防護罩冷沖壓模具設計1【說明書+CAD】

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沖壓純凈的鈦板料的可鍛模性 機械工程學，臺灣國立大學，臺北10764，羅克克(1964年提出的厘米·克·秒制電導率單位) 2003 年10月20 日標準；2005 年4月12 日接受以修改過的形式；2005 年5月4 日公證 摘要 由于六角close-packed (HCP) 晶體結(jié)構(gòu), 商業(yè)純凈的鈦(CP 鈦) 在室溫顯示低延展性, 并且要求熱量活化作用增加它的延展性和可模鍛性。在本研究中, 由實驗性方法學習了CP 鈦板料在vanous 溫度的可模鍛性. 拉伸測試第一次進行調(diào)查CP 鈦板料在各種各樣的溫度下的機械行為。形成極限測試，V 彎曲測試,和拉伸試驗測試沖壓CP 鈦板料在各種各樣的溫度下的可模鍛性。實驗性結(jié)果表明, 雖然可模鍛性被限制以冷形成，但CP 鈦板料在室溫能形成薄元件。另外, V 彎曲測試表明，在拉拔成型溫度可以減少回彈。試驗結(jié)果獲得在本研究中可以幫助設計CP 鈦板料沖壓模。 2005 年Elsevier B.V 版權(quán)所有。 關(guān)鍵字：純鈦板；可成形性；成型極限；V彎曲；回彈 1. 介紹 由于它的重量和高強度系數(shù)，工業(yè)純凈的鈦(CP 鈦) 是一潛在構(gòu)件, 并且最近受到電子產(chǎn)業(yè)注意。因為它的競爭力和優(yōu)越表現(xiàn)，CP 鈦的主要分解的過程是壓制形成。在制造工藝的壓制成形之中，沖壓CP 鈦板料是特別重要為生產(chǎn)薄壁結(jié)構(gòu)組分被使用在電子產(chǎn)品, 譬如筆記本蓋子, 移動電話 等。CP 鈦板料由于它六角close-packed (HCP) 結(jié)構(gòu)在室溫通常顯示有限的延展性。雖然可成形性可以在高溫下改善，但是一個制造過程總希望在室溫下進行。但是, CP 鈦多數(shù)研究集中于微結(jié)構(gòu) [ 1-4 ], 并且關(guān)于CP 鈦板料沖壓的可模鍛性文學研究不是很深入。 在本研究中, 使用實驗性方法調(diào)查了CP 鈦板料沖壓的可模鍛性。從實驗獲得的關(guān)于CP 鈦板料在各種各樣的溫度范圍從室溫到300攝氏度的機械性能的結(jié)果。另外,CP 鈦板料的重要形成的特征, 譬如形成極限, 回彈,和極限拉延比，都要被檢測。 2. 在各種各樣溫度下的機械性能測試 應力應變關(guān)系是根本信息為金屬板的可模鍛性的研究。依照以上提到, 在室溫CP 鈦板料的可模鍛性是有限的,可以在拉伸成型溫度改善。為了審查品CP 鈦物產(chǎn)覆蓋在不同的溫度的機械性能，拉伸測試執(zhí)行了在各種各樣的溫度范圍從室溫對300 0C 和在0.1, 0.01, 0.001, 和0.0001/s 之下的不同的張力率, 各自地。拉伸測試標本由JIS 等級1 CP 0.5 毫米制成鈦板料厚度準備了根據(jù)ASTM 標準。標本被削減沿平面剖面與輾壓方向(00), 和在角度450 和900 對輾壓方向。標本裁減毛刺沿導線邊緣。 拉伸測試進行了使用MTS 810 測試機器。因為在高溫測試、熱化熔爐接通MTS810 測試機器。標本在拉伸測試之前先加熱到100, 200, 和300 0C。在測試期間, 溫度標本被保持恒定直到樣品拉伸到故障。 在本研究中, 工程學應力關(guān)系第一次從實驗性數(shù)據(jù)獲得，然后是轉(zhuǎn)換成真實的應力聯(lián)系根據(jù)a一Qo(1 +e) 和 e=ln(1十e), a 和s 是真實的重力和真正的張力、Qo 和a 是工程應力, 和工程應變的張力, 各自地。在室溫下從樣品獲得CP 鈦真實的應力關(guān)系，被削減三個不同取向被顯示在圖l 。非均質(zhì)性的行為被觀察在圖1 。它被看見圖1, 00 標本有更高的出產(chǎn)量和a 更大的伸長比標本在其它二個方向, 在伸長上的區(qū)別是更加重大的。并且觀察它, 0度 樣本顯示重大工作硬化的產(chǎn)物在標本之中在三個方向。這個結(jié)果一致于那獲得Ishiyama 等[ 5 ] 。在起點階段測試他們發(fā)現(xiàn)了滑動變形發(fā)生在00 個和900 個方向。在進一步變形階段期間, 孿生變形快速地增加在00 方向和生產(chǎn)更高的抵抗反對脫臼滑動, 收效按更大的價值在出產(chǎn)量, 工作硬化, 和伸長。