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湖南工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告
題 目
電極板沖孔模設(shè)計
學(xué)生姓名
曾 威
班級學(xué)號
212070328
專業(yè)
材料成型及控制工程
一、課題的目的和意義:
沖壓加工作為一個行業(yè),在國民經(jīng)濟的加工行業(yè)中占有重要地位。根據(jù)統(tǒng)計,沖壓件在各個行業(yè)中均占有相當(dāng)大的比重,尤其在汽車、電機、儀表、軍工、家電等方面所占比重更大。采用沖壓模具生產(chǎn)零部件,具有生產(chǎn)效益高,質(zhì)量好,成本低,節(jié)約能源和原料等一系列優(yōu)點,它已成為當(dāng)代工業(yè)生產(chǎn)中的重要手段和工藝發(fā)展方向。
模具工業(yè)已被我國正式確定為基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè),早在“十五”期間就被列為重點扶持產(chǎn)業(yè)。從1997年開始,我國模具工業(yè)產(chǎn)值超過了機床工業(yè)產(chǎn)值。因此模具對國民經(jīng)濟和社會發(fā)展起著舉足輕重的作用。
冷擠壓是一種先進的少無切削加工工藝之一。它是在常溫下,使固態(tài)的金屬在巨大壓力和一定的速度下,通過模腔產(chǎn)生塑性變形而獲得一定形狀零件的一種加工方法。冷擠壓的工藝過程是:先將經(jīng)處理過的毛坯料放在凹模內(nèi),借助凸模的壓力使金屬處于三向受壓應(yīng)力狀態(tài)下產(chǎn)生塑性變形,通過凹模的下通孔或凸模與凹模的環(huán)形間隙將金屬擠出。它是一種在許多行業(yè)廣泛使用的金屬壓力加工工藝方法。
冷擠壓過程的關(guān)鍵問題是想法降低材料的變形抗力,提高模具的承載能力。
本次畢業(yè)設(shè)計,指導(dǎo)老師給我安排的是萬向節(jié)軸套反擠壓模設(shè)計。經(jīng)過回顧大學(xué)所學(xué)的專業(yè)知識,參考相關(guān)文獻資料,以及指導(dǎo)老師指導(dǎo)之后,我初步理清了本次設(shè)計的基本思路,掌握了有關(guān)畢業(yè)設(shè)計的基本方法。希望通過完成本次設(shè)計,我能更好地了解模具設(shè)計過程,進一步的掌握模具的相關(guān)結(jié)構(gòu),為今后步入模具行業(yè)打好堅實基礎(chǔ)。
二、文獻綜述
1、中國沖壓模具的發(fā)展現(xiàn)狀
中國沖壓模具的發(fā)展現(xiàn)狀改革開放帶了我國的經(jīng)濟進入高速發(fā)展的時期,模具的市場的需求量也進一步的增加。模具行業(yè)也一直以15%左右的增速再發(fā)展。因此帶來的模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分的巨大變化,一些國有專業(yè)模具廠也如雨后春筍般的建立起來,同時也帶來了以集體、獨資、私營和合資等形式的快速發(fā)展。
賦有“模具之鄉(xiāng)”的浙江寧波和黃巖地區(qū)是現(xiàn)今我國規(guī)模最大的兩個地方;廣東地區(qū)也漸漸掀起了開建模具廠的浪潮;其中科龍、康佳等集團紛紛建立了自己的模具制造中心;中外合資或是外商獨資形式的模具企業(yè)現(xiàn)也有幾千家。
近年許多模具企業(yè)加大了用于技術(shù)進步的投資力度,將技術(shù)進步視為企業(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。
例如,吉林大學(xué)汽車覆蓋件成型技術(shù)所獨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)國家重點實驗室開發(fā)的注塑模、汽車覆蓋件模具和級進模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口。
2、中國沖壓模具的發(fā)展方向
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)。達到這一要求急需發(fā)展如下幾項:
(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。隨著微機軟件的發(fā)展和進步,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;進一步擴大CAE技術(shù)的應(yīng)用范圍。計算機和網(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。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)件使用覆蓋率已達到30%左右。國外發(fā)達國家一般為80%左右。
