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1、
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告
題目: 三角形墊片復(fù)合模的設(shè)計(jì)
專業(yè)(全稱): 材料成型及其控制工程
指 導(dǎo) 教 師:
2013年 3月
一、本課題設(shè)計(jì)(研究)的目的:
1、通過本課題設(shè)計(jì),培養(yǎng)更加系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法,掌握冷沖模尤其是復(fù)合模設(shè)計(jì)的基本工藝流程和基本方法,掌握模具整體設(shè)計(jì)和零部件的設(shè)計(jì)與計(jì)算過程。
2、結(jié)合以前學(xué)習(xí)的專業(yè)知識(shí)和課程實(shí)踐知識(shí)來完成本次課題設(shè)計(jì),培養(yǎng)運(yùn)用理論知識(shí)獨(dú)立分析和解決實(shí)際問題的能力。
3、熟練掌握CAD等制圖軟件以及運(yùn)用規(guī)范、手冊(cè)、圖冊(cè)和查閱有關(guān)技術(shù)資
2、料等模具設(shè)計(jì)的基本技能。
4、學(xué)會(huì)查找文獻(xiàn)以及從文獻(xiàn)中獲取所需知識(shí)。
二、設(shè)計(jì)(研究)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)(文獻(xiàn)綜述):
模具是機(jī)械制造業(yè)中技術(shù)先進(jìn)、影響深遠(yuǎn)的重要工藝裝備,具有生產(chǎn)效率高、材料利用率高、制件質(zhì)量優(yōu)良、工藝適應(yīng)性好等特點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于汽車、機(jī)械、航天、航空、輕工、電子、電器、儀表等行業(yè)[1]。因此,研究和推廣應(yīng)用旨在提高生產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量,降低成本和擴(kuò)大應(yīng)用范圍的模具技術(shù)具有重要意義。
1.模具現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)
自2010 年《模具行業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》發(fā)布以來,轉(zhuǎn)型升級(jí)與創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)已取得了不少成果,專利數(shù)量快速增加,產(chǎn)品水平不斷提升。歷年來有關(guān)模具方面的我國授權(quán)專利累計(jì)已超過
3、1.5萬項(xiàng)。在模具壽命方面,精密多工位級(jí)進(jìn)模使用壽命已可超過4億次。近年來我國模具技術(shù)雖然已經(jīng)有了很大進(jìn)步,但行業(yè)總體水平與國外先進(jìn)水平相比在理念、設(shè)計(jì)、工藝、技術(shù)、經(jīng)驗(yàn)、管理等方面都有差距,總體來看我們還處于以向先進(jìn)國家跟蹤學(xué)習(xí)為的主階段[2]。我們還需要學(xué)習(xí)、引進(jìn)、發(fā)展和創(chuàng)造各種先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)和生產(chǎn)理念。
具體而言,本課題是落料沖孔復(fù)合模的設(shè)計(jì)。復(fù)合模是指在壓力機(jī)的一次行程中,在模具的同一位置上完成兩道以上工序[3]。普通沖裁獲得的工件尺寸精度在IT11以下,表面粗糙度一般為Ra25—Ra12.5um,光亮帶所占比例不大,斷面具有斜度,只能滿足一般產(chǎn)品的普通要求[4,5]。因此,國內(nèi)外涌