CP 的平均屈服應力和伸長鈦板料在室溫是大約352 MPa 和28%, 各自地?？墒悄铅抵登蜕扉L的值CP 鈦板料在室溫下不是良好的在一深拉處理比擬碳鋼的、他們是可行的因為相對淺的模具產(chǎn)品從那可成形性觀點。 圖2 顯示原物和被扭屈的標本在三個方向。它被注意在圖2, 00 標本進行一致的變形在破裂之前, 當900 標本顯示一次明顯的頸, 和變形 450標本方向在那些其它二個方式之間 為了審查張力率的作用在CP 鈦板料的變形, 拉伸測試并且執(zhí)行在室溫在不同的滑塊速度之下, 造成不同的張力率的0.1, 0.01, 0.001, 和0.0001,各自地。真實的應力關(guān)系在各種各樣的張力率為00 標本被顯示在圖3 。重要的微量在應力曲線從張力率0.1 到0.001 是注意在圖3, 和應力曲線變得接近互相之后。同樣觀察在拉伸測試趨向為450 個和900 個樣本。它表明CP 鈦板料穩(wěn)定的應力應變關(guān)系可能是在張力率更小比0.001 之下獲得。 CP 鈦的真實的應力聯(lián)系覆蓋在各種各樣的溫度范圍從室溫對300 0C 為標本00 方向被顯示在圖4。測試執(zhí)行在張力率的0.001顯示在圖4。在圖4,上CP 鈦板料在高溫下有更好的可鍛性。測試更低溫度的增量得到應力曲線比例。注意在圖4 依照樣本的伸長不增加從室溫對100 0C被觀測, 相反, 伸長得到更小當樣本被加熱 100 0C 。 Fig. 3. True stress-strain relations at various strain-rates (1/s) for 00 speci men at room temperature. 但是, 在測試的溫度比100 0C更高時伸長變大。更大的伸長在室溫是相當異常的。但這種現(xiàn)象唯一發(fā)生在00 樣本。45度和90度樣本,當在測試的溫度伸長連續(xù)被增加, 顯示在圖5和圖6上, 各自地。在室溫發(fā)生了更大的伸長在 00 樣本也許歸結(jié)于在室溫孿生變形的快速的增量在00 方向, 導致更高的抵抗阻止脫臼滑動, 并且造成更大的伸長。各向異性現(xiàn)象其它索引是塑料張力比率, 即。 r 價值, 被定義作為塑料張力比率在到那的橫向方向在厚度方向在a 單軸的拉伸測試。 窗體頂端 在本研究中, r 價值是樣本在室溫拉伸測試獲得0度, 45度, 和 90度方向。測量r 價值從標本被舒展到20% 是4.2, 2.2, 和2.1 為 00, 450, 和900 個標本, 各自地。從更高的r- 價值表明更好的回火性, 它表示, CP 鈦覆蓋陳列更好的深圖畫質(zhì)量在輾壓方向比其它二個方向。并且CP 鈦各向異性現(xiàn)象板料再被證實了從重大區(qū)別 r 價值。 3. 沖壓CP 鈦板料的可鍛性 除基本的機械性能之外, 審查了CP 鈦板料的沖壓的可模鍛性。在本研究,形成極限測試在室溫, 并且V 彎曲測試和圓杯子圖畫測試在各種各樣溫度執(zhí)行了。測試結(jié)果被談論了與CP 相關(guān)形成的物產(chǎn)鈦覆蓋在印記過程中。 3.1. 成型極限測試 因為Keeler 和Backofen [ 6 ] 介紹了概念形成極限圖(FLD), 1963 年這是 廣泛被接受的標準為破裂預言以金屬片 形成。確定FLD, 舒展測試是執(zhí)行為不同的寬度薄鋼板樣品使用半球型沖床。標本是第一電化學上銘刻以會是的圓柵格扭屈入橢圓在被舒展以后。 工程學張力測量了沿少校和較小軸橢圓被命名少校和較小張力, 各自地。并且他們主要是測量飛機上的張力。 在本研究中, 長方形標本有同樣長度的100mm, 但以另外寬度排列從10 到100 毫米在10 毫米的增加, 被測試了。相似與拉伸測試, CP 鈦板料被切開了在三個取向?qū)殙悍较? 即, 00, 450, 和900, 為各標本的大小。在測試期間, 標本夾緊了在周圍被舒展了對失敗在78 毫米半成品沖床。工程學少校和較小張力測量在地點最接近破裂為每個標本被記錄了。少校和較小張力是密謀反對互相以主要張力作為縱坐標, 和曲線適合入張力點被定義了形成的極限曲線。圖顯示這形成極限曲線稱形成的極限圖。FLD 是一個非常有用的標準為發(fā)生的破裂在一個沖壓的過程中。 根據(jù)早先分析, CP 鈦板料能被形成在室溫。為了進一步證實它的可行性, 形成的極限測試執(zhí)行了在室溫度。測試結(jié)果看出圖7 顯示形成的極限曲線?？匆娫趫D7, 主要張力在曲線的最低的點, 并且是平面張力變形方式, 是0.34 。比較被冷軋的鋼或不銹鋼, 這數(shù)值更低。