【文章內容簡介】 cess6 模具的經濟性分析模具的經濟性涉及到成本的高低供應是否充分，加工過程是否復雜、成品率的高低以及同一產品中使用金屬或鋼材型號的多少等，模具行業(yè)的生產小而散亂，跨行業(yè)、投資密集，專業(yè)化、商品化和技術管理水平都比較低。現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展要求各行各業(yè)產品更新?lián)Q代快，對模具的需求量加大。一般模具國內可以自行制造，但很多大型復雜、精密和長壽命的多工位級進模大型精密塑料模復雜壓鑄模和汽車覆蓋件模等仍需依靠進口，近年來模具進口量已超過國內生產的商品模具的總銷售量。多工位級進模作為沖壓生產的先進模具，具有以下特點：①沖壓生產效率高 多工位級進模在不同工位連續(xù)完成復雜零件的沖裁、彎曲、拉伸、翻孔、翻邊及其他成形和裝配等工序，大大減少了中間運轉和復雜定位等環(huán)節(jié)，明顯提高了生產效率，尤其是級進模可以采用高速壓力機生產，工作和廢料可以直接往下漏，成倍提高了小型復雜零件的生產效率。②操作安全，自動化程度高 多工位級進模一般都帶有自動送料、制動出件裝置，模具中設有安全檢測裝置，沖壓加工發(fā)生誤送或其他意外時，壓力機能自動停機。一個操作工人能操作管理多臺壓力機，操作工人的手不需要進入危險區(qū)。這些充分體現(xiàn)了操作安全和自動化程度的優(yōu)點。③模具壽命長 級進模設計時，工序可以分散。不必集中在一個工位，在工序好、集中的區(qū)域則設有空位，不存在復合模中的“最小壁厚”問題。因此模具強度相對較高，工作零件結構相對優(yōu)化，延長多工位模具的使用壽命。④沖件質量高 多工位級進模常常具有高度的導向裝置和定距系統(tǒng)，足以保證沖壓零件的加工精度。⑤設計制造難度大，但總成本較低 多工位級進模設計與制造難度大、周期長、制造成本較高，材料的利用率一般較低，電腦級進模生產效率高，高速沖壓設備占有數少，操作工人數少，車間占用面積少，節(jié)省了儲存和運輸環(huán)節(jié)，因而沖壓零件的總體生產成本其實并不高，具有較好的經濟效益。因此多工位級進模得到廣泛應用。7 結論本設計是包括沖裁、彎曲等工序的多工位級進模，通過整體分析，首先要對零件進行工藝分析，零件所沖孔均為工藝孔及槽，據需在彎曲前完成，較復雜一些的型孔分步沖成。此件由于尖角處應力較集中，彎曲后易產裂痕現(xiàn)象，因此增加兩處防止尖角破裂的措施。通過計算沖裁力和彎曲力，確定模架和導柱導套，最后確定壓力機的型號。本模具的工作過程是：條料由右邊送入模具由側刃和導正銷定位，并且沖出模具的外形尺寸，沖裁凸模沖出型孔，同時側刃擋塊確定步距。條料繼續(xù)送入，在工位二中導正銷精定位，沖裁凸模和凹模配合沖出十字型孔和圓形孔等。第三個工位同第二個工位相同，沖裁出半月型孔和切邊。從第四個工位開式進行翻邊和彎曲。第五個工位進行的是U形彎曲，在此工位中要注意避免彎曲對上一道翻邊工序的影響。第七個工序是二次彎曲。最后一個工序是切斷，將工件切斷成型。本次設計闡述了級進模的結構設計及工作過程。但在模具設計上，還有待于提高模具的制造精度和縮短制造周期，以提高勞動生產率，獲得更大的效益。致謝通過一個多月的努力，這次畢業(yè)設計將近尾聲。在此十分感謝我的指導教師：滑有錄老師。他嚴謹細致、一絲不茍的作風一直是我工作、學習中的榜樣；他的循循善誘的教導和不拘一格的思路給予我無盡的啟迪。每次我在設計中遇見困難的時候，岳老師總是悉心教導，耐心的幫助我分析錯誤原因，并給予我一些改正建議。