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畢 業(yè) 設(shè) 計 開 題 報 告 課題名稱 目 錄 一、 課題概述 .......................................................................................................................... 1 1.1 課題來 源 ................................................................................................................... 1 1.2 課題研 究的目的 ....................................................................................................... 1 1.3 課題研 究的意義 ....................................................................................................... 1 二、 國內(nèi)外行 業(yè)現(xiàn)狀以及前景分析 ...................................................................................... 2 2.1 國內(nèi)外 產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀 ....................................................................................................... 2 2.2 對模具 行業(yè)前景預(yù)測 ............................................................................................... 3 三、模具設(shè)計方 案選擇及分析 ................................................................................................ 4 3.1 模具零 件工藝性分析 ............................................................................................... 4 3.2 模具方案 設(shè)計 .............................................................................................................. 5 3.3 方案可 行性選擇 ....................................................................................................... 7 四、 對模具預(yù) 計達(dá)到的要求和預(yù)計的關(guān)鍵技術(shù) .................................................................. 8 4.1 對模具 預(yù)計的要求 ................................................................................................... 8 4.1.2 技 術(shù)指標(biāo) ........................................................................................................ 8 4.2 預(yù)計的 關(guān)鍵技術(shù) ....................................................................................................... 9 五、畢業(yè)設(shè)計進(jìn) 展計劃 .......................................................................................................... 10 參考文獻(xiàn) .................................................................................................................................. 