毕业设计开题报告(汽车转向灯遮光罩成形工艺与级进模设计).doc

2013届本科生毕业设计（论文）开题报告课题名称 汽车转向灯遮光罩成形工艺与级进模设计 专 业 材料成型及控制工程 专业方向 模具设计与制造 班 级 09102312 学 号 0910231230 学生姓名 郭蔚铭 指导教师 聂文忠 教研室 材料成型及控制工程 上海应用技术学院机械工程学院2013年 3月8日毕业设计开题报告 8汽车转向灯遮光罩成形工艺与级进模设计1 开题依据在中国，人们已经越来越认识到模具在制造中的重要地位，认识到模具技术水平的高低已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志，并在很大程度上决定着产品质量、效益和新产品的开发能力。许多模具企业十分重视技术发展，加大了用于技术进步的投资力度，将技术进步视为企业发展的重要动力。用模具成型的制件所表现出来的高精度、高复杂性、高一致性、高生产率和低消耗，是其他加工制造方法所无法相比。“十一五”前两年，我国模具工业以年均20%的增长速率发展。2008年虽受到全球金融危机影响，我国模具行业在国家利好政策，用户行业升级催旺需求的情况 下，其整体实力仍有进一步加强。2008年中国模具销售额达到950亿元人民币，约合140亿美元，仅次于日本，已成为一个名副其实的模具生产大国。 2009年金融危机缓解，模具发展开始加速，特别是国外著名企业和资本的进入促使模具行业出现了前所未有的技术快速发展机遇，这就需要模具行业根据自己的 发展和需要，尽快调整以适应这种新的发展。下面根据国家模具“十二五”规划的部分内容就冷冲模具行业的现状与发展给出一些看法。1) 多工位与多功能冲压模具发展现状先进多工位与多功能冲压模具的代表主要有精密多工位级进模、精密多工位冲压传递模、复杂精密多功能冲压模具等，其中精密多工位级进模占居主流产品地位，占有 绝大多数比例的模具市场。而先进的精密多工位级进模主要包括电机铁芯片级进模、空调器翅片级进模、集成电路引线框架级进模、电子连接器级进模、彩管电子枪 零件级进模、汽车零件级进模、家电零件级进模等模具类别。其制件覆盖了电子、通讯、汽车、机械、电机电器、仪器仪表和家电等产品范畴。对比国外先进多工位与多功能冲压模具，国内模具行业整体水平不高，还存在设计制造的专业化和精细化不够，企业缺少代表核心竞争力的模具核心技术的积淀，对特 种高精尖模具如特大型高精、超高速冲压、超薄、超强和微细型零件成形冲压模具还未掌握其关键技术，对多功能复合模具还涉及不多，模具材料、标准件、热处理 工艺、表面处理工艺以及试模技术还不能跟上发展要求，以及模具使用的可靠性和部分技术指标稳定性不够等问题。另外，目前模具设计制造中的软件、关键设备主 要依赖进口。这些问题都将是“十二五”发展的主要方向。2)与国际先进水平的主要差距近年来，我国先进多工位与多功能冲压模具水平发展较快，模具制造的高精度CNC加工设备已经普及，模具制造装备水平已经达到国际先进水平，模具设计制造水平 有了很大的提高，一部分精密、复杂级进模进入了规模化生产阶段，模具的进口替代成效明显，出口逐年递增。但是与国外先进冲压模具水平相比，仍然存在一定的 差距，主要在以下几个方面。模具设计制造技术方面通过许多年的引进消化吸收以及模仿创新，我国的多工位与多功能冲压模具设计水平进步显著，制造水平提升明显。但与国际水平相比，差距还是明显的。主要体现在 以模仿为主，创新不够，很多先进模具中的关键设计内涵和技术以及制造工艺中的“KNOW HOW”等基础技术、理论以及核心技术掌握不够，导致模具整体水平提升困难，始终处于技术跟进与追踪水平。保持达到甚至超越国际先进水平还缺乏相关设计和 制造的基础技术的支撑。模具的寿命方面由于模具材料、热处理技术以及制造装配技术等影响，我国冷冲模模具寿命水平普遍较国际先进水平低，差距在3050。特别是一次刃磨寿命低导致模具维护次数增加，降低了冲压生产效率以及提高了模具维护成本。进而影响国内模具的市场竞争力。模具的试模技术与模具的可靠性和稳定性方面试模是模具设计制造完成后对模具的一个综合实验、评估和调整，是模具设计制造的问题集中暴露过程，它也是冲压模模具设计、制造以及专业人员水平的综合反映。 而模具的可靠性和稳定性则是模具设计制造质量好坏的评价基准和模具正常使用的保障。由于国内缺乏对多工位与多功能冲模的设计、制造工艺中的隐性知识和技术 积累的深入挖掘，与国际先进模具企业相比，国内多工位与多功能冲模的试模、模具使用中的调整和维修时间增加3O以上。