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沖壓畢業設計開題報告(通用5篇)
轉眼間充滿意義的大學生活就即將結束,畢業前學生們都要寫畢業設計,而做畢業設計之前要先寫好開題報告,開題報告應該怎么寫才好呢?下面是小編整理的沖壓畢業設計開題報告,僅供參考,大家一起來看看吧。
沖壓畢業設計開題報告 1
一、選題的依據及意義
在中國,人們已經越來越認識到模具在制造中的重要地位,認識到模具技術水平的高低已成為衡量一個國家制造業水平高低的重要標志,并在很大程度上決定著產品質量、效益和新產品的開發能力。許多模具企業十分重視技術發展,加大了用于技術進步的投資力度,將技術進步視為企業發展的重要動力。用模具成型的制件所表現出來的高精度、高復雜性、高一致性、高生產率和低消耗,是其他加工制造方法所無法相比。沖壓生產靠模具與設備完成其加工過程,生產率高,操縱簡便,易于實現機械化和自動化,可以獲得其他加工方法所不能或難以制造的、外形復雜的零件。沖壓產品一般不需要再經過機械加工便可使用,沖壓加工過程一般也無需加熱毛坯。所以,沖壓生產不但節約金屬材料,而且節約能源,沖壓產品一般還具有重量輕和剛性好的特點。現在模具工業已有“不衰亡工業”之稱,歐美工業發達國家將模具比喻為“點鐵成金”的“磁力工業”、“金屬加工帝皇”、“進入富裕社會的原動力”.在我國把模具稱為“工業之母”、和“無以倫比的效益放大器”.模具是以特定的結構形式通過一定的方式使材料成形為制品的工具產品,是工業生產基礎工藝裝備,以其生產制件所表現的高精度、高復雜、高一致性、高生產效率和低耗能耗材,越來越引起各級政府和國民經濟各產業的重視,特別是輕工、電子、機械、通訊、交通、汽車、軍工等部門,如果沒有模具就很難生產和發展產品;如果不能及時供應模具,就會影響生產的發展;如果模具精度低則產品質量差;在目前經濟狀況的'形式下,更多的人員研究模具設計制造不僅可以使中國模具企業加快產業集群化,發揮規模效應,還應注重模具產業鏈的前端研發、人才建設和產業鏈后端的檢測以及信息服務,盡快縮短技術、管理、工裝水平與國際水準的差距。并且此題目能將我們四年所學的專業基礎課:如機械制圖、AUTOCAD、機械制造基礎、機械設計基礎:專業課:如數控編程、CAD/CAM、塑料模具、沖壓模具等方面知識綜合應用。能夠較全面的檢查我們所學的知識。在整體設計過程中一方面能夠培養獨立思考和分析能力,彌補以往沒學到的知識,擴展知識面,開闊視野,為今后的工作打下基礎。
二、國內外相關研究簡介
在現代生產中60%-90%的工業產品需要使用模具加工,模具工業以成為工業發展的基礎,許多新產品的開發和生產在很大程度上依賴模具生產,特別是汽車、輕工、電子、行空等行業尤為突出。而作為制造業基礎的機械行業,據國際生產技術協會預測,21世紀機械制造行業的零件,其粗加工的75%和精加工的50%都依靠模具完成。因此,模具工業已成為國民經濟的重要工業。
模具工業發展的關鍵是模具的技術,模具技術又涉及到多學科的交叉。模具作為一種高附加值和技術密集型產品,其技術水平的高低已成為衡量一個國家制造水平的重要標志之一。世界上許多國家特別是一些工業發達國家都十分重視模具技術的開發,大力發展模具工業,積極采用先進制造技術和設備,提高模具制造水平,已取得了顯著的經濟效益。美國是世界上超級經濟大國,也是世界模具工業的領先國家,早在20世紀80年代末,美國模具行業有一萬兩千多個企業,從業人員有十七萬多人,模具總產值達64.47億美元。日本模具工業從1957年開始發展起來的,當年模具總產值僅有106日元,到1998年總產值已超過4.88萬億日元,在短短的40余年內增加了460倍,這也是日本經濟能迅速發展并在國際市場一定優勢的重要原因之一.
