拉拔模具的设计毕业论文

冲压模具设计中对机械运动的控制和运用摘要：在冲压过程中，机械运动贯穿始终。各种冲压工艺的实现都有其基本运动机理，这种运动是与模具密切相关的，各种模具的结构设计和力学设计最终都是为了满足其能够实现特定运动的要求。设计的模具能否严格完成实现冲压工艺所需的运动，直接影响到冲压件的品质，所以在模具设计中应对机械运动进行控制。同时为了达到产品形状尺寸的要求，不能够拘泥或局限于各种工艺基本运动模式中，而应不断发展和创新，在模具设计中对机械运动灵活运用。关键词：冲压模具设计，机械运动，控制，灵活运用1.引言本论文是以冲压工艺学基本理论为依据，通过对各种冲压工艺基本运动的分析，提出了对冲压模具设计的要求。首先阐述冲压过程中，机械运动的基本概念，然后逐项分析了冲裁、弯曲、拉深工艺的基本运动机理，指出模具设计中应着重控制到的内容，并介绍了在模具设计中对机械运动灵活运用的方法和一些实例。最后总结了根据具体情况进行产品工艺运动分析的方法，并强调在模具设计中，对机械运动的控制和灵活运用对提高设计水平和保证冲压件品质的重要意义。2.冲压过程中机械运动的概述冷冲压就是将各种不同规格的板料或坯料，利用模具和冲压设备（压力机，又名冲床）对其施加压力，使之产生变形或分离，获得一定形状、尺寸和性能的零件。一般生产都是采用立式冲床，因而决定了冲压过程的主运动是上下运动，另外，还有模具与板料和模具中各结构件之间的各种相互运动。机械运动可分为滑动、转动和滚动等三种基本运动形式，在冲压过程中都存在，但是各种运动形式的特点不同，对冲压的影响也各不相同。既然冲压过程存在如此多样的运动，在冲压模具设计中就应该对各种运动进行严格控制，以达到模具设计的要求；同时，在设计中还应当根据具体情况，灵活运用各种机械运动，以达到产品的要求。冲压过程的主运动是上下运动，但是在模具中设计斜楔结构、转销结构、滚轴结构和旋切结构等，可以相应把主运动转化为水平运动、模具中的转动和模具中的滚动。在模具设计中这些特殊结构是比较复杂和困难，成本也较高，但是为了达到产品的形状、尺寸要求，却不失为一种有效的解决方法。3.冲裁模具中机械运动的控制和运用冲裁工艺的基本运动是卸料板先与板料接触并压牢，凸模下降至与板料接触并继续下降进入凹模，凸、凹模及板料产生相对运动导致板料分离，然后凸、凹模分开，卸料板把工件或废料从凸模上推落，完成冲裁运动。卸料板的运动是非常关键的，为了保证冲裁的质量，必须控制卸料板的运动，一定要让它先于凸模与板料接触，并且压料力要足够，否则冲裁件切断面质量差，尺寸精度低，平面度不良，甚至模具寿命减少。按通常的方法设计落料冲孔模具，往往冲压后工件与废料边难以分开。在不影响工件质量的前提下，可以采用在凸凹模卸料板上增加一些凸出的限位块，以使落料冲孔运动完成后，凹模卸料板先把工件从凹模中推出，然后凸凹模卸料板再把废料也从凸凹模上推落，这样一来，工件与废料也就自然分开了。对于一些有局部凸起的较大的冲压件，可以在落料冲孔模的凹模卸料板上增加压型凸模，同时施加足够的弹簧力，以保证卸料板上压型凸模与板料接触时先使材料变形达到压型目的，再继续落料冲孔运动，往往可以减少一个工步的模具，降低成本。有些冲孔模具的冲孔数量很多，需要很大冲压力，对冲压生产不利，甚至无足够吨位的冲床，有一个简单的方法，是采用不同长度的2～4批冲头，在冲压时让冲孔运动分时进行，可以有效地减小冲裁力。对那些在弯曲面上有位置精度要求高的孔（例如对侧弯曲上两孔的同心度等）的冲压件，如果先冲孔再弯曲是很难达到孔位要求的，必须设计斜楔结构，在弯曲后再冲孔，利用水平方向的冲孔运动可以达到目的。对那些翻边、拉深高度要求较严需要做修边工序的，也可以采用类似的结构设计。4.弯曲模具中机械运动的控制和运用弯曲工艺的基本运动是卸料板先与板料接触并压死，凸模下降至与板料接触，并继续下降进入凹模，凸、凹模及板料产生相对运动，导致板料变形折弯，然后凸、凹模分开，弯曲凹模上的顶杆（或滑块）把弯曲边推出，完成弯曲运动。