本科毕业论文 开题报告.doc

吉林大学本科生毕业设计开题报告吉林大学本科毕业设计（论文）开题报告课题名称： *件修边冲孔工艺（二）及三维模具设计 课题性质： 生产实践类 课题来源： *集团公司 学院（系）： 材料科学与工程学院 专 业： 材料成型及控制工程 年 级： * 级 学生姓名： * 指导老师 年 月 日9一综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义1.1高强钢板的应用研究(1).高强钢板研究意义节能、安全、环保是当今世界汽车发展的主题。研究表明：减小汽车自重是汽车降低燃油消耗及减少排放的最有效措施之一。由于钢铁材料在强度、塑性、抗冲击能力、回收使用及低成本方面具有综合的优越性， 其在汽车材料中的主导地位仍是不可动摇的。目前汽车用钢逐步向高强度化方向发展，当钢板厚度分别减少0.05、0.10 和0.15mm 时，车身减重分别为6%、12%和18%。可见，增加钢板的强度从而减少钢板的厚度是减轻车重的重要途径， 用高强度钢板代替普通低碳钢冷轧钢板是汽车钢铁材料今后主要的发展方向。(2).高强钢板的主要优点可减轻零件的重量。一些资料表明，若钢板的强度提高4050MPa，车身外板制件的板厚可减小10%15%，车身内部制件的板厚可减小20%左右。加工硬化(或应变硬化)率比普通钢板高，可吸收更多的冲击能量， 因此用于底架的前后纵梁等处和要求高强度、耐久性部位，可以提高汽车的安全性。用于车身外部件，除了可减薄零件的厚度外，由于具有烘烤硬化性，在经过油漆烘烤后，还可以增大零件表面硬度，提高外表面制件的抗凹陷性能。(3).高强钢板的基本性能研究表明， 各类高强度钢板因其固有的特性不同， 用途也不同。如烘烤硬化钢板具有冲压成型前较软、形状稳定性好和烘烤后抗凹陷性能较高的特点，特别适合于冲制汽车的外覆盖件。双相钢和相变诱发塑性钢具有高的强度、高的碰撞吸收能和高的抗疲劳性能等特点，适合于冲制结构件和安全件等。从高强度钢材的强度与伸长率的关系可以得知，各类钢随强度的提高，塑性明显下降。但各种钢因强化机制不同， 在提高强度的同时塑性的下降程度也不同。利用相组织强化的钢种则具有高强度和高塑性的综合优良特性，如TRIP 钢和DP 钢等。由于汽车车体零件多采用冲压成形， 塑性是汽车钢扳的重要性能。因此，具有强度和塑性综合优良性能的钢种成为高强度钢板的发展趋势。(4).高强钢板的研究现状高强度钢在成本、强度方面具有雄厚传统的产业基础，它的采用成为轻量化最具竞争力的有效措施。美国以PNGV为代表，欧洲以ULSAB为代表，都大量采用了高强度钢，与同期轿车的平均值相比，ULSAB白车身的质量仅为205kg，减轻了24，但其抗扭刚度和抗弯刚度分别提高65和5，振动频率也有很大改善，碰撞安全性提高，而成本却下降了14。到目前为止，我国针对载货车车型已开发了超深冲高强度钢板、烘烤硬化钢板和含磷高强度钢板，并初步形成了系列,同时国内钢铁企业的技术进步也进一步使汽车行业具备了试制和生产高强度、轻量化轿车车身的条件。(5).高强钢板的发展趋势.优先发展高强化的先进高强度钢板。.开展对高强钢板成形及应用技术、性能评价方法等方面的系统深入研究。.进一步提高耐蚀性，发展镀锌钢板。.高强板表面毛化结构。.发展新的高强板的先进制造技术。1.2高强钢板的冷冲压技术国内外研究动态和发展趋势高强度汽车钢板除基本力学性能外，其综合成型性能越来越受到重视， 这些性能主要包括成型极限、回弹性、扩孔性能和弯曲性能等。高强度IF 钢板(BIF340)的成型性能相对较高，可做深拉和深冲功能件，其他钢种可做相应变形功能件，以增强抗变形能力。烘烤硬化和各向同性钢(BHl80 和IS220)的成形性相当；同等抗拉强度钢(BHl80 和IS220)的成形性相当。高强钢板冲压成形的主要缺陷是：开裂、褶皱及表面挠曲。为了克服这些缺陷，欧洲、美国及日本的钢铁公司及汽车制造商不断开发出高性能的钢板和高级润滑油。同时，还在开发新的成形技术，诸如液压反胀成形、张力控制成形及成形缺陷模拟预测。采用高强材料进行冲压件生产时，遇到的最大难题是成形件尺寸精度难以保证。为了解决这一难题，日本JFE 公司正在研究应用张力控制成形或改变从冲压到弯曲的成形模以及用数字模拟优化工具形状的方法以减少回弹及壁翘曲。NKK 公司为解决高强度钢板冲压开裂的问题，已开发一种新的钢板易冲压加工技术。这种技术是通过在模具上的开孔注入润滑油，使钢板模具间的间隙有数十微米的油膜，从而防止了冲压时钢板开裂，对现有的冲压机略加改进即可应用。对轿车门等复杂形状的部件多使用294MPa 的钢板，采用这种技术可改用强度提高0.5 倍的高强钢板。目前，各汽车制造厂和钢板生产厂均研究了各种各样的成形技术，部分已实用化。根据高强钢的种类及性能的不同，其在整车上的应用部位也有显著差异。