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空调零部件（导流板）的冲压工艺与模具设计【12张CAD图纸+毕业答辩论文】【冲压模具】

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空调零部件（导流板）的冲压工艺与模具设计【全套CAD图纸+毕业答辩论文】【冲压模具】.rar

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CAD图纸

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关键词：: 空调零部件导流冲压工艺模具设计全套 cad 图纸毕业答辩论文模具

资源描述：

摘要

冲压成型是金属成型的一种重要方法，它主要适用于材质较软的金属成型，可以一次成型形状复杂的精密制件。本课题就是将石化、化工、电力等行业的法兰密封结构中的垫片作为设计模型，将冷冲模具的相关知识作为依据，阐述冷冲模具的设计过程。

本设计对空调导引板进行的级进模设计，利用Auto CAD软件对制件进行设计绘图。明确了设计思路，确定了冲压成型工艺过程并对各个具体部分进行了详细的计算和校核。如此设计出的结构可确保模具工作运用可靠，保证了与其他部件的配合。并绘制了模具的装配图和零件图。

本课题通过对冲压模具设计，巩固和深化了所学知识，取得了比较满意的效果，达到了预期的设计意图。

关键词：冲压模具；级进模；冲压成型；压力机；模具设计；

毕业设计说明书（论文）中文摘要毕业设计说明书（论文）外文摘要

Abstract

Stamping is an important method of metal forming, it is mainly applied to relatively soft metal forming, can be a molding of precision parts of complex shape. This topic is to petrochemical, chemical, electric power industries in the flange gasket sealing structure as a design model, Die related knowledge as a basis to explain the design process of Die.

The design of the air guiding plate for the progressive die design, the use of Auto CAD software to design parts drawing. Clear design ideas, determine the process of stamping and forming part of the various specific details of the calculation and verification. The structure of such a design die is used to ensure reliability, ensure coordination with other components. And the mapping of the mold assembly and part drawings.

Through this project stamping die design, consolidate and deepen the knowledge obtained satisfactory results, to achieve the desired design intent..

Keywords: Punching die; progressive die; stamping molding; die design;

第1章绪论1

1.1 冲压及冲压模具的概念、特点1

1.2 冲压的基本工序及模具1

1.3 冲压加工的优点2

1.4 本课题的目的和意义2

第2章冲裁件的工艺分析3

2.1 工件材料3

2.2工件结构形状4

2.3 工件尺寸精度4

2.4 翻边孔尺寸计算5

2.5 拉深展开长度计算6

第3章冲裁工艺方案及模具结构的确定7

3.1冲裁工艺方案的确定7

3.2 模具结构形式的确定8

第4章模具总体设计9

4.1 模具类型9

4.2 操作与定位方式9

4.3 卸料与出件方式9

4.4 模架类型及精度9

第5章模具设计计算11

5.1 排样、计算条料宽度、确定步距、材料利用率11

5.1.1 排样方式的选择11

5.1.2 计算条料宽度11

5.1.3确定步距和排样方式13

5.1.4 计算材料利用率14

5.2 冲压力的计算15

5.2.1 冲裁力和弯曲力的计算15

5.2.2 卸料力的计算16

5.3 压力中心的确定18

5.4 模具刃口尺寸的计算19

5.4.1 冲裁间隙分析19

5.4.2 落料尺寸20

第6章主要零部件设计21

6.1 工作零部件的结构设计21

6.1.1 凹模的尺寸21

6.1.2 模具的其它零件21

6.1.2.1 导向零件的设计21

6.1.2.2 固定与联接零件的设计与选取22

第7章校核模具闭合高度及压力机有关参数25

7.1 校核模具闭合高度25

7.2 冲压设备的选定25

第8章设计并绘制模具总装图及选取标准件25

第9章模具制造要点26

第10章模具的装配与调试28

10.1 模具的装配与调试28

10.2 在压力机上安装与调试28

总结29

致谢30

参考文献31

附录32

第1章绪论

1.1 冲压及冲压模具的概念、特点

冲压工艺是利用安装在冲压设备（主要是压力机）上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件（俗称冲压或冲压件）的一种压力加工方法。冲压通常是在常温下对材料进行冷变形加工，且主要采用板料来加工成所需零件，所以也叫冷冲压或板料冲压。冲压是材料压力加工或塑性加工的主要方法之一，隶属于材料成型工程术。

冲压所使用的模具称为冲压模具，简称冲模。冲模是将材料（金属或非金属）批量加工成所需冲件的专用工具。冲模在冲压中至关重要，没有符合要求的冲模，批量冲压生产就难以进行；没有先进的冲模，先进的冲压工艺就无法实现。冲压工艺与模具、冲压设备和冲压材料构成冲压加工的三要素，只有它们相互结合才能得出冲压件。

1.2 冲压的基本工序及模具

由于冲压加工的零件种类繁多，各类零件的形状、尺寸和精度要求又各不相同，因而生产中采用的冲压工艺方法也是多种多样的。概括起来，可分为分离工序和成形工序两大类；分离工序是指使坯料沿一定的轮廓线分离而获得一定形状、尺寸和断面质量的冲压（俗称冲裁件）的工序；成形工序是指使坯料在不破裂的条件下产生塑性变形而获得一定形状和尺寸的冲压件的工序。

