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畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告
題目 某型錐形蓋沖壓工藝及其模具設(shè)計(jì)
專 業(yè) 名 稱 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
班 級(jí) 學(xué) 號(hào) 078105106
學(xué) 生 姓 名 桂瑤堃
指 導(dǎo) 教 師 賀紅林
填 表 日 期 2011 年 03 月 01 日
一、 選題的依據(jù)及意義：
根據(jù)學(xué)生所學(xué)專業(yè)及教學(xué)大綱要求，結(jié)合相關(guān)企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)需要及設(shè)計(jì)模式，促使學(xué)生將所學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)及專業(yè)知識(shí)具體應(yīng)用到實(shí)踐中，培養(yǎng)其理論聯(lián)系實(shí)際的能力。
本課題是學(xué)習(xí)模具設(shè)計(jì)的核心內(nèi)容、專業(yè)主干內(nèi)容，在學(xué)習(xí)應(yīng)用模具設(shè)計(jì)中，占有重要地位。模具設(shè)計(jì)的學(xué)生的核心能力主要分為沖壓模具設(shè)計(jì)與制造等能力，而本課題主要學(xué)習(xí)沖壓模具的設(shè)計(jì)能力，在模具技術(shù)更新與企業(yè)的發(fā)展中占據(jù)著舉足輕重的地位。其要求對(duì)給定零件錐形蓋進(jìn)行落料、沖孔、翻邊、成形復(fù)合沖壓模設(shè)計(jì)，通過對(duì)零件進(jìn)行詳細(xì)的工藝分析確定零件的沖壓工藝方案并制定部分零件的制造工藝，如：凸模、凹模、凸凹模、凸模固定板、墊板、凹模固定板、卸料板、導(dǎo)尺、擋料銷、導(dǎo)正銷等。通過該課題能夠讓學(xué)生掌握中等復(fù)雜程度零件沖壓模具設(shè)計(jì)與制造的一般方法，對(duì)零件沖壓工藝方案的制定、工藝計(jì)算及模具設(shè)計(jì)有了更深層次的認(rèn)識(shí)，并學(xué)會(huì)對(duì)模具設(shè)計(jì)資料的檢索與整合以及對(duì)已有資料的充分合理的使用，該實(shí)踐性課題是對(duì)學(xué)生理論學(xué)習(xí)水平的實(shí)踐和檢驗(yàn)，可對(duì)以后從事類似的工作有一定的指導(dǎo)性與實(shí)踐性意義。
二．國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)（含文獻(xiàn)綜述）：
沖壓技術(shù)已經(jīng)有一百多年的歷史，其生產(chǎn)的作業(yè)形式及發(fā)展過程可以概括為：手工——機(jī)械——自動(dòng)——無人。古代的沖壓加工是依靠手工制作，現(xiàn)代沖壓加工的標(biāo)志是機(jī)械化。如今的沖壓加工已有很大程度的自動(dòng)化，并已開始向無人化水平發(fā)展。目前，國外沖壓生產(chǎn)的水平及發(fā)展趨勢(shì)如下：
1．沖壓生產(chǎn)的自動(dòng)化、無人化、精密化
（1）?自動(dòng)化????
a.單機(jī)自動(dòng)? 比如日本AIDA公司的高速?zèng)_床，每分鐘可以進(jìn)行一千多次的沖裁。
b.多機(jī)聯(lián)合生產(chǎn)線? 比如生產(chǎn)汽車門板零件，由5臺(tái)大噸位沖床組合，從板料自動(dòng)送進(jìn)到各道工序的加工到最后產(chǎn)品檢驗(yàn)，全由計(jì)算機(jī)控制。
c.沖壓自動(dòng)線? 不僅有小型薄帶料零件的沖壓自動(dòng)線，而且有大型厚板料零件的沖壓自動(dòng)線。有的工廠安裝厚板零件自動(dòng)沖壓生產(chǎn)線，板料從開卷、反垂、送進(jìn)、沖壓到卷走廢料、取出工件全部自動(dòng)化。
d.小型沖壓系統(tǒng)? 沖壓設(shè)備不斷推陳出新，比如日本推出的第三次沖床革命的新產(chǎn)品MP210壓力機(jī)，可以直列式放置10副模具，并改機(jī)械傳動(dòng)為液壓驅(qū)動(dòng)的帶料連續(xù)沖壓設(shè)備，就是一個(gè)典型的例子。
（2） 無人化
a.沖壓柔性加工系統(tǒng)? 美國、德國、英國、日本等發(fā)達(dá)國家均有這種系統(tǒng)。比如，日本 TOYOTA公司的柔性加工系統(tǒng)是通過數(shù)控使一組沖壓設(shè)備實(shí)行自動(dòng)協(xié)調(diào)加工。
