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湖南工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開(kāi)題報(bào)告
題 目
電極板沖孔模設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名
曾 威
班級(jí)學(xué)號(hào)
212070328
專(zhuān)業(yè)
材料成型及控制工程
一、課題的目的和意義：
沖壓加工作為一個(gè)行業(yè)，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)的加工行業(yè)中占有重要地位。根據(jù)統(tǒng)計(jì)，沖壓件在各個(gè)行業(yè)中均占有相當(dāng)大的比重，尤其在汽車(chē)、電機(jī)、儀表、軍工、家電等方面所占比重更大。采用沖壓模具生產(chǎn)零部件，具有生產(chǎn)效益高，質(zhì)量好，成本低，節(jié)約能源和原料等一系列優(yōu)點(diǎn)，它已成為當(dāng)代工業(yè)生產(chǎn)中的重要手段和工藝發(fā)展方向。
模具工業(yè)已被我國(guó)正式確定為基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，早在“十五”期間就被列為重點(diǎn)扶持產(chǎn)業(yè)。從1997年開(kāi)始，我國(guó)模具工業(yè)產(chǎn)值超過(guò)了機(jī)床工業(yè)產(chǎn)值。因此模具對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展起著舉足輕重的作用。
冷擠壓是一種先進(jìn)的少無(wú)切削加工工藝之一。它是在常溫下，使固態(tài)的金屬在巨大壓力和一定的速度下，通過(guò)模腔產(chǎn)生塑性變形而獲得一定形狀零件的一種加工方法。冷擠壓的工藝過(guò)程是：先將經(jīng)處理過(guò)的毛坯料放在凹模內(nèi)，借助凸模的壓力使金屬處于三向受壓應(yīng)力狀態(tài)下產(chǎn)生塑性變形，通過(guò)凹模的下通孔或凸模與凹模的環(huán)形間隙將金屬擠出。它是一種在許多行業(yè)廣泛使用的金屬壓力加工工藝方法。
冷擠壓過(guò)程的關(guān)鍵問(wèn)題是想法降低材料的變形抗力，提高模具的承載能力。
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，指導(dǎo)老師給我安排的是萬(wàn)向節(jié)軸套反擠壓模設(shè)計(jì)。經(jīng)過(guò)回顧大學(xué)所學(xué)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，參考相關(guān)文獻(xiàn)資料，以及指導(dǎo)老師指導(dǎo)之后，我初步理清了本次設(shè)計(jì)的基本思路，掌握了有關(guān)畢業(yè)設(shè)計(jì)的基本方法。希望通過(guò)完成本次設(shè)計(jì)，我能更好地了解模具設(shè)計(jì)過(guò)程，進(jìn)一步的掌握模具的相關(guān)結(jié)構(gòu)，為今后步入模具行業(yè)打好堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
二、文獻(xiàn)綜述
1、中國(guó)沖壓模具的發(fā)展現(xiàn)狀
中國(guó)沖壓模具的發(fā)展現(xiàn)狀改革開(kāi)放帶了我國(guó)的經(jīng)濟(jì)進(jìn)入高速發(fā)展的時(shí)期，模具的市場(chǎng)的需求量也進(jìn)一步的增加。模具行業(yè)也一直以15%左右的增速再發(fā)展。因此帶來(lái)的模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分的巨大變化，一些國(guó)有專(zhuān)業(yè)模具廠也如雨后春筍般的建立起來(lái)，同時(shí)也帶來(lái)了以集體、獨(dú)資、私營(yíng)和合資等形式的快速發(fā)展。
賦有“模具之鄉(xiāng)”的浙江寧波和黃巖地區(qū)是現(xiàn)今我國(guó)規(guī)模最大的兩個(gè)地方；廣東地區(qū)也漸漸掀起了開(kāi)建模具廠的浪潮；其中科龍、康佳等集團(tuán)紛紛建立了自己的模具制造中心；中外合資或是外商獨(dú)資形式的模具企業(yè)現(xiàn)也有幾千家。
近年許多模具企業(yè)加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投資力度，將技術(shù)進(jìn)步視為企業(yè)發(fā)展的重要?jiǎng)恿ΑＲ恍﹪?guó)內(nèi)模具企業(yè)已普及了二維CAD，并陸續(xù)開(kāi)始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等國(guó)際通用軟件，個(gè)別廠家還引進(jìn)了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE軟件，并成功應(yīng)用于沖壓模的設(shè)計(jì)中。以汽車(chē)覆蓋件模具為代表的大型沖壓模具的制造技術(shù)已取得很大進(jìn)步，東風(fēng)汽車(chē)公司模具廠、一汽模具中心等模具廠家已能生產(chǎn)部分轎車(chē)覆蓋件模具。此外，許多研究機(jī)構(gòu)和大專(zhuān)院校開(kāi)展模具技術(shù)的研究和開(kāi)發(fā)。經(jīng)過(guò)多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技術(shù)方面取得了顯著進(jìn)步；在提高模具質(zhì)量和縮短模具設(shè)計(jì)制造周期等方面做出了貢獻(xiàn)。
