輸送機帶輪沖壓成形工藝與模具設計（落料拉深復合模+反拉深模具）

輸送機帶輪沖壓成形工藝與模具設計（落料拉深復合模+反拉深模具）,輸送,機帶輪,沖壓,成形,工藝,模具設計,落料拉深,復合,反拉深,模具 畢業(yè)設計（論文）開題報告 題目 輸送機帶輪沖壓成形工藝與模具設計 學院 專業(yè)班級 學生姓名 指導教師 畢業(yè)設計（論文）開題報告 畢業(yè)設計（論文）題目 輸送機帶輪沖壓成形工藝與模具設計 專業(yè)班級 學生姓名（學號） 指導教師（職稱） 教師簽字： 日期： 文獻綜述 一、 研究目的與意義 本課題要求對給定零件進行落料、沖孔、翻邊、成形復合沖壓模具設計，通過對零件進行詳細的工藝分析確定零件的沖壓工藝方案并制定部分零件的制造工藝，比如：凸模、凹模、凸凹模，凸模固定板、墊板、凹模固定板、卸料板、導尺、擋料銷、導正銷等。通過該課題能夠讓學生掌握中等復雜程度零件沖壓模具設計與制造的一般方法，對零件沖壓工藝方案的制定，工藝計算及模具設計有了更深層次的認識，并學會隊模具設計資料的檢索與整合一級隊已有資料的充分合理的使用，該實踐性課題是對學生理論學習水平的實踐和檢驗，可對以后從事類似的工作有一定的指導性和實踐性意義。 二、 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 1、國內(nèi)外模具工業(yè)的發(fā)展與現(xiàn)狀? 國外，特別是歐美和日韓等發(fā)達地區(qū)的模具工業(yè)起步較早，擁有比較先進的生產(chǎn)管理技術及經(jīng)驗，值得我們國內(nèi)模具行業(yè)學習和借鑒。在歐美，許多模具企業(yè)將高新技術應用于模具的設計和制造，主要體現(xiàn)在：（1）充分發(fā)揮了信息技術帶動和提升模具工業(yè)的優(yōu)越性；（2）高速切削、五軸高速加工技術基本普及，大大縮減制模周期，提高企業(yè)的市場競爭力；（3）快速成形技術和快速制模技術得到普遍應用；（4）從事模具行業(yè)的人員精簡，一專多能，一人多職，精益生產(chǎn)；（5）模具產(chǎn)品專業(yè)化，市場定位準確；（6）采用先進的管理信息系統(tǒng)，實現(xiàn)集成化管理；（7）工藝管理先進、標準化程度高。日本模具加工的未來發(fā)展方向主要表現(xiàn)為無人手修模、無放電加工、加工時間縮短、五軸加工等方面。 中國雖然在很早以前就制造模具和使用模具，但一直未形成產(chǎn)業(yè)。由于長期以來模具制造一直作為保證企業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)的手段被視為生產(chǎn)后方。因此一直發(fā)展緩慢。1984年成立了中國模具工業(yè)協(xié)會，1987年模具首次被列入機電產(chǎn)品目錄，當時全國共有生產(chǎn)模具的廠點約6000家。總產(chǎn)值約30億元。隨著中國改革開放的日益深入，市場經(jīng)濟進程的加快，模具及其標準件、配套件作為產(chǎn)品，制造生產(chǎn)的企業(yè)大量出現(xiàn)，模具產(chǎn)業(yè)得到快速發(fā)展。在市場競爭中，企業(yè)的模具生產(chǎn)技術提高很快，規(guī)模不斷發(fā)展，提高很快。20世紀90年代以來，中國在汽車行業(yè)的模具設計制造中開始采用CAD／CAM技術。國家科委863計劃將東風汽車公司作為CIMS應用示范點，由華中理工大學作為技術依托單位，開發(fā)了汽車車身與覆蓋件模具CAD／CAM軟件系統(tǒng)，在模具和設計制造中得到了實際應用，取得顯著效益。現(xiàn)在，吉林大學和湖南大學也成功地開發(fā)出了汽車覆蓋件模具的CAD／CAE系統(tǒng)，并達到了較高水平，在生產(chǎn)中得到應用，收到了良好的效果。 2、國內(nèi)外沖壓模具技術和材料的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 模具是機械制造也中技術先進、影響深遠的重要工藝裝備，具有生產(chǎn)效率高、材料利用率高、制件質量優(yōu)良、工藝適應性好等特點，被廣泛應用于汽車、機械、航天航空、輕工、電子、電器、儀表等行業(yè)。