開題報告-圓形孔沖裁模設計及研究

1、 2018屆畢業(yè)設計（論文）開題報告畢業(yè)設計（論文）題目 圓形孔沖裁模設計及研究課題背景一般人可能沒有接觸過模具，對模具有一種神秘感，其實模具實質上就是一種工具，是制造業(yè)的一種基本工藝裝備，有簡單的，也有復雜的。模具制造企業(yè)中有各式各樣的模具，如用于生產摩托車變速箱的壓鑄模、生產塑料制品的注塑模、生產不銹鋼飲具的沖裁模、擠壓模等，在汽車覆蓋件生產車間還會看到重達幾百噸的汽車覆蓋件模具。模具的作用是控制和限制材料（固態(tài)或液態(tài)）的流動，使之形成所需要的形體。模具按所成型的材料的不同，可分為金屬模具和非金屬磨具。而按照模具本身材料的不同，模具可分為：砂型模具，金屬模具，真空模具，石蠟模具等等。其中，

2、隨著高分子塑料的快速發(fā)展，塑料模具與人們的生活密切相關，一般可分為：注射成型模具，擠塑成型模具，氣輔成型模具等等。由于模具采用壓力加工產品，因此廣泛應用于要求無切削的領域，又因為用模具制造零件效率高，產品質量好，材料消耗低，生產成本低而廣泛應用與制造業(yè)中，所以在國民經濟中占有越來越重要的地位，發(fā)展前景十分廣闊。1.1 沖裁模具的原理 沖裁模具，是在冷沖壓加工中，將材料（金屬或非金屬）加工成零件（或半成品）的一種特殊工藝裝備，稱為冷沖壓模具（俗稱冷沖模）。沖壓，是在室溫下，利用安裝在壓力機上的模具對材料施加壓力，使其產生分離或塑性變形，從而獲得所需零件的一種壓力加工方法。1.2 沖裁模具的分類

3、沖裁模具的形式很多，沖模也依工作性質,模具構造,模具材料三方面來分類。1.2.1.根據(jù)工序的性質1）.落料模 將板料沿封閉輪廓線分離，將輪廓線以內的材料作為沖裁件的工序叫落料，完成落料工序的模具叫落料模。 2）.沖孔模 在毛坯或板材上沿封閉的輪廓分離出廢料得到帶孔件的沖模。 3）.切斷模 將板材沿不封閉的輪廓分離的沖模。 4）.切口模 從毛坯或半成品制件的內件邊緣上，沿不封閉的輪廓分離出廢料。 5）.剖切模 沿不封閉輪廓將半成品制件切離為兩個或數(shù)個制件的沖模。1.2.2.根據(jù)工序組合方式分類 1）.單工序模 在壓力機的一次行程中，只完成一道沖壓工序的模具。 2）.復合模 只有一個工位，在壓力機

4、的一次行程中，在同一工位上同時完成兩道或兩道以上沖壓工序的模具。 3）.級進模（也稱連續(xù)模） 在毛坯的送進方向上，具有兩個或更多的工位，在壓力機的一次行程中，在不同的工位上逐次完成兩道或兩道以上沖壓工序的模具。1.2.3.依模具上下模的導向方式 1）. 無導向開式模：沖模的上模部分由模、凸模組成,通過模柄安裝在沖床滑塊上。下模部分由卸料板、導尺、凹模、下模座、定位板組成,通過下模座安裝在沖床工作臺上。上模與下模沒有直接導向關系,靠沖床導軌導向。 2）.有導向的導板模：條料沿托料板、導尺從右向左送科,首次沖裁時使用臨時擋料銷定位,首次沖裁以后再往前送料,搭邊越過活動擋料銷后.再反向拉拽條料，使擋

5、料銷后端面抵住條料搭邊進行定位,凸模下行實現(xiàn)沖裁。 3).導柱模：該沖模利用丁對導柱和導套實現(xiàn)、下模精確導向。沖模主作時條料靠導尺和固定擋料銷(亦稱定位銷)實現(xiàn)正確定位,以保證沖裁時搭邊值的均勻一致。此沖模采用剛性卸料板卸掉箍在凸模上的廢料,沖出的工件在凹模洞口中經凸模的頂壓作用，逐個實行自然漏料。 現(xiàn)代科學技術的發(fā)展，是汽車、電子、電器等產品的更新?lián)Q代加快；不斷增長的社會需求，對沖壓生產工藝水平提出了更高的要求。如何使沖壓工藝水平適應現(xiàn)代工業(yè)生產對沖壓生產精密、高速、自動化，以及沖壓模具高精度、高壽命的要求，成為沖壓工藝設計師不得不面臨的問題。20世紀80年代開始，發(fā)達工業(yè)國家的模具工業(yè)已從

6、機床工業(yè)中分離出來，并發(fā)展成為獨立的工業(yè)部門，其產值已超過機床工業(yè)的產值。而我國的模具設計技術起步較晚，整體水平較低。目前單型腔，簡單型腔的模具達70%以上，仍占主導地位。但改革開放以來，隨著科學技術的不斷進步和工業(yè)生產的迅速發(fā)展，許多新技術、新工藝、新設備、新材料不斷涌現(xiàn)，因而促進了模具設計技術的不斷革新和發(fā)展。1984年，由原華中工學院和武漢733廠共同完成的精沖模CAD/CAM系統(tǒng)是我國第一個自行開發(fā)的模具CAD/CAM系統(tǒng)。20世紀90年代以來，國內汽車行業(yè)的模具設計制造中開始采用CAD/CAM技術。21世紀開始CAD/CAM技術逐漸普及，現(xiàn)在具有一定生產能力的沖壓模具企業(yè)基本都有了C

