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山東建筑大學畢業(yè)論文開題報告表 班級： 成型054 姓名：李瑜 指導教師：任國成 論文題目 帶輪的沖壓工藝與模具設計 一、選題背景和意義 沖壓生產(chǎn)具有生產(chǎn)效率高、尺寸精度好、重量輕、成本底并易于實現(xiàn)機械化和自動化的特點。沖壓工藝日益發(fā)展，已經(jīng)廣泛應用于工業(yè)發(fā)展的各個方面。在汽車、拖拉機、電器電機、電子、儀表、日用生活用品、航空航天以及國防工業(yè)等各個部門均占有愈來愈重要的地位，模具技術已在國民經(jīng)濟各部門得到廣泛的應用。但是在模具設計制造水平和標準化程度上，與一些發(fā)達國家尚有很大的差距。與發(fā)達國家相比，中國模具工業(yè)無論在技術上、還是在管理上，都存在較大差距，特別在大型、精密、復雜、長壽命模具技術上差距尤為明顯。中國每年需要大量進口此類模具，在模具產(chǎn)品結構上，中低檔模具相對過剩，市場競爭加劇價格偏低，降低了許多模具企業(yè)的效益。但是中高檔模具能力不足，模具的開發(fā)能力較弱，技術人才嚴重不足，科研開發(fā)和技術攻關投入少，模具技術人才特別是中高級技術人才和經(jīng)營管理人才缺乏，這些都成為限制模具行業(yè)發(fā)展的重要因素。隨著科學技術的不斷發(fā)展，加工技術的不斷深化，加工件的精度日趨提高，近年來，模具的制造也得到長足的進步。 帶輪是帶傳動機構中重要的零件之一。它是一種用途十分廣泛、年需求量很大的機械傳動零件。 隨著機械工業(yè)特別是汽車制造業(yè)的發(fā)展，節(jié)約原材料，降低能耗，提高整機的質量是普遍關注的大問題。因此，對作為機械傳動零件的帶輪如何優(yōu)化設計，改革加工方法，對促進機械工業(yè)的發(fā)展具有特別重要的意義。對于發(fā)達的現(xiàn)代工業(yè)來說，笨重的鑄鐵帶輪已較難適應現(xiàn)代工業(yè)化發(fā)展的需求。為此人們一直尋求一種新的替代品，進而突破傳統(tǒng)工藝。 采用鋼板沖壓制作的皮帶輪在這種時代背景下應運而生，采用鋼板制作的皮帶輪是一種輕型結構的帶輪(通稱鈑制帶輪)。沖壓皮帶輪作為皮帶輪的一種新型的結構型式，以其精度高、重量輕、節(jié)能、節(jié)材、動平衡好、生產(chǎn)效率高，無環(huán)境污染等特點，己被汽車工業(yè)廣泛應用，鑄鐵等型式的傳統(tǒng)皮帶輪將會逐漸減少使用，產(chǎn)生了良好的社會效益和經(jīng)濟效益。 同其他制造皮帶輪的工藝方法相比，沖壓皮帶輪的有著巨大的優(yōu)勢： (1)在具有足夠剛度的條件下，沖壓皮帶輪重量輕，比鑄鐵帶輪輕3/4以上。 (2)材料密度和壁厚均勻。因其是整體結構，成形工藝合理，尺寸精度高(即槽面徑向跳動量一般在0.1~0. 2 )，動平衡性好，慣量小。 (3)同脹壓法相比，所用工具和模具的費用低(為脹壓模具費的1/5)，而且強度高，壽命長，同時這種沖壓成形的皮帶輪具有可通用性，在工序周轉和運輸過程中的損壞率低。 (4)節(jié)能、節(jié)料、低成本。沖工藝能耗低，優(yōu)于鑄鐵帶輪的鑄造與退火等能耗工序，節(jié)約能源材料在50%以上，效率高，每分鐘可加工數(shù)件。 (5)無環(huán)境污染。工人勞動條件好，勞動強度低。 二、課題關鍵問題及難點 本設計為一的圓筒形帶輪件，在設計模具前應了解相關的帶輪制造技術，針對工件自身特性，需要落料、拉深、沖裁、翻邊等采用多道工序成形方法。在該零件生產(chǎn)工藝中, 應考慮材料在各個變形方向的成形極限, 分析各個工序對材料性能以及零件精度的影響，從而預留足夠的坯料?？紤]工藝可行性與零件性能，制定較合理的生產(chǎn)工藝是本次設計的一個難點，應。再一個難點是確定模具結構，具體表現(xiàn)在翻邊工藝的實現(xiàn)上，各工序能否順利完成，應保證模具設計的可行性。 三、調研報告（或文獻綜述） 鈑制帶輪作為皮帶輪的一種新型的結構形式，以其精度高、節(jié)能、節(jié)材、動平衡好、無環(huán)境污染等優(yōu)點已廣泛被汽車工業(yè)所應用，并且在很多領域逐步鑄鐵等其他形式的傳統(tǒng)皮帶輪，產(chǎn)生了良好的社會效益和經(jīng)濟效益。 鈑制皮帶輪品種繁多，但按其結構型式可分為:折疊式、多v型(多楔式)和劈開式等等(圖1) 材料 鈑制皮帶輪通常使用Q235一A、08F或08AL等優(yōu)質拉伸鋼板制造。