开题报告-电动机外壳级进模设计.docx

电动机外壳级进模设计开题报告班级（学号）机械0905 2009010168 姓名 马文硕指导教师 钟建琳一、综述冲压模具是冲压生产必不可少的工艺装备，是技术密集型产品。冲压件的质量、生产效率以及生产成本等，与模具设计和制造有直接关系。模具设计与制造技术水平的高低，是衡量一个国家产品制造水平高低的重要标志之一，在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。1、多工位级进模特点多工位级进模是在普通级进模的基础上发展起来的一种高精度、高效率、长寿命的模具，是技术密集型模具的重要代表，是冲模发展方向之一。这种模具除进行冲孔落料工作外，还可根据零件结构的特点和成形性质，完成压筋、冲窝、弯曲、拉深等成形工序，甚至还可以在模具中完成装配工序。冲压时，将带料或条料由模具入口端送进后，在严格控制步距精度的条件下，按照成形工艺安排的顺序，通过各工位的连续冲压，在最后工位经冲裁或切断后，便可冲制出符合产品要求的冲压件。为保证多工位级进模的正常工作，模具必须具有高精度的导向和准确的定距系统，配备有自动送料、自动出件、安全检测等装置。所以多工位级进模与普通冲模相比要复杂，具有如下特点： （1）在一副模具中，可以完成包括冲裁，弯曲，拉深和成形等多道冲压工序；减少了使用多副模具的周转和重复定位过程，显著提高了劳动生产率和设备利用率。 （2）由于在级进模中工序可以分散在不同的工位上，故不存在复合模的“最小壁厚”问题，设计时还可根据模具强度和模具的装配需要留出空工位，从而保证模具的强度和装配空间。 （3）多工位级进模通常具有高精度的内、外导向（除模架导向精度要求高外，还必须对细小凸模实施内导向保护）和准确的定距系统，以保证产品零件的加工精度和模具寿命。 （4）多工位级进模常采用高速冲床生产冲压件，模具采用了自动送料、自动出件、安全检测等自动化装置，操作安全，具有较高的生产效率。目前，世界上最先进的多工位级进模工位数多达 50 多个，冲压速度达 1000 次分以上。 （5）多工位级进模结构复杂，镶块较多，模具制造精度要求很高，给模具的制造、调试及维修带来一定的难度。同时要求模具零件具有互换性，在模具零件磨损或损坏后要求更换迅速，方便，可靠。所以模具工作零件选材必须好（常采用高强度的高合金工具钢、高速钢或硬质合金等材料），必须应用慢走丝线切割加工、成型磨削、坐标镗、坐标磨等先进加工方法制造模具。 （6）多工位级进模主要用于冲制厚度较薄（一般不超过2mm）、产量大，形状复杂、精度要求较高的中、小型零件。用这种模具冲制的零件，精度可达 IT10 级。2、多工位级进模发展现状标志着冲模技术先进水平的精密多工位级进模，具有结构复杂、制造难度大、精度高、寿命长和生产效率高等特点，是我国重点发展的精密冲模。从精密多工位级进模的冲制件来看，包括电机铁芯片级进模、空调器翅片级进模、集成电路引线框架级进模、电子连接器级进模、彩管电子枪零件级进模、汽车零件级进模、家电零件级进模等。可以说，冲制件覆盖了电子汽车、通讯、机械、电机电器、仪器仪表和家电等产品范畴。从当前国内制造的精密多工位级进模的水平分析在模具的技术含量、制造精度、使用寿命和制造周期等方面均获得了明显进步。其中部分高档优质模具的总体水平与国际同类模具水平相当。经过几十年努力，现在我国冲压模具的设计与制造能力已达到较高水平，包括信息工程和虚拟技术等许多现代设计制造技术已在很多模具企业得到应用。虽然如此，我国的冲压模具设计制造能力与市场需要和国际先进水平相比仍有较大差距。这一些主要表现在高档轿车和大中型汽车覆盖件模具及高精度冲模方面，无论在设计还是加工工艺和能力方面，都有较大差距。轿车覆盖件模具，具有设计和制造难度大，质量和精度要求高的特点，可代表覆盖件模具的水平。虽然在设计制造方法和手段方面基本达到了国际水平，模具结构周期等方面，与国外相比还存在一定的差距。3、多工位级进模发展趋势随着与国际接轨的脚步不断加快，市场竞争的日益加剧，人们已经越来越认识到产品质量、成本和新产品的开发能力的重要性。近年来许多模具企业因此加大了用于技术进步的投资力度，一些国内模具企业已普及了二维CAD，并陆续开始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS等国际通用软件，个别厂家还引进了Moldflow。