开题报告-南汽WQ14电阻支架冲压工艺及模具设计.doc

毕业设计开题报告题 目：南汽WQ14电阻支架冲压工艺及模具设计 学 院： 机械工程学院 专 业： 材料成型及控制工程 学生姓名： 学 号： 指导老师： 2012年 3月 20日 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告1文献综述：结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2500字以上的文献综述，文后应列出所查阅的文献资料。引言模具是制造业中不可或缺的特殊基础装备, 主要用于高效大批量生产工业件和制件,是装备制造业的重要组成部分, 其产业关联度高, 技术、 资金密集, 是制造业各有关行业产业升级和技术进步的重要保障之一。模具作为工业生产的基础工艺装备，在现代制造业中越来越重要。有了模具，企业有可能向社会提供品种繁多、质优价廉的商品，满足人么日益增长的多方面的消费需要。用模具生产的制品所表现的高质量、高精度、高一致性、高生产效率和低能耗，是其它制造方法所不能比拟的。模具企业直接为高新技术产业化服务，并已成为高新技术的重要组成部分。同时，模具水平的高低，在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。其关系到现代制造业的发展与进步和经济建设的速度。大力提高制造模具水平，是提升模具技术档次的关键1。1模具在现代工业的应用和发展现状1.1模具在现代工业中的地位模具是工业生产中极其重要而又不可或缺的特殊基础工艺装备, 其生产过程集精密制造、计算机技术、智能控制和绿色制造为一体, 既是高新技术载体, 又是高新技术产品。由于使用模具批量生产制件具有高生产效率、高一致性、低耗能耗材,以及较高的精度和复杂程度, 因此已越来越被国民经济各工业生产部门所重视, 被广泛应用于机械、电子、汽车、通信、航空、航天、轻工、军工、交通、建材、医疗、生物、能源等制造领域,在为我国经济发展、国防现代化和高端技术服务中起到了十分重要的支撑作用, 也为我国经济运行中的节能降耗作出了重要贡献。模具工业是重要的基础工业。工业要发展, 模具须先行。没有高水平的模具就没有高水平的工业产品。现在, 模具工业水平已经成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志, 也是一个国家的工业产品保持国际竞争力的重要保证之一2。1.2模具行业的发展现状在中国 模具市场的需求以每年10%的速度增长 对于大型 精密 复杂 长寿命模具的需求更是超过这个比例 汽车行业的模具需求将占国内模具市场的一半以上 特别是汽车覆盖件模具 塑料模具和压铸模具的发展更是前景广阔 其他行业如家电 电子 通讯和建筑材料对模具的需求 都将对中国模具工业和技术的发展产生巨大的推动作用同时我们也应看到 目前我国技术含量低的模具已经供过于求 市场空间狭小 而技术含量较高的中 高档模具还远远不能适应国民经济发展的需求 精密 复杂的冲压模具和塑料模具 汽车覆盖模具也依靠大量进口 这表明我国模具行业发展的潜力依然巨大3。1.3模具行业存在的问题和差距我国模具工业与国际先进水平相比, 由于在理念、设计、工艺、技术、经验等方面存在差距,因此在企业的综合水平上, 特别是产品水平方面必然会有差距。差距虽然正在不断缩小,但从总体来看,目前我们还处于以向先进国家跟踪学习为主的阶段,创新不够,尚未到达信息化生产管理和创新发展阶段,只处于世界中等水平,仍有10年以上的差距,其中模具加工在线测量和计算机辅助测量及企业管理的差距在 15年以上。存在的主要问题大致有如下方面:(1) 研发及自主创新能力薄弱。基础差、能力不足、投入少、不够重视、缺乏长期可持续发展观念等都是造成模具产品及其生产工艺、工具(包括软件)、装备的设计、研发(包括二次开发) 及自主创新能力薄弱的重要原因。(2)企业管理水平落后于技术的进步。管理水平落后主要体现在生产组织方式及信息化采用方面。国内虽然已经有不少企业完成了从作坊式和承包方式生产向零件化现代生产方式的过渡,但沿用作坊式生产的小企业还不少;已实行零件化生产的企业中只有少数企业采用了信息化管理, 且层次也还不高。