然而，與國際先進水平相比，中國的模具行業(yè)的差距不僅表現(xiàn)在精度差距大、交貨周期長等方面，模具壽命也只有國際先進水平的50%左右，大型、精密、技術含量高的轎車覆蓋件沖壓模具和精密沖裁模具，每年都要花費大量資金進口。 2.1計算機技術與沖壓模具行業(yè) 隨著計算機技術的發(fā)展和普及，沖壓模具也基本實現(xiàn)了計算機化，其中有代表性的是計算機輔助設計（CAD）、計算機輔助制造（CAM）和計算機輔助工程（CAE）。在計算機輔助設計方面。。如今的國內(nèi)沖壓模具企業(yè)大部分甩掉了傳統(tǒng)的繪圖板，摒棄了落后的手工繪圖方式。使用最多的是由美國Autodesk公司出品的AutoCAD軟件，有些企業(yè)還在AutoCAD平臺上進行了二次開發(fā)（加深圳某臺資公司在AutoCAD R13的基礎上進行專項開發(fā)，形成了有十二塊模板組成的系列沖壓模具），形成了具有自己特色的、針對性非常強的沖壓模CAD軟件；也有許多企業(yè)使用國產(chǎn)的AutoCAD產(chǎn)品。在實際中，充分運用計算機技術發(fā)展模具設計、制造將會給企業(yè)帶來莫大益處。用戶對壓力機速度、精度、換模效率等方面不斷提高的要求，促進了模具的發(fā)展。如汽車行業(yè)中，外形車身和發(fā)動機是汽車的兩個關鍵部件，汽車車身模具特別是大中型覆蓋件模具，其技術密集，體現(xiàn)當代模具技術水平，是車身制造技術的重壓組成部分車身模具設計和制造約占汽車開發(fā)周期三之二的時間、成為汽車換型的主要制約因素。目前，世界上汽車的改型換代一般約需48個月，而美國僅需30個月，這車要得益于在模具業(yè)中應用了CAD/CAE/CAM技術和三維實體汽年覆蓋件模具結構設計軟件。另外，網(wǎng)絡技術的廣泛應用提供了可靠的信息載體、實現(xiàn)了異地設計和異地制造。同時，虛擬制造等IT技術的應用，也都在不斷推動模具工業(yè)的發(fā)展。文獻[8]中作者認為：在模具設計中標準件和簡化符號的運用是提高模具設計效率的重要手段。CAD系統(tǒng)開發(fā)的重要內(nèi)容之一是標準件庫的建立。為此作者利用CAD技術開發(fā)了沖壓模具二維三維標準件圖庫。利用圖庫可以高效準確地生成幾千個不同類型不同規(guī)格模具標準件的二維圖符和三維實體圖其二維圖符功能將給模具的設計工作帶來極大的便利提高繪圖效率三維實體建模功能不僅有助于模具設計人員直觀的觀察模具結構還可以將生成的零件三維實體轉換到其它的三維CAD?/?CAM軟件中生成數(shù)控加工的NC代碼用于數(shù)控加工同時也方便現(xiàn)代企業(yè)內(nèi)部的數(shù)據(jù)管理與傳輸。文獻[9]中，作者針對沖壓模具設計中使用大量標準件的特點，在CATIA?V5基礎上，使用參數(shù)化設計方法對標準件建模，建立了標準件庫，有效提高了沖壓模具設計的效率。文獻[10]中：作者以沖壓模具設計系統(tǒng)的開發(fā)為目的，詳細介紹了利用Pro/E提供的開發(fā)工具Pro/?Toolkit,在Visual?CH?6．0上進行編譯。從系統(tǒng)菜單、用戶對話框的開發(fā)、參數(shù)化程序的設計，實現(xiàn)了彈出對話框方式的沖壓模具標準件的參數(shù)化驅動，進一步擴展了Pro／E二次開發(fā)的功能。開發(fā)的系統(tǒng)由沖壓模具設計、沖壓過程模擬、沖壓模加工模擬幾個模塊組成，為設計者提供設計理論和知識的支持。應用開發(fā)的沖壓模具設計標準系統(tǒng)，可以規(guī)范模具設計標準，縮短模具設計周期，提高模具設計質量。文獻[11]中，作者利用UG／NX進行了盒形件的三維建模及復合沖壓模設計，完成了一種帶倒裝拉深、整形和側孔沖壓結構的復合沖壓模具?？s短了模具的設計和制造周期。該模具可使拉深、底面四角整形、沖底面四個四方孔、翻邊、沖側孔五道工序集于一套模具，使操作方便。節(jié)省工時，提高勞動生產(chǎn)率。文獻[12-13]中，作者認為：模塊化設計技術可以縮短產(chǎn)品的設計與制造周期，是快速響應設計的核心。作者從沖壓模具的模塊化設計方法出發(fā)，分析了沖壓模具的結構和設計特點，論述了基于模塊化的沖壓模具功能零部件的規(guī)劃、基于模塊化的沖壓模具設計過程。