河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 毕 业 设 计 说 明 书 - 1 - 1 绪 论 1 . 1 模 具 工 业 的 地 位 模 具 工 业 是 国 民 经 济 的 基 础 工 业 是 工 业 生 产 的 重 要 工 艺 装 备 。 先进 国 家 的 模 具 工 业 已 摆 脱 从 属 地 位 发 展 为 独 立 的 行 业 。 日 本 工 业 界 认为 “ 模 具 工 业 是 其 它 工 业 的 先 行 工 业 , 是 创 造 富 裕 社 会 的 动 力 ”。 美 国 工业 界 认 为 “ 模 具 工 业 是 美 国 工 业 的 基 石 ”。 在 德 国 模 具 被 冠 以 “ 金 属 加工 业 中 的 帝 王 ” 之 称 。 在 我 国 1 9 9 8 年 3 月 在 国 务 院 关 于 当 前 产 业 政 策 要 点 的 决 定 模具 被 列 为 机 械 工 业 技 术 改 造 序 列 的 第 一 位 生 产 和 基 本 建 设 序 列 第 二 位 把 发 展 模 具 工 业 摆 在 发 展 国 民 经 济 的 重 要 位 置 。 目 前 我 国 冲 压 模 具 在产 值 占 模 具 总 产 值 的 4 0 % 以 上 处 于 主 导 地 位 。 1 . 2 冷 冲 压 的 应 用 冲 压 工 艺 是 塑 性 加 工 的 基 本 加 工 方 法 之 一 。 它 主 要 用 于 加 工 板 料 零件 所 以 有 时 也 叫 板 料 冲 压 。 冲 压 不 仅 可 以 加 工 金 属 板 料 而 且 也 可 以加 工 非 金 属 板 料 。 冲 压 加 工 时 板 料 在 模 具 的 作 用 下 于 其 内 部 产 生 使之 变 形 的 内 力 。 当 内 力 的 作 用 达 到 一 定 程 度 时 板 料 毛 坯 或 毛 坯 的 某 个部 位 便 会 产 生 与 内 力 的 作 用 性 质 相 对 应 的 变 形 从 而 获 得 一 定 的 形 状 、尺 寸 和 性 能 的 零 件 。 冲 压 生 产 靠 模 具 与 设 备 完 成 加 工 过 程 所 以 它 的 生 产 率 高 而 且 由于 操 作 简 便 也 便 于 实 现 机 械 化 和 自 动 化 。 利 用 模 具 加 工 可 以 获 得 其 它 加 工 方 法 所 不 能 或 难 以 制 造 的 、 形 状复 杂 的 零 件 。 冲 压 产 品 的 尺 寸 精 度 是 由 模 具 保 证 所 以 质 量 稳 定 一 般 不 需 再 经过 机 械 工 业 加 工 便 可 使 用 。 冲 压 加 工 不 一 般 不 需 要 加 热 毛 坯 也 不 像 切 削 加 工 那 样 大 量 切 削 材料 所 以 它 不 但 节 能 而 且 节 约 材 料 。 冲 压 产 品 的 表 面 质 量 较 好 使 用河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 毕 业 设 计 说 明 书 - 2 - 的 原 材 料 是 冶 金 工 厂 大 量 生 产 的 轧 制 板 料 或 带 料 在 冲 压 过 程 中 材 料 表面 不 受 破 坏 。 因 此 冲 压 工 艺 是 一 种 产 品 质 量 较 好 而 且 成 本 低 的 加 工 艺 。 用 它 生产 的 产 品 一 般 还 具 有 重 量 轻 且 刚 性 好 的 特 点 。 冲 压 工 艺 在 汽 车 、 拖 拉 机 、 电 机 、 电 器 、 仪 器 、 仪 表 、 各 种 民 用 轻工 产 品 以 及 航 空 、 航 天 和 兵 工 等 的 生 产 方 面 占 据 十 分 重 要 的 地 位 。 