畢業(yè)設計及摘要1

山東建筑大學畢業(yè)設計說明書山東建筑大學畢業(yè)設計任務書班級112學生姓名裴志偉指導教師李兆東設計題目圓形防護罩殼成型工藝與模具設計設計原始參數(shù)圓形防護罩殼（見圖）是用來保護某旋轉電子裝置的旋轉形殼體，采用沖壓方法生產，使用的材料為10，材料厚度0.8mm。要求工件表面無明顯劃傷痕跡，開口處平整，且無毛刺。年需求量在1000件左右，屬于小批量生產。用模具進行生產應根據(jù)工廠的實際情況，不投資購買新設備，現(xiàn)有的設備為曲柄壓力機和液壓機。盡量減少廢品率。工件的有關尺寸見產品零件圖。設計工作內容本課題要求學生根據(jù)圓形防護罩殼（見圖）的尺寸和有關要求，初步設計出產品的沖壓工藝方案，并通過進一步比較分析完善工藝方案，最終繪出模具圖和零件圖。具體內容如下：（1）根據(jù)工件檢索，收集和整理沖裁、拉深件的典型工藝方法、模具以及相關的工藝資料；（2）對工件進行工藝分析并制定初步的沖壓工藝方案；（3）對工藝方案進行模擬優(yōu)化并確定最終工藝方案；（4）進行必要得工藝計算；（5）繪制工序件圖；（6）確定模具的結構形式；（7）繪制模具總裝圖；（8）繪制模具零件圖；（9）編寫設計說明書；（10）英文資料翻譯。續(xù)附表設計工作基本要求充分利用各種資源搜集與設計題目有關的資料，找到盡量多的資料并根據(jù)設計題目有針對性地對其進行甄別、選擇。根據(jù)拉深件分析其尺寸、形狀和精度是否符合沖壓工藝的要求。設計多個工藝方案并對其進行分析，綜合考慮從中選出最佳的方案；進行必要的計算。論證充分；設計、計算準確。模具方案、結構合理，并符合實際生產情況。工藝計算準確，引用數(shù)據(jù)注明出處。圖紙（裝配圖和零件圖）正確、合理、完整，表達清晰、符合國家制圖標準且圖紙質量清潔，工作量合計3張A0圖。圖紙（裝配圖和零件圖）技術要求的標注合理，尺寸齊全，對零件進行必要的強度校核。工藝合理、技術先進，同時要便于加工制造、工作可靠且經濟實用。設計說明書必須按照規(guī)范編寫，且條理清晰、文理通順、用語符合技術規(guī)范，大約2萬字。貫徹國家和行業(yè)的有關標準。英語資料翻譯準確、符合漢語表達方式。通過畢業(yè)設計，使學生能熟練掌握沖壓模具設計的常規(guī)方法和步驟，并能獨立設計一般結構的沖壓模具。進度安排：主要參考資料及文獻1.中國機械工程學會，中國模具設計大典編委會．中國模具設計大典．南昌：江西科學技術出版社，2002.112.沖模設計手冊編寫組．沖模設計手冊.北京：機械工業(yè)出版社,2003.53.吳宗澤．機械零件設計手冊.北京：機械工業(yè)出版社，2004.14.王孝培．沖壓手冊．北京：機械工業(yè)出版社，2004.45.王新華．沖模結構圖冊．北京：機械工業(yè)出版社，2003.4教務處制指導教師（簽字）：教研室主任（簽字）：院長（主任）（簽字）：注：1、不夠可加附頁2、左列名稱可根據(jù)各專業(yè)具體情況修改摘要模具的發(fā)展趨勢1.模具CAD/CAE/CAM正向集成化、三維化、智能化和網絡化方向發(fā)展模具軟件功能集成化模具軟件功能的集成化要求軟件的功能模塊比較齊全，同時各功能模塊采用同一數(shù)據(jù)模型，以實現(xiàn)信息的綜合管理與共享，從而支持模具設計、制造、裝配、檢驗、測試及生產管理的全過程，達到實現(xiàn)最佳效益的目的。如英國Delcam公司的系列化軟件就包括了曲面/實體幾何造型、復雜形體工程制圖、工業(yè)設計高級渲染、塑料模設計專家系統(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。集成化程度較高的軟件還包括：Pro/ENGINEER、UG和CATIA等。國內有上海交通大學金屬塑性成型有限元分析系統(tǒng)和沖裁模CAD/CAM系統(tǒng)；北京北航海爾軟件有限公司的CAXA系列軟件；吉林金網格模具工程研究中心的沖壓模CAD/CAE/CAM系統(tǒng)等。模具設計、分析及制造的三維化傳統(tǒng)的二維模具結構設計已越來越不適應現(xiàn)代化生產和集成化技術要求。模具設計、分析、制造的三維化、無紙化要求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。如Pro/ENGINEER、UG和CATIA等軟件具備參數(shù)化、基于特征、全相關等特點，從而使模具并行工程成為可能。另外，Cimarron公司的Moldexpert，Declaim公司的Ps-mold及日立造船的Space-E/mold均是3D專業(yè)注塑模設計軟件，可進行交互式3D型腔、型芯設計、模架配置及典型結構設計。澳大利亞Moldflow公司的三維真實感流動模擬軟件MoldflowAdvisers已經受到用戶廣泛的好評和應用。國內有華中理工大學研制的同類軟件HSC3D4.5F及鄭州工業(yè)大學的Z-mold軟件。面向制造、基于知識的智能化功能是衡量模具軟件先進性和實用性的重要標志之一。如Cimarron公司的注塑模專家軟件能根據(jù)脫模方向自動產生分型線和分型面，生成與制品相對應的型芯和型腔，實現(xiàn)模架零件的全相關，自動產生材料明細表和供NC加工的鉆孔表格，并能進行智能化加工參數(shù)設定、加工結果校驗等。模具軟件應用的網絡化趨勢隨著模具在企業(yè)競爭、合作、生產和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。美國在其《21世紀制造企業(yè)戰(zhàn)略》中指出，到2006年要實現(xiàn)汽車工業(yè)敏捷生產/虛擬工程方案，使汽車開發(fā)周期從40個月縮短到4個月。2.