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畢業(yè)設計（論文）開題報告 題目電飯煲傳感器外殼沖壓工藝與模具設計 專 業(yè) 名 稱 機械設計制造及其自動化 班 級 學 號 078105330 學 生 姓 名 熊勇 指 導 教 師 羅海泉 填 表 日 期 2011 年 3 月 10 日 說 明 開題報告應結(jié)合自己課題而作，一般包括：課題依據(jù)及課題的意義、國內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢（含文獻綜述）、研究內(nèi)容及實驗方案、目標、主要特色及工作進度、參考文獻等內(nèi)容。以下填寫內(nèi)容各專業(yè)可根據(jù)具體情況適當修改。但每個專業(yè)填寫內(nèi)容應保持一致。 論文題目：電飯煲傳感器外殼沖壓工藝及其模具設計 一、選題的依據(jù)及課題的意義 模具是現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的標志, 反映一個國家的工業(yè)發(fā)展的水平和地位。模具的使用性能, 特別是使用壽命反映了工業(yè)裝備的現(xiàn)代化程度, 且直接影響到產(chǎn)品的更新?lián)Q代和市場競爭力。因此世界各國都非常重視模具工業(yè)的發(fā)展, 采取了最現(xiàn)代的設計方法, 提高模具的質(zhì)量。在我國, 模具行業(yè)成為新的支柱產(chǎn)業(yè), 但精度不高、壽命短一直是影響模具發(fā)展的重要因素, 模具壽命的提高是一個十分迫切的任務。 模具設計的特點：(1) 設計過程復雜,信息含量大。(2) 設計因素眾多,專業(yè)分工細致。(3) 計算、分析過程煩瑣。(4) 制造資源要求高。 現(xiàn)代模具的設計手段(如CAD/ CAE/ CAM集成化技術) 、制造精度( 如激光技術) 和表面處理技術(如化學滲透處理) 的應用, 大大提高了模具的使用壽命, 同時也改善了模具表面的摩擦學特性, 使模具行業(yè)得到了快速的發(fā)展, 但目前模具使用壽命偏短仍是研究的前沿問題。 提高模具使用壽命的方法有：(一)合理選用模具材料。1. 合理的模具材料的選用；2. 合理的模具結(jié)構(gòu)。(二)模具的熱處理工藝。從模具失效分析得知, 45%的模具失效是由于熱處理不當造成的。采用熱處理新技術是提高模具性能的經(jīng)濟而有效的重要措施。表面強化的主要目的的是提高模具表面的耐磨性、耐蝕性和潤滑性能。模具熱處理工藝包括基體強韌化和表面強化處理?；w的強韌化在于提高基體的強度和韌度,減少斷裂和變形。(三)模具的機械加工工藝。 模具的可靠性是模具的四大質(zhì)量指標(性能、可靠性、經(jīng)濟性和安全性)之一, 是反映模具動態(tài)質(zhì)量的指標,也是模具質(zhì)量的核心。一副模具的可靠性是通過設計、制造直至使用的各個階段的共同努力才得以保證的?！霸O計”奠定模具可靠性的基礎,“制造”實現(xiàn)模具的可靠性設計目標,“使用”則是驗證和維持模具可靠性目標。 模具的機械加工工藝是直接影響模具使用壽命和產(chǎn)品質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。加工實踐證明:采用正確的加工工藝,使高精度模具的型腔表面粗糙度改善一倍,就可使模具使用壽命提高50%。這一點對塑料模具尤為重要。 CAE 技術可以使模具設計人員在模具加工之前,就能在計算機上通過仿真模擬來準確評價不同的設計方案,觀察產(chǎn)品在模具中的成形以及是否產(chǎn)生內(nèi)部或外部的缺陷,進而修改模具直接到最優(yōu)。CAE 技術為模具設計提供了可靠的驗證優(yōu)化工具,特別在模具設計的試驗階段。