沖壓件成型復(fù)合模具設(shè)計及三維造型

沖壓件成型復(fù)合模具設(shè)計及三維造型,沖壓,成型,復(fù)合,模具設(shè)計,三維,造型 揚州大學(xué)機械工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文）前期工作材料 學(xué)生姓名： 李 瑞 學(xué)號： 100007119 教 科 部： 機 械 制 造 專 業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化 設(shè)計（論文）題目： 沖壓件成形復(fù)合模具 設(shè)計與三維造型 指導(dǎo)老師： 李益民 材 料 目 錄 序號 名 稱 數(shù)量 備注 1 畢業(yè)設(shè)計（論文）選題、審題表 1 2 畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書 1 3 畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告（含文獻(xiàn)綜述） 1 4 畢業(yè)設(shè)計（論文）外文資料翻譯（含原文） 1 5 畢業(yè)設(shè)計（論文）中期檢查表 1 2014年 2 月 17 日 揚州大學(xué)機械工程學(xué)院 本科生畢業(yè)設(shè)計（論文）選題、審題表 學(xué) 院 機械學(xué)院 選題教師 姓名 李益民 專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 專業(yè)技術(shù)職務(wù) 副教授 申報課題名稱 沖壓件成形復(fù)合模具設(shè)計與三維造型 課題性質(zhì) A B C D E 課題來源 A B C D √ √ 課題簡介 根據(jù)給定冷沖壓件零件，設(shè)計一套含拉深工序的復(fù)合模具。使學(xué)生初步學(xué)會借助設(shè)計資料設(shè)計沖壓模具，掌握沖壓模具的設(shè)計步驟，模具設(shè)計資料的使用。 設(shè)計（論文） 要 求 （包括應(yīng)具備的條件） 該課題主要完成沖壓件冷沖壓加工工藝設(shè)計、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計、主要零件三維造型及虛擬裝配。學(xué)生的要求：具有模具設(shè)計的基礎(chǔ)知識及三維CAD軟件應(yīng)用。 課題預(yù)計 工作量大小 大 適中 小 課題預(yù)計 難易程度 難 一般 易 √ √ 所在專業(yè)審定意見： 負(fù)責(zé)人（簽名）： 年 月 日 院主管領(lǐng)導(dǎo)意見： 簽名： 年 月 日 說明：1、該表作為本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文）課題申報時專用，由選題教師填寫，經(jīng)所在專業(yè)有關(guān)人員討論，負(fù)責(zé)人簽名后生效； 2、有關(guān)內(nèi)容的填寫見背面的填表說明，并在表中相應(yīng)欄打“” 課題一旦被學(xué)生選定，此表須放在“畢業(yè)設(shè)計（論文）資料袋”中存檔。  填 表 說 明 1、該表的填寫只針對1名學(xué)生做畢業(yè)設(shè)計（論文）時選擇使用，如同一課題由2名及2名以上同學(xué)選擇，應(yīng)在申報課題的名稱上加以區(qū)別（加副標(biāo)題），并且在“設(shè)計（論文）要求”一欄上加以體現(xiàn)。 2“課題性質(zhì)”一欄： A、工程設(shè)計； B、實驗研究； C、軟件工程（如CAI課題等）； D、理論探討； E、其它。 3、“課題來源”一欄： A、自然科學(xué)基金與部、省、市級以上科研課題； B、企、事業(yè)單位委托課題； C、校、院（系）級基金課題； D、自擬課題。 4、“課題簡介”一欄： 主要指研究設(shè)計該課題的背景介紹及目的、意義。 5、“設(shè)計（論文）要求（包括應(yīng)具備的條件）”一欄： 主要指本課題技術(shù)方面的要求，而“條件”指從事課題必須具備的基本條件（如儀器設(shè)備、場地、文獻(xiàn)資料等）。  