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開題報告一、選題的依據(jù)及意義模具是制造業(yè)的重要工藝基礎，在我國，模具制造屬于專用設備制造業(yè)。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。模具作為一種高附加值和技術(shù)密集型產(chǎn)品,其技術(shù)水平的高低已經(jīng)成為一個國家制造業(yè)水平的重要標志之一。因此我選擇了模具設計的課題，即設計一副能夠生產(chǎn)端蓋的模具，并且結(jié)構(gòu)合理、能保證制品的精度、表面質(zhì)量。在設計中能熟練使用 PRO/E、AUTOCAD 等機械、模具相關(guān)繪圖軟件。二、國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢（含文獻綜述）1 國內(nèi)方面：模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標志，因為模具在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。中國經(jīng)濟的高速發(fā)展對模具工業(yè)提出了越來越高的要求，也為其發(fā)展提供了巨大的動力。近 10 年來，中國模具工業(yè)一直以每年 15%左右的增長速度快速發(fā)展。但與發(fā)達國家相比，中國模具工業(yè)無論在技術(shù)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(shù)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(jié)構(gòu)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。而中高檔模具能力不足，模具的開發(fā)能力較弱，技術(shù)人才嚴重不足，科研開發(fā)和技術(shù)攻關(guān)投入少等一系列問題，嚴重制約了中國模具行業(yè)的發(fā)展。 由于近年市場需求的強大拉動，中國模具工業(yè)高速發(fā)展，市場廣闊，產(chǎn)銷兩旺。2003 年我國模具產(chǎn)值達到 450 億元人民幣以上，約折合 50 多億美元，按模具總量排名，中國緊隨日本、美國其后，位居世界第三。中國模具已涵蓋了各種用于金屬和非金屬成形的特殊裝備，被分為 10 大類、46 小類。1996 年至 2002 年間，中國模具制造業(yè)的產(chǎn)值年平均增長 14%左右，2003 年增長 25%左右，廣東、江蘇、浙江、山東等模具發(fā)達地區(qū)的增長在 25%以上。近兩年，我國的模具技術(shù)有了很大的提高，生產(chǎn)的模具有些已接近或達到國際水平。2003 年模具出口 3.368 億美元，比上年增長在 33.5%，形勢喜人。 總的來看，我國技術(shù)含量低的模具已供過于求，市場利潤空間狹小，而技術(shù)含量較高的中、高檔模具還遠不能適應國民經(jīng)濟發(fā)展的需要，精密、復雜的沖壓模具和塑料模具、轎車覆蓋件模具、電子接插件等電子產(chǎn)品模具等高檔模具仍有很大一部分依靠進口。近五年來，我國平均每年進口模具約 11.2 億美元，2003 年就進口了近 13.7億美元的模具，這還未包括隨設備和生產(chǎn)線作為附件帶進來的模具。中國現(xiàn)有模具企業(yè)超過 2 萬家，從業(yè)人數(shù) 50 多萬人。中國的模具生產(chǎn)目前主要集中在華南和華東，大約占了全國模具制造業(yè)產(chǎn)值和銷售額的三分之二，每年平均增長在 20%左右。2 國外方面：我國模具生產(chǎn)廠中多數(shù)是自產(chǎn)自配的工模具車間（分廠） ，自產(chǎn)自配比例高達 60%左右，而國外模具超過 70%屬商品模具。專業(yè)模具廠大多是“大而全” 、 “小而全”的組織形式，而國外大多是“小而?！?、 “小而精” 。國內(nèi)大型、精密、復雜、長壽命的模具占總量比例不足 30%，而國外在 50%以上。2004 年，模具進出口之比為 3.7﹕1，進出口相抵后的凈進口額達 13.2 億美元，為世界模具凈進口量最大的國家。