现 代各 先 进 工 业 化 国 家 的 冲 压 生 产 都 是 十 分 发 达 的 。 在 我 国 的 现 代 化 建 设 进程 中 冲 压 生 产 占 有 重 要 的 地 位 。 1 . 3 冷 冲 压 发 展 趋 势 1 工 艺 分 析 计 算 方 法 的 现 代 化 。 例 如 生 产 汽 车 覆 盖 件 的 冲 压 工艺 传 统 方 法 是 根 据 已 有 的 设 计 资 料 和 设 计 者 的 经 验 进 行 对 比 分 析 确 定 工 艺 方 案 和 有 关 参 数 然 后 设 计 模 具 进 行 试 冲 经 过 反 复 试 验 和修 改 才 能 转 入 批 量 生 产 。 近 几 年 来 国 外 有 的 公 司 已 开 始 采 用 有 限 变形 的 弹 塑 性 有 限 元 法 对 覆 盖 件 成 形 过 程 进 行 计 算 模 拟 分 析 应 力 应 变关 系 从 而 预 测 某 一 工 艺 方 案 的 可 行 性 和 可 能 会 产 生 的 问 题 并 将 结 果显 示 在 图 形 终 端 上 供 设 计 人 员 进 行 选 择 和 修 改 。 这 样 不 仅 可 以 节 省昂 贵 的 模 具 试 制 费 用 缩 短 产 品 试 制 周 期 而 且 可 以 建 立 符 合 生 产 实 际的 先 进 设 计 方 法 既 促 进 了 冷 冲 压 工 艺 的 发 展 又 可 以 发 挥 塑 性 成 形 理论 对 生 产 实 际 的 知 道 作 用 。 2 模 具 设 计 及 制 造 技 术 的 现 代 化 。 为 了 加 快 产 品 的 更 新 换 代 缩短 工 装 设 计 、 制 造 周 期 正 在 大 力 开 展 模 具 的 计 算 机 辅 助 设 计 和 制 造 C A D / C A M 技 术 的 研 究 和 应 用 。 采 用 这 一 技 术 一 般 可 以 提 高 模 具 设计 和 制 造 效 率 2 3 倍 模 具 生 产 周 期 可 缩 短 1 / 2 1 / 3 。 发 展 这 一 技 术 的最 终 目 标 是 要 达 到 模 具 C A D / C A M 一 体 化 而 模 具 图 纸 将 只 作 为 检 验模 具 之 用 。 采 用 模 具 C A D / C A M 技 术 还 可 提 高 模 具 质 量 大 大 减 少 设计 与 制 造 人 员 的 重 复 劳 动 使 设 计 者 有 可 能 把 精 力 用 在 创 新 和 开 发 上 。 3 冲 压 生 产 的 机 械 化 和 自 动 华 。 为 了 满 足 大 量 生 产 的 需 要 冲 压设 备 已 由 单 工 位 低 速 压 力 机 发 展 到 多 工 位 高 速 自 动 压 力 机 。 一 般 中 小 型冲 压 件 既 可 在 多 工 位 压 力 机 上 生 产 也 可 以 在 高 速 压 力 机 上 采 用 多 工位 连 续 模 加 工 使 冲 压 生 产 达 到 高 度 自 动 化 。 大 型 冲 压 件 如 汽 车 覆 盖河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 毕 业 设 计 说 明 书 - 3 - 件 可 在 多 工 位 压 力 机 上 利 用 自 动 送 料 和 取 件 装 置 进 行 机 械 化 流 水 线生 产 从 而 减 轻 劳 动 强 度 和 提 高 生 产 率 。 4 为 了 满 足 产 品 更 新 换 代 加 快 和 生 产 批 量 减 小 的 发 展 趋 势 发 展了 一 些 新 的 成 形 工 艺 、 简 易 模 具 、 通 用 组 合 模 具 以 及 数 控 冲 压 设 备 和 冲压 柔 性 制 造 系 统 F M S 等 。 