b.沖壓加工中心? 日本的AIDA公司很早就開始了沖壓加工中心的研制。不過，對(duì)其研制進(jìn)展緩慢，說明難度較大，所需人力，才力投資很大，可能要道1世紀(jì)前期才會(huì)開始普遍起來。
（3）? 精密化
?? 精密化是針對(duì)沖壓產(chǎn)品特別是小型零件精密化要求而發(fā)展的相應(yīng)生產(chǎn)技術(shù)。例如彩色顯像管電子槍用膜片零件，僅從上面三個(gè)直徑為0.57mm小孔的孔徑、孔的不圓度、孔間距精度均小于±0.10mm來看，足見其精度要求之高，日立公司用14道沖壓工序、22個(gè)工步的級(jí)進(jìn)模加工出來。顯然該產(chǎn)品的精度是由模具的精度來保證的。
(4)塑性成形的基礎(chǔ)理論已基本形成
沖壓成形工藝近年來有很多新的發(fā)展，在精密沖裁、精密成形、精密剪切、復(fù)合材料成形、超塑性成形、軟模成形以及電磁成形等方面取得很大的進(jìn)展。沖壓件的成形精度、生產(chǎn)率越來越高。精密沖壓的范圍越來廣，由平板零件精密沖裁拓寬到精密彎曲、精密拉深及立方體精密成形等。可加工的工件的厚度也不斷提高，并可對(duì)高強(qiáng)度合金材料進(jìn)行精密沖裁。
計(jì)算機(jī)輔助工程在沖壓領(lǐng)域得到較好的應(yīng)用，可進(jìn)行應(yīng)力、應(yīng)變等的分析，排樣、毛坯的優(yōu)化設(shè)計(jì)及工藝過程的模擬與分析等，實(shí)現(xiàn)沖壓過程的優(yōu)化設(shè)計(jì)。
此外，沖壓成形性能和成形極限的研究，沖壓件成形難度的判定以及成形預(yù)報(bào)等技術(shù)的發(fā)展，均標(biāo)志著沖壓成形已從原來的經(jīng)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)分析開始走上由沖壓理論指導(dǎo)的科學(xué)聯(lián)系使沖壓成形趲計(jì)算機(jī)輔助工程化和智能化的發(fā)展道路。
2．開發(fā)和發(fā)展沖壓新理論、新工藝
具體表現(xiàn)在以下8個(gè)方面：
1）.集成化技術(shù)
現(xiàn)代模具設(shè)計(jì)制造系統(tǒng)不僅應(yīng)強(qiáng)調(diào)信息的集成，更應(yīng)強(qiáng)調(diào)技術(shù)、人和管理的集成。在開發(fā)模具制造系統(tǒng)時(shí)強(qiáng)調(diào)“多集成”的概念，即信息集成、智能集成、串并行工作機(jī)制集成及人員集成，這更適合未來制造系統(tǒng)的需求。
2）.智能化技術(shù)
應(yīng)用人工智能技術(shù)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品生命周期各環(huán)節(jié)的智能化，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程各個(gè)環(huán)節(jié)的智能化，以及模具設(shè)備的智能化，也要實(shí)現(xiàn)人與系統(tǒng)的融合及人在其中智能的充分發(fā)揮。
3).網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用
網(wǎng)絡(luò)技術(shù)包括硬件和軟件的集成實(shí)現(xiàn)。各種通訊協(xié)議及制造自動(dòng)化協(xié)議，信息通訊接口系統(tǒng)操作控制策略等，是實(shí)現(xiàn)跨國模具的成功例子。
4).多學(xué)科多功能綜合產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)
未來產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計(jì)不僅用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用為我國模具企業(yè)實(shí)現(xiàn)敏捷制造和動(dòng)態(tài)聯(lián)盟奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。到機(jī)械科學(xué)的理論知識(shí)，還用到電磁學(xué)、光學(xué)、控制理論等。甚至需考慮到經(jīng)濟(jì)、心理、環(huán)境、衛(wèi)生及社會(huì)等各方面的因素。產(chǎn)品的開發(fā)要進(jìn)行多目標(biāo)、全性能的優(yōu)化設(shè)計(jì)，以求模具產(chǎn)品動(dòng)態(tài)特性、效率、精度、使用壽命、可靠性、制造成本與制造周期的最佳組合。
5).虛擬現(xiàn)實(shí)與多媒體技術(shù)的應(yīng)用