縱觀世界經濟的發展,模具工業在經濟繁榮和經濟蕭條時代都不可或缺。經濟發展較快時,產品暢銷,自然要求模具能跟上,而經濟發展滯緩期,產品不暢銷,企業必然想法設法開發新產品,這同樣會給模具帶來強勁需求。因此,國內外行家都稱現代模具工業是不衰的工業。
目前,世界模具時常仍供不應求。近幾年,世界模具市場總量一直為600-650億美元左右,其中美國、日本、法國、瑞士等國一年出口模具約占本國模具總產量的1/3.可見研究和發展模具技術,提高模具技術水平,對于促進國民經濟的發展有著特別重要的意義。模具在日本被譽為“進入富裕社會的原動力”,在德國則冠之為“金屬加工業中的帝王”,在羅馬尼亞視為“磁力工業”.可以斷言,隨著工業生產的迅速發展,模具工業在國民經濟發展中將發揮越來越重要的作用。
國內的模具工業雖起步較晚,但在過去的十多年中也取得了一些進步。例如沖壓模具方面,國內設計制造的部分汽車覆蓋件模、空調器散熱片級進模、電機定轉子雙回轉疊片高精度硬質合金級進模、集成電路引線筐架多工位級進模,以及帶自動沖切、疊壓、記數、分組、扭斜和安全保護等功能的鐵心精密多功能模,都已達到較高的水平。但從總體上看,我國與工業發達國家相比仍有較大的差距。例如,精密加工設備在模具加工設備中的比重還比較低,CAD/CAE/CAM技術的普及率有待提高,許多先進的模具技術應用還不夠廣泛等等。特別是在大型、精密、復雜和長壽命模具上,一方面技術差距明顯;另一方面產能也不能滿足國內的需求,因而仍需大量從國外進口。所以,為了改變這種被動狀態,盡快適應社會主義工業化建設對沖壓工藝生產水平提高的需要。全方位做模具基礎、研發和推廣工作,是至關重要的。
三、本課題研究內容
3.1本課題研究的主要內容包括以下幾個方面:
(1)分析門鎖螺母板沖模具設計參數和設計技術要求,查閱文獻資料,開展調查研究。
(2)熟悉運用相關手冊、標準、圖表等技術資料
(3)對沖壓模具的結構設計及主要零件的選擇。
(4)分析設計產品工藝方案,制定畢業設計題目設計方案,進行方案比較,優化設計方案,撰寫開題報告。
(5)用AUTO-CAD軟件繪制沖壓模具總裝圖及其主要零件圖。
(6)選擇壓力機的標準型號或校驗已選壓力機。
3.2研究難點包括以下幾個方面:
(1)對門鎖螺母進行結構的分析。
(2)對沖壓模具的總體結構的分析及有關數據的計算。
3.3課題研究的關鍵技術:
(1)制圖的合理性;手冊、圖表的正確合理應用。
(2)根據料厚大小,沖件平整度要求,模具結構等,決定卸料方式。
四、本課題研究方法
1.認真閱讀設計任務書,明確設計要求、工作條件、內容和步驟;通過閱讀有關資料、圖紙、參觀實物和模型,了解設計對象;準備好設計需要的圖書、資料和用具;擬定設計計劃等。
2.對門鎖螺母進行尺寸、結構分析及沖壓模的設計
1)沖壓變形分析,對沖壓件的結構分析。
2)計算模具尺寸。
3)沖壓模的結構設計。
4)選擇主要的沖壓零部件。
3.對沖壓件進行排樣設計
4.繪制工程圖紙
1)圖紙幅面要求。
2)繪制正確的裝配圖以及主要零件圖。
5.撰寫相關設計說明書
五、研究目標、主要特色(創新)及工作進度
查閱文獻,了解CAD/CAE/CAM的相關理論知識并熟練操作;熟悉并應用有關手冊、標準、圖標等技術資料;提高識圖、制圖、運算和編寫技術文件的基本技能。
1為實現論文開始準備,確定好論文思路,列出提綱1周
2查閱文獻、撰寫開題報告2周
3零件的分析及沖壓工藝方案的確定1周
4模具總體結構設計,初步繪制裝配草圖2周
5正式繪制裝配圖和相關零件圖3周
6撰寫設計說明書2周
7完成論文終稿2周
六、參考文獻
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[18]周本凱.沖壓模具設計實踐.北京:化學工業出版社,20xx.1.第二版
沖壓畢業設計開題報告 2
一、課題的來源
