端盖冲孔落料复合模具设计开题报告

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开题报告一、选题的依据及意义模具是制造业的重要工艺基础，在我国，模具制造属于专用设备制造业。中国虽然很早就开始制造模具和使用模具，但长期未形成产业。直到 20 世纪 80 年代后期,中国模具工业才驶入发展的快车道。近年，不仅国有模具企业有了很大发展，三资企业、乡镇（个体）模具企业的发展也相当迅速。模具作为一种高附加值和技术密集型产品,其技术水平的高低已经成为一个国家制造业水平的重要标志之一。因此我选择了模具设计的课题，即设计一副能够生产端盖的模具，并且结构合理、能保证制品的精度、表面质量。在设计中能熟练使用 PRO/E、AUTOCAD 等机械、模具相关绘图软件。二、国内外研究现状及发展趋势（含文献综述）1 国内方面：模具生产技术水平的高低，已成为衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志，因为模具在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。中国经济的高速发展对模具工业提出了越来越高的要求，也为其发展提供了巨大的动力。近 10 年来，中国模具工业一直以每年 15%左右的增长速度快速发展。但与发达国家相比，中国模具工业无论在技术上，还是在管理上，都存在较大差距。特别在大型、精密、复杂、长寿命模具技术上，差距尤为明显。中国每年需要大量进口此类模具，在模具产品结构上，中低档模具相对过剩，市场竞争加剧价格偏低，降低了许多模具企业的效益。而中高档模具能力不足，模具的开发能力较弱，技术人才严重不足，科研开发和技术攻关投入少等一系列问题，严重制约了中国模具行业的发展。 由于近年市场需求的强大拉动，中国模具工业高速发展，市场广阔，产销两旺。2003 年我国模具产值达到 450 亿元人民币以上，约折合 50 多亿美元，按模具总量排名，中国紧随日本、美国其后，位居世界第三。中国模具已涵盖了各种用于金属和非金属成形的特殊装备，被分为 10 大类、46 小类。1996 年至 2002 年间，中国模具制造业的产值年平均增长 14%左右，2003 年增长 25%左右，广东、江苏、浙江、山东等模具发达地区的增长在 25%以上。近两年，我国的模具技术有了很大的提高，生产的模具有些已接近或达到国际水平。2003 年模具出口 3.368 亿美元，比上年增长在 33.5%，形势喜人。 总的来看，我国技术含量低的模具已供过于求，市场利润空间狭小，而技术含量较高的中、高档模具还远不能适应国民经济发展的需要，精密、复杂的冲压模具和塑料模具、轿车覆盖件模具、电子接插件等电子产品模具等高档模具仍有很大一部分依靠进口。近五年来，我国平均每年进口模具约 11.2 亿美元，2003 年就进口了近 13.7亿美元的模具，这还未包括随设备和生产线作为附件带进来的模具。中国现有模具企业超过 2 万家，从业人数 50 多万人。中国的模具生产目前主要集中在华南和华东，大约占了全国模具制造业产值和销售额的三分之二，每年平均增长在 20%左右。2 国外方面：我国模具生产厂中多数是自产自配的工模具车间（分厂） ，自产自配比例高达 60%左右，而国外模具超过 70%属商品模具。专业模具厂大多是“大而全” 、 “小而全”的组织形式，而国外大多是“小而专” 、 “小而精” 。国内大型、精密、复杂、长寿命的模具占总量比例不足 30%，而国外在 50%以上。2004 年，模具进出口之比为 3.7﹕1，进出口相抵后的净进口额达 13.2 亿美元，为世界模具净进口量最大的国家。3、未来冲压模具制造技术发展趋势模具技术的发展应该为适应模具产品“交货期短” 、 “精度高” 、 “质量好” 、 “价格低”的要求服务。达到这一要求急需发展如下几项：(1)全面推广 CAD/CAM/CAE 技术模具 CAD/CAM/CAE 技术是模具设计制造的发展方向。随着微机软件的发展和进步，普及 CAD/CAM/CAE 技术的条件已基本成熟，各企业将加大 CAD/CAM 技术培训和技术服务的力度；进一步扩大 CAE 技术的应用范围。计算机和网络的发展正使 CAD/CAM/CAE 技术跨地区、跨企业、跨院所地在整个行业中推广成为可能，实现技术资源的重新整合，使虚拟制造成为可能。(2)高速铣削加工国外近年来发展的高速铣削加工，大幅度提高了加工效率，并可获得极高的表面光洁度。另外，还可加工高硬度模块，还具有温升低、热变形小等优点。高速铣削加工技术的发展，对汽车、家电行业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、集成化方向发展。(3)模具扫描及数字化系统高速扫描机和模具扫描系统提供了从模型或实物扫描到加工出期望的模型所需的诸多功能，大大缩短了模具的在研制制造周期。有些快速扫描系统，可快速安装在已有的数控铣床及加工中心上，实现快速数据采集、自动生成各种不同数控系统的加工程序、不同格式的 CAD 数据，用于模具制造业的“逆向工程” 。模具扫描系统已在汽车、摩托车、家电等行业得到成功应用，相信在“十五”期间将发挥更大的作用。