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畢業(yè)設計（論文）開題報告
題目 某型錐形蓋沖壓工藝及其模具設計
專 業(yè) 名 稱 機械設計制造及其自動化
班 級 學 號 078105106
學 生 姓 名 桂瑤堃
指 導 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)學生所學專業(yè)及教學大綱要求，結合相關企業(yè)實際生產(chǎn)需要及設計模式，促使學生將所學專業(yè)基礎知識及專業(yè)知識具體應用到實踐中，培養(yǎng)其理論聯(lián)系實際的能力。
本課題是學習模具設計的核心內(nèi)容、專業(yè)主干內(nèi)容，在學習應用模具設計中，占有重要地位。模具設計的學生的核心能力主要分為沖壓模具設計與制造等能力，而本課題主要學習沖壓模具的設計能力，在模具技術更新與企業(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行落料、沖孔、翻邊、成形復合沖壓模設計，通過對零件進行詳細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、導尺、擋料銷、導正銷等。通過該課題能夠讓學生掌握中等復雜程度零件沖壓模具設計與制造的一般方法，對零件沖壓工藝方案的制定、工藝計算及模具設計有了更深層次的認識，并學會對模具設計資料的檢索與整合以及對已有資料的充分合理的使用，該實踐性課題是對學生理論學習水平的實踐和檢驗，可對以后從事類似的工作有一定的指導性與實踐性意義。
二．國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢（含文獻綜述）：
沖壓技術已經(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)代沖壓加工的標志是機械化。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.單機自動? 比如日本AIDA公司的高速沖床，每分鐘可以進行一千多次的沖裁。
b.多機聯(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，從板料自動送進到各道工序的加工到最后產(chǎn)品檢驗，全由計算機控制。
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、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，可以直列式放置10副模具，并改機械傳動為液壓驅動的帶料連續(xù)沖壓設備，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)控使一組沖壓設備實行自動協(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)展的相應生產(chǎn)技術。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，并可對高強度合金材料進行精密沖裁。
計算機輔助工程在沖壓領域得到較好的應用，可進行應力、應變等的分析，排樣、毛坯的優(yōu)化設計及工藝過程的模擬與分析等，實現(xiàn)沖壓過程的優(yōu)化設計。
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報等技術的發(fā)展，均標志著沖壓成形已從原來的經(jīng)驗、實驗分析開始走上由沖壓理論指導的科學聯(lián)系使沖壓成形趲計算機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
現(xiàn)代模具設計制造系統(tǒng)不僅應強調(diào)信息的集成，更應強調(diào)技術、人和管理的集成。在開發(fā)模具制造系統(tǒng)時強調(diào)“多集成”的概念，即信息集成、智能集成、串并行工作機制集成及人員集成，這更適合未來制造系統(tǒng)的需求。
2）.智能化技術
應用人工智能技術實現(xiàn)產(chǎn)品生命周期各環(huán)節(jié)的智能化，實現(xiàn)生產(chǎn)過程各個環(huán)節(jié)的智能化，以及模具設備的智能化，也要實現(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)絡技術的應用
網(wǎng)絡技術包括硬件和軟件的集成實現(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，是實現(xiàn)跨國模具的成功例子。
4).多學科多功能綜合產(chǎn)品設計技術
未來產(chǎn)品的開發(fā)設計不僅用網(wǎng)絡技術的應用為我國模具企業(yè)實現(xiàn)敏捷制造和動態(tài)聯(lián)盟奠定了技術基礎。到機械科學的理論知識，還用到電磁學、光學、控制理論等。甚至需考慮到經(jīng)濟、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)要進行多目標、全性能的優(yōu)化設計，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)實與多媒體技術的應用
虛擬現(xiàn)實UR是人造的計算機環(huán)境，人處在這種環(huán)境中有身臨其境的感覺，并強調(diào)人的介入與操作。這項技術在21世紀整個制造中都將有廣泛的應用，可以用于培訓、制造系統(tǒng)仿真、實現(xiàn)基于制造仿真的設計與制造、實現(xiàn)集成人的設計等。美國已于1999年借助此項技術成功修復太空望遠鏡。而多媒體技術主要是采用多種介質來存儲、表達處理多種信息，融文學、語言、圖像于一體，給人一種真實感。
6).反求技術的應用
