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中原工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計開題報告
畢業(yè)設(shè)計開題報告
題目名稱： 汽車門鉸鏈模具設(shè)計
院系名稱： 機電學(xué)院
班 級： 機自074班
學(xué) 號： 200700314419
學(xué)生姓名： 劉昂
指導(dǎo)教師： 朱繼華
2011 年3月
1. 本課題所涉及的內(nèi)容國內(nèi)(外)研究現(xiàn)狀綜述
模具作為提高生產(chǎn)率，減少材料和消耗，降低產(chǎn)品成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量和市場競爭力的重要手段，已越來越受到各工業(yè)部門的重視。隨著工業(yè)技術(shù)不斷向前發(fā)展，要求模具在更苛刻、更高速度的工作條件下，對模具的精度越來越高，使用壽命越來越長。為了滿足這些要求，國內(nèi)外都在模具材料的研究和開發(fā)上作了巨大的努力，也在這方面取得了不少成果。
改革開放以來，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。近年來，模具工業(yè)一直以15%左右的增長速度快速發(fā)展，模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了巨大變化，除了國有專業(yè)模具廠外，集體、合資、獨資和私營也得到了快速發(fā)展。浙江寧波和黃巖地區(qū)的“模具之鄉(xiāng)”；廣東一些大集團(tuán)公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，科龍、美的、康佳等集團(tuán)紛紛建立了自己的模具制造中心；中外合資和外商獨資的模具企業(yè)現(xiàn)已有幾千家。
1) 沖壓模具市場現(xiàn)狀
在國家產(chǎn)業(yè)政策和與之配套的一系列國家經(jīng)濟(jì)政策的支持和引導(dǎo)下，我國沖壓模具無論在數(shù)量上，還是在質(zhì)量、技術(shù)和能力等方面都已有了很大發(fā)展，但與國民經(jīng)濟(jì)需求和世界先進(jìn)水平相比，差距仍很大，一些大型、精密、復(fù)雜、長壽命的高檔模具每年仍大量進(jìn)口，特別是中高檔轎車的覆蓋件模具，目前仍主要依靠進(jìn)口。一些低檔次的簡單沖模，已趨供過于求，市場競爭激烈。
近年來，我國模具工業(yè)有了長足的進(jìn)步。2005年模具產(chǎn)值為610億人民幣，2006年約720億，平均每年以20%～25%的速度增長。模具的技術(shù)水平同樣有顯著提高，一些國產(chǎn)優(yōu)質(zhì)模具的性能已接近國外同類產(chǎn)品的先進(jìn)水平，而這些優(yōu)質(zhì)模具大多數(shù)為塑料模和沖壓模。沖壓模的加工離不開電火花線切割機床（WEDM）。據(jù)統(tǒng)計，我國約有80%的WEDM用于沖壓模加工。
2) 沖壓模具水平狀況
a) 模具CAD/CAE/CAM水平現(xiàn)狀
我國模具CAD/CAE的開發(fā)開始于20 世紀(jì)70年代末，發(fā)展也很迅速。在微機平臺上開發(fā)CAD/CAM軟件方面我國與國外起點差不多，都是使用VisualC++，OpenGL等工具進(jìn)行軟件開發(fā)，國內(nèi)許多高校、軟件公司和企業(yè)在此基礎(chǔ)上開發(fā)出了先進(jìn)的，有自己特色，符合中國用戶習(xí)慣的CAD/CAE軟件或模塊，其中有一些成果已經(jīng)得到了推廣和使用。國內(nèi)開發(fā)適合模具行業(yè)的CAD/CAM軟件，主要采用兩種途徑——在現(xiàn)有CAD/CAM平臺上進(jìn)行二次開發(fā)和開發(fā)擁有自主版權(quán)的CAD/CAM系統(tǒng)。
以汽車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)部分轎車覆蓋件模具。此外，許多研究機構(gòu)和大專院校開展模具技術(shù)的研究和開發(fā)。經(jīng)過多年的努力，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)計制造周期等方面做出了貢獻(xiàn)。
雖然中國模具工業(yè)在過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)雜和長壽命模具依賴進(jìn)口。
b) 模具設(shè)計與制造水平現(xiàn)狀
近幾年來，隨著工業(yè)和高科技產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，我國沖壓模具的設(shè)計與制造能力已達(dá)到較高水平。雖然如此，我國的沖壓模具設(shè)計制造能力與市場需要和國際先進(jìn)水平相比仍有較大差距。這些主要表現(xiàn)在高檔轎車和大中型汽車覆蓋件模具及高精度沖模方面，無論在設(shè)計還是加工工藝和能力方面，都存在較大差距。轎車覆蓋件模具，具有設(shè)計和制造難度大，質(zhì)量和精度要求高的特點，可代表覆蓋件模具的水平。雖然在設(shè)計制造方法和手段方面已基本達(dá)到了國際水平，模具結(jié)構(gòu)功能方面也接近國際水平，在轎車模具國產(chǎn)化進(jìn)程中前進(jìn)了一大步，但在制造質(zhì)量、精度、制造周期等方面，與國外相比還存在一定的差距。