4、現(xiàn)出更為先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)—精密沖裁工藝,并在實(shí)際生產(chǎn)中已經(jīng)取得并將進(jìn)一步取得良好的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果。
2.生產(chǎn)先進(jìn)技術(shù)—精密沖裁
精密沖裁是一種先進(jìn)的金屬壓力加工方法,一次沖壓加工就可得到尺寸精度高、剪切面光潔、且具有一定立體形狀的零件。其具有優(yōu)質(zhì)、高效、低耗的特點(diǎn),技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。精沖工藝目前在航空、航天、汽車行業(yè)、工程機(jī)械、軍工、鐵路、建材、化工、造船、家電領(lǐng)域得到愈來愈廣泛的應(yīng)用[6]。但是精沖技術(shù)在我國的推廣仍不理想。主要原因是:①精沖機(jī)的價(jià)格昂貴(約是普通壓力機(jī)的5lO倍),多數(shù)企業(yè)無力投資。②精沖技術(shù)是一個(gè)較新、較復(fù)雜的技術(shù),它不僅要有先進(jìn)的精沖機(jī),還要有許多先進(jìn)的配套
5、設(shè)備(包括精密的檢測(cè)設(shè)備和精密的模具加工設(shè)備等),另外,還要有一批高素質(zhì)的工程師和技術(shù)工人,才能掌握和發(fā)揮它的作用,才能在生產(chǎn)實(shí)際中充分體現(xiàn)出它的先進(jìn)性和經(jīng)濟(jì)性。因此精沖技術(shù)是一項(xiàng)高技術(shù)的系統(tǒng)工程,應(yīng)該集中一定的人力、物力和財(cái)力去較快地掌握和應(yīng)用它。③由于精沖技術(shù)在我國仍屬起步階段,精沖設(shè)備、精沖模具、精沖材料和精沖潤滑油等在國內(nèi)還不配套。未來精沖技術(shù)的發(fā)展應(yīng)該為適應(yīng)模具產(chǎn)品“交貨期短”、“精度高”、“質(zhì)量好”、“價(jià)格低”的要求服務(wù)。達(dá)到這一要求急需全面推廣CAD/CAM/CAE技術(shù),模具CAD/CAM/CAE技術(shù)是精沖模具設(shè)計(jì)制造的發(fā)展方向。隨著微機(jī)軟件的發(fā)展和進(jìn)步,普及CAD/CAM/CA
6、E技術(shù)的條件已基本成熟。各企業(yè)將需加大CAD/CAM技術(shù)培訓(xùn)和技術(shù)服務(wù)的力度,進(jìn)一步擴(kuò)大CAE技術(shù)的應(yīng)用范圍[7]。計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展正使CAD/CAM/CAE技術(shù)跨地區(qū)、跨企業(yè)、跨院所的整個(gè)行業(yè)中推廣成為可能,實(shí)現(xiàn)技術(shù)資源的重新整合,使虛擬制造成為可能[8]。正是是由于這些問題的出現(xiàn)和精沖工藝對(duì)計(jì)算機(jī)技術(shù)的需求,將計(jì)算機(jī)技術(shù)與精沖技術(shù)相結(jié)合的研究越來越受重視。其中發(fā)展比較快的是有限元在精密沖裁上的應(yīng)用。
3.有限元在精密沖裁上的應(yīng)用
(1)有限元分析應(yīng)用現(xiàn)狀
隨著計(jì)算機(jī)性能的不斷提高和數(shù)值模擬技術(shù)的逐漸完善,近年來出現(xiàn)了許多功能強(qiáng)大的專業(yè)性強(qiáng)的分析軟件,如采用有限元分析的方法對(duì)模具組件
