1、本科毕业论文（20 届）模具的快速成型技术冲压模具（二）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（二） 1设计的主要任务及目标1.了解快速成型技术的发展趋势 2.掌握模具设计的基本方法 3.利用快速成型机完成模具关键部件的烧结。2设计的基本要求和内容了解快速成型技术，确定快速成型系统的特点及组成；进行模具的拆装，了解模具的结构、设计方法和装配工序 ；用绘图软件绘制出所需的零件
2、图；确定三坐标测量机的结构及工艺参数确定，用三坐标测量机测量模具各凹凸模的尺寸；将测量好的参数输入到快速成型机中，将零件加工出来并组装新的模具；比较原始模具和快速成型模具的差别，并对其进行总结；撰写、修改、整理说明书。3主要参考文献1、Wohlers,et al.Fiction fact fast.Manufacturing,1991.(3):44-992、 王秀峰，罗宏杰，快速原型制造技术M.北京:中国轻工业出版社，2000.7.3、Papid Prototyping Report.CAD/CAM Publishing,Inc.2000.10(10):3-84进度安排设计（论文）各阶段名称
3、起 止 日 期1 收集资料编写开题报告和初期答辩 3 月 6 日3 月 19 日2 拆装模具了解整套模具零件 3 月 20 日3 月 28 日3 了解三坐标测量仪并进行中期答辩 3 月 29 日4 月 15 日4 熟悉快速成型机进行加工模具 4 月 16 日5 月 15 日5 撰写修改说明书 5 月 16 日6 月 9 日模具的快速成型技术冲压模具（二）摘要：本设计利用快速成型技术对所设计的冲压模具进行研究，了解模具的关键部件并进行工艺分析，运用快速原型技术完成模具制造与原模具对比。冲压模具的选择是在综合考虑了经济性、零件的冲压工艺性以及复杂程度等诸多因素的基础上进行的；产品毛坯展开尺寸的计算
4、是在方便建设又不影响模具成型的前提下简化为所熟悉的模型进行的。同时也是考虑最终产品细节所需要的三维要素，在设计阶段原始图片可以当做草图使用。在研究过程中查询资料或说明书进一步了解快速成型技术在工业设计中的应用。关键词：工艺性；冲压模具；快速成型技术；Pro/EMold rapid prototyping technology with - stamping die twoAbstract：This design uses rapid prototyping techniques designed to study stamping dies, molds and understand the
5、key components for process analysis, the use of rapid prototyping technology to complete mold making comparison with the original molds. Stamping die selection is based on a comprehensive consideration of the economy, stamping process and the complexity of the parts and many other factors conducted
6、on; computing products launched blank size is convenient to simplify the building without affecting the premise for the molding the familiar model. Also consider the details of the three-dimensional elements of the final product needed at the design stage of the original image can be used as sketche
7、s. Query data or instructions in the course of the study more about rapid prototyping technology in industrial design.Keywords：Process,；stamping die ；rapid prototyping technology；Pro/EI目 录1.引言 .12 冲压模具的设计 .32.1 冲压件的工艺性分析 .32.1.1 冲压件的形状及尺寸精度 .42.2 制件冲压工艺方案的确定冲压工序的组合及冲压顺序的安排 .42.3 冲压件排样图的设计及计算 .62.3.1