上述两类工序，按基本变形方式不同又可分为冲裁、弯曲、拉深和成形四种基本工序，每种基本工序还包含有多种单一工序。

冲模的结构类型也很多。通常按工序性质可分为冲裁模、弯曲模、拉深模和成形模等；按工序的组合方式可分为单工序模、复合模和级进模等。但不论何种类型的冲模，都可看成是由上模和下模两部分组成，上模被固定在压力机工作台或垫板上，是冲模的固定部分。工作时，坯料在下模面上通过定位零件定位，压力机滑块带动上模下压，在模具工作零件（即凸模、凹模）的作用下坯料便产生分离或塑性变形，从而获得所需形状与尺寸的冲件。上模回升时，模具的卸料与出件装置将冲件或废料从凸、凹模上卸下或推、顶出来，以便进行下一次冲压循环。

全部文件.gif

A0-装配图.gif

工件图.jpg

A1-凹模.gif

A4-冲孔凸模具1.gif

A4-拉深凸模.gif

全部图纸汇总.gif

内容简介：: 南京工程学院毕业设计任务书江苏财经学院数控加工与模具设计专业设计题目空调零部件（导流板）的冲压工艺与模具设计学生姓名王文超班级 10模具（本）起止日期 2012.02.06-04.26 指导教师符学龙教研室主任赫英岐发任务书日期 2012年2月6日1.毕业设计的原始数据：(1)产品图及其技术要求； (2)生产批量：大批量。2.毕业设计(论文)的内容和要求(包括技术要求、图表要求以及工作要求等)： (1)绘制产品零件图；(2)查阅资料并就自己承当的课题方向写出开题报告（严格按统一格式）；(3)完成产品的工艺设计及模具设计并绘制模具及模具零件的工程图；(4)按规定格式和要求用Word打印设计说明书一份；(5)用PowerPoint或其它软件制作答辩提纲一份。3.毕业设计应完成的技术文件：(1)产品零件图；(2)开题报告（格式见校园网）； (3)模具装配图及各零件图；(4)设计计算说明书；(5)上述所有文档的刻录光盘一张。4.主要参考文献：(1) 王孝培主编. 冲压手册M. 北京:机械工业出版社，1990、20-22(2) 姜奎华主编. 冲压工艺与模具设计M. 北京:机械工业出版社，1997、 60-62(3) 冲模设计手册编写组. 冲模设计手册M. 北京:机械工业出版社，1998、150-154(4) 钣金冲压工艺手册编委会编著. 钣金冲压工艺手册M. 北京:国防工业出版社，1989、167-172(5) 冲压工艺及模具设计编写委员会. 冲压工艺及模具设计M. 北京:国防工业出版社，1993、54-55(6) 候义馨. 冲压工艺及模具设计M. 北京:兵器工业出版社，1994、 62-65(7) 卢险峰. 冲压工艺模具学M. 北京:机械工业出版社，1999、 44-465.毕业设计(论文)进度计划(以周为单位)：起止日期工作内容备注第1-2周（02.06-02.19）1、熟悉课题，查阅并收集有关资料，为写开题报告做准备；2、绘制产品零件图；3完成工艺性分析，提出设计方案；检查零件图和方案第2-4周（02.20-03.04）1、写出开题报告初稿。2、完成工艺计算；3、完成模具零件结构形式确定及设计，选择设备。检查开题报告第5-6周（03.05-03.18）1、第8周完成开题报告的最后定稿；2、绘制模具草图检查开题报告与模具结构草图第7-9周（03.18-04.08）绘制模具装配图及各设计件零件图检查图（电子版）第10-11周（04.09-04.22）编写设计说明书检查设计说明书第12周（04.23-04.26）打印毕业设计资料并准备答辩检查答辩PPT教研室审查意见：室主任 2012年2月8 日学院审查意见：教学院长 2012年2月12 日南京工程学院毕业设计开题报告课题名称：空调零部件(导流板)的冲压工艺与模具设计学生姓名：王文超指导教师：符学龙所在学院：江苏财经职业技术学院专业名称：数控加工与模具设计南京工程学院2012年 2月 28日说明1根据教育部对毕业设计（论文）的评估标准，学生必须撰写毕业设计（论文）开题报告，由指导教师签署意见、教研室审查，系教学主任批准后实施。2开题报告是毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。学生应当在毕业设计（论文）工作前期内完成，开题报告不合格者不得参加答辩。3毕业设计开题报告各项内容要实事求是，逐条认真填写。其中的文字表达要明确、严谨，语言通顺，外来语要同时用原文和中文表达。第一次出现缩写词，须注出全称。4本报告中，由学生本人撰写的对课题和研究工作的分析及描述，应不少于2000字，没有经过整理归纳，缺乏个人见解仅仅从网上下载材料拼凑而成的开题报告按不合格论。5开题报告检查原则上在第8周完成，各系完成毕业设计开题检查后，应写一份开题情况总结报告。学士学位毕业设计(论文)开题报告学生姓名王文超学号088810202015专业数控加工与模具设计指导教师姓名符学龙职称讲师所在学院江苏财经职业技术学院课题来源自拟课题课题性质工程设计课题名称空调零部件（导流板）的冲压工艺与模具设计毕业设计的内容和意义1.主要内容本次毕业设计主要是针对图1所示的产品完成其成形工艺及模具设计，具体地说需要完成如下各项任务：（1）绘制产品零件图（二维和三维）；（2）查阅资料并就自己承当的课题方向写出开题报告；（3）完成产品的工艺设计及模具设计并绘制模具及模具零件的工程图；（4）按规定格式和要求用Word打印毕业设计（论文）一份；（5）用PowerPoint或其它软件制作答辩提纲一份；图1 空调导流板的二维图2.意义毕业设计是对即将步入社会的我们设计能力的一次全面考核，是从学习书本知识向实际操作过渡的一个重要阶段，目的在于培养我们独立思考、动手以及解决问题的能力。从选定的课题入手，首先要仔细分析产品零件图，只有对产品结构、材料性能有了透彻的了解，才能进行初步设计，并逐层展开。最重要的我们能够独立思考与设计，在老师的指导与工具资料的帮助下，能够有更多的创造、更多属于自己的成果。四年中我们所学的一切专业知识都将在这里得到运用，这将是我们踏上工作道路的最后一次演练，更是理论与实际相结合的实战演练。文献综述中国冲压模具现状根据考古发现，早在2000多年前，我国已有冲压模具被用于制造铜器，证明了中国古代冲压成型和冲压模具方面的成就在世界领先。1953年，长春第一汽车制造厂在中国首次建立了冲模车间，该厂于1958年开始制造汽车覆盖件模具。我国于20世纪60年代开始生产精冲模具。在走过了漫长的发展道路之后，目前我国已形成了300多亿元（未包括港、澳、台的统计数字，下同。）各类冲压模具的生产能力。近年来，我国冲压模具水平已有很大提高。大型冲压模具已能生产单套重量达50多吨的模具。为中档轿车配套的覆盖件模具国内也能生产了。精度达到12m，寿命2亿次左右的多工位级进模国内已有多家企业能够生产。表面粗糙度达到Ra1.5m的精冲模，大尺寸（300mm）精冲模及中厚板精冲模国内也已达到相当高的水平。 1.1 模具CAD/CAM技术状况我国模具CAD/CAM技术的发展已有20多年历史。由原华中工学院和武汉733厂于1984年共同完成的精冲模CAD/CAM系统是我国第一个自行开发的模具CAD/CAM系统。由华中工学院和北京模具厂等于1986年共同完成的冷冲模CAD/CAM系统是我国自行开发的第一个冲裁模CAD/CAM系统。上海交通大学开发的冷冲模CAD/CAM系统也于同年完成。20世纪90年代以来，国内汽车行业的模具设计制造中开始采用CAD/CAM技术。国家科委863计划将东风汽车公司作为CIMS应用示范工厂，由华中理工大学作为技术依托单位，开发的汽车车身与覆盖件模具CAD/CAPP/CAM集成系统于1996年初通过鉴定。