模具設計的試驗階段是設計完成后的關鍵階段,傳統(tǒng)上都是先制造物理樣模,再投入試驗。如果某些地方試驗失敗, 則重新設計- 制造- 試驗, 如此反復直到完全通過,既耗費時間又極為昂貴。若采用CAE 技術,則可在模具加工之前,在計算機上通過過程模擬來準確評價不同的設計方案,幫助模具設計者分析模具形狀、工藝參數(shù)等與產(chǎn)品性能之間的關系,使模具設計者在模具制造之前就能觀察到成型時的應力分布、分子和纖維取向分布以及是否會產(chǎn)生內(nèi)部或外部的缺陷,進而修改模具直到滿意狀態(tài),而不是等到試模以后再返修模具。 通過建立有限元模型,運用成形缺陷模擬和虛擬修模,解決由于不規(guī)則的形狀而導致塑性流動的不均勻性所產(chǎn)生的拉裂和起皺，并運用在有限元分析過程中得到的工藝參考參數(shù)，如板料應力應變分布、成形力和壓邊力變化曲線等，縮短沖壓模具設計周期。 模具協(xié)同設計是以任務為核心,以設計組織者為主體,聯(lián)系和控制所有設計小組成員,共同完成產(chǎn)品設計的協(xié)同過程。其工作環(huán)境是一個典型的CSCW(Computer Supported Cooperative Work)。 二、研究概況及發(fā)展趨勢綜述 中國雖然很早就開始制造模具和使用模具，但長期未形成產(chǎn)業(yè)。直到20世紀80年代后期，中國模具工業(yè)才駛?cè)氚l(fā)展的快車道。近年，不僅國有模具企業(yè)有了很大發(fā)展，三資企業(yè)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)（個體）模具企業(yè)的發(fā)展也相當迅速。 雖然中國模具工業(yè)發(fā)展迅速，但與需求相比，顯然供不應求，其主要缺口集中于精密、大型、復雜、長壽命模具領域。由于在模具精度、壽命、制造周期及生產(chǎn)能力等方面，中國與國際平均水平和發(fā)達國家仍有較大差距，因此，每年需要大量進口模具。 中國模具產(chǎn)業(yè)除了要繼續(xù)提高生產(chǎn)能力，今后更要著重于行業(yè)內(nèi)部結(jié)構(gòu)的調(diào)整和技術發(fā)展水平的提高。結(jié)構(gòu)調(diào)整方面，主要是企業(yè)結(jié)構(gòu)向?qū)I(yè)化調(diào)整，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)向著中高檔模具發(fā)展，向進出口結(jié)構(gòu)的改進，中高檔汽車覆蓋件模具成形分析及結(jié)構(gòu)改進、多功能復合模具和復合加工及激光技術在模具設計制造上的應用、高速切削、超精加工及拋光技術、信息化方向發(fā)展。 近年，模具行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和體制改革步伐加大，主要表現(xiàn)在大型、精密、復雜、長壽命、中高檔模具及模具標準件發(fā)展速度高于一般模具產(chǎn)品；塑料模和壓鑄模比例增大；專業(yè)模具廠數(shù)量及其生產(chǎn)能力增加；“三資”及私營企業(yè)發(fā)展迅速；股份制改造步伐加快等。從地區(qū)分布來看，以珠江三角洲和長江三角洲為中心的東南沿海地區(qū)發(fā)展快于中西部地區(qū)，南方的發(fā)展快于北方。目前發(fā)展最快、模具生產(chǎn)最為集中的省份是廣東和浙江，江蘇、上海、安徽和山東等地近幾年也有較大發(fā)展。 三、研究內(nèi)容及實驗方案 差距和問題及解決的辦法 a.總量供不應求：國內(nèi)模具自配率只有70%左右。其中低檔模具供過于求，中高檔模具自配率只有50%左右。 b.