虛擬現(xiàn)實(shí)UR是人造的計(jì)算機(jī)環(huán)境，人處在這種環(huán)境中有身臨其境的感覺，并強(qiáng)調(diào)人的介入與操作。這項(xiàng)技術(shù)在21世紀(jì)整個(gè)制造中都將有廣泛的應(yīng)用，可以用于培訓(xùn)、制造系統(tǒng)仿真、實(shí)現(xiàn)基于制造仿真的設(shè)計(jì)與制造、實(shí)現(xiàn)集成人的設(shè)計(jì)等。美國已于1999年借助此項(xiàng)技術(shù)成功修復(fù)太空望遠(yuǎn)鏡。而多媒體技術(shù)主要是采用多種介質(zhì)來存儲(chǔ)、表達(dá)處理多種信息，融文學(xué)、語言、圖像于一體，給人一種真實(shí)感。
6).反求技術(shù)的應(yīng)用
常規(guī)的模具設(shè)計(jì)常以產(chǎn)品的已有設(shè)計(jì)信息為依據(jù)，這些設(shè)計(jì)信息通過工程圖或者一些模型來表達(dá)，然后制定出加工工藝規(guī)劃，最終通過模具和設(shè)備制造出產(chǎn)品。但是在許多情況下，一些產(chǎn)品并非來自設(shè)計(jì)概念，而是起源于另一些產(chǎn)品或?qū)嵨?。如果想要在只有產(chǎn)品原型或者實(shí)物模型而無產(chǎn)品圖樣的條件下，進(jìn)行模具的設(shè)計(jì)和制造以便制造出產(chǎn)品；那么首先要對(duì)實(shí)物進(jìn)行測(cè)量，然后利用測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)物的CAD幾何模型的重新構(gòu)造，這個(gè)過程就是反求工程。一旦建立了CAD幾何模型，就可以依據(jù)這種數(shù)字化的幾何模型進(jìn)行后續(xù)的許多操作。例如，實(shí)物CAD模型的修改，零件的重新設(shè)計(jì)、有限元分析、誤差分析、數(shù)控加工指令生成及模具的設(shè)計(jì)和制造等。
7).快速成型制造技術(shù)
快速成型制造技術(shù)RPM的基本原理是層制造原理，它是一種能夠迅速制造出產(chǎn)品原型的新技術(shù)。這項(xiàng)技術(shù)與零件的幾何復(fù)雜程度無關(guān)，具有復(fù)雜曲面形狀的產(chǎn)品制造更能顯示其優(yōu)越性。這種技術(shù)不僅能夠迅速制造出產(chǎn)品原型，還可以通過形狀復(fù)制，快速經(jīng)濟(jì)地制造出產(chǎn)品模具；從而避免了傳統(tǒng)制造的費(fèi)時(shí)和耗成本，因而它在模具制造中發(fā)揮著重要作用。
8).全面質(zhì)量管理技術(shù)
全面質(zhì)量管理技術(shù)的核心思想是：企業(yè)的一切活動(dòng)都圍繞著質(zhì)量進(jìn)行。不僅要求質(zhì)量管理部門進(jìn)行質(zhì)量管理，還要求從企業(yè)最高決策者到一般員工均應(yīng)參加到質(zhì)量管理過程中。并且強(qiáng)調(diào)質(zhì)量控制活動(dòng)應(yīng)包括從市場(chǎng)調(diào)研、產(chǎn)品規(guī)劃、產(chǎn)品開發(fā)、制造、檢測(cè)到售后服務(wù)等產(chǎn)品生命周期。
而隨著工業(yè)技術(shù)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)品對(duì)模具的要求越來越高，傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)與制造方法已不能適應(yīng)工業(yè)產(chǎn)品快速更新?lián)Q代和提高質(zhì)量的要求，因此，發(fā)達(dá)國家從20世紀(jì)50年代就開始了模具CAD/CAM的技術(shù)研究。而且，CAD/CAM技術(shù)最早在冷沖模的設(shè)計(jì)中應(yīng)用[3]。而 UG是當(dāng)前世界上最先進(jìn)和緊密集成的、面向制造行業(yè)的CAD/CAM/CAE高端軟件，也是目前國際、國內(nèi)應(yīng)用最為廣泛的大型CAD/CAM/CAE集成化軟件之一。作為一個(gè)集成的全面產(chǎn)品工程解決方案，UG軟件家族使得用戶能夠數(shù)字化地創(chuàng)建和獲取三維產(chǎn)品定義。UG軟件被當(dāng)今許多世界領(lǐng)先地制造商用來從事概念設(shè)計(jì)、工業(yè)設(shè)計(jì)、詳細(xì)的機(jī)械設(shè)計(jì)以及工程仿真和數(shù)字化制造等領(lǐng)域 。UG除了具有通用模塊之外，還提供各種專用模塊如計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)模塊、板金設(shè)計(jì)加工模塊，模具設(shè)計(jì)加工模塊、管路設(shè)計(jì)布局模塊等。它的領(lǐng)先技術(shù)始終位于先進(jìn)制造技術(shù)領(lǐng)域的前沿，反映了當(dāng)前領(lǐng)域發(fā)展的最新成果。
