三角形垫片复合模的设计—开题报告

毕业设计(论文)开题报告题目： 三角形垫片复合模的设计 专业（全称）： 材料成型及其控制工程指 导 教 师： 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Ra25Ra12.5um，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: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。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。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：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。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。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。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. Finite Element Simulation of Sheet Fine Blanking Process J. Springer, 2009:553. 12 MacCormak Conor, Monaghan John.Failure Analysis of Cold Forging Dies Using FEA J. Journal of Materials Processing Technology, 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