課題來源于生產實際,探討沖壓加工中較常見零件的工藝方法和結構設計。課題涉及知識面較廣,且設計要求較高,對同學的設計能力,特別是思考能力是一個很好的鍛煉。課題研究內容包括機械工程學科的力學,材料學,機械原理,機械設計,公差與互換性,機械制造工藝等知識,特別鍛煉同學規范性設計的能力。使同學能得到全面的鍛煉。課題要求同學具備較強的機構設計能力和創新能力,對同學是一個挑戰。課題為典型的機械設計類課題,涉及機械知識全面,與工程機械專業方向結合緊密。
二、選題的現實意義和理論意義
沖壓加工是現代機械制造業中先進高效的加工方法之一。它是利用安裝在壓力機上的模具,在常溫或加熱的條件下對板材施加壓力使其變形和分解,從而獲得一定形狀、尺寸的零件的加工方法。因為它主要用于加工板料零件,所以又稱板料沖壓。
沖壓加工的特點如下:
(1).借助壓力機的壓力,利用模具能獲得壁薄、質量輕、剛性好、形狀復雜的零件,這些零件用其他的方法難以加工甚至無法加工;
(2).沖壓加工的零件精度高、尺寸穩定,具有良好的互換性;
(3).沖壓加工是少、無切削加工的一種,部分零件沖壓直接成形,大部分無需任何再加工,材料利用率高,達85%以上;
(4).生產效率高,生產過程容易實現機械化和自動化,適合于大批大量生產;
(5.)操作簡單,便于組織生產和管理。
沖壓加工的缺點是模具制造的周期長,制造成本高,不適于單件小批量生產;其次,沖壓加工多用機械壓力機,由于滑塊往復運動快,大量手工操作,勞動強度較大,易發生事故,安全生產與管理要求高,須采用必要的安全技術措施來保證。
沖壓加工的`應用十分廣泛,不僅可以加工金屬材料,而且可以加工非金屬材料。在現代制造業,比如汽車、拖拉機、農業機械、電機、電器、儀表、化工容器、玩具以及日常生活用品的生產方面,都占有十分重要的地位。
沖壓加工在國民經濟各個領域應用范圍相當廣泛。例如,在宇航,航空,軍工,機械,農機,電子,信息,鐵道,郵電,交通,化工,醫療器具,日用電器及輕工等部門里都有沖壓加工。不但整個產業界都用到它,而且每個人都直接與沖壓產品發生聯系。像飛機,火車,汽車,拖拉機上就有許多大,中,小型沖壓件。小轎車的車身,車架及
車圈等零部件都是沖壓加工出來的。據有關調查統計,自行車,縫紉機,手表里有80%是沖壓件;電視機,收錄機,攝像機里有90%是沖壓件;還有食品金屬罐殼,鋼精鍋爐,搪瓷盆碗及不銹鋼餐具,全都是使用模具的沖壓加工產品;就連電腦的硬件中也缺少不了沖壓件。
但是,沖壓加工所使用的模具一般具有專用性,有時一個復雜零件需要數套模具才能加工成形,且模具制造的精度高,技術要求高,是技術密集形產品。所以,只有在沖壓件生產批量較大的情況下,沖壓加工的優點才能充分體現,從而獲得較好的經濟效益的。
當然,沖壓加工也存在著一些問題和缺點。主要表現在沖壓加工時產生的噪音和振動兩種公害,而且操作者的安全事故時有發生。不過,這些問題并不完全是由于沖壓加工工藝及模具本身帶來的,而主要是由于傳統的沖壓設備及落后的手工操作造成的。隨著科學技術的進步,特別是計算機技術的發展,隨著機電一體化技術的進步,這些問題一定會盡快二完善的得到解決。
三、我國外的研究現狀及分析
據統計,20xx年我國生產汽車沖壓件約240萬噸/8億件,摩托車沖壓件約28萬噸/19億件,拖拉機、農用車沖壓件約96萬噸/7.1億件,家用空調和冰箱沖壓件100萬噸/12.8億件。業內專家預計,隨著沖壓成形行業最大用戶市場--汽車行業今后繼續迅猛發展,我國沖壓行業已迎來了一個快速發展機遇期,但能否抓住機遇獲得新的更快的發展,前進的道路上尚有許多阻力和障礙需要克服與突破。
(1)機械化、自動化程度低
美國680條沖壓線中有70%為多工位壓力機,日本我國250條生產線有32%為多工位壓力機,而這種代表當今國際水平的大型多工位壓力機在我國的應用卻為數不多;中小公司設備普遍較落后,耗能耗材高,環境污染嚴重;封頭成形設備簡陋,手工操作比重大;精沖機價格昂貴,是普通壓力機的5~10倍,多數公司無力投資阻礙了精沖技術在我國的推廣應用;液壓成形,尤其是內高壓成形,設備投資大,我國難以起步。
