華航HKHT外殼體沖壓工藝及模具設(shè)計【含CAD圖紙+三維UG+文檔】

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模具是成形金屬、塑料、橡膠、玻璃、陶瓷等制件的基礎(chǔ)工藝裝備，是工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)展和實(shí)現(xiàn)少無切削加工技術(shù)不可缺少的工具。如汽車、電器、電機(jī)、儀器儀表、電子等行業(yè)有60%～80%的零件需要模具加工，輕工日用品的生產(chǎn)需要模具更多，螺釘、螺母、墊圈等標(biāo)準(zhǔn)件，沒有模具就無法大量生產(chǎn)。因此，模具是工業(yè)生產(chǎn)中使用極為廣泛的主要生產(chǎn)裝備。模具是一種高效率的工藝裝備，用模具進(jìn)行各種材料成形，可實(shí)現(xiàn)高速度的大批量生產(chǎn)并能保證制件的質(zhì)量、節(jié)約原材料。因此，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，模具的應(yīng)用日益廣泛，是當(dāng)代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段和工藝發(fā)展方向。許多現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展和技術(shù)水平的提高，在很大程度上取決于模具工業(yè)的發(fā)展水平。模具工業(yè)的水平和發(fā)展?fàn)顩r已經(jīng)被認(rèn)為是衡量一個國家工業(yè)水平的重要標(biāo)志之一[1]。 2 模具制造 1.模具生產(chǎn)的特點(diǎn)[1] 模具是工業(yè)生產(chǎn)的主要裝備之一。一套模具制出后，可通過它生產(chǎn)數(shù)十萬件制件或零件，但對于模具本身的制造只能是單件生產(chǎn)，主要生產(chǎn)工藝特點(diǎn)有以下幾個方面： 1.1模具零件的毛胚制造一般采用木模、手工造型、砂型鑄造或自由鍛造加工而成，其毛胚精度較低，加工余量較大。 1.2模具零件除采用普通機(jī)床，如車床、萬能銑床、內(nèi)外圓磨床、平面磨床加工外，還需要采用高效、精密的專用加工設(shè)備和機(jī)床加工，如電火花穿孔機(jī)床、線切割加工機(jī)床、成型磨床、電解加工機(jī)床等。 1.3模具零件的加工，一般多采用通用夾具，由劃線和試切法來保證尺寸精度，為了降低成本，很少采用專用夾具加工。 1.4一般模具廣泛采用配合加工方法，對于精密模具應(yīng)考慮易損零件的互換性。 1.5模具生產(chǎn)專業(yè)廠一般都實(shí)現(xiàn)了零部件和工業(yè)技術(shù)及其管理的標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、系列化，把單件生產(chǎn)轉(zhuǎn)化為批量生產(chǎn)。 2.模具材料的選用 沖壓鍛模具各項(xiàng)性能要求有時是相互矛盾的，一般硬度越高，耐磨性就越高。在同樣的硬度下，鋼材含碳量越高，耐磨性就越高。熱穩(wěn)定性與加入合金元素的種類及數(shù)量有關(guān)，只有在高合金含量的情況下，才能達(dá)到我們要求的抗軟化能力。韌性則與前二者相反。碳化物中合金元素增加，鋼材變脆。這樣就形成耐磨性與韌性之間以及穩(wěn)定性和韌性之間的兩對基本矛盾。在選擇模具材料時，要注意以下幾個問題： （1）鋼材的淬透性。要按照模具截面的大小，選擇合適的淬透性。鋼材模具除了表面具有足夠的硬度外，心部也要具備足夠的強(qiáng)度。大型模具采用淬透性差的鋼材時，表面淬硬層下與心部若不能獲得馬氏體淬火組織，在回火時就能得到高的強(qiáng)度和韌性。形狀簡單的小模具也常用淬透性較高的結(jié)構(gòu)鋼制造，這是為了淬火后能獲得均勻的應(yīng)力狀態(tài)。 （2）材料強(qiáng)度和韌度要有良好配合。許多模具要受載荷沖擊力如冷沖壓模，除了要求鋼材具有較高的強(qiáng)度外，還要有足夠的韌性。高碳鋼中含V就有這種優(yōu)異性能。采用水淬方式，可獲得一定深層淬火硬度，而心部仍保持韌性組織。由于淬火硬度中形成壓力，使抗疲勞性能有所提高，適當(dāng)淬火降低鋼的含碳量，就可以提高淬火模具心部的韌性。 （3）防止開裂和變形。不宜用淬透性差的鋼材。一些含碳量高的合金元素的鋼材，由于淬透性很好，可以采用比較緩和的淬火冷卻以避免開裂和減少變形。 （4）耐磨性和耐腐蝕性。具有均勻韌性組織的鋼材，耐磨性能一般都不高，韌性組織上布滿的硬質(zhì)碳化物粒子才能提高它的耐磨性，如Cr12、Cr12MoV等可做冷作模具[9]。 