在此期间，一汽和成飞汽车模具中心引进了工作站和CAD/CAM软件系统，并在模具设计制造中实际应用，取得了显著效益。1997年一汽引进了板料成型过程计算机模拟CAE软件并开始用于生产。模具CAD/CAM技术能显著缩短模具设计与制造周期，降低生产成本，提高产品质量，已成为人们的共识。在“八五”、“九五”期间，已有一大批模具企业推广普及了计算机绘图技术，数控加工的使用率也越来越高，并陆续引进了相当数量的CAD/CAM系统。如美国EDS的UG，美国Parametric Technology公司的Pro/Engineer，美国CV公司的CADS5，英国DELCAM公司的DOCT5，日本HZS公司的CRADE及space-E，以色列公司的Cimatron，还引进了AutoCAD、CATIA等软件文献综述及法国Marta-Daravision公司用于汽车及覆盖件模具的Euclid-IS等专用软件。国内汽车覆盖件模具生产企业普遍采用了CAD/CAM技术。DL图的设计和模具结构图的设计均已实现二维CAD，多数企业已经向三维过渡，总图生产逐步代替零件图生产。且模具的参数化设计也开始走向少数模具厂家技术开发的领域。在冲压成型CAE软件方面，除了引进的软件外，华中科技大学、吉林大学、湖南大学等都已研发了较高水平的具有自主知识产权的软件，并已在生产实践中得到成功应用，产生了良好的效益。快速原型(RP)与传统的快速经济模具相结合，快速制造大型汽车覆盖件模具，解决了原来低熔点合金模具靠样件浇铸模具，模具精度低、制件精度低，样件制作难等问题，实现了以三维CAD模型作为制模依据的快速模具制造，并且保证了制件的精度，为汽车行业新车型的开发、车身快速试制提供了覆盖件制作的保证，它标志着RPM应用于汽车车身大型覆盖件试制模具已取得了成功。围绕着汽车车身试制、大型覆盖件模具的快速制造，近年来也涌现出一些新的快速成型方法，例如目前已开始在生产中应用的无模多点成型及激光冲击和电磁成型等技术。它们都表现出了降低成本、提高效率等优点。1.1.1 模具设计与制造能力状况在国家产业政策的正确引导下，经过几十年努力，现在我国冲压模具的设计与制造能力已达到较高水平，包括信息工程和虚拟技术等许多现代设计制造技术已在很多模具企业得到应用。虽然如此，我国的冲压模具设计制造能力与市场需要和国际先进水平相比仍有较大差距。这些主要表现在高档轿车和大中型汽车覆盖件模具及高精度冲模方面，无论在设计还是加工工艺和能力方面，都有较大差距。轿车覆盖件模具，具有设计和制造难度大，质量和精度要求高的特点，可代表覆盖件模具的水平。虽然在设计制造方法和手段方面已基本达到了国际水平，模具结构功能方面也接近国际水平，在轿车模具国产化进程中前进了一大步，但在制造质量、精度、制造周期等方面，与国外相比还存在一定的差距。标志冲模技术先进水平的多工位级进模和多功能模具，是我国重点发展的精密模具品种。有代表性的是集机电一体化的铁芯精密自动阀片多功能模具，已基本达到国际水平。但总体上和国外多工位级进模相比，在制造精度、使用寿命、模具结构和功能上，仍存在一定差距。汽车覆盖件模具制造技术正在不断地提高和完善，高精度、高效益加工设备的使用越来越广泛。高性能的五轴高速铣床和三轴的高速铣床的应用已越来越多。NC、DNC技术的应用越来越成熟，可以进行倾角加工和超精加工。这些都提高了模具型面加工精度，提高了模具的质量，缩短了模具的制造周期。模具表面强化技术也得到广泛应用。工艺成熟、无污染、成本适中的离子渗氮技术越来越被认可，碳化物被覆处理（TD处理）及许多镀（涂）层技术在冲压模具上的应用日益增多。真空处理技术、实型铸造技术、刃口堆焊技术等日趋成熟。激光切割和激光焊接技术也得到了应用。1.2 冲压模具的发展重点与展望发展重点的选取应根据市场需求、发展趋势和目前状况来确定。可分为产品重点、技术重点两个方面来研究。1.2.1冲压模具产品发展重点。冲压模具共有7小类，并有一些按其服务对象来称呼的一些种类。目前急需发展的是汽车覆盖件模具，多功能、多工位级进模和精冲模。这些模具现在产需矛盾大，发展前景好。汽车覆盖件模具中发展重点是技术要求高的中高档轿车大中型覆盖件模具，尤其是外覆盖件模具。高强度板和不等厚板的冲压模具及大型多工位级进模、连续模今后将会有较快的发展。多功能、多工位级进模中发展重点是高精度、高效率和大型、高寿命的级进模。精冲模中发展重点是厚板精冲模大型精冲模，并不断提高其精度1.2.2 冲压模具技术发展重点。模具技术未来发展趋势主要是朝信息化、高速化生产与高精度化发展。因此从设计技术来说，发展重点在于大力推广CAD/CAE/CAM技术的应用，并持续提高效率，特别是板材成型过程的计算机模拟分析技术。模具CAD、CAM技术应向宜人化、集成化、智能化和网络化方向发展，并提高模具CAD、CAM系统专用化程度。为了提高CAD、CAE、CAM技术的应用水平，建立完整的模具资料库及开发专家系统和提高软件的实用性十分重要。从加工技术来说，发展重点在于高速加工和高精度加工。高速加工目前主要是发展高速铣削、高速研抛和高速电加工及快速制模技术。高精度加工目前主要是发展模具零件精度1m以下和表面粗糙度Ra0.1m的各种精密加工。提高模具标准化程度，搞好模具标准件生产供应也是冲压模具技术发展重点之一。为了提高冲压模具的寿命，模具表面的各种强化超硬处理等技术也是发展重点。对于模具数字化制造、系统集成、逆向工程、快速原型/模具制造及计算机辅助应用技术等方面形成全方位解决方案，提供模具开发与工程服务，全面提高企业水平和模具质量，这更是冲压模具技术发展的重点。1.3中国冲压模具发展趋势根据国内和国际模具市场的发展状况，以及未来我国的模具行业做出调整后，将呈现出十大发展趋势：一是模具日趋大型化；二是模具的精度将越来越高；三是多功能复合模具将进一步发展；四是热流道模具在塑料模具中的比重将逐渐提高；五是气辅模具及适应高压注射成型等工艺的模具将有较大发展；六是模具标准化和标准件的应用将日渐广泛；七是快速经济模具的前景十分广阔；八是压铸模具的比例将不断提高；九是塑料模具的比例将不断增大；十是模具技术含量将不断提高，中高档模具比例将不断增大。这就是我国模具行业未来的发展趋势。文献综述参考文献1Tomesani. L.Analy of a tension-drivenM. outsidein tube inversion Jouranl of Material Processing Technology, Vol.64,1997,pp.397-3862Pearce. R.Sheet Matal FormingM. Bristol、philadelphia:Adam hilger, c19913王孝培主编. 冲压手册M. 北京:机械工业出版社，1990、20-224姜奎华主编. 冲压工艺与模具设计M. 北京:机械工业出版社，1997、 60-625冲模设计手册编写组. 冲模设计手册M. 北京:机械工业出版社，1998、150-154 6钣金冲压工艺手册编委会编著. 钣金冲压工艺手册M. 北京:国防工业出版社，1989、167-172 5冲压工艺及模具设计编写委员会. 冲压工艺及模具设计M. 北京:国防工业出版社，1993、54-557候义馨. 冲压工艺及模具设计M. 北京:兵器工业出版社，1994、 62-658卢险峰. 冲压工艺模具学M. 北京:机械工业出版社，1999、 44-469胡亚民. 材料成形技术基础M. 重庆:重庆大学出版社，2000、15-1710刘湘云. 邹金统主编. 