三角形墊片復(fù)合模的設(shè)計(jì)—開題報(bào)告

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1、畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告題目： 三角形墊片復(fù)合模的設(shè)計(jì) 專業(yè)（全稱）： 材料成型及其控制工程指 導(dǎo) 教 師： 2013年 3月一、本課題設(shè)計(jì)（研究）的目的：1、通過本課題設(shè)計(jì)，培養(yǎng)更加系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，掌握冷沖模尤其是復(fù)合模設(shè)計(jì)的基本工藝流程和基本方法，掌握模具整體設(shè)計(jì)和零部件的設(shè)計(jì)與計(jì)算過程。2、結(jié)合以前學(xué)習(xí)的專業(yè)知識和課程實(shí)踐知識來完成本次課題設(shè)計(jì)，培養(yǎng)運(yùn)用理論知識獨(dú)立分析和解決實(shí)際問題的能力。3、熟練掌握CAD等制圖軟件以及運(yùn)用規(guī)范、手冊、圖冊和查閱有關(guān)技術(shù)資料等模具設(shè)計(jì)的基本技能。4、學(xué)會查找文獻(xiàn)以及從文獻(xiàn)中獲取所需知識。二、設(shè)計(jì)（研究）現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢（文獻(xiàn)綜述）：模具是機(jī)械制造業(yè)中技術(shù)

2、先進(jìn)、影響深遠(yuǎn)的重要工藝裝備，具有生產(chǎn)效率高、材料利用率高、制件質(zhì)量優(yōu)良、工藝適應(yīng)性好等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于汽車、機(jī)械、航天、航空、輕工、電子、電器、儀表等行業(yè)1。因此，研究和推廣應(yīng)用旨在提高生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量，降低成本和擴(kuò)大應(yīng)用范圍的模具技術(shù)具有重要意義。1.模具現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢自2010 年模具行業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃發(fā)布以來，轉(zhuǎn)型升級與創(chuàng)新驅(qū)動已取得了不少成果，專利數(shù)量快速增加，產(chǎn)品水平不斷提升。歷年來有關(guān)模具方面的我國授權(quán)專利累計(jì)已超過1.5萬項(xiàng)。在模具壽命方面，精密多工位級進(jìn)模使用壽命已可超過4億次。近年來我國模具技術(shù)雖然已經(jīng)有了很大進(jìn)步，但行業(yè)總體水平與國外先進(jìn)水平相比在理念、設(shè)計(jì)、工藝、

3、技術(shù)、經(jīng)驗(yàn)、管理等方面都有差距，總體來看我們還處于以向先進(jìn)國家跟蹤學(xué)習(xí)為的主階段2。我們還需要學(xué)習(xí)、引進(jìn)、發(fā)展和創(chuàng)造各種先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)和生產(chǎn)理念。具體而言，本課題是落料沖孔復(fù)合模的設(shè)計(jì)。復(fù)合模是指在壓力機(jī)的一次行程中，在模具的同一位置上完成兩道以上工序3。普通沖裁獲得的工件尺寸精度在IT11以下，表面粗糙度一般為Ra25Ra12.5um，光亮帶所占比例不大，斷面具有斜度，只能滿足一般產(chǎn)品的普通要求4,5。因此，國內(nèi)外涌現(xiàn)出更為先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)精密沖裁工藝，并在實(shí)際生產(chǎn)中已經(jīng)取得并將進(jìn)一步取得良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。2.生產(chǎn)先進(jìn)技術(shù)精密沖裁 精密沖裁是一種先進(jìn)的金屬壓力加工方法，一次沖壓加工就可得到尺

4、寸精度高、剪切面光潔、且具有一定立體形狀的零件。其具有優(yōu)質(zhì)、高效、低耗的特點(diǎn)，技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。精沖工藝目前在航空、航天、汽車行業(yè)、工程機(jī)械、軍工、鐵路、建材、化工、造船、家電領(lǐng)域得到愈來愈廣泛的應(yīng)用6。但是精沖技術(shù)在我國的推廣仍不理想。主要原因是:精沖機(jī)的價格昂貴(約是普通壓力機(jī)的5lO倍),多數(shù)企業(yè)無力投資。精沖技術(shù)是一個較新、較復(fù)雜的技術(shù)，它不僅要有先進(jìn)的精沖機(jī)，還要有許多先進(jìn)的配套設(shè)備(包括精密的檢測設(shè)備和精密的模具加工設(shè)備等)，另外，還要有一批高素質(zhì)的工程師和技術(shù)工人，才能掌握和發(fā)揮它的作用，才能在生產(chǎn)實(shí)際中充分體現(xiàn)出它的先進(jìn)性和經(jīng)濟(jì)性。因此精沖技術(shù)是一項(xiàng)高技術(shù)的系統(tǒng)工程，應(yīng)該集