卸料板及顶杆的运动是非常关键的，为了保证弯曲的质量或生产效率，必须首先控制卸料板的运动，让它先于凸模与板料接触，并且压料力一定要足够，否则弯曲件尺寸精度差，平面度不良；其次，应确保顶杆力足够，以使它顺利地把弯曲件推出，否则弯曲件变形，生产效率低。对于精度要求较高的弯曲件，应特别注意一点，最好在弯曲运动中，要有一个运动死点，即所有相关结构件能够碰死。有些工件弯曲形状较奇特，或弯曲后不能按正常方式从凹模上脱落，这时，往往需要用到斜楔结构或转销结构，例如，采用斜楔结构，可以完成小于90度或回钩式弯曲，采用转销结构可以实现圆筒件一次成型。值得一提的是，对于有些外壳件，如电脑软驱外壳，因其弯曲边较长，弯头与板料间的滑动，在弯曲时，很容易擦出毛屑，材料镀锌层脱落，频繁抛光弯曲冲头效果也不理想。通常的做法是把弯曲冲头镀钛，提高其光洁度和耐磨性；或者在弯曲冲头R角处嵌入滚轴，把弯头与板料的弯曲滑动转化为滚动，由于滚动比滑动的摩擦力小得多，所以不容易擦伤工件。5.拉深模具中机械运动的控制和运用拉深工艺的基本运动是，卸料板先与板料接触并压牢，凸模下降至与板料接触，并继续下降，进入凹模，凸、凹模及板料产生相对运动，导致板料体积成形，然后凸、凹模分开，凹模滑块把工件推出，完成拉深运动。卸料板和滑块的运动非常关键，为了保证拉深件的质量，必须控制卸料板的运动，让它先于凸模与板料接触，并且压料力要足够，否则拉深件容易起皱，甚至裂开；其次应确保凹模滑块压力足够，以保证拉深件底面的平面度。拉深复合模设计合理，可以很好地控制结构件的运动过程，达到多工序组合的目的。例如典型的落料拉深切边冲孔复合模具的设计。另外，有些装饰品和日用品的拉深件需要有卷边（或滚边）工序，模具设计中也用到了滚轴结构，所以在卷边过程中滚动的摩擦力非常小，不容易擦伤工件表面。对那些需要在马达中旋转的拉深结构件,切边的高度、跳动度等要求相当高，需要在模具中设计特别的旋切结构，利用旋转（切）运动修边，不仅能保证切边的尺寸精度高，甚至切边的毛刺及冲切纹路亦相当美观。值得一提的是，此旋切结构在实际设计改良后，已经非常易于模具加工制作，并且已运用于连续拉深模具当中。6.连续模具中机械运动的控制和运用连续模具中常常同时包括了冲裁、弯曲和拉深等冲压工艺，因而其冲压过程中的机械运动也包括了这三种工艺的基本运动模式，对连续模具中运动的控制，应分成各基本工艺分别进行控制。通常连续模具要求不断加快冲压速度，提高生产效率，有些形状较复杂、较特别的冲压件，其冲压运动较费时，在连续模具设计中可以分解成效率较高的冲压运动。例如，工程膨胀螺钉圆筒件在连续模具设计中即可将其圆筒成型运动分解为两侧90度圆弧弯曲～中间60度圆弧弯曲～整体抱圆～圆度校正四个工序，不仅提高效率，亦能保证冲压件圆度。需要特别指出的是，连续模具因为在实际生产中还牵涉到送料机、吹风装置等，在设计中应充分考虑到这些因素，让冲床、模具、送料机和吹风装置的运动在时间上配合好，连续模具才能真正顺利生产。7.结束语尽管各种工艺的基本运动原理是不同的，但是也有共同点，就是卸料板（或滑块）的运动是重要的控制因素。实际上，在模具设计当中，产品的冲压工艺不可能都象各种工艺的基本运动那样简单，应当要根据具体情况对产品工艺作好运动分析，再据此作进一步的设计。在对产品工艺运动作分析时，应主要考虑其必要性、时间性、可行性，还应具有创造性。必要性是指运用基本运动原理判断需要那些运动来实现产品工艺；时间性是指所需各项运动的先后顺序；可行性是指能否通过结构设计和力学设计来实现所需运动；创造性是指在前述运动无法被实现或运动无法完全实现产品工艺的情况下，要善于大胆采用新方法去努力实现产品工艺，也就是前面所说的对机械运动的灵活运用。 冲压过程存在多种多样的机械运动，而各种机械运动对冲压工艺实现与冲压件品质的影响也各不相同，因而在冲压模具设计中对机械运动的控制和灵活运用对提高设计水平和保证冲压件品质具有重要意义。

