冲压模笔记本电脑壳上壳模具设计计算机硬件及网络IT.doc
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1、1 绪论设计背景及目背景冲压技术是一项历史悠久生产制造技术与加工方法。根据文献记载与考古文物考证,我国古代冲压加工技术处于世界前列,极大促进了人类早期文明社会进步。在现代社会,利用冲压模具与机械进行冲压加工技术已有接近二百年发展历史。英国1839年成立Schubler公司,是早期世界上具有相当规模、也是现今世界上最为先进冲压公司之一。从学术上看,直至本世纪10年代,冲压加工技术地位已经从从属于机械加工附属技术,发展成为了一门具有完整理论基础应用科学。日本有冲压工学说法,而在俄罗斯从前苏联时期开始就有各类冲压技术学校,同时中国也有冲工艺学以及薄板成形理论等方面教材与专著。因而可以认为这一学科现已
2、具备了完整知识结构系统。冲压技术中冲压模具在制造业中是重要基础工艺装备。用模具生产制件所达到高复杂程度、高精度、高生产率、高一致性与低耗材、低耗能特性,使模具在制造业中地位越发重要。国外将模具比喻为“金钥匙”、“进入富裕社会原动力”、“金属加工帝王”等。考古发现,早在2000多年前,我国就有了被用于制造铜器冲压模具,证明了古代中国冲压模具与冲压成型方面成就就已经在世界领先。在1953年,中国第一间冲模车间在长春第一汽车制造厂建立,该厂于1958年开始制造汽车覆盖件模具。我国从20世纪60年开始生产精冲模具。国内也将模具工业称为“永不衰亡工业”、“点铁成金行业”、“无及伦比效益放大器”。现在,衡
3、量一个国家产品制造业水平高低重要标志之一就是模具技术。想要有高水平产品必须要有高水准模具已经成为了共识。光说工程制造,进入80、90年代后,由于世界各国经济高速发展与国民生活水平大大提高,人们对汽车、家用电器等需求也及日俱增,这些促进了冲压技术快速发展同时也对模具技术提出了更高要求。而且由于电子计算机技术广泛应用,不仅促进了冲压技术理论深入发展,而且使冲压机械、模具及操作自动化程度都达到了一个更高程度。目:培养学生综合运用冲压工艺理论知识,分析解决冲压过程实际问题能力;提高学生正确确定模具总体结构及设计模具各种机构能力;提高学生使用冲压与机械设计手册、正确查找及选择相关设计参数能力,同时熟悉相
4、关国家标准与技术规范。国内外研究现状国内外模具发展现状在国外,特别是欧美与日韩等发达地区,他们模具工业起步较早,拥有比较先进生产管理技术与丰富经验,值得我们国内模具行业去学习借鉴。在欧美,许多模具企业都开始将高新技术应用于模具设计与制造,这主要表达在以下几个方面:(1)充分发挥了信息技术优势来提升模具工业优越性;(2)高速切削、五轴高速等加工技术普及,大大缩减制模周期,提高了企业市场竞争力;(3)从事模具行业人员精简,一人多职,使得精益生产得以实现;(4)快速制模技术与快速成形技术得到了普遍应用;(5)模具产品专业化,市场定位准确;(6)工艺管理先进、标准化程度高。(7)采用了先进管理信息系统
5、,用来实现集成化管理;中国虽然在很早以前就制造模具与使用模具,但一直未形成产业。由于长期以来模具制造一直作为保证企业产品生产手段被视为生产后方。因此一直发展缓慢。改革开放以来,随着国民经济快速发展,模具市场不断增长需求量显示了模具市场良好发展前景。近几年来,模具工业始终在以每年15%速度高速发展,除了国有专业模具厂外,合资、集体与私营等也得到了迅猛发展。 在广东,一些大型集团公司与发展迅猛乡镇企业,如康佳、美、科龙等集团也纷纷建立了属于自己模具制造中心;浙江黄岩与宁波地区“模具之乡”;现在,外商独资与中外合资模具企业也已经出现。随着我国及国际世界接轨,以及市场竞争日益加剧,越来越多人认识到产品
6、质量、生产成本以及开发新产品能力重要性。而模具制造作为整个链条中最为基础要素,也已经成为了衡量一个国家制造业水平高低重要标志,并且在很大程度上决定了企业生存空间大小。近年来,我国冲压模具水平已有很大提高。国内已经能够生产单套重量达50多吨大型冲压模具。为中档轿车配套覆盖件模具也能够自主生产了。国内已有多家企业能够生产精度达到12m,寿命2亿次左右多工位级进模。而就表面粗糙度达到Ra1.5m精冲模,大尺寸(300mm)精冲模及中厚板精冲模来说,国内也已经达到了相当高水平。近年许多模具企业加大了用于技术进步投资力度,将技术进步视为企业发展重要动力。一些国内模具企业已普及了二维CAD,并开始使用UG
