华航HKHT接触环冲压工艺及模具设计【含CAD图纸+文档】
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XX大学毕业设计(论文)开题报告题 目:华航HKHT接触环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: 20xx年 3 月 22 日开题报告填写要求1开题报告(含“文献综述”)作为毕业设计(论文)答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下,由学生在毕业设计(论文)工作前期内完成,经指导教师签署意见及所在专业审查后生效。2开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按此电子文档标准格式(可从教务处网页上下载)打印,禁止打印在其它纸上后剪贴,完成后应及时交给指导教师签署意见。3“文献综述”应按论文的格式成文,并直接书写(或打印)在本开题报告第一栏目内,学生写文献综述的参考文献应不少于10篇(不包括辞典、手册),其中至少应包括1篇外文资料;对于重要的参考文献应附原件复印件,作为附件装订在开题报告的最后。4统一用A4纸,并装订单独成册,随毕业设计(论文)说明书等资料装入文件袋中。 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。文 献 综 述0 引言 模具是工业生产的基础工艺装备,在电子、汽车、电机、电器、仪器、仪表、家电和通讯等产品中,6080的零部件都要依靠模具成形。用模具生产制件所表现出来的高精度、高复杂程度、高一致性、高生产率和低消耗,是其他加工制造方法所不能比拟的。模具又是“效益放大器”,用模具生产的最终产品的价值,往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。模具生产技术水平的高低,已成为衡量一个国家或地区产品制造水平高低的重要标志,并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。因此,我们必须加快模具行业的发展1。1冲模制造技术发展趋势冲模是将材料加工成所需的冲件的一种工艺装备。冲模在冷冲压中至关重要,一般来说,不具备符合要求的冲模,冷冲压就无法进行;先进的冲压工艺也必须依靠相应的冲模来实现8。模具技术的发展应该为适应模具产品“交货期短”、“精度高”、“质量好”、“价格低”的要求服务。达到这一要求急需发展如下几项: (1)全面推广CAD/CAM/CAE技术模具。CAD/CAM/CAE技术是模具设计制造的发展方向。计算机和网络的发展正使CAD/CAM/CAE技术跨地区、跨企业、跨院所地在整个行业中推广成为可能,实现技术资源的重新整合,使虚拟制造成为可能。 (2)高速铣削加工。国外近年来发展的高速铣削加工,大幅度提高了加工效率,并可获得极高的表面光洁度。另外,还可加工高硬度模块,还具有温升低、热变形小等优点。 (3)模具扫描及数字化系统。高速扫描机和模具扫描系统提供了从模型或实物扫描到加工出期望的模型所需的诸多功能,大大缩短了模具的在研制制造周期。(4)电火花铣削加工。电火花铣削加工技术也称为电火花创成加工技术,这是一种替代传统的用成型电极加工型腔的新技术,它是有高速旋转的简单的管状电极作三维或二维轮廓加工(像数控铣一样)。 (5)提高模具标准化程度。我国模具标准化程度正在不断提高,估计目前我国模具标准件使用覆盖率已达到30%左右。国外发达国家一般为80%左右。 (6)优质材料及先进表面处理技术。选用优质钢材和应用相应的表面处理技术来提高模具的寿命就显得十分必要。模具热处理和表面处理是否能充分发挥模具钢材料性能的关键环节。 (7)模具研磨抛光。将自动化、智能化模具表面的质量对模具使用寿命、制件外观质量等方面均有较大的影响,研究自动化、智能化的研磨与抛光方法替代现有手工操作,以提高模具表面质量是重要的发展趋势。 (8)模具自动加工系统的发展。这是我国长远发展的目标。