標(biāo)志沖模技術(shù)先進(jìn)水平的多工位級進(jìn)模和多功能模具，是我國重點發(fā)展的精密模具品種。有代表性的是集機電一體化的鐵芯精密自動閥片多功能模具，已基本達(dá)到國際水平。但總體上和國外多工位級進(jìn)模相比，在制造精度、使用壽命、模具結(jié)構(gòu)和功能上，仍存在一定差距。
模具表面強化技術(shù)也得到廣泛應(yīng)用。工藝成熟、無污染、成本適中的離子滲氮技術(shù)越來越被認(rèn)可，碳化物被覆處理（TD處理）及許多鍍（涂）層技術(shù)在沖壓模具上的應(yīng)用日益增多。真空處理技術(shù)、實型鑄造技術(shù)、刃口堆焊技術(shù)等日趨成熟。激光切割和激光焊接技術(shù)也得到了應(yīng)用。
3) 沖壓模具的發(fā)展趨勢
隨著與國際接軌的腳步不斷加快，市場競爭的日益加劇，人們已經(jīng)越來越認(rèn)識到產(chǎn)品質(zhì)量、成本和新產(chǎn)品的開發(fā)能力的重要性。而模具制造是整個鏈條中最基礎(chǔ)的要素之一。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)展的重要動力。一些國內(nèi)模具企業(yè)已普及了二維CAD，并陸續(xù)開始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等國際通用軟件，個別廠家還引進(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)計中。
a) 模具CAD/CAM/CAE技術(shù)將全面推廣應(yīng)用
模具技術(shù)未來發(fā)展趨勢主要是朝信息化、高速化生產(chǎn)與高精度化發(fā)展。因此從設(shè)計技術(shù)來說，發(fā)展重點在于大力推廣CAD/CAE/CAM技術(shù)的應(yīng)用，并持續(xù)提高效率，特別是板材成型過程的計算機模擬分析技術(shù)。模具CAD/CAE/CAM正向集成化、三維化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化和信息化方向發(fā)展，并提高模具CAD、CAM系統(tǒng)專用化程度。
隨著微機軟件的發(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)一步擴大CAE技術(shù)的應(yīng)用范圍。計算機和網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展正使CAD/CAM/CAE技術(shù)跨地區(qū)、跨企業(yè)、跨院所地在整個行業(yè)中推廣成為可能，實現(xiàn)技術(shù)資源的重新整合，使虛擬制造成為可能。
b) 提高沖壓模具標(biāo)準(zhǔn)化和專業(yè)化生產(chǎn)水平
模具的標(biāo)準(zhǔn)化和專業(yè)化生產(chǎn)，已得到模具行業(yè)和廣泛重視。因為沖模屬單件小批量生產(chǎn)，沖模零件既具的一定的復(fù)雜性和精密性，又具有一定的結(jié)構(gòu)典型性。因此，只有實現(xiàn)了沖模的標(biāo)準(zhǔn)化，才能使沖模和沖模零件的生產(chǎn)實現(xiàn)專業(yè)化、商品化，從而降低模具的成本，提高模具的質(zhì)量和縮短制造周期。目前，國外先進(jìn)工業(yè)國家模具標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)程度已達(dá)70%~80%，模具廠只需設(shè)計制造工作零件，大部分模具零件均從標(biāo)準(zhǔn)件廠購買，使生產(chǎn)率大幅度提高。我國沖模標(biāo)準(zhǔn)化與專業(yè)化生產(chǎn)近年來也有較大發(fā)展，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（一般在40%以下），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)模化生產(chǎn)，標(biāo)準(zhǔn)件質(zhì)量也還存在較多問題。另外，標(biāo)準(zhǔn)件生產(chǎn)的銷售、供貨、服務(wù)等都還有待于進(jìn)一步提高。
c) 發(fā)展高速加工和高精度加工
國外近年來發(fā)展的高速加工和高精度加工，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。高速加工目前主要是發(fā)展高速銑削、高速研拋和高速電加工及快速制模技術(shù)。高精度加工目前主要是發(fā)展模具零件精度1μm以下和表面粗糙度Ra≦0.1μm的各種精密加工。高速加工和高精度加工技術(shù)的發(fā)展，對汽車、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。
d) 發(fā)展模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng)
高速掃描機和模具掃描系統(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，實現(xiàn)快速數(shù)據(jù)采集、自動生成各種不同數(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、摩托車、家電等行業(yè)得到成功應(yīng)用。
e) 模具研磨拋光將自動化、智能化
