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开题报告
毕业设计(论文)开题报告
题目:
A型电位器外壳的成型工艺与模具设计
学院:
机械工程学院
专业:
材料成型及控制工程
学生姓名:
学号:
指导老师:
2013年月日
毕业设计(论文)开题报告
1.文献综述:
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2500字以上的文献综述,文后应列出所查阅的文献资料。
文献综述
0引言
1多工位级进模的研究现状
多工位级进模是在普通级进模的基础上发展起来的一种高精度、高效率、长寿命的模具,是技术密集型模具的重要代表,是冲模发展方向之一。
这种模具除进行冲孔落料工作外,还可根据零件结构的特点和成形性质,完成压筋、冲窝、弯曲、拉深等成形工序,甚至还可以在模具中完成装配工序。
冲[1]压时,将带料或条料由模具入口端送进后,在严格控制步距精度的条件下,按照成形工艺安排的顺序,通过各工位的连续冲压,在最后工位经冲裁或切断后,便可冲制出符合产品要求的冲压件[2]。
为保证多工位级进模的正常工作,模具必须具有高精度的导向和准确的定距系统,配备
自动送料、自动出件、安全检测等装置。
所以
工位级进模与普通冲模相比要复杂,具有如下特点:
(1)在一副模具中,可以完成包括冲裁,弯曲,拉深和成形等多道冲压工序;减少了使用多副模具的周转和重复定位过程,显著提高了劳动生产率和设备利用率[3]。
(2)由于在级进模中工序可以分散在不同的工位上,故不存在复合模的“最小壁厚”问题,设计时还可根据模具强度和模具的装配需要留出空工位,从而保证模具的强度和装配空间[4]。
(3)多工位级进模通常具有高精度的内、外导向(除模架导向精度要求高外,还必须对细小凸模实施内导向保护)和准确的定距系统,以保证产品零件的加工精度和模具寿命[5]。
(4)多工位级进模常采用高速冲床生产冲压件,模具采用了自动送料、自动出件、安全检测等自动化装置,操作安全,具有较高的生产效率。
目前,,世界上最先进的多工位级进模工位数多达50多个,冲压速度达1000次/分以上。
(5)多工位级进模结构复杂,镶块较多,模具制造精度要求很高,给模具的制造、调试及维修带来一定的难度。
同时要求模具零件具有互换性,在模具零件磨损或损坏后要求更换迅速,方便,可靠。
所以模具工作零件选材必须好(常采用高强度的高合金工具钢、高速钢或硬质合金等材料),必须应用慢走丝线切割加工、成型磨削、坐标镗、坐标磨等先进加工方法制造模具[6]。
(6)多工位级进模主要用于冲制厚度较薄(一般不超过2mm)、产量大,形状复杂、精度要求较高的中、小型零件。
用这种模具冲制的零件,精度可达IT10级。
2多工位级进模的发展趋势
随着与国际接轨的脚步不断加快,市场竞争的日益加剧,人们已经越来越认识到产品质量、成本和新产品的开发能力的重要性近年来许多模具企业因此加大了用于技术进步的投资力度,一些国内模具企业已普及了二维CAD,并陆续开始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS等国际通用软件,个别厂家还引进了Moldf随着与国际接轨的脚步不断加快,市场竞争的日益加剧,人们已经越来越认识到产品质量、成本和新产品的开发能力的重要性[7]。
近年来许多模具企业因此加大了用于技术进步的投资力度,一些国内模具企业已普及了二维CAD,并陆续开始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS等国际通用软件,个别厂家还引进了Moldflow等CAE软件,并成功应用于多工位级进模的设计中。
目前,以汽车覆盖件模具为代表的大型冲压模具的制造技术已取得很大进步,东风汽车公司模具厂、一汽模具中心等模具厂家已能生产部分轿车覆盖件模具。
此外,许多研究机构和大专院校开展模具技术的研究和开发,在模具CAD/CAE/CAM技术方面取得了显著进步。