模具自动加工系统应有多台机床合理组合;配有随行定位夹具或定位盘;有完整的机具、刀具数控库;有完整的数控柔性同步系统;有质量监测控制系统9.10.11。2冷冲压冷冲压是塑性加工的基本方法之一,它是利用安装在压力机上的模具,在室温下对板料施加压力使其变形和分离,从而获得具有一定形状尺寸的零件的压力加工方法。在冷冲压加工中,将材料(金属或非金属)加工成零件(或半成品)的一种特殊工艺装备,称为冷冲压模具(俗称冷冲模)。冷冲模在实现冷冲压加工中是必不可少的工艺装备,没有先进的模具技术、先进的冲压工艺就无法实现7。而冷冲压的特点如下:(1) 能冲出其它加工工艺难以加工或无法加工的形状复杂的制件。(2) 冲压件质量稳定,尺寸精度高。由于冲压加工是靠模具成形,模具制造精度高、使用寿命长,故冲压件质量稳定,制件互换性好。尺寸精度一般可达到IT10IT14级最高可达到IT6级,有的制件不需再机械加工,便可满足装配和使用要求。(3) 生产率高。例如汽车覆盖件这样的大型冲压件的生产效率,可达每分钟数件;高速冲压小行制件,每分钟可达到上千件。(4) 冲压件具有质量轻、强度高、刚性好和表面粗糙度小等特点。(5) 材料利用率高。一般为7085,因此冲压加工能实现少废料,甚至无废料生产。在某些情况下,边角余料也可充分利用。(6) 操作简单,便于组织生产。(7) 易于实现机械化与自动化生产。冲压的缺点是模具制造周期长、制造成本高,故不适合于单件小批量生产12。3 国内模具技术的发展现状 根据海关统计资料,2(X)9年1-6月我国模具进出口总量为1913亿美元,其中进口总量为l033亿美元,出口总量为88()亿美元,与上年同期相比,进出口总量同比下降353,出口总量同比增长138,进口总量同比下降735。按模具种类分,进口和出口最高的是塑料橡胶模具,分别占进口和出口总额的4927 和7150,其次是冲压模具,分别占进口和出口总额的4404 和2136。按进口货源地分,进口模具主要来自日本、韩国和德国,其次是我国台湾、美国、意大利、加拿大、法国、新加坡和丹麦。按出口目的地分,我国出口模具的主要市场是我国香港特别行政区、美国、日本,其次是德国、印度、我国台湾、法国、马来西亚、巴西和新加坡。按进口目的地分,进口模具最多的是江苏、广东和天津,其次是上海、北京、吉林、福建、浙江、山东和辽宁。按出口货源地分,我国的出口模具主要来自广东、浙江和江苏,其次为上海、山东、天津、福建、辽宁、河南和河北。专家指出,09年上半年我国模具进出口总量在下降,但出口在全球总需求下降的情况下仍同比增长138,确实不易,从中可以看出我国模具国际竞争力的提升。广东黄埔海关8月5日公布的统计数据显示,2009年l6月,广东省出口模具36亿美元,与2008年同期相比增长12,出口总额超出排名第二的浙江省一倍以上。其中,对香港的出口达到17亿美元,增长18,占出口总量的46;对欧盟的出口逾50(X)万美元, 占出口总量的15。在工业经济持续陕速增长的带动下,广东省模具工业飞速发展,成为“中国模具第一大省”,且制模技术已接近国际水平。有业内人士指出,广东模具设计和制造水平和日、美、德、意等国家相比还有待提高。在较精细的中高档模具方面,国内企业仍然依赖进口。同时,广东模具出口仅局限于港澳等少数地区。黄埔海关分析人士说,目前国际模具市场因经济危机持续低迷,广东模具企业仍有很大发展空问。今年美国通用宣告破产,国外汽车企业大洗牌,这些企业要开发新车型,所用到的模具会到中国等发展中国家去寻找2343。4 冲压技术与现代科学技术冲压加工技术虽然已经发展成为了一门应用技术科学,由板料、棋具、设备三要素组成的冲压加工既有自己的理论指导,如分类理论、变形理论及塑性失稳理论等,也有多种多样的工艺方法及其系统的工艺知识结构,但是,同所有的基础科学及应用技术科学一徉,它又在不断发展13。冲压技术学科的发展大致表现为与下列学科的相结合上:(1)与现代力学冲压加工的目的是要使板料产生塑性变形对成形加工)或断裂(对分离加工),从而获得所需要的产品。用于金属塑性成形的塑性力学有例组性、枯塑性、弹塑性,它们有不同的本构方程。