7、、I-DEAS、Euclid-IS、Pro/Engineer等国际通用制图软件,个别厂家还引进了C-Flow、Moldflow、MAGMASOFT与Optris等CAE软件,并且成功将其应用于冲压模设计当中。现在,大型冲压模具制造技术也已取得很大进步,尤其是汽车覆盖件模具,东风汽车公司模具厂、一汽模具中心等模具厂家已经能生产出汽车覆盖件模具。此外,大专院校以及许多研究机构也已经开展了模具技术研究与开发。经过多年努力,在模具CAD/CAE/CAM技术方面取得了显著进步;在提高模具质量与缩短模具设计制造周期等方面做出了贡献。标志着冲模技术先进水平多功能模具与多工位级进模,是我国重点发展模具品种。同
8、时,代表着我国模具发展集机电一体化铁芯精密自动阀片多功能模具,已达到国际基本水平。但是及国外多工位级进模相比,在使用寿命、模具结构、制造精度与功能上,我们仍然存在着一定差距。随着高精度、高效益加工设备使用越发广泛,汽车覆盖件模具制造技术也正在不断地提高与完美。NC、DNC技术应用越发成熟,可以进行倾角加工与超精加工。高性能三轴高速铣床以及五轴高速铣床应用也已越来越多。这些都极大提高了模具质量,提高了模具面加工精度,缩短了模具制造周期。淘-宝.店-铺搜索:“两个半学分”随着模具表面强化技术广泛应用。成本适中、无污染、工艺成熟离子渗氮技术得到了越来越多认可,碳化物被覆处理(TD处理)及许多镀(涂)
9、层技术在冲压模具上应用日益广泛。实型铸造技术、刃口堆焊技术、真空处理技术等日趋成熟同时,激光切割与激光焊技术也得到了极大应用。 虽然在过去十多年中中国模具工业取得了令人瞩目发展,但及工业发达国家相比许多方面仍有较大差距。例如,在模具加工设备中精密加工设备比重比较低;CAD/CAE/CAM技术普及率不高,远远不够;许多先进模具技术应用不够广泛等等,这就导致了相当一部分大型、复杂、精密与长寿命模具极度依赖进口。未来模具制造技术发展趋势模具技术发展应该为适应模具产品“精度高”、“交货期短”、“价格低”、“质量好”要求服务。为达到这一要求,急需发展如下几项:(1) 高速铣削加工高速铣削加工近年来国外得
10、到了大力发展,它大幅度提高了加工效率,并且获得极高表面光洁度。另外,还可加工高硬度模块,还具有温升低、热变形小等方面优点。高速铣削加工技术发展,对汽车、家电行业中大型型腔模具制造注入了新活力。目前它已向更高敏捷化、智能化、集成化方向发展。(2)电火花铣削加工电火花铣削加工技术是一种替代传统用成型电极加工型腔新技术,它利用高速旋转简单管状电极作二维、三维轮廓加工,因此不再需要制造复杂成型电极,这是电火花成形加工领域重大发展。国外已经开发了在模具加工中应用中使用这种技术机床。(3)全面推广CAD/CAM/CAE技术CAD/CAM/CAE技术应用是磨具制造技术发展极大推动力量。随着电脑软件开发及应用
11、,普及CAD/CAM/CAE技术条件已经成熟,各企业需要加大这些技术培训以及技术服务力度;并且进一步扩大CAE技术应用范围。世界上较先进丰田汽车模具制造厂在这方面为我们提供了比较成功经验,它们模具从设计到加工完全依赖高科技,用实体设计以及数控编程,逐渐取代了机床操作与人工实型制作;高精度加工使模具修配、研合等工作不再存在;精细数控编程与精细模面设计大大避免了钳修。现在用于数控编程人员数量已经超过了现场操作人员数量,同时数控编程工时费用超过了机床操作工人、数控编程费用,已经超过了机床工时费用50%,这种高精度与无人化加工,使得模具质量有了极大提高,同时也使得生产周期大大缩短。(4)模具扫描及数字
12、化系统高速扫描机与模具扫描系统具备了从模型或实物扫描到加工出期望模型所需各项功能,使得模具研制制造周期大大缩短。有些快速扫描系统,可以快速安装在已有数控铣床或者加工中心上,从而实现数据快速采集同时自动生成各种用于不同数控系统不同格式CAD数据、加工程序等,应用于模具业“逆向工程”。现今,模具扫描系统已经成功应用于家电、摩托车、汽车等行业。(5)提高模具标准化程度现在我国模具标准化程度正在不断提高,目前我国模具标准件使用覆盖率已达到30%左右,而国外发达国家一般为80%。(6)模具研磨抛光将实现自动化、智能化模具表面质量对模具使用寿命、制件外观质量等均有较大影响,研究用智能化、自动化研磨及抛光替
