冲压工艺与模具设计毕业设计.doc

绪论 概述冲压成形作为现代工业中一种十分重要的加工方法,用以生产各种板料零件,具有很多独特的优势,其成形件具有自重轻、刚度大、强度高、互换性好、成本低、生产过程便于实现机械自动化及生产效率高等优点,是一种其它加工方法所不能相比和不可替代的先进制造技术,在制造业中具有很强的竞争力,被广泛应用于汽车、能源、机械、信息、航空航天、国防工业和日常生活的生产之中。在吸收了力学、数学、金属材料学、机械科学以及控制、计算机技术等方面的知识后,已经形成了冲压学科的成形基本理论。以冲压产品为龙头,以模具为中心, 结合现代先进技术的应用,在产品的巨大市场需求刺激和推动下,冲压成形技术在国民经济发展、实现现代化和提高人民生活水平方面发挥着越来越重要的作用。 冲压技术的进步进几十年来,冲压技术有了飞速的发展,它不仅表现在许多新工艺与新技术在生产的广泛应用上,如:旋压成形、软模具成形、高能率成形等,更重要的是人们对冲压技术的认识与掌握的程度有了质的飞跃[1]。现代冲压生产是一种大规模继续作业的制造方式,由于高新技术的参与和介入, 冲压生产方式由初期的手工操作逐步进化为集成制造(图1-1 )。生产过程逐步实现机械化、自动化、并且正在向智能化、集成化的方向发展。实现自动化冲压作业,体现安全、高效、节材等优点,已经是冲压生产的发展方向。图 1-1 冲压作业方式的进化冲压自动化生产的实现使冲压制造的概念有了本质的飞跃。结合现代技术信息系统和现代化管理信息系统的成果,由这三方面组合又形成现代冲压新的生产模式—计算机集成制造系统 CIMS (Computer Integrated Manufacturing System )。把产品概念形成、设计、开发、生产、销售、售后服务全过程通过计算机等技术融为一体,将会给冲压制造业带来更好的经济效益,使现代冲压技术水平提高到一个新的高度。 模具的发展与现状模具是工业生产中的基础工艺装备,是一种高附加值的高技术密集型产品,也是高新技术产业的重要领域,其技术水平的高低已成为衡量一个国家制造水平的重要标志。随着国民经济总量和工业产品技术的不断发展,各行各业对模具的需求量越来越大,技术要求也越来越高。目前我国模具工业的发展步伐日益加快,“十一五期间”产品发展重点主要应表现在[2]:( 1)汽车覆盖件模; (2)精密冲模; (3)大型及精密塑料模; (4)主要模具标准件; (5)其它高技术含量的模具。目前我国模具年生产总量虽然已位居世界第三,其中,冲压模占模具总量的 40% 以上[2],但在整个模具设计制造水平和标准化程度上,与德国、美国、日本等发达国家相比还存在相当大的差距。以大型覆盖件冲模为代表,我国已能生产部分轿车覆盖件模具。轿车覆盖件模具设计和制造难度大,质量和精度要求高,代表覆盖件模具的水平。在设计制造方法、手段上已基本达到了国际水平,模具结构功能方面也接近国际水平,在轿车模具国产化进程中前进了一大步。但在制造质量、精度、制造周期和成本方面,以国外相比还存在一定的差距。标志冲模技术先进水平的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,在制造精度、使用寿命、模具结构和功能上,与国外多工位级进模和多功能模具相比, 存在一定差距[2-3] 。 模具 CAD/CAE/CAM 技术冲压技术的进步首先通过模具技术的进步来体现出来。对冲模技术性能的研究已经成为发展冲压成形技术的中心和关键。 20世纪 60年代初期,国外飞机、汽车制造公司开始研究计算机在模具设计与制造中的应用。通过以计算机为主要技术手段,以数学模型为中心,采用人机互相结合、各尽所长的方式,把模具的设计、分析、计算、制造、检验、生产过程连成一个有机整体,使模具技术进入到综合应用计算机进行设计、制造的新阶段。模具的高精度、高寿命、高效率成为模具技术进步的特征。模具 CAD/CAE/CAM 是改造传统模具生产方式的关键技术,是一项高科技、高效益的系统工程。它以计算机软件的形式,为企业提供一种有效的辅助工具,使工程技术人员借助于计算机对产品性能、模具结构、成形工艺、数控加工及生产管理进行设计和优化[4]。模具 CAD/CAE/CAM 技术能显著缩短模具设计与制造周期,降低生产成本和提高产品质量已成为模具界的共识。模具 CAD/CAE/CAM 在近 20年中经历了从简单到复杂,从试点到普及的过程。进入本世纪以来,模具 CAD/CAE/CAM 技术发展速度更快,应用范围更广。在级进模 CAD/CAE/CAM 发展应用方面,本世纪初,美国 UGS 公司与我国华中科技大学合作在 UG-II (现为 NX)软件平台上开发出基于三维几何模型的级进模 CAD/CAM 软件 NX-PDW 。该软件包括工程初始化、工艺预定义、毛坯展开、毛坯排样、废料设计、