垫片复合模具设计开题报告.doc

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毕业设计（论文）开题报告

题目：

三角形垫片复合模的设计

课题类别：

设计论文　□

学生姓名：

刘双喜

学号：

200948030223

班级：

成型09-02班

专业（全称）：

材料成型及其控制工程

指导教师：

戴晓元

2013年3月

一、本课题设计（研究）的目的：

1、通过本课题设计，培养更加系统的设计方法，掌握冷冲模尤其是复合模设计的基本工艺流程和基本方法，掌握模具整体设计和零部件的设计与计算过程。

2、结合以前学习的专业知识和课程实践知识来完成本次课题设计，培养运用理论知识独立分析和解决实际问题的能力。

3、熟练掌握CAD等制图软件以及运用规范、手册、图册和查阅有关技术资料等模具设计的基本技能。

4、学会查找文献以及从文献中获取所需知识。

二、设计（研究）现状和发展趋势（文献综述）：

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[1]。

因此，研究和推广应用旨在提高生产率和产品质量，降低成本和扩大应用范围的模具技术具有重要意义。

1.模具现状和发展趋势

自2010年《模具行业“十二五”发展规划》发布以来，转型升级与创新驱动已取得了不少成果，专利数量快速增加，产品水平不断提升。

历年来有关模具方面的我国授权专利累计已超过1.5万项。

在模具寿命方面，精密多工位级进模使用寿命已可超过4亿次。

近年来我国模具技术虽然已经有了很大进步，但行业总体水平与国外先进水平相比在理念、设计、工艺、技术、经验、管理等方面都有差距，总体来看我们还处于以向先进国家跟踪学习为的主阶段[2]。

我们还需要学习、引进、发展和创造各种先进的生产技术和生产理念。

具体而言，本课题是落料冲孔复合模的设计。

复合模是指在压力机的一次行程中，在模具的同一位置上完成两道以上工序[3]。

普通冲裁获得的工件尺寸精度在IT11以下，表面粗糙度一般为Ra25—Ra12.5um，光亮带所占比例不大，断面具有斜度，只能满足一般产品的普通要求[4,5]。

因此，国内外涌现出更为先进的生产技术—精密冲裁工艺，并在实际生产中已经取得并将进一步取得良好的技术经济效果。

2.生产先进技术—精密冲裁

精密冲裁是一种先进的金属压力加工方法，一次冲压加工就可得到尺寸精度高、剪切面光洁、且具有一定立体形状的零件。

其具有优质、高效、低耗的特点，技术经济效益十分显著。

精冲工艺目前在航空、航天、汽车行业、工程机械、军工、铁路、建材、化工、造船、家电领域得到愈来愈广泛的应用[6]。

但是精冲技术在我国的推广仍不理想。

主要原因是:

①精冲机的价格昂贵（约是普通压力机的5lO倍）,多数企业无力投资。

②精冲技术是一个较新、较复杂的技术，它不仅要有先进的精冲机，还要有许多先进的配套设备（包括精密的检测设备和精密的模具加工设备等），另外，还要有一批高素质的工程师和技术工人，才能掌握和发挥它的作用，才能在生产实际中充分体现出它的先进性和经济性。

因此精冲技术是一项高技术的系统工程，应该集中一定的人力、物力和财力去较快地掌握和应用它。

③由于精冲技术在我国仍属起步阶段，精冲设备、精冲模具、精冲材料和精冲润滑油等在国内还不配套。

未来精冲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。

达到这一要求急需全面推广CAD/CAM/CAE技术，模具CAD/CAM/CAE技术是精冲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。

各企业将需加大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[7]。

计算机和网络的发展正使CAD/CAM/CAE技术跨地区、跨企业、跨院所的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[8]。

正是是由于这些问题的出现和精冲工艺对计算机技术的需求，将计算机技术与精冲技术相结合的研究越来越受重视。

其中发展比较快的是有限元在精密冲裁上的应用。

3.有限元在精密冲裁上的应用

（1）有限元分析应用现状

随着计算机性能的不断提高和数值模拟技术的逐渐完善，近年来出现了许多功能强大的专业性强的分析软件，如采用有限元分析的方法对模具组件在工作状态中的应力、应变等问题的详细分析已得到了越来越多的注意，开展这方面的研究已经取得了很大的发展并得到了实际应用[9]。

通过有限元分析，可以及早地发现问题，排除经验设计的偏差，提高设计在工艺实践中的精确性和可靠性，避免多次修模、试模的过程，从而可以缩短模具生产调试周期，降低制模成本和延长模具的使用寿命。

