三角形墊片復合模的設(shè)計—開題報告

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1、 畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告 題目： 三角形墊片復合模的設(shè)計 專業(yè)（全稱）： 材料成型及其控制工程 指 導 教 師： 2013年 3月 一、本課題設(shè)計（研究）的目的： 1、通過本課題設(shè)計，培養(yǎng)更加系統(tǒng)的設(shè)計方法，掌握冷沖模尤其是復合模設(shè)計的基本工藝流程和基本方法，掌握模具整體設(shè)計和零部件的設(shè)計與計算過程。 2、結(jié)合以前學習的專業(yè)知識和課程實踐知識來完成本次課題設(shè)計，培養(yǎng)運用理論知識獨立分析和解決實際問題的能力。 3、熟練掌握CAD等制圖軟件以及運用規(guī)范、手冊、圖冊和查閱有關(guān)技術(shù)資

2、料等模具設(shè)計的基本技能。 4、學會查找文獻以及從文獻中獲取所需知識。 二、設(shè)計（研究）現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢（文獻綜述）： 模具是機械制造業(yè)中技術(shù)先進、影響深遠的重要工藝裝備，具有生產(chǎn)效率高、材料利用率高、制件質(zhì)量優(yōu)良、工藝適應性好等特點，被廣泛應用于汽車、機械、航天、航空、輕工、電子、電器、儀表等行業(yè)[1]。因此，研究和推廣應用旨在提高生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量，降低成本和擴大應用范圍的模具技術(shù)具有重要意義。 1.模具現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 自2010 年《模具行業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》發(fā)布以來，轉(zhuǎn)型升級與創(chuàng)新驅(qū)動已取得了不少成果，專利數(shù)量快速增加，產(chǎn)品水平不斷提升。歷年來有關(guān)模具方面的我國授權(quán)專利累計已超過

3、1.5萬項。在模具壽命方面，精密多工位級進模使用壽命已可超過4億次。近年來我國模具技術(shù)雖然已經(jīng)有了很大進步，但行業(yè)總體水平與國外先進水平相比在理念、設(shè)計、工藝、技術(shù)、經(jīng)驗、管理等方面都有差距，總體來看我們還處于以向先進國家跟蹤學習為的主階段[2]。我們還需要學習、引進、發(fā)展和創(chuàng)造各種先進的生產(chǎn)技術(shù)和生產(chǎn)理念。 具體而言，本課題是落料沖孔復合模的設(shè)計。復合模是指在壓力機的一次行程中，在模具的同一位置上完成兩道以上工序[3]。普通沖裁獲得的工件尺寸精度在IT11以下，表面粗糙度一般為Ra25—Ra12.5um，光亮帶所占比例不大，斷面具有斜度，只能滿足一般產(chǎn)品的普通要求[4,5]。因此，國內(nèi)外涌

4、現(xiàn)出更為先進的生產(chǎn)技術(shù)—精密沖裁工藝，并在實際生產(chǎn)中已經(jīng)取得并將進一步取得良好的技術(shù)經(jīng)濟效果。 2.生產(chǎn)先進技術(shù)—精密沖裁 精密沖裁是一種先進的金屬壓力加工方法，一次沖壓加工就可得到尺寸精度高、剪切面光潔、且具有一定立體形狀的零件。其具有優(yōu)質(zhì)、高效、低耗的特點，技術(shù)經(jīng)濟效益十分顯著。精沖工藝目前在航空、航天、汽車行業(yè)、工程機械、軍工、鐵路、建材、化工、造船、家電領(lǐng)域得到愈來愈廣泛的應用[6]。但是精沖技術(shù)在我國的推廣仍不理想。主要原因是:①精沖機的價格昂貴(約是普通壓力機的5lO倍),多數(shù)企業(yè)無力投資。②精沖技術(shù)是一個較新、較復雜的技術(shù)，它不僅要有先進的精沖機，還要有許多先進的配套

