压边圈冲压件成形复合模具设计与三维造型【三维SW】
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扬州大学机械工程学院毕业设计（论文）前期工作材料学生姓名： 李 瑞 学号： 100007119 教 科 部： 机 械 制 造 专 业： 机械设计制造及其自动化 设计（论文）题目： 冲压件成形复合模具 设计与三维造型 指导老师： 李益民 材 料 目 录序号名 称数量备注1毕业设计（论文）选题、审题表12毕业设计（论文）任务书13毕业设计（论文）开题报告（含文献综述）14毕业设计（论文）外文资料翻译（含原文）15毕业设计（论文）中期检查表1 2014年 2 月 17 日扬州大学机械工程学院本科生毕业设计（论文）选题、审题表学 院机械学院选题教师姓名李益民专 业机械设计制造及其自动化专业技术职务副教授申报课题名称冲压件成形复合模具设计与三维造型课题性质ABCDE课题来源ABCD课题简介根据给定冷冲压件零件，设计一套含拉深工序的复合模具。使学生初步学会借助设计资料设计冲压模具，掌握冲压模具的设计步骤，模具设计资料的使用。设计（论文）要 求（包括应具备的条件）该课题主要完成冲压件冷冲压加工工艺设计、模具结构设计、主要零件三维造型及虚拟装配。学生的要求：具有模具设计的基础知识及三维CAD软件应用。课题预计工作量大小大适中小课题预计难易程度难一般易所在专业审定意见：负责人（签名）： 年 月 日院主管领导意见： 签名： 年 月 日说明：1、该表作为本科学生毕业设计（论文）课题申报时专用，由选题教师填写，经所在专业有关人员讨论，负责人签名后生效；2、有关内容的填写见背面的填表说明，并在表中相应栏打“”课题一旦被学生选定，此表须放在“毕业设计（论文）资料袋”中存档。填 表 说 明1、该表的填写只针对1名学生做毕业设计（论文）时选择使用，如同一课题由2名及2名以上同学选择，应在申报课题的名称上加以区别（加副标题），并且在“设计（论文）要求”一栏上加以体现。2“课题性质”一栏：A、工程设计；B、实验研究；C、软件工程（如CAI课题等）；D、理论探讨；E、其它。3、“课题来源”一栏：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、校、院（系）级基金课题；D、自拟课题。4、“课题简介”一栏：主要指研究设计该课题的背景介绍及目的、意义。5、“设计（论文）要求（包括应具备的条件）”一栏：主要指本课题技术方面的要求，而“条件”指从事课题必须具备的基本条件（如仪器设备、场地、文献资料等）。扬州大学机械工程学院毕业设计（论文）任务书教 科 部： 机 械 制 造 专 业： 机械设计制造及其自动化 学 生 姓 名： 李 瑞 学号： 100007119 毕业（论文）题目： 冲压件成形复合模具 设计与零件三维造型 起 迄 日 期： 2014.2.172014.5.16 设计（论文）地点： 指 导 老 师： 李益民 专业负责人： 发任务书日期： 2014年 2 月 17 日任务书填写要求1、毕业设计（论文）任务书由指导老师根据各课题的具体情况填写，经学生所在专业的负责人审查、学院分管领导签字后生效。此任务书应在毕业设计（论文）开始前一周内填好并发给学生；2、任务书内容必须用黑墨水笔工整书写或按统一设计的电子文档标准格式（可在本学院网页上下载）打印，不得随便涂改或潦草书写，禁止打印在其它纸上后剪贴；3、任务书内填写的内容，必须和学生毕业设计（论文）完成的情况相一致，若有变更，应当经过所在专业的教科部及学院主管领导审批后方可重新填写；4、任务书内有关“教科部”、“专业”等名称的填写，应写中文全称，不能写数字代码。学生的“学号”要写全号，不能只写最后2位或1位数字；5、任务书内“主要参考文献”的填写，应按照国标GB 7714-87文后参考文献著录规则的要求书写，不能有随意性；6、有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T 7408-94数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2005年3月21日”或“2005-03-21”。毕业设计（论文）任务书1本毕业设计（论文）课题应达到的目的：通过该课题的毕业设计可以使学生掌握冲压模具设计的基本原理和方法，综合运用本专业所学的专业基础理论和专业知识分析和解决冲压工艺和模具设计中的问题，着重培养学生的工程设计能力（主要包括设计、计算，绘图及三维CAD软件应用能力）以及独立解决和分析问题的能力。2本毕业设计（论文）课题任务的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）：1）查阅文献资料15篇以上、翻译不少于五千印刷符的英文资料； 2）冲压件（A）零件的工艺分析及冲压工艺设计； 3）冲压件（A）拉深复合模设计； 4）复合模主要零件的设计；5）完成模具零件三维造型；6）加工工艺及模具设计说明书。毕业设计（论文）任务书3对本毕业设计（论文）课题成果的要求（包括毕业设计论文、图表、实物样品等）：1）零件冲压工艺规程； 一套2）拉深复合模装配图 一套3）复合模主要零件的零件图，零件三维图； 一套4）冲压工艺规程及模具结构设计说明书； 一份5）翻译不少于5000印刷符的英文资料。 