常規(guī)的模具設計常以產(chǎn)品的已有設計信息為依據(jù)，這些設計信息通過工程圖或者一些模型來表達，然后制定出加工工藝規(guī)劃，最終通過模具和設備制造出產(chǎn)品。但是在許多情況下，一些產(chǎn)品并非來自設計概念，而是起源于另一些產(chǎn)品或實物。如果想要在只有產(chǎn)品原型或者實物模型而無產(chǎn)品圖樣的條件下，進行模具的設計和制造以便制造出產(chǎn)品；那么首先要對實物進行測量，然后利用測量數(shù)據(jù)進行實物的CAD幾何模型的重新構造，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)字化的幾何模型進行后續(xù)的許多操作。例如，實物CAD模型的修改，零件的重新設計、有限元分析、誤差分析、數(shù)控加工指令生成及模具的設計和制造等。
7).快速成型制造技術
快速成型制造技術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。這項技術與零件的幾何復雜程度無關，具有復雜曲面形狀的產(chǎn)品制造更能顯示其優(yōu)越性。這種技術不僅能夠迅速制造出產(chǎn)品原型，還可以通過形狀復制，快速經(jīng)濟地制造出產(chǎn)品模具；從而避免了傳統(tǒng)制造的費時和耗成本，因而它在模具制造中發(fā)揮著重要作用。
8).全面質量管理技術
全面質量管理技術的核心思想是：企業(yè)的一切活動都圍繞著質量進行。不僅要求質量管理部門進行質量管理，還要求從企業(yè)最高決策者到一般員工均應參加到質量管理過程中。并且強調(diào)質量控制活動應包括從市場調(diào)研、產(chǎn)品規(guī)劃、產(chǎn)品開發(fā)、制造、檢測到售后服務等產(chǎn)品生命周期。
而隨著工業(yè)技術和科學技術的發(fā)展，產(chǎn)品對模具的要求越來越高，傳統(tǒng)的模具設計與制造方法已不能適應工業(yè)產(chǎn)品快速更新?lián)Q代和提高質量的要求，因此，發(fā)達國家從20世紀50年代就開始了模具CAD/CAM的技術研究。而且，CAD/CAM技術最早在冷沖模的設計中應用[3]。而 UG是當前世界上最先進和緊密集成的、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軟件被當今許多世界領先地制造商用來從事概念設計、工業(yè)設計、詳細的機械設計以及工程仿真和數(shù)字化制造等領域 。UG除了具有通用模塊之外，還提供各種專用模塊如計算機輔助設計模塊、板金設計加工模塊，模具設計加工模塊、管路設計布局模塊等。它的領先技術始終位于先進制造技術領域的前沿，反映了當前領域發(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：先落料拉深復合，后沖孔切邊復合。采用復合模生產(chǎn)。
方案三：采用級進模或多工位自動壓力機上生產(chǎn)。
其中，方案一模具結構簡單，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。方案二需要兩副復合模，結構復雜，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。方案三中的級進模比單工序模生產(chǎn)率高，減少了模具和設備的數(shù)量，工件精度較高，便于操作和實現(xiàn)生產(chǎn)自動化。對于特別復雜或孔邊距較小的沖壓件，用簡單?；驈秃夏_制有困難時，可用級進模逐步?jīng)_出。但級進模輪廓尺寸較大，制造較復雜，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軟件設計并繪制模具結構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，按照設計任務書的要求，為達到縮短生產(chǎn)周期，提高經(jīng)濟效益的目的，將盡量采用復合模來完成操作。
五．研究目標、主要特色及工作進度：
目標：本課題主要是經(jīng)過分析錐形蓋確定具體的工藝流程，制定先落料拉深復合，后沖孔切邊復合。采用復合模生產(chǎn)為最佳的工藝方案，并對其進行模具設計，以達到縮短生產(chǎn)周期，降低模具成本，提高經(jīng)濟效益，以增強企業(yè)的市場競爭力。
主要特色：在設計中將以AutoCAD為輔助工具完成模具的圖形制作為。
工作進度大致安排如下：
2月20日——3月27日?? 查閱文獻、熟悉相關軟件使用，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 沖模的結構型式及其主要零部件結構尺寸確定
4月04日——5月11日? 沖模的總裝圖設計
5月11日——5月24日 沖模的主要零件的工作圖設計
5月25日——6月02日 準備答辯
六、參考文獻：
[1] 郝濱海. 沖壓模具簡明設計手冊[S]. 北京：化學工業(yè)出版社，2004.11.
[2] 王嘉. 冷沖模設計與制造實例[C]. 北京：機械工業(yè)出版社，2009.7.
[3] 翁其金. 冷沖壓技術[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2000.11.
[4] 翁其金，徐新成. 沖壓工藝及沖模設計[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2004.7.
[5] 王伯平. 互換性與測量技術基礎[S]. 北京：機械工業(yè)出版社，2004.4。
[6] 沖模設計手冊編寫組. 沖模設計手冊[S]. 北京：機械工業(yè)出版社，2000.
[7] 王孝培. 實用沖壓技術手冊[S]. 北京：機械工業(yè)出版社，2001.3.
[8] 周大雋. 沖模結構設計要領與規(guī)范[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2006.