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畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告
題目 螺母盒零件沖壓工藝與沖模設(shè)計(jì)
專 業(yè) 名 稱 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
班 級(jí) 學(xué) 號(hào) 078105315
學(xué) 生 姓 名 劉翔
指 導(dǎo) 教 師 陳為國(guó)
填 表 日 期 2011 年 1 月 16 日
說(shuō) 明
開題報(bào)告應(yīng)結(jié)合自己課題而作，一般包括：課題依據(jù)及課題的意義、國(guó)內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢(shì)（含文獻(xiàn)綜述）、研究?jī)?nèi)容及實(shí)驗(yàn)方案、目標(biāo)、主要特色及工作進(jìn)度、參考文獻(xiàn)等內(nèi)容。以下填寫內(nèi)容各專業(yè)可根據(jù)具體情況適當(dāng)修改。但每個(gè)專業(yè)填寫內(nèi)容應(yīng)保持一致。
一、選題的依據(jù)及意義：
采用沖壓模具生產(chǎn)零部件，具有生產(chǎn)效率高、質(zhì)量好、成本低、節(jié)約能源和原材料等一系列優(yōu)點(diǎn)，其生產(chǎn)的制件所具備的高精度、高復(fù)雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比擬的，它已成為當(dāng)代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段和工藝發(fā)展方向。而整個(gè)模具工業(yè)已經(jīng)很大程度上決定著現(xiàn)代工業(yè)品的發(fā)展和技術(shù)水平的提高。因此模具工業(yè)對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展起著舉足輕重的作用。
在特定的生產(chǎn)條件下能加工出用普通加工方法難以加工的材料和復(fù)雜形狀的零件，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效果；采用高能高效成形方法對(duì)于加工各種尺寸大、形狀復(fù)雜、批量小、強(qiáng)度高和精度要求較高的板料零件，具有很重要的實(shí)用意義；利用金屬材料的超塑性進(jìn)行超塑性成形，可以用一次成形代替多道普通的沖壓成形工序，這對(duì)于加工形狀復(fù)雜和大型板料零件具有突出的優(yōu)越性；利用反復(fù)成形技術(shù)可消除材料內(nèi)殘余應(yīng)力，實(shí)現(xiàn)無(wú)回彈成形。還可以加工壁薄、重量輕、表面質(zhì)量好、剛性好的零件；實(shí)現(xiàn)少、無(wú)切屑和多工序重合的加工；制件的尺寸公差由模具保證，具有“一模一樣”的特征，所以產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。
由于上述突出的優(yōu)點(diǎn)，因此沖壓模具生產(chǎn)零部件得到了廣泛的應(yīng)用，是國(guó)防工業(yè)及民用工業(yè)生產(chǎn)中必不可少的加工方法。在電子產(chǎn)品中，沖壓件約占80%~85%；在汽車、農(nóng)業(yè)機(jī)械產(chǎn)品中，沖壓件約占75%~80%；在輕工產(chǎn)品中，沖壓件約占90%以上。此外，在航空及航天工業(yè)生產(chǎn)中，沖壓件也占有很大的比例。
二、國(guó)內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢(shì)：
隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，許多新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備、新材料不斷涌現(xiàn)，因而促進(jìn)了沖壓技術(shù)的不斷革新和發(fā)展。
在沖壓成形理論及沖壓工藝方面，沖壓成形理論的研究是提高沖壓技術(shù)的基礎(chǔ)。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)沖壓成形理論的研究非常重視，在材料沖壓性能研究、沖壓成形過(guò)程應(yīng)力應(yīng)變分析、板料變形規(guī)律研究及坯料與模具之間的相互作用研究等方面均取得了較大的進(jìn)展。近年來(lái)國(guó)內(nèi)外已開始應(yīng)用塑性成形過(guò)程的計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)、既利用有限元（FEM）等數(shù)值分析方法模擬金屬的塑性成形過(guò)程，根據(jù)分析結(jié)果，設(shè)計(jì)人員可預(yù)測(cè)某一工藝方案成形的可行性及可能出現(xiàn)的質(zhì)量問(wèn)題，并通過(guò)在計(jì)算機(jī)上選擇修改相關(guān)參數(shù)，可實(shí)現(xiàn)工藝及模具的優(yōu)化設(shè)計(jì)。國(guó)內(nèi)外相繼涌現(xiàn)出了精密沖壓工藝、軟模成形工藝，高能高速成形工藝、超塑性成形工藝及無(wú)模多點(diǎn)成形工藝等精密、高效、經(jīng)濟(jì)的沖壓新工藝。我國(guó)已自主設(shè)計(jì)制造了具有國(guó)際領(lǐng)先水平的無(wú)模多點(diǎn)成形設(shè)備，解決了多點(diǎn)壓機(jī)成形法，從而可隨意改變變形路徑與受力狀態(tài)，提高了材料的成形極限。
