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大連交通大學(xué)2017屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)調(diào)研報(bào)告
調(diào)研報(bào)告
一、課題的來源及意義：
高速發(fā)展的今天，工廠的競爭愈演愈烈，生產(chǎn)成本、效率、質(zhì)量已經(jīng)成為了工廠生存、盈利的條件，連續(xù)模也因此孕育而生。連續(xù)模比單工序模生產(chǎn)效率高，減少了模具和設(shè)備的數(shù)量，工件精度高，便于操作和實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化。對(duì)于特別復(fù)雜或孔邊距較小的沖壓件，用簡單模或復(fù)合模沖制有困難時(shí)，可用連續(xù)模逐步?jīng)_出。模具是制造業(yè)的重要基礎(chǔ)工藝裝備，工業(yè)產(chǎn)品大批量生產(chǎn)和新產(chǎn)品開發(fā)都離不開模具，用模具生產(chǎn)制件所達(dá)到的(四高二低)高精度，高復(fù)雜程度，高一致性，高生產(chǎn)率和低耗能、低耗材，使模具工業(yè)在制造業(yè)中的地位越來越重要。模具品種繁多，共有10大類，包括沖壓、塑料、橡膠、鑄造、鍛壓等，用于制造業(yè)中幾乎所有產(chǎn)品的生產(chǎn)，可見模具的服務(wù)范圍已包括國民經(jīng)濟(jì)的許多方面，現(xiàn)在模具技術(shù)已成為衡量一個(gè)國家產(chǎn)品制造水平的重要標(biāo)志之一，沒有高水平的模具就沒有高水平的產(chǎn)品已成為共識(shí)。因而，設(shè)計(jì)制造出高質(zhì)量的模具已勢(shì)在必行。模具設(shè)計(jì)和制造技術(shù)水平的高低，是衡量一個(gè)國家產(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)品的開發(fā)能力。本課題旨在鍛煉畢業(yè)生的思維，熟練掌握和運(yùn)用大學(xué)四年所學(xué)知識(shí)，能夠進(jìn)行獨(dú)立的設(shè)計(jì)作業(yè)。針對(duì)題目使畢業(yè)生得到機(jī)械原理、機(jī)械零件設(shè)計(jì)、機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)及模具設(shè)計(jì)與制造的綜合訓(xùn)練。針對(duì)題目使學(xué)生獲得沖壓工藝規(guī)程、模具設(shè)計(jì)與制造加工基礎(chǔ)知識(shí)，工藝參數(shù)及加工設(shè)備的選取，計(jì)算機(jī)輔助繪圖及資料、手冊(cè)的查閱。培養(yǎng)綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)分析問題和解決實(shí)際問題的能力、探求真理的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力并受到工程設(shè)計(jì)與科學(xué)理論結(jié)合的初步訓(xùn)練等方面的能力。鞏固所學(xué)的專業(yè)知識(shí)，鍛煉動(dòng)手能力，培養(yǎng)工程意識(shí)，強(qiáng)化工程應(yīng)用能力，為未來的工作打下良好的基礎(chǔ)。
二、國外模具發(fā)展現(xiàn)狀：
眾所周至，美國、德國、日本的汽車工業(yè)是全球最為發(fā)達(dá)的幾個(gè)國家，一定程度得益于其冷沖壓技術(shù)和設(shè)備的領(lǐng)先地位。其冷沖壓設(shè)備基本上都是自動(dòng)化的。
根據(jù)不同類型的加工環(huán)境和條件下，國外現(xiàn)在逐漸發(fā)展了兩類汽車車身的自動(dòng)化沖壓生產(chǎn)線。
1） 單機(jī)聯(lián)線自動(dòng)化?