(2)生產集中度低
許多汽車集團大而全,形成封閉內部配套,導致各公司的沖壓件種類多,生產集中度低,規模小,易造成低水平的重復建設,難以滿足專業化分工生產,市場競爭力弱;摩托車沖壓行業面臨激烈的市場競爭,處于“優而不勝,劣而不汰”的狀態;封頭制造公司小而散,集中度僅39.2%。
(3)沖壓板材自給率不足,品種規格不配套
目前,我國汽車薄板只能滿足60%左右,而高檔轎車用鋼板,如高強度板、合金化鍍鋅板、超寬板(1650mm以上)等都依賴進口。
(4)科技成果轉化慢先進工藝推廣慢
在我國,許多沖壓新技術起步并不晚,有些還達到了國際先進水平,但常常很難形成生產力。先進沖壓工藝應用不多,有的僅處于試用階段,吸收、轉化、推廣速度慢。技術開發費用投入少,導致公司對先進技術的掌握應用慢,開發創新能力不足,中小公司在這方面的差距更甚。目前,我國公司大部分仍采用傳統沖壓技術,對下一代輕量化汽車結構和用材所需的成形技術缺少研究與技術儲備。
(5)大、精模具依賴進口
當前,沖壓模具的材料、設計、制作均滿足不了我國汽車發展的需要,而且標準化程度尚低,大約為40%~45%,而國際上一般在70%左右。
(6)專業人才缺乏
業內掌握先進設計分析技術和數字化技術的高素質人才遠遠不能滿足沖壓行業飛速發展的需要,尤其是摩托車行業中具備沖壓知識和技術和技能的專業人才更為缺乏且大量外流。另外,眾多合資公司由外方進行工程設計,掌握設計權、投資權,我方沖壓技術人員難以真正掌握沖壓工藝的真諦。
沖壓成形用戶市場的迅猛發展為沖壓行業帶來了全新的發展機遇,雖然在沖壓業發展的道路上還存在著各種各樣的阻力與障礙,但我們始終相信,這些都阻擋不了沖壓行業前進的步伐。
科學技術的迅猛發展,尤其是在現有資源及環境不可過分樂觀的形勢下,對沖壓加工乃至整個塑性加工業等都提出了嚴重的挑戰。減輕重量,節省材料,降低能耗,開拓創新已成為塑性加工業等面臨的一個極其重要的課題。不可否認在金屬加工中,沖壓是成形效率和材料利用率最高的加工方式之一,其具有自己獨特的優勢與特點。面對嚴重挑戰,沖壓加工正以新的姿態,向鑄造、鍛壓、焊接和機械加工等領域開拓,已經并正在生產出許多具有時代特點的產品,展現了沖壓加工廣闊的天地。例如沖壓發動機殼體、沖壓搖臂、沖壓搖臂座、沖壓排氣管、沖壓焊接成形的離心泵、沖壓托架、沖壓焊接成形的汽車后轎殼、沖壓離合器殼體、沖壓變速箱殼體、沖壓皮帶輪等等,所有這些不僅一改過去工件由鑄造、焊接生產而呈現的粗笨外表,許多沖壓件的精度也毫不遜色于機械加工的產品,其結構合理性甚至要超過某些機械加工產品,尤其是其生產率又遠非機械加工所能比擬。而復合沖壓、微細沖壓、智能化沖壓、綠色沖壓等高新技術又向我們展示了沖壓加工極具魅力的新領域,可以說沖壓加工不論從深度,還是從廣度上都大有作為,前景美好。
四、設計的目的、要求和規劃
1、設計的目的
總結和鞏固基礎技術課程和專業課程中所獲得的知識,綜合應用這些知識,并將理論知識用于解決生產實際問題;通過設計使同學獲得課堂講授不易掌握的沖模結構知識;培養同學的設計、計算和繪圖能力,培養同學獨立解決沖壓范圍內工程問題的能力。
2、設計的要求
1)鞏固和擴大本課程所學的理論知識。
2)綜合運用本課程和其它課程的知識,能夠設計一般沖壓零件的工藝過程和模具。
3)進一步提高設計、計算和繪圖能力,熟悉工程計算方法和技巧,正確繪制裝配圖和零件工作圖,要求做到:字體端正,圖面整潔。通過編寫計算說明書,提高總結技術問題與編寫報告的能力。
4)熟悉使用機械零件手冊、沖壓設計資料(如《模具設計與制造簡明手冊》、《冷沖壓模具結構圖冊》)、技術規范、國家標準(如《冷沖模國家標準》)以及其它技術資料。
5)樹立正確的設計思想,設計必須從實際出發,在設計中培養同學認真踏實的工作態度和工作作風。
3、設計的工作規劃
應充分研究設計任務書,了解產品用途,并進行沖壓件的工藝性及尺寸公差等級分析,對于一些沖壓件結構不合理或工藝性不好的,必須征詢指導教師的意見后進行改進。在初步明確設計要求的基礎上,可按以下步驟進行沖壓總體方案的論證。