例如，吉林大學(xué)汽車(chē)覆蓋件成型技術(shù)所獨(dú)立研制的汽車(chē)覆蓋件沖壓成型分析KMAS軟件，華中理工大學(xué)模具技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)發(fā)的注塑模、汽車(chē)覆蓋件模具和級(jí)進(jìn)模CAD/CAE/CAM軟件，上海交通大學(xué)模具CAD國(guó)家工程研究中心開(kāi)發(fā)的冷沖模和精沖研究中心開(kāi)發(fā)的冷沖模和精沖模CAD軟件等在國(guó)內(nèi)模具行業(yè)擁有不少的用戶(hù)。
雖然中國(guó)模具工業(yè)在過(guò)去十多年中取得了令人矚目的發(fā)展，但許多方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍有較大的差距。例如，精密加工設(shè)備在模具加工設(shè)備中的比重比較低；CAD/CAE/CAM技術(shù)的普及率不高；許多先進(jìn)的模具技術(shù)應(yīng)用不夠廣泛等等，致使相當(dāng)一部分大型、精密、復(fù)雜和長(zhǎng)壽命模具依賴(lài)進(jìn)口。
2、中國(guó)沖壓模具的發(fā)展方向
模具技術(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(jià)格低”的要求服務(wù)。達(dá)到這一要求急需發(fā)展如下幾項(xiàng)：
(1)全面推廣CAD/CAM/CAE技術(shù)模具CAD/CAM/CAE技術(shù)是模具設(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。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)、跨院所地在整個(gè)行業(yè)中推廣成為可能，實(shí)現(xiàn)技術(shù)資源的重新整合，使虛擬制造成為可能。
(2)高速銑削加工國(guó)外近年來(lái)發(fā)展的高速銑削加工，大幅度提高了加工效率，并可獲得極高的表面光潔度。另外，還可加工高硬度模塊，還具有溫升低、熱變形小等優(yōu)點(diǎn)。高速銑削加工技術(shù)的發(fā)展，對(duì)汽車(chē)、家電行業(yè)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、集成化方向發(fā)展。
(3)模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng)高速掃描機(jī)和模具掃描系統(tǒng)提供了從模型或?qū)嵨飹呙璧郊庸こ銎谕哪Ｐ退璧闹T多功能，大大縮短了模具的在研制制造周期。有些快速掃描系統(tǒng)，可快速安裝在已有的數(shù)控銑床及加工中心上，實(shí)現(xiàn)快速數(shù)據(jù)采集、自動(dòng)生成各種不同數(shù)控系統(tǒng)的加工程序、不同格式的CAD數(shù)據(jù)，用于模具制造業(yè)的“逆向工程”。模具掃描系統(tǒng)已在汽車(chē)、摩托車(chē)、家電等行業(yè)得到成功應(yīng)用，相信在“十五”期間將發(fā)揮更大的作用。
(4)電火花銑削加工電火花銑削加工技術(shù)也稱(chēng)為電火花創(chuàng)成加工技術(shù)，這是一種替代傳統(tǒng)的用成型電極加工型腔的新技術(shù)，它是有高速旋轉(zhuǎn)的簡(jiǎn)單的管狀電極作三維或二維輪廓加工(像數(shù)控銑一樣)，因此不再需要制造復(fù)雜的成型電極，這顯然是電火花成形加工領(lǐng)域的重大發(fā)展。國(guó)外已有使用這種技術(shù)的機(jī)床在模具加工中應(yīng)用。預(yù)計(jì)這一技術(shù)將得到發(fā)展。
(5)提高模具標(biāo)準(zhǔn)化程度我國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)化程度正在不斷提高，估計(jì)目前我國(guó)模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率已達(dá)到30%左右。國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家一般為80%左右。
(6)優(yōu)質(zhì)材料及先進(jìn)表面處理技術(shù)選用優(yōu)質(zhì)鋼材和應(yīng)用相應(yīng)的表面處理技術(shù)來(lái)提高模具的壽命就顯得十分必要。模具熱處理和表面處理是否能充分發(fā)揮模具鋼材料性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。模具熱處理的發(fā)展方向是采用真空熱處理。模具表面處理除完善應(yīng)發(fā)展工藝先進(jìn)的氣相沉積(TiN、TiC等)、等離子噴涂等技術(shù)。
(7)模具研磨拋光將自動(dòng)化、智能化模具表面的質(zhì)量對(duì)模具使用壽命、制件外觀質(zhì)量等方面均有較大的影響，研究自動(dòng)化、智能化的研磨與拋光方法替代現(xiàn)有手工操作，以提高模具表面質(zhì)量是重要的發(fā)展趨勢(shì)。
(8)模具自動(dòng)加工系統(tǒng)的發(fā)展這是我國(guó)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展的目標(biāo)。模具自動(dòng)加工系統(tǒng)應(yīng)有多臺(tái)機(jī)床合理組合；配有隨行定位夾具或定位盤(pán)；有完整的機(jī)具、刀具數(shù)控庫(kù)；有完整的數(shù)控柔性同步系統(tǒng)；有質(zhì)量監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)。
