1. 综述本课题国内外研究动态,说明选题的依据和意义
1.1国内外研究动态
冲压是使板料经分离或成型而得到制件的加工方法。冲压利用冲压模具对板
料进行加工。常温下进行的板料冲压加工称为冷冲压。模具是大批生产的工具,是工业生产的主要工艺装备,模具工业是国民经济的基础工业。
模具可保证冲压的尺寸精度,使产品质量稳定,而且在加工中不破坏产吕表面。用模具生产零部件可以采用冶金厂大量生产的廉价的轧制钢板或钢带为坯料,且在生产中不需加热,具有生产效率高、质量好、重量轻、成本低且节约能源和原材料等一系列的优点,是其它加工方法所不能比拟的,使用模具已成为工业生产的重要手段和工艺发展方向。 现代的制造工业的发展和技术水平的提高,很大程度上取决于模具工业的发展。
目前,工业生产中普遍采用模具成型工艺方法,以提高警惕产品的生产率和质量。一般压力机加工,一台普通压力机设备每分钟可生产零件几件到几十件,高速压力机生产率已达到每分钟数百件甚至上千件。据不完全统计,飞机、汽车、拖拉机、电机、电器、仪器、仪表等产品;有60%左右的零件是用模具加工出来的;而自行车、手表、洗衣机、电冰箱及电风扇等轻工产品,有90%左右的零件是用模具加工出来的。显而易见,模具作为一种专用的工艺装备,在生产中的决定性作用和重要地位渐为人们所共识。
模具的出现可以追溯到几千年前的陶器炼制和青铜器铸造,但其大规模应用却是随着现代工业的崛起而发展起来的。20世纪模具生产得到了进一步的发展,在此期间归纳出的模具设计原则上,使得压力机械、冲压材料、加工方法、模具结构、模具材料、模具制造方法、自动化装置等领域面貌一新,并向实用化的方向推进。进入20世纪70年代,不断涌现出各种高效率、高精度、高寿命的多功能自动模具。其代表是五十多个工位的级和十几个工位的多工位传递模。从20世纪70年代中期至今,计算机逐步进入精度进入模具生产的设计、制造、管理等各个领域;辅助进行零件图形输入、毛坯展开、条料排样、确定模座尺寸和标准、绘制装配图和零件图、输出NC程序(用于数控加工中心和线切割编程)等工作,使得模具设计、加工精度与复杂性不断提高,模具制造周期不断缩短。当前国际上计算机辅助设计(CAD)。计算机辅助工艺(CAE)和计算机辅助制造(CAM)的发展趋势是:继续发展几何图形系统,以满足复杂零件和模具的要求;在CAD和CAM的基础上建立生产集成系统(CIMS);开展塑性成形模拟技术CAE(包括物理模拟和数学模拟)的研究,以提高工艺分析和模具CAD的理论水平和实用性;开发智能数据库和分布式数据库,发展专家系统和智能CAD等。
三维CAD技术的出现,极大地推动了模具工业的发展,使零件设计及模具结构设计在非常直观的三维环境下进行,模具设计完成后,可根据投影关系自动生成工程图。模具属于标准化程度较高的工艺装备,模具设计中使用的模架及各种标准件可以直接从CAD系统中建立的标准库中直接调用,大大提高了模具设计的质量和效率。同时,三维CAD系统中设计生成的三维模型可直接用于有限元模拟零件的成形过程及数控加工编程等后续应用,适应现代化生产,满足了CAD/CAM集成技术的要求。目前,三维CAD技术已广泛地应用于模具的设计,缩短了新产品的开发周期和产品的更新期,使得开发的新产品达到“高质量、低成本、上市快”的目标成为可能。
1.2选题的依据和意义
在现代化的大生产中,模具对实现整个冲压过程有着十分重要的意义。模具寿命是评价某一冲压方法经济可行的决定因素,模具的设计与制造质量是实现冲压生产高产、优质、低耗的最重要的保证之一。
模具作为生产用精密、高效的工艺装备,本身也是一种精密的机械产品。该机械产品能否满足对其使用性能和成形精度的要求,必须解决好模具设计与制造、精度与寿命等各方面与模具相关的问题。
同时模具作为中心议题,可以细分成模具设计、制造、材料、成本、精度、寿命、安装、使用,以及标准化等各方面问题。 1)模具设计是模具制造的基础,合理正确的设计是正确制造模具的保证; 2)模具制造技术的发展对提高模具质量、精度以及缩短制造模具的周期具有重要意义; 3)模具的质量、使用寿命、制造精度及合格率在很大程度上取决于制造模具的材料及热处理工艺; 4)模具成本直接关系到制件的成本以及模具生产企业的经济效益; 5)模具工作零件的精度决定制件的精度; 6)模具的寿命又与模具材料及热处理、模具结构以及所加工制作材料等诸多因素有关; 7)模具的安装与使用直接关系到模具的使用性能及安全; 而模具的标准化是模具设计与制造的基础,对大规模、专业化生产模具具有重要的作用,模具标准化程度的高低是模具工业发展水平的标志。 |