中页板零件冲压模具毕业设计开题报告

毕业设计（论文）开题报告题目中页板零件冲压工艺及模具设计专业名称机械设计制造及其自动化班级学号078105232学生姓名冼振源指导教师陈为国填表日期2011年3月29日一、选题的依据及意义设计的主要目的是通过对产品的分析设计适合的模具，利用安装在压力机上的冲模对金属板材进行塑性变形加工以得到符合设计要求和使用要求的产品零件；检验对所学相关课程理论、技能的理解程度；培养理论联系实际的良好作风。设计的主要意义是通过此次设计了解设计冲压模的一般程序，了解相关的理论知识并加以应用和巩固；熟练的运用有关技术资料，如冷冲模国家标准、模具设计与制造简明手册、冷冲压模具结构图册及其他有关规范等；初步的掌握设计冷冲压模具的能力，为将来的工作打下初步的基础。二、国内外研究概况及发展趋势（含文献综述）随着制造行业的发展，材料加工方法也随着发展，其中冷冲压加工方法在制造行业得到了广泛的发展，特别在汽车制造行业。随着冷冲压加工方法的应用，许多汽车零件的外形和精度得到了改善。侧减震片的加工方法也得到了发展，最后由冷冲压加工而成。最近的几年里，冷冲压加工方法得到了广泛的发展。冷冲压（COLDPRESSING）是建立在金属塑性变形的基础上，在常温下利用安装在压力机上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得一定形状、尺寸和性能的零件的一种加工方法。在冷加工中，将材料（金属或非金属）加工成零件（或半成品）的一种特殊工艺装备，称为冷冲压模具（俗称冷冲模）。冷冲模在实现冷冲压加工中是必不可少的工艺装备，没有先进的模具技术，先进的冲压工艺就无法实现。随着国民经济的高速发展、冲压技术的发展和新型模具材料的不断研究开发，市场对模具的需求量不断增长，模具的结构也发生了一定的变化，对模具的制造，装配等都有了很大的影响。近年来，模具工业一直以15左右的增长速度快速发展。模具是机械制造业中技术先进、影响深远的重要工艺装备,具有生产效率高、材料利用率高、制件质量优良、工艺适应性好等特点,被广泛应用于汽车、机械、航天、航空、轻工、电子、电器、仪表等行业。中国模具的“珠江三角洲、长江三角洲和以成都/重庆为代表的西部模具”三足鼎立局面已经基本形成，然而与国际先进水平相比,中国的模具行业的差距不仅表现在精度差距大、交货周期长等方面,模具寿命也只有国际先进水平的50左右,大型、精密、技术含量高的轿车覆盖件冲压模具和精密冲裁模具,每年都需要花费大量资金进口。一、经过几十年的发展,我国的冲压模具行业获得了飞速发展,具体体现在1辅助设计/加工/工程技术得到广泛使用,模具总量名列世界第三位。2大型模具企业拥有高速数控加工/加工中心/数控机床等先进的加工工艺与装备,可以开展RP/RT或模具逆向工程工作,硬件装备已经站在了与世界基本同步的水平线上。3在冲模的表面精整加工技术方面,开展了积极探索、积累了一些经验。（4）以汽车覆盖件为代表的大型、复杂、精密冲压模具,采用CAD/CAM/CAE软件进行三维设计和模拟,减少试模时间和缩短周期。借助高速、精密的加工设备加工生产,获得良好的尺寸精度和表面粗糙度,用新型的研磨或抛光方法代替传统的手工研磨抛光,提高模具质量1。这些都代表了冲压模具发展的趋势。例如，吉林大学汽车覆盖件成型技术所独立研制的汽车覆盖件冲压成型分析KMAS软件，华中理工大学模具技术国家重点实验室开发的注塑模、汽车覆盖件模具和级进模CAD/CAE/CAM软件，上海交通大学模具CAD国家工程研究中心开发的冷冲模和精冲研究中心开发的冷冲模和精冲模CAD软件等在国内模具行业拥有不少的用户。二、国际模具制造业的技术特点如下（1）产品专业化车身模具企业向专业化发展，如德国大众公司模具厂、奥迪公司模具厂、SCHULLER公司，意大利COMAU公司，美国AUTODIE、SECKLY，日本丰田公司模具厂、荻原公司、富士公司，韩国现代汽车模具中心等。有的专业制造整体侧围模具，有的专业生产四门模具，有的专门生产地板及结构件模具。模具向多工位自动化以及级进模方向发展。（2）制造数字化三维实体设计广泛应用于模具制造中，二维DL图转为三维DL图后可直接用于有限元分析和数控编程，百分之百采用CAE分析。模具设计采用3D参数化设计。实现了不等厚板成形模具设计，将同模模具推向生产。模具数控加工技术包括实型铸造技术、精细化编程、高速加工技术、型面数控强化和修补技术2。三、冲压模具制造技术发展趋势（1）制造冲压件用的传统金属材料，正逐步被高强钢板、涂敷镀层钢板、塑料夹层钢板和其他复合材料或高分子材料替代。随着材料科学的发展，加强研究各种新材料的冲压成形性能，不断发展和改善冲压成形技术。（2）精冲与半精冲、液压成形、旋压成形、爆炸成形、电水成形、电磁成形、超塑成形等技术得到不断发展和应用，某些传统的冲压加工方法将被它们所取代，产品的冲压加工趋于更合理、更经济。其中精密冲裁技术得到了较快发展，精密冲裁是一种先进制造技术，可取代某些零件的切削加工，具有优质、高效、低耗、应用广的特点。以齿圈压板精冲而论，在普通液压机上进行精冲，工艺装备简单而工件精密3。