垫片复合模具设计开题报告.doc
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毕业设计(论文)开题报告
题目:
三角形垫片复合模的设计
课题类别:
设计论文 □
学生姓名:
刘双喜
学号:
200948030223
班级:
成型09-02班
专业(全称):
材料成型及其控制工程
指导教师:
戴晓元
2013年3月
一、本课题设计(研究)的目的:
1、通过本课题设计,培养更加系统的设计方法,掌握冷冲模尤其是复合模设计的基本工艺流程和基本方法,掌握模具整体设计和零部件的设计与计算过程。
2、结合以前学习的专业知识和课程实践知识来完成本次课题设计,培养运用理论知识独立分析和解决实际问题的能力。
3、熟练掌握CAD等制图软件以及运用规范、手册、图册和查阅有关技术资料等模具设计的基本技能。
4、学会查找文献以及从文献中获取所需知识。
二、设计(研究)现状和发展趋势(文献综述):
模具是机械制造业中技术先进、影响深远的重要工艺装备,具有生产效率高、材料利用率高、制件质量优良、工艺适应性好等特点,被广泛应用于汽车、机械、航天、航空、轻工、电子、电器、仪表等行业[1]。
因此,研究和推广应用旨在提高生产率和产品质量,降低成本和扩大应用范围的模具技术具有重要意义。
1.模具现状和发展趋势
自2010年《模具行业“十二五”发展规划》发布以来,转型升级与创新驱动已取得了不少成果,专利数量快速增加,产品水平不断提升。
历年来有关模具方面的我国授权专利累计已超过1.5万项。
在模具寿命方面,精密多工位级进模使用寿命已可超过4亿次。
近年来我国模具技术虽然已经有了很大进步,但行业总体水平与国外先进水平相比在理念、设计、工艺、技术、经验、管理等方面都有差距,总体来看我们还处于以向先进国家跟踪学习为的主阶段[2]。
我们还需要学习、引进、发展和创造各种先进的生产技术和生产理念。
具体而言,本课题是落料冲孔复合模的设计。
复合模是指在压力机的一次行程中,在模具的同一位置上完成两道以上工序[3]。
普通冲裁获得的工件尺寸精度在IT11以下,表面粗糙度一般为Ra25—Ra12.5um,光亮带所占比例不大,断面具有斜度,只能满足一般产品的普通要求[4,5]。
因此,国内外涌现出更为先进的生产技术—精密冲裁工艺,并在实际生产中已经取得并将进一步取得良好的技术经济效果。
2.生产先进技术—精密冲裁
精密冲裁是一种先进的金属压力加工方法,一次冲压加工就可得到尺寸精度高、剪切面光洁、且具有一定立体形状的零件。
其具有优质、高效、低耗的特点,技术经济效益十分显著。
精冲工艺目前在航空、航天、汽车行业、工程机械、军工、铁路、建材、化工、造船、家电领域得到愈来愈广泛的应用[6]。
但是精冲技术在我国的推广仍不理想。
主要原因是:
①精冲机的价格昂贵(约是普通压力机的5lO倍),多数企业无力投资。
②精冲技术是一个较新、较复杂的技术,它不仅要有先进的精冲机,还要有许多先进的配套设备(包括精密的检测设备和精密的模具加工设备等),另外,还要有一批高素质的工程师和技术工人,才能掌握和发挥它的作用,才能在生产实际中充分体现出它的先进性和经济性。
因此精冲技术是一项高技术的系统工程,应该集中一定的人力、物力和财力去较快地掌握和应用它。
③由于精冲技术在我国仍属起步阶段,精冲设备、精冲模具、精冲材料和精冲润滑油等在国内还不配套。
未来精冲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。
达到这一要求急需全面推广CAD/CAM/CAE技术,模具CAD/CAM/CAE技术是精冲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。
各企业将需加大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[7]。
计算机和网络的发展正使CAD/CAM/CAE技术跨地区、跨企业、跨院所的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[8]。
正是是由于这些问题的出现和精冲工艺对计算机技术的需求,将计算机技术与精冲技术相结合的研究越来越受重视。
其中发展比较快的是有限元在精密冲裁上的应用。
3.有限元在精密冲裁上的应用
(1)有限元分析应用现状
随着计算机性能的不断提高和数值模拟技术的逐渐完善,近年来出现了许多功能强大的专业性强的分析软件,如采用有限元分析的方法对模具组件在工作状态中的应力、应变等问题的详细分析已得到了越来越多的注意,开展这方面的研究已经取得了很大的发展并得到了实际应用[9]。