11 一 、 課題概述 1.1 課題來源 本課題來 自東風(fēng)越野車股份有限公司，最終形成對側(cè)圍密封梁拉延模具的進(jìn)行計算 機(jī)輔助設(shè)計， 實現(xiàn)模具三維數(shù)字化設(shè)計與虛擬裝配進(jìn)行三維數(shù)字化設(shè)計。 1.2 課題研究的目的 為了實現(xiàn) 汽車零部件量產(chǎn)化，提高企業(yè)生產(chǎn)加工效率，形成一套固有且自動化產(chǎn)業(yè) 設(shè)備為形勢所 逼。針對越野車側(cè)圍密封梁拉延模具，進(jìn)行數(shù)字 化設(shè)計，形成一套對側(cè)位 密封梁進(jìn)行拉 延的自動化設(shè)備，從而提高生產(chǎn)效率，獲得高質(zhì)量產(chǎn)品，提高生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性。 1.3 課題研究的意義 經(jīng)過相關(guān) 技術(shù)人員介紹，目前在運用的設(shè)備主要由以下幾 個方面的不足：①模具生 產(chǎn)周期比較長，工作較為復(fù)雜，有部分工序可以一步完成，用是不會影響產(chǎn)品質(zhì)量。對 其進(jìn)行適當(dāng)?shù)?改進(jìn)可以提高生產(chǎn)效率，創(chuàng)造更多的價值。②設(shè) 備性能單一，并沒有做到 一物多用的功 能。 經(jīng)過上述分析 ，對原有的拉延模具改造是大勢所趨，只有這樣才能適應(yīng)社會發(fā)展潮 流。通過對模具進(jìn)行綜合分析，來提高其效率以及提升其功能，從而縮短生產(chǎn)周期，提 升產(chǎn)品質(zhì)量， 創(chuàng)造更大的生產(chǎn)效益。 1 湖 北 汽 車 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計（開題 報告） 二、 國內(nèi)外行 業(yè)現(xiàn) 狀以及 前景分析 2.1 國內(nèi)外產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀 現(xiàn)在，模具技術(shù)已成為衡量一個國家產(chǎn)品制造水平的重要標(biāo)志之 一。沒有高水平的 模具就沒有高 水平的產(chǎn)品已成為共識。就工程制造而言，由于世界各國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展 和國民生活水 準(zhǔn)的大大提高，人們對汽車、家用電器、住宅等的需求與日俱增，促進(jìn)了 拉延技術(shù)的快 速發(fā)展，同時也就對模具技術(shù)提出了更高的要求。 國內(nèi)外模 具工業(yè)的發(fā)展與現(xiàn)狀歐美和日韓等發(fā)達(dá)地區(qū)的模具工業(yè)起步較早，擁有比 較先進(jìn)的生產(chǎn) 管理技術(shù)及經(jīng)驗，值得我們國內(nèi)模具行業(yè)學(xué)習(xí)和借鑒。在歐美，許多模具 企業(yè)將高新技 術(shù)應(yīng)用于模具的設(shè)計和制造，主要體現(xiàn)在： （1）充分發(fā) 揮了信息技術(shù)帶動和提升模具工業(yè)的優(yōu)越性； （2）高速切削、五軸高速加工技術(shù)基本普及，大大縮減制模周期，提高企業(yè)的市場 競爭力； （3）快速成 形技術(shù)和快速制模技術(shù)得到普遍應(yīng)用； （4）從事模 具行業(yè)的人員精簡，一專多能，一人多職，精益生產(chǎn)； （5）模具產(chǎn)品 專業(yè)化，市場定位準(zhǔn)確； （6）采用先 進(jìn)的管理信息系統(tǒng)，實現(xiàn)集成化管理； （7）工藝管理先進(jìn)、標(biāo)準(zhǔn)化程度高。日本模具加工的 未來發(fā)展方向主要表現(xiàn)為無人 手修模、無放 電加 工、加工時間縮短等方面。 中國雖然 在很早以前就制造模具和使用模具，但一直未形 成產(chǎn)業(yè)。由于長期以來模 具制造一 直作 為保證 企業(yè)產(chǎn) 品生產(chǎn)的手 段被視 為生 產(chǎn)后方 。因此一直 發(fā)展緩 慢。1984 年成立了中國 模具工業(yè)協(xié)會，1987 年模具首次被列入機(jī)電產(chǎn)品目錄，當(dāng)時全國共有生產(chǎn) 模具的廠點約 6 000 家?？偖a(chǎn)值約 30 億元。隨著中國改革開放的日益深入，市場經(jīng)濟(jì) 進(jìn)程的加快，模具及其標(biāo)準(zhǔn)件、配套件作為產(chǎn)品，制造 生產(chǎn)的企業(yè)大量出現(xiàn)，模具產(chǎn)業(yè) 得到快速發(fā)展。在市場競爭中，企業(yè)的模具生產(chǎn)技術(shù)提高很快，規(guī)模不斷發(fā)展，提高很 快。20 世紀(jì) 90 年代 以來，中國在汽車行業(yè)的模具設(shè)計制造中開始采用 CAD／CAM 技術(shù)。 