(4)电火花铣削加工电火花铣削加工技术也称为电火花创成加工技术，这是一种替代传统的用成型电极加工型腔的新技术，它是有高速旋转的简单的管状电极作三维或二维轮廓加工(像数控铣一样)，因此不再需要制造复杂的成型电极，这显然是电火花成形加工领域的重大发展。国外已有使用这种技术的机床在模具加工中应用。预计这一技术将得到发展。(5)提高模具标准化程度我国模具标准化程度正在不断提高，估计目前我国模具标准件使用覆盖率已达到30%左右。国外发达国家一般为 80%左右。(6)优质材料及先进表面处理技术选用优质钢材和应用相应的表面处理技术来提高模具的寿命就显得十分必要。模具热处理和表面处理是否能充分发挥模具钢材料性能的关键环节。模具热处理的发展方向是采用真空热处理。模具表面处理除完善应发展工艺先进的气相沉积(TiN、TiC 等)、等离子喷涂等技术。(7)模具研磨抛光将自动化、智能化模具表面的质量对模具使用寿命、制件外观质量等方面均有较大的影响，研究自动化、智能化的研磨与抛光方法替代现有手工操作，以提高模具表面质量是重要的发展趋势。(8)模具自动加工系统的发展这是我国长远发展的目标。模具自动加工系统应有多台机床合理组合；配有随行定位夹具或定位盘；有完整的机具、刀具数控库；有完整的数控柔性同步系统；有质量监测控制系统。三、本课题研究内容这次设计的任务是设计端盖的一副模具，并绘出模具装配图、模具零件图以及编写设计说明书。 首先我们需要知道模具在加工中的作用和设计的基本要求。模具的作用是将压力机的作用力通过模具传递给金属板料，在其内部产生使之变形的内力，使板料毛坯发生变形，从而获得满足一定性能要求的及符合所需尺寸及形状的制品。在生产实际中,模具的作用在于保证冲件的质量、提高生产率和降低成本等。为此除了采用行之有效的工艺手段、进行正确的模具设计及选择合理的模具结构之外，还必须满足以下几个要求：①制造精度高 ②操作性能良好 ③使用寿命长④制造周期短⑤模具成本低。 对于端盖，它属于不带凸缘圆筒型件，从结构上我们可以得知需要落料、冲孔、拉深三个工序过程，本设计只需完成冲孔落料两道工序。从零件的工艺性分析可以看出此零件的压力中心不在零件中心上，所以这本设计中需要重点分析的地方。其次对于零件是否可以成型方面也要进行详细的计算和核算校核,再有对模具结构和压力机的选择也是重点。在模具零件的结构设计上，也需要注意很多细小而不可忽视的问题。对于整个设计过程可以按以下的方法来设计计算。1、取得必要的资料 ① 取得注明具体技术要求的产品零件图。 ② 收集工件加工的工艺工艺过程卡片。 ③ 了解工件的生产批量。 ④ 确认工件原材料的规格及毛坯情况。⑤ 熟悉冲压车间的设备和情况2、确定工艺方案 ① 对零件进行工艺性分析。② 根据工艺计算，确定工序数目。③ 根据生产批量、尺寸大小、精度要求选择合理的加工方案。3、进行必要的工艺计算。① 设计材料的排样和计算毛坯尺寸。 ② 计算落料力、卸料力和顶件力等。③ 计算或估算模具各主要零件的厚度。④ 计算凸、凹模的工作部分尺寸。4、模具的总体设计 在上述分析计算的基础上，进行模具的结构的总体设计，估算出外形尺寸。5、模具主要零部件的结构设计 ① 工作部分零件的设计。 （凸模、凹模、凸凹模等）② 定位零件的设计。 （挡料销）③ 卸料零件的设计。 （卸料板）④ 导向零件的设计。 （导柱、导套）6、选定冲压设备① 压力机的标称压力必须大于冲压的工艺力。② 压力机的装模高度必须符合模具的闭合高度的要求。③ 压力机的行程要符合要求。7、绘制模具总图 ① 主视图② 俯视图③ 工件图④ 排样图⑤ 列出明细表⑥ 技术要求及说明8、 绘制各非标准件的零件图9、分析一个主要零件的加工工艺路线。四、本课题研究方法运用文献分析法、文本细读法、比较法、综合分析法等进行研究五、研究目标、主要特色（创新）及工作进度研究目标：1．用本专业所学课程的理论和生产实际知识，进行一项冷冲模设计工作的实际训练，从而培养和提高独立工作的能力。 2．和扩充“冷冲模设计”课程所学内容，掌握冷冲压模具设计的方法和步骤。 3．握冷冲压模具设计的基本知识。如计算、绘图、查阅设计资料和手册，熟悉标准和规范等。主要特色：①制造精度高 ②操作性能良好 ③使用寿命长 ④制造周期短 ⑤模具成本低。工作进度：1．撰写开题报告，指导教师审核2015 年 12 月 15 日-2015 年 12 月 25 日2．完成初稿，指导教师修改、审核2016 年 1 月-2016 年 2 月3．完成二稿，指导教师修改、审核，毕业设计中期检查2016 年 3 月-2016 年 4 月4．毕业设计定稿，指导教师修改、审核提交论文，准备答辩2016 年 5 月初-2016 年 5 月中旬六、主要参考文献[1] 李奇.模具设计与制造 第 3 版[M].北京: 人民邮电出版社, 2014 年 5 月[2] 魏春雷 朱三武 章南.模具专业毕业设计手册[M].天津: 天津大学出版社, 2010年 1 月[3] 李名望.冲压模具设计与制造技术指南[M].北京: 化学工业出版社, 2008 年 08 月[4] 周大隽.冲模结构设计要领与范例[M].北京: 机械工业出版社, 2006 年 08 月