通过有限元分析,可以及早地发现问题,排除经验设计的偏差,提高设计在工艺实践中的精确性和可靠性,避免多次修模、试模的过程,从而可以缩短模具生产调试周期,降低制模成本和延长模具的使用寿命。
许多工业较发达国家对模具CAE技术非常重视并较早地进行了大量的研究,取得了较大的进展。
国内在冲压成形模具模拟分析方面起步较晚,所做的研究还很不够。
随着CAD/CAM技术的广泛应用,国内模具企业对模具CAE的需求越来越迫切,近几年来开始吸引了国内众多学者的研究。
目前在国内外高校、研究所和生产企业中流行的专门用于冲压成形的分析软件主要有Deform、Dynaform、Auto-form、Pam-stamp、Optris、Abaqus、Kmas等[10]。
(2)有限元分析应用的研究方向
随着计算机软硬件和数值模拟技术的发展,今后面临的任务和研究的方向应主要集中在以下几个方面:
①提高数值模拟的精度,对非线性有限元无网格划分技术的进一步研究,使模拟结果更加逼近现实。
②解决几何模型到有限元分析模型的自动转换问题,把有限元技术与CAD、CAM、人工智能技术相结合,形成一个智能化的CAD/CAM/CAE集成设计系统,从而能更好地指导模具设计和工艺优化。
③加深对模具应力、失效和寿命的研究,在它们之间建立起更完善的相关模型或准则。
④探索有效的数值模拟方法来预测和解决模具材料低疲劳问题[11,12]。
三、设计(研究)的重点与难点,拟采用的途径(研究手段):
1.设计的重点
(1)冲压件工艺分析和工艺方案的确定;
(2)工作零件刃口尺寸计算;
(3)工作零件结构尺寸;
(4)标注零件和冲床的选择;
(5)装配图和零件图的绘制。
2.设计的难点
(1)冲裁件的形状和尺寸;
(2)冲压力与压力中心的计算;
(3)工作零件结构尺寸;
(4)凸凹模设计;
(5)排样设计。
3.拟采用的途径
(1)查找文献相关书籍对本次设计内容进行大致了解,做到胸有成竹;
(2)参照类似范例和以前的课程设计,制定设计流程、进行计算和制图等;
(3)在具体设计过程中遇到难题,通过查找资料进行针对解决。
四、设计(研究)进度计划:
第1-4周:
熟悉课题任务,查阅国内外文献资料,进行毕业实习、收集资料,完成实
习报告。
第5周:
完成开题报告(包括文献综述、英文资料翻译、课题研究方案设计、思路)。
第6-7周:
进行各种计算与确定冲压工艺方案。
第8-9周:
零件草图、装配图草图的绘制。
第10-11周:
零件图、装配图的绘制。
第12-13周:
填写冲压工艺卡、机加工工艺过程卡。
第14周:
初编设计说明书与英文简介。
第15-16周:
整理与修改图纸、工艺卡及说明书。
第17周:
撰写研究论文缩写稿或答辩提纲、总结及进行毕业答辩。
五、参考文献:
[1]刘胜国.我国冲压模具技术的现状与发展[J].黄石理工学院学报,2007-2
(1):
13.
[2]三丰.模具行业回顾与展望[J].航空制造技术,2013(1/2):
72-73.
[3]翁其金,徐新成.冲压工艺及冲模设计[M].北京:
机械工业出版社,2004.7
[4]夏巨谌,张启勋.材料成形工艺[M].北京:
机械工业出版社,2010.1
[5]任朝军.基于层次分析法的冲裁件质量影响因素研究[J].机械管理开发,
2011
(1):
45.
[6]邓明.国内外精密冲裁技术的现状及发展[J].锻压装备与制造技术,2004
(1):
13-15.
[7]张巍,陈燚涛,姬巧玲.精密冲裁工艺的研究现状及其发展趋势[J].机电产品
开发与创新,2012-9(5):
13-14.
[8]蔡俊,胡建华,宋雪梅.我国精冲技术的发展现状与方向[J].金属铸锻焊技术,
2011-6(11):
84.
[9]王绪芳.落料冲孔复合模具设计[J].制造技术与机床,2006(5):
39.
[10]黄荣学,曹建国,范洪远.有限元法在冲压模具分析中的应用及展望[J].锻压
技术,2005
(2):
69-72.
[11]N.Mole1,B.Stok1.FiniteElementSimulationofSheetFineBlankingProcess
[J].Springer,2009:
553.
[12]MacCormakConor,MonaghanJohn.FailureAnalysisofColdForgingDiesUsing
FEA[J].JournalofMaterialsProcessingTechnology,2001(1-2):
214.
指导教师意见
签名:
月日
教研室(学术小组)意见
教研室主任(学术小组长)(签章):
月日
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