圆形锁扣冲压工艺及模具设计 开题报告.doc

毕业设计（论文）开题报告 课题名称：圆形锁扣冲压工艺及模具设计 1. 课题类型、来源、背景和意义1.1本课题类型属于工程设计（技术），零件来源于生产实际。如图所示：二维草图三维零件图1.2课题的背景及意义 冲压技术是利用冲压机械和冲压模具进行的现代冲压加工技术，已有近二百年的发展历史。到本世纪10年代，冲压加工技术已经从一种从属于机械加工或压力加工艺的地位，发展成为了一门具有自己理论基础的应用技术科学。冲压技术中冲压模具是制造业的重要基础工艺装备。用模具生产制件所达到的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低耗能、低耗材，使模具工业在制造业中的地位越来越重要。国外将模具比喻为“金钥匙”、“金属加工帝王”、“进入富裕社会的原动力”等。在国内模具工业也有“永不衰亡的工业”、“点铁成金的行业”、“无与伦比的效益放大器”等荣誉称号。现在，模具技术已成为衡量一个国家产品制造水平的重要标志之一。没有高水平的模具就没有高水平的产品已成为共识。就工程制造而言，进入80、90年代，由于世界各国经济的高速发展和国民生活水准的大大提高，人们对汽车、家用电器、住宅等的需求与日俱增，促进了冲压技术的快速发展，同时也就对模具技术提出了更高的要求。且由于电子计算机技术的广泛而有效的应用，不仅促进了冲压技术的理论深入发展，而且使冲压机械、模具及操作的自动化程度等，都达到了一个更高的阶段。2. 本课题及相关领域的国内外现状及发展2.1 国内外模具工业的现状 国外，特别是欧美和日韩等发达地区的模具工业起步较早，拥有比较先进的生产管理技术及经验，值得我们国内模具行业学习和借鉴。在欧美，许多模具企业将高新技术应用于模具的设计和制造，主要体现在： （1）充分发挥了信息技术带动和提升模具工业的优越性； （2）高速切削、五轴高速加工技术基本普及，大大缩减制模周期，提高企业的市场竞争力； （3）快速成形技术和快速制模技术得到普遍应用； （4）从事模具行业的人员精简，一专多能，一人多职，精益生产； （5）模具产品专业化，市场定位准确； （6）采用先进的管理信息系统，实现集成化管理； （7）工艺管理先进、标准化程度高。日本模具加工的未来发展方向主要表现为无人手修模、无放电加工、加工时间缩短、五轴加工等方面。中国虽然在很早以前就制造模具和使用模具，但一直未形成产业。由于长期以来模具制造一直作为保证企业产品生产的手段被视为生产后方。因此一直发展缓慢。1984年成立了中国模具工业协会，1987年模具首次被列入机电产品目录。随着中国改革开放的日益深入，市场经济进程的加快，模具及其标准件、配套件作为产品，制造生产的企业大量出现，模具产业得到快速发展。在市场竞争中，企业的模具生产技术提高很快，规模不断发展，提高很快。20世纪90年代以来，中国在汽车行业的模具设计制造中开始采用CADCAM技术，开发了汽车车身与覆盖件模具CADCAM软件系统，在模具和设计制造中得到了实际应用，取得显著效益。2.2国内外冲压模具技术的发展趋势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。然而，与国际先进水平相比，中国的模具行业的差距不仅表现在精度差距大、交货周期长等方面，模具寿命也只有国际先进水平的50左右，大型、精密、技术含量高的轿车覆盖件冲压模具和精密冲裁模具，每年都需要花费大量资金进口。现今，冲压加工技术已发展成为了一种先进制造技术。当然，冲压技术(分为分离加工和成形加工两大类)无论从理论上或实践上仍会不断向前发展。3 课题主要任务和成型方案3.1 设计内容及要求 内容：本课题内容是针对产品，进行工艺分析及模具设计。