國家科委 863 計劃將東風(fēng)汽車公司作為 CIMS 應(yīng)用示范點，在模具和設(shè)計制造中得到了 實際應(yīng)用，取 得顯著效益。 2 湖 北 汽 車 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計（開題 報告） 2.2 對模具行業(yè)前景預(yù)測 2.2.1 繼續(xù)全 力推廣 CAD/CAE/CAM 的發(fā)展，其將在模具行業(yè)發(fā)揮越來越重要的作用。 2.2.2 模具檢 測設(shè)備向精密、高效和多功能發(fā)展。 2.2.3 一體化 加工是目前正在發(fā)展的新技術(shù)。 2.2.4 模具工 業(yè)新工藝、新理念和新模式 等創(chuàng)新思維將帶領(lǐng)模具行業(yè)達(dá)到下一個巔 峰。 3 湖 北 汽 車 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計（開題 報告） 三、模 具設(shè) 計方案 選擇及分 析 3.1 模具零件工藝性分析 東風(fēng)越野車側(cè) 圍密封梁如下圖圖 1 所示 圖 1 根據(jù)公東 風(fēng)越野車股份有限公司加工方案，加工分三步：1.拉延成型 2.修邊沖孔 3. 側(cè)修邊沖孔。 在這我們 主要討論其第一步加工步驟——拉延模具設(shè)計。它在結(jié)構(gòu)上的主要特征有 凸模、凹模、 壓邊圈，除此之外還必須有導(dǎo)向裝置、卸料裝置、定位器、平衡塊、墊塊 以及其它一些 非結(jié)構(gòu)特征。同時還要從其經(jīng)濟(jì)性角度出發(fā)，綜合考慮，設(shè)計出最佳方案， 從而提高產(chǎn)品 質(zhì)量以及創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益。 4 湖 北 汽 車 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計（開題 報告） 3.2 模具方案設(shè)計 1—上模座 2— 定位器 3—下模座 4—限位器 5—卸料螺釘 6—彈簧 7— 螺栓 8—凸模 9—銷釘 10—壓邊圈 11—托桿 12—導(dǎo)板 方案一 ：采用單動拉延模具。單動壓力 機(jī)的壓邊力是通過 凹模下行時作用在壓邊圈上的 反作用力提供 的。一般采用倒裝拉深。單動壓力機(jī)成形，凸模和壓邊圈在下，凸模直接 安裝在工作臺 上，壓邊圈則使用壓力機(jī)下面的頂出缸，通過頂桿獲得所需的壓料力。 單動拉延 的優(yōu)點在于：模具結(jié)構(gòu)簡單。制造容易、成本低。 缺點是： 拉延深度有限、壓邊力難以控制、對復(fù)雜零件的成形難以保證。 5 湖 北 汽 車 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計（開題 報告） 方案二：采用雙 動拉延模具。雙動壓力機(jī)能通過單獨的機(jī)構(gòu)提供壓邊力。正裝拉深。采 用雙動壓力機(jī) 成形，凸模和壓邊圈在上，凸模安裝在內(nèi)滑塊上，壓邊圈安裝在外滑塊上， 成形時外滑塊 首先下行，壓邊圈將毛坯緊緊壓在凹模面上，然 后內(nèi)模塊下行，凸模將毛 坯引伸到凹模 腔內(nèi)，毛坯在凸模、凹模和壓邊圈的作用下進(jìn)行大塑性變形。 雙動拉延 的優(yōu)點在于：拉延深度大，壓邊力大而穩(wěn)定，且易于調(diào)整，能獲得很大的 拉深成形力， 壓力波動小。 缺點是： 模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造難度大、成本高。 6 湖 北 汽 車 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計（開題 報告） 3.3 方案可行性選擇 采用單動 拉延模具。在早期對于大型汽車覆蓋件，為保證產(chǎn)品質(zhì)量，拉延一般都設(shè) 計成雙動，采 用雙動壓力機(jī)拉延。但是 經(jīng)過多年的發(fā)展， 由于氮氣 罐等裝 置的出現(xiàn)， 隨著壓力機(jī)性 能和工藝設(shè)計水平的提高，目前單動壓機(jī)已經(jīng)完 全滿足以上要求，并且沖 壓效率更高，能耗更低，壓機(jī)結(jié)構(gòu)更簡單，安裝 維護(hù)更方便。同時由于單動壓力機(jī)還具 有可以降低模 具結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，能提供變壓邊力，且?guī)в歇毩⒌膲毫ω?fù)反饋補償通路、 壓力波動范圍 小、價格便宜等優(yōu)點，所以此次方案考慮單動拉延模具。 7 湖 北 汽 車 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計（開題 報告） 四、 對模 具預(yù) 計達(dá)到的要求和預(yù)計 的關(guān)鍵 技術(shù) 4.1 對模具預(yù)計的要求 （1）凸凹模 是模具上的關(guān)鍵零件，不但精密而且復(fù)雜，它應(yīng)有足夠的強度和硬度， 不能在拉延過 程中斷裂或破壞。