5、設(shè)備(包括精密的檢測設(shè)備和精密的模具加工設(shè)備等)，另外，還要有一批高素質(zhì)的工程師和技術(shù)工人，才能掌握和發(fā)揮它的作用，才能在生產(chǎn)實際中充分體現(xiàn)出它的先進性和經(jīng)濟性。因此精沖技術(shù)是一項高技術(shù)的系統(tǒng)工程，應該集中一定的人力、物力和財力去較快地掌握和應用它。③由于精沖技術(shù)在我國仍屬起步階段，精沖設(shè)備、精沖模具、精沖材料和精沖潤滑油等在國內(nèi)還不配套。未來精沖技術(shù)的發(fā)展應該為適應模具產(chǎn)品“交貨期短”、“精度高”、“質(zhì)量好”、“價格低”的要求服務。達到這一要求急需全面推廣CAD/CAM/CAE技術(shù)，模具CAD/CAM/CAE技術(shù)是精沖模具設(shè)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/CA

6、E技術(shù)的條件已基本成熟。各企業(yè)將需加大CAD/CAM技術(shù)培訓和技術(shù)服務的力度，進一步擴大CAE技術(shù)的應用范圍[7]。計算機和網(wǎng)絡的發(fā)展正使CAD/CAM/CAE技術(shù)跨地區(qū)、跨企業(yè)、跨院所的整個行業(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[8]。正是是由于這些問題的出現(xiàn)和精沖工藝對計算機技術(shù)的需求，將計算機技術(shù)與精沖技術(shù)相結(jié)合的研究越來越受重視。其中發(fā)展比較快的是有限元在精密沖裁上的應用。 3.有限元在精密沖裁上的應用 （1）有限元分析應用現(xiàn)狀 隨著計算機性能的不斷提高和數(shù)值模擬技術(shù)的逐漸完善，近年來出現(xiàn)了許多功能強大的專業(yè)性強的分析軟件，如采用有限元分析的方法對模具組件

7、在工作狀態(tài)中的應力、應變等問題的詳細分析已得到了越來越多的注意，開展這方面的研究已經(jīng)取得了很大的發(fā)展并得到了實際應用[9]。通過有限元分析，可以及早地發(fā)現(xiàn)問題，排除經(jīng)驗設(shè)計的偏差，提高設(shè)計在工藝實踐中的精確性和可靠性，避免多次修模、試模的過程，從而可以縮短模具生產(chǎn)調(diào)試周期，降低制模成本和延長模具的使用壽命。許多工業(yè)較發(fā)達國家對模具CAE技術(shù)非常重視并較早地進行了大量的研究，取得了較大的進展。國內(nèi)在沖壓成形模具模擬分析方面起步較晚，所做的研究還很不夠。隨著CAD/CAM技術(shù)的廣泛應用，國內(nèi)模具企業(yè)對模具CAE的需求越來越迫切，近幾年來開始吸引了國內(nèi)眾多學者的研究。目前在國內(nèi)外高校、研究所和生產(chǎn)企

8、業(yè)中流行的專門用于沖壓成形的分析軟件主要有Deform、Dynaform、Auto-form、Pam-stamp、Optris、Abaqus、Kmas等[10]。 （2）有限元分析應用的研究方向 隨著計算機軟硬件和數(shù)值模擬技術(shù)的發(fā)展，今后面臨的任務和研究的方向應主要集中在以下幾個方面：①提高數(shù)值模擬的精度，對非線性有限元無網(wǎng)格劃分技術(shù)的進一步研究，使模擬結(jié)果更加逼近現(xiàn)實。②解決幾何模型到有限元分析模型的自動轉(zhuǎn)換問題，把有限元技術(shù)與CAD、CAM、人工智能技術(shù)相結(jié)合，形成一個智能化的CAD/CAM/CAE集成設(shè)計系統(tǒng)，從而能更好地指導模具設(shè)計和工藝優(yōu)化。③加深對模具應力、失效和壽命的