我國(guó)沖壓模具與發(fā)達(dá)國(guó)家企業(yè)之間的差距不小，因此要發(fā)揮整體優(yōu)勢(shì)和綜合競(jìng)爭(zhēng)力，要加強(qiáng)統(tǒng)籌協(xié)調(diào)、完善合作機(jī)制，創(chuàng)造性地工作。也需要加大對(duì)模具相關(guān)專(zhuān)業(yè)人才的綜合素質(zhì)培訓(xùn)投入。
三、設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)
1、課題名稱(chēng)
課題名稱(chēng)為萬(wàn)電極板沖孔模設(shè)計(jì)，電極板如上圖所示；材料為10鋼，料厚5mm,小批量生產(chǎn)。
2、設(shè)計(jì)內(nèi)容與步驟
（1）沖壓零件的工藝性分析：材料的擠壓性能分析、結(jié)構(gòu)形狀工藝性分析、尺寸的工藝性分析、精度的工藝性分析等。
（2）沖壓工藝的總體方案的分析和確定：?jiǎn)喂ば蚰７桨?、?fù)合模方案、級(jí)進(jìn)模方案的對(duì)比，最終確定的方案；
（3）基于所確定的總體方案，進(jìn)行排樣設(shè)計(jì)：擬定工位數(shù)、各工位的沖壓性質(zhì)和沖壓順序，繪制板料的排樣圖；
（4）基于總體方案和排樣方案，進(jìn)行工藝計(jì)算，如：凸凹模尺寸及偏差、間隙、變形力、壓力中心、卸料力等計(jì)算；
（5）模具關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的方案設(shè)計(jì)：凸凹模結(jié)構(gòu)形式、導(dǎo)向、導(dǎo)料、定位、卸料等；
（6）模具總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與確定：基于上述內(nèi)容，設(shè)計(jì)并確定模具總體結(jié)構(gòu)，描述模具的工作原理和工藝動(dòng)作，并繪制二維裝配圖和相應(yīng)的三維圖；
（7）選擇合理的沖壓設(shè)備（考慮設(shè)備噸位與變形力的吻合、沖壓封閉高度與設(shè)備裝模高度的吻合、模具的平面尺寸與設(shè)備工作臺(tái)面尺寸的吻合等）；
（8）進(jìn)行模具零件的詳細(xì)設(shè)計(jì)：確定模具中的標(biāo)準(zhǔn)件（聯(lián)結(jié)零件：螺釘、銷(xiāo)釘、彈性元件等）的型號(hào)和數(shù)量，對(duì)模具中的非標(biāo)準(zhǔn)件進(jìn)行詳細(xì)的結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)，繪制相應(yīng)的二維零件圖；
（9）編制模具中主要零件的制造工藝方案和加工方法；
（10）撰寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)；
（11）所有設(shè)計(jì)文檔、資料的整理、收尾、答辯。
3、繪圖任務(wù)
（1） 模具總裝配圖
（2） 模具零件圖
（3） 模具總成三維圖（可選）
（4） 模具主要零件三維圖（可選）
四、設(shè)計(jì)過(guò)程進(jìn)度計(jì)劃
（1）第五周（2011-3-21～2011-3-27）：完成以下航設(shè)計(jì)內(nèi)容中的“1-2”
（2）第六周（3-28～4-3）：完成以上設(shè)計(jì)內(nèi)容的“3-5”
（3）第七八周（4-4～4-17）：完成以上設(shè)計(jì)內(nèi)容的“6-7”
（4）第九十周（4-18～5-1）：完成以上設(shè)計(jì)內(nèi)容的“8”
（5）第十一、十二周（5-2～5-15）：完成以上設(shè)計(jì)內(nèi)容中的“9”
（6）第十三、十四周（5-16～5-29）：完成以上設(shè)計(jì)內(nèi)容中的“10”
（7）第十五周（5-30～6-5）：完成以上設(shè)計(jì)內(nèi)容中的“11”
指導(dǎo)教師批閱意見(jiàn)
指導(dǎo)教師(簽名)： 年 月 日
湖南工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)工作中期檢查表
題目
電極板沖孔模設(shè)計(jì)
學(xué)生姓名
張亮
班級(jí)學(xué)號(hào)
212070352
專(zhuān)業(yè)
材料成型及控制工程
指
導(dǎo)
教
師
填
寫(xiě)
學(xué)生開(kāi)題情況
學(xué)生調(diào)研及查閱文獻(xiàn)情況
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原計(jì)劃有無(wú)調(diào)整
學(xué)生是否按計(jì)劃執(zhí)行工作進(jìn)度
學(xué)生是否能獨(dú)立完成工作任務(wù)
學(xué)生的英文翻譯情況
學(xué)生每周接受指導(dǎo)的次數(shù)及時(shí)間
畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）過(guò)程檢查記錄情況
學(xué)生的工作態(tài)度在相應(yīng)選項(xiàng)劃“√”
□認(rèn)真
□一般
□較差
尚存在的問(wèn)題及采取的措施：
指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日
系部意見(jiàn)：
負(fù)責(zé)人簽字：
年 月 日