揚州大學(xué)機械工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書 教 科 部： 機 械 制 造 專 業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化 學(xué) 生 姓 名： 李 瑞 學(xué)號： 100007119 畢業(yè)（論文）題目： 沖壓件成形復(fù)合模具 設(shè)計與零件三維造型 起 迄 日 期： 2014.2.17～2014.5.16 設(shè)計（論文）地點： 指 導(dǎo) 老 師： 李益民 專業(yè)負(fù)責(zé)人： 發(fā)任務(wù)書日期： 2014年 2 月 17 日  任務(wù)書填寫要求 1、畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書由指導(dǎo)老師根據(jù)各課題的具體情況填寫，經(jīng)學(xué)生所在專業(yè)的負(fù)責(zé)人審查、學(xué)院分管領(lǐng)導(dǎo)簽字后生效。此任務(wù)書應(yīng)在畢業(yè)設(shè)計（論文）開始前一周內(nèi)填好并發(fā)給學(xué)生； 2、任務(wù)書內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書寫或按統(tǒng)一設(shè)計的電子文檔標(biāo)準(zhǔn)格式（可在本學(xué)院網(wǎng)頁上下載）打印，不得隨便涂改或潦草書寫，禁止打印在其它紙上后剪貼； 3、任務(wù)書內(nèi)填寫的內(nèi)容，必須和學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文）完成的情況相一致，若有變更，應(yīng)當(dāng)經(jīng)過所在專業(yè)的教科部及學(xué)院主管領(lǐng)導(dǎo)審批后方可重新填寫； 4、任務(wù)書內(nèi)有關(guān)“教科部”、“專業(yè)”等名稱的填寫，應(yīng)寫中文全稱，不能寫數(shù)字代碼。學(xué)生的“學(xué)號”要寫全號，不能只寫最后2位或1位數(shù)字； 5、任務(wù)書內(nèi)“主要參考文獻(xiàn)”的填寫，應(yīng)按照國標(biāo)GB 7714-87《文后參考文獻(xiàn)著錄規(guī)則》的要求書寫，不能有隨意性； 6、有關(guān)年月日等日期的填寫，應(yīng)當(dāng)按照國標(biāo)GB/T 7408-94《數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時間表示法》規(guī)定的要求，一律用阿拉伯?dāng)?shù)字書寫。如“2005年3月21日”或“2005-03-21”。 畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書 1．本畢業(yè)設(shè)計（論文）課題應(yīng)達(dá)到的目的： 通過該課題的畢業(yè)設(shè)計可以使學(xué)生掌握沖壓模具設(shè)計的基本原理和方法，綜合運用本專業(yè)所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識分析和解決沖壓工藝和模具設(shè)計中的問題，著重培養(yǎng)學(xué)生的工程設(shè)計能力（主要包括設(shè)計、計算，繪圖及三維CAD軟件應(yīng)用能力）以及獨立解決和分析問題的能力。 2．本畢業(yè)設(shè)計（論文）課題任務(wù)的內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求等）： 1）查閱文獻(xiàn)資料15篇以上、翻譯不少于五千印刷符的英文資料； 2）沖壓件（A）零件的工藝分析及沖壓工藝設(shè)計； 3）沖壓件（A）拉深復(fù)合模設(shè)計； 4）復(fù)合模主要零件的設(shè)計； 5）完成模具零件三維造型； 6）加工工藝及模具設(shè)計說明書。 畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書 3．對本畢業(yè)設(shè)計（論文）課題成果的要求（包括畢業(yè)設(shè)計論文、圖表、實物樣品等）： 1）零件沖壓工藝規(guī)程； 一套 2）拉深復(fù)合模裝配圖 一套 3）復(fù)合模主要零件的零件圖，零件三維圖； 一套 4）沖壓工藝規(guī)程及模具結(jié)構(gòu)設(shè)計說明書； 一份 5）翻譯不少于5000印刷符的英文資料。 一份 4．