如在金属成形设备中使用的开式固定台压力机由于采用各种先进结构和可编程程序控制PLC等新技术已相当于国外20世纪80年代水平这种机器在性价比方面大大高于进口产品产品竞争能力显著提

18、升。 2.3.3产品的数控化、柔性化程度和比例显著提高 在塑料射机中计算机控制的自动注射机已占全部注射机产量的50以上不仅要对设备的动作进行控制而且在整个注射过程中熔体温度、注射压力、注射速度、保压时间、冷却过程及液压回路的各种参数都能完全由计算机控制。在锻压机械中CNC回转压力机、板材加工、板材折弯柔性单元、数控四边折边机等数控加工设备发展迅速。 3、我国成形设备发展现状 经过50多年的发展我国的成形设备制造业的产品种类已较为齐全持续稳定地发展成为国民经济的重要组成部分。在半个世纪的发展过程中涌现出了一批相当实力的生产制造企业和科研院所已具备较强的科研、开发、销售能力形成了品种规格、门类相对

19、齐全的产品线所生产的产品不仅能满足国内各行业的大部分需求而且许多产品已出口到世界各国。 但总体来看我国的成形设备行业仍然是工业体系中的薄弱环节与世界上工业发达国家相比还存在明显的差距不能完全满足国民经济和工业打发展的需要。具体说即是-生产技术和工艺落后从而造成设备的性能和可靠性不高产品品种尤其是专用性强、技术含量高的产品不能完全满足国内迅速发展的生产需要成套联线技术装置进展缓慢数控设备品种少、产量低、性能不稳定缺少具有自主知识产权的高档产品。因此目前除应充分发挥现有各种成形设备的生产能力提高设备利用率搞好辅助设备的配套工作加强设备的维护和技术改造外还应该大力加强自主开发能力上档次上水平提高可靠

20、性和成套性逐步形成传统技术、新兴技术、高新技术并存的多层次技术结构和普通型、精密型、高精高效型多档次并存的产品结构逐步发展成为先进、合理的行业。更好的在国民经济建设中发挥自己不可或缺的作用。 4.成形设备的发展趋势概述 经过将近一个世纪的发展通用成形设备的品种已基本上发展成规格齐全、结构成熟、辅机完整的产品系列。近年来为满足汽车、国防工业、电子电信、电机电器等行业的需求成形设备又取得了惊人的发展总的来说正朝着精密、高质、高效、节能、低噪音及可持续发展的方向迈进。 4.1数控技术的广泛应用 在设备改造和提高成形设备自动化程度和控制精度方面数控技术已成为主要的方向和手段正在全面改造成形设备和成型生

21、产过程。实际上现在已经可以感到成形设备的主要部分最终要改造成为高度自动化的、人工智能化的机器并且必然要和各种辅机有机地结合成为柔性制造单元C或柔性制造系统FMS。主要表现在近年来各国成形设备中数控设备的产量、产值和拥有量迅速增长目前工业发达国家所生产的各种成形设备如或转头压力机、折弯机、多工位压力机、注射机、压铸机等已多数实现了数控化对已有设备的数控化改造正在深入进行并逐渐成长为一个新兴的产业国外已出现了以生产数控成形设备为主的制造厂典型的如日本的天田Amada公司就是以数控冲、剪、折板机械驰名世界的厂家该公司早在10年前就曾宣称今后将全部生产数控产品。在成形设备中设备单元的自动控制、参数的闭

22、环控制、过程联动在线反馈控制等技术均已获得了较为广泛的应用目前已出现了具有智能控制功能的成形机械产品。 4.2机械加工精度大大提高 成形设备的加工精度正在逐步提高尤其是高精设备的比重大大增加。比如日本日清纺公司Nisshinbo的HIR-1250数控回转头压力机采用了液压主传动、轴双丝杠、对每套模具独立数控设定滑块行程的上、下止点和各段行程速度、滑块行程能以0.01mm的增量进行控制可在下止点上达到完全停止以确保完成高质量的成形加工。在塑料机械方面日本的SN120塑料注射机采用高达460MPa的注射压力制品收缩率几乎为零制品的尺寸公差可保证在0.020.03mm。德国克劳斯马菲公司的注射机采用

23、PM的控制系统通过对模具、工作油、溶料温度、注射压力、模腔压力和冲模过程的控制可使制品的质量误差精确到0.15。 4.3成形设备逐渐变得高速度、高效率、多功能 在高速度方面数控压力机的行程速度已由过去的次/min提高到次/min最高已达到1000次/min芬兰的4025F3高速压力机的行程次数基本都提高到1000次/min以上如瑞士布鲁德尔公司的BST型高速精密压力机滑块最高行程次数达到次min且无级可调注射机的启闭模速度已由过去的2030m/min提高到4050m/min最高达70m/min注射机速度从过去的100m/s提高到现在的250m/s有的达到450m/s但更多的注意力还是放在通过提高设备效率增加功能来提高生产速度。由于数控技术的广泛应用促进了产品向高效率的方向发展如在数控冲模回转头压力机上配备激光切割系统、自动上下料装置、成分分选装置等设施并由计算机集中控制从而大大提高了生产效率和机动时间并能实现夜班无人看管。对塑料注射机而言高效率主要体现在工作节拍上、制品周期短普遍比过去提高24以上高效注射机的开模和预塑一般都能同步完成开模中同时完成抽芯和顶出。 4.4成形设备规格齐全 在设备的规格上微型与大型并重为满足汽车、电子、信息、生物等领域的需求成形设备的规格范围正在进一步扩大。如目前虽然已有质量为万分之一克的注射制品成形加工技术装备但日本