(2)与现代数学现代数学,比如最优化方法、有限元方法、变分法、非线性数学等,促进了应用科学和工程技术的发展。特别是大变形有限元和非线性有限元方法,在塑性成形领域成为了当前的热点研究课题。(3)与计算机技术冲压加工技术与计算机技术的结合问题,国内开展了很多的研究上海模具技术研究所、华中理工大学、山东工大、内蒙工大、西北工大、西安交大、南昌大学等都开发了各自的CAD(包括CAPP,CAD/CAM)软件。国内的小型专用软件大多受AutoCAD,U G,Pro/E等比较流行的软件的支持。(4)与工业设计、与艺术冲压加工主要是生产作为机器构件的机械产品和人们生活的日用品,可由于冲压产品其有轻而薄、外形可复杂强度又高的特点,于是,人们想把它当成一种艺术品。俄罗斯(前苏联时期就)有艺术锻造、艺术冲压博物馆。(5)与现代物理、化学使用新的动力、能源对金属薄板进行加工,改善冲压加中的润滑,对冲压产品尤其是三维件进行更有效的设计等,都必须与现代物理、化学科学结合起来。比如:激光冲孔、激光切割在国内外已有不少应用,但在激光切割厚板时,近激光束端就比远激光束端断面更光洁,日本京葵冲压工业公司就提出了这个需要解决的实际问题14.15.16。5未来冲压模具制造技术发展趋势模具技术的发展应该为适应模具产品“交货期短”、“精度高”、“质量好”、“价格低”的要求服务。达到这一要求急需发展如下几项:6.17.18.19.20(1)全面推广CAD/CAM/CAE技术模具CAD/CAM/CAE技术是模具设计制造的发展方向。随着微机软件的发展和进步,普及CAD/CAM/CAE技术的条件已基本成熟,各企业将加大CAD/CAM技术培训和技术服务的力度;进一步扩大CAE技术的应用范围。计算机和网络的发展正使CAD/CAM/CAE技术跨地区、跨企业、跨院所地在整个行业中推广成为可能,实现技术资源的重新整合,使虚拟制造成为可能。(2)高速铣削加工国外近年来发展的高速铣削加工,大幅度提高了加工效率,并可获得极高的表面光洁度。另外,还可加工高硬度模块,还具有温升低、热变形小等优点。高速铣削加工技术的发展,对汽车、家电行业中大型型腔模具制造注入了新的活力。目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向发展。 (3)模具扫描及数字化系统高速扫描机和模具扫描系统提供了从模型或实物扫描到加工出期望的模型所需的诸多功能,大大缩短了模具的在研制制造周期。有些快速扫描系统,可快速安装在已有的数控铣床及加工中心上,实现快速数据采集、自动生成各种不同数控系统的加工程序、不同格式的CAD数据,用于模具制造业的“逆向工程”。模具扫描系统已在汽车、摩托车、家电等行业得到成功应用,相信在“十五”期间将发挥更大的作用。(4)电火花铣削加工 电火花铣削加工技术也称为电火花创成加工技术,这是一种替代传统的用成型电极加工型腔的新技术,它是有高速旋转的简单的管状电极作三维或二维轮廓加工(像数控铣一样),因此不再需要制造复杂的成型电极,这显然是电火花成形加工领域的重大发展。国外已有使用这种技术的机床在模具加工中应用。预计这一技术将得到发展。(5)提高模具标准化程度我国模具标准化程度正在不断提高,估计目前我国模具标准件使用覆盖率已达到30%左右。国外发达国家一般为80%左右。(6)优质材料及先进表面处理技术 选用优质钢材和应用相应的表面处理技术来提高模具的寿命就显得十分必要。模具热处理和表面处理是否能充分发挥模具钢材料性能的关键环节。模具热处理的发展方向是采用真空热处理。模具表面处理除完善应发展工艺先进的气相沉积(TiN、TiC等)、等离子喷涂等技术。(7)模具研磨抛光将自动化、智能化模具表面的质量对模具使用寿命、制件外观质量等方面均有较大的影响,研究自动化、智能化的研磨与抛光方法替代现有手工操作,以提高模具表面质量是重要的发展趋势。(8)模具自动加工系统的发展这是我国长远发展的目标。模具自动加工系统应有多台机床合理组合;配有随行定位夹具或定位盘;有完整的机具、刀具数控库;有完整的数控柔性同步系统;有质量监测控制系统。参考文献1 我国模具发展现状及建议.(广西桂林市(541001) 刘向阳)2 现代模具制造技术.