7、AD/CAM技術。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。在電子、汽車、電機、電器、儀表、家電和通信等產品中，60%-80%的零部件都要依靠模具成型，以汽車覆蓋件模具為代表的大型沖壓模具的制造技術以取得很大進步，東風汽車公司模具廠、一汽模具中心等模具廠家已能生產部分轎車覆蓋件模具。2003年我國模具總產值超過400億元人民幣，但與發(fā)達國家相比仍然還存在許多不足，大力推廣CAD/CAM技術的應用，提高模具標準化程度以及模具表面的各種強化超硬處理等技術成為了我國沖壓模具技術發(fā)展的重

8、點。 1）模具CAD/CAM向集成化、智能化和網(wǎng)絡化發(fā)展軟件的功能模塊越來越齊全，同時各功能模塊采用同一數(shù)據(jù)模型，實現(xiàn)信息的綜合管理與共享，支持模具設計、制造、裝配、檢驗、測試及生產管理的全過程。有的系列化軟件包括了曲面/實體幾何造型、復雜形體工程制圖、工業(yè)設計高級渲染、模具設計專家系統(tǒng)、復雜形體CAM、藝術造型及雕刻自動編程系統(tǒng)、逆向工程系統(tǒng)及復雜形體在線測量系統(tǒng)等；模具設計、分析、制造的三維化、無紙化使新一代模具軟件以立體的、直觀的感覺來設計模具，所采用的三維數(shù)字化模型能方便地用于產品結構的CAE分析、模具可制造性評價和數(shù)控加工、成形過程模擬及信息的管理與共享；同時，隨著競爭、合作、生產和

9、管理等方面的全球化、國際化，以及計算機軟硬件技術的迅速發(fā)展，網(wǎng)絡使得在模具行業(yè)應用虛擬設計、敏捷制造技術既有必要，也有可能。 2) 模具檢測設備向精密、高效和多功能方向發(fā)展 精密、復雜、大型模具的發(fā)展，對檢測設備的要求越來越高?，F(xiàn)在精密模具的精度已經達到2-3um。目前國內廠家使用較多的有意大利、美國、日本等國家的高精度三坐標測量機，并具有數(shù)字化掃描功能。如東風汽車模具廠不僅擁有意大利三坐標測量機，還擁有數(shù)碼攝影光學掃描儀，率先在國內采用數(shù)碼攝影、光學掃描作為空間三維信息的獲得手段，從而實現(xiàn)了從測量實物建立數(shù)學模型輸出工程圖紙模具制造的整個過程，使得逆向工程技術的開發(fā)和應用有了很大成功。模具市

10、場全球化，模具生產周期進一步縮短 模具市場全球化是當今模具工業(yè)最主要的特征之一，模具的購買者和生產商遍布全世界，模具工業(yè)的全球化發(fā)展使生產工藝簡單、精度低的模具加工企業(yè)向技術相對落后、生產率較低的國家遷移，發(fā)達國家的模具生產企業(yè)則定位在生產高水準的模具上，模具生產企業(yè)必須面對全球化的市場競爭，同時模具生產廠家不得不千方百計地加快生產進度，努力簡化和廢除不必要的生產工序，模具的生產周期將進一步縮短。4） 模具技術向高速加工、硬銑削和復合加工方向發(fā)展隨著模具向精密化和大型化方向發(fā)展，加工精度超過1m的超精加工技術和集電、化學、超聲波、激光等技術綜合在一起的復合加工在今后的模具制造中將有廣闊的前景。

11、高速加工使工件獲得光滑表面，節(jié)省加工時間，典型的步進距僅有0.0254mm，而尖點只有0.001mm高，經過高速加工的工件表面大多數(shù)都非常光潔，無需鉗工的進一步加工。目前，機加工工具制造商都熱衷于生產為高速加工而專門設計的加工中心，在美國采用高速加工技術以減少或省去鉗工工序是一種效益相當可觀的措施，這種技術在歐洲和日本也頗受歡迎。另外，用充分硬化的材料加工模具的型腔是模具加工業(yè)發(fā)展的另一個重要趨勢。高主軸轉速及小的刀具半徑所進行的輕度切削形成了足夠的轉矩，可以用來加工硬度高達64HRC的金屬材料，由于不需要再進行熱處理，常規(guī)熱處理后的回火以及抵消由熱處理引起的幾何變形所進行的磨削加工也都不需要

12、了，該技術在日本倍受青睞，如今在美國也受到了廣泛的關注并正向歐洲傳播。畢業(yè)設計主要內容和研究方案主要內容：1、對圓形沖裁件進行工藝分析，確定工藝方案；2、進行沖裁工藝計算，確定沖裁模具工藝相關參數(shù)；3、進行沖裁模主要零部件設計計算；4、用SolidWorks繪制出模具各零部件，完成裝配圖，并進行主要零部件應力分析等研究；5、完成論文的編寫和外文翻譯。研究方法：進行文獻查詢，學習并掌握三維繪圖軟件SolidWorks的使用，然后對圓形零件進行沖裁工藝分析，確定出工序，以此進行模具的總體設計。 研究思路：查閱資料學習并掌握三維設計原模具設計方法根據(jù)實際沖壓件需要進行工序安排沖壓工藝計算模具的總體結構畢業(yè)設計（論文）預期成果及創(chuàng)新第三周：確定設計內容和要求，準備好設計所需設計手冊等資料，以及所需設備、設計軟件等工具，資料的查閱； 第四周：英文資料的翻譯，學習并掌握三維繪圖軟件SolidWorks的使用；第五周第六周：進行圓形零件沖裁工藝計算，確定沖裁模具工藝相關參數(shù)；第七周第八周：進行沖裁模主要零部件設計計算；第九周第十三周：用SolidWorks繪制出模具各零部件，完成裝配圖，并進行主要零部件應