模具檢測、加工設備向精密、高效和多功能方向發(fā)展模具檢測設備的日益精密、高效精密、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達2～3μm，目前國內廠家使用較多的有意大利、美國、日本等國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產3250mm×3250mm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→模具制造全過程，成功實現(xiàn)了逆向工程技術的開發(fā)和應用。這方面的設備還包括：英國雷尼紹公司第二代高速掃描儀(CYCLONSERIES2)可實現(xiàn)激光測頭和接觸式測頭優(yōu)勢互補，激光掃描精度為0.05mm，接觸式測頭掃描精度達0.02mm。另外德國GOM公司的ATOS便攜式掃描儀，日本羅蘭公司的PIX-30、PIX-4臺式掃描儀和英國泰勒·霍普森公司TALYSCAN150多傳感三維掃描儀分別具有高速化、廉價化和功能復合化等特點。（2）數(shù)控電火花加工機床日本沙迪克公司采用直線電機伺服驅動的AQ325L、AQ550LLS-WEDM具有驅動反應快、傳動及定位精度高、熱變形小等優(yōu)點。瑞士夏米爾公司的NCEDM具有P-E3自適應控制、PCE能量控制及自動編程專家系統(tǒng)。另外有些EDM還采用了混粉加工工藝、微精加工脈沖電源及模糊控制(FC)等技術。（3）高速銑削機床(HSM)銑削加工是型腔模具加工的重要手段。而高速銑削具有工件溫升低、切削力小、加工平穩(wěn)、加工質量好、加工效率高(為普通銑削加工的5～10倍)及可加工硬材料(<60HRC)等諸多優(yōu)點。因而在模具加工中日益受到重視。瑞士克朗公司UCP710型五軸聯(lián)動加工中心，其機床定位精度可達8μm，自制的具有矢量閉環(huán)控制電主軸，最大轉速為42000r/min。意大利RAMBAUDI公司的高速銑床，其加工范圍達2500mm×5000mm×1800mm，轉速達20500r/min，切削進給速度達20m/min。HSM一般主要用于大、中型模具加工，如汽車覆蓋件模具、壓鑄模、大型塑料等曲面加工，其曲面加工精度可達0.01mm。3.快速經濟制模技術縮短產品開發(fā)周期是贏得市場競爭的有效手段之一。與傳統(tǒng)模具加工技術相比，快速經濟制模技術具有制模周期短、成本較低的特點，精度和壽命又能滿足生產需求，是綜合經濟效益比較顯著的模具制造技術，具體主要有以下一些技術。(1)快速原型制造技術(RPM)。它包括激光立體光刻技術(SLA)；疊層輪廓制造技術(LOM)；激光粉末選區(qū)燒結成形技術(SLS)；熔融沉積成形技術(FDM)和三維印刷成形技術(3D-P)等。(2)表面成形制模技術。它是指利用噴涂、電鑄和化學腐蝕等新的工藝方法形成型腔表面及精細花紋的一種工藝技術。(3)澆鑄成形制模技術。主要有鉍錫合金制模技術、鋅基合金制模技術、樹脂復合成形模具技術及硅橡膠制模技術等。(4)冷擠壓及超塑成形制模技術。(5)無模多點成形技術。(6)KEVRON鋼帶沖裁落料制模技術。(7)模具毛坯快速制造技術。主要有干砂實型鑄造、負壓實型鑄造、樹脂砂實型鑄造及失蠟精鑄等技術。(8)其他方面技術。如采用氮氣彈簧壓邊、卸料、快速換模技術、沖壓單元組合技術、刃口堆焊技術及實型鑄造沖模刃口鑲塊技術等。4.模具材料及表面處理技術發(fā)展迅速模具工業(yè)要上水平，材料應用是關鍵。因選材和用材不當，致使模具過早失效，大約占失效模具的45%以上。在模具材料方面，常用冷作模具鋼有CrWMn、Cr12、Cr12MoV和W6Mo5Cr4V2，火焰淬火鋼(如日本的AUX2、SX105V(7CrSiMnMoV)等；常用新型熱作模具鋼有美國H13、瑞典QRO80M、QRO90SUPREME等；常用塑料模具用鋼有預硬鋼(如美國P20)、時效硬化型鋼(如美國P21、日本NAK55等)、熱處理硬化型鋼(如美國D2，日本PD613、PD555、瑞典一勝白136等)、粉末模具鋼(如日本KAD18和KAS440)等；覆蓋件拉延模常用HT300、QT60-2、Mo-Cr、Mo-V鑄鐵等，大型模架用HT250。多工位精密沖模常采用鋼結硬質合金及硬質合金YG20等。在模具表面處理方面，其主要趨勢是：由滲入單一元素向多元素共滲、復合滲(如TD法)發(fā)展；由一般擴散向CVD、PVD、PCVD、離子滲入、離子注入等方向發(fā)展；可采用的鍍膜有：TiC、TiN、TiCN、TiAlN、CrN、Cr7C3、W2C等，同時熱處理手段由大氣熱處理向真空熱處理發(fā)展。另外，目前對激光強化、輝光離子氮化技術及電鍍(刷鍍)防腐強化等技術也日益受到重視。5.模具工業(yè)新工藝、新理念和新模式逐步得到了認同在成形工藝方面，主要有沖壓模具功能復合化、超塑性成形、塑性精密成形技術、塑料模氣體輔助注射技術及熱流道技術、高壓注射成形技術等。另一方面，隨著先進制造技術的不斷發(fā)展和模具行業(yè)整體水平的提高，在模具行業(yè)出現(xiàn)了一些新的設計、生產、管理理念與模式。具體主要有：適應模具單件生產特點的柔性制造技術；創(chuàng)造最佳管理和效益的團隊精神，精益生產；提高快速應變能力的并行工程、虛擬制造及全球敏捷制造、網絡制造等新的生產哲理；廣泛采用標準件通用件的分工協(xié)作生產模式；適應可持續(xù)發(fā)展和環(huán)保要求的綠色設計與制造等。Dietrend1．