最后給出了沖壓模具CAD系統(tǒng)的功能結構，并對其具體功能進行了描述。沖壓模具CAD系統(tǒng)應用模塊化技術可以優(yōu)化模具的設計與制造，提高模具設計的標準化水平及快速響應能力。 從上述文獻中我們不難得出計算機技術在我國模具設計生產(chǎn)過程中已經(jīng)起到了很大的作用而且已經(jīng)有了一定的發(fā)展。但是，我們?nèi)匀徊荒芎鲆暎词箾_壓模具的CAD/CAE/CAM技術有一定的發(fā)展，但是我們的技術開發(fā)手段與發(fā)達的工業(yè)國家比較起來仍然是比較落后、且技術的普及率并不高，應用仍然不夠廣泛。僅有約10%的模具在設計中使用了CAD技術，距“拋開繪畫板”仍有很漫長的一段路要走；在應用CAE進行模具方案設計和分析計算方面，也才剛剛起步，在應用CAM技術制造模具方面，由于缺乏先進使用的制造設備和工藝設備，只有5%左右的模具制造設備被應用于這項工作，顯然，中國的模具設計仍然有很長的一段路要走。 2.2?先進加工技術裝備與沖壓模具行業(yè)? 我國沖壓模具產(chǎn)品的質量和生產(chǎn)工藝水平，總體上比國際先進水平低許多，而模具生產(chǎn)周期卻要比國際先進水平長許多。產(chǎn)品質量水平低主要表現(xiàn)在精度，影響國內(nèi)的許多模具企業(yè)通過引進先進的加工裝備，硬件上與國際水平的差距正在快速縮?。荷虾５钠嚹＞咂髽I(yè)，近年來通過大量購置先進的五軸高速加工機床、大型龍門加工中心和五軸聯(lián)動數(shù)控高速銑床、數(shù)控車或復合加工機床、先進的大型測量和調(diào)試設備及多軸數(shù)控激光切割機等。 2.3?發(fā)展趨勢? 2.3.1?繼續(xù)全力全面推廣CAD/CAM/CAE技術 CAD/CAM/CAE技術的應用時磨具制造技術發(fā)展的動力。隨著電腦軟件的開發(fā)與應用， 普及CAD/CAM/CAE技術的條件已經(jīng)成熟，各企業(yè)將加大這些技術的培訓與技術服務力度；進一步擴大CAE技術的應用范圍。世界較先進的豐田汽車模具制造廠在這方面為我們提供了比較成功的實驗，它的模具從設計到加工完全依賴高科技，將實體設計加上數(shù)控編程，取代了人工實型制作和機床操作；精細模面設計和精細數(shù)控編程大大減少了鉗修；高精度加工取消了模具的研合、修配?，F(xiàn)在數(shù)控編程人員已經(jīng)超過了現(xiàn)場操作人員，數(shù)控編程的工時費用， 超過了機床操作工人，數(shù)控編程的工時費用，超過了機床工時費用的50%，這種高精度和無人化加工，使模具的質量有了極大的提高，生產(chǎn)周期大大縮短。 2.3.2模具檢測設備向精密、高效和多功能方向發(fā)展 精密、復雜、大型模具的發(fā)展，對檢測設備的要求越來越高?，F(xiàn)在精密模具的精度已經(jīng)達到2-3um。目前國內(nèi)廠家使用較多的有意大利、美國、日本等國家的高精度三坐標測量機，并具有數(shù)字化掃描功能。如東風汽車模具廠不僅擁有意大利三坐標測量機，還擁有數(shù)碼攝影光學掃描儀，率先在國內(nèi)采用數(shù)碼攝影、光學掃描作為空間三維信息的獲得手段，從而實現(xiàn)了從測量實物——建立數(shù)學模型——輸出工程圖紙——模具制造的整個過程，使得逆向工程技術的開發(fā)和應用有了很大成功。 2.3.3一體化加工中心是目前正在發(fā)展的新技術 在豐田模具制造廠，今年已投入使用了一個粗精加工一體化、高速、高精度、五面加工中心。它的優(yōu)點是集各種機床優(yōu)點之大成，除底面加工外，一次裝、卡，粗、精、高功率、高精度、高速等面面俱到，加工效率很高。且目前已出現(xiàn)的無人化生產(chǎn)形式主要指柔性加工和沖壓加工中心。比如日本TOYOTA公司的柔性沖壓加工系統(tǒng)（FMS）是通過數(shù)控使一組沖壓設備實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)加工；我國90年代誕生了一臺以沖床為主的板料折彎柔性單元（FMS）。 一體化無疑是一種十分理想的技術，代表著數(shù)控加工技術發(fā)展的方向。