但是, 為沖壓薄產(chǎn)品, 圖7顯示形成的極限曲線表明CP 鈦板料在室溫形成的更大的可能性。這有可能在室溫用CP 鈦板料能制造電子材料。 3.2. V 彎曲測試 因為CP 鈦彈性模數(shù)比鋼要低,回彈是重要的彎曲處理。在本研究, V 彎測試執(zhí)行了審查CP 鈦板料在各種各樣溫度回彈形成的物產(chǎn)。V 彎測試結(jié)果用圖8顯示 。圖8能看見在下模有一個開頭角度90度。環(huán)烷驅(qū)研究那效果的沖頭半徑接通彈性后效，工具以沖壓半徑從0.5 到5.0 毫米, 在0.5 毫米的增加, 準備了。CP 鈦板料的樣本以0.5 毫米的厚度, 長度 60 毫米, 和寬度15 毫米。為增加測試的溫度,標本被附寄了在熱化熔爐。V 彎測試不使用潤滑劑因為摩擦情況有對回彈的無意義作用發(fā)生了在V 彎曲測試。彎曲的測試進行了在室溫, 100, 200, 和3000C, 各自地。在彎曲的測試以后, 彎的標本角度由CMM 測量了, 和回彈角度被計算了 。 Fig. 8. Tooling used in the V-bend tests 圖9 和10 顯示關(guān)系在回彈之間并且沖壓半徑在室溫和300 0C, 各自地?？匆陨蟽蓚€圖, 不管溫度變化回彈減少為更小的沖壓半徑。在彎曲時更小的沖壓半徑導致更大的塑料變形,因此要減小回彈的作用。在圖9 和10負值的彈性后效發(fā)生在較小沖頭半徑的時候。這是因為那板料在V 形狀的平直的邊被扭屈入形成弧光在彎曲的過程開始, 和裝載被應用鋪平弧在彎曲處理結(jié)果的結(jié)尾復合應力分配導致負值的彈性后效 [ 7 ] 。比較兩個圖,觀察, 回彈減少當形成的溫度增加不管沖頭半徑尺寸。它表明那 CP 鈦板料不僅有更好的可鍛性而且體驗較少回彈在形成的高溫。我們知道, 回彈是由彈性模數(shù)和材料的屈服應力影響的。彈性模數(shù)不會隨溫度變化而變化。而且溫度升高CP 鈦板料的屈服應力減少，高溫是形成回彈減退是因為在更低的溫度CP 鈦的屈服應力更低。 Fig. 10. Relations between springback and punch radius at 300 "C for spec- imens of three directions. Fig. 11. Punch and die used in circular cup drawing tests. Fig. 12. Drawn cups at various forming temperatures 3.3盤狀拉深試驗 限制的圖畫比率(LDR), 被定義作為圓直徑的比(Dp) 與沖壓直徑(Dp) 在一張成功的圓盤拉深處理, 是一個普遍的索引使用描述可模鍛性金屬板。LDR 的更大的價值暗示更大的圖畫深度, 即,更好的可鍛性 。在本研究中, 沖壓和沖模被顯示在圖11 使用了圓盤拉深測試。測試執(zhí)行了在室temperatore, 100, 和200 0C, 各自地。在高溫下為了進行拉深測試使用加熱器。為了獲得一個成功的拉深過程。那坯料尺寸和空白座力適當調(diào)節(jié)除去些缺點比如斷裂和皺紋，如果在拉深測試破裂出現(xiàn), 斷開軸心力對更小的價值會被調(diào)整直到破裂被消除到?jīng)]有皺痕發(fā)生。當斷裂力量的調(diào)整沒有消除破裂, 減少斷裂的方法會被嘗試同時避免破裂。拉深試驗采取壓制皺痕，但是, 在LDR 測試, 空白的大小是并且作為參量確定LDR 的價值除對上述調(diào)整的用途之外。從拳打直徑是35 毫米, 空白的直徑被增加在3.5 毫米的增加從70 毫米對最大的可能的直徑為計算價值方便起見 LDR 。MoS2 被使用了作為潤滑劑在所有圓杯子圖畫測試進行在本研究中, 和圖畫速度是0.2 mm/s 。 圖12 顯示拉長的杯子在各種各樣的溫度。 圖12清楚的顯示,當形成溫度增加時拉拔深度增加。表明這個圖形那自動測試設備畫的形狀拉深成形的在多樣的溫度是相當不同的。自動測試設備現(xiàn)象變成重要的在較高的成型溫度。LDR 、畫的深度, 和相關(guān)的處理參量的價值被列出在表1 為測試進行在各種各樣的溫度。它被注意在表1, 所有價值增加當形成的溫度增量。但是, 增量 LDR 和圖畫深度不是那么重大的在范圍從室溫對100 0C, 但得到大從100 2000C 。注意在表1一大的斷裂紋是需要的大的坯料尺寸到是成功地從中提取一較高的溫度是。在室溫CP 鈦板料LDR 的價值是2.2, 與可比較的碳鋼, 表明, 沖壓CP 鈦覆蓋在室溫是可行的。 4. 