配置有5，6臺(tái)壓力機(jī)，設(shè)備拆裝、上下卸料機(jī)械手，穿梭的翻轉(zhuǎn)裝備和碼垛裝置等，全生產(chǎn)線總長約60米，安全性高，沖壓產(chǎn)品質(zhì)量好。由于工件傳動(dòng)距離較長，工件的上下料的換向和雙動(dòng)拉伸必須使用工件翻轉(zhuǎn)裝備。所以導(dǎo)致這種單機(jī)聯(lián)線自動(dòng)化沖壓技術(shù)在生產(chǎn)節(jié)拍上最高為6-9次/分，導(dǎo)致設(shè)備的維修工件量大。?
2）大型多工位壓力機(jī)
在八十年代中期，國外在沖壓技術(shù)上開發(fā)了大型三坐標(biāo)的多工位壓力機(jī)自動(dòng)連續(xù)沖壓模，由大型壓力機(jī)、三坐標(biāo)工件傳送系統(tǒng)、碼垛工位和碼垛機(jī)組成，其生產(chǎn)節(jié)拍可以達(dá)16-25次/分。其主要特點(diǎn)是：沖壓生產(chǎn)效率高，送料速度是手工流水線的4-5倍，大約是單機(jī)聯(lián)線自動(dòng)化的2-3倍；并且是自動(dòng)化、智能化，整個(gè)多工位壓力機(jī)系統(tǒng)只靠2-3人就可完成操控，當(dāng)模具需要更換時(shí)，僅僅需要輸入要換模具的對(duì)應(yīng)編號(hào)，其余工作可以全自動(dòng)完成，而且整個(gè)換模時(shí)間只需5分鐘不到，換模的同時(shí)可對(duì)多工位壓力機(jī)操作特征智能化的調(diào)整；特別是裝配有電子三坐標(biāo)的送料多工位的壓力機(jī)，可以根據(jù)模具任意的調(diào)節(jié)其運(yùn)動(dòng)路徑和時(shí)間，不僅沖壓大型的覆蓋件，而且還能夠沖壓小型零件。當(dāng)沖壓小型零件時(shí)，其送料距較短，節(jié)拍會(huì)比較高，再合理的模具布置，可以一次就沖壓2-3各零件，具有充分的自由度，靈活性強(qiáng)。電子多工位送料壓力機(jī)的另外一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)率高，工件加工精度高，工件轉(zhuǎn)換快，維修保養(yǎng)性好，診斷性能好，成本較低，與現(xiàn)有的壓力機(jī)相比適應(yīng)性強(qiáng)，售后服務(wù)和遠(yuǎn)程通訊也比較好。美國的多工位壓力機(jī)基本上都采用了電子伺服三坐標(biāo)進(jìn)給送料。
高速化復(fù)合化相結(jié)合，可以顯著提高加工效率 ，提高生產(chǎn)率是工業(yè)屆永恒追求目標(biāo)，各各鍛壓廠家均致力于高速化的鍛壓機(jī)械研究，例如在數(shù)控回轉(zhuǎn)頭壓力機(jī)上，大多采用伺服控制下的液壓主驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)來提高壓力機(jī)的行程次數(shù)。在追求高速化的加工時(shí)，還必須盡快縮短生產(chǎn)輔助時(shí)間，便于取得良好的經(jīng)濟(jì)效益。故在數(shù)控壓力機(jī)上配備伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)和三坐標(biāo)的上下料裝置，可以使沖壓中心實(shí)現(xiàn)高效快速的加工。?