MoldCAD/CAE/CAMbeingintegrated,three-dimensional,intelligentandnetworkdirection(1)MoldsoftwarefeaturesintegratedDiesoftwarefeaturesofintegratedsoftwaremodulesrequiredrelativelycomplete,whilethefunctionmoduleusingthesamedatamodel,inordertoachieveSyndicatednewsmanagementandsharingofinformationtosupportthemolddesign,manufacture,assembly,inspection,testingandproductionmanagementoftheentireprocesstoachieveoptimalbenefits.SeriessuchastheUKDelco’ssoftwarewillincludeasurface/solidgeometricmodeling,engineeringdrawingcomplexgeometry,advancedrenderingindustrialdesign,plasticmolddesignexpertsystem,complexphysicalCAM,artisticdesignandsculptureautomaticprogrammingsystem,reverseengineeringandcomplexsystemsphysicallinemeasurementsystems.Ahigherdegreeofintegrationofthesoftwareincludes:Pro/ENGINEER,UGandCATIA,etc.ShanghaiJiaotongUniversity,ChinawithfiniteelementanalysisofmetalplasticformingsystemsandDieCAD/CAMsystems;BeijingbeihangHaierSoftwareLtd.CAXASeriessoftware;JilinGoldGridEngineeringResearchCenterofthestampingdiemoldCAD/CAE/CAMsystems.(2)Molddesign,analysisandmanufactureofthree-dimensionalTwo-dimensionalmoldoftraditionalstructuraldesigncannolongermeetmoderntechnicalrequirementsofproductionandintegration.Molddesign,analysis,manufacturingthree-dimensionaltechnology,paperlesssoftwarerequiredtomoldanewgenerationofthree-dimensional,intuitivesensetodesignthemold,usingthree-dimensionaldigitalmodelcanbeeasilyusedintheproductstructureofCAEanalysis,toolingmanufacturabilityevaluationandCNCmachining,formingprocesssimulationandinformationmanagementandsharing.SuchasPro/ENGINEER,UGandCATIAsoftwaresuchaswithparametric,feature-based,allrelevantcharacteristics,sothatmoldconcurrentengineeringpossible.Inaddition,CimarroncompanyMoldexpert,Delco’sPs-moldandHitachiShipbuildingofSpace-E/moldareprofessionalinjectionmold3Ddesignsoftware,interactive3Dcavity,coredesign,moldbasedesignconfigurationandtypicalstructure.AustraliancompanyMoldflowrealisticthree-dimensionalflowsimulationsoftwareMoldflowAdvisersbeenwidelypraisedbyusersandapplications.ChinaHuazhongUniversityofSciencehavedevelopedsimilarsoftwareHSC3D4.5FandZhengzhouUniversity,Z-moldsoftware.Formanufacturing,knowledge-basedintelligentsoftwarefunctionisameasureofdieimportantsignofadvancedandpracticalone.SuchasinjectionmoldingexpertsCimarron’ssoftwarecanautomaticallygeneratepartingdirectionbasedpartinglineandpartingsurface,generateproductscorrespondingtothecoreandcavity,implementationofallrelevantpartsmold,andforautomaticallygeneratedBOMFormNCdrillingprocess,andcanintelligentlyprocessparametersetting,calibrationandotherprocessingresults.