机械制造型企业技术开发项目计划书.doc

企业技术开发项目计划书项目名称 高档电动工具齿轮箱 企业名称（盖章） XXXXXXXXXX 企业法定代表人（签名） 项目负责人 XXX 电话 XXXX -XXXXXXXXX 项目起止时间 2009 年 12 月 至 2010 年 11 月 一、研究开发的目的和意义1.研究开发的目的：通过铝合金齿轮箱模具设计、制造技术，铝合金齿轮箱的研发，可以使我司在轻合金研究与开发技术上达到国内领先，国际先进水平，而且对本行业的技术和发展将产生巨大的推动作用。此类产品在国际市场上的潜力巨大，我司现已成为TTi等国际著名电动工具的批量供货商，具有广阔的市场前景，也为我司在铝合金类产品方面创造了巨大的经济效益。2.研究开发的意义：（1）铝合金材料的现状，我司根据自身的制造技术优势和国内丰富的铝资源，在中国铝合金压铸也正在兴起，相关的手机、电脑、电信、电子等产品的铝合金压铸件已有一定的规模，目前在世界范围内已经形成有一定规模的汽车行业，基础结构件的铝合金生产群体。产品轻量化的发展趋势，使铝合金成为最具竞争力的金属结构材料，资源优势为中国铝合金齿轮箱等产品的研制提供了有利的条件。（2）铝合金的特性，a.质轻、比强度和比刚度高，是一种优良的、轻质结构材料。铝合金的密度为钢铁的3/8，但比强度和比刚度均优于钢铁，远远高于工程塑料。b.减震性能好。铝合金有较高震动吸收性及降低噪音，用作齿轮箱可减少电锯噪音传递及吸收电锯切割时产生的震动，延长其使用寿命。c.铝材料无磁性，具有良好的电磁波屏蔽性能，因此在切割时减少对其他设备的电磁干扰。d.铝合金尺寸稳定及良好的散热性，在切割产品时产生的热可以及时散除不影响电锯正常运行。e.铝材料可100%回收，是一种优良的可再生利用金属材料。铝合金齿轮箱是电锯的重要组成部分，它的主要功能为电锯中的齿轮咬合旋转提供安装及支撑的重要机构，之所以选用铝合金材料，因为铝合金具有密度小、良好的阻尼减震性能，高的比强度、比刚度，高导热、导电性，良好的电磁屏蔽性以及环境相容性等优良性能，是工业中材料的新星，将替代部分钢铁件而倍受业界关注。因此，电锯采用铝合金材料的齿轮箱支撑部件，不仅将大大减轻电锯的重量还可以提高电锯的减震舒适性能、减少噪音危害等。铝合金齿轮箱的研制对于电锯等行业具有重要的市场价值。二、研究开发内容和目标1.研究开发的内容：（1）模具的设计，我司采用行业功能强大的PRO/E、UG、CAD等三维及二维软件用于齿轮箱的模具设计，另公司采用模流分析软件来模拟产品在型腔中成型的效果，这样就可以少走弯路，模具型腔的加工采用进口的高速加工中心、线切割、电脉冲等设备进行模具制造； 运用PRO/E，Ug等软件进行铝合金齿轮箱的模具设计。通过三维等造型，优化设计了铝合金齿轮箱模具的结构、浇排系统；用进口的高速数控加工中心、线切割、电脉冲、进口的先进检测设备等设备进行模具制造，保证模具加工的质量和精度。（2）材料方面，研发小组首先收集了国内外的相关资料，确定目前铝合金比较成熟的两种材料：ADC12、A380，而齿轮箱是用于产品的切割部件，在切割过程中产生很强的震动，而A380相对于其他铝合金材料具有突出的韧性和吸能性，并有良好的冲击强度和机械性能， A380齿轮箱以上的优点恰好可以吸收电锯产生的震动能及噪声。铝合金齿轮箱采用A380的铝合金材料压铸成形，使其材料抗拉强度达到320N/平方毫米 ，伸长率可达3.5%以上。齿轮箱材料采用铝合金制作，使电锯的重量大大减轻，改善电锯的防震性能，给用户的使用带来很大方便。在电锯高速切割时，不但振动现象明显下降，而且噪声也明显减小。（3）产品压铸、加工方面，公司依托自身在压铸模具设计与制造技术及精密设备的优势，采取成熟的铝合金熔炼及压铸工艺技术，研究设计最佳的压铸工艺参数，保证产品的稳定性和符合型。该齿轮箱的机械加工优点如下：加工余量的减少直接减少了刀具的切削力，因此减少了在加工过程中因加工余量大引起的加工阻力大造成的变形问题，提高了产品机械加工的合格率，降低了制造费用；在铝合金齿轮箱工件的装夹与加工过程中，已实现了机械式检测，轴承孔径通过气动量仪检测、减少了三坐标的测量负担，同时又能方便工人操作。另外，在镁压铸件机械加工时，可以采用高速、大进给量切削，采用铝合金专用切削液。采用进口的日本宇部的压铸机、香港力劲集团的压铸机，合理的铝合金压铸工艺对铝合金齿轮箱新产品进行压铸成型；采用进口的加工中心、CNC数控车床对铝合金齿轮箱压铸零件进行机械加工；利用进口的三坐标测量机和进口光谱分析仪等对先进设备进行新产品的检测和质量控制。