日本的AIDA公司70年代就開始了沖壓加工中心研制，但進展似乎很慢，說明了難度很大，所需投入更是巨大。? 2.3.4模具工業(yè)新工藝、新理念和新模式逐步得到認同 在成型工藝方面，主要有沖壓模具功能復合化，模具加工系統(tǒng)自動化等。另外一個方面，隨著先進制造技術的不斷發(fā)展和整體制造水平的不斷提高，在模具行業(yè)出現(xiàn)了一些新的設計、 生產(chǎn)、管理理念和模式，主要有：適應模具單件生產(chǎn)特點的柔性制造技術；創(chuàng)造最佳管理和效率的團隊精神；提高快速應變能力的并行工程，虛擬制造及全球敏捷制造、網(wǎng)絡制造等新的生產(chǎn)哲理；廣泛采用標準件通用件的分工協(xié)作生產(chǎn)模式；適應可持續(xù)發(fā)展和環(huán)保要求的綠色設計與制造等。 3、結論 當今，在經(jīng)濟全球化的新形勢下，隨著資本、技術和勞動力市場的重新整合，我國將成為世界裝備制造業(yè)的基地。而在現(xiàn)代制造業(yè)中，無論哪一行業(yè)的工程裝備，都越來越多地采用由模具工業(yè)提供的產(chǎn)品。尤其近年來我國汽車工業(yè)的超高速發(fā)展，給模具行業(yè)帶來了無限商機。為了適應用戶對模具制造的高精度、短交貨期、低成本的迫切要求，模具制造企業(yè)正廣泛應用現(xiàn)代先進制造技術來提升競爭實力，來滿足各行各業(yè)對模具這一基礎工藝裝備的迫切需求。我們必須繼續(xù)全力全面推廣CAD/CAM/CAE技術、使模具檢測設備向精密、高效和多功能方向發(fā)展、努力發(fā)展一體化加工中心新技術以及大力推廣模具工業(yè)新工藝、新理念和新模式。這樣才能使得我過模具事業(yè)屹立于世界之林。 三、 主要研究內(nèi)容 （1）通過對零件的工藝分析，確定工作的重點主要體現(xiàn)，模具工作部分零件的設計，各種固定板的設計和相關尺寸的計算與校核。 （2）設計時前后工序的關聯(lián)性一集模具的關聯(lián)性，合理安排工序，盡量使模具的結構更緊密。同時在設計的過程中還要考慮到所設計零件的可加工性，要盡可能多的選用標準零件，達到規(guī)范化設計的要求成為此次設計的難點 （3）針對此次模具設計工作量大，工作難度大的特點擬采用計算機輔助設計CATIA等專業(yè)軟件來完成模具設計，從而來節(jié)省時間和精力；收集相關文獻、期刊論文來加以輔助設計；針對自身理論方面的不足，將更多地向指導老師學習；當然，在具體的設計中也要不斷地去實踐設計的模具的實用性與經(jīng)濟性，使設計更趨于精確化，規(guī)范化，系統(tǒng)化。 四、進度安排 序號 時間 預期成果 1 2018.4.10-2018.4.28 熟悉零件圖紙、查閱資料、撰寫開題報告 2 2018.4.29-2018.5.03 分析零件結構特點、尺寸精度、討論初步成型方案 3 2018.5.04-2018.5.10 確定成形方案、繪制磨具結構圖 4 2018.5.11-2018.5.24 修改完善模具結構草圖 5 2018.5.25-2018.5.29 根據(jù)模具結構草圖設計和計算相關模具零件 6 2018.5.30-2018.6.07 繪制和修改零件圖紙（二維和三維），留存設計計算資料，整理說明 7 2018.6.08-2018.6.11 整理和編寫說明書，翻譯外文文獻 8 2018.6.12-2018.6.15 打印圖紙、說明書、外文翻譯，準備答辯 參考文獻 [1]?李維先．我國鍛壓技術初探[J]．鍛壓技術.1984．No．4. [2]?L．Schubler．Fifty?years?of?Change．SMI．April?1977.? [3]?盧險峰．國內(nèi)外沖壓及摸具技術新進展—兼留學訪日見聞．(南昌大學)高教改革1996? No．4，119～120? [4]?Liu?C?et?al.Analsis?of?stress?and?strain?in?slab?rollling?using?an?elastic—plastic?finite?element? method．?Mech?Engg.Vol.25(1988)，55-62.? [5]?張榮清．模具設計與制造[M]．高等教育出版社，2008，(3)．? [6]?