冷冲压工艺及模具设计M. 北京:航空工业出版社，1994、16-1711陈尖嗣. 郭景仪主编. 冲压模具设计与制造技术M. 北京:北京出版社，1991、 62-6512张鼎承主编. 冲压机械化与自动化M. 北京:机械工业出版社，1982、92-95 13张毅主编. 现代冲压技术M. 北京:国防工业出版社，1994、102-105 14许发樾主编. 模具标准应用手册M. 北京:机械工业出版社，1994、164-166 15郭成等. 冲压件废次品的生产与防止200例M. 北京:机械工业出版社，120-122 研究内容1设计、研究思路本次设计按照工艺分析工艺方案确定模具结构设计的思路进行。2课题研究的主要内容该零件的材料为 Q235是一种钢材的材质。Q代表的是这种材质的屈服度，后面的235，就是指这种材质的屈服值，在235MP左右。并会随着材质的厚度的增加而使其屈服值减小。由于含碳适中，综合性能较好，强度、塑性和焊接等性能得到较好配合，用途最广泛。常轧制成盘条或圆钢、方钢、扁钢、角钢、工字钢、槽钢、窗框钢等型钢，中厚钢板。大量应用于建筑及工程结构。用以制作钢筋或建造厂房房架、高压输电铁塔、桥梁、车辆、锅炉、容器、船舶等，也大量用作对性能要求不太高的机械零件。图2 空调导流板的零件图1）方案对比该工件包括拉深、冲孔、翻边边、落料四个基本工序可以采用以下三种工艺方案：方案一：先拉深，再冲孔，再翻边，后落料。单工序模生产。方案二：拉深-冲孔-翻边-落料级进冲压。级进模生产。方案三：落料-拉深-冲孔-翻边复合模冲压。复合模生产。2）方案分析方案一模具结构简单，制造周期短，制造简单，但需要两副模具，成本高而生产效率低，难以满足大批量生产的要求。方案二只需一副模具，生产效率高，操作方便，精度也能满足要求，模具制造工作量和成本比较高。适合大批量生产。方案三只需一副模具，制件精度和生产效率都较高，且工件最小壁厚大于凸凹模许用最小壁厚模具强度也能满足要求。冲裁件的内孔与边缘的相对位置精度较高，板料的定位精度比方案三低，模具轮廓尺寸较小。通过对上述三种方案的分析比较，该工件的冲压生产采用方案二最佳研究内容3解决的关键问题本课题采用UG进行三维造型，用AutoCAD进行二维绘图，通过对零件结构、尺寸、材料性能的深入了解，确定了初步的工艺方案，通过计算得出该零件只需一次拉深，并考虑到翻边带来的影响，决定了不同位置的孔的冲裁顺序，由此确定了完整的工艺方案。在零件结构尺寸设计中，由产品结构决定了凸模、凹模、固定板垫板等零件形状均采用圆形，模架采用四角导柱模架。4预期成果（1）产品零件二维图、三维造型图；（2）开题报告一份；（毕业设计的内容和意义、文献综述、研究内容、研究计划、特色与创新）（3）模具装配图及各零件图；（4）设计说明书一份及光盘。研究计划第1-2周 1、熟悉课题，查阅并收集有关资料，为写开题报告做准备； 2、绘制产品零件图； 3、完成工艺性分析，提出设计方案；第3-6周 1、写出开题报告初稿； 2、完成工艺计算； 3、完成模具零件结构形式确定及设计，选择设备；第7-8周 1、第4周完成开题报告的最后定稿； 2、绘制模具草图；第9-12周绘制模具装配图及各设计件零件图第13-15周编写设计说明书，打印并准备答辩第16 周打印毕业设计资料并准备答辩特色与创新模具设计中应用了大量的二维绘图软件,使产品更具直观性,便于设计和制造。由产品结构、尺寸及材料性能确定了工艺方案。指导教师意见指导教师签名：2012年3月2 日教研室意见主任签名：2012年3月4 日学院意见教学院长签名： 2012年3月5日附表6南京工程学院高等教育自学考试毕业论文（设计）答辩及综合成绩评定表学生姓名王文超学号088810202015指导教师符学龙职称讲师设计题目空调零部件（导流板）的冲压工艺与模具设计答辩情况提出主要问题回答问题情况记录正确基本正确有一般性错误有原则性错误没有回答1你设计模具采用的型腔布局和流道布局是什么？2采用的注塑机形式是什么？3采用的浇口形式是什么？4型腔尺寸大小是怎么确定的？5分型面的选择是什么？6答辩评语：论文书写规范，工艺分析计算比较完整，相关文件资料齐全，模具总装图结构比较合理，零件图绘制及尺寸标注规范，专业理论基础扎实，回答问题思路比较清晰。答辩成绩：良好答辩小组组长签字： 2012 年4 月 25日综合成绩评定指导教师评定成绩（50%）答辩成绩（50%）综合评定分数综合评定等级综合评语：格式规范，内容比较全面，图纸工作量饱满，规范比较符合要求，提交资料齐全。建议综合评定等级良好。答辩委员会主任签字： 2012 年4 月 25日南京工程学院毕业设计（论文）选题、审题表教研室模具指导教师符学龙职称讲师申报课题名称空调零部件(导流板)的冲压工艺与模具设计课题性质A课题来源D课题简介该产品是一带孔的拉伸件，需要拉伸、冲孔、翻边、落料等多道工序完成，需要制定合理的冲压工艺，选择合适的模具结构，因此本课题具有一定的难度和较大的工作量。所需经费上机时数课题要求（包括所具备的条件）要求课题承担者具有冲压模具设计与制造的基本知识和较熟练的二维软件的应用能力，并具备一定的三维软件的应用基础。我院T模具专业的学生已经系统的学完冲压工艺与模具设计、模具制造工艺、Auto CAD等相关课程，并且绝大多数同学已经经过Proe或UG的培训，已具备完成该课题的基本条件。课题工作量要求1. 开题报告（含本课题任务分析、文献综述、本课题的主要研究方法及工作计划等）；2. 模具工程图（折合23张A0图纸）、产品三维图；3. 毕业设计论文，须电子文档； 4. 毕业设计内容光盘一张。教研室审定意见室主任签字：学院领导小组审定意见教学院长签字：说明：1、该表为毕业设计（论文）课题申报时专用，由选题教师填写，经教研室讨论、室主任签字，报学院领导小组审定，院长签字后生效。2、课题性质：A工程设计；工程技术研究；C软件工程（如CAI课题）；D文献型综述；E其它。3、课题来源：A自然科学基金与部、省、市级以上科研课题；B企、事业单位委托课题；C院级基金课题；D自拟课题。 4、上机时数可填：xx时数/人或者该课题所需总时数。 5、选题结束后，该表要求统一存放在学院办公室备查。1模具热处理及其导向平行设计李雄，张鸿冰，阮雪榆，罗中华，张艳摘要摘要：在一系列方式中，传统模具设计方法存在许多缺点。众所周知,热处理对模具起着非常重要的作用。为了克服模具热处理工艺存在的缺点，一种新的模具热处理工艺并行设计方法已经被开发出来了。热处理 CAD/CAE 技术是集成了并行环境和有关模型而建立的。这些调查研究可以显著提高效率，降低成本，并保证产品质量达到 R 和 D 级。关键词关键词：模具设计；热处理；模具传统模具设计主要是依照自身实践经验或依照部分实践经验，而不是制造工艺。在设计完成之前，模具方案通常要被一次又一次的改进，于是有些缺点便出现，例如开发时期长，成本高和实际效果不明显。由于对精确性、使用寿命、开发期和费用的严格要求，先进的模具要求设计和制造得十分完善。因此越来越先进的技术和创新方法被应用其中，例如并行工程、敏捷制造业、虚拟制造业、协同合作设计等。模具的热处理与模具设计，制造和装配同样重要。因为它对模具的制造装配和使用寿命又及其重要的影响。模具设计与制造发展十分迅速，但是热处理发展却严重滞后它们。随着模具工业的发展，热处理必须保证模具有良好的制造装配和磨损耐热性能。不切实际的热处理将导致模具材料过硬或过软，同时影响模具装配性能。传统的热处理工艺是按照设计师提出的方法和特性制作出来的。