例如,吉林大学汽车覆盖件成型技术所独立研制的汽车覆盖件冲压成型分析KMAS软件,华中理工大学模具技术国家重点实验室开发的注塑模、汽车覆盖件模具和级进模CAD/CAE/CAM软件,上海交通大学模具CAD国家工程研究中心开发的冷冲模和精冲研究中心开发的冷冲模和精冲模CAD软件等[8]。
而多工位级进模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[9]。
专家认为,未来多工位级进模具制造技术有以下几大发展趋势:
(1)全面推广CAD/CAM/CAE技术模具CAD/CAM/CAE技术是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[10]。
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年来发展的高速铣削加工,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[11]。
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、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,大大缩短了模具的在研制制造周期。
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,相信在“十五”期间将发挥更大的作用。
(4)电火花铣削加工电火花铣削加工技术也称为电火花创成加工技术,这是一种替代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作三维或二维轮廓加工像数控铣一样,因此不再需要制造复杂的成型电极,这显然是电火花成形加工领域的重大发展[12]。
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。
国外发达国家一般为80左右。
(6)优质材料及先进表面处理技术选用优质钢材和应用相应的表面处理技术来提高模具的寿命就显得十分必要。
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;有质量监测控制系统。
3级进模结构对模具加工设备的要求
级进模由于加工精度要求较高国外大都采用坐标磨床,慢走丝线切割机床等加工国内大多数厂家并不具备这些先进的高精度加工及检测设各[13]。
在这样情况下,我们认为,一方面要呼吁有厂家积极研制生产精度较高、适用不终是最先进的、价格适中的坐标磨床,模具磨床等精密加工机床,另一方面的,模具设计、制造者应立足于现有普通设备条件,积极实行生产匝芑概念上的转变,努力发展级进模生产。
在目前的阶段,在结构设计上应注意加工工艺性方面的选择
4CAD软件发展前景
总体上来讲,在经历了初期的概念形成、中期的应用优化阶段之后,CAD软件已经步入了一个相对稳定的发展期。
CAD软件的基本功能特性已经成形,在没有出现革命性的新技术或是颠覆性的技术需求的情况下,主流CAD软件已经很难产生大的改变。
很多人会谈到三维化等新理念,的确,前几年兴起的三维化代表了新的发展方向,也取得了重大的创新成果。
但随着各大CAD厂商陆续推出三维CAD软件,再加上三维CAD软件在很多实际应用中表现的不如预想中的诱人,我们可以预见,CAD软件的三维技术在2012年会更贴近实用性,而不会在技术理念上有大的突破。
尽管如此,机械CAD软件的创新步伐仍不会停止,只是这种创新将更多的集中在细节的设计或是人性化功能的设定上。
所以,市场上的主流CAD软件商如AutoDisk、浩辰CAD、中望CAD等依然会陆续推出进行小幅改进的新产品版本。
如浩辰CAD早在2011年的年底就发布了浩辰CAD2012版,其增加了动态块、超级填充等新功能。
国产CAD软件的崛起应该算是最近十年来最值得关注的趋势之一,在CAD软件推出之初,国产CAD软件无论从从性能上还是操作上来说都乏善可陈,因此也一直落后于国外CAD软件。
但是,与一些工业产业需要雄厚技术基础支撑不同的是,软件产业是一个在技术上相对容易取得突破的产业,后来者可以实现高速的发展。