(3)Moldsoftwareapplications,networkingtrendWiththemoldintheenterprisecompetition,cooperation,productionandmanagement,globalization,internationalization,andtherapiddevelopmentofcomputerhardwareandsoftwaretechnology,theInternethasmadeinthemoldindustry,virtualdesign,agilemanufacturingtechnologybothnecessaryandpossible.TheUnitedStatesinits"21stCenturyManufacturingEnterpriseStrategy"thattheautoindustryby2006toachieveagilemanufacturing/virtualengineeringsolutionstoautomotivedevelopmentcycleshortenedfrom40monthsto4months.2．moldtesting,processingequipmenttotheprecise,efficient,andmulti-direction(1)Moldtestingequipmentmoresophisticated,efficientSophisticated,complex,large-scalemolddevelopment,testingequipmenthavebecomeincreasinglydemanding.PrecisionMouldprecisionnowreached2~3μm,moredomesticmanufacturershavetouseItaly,theUnitedStates,Japanandothercountriesinthehigh-precisioncoordinatemeasuringmachine,andwithdigitalscanning.SuchasDongfenMotorMouldFactorynotonlyhasthecapacity3250mm×3250mmItaliancoordinatemeasuringmachine,alsohasadigitalphotographyopticalscanner,thefirstinthedomesticuseofdigitalphotography,opticalscanningasameansofspatialthree-dimensionalaccesstoinformation,enablingtheestablishmentfromthemeasurementofphysical→modeloutputofengineeringdrawings→thewholeprocessofmoldmaking,reverseengineeringasuccessfultechnologydevelopmentandapplications.Thisequipmentinclude:second-generationBritishRenihawhigh-speedscanners(CYCLONSERIES2)canberealizedandcontactlaserprobecomplementaryprobe,laserscanneraccuracyof0.05mm,scanningprobecontactaccuracyof0.02mm.AnotherGermancompanyGOMATOSportablescanners,JapanRoland'sPIX-30,PIX-4desktopscannerandtheUnitedKingdomTaylorHopson'sTALYSCAN150multi-sensor,respectivelyThree-dimensionalscannerwithhighspeed,low-costandfunctionalcompositeandsoon.(2)CNCEDMJapanSonicslinearmotorservodriveusingthecompany'sAQ325L,AQ550LLS-WEDMhavedrivenfastresponse,transmissionandhighpositioningaccuracy,theadvantagesofsmallthermaldeformation.SwitzerlandChanmiercompanyNCEDMwithP-E3adaptivecontrol,PCEenergycontrolandautomaticprogrammingexpertsystems.OthersalsousedthepowdermixedEDMmachiningtechnology,micro-finishingpulsepowerandfuzzycontrol(FC)technologies.(3)High-speedmillingmachine(HSM)Millingisanimportantmeansofcavitymold.Thelow-temperaturehigh-speedmillingwiththeworkpiece,cuttingforceissmall,smoothprocessing,processingquality,processingefficiency(forthegeneralmillingprocess5to10times)andcanprocesshardmaterials(<60HRC)andmanyotheradvantages.Thusinthemoldprocessingmoreandmoreattention.RuishikelangcompanyUCP710-typefive-axismachiningcenter,machinetoolpositioningaccuracyupto8μm,home-madeclosed-loopvectorcontrolspindlewithamaximumspeed42000r/min.ItalyRAMBAUDI'shigh-speedmilling,theprocessingrangeofupto2500mm×5000mm×1800mm,speedup20500r/min,cuttingfeedspeedof20m/minHSMgenerallyusedlarge,medium-sizedmold,suchasmotorcovermold,diecastingmold,largeplasticsurfacemachining,thesurfaceprecisionupto0.01mm.3．