这样会使模具设计师和热处理工艺师意见产生分歧，而模具设计师却不能充分地了解热处理工艺和材料的性能，相反热处理工艺师却很少了解模具的使用环境和设计思路。这些分歧将在很大程度上影响模具的发展。因此，如果把热处理工艺设计放在设计阶段之前，则缩短开发周期，减少花费和保证质量等目标将会被考虑，而且从串行到并行的发展模式也将会实现。并行工程是以计算机集成系统作为载体，在开始以后，每个阶段和因素都被看作如制造、热处理、性能等等，以避免出现错误。并行模式已经摒除了串行模式的缺陷，由此带来了一场对串行模式的革命。在当前的工作中，热处理被集成到了模具开发的并行环境中，同时也正在进行这种系统性和深入性的研究。1.1.热处理下的并行环境热处理下的并行环境2并行模式与串行模式存在根本的不同（见图 1）。对于串行模式，设计者大多考虑的是模具的结构与功能，但很难考虑相关的工艺，以致前者的错误很容易蔓延到后面。与此同时，设计本门很少与装配，预算会计和销售部门沟通。这些问题当然会影响模具的开发进度和市场前景。然而在并行模式中，不但以上部门关系联系密切，所有参加模具开发的部门都与买家有密切的交流。这有助于协调各部门消除矛盾，提高工作效率，同时降低成本。并行环境下的热处理工艺不是在方案和工件确定以后，而是在模具设计的时候制定出来的。这样的话，将有利于优化热处理工艺，充分利用材料。32.2.模具热处理模具热处理 CAD/CAECAD/CAE 一体化一体化从图 2 中可以看出，热处理工艺的设计与模拟是一体化模式的核心。在信息输入产品模块中后，经热处理工艺过程产生的热处理 CAD 和热处理 CAE 模块将对于零件图，热处理以后模拟温度场的微观结构分析和可能出现的缺陷（例如过热，烧伤）自动划分网络，如果优化是根据立体视觉技术的结果重新出现，则这项热处理工艺已经被审核。而且工具与夹具的 CAD 和 CAE 也集成于这种系统中以并行工程为基础的集成模式可以与其它类似模式共享信息。这样使热处理工艺得到优化，并确保改工艺准确。2.12.1 采用三维模型和立体视觉技术的热处理采用三维模型和立体视觉技术的热处理在形成模具的基础上，材料，结构和尺寸的问题能通过热处理三维模型尽快发现出来。在热处理过程中，模具加热条件和相变条件是切合实际的，因为通过计算相变热力、相变动力、相应力、热应力、传热速度、流体动力等已经取得重要突破。例如，能进行局部复杂表面和不对称模具的三维热传导模型计算，和能进行微观结构转变的 MARC 软件模型。计算机能够在任何时间提交温度，微观结构和应力的信息，并通过连接温度场微观结构领域和力场来显示三维形式的全部改变过程。如果再加上这种特性，则各部分性能都能通过计算机4预见。2.22.2 热处理工艺设计热处理工艺设计由于对强度和硬度，表面粗糙度和模具热处理变形的特殊要求，淬火介质的种类、淬火温度、回火温度和时间等参数特性必须经过适当的选择，以及是否使用表面淬火或化学热处理，这种特性必须准确的制定下来。自从计算机技术在最近几十年迅速的发展，难以进行大型计算已经成为过去。通过模拟和仔细考虑热处理特性，热处理后的成本和所须时间，这些都并不难优化热处理工艺。2.32.3 热处理数据库热处理数据库热处理数据库在图 3 中描述。数据库是制定热处理工艺的基础。一般来说，热处理数据库分为材料数据库和工艺数据库。通过材料和工艺来预测特性已成为一种必然的趋势。尽管很难建立一个特性数据库，但通过一系列的测试来建立数据库是必要的。材料数据库包括材料牌号、化学成分、性能和国内外同级别目录表。工艺数据库包括热处理标准、种类、保温时间和冷却温度。基于数据库，热处理工艺可以通过推理规则创造出来。2.42.4 热处理工具和设备热处理工具和设备在热处理工艺确定以后，工具及设备 CAD/CAE 系统传送设计和制造的数值信息来控制装置。通过快速模具成型，可靠的工具和夹具都能被确定。整个程序通过网络传送，不存在任何人为干扰。3.3.关键技术关键技术53.13.1 温度，微观结构，应力和特性的联系温度，微观结构，应力和特性的联系热处理程序是一个温度，微观结构和应力互相作用的程序。三方面都能影响材料特性（见图 4）。在加热和冷却期间，当微观结构转变时热应力和相变迟早会出现。微观结构温度相变和温度微观结构应力特性相互影响。对相互作用的四个因素的调查已经取得很大的发展，但普通的数学模型还没有建立。许多模型能很好的满足测试结果，但不能投入到实践当中。大部分模型的难点是用分析的方法处理的，同时数值方法也运用了，导致存在不准确的计算。图 4.热处理工艺图解即使如此，把经验方法与定性分析相比较，通过计算机来进行热处理模拟取得了很大的进展。3.23.2 模型的建立和融合模型的建立和融合在模具的开发过程中，涉及到设计、制造、热处理、装配、维修等。它们应该有自己的数据库和模型。它们通过事物的内在联系建立模型，互相串联起来，尽管建立和运用动态推理机制，但其目的在于完成优化设计。产品模型和其它模型的联系已被建立。如果细小组织模型发生改变，则产品模型也将改变。事实上，它属于数据库与模具之间的联系。当热处理模型集成到系统以后，它已不再是一个孤立的单位，而是一个部分，同时在系统中接近其它模型。在搜查后，热处理数据库的计算和推理能力，热处理程序都被几何模型，模具制造模型和预算所限制，这是通行的。如果这种限制不服从，系统会发出解释性的警告。所用设计的细小组织都是通过互连网连接的。3.33.3 各部分之间的管理和协调各部分之间的管理和协调复杂的模具需要其中各项目组之间密切合作。因为考虑到模具的开发，各6部分都存在缺点，它必须得到管理和协调。首先，各项目组应该确定其本身的控制条件和资源要求，同时了解不同环境下的工作程序，以避免发生冲突。其次，要提出开发计划和建立监控机制。如果开发受到限制则可逐步排除。敏捷管理和协调有助于交流信息，提高效率和减少材料。同时这有利于激发人的创造力，消除阻碍和制定出最好的方法。4.4.总结总结热处理 CAD/CAE 技术已被集成到模具并行设计中去，同时热处理已被制成图表，这有利于提高效率，较易发现问题并解决问题。模型的开发已在同一个平台运行。在这个平台中，当热处理工艺制定出来后，设计人员可获得相关信息和转让部分信息到其它设计部门。制定出正确的开发计划并按时调整可以极大缩短开发周期和降低成本。文献出处：李雄，张鸿冰，阮雪榆，罗中华，张艳.模具热处理及其导向平行设计J. 钢铁研究学报英文版，2006，13（1）:40-43，74Heat Treatment of Die and Mould Oriented Concurrent DesignLI Xiong,ZHANG Hong-bing,RUAN Xueyu,LUO Zhonghua,ZHANG YanAbstract: Many disadvantages exist in the traditional die design method which belongs to serial pattern. It is well known that heat treatment is highly important to the dies. A new idea of concurrent design for heat treatment process of die and mould was developed in order to overcome the existent shortcomings of heat treatment process. Heat treatment CAD/CAE was integrated with concurrent circumstance