长方形角筒的加工工艺与模具设计开题报告.docx

长方形角筒的加工工艺与模具设计开题报告.docx

《长方形角筒的加工工艺与模具设计开题报告.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《长方形角筒的加工工艺与模具设计开题报告.docx（8页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

长方形角筒的加工工艺与模具设计开题报告

高职学院

毕业设计（论文）开题报告

题目：

长方形角筒的加工工艺及模具设计

专业名称：

机电一体化技术

班级学号：

09902117

学生姓名：

廖春明

指导教师：

柴京福

二O一二年六月

一、选题背景和意义

冲压工艺应用范围十分广泛，在国民经济的各个部门中，几乎都有冲压加工产品。

如汽车，飞机，拖拉机，电器，电机，仪表，铁道，邮电，化工以及轻工日用产品中均占有相当大的比重。

冲压工艺具有：

1）生产率高；2）精度高，质量稳定；3）材料利用率高；4）操作简便等优点。

特别适宜于大批量生产和自动化。

我国的模具工业的发展，日益受到人们的重视和关注，在电子、汽车、电机、电器、仪表、家电和通信等产品中，60%-80%的零部件都要依靠模具成型（形）。

用模具生产制件所具备的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和代耗率，是其它加工制造方法所不能比拟的。

近几年，我国模具工业一直以每年15%左右的增长速度发展，2003年，我国模具总产值超过400亿元人民币。

现代模具制造的必然趋势，就是机械加工尽可能地取代人工加工，尤其现代车床，多轴联动机床、数控模具雕刻机、电火花加工机床、数控精密磨床、三坐标测量机、扫描仪等现代设备在工厂中的广泛应用，而且这些设备大部分所用的程序基本上都是应用CAD、CAE、CAM系统产生的，操作人员工作按照规定的程序装夹工作，配备刀具和操作，机台就拿自动地完成加工任务，并将理想的模具零件制造出来或为下一加工工序完成规定的部分。

随着计算机软件的发展和进步，CAD、CAE、CAM技术也日臻成熟，其现代模具中的应用将越来越广泛。

可以预料不久的将来，模具制造业将从机械制造业中分离出来，而独立成为国民经济中不可缺少的支柱产业，与此同时，也进一步促进了模具制造技术向集成化、智能化、益人化、高效化方向发展。

本次设计为某冲压件的计算机工艺分析与模具设计，材料为DC06，DC06是深冲冷轧板，抗拉强度比较好的，延伸率比较大。

成型该零件需经落料、切边、拉深、弯曲、冲孔等多个工序。

研究该课题是为了更好的利用CAD、CAE等技术进行并优化模具设计，提高生产效率、提高产品质量、降低成本，使我们的设计水平得到切实提高。

二、课题关键问题及难点

1、工件成形工艺比较复杂，包括落料、弯曲、拉深、冲孔等工序。

2、板料价格较高，为了降低成本，要提高材料利用率，减少废品件，排样较困难。

3、确定最佳工艺方案，选择合理的加工工艺，减少模具成本。

三、调研报告（或文献综述）

改革开放以来，随着国民经济的高速发展，市场对模具的需求量不断增长。

近年来，模具工业一直以15%左右的增长速度快速发展，模具工业企业的所有制成分也发生了巨大变化，除了国有专业模具厂外，集体、合资、独资和私营也得到了快速发展。

浙江宁波和黄岩地区的“模具之乡”；广东一些大集团公司和迅速崛起的乡镇企业，科龙、美的、康佳等集团纷纷建立了自己的模具制造中心；中外合资和外商独资的模具企业现已有几千家。

近年许多模具企业加大了用于技术进步的投资力度，将技术进步视为企业发展的重要动力。

一些国内模具企业已普及了二维CAD，并陆续开始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等国际通用软件，个别厂家还引进了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE软件，并成功应用于冲压模的设计中。

以汽车覆盖件模具为代表的大型冲压模具的制造技术已取得很大进步，东风汽车公司模具厂、一汽模具中心等模具厂家已能生产部分轿车覆盖件模具。

此外，许多研究机构和大专院校开展模具技术的研究和开发。

经过多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技术方面取得了显著进步；在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面做出了贡献。