近几年来,以浩辰CAD为代表的国内优秀CAD软件获得巨大的进步,在性能上已经基本相当于国外同类产品。
而在衡量一款CAD软件优秀程度的人性化、本土化等指标上,国产CAD厂商由于更能实际了解客户需求,反而能占据更大的优势。
例如:
针对国内CAD软件版本繁多的情况,国产CAD软件普遍强调了兼容性,而国外CAD软件则关注较少;针对国内市场的独特需求,国产CAD软件开发了众多应用于专业设计领域的产品,如建筑CAD、暖通CAD等,在适应力方面超过了国外CAD软件。
而数据也间接证明了我们的这一推断,根据XX、谷歌等主流搜索引擎的统计数据,国产CAD软件的网民关注度在最近的两年中大幅提高,对“CAD软件”、“CAD下载”等关键词的搜索指数由原来的不足国外CAD软件的一半转而实现了赶超。
其中,浩辰CAD的搜索指数提升最快,并在2011年年末超越了国外CAD。
随着国产CAD软件产业的进一步提升,我们有理由相信,国产CAD软件的市场份额将在2012年有进一步的提升。
5CAE软件发展前景
CAE软件的作用、发展趋势以及如何发展我国的CAE软件产业软件的作用、工程和制造企业的生命力在于工程和产品的创新,对于企业家和工程师来说,实现创新的关键,除了创新的思想和理念之外,就是采用最现代化的设计工具和技术手段,即先进可靠的CAE软件。
CAE技术不仅可以在大型复杂的工程和产品的研发中发挥技术支撑作用,例如三峡工程、青藏铁路、飞机、舰船等,而且可以在日用家电等普通工业产品和零部件的自主研发中担当重要的角色。
基本概念CAE应该包括计算机辅助于工程和产品研发的所有方面,但是传统的CAE主要指用计算机对工程和产品的功能、性能与安全可靠性进行计算分析;进而扩充到对未来产品的工作状态和运行行为进行模拟仿真,及早发现设计缺陷,改进和优化设计方案,证实未来工程和产品的可用性与可靠性;并对工程的施工过程和产品的加工、成型过程进行模拟仿真,优化工艺流程,提高工程或产品的质量和生产效率。
CAE是一种迅速发展中的信息技术,是实现对工程和产品进行计算分析、模拟仿真,对设计方案和制造工艺进行优化的工程软件;是支持工程师进行创新设计的最重要的工具和手段,也是工程科学家进行科学和技术研究的三大手段之一。
它可以帮助科学家揭示用物质实验手段尚不能揭示或很难揭示的科学奥秘和科学规律;同时,它也是应用科学家的研究成果(包括:
理论、方法和科学数据)的归属之一,做成软件和数据库,加入到CAE软件中,构成推动工程和产品创新的最新生产力。
CAE的发展趋势计算机及其信息技术的飞速发展为CAE提供了强有力的技术支撑,计算数学、计算力学、计算工程科学和工程管理学的发展为CAE提供了新的科学知识,大型复杂工程建设和创新产品的研发则为CAE提供了强大的动力。
未来十年间,伴随着航空航天、生物医学、信息技术等高科技及其产品的发展,CAE软件无论在功能上、还是性能上,都将会迅速增强与扩展。
6结束语
级进模是复杂冲压零件冲压的重要方案,对工业发展有这重要的意义。
软件的发展也为级进模的设计提供便利,在这次毕业设计中,我了解了设计级进模的方法、步骤以及注意的事项,对我以后的工作有很大的帮助。
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毕业设计(论文)开题报告
2.开题报告:
一、课题的目的与意义;二、课题发展现状和前景展望;三、课题主要内容和要求;四、研究方法、步骤和措施
开题报告
一、课题的目的与意义
冲压工艺是一种先进的金属加工方式,具有生产效率高、生产料利用率高、生产成本低等特点适合大量生产。
但是就单工序的冲压工序而言,生产率低,而且钣金零件不能太复杂,否则就需要很多副单工序模具才能完成。
如果采用级进模进行生产,就可以改变这种状况。
级进模的特点是:
生产率高、生产周期短、操作人员少,非常适大量生产。
冲压级进模是在条料的送料方向上,具有两个以上的工位,并在压力机一次行程中,在不同的工位上完成两道或两道以上的冲压工序的冲模。
它在一副模具上的不同区域完成多道冲压成型工序的一种精密、高效、复杂的冲压模具,在一副模具内可以完成零件的冲裁、翻边、弯曲、拉深、立体成形等工艺。
