壓邊圈沖壓件成形復合模具設計與三維造型【三維SW】

壓邊圈沖壓件成形復合模具設計與三維造型【三維SW】,三維SW,壓邊圈,沖壓,成形,復合,模具設計,三維,造型,SW 揚州大學機械工程學院 畢業(yè)設計（論文）前期工作材料 學生姓名： 李 瑞 學號： 100007119 教 科 部： 機 械 制 造 專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化 設計（論文）題目： 沖壓件成形復合模具 設計與三維造型 指導老師： 李益民 材 料 目 錄 序號 名 稱 數(shù)量 備注 1 畢業(yè)設計（論文）選題、審題表 1 2 畢業(yè)設計（論文）任務書 1 3 畢業(yè)設計（論文）開題報告（含文獻綜述） 1 4 畢業(yè)設計（論文）外文資料翻譯（含原文） 1 5 畢業(yè)設計（論文）中期檢查表 1 2014年 2 月 17 日 揚州大學機械工程學院 本科生畢業(yè)設計（論文）選題、審題表 學 院 機械學院 選題教師 姓名 李益民 專 業(yè) 機械設計制造及其自動化 專業(yè)技術職務 副教授 申報課題名稱 沖壓件成形復合模具設計與三維造型 課題性質(zhì) A B C D E 課題來源 A B C D √ √ 課題簡介 根據(jù)給定冷沖壓件零件，設計一套含拉深工序的復合模具。使學生初步學會借助設計資料設計沖壓模具，掌握沖壓模具的設計步驟，模具設計資料的使用。 設計（論文） 要 求 （包括應具備的條件） 該課題主要完成沖壓件冷沖壓加工工藝設計、模具結(jié)構設計、主要零件三維造型及虛擬裝配。學生的要求：具有模具設計的基礎知識及三維CAD軟件應用。 課題預計 工作量大小 大 適中 小 課題預計 難易程度 難 一般 易 √ √ 所在專業(yè)審定意見： 負責人（簽名）： 年 月 日 院主管領導意見： 簽名： 年 月 日 說明：1、該表作為本科學生畢業(yè)設計（論文）課題申報時專用，由選題教師填寫，經(jīng)所在專業(yè)有關人員討論，負責人簽名后生效； 2、有關內(nèi)容的填寫見背面的填表說明，并在表中相應欄打“” 課題一旦被學生選定，此表須放在“畢業(yè)設計（論文）資料袋”中存檔。  填 表 說 明 1、該表的填寫只針對1名學生做畢業(yè)設計（論文）時選擇使用，如同一課題由2名及2名以上同學選擇，應在申報課題的名稱上加以區(qū)別（加副標題），并且在“設計（論文）要求”一欄上加以體現(xiàn)。 2“課題性質(zhì)”一欄： A、工程設計； B、實驗研究； C、軟件工程（如CAI課題等）； D、理論探討； E、其它。 3、“課題來源”一欄： A、自然科學基金與部、省、市級以上科研課題； B、企、事業(yè)單位委托課題； C、校、院（系）級基金課題； D、自擬課題。 4、“課題簡介”一欄： 主要指研究設計該課題的背景介紹及目的、意義。 5、“設計（論文）要求（包括應具備的條件）”一欄： 主要指本課題技術方面的要求，而“條件”指從事課題必須具備的基本條件（如儀器設備、場地、文獻資料等）。  揚州大學機械工程學院 畢業(yè)設計（論文）任務書 教 科 部： 機 械 制 造 專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化 學 生 姓 名： 李 瑞 學號： 100007119 畢業(yè)（論文）題目： 沖壓件成形復合模具 設計與零件三維造型 起 迄 日 期： 2014.2.17～2014.5.16 設計（論文）地點： 指 導 老 師： 李益民 專業(yè)負責人： 發(fā)任務書日期： 2014年 2 月 17 日  任務書填寫要求 1、畢業(yè)設計（論文）任務書由指導老師根據(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、學院分管領導簽字后生效。