这 样 就 使 冲 压 生 产 既 可 适 合 大 量 生 产 又 可 适 用 于 小 批 量 生 产 。 5 不 断 改 进 板 料 性 能 以 提 高 其 成 形 能 力 和 使 用 效 果 。 例 如 研制 高 强 度 钢 板 用 来 生 产 汽 车 覆 盖 件 研 制 新 型 材 料 板 用 来 生 产 航 空构 件 等 。 1 . 4 毕 业 设 计 的 主 要 目 的 毕 业 设 计 做 为 大 学 教 学 中 的 一 个 必 不 可 少 的 环 节 是 对 我 们 三 年 所学 专 业 知 识 的 最 后 一 次 也 是 最 全 面 的 一 次 检 查 。 通 过 这 次 毕 业 设 计 可 以很 好 的 使 我 们 辛 勤 的 老 师 了 解 学 生 掌 握 知 识 的 程 度 也 可 以 使 我 们 很 好的 加 强 对 专 业 知 识 的 巩 固 对 以 后 我 们 踏 足 社 会 和 在 实 践 工 作 中 起 到 了不 可 估 量 的 作 用 。 毕 业 设 计 的 主 要 目 的 有 综 合 运 用 本 专 业 所 学 课 程 的 理 论 和 生 产 实 习 知 识 进 行 一 次 拉 深 模具 设 计 工 作 的 实 际 训 练 从 而 培 养 和 提 高 学 生 自 己 的 独 立 工 作 能 力 巩 固 冲 压 模 具 设 计 与 制 造 等 课 程 所 学 的 内 容 掌 握 模 具 设 计 的 方法 和 步 骤 掌 握 冲 压 模 具 设 计 与 基 本 技 能 如 模 具 相 关 尺 寸 计 算 、 绘 图 、查 阅 设 计 资 料 和 手 册 熟 悉 标 准 和 规 范 等 。 在 完 成 大 学 三 年 的 课 程 学 习 和 课 程 、 生 产 实 习 我 熟 练 地 掌 握 了 机械 制 图 、 机 械 设 计 、 机 械 原 理 等 专 业 基 础 课 和 专 业 课 方 面 的 知 识 对 机械 制 造 、 加 工 的 工 艺 有 了 一 个 系 统 、 全 面 的 理 解 达 到 了 学 习 的 目 的 。对 于 模 具 设 计 这 个 实 践 性 非 常 强 的 设 计 课 题 我 们 进 行 了 大 量 的 实 习 。经 过 在 新 飞 电 器 有 限 公 司 、 在 洛 阳 中 国 一 拖 、 中 信 重 型 矿 山 机 械 厂 的 生产 实 习 我 对 于 冷 冲 模 具 、 塑 料 模 具 的 设 计 步 骤 有 了 一 个 全 新 的 认 识 丰 富 和 加 深 了 对 各 种 模 具 的 结 构 和 动 作 过 程 方 面 的 知 识 而 对 于 模 具 的制 造 工 艺 更 是 有 了 全 新 的 理 解 。 在 指 导 老 师 的 细 心 指 导 下 和 在 工 厂 师 傅河 南 机 电 高 等 专 科 学 校 毕 业 设 计 说 明 书 - 4 - 的 讲 解 下 我 们 对 于 模 具 的 设 计 和 制 造 工 艺 有 了 系 统 而 深 刻 的 认 识 。 同时 在 实 习 现 场 亲 手 拆 装 了 一 些 典 型 的 模 具 实 体 并 查 阅 了 很 多 相 关 资 料 通 过 这 些 实 践 我 们 熟 练 掌 握 了 模 具 的 一 般 工 作 原 理 、 制 造 、 加 工 工 艺 。通 过 在 图 书 馆 借 阅 相 关 手 册 和 书 籍 更 系 统 而 全 面 了 细 节 问 题 。 锻 炼 了缜 密 的 思 维 和 使 我 们 初 步 具 备 了 设 计 工 作 者 应 有 的 素 质 。 设 计 中 将 充分 利 用 和 查 阅 各 种 资 料 并 与 同 学 进 行 充 分 讨 论 尽 最 大 努 力 搞 好 本 次毕 业 设 计 。 在 设 计 的 过 程 中 将 有 一 定 的 困 难