级进模是多工序冲模,在一副模具内,可以包括冲裁、弯曲、成形和拉深等多种多道工序,具有比复合模更高的劳动生产率,也能生产相当复杂的冲压件;级进模操作安全,因为人手不必进入危险区域;级进模设计时,工序可以分散。
不必集中在一个工位,不存在复合模中的“最小壁厚”问题。
因而模具强度相对较高,寿命较长。
级进模易于自动化,即容易实现自动送料,自动出件,自动叠片;级进模可以采用高速压力机生产,因为工件和废料可以直接往下漏;使用级进模可以减少压力机,减少半成品的运输。
车间面积和仓库面积可大大减小。
但级进模结构复杂,制造精度高,周期长,成本高。
因为级进模是将工件的内、外形逐次冲出的,每次冲压都有定位误差,较难稳定保持工件内、外形相对位置的一次性。
但精度高的零件,并非全部轮廓的所有内、外形相对位置要求都高,可以在冲内形的同一工位上,把相对位置要求高的这部分轮廓同时冲出,从而保证零件的精度要求。
随着现代生活节奏的加快,科技进步日新月异,激烈的竞争要求企业更快地将产品推向市场。
CAD/CAM/CAE技术是提升产品性能、加快产品研发过程、提高效益的有效手段。
近几十年来,各国基于CAX技术相继开发了许多大型通用程序,如AutoCAD、CATIA、UG等。
AutoCAD是业界应用最广泛,功能最强大的通用型辅助设计绘图软件,主要用于二维绘图,也具备有三维建模能力。
另外,UG软件是当前世界上最先进和紧密集成的、面向制造业的CAX高端软件,是知识驱动自动化技术领域中的领先者。
该软件的功能覆盖了整个产品的开发过程,即覆盖了从概念设计、功能工程、工程分析、加工制造到产品发布的全过程,在航空、汽车、机械、电器电子等各工业领域的应用非常广泛。
由于这些技术的发展和本身具有的优点,使级进模作为一种高效、精密的模具,其作用也日益显著并得到广泛的应用。
二、课题发展现状和前景展望
精通过运用模具cad/cam技术,模具设计品质得以提高,模具设计时间进一步缩短,推动了模具结构的优化,促进形成规范化、典型化、系列化、标准化的体模具制造技术实现了数控化,通过对数控铣床、数控加工中心、数控低速走丝线切割机、数控电火花加工机、数控平面磨床、数控内外圆磨床、数控坐标磨床、数控光学曲线磨床等精密数控设备的灵活运用,构建形成了加工精密多任务位级进模零件的主要手段和技术,这不仅保证了模具制造精度和品质,同时也缩短了模具制造周期。
标志冲模技术先进水平的精密多任务位级进模,具有结构复杂、制造难度大、精度高、寿命长和生产效率高等特点,是我国重点发展的精密冲模。
而从精密多任务位级进模的冲制件来看,包括电机铁芯片级进模、空调器翅片级进模、集成电路引线框架级进模、电子连接器级进模、彩管电子枪零件级进模、汽车零件级进模、家电零件级进模等。
可以说,冲制件覆盖了电子、通讯、汽车、机械、电机电器、仪器仪表和家电等产品范畴。
从当前国内制造的精密多任务位级进模的水平分析,在模具的技术含量、制造精度、
使用寿命和制造周期等方面均获得了明显进步。
其中,部分高档优质模具的总体水平与
国际同类模具水平相当。
三、课题主要内容和要求
本次设计的内容是A型电位器外壳带料连续拉深多工位级进模。
采用带料连续拉深主
要考虑两点:
一是这种冲压工艺方案适合于生产用普通拉深方法难以操作的小型空心件:
二是所给材料在不进行中间退火的情况下,允许的总拉深系数应小于零件成形需要的总
拉深系数,否则,不能用带料连续拉深。
(1)零件图如下:
零件及工艺分析:
上图所示是A型电位器外壳,材料08F,料厚0.5MM。
具体步骤分为:
1、零件的展开计算与排样2、总体结构设计:
主要有冲压凸凹模设计,还有上下模座,上下垫板等的设计。
3、定位导正机构的设计:
主要有导柱导套及小导柱小导套的选择。
4、卸料装置的设计:
主要有卸料板5、绘制模具结构草图6、用CAD
绘制装配图及零件的三维视图。
四、研究方法、步骤和措施
1级进模的研究方法有:
(1)人工研究方法
(2)计算机研究方法
(1)人工研究方法:
级进模设计一般包括冲压工艺设计条料排样和模具结构设计两大部分。
其中模具结构设计过程为根据条料排样图确定模架尺寸生成模具总体结构图然后以条料排样图为依据交互的进行嵌块、冲裁凸凹模、拉深凸凹模、成型凸凹模等工件的设计最后再根据具体情况设计辅助装置如顶料装置、卸料装置等或调用所需的各种标准件。