rapideconomicmodelingtechniquesShortentheproductdevelopmentcycleisaneffectivemeansofmarketcompetitiontowinone.Comparedwiththetraditionalmoldprocess,fasteconomicmodelingtechnologyisashortmoldingcycle,thecharacteristicsoflowcost,precision,andlifecanmeettheproductionneeds,overalleconomicefficiencyismoresignificantinthemoldmanufacturingtechnology,specificallythefollowingmaintechnology.(1)Rapidprototypingandmanufacturing(RPM).Itconsistsofthree-dimensionallaserlithography(SLA);laminatedprofilemanufacturing(LOM);laserpowdersinteringprototyping(SLS);FusedDepositionMolding(FDM)andthree-dimensionalprintingformingtechnology(3D-P)andsoon.(2)Thesurfaceformingtooling.Itreferstotheuseofspray,chemicalcorrosion,electroformingandnewmethodfortheformationofthecavitysurfaceandafinepatterntechnology.(3)Castingformingtooling.Therearebismuthtinalloytooling,zincalloytooling,resincompositeformingtechnologyandsiliconrubbermoldmoldingtechnology.(4)Coldextrusionmoldtechnologyandultra-moldedshapes.(5)Multi-pointformingtechnology.(6)KEVRONsteelblankingtooling.(7)Moldblankrapidmanufacturingtechnology.MainlydrysandMoldCasting,VacuumMoldCasting,ResinSandMoldCastingLostWaxCasting,andothertechnologies.(8)Otheraspectsoftechnology.Suchastheuseofnitrogengasspringpressureside,discharge,quickdietechnology,stampingunittechnology,andcuttingedgetechnologyandsolidsurfacingedgeinsertsdiecastingtechnology.4．MoldmaterialsandsurfacetreatmenttechnologydevelopedrapidlyIndustrytothelevelofmold,materialapplicationisthekey.Duetoimproperselectionanduseofmaterials,causingprematurediefailure,whichaccountsformorethan45%failuredie.Inthemoldmaterial,commonlyusedcoldworktoolsteelwithCrewman,Cr12,Cr12MoVandW6Mo5Cr4V2,flamehardenedsteel(suchasJapan,AUX2,SX105V(7CrSiMnMoV),etc.;usedanewtypeofhotworkdiesteelAmericanH13,SwedenQRO80M,QRO90SUPREME,etc.;usedapre-hardenedplasticmoldsteel(suchastheU.S.P20),age-hardeningsteel(suchastheU.S.P21,JapanNAK55,etc.),heattreatmenthardenedsteel(suchastheUnitedStates,D2,Japan,PD613,PD555,SwedenwinstheWhite136,etc.),powderdiesteel(suchasJapanKAD18andKAS440),etc.;paneldrawingdieusedHT300,QT60-2,Mo-Cr,Mo-Vcastiron,large-scalemoldwithHT250.moreregularuseofPrecisionDieHardSteelResultsYG20hemoldsurfacetreatment,themaintrendsare:theinfiltrationofasingleelementtothemulti-elementpenetration,complexpermeability(suchasTDmethod)development;bythegeneraldiffusi