机械设计制造及自动化毕业设计-模具的快速成型技术-冲压模具(三).doc

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1、本科毕业论文(20 届)模具的快速成型技术-冲压模具(三)所在学院专业班级 机械设计制造及自动化学生姓名指导教师完成日期诚信声明 本人郑重声明:本论文及其研究工作是本人在指导教师的指导下独立完成的,在完成论文时所利用的一切资料均已在参考文献中列出。本人签名: 年 月 日毕业设计任务书设计题目: 模具的快速成型技术冲压模具(三)1设计(论文)的主要任务及目标了解快速成型机的结构,确定快速成型系统的特点及组成,了解机床的各项参数并对参数进行控制;了解模具的基本结构、设计技巧及装配工序 ;用绘图软件绘制出所需的零件图;确定三坐标测量机的结构及工艺参数,用三坐标测量机测量模具凹凸模的尺寸;将测量好的参

2、数输入到快速成型机中完成零件的烧结;比较原始模具和测量模具的差别;撰写、修改、整理说明书。2设计(论文)的基本要求和内容(1)了解快速成型机的工作原理及系统的特点和组成;(2)对模具进行拆装,了解模具的结构,找出其凹凸模进行绘制; (3)使用三坐标测量系统对模具的凹凸模进行测量,到快速成型机中进行烧结;(4)绘制模具凹凸模零件图;3主要参考文献1 兰红波 ,洪军,丁玉成,等.快速成型/ 模具网络化制造服务平台的研究现状及其发展趋势J.制造业自动化,2003,25(3):1-4.2 史玉开.常用快速成型系统及其选择原则J .锻压机械 ,2001,(2):2.3 刘伟军.快速成型技术及应用M.北京

3、:机械工业出版社, 2005.4 鞠鲁粤.工程材料与成形技术基础M.北京:高等教育出版社,2004 .4进度安排设计(论文)各阶段名称 起 止 日 期1 收集资料,写开提报告 并进行开题答辩 1 月 10 日-3 月 10 日2 拆装模具 ,并进行测量 3 月 10 日-3 月下旬3 对三坐标测量机进行研究 并进行中期答辩 3 月下旬-4 月下旬4 熟悉快速成型机,加工模具 4 月下旬-5 月下旬5 撰写、修改、整理说明书 并进行毕业答辩 5 月下旬 到 6 月模具的快速成型技术冲压模具(三)摘要:本设计是对给定冲压模具进行简单的设计并用快速成型的技术对模具进行加工。快速成型技术可以在无需准备

4、任何模具、刀具和工装卡具的情况下,直接接受产品设计(CAD)数据,快速制造出新产品的样件、模具或模型快速模具技术融合了快速成型技术、高分子材料应用、快速翻制工艺等新技术和新工艺, 可以快速并低成本地制造模具。快速成型技术既不同于传统的模腔内成型方式, 即受迫成型, 如铸、锻、挤压等; 也不同于毛坯切削成型,是一种基于离散堆积成型思想的数字化成型技术。关键词:冲压模具,快速成型技术,熔融沉积制造,快速制造Rapid prototyping technology - stamping die mold (three)Abstract:The design is given a simple sta

5、mping die design and rapid prototyping techniques used for mold processing. Rapid prototyping technology without the need to prepare any mold, tool and tooling fixtures directly accept the product design (CAD) data, quickly create new products, prototypes, molds or models rapid tooling technology co

6、mbines rapid prototyping technology, high application of molecular materials, new technologies and rapid cloning technology and other new technology, you can quickly and cost-effectively manufacture of molds. Rapid prototyping technology is different from the traditional mold cavity molding methods,

7、 namely forced molding, such as casting, forging, extrusion, etc.; also from rough cutting molding, forming a discrete accumulation of ideas based on digital prototyping technology.key words:Stamping die, rapid prototyping technology, fused deposition manufacturing, rapid manufacturingI目 录1 绪论 .11.1

8、 论文研究目的及意义 .11.2 本课题的主要研究方法 .21.2.1 本课题的要求 .21.2.2 本课题的研究手段 .31.3 文献综述 .32 冲压模具的设计 .42.1 冲压件的分析 .42.2 工艺方案的拟定 .52.3 工艺设计 .52.3.1 计算毛坯尺寸 .52.3.2 确定排样方案 .72.3.3 计算各工序压力 .82.3.4 选压力机及确定压力中心 .102.4 模具的结构 .122.5 凹凸模尺寸计算 .132.6 其他重要零件的选用 .172.6.1 成形零件 .172.6.2 支撑固定零件 .173 快速成型 .193.1 快速成型原理及特点 .193.2 快速成型

9、的工艺过程 .193.3 快速成型的工艺类型 .203.3.1 熔融沉积制造的特点 .223.3.2 熔融沉积快速成型工艺的基本原理 .233.3.3 熔融沉积快速成型工艺过程 .243.4 以本文设计凸模为例的快速成型过程 .244.三坐标测量机 .284.1 三坐标测量机的结构 .28II4.2 三坐标测量机的工作原理 .284.3 三坐标测量与快速成型的关系 .284.4 用三坐标测量机测量模具 .295 总结 .316 设计心得 .32主要参考文献 .33致 谢 .3511 绪论1.1 论文研究目的及意义快速成型技术是在现代 CAD/CAM 技术、激光技术、计算机数控技术、精密伺服驱动