对比国外目前正在研究无试模程序的 模具前沿技术，国内在模具的试模技术与模具的可靠性和稳定性的差距是显而易见的。模具的基础技术与支持方面与第一合并基础理论与关键技术研究不足模具设计制造是一项实践性很强专门技术，长期以来，国内对模具设计和制造的实践性非常重视，以至在冲压模模具基础理论和技术研究重视不够，模具设计和制造的 基础理论和技术发展缓慢。加上国内冲压模具企业的专业化分工还不够细化，小而全、大而全的模具企业还占主导地位，企业的技术核心竞争力难以形成，企业自有 技术以及创新能力远远落后于国外先进模具企业。另外，模具材料、标准件等模具基础零部件技术水平的差异，直接影响了国内多工位与多功能冲模的整体技术水 平。因此，在多工位与多功能冲模模具的基础技术与支持方面还存在很多薄弱环节。新型模具技术及其拓展方面国外冲压模具已经从常规的单副级进冲模向多功能模具、生产线配套模具工装、特大型级进模以及微细零件冲压成形模具方向发展，而国内企业大多数重点放在常规的 单副级进冲模系列化和产业化方面，对特种高精尖模具如特大型高精、超高速冲压、超薄、超强和微细型零件成形冲压模具还未掌握其关键技术，对多功能复合模具 还涉及不多，必需支持国内新型模具及其拓展技术研究，为赶超国际先进水平打下基础。2 文献综述模具作为产品制造的基础工艺装备，又是集精密制造、计算机技术、智能控制和绿色制造等高新技术为一体的高新技术产品，以及在制造业中的重要地位和作用，在全国人大通过的国民经济和社会发展第十二五个五年规划纲要的第三篇“转型升级提高产业核心竞争力”中明确“提升模具等基础零部件水平”作为制造业发展重点方向。模具是国民经济的基础工业，模具业的高速发展给予制造业强有力的支撑，模具可带动其相关产业的比例大约是1：100，即模具发展1 亿元，可带动相关产业100 亿元，模具是推进装备制造产业转型发展和升级的关键支撑；同时，制造业的高速发展又促进了模具工业的发展。由于模具自身的特点，现代模具企业大多体现出技术密集、资金密集和高素质劳动力密集以及高社会效益的特点，模具制造业已成为高新技术制造产业的一部分。我国模具的快速发展，得益于国家“六五”以来连续的科研投入和1997年至2008年施行的税收优惠政策，不但基本满足了我国制造业发展对模具 装备的需求，而且还进入了国际市场，降低了进口模具的价格，已经成为名副其实的模具制造大国。但是我们也必须清醒地看到，相对我国制造业“转型升级、提高 产业核心竞争力”对模具装备提出更高要求来比，我国模具水平还有相当差距，而且我国模具企业在技术创新能力、信息化水平、劳动生产率及综合水平方面与国外 发达国家间的差距，都说明我国还不是一个模具强国，要实现这一目标，需要国家及各级政府和模具行业共同做出努力。3 方案论证3.1 冲裁件结构特点图1 所示为汽车转向灯遮光罩, 该制件结构较为复杂, 属大批量生产的产品。材料为08F, 料厚为0. 6mm, 2 个3mm 孔的对称度和弯曲后的垂直度要求较高。若采用单工序冲压, 需5 副模具完成零件的成形( 即落料模、冲孔模、3 副弯曲模) , 不仅模具投资大, 而且劳动生产率低。为此, 零件采用了冲孔、弯曲、切断级进模成形。 图1零件图图2 零件图3.2 冲裁件材料特性冲裁件采用的材料为08F。是一种冲压材料，特性：强度低和硬度、塑性、韧性好，易于深冲、拉延、弯曲和焊接。用途：钢板用作深冲压和深拉延的容器，如搪瓷制品、仪表板、汽车驾驶室盖板等。 圆钢用作心部强度要求不高的渗碳或氰化零件。化学成分：碳(C)0.05-0.11,铬(Cr)0.10,锰(Mn)0.25-0.50,镍(Ni)0.30,硅(Si)0.03,磷(P)0.035,硫(S)0.035,铜(Cu)0.20 3.3 冲裁件零件成型工艺分析排样图设计是级进模设计的关键, 它具体反映了零件在整个冲压过程中的工位设置和各工位间的相互关系、定位方式及材料利用率, 且直接反映出模具的基本结构形式。针对零件和零件展开后( 见图2) 的工艺特点, 设计了图3所示排样图:1 冲导正孔, 定距侧刃切料, 冲2个3m m孔; 2 导正销导正, 冲工字形孔; 3 空工位; 4弯两侧面; 5 切废料; 6弯两端搭耳; 7 成形弯曲;8切断。 共8个工位, 其中工位4,，6， 7是决定模具成败及零件质量的主要工位。图3 排样图3.4 设计方案拟定排样设计如图3 所示，送料方式为由右向左送料。由于产品展开尺寸纵向过长，采用单排。