7、在工作狀態(tài)中的應(yīng)力、應(yīng)變等問題的詳細(xì)分析已得到了越來越多的注意,開展這方面的研究已經(jīng)取得了很大的發(fā)展并得到了實(shí)際應(yīng)用[9]。通過有限元分析,可以及早地發(fā)現(xiàn)問題,排除經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)的偏差,提高設(shè)計(jì)在工藝實(shí)踐中的精確性和可靠性,避免多次修模、試模的過程,從而可以縮短模具生產(chǎn)調(diào)試周期,降低制模成本和延長模具的使用壽命。許多工業(yè)較發(fā)達(dá)國家對(duì)模具CAE技術(shù)非常重視并較早地進(jìn)行了大量的研究,取得了較大的進(jìn)展。國內(nèi)在沖壓成形模具模擬分析方面起步較晚,所做的研究還很不夠。隨著CAD/CAM技術(shù)的廣泛應(yīng)用,國內(nèi)模具企業(yè)對(duì)模具CAE的需求越來越迫切,近幾年來開始吸引了國內(nèi)眾多學(xué)者的研究。目前在國內(nèi)外高校、研究所和生產(chǎn)企
8、業(yè)中流行的專門用于沖壓成形的分析軟件主要有Deform、Dynaform、Auto-form、Pam-stamp、Optris、Abaqus、Kmas等[10]。
(2)有限元分析應(yīng)用的研究方向
隨著計(jì)算機(jī)軟硬件和數(shù)值模擬技術(shù)的發(fā)展,今后面臨的任務(wù)和研究的方向應(yīng)主要集中在以下幾個(gè)方面:①提高數(shù)值模擬的精度,對(duì)非線性有限元無網(wǎng)格劃分技術(shù)的進(jìn)一步研究,使模擬結(jié)果更加逼近現(xiàn)實(shí)。②解決幾何模型到有限元分析模型的自動(dòng)轉(zhuǎn)換問題,把有限元技術(shù)與CAD、CAM、人工智能技術(shù)相結(jié)合,形成一個(gè)智能化的CAD/CAM/CAE集成設(shè)計(jì)系統(tǒng),從而能更好地指導(dǎo)模具設(shè)計(jì)和工藝優(yōu)化。③加深對(duì)模具應(yīng)力、失效和壽命的
9、研究,在它們之間建立起更完善的相關(guān)模型或準(zhǔn)則。④探索有效的數(shù)值模擬方法來預(yù)測(cè)和解決模具材料低疲勞問題[11,12]。
三、設(shè)計(jì)(研究)的重點(diǎn)與難點(diǎn),擬采用的途徑(研究手段):
1.設(shè)計(jì)的重點(diǎn)
(1) 沖壓件工藝分析和工藝方案的確定;
(2) 工作零件刃口尺寸計(jì)算;
(3) 工作零件結(jié)構(gòu)尺寸;
(4) 標(biāo)注零件和沖床的選擇;
(5) 裝配圖和零件圖的繪制。
2.設(shè)計(jì)的難點(diǎn)
(1)沖裁件的形狀和尺寸;
(2)沖壓力與壓力中心的計(jì)算;
(3)工作零件結(jié)構(gòu)尺寸;
(4)凸凹模設(shè)計(jì);
(5)排樣設(shè)計(jì)。
3.擬采用的途徑
(1)查找文獻(xiàn)相關(guān)書籍對(duì)本次設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行大致了解,
10、做到胸有成竹;
(2)參照類似范例和以前的課程設(shè)計(jì),制定設(shè)計(jì)流程、進(jìn)行計(jì)算和制圖等;
(3)在具體設(shè)計(jì)過程中遇到難題,通過查找資料進(jìn)行針對(duì)解決。
四、設(shè)計(jì)(研究)進(jìn)度計(jì)劃:
第1-4周:熟悉課題任務(wù),查閱國內(nèi)外文獻(xiàn)資料, 進(jìn)行畢業(yè)實(shí)習(xí)、收集資料,完成實(shí)
習(xí)報(bào)告。
第5周:完成開題報(bào)告(包括文獻(xiàn)綜述、英文資料翻譯、課題研究方案設(shè)計(jì)、思路)。
第6-7周:進(jìn)行各種計(jì)算與確定沖壓工藝方案。
第8-9周:零件草圖、裝配圖草圖的繪制。
第10-11周:零件圖、裝配圖的繪制。
第12-13周:填寫沖壓工藝卡、機(jī)加工工藝過程卡。
第14周:初編設(shè)計(jì)說明書與英文簡介
11、。
第15-16周:整理與修改圖紙、工藝卡及說明書。
第17周:撰寫研究論文縮寫稿或答辯提綱、總結(jié)及進(jìn)行畢業(yè)答辯。
五、參考文獻(xiàn):
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指導(dǎo)教師意見
簽名:
月 日
教研室(學(xué)術(shù)小組)意見
教研室主任(學(xué)術(shù)小組長)(簽章):
月 日