13、代现有手工操作以提高模具表面质量是,模具发展重要趋势。(7)优质材料应用及先进表面处理技术普及选用优质钢材与应用相应表面处理技术来提高模具寿命十分必要。模具热处理与表面处理是关系到否能充分发挥模具钢材料性能关键环节。真空热处理是现阶段模具热处理发展方向,而模具表面处理应发展工艺先进气相沉积、等离子喷涂等技术。(8)模具自动加工系统发展这是现阶段我国发展长远目标。模具自动加工系统应该由多台机床合理组合;配备有定位盘或随行定位夹具;拥有完整机具、刀具数控库;有完整柔性数控同步系统;同时还要有质量监测控制系统。CNC雕刻机在国内发展上从最近一两年才有较大发展,相关加工厂与使用单位时刻以敏锐眼光盯着厂
14、家动向,这也是身为雕铣机主机生产厂一点也不敢松懈真正原因所在。研究方法及过程、内容研究方法:本设计将采用文献研究分析,理论研究分析,二维及三维数字模型设计三种研究设计方法。一、文献研究分析:对已有关于冲压模设计相关书籍与文献进行系统阅读与学习,归纳冲压模设计内容,方式与重点,收集前人设计经验及方法。二、理论分析计算:在文献书记 学习分析基础上,对设计要求零件进行工艺性分析理论计算,涉及模具组成结构,对模具重要部件进行尺寸计算,受力分析与计算,最终选择合适材料。三、二维及三维数字模型设计:在理论分析基础上利用CAD,PROE等软件设计模具数字模型并进行校核。论文构成及研究内容冲压模概述冲压模概念
15、:冲压模-在冷冲压加工中,将材料(金属或非金属)加工成零件(或半成品)一种特殊工艺装备,称为冷冲压模具(俗称冷冲模)。冲压-是在室温下,利用安装在压力机上模具对材料施加压力,使其产生分离或塑性变形,从而获得所需零件一种压力加工方法。冲压模具形式很多,一般可按以下几个主要特征分类:根据工艺性质分类:(1)冲裁模 沿轮廓线使材料产生分离模具。如切边模、落料模、切口模、冲孔模、切断模、剖切模等。(2)弯曲模 使毛坯或坯料沿着直线或者弯曲线产生弯曲变形,从而获得一定形状与角度工件模具。(3)拉深模 是把板料毛坯制成开口空心件,或者使空心件改变尺寸与形状模具。(4)成形模 是在材料本身仅产生局部塑性变形
16、情况下,将毛坯或者半成品按凸、凹模形状直接复制成形模具。如扩口模、胀形模、起伏成形模、缩口模、整形模与翻边模等。根据工序组合程度分类(1)单工序模 在压力机一次行程中,只完成一道工序模具。(2)复合模 在压力机一次行程中,在同一工位上同时完成两道或两道以上工序模具。(3)级进模(也称连续模) 在毛坯送进方向上,有两个或更多工位存在,在压力机一次行程中,在不同工位上逐次完成复数道以上冲压工序模具。(4)传递模 综合了单工序模与级进模特点,利用机械手传递系统,实现产品模内快速传递,可以大大提高产品生产效率,减低产品生产成本,节俭材料成本,并且质量稳定可靠。 通过查阅文献资料,明确冲压模概念、结构特
17、点与设计重点;通过观看相关影像资料,增进对冲压模运作方式、结构特点与工作注意事项认识;通过对实物与理论知识结合分析,确定设计思路与明确设计要点;在指导教师指导下运用所学知识对特定加工件模具进行结构设计,受力分析与计算,特定模具零部件材料分析与选择,确定模具制造工艺。第一步:对所设计模具之产品进行可行性分析,首先将各组件产品图纸利用设计软件进行组立分析,确保在模具设计之前各产品图纸正确性,另一方面可以熟悉各组件在整个机箱中重要性,以确定重点尺寸。第二步:在产品分析之后所要进行工作,对产品进行分析采用什么样模具结构,并对产品进行排工序,确定各工序冲工内容,并利用设计软件进行产品展开,在产品展开时一
18、般从后续工程向前展开, 第三步:依产品展开图进行备料,在图纸中确定模板尺寸,包括各固定板、卸料板、凸凹模、镶件等。第四步:在备料完成后进入模具图绘制阶段,在备料图纸中再制一份出来,进行各组件绘制,如加入螺丝孔,导柱孔,定位孔等孔位, 第五步:在以上图纸完成之后,还需对模具图纸进行校对,将所有配件组立,对每一块不同模具板制作不同图层,并以同一基准如导柱孔等到进行模具组立分析,并将各工序产品展开图套入组立图中,确保各模板孔位一致以及折弯位置上下模间隙配合是否正确。第 30 页2 工件工艺性分析工件示意图 (a)(b)图2.1 工件形状示意图(a)尺寸图(b)3D效果图材料:LF2铝镁合金即5A02
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