這種指導方式即解決了設計問題，更加的讓我在設計中學習到了很多知識。同時我還要感謝同學們的熱心幫助，使得這次畢業(yè)設計得以順利完成，并且讓我獲得了很多真正的實戰(zhàn)經驗。在此，對關心和指導過我各位老師和幫助過我的同學表示衷心的感謝!由于本人的基礎知識和設計能力有限，在設計過程中難免出現(xiàn)錯誤，懇請老師們多多指教，讓我避免在未來的學習、工作中犯同樣的錯誤，本人將萬分感謝。參考文獻[1] [M].:機械工業(yè)出版社,2005.[2] [M].:西北工業(yè)大學出版社,1999.[3] [M].:化學工業(yè)出版社,2003.[4] [M].: 化學工業(yè)出版社,2007.[5] [M].: 化學工業(yè)出版社,2008.[6] [M].:化學工業(yè)出版社,2009.[7] [M].: 北京理工大學出版社,2007.[8] 高軍，[M].: 化學工業(yè)出版社,2007.[9] 許樹勤. 模具設計與制造[M].: 北京大學,2005.[10] 韓正銅. 機械精度設計與檢測[M].: 中國礦業(yè)大學出版社,2007.[11] DENG BLAKING FOR PLATELIKE of International Conference on Mechanical Transmissions,2001 [11] Ministry of Industry for machinery and electronics. Tooling and testing tolerances. Mechanical Technology Press附錄A軸向柱塞泵/馬達技術的發(fā)展演變（楊華勇 張斌 徐兵）軸向柱塞泵/馬達是液壓系統(tǒng)中重要的動力元件和執(zhí)行元件，廣泛地應用在工業(yè)液壓和行走液壓領域，是現(xiàn)代液壓元件中使用最廣的液壓元件之一。此外，由于軸向柱塞泵/馬達結構復雜，對制造工藝、材料的要求非常高，因此它又是技術含量很高的液壓元件之一。 近年來，隨著材料、制造、電子等技術的發(fā)展，軸向柱塞泵/馬達的新技術層出不窮，例如荷蘭Innas公司開發(fā)的Float Cup結構軸向柱塞泵，丹麥的SaurDanfoss公司為工程機械量身定做的H1系列的多功能泵，德國Rexroth公司推出的電子智能泵等等。而我國自20世紀六、七十年代開發(fā)了CY系列和引進Rexroth技術的泵/馬達后，軸向柱塞泵/馬達技術進展緩慢。近年來，隨著我國經濟的騰飛，在工業(yè)現(xiàn)代化和大規(guī)模城市化進程中，工程機械、塑料機械、冶金、機床和農業(yè)機械等領域對軸向柱塞泵/馬達的需求十分旺盛，因此提高我國軸向柱塞泵/馬達的性能顯得十分迫切，對軸向柱塞泵/馬達技術革新的要求也十分緊迫！縱覽國內外軸向柱塞泵/馬達技術的發(fā)展演變對認識軸向柱塞泵/馬達的發(fā)展趨勢和加快我國軸向柱塞泵/馬達技術的發(fā)展都有著重要的指導意義和現(xiàn)實意義。一、軸柱塞泵/馬達的演化歷程 （1）演化歷程 軸向柱塞泵/馬達的雛形可以追溯到十六世紀初，Ramelli開發(fā)了用于從礦井里往外汲水的皮革密封的軸向柱塞泵，如圖1。從結構上看，它和現(xiàn)在的柱塞泵已經十分相似。直到1905年，美國Harvey William教授和Reynold Janny工程師設計了端面配流的斜盤泵/馬達的靜液傳動裝置，用在軍艦炮塔轉向的液壓系統(tǒng)中，后來人們稱此結構的泵為Janny泵。1907年，美國人Renault改進了Janny的這種柱塞傳動機械，有效提高了其的運行效率。 