在模具新材料研究方面，常用新型熱作模具鋼有美國(guó)H13、瑞典QRO80M、QRO90SUPREME等；常用塑料模具用鋼有預(yù)硬鋼（如美國(guó)P20），時(shí)效硬化型鋼（如美國(guó)P21、日本NAK55等）、熱處理硬化型鋼（如美國(guó)D2，日本PD613、PD555等）、粉末模具鋼（如日本KAD18和KAS440）等；
在沖模標(biāo)準(zhǔn)化及專業(yè)化生產(chǎn)方面，國(guó)外先進(jìn)工業(yè)國(guó)家模具標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)程度已達(dá)70%~80%、模具廠只需設(shè)計(jì)制造工作零件，大部分模具零件均從標(biāo)準(zhǔn)件廠購(gòu)買，使生產(chǎn)效率大幅度提高。我國(guó)沖模標(biāo)準(zhǔn)化與專業(yè)化生產(chǎn)近年來(lái)也有較大進(jìn)展，除反映在標(biāo)準(zhǔn)件專業(yè)化生產(chǎn)廠家有較多增加外，標(biāo)準(zhǔn)件品種也有擴(kuò)展，精度亦有提高，但總體情況還滿足不了模具工業(yè)發(fā)展的要求，主要體現(xiàn)在標(biāo)準(zhǔn)化程度還不高，標(biāo)準(zhǔn)件的品種和規(guī)格較少，大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)件廠家未形成規(guī)?；a(chǎn)，標(biāo)準(zhǔn)件質(zhì)量也存在較多問(wèn)題。
在沖壓設(shè)備和沖壓生產(chǎn)自動(dòng)化方面，性能良好的沖壓設(shè)備是提高沖壓生產(chǎn)技術(shù)水平的基本條件，目前沖壓設(shè)備也由單工件、單功能、低速壓力機(jī)朝著多工位、多功能、高速和數(shù)控方向發(fā)展加之機(jī)械手乃至機(jī)器人的大量使用，使沖壓生產(chǎn)效率得到大幅度提高，各式各樣的沖壓自動(dòng)線和高速自動(dòng)壓力機(jī)紛紛投入使用。如在數(shù)控四邊折彎?rùn)C(jī)中送入板料毛坯后，在計(jì)算機(jī)程序控制下便可依次完成四邊彎曲，從而大幅度提高精度和生產(chǎn)率。
在多功能壓力機(jī)方面，日本會(huì)田公司生產(chǎn)的2000KN“沖壓中心”采用CNC控制，只需 5min時(shí)間就可以完成自動(dòng)換模、換料和調(diào)整工藝參數(shù)等工作，美國(guó)惠特尼（Whitney）公司生產(chǎn)的CNC金屬板材加工中心，在相同的時(shí)間內(nèi)，加工沖壓件的數(shù)量為普通壓力機(jī)的4~10倍，并能進(jìn)行沖孔、分段沖裁、彎曲和拉深等多種作業(yè)。
從產(chǎn)值看，20世紀(jì)80年代以來(lái)，美國(guó)、日本等工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家模具行業(yè)的產(chǎn)值已超過(guò)機(jī)床行業(yè)，并又有繼續(xù)增長(zhǎng)的趨勢(shì)。據(jù)國(guó)際生產(chǎn)技術(shù)協(xié)會(huì)預(yù)測(cè)，到2012年，產(chǎn)品零件粗加工的75%、精加工的55%將由模具完成，65%以上的金屬板材、80%以上的塑料都將通過(guò)模具轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品。
模具檢測(cè)設(shè)備日益精密、高效，目前國(guó)內(nèi)廠家使用較多的有意大利、美國(guó)、日本等國(guó)的高精度三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)，并具有數(shù)字化掃描功能。模具軟件功能正向集成化方向發(fā)展，集成化程度較高的軟件還包括： UG等。模具設(shè)計(jì)、分析、制造的三維化、無(wú)紙化要求新一代模具軟件以立體的，直觀的感覺(jué)來(lái)設(shè)計(jì)模具。雖然我國(guó)模具工業(yè)已取得較大的發(fā)展，但與世界發(fā)達(dá)國(guó)家相比還有一定差距。
當(dāng)前，我國(guó)模具行業(yè)存在的主要問(wèn)題有：
1．專業(yè)化和標(biāo)準(zhǔn)化程度低。目前專業(yè)化程度不到10%，而標(biāo)準(zhǔn)化程度也只有20%。
2．模具品種少，效率低，經(jīng)濟(jì)效益也差。
3．模具制造周期長(zhǎng)，模具精度不高，制造技術(shù)落后。