现代模具的形状及结构逐渐趋于多元化和复杂化，具有的技术含量相当之高。下面我给大家分享一些模具技术论文，大家快来跟我一起欣赏吧。

模具与现代制造技术

摘 要：现代模具的形状及结构逐渐趋于多元化和复杂化，具有的技术含量相当之高。传统的模具制造工艺已经难以满足时代发展需求，而市场需求又决定着现代模具制造业必须具有智能化、自动化等特点。在此背景下，本文分析了现代模具制造技术的发展方向，以求为模具制造业的发展提供帮助。

关键词：模具;加工技术;发展方向

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现代制造技术的发展对经济的增长起到了至关重要的作用，而作为其重要组成部分的模具制造技术，正在逐渐适应时代发展潮流，向智能化、自动化和集成化方向发展，具体表现在模具的超精密加工技术，模具的激光快速成型技术，模具的 CAD/CAM 技术，模具的精密成形技术，模具在设计中采用有限元法、边界元法进行流动、冷却、传热过程的动态模拟技术，数控技术和模具的 CIMS 技术等方面。

1 高速铣削加工技术

高速铣削加工技术具有较高的精度和效率，能够减少切削产生的热量，弥补了传统技术加工时工作面处温度上升和变形较大的不足，有利于温度敏感材料的加工作业，又延长了刀具的使用寿命。此外，高速铣削加工时切削深度及力度都较小，能够大大提高零件的表面质量，在薄壁零件的加工方面发挥着重要作用。利用高速铣削加工技术可以提升企业的生产效率，保证产品的精度和质量。随着机械制造业的发展，高速铣削加工技术也更加趋于智能化、自动化，在模具制造领域发挥重要作用。

2 电火花铣削技术

在电加工机床的自动化、智能化程度以及性能上，国外的研究水平已经相当先进。目前国际上普遍关注的是电火花铣削加工技术的发展，其具有减少材料性能影响、降低模具制造成本等优点，利用高速旋转的管状电极进行二维或三维的加工作业，弥补了传统技术需要实现准备成型电极的不足。在人们对安全重视程度提高的背景下，电火花加工技术的危险控制和防范备受人们关注。欧共体对电火花加工机床具有严格的安全性要求，必须经过CE(Conformite Europeenne)认证的电火花加工机床才能够进入市场。电火花加工技术最大的安全问题就是辐射，它对员工的健康和环境造成不可恢复的伤害。随着国际上对安全环保概念的重视，增加电火花加工技术的安全性和环保性成为科研人员必须攻克的难题。