1)醞釀沖壓模具設計安排的初步方案,并畫出各步的沖壓工序草圖;
2)通過工序安排計算及《沖壓模具結構圖冊》等技術資料,驗證各步的沖壓模具設計方案是否可行,構畫該道工序的模具結構草圖。
3)構畫其它模具的結構草圖,進一步推敲上述沖壓工序安排方案是否合理可行。
4)沖壓工序安排方案經指導教師過目后,即可正式繪制各步的沖壓工序圖,并著手按照“任務書”上的要求進行課程設計。
沖壓畢業設計開題報告 3
一、課題來源及背景
中國汽車市場自20xx年來,出現快速發展的整體態勢,轎車產業的發展最顯著,前三季度,國內汽車生產量近16萬輛,同比增長12.7%,銷售量為15.8萬,同比增長12.7%.從汽車市場分析結構來看,目前B級車的份額從20xx年的50.4%下降到18.2%,A0與A00級市場占比重也顯著降低,而A級車市場的份額提高10%.1.0至1.6升排量,市場占比達60%以上,同比增長超過20%,這表明普通家庭購車已經成為市場的主力,購買力進一步增強。
快速崛起的自主品牌汽車企業,從小到大,從弱到強,不僅在商用車領域占據了主導地位,同時在以乘用車為代表的市場中也獲得了顯著的進步。因此,中國的自主品牌汽車起步晚,基礎比較薄,但是發展速度非常快。市場份額由20xx年不到15%上升至20xx年23%.在汽車制造領域各工藝環節的發展中,沖壓工藝的發展更為迅速,國內汽車企業,車身沖壓車間生產安排前期依靠經驗的情況較普遍,隨著管理方法的不斷優化。沖壓車間操作人員,設備保全人員,質量保證人員,物流人員,生產調度及其他工作人員,系統的開展日常生產和質量管理,提高了員工的質量意識,規范了生產管理流程。在模具的管理領域,按照靜態信息和動態信息,建立動態的模具檔案及模具信息匯總,合理安排模具的維護和使用。在自動化生產領域,通過引進世界著名品牌的工業機器人,大大提高了生產效率,保證產品質量。
由于機器人沖壓自動化生產線的特點很好地適應了當今汽車行業車身更新換代速度快的要求,機器人自動化生產線越來越為汽車制造企業所接受,在世界范圍內被廣泛應用。國外的機器人技術已相當成熟,六軸機器人被廣泛應用于自動化上下料系統。近年來,ABB機器人公司為諸多國內汽車公司提供了沖壓自動化系統,制定了沖壓自動化生產線技術方案,應用了其研制的IRB6660等機器人并配以旋轉七軸技術極大的促進了沖壓自動化技術的發展。
海馬轎車作為自主汽車品牌中的一員,從工廠建設初期就十分重視沖壓自動化工藝規劃、設備選型、產能安排等多個方面,作為整車制造的第一道工藝,它的優劣將直接影響整車質量。針對沖壓自動化工藝及設備開展深入研究將有助于工藝、生產、設備、質檢、模具等多個部門高效、協同工作。
作者全程參與了公司對于本自動化沖壓線規劃、設計、安裝、調試、管理的全過程,希望通過本課題的研究,將整個沖壓線各環節積累技術研究成果系統的做以總結,既對本生產線各項技術原理做出透徹分析,同時對該技術在實際應用中存在的問題及作者提出的技術改進措施做了詳細研究和分析,可以作為相關領域開展技術管理工作的重要依據。
二、課題研究意義及目的
海馬轎車自動化沖壓線作為鄭州基地的第一條自動化生產線,在生產、工藝、設備等領域技術研究方面尚處于探索階段,公司為了提高生產效率,確保產品質量獲得市場競爭力,實現沖壓自動化已經成為發展的必然趨勢。重要意義如下:
(1)穩定和提高車身覆蓋件的'沖壓質量汽車覆蓋件形狀復雜,零件一般為1.0mm左右的薄鋼板,剛性差,常常因為人工搬運操作帶來的變形,表面劃傷等原因,造成廢品率很高。采用機器人來完成工件的搬運,徹底避免了工件表面磕碰劃傷,提高車身覆蓋件的沖壓質量。
(2)提高生產效率傳統非自動沖壓線,每臺壓機一般需要安排2~4個工人完成工件的上下料工作,生產效率低而且不穩定。而機器人沖壓自動線產可達3000~4000件/班,生產效率比普通線高1倍,但價格比普通線僅高50%.