斜軸式柱塞泵發(fā)展較晚，1930年，瑞士Hans Thoma教授設計了第一臺斜軸泵，后人常把斜軸泵稱為Thoma泵 。其缸體中心線與傳動軸中心線成一夾角，使缸體對配油盤的傾復力矩減小，因此允許的傾角較大。20世紀50年代中期，美國Denison公司和英國Lucas公司擺脫Janny泵的傳統(tǒng)，設計了軸承支承缸體的斜盤泵。這種泵傳動軸只傳遞扭矩，不傳遞彎矩，保障了配流副的良好接觸，加上制造水平的提高，使其工作壓力提高到35 MPa，轉速也大幅提高，引起斜盤泵歷史上的一次飛躍。 20世紀60年代中期，由于對液壓系統(tǒng)集成化的要求，特別是在行走車輛閉式回路的應用，通軸泵獲得了新的發(fā)展。主軸尾端可以安裝輔助泵或其他作用的泵，使通軸泵具有集成多種元件的復合功能，大大簡化了液壓系統(tǒng)，這是斜盤泵/馬達發(fā)展的另一次飛躍。 20世紀70年代以后，歐美很多軸向柱塞泵/馬達的制造商逐漸崛起，針對不同領域做了很多技術革新，比如Vickers針對注塑機節(jié)能的要求推出PVB輕型泵；泵/馬達和電子技術結合也越來越緊密，出現(xiàn)了多種多樣控制方式。 1966年，我國綜合了國外后斜盤式柱塞泵的特點，設計出CY141型軸向柱塞泵/馬達。經過30多年的實踐，對CY141相繼做過四次大的改進，前兩次以標準化和縮小體積為主，改進為CY141A型。第三次針對配油盤燒損和斜盤磨損以及工藝問題，形成了CY141B型泵/馬達。第四次針對CY141B型噪聲高、轉速低、易松靴脫靴、可靠性差、自吸能力差，規(guī)格不全和無通軸泵等缺陷，開發(fā)了Q**CY141Bk系列開式低噪聲泵和QT**CY141Bk系列通軸泵。 進入九十年代后，德國Rexroth公司開發(fā)了A4V泵。柱塞與傳動軸成一交角，工作時離心力有助于柱塞的回程，也有利于減小配流盤直徑，降低缸體配流面的線速度；采用球面配流，有利于補償軸向偏載對缸體產生的傾復力矩。 進入21世紀，荷蘭Innas公司設計了一種名為Floating Cup結構的軸向柱塞泵。這種泵為雙層柱塞結構，類似于將兩個泵面對面的疊加，它可以平衡泵一部分的軸向力，減輕軸承的工作負載，減少流量脈動，降低噪聲。從最初用于低壓排水到現(xiàn)在高壓甚至超高壓的驅動方式，柱塞泵的性能得到了巨大的提升，應用也越來越廣。 （2）分類比較與發(fā)展趨勢 按照配流方式來分，軸向柱塞泵/馬達可以分為閥配流式和端面配流式，但是閥配流由于靠單向閥來實現(xiàn)配流，無級變量困難、自吸能力差、不可逆，因此其應用越來越少，本文將不作詳細介紹。就端面配流而言，可分為斜盤式和斜軸式。由于斜軸泵/馬達的傾角比斜盤泵/馬達的要大，可達到40176。左右，因此作為液壓馬達啟動效果好和輸出扭矩大。但其結構復雜，工藝性差，而且不能實現(xiàn)通軸式結構，加上變量結構復雜，使得其作為液壓泵在現(xiàn)代液壓領域的應用有所減少。 斜盤泵除了斜盤傾角比斜軸泵略小之外，其他各個方面都獲得了不錯的綜合性能。本文也將以斜盤泵為重點進行介紹。 近年來，軸向柱塞泵的發(fā)展趨勢呈現(xiàn)出了以下一些新的特點。 1) 高速化、高壓化是軸向柱塞泵/馬達的發(fā)展方向。這體現(xiàn)了其功率密度的提高，而且使其可以直接與發(fā)動機匹配，應用更為方便。 2) 無論是定量還是變量的斜軸馬達，由于啟動性能好和傳遞扭矩大的特點，都有著較好的前景。 3) 輕型軸向柱塞泵由于成本僅比葉片泵高20%左右，但是性能卻比其高不少，可以和葉片泵進行競爭，這也是軸向柱塞泵的一個發(fā)展方向[1]。 