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統(tǒng)一設計的電子文檔標準格式（可在本學院網(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)的教科部及學院主管領導審批后方可重新填寫； 4、任務書內(nèi)有關“教科部”、“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，不能只寫最后2位或1位數(shù)字； 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“2005年3月21日”或“2005-03-21”。 畢業(yè)設計（論文）任務書 1．本畢業(yè)設計（論文）課題應達到的目的： 通過該課題的畢業(yè)設計可以使學生掌握沖壓模具設計的基本原理和方法，綜合運用本專業(yè)所學的專業(yè)基礎理論和專業(yè)知識分析和解決沖壓工藝和模具設計中的問題，著重培養(yǎng)學生的工程設計能力（主要包括設計、計算，繪圖及三維CAD軟件應用能力）以及獨立解決和分析問題的能力。 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)、技術要求、工作要求等）： 1）查閱文獻資料15篇以上、翻譯不少于五千印刷符的英文資料； 2）沖壓件（A）零件的工藝分析及沖壓工藝設計； 3）沖壓件（A）拉深復合模設計； 4）復合模主要零件的設計； 5）完成模具零件三維造型； 6）加工工藝及模具設計說明書。 畢業(yè)設計（論文）任務書 3．對本畢業(yè)設計（論文）課題成果的要求（包括畢業(yè)設計論文、圖表、實物樣品等）： 1）零件沖壓工藝規(guī)程； 一套 2）拉深復合模裝配圖 一套 3）復合模主要零件的零件圖，零件三維圖； 一套 4）沖壓工藝規(guī)程及模具結(jié)構設計說明書； 一份 5）翻譯不少于5000印刷符的英文資料。 一份 4．主要參考文獻： 1）《機械制造工藝裝備設計手冊》 李慶壽 寧夏人民出版社 2）《UG范例教程》 黃貴東 清華大學出版社 3）《PRO/ENGINEER 2001機械設計實例教程》 衛(wèi)朝富 中國鐵道出版社 4）《模具設計與制造簡明手冊》 馮炳堯 上海科學技術出版社 5）《機械制造工藝標準手冊》 張紀真 機械工業(yè)出版社 6）《中國模具設計大典》 中國機械工程協(xié)會 江西科學技術出版社 7）《沖壓模具結(jié)構與設計圖解》 （日）太田哲 國防工業(yè)出版社 8）《沖模結(jié)構圖冊》 9）《沖壓工藝學》 李碩本 機械工業(yè)出版社 10）汽車覆蓋件沖壓成形技術 崔令江 機械工業(yè)出版社 畢業(yè)設計（論文）任務書 5、本畢業(yè)設計（論文）課題工作進度計劃 起止日期 工 作 內(nèi) 容 2.17～3.2 3.3～3.23 3.24～4.13 4.14～4.27 4.28～5. 7 5.8～5.16 1）資料收集、翻譯 2周 2）編制冷沖壓零件的沖壓工藝規(guī)程 3周 包括沖壓件的工藝性分析，確定工序性質(zhì)、工序數(shù)目、工序順序及工序間半成品的尺寸，確定沖模結(jié)構形式，選定沖壓設備，進行必要的工藝計算并對沖壓設備進行校核等。 3）沖模總體設計 3周 繪制沖模（總體）草圖，初步確定沖模外形尺寸。 4）完成裝配總圖 2周 5）主要零部件設計 1.5周 設計各零部件具體結(jié)構，繪零件圖；并完成零件三維造型及模擬裝配。 6）整理設計說明書。 1.5周 所在專業(yè)審核意見： 負責人： 年 月 日 學院意見： 院長： 年 月 日 揚州大學機械工程學院 畢業(yè)設計（論文）開題報告 學 生 姓 名： 李 瑞 學號： 100007119 專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化 設計（論文）題目：沖壓件成形復合模具設計與三維造型 指 導 老 師： 李益民 2012年 月 日  開題報告填寫要求 1、開題報告（含“文獻綜述”）作為畢業(yè)設計（論文）答辯委員會對學生答辯資格審核的依據(jù)材料之一。