結(jié)束語 在本研究中調(diào)查了由做各種各樣的試驗。在各種各樣的溫度CP 鈦板料沖壓的可鍛性的形成。機械性能 CP 鈦板料在各種各樣的溫度第一次被審查了, 并且應力聯(lián)系被獲得從實驗表明, CP 鈦板料有更高的屈服應力和更小的伸長在室溫, 但當板料被加熱到300 0C比例減少由屈服應力的增加決定。它是被注意應力聯(lián)系獲得從拉伸測試在室溫表明CP 鈦板料能被形成入淺組分在室溫, 雖然屈服應力是一少許更高的。形成限制CP 鈦板料的圖被獲得在室溫不是那么高的作為那些被冷軋的鋼, 而是極小值主要張力0.34 并且提供一種最宜的可能性為 CP 鈦板料被形成在室溫。圓形拉深測試顯露, 在室溫CP 鈦板料有 LDR 價值的2.2, 和成功地拉長的以20 毫米的深度證實CP 鈦板料可能被形成入淺組分在室溫。但是, 露出的現(xiàn)象顯示表明, CP 鈦板料負擔重要的 各向異性現(xiàn)象在能并且影響可鍛性的平面圓形拉深。 調(diào)查了在室溫度應力聯(lián)系對張力率的作用。實驗性結(jié)果表示, 應力聯(lián)系變得穩(wěn)定當張力率比0.001 小。在V 彎測試, 實驗性結(jié)果顯露重要信息回彈可能被減少在被舉起的形成的溫度。彈性后效可以是減少如果使用一較小沖頭半徑 。實驗性結(jié)果表明本研究提供根本性形成CP 鈦板料模具設計。 鳴謝 作者會想感謝全國科學中華民國的委員會為財政支持這研究根據(jù)合同第NSC 89-2212-E-002-147,使實驗工作成為可能。 參考文獻 [I] P. Jones, W.B. Hutchison, Stress-state dependence of slip in titanium6A1-4V and other H.C.P. metals, Acta Metall. 29 (1981) 951-968. [2] G. Haicheng, Orientation dependence of slip and twinning in HCP metals, Scripts Mater. 36 (12) (1997) 1383-1386. [3] M.H. Yoo, Twinning and mechanical behavior of titanium aluminides and other intermetallics, Intermetallics 6 (1998) 597巧02. [4] J.W. Christian, 5. Mahajan, Deformation twimung, Prog. Mater. Sci.39 (1995) 1-157. [5] S. Ishiyama, S. Hanada, O. Izumi, Orientation dependence of twinping in commercially pure titanium, J.扣n. Inst. Met. 54 (9) (1990) 976-984. [6] S.P. Keeler, W.A. Backofen, Plastic instability and fracture in sheets stretched over rigid punches, Traps. Am. Soc. Met. 56 (1963) 25-48. [7] L. Forcellese, F. Fratini, Gabriella, F. Micari, The evaluation of springback in 3D stamping and coining processes, J. Mater. Process. Technol. 80-81 (1998) 108-112. Fig. 15 河南機電高等?？茖W校 學生畢業(yè)設計（論文）中期檢查表 學生姓名 張向遠 學 號 0312527 指導教師 翟德梅 選題情況 課題名稱 防護罩沖壓模具設計 難易程度 偏難 適中 √ 偏易 工作量 較大 √ 合理 較小 符合規(guī)范化的要求 任務書 有 √ 無 開題報告 有 √ 無 外文翻譯質(zhì)量 優(yōu) 良 中 差 學習態(tài)度、出勤情況 好 一般 差 工作進度 快 按計劃進行 慢 中期工作匯報及解答問題情況 優(yōu) 良 中 差 中期成績評定： 所在專業(yè)意見： 負責人： 年 月 日 河南機電高等?？