凸凹模的材料為鉬鉻鑄鐵，對其材料及熱處理應(yīng)有適當(dāng) 要求，防止硬 度太高而脆裂。 （2）模具要有恰當(dāng)?shù)拈]合高度，應(yīng)滿足用戶壓床要求，為使模具正常工作，閉合高 度必須與沖床 的閉合高度相適應(yīng)，應(yīng)介于最大與最小閉合高度之間。 （3）導(dǎo)向零件的作用是保證凸凹模在沖壓工作時有精確的配合間隙。導(dǎo)柱設(shè)在下模 座，應(yīng)安排在 遠(yuǎn)離壓料圈的部位，使操作者的手臂不用越過導(dǎo)柱送取料。 （4）螺釘、螺母等緊固、彈性零件采用標(biāo)準(zhǔn) 件，選用時在保證緊固和彈性頂出功能 同時，為避免碰傷人手和妨礙操作，應(yīng)避免緊固件暴露在外表面操作位置上。防止碰傷 人手和妨礙操 作。 （5）定位零 件定位器是確定坯料安放位置的零件，設(shè)計時應(yīng)考慮操作方便。 （6）支承及夾持 零件它包括上下模座等；上下模座是拉延模的基礎(chǔ)零件；其他各種 零件都分別安裝固定在上面。模座的平面尺寸應(yīng)與 制件相適應(yīng)。 （7）托桿應(yīng) 具有足夠的頂出力，運動要有限位。 4.1.2 技術(shù)指標(biāo) （1）型面精 度±0.5mm。 （2）上模座 的材料為鉬鉻鑄鐵、下模座的材料為 HT300 ，其上未注明圓角半徑尺寸 為 R3～5mm，裝配 前倒去除工作零件的工作部分外所有棱邊。 （3）凸凹材 料均為鉬鉻鑄鐵, 圖中未注明倒角 C5-10，未注明圓角 R5-10，未注公 差尺寸的極限 偏差按 GB1804—79 規(guī)定的 IT14 級。 （4）導(dǎo)柱和 導(dǎo)套材料為 45#,HRC58-62。 （5）托桿、 內(nèi)六角螺釘、圓柱銷等均選用標(biāo)準(zhǔn)件。 （6）粗糙度 要求：型面、滑動面 0.8μ m；剛結(jié)合面 1.6μ m；與零件不附著的加工 面 6.3μ m；不需要機(jī)械加工的按鑄件表 面要求；凸凹模、壓邊圈等模具零件的型面按 8 湖 北 汽 車 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計（開題 報告） 數(shù)模要求進(jìn) 行加工； （7）對鑄造零件加工前應(yīng)分別進(jìn)行時效處理和退火處理，凸凹模修整前要熱處理達(dá) 到硬度要求。 鑄件壁厚按技術(shù)協(xié)議要求，筋條之間的距離一般不能超過 300mm。鑄件減 重孔應(yīng)依照技 術(shù)協(xié)議執(zhí)行。上下模座設(shè)置注入式起重棒。 （8）到底墊塊固定在下模座上，在下模座和壓邊圈之間應(yīng)鑄造出凸臺，凸臺直徑比 到底墊塊直 徑大 10mm 左右。到底墊塊的位置需要與筋條位置對應(yīng)。材料為 45#，熱處 理 HRC40-45。 （9）平衡塊固定在壓邊圈上，在凹模和壓邊圈之間應(yīng)鑄造出凸臺，凸臺直徑比到平 衡 塊 直 徑大 10mm 左右 。 平衡 塊的位 置 需要 與筋 條位置 對 應(yīng)。 材料為 45# ，熱 處理 HRC40-45。 （10）型面部 分比周圍非型面部分高出至少 20cm，型面比板料線周邊范圍大 10cm。 （11）模具觸 料前至少 30mm，導(dǎo)向開始導(dǎo)入，保證壓邊圈頂出范圍內(nèi)工作正常。 （12）模具涂 紅色防銹漆，限位部分涂黃色安全漆。 4.2 預(yù)計的關(guān)鍵技術(shù) （1）對選取 可行性方案中力的分析。 （2） 設(shè)計方 案是否適用于實地操作。 （3）設(shè)計中 對 cad 技術(shù)有較高的要求。 （4）對 proe 的 三維軟件的要求等。 （5）凸模設(shè) 計、凹模設(shè)計以及頂出機(jī)構(gòu)的設(shè)計等。 9 湖 北 汽 車 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計（開題 報告） 五、畢 業(yè)設(shè) 計進(jìn)展 計劃 畢業(yè)設(shè)計具 體進(jìn)度安排見表 序號 設(shè)計（ 論文）各階段名稱 日 期 1 論文定 題以及搜集資料 1-2 周 2 撰寫開 題報告并進(jìn)行方案選擇分析 3-5 周 3 模具三 維數(shù)字化設(shè)計 6-9 周 4 模具虛 擬裝配與裝配分析 10-11 周 5 生成模 具 cad 圖 12-14 周 6 撰寫論 文 15-16 周 10 湖 北 汽 車 工 業(yè) 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計（開題 報告） 參考文 獻(xiàn) [1] 李大鑫、張秀棉. 模具技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢綜述[J]模具制造, 2005,(02). 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