许多工业较发达国家对模具CAE技术非常重视并较早地进行了大量的研究，取得了较大的进展。

国内在冲压成形模具模拟分析方面起步较晚，所做的研究还很不够。

随着CAD/CAM技术的广泛应用，国内模具企业对模具CAE的需求越来越迫切，近几年来开始吸引了国内众多学者的研究。

目前在国内外高校、研究所和生产企业中流行的专门用于冲压成形的分析软件主要有Deform、Dynaform、Auto-form、Pam-stamp、Optris、Abaqus、Kmas等[10]。

（2）有限元分析应用的研究方向

随着计算机软硬件和数值模拟技术的发展，今后面临的任务和研究的方向应主要集中在以下几个方面：

①提高数值模拟的精度，对非线性有限元无网格划分技术的进一步研究，使模拟结果更加逼近现实。

②解决几何模型到有限元分析模型的自动转换问题，把有限元技术与CAD、CAM、人工智能技术相结合，形成一个智能化的CAD/CAM/CAE集成设计系统，从而能更好地指导模具设计和工艺优化。

③加深对模具应力、失效和寿命的研究，在它们之间建立起更完善的相关模型或准则。

④探索有效的数值模拟方法来预测和解决模具材料低疲劳问题[11,12]。

三、设计（研究）的重点与难点，拟采用的途径（研究手段）：

1.设计的重点

（1）冲压件工艺分析和工艺方案的确定；

（2）工作零件刃口尺寸计算；

（3）工作零件结构尺寸；

（4）标注零件和冲床的选择；

（5）装配图和零件图的绘制。

2.设计的难点

（1）冲裁件的形状和尺寸；

（2）冲压力与压力中心的计算；

（3）工作零件结构尺寸；

（4）凸凹模设计；

（5）排样设计。

3.拟采用的途径

（1）查找文献相关书籍对本次设计内容进行大致了解，做到胸有成竹；

（2）参照类似范例和以前的课程设计，制定设计流程、进行计算和制图等；

（3）在具体设计过程中遇到难题，通过查找资料进行针对解决。

四、设计（研究）进度计划：

第1-4周：

熟悉课题任务，查阅国内外文献资料,进行毕业实习、收集资料，完成实

习报告。

第5周：

完成开题报告（包括文献综述、英文资料翻译、课题研究方案设计、思路）。

第6-7周：

进行各种计算与确定冲压工艺方案。

第8-9周：

零件草图、装配图草图的绘制。

第10-11周：

零件图、装配图的绘制。

第12-13周：

填写冲压工艺卡、机加工工艺过程卡。

第14周：

初编设计说明书与英文简介。

第15-16周：

整理与修改图纸、工艺卡及说明书。

第17周：

撰写研究论文缩写稿或答辩提纲、总结及进行毕业答辩。

五、参考文献：

[1]刘胜国.我国冲压模具技术的现状与发展[J].黄石理工学院学报，2007-2

（1）：

13.

[2]三丰.模具行业回顾与展望[J].航空制造技术，2013（1/2）：

72-73.

[3]翁其金，徐新成.冲压工艺及冲模设计[M].北京：

机械工业出版社，2004.7

[4]夏巨谌，张启勋.材料成形工艺[M].北京：

机械工业出版社，2010.1

[5]任朝军.基于层次分析法的冲裁件质量影响因素研究[J].机械管理开发，

2011

（1）：

45.

[6]邓明.国内外精密冲裁技术的现状及发展[J].锻压装备与制造技术，2004

（1）：

13-15.

[7]张巍，陈燚涛，姬巧玲.精密冲裁工艺的研究现状及其发展趋势[J].机电产品

开发与创新，2012-9（5）：

13-14.

[8]蔡俊，胡建华，宋雪梅.我国精冲技术的发展现状与方向[J].金属铸锻焊技术，

2011-6（11）：

84.

[9]王绪芳.落料冲孔复合模具设计[J].制造技术与机床，2006（5）：

39.

[10]黄荣学，曹建国，范洪远.有限元法在冲压模具分析中的应用及展望[J].锻压

技术，2005

（2）：

69-72.

[11]N.Mole1,B.Stok1.FiniteElementSimulationofSheetFineBlankingProcess

[J].Springer,2009:

553.

[12]MacCormakConor,MonaghanJohn.FailureAnalysisofColdForgingDiesUsing

FEA[J].JournalofMaterialsProcessingTechnology,2001（1-2）:

214.

指导教师意见

签名：

月日

教研室（学术小组）意见

教研室主任（学术小组长）（签章）：

月日