茖W校 畢業(yè)設計（論文）任務書 系 部： 材料工程系 專 業(yè)： 模具設計與制造 學生姓名: 張向遠 學 號: 0312527 設計(論文)題目： 防護罩冷沖壓模具設計 起 迄 日 期: 2006年 4 月 27日~ 5月 15 日 指 導 教 師: 翟 德 梅 發(fā)任務書日期: 2006 年 4月 1 日  任務書填寫要求 1．畢業(yè)設計（論文）任務書由指導教師根據(jù)各課題的具體情況填寫，經(jīng)學生所在專業(yè)的負責人審查、系主管領導簽字后生效。此任務書應在畢業(yè)設計（論文）開始前一周內(nèi)填好并發(fā)給學生； 2．任務書內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書寫或按教務處統(tǒng)一設計的電子文檔標準格式（可從教務處網(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．任務書內(nèi)填寫的內(nèi)容，必須和學生畢業(yè)設計（論文）完成的情況相一致，若有變更，應當經(jīng)過所在專業(yè)及系主管領導審批后方可重新填寫； 4．任務書內(nèi)有關(guān)“系”、“專業(yè)”等名稱的填寫，應寫中文全稱，不能寫數(shù)字代碼，學生的“學號”要寫全號，請規(guī)范化填寫； 5．任務書內(nèi)“主要參考文獻”的填寫，應按照國標GB 7714—87《文后參考文獻著錄規(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，應當按照國標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，一律用阿拉伯數(shù)字書寫。如“2002年4月2日”或“2002-04-02”。 畢 業(yè) 設 計（論 文）任 務 書 1．本畢業(yè)設計（論文）課題來源及應達到的目的： 未注公差均按IT13級精度制造 所示圖形為防護罩零件，材料為08F，設計一套落料、拉深模具，要求能適應大批量生產(chǎn)。 2．本畢業(yè)設計（論文）課題任務的內(nèi)容和要求（包括原始數(shù)據(jù)、技術(shù)要求、工作要求等）： 1、了解目前國內(nèi)外沖壓模具的發(fā)展現(xiàn)狀 2、分析防護罩零件的沖壓成形工藝并確定其工藝方案 3、防護罩零件的沖壓模設計 4、繪制模具總裝圖，并繪制零件圖 5、防護罩零件模具的安裝與調(diào)試 6、得出設計結(jié)論 所在專業(yè)審查意見： 負責人： 年 月 日 系部意見： 系領導： 年 月 日 機械加工工藝過程卡 （模具專業(yè)沖壓模具課題適用） 模具設計與制造 機械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品 型號 零（部）件圖號 04 河南機電高等專科學校 產(chǎn)品 名稱 防護罩 零（部）件名稱 沖孔凸模 共（3）頁第（2）頁 材料牌號 GGR15 毛坯種類 材料 毛坯外型尺寸 每個毛坯可制 件數(shù) 1 每臺 件數(shù) 1 備注 工序號 工序名稱 工 序 內(nèi) 容 車間 工段 設備 工 藝 裝 備 工時 準終 單件 1 備料 將毛坯鍛成圓棒 φ20×45 鍛造 空氣錘 專有鉗子 2 熱處理 退火消除鍛件內(nèi)應力，改善切削加工 熱處理 電爐 3 車削 車削外形尺寸至大致輪廓 機加 車床 三爪卡盤 4 熱處理 調(diào)質(zhì) 熱處理 電爐 5 磨端面 工作端留單邊余量0.3 機加 磨床 頂尖 6 熱處理 按熱處理工藝，淬火回火達到58～62HRC 熱處理 電爐 7 鉗工精修 全面達到設計要求 鉗工 8 檢驗 設計日期 審核日期 標準化日期 會簽 日期 標記 記數(shù) 更改文 件號 簽字 日期 標記 處數(shù) 更該文件號 機械加工工藝過程卡 （模具專業(yè)沖壓模具課題適用） 模具設計與制造 機械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品 型號 零（部）件圖號 06 河南機電高等?？