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防尘垫圈冲压成形工艺及模具设计.rar

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    编号:20181016172635924    类型:共享资源    大小:903.21KB    格式:RAR    上传时间:2018-10-16
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    防尘 垫圈 冲压 成形 工艺 模具设计
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    - 1 -1.绪 论目前,我国冲压技术与工业发达国家相比还相当的落后,主要原因是我国在冲压基础理论及成形工艺、模具标准化、模具设计、模具制造工艺及设备等方面与工业发达的国家尚有相当大的差距,导致我国模具在寿命、效率、加工精度、生产周期等方面与工业发达国家的模具相比差距相当大。1.1 国内模具的现状和发展趋势1.1.1 国内模具的现状我国模具近年来发展很快,据不完全统计,2003 年我国模具生产厂点约有 2 万多家,从业人员约 50 多万人,2004 年模具行业的发展保持良好势头,模具企业总体上订单充足,任务饱满,2004 年模具产值 530 亿元。进口模具 18.13 亿 美元,出口模具 4.91 亿美元,分别比 2003 年增长18%、32.4%和 45.9%。进出口之比 2004 年为 3.69:1,进出口相抵后的进净口达 13.2 亿美元,为净进口量较大的国家。在 2 万多家生产厂点中,有一半以上是自产自用的。在模具企业中,产值过亿元的模具企业只有 20 多家,中型企业几十家,其余都是小型企业。近年来, 模具行业结构调整和体制改革步伐加快,主要表现为:大型、精密、复杂、长寿命中高档模具及模具标准件发展速度快于一般模具产品;- 2 -专业模具厂数量增加,能力提高较快;“三资“及私营企业发展迅速;国企股份制改造步伐加快等。虽然说我国模具业发展迅速,但远远不能适应国民经济发展的需要。我国尚存在以下几方面的不足:第一,体制不顺,基础薄弱。 “三资”企业虽然已经对中国模具工业的发展起了积极的推动作用,私营企业近年来发展较快,国企改革也在进行之中,但总体来看,体制和机制尚不适应市场经济,再加上国内模具工业基础薄弱,因此,行业发展还不尽如人意,特别是总体水平和高新技术方面。 第二,开发能力较差,经济效益欠佳.我国模具企业技术人员比例低,水平较低,且不重视产品开发,在市场中经常处于被动地位。我国每个模具职工平均年创造产值约合 1 万美元,国外模具工业发达国家大多是15~20 万美元,有的高达 25~30 万美元,与之相对的是我国相当一部分模具企业还沿用过去作坊式管理,真正实现现代化企业管理的企业较少。 第三,工艺装备水平低,且配套性不好,利用率低.虽然国内许多企业采用了先进的加工设备,但总的来看装备水平仍比国外企业落后许多,特别是设备数控化率和 CAD/CAM 应用覆盖率要比国外企业低得多。由于体制和资金等原因,引进设备不配套,设备与附配件不配套现象十分普遍,设备利用率低的问题长期得不到较好解决。装备水平低,带来中国模具企业钳工比例过高等问题。- 3 -第四,专业化、标准化、商品化的程度低、协作差. 由于长期以来受“大而全”“小而全”影响,许多模具企业观念落后,模具企业专业化生产水平低,专业化分工不细,商品化程度也低。目前国内每年生产的模具,商品模具只占 45%左右,其馀为自产自用。模具企业之间协作不好,难以完成较大规模的模具成套任务,与国际水平相比要落后许多。模具标准化水平低,标准件使用覆盖率低也对模具质量、成本有较大影响,对模具制造周期影响尤甚。 第五,模具材料及模具相关技术落后.模具材料性能、质量和品种往往会影响模具质量、寿命及成本,国产模具钢与国外进口钢相比,无论是质量还是品种规格,都有较大差距。塑料、板材、设备等性能差,也直接影响模具水平的提高。1.1.2 国内模具的发展趋势巨大的市场需求将推动中国模具的工业调整发展。虽然我国的模具工业和技术在过去的十多年得到了快速发展,但与国外工业发达国家相比仍存在较大差距,尚不能完全满足国民经济高速发展的需求。未来的十年,中国模具工业和技术的主要发展方向包括以下几方面: 1) 模具日趋大型化; 2)在模具设计制造中广泛应用 CAD/CAE/CAM 技术; 3)模具扫描及数字化系统; - 4 -4)在塑料模具中推广应用热流道技术、气辅注射成型和高压注射成型技术; 5)提高模具标准化水平和模具标准件的使用率; 6)发展优质模具材料和先进的表面处理技术; 7)模具的精度将越来越高; 8)模具研磨抛光将自动化、智能化; 9)研究和应用模具的高速测量技术与逆向工程; 10)开发新的成形工艺和模具。