一份4主要参考文献：1）机械制造工艺装备设计手册 李庆寿 宁夏人民出版社2）UG范例教程 黄贵东 清华大学出版社3）PRO/ENGINEER 2001机械设计实例教程 卫朝富 中国铁道出版社4）模具设计与制造简明手册 冯炳尧 上海科学技术出版社5）机械制造工艺标准手册 张纪真 机械工业出版社6）中国模具设计大典 中国机械工程协会 江西科学技术出版社7）冲压模具结构与设计图解 （日）太田哲 国防工业出版社8）冲模结构图册 9）冲压工艺学 李硕本 机械工业出版社10）汽车覆盖件冲压成形技术 崔令江 机械工业出版社毕业设计（论文）任务书5、本毕业设计（论文）课题工作进度计划起止日期工 作 内 容2.173.23.33.233.244.134.144.274.285. 75.85.161）资料收集、翻译 2周2）编制冷冲压零件的冲压工艺规程 3周包括冲压件的工艺性分析，确定工序性质、工序数目、工序顺序及工序间半成品的尺寸，确定冲模结构形式，选定冲压设备，进行必要的工艺计算并对冲压设备进行校核等。 3）冲模总体设计 3周绘制冲模（总体）草图，初步确定冲模外形尺寸。4）完成装配总图 2周5）主要零部件设计 1.5周设计各零部件具体结构，绘零件图；并完成零件三维造型及模拟装配。6）整理设计说明书。 1.5周所在专业审核意见：负责人： 年 月 日学院意见：院长：年 月 日扬州大学机械工程学院毕业设计（论文）开题报告学 生 姓 名： 李 瑞 学号： 100007119 专 业： 机械设计制造及其自动化 设计（论文）题目：冲压件成形复合模具设计与三维造型 指 导 老 师： 李益民 2012年 月 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核的依据材料之一。此报告应在指导老师的指导下，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的教科部审核后生效；2、开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按统一设计的电子文档标准格式（可从本学院网页上下载）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15篇（不包括辞典、手册）；4、有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T 7408-94数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“2005年3月21日”或“2005-03-21”。毕业设计（论文）开题报告1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2000字左右的文献综述：文 献 综 述一.冲压模具制造 冲压模具成形作为现代工业中一种十分重要的加工方法，用以生产各种板料零件，具有很多独特的优势，其成形零件具有自重轻、刚度大、强度高、互换性好、成本低、生产过程便于实现机械自动化及生产效率高等优点，是一种其他加工方法所不能相比和不可替代的先进制造技术，在制造业中具有很强的竞争力，被广泛应用于汽车、能源、机械、信息、航天航天、国防工业和日常生活的生产之中。就拿我们日常生活中使用的不锈钢饭缸来说，它就是用一块圆形金属板料在压床上利用模具对圆形板料加压而冲出来的。可见我们只有真正的了解和掌握冲压知识才能够将模具设计应用到以后的制造去。二.行业发展现状与发展方向现代压模具生产冲时一种大规模继续作业的制造方式，由于高新技术的参与和介于，冲压生产方式由初期的手工操作逐步进化为集成制造。生产过程逐步实现机械化、自动化并且正在向智能化、集成化的方向发展。实现自动化冲压作业，体现安全、高效、节材等优点，已经是冲压模具的生产的发展方向。(1)全面推广CAD/CAM/CAE技术 模具CAD/CAM/CAE技术是模具制造设计的发展方向，随着微软计算机的发展和进步，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技术跨区域、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 国外近几年发展高速铣削加工，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、智能化和集成化方向发展。(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。(4)电火花铣削加工电火花铣削加工这是一种代替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做三维或二维轮廓加工，因此不在需要制作复杂的成型电极，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。国外发达国家一般在80%左右。(6)优质材料及先进表面处理化技术选用优质钢材和应用相应表面的表面处理技术来提高模具寿命就显的十分必要。