國內(nèi)模具鋼近期發(fā)展重點(diǎn)應(yīng)在下列幾個方面： 2.1提高冶金質(zhì)量，增加品種規(guī)格，壞料制品化、精品化：采用先進(jìn)的設(shè)備和技術(shù)，采用先進(jìn)的冶金方法和工藝，如爐外精煉，電渣重熔，真空處理，多向鍛軋，精鍛、精軋，生產(chǎn)純凈度的優(yōu)質(zhì)鋼材；增加生產(chǎn)高均勻性、高等向性的模塊、扁鋼、方鋼、板材等。 2.2 研制、推廣應(yīng)用新型模具鋼：鑒于新型模具鋼能大幅度提高模具使用壽命，能解決模具設(shè)計、制造、使用、修復(fù)中的生產(chǎn)和技術(shù)難題，能獲得巨大綜合效益，應(yīng)大力推廣應(yīng)用新型模具鋼，可望新型模具鋼應(yīng)用量逐年增加。同時也要重視老鋼種的使用，通過合理選材，采用新工藝，揚(yáng)長避短，發(fā)揮其更大效用。 2.3 建立模具選材用材專家系統(tǒng)：隨著產(chǎn)品品種多樣化，模具工況條件復(fù)雜化，合理選材用材更顯重要和迫切。已有的研究工作積累了大量數(shù)據(jù)資料，在此基礎(chǔ)上補(bǔ)充完善鋼種性能數(shù)據(jù)，總結(jié)國內(nèi)外在模具材料技術(shù)領(lǐng)域的最新成果和經(jīng)驗(yàn)，借助日益廣泛普及應(yīng)用的現(xiàn)代計算機(jī)技術(shù)，建立具有指導(dǎo)性強(qiáng)、先進(jìn)、可靠、實(shí)用的模具鋼選材用材專家系統(tǒng)勢在必行。 2.4 建立塑料模具鋼系列：我國塑料工業(yè)發(fā)展很快，塑料制品廣泛用于農(nóng)業(yè)、機(jī)械、化工、建筑、玩具、日用品、汽車、燈具，家用電器等，需求量大，質(zhì)量要求高，與之相應(yīng)，塑料模具鋼需求量急速增加，對鋼的使用性能、工藝性能也提出了更高要求。但目前塑料模具選材比較混亂，無章可循，隨意性大，影響了模具使用壽命，也影響了塑料制品質(zhì)量和市場競爭力，急需通過研制、引進(jìn)、補(bǔ)充完善鋼種，建立適合我國的塑料模具鋼系列，使塑料模具鋼冶煉、質(zhì)量控制、供貨、選材、加工和使用水平上一個新的臺階。 2.5加強(qiáng)表面處理技術(shù)的應(yīng)用：表面處理能在保持模具心部原有成分和性能的基礎(chǔ)上，賦予模具表面特殊使用性能（主要是耐磨性、耐蝕性等），大幅度提高模具使用壽命，拓寬了模具鋼應(yīng)用范圍，還可以價格低的模具鋼取代價格高的模具鋼，因此有廣闊應(yīng)用前景，受到世界各國的重視。我國應(yīng)大力加強(qiáng)表面處理基礎(chǔ)理論和應(yīng)用研究，采用先進(jìn)設(shè)備和技術(shù)，以期多種類、高質(zhì)量的表面處理在模具上廣泛應(yīng)用。 3.快速模具制造技術(shù) 隨著多品種小批量時代的逐步來臨和企業(yè)要求模具能保證新產(chǎn)品快速占領(lǐng)市場，開發(fā)快速經(jīng)濟(jì)模具越來越引起人們的重視，例如用環(huán)氧聚脂或其中混入金屬、陶瓷、玻璃等增強(qiáng)材料制作的快速軟模，可用于上百件注塑成形以及汽車覆蓋件試制。其主要特點(diǎn)是制造工藝簡單、生產(chǎn)周期短、價格便宜。但由于材料的導(dǎo)熱性和機(jī)械性能不高，這種模具難以用于快頻率的批量注塑成形以及金屬拉延件批量成形。水泥、陶瓷制作的汽車覆蓋件模具還有待進(jìn)一步改善。相比之下，由于金屬材料具有優(yōu)良的綜合性能，金屬模具低成本快速制造成為RPN技術(shù)的努力目標(biāo)。世界先進(jìn)工業(yè)化國家的RPM技術(shù)在經(jīng)歷了模型與零件試制、快速軟模制造階段后，目前正向快速硬模即金屬模具制造(RMT)方向發(fā)展，RMT已成為國際RPN技術(shù)應(yīng)用研究開發(fā)的熱點(diǎn)。 3.1間接制模法：在直接制模法尚不成熟的情況下，目前具有競爭力的RMT技術(shù)主要是粉末燒結(jié)、電鑄、鑄造和熔射等間接制模法。 在我國，關(guān)于金屬模具間接快速制造技術(shù)的研究受到高度重視，清華大學(xué)、華中理工大學(xué)在鑄造模方面取得了許多研究成果；上海交大用精密鑄造法快速翻制出汽車輪胎等金屬模具。 上述各種間接法都具有快速經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)。但相比之下，鑄造法和粉末燒結(jié)法尺寸變化大，制模精度不高。電鑄復(fù)制精度雖高，但制模時間長、受電鑄材料種類限制且需處理廢液污染。