當(dāng)前機(jī)床大幅的縮短生產(chǎn)輔助時(shí)間和提高生產(chǎn)率的重要技術(shù)手段是將機(jī)床上的幾個(gè)工序復(fù)合再一起，復(fù)合加工在鍛壓機(jī)械上也取得了成功地應(yīng)用，其效果十分顯著。例如：在德國、美國、日本已經(jīng)相繼開發(fā)出了激光一步?jīng)_壓復(fù)合機(jī)，可以將模具沖切和激光切割有機(jī)的結(jié)合在一起，工件只需要一次上料就可以完成沖孔、沖切、翻邊、淺拉深、切割等多道沖壓工序，最大限度上地節(jié)省了加工輔助時(shí)間，特別在對(duì)孔型較多而復(fù)雜的面板類工件進(jìn)行加工或者多品種小批量板料加工時(shí)能有顯著效果。
三、關(guān)于沖壓模：
1.定義：沖壓模具是在冷沖壓加工中，將材料（金屬或非金屬）加工成零件（或半成品）的一種特殊工藝裝備，稱為冷沖壓模具（俗稱冷沖模）。沖壓，是在室溫下，利用安裝在壓力機(jī)上的模具對(duì)材料施加壓力，使其產(chǎn)生分離或塑性變形，從而獲得所需零件的一種壓力加工方法。
2.特點(diǎn)：1）沖壓件的尺寸精度由模具來保證，具有一模一樣的特征，所以質(zhì)量穩(wěn)定，互換性好。2）由于利用模具加工，所以可獲得其它加工方法所不能或難以制造的，壁薄、重量輕、剛性好、表面質(zhì)量高、形狀復(fù)雜的零件。3）沖壓加工一般不需要加熱毛坯，也不像切削加工那樣，大量切削金屬，所以它不但節(jié)能，而且節(jié)約金屬。4）對(duì)于普通壓力機(jī)每分鐘可生產(chǎn)幾十件，而高速壓力機(jī)每分鐘可生產(chǎn)幾百上千件。所以它是一種高效率的加工方法。
四、本設(shè)計(jì)研究內(nèi)容、方法、手段：
1.研究內(nèi)容：本設(shè)計(jì)為一罩圈的冷沖壓模具設(shè)計(jì)，根據(jù)零件尺寸、材料、批量生產(chǎn)等要求 ，首先分析零件的工藝性，確定沖裁工藝方案及模具結(jié)構(gòu)方案，然后通過工藝設(shè)計(jì)計(jì)算，確定排樣和裁板，計(jì)算沖壓力和壓力中心，初選壓力機(jī)，計(jì)算凹、凸模刃口尺寸和公差，最后設(shè)計(jì)選用零、部件，對(duì)壓力機(jī)進(jìn)行校核，繪制模具總裝草圖，以及對(duì)模具主要零件的加工工藝規(guī)程進(jìn)行編制。其中在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)眾，主要對(duì)凸模、凹模、凸凹模、定位零件、卸料與出件裝置、模架、沖壓設(shè)備、緊固件等進(jìn)行了設(shè)計(jì)。
2.本設(shè)計(jì)研究方法、手段：查閱相關(guān)資料，請(qǐng)教老師。
五、進(jìn)度安排：
周序
內(nèi)容
周序
內(nèi)容
第一周
查詢課題相關(guān)情況、接受課題。完成任務(wù)書、選課表、進(jìn)度計(jì)劃與考核表的填寫工作，考慮畢業(yè)設(shè)計(jì)的整體進(jìn)度。
第七周
確定罩圈復(fù)合模設(shè)計(jì)方法
第二周
查詢課題相關(guān)信息，完成調(diào)研報(bào)告。
第八周
相關(guān)零件的設(shè)計(jì)計(jì)算。
第三周
翻閱資料，搜尋相關(guān)信息，開始外文翻譯。
第九周
查閱相關(guān)書籍尋找所需標(biāo)準(zhǔn)件的尺寸以及結(jié)構(gòu)。
第四周
整理資料，完成外文翻譯。
第十周
完成模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及軟件仿真。
第五周
學(xué)習(xí)模具相關(guān)知識(shí)，以及有關(guān)軟件操作。
第十一周
第六周
學(xué)習(xí)沖壓復(fù)合模相關(guān)知識(shí)。
第十二周
資料整理，寫論文準(zhǔn)備答辯。
參考文獻(xiàn)
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