随着与国际接轨的脚步不断加快，市场竞争的日益加剧，人们已经越来越认识到产品质量、成本和新产品的开发能力的重要性。近年来许多模具企业因此加大了用于技术进步的投资力度，一些国内模具企业已普及了二维CAD，并陆续开始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS等国际通用软件，个别厂家还引进了Moldflow等CAE软件，并成功应用于多工位级进模的设计中。 多工位级进模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。专家认为，未来多工位级进模具制造技术有以下几大发展趋势： （1）全面推广CAD/CAM/CAE技术 模具CAD/CAM/CAE技术是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。计算机和网络的发展正使CAD/CAM/CAE技术跨地区、跨企业、跨院所地在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。 （2）高速铣削加工 国外近年来发展的高速铣削加工，大幅度提高了加工效率，并可获得极高的表面粗糙度。另外，还可加工高硬度模块，还具有温升低、热变形小等优点。高速铣削加工技术的发展，对汽车、家电行业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、集成化方向发展。随着与国际接轨的脚步不断加快，市场竞争的日益加剧，人们已经越来越认识到产品质量、成本和新产品的开发能力的重要性。近年来许多模具企业因此加大了用于技术进步的投资力度，一些国内模具企业已普及了二维CAD，并陆续开始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS等国际通用软件，个别厂家还引进了Moldflow。随着与国际接轨的脚步不断加快，市场竞争的日益加剧，人们已经越来越认识到产品质量、成本和新产品的开发能力的重要性。近年来许多模具企业因此加大了用于技术进步的投资力度，一些国内模具企业已普及了二维CAD，并陆续开始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS等国际通用软件，个别厂家还引进了Moldflow等CAE软件，并成功应用于多工位级进模的设计中。 （3）模具扫描及数字化系统 高速扫描机和模具扫描系统提供了从模型或实物扫描到加工出期望的模型所需的诸多功能，大大缩短了模具的在研制制造周期。有些快速扫描系统，可快速安装在已有的数控铣床及加工中心上，实现快速数据采集、自动生成各种不同数控系统的加工程序、不同格式的CAD数据，用于模具制造业的“逆向工程”。 （4）提高模具标准化程度 我国模具标准化程度正在不断提高，估计目前我国模具标准件使用覆盖率已达到30%左右。国外发达国家一般为80%左右。 （5）优质材料及先进表面处理技术 选用优质钢材和应用相应的表面处理技术来提高模具的寿命就显得十分必要。模具热处理和表面处理是否能充分发挥模具钢材料性能的关键环节。模具热处理的发展方向是采用真空热处理。模具表面处理除完善应发展工艺先进的气相沉积(TiN、TiC等)、等离子喷涂等技术。 （6）模具研磨抛光将自动化、智能化 模具表面的质量对模具使用寿命、制件外观质量等方面均有较大的影响，研究自动化、智能化的研磨与抛光方法替代现有手工操作，以提高模具表面质量是重要的发展趋势。 （7）模具自动加工系统的发展 这是我国长远发展的目标。模具自动加工系统应有多台机床合理组合；配有随行定位夹具或定位盘；有完整的机具、刀具数控库；有完整的数控柔性同步系统；有质量监测控制系统。 二、研究内容 图1 制件图电动机外壳零件图如图1所示，零件材料为10F，该零件材料适宜冲压加工，零件厚度为0.6mm。要求：根据产品图、制件的产量，进行工艺分析，设计排样并绘制排样图，确定该模具所使用的模架形式（包括导向系统），卸料结构，导料装置，送料和定距方式，凸、凹模的结构形式及固定方法等，绘制模具总装图，模具相关零件图。三、实现方法及预期目标（1）预计达到的目标：充分理解掌握大学四年所学的专业知识，通过本次毕业设计，达到理论知识与处理实际问题相结合的目的。