5、中一定的人力、物力和財(cái)力去較快地掌握和應(yīng)用它。由于精沖技術(shù)在我國仍屬起步階段，精沖設(shè)備、精沖模具、精沖材料和精沖潤滑油等在國內(nèi)還不配套。未來精沖技術(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(dá)到這一要求急需全面推廣CAD/CAM/CAE技術(shù)，模具CAD/CAM/CAE技術(shù)是精沖模具設(shè)計(jì)制造的發(fā)展方向。隨著微機(jī)軟件的發(fā)展和進(jìn)步,普及CAD/CAM/CAE技術(shù)的條件已基本成熟。各企業(yè)將需加大CAD/CAM技術(shù)培訓(xùn)和技術(shù)服務(wù)的力度，進(jìn)一步擴(kuò)大CAE技術(shù)的應(yīng)用范圍7。計(jì)算機(jī)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)、跨院所的整個行業(yè)中推廣成為可能

6、，實(shí)現(xiàn)技術(shù)資源的重新整合，使虛擬制造成為可能8。正是是由于這些問題的出現(xiàn)和精沖工藝對計(jì)算機(jī)技術(shù)的需求，將計(jì)算機(jī)技術(shù)與精沖技術(shù)相結(jié)合的研究越來越受重視。其中發(fā)展比較快的是有限元在精密沖裁上的應(yīng)用。3.有限元在精密沖裁上的應(yīng)用（1）有限元分析應(yīng)用現(xiàn)狀隨著計(jì)算機(jī)性能的不斷提高和數(shù)值模擬技術(shù)的逐漸完善，近年來出現(xiàn)了許多功能強(qiáng)大的專業(yè)性強(qiáng)的分析軟件，如采用有限元分析的方法對模具組件在工作狀態(tài)中的應(yīng)力、應(yīng)變等問題的詳細(xì)分析已得到了越來越多的注意，開展這方面的研究已經(jīng)取得了很大的發(fā)展并得到了實(shí)際應(yīng)用9。通過有限元分析，可以及早地發(fā)現(xiàn)問題，排除經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)的偏差，提高設(shè)計(jì)在工藝實(shí)踐中的精確性和可靠性，避免多次修模

7、、試模的過程，從而可以縮短模具生產(chǎn)調(diào)試周期，降低制模成本和延長模具的使用壽命。許多工業(yè)較發(fā)達(dá)國家對模具CAE技術(shù)非常重視并較早地進(jìn)行了大量的研究，取得了較大的進(jìn)展。國內(nèi)在沖壓成形模具模擬分析方面起步較晚，所做的研究還很不夠。隨著CAD/CAM技術(shù)的廣泛應(yīng)用，國內(nèi)模具企業(yè)對模具CAE的需求越來越迫切，近幾年來開始吸引了國內(nèi)眾多學(xué)者的研究。目前在國內(nèi)外高校、研究所和生產(chǎn)企業(yè)中流行的專門用于沖壓成形的分析軟件主要有Deform、Dynaform、Auto-form、Pam-stamp、Optris、Abaqus、Kmas等10。（2）有限元分析應(yīng)用的研究方向 隨著計(jì)算機(jī)軟硬件和數(shù)值模擬技術(shù)的發(fā)展，今

8、后面臨的任務(wù)和研究的方向應(yīng)主要集中在以下幾個方面：提高數(shù)值模擬的精度，對非線性有限元無網(wǎng)格劃分技術(shù)的進(jìn)一步研究，使模擬結(jié)果更加逼近現(xiàn)實(shí)。解決幾何模型到有限元分析模型的自動轉(zhuǎn)換問題，把有限元技術(shù)與CAD、CAM、人工智能技術(shù)相結(jié)合，形成一個智能化的CAD/CAM/CAE集成設(shè)計(jì)系統(tǒng)，從而能更好地指導(dǎo)模具設(shè)計(jì)和工藝優(yōu)化。加深對模具應(yīng)力、失效和壽命的研究，在它們之間建立起更完善的相關(guān)模型或準(zhǔn)則。探索有效的數(shù)值模擬方法來預(yù)測和解決模具材料低疲勞問題11,12。三、設(shè)計(jì)（研究）的重點(diǎn)與難點(diǎn)，擬采用的途徑（研究手段）：1.設(shè)計(jì)的重點(diǎn)（1） 沖壓件工藝分析和工藝方案的確定；（2） 工作零件刃口尺寸計(jì)算；（3