and the relevant model was built. These investigations can remarkably improve efficiency, reduce cost and ensure quality of R and D for products.Key words:die design; heat treatment; mouldTraditional die and mould design,mainly by experience or semiexperience，is isolated from manufacturing process.Before the design is finalized，the scheme of die and mould is usually modified time and again，thus some disadvantages come into being,such as long development period,high cost and uncertain practical effect.Due to strong desires for precision,service life,development period and cost,modern die and mould should be designed and manufactured perfectly.Therefore more and more advanced technologies and innovations have been applied,for example,concurrent engineering,agile manufacturing virtual manufacturing,collaborative design,etc.Heat treatment of die and mould is as important as design,manufacture and assembly because it has a vital effect on manufacture，assembly and service lifeDesign and manufacture of die and mould have progressed rapidly，but heat treatment lagged seriously behind themAs die and mould industry develops，heat treatment must ensure die and mould there are good state of manufacture，assembly and wearresistant properties by request. Impertinent heat treatment can influence die and mould manufacturing such as overhard andsoft and assemblyTraditionally the heat treatment process was made out according to the methods and properties brought forward by designerThis could make the designers of die and mould and heat treatment diverge from each other，for the designers of die and mould could not fully realize heat treatment process and materials properties，and contrarily the designers rarely understood the service environment and designing thought. These divergences will impact the progress of die and mould to a great extent. Accordingly，if the process design of heat treatment is considered in the early designing stage，the aims of shortening development period，reducing cost and stabilizing quality will be achieved and the sublimation of development pattern from serial to concurrent will be realizedConcurrent engineering takes computer integration system as a carrier,at the very start subsequent each stage and factors have been considered such as manufacturing，heat treating，properties and so forth in order to avoid the errorThe concurrent pattern has dismissed the defect of serial pattern,which bring about a revolution against serial patternIn the present workthe heat treatment was integrated into the concurrent circumstance of the die and mould development，and the systemic and profound research was performed1 Heat Treatment Under Concurrent CircumstanceThe concurrent pattern differs ultimately from the serial pattern(see Fig1).With regard to serial pattern，the designers mostly consider the structure and function of die and mould，yet hardly consider the consequent process，so that the former mistakes are easily spread backwardsMeanwhile，the design department rarely communicates with the assembling，cost accounting and sales departmentsThese problems certainly will influence the development progress of die and mould and the market foregroundWhereas