由级进模的结构特点可以看出级进模中存在大量的典型结构和标准件。
所谓典型结构是指由一组零部件组合在一起可完成特定功能的子装配体如辅助装置的典型结构、工作部件典型结构等。
标准件则可作为典型结构的特例。
对一个企业而言这些典型结构是可标准化的。
因此采用标准化处理技术可预先将这些典型结构以参数化的方式存储在一典型结构库中然后在设计过程中直接调用从而可极大地简化设计过程提高设计效率。
(2)计算机研究方法:
用UG、PRO/E对模具进行绘制,对模型进行建模,然后转成AUAOCAD对模具工程图进行标注,然后生成图纸。
2.步骤
(1)对A型电位器壳进行审核,并绘制出零件的二维图和三维图。
(2)查找与设计过程的相关的中、外文献资料,对国内外钣金件的成形工艺与方法进行分析、探讨,对A型电位器壳的成形方案进行论证,并写出文献综述、开题报告。
(3)对A型电位器壳进行成形壳进行成形工艺分析,确实最佳成形工艺方案,并进行必要的工艺计算。
(4)根据所确定的成形设计模具,并绘制模具总装配图、零部件图、要求用电脑绘制出所以图纸,并且图纸规范、图面清晰。
(5)对设计过程进行总结、对所以设计的模具进行可行性分析并撰写设计说明书。
3.问题及处理方法:
3.1拉伸模常出现的问题:
(1)壁破裂
这种缺陷一般出现在方筒角部附近的侧壁,通常,出现在凹模圆角半径(rcd)附近。
在模具设计阶段,一般难以预料。
即倒W字形,在其上方出现与拉深方向呈45°的交叉网格。
交叉网格象用划线针划过一样,当寻找壁破裂产生原因时,如不注意,往往会看漏。
它是一种原因比较清楚而又少见的疵病。
方筒拉深,直边部和角部变形不均匀。
随着拉深的进行,板厚只在角部增加。
从而,研磨了的压边圈,压边力集中于角部,同时,也促进了加工硬化。
为此,弯曲和变直中所需要的力就增大,拉深载荷集中于角部,这种拉深的行程载荷曲线载荷峰值出现两次。
第一峰值与拉深破裂相对应,第二峰值与壁破裂相对应。
就平均载荷而言,第一峰值最高。
就角部来说,在加工后期由于拉深载荷明显地向角部集中,在第二峰值就往往出现壁破裂。
与碳素钢板(软钢板)相比较,18—8系列不锈钢由于加工硬化严重,容易发生壁破裂。
即使拉深象圆筒那样的均匀的产品,往往也会发生谄屏选
原因及消除方法
(1)制品形状。
①拉深深度过深。
由于该缺陷是在深拉深时产生的,如将拉深深度降低即可解决。
但是必须按图纸尺寸要求进行拉深时,用其他方法解决的例子也很多。
②rd、rc过小。
由于该缺陷是在方筒角部半径(rc)过小时发生的,所以就应增大rc。
凹模圆角半径(rd)小而进行深拉深时,也有产生壁破裂的危险。
如果产生破裂,就要好好研磨(rd),将其加大
(2)冲压条件。
①压边力过大。
只要不起皱,就可降低压边力。
如果起皱是引起破裂的原因,则降低压边力必须慎重。
如果在整个凸缘上发生薄薄的折皱,又还在破裂地方发亮,那就可能是由于缓冲销高度没有加工好,模具精度差,压力机精度低,压边圈的平行度不好及发生撞击等局部原因。
必须采取相应措施。
是否存在上述因素,可以通过撞击痕迹来加以判断,如果撞击痕迹正常,形状就整齐,如果不整齐,则表明某处一定有问题。
②润滑不良。
加工油的选择非常重要。
区别润滑油是否合适的方法,是当将制品从模具内取出来时,如果制品温度高到不能用手触摸的程度,就必须重新考虑润滑油的选择和润滑方法。
在拉深过程中,最重要的因素之一是不能将润滑油的油膜破裂。
凸模侧壁温度上升而使材料软化,是引起故障的原因。
因此,在进行深拉深时,要尽量减少拉深引起的磨擦,另外,还需要同时考虑积极的冷却方案。
③毛坯形状不当。
根据经验,在试拉深阶段产生壁破裂时,只要改变毛坯形状,就可消除缺陷,这种实例非常多。
拉深方筒时,首先使用方形毛坯进行拉深,rd部位如果产生破裂,就对毛坯四角进行切角。
在此阶段,如果发生倒W字形破裂和网格疵病,则表示四角的切角量过大。
切角的形状,如
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