主要參考文獻(xiàn)： 1）《機械制造工藝裝備設(shè)計手冊》 李慶壽 寧夏人民出版社 2）《UG范例教程》 黃貴東 清華大學(xué)出版社 3）《PRO/ENGINEER 2001機械設(shè)計實例教程》 衛(wèi)朝富 中國鐵道出版社 4）《模具設(shè)計與制造簡明手冊》 馮炳堯 上?？茖W(xué)技術(shù)出版社 5）《機械制造工藝標(biāo)準(zhǔn)手冊》 張紀(jì)真 機械工業(yè)出版社 6）《中國模具設(shè)計大典》 中國機械工程協(xié)會 江西科學(xué)技術(shù)出版社 7）《沖壓模具結(jié)構(gòu)與設(shè)計圖解》 （日）太田哲 國防工業(yè)出版社 8）《沖模結(jié)構(gòu)圖冊》 9）《沖壓工藝學(xué)》 李碩本 機械工業(yè)出版社 10）汽車覆蓋件沖壓成形技術(shù) 崔令江 機械工業(yè)出版社 畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書 5、本畢業(yè)設(shè)計（論文）課題工作進(jìn)度計劃 起止日期 工 作 內(nèi) 容 2.17～3.2 3.3～3.23 3.24～4.13 4.14～4.27 4.28～5. 7 5.8～5.16 1）資料收集、翻譯 2周 2）編制冷沖壓零件的沖壓工藝規(guī)程 3周 包括沖壓件的工藝性分析，確定工序性質(zhì)、工序數(shù)目、工序順序及工序間半成品的尺寸，確定沖模結(jié)構(gòu)形式，選定沖壓設(shè)備，進(jìn)行必要的工藝計算并對沖壓設(shè)備進(jìn)行校核等。 3）沖模總體設(shè)計 3周 繪制沖模（總體）草圖，初步確定沖模外形尺寸。 4）完成裝配總圖 2周 5）主要零部件設(shè)計 1.5周 設(shè)計各零部件具體結(jié)構(gòu)，繪零件圖；并完成零件三維造型及模擬裝配。 6）整理設(shè)計說明書。 1.5周 所在專業(yè)審核意見： 負(fù)責(zé)人： 年 月 日 學(xué)院意見： 院長： 年 月 日 揚州大學(xué)機械工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告 學(xué) 生 姓 名： 李 瑞 學(xué)號： 100007119 專 業(yè)： 機械設(shè)計制造及其自動化 設(shè)計（論文）題目：沖壓件成形復(fù)合模具設(shè)計與三維造型 指 導(dǎo) 老 師： 李益民 2012年 月 日  開題報告填寫要求 1、開題報告（含“文獻(xiàn)綜述”）作為畢業(yè)設(shè)計（論文）答辯委員會對學(xué)生答辯資格審核的依據(jù)材料之一。此報告應(yīng)在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，由學(xué)生在畢業(yè)設(shè)計（論文）工作前期內(nèi)完成，經(jīng)指導(dǎo)教師簽署意見及所在專業(yè)的教科部審核后生效； 2、開題報告內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書寫或按統(tǒng)一設(shè)計的電子文檔標(biāo)準(zhǔn)格式（可從本學(xué)院網(wǎng)頁上下載）打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應(yīng)及時交給指導(dǎo)教師簽署意見； 3、“文獻(xiàn)綜述”應(yīng)按論文的格式成文，并直接書寫（或打?。┰诒鹃_題報告第一欄目內(nèi)，學(xué)生寫文獻(xiàn)綜述的參考文獻(xiàn)應(yīng)不少于15篇（不包括辭典、手冊）； 4、有關(guān)年月日等日期的填寫，應(yīng)當(dāng)按照國標(biāo)GB/T 7408-94《數(shù)據(jù)元和交換格式、信息交換、日期和時間表示法》規(guī)定的要求，一律用阿拉伯?dāng)?shù)字書寫。如“2005年3月21日”或“2005-03-21”。 畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告 1．結(jié)合畢業(yè)設(shè)計（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料，每人撰寫2000字左右的文獻(xiàn)綜述： 文 獻(xiàn) 綜 述 一.