8、 展开尺寸的计算 .62.3.2 制件排样图的设计 .72.3.3 材料利用率的计算 .72.4 确定总冲压力和选用压力机及计算压力中心 .82.4.1 冲压力 .82.4.2 卸料力、推件力及顶件力的计算 .92.4.3 压力机的选择 .92.4.4 压力中心的确定 .102.5 弯曲部分计算 .112.6 冲压模具结构形设计 .122.6.1.弯曲凸凹模的设计 .153 快速成型技术的研究 .163.1 快速成型与快速成型技术的简介 .163.1.1 快速成型技术的特点与工作原理 .163.2 快速成型技术的工艺过程 .173.3 快速成型技术的工艺方法及分类 .183.4 熔融沉积快速成
9、型技术（FDM）工艺介绍 .223.4.1 熔融沉积快速成型技术的工艺原理 .223.4.2 熔融沉积快速成型技术的工艺过程 .233.4.3 熔融沉积快速成型技术的优缺点 .253.4.4 熔融沉积快速成型过程影响因素分析 .253.4.5 熔融沉积快速成型技术的应用 .253.5 实验过程 .263.6 间接对模具进行制造 .293.6.1 间接制模技术 .293.6.2 间接制模具的工艺路线 .294 快速成型技术的发展趋势 .305 设计小结 .31参考 文献 .32致 谢 .3311.引言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、精密伺服驱动技术以及新材料
10、技术的基础上集成发展起来的，它是一种崭新的三维建模、快速制造技术，它可以自动快速的将设计思想物化为具有一定结构和性能的原型或直接制造零部件。目前我国的机械工业与发达国家相比有很大差距，主要原因之一就是新产品开发周期过长，企业对市场响应能力较差，若采用快速成型技术则可大大的缩短开发周期。激光快速成型技术的发展虽然仅只有 10 年时间，但是已经受到人们的广泛重视，是制造技术中的一项突破性高技术，可以预见，他会给制造工业带来巨大影响。要研究快速成型技术首先要了解什么是快速成型技术，要运用三坐标测量对模具进行测绘，要了解模具的配件，学会拆装模具，运用仿真模具对凹凸模具进行冲压和模具的快速的成型，在运用
11、快速原型技术与原模具对比。在研究前要了解现代快速成型模具，三坐标测量仪器的型号以及工作参数和原理。在对模具进行拆装过程中进行思考，根据其制作原理不仅仅是根据已有的产品在创造一个，同时也是考虑最终产品细节所需要的三维要素，在设计阶段原始图片可以当做草图使用。之后进实验室进一步了解模具的成型过程，自己动手绘侧，加工，烧注。最后将做出来的模具与原始模具进行对比，寻找不足。在研究过程中查询资料或者说明书进一步了解快速成型技术，三坐标测量技术的在工业设计中的应用。同时由于这项技术尚处于初创阶段，还存在一些待研究和解决的问题，在推广应用中仍必须不断的改进和提高。模具的发展是体现一个国家现代化水平高低的一个
12、重要标志，就我国而言，经过了这几十年曲折的发展，模具行业也初具规模，从当初只能靠进口到现在部分进口已经跨了一大步，但还有一些精密的冲模自己还不能生产只能通过进口来满足生产需要。随着各种加工工艺和多种设计软件的应用使的模具的应用和设计更为方便。随着信息产业的不断发展，模具的设计和制造也越来越趋近于国际化。现在模具的计算机辅助设计和制造（CAD/CAM）技术的研究和应用。大大提搞了模具设计和制造的效率。减短了生产周期。采用模具 CAD/CAM 技术，还可提高模具质量，大大减少设计和制造人员的重复劳动，使设计者有可能把精力用在创新和开发上。尤其是 pro/E 和 UG 等软件的应用更进一步推动了模具
13、产业的发展。 。数控技术的发展使2模具工作零件的加工趋进于自动化。电火花和线切割技术的广泛应用也对模具行业起到了飞越发展。模具的标准化程度在国内外现在也比较明显。特别是对一些通用件的使用应用的越来越多。其大大的提高了它们的互换性。加强了各个地区的合作。对整个模具的行业水平的提高也起到了重要的作用。冲压工艺是塑性加工的基本加工方法之一。它主要用于加工板料零件，所以有时也叫板料冲压。冲压不仅可以加工金属板料，而且也可以加工非金属板料。冲压加工时，板料在模具的作用下，于其内部产生使之变形的内力。当内力的作用达到一定程度时，板料毛坯或毛坯的某个部位便会产生与内力的作用性质相对应的变形，从而获得一定的形