模具表面的質(zhì)量對模具使用壽命、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。
f) 產(chǎn)品生產(chǎn)周期短
模具的質(zhì)量、周期、價格、服務(wù)四要素中，已有越來越多的用戶將周期放在首位，要求模具盡快交貨，因此模具生產(chǎn)周期將繼續(xù)不斷縮短。
4) 新的生產(chǎn)理念
隨著模具企業(yè)設(shè)計和加工水平的提高，過去以鉗工為核心，大量依靠技藝的現(xiàn)象已有了很大變化。在某種意義上說：“模具是一種工藝品”的概念正在被“模具是一種高新技術(shù)工業(yè)產(chǎn)品”所替代，模具“上下模單配成套”的概念正在被“只裝不配”的概念所替代。模具正從長期以來主要依靠技藝而變?yōu)榻窈笾饕揽考夹g(shù)。這不但是一種生產(chǎn)手段的改變，也是一種生產(chǎn)方式的改變，更是一種觀念的改變。這一趨向使得模具標(biāo)準(zhǔn)化程度不斷提高，模具精度越來越高，生產(chǎn)周期越來越短，鉗工比例越來越低，最終促使整個模具工業(yè)水平不斷提高。
在信息化帶動工業(yè)化發(fā)展的今天，在經(jīng)濟(jì)全球化趨向日漸加速的情況下，我國沖壓模具必須盡快提高水平。通過改革與發(fā)展，采取各種有效措施，引進(jìn)和吸收國外先進(jìn)沖壓模具設(shè)計制造技術(shù)，不斷創(chuàng)新，我國沖壓模具水平也一定會不斷提高水平，逐漸縮小與世界先進(jìn)水平的差距。
參考文獻(xiàn)：
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2. 本課題有待解決的主要關(guān)鍵問題
此次設(shè)計主要是圍繞汽車零件冷沖壓模具設(shè)計展開的，通過從汽車中選出一個典型的零件（汽車門鉸鏈），運用落料、沖孔、拉深、折彎等沖壓工序設(shè)計冷沖壓成形模具。通過近斷時間查閱資料和畢業(yè)調(diào)研，我對本課題的主要設(shè)計意圖有了一定的了解，認(rèn)真分析了要完成的設(shè)計任務(wù)。本課題要解決的關(guān)鍵問題主要包括以下三點：
1.對零件進(jìn)行工藝分析，進(jìn)行沖壓工藝方案及模具結(jié)構(gòu)方案設(shè)計；
2.對連續(xù)沖壓模具零部件工藝參數(shù)進(jìn)行參數(shù)選擇及驗算；
3.確定冷沖壓加工工藝方案，繪制連續(xù)沖壓模具裝配圖和零件圖。
3. 對課題要求及預(yù)期目標(biāo)的可行性分析 (包括解決關(guān)鍵問題技術(shù)和所需條件兩方面)
本課題需要運用機械、材料成形、冷沖壓模具、計算機二、三維設(shè)計等多學(xué)科的知識，需要相當(dāng)廣闊的知識面和較高的專業(yè)水平。具體解決方法包括以下幾個方面：
1.在課題研究初期，我借閱了大量有關(guān)冷沖壓模具設(shè)計制造方面的書籍，同時在互聯(lián)網(wǎng)上搜索了大量關(guān)于沖壓模具的資料與論文。
2.深入工廠進(jìn)行課題調(diào)研，了解模具設(shè)計實際工作中需要考慮的問題。虛心向工人師傅們請教本課題中遇到的不解之處，為以后的設(shè)計提供資料和積累寶貴經(jīng)驗，避免走不必要的彎路。同時，虛心向?qū)I(yè)老師請教設(shè)計過程中遇到的問題。
3.通過所學(xué)知識和大量查閱資料對零件進(jìn)行工藝分析和工藝參數(shù)計算，根據(jù)零件所需冷沖壓工序設(shè)計出連續(xù)沖壓模具。同時運用AutoCAD繪制二維模具裝配圖和零件圖。
4．完成本課題的工作計劃及進(jìn)度安排
2.16～3.1 畢業(yè)實習(xí)；
3.2～3.31 方案論證，確定方案，完成調(diào)研報告、開題報告和外文翻譯；
4.1～4.10 進(jìn)行沖壓工藝方案及模具結(jié)構(gòu)方案設(shè)計（第九周中期檢查）；
4.11～5.11 沖壓加工工藝草案，連續(xù)沖壓模具草圖，主要零部件設(shè)計，按學(xué)院規(guī)定的統(tǒng)一規(guī)范化要求撰寫設(shè)計說明書（完成初稿）；
5.12～5.17 審查設(shè)計，準(zhǔn)備答辯；
5.18～5.24 答辯資格評審；
5.25～5.27 畢業(yè)答辯；
5.28～5.30 修改畢業(yè)設(shè)計。
5．指導(dǎo)教師審閱意見
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指導(dǎo)教師(簽字)： 年 月 日
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6．指導(dǎo)小組意見
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指導(dǎo)小組組長(簽字)：
年 月 日
說明：
1. 本報告前4項內(nèi)容由承擔(dān)畢業(yè)論文(設(shè)計)課題任務(wù)的學(xué)生獨立撰寫；
2. 本報告必須在第八學(xué)期開學(xué)兩周內(nèi)交指導(dǎo)教師審閱并提出修改意見；
3. 學(xué)生須在小組內(nèi)進(jìn)行報告，并進(jìn)行討論；
4. 本報告作為指導(dǎo)教師、畢業(yè)論文(設(shè)計)指導(dǎo)小組審查學(xué)生能否承擔(dān)該畢業(yè)設(shè)計(論文)課題和是否按時完成進(jìn)度的檢查依據(jù)，并接受學(xué)校的抽查。
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