茖W校 產(chǎn)品 名稱 防護罩 零（部）件名稱 凹模 共（3）頁第（3）頁 材料牌號 GGR15 毛坯種類 材料 毛坯外型尺寸 φ250×276 每個毛坯可制 件數(shù) 1 每臺 件數(shù) 1 備注 工序號 工序名稱 工 序 內(nèi) 容 車間 工段 設備 工 藝 裝 備 工時 準終 單件 1 備料 將毛坯鍛成圓棒 鍛造 空氣錘 專有鉗子 2 熱處理 退火消除鍛件內(nèi)應力，改善切削加工 熱處理 電爐 3 車削 車削外形尺寸至大致輪廓 機加 車床 三爪卡盤 4 熱處理 調(diào)質(zhì) 熱處理 電爐 5 磨端面 工作端留單邊余量0.3 機加 磨床 頂尖 6 鉗工劃線 劃出各孔位置線 鉗工 劃針 高度游標卡尺 7 加工螺釘、銷釘孔 按位置加工螺釘孔、銷釘孔 機加 鉆床 臺虎鉗 8 車削 按零件圖車削內(nèi)孔外圓φ5留單邊余量0.3，其余車至尺寸 機加 車床 三爪卡盤 9 熱處理 按熱處理工藝，淬火回火達到58～62HRC 熱處理 電爐 10 磨削 精磨內(nèi)、外圓、端面至尺寸，保證端面與軸線垂直 機加 磨床 三爪卡盤 11 鉗工精修 全面達到設計要求 鉗工 12 檢驗 設計日期 審核日期 標準化日期 會簽 日期 標記 記數(shù) 更改文 件號 簽字 日期 標記 處數(shù) 更該文件號 河南機電高等?？茖W校 畢業(yè)設計論文 論文題目: 防護冷沖壓模具設計 系 部 材料工程系 專 業(yè) 模具設計與制造 班 級 模具035 學生姓名 張向遠 學 號 0312527 指導教師 翟德梅 2006年5月15日 河南機電高等?？茖W校 畢業(yè)設計開題報告 學生姓名： 張向遠 學 號： 0312527 專 業(yè)： 模具設計與制造 設計(論文)題目： 防護罩冷沖壓模具設計 指導教師： 翟德梅 2006 年 05 月 14 日  畢 業(yè) 設 計 開 題 報 告 文 獻 綜 述 國內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 1、我國模具工業(yè)發(fā)展主要成就 目前，我國的模具技術(shù)有了很大發(fā)展，模具的精密度，復雜程度和壽命都有很大提高。如，主要的汽車模具企業(yè)已能生產(chǎn)大型，精密的轎車覆蓋件模具；體現(xiàn)高水平制造技術(shù)的多工位級進模的覆蓋面增加；模具的標準化程度也有一定提高。但是，由于我國的模具行業(yè)起步較晚，但與國外相比，仍存在不小的差距。 改革開放以來，隨著國民經(jīng)濟的高速發(fā)展，市場對模具的需求量不斷增長。近年來，模具工業(yè)企業(yè)的所有制成份也發(fā)生了巨大變化，除了國有專業(yè)模具廠外，集體，合資，獨資和私營也得到了快速發(fā)展。浙江寧波和黃巖地區(qū)的“模具之鄉(xiāng)”；廣東一些大集團公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，科龍，美的，康佳等集團紛紛建立了自己的模具制造中心；中外合資和外商獨資的模具企業(yè)現(xiàn)已有幾千家。 1988年～1992年，由原國家經(jīng)貿(mào)委下達計劃，由機械部和中國模具工業(yè)協(xié)會實施，在全國范圍內(nèi)組織了上百個模具企業(yè)和有關(guān)科研單位、大專院校，共同進行模具技術(shù)攻關(guān)，取得了豐碩成果。這些成果主要有：沖壓模具的設計制造技術(shù)、塑料模具的設計制造技術(shù)、鑄壓模具的設計制造技術(shù)、鍛造模具的設計制造技術(shù)、模具表面處理技術(shù)、模具材料、模具計算機輔助設計與制造(CAD/CAM)技術(shù)、模具標準件、模具加工關(guān)鍵設備、模具壽命研究等方面。由于這些成果的取得及推廣應用，使我國模具技術(shù)前進了一大步。 20世紀90年代以來，在國內(nèi)汽車行業(yè)的模具設計制造中開始采用CAD/CAM技術(shù)。國家科委“863”計劃將東風汽車公司作為CIMS應用示范廠，由華中理工大學作為技術(shù)依托單位，開發(fā)了汽車車身與覆蓋件模具CAD/CAM軟件系統(tǒng)，在模具和設計制造中實際應用，取得顯著效益。 2、我國模具技術(shù)與國外的差距 2.1產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、企業(yè)結(jié)構(gòu)等方面 模具按國家標準分為十大類，其中沖壓模、塑料模占模具用量的主要部分。按產(chǎn)值統(tǒng)計，我國目前沖壓占50%-60%，塑料模占25-30。國外先進國家對發(fā)展塑料模很重視，塑料模比例一般占30%-40%。國內(nèi)模具中，大型、精密、復雜、長壽命模具比較低，約占20%左右，國外為50%以上。我國模具生產(chǎn)企業(yè)結(jié)構(gòu)不合理，主要生產(chǎn)模具能力集中在各主機廠的模具分廠(或車間)內(nèi)，模具商品化率低，模具自產(chǎn)自用比例高達70%以上。