行业和企业的专业化水平都比较低, 企业技术特长少。(3)数字化、信息化水平还较低。国内多数企业数字化、信息化大都停留在CAD/CAM的应用上,CAE、CAPP尚未普及,许多企业数据库尚未建立或正在建立;企业标准化生产水平和软件应用水平都低,软件应用开发跟不上生产需要。(4)标准和标准件生产供应滞后于模具生产的发展。模具行业现有的国家标准和行业标准中有不少已经落后于生产(有些模具种类至今无国标,不少标准多年未修订);生产过程的标准化还刚起步;大多数企业缺少企业标准;标准件品种规格少,应用水平低,高品质标准件还主要依靠进口;为高端汽车冲压模具配套的铸件质量问题也不少,这些都影响和制约着模具生产的发展和质量的提高7。1.4具体的发展战略突出调整结构和转变发展方式, 通过创新与培育带动产业转型和技术升级, 着力推进信息化与工业化的融合, 切实提高发展质量和效益,努力实现发展速度与质量提升、 结构优化、 效益提高相协调。(1)大力推进产品结构调整。 许多国家重点建设项目和战略性新兴产业都需要模具予以支撑, 例如发展新能源、 海洋工程、 生物工程、 物联网、 智能电网以及医疗和交通等产业都需要大量的模具, 而且其中的许多模具需要用新的材料、新的成形技术、新的模具结构来实现, 有些甚至是完全新型的模具产品。这也是行业发展的新的增长点,对产业结构调整和产业升级有重大意义,十二五期间模具工业要进一步积极主动寻求发展。因此,十二五期间模具工业要进一步大力发展技术附加值高的中高档模具产品,不断提高它们在模具总量中的比例,鼓励发展高品质模具标准件和高性能模具材料,以提高为国民经济支柱产业、国家重点工程、重点项目及战略性新兴产业配套服务的能力。(2) 积极推动企业向大而强和小而专的方向发展。大力支持重点骨干企业, 特别是大型重点骨干企业的发展, 提升它们的水平和行业引领能力; 引导和培育一大批中小企业向专、精、特方向发展;鼓励企业进行资本运作、专业化整合、优化重组,发展各种形式的产业联盟,促进行业发展;鼓励有条件的企业发展以模具为核心的产业链, 扩大服务范围。(3)努力开拓市场。多方面开发国际、国内两个市场,积极提高模具产品出口比例, 进一步提高出口产品的档次和附加值,通过增加出口来带动产业水平的提升,鼓励替代进口产品的发展,适当注意发展技术服务出口。通过开拓市场新领域来实现新的增长。(4)积极推进模具生产信息化、数字化、精细化、自动化、标准化;加强产学研用相结合,促进研发与创新能力的提高。(5)大力发展现代制造服务业(生产性服务业)。支持模具产业集聚地建设 (应注意与产品制造业相协调的合理布局) , 推动中小企业服务平台建设; 积极稳妥地延伸发展以模具制造为核心的上下游产业链,逐步形成优势互补、 协调发展的产业格局4。2模具行业的发展趋势2.1中国模具市场前景广阔模具应用领域的不断扩大、已应用领域对模具提出的更多和更高要求，使模具工业发展速度快于其他制造业的发展速度已成为普遍规律，目前世界模具市场供不应求，近几年，市场总量一直在600650亿美元之间，而我国模具出口尚不到8，“十一五”期间完全可以扩大这个份额，同时随着经济全球化发展趋势日趋明显，模具制造业逐渐向我国转移以及跨国集团到我国进行模具采购趋向日趋明显，外资和民营资本继续看好我国模具行业，我国模具行业机遇大于挑战，未来国际模具市场前景广阔，我国模具仍有较大发展空间5。2.2模具市场全球化，模具生产周期进一步缩短模具市场全球化是当今模具工业最主要的特征之一，模具的购买者和生产商遍布全世界，模具工业的全球化发展使生产工艺简单、精度低的模具加工企业向技术相对落后、生产率较低的国家迁移，发达国家的模具生产企业则定位在生产高水准的模具上，模具生产企业必须面对全球化的市场竞争，同时模具生产厂家不得不千方百计地加快生产进度，努力简化和废除不必要的生产工序，模具的生产周期将进一步缩短6。2.3模具CAD/CAM向集成化、智能化和网络化发展软件的功能模块越来越齐全，同时各功能模块采用同一数据模型，实现信息的综合管理与共享，支持模具设计、制造、装配、检验、测试及生产管理的全过程。