此報告應在指導老師的指導下，由學生在畢業(yè)設計（論文）工作前期內(nèi)完成，經(jīng)指導教師簽署意見及所在專業(yè)的教科部審核后生效； 2、開題報告內(nèi)容必須用黑墨水筆工整書寫或按統(tǒng)一設計的電子文檔標準格式（可從本學院網(wǎng)頁上下載）打印，禁止打印在其它紙上后剪貼，完成后應及時交給指導教師簽署意見； 3、“文獻綜述”應按論文的格式成文，并直接書寫（或打?。┰诒鹃_題報告第一欄目內(nèi)，學生寫文獻綜述的參考文獻應不少于15篇（不包括辭典、手冊）； 4、有關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“2005年3月21日”或“2005-03-21”。 畢業(yè)設計（論文）開題報告 1．結(jié)合畢業(yè)設計（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻資料，每人撰寫2000字左右的文獻綜述： 文 獻 綜 述 一.沖壓模具制造 沖壓模具成形作為現(xiàn)代工業(yè)中一種十分重要的加工方法，用以生產(chǎn)各種板料零件，具有很多獨特的優(yōu)勢，其成形零件具有自重輕、剛度大、強度高、互換性好、成本低、生產(chǎn)過程便于實現(xiàn)機械自動化及生產(chǎn)效率高等優(yōu)點，是一種其他加工方法所不能相比和不可替代的先進制造技術，在制造業(yè)中具有很強的競爭力，被廣泛應用于汽車、能源、機械、信息、航天航天、國防工業(yè)和日常生活的生產(chǎn)之中。就拿我們?nèi)粘Ｉ钪惺褂玫牟讳P鋼飯缸來說，它就是用一塊圓形金屬板料在壓床上利用模具對圓形板料加壓而沖出來的?？梢娢覀冎挥姓嬲牧私夂驼莆諞_壓知識才能夠?qū)⒛＞咴O計應用到以后的制造去。 二.行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與發(fā)展方向 現(xiàn)代壓模具生產(chǎn)沖時一種大規(guī)模繼續(xù)作業(yè)的制造方式，由于高新技術的參與和介于，沖壓生產(chǎn)方式由初期的手工操作逐步進化為集成制造。生產(chǎn)過程逐步實現(xiàn)機械化、自動化并且正在向智能化、集成化的方向發(fā)展。實現(xiàn)自動化沖壓作業(yè)，體現(xiàn)安全、高效、節(jié)材等優(yōu)點，已經(jīng)是沖壓模具的生產(chǎn)的發(fā)展方向。 (1)全面推廣CAD/CAM/CAE技術 模具CAD/CAM/CAE技術是模具制造設計的發(fā)展方向，隨著微軟計算機的發(fā)展和進步，普及CAD/CAM/CAE技術的條件已基本成熟，各企業(yè)將加大CAD/CAM技術培訓和技術服務的力度；進一步擴大CAE技術的應用范圍。計算機和網(wǎng)絡的發(fā)展正使CAD/CAM/CAE技術跨區(qū)域、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 國外近幾年發(fā)展高速銑削加工，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。高速銑削加工技術的發(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、智能化和集成化方向發(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)得到成功應用。 (4)電火花銑削加工 電火花銑削加工這是一種代替?zhèn)鹘y(tǒng)的用成型電極加工型腔的新技術，它是有高速旋轉(zhuǎn)的簡單的管狀電極做三維或二維輪廓加工，因此不在需要制作復雜的成型電極，這顯然是電火花成形加工領域的重大發(fā)展。國外已有使用這種技術的機床在模具加工中應用。預計這一技術將得到發(fā)展。 (5)提高模具標準化程度 我國模具標準化程度正在不斷提高，估計目前我國模具標準件使用覆蓋率已達到30%左右。國外發(fā)達國家一般在80%左右。 (6)優(yōu)質(zhì)材料及先進表面處理化技術 選用優(yōu)質(zhì)鋼材和應用相應表面的表面處理技術來提高模具壽命就顯的十分必要。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發(fā)展工藝先進的氣相沉積（TiN、TiC等）、等離子噴涂等技術。 (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 這是我國長遠發(fā)展的目標。模具自動加工系統(tǒng)應有多臺機床合理組合；配有隨行定位夾具或定位盤；有完整的機具、刀具數(shù)控庫；有完整的數(shù)控柔性同步系統(tǒng)；有質(zhì)量檢測控制系統(tǒng)。 三.沖壓模具的重要意義： 模具的產(chǎn)生是工業(yè)界的一場革命，目前在電子、汽車、電機、儀器儀表等工業(yè)產(chǎn)品中，大多數(shù)都依靠模具進行成型。模具成型具有高精度、高復雜性、高一致性以及高生產(chǎn)率、低消耗的特點，是其他價格制造方法無法比擬的。我國很重視模具的發(fā)展，目前模具剛也正向大型、精密、復雜、高效、長壽命和多功能的方向發(fā)展。模具在很大程度上決定了產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和開發(fā)能力，因此進行模具知識的深入學習很有必要。 四.課題解析 1，材料 制造沖壓模具的材料有鋼材、硬質(zhì)合金、鋼結(jié)硬質(zhì)合金、鋅基合金、低熔點合金、鋁青銅、高分子材料等等。目前制造沖壓模具的材料絕大部分以鋼材為主，常用的模具工作部件材料的種類有：碳素工具鋼、低合金工具鋼、高碳高鉻或中鉻工具鋼、中碳合金鋼、高速鋼、基體鋼以及硬質(zhì)合金、鋼結(jié)硬質(zhì)合金等等。 當被沖壓加工的材料較硬或變形抗力較大時，沖模的凸、凹模應選取耐磨性好、強度高的材料。拉深不銹鋼時，可采用鋁青銅凹模，因為它具有較好的抗粘著性。而導柱導套則要求耐磨和較好的韌性，故多采用低碳鋼表面滲碳淬火。又如，碳素工具鋼的主要不足是淬透性差，在沖模零件斷面尺寸較大時，淬火后其中心硬度仍然較低，但是，在行程次數(shù)很大的壓床上工作時，由于它的耐沖擊性好反而成為優(yōu)點。對于固定板、卸料板類零件，不但要有足夠的強度，而且要求在工作過程中變形小。另外，還可以采用冷處理和深冷處理、真空處理和表面強化的方法提高模具零件的性能。對于凸、凹模工作條件較差的冷擠壓模，應選取有足夠硬度、強度、韌性、耐磨性等綜合機械性能較好的模具鋼，同時應具有一定的紅硬性和熱疲勞強度等。 2．生產(chǎn)方式對比 1)鑄造： 鑄造工藝由于其成本較低，不僅如此，由于工藝的特殊性，鑄件的形狀可以做的很復雜。有這些優(yōu)點的同時，鑄造的弊端也是很明顯的。鑄造的效率很低，從造型到出模的周期較長，所以對于批量較大的零件不是很適合。接著，鑄件與沖壓件相比，其精度很低。在后期的機加工部分，要花費更多的工時，當然也浪費了更多的材料。另外，整個鑄造過程會產(chǎn)生很多的污染物，不利于工作人員的身體以及整個生態(tài)環(huán)境。 2)沖壓： 沖壓的效率相較于鑄造來說就高得多，很適合大批量生產(chǎn)。雖然模具的投入成本很大，但是成型快、出件快，生產(chǎn)周期就會短很多。沖壓件的精度比鑄件的也高出不少，雖然某些鑄造方法產(chǎn)出的鑄件精度也很高，但相應的成本也會提高。另外，沖壓較鑄造真的是環(huán)保不少。同樣的，沖壓也存在很多局限性。例如對材料的限制，沖壓對材料有拉伸性能的要求。另外，零件的各部位厚度相當才可以用沖壓進行生產(chǎn)。還有就是，模具投入的成本比較大。 參考文獻 [1]《沖壓工藝理論與新技術》[M].北京：機械工藝出版社，2011.11李碩本等編著. [2]《沖壓工藝學 機械工業(yè)出版社》，1999肖景榮等編著. [3]《模具技術現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢綜述[J].模具制造》.2005李大鑫，張秀錦. [4]《模具CAD/CAM/CAE的發(fā)展概況及趨勢[J].模具工業(yè)》，2005（7）李德群，肖祥芷 [5]《沖壓制造與模具設計[M]》.北京.機械工業(yè)出版社，1998.5姜奎華主編 [6]《模具設計指導[M]》．機械工業(yè)出版社，2003. 