3 新一代模具 CAD/CAM 软件技术

当前，欧美等发达国家和我国科研人员研究的模具软件具有智能化、自动化和集成化等优点和明亮的应用前景。随着计算机技术的飞速发展，模具 CAD/CAM 软件技术也已达到较高的水平。与传统设计方法不同，模具软件技术更加注重对先进技术和理念的应用，综合考虑时代发展和市场需求等影响影响因素，以丰富知识和实例为基础，增加先进技术的应用力度，使设计结果更具科学性和安全性。新一代模具 CAD/CAM 软件技术将丰富的理论知识和实践与计算机先进技术相结合，获取模具结构设计时的各方面信息，以便对模具制造的检测、评估和数字化精准加工。随着科技的发展，市场需求表现出多元性，以往仅以功能模块完整程度作为评估软件性能指标的方法已经遭到摒弃。目前，对软件性能方面的评估还要综合考虑功能模块是否方便信息的互享与收集、共用同一数据模型、有利于模具的设计和生产等一系列流程的因素。

4 快速模具制造技术

先进的快速模具制造技术主要包括激光快速成型和无模多点成形技术两种，下面对两种技术进行详细的介绍和分析。

激光快速成型技术( RPM )

激光快速成型技术( RPM )是指利用CAD/CAM等软件建立的三维模型，运用数字化技术控制激光进行加工，最后得到实体模型的技术。我国在此项技术上的研究已经达到较高的水平，并逐渐将其应用于商业生产领域。国际上应用于商业生产领域的快速成型技术主要有分层实体制造(LOM)、熔融沉积成形(FDM)、选择性激光烧结(SLS)、和三维打印技术(3DP)等。我国激光快速成型技术的研究与发展要归功于清华大学。其在引进美国的立体光刻或称光敏树脂激光固化(SLA250)技术和设备的基础上，不断分析研究，开发了“ M-RPMS- 型多功能快速原型制造系统”，对我国现代制造业的发展起到了至关重要的作用。

无模多点成形技术

无模多点成形技术通过对一系列排列整齐、高度可调的基本体精准控制的方式，实现材料的三维曲面成型，具有较高的经济性和生产效率。国内无模多点成形技术的研究重任主要是由吉林大学承担。目前，该高校已经将我国无模多点成形技术提升至国际先进水平，并设计制造了具有自主知识产权的无模多点成形设备。

5 现场化的模具检测技术

随着模具设计制造对精度要求的提高，模具检测技术也成为了人们关注的重点。传统模具检测技术很容易受到环境等因素的限制，对检测结果的准确性造成不利影响。目前，模具检测时一般采用新一代三坐标测量机，其不仅具有良好的适应性和安全性，还能对温差进行控制，降低振动等因素的影响，保证检测结果的高准确性。

6 模具抛光技术

人们在提高模具功能要求的同时，还特别重视模具的表面质量。国内模具抛光技术仅能达到μm级别，还不能满足光学仪器、相机镜头等精密零部件的透明度和精度要求，部分材料及工艺不得不从国外进口和引进，对我国的经济的发展起到了阻碍作用。未来对模具抛光技术的研究必定成为科研人员的重要任务。

7 结语

现代制造技术中需要大量的模具，两者之间相互促进，共同发展，现代制造技术刺激了模具技术的发展进步，模具技术的发展进步反过来又改进和提高现代制造技术。应该在时代发展的背景下，利用现代科技，促进模具和现代制造技术的发展。

参考文献：

[1]赵丹阳，宋满仓.模具现代制造技术综述[J].模具制造，2013(08).

[2]邓明，杜丽伟，赵伟霖.现代模具制造技术的现状及其发展[J].模具制造，2014(05).

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