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畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告 題目 螺母盒零件沖壓工藝與沖模設(shè)計 專 業(yè) 名 稱 機械設(shè)計制造及其自動化 班 級 學(xué) 號 078105315 學(xué) 生 姓 名 劉翔 指 導(dǎo) 教 師 陳為國 填 表 日 期 2011 年 1 月 16 日 說 明 開題報告應(yīng)結(jié)合自己課題而作，一般包括：課題依據(jù)及課題的意義、國內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢（含文獻(xiàn)綜述）、研究內(nèi)容及實驗方案、目標(biāo)、主要特色及工作進度、參考文獻(xiàn)等內(nèi)容。以下填寫內(nèi)容各專業(yè)可根據(jù)具體情況適當(dāng)修改。但每個專業(yè)填寫內(nèi)容應(yīng)保持一致。 一、選題的依據(jù)及意義： 采用沖壓模具生產(chǎn)零部件，具有生產(chǎn)效率高、質(zhì)量好、成本低、節(jié)約能源和原材料等一系列優(yōu)點，其生產(chǎn)的制件所具備的高精度、高復(fù)雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比擬的，它已成為當(dāng)代工業(yè)生產(chǎn)的重要手段和工藝發(fā)展方向。而整個模具工業(yè)已經(jīng)很大程度上決定著現(xiàn)代工業(yè)品的發(fā)展和技術(shù)水平的提高。因此模具工業(yè)對國民經(jīng)濟和社會發(fā)展起著舉足輕重的作用。 在特定的生產(chǎn)條件下能加工出用普通加工方法難以加工的材料和復(fù)雜形狀的零件，具有明顯的經(jīng)濟效果；采用高能高效成形方法對于加工各種尺寸大、形狀復(fù)雜、批量小、強度高和精度要求較高的板料零件，具有很重要的實用意義；利用金屬材料的超塑性進行超塑性成形，可以用一次成形代替多道普通的沖壓成形工序，這對于加工形狀復(fù)雜和大型板料零件具有突出的優(yōu)越性；利用反復(fù)成形技術(shù)可消除材料內(nèi)殘余應(yīng)力，實現(xiàn)無回彈成形。還可以加工壁薄、重量輕、表面質(zhì)量好、剛性好的零件；實現(xiàn)少、無切屑和多工序重合的加工；制件的尺寸公差由模具保證，具有“一模一樣”的特征，所以產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。 由于上述突出的優(yōu)點，因此沖壓模具生產(chǎn)零部件得到了廣泛的應(yīng)用，是國防工業(yè)及民用工業(yè)生產(chǎn)中必不可少的加工方法。在電子產(chǎn)品中，沖壓件約占80%~85%；在汽車、農(nóng)業(yè)機械產(chǎn)品中，沖壓件約占75%~80%；在輕工產(chǎn)品中，沖壓件約占90%以上。此外，在航空及航天工業(yè)生產(chǎn)中，沖壓件也占有很大的比例。 二、國內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢： 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步和工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展，許多新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備、新材料不斷涌現(xiàn)，因而促進了沖壓技術(shù)的不斷革新和發(fā)展。 在沖壓成形理論及沖壓工藝方面，沖壓成形理論的研究是提高沖壓技術(shù)的基礎(chǔ)。目前，國內(nèi)外對沖壓成形理論的研究非常重視，在材料沖壓性能研究、沖壓成形過程應(yīng)力應(yīng)變分析、板料變形規(guī)律研究及坯料與模具之間的相互作用研究等方面均取得了較大的進展。