國外，70%以上是商品化的。  2.2企業(yè)結(jié)構(gòu) 我國很多模具生產(chǎn)能力集中在各主機廠的模具分廠或車間內(nèi)，模具的商品化程度低，面國外面70%心上都是專業(yè)模具廠，且走的是“小而精”的道路，因此生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益俱佳 2.3產(chǎn)品水平 衡量模具的產(chǎn)品水平，主要有模具加工的制造精度和表面粗糙度，加工模具的復雜程度，以及模具的制造周期和使用壽命。而這幾項指標與國外相比的差距都十分明顯。 3 模具的發(fā)展趨勢 3.1全面推廣CAD/CAM/CAE技術(shù) 模具CAD/CAM/CAE技術(shù)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(shù)的條件已基本成熟，各企業(yè)將加大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。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，使用權(quán)虛擬制造成為可能。 3．2模具設計、分析及制造的三維化 傳統(tǒng)的二維模具結(jié)構(gòu)設計已越來越不適應現(xiàn)代化生產(chǎn)和集成化技術(shù)要求。模具設計、分析、制造的三維化、無紙化要求新一代模具軟件以立體的、直觀的感覺來設計模具，所采用的三維數(shù)字化模型能方便地用于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的CAE分析、模具可制造性評價和數(shù)控加工、成形過程模擬及信息的管理與共享。如Pro/ENGINEER、UG和CATIA等軟件具備參數(shù)化、基于特征、全相關(guān)等特點，從而使模具并行工程成為可能。另外，Cimatran公司的Moldexpert，Delcam公司的Ps-mold及日立造船的Space-E/mold均是3D專業(yè)注塑模設計軟件，可進行交互式3D型腔、型芯設計、模架配置及典型結(jié)構(gòu)設計。澳大利亞Moldflow公司的三維真實感流動模擬軟件MoldflowAdvisers已經(jīng)受到用戶廣泛的好評和應用。國內(nèi)有華中理工大學研制的同類軟件HSC3D4.5F及鄭州工業(yè)大學的Z-mold軟件。面向制造、基于知識的智能化功能是衡量模具軟件先進性和實用性的重要標志之一。如Cimatron公司的注塑模專家軟件能根據(jù)脫模方向自動產(chǎn)生分型線和分型面，生成與制品相對應的型芯和型腔，實現(xiàn)模架零件的全相關(guān)，自動產(chǎn)生材料明細表和供NC加工的鉆孔表格，并能進行智能化加工參數(shù)設定、加工結(jié)果校驗等。 3．3模具軟件應用的網(wǎng)絡化趨勢 隨著模具在企業(yè)競爭、合作、生產(chǎn)和管理等方面的全球化、國際化，以及計算機軟硬件技術(shù)的迅速發(fā)展，網(wǎng)絡使得在模具行業(yè)應用虛擬設計、敏捷制造技術(shù)既有必要，也有可能。美國在其《21世紀制造企業(yè)戰(zhàn)略》中指出，到2006年要實現(xiàn)汽車工業(yè)敏捷生產(chǎn)/虛擬工程方案，使汽車開發(fā)周期從40個月縮短到4個月。 3.4模具檢測設備的日益精密、高效 精密、復雜、大型模具的發(fā)展，對檢測設備的要求越來越高?，F(xiàn)在精密模具的精度已達2～3μm，目前國內(nèi)廠家使用較多的有意大利、美國、日本等國的高精度三坐標測量機，并具有數(shù)字化掃描功能。 3.5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，提高模具質(zhì)量是重要的發(fā)展趨勢。  畢 業(yè) 設 計 開 題 報 告 ２．本課題的研究思路（包括要研究或解決的問題和擬采用的研究方法、手段（途徑）及進度安排等）： 研究目的和意義 改革開放以來，模具工業(yè)有了較大發(fā)展，但無論是數(shù)量還是質(zhì)量仍滿足不了國內(nèi)市場的需要，目前滿足率只能達到70%左右。造成產(chǎn)需矛盾突出的原因，一是專業(yè)化、標準化程度低，除少量標準件外購外，大部分工作量均需模具廠去完成。