in the concurrent pattern，the relations among departments are close，the related departments all take part in the development progress of die and mould and have close intercommunion with purchasersThis is propitious to elimination of the conflicts between departments，increase the efficiency and reduce the costHeat treatment process in the concurrent circumstance is made out not after blueprint and workpiece taken but during die and mould designingIn this way，it is favorable to optimizing the heat treatment process and making full use of the potential of the materials2 Integration of Heat Treatment CADCAE for Die and MouldIt can be seen from Fig2 that the process design and simulation of heat treatment are the core of integration frameAfter information input via product design module and heat treatment process generated via heat treatment CAD and heat treatment CAE module will automatically divide the mesh for parts drawing，simulation temperature field microstructure analysis after heattreatment and the defect of possible emerging (such as overheat,over burning)，and then the heat treatment process is judged if the optimization is made according to the result reappeared by stereoscopic vision technologyMoreover tool and clamping apparatus CAD and CAM are integrated into this systemThe concurrent engineering based integration frame can share information with other branchThat makes for optimizing the heat treatment process and ensuring the process sound2.1 3-D model and stereoscopic vision technology for heat treatmentThe problems about materials，structure and size for die and mould can be discovered as soon as possible by 3-D model for heat treatment based on the shape of die and mouldModeling heating condition and phase transformation condition for die and mould during heat treatment are workable，because it has been broken through for the calculation of phase transformation thermodynamics，phase transformation kinetics，phase stress,thermal stress，heat transfer，hydrokinetics etcFor example，3-D heatconducting algorithm models for local heating complicated impression and asymmetric die and mould，and M ARC software models for microstructure transformation was usedComputer can present the informations of temperature，microstructure and stress at arbitrary time and display the entire transformation procedure in the form of 3-D by coupling temperature field,microstructure field and stress fieldIf the property can be coupled,various partial properties can be predicted by computer2.2 Heat treatment process designDue to the special requests for strength，hardness，surface roughness and distortion during heat treatment for die and mould，the parameters including quenching medium type，quenching temperature and tempering temperature and time，must be properly selected，and whether using surface quenching or chemical heat treatment the parameters must be rightly determinedIt is difficult to determine the parameters by computer fullySince computer technology develops quickly in recent decades,the difficulty with largescale calculation has been overcomeBy simulating and weighing the property，the cost and the required period after heat treatmentit is not difficult