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。

虽然中国模具工业在过去十多年中取得了令人瞩目的发展，但许多方面与工业发达国家相比仍有较大的差距。

例如，精密加工设备在模具加工设备中的比重比较低；CAD/CAE/CAM技术的普及率不高；许多先进的模具技术应用不够广泛等等，致使相当一部分大型、精密、复杂和长寿命模具依赖进口。

未来冲压模具制造技术发展趋势。

模具技术的发展应该为适应模具产品“交货期短”、“精度高”、“质量好”、“价格低”的要求服务。

达到这一要求急需发展如下几项：

1、全面推广CAD/CAM/CAE技术

我国模具CAD/CAM技术的发展已有20多年历史。

由原华中工学院和武汉733厂于1984年共同完成的精冲模CAD/CAM系统是我国第一个自行开发的模具CAD/CAM系统。

由华中工学院和北京模具厂等于1986年共同完成的冷冲模CAD/CAM系统是我国自行开发的第一个冲裁模CAD/CAM系统。

上海交通大学开发的冷冲模CAD/CAM系统也于同年完成。

20世纪90年代以来，国内汽车行业的模具设计制造中开始采用CAD/CAM技术。

国家科委863计划将东风汽车公司作为CIMS应用示范工厂，由华中理工大学作为技术依托单位，开发的汽车车身与覆盖件模具CAD/CAPP/CAM集成系统于1996年初通过鉴定。

在此期间，一汽和成飞汽车模具中心引进了工作站和CAD/CAM软件系统，并在模具设计制造中实际应用，取得了显著效益。

1997年一汽引进了板料成型过程计算机模拟CAE软件并开始用于生产。

21世纪开始CAD/CAM技术逐渐普及，现在具有一定生产能力的冲压模具企业基本都有了CAD/CAM技术。

其中部分骨干重点企业还具备各CAE能力。

模具CAD/CAM技术能显著缩短模具设计与制造周期，降低生产成本，提高产品质量，已成为人们的共识。

在“八五”、“九五”期间，已有一大批模具企业推广普及了计算机绘图技术，数控加工的使用率也越来越高，并陆续引进了相当数量的CAD/CAM系统。

如美国EDS的UG，美国ParametricTechnology公司的Pro/Engineer，美国CV公司的CADS5，英国DELCAM公司的DOCT5，日本HZS公司的CRADE及space-E，以色列公司的Cimatron，还引进了AutoCAD、CATIA等软件及法国Marta-Daravision公司用于汽车及覆盖件模具的Euclid-IS等专用软件。

国内汽车覆盖件模具生产企业普遍采用了CAD/CAM技术。

DL图的设计和模具结构图的设计均已实现二维CAD，多数企业已经向三维过渡，总图生产逐步代替零件图生产。

且模具的参数化设计也开始走向少数模具厂家技术开发的领域。

在冲压成型CAE软件方面，除了引进的软件外，华中科技大学、吉林大学、湖南大学等都已研发了较高水平的具有自主知识产权的软件，并已在生产实践中得到成功应用，产生了良好的效益。

快速原型（RP）与传统的快速经济模具相结合，快速制造大型汽车覆盖件模具，解决了原来低熔点合金模具靠样件浇铸模具，模具精度低、制件精度低，样件制作难等问题，实现了以三维CAD模型作为制模依据的快速模具制造，并且保证了制件的精度，为汽车行业新车型的开发、车身快速试制提供了覆盖件制作的保证，它标志着RPM应用于汽车车身大型覆盖件试制模具已取得了成功。

围绕着汽车车身试制、大型覆盖件模具的快速制造，近年来也涌现出一些新的快速成型方法，例如目前已开始在生产中应用的无模多点成型及激光冲击和电磁成型等技术。

它们都表现出了降低成本、提高效率等优点。

模具CAD/CAM/CAE技术是模具设计制造的发展方向。

随着微机软件的发展和进步，普及CAD/CAM/CAE技术的条件已基本成熟，各企业将加大CAD/CAM技术培训和技术服务的力度；进一步扩大CAE技术的应用范围。

计算机和网络的发展正使CAD/CAM/CAE技术跨地区、跨企业、跨院所地在整个行业中推广成为可能，实现技术资源的重新整合，使虚拟制造成为可能。

2、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。

3、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。

4、电火花铣削加工

电火花铣削加工技术也称为电火花创成加工技术，这是一种替代传统的用成型电极加工型腔的新技术，它是有高速旋转的简单的管状电极作三维或二维轮廓加工（像数控铣一样），因此不再需要制造复杂的成型电极，这显然是电火花成形加工领域的重大发展。