近年來國內(nèi)外已開始應(yīng)用塑性成形過程的計算機模擬技術(shù)、既利用有限元（FEM）等數(shù)值分析方法模擬金屬的塑性成形過程，根據(jù)分析結(jié)果，設(shè)計人員可預(yù)測某一工藝方案成形的可行性及可能出現(xiàn)的質(zhì)量問題，并通過在計算機上選擇修改相關(guān)參數(shù)，可實現(xiàn)工藝及模具的優(yōu)化設(shè)計。國內(nèi)外相繼涌現(xiàn)出了精密沖壓工藝、軟模成形工藝，高能高速成形工藝、超塑性成形工藝及無模多點成形工藝等精密、高效、經(jīng)濟的沖壓新工藝。我國已自主設(shè)計制造了具有國際領(lǐng)先水平的無模多點成形設(shè)備，解決了多點壓機成形法，從而可隨意改變變形路徑與受力狀態(tài)，提高了材料的成形極限。 在模具新材料研究方面，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(yù)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等）、粉末模具鋼（如日本KAD18和KAS440）等； 在沖模標(biāo)準(zhǔn)化及專業(yè)化生產(chǎn)方面，國外先進工業(yè)國家模具標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)程度已達(dá)70%~80%、模具廠只需設(shè)計制造工作零件，大部分模具零件均從標(biāo)準(zhǔn)件廠購買，使生產(chǎn)效率大幅度提高。我國沖模標(biāo)準(zhǔn)化與專業(yè)化生產(chǎn)近年來也有較大進展，除反映在標(biāo)準(zhǔn)件專業(yè)化生產(chǎn)廠家有較多增加外，標(biāo)準(zhǔn)件品種也有擴展，精度亦有提高，但總體情況還滿足不了模具工業(yè)發(fā)展的要求，主要體現(xiàn)在標(biāo)準(zhǔn)化程度還不高，標(biāo)準(zhǔn)件的品種和規(guī)格較少，大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)件廠家未形成規(guī)?；a(chǎn)，標(biāo)準(zhǔn)件質(zhì)量也存在較多問題。 在沖壓設(shè)備和沖壓生產(chǎn)自動化方面，性能良好的沖壓設(shè)備是提高沖壓生產(chǎn)技術(shù)水平的基本條件，目前沖壓設(shè)備也由單工件、單功能、低速壓力機朝著多工位、多功能、高速和數(shù)控方向發(fā)展加之機械手乃至機器人的大量使用，使沖壓生產(chǎn)效率得到大幅度提高，各式各樣的沖壓自動線和高速自動壓力機紛紛投入使用。如在數(shù)控四邊折彎機中送入板料毛坯后，在計算機程序控制下便可依次完成四邊彎曲，從而大幅度提高精度和生產(chǎn)率。 在多功能壓力機方面，日本會田公司生產(chǎn)的2000KN“沖壓中心”采用CNC控制，只需 5min時間就可以完成自動換模、換料和調(diào)整工藝參數(shù)等工作，美國惠特尼（Whitney）公司生產(chǎn)的CNC金屬板材加工中心，在相同的時間內(nèi)，加工沖壓件的數(shù)量為普通壓力機的4~10倍，并能進行沖孔、分段沖裁、彎曲和拉深等多種作業(yè)。 從產(chǎn)值看，20世紀(jì)80年代以來，美國、日本等工業(yè)發(fā)達(dá)國家模具行業(yè)的產(chǎn)值已超過機床行業(yè)，并又有繼續(xù)增長的趨勢。據(jù)國際生產(chǎn)技術(shù)協(xié)會預(yù)測，到2012年，產(chǎn)品零件粗加工的75%、精加工的55%將由模具完成，65%以上的金屬板材、80%以上的塑料都將通過模具轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品。 模具檢測設(shè)備日益精密、高效，目前國內(nèi)廠家使用較多的有意大利、美國、日本等國的高精度三坐標(biāo)測量機，并具有數(shù)字化掃描功能。模具軟件功能正向集成化方向發(fā)展，集成化程度較高的軟件還包括： UG等。模具設(shè)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(shè)計模具。雖然我國模具工業(yè)已取得較大的發(fā)展，但與世界發(fā)達(dá)國家相比還有一定差距。 當(dāng)前，我國模具行業(yè)存在的主要問題有： 1．