有的系列化软件包括了曲面/实体几何造型、复杂形体工程制图、工业设计高级渲染、模具设计专家系统、复杂形体CAM、艺术造型及雕刻自动编程系统、逆向工程系统及复杂形体在线测量系统等；模具设计、分析、制造的三维化、无纸化使新一代模具软件以立体的、直观的感觉来设计模具，所采用的三维数字化模型能方便地用于产品结构的CAE分析、模具可制造性评价和数控加工、成形过程模拟及信息的管理与共享；同时，随着竞争、合作、生产和管理等方面的全球化、国际化，以及计算机软硬件技术的迅速发展，网络使得在模具行业应用虚拟设计、敏捷制造技术既有必要，也有可能。2.4模具技术向高速加工、硬铣削和复合加工方向发展9随着模具向精密化和大型化方向发展，加工精度超过1m的超精加工技术和集电、化学、超声波、激光等技术综合在一起的复合加工在今后的模具制造中将有广阔的前景。高速加工使工件获得光滑表面，节省加工时间，典型的步进距仅有0.0254mm，而尖点只有0.001mm高，经过高速加工的工件表面大多数都非常光洁，无需钳工的进一步加工。目前，机加工工具制造商都热衷于生产为高速加工而专门设计的加工中心，在美国采用高速加工技术以减少或省去钳工工序是一种效益相当可观的措施，这种技术在欧洲和日本也颇受欢迎。另外，用充分硬化的材料加工模具的型腔是模具加工业发展的另一个重要趋势。高主轴转速及小的刀具半径所进行的轻度切削形成了足够的转矩，可以用来加工硬度高达64HRC的金属材料，由于不需要再进行热处理，常规热处理后的回火以及抵消由热处理引起的几何变形所进行的磨削加工也都不需要了，该技术在日本倍受青睐，如今在美国也受到了广泛的关注并正向欧洲传播。随着各种新技术的迅速发展，国外已出现了模具自动加工系统，该系统由多台机床合理组合，配有随行定位夹具或定位盘，有完整的机具、刀具数控库和数控柔性同步系统，具有实时质量监测控制系统7。2.5中国模具向精密高效和多功能等方向发展我国模具行业将向大型、精密、复杂、高效、长寿命和多功能方向发展。目前,电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电、通讯和军工等产品中 ,60 % - 80 %的零部件都要依靠模具成型。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比拟的。模具在很大程度上决定着产品的质量、 效益和开发能力。专家认为 ,我国模具产品日趋大型化 ,而且精度将越来越高。10年前 ,精密模具的精度一般为 5 m ,现在已达 2 -3 m。再隔不久 ,1 m精度的模具即将上市。随着零件微型化及精度要求的提高 ,有些模具的加工精度公差要求在 1m以下 ,这就要求发展超精加工。专家认为 ,我国模具行业要进一步发展多功能复合模具 ,一套多功能模具除了冲压成型零件外 ,还担负叠压、 攻丝、 铆接和锁紧等组装任务。通过这种多功能的模具生产出来的不再是成批零件 ,而是成批的组件 ,如触头与支座的组件、 各种微小电机、 电器及仪表的铁芯组件等。多色和多材质塑料成形模具也将有较快发展。这种模具缩短了产品的生产周期 ,今后在不同领域将得到发展和应用。由于人们要求模具的生产周期越短越好 ,因此开发快速经济模具越来越引起人们的重视。例如研制各种超塑性材料来制作模具;用环氧、 聚酯或在其中填充金属、 玻璃等增强物制作简易模具。这类模具制造工艺简单 ,精度易控制 ,收缩率较小 ,价格便宜 ,寿命较高。还可用水泥塑料制作汽车覆盖件模具。中、 低熔点合金模具 ,喷涂成型模具 ,电铸模 ,精铸模 ,层叠模 ,陶瓷吸塑模及光造型和使用热硬化橡胶快速制造低成本模具等快速经济模具将进一步发展。快换模架、 快换冲头等也将日益发展。另外 ,采用计算机控制和机械手操作的快速换模装置、快速试模装置技术也会得到发展和提高。专家认为 ,模具行业中压铸模的比例将不断提高。随着车辆和电机等产品向轻量化方向发展 ,对压铸模的数量、 寿命和复杂程度将提出越来越高的要求。随着以塑代钢、 以塑代木的发展和产品零件的精度和复杂程度的不断提高 ,塑料模的比例将不断提高 ,其精度和复杂程度也将随着相应提高13。