根據(jù)皮帶輪的結構型式和直徑大小，所用材料板厚一般為1一8mm，其直徑與材料板厚的。 對應關系見下表。 帶輪結構型式 帶輪直徑/mm 材料板厚/mm 折疊(單槽)式 60一300 1.5一3.0 折疊(雙槽)式 100一280 1.5一2.5 折疊(三槽)式 130一280 1.5一2.5 多V型(多楔式) 80一250 2.5一3.0 劈開式 80一250 4.0一8.0 以旋壓成型皮帶輪為例了解鈑制帶輪 旋壓成形帶輪：旋壓成型皮帶輪是鈑制帶輪較新的結構形式，成型方法有縮旋法、劈開法、滾壓法三種 （1）縮旋成形鈑制皮帶輪：把沖壓拉伸成形的毛坯筒形預制坯件，將其置于旋壓機主軸和上壓芯頭軸上的組合式旋壓模中壓緊使其隨主軸一起旋轉，通過預成型模對毛坯筒壁旋加徑向壓力，迫使其徑向收縮均勻的使筒坯料在預成型滾輪作用下向心模形成的空隙中流動通過成形輪而成形。該成形方法主要用于單槽輪，雙槽輪多槽輪復合輪的制造。 （2）劈開成形鈑制旋壓皮帶輪：把沖壓成形的盤狀毛坯件裝夾在成形模中，使其隨主軸高速旋轉，通過邊緣呈尖壁狀的成型滾輪對準盤狀毛坯的中性層沿徑向擠入，將其劈開成V形槽輪。該成形方法主要用于單槽輪的制造。 （3）滾壓成型鈑制皮帶輪：是把沖壓拉伸成形的筒狀毛坯件裝夾在帶有頂壓座的成型模中，使其隨主軸高速旋轉，通過滾壓成型輪沿徑向滾壓成設計寬帶面，由齒形滾壓模輪擠出所需要的槽形而形成的帶輪。該成形方法主要用于多楔帶輪復合帶輪的制造。 采用板材生產(chǎn)的皮帶輪，雖然其型式、規(guī)格、尺寸不同，但其加工過程大體是一樣的。工藝流程:下料——落料——拉深①——拉深②——切邊——校形——沖孔——切邊——表涂——檢驗 鈑制旋壓皮帶輪通常的工藝流程為:下料一沖裁和拉延預成形一旋壓終成形。折疊式皮帶輪與多V型皮帶輪的工藝流程見圖2 折疊式皮帶輪又分為單槽式和多槽式，后者用得較多。折疊單槽式皮帶輪因強度和平衡性均較差，用得較少，且正逐步為新開發(fā)的劈開式和傳動更好的多v型皮帶輪所代替。劈開式皮帶輪的生產(chǎn)工藝流程見圖3 由圖可見，劈開式較折疊式省去了一道拉延制坯工序，它是在旋壓機上，直接將板坯在徑向強力劈開一定深度后，再旋壓出皮帶型槽。它有效地解決了折疊式單槽輪在強度、承載力及平衡性方面的不足，使生產(chǎn)率提高、成本降低。 3鈑制旋壓皮帶輪的主要成形設備 鈑制旋壓皮帶輪生產(chǎn)所需設備主要有剪板機、壓力機、車床、旋壓機、表面處理設備。主要成形設備是專用旋壓機。它的工作原理是將板坯夾緊在旋壓機上，并按要求速度旋轉，由旋壓輪對其表面施壓，產(chǎn)生局部變形，這種連續(xù)施壓，連續(xù)局部成形，可獲得飯制皮帶輪的最終形狀尺寸。折疊式及劈開式的飯制皮帶輪在旋壓機上的成形過程見圖4 本次設計的帶輪如下圖示 此帶輪同樣為鈑制帶輪，通過了解鈑制帶輪的制造工藝，針對此帶輪的自身特征，不需要旋壓工序，即可在制造工藝上省略掉旋壓增加翻邊工序最終得到工件。 參考文獻: 1郭剛健.鈑制多v型帶輪v型槽旋壓成形工藝研究【c】.第七屆全國旋壓技術交流會議論文集，1996.126一131. 2孫存福.旋壓帶輪成形質量分析與帶輪旋壓機能力評價【J】.鍛造與沖壓. 2005( 10).34- 35 3北京航空航天大學.鈑制旋壓成型技術及其應用【R】.科研報告.1992.10 4王芳.冷沖壓模具設計指導［M］. 北京:機械工業(yè)出版社,1999.60-70. 四、方案論證 此工件是一個帶輪,在了解了其成形工藝后，初步斷定由落料、拉深、沖孔、翻邊等工序完成?？梢灾贫▋煞N方案。 第一種：全部采用單工序模。這種方法的優(yōu)點是制造簡單，但需要的模具多，不僅制造成本高而且效率很低，不適合大批量生產(chǎn)。 第二種：采用復合模，選擇合適的工序組合用復合模。這種方法雖然模具制造相對較復雜，但生產(chǎn)效率高且成本低，適用于大批量生產(chǎn)。 五、進度安排 第1—2周 查閱資料，翻譯文獻，寫開題報告； 第3—4周 畢業(yè)實習； 第5—6周 進行工藝計算，相關軟件學習； 第7—8周 確定工藝方案，落料拉伸模具的結構設計； 第9—10周 第二套模具設計，模具零件繪制； 第11—12周 第三套模具設計及零件圖繪制； 第13—14周 第四套模具結構設計及零件圖繪制； 第15—16周 模具圖修改，撰寫畢業(yè)設計說明書； 第17—18周 制作PPT，答辯。 六、指導教師意見 簽字： 年 月 日 七、教研室（或開題審查小組）意見 簽字： 年 月 日