除此之外，排样还考虑了以下因素：(1)为防止累积误差过大，首先冲导正孔，定距侧刃切料, 冲2个3m m孔。(2)为保证模具成形零件的寿命，将复杂型孔分解为简单型孔分步冲出。(3)保证模具强度，适当在大面积成形的下一工位增设空工位。方案一：采用单工序模生产。若采用方案一，需落料模、冲孔模、弯曲模几副模具来完成。单工序模结构简单，制作周期短，制作成本低廉；但生产效率低，冲出的制件精度不高，且工人劳动强度大，安全性不高，不适合大批量的生产。因此，不采用该方案。方案二：采用复合模生产。复合模结构紧凑，冲出的制件精度较高，适合大批量生产，特别是孔与制件外形的同心度容易保证。若采用方案二，根据复合模的特点，制件的精度和批量都能满足，但要用三副以上模具，模具结构复杂，模具制造较困难，制造周期长，使生产效率大大下降，而且维修极为不方便，间接提高了生产成本。因此，不采用该方案。方案三：采用级进模生产。在一副级进模上可对形状十分复杂的冲压件多次进行冲孔和切边，故生产率高，便于实现机械化和自动化，适于大批量生产。由于采用条料（或带料）进行连续冲压，所以操作方便安全。若采用方案三，只需一副模具即可成型，能满足生产所需的精度和批量，操作安全方便，且生产效率高，维修方便。适合所加工零件精度高、大批量生产的要求。因此，采用该方案。4 毕业设计（论文）内容4.1 基本内容1.根据制件的结构特点，分析采用不同成形工艺的优缺点，确定采用级进模设计，设计出结构合理，使用可靠方便的级进模具，该模具能生产出达到图纸所要求的尺寸、公差和其它技术指标零件。2.压力机的选择，包括选择的压力设备的类型。压力机的公称压力必须大于冲压工艺力。但对工作行程较长的工序，不仅仅是只要满足工艺力的大小就可以了，必须同时考虑满足其工作负荷曲线才行。 压力机滑块行程应满足制件在高度上能获得所需尺寸，并在冲压工序完成后能顺利地从模具上取出来。对于拉伸件，则行程应在制件高度两倍以上。 3.冲裁件测绘图一张。4.模具零件图一张。5.模具装配图一张。4.2 重点内容此次设计的零件有孔，有弯曲的部分，结构较为复杂。重点要考虑分析零件的结构，由冲孔、弯曲、落料等多个工序组成。在对零件进行工艺分析的基础上，设计制造了多工位级进模，采用自动送料，在提高零件精度、工件效率的同时，也降低了企业成本，改善了冲压安全生产条件。根据文献绘制三维模型，确定理想的排样图。根据产品的要求，完成汽车转向灯遮光罩级进模具的总体设计以及冲压设备的选型。进行模具结构零件的草图设计，完成必要的工艺分析、计算和校核。绘制模具装配总图和模具零件图。4.3 难点内容该制件结构较为复杂, 属大批量生产的产品。若采用单工序模生产, 所需模具数量多, 生产效率低并且难以精确定位。若采用多工位级进模生产, 原材料由自动送料器送入, 零件产品一次成形,将大大提高生产效率和零件质量的稳定性, 降低生产成本。因此，确定采用级进模设计，设计出结构合理，使用可靠方便的级进模具，因为零件有弯曲这道工序，还需要考虑回弹的因素，以上则为难点部分。5 工作进度安排2.25之前：根据设计课题“汽车转向灯遮光罩成形工艺与级进模设计”要求；查阅中、外文文献资料，作好毕业设计前期准备工作。2.263.8：结合毕业实习在工厂看到的模具与查找的文献相结合，初步拟定零件的成形工艺及模具基本结构。制定模具结构设计方案，并进行方案分析、比较，确定设计方案。与指导教师进行开题交流，填写开题交流讨论记录表，上传提交开题报告。3.94.8 完成外文文献翻译并上传。4.94.13进行模具结构设计，绘制模具结构装配草图，并进行有关工程计算校核；绘制模具结构装配图；填写并上传毕业设计中期自检表。4.165.1：完成模具零件图的绘制工作。5.25.20：撰写毕业设计说明书，完成毕业设计全部内容。5.215.27：接受指导教师的审核、评阅，修改、完善毕业设计，并上传提交全部毕业设计资料。5.286.2：根据评阅教师的审核意见，进一步修改、完善毕业设计；打印设计图纸和说明书；准备毕业设计答辩。6.36.9：参加毕业设计答辩； 6.106.14：上传提交最终修改好的毕业设计全部资料和光盘。6 参考资料1 王孝培冲压手册M机械工业出版社，2004200-2502 高锦张，贾俐俐塑性成形工艺与模具设计M机械工业出版社，200640-803 王俊彪多工位级进模M西北工业大学出版社，199120-604 陈炎嗣多工位级进模设计与制造M机械工业出版社，200650-805 杨占尧冲压模具图册M高等教育出版社，2004751006 陈炎嗣，郭景仪冲压模具技术手册M机械工业出版社，