螺母盒零件冲压工艺与冲模设计

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前 言

毕业设计是一种综合性的训练,也是一个重要的专业实训环节,它综合性强,应用知识面宽。随着社会主义市场经济的不断发展,工业产品增多,产品更新换代加快,市场竞争激烈。模具作为一种工具已广泛地应用在各行各业之中。模具是现代化工业生产的重要工艺装备。在国民经济的各个工业部门都越来越多地依靠模具来进行生产加工。模具已成为国民经济的基础工业。模具已成为当代工业的重要手段和工艺发展方向之一。现代工业产品的品种和生产效益的提高,在很大程度上取决于模具的发展

和技术经济水平。

为了更进一步加强我们的设计能力,巩固所学的专业知识,在毕业之际,特安排了此次的毕业设计。毕业计也是我们专业在学完基础理论课,技术基础课和专业课的基础上,所设置的一个重要的实践性教学环节。 本次设计的目的:

一、综合运用本专业所学的理论与生产实际知识,进行一次冲压模设计的实际训练,从而提高我们独立工作能力。

二、巩固复习三年以来所学的各门学科的知识,以致能融贯通,进一步了解从模具设计到模具制造整个工艺流程。

三、掌握模具设计的基本技能,如计算、绘图、查阅设计资料和手册,熟悉标准和规范等。

由于本人设计水平有限,经验不足,错误难免,敬请老师批评、指导,不胜感激。

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绪论

冲压技术概论

日常生产、生活中所使用到的各种工具和产品,大到机床的底座、机身外壳,小到一个胚头螺丝、纽扣以及各种家用电器的外壳,无不与模具有着密切的关系。模具的形状决定着这些产品的外形,模具的加工质量与精度也就决定着这些产品的质量。因为各种产品的材质、外观、规格及用途的不同,模具分为了铸造模、锻造模、压铸模、冲压模等非塑胶模具,以及塑胶模具。

模具工业是制造业中的一项基础产业,是技术成果转化的基础,同时本身又是高新技术产业的重要领域,在欧美等工业发达国家被称为“点铁成金”的“磁力工业” ;美国工业界认为“模具工业是美国工业的基石”;德国则认为是所有工业中的“关键工业” ;日本模具协会也认为“模具是促进社会繁荣富裕的动力” ,同时也是“整个工业发展的秘密”,是“进入富裕社会的原动力” 。日本模具产业年产值达到13000亿日元,远远超过日本机床总产值9000亿日元。如今,世界模具工业的发展甚至己超过了新兴的电子工业。在模具工业的总产值中,冲压模具约占50%,塑料模具约占33%,压铸模具约占6%,其它各类模具约占11%

随着科学技术的进步和工业生产的迅速发展,冲压加工技术的应用愈来愈广泛,模具成形已成为当代工业生产的重要手段。

冲压是利用安装在冲压设备(主要是压力机)上的模具对材料施加压力,使其产生分离或塑性变形从而获得所需零件(俗称冲压件或冲件)的一种压力加工方法。冲压工艺与模具、冲压设备和冲压材料构成冲压加工的三要素。冲压是一种先进的金属加工方法,在国民经济的加工工业中占有重要的地位。与机械加工及塑性加工和其它方法相比,冲压加工无论在技术方面还是经济方面都具有许多独特的优点,主要表现如下[1]:

(1) 冲压一般没有切削碎料产生,材料的消耗较少利用率高,一般为70%~85%,易实现机械化和自动化;

(2) 在形状和尺寸精度方面的互换性较好。一般情况下可直接满足装配和使用要求;

(3) 冲压可加工的尺寸范围大、形状复杂的零件,而这些零件用其它方法是不可能或很难得到的,如薄壳件;

(4) 被加工的金属在冲压加工过程中产生加工硬化,金属内部组织得到改善,机

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械强度有所提高,所以冲压件刚度强度较好;

(5) 冲压时由模具保证了冲压件的尺寸与形状精度,且一般不破坏冲压材料的表面质量,而模具的寿命一般较长,所以冲压件的质量稳定,互换性好,具有“一模一样”的特征;

(6) 在大量生产的条件下,产品的成本低,经济效益较高; (7) 冲裁过程能耗较低。

由此可见冲压制得的零件具有表面质量好重最轻成本低的优点。所以冲压在现代工业生产中,尤其是大批量生产中应用十分广泛。相当多的工业部门越来越多的采用冲压方法加工产品零件,如汽车、农机、仪器、仪表、电子、航空、航天、家电及轻工业等行业。在这些工业部门中,冲压件所占的比重相当的大,少则60%以上,多则