如高强度IF 钢和烘烤硬化钢在轿车车身外覆盖件上的应用；590MPa 980MPa 双相钢在轿车车身结构件、加强板上的应用；800MPaTRIP 钢在轿车车身加强板和保险杠、防冲柱上应用；屈服强度为650MPa700MPa 大梁板和抗拉强度1500MPa 弹簧钢在商用车上的应用。二选题依据及意义 依据：根据学生所学专业及教学大纲要求结合相关企业实际生产需要及设计模式，促使学生将所学专业基础知识及专业知识具体应用到实践中，培养其理论联系实际的能力。同时所选课题是变速杆加强板的修边冲孔工艺及三维模具设计，本课题中的设计中涉及了板材修边、冲孔等工序，这些工序工艺在汽车、航空航天、国防、电器和电子等工业部门以及日用品生产中，都占据相当重要的地位。本次设计是对模具设计中各重要工艺的再次巩固和学习。意义：冲压加工技术主要是利用冲压设备和模具实现对金属材料（板材）的加工过程。冲压加工。有以下特点： 大多是金属塑性加工是金属整体性保持的前提下，依靠塑性变形发生物质转移来实现工件形状和尺寸变化的，切屑量相对较小，因而材料的利用率高。冲压的加工过程中，除尺寸和形状发生改变外，金属的组织、性能也能得到改善和提高，经过塑性加工将使其结构致密、粗晶粒破碎细化和均匀，从而使性能提高。此外，塑性流动所产生的流线也能使其性能得到改善。加工过程便于实现生产过程的连续化、自动化，适于大批量生产，因而劳动生产率高。成型件的精度高，可实现少、无切削加工。有些大型的薄板金属件（如汽车的覆盖件）只能通过冲压模具成型来加工。基于冲压模具加工具有以上的特点，联系本次设计，由于本课题汽车变速杆加强板是薄板料的成型件，可引入冲压模具来进行加工，故可采用连续冲压技术和采用复合模进行加工。在保证冲压拉深质量的条件下，可以提高加工的效率。能达到“交货期短”、“精度高”、“质量好”、“价格低”的要求。然而，由于模具的设备较庞大，能耗高，目前的模具设计到制造出成套的模具的周期还较长，故不利于模具的更新换代。所以采用如此加工办法来加工，应考虑的冲压件的批量的大小，由于汽车变速杆加强板属于大批量的生产，所以值得设置一套冲压模具。三毕业设计研究内容，拟解决的主要问题1.1设计内容(1).问题描述：本课题是针对所给冲压件的具体要求设计冲压件的冲压工艺及其模具。冲压件尺寸如下图1、图2、图3、图4，变速杆加强板，材料：St 14 HF，强度极限=270350，延伸率大于42%，料厚t=2.0mm，大批量生产。图1 变速杆加强板曲面三维图图2 修边冲孔模坯料三维图图3 修边冲孔工艺图图4 变速杆加强板零件图(2).具体应完成的设计内容有: .模具整体方案设计，包括零件的工艺分析、模具类型的确定、压力中心计算、刃口尺寸计算、压力机选择、定位方案、推件、出件装置的确定等；.模具整体装配图和模具主要零件图的设计；.编写设计毕业论文或者设计说明书。(3)本研究主要是研究冲压过程中的工艺性、冲裁间隙、凸凹模刃口尺寸的确定、排样、冲压力与压力的中心的计算。完成本课题后可获得以下成果：.熟练掌握冲压模具设计过程，完成工艺设计，完成一套完整的模具设计,电脑绘制出模具的装配图和零件图。撰写出设计说明书。.获得一副冲裁模具的设计技术与图纸，冲裁过程中可能出现的问题及解决方案。1.2拟解决的主要问题重点解决的是如何合理实现修边冲孔工艺的模具设计。由于变速杆加强板的零件形状复杂，难点是合理地设计修边冲孔工序，并准确的设计模具的刃口配合尺寸，保证冲压件的成形及成型质量。四研究步骤、方法及措施(1).设计前的准备：丰富模具设计基础知识，熟悉板材冲压工艺及模具设计过程，熟悉冲压成形原理，冲压件的冲压工艺分析,确定工艺方案,完成工艺设计。(2).手绘进行草图设计。(3).冲压模的三维造型设计：通过AUTOCAD和CATIA进行模具的各个零件及装配图设计，完成冲压模具的三维实体造型设计。(4).设计说明书：简述整个冲压工艺及模具的设计过程以及相应的设计计算。五研究工作进度时间：第八学期 2011/3/212011/3/25 外文翻译开题报告 2011/3/282011/4/1 工艺性分析，确定工艺方案 2011/4/42011/4/15 设计草图，总装配图设计 2011/4/182011/4/29 零件图设计 2011/4/252011/5/21 三维造型设计与装配 2011/5/232011/05/27 编写说明书 2011/05/302011/06/3 检查整理文档及打印出图2011/06/62011/06/10 准备答辩六主要参考文献1 王孝培.冲压手册M.机械工业出版社, 2000. 2 杜继涛，甘屹，齐从谦，等TRB 及其轧制应用关键技术J汽车技术，2007，(7)：45-483 龙江启，兰凤崇，陈吉清车身轻量化与钢铝一体化结构新技术的研究进展J机械工程学报，2008，44(6)：27-354 马鸣图先进汽车用钢M北京：冶金工业出版社，20085 肖景容,姜奎华.冲压工艺学M.机械工业出版社,2000.6 马朝兴，徐立章，沈志钢，等.冲压模具设计手册M.化学工业出版社，2009.7 王忠洲. 国内外模具发展概况J.四川工业学院学报, 1992,(02