30-35史鐵梁 [7]《機械制造工藝裝備設計手冊》 李慶壽 寧夏人民出版社 [8]《UG范例教程》 黃貴東 清華大學出版社 [9]《PRO/ENGINEER 2001機械設計實例教程》 衛(wèi)朝富 中國鐵道出版社 [10]《模具設計與制造簡明手冊》 馮炳堯 上?？茖W技術出版社 [11]《機械制造工藝標準手冊》 張紀真 機械工業(yè)出版社 [12]《中國模具設計大典》 中國機械工程協(xié)會 江西科學技術出版社 [13]《沖壓模具結(jié)構與設計圖解》 （日）太田哲 國防工業(yè)出版社 [14]《沖模結(jié)構圖冊》 [15]《沖壓工藝學》 李碩本 機械工業(yè)出版社 [16]汽車覆蓋件沖壓成形技術 崔令江 機械工業(yè)出版社 畢業(yè)設計（論文）開題報告 2．本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段（途徑）： 本次設計按照工藝分析——工藝方案確定——模具結(jié)構設計的思路進行。 1)設計的目的 學習如何利用已有知識進行模具的設計，了解模具設計的一般步驟。熟悉模具設計過程中經(jīng)常遇到的問題，并學習相關的解決方法。 2)設計的要求 2.1對沖壓知識進行更深的理解 2.2運用課本知識，具備獨立完成基本沖壓模具設計的能力 2.3進一步提高設計、計算能力，熟悉基本模具設計工藝 2.4具備運用三維軟件進行造型的能力 3)設計工作規(guī)劃 3.1熟悉零件圖，分析加工該零件所需要的工藝過程 3.2了解沖裁及拉伸工藝的基本知識 3.3進一步分析零件，確定沖壓工序 3.4論證工序可行性，并進行再論證，直到工序滿足加工要求，并進行優(yōu)化 3.5根據(jù)工序進行每一步工序的參數(shù)計算，撰寫說明書草稿 3.6根據(jù)參數(shù)對模具外形和尺寸進行設計 3.7熟悉模具標準圖冊，對模具進行草圖繪制 3.8與老師討論模具結(jié)構合理性，并進行模具結(jié)構圖繪制 3.9模具圖繪制完成，進行相應的三維造型 4)初步工藝計算過程 4.1初算毛坯直徑 首先要利用沖裁加工得到毛坯，毛坯的形狀為圓形。毛坯的直徑大小按照等面積法，根據(jù)零件尺寸進行計算。最后加上修邊余量，得到最終的毛坯尺寸。 4.2計算拉伸相對高度 根據(jù)公式 求出拉伸相對高度，從而進步一確認是否可以一次拉伸成形。 4.3確定一次或多次成形 根據(jù)毛坯相對厚度以及凸緣相對直徑進行查表，查得第一次拉伸的最大相對高度 。 將之前計算出的拉伸相對高度與該值進行比較。如果，可以一次拉伸成形； 如果,多次拉伸成形。 4.4確定拉伸次數(shù) 可一次拉伸的就為一次，需要多次拉伸的可以查表或利用公式計算得到拉伸次數(shù)。 4.5確定拉伸系數(shù) 第一次拉伸系數(shù)以及以后各次拉伸系數(shù)均可由表格查出。 4.6確定各次拉伸直徑及拉伸高度 拉伸直徑由公式算出，拉伸高度也可由公式算出。 4.7計算拉伸總工藝力 總工藝力是拉深力和壓邊力的和，所以得提前計算出拉深力和壓邊力的大小。 4.8拉伸速度 拉伸速度因材料而異，可由表格查出對應值。 5)模具的初步設計 5.1模具結(jié)構的選擇 5.2凸凹模結(jié)構的設計 5.3凸凹模圓角半徑的計算 5.4凸凹模間隙的計算 5.5凸凹模徑向尺寸的計算 5.6凸凹模制造公差的選擇 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： 指導老師： 年 月 日 所在專業(yè)審查意見： 負責人： 年 月 日 揚州大學機械工程學院 畢業(yè)設計（論文）外文資料翻譯 教 科 部： 專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化 姓 名： 李瑞 學 號： 100007119 外 文 出 處： （用外文寫） 附 件： 指導老師評語 簽 名： 年 月 日 注：請將該封面與附件裝訂成冊。 揚州大學機械工程學院畢業(yè)設計（論文）中期檢查表 學生姓名 學號 指導教師 選題情況 課題名稱 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