它以金属板材为原料，采用少无切削的塑性加工方法，一次成形即可得到尺寸精度高、剪切面粗糙度低的零件，采用精冲技术生产的零件称为精冲、件4。3随着计算机图形技术的发展成熟，近年来在冲压成形领域兴起了计算机辅助设计CAD、计算机辅助工程CAE和计算机辅助制造CAM技术。该技术的出现对传统冲压技术的变革产生了重要的影响。尤其是板料成形数值模拟技术的出现，使板料冲压成形技术彻底摆脱了“经验”和“定性”的水平，进入了“科学”和“定量”的发展阶段。采用这一技术进行板材冲压成形工艺过程的模拟，可以预知冲压成形过程中金属的流动、应力应变及厚度场的分布、模具受力及皱曲、破裂、冲击线等可能的缺陷及失效形式。这为优化工艺参数和模具结构提供了极为有效的工具，在减少甚至取消试模过程，缩短产品开发周期，降低产品开发成本方面发挥着越来越重要的作用，已逐渐成为指导模具设计和优化的重要手段5。4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。5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。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、等离子喷涂等技术。四、冲压在机械制造中的地位及特点冲压既能够制造尺寸很小的仪表零件，又能够制造诸如汽车大梁、压力容器封头一类的大型零件；既能够制造一般尺寸公差等级和形状的零件，又能够制造精密（公差在微米级）和复杂形状的零件。占全世界钢产6070以上的板材、管材及其他型材，其中大部分经过冲压制成成品。冲压在汽车、机械、家用电器、电机、仪表、航空航天、兵器等制造中，具有十分重要的地位。冲压件的重量轻、厚度薄、刚度好。它的尺寸公差是由模具保证的，所以质量稳定，一般不需再经机械切削即可使用。冷冲压件的金属组织与力学性能优于原始坯料，表面光滑美观。冷冲压件的公差等级和表面状态优于热冲压件6。冲压生产的工艺和设备正在不断发展，除传统的使用压力机和钢制模具制造冲压件外，液压成形以及旋压成形、超塑成形、爆炸成形、电水成形、电磁成形等各种特种冲压成形工艺亦迅速发展，把冲压的技术水平提高到了一个新的高度。特种冲压成形工艺尤其适合多品种的中小批量（甚至是数十件）零件的生产。对于普通冲压工艺，可采用简易模具、低熔点合金模具、成组模具和冲压柔性制造系统等，组织多品种的中小批量零件的冲压加工。总之，冲压模具具有生产率高、加工成本低、材料利用率高、操作简单、便于实现机械化与自动化等一系列优点。采用冲压与焊接、胶接等复合工艺，使零件结构更趋合理，加工更为方便，可以用较简单的工艺制造出更复杂的结构件。三、研究内容及实验方案研究内容1了解模具的工作过程；2懂得利用工具手册查找模具的标准；3自主设计中页板卷圆成型模具；4拟写设计说明明书；采用的设计方案及技术路线有1、根据图纸对“中页板”进行工艺分析；2、对零件材料进行弯曲性能分析并确定毛坯形状，尺寸和下料方式；3、审查制件是否符合冲压结构工艺性以及冲压的经济性；4、拟定工艺方案，在分析工艺性的基础上，确定冲压件的总体工艺方案，然后确定冲压加工工艺方案；5、根据零件在生产中的具体要求合理地确定冲裁间隙；6、冲压工艺计算及设计（1）排样及材料利用率的计算，选择合理的排样方式，决定出搭边值，并确定出条料的宽度，并力求取得最佳的材料利用率；（2）冲压力，冲压中心计算及冲压设备初步选择；7、分析冲压工序所的冲压件的冲压成形的工艺性能并在此基础上制定冲压成形工艺方案；8、进行主要参数计算（1）毛坯尺寸计算；（2）压力中心计算；（3）弯曲力计算；9、弯曲模结构设计（1）确定模具类型；（2）工作零件设计；（3）定位零件设计；（4）卸料，出件及压料零，部件设计；（5）弹簧和橡胶零件设计；（6）导向及支承固定零件设计；（7）确定模具的闭合高度；（8）对以上设计零件进行组装并检验和修改零，部件结构；（9）最后确定模具的整体结构；13、绘制弯曲模装配图；14、绘制弯曲模零件图15、编写技术文件及说明书。四、目标、主要特色及工作进度工作内容及完成时间1查阅相关资料，外文资料翻译（6000字符以上），撰写开题报告。第1周第2周2绘制中叶板冲件图，分析冲件成形工艺及坯料展开第3周第6周3编制中叶板冲压成形工艺规程；第7周第8周4绘制吊中叶板卷圆成形模总装图及零件图；第9周第13周5撰写毕业设计说明书（论文）第14周第16周6毕业设计审查，毕业答辩。第17周模具的设计中可能存在的问题1、冲压模的间隙选择不当，进而影响冲裁件断面质量，冲裁件尺寸精度，冲裁力，卸料力，推料力，顶料力，模具的寿命；2、模具压力中心确定不当，模具在工作中产生偏弯距，使冲模发生歪斜，从而会加速模具磨损，影响模具的寿命；3、冲裁件的质量及影响因素；4、排样方式选择不当，影响材料利用率；5、冲裁尺寸的计算和确定的误差分析；6、模边值确定不当，进而影响制件的合格性；7、弯曲力不适当，进而造成弯曲变形的回弹或出弯曲缺陷；8、冲裁件与弯曲件之间计算不当造成尺寸精度低。五、