沖壓模具制造 沖壓模具成形作為現(xiàn)代工業(yè)中一種十分重要的加工方法，用以生產(chǎn)各種板料零件，具有很多獨特的優(yōu)勢，其成形零件具有自重輕、剛度大、強度高、互換性好、成本低、生產(chǎn)過程便于實現(xiàn)機械自動化及生產(chǎn)效率高等優(yōu)點，是一種其他加工方法所不能相比和不可替代的先進(jìn)制造技術(shù)，在制造業(yè)中具有很強的競爭力，被廣泛應(yīng)用于汽車、能源、機械、信息、航天航天、國防工業(yè)和日常生活的生產(chǎn)之中。就拿我們?nèi)粘Ｉ钪惺褂玫牟讳P鋼飯缸來說，它就是用一塊圓形金屬板料在壓床上利用模具對圓形板料加壓而沖出來的?？梢娢覀冎挥姓嬲牧私夂驼莆諞_壓知識才能夠?qū)⒛＞咴O(shè)計應(yīng)用到以后的制造去。 二.行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與發(fā)展方向 現(xiàn)代壓模具生產(chǎn)沖時一種大規(guī)模繼續(xù)作業(yè)的制造方式，由于高新技術(shù)的參與和介于，沖壓生產(chǎn)方式由初期的手工操作逐步進(jìn)化為集成制造。生產(chǎn)過程逐步實現(xiàn)機械化、自動化并且正在向智能化、集成化的方向發(fā)展。實現(xiàn)自動化沖壓作業(yè)，體現(xiàn)安全、高效、節(jié)材等優(yōu)點，已經(jīng)是沖壓模具的生產(chǎn)的發(fā)展方向。 (1)全面推廣CAD/CAM/CAE技術(shù) 模具CAD/CAM/CAE技術(shù)是模具制造設(shè)計的發(fā)展方向，隨著微軟計算機的發(fā)展和進(jìn)步，普及CAD/CAM/CAE技術(shù)的條件已基本成熟，各企業(yè)將加大CAD/CAM技術(shù)培訓(xùn)和技術(shù)服務(wù)的力度；進(jìn)一步擴大CAE技術(shù)的應(yīng)用范圍。計算機和網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展正使CAD/CAM/CAE技術(shù)跨區(qū)域、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(shù)資源的重新整合，使虛擬制造成為可能。 (2)高速銑削加工 國外近幾年發(fā)展高速銑削加工，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(shù)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、智能化和集成化方向發(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?qū)嵨飹呙璧郊庸こ銎谕哪Ｐ退璧闹T多功能，大大縮短了模具在研制制造周期。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(jù)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(jù)，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(yīng)用。 (4)電火花銑削加工 電火花銑削加工這是一種代替?zhèn)鹘y(tǒng)的用成型電極加工型腔的新技術(shù)，它是有高速旋轉(zhuǎn)的簡單的管狀電極做三維或二維輪廓加工，因此不在需要制作復(fù)雜的成型電極，這顯然是電火花成形加工領(lǐng)域的重大發(fā)展。國外已有使用這種技術(shù)的機床在模具加工中應(yīng)用。預(yù)計這一技術(shù)將得到發(fā)展。 (5)提高模具標(biāo)準(zhǔn)化程度 我國模具標(biāo)準(zhǔn)化程度正在不斷提高，估計目前我國模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率已達(dá)到30%左右。國外發(fā)達(dá)國家一般在80%左右。 (6)優(yōu)質(zhì)材料及先進(jìn)表面處理化技術(shù) 選用優(yōu)質(zhì)鋼材和應(yīng)用相應(yīng)表面的表面處理技術(shù)來提高模具壽命就顯的十分必要。