14、状、尺寸和性能的零件。冲压生产靠模具与设备完成加工过程，所以它的生产率高，而且由于操作简便，也便于实现机械化和自动化。利用模具加工，可以获得其它加工方法所不能或难以制造的、形状复杂的零件。冲压产品的尺寸精度是由模具保证的，所以质量稳定，一般不需要再经过机械加工便可以使用。冲压加工一般不需要加热毛坯，也不像切削加工那样大量的切削材料，所以它不但节能，而且节约材料。冲压产品的表面质量较好，使用的原材料是冶金工厂大量生产的轧制板料或带料，在冲压过程中材料表面不受破坏。因此，冲压工艺是一种产品质量好而且成本低的加工工艺。用它生产的产品一般还具有重量轻且刚性好的特点。32 冲压模具的设计2.1 冲压件的
15、工艺性分析冲压主要是按工艺分类，可分为分离工序和成形工序两大类。分离工序也称冲压，其目的是使冲压件沿一定轮廓线从板料上分离，同时保证分离断面的质量要求。成形工序的目的是使板料在不破坯的条件下发生塑性变形，制成所需形状和尺寸的工件。在实际生产中，常常是多种工序综合应用于一个工件。冲压、弯曲、剪切、拉深、胀形、旋压、矫正是几种主要的冲压工艺。 冲压用板料的表面和内在性能对冲压成品的质量影响很大，要求冲压材料厚度精确、均匀；表面光洁，无斑、无疤、无擦伤、无表面裂纹等；屈服强度均匀，无明显方向性；均匀延伸率高；屈强比低；加工硬化性低。 模具的精度和结构直接影响冲压件的成形和精度。模具制造成本和寿命则是
16、影响冲压件成本和质量的重要因素。模具设计和制造需要较多的时间，这就延长了新冲压件的生产准备时间。 模座、模架、导向件的标准化和发展简易模具 (供小批量生产)、复合模、多工位级进模(供大量生产)，以及研制快速换模装置，可减少冲压生产准备工作量和缩短准备时间，能使适用于减少冲压生产准备工作量和缩短准备时间，能使适用于大批量生产的先进冲压技术合理地应用于小批量多品种生产。冲压件的工艺性是指冲压件在冲压加工中的难易程度。所谓冲压工艺性好是指能用普通的冲压方法，在模具寿命和生产率较高、成本较低的条件下得到质量合格的冲压件。因此，冲压件的结构形状、尺寸大小、精度等级、材料及厚度等是否符合冲压的工艺要求，对
17、冲压件质量、模具寿命和生产效率有很大的影响。42.1.1 冲压件的形状及尺寸精度图 2.1此制件的形状一眼看上去很简单，U 形件，两边弯曲，然后有中间两个圆孔，难度不大，并且有圆角过渡，便于模具的加工和减少冲压时在尖角处开裂的现象，同时也可以防止尖角部位刃口的过快磨损。对整个冲压件，产品外观要求比较高，尤其是平面度，平行度等。本次设计的产品材质为 10#钢，属于碳素结构钢。其抗剪强度 260-340Mpa,抗拉强度 300-440MPa。冲压件的精度主要以其尺寸精度、冲压断面粗糙度、毛刺高度三个方面的指标来衡量，根据零件图上的尺寸标注及公差，可以判断属于尺寸精度为 IT12IT14 的经济级普
18、通冲压。2.2 制件冲压工艺方案的确定冲压工序的组合及冲压顺序的安排冲压工序的组合：冲压工序可以分为单工序冲压、复合工序冲压和连续冲压。冲压方式根据下列因素确定：（1）根据生产批量来确定 对于年产量需求 100 万件的该产品来说采用复合模5或连续模较合适。（2）根据冲压件尺寸和精度等级来确定 复合冲压所得到的冲压件尺寸精度等级高，而连续冲压比复合冲压的冲压件尺寸精度等级低（3）根据对冲压件尺寸形状的适应性来确定 该产品的尺寸较小，考虑到单工序送料不方便和生产效率低，因此常采用复合冲压或连续冲压。连续冲压又可以加工形状复杂、宽度很小的异形冲压件。（4）根据模具制造安装调整的难易和成本的高低来确定
19、, 对复杂形状的冲压件来说，采用复合冲压比采用连续冲压较为适宜，因为模具制造安装调整较容易，且成本较低。（5）根据操作是否方便与安全来确定 复合冲压其出件或清除废料较困难，工作安全性较差，连续冲压较安全。综上所述分析，在满足冲压件质量与生产率的要求下，选择连续冲压方式，其模具寿命较长，生产率高，操作较方便和工作安全性高。为保证条料送进的刚性和稳定性以及正确处理工件弯曲成型与载体的连接关系，应考虑沿零件宽度方向横向排样，具体方案有，中间做载体，由于产品展开后形状是正方形，所以可以考虑采用无废料冲压方法，先冲孔，然后弯曲时直接采用切断弯曲的方法，一步到位，每冲次只生产一件，弯曲时两边弯曲受力，产品稳定，模具寿命长，具体的排样图如下：1、冲中间圆孔，2、切断弯曲，产品脱离模具。具体排样图 2.2：
