端蓋沖孔落料復合模具設計開題報告

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開題報告一、選題的依據及意義模具是制造業(yè)的重要工藝基礎，在我國，模具制造屬于專用設備制造業(yè)。中國雖然很早就開始制造模具和使用模具，但長期未形成產業(yè)。直到 20 世紀 80 年代后期,中國模具工業(yè)才駛入發(fā)展的快車道。近年，不僅國有模具企業(yè)有了很大發(fā)展，三資企業(yè)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)（個體）模具企業(yè)的發(fā)展也相當迅速。模具作為一種高附加值和技術密集型產品,其技術水平的高低已經成為一個國家制造業(yè)水平的重要標志之一。因此我選擇了模具設計的課題，即設計一副能夠生產端蓋的模具，并且結構合理、能保證制品的精度、表面質量。在設計中能熟練使用 PRO/E、AUTOCAD 等機械、模具相關繪圖軟件。二、國內外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢（含文獻綜述）1 國內方面：模具生產技術水平的高低，已成為衡量一個國家產品制造水平高低的重要標志，因為模具在很大程度上決定著產品的質量、效益和新產品的開發(fā)能力。中國經濟的高速發(fā)展對模具工業(yè)提出了越來越高的要求，也為其發(fā)展提供了巨大的動力。近 10 年來，中國模具工業(yè)一直以每年 15%左右的增長速度快速發(fā)展。但與發(fā)達國家相比，中國模具工業(yè)無論在技術上，還是在管理上，都存在較大差距。特別在大型、精密、復雜、長壽命模具技術上，差距尤為明顯。中國每年需要大量進口此類模具，在模具產品結構上，中低檔模具相對過剩，市場競爭加劇價格偏低，降低了許多模具企業(yè)的效益。而中高檔模具能力不足，模具的開發(fā)能力較弱，技術人才嚴重不足，科研開發(fā)和技術攻關投入少等一系列問題，嚴重制約了中國模具行業(yè)的發(fā)展。 由于近年市場需求的強大拉動，中國模具工業(yè)高速發(fā)展，市場廣闊，產銷兩旺。2003 年我國模具產值達到 450 億元人民幣以上，約折合 50 多億美元，按模具總量排名，中國緊隨日本、美國其后，位居世界第三。中國模具已涵蓋了各種用于金屬和非金屬成形的特殊裝備，被分為 10 大類、46 小類。1996 年至 2002 年間，中國模具制造業(yè)的產值年平均增長 14%左右，2003 年增長 25%左右，廣東、江蘇、浙江、山東等模具發(fā)達地區(qū)的增長在 25%以上。近兩年，我國的模具技術有了很大的提高，生產的模具有些已接近或達到國際水平。2003 年模具出口 3.368 億美元，比上年增長在 33.5%，形勢喜人。 總的來看，我國技術含量低的模具已供過于求，市場利潤空間狹小，而技術含量較高的中、高檔模具還遠不能適應國民經濟發(fā)展的需要，精密、復雜的沖壓模具和塑料模具、轎車覆蓋件模具、電子接插件等電子產品模具等高檔模具仍有很大一部分依靠進口。近五年來，我國平均每年進口模具約 11.2 億美元，2003 年就進口了近 13.7億美元的模具，這還未包括隨設備和生產線作為附件帶進來的模具。中國現(xiàn)有模具企業(yè)超過 2 萬家，從業(yè)人數(shù) 50 多萬人。中國的模具生產目前主要集中在華南和華東，大約占了全國模具制造業(yè)產值和銷售額的三分之二，每年平均增長在 20%左右。2 國外方面：我國模具生產廠中多數(shù)是自產自配的工模具車間（分廠） ，自產自配比例高達 60%左右，而國外模具超過 70%屬商品模具。專業(yè)模具廠大多是“大而全” 、 “小而全”的組織形式，而國外大多是“小而專” 、 “小而精” 。