企業(yè)組織結(jié)構(gòu)、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、技術結(jié)構(gòu)和進出口結(jié)構(gòu)均不合理 c.模具產(chǎn)品水平大大低于國際水平，生產(chǎn)周期卻高于國際水平。產(chǎn)品水平低主要表現(xiàn)在模具的精度、型腔表面粗糙度、壽命及結(jié)構(gòu)等方面。 d.研發(fā)能力較差，經(jīng)濟效益欠佳。我國模具企業(yè)技術人員比例低，水平較低，且不重視產(chǎn)品開發(fā)，在市場中經(jīng)常處于被動地位。 鑒于以上我國模具存在的問題，在以后模具生產(chǎn)中應用信息技術等高新技術改造傳統(tǒng)的模具企業(yè)進一步提升模具工業(yè)的設計制造水平。在另一方面加快模具產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)調(diào)整，針對當前低檔模具供過于求，高精密模具供不應求的情況不斷增加高檔模具的比重。發(fā)揮我國模具工業(yè)勞動力價格較低的優(yōu)勢，積極參與國際競爭擴大模具出口。另外注重模具技術人才的培養(yǎng)和改善模具制造的工藝裝備也是當務之急。 四、目標、主要特色及工作進度 本課題是《電飯煲傳感器外殼工藝分析和模具設計》主要研究的是電飯煲傳感器外殼的工藝和設計出合適的模具，模具的使用壽命是模具設計要綜合考慮的關鍵因素, 若能把摩擦學設計加入到現(xiàn)代設計中將大大提高模具的服務壽命, 提高生產(chǎn)效率, 降低加工成本。為了達到目的擬采用以下的方法 1）工藝分析 由工件可知，該工件的形狀，尺寸，精度和材料等均符合沖壓工藝性要求，沖壓的主要工序有：落料，拉深，沖孔和切邊等，工藝較簡單，生產(chǎn)批量大，適宜用復合模沖制。 2）排樣圖設計 由所給零件圖畫出零件展開圖，合理安排工位。 3）沖壓工藝參數(shù)計算 ①坯料的展開長度及料寬計算 ②進距計算 ③沖材間隙值的確定 ④凸凹模刃口尺寸的確定 ⑤沖壓力及壓力中心的計算 ⑥翻邊力計算 ⑦彎曲力計算 4）模具結(jié)構(gòu)的設計 ①凹模設計 ②凸模設計 成果預測： 根據(jù)生產(chǎn)需要和技術經(jīng)濟要求，實現(xiàn)對電飯煲傳感器外殼的模具設計。能夠?qū)崿F(xiàn)所設計的模具結(jié)構(gòu)緊湊，動作準確，連續(xù)性生產(chǎn)，可靠，生產(chǎn)出來的沖壓件尺寸、精度、表面質(zhì)量都達到要求。生產(chǎn)效率高，生產(chǎn)成本低。 設計圖紙：沖壓模具CAD裝配圖，三維裝配圖，模具主要部分（凹模，凸模等）零件圖共3張A0圖紙。 設計說明書一份（約15000字）；外文翻譯一篇（約3000字）。 時間進度計劃： 1．繪制零件圖，收集、查閱有關資料，外文資料翻譯(6000字符)，撰寫開題報告； 第1周~第4周 2．對零件進行沖壓工藝分析，確定工藝方案； 第5周~第6周 3．計算、確定沖壓力模具工作部分尺寸及公差，選取模具結(jié)構(gòu)； 第7周~第9周 4．設計專用模具一套，繪制裝配圖，拆繪主要零件圖；（折合A1圖4張） 第10周~第13周 5．撰寫畢業(yè)論文、畢業(yè)設計審查、畢業(yè)答辯。 第14周~第17周 五、主要參考文獻 [1] 姜奎華主編. 沖壓工藝與模具設計. 北京：機械工業(yè)出版社，2003.6 [2] 解汝升. 沖壓模具設計與制造技術. 北京：中國標準出版社，1997 [3] 許發(fā)樾主編. 實用模具設計與制造手冊. 北京：機械工業(yè)出版社，2001.2 [4] 廖念釗等主編. 互換性與技術測量. 北京：中國計量出版社，2011.2·第5版 [5] Wilson，F(xiàn).W.Die design handbook MaGraw Hill 1990.6