邓明.北京:化学工业出版社,2005.63我国模具工业发展概述及展望黄荣学,范洪远2007.114李玉萍. 我国模具CAD/CAE技术的现状及发展。2005年中国机械工程学会年会论文集5 于影霞,何柏林,李力.国内外模具材料的现状及发展趋势J.热加工工艺艺, 2009,38(2):45476黄健求 模具制造 出版社:机械工业出版社 2005-7 彭建声.冷冲压技术问答.械工业出版社,20068 美Young Millian.王德文译.工模具文选J金属热处理,1985年增刊9 机械工人 冲压行业的发展前景,热处理 2007(11) 2006(10) 10 王运赣主编.快速成形技术.武汉:华中理工大学,200411 Manuel Sachs etc. Dimensional control ,Surface finish and hardness. Progress on tool ing by 3D Printing .In Proceedings of Solid Free form Fabrication Smposium,199912 陈炎嗣,郭景仪.冲压模具设计与制造技术.北京出版社,199113 徐政坤.冲压模具设计与制造. 北京:化学工业出版社,2005,714 洪丽华,陈永禄.模具工业现状和模具技术发展趋势J.机电技术,2007,(2)15 严绍华.材料成形工艺基础.清华大学出版社,200116 JIA NG Gui-Zhi,WANG Li The Development Status and Trend of the Die Technology in China (2006)17 李志刚,模具CAD/CAMM.北京:机械工业出版社,199418 李发致. 模具先进制造技术M北京:机械工业出版社,200219 傅建军.模具制造工艺M,北京:机械工业出版社,2004.820 吴诗淳.冲压工艺及模具设计M.西北工业大学出版社.2002 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、课题的目的与意义该课题是外罩环冲压工艺及模具设计, 在对零件成形工艺分析的基础上,提出了该零件采用冲压成型方案;根据零件的形状、尺寸精度要求,设计过程中综合考虑排样方法,成形过程中零件的定位方法,保证工件的尺寸和形状位置精度要求的同时,提高了材料的利用率和劳动生产率。零件三维图如下: 图1零件二维图如下: 图2二、课题发展现状和前景展望1.我国模具技术的现状20世纪80年代以来,国民经济的高速发展对模具工业提出了越来越高的要求,同时为模具的发展提供了巨大的动力。这些年来,中国模具发展十分迅速,模具工业一直以15左右的增长快速发展。目前,中国有17000多个模具生产厂点,从业人数约50多万。在模具工业的总产值中,冲压模具约占50,塑料模具约占33,亚洲模具约占6,其他各类模具约占11。而塑料模具加工的应用范围又是相当广泛,在汽车、拖拉机、电机、电器、仪表、玩具以及日常生活用品的生产方面,都占有十分重要的地位。另外,在国防工业生产中,如飞机、导弹、各种军用物质与弹药包装的生产,塑料加工也占有很大比例。据近年来的统计表明,美、日等发达国家的模具工业年产值已经超过机床工业年产值的 612。汽车、摩托车、家电行业是模具的最大市场,占整个模具市场的60以上。因此塑料模具工艺在我国现代化建设中有着非常广阔的发展前景。随着近代工业的发展,塑料模具技术得到迅速发展。2.我国模具技术的发展趋势 2.1模具CAD/CAE/CAM正向集成化、三维化、智能化和网络化方向发展模具CAD/CAE/CAM技术是模具设计、制造技术的发展方向,模具和工件的检测数字、模具软件功能集成化、模具设计、分析及制造的三维化、模具产业的逆向工程以及模具软件应用的网络化是主趋势。2.2模具制造向精密、高效、复合和多功能方向发展精密数控电火花加工机床(电火花成形机床、快走丝线切割、中走丝线切割和慢走丝线切割机床)不断在加工效率、精度和复合加工上取得突破,国外已经将电火花铣削用于模具加工。