(3)改善工人勞動條件一般大、中型車身覆蓋件重達幾十公斤,兩臺壓機之間距離一般為3~8米,人工搬運勞動強度大,而且工作現場噪聲大,環境惡劣。機器人的應用將工人從繁重、簡單乏味的工作中解脫出來。
(4)縮短產品改型換代的周期,減小相應的設備投資機器人沖壓自動線可以通過修改機器人程序以適應不同的工件,因而適應多種汽車覆蓋件混合生產型生產線,并能夠實現各種不規則板料的自動生產,進而降低物耗、降低成本、節約投資。
(5)減少不安全因素壓機等大型生產設備,常常由于工人安全意識不足或操作失誤,造成嚴重的人身傷害事故。采用機器人沖壓自動線實現了無人化的沖壓生產,杜絕了生產過程中人身安全事故的發生。
通過對自動化沖壓線各項技術的研究可以為公司后期新線的規劃及技術改造奠定堅實基礎。同時,公司作為國內汽車行業的典型代表,通過沖壓自動化先進技術的研究及應用,可以為同行業起到良好的示范作用,實現技術價值與投入之比的最大化。
沖壓畢業設計開題報告 4
一、背景、意義
模具是機械制造業中技術先進、影響深遠的重要工藝裝備,具有生產效率高、材料利用率高、制件質量優良、工藝適應性好等特點,被廣泛應用于汽車、機械、航天、航空、輕工、電子、電器、儀表等行業。2005年中國模具工業產值達到610億元,增長率保持在25%的高水平,行業的生產能力約占世界總量的10%,僅次于日本、美國而位列世界第三。我國沖壓模具產品的質量和生產工藝水平,總體上比國際先進水平低許多,而模具生產周期卻要比國際先進水平長許多[1]。
冷沖壓是在常溫下,利用沖模在壓力機上對板料或坯料施加壓力,使其產生塑性變形或分離,從而獲得零件所需的形狀、尺寸的一種壓力加工的方法[2]。利用沖壓模具生產可以保證產品的尺寸精度,使產品質量穩定,而且在加工中不破壞產品表面。用模具生產零部件可以采用冶金廠大量生產的廉價的軋制港胞或鋼帶為配料,且在生產中不需要加熱,具有生產效率高、質量好、重量輕、成本低且節約能源和材料等一系列優點[3]。而模具則是大批量生產同形產品的工具,是生產各種工業產品的重要工藝裝備。模具工業是國民經濟的基礎工業。目前,工業生產中普遍采用模具成形工藝方法,以提高產品的生產率和質量。冷沖壓技術的發展和模具技術的發展是相互促進,共同發展的。應該說,冷沖模具的研究和創新對于現代工業發展具有積極意義。隨著工業的迅速發展,產品對模具的要求越來越高,傳統的模具設計方法已無法適應產品更新換代和質量提高的要求。三維CAD/CAM系統的成功應用,使得計算機不再僅僅是設計過程中的繪圖工具,也是設計者進行空間思維的輔助工具。三維設計,已成為產品開發、模具設計及產品加工中這些薄弱環節的最有效的途經。
本課題以XXX廠產品的生產過程為案例,以Solidworks為工具,進行沖裁模、彎曲模和成形模的設計研究工作。以冷沖壓技術結合先進的CAD/CAM技術,進而提高提高生產率、減輕勞動強度和縮短模具的設計制造周期,進行壓力容器沖壓模具設計。具備了如下優點:
(1)冷沖壓技術與其他加工方法相比具有:冷沖壓操作工藝方便,便于組織生產,是一種高效低耗的加工方法,適合大批量生產。而且沖壓出的零件制品一般不需要進一步機械加工,互換性好,在耗費不大的情況下能獲得強度高、剛度大而重量輕的零件。
(2)課題結合模具CAD/CAM技術,產品的設計過程中直接由三維模型轉為二維圖,可大大縮短設計時間,提高設計效率和設計質量,且能夠較好地完成研制設計任務。同傳統的模具設計相比,它在提高生產率、保證產品質量,還是在降低成本、減輕勞動強度等方面,都具有很大優越性。
(3)隨著計算機技術的發展,計算機不再僅僅是設計過程中的繪圖工具,也是設計者進行空間思維的`輔助工具。課題結合三維技術并且使計算機運用到了生產設計的實踐中,有一定的創新性。
二、相關的最新成果及動態
從20世紀70年代至今,計算機逐漸進入了模具生產的設計、制造、管理等各個領域;輔助進行零件圖形輸入、毛胚展開、調料排樣、確定模具尺寸和標準、繪制裝配圖和零件圖、輸出NC程序等工作,使得模具設計、加工精度與復雜性不斷提高,模具制造周期不斷縮短。當前國際上計算機(CAD)和計算機輔助制造(CAM)的發展趨勢是:繼續發展幾何圖形系統以滿足復雜零件和模具的要求;在CAD和CAM的基礎上建立生產集成系統(CIMS);開展塑性成形模擬技術的研究,以提高工藝分析和模具CAD的理論水平和實用性;開發智能數據庫和分布式數據庫,開發專家系統和智能CAD等[4]。隨著工業技術和科學技術的發展和快速適應工業產品更新換代和提高質量的要求,發達國家從20世紀50年代就開始了模具CAD/CAM技術的研究。如美國通用汽車公司早在20世紀50年代就將CAD/CAM技術應用于汽車覆蓋件的設計與制造;20世紀70年代日本機械工程實驗室和日本旭光學工業公司分別開發了連續模設計系統MEL和沖空彎曲模系統PENTAX;1982年,日立公司研制了沖裁模CAD系統。到20世紀80年代,模具CAD/CAM技術已廣泛應用于冷沖模具的設計與制造[5]。
