垫圈冲孔落料级进模设计论文

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1 绪论

1.1 毕业设计的研究背景

冲压模具是冲压生产必不可少的工艺装备，是技术密集型产品。冲压件的质量、生产效率以及生产成本等，与模具设计和制造有直接关系。模具设计与制造技术水平的高低，是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志之一，在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。

1.2 我国模具工业和技术的发展方向

随着国际交往的日益增多和外资在中国模具行业的投入日渐增加，中国模具产业已经与世界模具产业密不可分，中国模具在世界中的地位和影响越来越重要。我国模具工业和技术的主要发展方向将主要集中在以下几个方面：

（1）模具结构日趋大型、精密、复杂，模具寿命日益提高

一方面由于成型（形）零件日趋大型化以及高效率生产所要求的一模多腔（如塑封模已经达到一模几百腔），使模具日趋大型化。另一方面，随着零件微型化和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），模具精度由原来的5μm提高到2～3μm，今后有些模具加工精度公差更是要求在1μm以下，这必将促进超精密加工的发展。

（2）CAD/CAE/CAM技术在模具设计制造中的广泛应用

模具制造是设计的延续，推行模具设计与制造一体化可达到优化设计的要求。实践证明，模具CAD/CAM/CAE技术是当今最合理的模具生产方式，即可用于建模、为数控加工提供NC程序，也可针对不同的模具类型，以相应的基础理论，通过数值模拟方法达到预测产品成型（形）过程的目的，改善模具结构。从CAD/CAE/CAM一体化的角度分析，其发展趋势是集成化、三维化、智能化和网络化，其核心理念是让用户在统一的环境中实现CAD/CAE/CAM协同作业，以便充分发挥各单元的优势和攻效。

（3）快速经济制模技术的推广应用

快速模具制造及快速成型技术（RP）是在近两年内迅速发展起来的，并向着高精度、更快捷的方向发展。与传统的模具技术相比，该技术具有制模周期短、成本低的特点，是综合经济效益较显著的模具制造技术。近年来快速模具制造嫁接了先进的RP及NC技术，有效满足了一些高精度、高寿命模具的生产需求。具体新技术包括快速原型制造技术（RPM）、表面现象成形技术、浇铸成型制模技术、冷挤压及超塑成形制模技术等。

（4）新技术在塑料模具中的推广应用

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采用新型热流道技术是塑料模设计制造中的一大变革，可显著提高模具制造的生产效率和质量，并能大幅度节省制件的原材料和节约能源，国外模具企业已有一半用上了该项技术，有的企业甚至已达80%以上，气体辅助注射成型也是塑料成型的一种新工艺，它具有注射压力低、制品翘曲变形少、表面好、易于成型、壁厚差异可以较大等优点，可在保证产品质量的前提下，大幅度降低成本。

（5）提高模具标准化水平和模具标准件的使用率

模具标准化及模具标准件的应用将极大地影响模具制造周期，还能提高模具的质量和降低模具制造成本。模具标准件应进一步增加规格、品种，发展和完善销售网络，保证供货速度，为客户提供交货期短、精度高、生产工艺性好、使用寿命长、价格低的优质模具标准件。

（6）开发优质模具材料和先进的表面处理技术

模具材料是模具工业的基础。当前，国外模具材料系列日趋完善与细化，系列化程度已越来越高。中国是世界第一产钢大国，国内开发的高级优质模具钢品种虽然不少，但推广应用不足，每年所需要约70万顿模具钢，有相当一部分需要进口。为了扭转这种局面，应根据模具对使用性能的新要求，通过调整材料部分，或借助先进的工艺方法和工艺手段，不断开发具有特殊使用性能的新型模具材料。

（7）高速铣削在模具加工中的推广应用

高速铣削具有工件温升低、切削力小、加工平稳、加工质量好、加工效率高（为普通铣削加工的5～10倍）及可加工硬材料（60HRC）等诸多优点，是高精度型腔模具的重要加工手段。国外近年来发展的高速铣削加工，主轴转速可达到40000～100000r/min，快速进给速度达到30～40m/min，换刀时间可提高到1～3s，大副度提高了加工效率，并可获得Ra≤10μm的加工表面粗糙度，形状精度可达10μm。高速铣削加工技术的发展，促进了模具加工的发展，特别是给汽车、家电行业中大型腔模具制造方面注入了新的活力。

（8）研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程

随着三坐标测量机、扫描仪等先进测量仪器的应用，现代检测技术正向高速度、高精度、高适应性、数字化、自动化方向发展。

逆向工程（RE）又称反向工程或求反工程，通过对实物或零件进行扫描测量以及各种先进的数据处理手段获得产品的几何信息，然后充分利用CAD/CAM技术快速、准确地建立产品的数字几何模型，进行数据重构设计，最后经过适当的工程分析、结构设计和CAM编程，就可以加工出产品模具。

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（9）开发成形新工艺和模具，培养新理念和新模式

在成形工艺方面，主要有冲压模具功能复合化、超塑性成形、塑性精密成形技术、塑料模气体辅助注射技术及热流道技术、高压注射成形技术等。另外，随着先进制造技术的不断发展和模具行业整体水平的提高，在模具行业出现了一些新的设计、生产、管理理念与模式，主要有：适应模具单件生产特点的柔性制造技术；创造最佳管理和效益的团队精神，精益生产；提高快速应变能力的并行工程、虚拟制造及全球敏捷制造、网络制造等新的生产哲理；广泛采用标准件的分工协作生产模式；适应可持续发展和环保要求的绿色设计与制造等。此外，大力研发模具的抛光技术和模具制造设备，可进一步改善成型产品的表面质量。

1.3 课题研究的模具的主要特点

由于本课题设计的模具为级进模，故在这里进行简单的介绍。

级进模，也叫连续模。由多个工位组成，各工位按顺序关联完成不同的加工，在冲床的一次行程中完成一系列的不同的冲压加工。一次行程完成以后，由冲床送料机按照一个固定的步距将材料向前移动，这样在一副模具上就可以完成多个工序，一般有冲孔，落料，折弯，切边，拉伸等等。

级进模的主要特点有：

（1）级进模是多任务序冲模，在一副模具内，可以包括冲裁、弯曲成型和拉伸等多种多道工序，具有很高的生产率；

（2）级进模操作安全； （3）易于自动化；

（4）可以采用高速冲床生产；

（5）可以减少冲床场地面积，减少半成品的运输和仓库占用； （6）尺寸要求较高的零件,不宜使用级进模生产。

1.4 课题研究的相关技术简介

CAD也是本课题最主要的做图工具，这里进行简要介绍。

CAD是计算机辅助设计（Computer Aided Design）的简称，是当今世界发展最快的技术之一。它不仅促使了生产模式的转变，同时也促进了市场的发展。目前，CAD技术已经在许多领域中得到应用，这里只讨论在制造业中的应用。

CAD技术的概念，在计算机辅助下进行设计与传统的以人为核心的设计明显不同。根据产品开发计划和对产品功能的要求，不再仅仅是依靠设计者个人的知识和能力去设计，而是运用包括设计者本人和存储在计算机中的多种知识，在CAD系统和数据库的

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