国外已有使用这种技术的机床在模具加工中应用。

预计这一技术将得到发展。

5、提高模具标准化程度

我国模具标准化程度正在不断提高，估计目前我国模具标准件使用覆盖率已达到30%左右。

国外发达国家一般为80%左右。

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（TiN、TiC等）、等离子喷涂等技术。

7、模具研磨抛光将自动化、智能化

模具表面的质量对模具使用寿命、制件外观质量等方面均有较大的影响，研究自动化、智能化的研磨与抛光方法替代现有手工操作，以提高模具表面质量是重要的发展趋势。

8、模具自动加工系统的发展

这是我国长远发展的目标。

模具自动加工系统应有多台机床合理组合；配有随行定位夹具或定位盘；有完整的机具、刀具数控库；有完整的数控柔性同步系统；有质量监测控制系统。

在信息化带动工业化发展的今天，在经济全球化趋向日渐加速的情况下，我国冲压模具必须尽快提高水平。

通过改革与发展，采取各种有效措施，在冲压模具行业全体职工的共同努力奋斗之下，我国冲压模具也一定会不断提高水平，逐渐缩小与世界先进水平的差距。

“十一五”期间，在科学发展观指导下，不断提高自主开发能力、重视创新、坚持改革开放、走新型工业化道路，将速度效益型的增长模式逐步转变到质量和水平效益型轨道上来，我国的冲压模具的水平也必然会更上一层楼。

四、方案论证

本设计中由于现有设备和设计成本的限制，用数控机床模拟3D数字化测量仪器。

先通过数控机床设备获得产品的空间点，再通过CACX软件获得参数曲线，最后在CACX中利用曲曲线和曲面分析来构建三维曲面。

在SOLIDWORKS或UG中建立起产品的三维模型。

并将三维模型在DYNAFORM中展开，得到坯料。

接着对工件进行工艺分析和模具设计，并制定了模具加工方案。

这工件工序比较多，包括以下基本工序：

落料、拉深、冲孔、翻孔、整修。

根据这些基本工序，可以拟出以下几种方案：

方案一：

落料、拉深单工序模、冲孔连续模、翻孔单工序模、整修单工序模

方案二：

落料、拉深单工序模、冲孔单工序模、翻孔连续模、整修单工序模

方案三：

落料、拉深单工序模、冲孔单工序模、翻孔单工序模、整修单工序模

分析比较上述三种方案，可以看到：

各工序分别进行虽然模具简单，但是生产周期长。

方案一、二中，使用连续模具，精度不能保证，因此方案一、二被排除；对于方案三，没有上述的缺点，因其工序复合程度比较高，生产率比较高，结构简单，制造费用低。

因此最终确定第三种方案。

本设计主要设计落料单工序模、拉深单工序模。

5、进度安排

1.收集有关资料，写出开题报告（2周）2月13日-2月26日

2.进行工艺方案设计并编制加工工艺规程（2周）2月27日-3月11日

3.进行模具设计方案的选择及设计计算（3周）3月12日-4月01日

4.绘制模具装配图及其部分零件图（4周）4月02日-4月29日

5.外文资料翻译（不少于6000实词）（1周）4月30日-5月06日

6.撰写毕业论文（3周）5月07日-5月27日

7.准备毕业答辩（2周）5月28日-6月08日

参考文献

【1】濮良贵等主编.机械设计.高等教育出版社，2001

【2】翁其金等主编.冲压工艺及冲模设计.机械工业出版社，2004

【3】模具实用技术丛书编委会编.冲模设计应用实例.机械工业出版社，2004

【4】王先逵主编.机械制造工艺学.机械工业出版社，2001

【5】曾霞文主编.冲压工艺及模具设计.北京理工大学出版社，2011

【6】廖念钊等主编.互换性与技术测量.中国计量出版社,2007

【7】艾云龙主编.工程材料及成形技术.科学出版社，2009

【8】AHBURR.MECHANICALANALYSISANDDESIGN.1981,ELSEVIER