课题要求完成一套冲模设计，模具复杂程度为中等。 要求：a.据产品完成冲压工艺分析，分析得出合理工艺方案； b.完成装配图和零件图设计（其中零件图必须用三维软件设计）； c.写出设计说明书。3.2 零件工艺分析 从图纸上制件的整体看，该制件是经过前面的拉深成型为深圆筒型件，修边后又要求用一种合理的冲压工艺来完成该深圆筒件底部孔的冲压，最后在进行拉深件底部内孔翻遍的工序。从制件的结构形状上看，该制件的整体结构比复杂，属于较深的深圆卷筒型件，但是相对比较对称；从材料上看，本制件使用的是08AL，查询有关钢材特性手册可知，该材料具有良好的冲压性能，比较适合冲裁；从制件的尺寸上看，该制件的冲压工艺要求在分别在板料的内外翻边和拉深出卷边来，比较复杂，但通过几道工序也可作出来，虽然会在冲压工作中有一些不便之处；从制件的精度要求上看，在制件的图纸上并没有对制件的尺寸精度有特殊标注，可以认为制件的全部尺寸为自由公差，可选择公差为IT14级，尺寸的精度要求不高。综合以上几方面的考虑，该制件可采用普通的冲压工艺作出。3.3冲压方案确定根据零件图可以分析出：要进行落料，拉伸，反拉伸，冲孔，翻孔等工序。毛胚直径尺寸确定： 经计算取D=61.33mm 取D=62mm所以板料选用宽度为64mm。（材料为08AL，厚度t=1mm）图1（落料）拉深次数确定：t/D*100=1.6 从表中查得数据各次拉深系数：m1=0.49 m2=0.74 m3=0.77 m4=0.79而该零件总拉深系数m总=d/D=35/62=0.56 若m总m1，该零件需经过多次拉伸d1=m1*D=0.49*62=30.38mmd=35mm 所以一次拉伸可以达到要求。图2（拉深）反拉深高度、翻边高度以及预制孔直径确定：预制孔直径d=4mm d/t=4翻边系数m=d/D=0.14 因为 mm min =0.42所以采用先拉深再翻边。 当m=m min时，h=h max ，此时有最小拉伸高度h1min。 查表得极限翻边系数m min=0.42 翻边高度h=D/2*（1-m）+0.57r h=9.26mm 取8mm拉深高度h1=H-h+r+t h1=7mm图3（反拉深）模具简图见图CY-LSCK-1 图4（冲孔）图5（翻孔）模具简图见图CY-FK-2所以方案确定为：1.落料-2.拉深-3.反拉深-4.冲孔-5.翻孔4. 课题重点和难点4.1 拉伸件与拉伸模具常见的问题拉伸件模一般在第1次试拉时拉伸件又皱又裂，这时必须仔细观察分斩压料面的环境，分析各种导致皱裂的原因? 1.压料面有压痕，凹模圆角半径处开裂，说明进料困难；如果压料面形成波纹，则开始进料容易，以后因为波纹的孕育发生，材料流动困难，从而孕育发生起皱开裂，也就是说在拉伸历程中，材料流动的难易，都会导致拉伸件的起皱和开裂，那么不同的环境就要用不同方法去解决。 2.凸凹的发生率会产生变化，如果有不正常的情况发生时，工作人员必须调查技术原因并采取相应改善措施. 3.模具或者清洗装置出现急剧破损的情况，凸凹问题会显著增加。因此，在整个制造过程的每个环节中都应充分考虑细节，尽量避免出现质量问题，影响最终的产品外观。 4.如果局部拉伸变形太大，有反成形，则要采纳增加工艺暗语或工艺孔的方法解决。进料困难一般是因为压料面的进料阻力太大导致的。如果压料面和凹模圆角表面粗糙度值太商，或有反成形，局部拉伸太大，就要调节外滑块，减小压边力，适当加大凹模圆角，降低表面蛆幢度值和加大拉伸筋槽的间隙。4.2 （冲孔）模具带料问题 模具带料会造成废料反弹,其相关因素:模具刃口的锋利程度,刃口的圆角越大,越容易造成废料反弹。模具的入模量,机床每个工位的入模量是一定的,模具入模量小,容易造成废料反弹。