10、技术以及新材料技术的基础上集成发展起来的。不同种类的快速成型系统因所用成形材料不同,成形原理和系统特点也各有不同。但是,其基本原理都是一样的,那就是“ 分层制造,逐层叠加 “。快速成型技术可以在无需准备任何模具、刀具和工装卡具的情况下,直接接受产品设计(CAD)数据,快速制造出新产品的样件、模具或模型快速成型技术可以大大缩短新产品开发周期、降低开发成本、提高开发质量。由传统的“去除法“ 到今天的“ 增长法 “,由有模制造到无模制造。快速成型技术是将计算机内的三维数据模型进行分层切片得到各层截面的轮廓数据,计算机据此信息控制激光器(或喷嘴)有选择性地烧结一层接一层的粉末材料(或固化一层又一层的液

11、态光敏树脂,或切割一层又一层的片状材料,或喷射一层又一层的热熔材料或粘合剂)形成一系列具有一个微小厚度的的片状实体,再采用熔结、聚合、粘结等手段使其逐层堆积成一体,便可以制造出所设计的新产品样件、模型或模具。快速成型技术是基于材料堆积法的一种高新制造技术,被认为是近 20 年来制造领域的一个重大成果。它集机械工程、CAD、逆向工程技术、分层制造技术、数控技术、材料科学、激光技术于一身,可以自动、直接、快速、精确地将设计思想转变为具有一定功能的原型或直接制造零件,从而为零件原型制作、新设计思想的校验等方面提供了一种高效低成本的实现手段。即,快速成形技术就是利用三维CAD 的数据,通过快速成型机,

12、将一层层的材料堆积成实体原型快速成型应用于模具加工的技术简称为快速模具技术。快速模具技术融合了快速成型技术、高分子材料应用、快速翻制工艺等新技术和新工艺, 可以快速并低成本地制造模具。快速成型技术既不同于传统的模腔内成型方式, 即受迫成型, 如铸、锻、挤压等; 也不同于毛坯切削成型, 即去除成型, 如车、 铣、 钻等, 而是一种基于离散堆积成型思想的数字化成型技术。快速成型技术带来了模具制造业的革命。采用2传统的模具加工方法, 制造周期长且成本高, 难以适应市场的急速变化。快速成型配合传统制模技术不仅适合单件小批的模具快速制造, 而且能适应各种复杂的模具快速制造, 可精确地制作出模具的型芯和型

13、腔, 可直接用于注射过程制作塑料样件, 以便发现和纠正出现的错误。运用 快速成型技术与采用传统的数控加工制造模具相比, 其生产周期缩短 1 / 3 1/ 10, 制造费用降低 1 / 3 1/ 5。冲压模具设计与制造包括冲压工艺设计、模具设计与模具制造三大基本工作。冲压工艺设计是冲模设计的基础和依据。冲模设计的目的是保证实现冲压工艺。冲模制造则是模具设计过程的延续,目的是使设计图样通过原材料的加工和装配,转变为具有使用功能和使用价值的模具实体。1.2 本课题的主要研究方法1.2.1 本课题的要求将图 1.1 的冲压件进行设计并用快速成型的方法将模具进行图 1.131.2.2 本课题的研究手段(

14、1)将图 1.1 的 冲压模具进行设计。(2)利用 Pro-E 绘出模具装配图和凹凸模零件图随着计算机技术的发展,制造相关的模具设计与制造技术已经逐渐实现了数字化,Pro-E 是具有相关数据库的 CAD/CAM/CAE 参数化软件,利用它可以进行零件设计、装配、模具设计、分析和动态模拟仿真等。在此过程中,通过Pro/Engineer 的模具模块将在三坐标测量中获得的冲压模具相关测量数据进行建模,并对模具 CAD 模型进行切片处理。(3)用快速成型机将模具各部分零件进行烧结。将切片处理后的数据输入到快速成型机床中,在快速成型机床上数控系统控制激光头,烧结快速成型材料制造出模具的各部分零件。再通过

15、相关后处理工艺,最终装配成冲压模具。1.3 文献综述本文撰写过程中的主要参考文献有由姜奎华主编的冲压工艺及模具设计 ,朱林泉主编的快速成型与快速制造技术以及由刘东华主编的激光快速造型技术及其应用 ,文献涉及期刊、专著、论文集、学位论文及标准等内容包括模具设计、模具制造、快速成型等。同时在论文撰写过程中梁红玉老师的给予了很大的指导与帮助。42 冲压模具的设计2.1 冲压件的分析本课题研究所选的冲压件如图 2.1图 2.1工件图:如图 2.1 所示材料:10#钢板厚:2.5mm产品所用的材料为 10#钢,其力学性能如下:=260340Mpa,b=300440 Mpa, s=210Mpa。 (冷冲压工艺与模具设计P322 ) ,零件图上未注公差等级,属自由尺寸,按 IT12 级确定工件尺寸的公差 .该制件形状简单,尺寸较小,厚度一般,属于普通冲压件,但有几点应该注意:该冲裁件的材料,具有较好的可冲压性能。由于板料厚度一般,且在各个转角出均有圆角过渡,比较适合冲裁。有一定的生产批量,应重视模具材料的选择和模具结构的确定,保证模具的

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