沖壓畢業設計開題報告 5
1、前言
模具,是以特定的結構形式通過一定方式使材料成型的一種工業產品,同時也是能成批生產出具有一定形狀和尺寸要求的工業產品零部件的一種生產工具。大到飛機、汽車,小到茶杯、釘子,幾乎所有的工業產品都必須依靠模具成型。用模具生產制件所具備的高精度、高一致性、高生產率是任何其它加工方法所不能比擬的。模具在很大程度上決定著產品的質量、效益和新產品開發能力。所以模具又有“工業之母”的榮譽稱號。
2、選題背景和意義
沖壓加工是利用安裝在沖壓設備上的沖模對材料施加壓力,使其產生分離或塑性變形,從而獲得一定尺寸、形狀和性能的零件加工方法。
材料、模具和沖壓設備是沖壓加工的三要素。
由于沖壓加工通常是在室溫下進行的,所以被稱為冷沖壓。沖壓加工不僅可以加工金屬板料、棒料和帶料,而且也可以加工非金屬材料和復合材料。由于沖壓加工的原材料一般為板料,所以也稱為板料沖壓。沖壓加工是壓力加工方法的一種,隸屬于材料成形工程技術,是機械制造中先進的加工方法之一。
沖壓加工與其他加工方法相比,具有以下特點。
操作簡單,易于實現自動化,并且具有較高的生產效率。
沖壓加工可以獲得其他加工方法不能或難以制造的形狀復雜、精度一致的制件,而且可以保證互換性。
沖壓過程耗能少、材料利用率高,加工成本低。沖壓加工不像切削加工那樣需要消耗很多能量、把大量金屬切成碎屑后獲得零件,材料的利用率一般可達70%~85%。
沖壓件剛性好、強度高、重量輕、表面質量好。沖壓加工過程中,材料表面不易遭受破壞,而且通過塑性變形還可以使制件的機械性能有所提高。
沖壓加工中所用的模具結構一般比較復雜、制造周期長、生產成本高,因此在小批量生產中受到限制。
沖壓件的精度主要取決于模具精度,如果零件的精度要求過高,用沖壓生產的方法就難以達到。
由于沖壓加工具有許多突出的優點,因此在工業生產中,尤其是大批量生產中得到廣泛應用。從精細的電子元件、儀表指針到汽車覆蓋件、高壓容器封頭以及航空航天器的蒙皮、機身等均需沖壓加工。據粗略統計,在汽車制造業中,有60%~70%的零件是采用沖壓工藝制成的,冷沖壓生產所占的勞動量為整個汽車工業勞動量的25%~30%。在機電及儀器、儀表生產中有60%~70%的零件是采用冷沖壓工藝來完成的。在電子產品中,沖壓件的數量約占零件總數的85%以上。在飛機、導彈、各種槍彈與炮彈的生產中,沖壓件所占的比例也相當大。人們日常生活中所用的金屬制品,沖壓件所占的比例更大,如鋁鍋、不銹鋼餐具、搪瓷盆等都是沖壓產品。占世界鋼產量60%~70%以上的板材、管材及型材,其中大部分是通過沖壓制成成品的。在許多先進的工業國家里,沖壓生產和模具工業得到高度的重視,例如美國和日本,模具工業的產值已超過機床工業,模具工業已成為重要的產業部門,而沖壓生產則成為生產優質先進機電產品的.重要手段。隨著工業產品的不斷發展和生產技術水平的不斷提高,不少過去用鑄造、鍛造、切削加工方法制造的零件,已被質量輕、剛度好的沖壓件所代替。可以說,沖壓加工已成為現代工業生產的重要手段和發展方向,是提高生產率、提高產品質量、降低生產成本、進行產品更新換代的重要保證。
模具技術未來發展趨勢主要是朝信息化、高速化生產與高精度化發展。因此從設計技術來說,發展重點在于大力推廣CAD/CAE/CAM技術的應用,并持續提高效率,特別是板材成型過程的計算機模擬分析技術。模具CAD、CAM技術應向宜人化、集成化、智能化和網絡化方向發展,并提高模具CAD、CAM系統專用化程度。
為了提高CAD、CAE、CAM技術的應用水平,建立完整的模具資料庫及開發專家系統和提高軟件的實用性十分重要。從加工技術來說,發展重點在于高速加工和高精度加工。高速加工目前主要是發展高速銑削、高速研拋和高速電加工及快速制模技術。高精度加工目前主要是發展模具零件精度1μm以下和表面粗糙度Ra≦0.1μm的各種精密加工。提高模具標準化程度,搞好模具標準件生產供應也是沖壓模技術發展重點之一。
為了提高沖壓模的壽命,模具表面的各種強化超硬處理等技術也是發展重點。
對于模具數字化制造、系統集成、逆向工程、快速原型/模具制造及計算機輔助應用技術等方面形成全方位解決方案,提供模具開發與工程服務,全面提
高企業水平和模具質量,這更是沖壓模技術發展的重點。
3、模具的發展及現狀
美國工業界認為“模具工業是美國工業的基石";日本稱模具工業為“進入富裕社會的原動力”;德國給模具工業冠以“金屬加工業中的帝王”稱號;歐盟一些國家稱“模具就是黃金”;中國模具權威稱“模具是印鈔機”。可見模具工業在世界各國經濟發展中所具有的重要地位,模具技術已成為衡量一個國家產品制造水平的重要指標之一。
自改革開放以來中國模具工業的發展速度令人矚目,且在技術力量、工藝裝備及管理水平方面得到了較快提高。但是,與美國、日本等發達國家相比還有很大差距,我國目前模具行業的現狀到底是什么樣子?