金敦水．沖壓模具間隙分析及模具結構設計[M]．煤礦機械，2010，(05)．? [7]?三大特點概述我國當前沖壓模具技術發(fā)展狀況-中國壓鑄網(wǎng)。? [8]?萬良輝，韓立業(yè).?基于AUTOCAD?的二維和三維沖壓模具標準件庫的開發(fā)[J].模具技術,21001-4934(2004)05-0003-04? [9]?李奇涵，李衡.基于CATIA?V5的沖壓模具參數(shù)化設計和應用[J]制造業(yè)信化,1002— 2333(2010)01—0066—0.? [10]紀蓮清，謝歡.基于UG/NX的盒形件的三維建模及復合沖壓模設計[J].模具設計81053-2008 [12]?Lee?Young-Seon;Lee?Jung-Hwan;Choi?Jong-Ung;IshiKawa?T?Experimental?and?analytical?evaluation?for?elastic?deformation?behaviors?of?cold?forging?tool[J]?.2002(01)? [13]?Lee?Young-seon;Lee?Jung-Hwan;Ishikawa?T?Analysis?of?the?elastic?characteristics?at?forging?die?for?the?cold?forged?dimensional?accuracy[J]?.2002(09).? [14]?鄭清春，郭津津，呂惠娟，董黎敏.?基于模塊化的沖壓模具CAD系統(tǒng)開發(fā)[J].設計與研究.? 1001—2265(2008)04—0012—03? [15]?陳旭娟.淺析沖壓模具制造現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟.107-6921(2005)?17-?01?15-02。? [16]?中國模具工業(yè)協(xié)會．2007年中國模具產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況及2008年形勢預測[J].金屬加工.?2008(8).? [17]?王佞，李春仡.淺談模具工業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J].工程科學.2010(8).? [18]?武曉紅.日本沖壓模具的技術特點[J].模具技術.2000(1).? [19]?McCormack?Conor;Monaghan?John?A?finite?element?analysis?of?cold-forging?dies?using? two-and?three?dimensional?models[J].2001(1-3).? 畢業(yè)設計（論文）開題報告 一 本次畢業(yè)設計課題為《輸送機帶輪沖壓成型工藝與模具設計》，通過導師給的資料分析如下： 1. 該工件為一圓筒形拉伸件 2. 此零件材料為08鋼，料厚為1mm，且零件為軸對稱旋轉體，沖裁性能較好；h/d較小，拉深工藝性較好，因此初步分析該零件的沖壓基本工序有：落料、正拉深、反拉深、沖孔、修邊 3. 需要對落料、拉伸、沖孔、修邊等工序進行模具設計 4. 需要繪制零件圖及各模具裝備配圖 二 通過分析后具體設計步驟如下： 1. 確定工藝方案：計算毛坯尺寸→落料工序→正拉伸→反拉伸→沖孔工序→修邊工序。具體計算會在說明書中體現(xiàn)。 2. 確定排樣裁板方案以及材料利用率計算： 3. 沖壓力計算 4. 工作零件刃口尺寸計算 5. 沖壓設備選擇 6. 模具結構選擇 7. 落料拉伸復合模主要零部件設計 8. 反拉伸模具設計 9. 工藝卡編制 三 在進行工序確定過程中的拉伸工序有兩個方案 方案一：先拉伸中間凹槽再反拉伸φ90的凹槽 方案二：先落料拉伸φ90的凹槽再反拉伸中間凹槽 總結：本次畢業(yè)設計選擇方案二，選擇這種工序是因為落料拉伸復合模具結構簡單，便于后續(xù)的模具設計，但也有缺點，在進行反拉伸工序時可能會發(fā)生材料“拉短”現(xiàn)象，這也是本次畢業(yè)設計面臨的最大難題也是此次畢業(yè)設計的不足之處。 畢業(yè)設計（論文）開題報告 畢業(yè)設計（論文）開題報告 11