1.2 国外模具的现状和发展趋势模具是工业生产关键的工艺装备,在电子、建材、汽车、电机、电器、仪器仪表、家电和通讯器材等产品中,60%-80%的零部件都要依靠模具成型。用模具生产制作表现出的高效率、低成本、高精度、高一致性和清洁环保的特性,是其他加工制造方法所无法替代的。模具生产技术水平的高低,已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志,并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。近几年,全球模具市场呈现供不应求的局面,世界模具市场年交易总额为 600~650 亿美元左右。美国、日本、法国、瑞士等国家年出口模具量约占本国模具年总产值的三分之一。 - 5 -国外模具总量中,大型、精密、复杂、长寿命模具的比例占到 50%以上;国外模具企业的组织形式是“大而专“、“大而精“。2004 年中国模协在德国访问时,从德国工、模具行业组织--德国机械制造商联合会(VDMA)工模具协会了解到,德国有模具企业约 5000 家。2003 年德国模具产值达 48 亿欧元。其中(VDMA)会员模具企业有 90 家,这 90 家骨干模具企业的产值就占德国模具产值的 90%,可见其规模效益。 随着时代的进步和技术的发展,国外的一些掌握和能运用新技术的人才如模具结构设计、模具工艺设计、高级钳工及企业管理人才,他们的技术水平比较高.故人均产值也较高.我国每个职工平均每年创造模具产值约合 1 万美元左右,而国外模具工业发达国家大多 15~20 万美元,有的达到 25~30 万美元。国外先进国家模具标准件使用覆盖率达 70%以上,而我国才达到 45%.- 6 -2、设计依据、原始数据图 1-1 空调机垫片零件图空调机垫片,材料:45 号钢,厚度 3mm,生产批量为大批量生产。- 7 -3、零件冲压加工工艺分析冲裁件的工艺性是指冲裁件对冲裁工艺的适应性。一般情况下,对冲裁件工艺性影响最大的是几何形状、尺寸和精度要求。良好的冲裁工艺性应能满足材料较省、工序较少、模具加工较易、寿命较高、操作方便及产品质量稳定等要求。1、冲裁件结构工艺性(1)冲裁件孔的最小尺寸 模具凸模的强度受冲裁件上孔的尺寸的影响,所以冲裁件上的孔不能太小,查《冷冲压模具设计指导书 》表 2-2,冲裁空调机垫片时,冲孔的最小尺寸为 1.3t=0.39mm,该零件的孔远比0.39mm 大,所以凸模的强度不受冲裁件上孔的尺寸的影响。(2)最小孔距、孔边距 冲裁件的孔与孔、孔与边缘之间的距离 a(见图2-1)不能太小,否则模具强度不够或使冲裁件变形,一般 a≥2t,但是不得小于 3~4mm。该零件最小孔边距 a=75.50mm>2t=6mm。因为模具强度足够,故不用分开冲小孔。图 2-15.0- 8 -2、冲裁件的精度和断面粗糙度(1)精度 零件图 1-1 所示防尘垫圈零件其外形相对比较简单,形状规则,适合冲裁加工。但零件尺寸公差要求较高,按 IT14 级选取,利用普通冲裁方式可达到图样要求。查《冷冲压模具设计指导书 》表 2-3,该冲裁件内形尺寸公差为 0.20mm,外形尺寸公差为 0.40mm;表 2-4,孔中心距公差为±0.25(2)断面粗糙度 查《冷冲压模具设计指导书》表 2-5,材料厚度 t=3mm,得断面粗糙度=25 m。aR- 9 -4、确定零件冲压工艺方案该零件的外形简单,形状规则,材料为 45 钢板,厚度t=3mm, =600MPa。由于生产批量为大批量生产。而且成型工艺只有冲孔b和落料两个工序,所以设计关键是设计模具工作零件的结构,保证模具使用寿命。1、方案比较方案一:采用单工序模,对于该零件,冲模的结构简单、制造周期短,价格低,而且通用性好,比较容易在实现自动化,但是压力机一次行程内只能完成一个工序,生产效率不太高。方案二:采用复合模,压力机一次行程内可以完成两个或者两个以上工序,生产效率高,适合大批量零件生产,冲件精度较高,不受送料误差影响,内外形相对位置一致性好,适宜冲薄料,但是很难实现自动化,只能实现部分自动化,而且制造复杂性和价格都比单工序模高。方案三:采用级进模,压力机一次行程内可以完成多个工序,生产效率高,冲件精度高,适合中小型零件的大批量零件生产,容易实现自动化,较难保证内外形相对位置一致性。模具强度高,耐磨性能要好,级进模制造复杂性和价格要比复合模低。 2、确定方案比较以上方案,决定采用复合模冲裁该零件,由于生产批量为大批量生产,而且具有操作方便、安全制造方便,维修容易等特点,模具强度较- 10 -高,寿命较长。采用侧刃定距保证定位.该零件属于小型零件,而且产量是大批量生产。从模具的制造复杂性和价格还有生产效率等方面考虑,所以决定采用复合模冲裁该零件。
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