90%以上。不少过去用锻造、铸造和切削加工方法制造的零件,现在大多数也被质量

轻刚度好的冲压件所代替。有些机械设备往往以冲压件所占比例的大小作为评价结构是否先进的指标之一[2]。

工业发达国家对冷冲压生产工工艺的发展是很重视的.不少国家(如美国、日本等)模具工业产值己超过机床工业。从这些国家钢材构成可以看出冷冲压的发展趋势。钢带和钢板占全部品种的67%,充分说明冲压这种加工方法己成为现代工业生产的重要手段和发展方向。

冲压技术的发展特征是:

(1)冲压成形科学化、数字化和可控化; (2)突出“精、省、净“三大优势; (3)冲压成形可以实现全过程控制;

(4)产品从设计开始即进入控制,考虑工艺; (5)冲压生产的灵活性和柔性。

我国模具技术的发展趋势

当前,我国工业生产的特点是产品品种多、更新快和市场竞争激烈。在这种情况下, 用户对模具制造的要求是交货期短、精度高、质理好、价格低。因此,模具工业的发展的趋势是非常明显的。

(1)模具产品发展将大型化精密化

模具产品成形零件的日渐大型化,以及由于高效率生产要求的一模多腔(如塑封模已达 到一模几百腔)使模具日趋大型化。随着零件微型化,以及模具结构发展的要求(如多工位级进模工位数的增加,其步距精 度的提高)精密模具精度已由原来的5

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μm提高到2~3μm,今后有些模具加工精度公差要求 在1μm以下,这就要求发展超精加工。

(2)多功能复合模具将进一步发展

新型多功能复合具是在多工位级进模基础上开发出来的。一套多功能模具除了冲压成 形零件外,还可担负转位、叠压、攻丝、铆接、锁紧等组装任务。通过这种多劝能模具生产 出来的不再是单个零件,而是成批的组件。如触头与支座的组件,各种小型电机、电器及仪 表的铁芯组件等。

(3)热流道模具在塑料模具中的比重将逐步提高

由于采用热流道技术的模具可提高制作的生产率和质量,并能大幅度节省制作的原材料和节 约能源,所以广泛应用这项技术是塑料模具的一大变革。国外热流道模具已有一半用上了热 流道技术,有的厂甚至已达80%以上,效果十分明显。国内近几年已开始推广应用,但总体 还达不到10%,个别企业已达到20%~30%。制订热流道元器件的国家标准,积极生产价廉高 质量的元器件,是发展热流道模具的关键。 (4)气体辅助注射模具和适应高压注射成形等工艺的模具将积极发展

气体辅助注射成形是一种塑料成形的新工艺,它具有注射压力低、制品翘曲变形少、 表面好以及易于成形壁厚差异较大的制品等优点,可在保证产品质量的前提下,大幅度降低 成本。国外,已经较成熟。国内目前在汽车和家电行业中正逐步推广使用。气体辅助注射成 形包括塑料熔体注射和气体(一般均采用氮气)注射成形两面部份,比传统的普通注射工艺有 更多的工艺参数需要确定和控制,而且气体辅助注射常用于较复杂的大型制品,模具设计和 控制的难度较大,因此,开发气体辅助成型流动分析软件,显得十分重要。为了确保塑料件精度,将继续研究发展高压注射成型工艺与模具以及注射压缩成型工艺与模具。在注射成形中,影响成型件精度的最大因素是成型收缩,高压注射成型可强制树 脂收缩率,增加塑件尺寸的稳定性。模具要求刚性好、耐高压。特别是精密模具的型腔应淬 火,浇口密封性好,模具能准确控制。注射压缩成型技术,是在模具预先半开模状态或者在 锁模力保持中压或低压,模具在设定的打开量下,注射溶融树脂,然后以最大的锁模力进行 压缩成型,其效果是:(1)成型件局部内应力小;(2)可得到缩孔少的厚壁成型件;(3)对于塑件狭窄的部件也可注入树脂;(4)用小注射力能得到优良制品。该类模具的理想结构是:(1) 注射时树脂以低的流动阻力迅速充填型腔;(2)充填完后能立即遮断浇口部;(3)压缩作用应 仅限于型腔部。

(5)快速经济模具的前景十分广阔

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