4．力量分散，管理落后。
根據(jù)我國(guó)模具技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展情況看模具技術(shù)今后應(yīng)朝著以下幾個(gè)方面發(fā)展：
1．加速模具標(biāo)準(zhǔn)化和商品化，以提高模具質(zhì)量，縮短模具制造周期。
2．大力開發(fā)具有自主版權(quán)的模具CAD/CAM/CAE軟件，并大力推廣，提高模具制造過(guò)程的自動(dòng)化水平。
3．積極開發(fā)模具新品種、新工藝、新技術(shù)和新材料。
4．積極研究、開發(fā)和發(fā)展高效、精密、長(zhǎng)壽命的級(jí)進(jìn)模技術(shù)和大型、精密注射模技術(shù)，推廣熱流道注射模技術(shù)。
5．加強(qiáng)研究和推廣自動(dòng)送料、自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)保護(hù)和自動(dòng)控溫等先進(jìn)技術(shù)。
三、研究?jī)?nèi)容及設(shè)計(jì)方案：
3．1研究?jī)?nèi)容如下：
1）螺母盒零件沖壓成形工藝分析，計(jì)算坯料展開；
2）螺母盒零件復(fù)合?？傮w結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及繪制裝配圖；
3）設(shè)計(jì)螺母盒零件復(fù)合模主要零件圖；
4）螺母盒形成形模總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及繪制裝配圖；
5）設(shè)計(jì)螺母盒零件
四、目標(biāo)，主要特色及工作進(jìn)度：
4．1目標(biāo)：
所設(shè)計(jì)的模具應(yīng)保證沖壓出符合圖紙要求的制件；模具結(jié)構(gòu)應(yīng)盡可能簡(jiǎn)單，長(zhǎng)期連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)不易引起故障，維修、操作方便，工件安全可靠，便于制造，價(jià)格低廉。能提高零件質(zhì)量和勞動(dòng)生產(chǎn)率，自動(dòng)化程度高，材料消耗低，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。毛坯的定位可靠，出件、廢料排除諸問(wèn)題合理。通過(guò)這次對(duì)板料的沖模設(shè)計(jì)，學(xué)會(huì)從零件形狀及功能要求出發(fā)，合理設(shè)計(jì)模具結(jié)構(gòu)、正確計(jì)算模具零件的尺寸，選用模具零件材料及考慮制造工藝，培養(yǎng)自己掌握一般模具的設(shè)計(jì)方法、設(shè)計(jì)步驟，順利地完成對(duì)板料的沖模設(shè)計(jì)。
最終目的是：設(shè)計(jì)一套復(fù)合模和一套彎曲模并繪制有關(guān)圖紙。
4．2主要特色：
1）自動(dòng)化程度高，效率高，成本低，壽命長(zhǎng)。
2）應(yīng)用模具新材料及熱、表處理新工藝，提高了模具的使用性能，改善了加工性能。
3）（待補(bǔ)）沖壓成形過(guò)程應(yīng)力應(yīng)變分析、板料變形規(guī)律的研究，從坯料變形規(guī)律出發(fā)進(jìn)行坯料與沖模之間相互作用的研究建立起了緊密結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際的先進(jìn)沖壓工藝。
4) 采用倒裝復(fù)合模，可使落料沖孔一次完成；
5）采用倒裝復(fù)合模，可使廢料自漏料孔中排出，生產(chǎn)操作較安全；
4．3工作進(jìn)度：
1）.收集有關(guān)資料，撰寫開題報(bào)告； 第1 周-第 2周
2）.繪制螺母盒沖件圖，應(yīng)用Fastform軟件進(jìn)行CAE分析 第3 周-第 5周
3）.編制螺母盒沖壓成形工藝規(guī)程； 第6周-第9周
4）.繪制螺母盒成形?？傃b圖及零件圖； 第10周-第 13周
5）.英文翻譯（6000實(shí)詞以上） 第14周-第15周
6）.撰寫畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（論文） 第 16周-第17 周
7）.畢業(yè)設(shè)計(jì)審查，畢業(yè)答辯。 第17 周-第18 周
五、參考文獻(xiàn)
[1].《沖模設(shè)計(jì)手冊(cè)》編寫組.沖模設(shè)計(jì)手冊(cè).北京：沖模設(shè)計(jì)手冊(cè)，1995
[2]. 陳為國(guó).帶缺口筒形件沖壓工藝及模具設(shè)計(jì).金屬成形工藝，1998.2
[3].王新華，袁聯(lián)富編.沖模結(jié)構(gòu)圖冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003
[4].羅益旋.沖壓新工藝新技術(shù)及模具設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè). 銀聲音像出版社，2004
[5].GB2851～2875《冷沖?！穱?guó)家標(biāo)準(zhǔn)