9、） 工作零件結(jié)構(gòu)尺寸；（4） 標(biāo)注零件和沖床的選擇；（5） 裝配圖和零件圖的繪制。2.設(shè)計(jì)的難點(diǎn)（1）沖裁件的形狀和尺寸；（2）沖壓力與壓力中心的計(jì)算；（3）工作零件結(jié)構(gòu)尺寸；（4）凸凹模設(shè)計(jì)；（5）排樣設(shè)計(jì)。3.擬采用的途徑（1）查找文獻(xiàn)相關(guān)書籍對本次設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行大致了解，做到胸有成竹；（2）參照類似范例和以前的課程設(shè)計(jì)，制定設(shè)計(jì)流程、進(jìn)行計(jì)算和制圖等；（3）在具體設(shè)計(jì)過程中遇到難題，通過查找資料進(jìn)行針對解決。四、設(shè)計(jì)（研究）進(jìn)度計(jì)劃：第1-4周：熟悉課題任務(wù)，查閱國內(nèi)外文獻(xiàn)資料, 進(jìn)行畢業(yè)實(shí)習(xí)、收集資料，完成實(shí) 習(xí)報(bào)告。第5周：完成開題報(bào)告(包括文獻(xiàn)綜述、英文資料翻譯、課題研究方案設(shè)計(jì)、思

10、路）。第6-7周：進(jìn)行各種計(jì)算與確定沖壓工藝方案。第8-9周：零件草圖、裝配圖草圖的繪制。第10-11周：零件圖、裝配圖的繪制。第12-13周：填寫沖壓工藝卡、機(jī)加工工藝過程卡。第14周：初編設(shè)計(jì)說明書與英文簡介。第15-16周：整理與修改圖紙、工藝卡及說明書。第17周：撰寫研究論文縮寫稿或答辯提綱、總結(jié)及進(jìn)行畢業(yè)答辯。五、參考文獻(xiàn)： 1 劉勝國. 我國沖壓模具技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展J. 黃石理工學(xué)院學(xué)報(bào)，2007-2（1）： 13. 2 三豐. 模具行業(yè)回顧與展望J.航空制造技術(shù)，2013（1/2）：72-73. 3 翁其金，徐新成. 沖壓工藝及沖模設(shè)計(jì)M. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.7 4

11、 夏巨諶，張啟勛. 材料成形工藝M. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010.1 5 任朝軍. 基于層次分析法的沖裁件質(zhì)量影響因素研究J. 機(jī)械管理開發(fā)， 2011（1）：45. 6 鄧明. 國內(nèi)外精密沖裁技術(shù)的現(xiàn)狀及發(fā)展J. 鍛壓裝備與制造技術(shù)，2004 （1）：13-15. 7 張巍，陳燚濤，姬巧玲. 精密沖裁工藝的研究現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢J.機(jī)電產(chǎn)品 開發(fā)與創(chuàng)新，2012-9（5）：13-14. 8 蔡俊，胡建華，宋雪梅. 我國精沖技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀與方向J. 金屬鑄鍛焊技術(shù)， 2011-6（11）：84. 9 王緒芳.落料沖孔復(fù)合模具設(shè)計(jì)J. 制造技術(shù)與機(jī)床，2006（5）：39. 10 黃榮學(xué)，曹建

12、國，范洪遠(yuǎn). 有限元法在沖壓模具分析中的應(yīng)用及展望J.鍛壓 技術(shù)，2005（2）：69-72. 11 N. Mole1, B. Stok1. Finite Element Simulation of Sheet Fine Blanking Process J. Springer, 2009:553. 12 MacCormak Conor, Monaghan John.Failure Analysis of Cold Forging Dies Using FEA J. Journal of Materials Processing Technology, 2001(1-2): 214.指導(dǎo)教師意見簽名： 月 日教研室（學(xué)術(shù)小組）意見教研室主任（學(xué)術(shù)小組長）（簽章）：月 日