齿轮箱的尺寸精度是以其模具精度（齿轮箱的模具制造精度可达到GB6级）和压铸工艺、机械加工工艺参数来保证。该工艺主要是针对大批量、多品种、高精度的齿轮箱发展趋势，具有生产加工周期短、投资小、加工精度高、尺寸一致性好的优点。2. 关键技术（1）模具特点：首先通过三维造型，优化设计铝合金齿轮箱模具的结构、浇排系统，要研究解决压铸模具的热平衡问题。其模温要求控制在220-280之间，但铝合金材料具有较低的热含量，因此其模具温度不可仅靠铝合金与模具间的热传递来平衡，所以在压铸过程中，必须依靠外来热量（增加模温机）来平衡。要研究和改善压铸模具浇口系统的设计，在以下四个方面取得了重大的突破：、水口位置的设计。、铝金属液浇铸方向的设计与控制。、模具浇道的导入方法和数量的设计。压铸浇道和浇口面积的计算。因为铝合金轻，所以由液态变成固态时热量散失要快许多。因此，要求压铸时的填充速度要达到40米/秒，填充时间要缩短很多。解决这些问题是铝合金齿轮箱模具设计和压铸成形的关键性技术问题。合理设计铝合金齿轮箱模具的出模斜度、型芯抽拨力和顶杆推力。研制开发的“大型复杂、精密铝合金齿轮箱模具设计及制造技术”，在模具结构设计（型腔结构和出模结构）、热平衡设计、浇口系统设计等方面均有所创新。合理的压铸模具设计和制造精度。合理设计模具尺寸、表面精度，制造出符合设计精度和表面粗糙度要求的模具，对于提高压铸件的成形效果和表面质量起到至关重要的作用。（2）压铸特点：我司通过有限元模拟仿真软件对电动工具齿轮箱进行多组正交试验真空压铸过程的数值模拟，找出最佳的压铸工艺参数。通过模拟结果表明：最佳压铸工艺参数为浇铸温度655、冲头压射速度3m/s、模具初始温度200。在这组优化的工艺参数下，通过对液态合金充型及凝固过程的可视化观察，有效的预测铸造缺陷产生的部位及原因，从而在生产过程中，有效地提高了模具的使用寿命。（3）机械加工特点：1）在铝合金齿轮箱产品的加工过程中采用了本公司自主研发设计的新型刀具，带有看自动对刀装置和自动测量装置，通过先进的日本进口的玛扎克加工中心，可以达到0-0.003mm的加工精度,并能够实现精确加工和自动测量,通过美国Browm Sharp 三坐标测量机对所加工产品实现平面坐标、空间曲面、曲线等全方位的自动测量和换算，确保加工质量，利用先进的德国光谱分析仪对材料的元素分析保证了产品批量生产时制程的稳定性；2）机械加工工艺中，我司自制的夹具采用了三点定位，这样既可以实现精确定位又可降低制造成本。3.技术指标铝合金齿轮箱采用A380的铝合金材料压铸成形，使其材料抗拉强度达到320N/平方毫米，伸长率可达3.5%以上。机械加工要求：平面度0.05mm，孔直径公差0.021mm,同轴度公差0.05mm,位置度公差0.05mm。4.创新点已通过查新论证，这种齿轮箱在采用铝合金压铸成形、模具加工高精度等方面具有创新性。三、实施方法及进度计划整个项目完成时间为2009年12月开始至2010年11月大致分两个阶段完成。2009年12月至2010年02月，进行项目方案设计，完成试制产品所需模具具的设计和制作，完成加工零件所需工艺的编制和完善，进行工装夹具的设计，并完成制作，进行检具、量具的设计，并完成制作；完成样品试制，并确保送出样品合格确认。2010年02月至2010年04月，对该项目进行小批试产，并针对试产出现的问题进行技术讨论，确定改善方案，完成项目改造，并对该研发项目实行产业化。四、研究开发所需应用的仪器设备名称单价数量总价折旧方法折旧年限800T压铸机1204400.0011204400.00直线折旧10三坐标测量仪820690.001820690.00直线折旧10V20立式加工中心1061272.0011061272.00直线折旧10X放射线实时成像检测系统735000.001735000.00直线折旧10LCK120数控车床275000.001275000.00直线折旧10五、研究开发经费预算项目预计总经费 35 万元。项目经费支出预算表单位：万元经费支出预算科 目预算数2009年2010年2011年新产品设计费0.5工艺规程制定费0.5设备调试费1用于研究开发的原材料、半成品试制费8技术图书资料费0中间实验费1用于研究开发的仪器设备折旧3研究人员工资20委托其他单位进行科研试制的费用0与技术开发有关的其他费用1合计35总计35六、研究开发人员姓名单位性别年龄专业职务(职称)本项目中承担工作XXXXX公司男28机电一体化工程项目工程师负责人XXXXX公司男35机械制造设备与工艺助