(6)優(yōu)質(zhì)材料及先進表面處理技術(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)展這是我國長遠發(fā)展的目標(biāo)。模具自動加工系統(tǒng)應(yīng)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)量監(jiān)測控制系統(tǒng)。
我國沖壓模具與發(fā)達國家企業(yè)之間的差距不小,因此要發(fā)揮整體優(yōu)勢和綜合競爭力,要加強統(tǒng)籌協(xié)調(diào)、完善合作機制,創(chuàng)造性地工作。也需要加大對模具相關(guān)專業(yè)人才的綜合素質(zhì)培訓(xùn)投入。
三、設(shè)計任務(wù)書
1、課題名稱
課題名稱為萬電極板沖孔模設(shè)計,電極板如上圖所示;材料為10鋼,料厚5mm,小批量生產(chǎn)。
2、設(shè)計內(nèi)容與步驟
(1)沖壓零件的工藝性分析:材料的擠壓性能分析、結(jié)構(gòu)形狀工藝性分析、尺寸的工藝性分析、精度的工藝性分析等。
(2)沖壓工藝的總體方案的分析和確定:單工序模方案、復(fù)合模方案、級進模方案的對比,最終確定的方案;
(3)基于所確定的總體方案,進行排樣設(shè)計:擬定工位數(shù)、各工位的沖壓性質(zhì)和沖壓順序,繪制板料的排樣圖;
(4)基于總體方案和排樣方案,進行工藝計算,如:凸凹模尺寸及偏差、間隙、變形力、壓力中心、卸料力等計算;
(5)模具關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的方案設(shè)計:凸凹模結(jié)構(gòu)形式、導(dǎo)向、導(dǎo)料、定位、卸料等;
(6)模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計與確定:基于上述內(nèi)容,設(shè)計并確定模具總體結(jié)構(gòu),描述模具的工作原理和工藝動作,并繪制二維裝配圖和相應(yīng)的三維圖;
(7)選擇合理的沖壓設(shè)備(考慮設(shè)備噸位與變形力的吻合、沖壓封閉高度與設(shè)備裝模高度的吻合、模具的平面尺寸與設(shè)備工作臺面尺寸的吻合等);
(8)進行模具零件的詳細設(shè)計:確定模具中的標(biāo)準(zhǔn)件(聯(lián)結(jié)零件:螺釘、銷釘、彈性元件等)的型號和數(shù)量,對模具中的非標(biāo)準(zhǔn)件進行詳細的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計,繪制相應(yīng)的二維零件圖;
(9)編制模具中主要零件的制造工藝方案和加工方法;
(10)撰寫設(shè)計說明書;
(11)所有設(shè)計文檔、資料的整理、收尾、答辯。
3、繪圖任務(wù)
(1) 模具總裝配圖
(2) 模具零件圖
(3) 模具總成三維圖(可選)
(4) 模具主要零件三維圖(可選)
四、設(shè)計過程進度計劃
(1)第五周(2011-3-21~2011-3-27):完成以下航設(shè)計內(nèi)容中的“1-2”
(2)第六周(3-28~4-3):完成以上設(shè)計內(nèi)容的“3-5”
(3)第七八周(4-4~4-17):完成以上設(shè)計內(nèi)容的“6-7”
(4)第九十周(4-18~5-1):完成以上設(shè)計內(nèi)容的“8”
(5)第十一、十二周(5-2~5-15):完成以上設(shè)計內(nèi)容中的“9”
(6)第十三、十四周(5-16~5-29):完成以上設(shè)計內(nèi)容中的“10”
(7)第十五周(5-30~6-5):完成以上設(shè)計內(nèi)容中的“11”
指導(dǎo)教師批閱意見
指導(dǎo)教師(簽名): 年 月 日
湖南工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(論文)工作中期檢查表
題目
電極板沖孔模設(shè)計
學(xué)生姓名
張亮
班級學(xué)號
212070352
專業(yè)
材料成型及控制工程
指
導(dǎo)
教
師
填
寫
學(xué)生開題情況
學(xué)生調(diào)研及查閱文獻情況
畢業(yè)設(shè)計(論文)原計劃有無調(diào)整
學(xué)生是否按計劃執(zhí)行工作進度
學(xué)生是否能獨立完成工作任務(wù)
學(xué)生的英文翻譯情況
學(xué)生每周接受指導(dǎo)的次數(shù)及時間
畢業(yè)設(shè)計(論文)過程檢查記錄情況
學(xué)生的工作態(tài)度在相應(yīng)選項劃“√”
□認(rèn)真
□一般
□較差
尚存在的問題及采取的措施:
指導(dǎo)教師簽字: 年 月 日
系部意見:
負(fù)責(zé)人簽字:
年 月 日
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