模具的间隙是否合理,如果模具间隙不合适,容易造成废料反弹。被加工板材表面是否存在较多的油物。弹簧疲劳损坏。 防止模具带料的方法:使用专用的防带料凹模。模具经常刃磨保持锋利,并退磁处理。增大凹模间隙。采用斜刃口模具代替平刃口模具。模具安装退料器。合理增大模具的入模量。检查模具弹簧或卸料套的疲劳强度。4.3 不卸料问题a.定位不当或送料不当 调整定位或送料装置b.避位不够 修磨避位c.内导柱拉伤，造成打板活动不畅 更换内导柱d.冲头拉伤或表面不光滑 更换冲头e.顶料销摆布不合理 重新摆布顶料销位置f.顶料力不够，或脱料力不够 更换顶料弹簧或脱料弹簧见图CY-LSCK-1 本模具将毛培半成品板定位在凹模上，拉深时压边滑块首先压住毛培，然后拉深凸模下行进行拉深。图CY-FK-2 本模具将毛培半成品定位在凹模上，翻边时凸模下行翻边，凸模回程时，顶件块和推件块顶出零件。 5. 课程设计工作计划学院名称：湖北汽车工业学院科技学院序号计划项目时间安排备注1选题审题：教师提出题目，填写选题审题表。学院或者系部组织选题审题，确定题目和指导教师及指导学生人数，并报送学院主管院长批准。12-22已完成2公布题目：学生自由报名选题，系、教研室落实毕业设计选题。学院汇总并报送教学管理部。12-26已完成3毕业设计动员：学院进行毕业论文（设计）动员，向学生下达任务书，指导教师向学生具体布置毕业论文（设计）工作，明确毕业设计目的及要求，指定必要的参考文献及资料，毕业设计工作开始进行。12-28已完成4开题报告：学生每人作开题报告或开题综述（内容：课题来源、国内外现状、综合分析、方案论证、进程计划、主要参考文献），系、教研室、指导教师检查开题情况，学院随机抽查。2-15已完成5中期检查：学院要开展毕业设计中期检查，检查毕业设计各阶段任务完成情况等内容。对由于客观原因不能进行下去的课题要及时调整；对指导教师指导不到位的，提出批评，要求改正；对达不到教学要求的学生应给予警告。对优秀学生注意培养。教学管理部组织抽查。5-10未完成6后期工作：答辩前的检查。5-22未完成7毕业论文（设计）评阅：指导教师审查毕业论文（设计），在湖北汽车工业学院科技学院毕业设计（论文）任务书及成绩评定写出评语和评分。评阅教师审阅写出评语并拟定好答辩时要求学生回答的问题。6-2未完成8答辩评分：学生将论文或毕业设计说明书，按要求装订成册，参加答辩。答辩前进行资格审查。答辩后由答辩组写出评语和评分。学院两级抽查毕业答辩，检查评分标准执行情况，不符合标准的要及时进行整改。6-10未完成9评选和报送优秀论文：各学院根据优秀毕业论文评选办法认真组织评选工作，并将优秀毕业论文（设计）形成20004000字左右的小论文送教学管理部实践教学科。6-12未完成10资料整理归档：毕业设计任务书、开题报告、英文翻译、说明书（论文）、图纸、指导日志、成绩评定表等资料。毕业论文（设计）文档资料以学院为单位保存，保存期五年。6-15未完成11检查和总结：抽查毕业论文（设计）工作质量、管理质量。对毕业论文（设计）工作进行总结（主要包含：成绩，经验，存在问题，今后整改措施等内容）6-18未完成注：“计划项目”仅供参考，各学院可根据实际情况适当修改本单位计划项目内容。6. 参考文献1 李硕本.冲压工艺学M.北京.机械工业出版社，1982.2 日本塑性加工学会.压力加工手册M.中译本.北京：机械工业出版社，1983.3 日本材料学会.塑性加工学M.中译本.北京：机械工业出版社，19834 肖景容，姜奎华.冲压工艺学M.北京：机械工业出版社，1990.5 张钧.冷冲压模具设计与制造M.西安：西北工业大学出版社，1993.6 许发越.模具标准应用手册M.北京：机械工业出版社，1997.