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畢業(yè)設(shè)計 論文 開題報告 題目 某型錐形蓋沖壓工藝及其模具設(shè)計 專 業(yè) 名 稱 機(jī)械設(shè)計制造及其自動化 班 級 學(xué) 號 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)計模 式 促使學(xué)生將所學(xué)專業(yè)基礎(chǔ)知識及專業(yè)知識具體應(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 中 占有重要地位 模具設(shè)計的學(xué)生的核心能力主要分為沖壓模具設(shè)計與制造 等能力 而本課題主要學(xué)習(xí)沖壓模具的設(shè)計能力 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 通過對零件進(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)計與制造的一般方法 對零件沖壓工藝方案的制 定 工藝計算及模具設(shè)計有了更深層次的認(rèn)識 并學(xué)會對模具設(shè)計資料的檢索 與整合以及對已有資料的充分合理的使用 該實(shí)踐性課題是對學(xué)生理論學(xué)習(xí)水 平的實(shí)踐和檢驗(yàn) 可對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 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 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)展趨勢如下 1 沖壓生產(chǎn)的自動化 無人化 精密化 1 自動化 a 單機(jī)自動 比如日本 AIDA 公司的高速沖床 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 臺大噸位沖床組合 從板料 自動送進(jìn)到各道工序的加工到最后產(chǎn)品檢驗(yàn) 全由計算機(jī)控制 c 沖壓自動線 不僅有小型薄帶料零件的沖壓自動線 而且有大型厚板料零件 的沖壓自動線 有的工廠安裝厚板零件自動沖壓生產(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)械傳動為液壓驅(qū)動的 帶料連續(xù)沖壓設(shè)備 就是一個典型的例子 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)前期才會開始普遍起來 3 精密化 精密化是針對沖壓產(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 個工步的級進(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 并可對高強(qiáng)度合金材料進(jìn)行精密沖裁 計算機(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 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 個方面 1 集成化技術(shù) 現(xiàn)代模具設(shè)計制造系統(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)計技術(shù) 未來產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計不僅用網(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 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 以求模具產(chǎn)品動態(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)計與制造 實(shí)現(xiàn)集成人的 設(shè)計等 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 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)計常以產(chǎn)品的已有設(shè)計信息為依據(jù) 這些設(shè)計信息通過工程圖 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)計和制造以便制造出產(chǎn)品 那么首先要對實(shí)物進(jìn)行測量 然后利用 測量數(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 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)量控制活動應(yīng)包括從市場調(diào)研 產(chǎn)品規(guī)劃 產(chǎn)品開發(fā) 制造 檢測到售后服務(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)品對模具的要求越來越高 傳統(tǒng)的 模具設(shè)計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 工業(yè)設(shè)計 詳細(xì)的機(jī)械設(shè) 計以及工程仿真和數(shù)字化制造等領(lǐng)域 UG 除了具有通用模塊之外 還提供各 種專用模塊如計算機(jī)輔助設(shè)計模塊 板金設(shè)計加工模塊 模具設(shè)計加工模塊 管路設(shè)計布局模塊等 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 本課題研究內(nèi)容 材料 08 厚度 0 5mm 通過對錐形蓋進(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 再沖孔 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 采用級進(jìn)?；蚨喙の蛔詣訅毫C(jī)上生產(chǎn) 其中 方案一模具結(jié)構(gòu)簡單 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)自動化 對于特 別復(fù)雜或孔邊距較小的沖壓件 用簡單?；驈?fù)合模沖制有困難時 可用級進(jìn)模 逐步?jīng)_出 但級進(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 并對其進(jìn)行模 具設(shè)計 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 市場競爭力 主要特色 在設(shè)計中將以 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 撰寫開題報告 2 月 27 日 3 月 05 日 翻譯外文資料 完成開題報告 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 5 月 11 日 5 月 24 日 沖模的主要零件的工作圖設(shè)計 5 月 25 日 6 月 02 日 準(zhǔn)備答辯 六 參考文獻(xiàn) 1 郝濱海 沖壓模具簡明設(shè)計手冊 S 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 2004 11 2 王嘉 冷沖模設(shè)計與制造實(shí)例 C 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2009 7 3 翁其金 冷沖壓技術(shù) M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2000 11 4 翁其金 徐新成 沖壓工藝及沖模設(shè)計 M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2004 7 5 王伯平 互換性與測量技術(shù)基礎(chǔ) S 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2004 4 6 沖模設(shè)計手冊編寫組 沖模設(shè)計手冊 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 S 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2001 3 8 周大雋 沖模結(jié)構(gòu)設(shè)計要領(lǐng)與規(guī)范 M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 2006