加工企業(yè)管理的體制上的約束，造成模具制造周期長，不能適應市場要求。二是設計和工藝技術(shù)落后，如模具CAD/CAM技術(shù)采用不普遍，造成模具生產(chǎn)效率不高、周期長。 所以我們必須意識到，對模具設計的研究的目的和意義在于能夠跟好的認識模具工業(yè)在國民經(jīng)濟中的地位的重要性。因為利用模具成型零件的方法，實質(zhì)上是一種少切削、無切削、多工序重合的生產(chǎn)方法，采用模具成型的工藝代替?zhèn)鹘y(tǒng)的切削加工工藝，可以提高生產(chǎn)效率，保證零件質(zhì)量，節(jié)約材料，降低生產(chǎn)成本，從而取得很高的經(jīng)濟效益。利用模具生產(chǎn)零件的方法已經(jīng)成為工業(yè)上進行成批或大批生產(chǎn)的主要技術(shù)手段，它對保證制品質(zhì)量，縮短試用周期，進而爭先占領市場，以及產(chǎn)品更新?lián)Q代和新產(chǎn)品開發(fā)都具有決定性的意義。正是如此德國把模具稱為“金屬加工中的帝王”，把模具工業(yè)視為“關(guān)鍵工業(yè)”，美國把模具稱為“美國工業(yè)的基石”，把模具工業(yè)視為“不可估量其力量的工業(yè)”，日本把模具說成是“促進社會富裕繁榮的動力”，把模具視為“整個工業(yè)發(fā)展的秘密”。 所以我們必須盡快把模具技術(shù)發(fā)展成為我國的一個高端產(chǎn)業(yè),才能更好的提高我國經(jīng)濟的增長速度,使我們國家盡快的步入強國之林。 研究內(nèi)容、途徑及技術(shù)路線 1、了解拉深模具的特點； 2、對拉深模具進行工藝分析，設計模具，模具制圖等； 3、技術(shù)路線：通過查閱，收集的資料的研究方法。 工作的主要階段、速度和技術(shù)指標 1、在初期階段完成搜索、整理資料。重要找參考資料和網(wǎng)址； 2、在中期階段完成建模、計算和撰寫畢業(yè)論文，提交初稿及修改等； 3、在后期階段完成論文資料的完善并提交論文成果，準備畢業(yè)答辯； 4、在最后教師批閱、評閱論文成果。 最終目標及完成時間 可以說畢業(yè)設計是對大學三年來所學專業(yè)課程的一次全面的總結(jié)，就像一根線一樣把所有的零碎知識點連接到了一起。通過這次畢業(yè)設計可以很好的鞏固大學三年以來所學的專業(yè)知識，起到溫故而知新的作用。 所以我將通過自己的努力和老師同學的幫助盡善盡美的完成這次畢業(yè)設計。 現(xiàn)有條件及必須采取的措施 由于現(xiàn)在我還處在學生階段，除了實習外還沒有真正的接觸過所學的專業(yè)知識，不能很好的把理論與實踐聯(lián)系到一起，所以我把這次設計視為在大學當中最大的挑戰(zhàn)。我必須通過采取查詢資料以及通過老師對我的細心指點，還有同學的幫助，才完成了此次畢業(yè)設計。 參考文獻 1　王孝培主編　沖壓手冊　北京　機械工業(yè)出版社　　　 2　丁松聚主編　冷沖模設計 北京　機械工業(yè)出版社　　 　 3　李碩本主編　沖壓工藝學　北京　機械工業(yè)出版社　　　 4　史鐵梁主編　冷沖模設計指導　北京 機械工業(yè)出版社　　　　　 5　成虹主編　沖壓工藝與模具設計　北京 高等教育出版社　 6　王同海等主編　實用沖壓設計技術(shù)　北京 機械工業(yè)出版社　 7　陳劍鶴主編　沖壓工藝與模具設計　北京　機械工業(yè)出版社　 8　肖景容　姜奎華主編　沖壓工藝學　北京　機械工業(yè)出版社　 9　劉建超　張寶忠主編　沖壓模具設計與制造　北京 機械工業(yè)出版 10 沖模設計手冊編寫組編著　沖模設計手冊　北京　機械工業(yè)出版社 11 模具設計與制造委員會教育叢書編維委會　模具制造工藝與裝備　北京 　 機械工業(yè)出版社　　 12 陳錫棟　周小玉主編　使用模具技術(shù)手冊　北京 機械工業(yè)出版社　2001.7 13 馮炳堯　韓泰榮　蔣文森編　模具設計與制造簡明手冊(第二版)　上海 　　上海科學技術(shù)出版社　　1998.7 14羅曼諾夫斯基B著　冷壓手冊　遲家駿譯　北京 中國工業(yè)出版 15　JONN A WALLER . PRESS TOOLS AND PRESSWORK PortcullPress Ltd  畢 業(yè) 設 計（論 文）開 題 報 告 指導教師意見： 1．對“文獻綜述”的評語： 2．對本課題的研究思路、深度、廣度及工作量的意見和對設計（論文）結(jié)果的預測： 指導教師： 年 月 日 所在專業(yè)審查意見： 負責人： 年 月 日