2.6汽车、IT电子产业发展影响模具市场景气中国模具的进口首次出现负增长，模具行业受“一大一小”的拉动，这两年发展确实很好。“一大”是指汽车产业，汽车产业指的不仅仅是整车，还有汽车零部件，例如目前中国首次成为对美国汽车零部件的第二大出口国，这就意味着中国汽车模具市场已经发挥了不可替代的作用。它的快速发展对模具的拉动起了重要的作用，“一小”是指IT电子产业。2006年的模具进口总量为20.47亿美元，比2005年20.68亿美元降低了2100万美元，首次出现了负增长，止住了进口年年增幅扩大的势头；出口总量为10.41亿美元，比2005年增长了41.06%，首次突破10亿美元，进口减少，逆差下降，是非常可喜的14。3.结束语伴随着各项相关技术的更新进步，模具行业面临着新一轮的优胜劣汰。我国的冲压行业既充满机遇又面临着极大的挑战。虽然我国的冷冲压模具工业和技术在过去的十多年得到了快速发展,但与国外工业发达国家相比仍存在较大差距,尚不能完全满足国民经济高速发展的需求。今后中国模具行业应提高冷冲压模具标准化水平和冷冲压模具标准件的使用率；不断提高大型、精密、复杂、长寿命冷冲压模具的设计制造水平；在冷冲压模具设计制造中广泛应用CAD/CAE/CAM技术，不断改进管理方法，提升管理水平；发展优质冷冲压模具材料和先进的表面处理技术；进一步研究开发冷冲压模具的抛光技术和设备；开发新的成形工艺和冷冲压模具；加强企业信息化人才培养，提高企业素质；争取政府支持，建立模具行业信息化共性技术研发中心；建立模具行业信息化标准和信息化应用示范单位；加强模具行业的国内、国际交流。参考文献1翁其金.冲压工艺与冲模设计.北京：机械工业出版社，20042付建军.模具制造工艺. 北京：机械工业出版社，20043百度文库.浅析冲压模具的技术应用于发展趋势4百度文库.中国模具向精密高效和多功能等方向发展5李德群、肖祥芷.CAM的发展概况及趋势，湖北武汉，模具工业，20056潘春荣、罗庆生.基于UG软件CAD_CAM功能的应用研究.机电工程技术，2000第2卷，第6期7百度文库.模具行业十二五发展规划8五金冲压模具CAD/CAM技术应用现状佳工机电网，20119模具CAD/CAE/CAM 任秉银主编哈尔滨工业大学出版社10高为国，模具材料，北京，机械工业出版社，200411李硕本.冲压工艺理论与新技术.北京：机械工业出版社，200312现代模具制造技术.邓明.北京：化学工业出版社,200513周雄辉等.现代模具设计制造理论M.上海交通大学出版社，2000.14李中举.压铸模技术J.电加工与模具，2004（增刊），18-2015Siegert K,Ziegler M,Wagner S.Closed loop control of the friction force deep drawing process J，journal of Materials Processing Technology,1997.16Robert,L.Mott. Machine Elements in Mechanical DesignM（Third edition）. Beijing：机械工业出版社，1998 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告开题报告：一、课题的目的与意义；二、课题发展现状和前景展望；三、课题主要内容和要求；四、研究方法、步骤和措施 开 题 报 告一. 课题的目的与意义课题的名称是：南汽WQ14电阻支架冲压工艺及模具设计。希望通过对此课题的研究，学生能够全面的理解和掌握冲压工艺，模具设计，模具制造等内容；能够掌握冲压工艺和模具设计的基本方法和步骤，模具零件的常用加工方法及工艺规程编制；能够独立解决在制定冲压工艺规程，设计模具结构，编制模具零件加工工艺规程中出现的问题；会查阅技术文献和资料，以完成从事本专业技术工作的人员在模具设计与制造方面所必须具备的基本能力训练。而且，此课题牵涉到了落料，冲孔，弯曲几大工序，不仅能够巩固提高以前所学的专业知识和理论基础，更能够开拓自己在冲压模具行业的思维，以期自己能够在此行业走的更远。图1图2二. 