三．本課題研究?jī)?nèi)容
材料：08 厚度：0.5mm
通過對(duì)錐形蓋進(jìn)行工藝分析，零件的生產(chǎn)包括落料、拉深、切邊、沖孔等工序，其總體工藝過程有以下幾種：
方案一：先落料，然后拉深，再?zèng)_孔，最后切邊。采用單工序模生產(chǎn)。
方案二：先落料拉深復(fù)合，后沖孔切邊復(fù)合。采用復(fù)合模生產(chǎn)。
方案三：采用級(jí)進(jìn)?；蚨喙の蛔詣?dòng)壓力機(jī)上生產(chǎn)。
其中，方案一模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但需要四副單工序模，成本高而生產(chǎn)效率低，難以滿足大批量生產(chǎn)要求。方案二需要兩副復(fù)合模，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造難度加大，成本高，但工件的相對(duì)位置精度及生產(chǎn)效率都較高，滿足大批量生產(chǎn)要求，工件精度也能滿足要求，操作方便。方案三中的級(jí)進(jìn)模比單工序模生產(chǎn)率高，減少了模具和設(shè)備的數(shù)量，工件精度較高，便于操作和實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化。對(duì)于特別復(fù)雜或孔邊距較小的沖壓件，用簡(jiǎn)單?；驈?fù)合模沖制有困難時(shí)，可用級(jí)進(jìn)模逐步?jīng)_出。但級(jí)進(jìn)模輪廓尺寸較大，制造較復(fù)雜，成本較高，一般適用于大批量生產(chǎn)小型沖壓件。
通過對(duì)上述三種方案的分析比較，該零件的沖壓生產(chǎn)采用方案二為佳。
然后再計(jì)算參數(shù)與確定毛坯尺寸，制定沖壓工藝過程，用AutoCAD軟件設(shè)計(jì)并繪制模具結(jié)構(gòu)圖及其中的部分零件圖。
四．本課題研究方案
通過對(duì)錐形蓋零件圖的初步工藝性分析，確定采用落料、沖孔、拉深、彎曲等沖壓成形工藝，按照設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求，為達(dá)到縮短生產(chǎn)周期，提高經(jīng)濟(jì)效益的目的，將盡量采用復(fù)合模來完成操作。
五．研究目標(biāo)、主要特色及工作進(jìn)度：
目標(biāo)：本課題主要是經(jīng)過分析錐形蓋確定具體的工藝流程，制定先落料拉深復(fù)合，后沖孔切邊復(fù)合。采用復(fù)合模生產(chǎn)為最佳的工藝方案，并對(duì)其進(jìn)行模具設(shè)計(jì)，以達(dá)到縮短生產(chǎn)周期，降低模具成本，提高經(jīng)濟(jì)效益，以增強(qiáng)企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
主要特色：在設(shè)計(jì)中將以AutoCAD為輔助工具完成模具的圖形制作為。
工作進(jìn)度大致安排如下：
2月20日——3月27日?? 查閱文獻(xiàn)、熟悉相關(guān)軟件使用，撰寫開題報(bào)告
2月27日——3月05日?? 翻譯外文資料，完成開題報(bào)告
3月05日——3月14日?? 錐形蓋沖壓工藝分析及沖壓工藝方案確定
3月14日——3月20日?? 計(jì)算工藝參數(shù)
3月20日——4月03日 沖模的結(jié)構(gòu)型式及其主要零部件結(jié)構(gòu)尺寸確定
4月04日——5月11日? 沖模的總裝圖設(shè)計(jì)
5月11日——5月24日 沖模的主要零件的工作圖設(shè)計(jì)
5月25日——6月02日 準(zhǔn)備答辯
六、參考文獻(xiàn)：
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[6] 沖模設(shè)計(jì)手冊(cè)編寫組. 沖模設(shè)計(jì)手冊(cè)[S]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000.
[7] 王孝培. 實(shí)用沖壓技術(shù)手冊(cè)[S]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001.3.
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