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(guān)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(yīng)發(fā)展工藝先進(jìn)的氣相沉積（TiN、TiC等）、等離子噴涂等技術(shù)。 (7)模具研磨拋光將自動化、智能化 模具表面的質(zhì)量對模具使用壽命、制件外觀質(zhì)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(zhì)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(yuǎn)發(fā)展的目標(biāo)。模具自動加工系統(tǒng)應(yīng)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(zhì)量檢測控制系統(tǒng)。 三.沖壓模具的重要意義： 模具的產(chǎn)生是工業(yè)界的一場革命，目前在電子、汽車、電機、儀器儀表等工業(yè)產(chǎn)品中，大多數(shù)都依靠模具進(jìn)行成型。模具成型具有高精度、高復(fù)雜性、高一致性以及高生產(chǎn)率、低消耗的特點，是其他價格制造方法無法比擬的。我國很重視模具的發(fā)展，目前模具剛也正向大型、精密、復(fù)雜、高效、長壽命和多功能的方向發(fā)展。模具在很大程度上決定了產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和開發(fā)能力，因此進(jìn)行模具知識的深入學(xué)習(xí)很有必要。 四.課題解析 1，材料 制造沖壓模具的材料有鋼材、硬質(zhì)合金、鋼結(jié)硬質(zhì)合金、鋅基合金、低熔點合金、鋁青銅、高分子材料等等。目前制造沖壓模具的材料絕大部分以鋼材為主，常用的模具工作部件材料的種類有：碳素工具鋼、低合金工具鋼、高碳高鉻或中鉻工具鋼、中碳合金鋼、高速鋼、基體鋼以及硬質(zhì)合金、鋼結(jié)硬質(zhì)合金等等。 當(dāng)被沖壓加工的材料較硬或變形抗力較大時，沖模的凸、凹模應(yīng)選取耐磨性好、強度高的材料。拉深不銹鋼時，可采用鋁青銅凹模，因為它具有較好的抗粘著性。而導(dǎo)柱導(dǎo)套則要求耐磨和較好的韌性，故多采用低碳鋼表面滲碳淬火。又如，碳素工具鋼的主要不足是淬透性差，在沖模零件斷面尺寸較大時，淬火后其中心硬度仍然較低，但是，在行程次數(shù)很大的壓床上工作時，由于它的耐沖擊性好反而成為優(yōu)點。對于固定板、卸料板類零件，不但要有足夠的強度，而且要求在工作過程中變形小。另外，還可以采用冷處理和深冷處理、真空處理和表面強化的方法提高模具零件的性能。對于凸、凹模工作條件較差的冷擠壓模，應(yīng)選取有足夠硬度、強度、韌性、耐磨性等綜合機械性能較好的模具鋼，同時應(yīng)具有一定的紅硬性和熱疲勞強度等。 2．生產(chǎn)方式對比 1)鑄造： 鑄造工藝由于其成本較低，不僅如此，由于工藝的特殊性，鑄件的形狀可以做的很復(fù)雜。有這些優(yōu)點的同時，鑄造的弊端也是很明顯的。鑄造的效率很低，從造型到出模的周期較長，所以對于批量較大的零件不是很適合。接著，鑄件與沖壓件相比，其精度很低。在后期的機加工部分，要花費更多的工時，當(dāng)然也浪費了更多的材料。另外，整個鑄造過程會產(chǎn)生很多的污染物，不利于工作人員的身體以及整個生態(tài)環(huán)境。 2)沖壓： 沖壓的效率相較于鑄造來說就高得多，很適合大批量生產(chǎn)。雖然模具的投入成本很大，但是成型快、出件快，生產(chǎn)周期就會短很多。沖壓件的精度比鑄件的也高出不少，雖然某些鑄造方法產(chǎn)出的鑄件精度也很高，但相應(yīng)的成本也會提高。另外，沖壓較鑄造真的是環(huán)保不少。同樣的，沖壓也存在很多局限性。例如對材料的限制，沖壓對材料有拉伸性能的要求。另外，零件的各部位厚度相當(dāng)才可以用沖壓進(jìn)行生產(chǎn)。還有就是，模具投入的成本比較大。 參考文獻(xiàn) [1]《沖壓工藝?yán)碚撆c新技術(shù)》[M].北京：機械工藝出版社，2011.11李碩本等編著. [2]《沖壓工藝學(xué) 機械工業(yè)出版社》，1999肖景榮等編著. [3]《模具技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢綜述[J].模具制造》.2005李大鑫，張秀錦. 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