课题发展现状和前景到了21世纪，随着计算机软件的发展和进步，CAD/CAE/CAM技术的日臻成熟，其在现代模具中的应用越来越广泛。目前，我国冲压模具无论是在数量上，还是在质量技术和能力方面都有了很大发展，但与国民经济需求和世界先进技术相比，扔具有较大的差异，一些大型，精密，复杂，冲寿命的高档模具，目前仍主要依靠进口，而一些低档次的简单冲模，则已经供过于求，市场竞争非常激烈。目前，冷冲压模具在现代工业生产中占有重要的地位，在汽车，电机，电器，仪表，国防，航天以及日用品随处可见到冷冲压产品。据不完全统计，冲压件在汽车，拖拉机行业中占约60%，在电子行业中占约85%，而在日用五金中占到约90%。关于前景：1）冲压工艺方面。为了提高生产率和产品质量，降低成本和扩大冲压工艺的应用范围，研究和推广各种冲压新工艺是冲压技术发展的重要趋势。目前，国内外涌现并迅速用于生产的冲压先进工艺有：精密冲压，柔性模成型，超塑性成形，无模多点成型，爆炸和电磁等高能成形，高效精密冲压技术以及冷挤压技术等等。2）冲模设计与制造。在冲模设计与制造上，有两种趋向应给予足够的重视。一是模具结构与精度正朝着两个方向发展，一方面为了适用高速自动精密安全等大批量自动化生产的需要，冲模正想高效精密长寿命多工位多功能方向发展。另一方面，为适应市场上产品更新换代迅速的要求，各种快速成型方法和简易冲模的设计与制造也得到了迅速发展。二是模具设计与制造的现代化。计算机技术，信息技术等先进技术在模具技术中得到了广泛的应用，使得模具设计与制造水平发生了深刻的革命性的变化。目前最为突出的是模具CAD/CAE/CAM。三. 课题主要内容和要求1.课题主要内容（1） 测绘电阻支架，并画出相应的二维和三维图。（2） 查找与课题相关的中外文献资料，并写出文献综述和开题报告。（3） 对电阻支架进行工艺分析，确定最佳的成型工艺方案。（4） 确定模具类型及结构形式，其中包括冲模，工作零件，定位零件等结构形式。（5） 进行工艺计算。（6） 论证方案并根据确定的成形方案，绘制模具装配图，零件图等。（7） 对设计过程进行总结，并编写设计说明书。2.课题要求南汽W14电阻支架是汽车调节器上的一个零件，材料为H62，厚1mm，需要冲裁及弯曲工艺来成型。其零件未注明的公差等级均为IT13级，所有圆角均为R0.5，其设计要求如下：（1） 优化排样设计，使材料的利用率尽可能高。（2） 冲压弯曲出来的零件应符合质量要求。（3） 强度和刚性较差的小凸模应加导向。（4） 模具安装方便，平稳性好，便于制造和维修。（5） 模具尽可能成本低，结构简单，寿命长。（6） 熟练运用工程软件进行三维建模，并不断优化设计。（7） 最好用软件预测成型过程中可能会产生的质量问题，并及时的提出解决问题的方案。（8）撰写毕业设计说明书及答辩PPT.四. 研究方法、步骤和措施1.研究方法（1） 分析电阻支架的零件图，了解设计的主要内容，然后采用国内外先进的设计方法，运用CAXA/UG/solidworks等计算机软件绘制出零件的二维图和三维图。三维的立体模型，可以变换不同的角度，更直观地对产品进行分析检查，优化设计。（2） 采用复合模成型产品，复合模在大批量生产时，模具费用在冲裁件成本中所占比例相对较小，而且复合模的冲压精度高于级进模，也高于单工序模。2.设计步骤（1） 冲压工艺性分析；分析制件可知，此件属于小型冲压零件，尺寸精度要求为IT13级。材料要求是H62，属于塑性较好的黄铜材料，允许的变形程度较大，易于成型。材料厚度为1mm，属于适合冲压生产的弧度范围。（2） 确定工艺方案；该制件包括落料，冲孔，弯曲三个工序，工艺过程可分为两个部分，即先冲孔落料后弯曲。对于冲孔落料部分，可以有一下几个方案：方案一：单工序模：先落料，后冲孔。方案二：复合模：落料-冲孔复合冲压。方案三：级进模：冲孔落料级进冲压。比较：方案一模具结构简单，但需要两幅模具，成本高而生产率低，难以满足大批量生产要求。方案二只需一副模具，工件的精度及生产效率都较高。方案三也只需一副模具，生产效率高，操作方便，但位置精度不如复合模冲裁精度高。所以成型该工件采用方案二复合模模具成型。复合模有正装和倒装之分，此制件孔边距较大，可以选用