通过该级进模的设计，能够比较深刻的了解连续模的设计原则及指导思想。培养调查研究相关文献检索和阅读能力；培养冲压模具设计、计算与绘图的能力；培养使用UG等绘图软件进行三维造型和辅助AutoCAD进行二维成型的能力。通过工艺分析，能够了解级进模与单工序模、复合模之间的优缺点。（2）技术方案:工艺性分析：零件精度要求较高，整个零件需拉伸与挤孔成形，2.95 0+0.015孔精度等级为IT8，要求精度很高，内孔尺寸为10.80+0.03+0.08 mm，公差等级IT9，精度要求也很高，拉伸后需要多次整形，考虑以上零件要求，只有用级进模才能保证精度要求。工艺方案：根据工件的情况，结合工件的外形尺寸和形状，确定工件包括落料、冲孔、拉深等工序，可以有以下三种工艺方案：方案一：采用单工序模生产。若采用方案一，由于孔的精度要求较高，加工所需工序也较多，因此单算孔的加工部分就需十副模具才能完成。单工序模结构简单，制作周期短，制作成本低廉；但生产效率低，冲出的制件精度不高，且工人劳动强度大，不适合大批量的生产。因此，不采用该方案。方案二：采用复合模生产。复合模结构紧凑，冲出的制件精度较高，适合大批量生产，特别是孔与制件外形的同心度容易保证。若采用方案二，根据复合模的特点，制件的精度和批量都能满足，但要用三副以上模具，模具结构复杂，模具制造较困难，制造周期长，使生产效率大大下降，且提高了生产成本。因此，不采用该方案。方案三：采用级进模生产。在一副级进模上可对形状十分复杂的冲压件进行冲裁、弯曲、拉深成形等工序，故生产率高，便于实现机械化和自动化，适于大批量生产。由于采用条料（或带料）进行连续冲压，所以操作方便安全。若采用方案三，只需一副模具即可成型，能满足生产所需的精度和批量，操作安全方便，且生产效率高。适合所加工零件精度高、大批量生产的要求。因此，采用该方案。难点分析2.95 0+0.015的内孔精度要求很高，需多步工艺成形才能保证精度要求，应先设计多个工位来挤高精度内孔：先打凸包，再冲孔，然后孔成形完毕。再进行外形拉伸：先拉伸外形，再整形完成。由于工件孔的要求较高，在级进模的结构设计和加工制造上都有一定的困难，且级进模是单件生产，试模失败后很难修改，因此要精心设计，各种问题都应该考虑周全。主要设计计算材料利用率的初算、搭边值和条料宽度的确定、步距的确定。冲压力的计算、压力中心的计算、压力机的选择。工作部分计算：冲裁间隙、模具刃口尺寸的计算。模具总体设计1）确定送料方式2）定位方式选择和定位装置3）卸料方式的选择4）模架选择5）卸料板及其配套设施选择6）导料装置7）模具材料的选用处理四、对进度的具体安排第1周根据老师所布置的题目，拟定调研提纲，准备调研；在图书馆和网上查阅相关资料，提出毕设计划。第2周继续调研，查阅、整理并消化相关资料；检索有关级进模的中英文文献，挑重点内容细读。第3周继续调研，收集相关资料；英文翻译；确定初步的设计方案。第4周资料整理，完成开题报告及英文翻译、准备开题的PPT，开题。第5周根据所制定的方案，确定排样、料宽及步距等相关参数，完成相关计算，完善设计方案。第6周设计模具结构，计算各工位凸、凹模尺寸并校核。第7周计算各工位凸、凹模尺寸并校核，绘制模具总装配图草图；完成各种零部件的参数计算和校核。第8周零部件结构设计、画草图，进行总装配图的修改和完善。第9周零部件结构设计、绘制草图，进行总装配图的修改和完善。第10周零部件结构设计、总装配图的修改和完善，绘制相关零件图。第11周检查所做设计，改错；总装配图绘制、修改及完善。第12周总装配图设计尺寸及配合等的标注、画相关零件图。第13周绘制相关零件图；再次检查所做设计，改错，整理设计资料。第14周绘制相关零件图；数据整理，归纳，检查所做毕设，撰写毕设论文提纲。第15周撰写毕设论文，整理图纸，论文装订，准备PPT及其他答辩材料，全面复习，准备答辩。第16周完成毕设论文的撰写，整理图纸，论文装订，准备PPT及其他答辩材料，全面复习，准备答辩。第17周答辩。五、参考文献1. 杨黎明. 机械零件设计手册M. 北京：国防业出版社, 1993.2. 陈炎嗣. 多工位级进模设计与制造M. 北京：机械工业出版社, 2006.3. 佘银柱. 冲压工艺与模具设计M. 北京： 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