某軸蓋零件復(fù)合模設(shè)計開題報告.doc

畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告題目 某軸蓋零件復(fù)合模設(shè)計一、選題的依據(jù)及意義：模具制造在機(jī)電產(chǎn)品制造行業(yè)中應(yīng)用廣泛，而沖模是實(shí)現(xiàn)沖壓工藝的主要工藝裝備，在制造行業(yè)中占有重要的地位。 改革開放以來，通過技術(shù)引進(jìn)和合資經(jīng)營，我國的模具制造技術(shù)有了長足的進(jìn)步，少數(shù)單位在沖模技術(shù)領(lǐng)域采用了CAD,CAM,CAE技術(shù)和先進(jìn)制造技術(shù)，顯著地縮短了模具設(shè)計和制造周期，提高了模具質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)了模具工作零件的互換。雖然我國的模具工業(yè)和技術(shù)得到了快速發(fā)展，但與國外工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比仍存在較大差距，隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步、社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)張，模具制造技術(shù)的應(yīng)用越來越廣泛，模具成形技術(shù)及模具設(shè)計與制造已成為當(dāng)代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段。因此社會上迫切需要各種模具設(shè)計師、模具技師等技術(shù)人才，未來的中國模具工業(yè)和技術(shù)的發(fā)展空間是巨大的。 模具制造在現(xiàn)在制造業(yè)中所產(chǎn)生意義是重大的，它作為重要的生產(chǎn)裝備和工藝發(fā)展方向，在現(xiàn)代工業(yè)的規(guī)模生產(chǎn)中日益發(fā)揮著重大作用。通過模具進(jìn)行產(chǎn)品生產(chǎn)具有優(yōu)質(zhì)、高效、節(jié)能、節(jié)材、成本低等顯著特點(diǎn)，因而在汽車、機(jī)械、電子、輕工、家電、通信、軍事和航空航天等領(lǐng)域的產(chǎn)品生產(chǎn)中獲得了廣泛應(yīng)用，而且由于模具制造有以下的優(yōu)點(diǎn)： 1模具制造所用的原材料多是表面質(zhì)量奧得板料或帶料，沖件的尺寸由沖模來保證，所以產(chǎn)品尺寸穩(wěn)定，互換性好。 2模具加工不像切削加工那樣大量切除金屬，因而節(jié)省能源，節(jié)省原材料。 3模具沖壓生產(chǎn)便于實(shí)現(xiàn)自動化，生產(chǎn)率高，操作簡便，對工人的技術(shù)等級要求也不高。普通壓力機(jī)每分鐘可生產(chǎn)幾件到幾十件沖壓件，而高速沖床每分鐘可生產(chǎn)數(shù)百件甚至上千件沖壓件。 4可以獲得其他加工方法所不能或難以制造的薄壁、質(zhì)量輕、剛度好、表面質(zhì)量高、形狀復(fù)雜的零件，小到鐘表的秒針，大到汽車縱梁、覆蓋件等。 所以它不僅得到了人們普遍的認(rèn)識，同時，模具設(shè)計制造水平的高低，關(guān)系現(xiàn)代制造業(yè)的發(fā)展與進(jìn)步，關(guān)系到經(jīng)濟(jì)建設(shè)的速度。 因?yàn)槟＞咧圃鞂χ圃鞓I(yè)的重大作用，激勵我趁此畢業(yè)設(shè)計的良機(jī)，選擇此課題，希望能夠掌握各種模具制造方法的基本原理和特點(diǎn)，在設(shè)計、制造模具時，根據(jù)實(shí)際情況，學(xué)習(xí)如何充分考慮它們的特點(diǎn)，選用最佳的工藝方案；掌握各種制造方法對模具結(jié)構(gòu)的要求，具有分析模具結(jié)構(gòu)工藝性的能力，能夠設(shè)計出工藝性能良好的模具結(jié)構(gòu)；了解國內(nèi)先進(jìn)的模具制造技術(shù)，盡量采用新工藝、新技術(shù)。并且鞏固和加深已經(jīng)學(xué)過的理論知識，提高自己的綜合分析和解決工程實(shí)際問題的能力，為以后的工作奠定良好的基礎(chǔ)。