一、我國模具的生產從主要以傳統的、鉗工師傅為主導的技藝型手工生產方式,進入到了普遍采用數字化、信息化設計生產技術的現代化工業生產的時代。
二、我國制造的模具仍然以中低端產品為主,中高端模具產品仍然依靠國外的技術和進口。
三、我國模具產品結構比例基本合理:沖壓模所占比例約37%,塑料模約占43%,鑄造模(包含壓鑄模)約為10%,鍛模、輪胎模、玻璃模等等其他類模具占10%。
四、我國模具產業布局不平衡,主要集中于東南沿海地區,中西部模具產業還不成氣候。
五、缺乏具有自主創新能力的模具工程師。我國模具工程師的水平和素質普遍比較低,缺乏專業的模具工程師。
我國模具行業未來發展趨勢如何?
一、提高模具標準華水平和標準零件的使用率。學過《互換性與測量技術》的同學都知道,零件的標準化水平越高,互換性越好,它的設計周期就會越短,維護和維修就會越容易,使用壽命也就會越長。
二、開發優質模具材料。雖然我國是世界第一產鋼大國,但我們的模具鋼目前大部分還是依賴于進口,主要是由于我國生成的模具鋼雜質多、缺陷多,從而導致生產出來的模具精度降低。
三、銑削在模具加工中的應用。高速銑削在模具加工中正得以廣泛應用,主軸轉速一般4000-100000r/min,切削速度約為40m/min,其工作效率是傳統加工方法的5-10倍。高速銑削時工件溫升小,表面沒有變質層和微裂紋,熱變形小。可以得到高精度、高表面質量的工件。
四、研究和應用模具的高速測量技術和逆向工程。逆向工程就是利用三坐標測量機、激光掃描技術、CCD技術收集工件表面的原始數據,通過軟件進行數據處理,再利用UG、Pro/E等三維軟件建模得到其模型的過程。
五、加快模具行業的創新升級。創新應從理念、技術、管理、制度等方面入手,升級應包括產品水平、技術水平、管理水平、營利水平及提高勞動生產率等多個方面。同時,注意處理好創新與引進的關系。
六、“產學研、政企校”聯盟,重視人才培訓。產學研結合有利于盡快創出成果并將其產業化。人才培訓不單是學校的事,真正的好企業應在內部建立完善的培訓體制。加強校企結合、廠校掛鉤,在企業建立學生實習基地,在學校建立職工培訓基地等模式,都已經被證明是培訓人才的有效方式。
我國模具行業的整體水平雖然比較低,但是我國模具行業的發展空間還十分開闊,發展前景一片光明。我堅信我國模具行業經過段時間的“陣痛”之后,必將迎來新的生機,最終走向世界模具行業的前列,成為真正的模具制造強國。
4、設計題目
題目:墊圈落料、拉深復合模模具設計
零件圖如下圖所示,材料為08鋼,厚度1.5mm,大批量生產。
5、設計內容
1、設計計算任務
(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)(1)(2)(3)(4)要求:
產品的沖壓工藝性分析;沖壓工藝方案分析與確定;排樣設計及材料利用率計算;沖壓工藝設計計算;沖壓設備選型;
模具主要結構設計及計算;模具關鍵工作零件制造工藝設計。模具總裝配圖;模具零件圖;
模具總成三維圖(可選);模具主要零件三維圖。
繪制A2手工圖一張,上模板、下模板或凹模固定板等尺寸相對除手工圖外,所有繪圖均需同時繪制草圖和電子圖;
2、繪圖任務
較大零件:(3)(4)草圖繪制可不嚴格成比例,但需用繪圖儀器繪制,主要結構須電子圖和手工圖的圖紙量總和不少于折合5張A1。清晰明了,主要尺寸須標注;
6、進度安排
第一周、第二周
實習;
實習;
完成畢業實習報告;
明確設計任務,查找相關文獻資料,撰寫開題報告;
完成外文翻譯;方案論證,確定方案;
第三周
第四周
第五周
第六~九周
模具結構設計及相關零件尺寸計算;
第十周~十二周繪圖;
第十三、四周撰寫畢業設計說明書及相關技術文件;
第十五周提交畢業設計、答辯資格評審;
第十六周畢業答辯。
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