9、研究，在它們之間建立起更完善的相關(guān)模型或準則。④探索有效的數(shù)值模擬方法來預測和解決模具材料低疲勞問題[11,12]。 三、設(shè)計（研究）的重點與難點，擬采用的途徑（研究手段）： 1.設(shè)計的重點 （1） 沖壓件工藝分析和工藝方案的確定； （2） 工作零件刃口尺寸計算； （3） 工作零件結(jié)構(gòu)尺寸； （4） 標注零件和沖床的選擇； （5） 裝配圖和零件圖的繪制。 2.設(shè)計的難點 （1）沖裁件的形狀和尺寸； （2）沖壓力與壓力中心的計算； （3）工作零件結(jié)構(gòu)尺寸； （4）凸凹模設(shè)計； （5）排樣設(shè)計。 3.擬采用的途徑 （1）查找文獻相關(guān)書籍對本次設(shè)計內(nèi)容進行大致了解，

10、做到胸有成竹； （2）參照類似范例和以前的課程設(shè)計，制定設(shè)計流程、進行計算和制圖等； （3）在具體設(shè)計過程中遇到難題，通過查找資料進行針對解決。 四、設(shè)計（研究）進度計劃： 第1-4周：熟悉課題任務，查閱國內(nèi)外文獻資料, 進行畢業(yè)實習、收集資料，完成實 習報告。 第5周：完成開題報告(包括文獻綜述、英文資料翻譯、課題研究方案設(shè)計、思路）。 第6-7周：進行各種計算與確定沖壓工藝方案。 第8-9周：零件草圖、裝配圖草圖的繪制。 第10-11周：零件圖、裝配圖的繪制。 第12-13周：填寫沖壓工藝卡、機加工工藝過程卡。 第14周：初編設(shè)計說明書與英文簡介

11、。 第15-16周：整理與修改圖紙、工藝卡及說明書。 第17周：撰寫研究論文縮寫稿或答辯提綱、總結(jié)及進行畢業(yè)答辯。 五、參考文獻： [1] 劉勝國. 我國沖壓模具技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展[J]. 黃石理工學院學報，2007-2（1）： 13. [2] 三豐. 模具行業(yè)回顧與展望[J].航空制造技術(shù)，2013（1/2）：72-73. [3] 翁其金，徐新成. 沖壓工藝及沖模設(shè)計[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2004.7 [4] 夏巨諶，張啟勛. 材料成形工藝[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2010.1 [5] 任朝軍. 基于層次分析法的沖裁件質(zhì)量影響

12、因素研究[J]. 機械管理開發(fā)， 2011（1）：45. [6] 鄧明. 國內(nèi)外精密沖裁技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展[J]. 鍛壓裝備與制造技術(shù)，2004 （1）：13-15. [7] 張巍，陳燚濤，姬巧玲. 精密沖裁工藝的研究現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢[J].機電產(chǎn)品 開發(fā)與創(chuàng)新，2012-9（5）：13-14. [8] 蔡俊，胡建華，宋雪梅. 我國精沖技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與方向[J]. 金屬鑄鍛焊技術(shù)， 2011-6（11）：84. [9] 王緒芳.落料沖孔復合模具設(shè)計[J]. 制造技術(shù)與機床，2006（5）：39. [10]

13、 黃榮學，曹建國，范洪遠. 有限元法在沖壓模具分析中的應用及展望[J].鍛壓 技術(shù)，2005（2）：69-72. [11] N. Mole1, B. Stok1. Finite Element Simulation of Sheet Fine Blanking Process [J]. Springer, 2009:553. [12] MacCormak Conor, Monaghan John.Failure Analysis of Cold Forging Dies Using FEA [J]. Journal of Materials Processing Technology, 2001(1-2): 214. 指導教師意見 簽名： 月 日 教研室（學術(shù)小組）意見 教研室主任（學術(shù)小組長）（簽章）： 月 日