二、國內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢（含文獻(xiàn)綜述）：改革開放以來，隨著國民經(jīng)濟(jì)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)一直以15%左右的增長速度快速發(fā)展，模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了巨大變化，除了國有專業(yè)模具廠外，集體、合資、獨(dú)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(tuán)公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，科龍、美的、康佳等集團(tuán)紛紛建立了自己的模具制造中心；中外合資和外商獨(dú)資的模具企業(yè)現(xiàn)已有幾千家。 隨著與國際接軌的腳步不斷加快，市場競爭的日益加劇，人們已經(jīng)越來越認(rèn)識到產(chǎn)品質(zhì)量、成本和新產(chǎn)品的開發(fā)能力的重要性。而模具制造是整個鏈條中最基礎(chǔ)的要素之一，模具制造技術(shù)現(xiàn)已成為衡量一國產(chǎn)品制造水平的重要標(biāo)志和發(fā)展程度的標(biāo)志之一。 目前，我國的模具技術(shù)有了很大發(fā)展，模具的精密度、復(fù)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(jìn)模的覆蓋面增加；塑料模熱流道技術(shù)日漸成熟，氣體輔助注射技術(shù)開始采用；壓鑄工藝得到發(fā)展。此外，CAD/CAM/CAE技術(shù)得到廣泛應(yīng)用，高速加工、復(fù)合加工等先進(jìn)的加工技術(shù)也得到進(jìn)一步推廣；快速原型進(jìn)展很快；模具的標(biāo)準(zhǔn)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，與國外相比，仍存在不小的差距，主要體現(xiàn)在： 產(chǎn)需矛盾：隨著工業(yè)發(fā)展水平的不斷提高，工業(yè)產(chǎn)品更新速度的加快，對模具的需求越來越大。無論是數(shù)量還是質(zhì)量都無法滿足國內(nèi)市場的需要，只達(dá)到70左右。造成矛盾突出的原因是模具企業(yè)的專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化程度低，生產(chǎn)周期長。另外，設(shè)計和制造工藝水平還不能完全適應(yīng)發(fā)展的需要。 企業(yè)結(jié)構(gòu)不合理：我國很多模具生產(chǎn)能力集中在各主機(jī)廠的模具分廠或車間內(nèi)，模具的商品化程度低，而國外70以上都是專業(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(jì)效益俱佳。 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(fù)雜程度，以及模具的制造周期和使用壽命。而這幾項(xiàng)指標(biāo)與國外相比的差距都十分明顯。 此外，模具工業(yè)的整體裝備水平也存在相對落后，利用率低的現(xiàn)象。高素質(zhì)的模具技術(shù)人才缺乏，產(chǎn)品的綜合開發(fā)能力還急需加強(qiáng)。 針對不足和模具市場巨大的潛力，國家制定了模具行業(yè)的“十五”發(fā)展規(guī)劃。一方面要繼續(xù)推廣新技術(shù)的應(yīng)用，提高大型、精密、復(fù)雜模具的制造水平；另一方面要針對不同模具市場的需求，有針對性的發(fā)展。希望在模具企業(yè)的整體實(shí)力有進(jìn)一步提升，重點(diǎn)、骨干企業(yè)可以達(dá)到50%。2003年是“十五”關(guān)鍵的一年，如果做不到60%任務(wù)的完成，那么計劃就會失敗，而模具失敗了，對整個工業(yè)都會有影響。 近年來，外企進(jìn)入中國加劇了競爭，也出現(xiàn)一些價格方面的惡性競爭。為了避免因?yàn)闀簳r的利益而損失長遠(yuǎn)和整體的發(fā)展，未來一年中，行業(yè)協(xié)會也將加強(qiáng)模具企業(yè)間的組織和協(xié)調(diào)，制定合理的價格水平。同時，研究國際模具價格水平，以對行業(yè)進(jìn)行指導(dǎo)和信息溝通。 近年許多模具企業(yè)加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投資力度，將技術(shù)進(jìn)步視為企業(yè)發(fā)展的重要動力。