國內大型、精密、復雜、長壽命的模具占總量比例不足 30%，而國外在 50%以上。2004 年，模具進出口之比為 3.7﹕1，進出口相抵后的凈進口額達 13.2 億美元，為世界模具凈進口量最大的國家。3、未來沖壓模具制造技術發(fā)展趨勢模具技術的發(fā)展應該為適應模具產品“交貨期短” 、 “精度高” 、 “質量好” 、 “價格低”的要求服務。達到這一要求急需發(fā)展如下幾項：(1)全面推廣 CAD/CAM/CAE 技術模具 CAD/CAM/CAE 技術是模具設計制造的發(fā)展方向。隨著微機軟件的發(fā)展和進步，普及 CAD/CAM/CAE 技術的條件已基本成熟，各企業(yè)將加大 CAD/CAM 技術培訓和技術服務的力度；進一步擴大 CAE 技術的應用范圍。計算機和網絡的發(fā)展正使 CAD/CAM/CAE 技術跨地區(qū)、跨企業(yè)、跨院所地在整個行業(yè)中推廣成為可能，實現(xiàn)技術資源的重新整合，使虛擬制造成為可能。(2)高速銑削加工國外近年來發(fā)展的高速銑削加工，大幅度提高了加工效率，并可獲得極高的表面光潔度。另外，還可加工高硬度模塊，還具有溫升低、熱變形小等優(yōu)點。高速銑削加工技術的發(fā)展，對汽車、家電行業(yè)中大型型腔模具制造注入了新的活力。目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向發(fā)展。(3)模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng)高速掃描機和模具掃描系統(tǒng)提供了從模型或實物掃描到加工出期望的模型所需的諸多功能，大大縮短了模具的在研制制造周期。有些快速掃描系統(tǒng)，可快速安裝在已有的數(shù)控銑床及加工中心上，實現(xiàn)快速數(shù)據采集、自動生成各種不同數(shù)控系統(tǒng)的加工程序、不同格式的 CAD 數(shù)據，用于模具制造業(yè)的“逆向工程” 。模具掃描系統(tǒng)已在汽車、摩托車、家電等行業(yè)得到成功應用，相信在“十五”期間將發(fā)揮更大的作用。(4)電火花銑削加工電火花銑削加工技術也稱為電火花創(chuàng)成加工技術，這是一種替代傳統(tǒng)的用成型電極加工型腔的新技術，它是有高速旋轉的簡單的管狀電極作三維或二維輪廓加工(像數(shù)控銑一樣)，因此不再需要制造復雜的成型電極，這顯然是電火花成形加工領域的重大發(fā)展。國外已有使用這種技術的機床在模具加工中應用。預計這一技術將得到發(fā)展。(5)提高模具標準化程度我國模具標準化程度正在不斷提高，估計目前我國模具標準件使用覆蓋率已達到30%左右。國外發(fā)達國家一般為 80%左右。(6)優(yōu)質材料及先進表面處理技術選用優(yōu)質鋼材和應用相應的表面處理技術來提高模具的壽命就顯得十分必要。模具熱處理和表面處理是否能充分發(fā)揮模具鋼材料性能的關鍵環(huán)節(jié)。模具熱處理的發(fā)展方向是采用真空熱處理。模具表面處理除完善應發(fā)展工藝先進的氣相沉積(TiN、TiC 等)、等離子噴涂等技術。(7)模具研磨拋光將自動化、智能化模具表面的質量對模具使用壽命、制件外觀質量等方面均有較大的影響，研究自動化、智能化的研磨與拋光方法替代現(xiàn)有手工操作，以提高模具表面質量是重要的發(fā)展趨勢。(8)模具自動加工系統(tǒng)的發(fā)展這是我國長遠發(fā)展的目標。模具自動加工系統(tǒng)應有多臺機床合理組合；配有隨行定位夾具或定位盤；有完整的機具、刀具數(shù)控庫；有完整的數(shù)控柔性同步系統(tǒng)；有質量監(jiān)測控制系統(tǒng)。三、本課題研究內容這次設計的任務是設計端蓋的一副模具，并繪出模具裝配圖、模具零件圖以及編寫設計說明書。 