to optimize the heat treatment process2.3 Data base for heat treatmentA heat treatment database is described in Fig3The database is the foundation of making out heat treatment processGenerally，heat treatment database is divided into materials database and process databaseIt is an inexorable trend to predict the property by materials and processAlthough it is difficult to establish a property database，it is necessary to establish the database by a series of testsThe materials database includes steel grades,chemical compositions，properties and home and abroad grades parallel tablesThe process database includes heat treatment criterions，classes，heat preservation time and cooling velocityBased on the database，heat treatment process can be created by inferring from rules2.4 Tool and equipment for heat treatmentAfter heat treatment process is determined，tool and equipment CADCAE system transfers the information about design and manufacture to the numerical control deviceThrough rapid tooling prototype，the reliability of tool and the clamping apparatus can be judgedThe whole procedure is transferred by network，in which there is no manmade interference3 Key Technique3.1 Coupling of temperature，microstructure，stress and propertyHeat treatment procedure is a procedure of temperature-microstructurestress interactionThe three factors can all influence the property (see Fig4)During heating and cooling，hot stress and transformation will come into being when microstructure changes.Transformation temperature-microstructure and temperaturemicrostructureand stress-property interact on each otherResearch on the interaction of the four factors has been greatly developed,but the universal mathematic model has not been builtMany models fit the test nicely，but they cannot be put into practiceDifficulties with most of models are solved in analytic solution，and numerical method is employed so that the inaccuracy of calculation existsEven so，comparing experience method with qualitative analysis，heat treatment simulation by computer makes great progress3.2 Establishment and integration of modelsThe development procedure for die and mould involves design,manufacture，heat treatment，assembly，maintenance and so onThey should have own database and mode1They are in series with each other by the entityrelation modelThrough establishing and employing dynamic inference mechanism ，the aim of optimizing design can be achievedThe relation between product model and other models was builtThe product model will change in case the cell model changesIn fact，it belongs to the relation of data with die and mouldAfter heat treatment model is integrated into the system，it is no more an isolated unit but a member which is close to other models in the systemAfter searching，calculating and reasoning from the heat treatment database,procedure for heat treatment，which is restricted by geometric model,manufacture model for die and mould and by cost and property，is obtainedIf the restriction is disobeyed， the system will send out the interpretative warningAll design cells are connected by communication network3.3 Management and harmony a

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