2.3快速经济制模技术得到应用快速制模主要从以下四方面加快制模速度:一是提高加工速度(如高速铣削);二是基于快速原型的快速制模技术;三是选择易切削模具材料(如铝合金)来加快制模速度;四是采用复合加工、多轴加工提高加工效率。 2.4特种加工技术有了进一步的发展电火花加工向着精密化、微细化方向发展。在简化电极准备、简化编程和操作、提高加工速度以及不断降低设备制造成本上也做了大量研究和实践。2.5模具自动加工系统的研制和发展模具自动加工系统应有如下特征: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;有完整的数控系统同步系统;有质量监测控制系统。2.6模具材料及表面处理技术发展迅速在模具材料方面,一大批专用于不同成形工艺的模具材料相继问世并投入使用。在模具表面处理方面,其主要趋势是:由渗入单一元素向多元素共渗、复合渗(如TD法)发展;由一般扩散向CVD、PVD、PCVD、离子渗入。2.7模具工业新工艺、新理念和新模式逐步得到了认同由于车辆和电机等产品向轻量化发展,许多轻型材料和轻型结构用于汽车业,如以铝代钢,非全密度成形,高分子材料、复合材料、工程陶瓷、超硬材料。三、课题主要内容和要求1.内容(1)绘制接触环相应的二维图和三维造型图,并给出合适的技术要求。(2)查找与设计过程相关的中、外文献资料,对国内外钣金件的成型工艺与方法进行分析、探讨,对接触环成型方案进行论证,并写出文献综述及开题报告。(3)进行成形工艺性分析,确定最佳成形工艺方案,进行必要的工艺计算。(4)根据所确定的成形方案设计模具,并绘制模具总装配图、零件图、用电脑绘出所有图纸,并且图纸规范、图面清晰。(5)对设计过程进行总结、对所设计的模具进行可行性分析并撰写设计说明书。2、要求制件外形为圆形,直径160mm,下偏差为-0.5,小孔直径为9mm,槽宽为 6mm,取精度等级为IT14,成型包括冲孔、弯曲、切舌、缩口等工序,变形程度较大,因此需选用含碳量较低、塑形较好、易于成形的材料,此处选Q235。(1)对冲压件的要求 尺寸、形状符合图纸要求; 冲裁断面不允许有夹层,毛刺最好在一面、毛刺高度小于10%t; 冲压件形状无明显翘曲、畸形、扭曲、歪斜等形状缺陷; 搭接口不能出现错位、不平直、毛刺现象; 冲压件无起皱、裂纹、显著变薄现象; 保证制件质量稳定。(2)冲压模设计要求 用该模具所冲出的零件应该满足产品质量要求; 优化排样设计,使材料材料的利用率尽可能高; 强度和刚性较差的小冲裁凸模必须有护套加导向; 镶块、凸模安装方便,正确可靠,冲裁凸模修模后,高度调节要方便; 单边冲裁凸模,尽可能加导向部分;单侧弯曲时,模具要有防止材料流动的对策; 模具安装平稳性好,调整方便,工作安全;模具结构应便于制造与维修; 压力中心偏移量不能超过凹模1/6; 各工作系统坚固可靠,活动部分灵活平稳,动作互相协调。定位起止正确,卸料板、顶块无倾斜,有足够的卸料、顶出件力,卸料安全可靠。保证稳定正常工作; 上模座沿导柱上、下移动平稳、无滞住现象。四 研究方法、步骤和措1研究方法1.1本课题是外罩环冲压工艺及模具设计。看懂制件图,分析制件图内容,熟悉课题内容要求,理解图纸并转化为实体图。 1.2查找与课题相关的资料:首先回顾与本课题相关的所学课本,然后在图书馆里借阅与本课题相关的书籍资料,在湖南工程学院图书馆网上的数据库、中文科技期刊数据库、全国硕、 博士优秀毕业论文数据库、清华同方数据库等网站,从上面下载大量相关的资料。 1.3对于在设计过程中遇到的问题,请教指导老师。 2.设计步骤2.1工艺方案确定 首先列出所有工艺方案,对比各成形工艺方案的优缺点,综合考虑各因素确定最佳方案。方案的好坏影响制件的成形质量和模具的加工难易程度以及模具寿命。2.2模具结构确定 同一种工序也许有不同的模具结构,各种结构都有各自的优点和缺点,要根据制件求要求以及工作条件等方面的因素综合考虑,确定最佳的结构方式,然后确定模具零件的结构,在保证制件质量的条件下实现模具结构的最优化。 2.3工艺计算 在计算出制
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