一些國內(nèi)模具企業(yè)已普及了二維CAD，并陸續(xù)開始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等國際通用軟件，個別廠家還引進(jìn)了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE軟件，并成功應(yīng)用于沖壓模的設(shè)計中。 以汽車覆蓋件模具為代表的大型沖壓模具的制造技術(shù)已取得很大進(jìn)步，東風(fēng)汽車公司模具廠、一汽模具中心等模具廠家已能生產(chǎn)部分轎車覆蓋件模具。此外，許多研究機(jī)構(gòu)和大專院校開展模具技術(shù)的研究和開發(fā)。經(jīng)過多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技術(shù)方面取得了顯著進(jìn)步；在提高模具質(zhì)量和縮短模具設(shè)計制造周期等方面做出了貢獻(xiàn)。 例如，吉林大學(xué)汽車覆蓋件成型技術(shù)所獨(dú)立研制的汽車覆蓋件沖壓成型分析KMAS軟件，華中理工大學(xué)模具技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的注塑模、汽車覆蓋件模具和級進(jìn)模CAD/CAE/CAM軟件，上海交通大學(xué)模具CAD國家工程研究中心開發(fā)的冷沖模和精沖研究中心開發(fā)的冷沖模和精沖模CAD軟件等在國內(nèi)模具行業(yè)擁有不少的用戶。 雖然中國模具工業(yè)在過去十多年中取得了令人矚目的發(fā)展，但許多方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比仍有較大的差距。例如，精密加工設(shè)備在模具加工設(shè)備中的比重比較低；CAD/CAE/CAM技術(shù)的普及率不高；許多先進(jìn)的模具技術(shù)應(yīng)用不夠廣泛等等，致使相當(dāng)一部分大型、精密、復(fù)雜和長壽命模具依賴進(jìn)口。 二、未來沖壓模具制造技術(shù)發(fā)展趨勢 模具技術(shù)的發(fā)展應(yīng)該為適應(yīng)模具產(chǎn)品“交貨期短”、“精度高”、“質(zhì)量好”、“價格低”的要求服務(wù)。達(dá)到這一要求急需發(fā)展如下幾項(xiàng)： (1)全面推廣CAD/CAM/CAE技術(shù) 模具CAD/CAM/CAE技術(shù)是模具設(shè)計制造的發(fā)展方向。隨著微機(jī)軟件的發(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(kuò)大CAE技術(shù)的應(yīng)用范圍。計算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)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(shí)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 國外近年來發(fā)展的高速銑削加工，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(diǎn)。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、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(jī)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，大大縮短了模具的在研制制造周期。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(shí)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，相信在“十五”期間將發(fā)揮更大的作用。 (4)電火花銑削加工 電火花銑削加工技術(shù)也稱為電火花創(chuàng)成加工技術(shù)，這是一種替代傳統(tǒng)的用成型電極加工型腔的新技術(shù)，它是有高速旋轉(zhuǎn)的簡單的管狀電極作三維或二維輪廓加工(像數(shù)控銑一樣)，因此不再需要制造復(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(jī)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)國家一般為80%左右。 (6)優(yōu)質(zhì)材料及先進(jìn)表面處理技術(shù) 選用優(yōu)質(zhì)鋼材和應(yīng)用相應(yīng)的表面處理技術(shù)來提高模具的壽命就顯得十分必要。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(jī)床合理組合；配有隨行定位夾具或定位盤；有完整的機(jī)具、刀具數(shù)控庫；有完整的數(shù)控柔性同步系統(tǒng)；有質(zhì)量監(jiān)測控制系統(tǒng)。 三、研究內(nèi)容及實(shí)驗(yàn)方案：研究內(nèi)容：1. 熟悉沖壓模具的工作原理以及了解沖壓模具的發(fā)展方向；2. 完成工藝參數(shù)的計算，結(jié)構(gòu)設(shè)計等工作。模具主要零件結(jié)構(gòu)設(shè)計的分析；3. 完成軸蓋裝配圖的設(shè)計和所有非標(biāo)零件圖設(shè)計，并編寫說明書。設(shè)計方案：1.工藝分析由工件圖看，該工件需要內(nèi)外緣同時翻邊，翻邊高度為4mm，由計算可知最大翻邊高度為Hmax=5.93mm,由此可知設(shè)計翻邊時可一次翻邊完成，無需拉深。由于產(chǎn)品批量較大，不宜采用單一工序生產(chǎn)，且不易保證內(nèi)外緣的同心度。而用級進(jìn)模結(jié)構(gòu)復(fù)雜。采用復(fù)合?？梢淮瓮瓿陕淞稀_孔、內(nèi)外緣翻邊。 因?yàn)樵摴ぜ禽S對稱件，材料厚度僅為1.0mm，沖裁性能較好。為了減少工序數(shù)經(jīng)對該工件進(jìn)行詳細(xì)分析，并查閱有關(guān)資料后，可采用復(fù)合模一次壓制成形。該工藝特點(diǎn)是首先進(jìn)行落料，再沖孔，最后翻邊成形 。采用這種方法加工的工件外觀乎整、毛刺小、產(chǎn)品質(zhì)量較高，而且大大提高了生產(chǎn)效率。所以經(jīng)分析，決定設(shè)計復(fù)合摸來完成此工件的加工2.工藝參數(shù)的計算及方案的確定計算翻邊前是否需要進(jìn)行拉深，這要核算翻邊的變形程度，由模具設(shè)計手冊查的極限翻邊系數(shù)：Kmin=0.62,則可只允許的最大翻邊高度Hmax為：式中 Hmax最大翻邊高度D翻邊直徑r圓角半徑t材料厚度則 =5.93mm零件豎直高度H=4mm<Hmax=5.93mm所以翻邊時可一次翻邊成型，無需進(jìn)行拉深。根據(jù)以上分析計算，沖壓零件需要的基本工序是落料、沖孔、內(nèi)翻邊、外翻邊。3.模具總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計4.模具主要零件結(jié)構(gòu)設(shè)計的分析5.模具圖樣設(shè)計6.模具裝配與調(diào)試四、目標(biāo)、主要特色及工作進(jìn)度1.目標(biāo)已知軸蓋零件圖如下圖所示，設(shè)計一沖裁模加工此零件，要求模具高效，能夠滿足零件加工要求。2.主要特色該工件需要內(nèi)外緣同時翻邊，翻邊高度為4mm，由計算可知最大翻邊高度為Hmax=5.93mm,由此可知設(shè)計翻邊時可一次翻邊完成，無需拉深。由于產(chǎn)品批量較大，不宜采用單一工序生產(chǎn)，且不易保證內(nèi)外緣的同心度。而用級進(jìn)模結(jié)構(gòu)復(fù)雜。采用復(fù)合?？梢淮瓮瓿陕淞?、沖孔、內(nèi)外緣翻邊。4. 工作進(jìn)度1. 收集資料、外文資料翻譯、開題報告 第1周第2周2. 提出合理的成型工藝 第3周第4周3. 確定合理的沖壓工藝方案 第5周第7周4. 進(jìn)行工藝參數(shù)的計算完成模具的設(shè)計 第8周第15周5. 撰寫畢業(yè)設(shè)計論文 第16周第17周五、參考文獻(xiàn)1 模具實(shí)用技術(shù)叢書編委會編.沖模設(shè)計應(yīng)用實(shí)例.機(jī)械工業(yè)出版社,99.52 許發(fā)樾主編.實(shí)用模具設(shè)計與制造手冊.機(jī)械工業(yè)出版社,2003.23 機(jī)械工業(yè)出版社編寫組.沖模設(shè)計手冊.機(jī)械工業(yè)出版社,2000.74 張先虎主編.機(jī)械制圖及微機(jī)繪圖.機(jī)械工業(yè)出版社,1999.95 Ye Zhonghe, Lan Zhaohui. Mechanisms and Machine Theory. Higher Education Press, 2001.7