熔射法具有模具材料種類和制模尺寸規(guī)格限制小、復(fù)制精度高等優(yōu)點(diǎn)。與直接法相比，間接法目前雖在實(shí)用化方面占有優(yōu)勢，但由于中間工序較多且受材料性質(zhì)和制造環(huán)境溫度的影響，導(dǎo)致精度控制難度大。因此，開發(fā)尺寸穩(wěn)定性好的制模材料及少工序間接制模法、實(shí)現(xiàn)工作環(huán)境的安定化是提高精度的關(guān)鍵，同時必須加快開發(fā)短流程直接制造金屬模具的方法。 3.2直接制模法：直接法尤其是直接快速制造金屬模具方法在縮短制造周期、節(jié)能省資源、發(fā)揮材料性能、提高精度、降低成本方面具有很大潛力，從而受到高度關(guān)注。目前的DRMT技術(shù)研究和應(yīng)用的關(guān)鍵在于如何提高模具的表面精度和制造效率以及保證其綜合性能質(zhì)量，從而直接快速制造耐久、高精度和表面質(zhì)量能滿足工業(yè)化批量生產(chǎn)條件的金屬模具。目前已出現(xiàn)的DRMT方法主要有：以激光為熱源的選擇性激光燒結(jié)法和激光生成法；以等離子電弧等為熱源的熔積法；噴射成形的三維打印法。 然而，上述方法都是基于堆積成形的原理，不可避免要產(chǎn)生側(cè)表面階梯效應(yīng)，致使精度低、表面質(zhì)量差，且存在綜合力學(xué)性能不高等方面的問題，目前尚多用于金屬零件的制造。但現(xiàn)有RPMT技術(shù)尚不能直接快速制造能滿足工業(yè)化批量生產(chǎn)要求的高精度、高性能、高表面質(zhì)量的復(fù)雜形狀金屬模具。因此，要解決直接快速制造復(fù)雜形狀金屬模具的精度、表面質(zhì)量和綜合力學(xué)性能的問題，有必要探索新的直接快速精細(xì)制模方法。 3 結(jié)束語 目前我國模具工業(yè)的發(fā)展步伐日益加快，但在整個模具設(shè)計制造水平和標(biāo)準(zhǔn)化程度上，與德國、美國、日本的發(fā)達(dá)國家相比還存在相當(dāng)大的差距。在經(jīng)濟(jì)全球化的新形勢下，隨著資本、技術(shù)和勞動力市場的重新整合，我國裝備制造業(yè)在加入WTO以后，將成為世界裝備制造業(yè)的基地。而在現(xiàn)代制造業(yè)中，無論哪一行業(yè)的工程裝備，都越來越多地采用由模具工業(yè)提供的產(chǎn)品。為了適應(yīng)用戶對模具制造的高精度、短交貨期、低成本的迫切要求，模具工業(yè)應(yīng)廣泛應(yīng)用現(xiàn)代先進(jìn)制造技術(shù)來加速模具工業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，滿足各行各業(yè)對模具這一基礎(chǔ)工藝裝備的迫切需求，以實(shí)現(xiàn)我國模具工業(yè)的跨越式發(fā)展。 中國沖壓模具產(chǎn)業(yè)除了要繼續(xù)提高生產(chǎn)能力和生產(chǎn)效率之外，今后更要著重于行業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的調(diào)整和技術(shù)發(fā)展水平的提高。由企業(yè)結(jié)構(gòu)向?qū)I(yè)化調(diào)整，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)向著中高檔模具發(fā)展，向進(jìn)出口結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，中高檔汽車覆蓋件模具成形分析及結(jié)構(gòu)改進(jìn)、多功能復(fù)合模具和復(fù)合加工及激光技術(shù)在模具設(shè)計制造上的應(yīng)用、高速切削、超精加工及拋光技術(shù)、信息化方向發(fā)展。 參考文獻(xiàn) [1] 彭建聲，秦曉剛.模具技術(shù)問答第二版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003 [2] 張六玲.《模具制造》.2002.NO.1總第六期、 [3] 沖壓工藝與模具實(shí)用技術(shù).鄭家賢.北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2005.1 [4] 王秀鳳.冷沖壓模具設(shè)計京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003.3 [5] 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