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；有质量检测控制系统。三.冲压模具的重要意义：模具的产生是工业界的一场革命，目前在电子、汽车、电机、仪器仪表等工业产品中，大多数都依靠模具进行成型。模具成型具有高精度、高复杂性、高一致性以及高生产率、低消耗的特点，是其他价格制造方法无法比拟的。我国很重视模具的发展，目前模具刚也正向大型、精密、复杂、高效、长寿命和多功能的方向发展。模具在很大程度上决定了产品的质量、效益和开发能力，因此进行模具知识的深入学习很有必要。四.课题解析1，材料制造冲压模具的材料有钢材、硬质合金、钢结硬质合金、锌基合金、低熔点合金、铝青铜、高分子材料等等。目前制造冲压模具的材料绝大部分以钢材为主，常用的模具工作部件材料的种类有：碳素工具钢、低合金工具钢、高碳高铬或中铬工具钢、中碳合金钢、高速钢、基体钢以及硬质合金、钢结硬质合金等等。当被冲压加工的材料较硬或变形抗力较大时，冲模的凸、凹模应选取耐磨性好、强度高的材料。拉深不锈钢时，可采用铝青铜凹模，因为它具有较好的抗粘着性。而导柱导套则要求耐磨和较好的韧性，故多采用低碳钢表面渗碳淬火。又如，碳素工具钢的主要不足是淬透性差，在冲模零件断面尺寸较大时，淬火后其中心硬度仍然较低，但是，在行程次数很大的压床上工作时，由于它的耐冲击性好反而成为优点。对于固定板、卸料板类零件，不但要有足够的强度，而且要求在工作过程中变形小。另外，还可以采用冷处理和深冷处理、真空处理和表面强化的方法提高模具零件的性能。对于凸、凹模工作条件较差的冷挤压模，应选取有足够硬度、强度、韧性、耐磨性等综合机械性能较好的模具钢，同时应具有一定的红硬性和热疲劳强度等。2生产方式对比1)铸造：铸造工艺由于其成本较低，不仅如此，由于工艺的特殊性，铸件的形状可以做的很复杂。有这些优点的同时，铸造的弊端也是很明显的。铸造的效率很低，从造型到出模的周期较长，所以对于批量较大的零件不是很适合。接着，铸件与冲压件相比，其精度很低。在后期的机加工部分，要花费更多的工时，当然也浪费了更多的材料。另外，整个铸造过程会产生很多的污染物，不利于工作人员的身体以及整个生态环境。2)冲压：冲压的效率相较于铸造来说就高得多，很适合大批量生产。虽然模具的投入成本很大，但是成型快、出件快，生产周期就会短很多。冲压件的精度比铸件的也高出不少，虽然某些铸造方法产出的铸件精度也很高，但相应的成本也会提高。另外，冲压较铸造真的是环保不少。同样的，冲压也存在很多局限性。例如对材料的限制，冲压对材料有拉伸性能的要求。另外，零件的各部位厚度相当才可以用冲压进行生产。还有就是，模具投入的成本比较大。 参考文献1冲压工艺理论与新技术M.北京：机械工艺出版社，2011.11李硕本等编著.2冲压工艺学 机械工业出版社，1999肖景荣等编著.3模具技术现状与发展趋势综述J.模具制造.2005李大鑫，张秀锦.4模具CAD/CAM/CAE的发展概况及趋势J.模具工业，2005（7）李德群，肖祥芷5冲压制造与模具设计M.北京.机械工业出版社，1998.5姜奎华主编6模具设计指导M机械工业出版社，2003. 30-35史铁梁7机械制造工艺装备设计手册 李庆寿 宁夏人民出版社8UG范例教程 黄贵东 清华大学出版社9PRO/ENGINEER 2001机械设计实例教程 卫朝富 中国铁道出版社10模具设计与制造简明手册 冯炳尧 上海科学技术出版社11机械制造工艺标准手册 张纪真 机械工业出版社12中国模具设计大典 中国机械工程协会 江西科学技术出版社13冲压模具结构与设计图解 （日）太田哲 国防工业出版社14冲模结构图册 15冲压工艺学 李硕本 机械工业出版社16汽车覆盖件冲压成形技术 崔令江 机械工业出版社毕业设计（论文）开题报告2本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：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。1)设计的目的学习如何利用已有知识进行模具的设计，了解模具设计的一般步骤。熟悉模具设计过程中经常遇到的问题，并学习相关的解决方法。2)设计的要求2.1对冲压知识进行更深的理解2.2运用课本知识，具备独立完成基本冲压模具设计的能力2.3进一步提高设计、计算能力，熟悉基本模具设计工艺2.4具备运用三维软件进行造型的能力3)设计工作规划3.1熟悉零件图，分析加工该零件所需要的工艺过程3.2了解冲裁及拉伸工艺的基本知识3.3进一步分析零件，确定冲压工序3.4论证工序可行性，并进行再论证，直到工序满足加工要求，并进行优化3.5根据工序进行每一步工序的参数计算，撰写说明书草稿3.6根据参数对模具外形和尺寸进行设计3.7熟悉模具标准图册，对模具进行草图绘制3.8与老师讨论模具结构合理性，并进行模具结构图绘制3.9模具图绘制完成，进行相应的三维造型4)初步工艺计算过程4.1初算毛坯直径 首先要利用冲裁加工得到毛坯，毛坯的形状为圆形。毛坯的直径大小按照等面积法，根据零件尺寸进行计算。最后加上修边余量，得到最终的毛坯尺寸。4.2计算拉伸相对高度根据公式 求出拉伸相对高度，
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