4) 和電子技術相結合，實現(xiàn)多種控制方式。Rexroth公司推出的電子泵，實現(xiàn)對壓力流量進行精確的閉環(huán)控制。此外變頻控制也在液壓電梯、注塑機等領域逐步開始應用。 二、關鍵技術及其國內外研究現(xiàn)狀 （1）關鍵摩擦副潤滑與摩擦磨損優(yōu)化技術 軸向柱塞泵/馬達在其發(fā)展歷程中柱塞副、配流副和柱塞與斜盤的接觸副（現(xiàn)在基本上是滑靴結構）這三個摩擦副始終沒有發(fā)生大的變化。它們是吸油、壓油、配流完成泵/馬達工作的最重要的環(huán)節(jié)，也是產生能量耗散、泄漏、流量脈動的地方，泵/馬達的性能和壽命與這些摩擦副息息相關，因此摩擦副的改造和優(yōu)化也就成了軸向柱塞泵/馬達的最重要的關鍵技術之一。 美國普渡大學（Purdue University）Monika教授通過對柱塞副的間隙處油膜動力學、摩擦力和能量耗散的研究，揭示了不同形狀的柱塞所受摩擦力的分布規(guī)律，得出圓柱形并不是最好摩擦狀態(tài)的柱塞形狀，如圖5所示，而且認為柱塞在柱塞腔有更為復雜的微觀運動，如圖6所示，該運動可以簡化為柱塞繞軸Zx的旋轉，在A斷面和B斷面處柱塞中心線相對Zx軸在X方向和Y方向的偏距為矢量e={e1,e2,e3,e4}，通過式（1）可求解柱塞的受力狀況，此微運動模型也得到了相應的試驗驗證。德國亞琛工業(yè)大學(RWTH Aachen)集中在對壓力梯度及摩擦力的研究上，分析了對柱塞泵/馬達三個摩擦副的摩擦力分布規(guī)律及其帶載能力。 此外，國外還有很多研究機構進行了相關的研究。英國的巴斯大學(University of Bath) 、日本新滹大學(Niigata University) 對柱塞副之間油膜的壓力場特性開展微觀層次的研究工作；美國密蘇里哥倫比亞大學(University of MissouriColumbia)對柱塞腔內的摩擦力，對滑靴副間隙泄漏特點，對配流副的容積效率進行了研究；伯明翰大學(University of Birmingham)對滑靴副油膜的壓力分布和承載能力開展試驗和理論分析等等。 在中國，蘭州理工大學的那成烈等對配流盤壓力流量脈動進行了分析，并設計了減小脈動的配流機構。哈爾濱工業(yè)大學的許耀銘等對滑靴和配流副進行設計與試驗研究，同時在油膜理論方面進行了探索。浙江工業(yè)大學分析了滑靴在變粘度條件下的支撐及泄漏特性。浙江大學也對配流副與滑靴副潤滑特性進行了研究，并搭建了配流副潤滑特性試驗系統(tǒng)。 （2）減震降噪技術 減振降噪是關系到軸向柱塞泵/馬達發(fā)展前途的關鍵技術。隨著社會的進步，人們對工作環(huán)境的要求越來越高，噪聲是工作環(huán)境優(yōu)劣的一個重要衡量指標。世界各國對液壓泵的噪聲也有著明確的規(guī)定。在液壓設備中，泵/馬達是液壓設備的主要噪聲源。軸向柱塞泵/馬達由于缸體輸出的油液的不連續(xù)和吸油、壓油腔的分離結構使其產生了較大的流量脈動和液壓噪聲，此外還有復雜流道產生的氣穴噪聲。液壓噪聲和機械噪聲的交織形成了軸向柱塞泵的整體噪聲。 MANRING教授通過考慮油液的壓縮性和泄漏進行分析驗證了奇數和偶數柱塞泵/馬達的脈動差別不大的結論。我國的王意、葉敏、許賢良等通過研究配流過程推導出了相似的結論。哈爾濱工業(yè)大學、燕山大學也開展了降噪方面的研究。 德國亞琛工業(yè)大學通過研究在泵/馬達的殼體上設置減震結構，在一定程度降低柱塞泵的振動，此項成果已經在Rexroth的泵/馬達上應用。（3）電液變排量控制技術 軸向柱塞泵/馬達的變量控制方式多種多樣，按照操縱方式不同，有手動、電動、比例、