首先我們需要知道模具在加工中的作用和設計的基本要求。模具的作用是將壓力機的作用力通過模具傳遞給金屬板料，在其內部產生使之變形的內力，使板料毛坯發(fā)生變形，從而獲得滿足一定性能要求的及符合所需尺寸及形狀的制品。在生產實際中,模具的作用在于保證沖件的質量、提高生產率和降低成本等。為此除了采用行之有效的工藝手段、進行正確的模具設計及選擇合理的模具結構之外，還必須滿足以下幾個要求：①制造精度高 ②操作性能良好 ③使用壽命長④制造周期短⑤模具成本低。 對于端蓋，它屬于不帶凸緣圓筒型件，從結構上我們可以得知需要落料、沖孔、拉深三個工序過程，本設計只需完成沖孔落料兩道工序。從零件的工藝性分析可以看出此零件的壓力中心不在零件中心上，所以這本設計中需要重點分析的地方。其次對于零件是否可以成型方面也要進行詳細的計算和核算校核,再有對模具結構和壓力機的選擇也是重點。在模具零件的結構設計上，也需要注意很多細小而不可忽視的問題。對于整個設計過程可以按以下的方法來設計計算。1、取得必要的資料 ① 取得注明具體技術要求的產品零件圖。 ② 收集工件加工的工藝工藝過程卡片。 ③ 了解工件的生產批量。 ④ 確認工件原材料的規(guī)格及毛坯情況。⑤ 熟悉沖壓車間的設備和情況2、確定工藝方案 ① 對零件進行工藝性分析。② 根據工藝計算，確定工序數(shù)目。③ 根據生產批量、尺寸大小、精度要求選擇合理的加工方案。3、進行必要的工藝計算。① 設計材料的排樣和計算毛坯尺寸。 ② 計算落料力、卸料力和頂件力等。③ 計算或估算模具各主要零件的厚度。④ 計算凸、凹模的工作部分尺寸。4、模具的總體設計 在上述分析計算的基礎上，進行模具的結構的總體設計，估算出外形尺寸。5、模具主要零部件的結構設計 ① 工作部分零件的設計。 （凸模、凹模、凸凹模等）② 定位零件的設計。 （擋料銷）③ 卸料零件的設計。 （卸料板）④ 導向零件的設計。 （導柱、導套）6、選定沖壓設備① 壓力機的標稱壓力必須大于沖壓的工藝力。② 壓力機的裝模高度必須符合模具的閉合高度的要求。③ 壓力機的行程要符合要求。7、繪制模具總圖 ① 主視圖② 俯視圖③ 工件圖④ 排樣圖⑤ 列出明細表⑥ 技術要求及說明8、 繪制各非標準件的零件圖9、分析一個主要零件的加工工藝路線。四、本課題研究方法運用文獻分析法、文本細讀法、比較法、綜合分析法等進行研究五、研究目標、主要特色（創(chuàng)新）及工作進度研究目標：1．用本專業(yè)所學課程的理論和生產實際知識，進行一項冷沖模設計工作的實際訓練，從而培養(yǎng)和提高獨立工作的能力。 2．和擴充“冷沖模設計”課程所學內容，掌握冷沖壓模具設計的方法和步驟。 3．握冷沖壓模具設計的基本知識。如計算、繪圖、查閱設計資料和手冊，熟悉標準和規(guī)范等。主要特色：①制造精度高 ②操作性能良好 ③使用壽命長 ④制造周期短 ⑤模具成本低。工作進度：1．撰寫開題報告，指導教師審核2015 年 12 月 15 日-2015 年 12 月 25 日2．完成初稿，指導教師修改、審核2016 年 1 月-2016 年 2 月3．完成二稿，指導教師修改、審核，畢業(yè)設計中期檢查2016 年 3 月-2016 年 4 月4．畢業(yè)設計定稿，指導教師修改、審核提交論文，準備答辯2016 年 5 月初-2016 年 5 月中旬六、主要參考文獻[1] 李奇.模具設計與制造 第 3 版[M].北京: 人民郵電出版社, 2014 年 5 月[2] 魏春雷 朱三武 章南.模具專業(yè)畢業(yè)設計手冊[M].天津: 天津大學出版社, 2010年 1 月[3] 李名望.沖壓模具設計與制造技術指南[M].北京: 化學工業(yè)出版社, 2008 年 08 月[4] 周大雋.沖模結構設計要領與范例[M].北京: 機械工業(yè)出版社, 2006 年 08 月