專業(yè)化和標(biāo)準(zhǔn)化程度低。目前專業(yè)化程度不到10%，而標(biāo)準(zhǔn)化程度也只有20%。 2．模具品種少，效率低，經(jīng)濟效益也差。 3．模具制造周期長，模具精度不高，制造技術(shù)落后。 4．力量分散，管理落后。 根據(jù)我國模具技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展情況看模具技術(shù)今后應(yīng)朝著以下幾個方面發(fā)展： 1．加速模具標(biāo)準(zhǔn)化和商品化，以提高模具質(zhì)量，縮短模具制造周期。 2．大力開發(fā)具有自主版權(quán)的模具CAD/CAM/CAE軟件，并大力推廣，提高模具制造過程的自動化水平。 3．積極開發(fā)模具新品種、新工藝、新技術(shù)和新材料。 4．積極研究、開發(fā)和發(fā)展高效、精密、長壽命的級進模技術(shù)和大型、精密注射模技術(shù)，推廣熱流道注射模技術(shù)。 5．加強研究和推廣自動送料、自動檢測、自動保護和自動控溫等先進技術(shù)。 三、研究內(nèi)容及設(shè)計方案： 3．1研究內(nèi)容如下： 1）螺母盒零件沖壓成形工藝分析，計算坯料展開； 2）螺母盒零件復(fù)合?？傮w結(jié)構(gòu)設(shè)計及繪制裝配圖； 3）設(shè)計螺母盒零件復(fù)合模主要零件圖； 4）螺母盒形成形?？傮w結(jié)構(gòu)設(shè)計及繪制裝配圖； 5）設(shè)計螺母盒零件 四、目標(biāo)，主要特色及工作進度： 4．1目標(biāo)： 所設(shè)計的模具應(yīng)保證沖壓出符合圖紙要求的制件；模具結(jié)構(gòu)應(yīng)盡可能簡單，長期連續(xù)運轉(zhuǎn)不易引起故障，維修、操作方便，工件安全可靠，便于制造，價格低廉。能提高零件質(zhì)量和勞動生產(chǎn)率，自動化程度高，材料消耗低，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。毛坯的定位可靠，出件、廢料排除諸問題合理。通過這次對板料的沖模設(shè)計，學(xué)會從零件形狀及功能要求出發(fā)，合理設(shè)計模具結(jié)構(gòu)、正確計算模具零件的尺寸，選用模具零件材料及考慮制造工藝，培養(yǎng)自己掌握一般模具的設(shè)計方法、設(shè)計步驟，順利地完成對板料的沖模設(shè)計。 最終目的是：設(shè)計一套復(fù)合模和一套彎曲模并繪制有關(guān)圖紙。 4．2主要特色： 1）自動化程度高，效率高，成本低，壽命長。 2）應(yīng)用模具新材料及熱、表處理新工藝，提高了模具的使用性能，改善了加工性能。 3）（待補）沖壓成形過程應(yīng)力應(yīng)變分析、板料變形規(guī)律的研究，從坯料變形規(guī)律出發(fā)進行坯料與沖模之間相互作用的研究建立起了緊密結(jié)合生產(chǎn)實際的先進沖壓工藝。 4) 采用倒裝復(fù)合模，可使落料沖孔一次完成； 5）采用倒裝復(fù)合模，可使廢料自漏料孔中排出，生產(chǎn)操作較安全； 4．3工作進度： 1）.收集有關(guān)資料，撰寫開題報告； 第1 周-第 2周 2）.繪制螺母盒沖件圖，應(yīng)用Fastform軟件進行CAE分析 第3 周-第 5周 3）.編制螺母盒沖壓成形工藝規(guī)程； 第6周-第9周 4）.繪制螺母盒成形?？傃b圖及零件圖； 第10周-第 13周 5）.英文翻譯（6000實詞以上） 第14周-第15周 6）.撰寫畢業(yè)設(shè)計說明書（論文） 第 16周-第17 周 7）.畢業(yè)設(shè)計審查，畢業(yè)答辯。 第17 周-第18 周 五、參考文獻(xiàn) [1].《沖模設(shè)計手冊》編寫組.沖模設(shè)計手冊.北京：沖模設(shè)計手冊，1995 [2]. 陳為國.帶缺口筒形件沖壓工藝及模具設(shè)計.金屬成形工藝，1998.2 [3].王新華，袁聯(lián)富編.沖模結(jié)構(gòu)圖冊.北京：機械工業(yè)出版社，2003 [4].羅益旋.沖壓新工藝新技術(shù)及模具設(shè)計實用手冊. 銀聲音像出版社，2004 [5].GB2851～2875《冷沖?！穱覙?biāo)準(zhǔn)