3、未來沖壓模具制造技術(shù)發(fā)展趨勢模具技術(shù)的發(fā)展應該為適應模具產(chǎn)品“交貨期短” 、 “精度高” 、 “質(zhì)量好” 、 “價格低”的要求服務。達到這一要求急需發(fā)展如下幾項：(1)全面推廣 CAD/CAM/CAE 技術(shù)模具 CAD/CAM/CAE 技術(shù)是模具設計制造的發(fā)展方向。隨著微機軟件的發(fā)展和進步，普及 CAD/CAM/CAE 技術(shù)的條件已基本成熟，各企業(yè)將加大 CAD/CAM 技術(shù)培訓和技術(shù)服務的力度；進一步擴大 CAE 技術(shù)的應用范圍。計算機和網(wǎng)絡的發(fā)展正使 CAD/CAM/CAE 技術(shù)跨地區(qū)、跨企業(yè)、跨院所地在整個行業(yè)中推廣成為可能，實現(xiàn)技術(shù)資源的重新整合，使虛擬制造成為可能。(2)高速銑削加工國外近年來發(fā)展的高速銑削加工，大幅度提高了加工效率，并可獲得極高的表面光潔度。另外，還可加工高硬度模塊，還具有溫升低、熱變形小等優(yōu)點。高速銑削加工技術(shù)的發(fā)展，對汽車、家電行業(yè)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、集成化方向發(fā)展。(3)模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng)高速掃描機和模具掃描系統(tǒng)提供了從模型或?qū)嵨飹呙璧郊庸こ銎谕哪Ｐ退璧闹T多功能，大大縮短了模具的在研制制造周期。有些快速掃描系統(tǒng)，可快速安裝在已有的數(shù)控銑床及加工中心上，實現(xiàn)快速數(shù)據(jù)采集、自動生成各種不同數(shù)控系統(tǒng)的加工程序、不同格式的 CAD 數(shù)據(jù)，用于模具制造業(yè)的“逆向工程” 。模具掃描系統(tǒng)已在汽車、摩托車、家電等行業(yè)得到成功應用，相信在“十五”期間將發(fā)揮更大的作用。(4)電火花銑削加工電火花銑削加工技術(shù)也稱為電火花創(chuàng)成加工技術(shù)，這是一種替代傳統(tǒng)的用成型電極加工型腔的新技術(shù)，它是有高速旋轉(zhuǎn)的簡單的管狀電極作三維或二維輪廓加工(像數(shù)控銑一樣)，因此不再需要制造復雜的成型電極，這顯然是電火花成形加工領(lǐng)域的重大發(fā)展。國外已有使用這種技術(shù)的機床在模具加工中應用。預計這一技術(shù)將得到發(fā)展。(5)提高模具標準化程度我國模具標準化程度正在不斷提高，估計目前我國模具標準件使用覆蓋率已達到30%左右。國外發(fā)達國家一般為 80%左右。(6)優(yōu)質(zhì)材料及先進表面處理技術(shù)選用優(yōu)質(zhì)鋼材和應用相應的表面處理技術(shù)來提高模具的壽命就顯得十分必要。模具熱處理和表面處理是否能充分發(fā)揮模具鋼材料性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。模具熱處理的發(fā)展方向是采用真空熱處理。模具表面處理除完善應發(fā)展工藝先進的氣相沉積(TiN、TiC 等)、等離子噴涂等技術(shù)。(7)模具研磨拋光將自動化、智能化模具表面的質(zhì)量對模具使用壽命、制件外觀質(zhì)量等方面均有較大的影響，研究自動化、智能化的研磨與拋光方法替代現(xiàn)有手工操作，以提高模具表面質(zhì)量是重要的發(fā)展趨勢。(8)模具自動加工系統(tǒng)的發(fā)展這是我國長遠發(fā)展的目標。模具自動加工系統(tǒng)應有多臺機床合理組合；配有隨行定位夾具或定位盤；有完整的機具、刀具數(shù)控庫；有完整的數(shù)控柔性同步系統(tǒng)；有質(zhì)量監(jiān)測控制系統(tǒng)。三、本課題研究內(nèi)容這次設計的任務是設計端蓋的一副模具，并繪出模具裝配圖、模具零件圖以及編寫設計說明書。 首先我們需要知道模具在加工中的作用和設計的基本要求。模具的作用是將壓力機的作用力通過模具傳遞給金屬板料，在其內(nèi)部產(chǎn)生使之變形的內(nèi)力，使板料毛坯發(fā)生變形，從而獲得滿足一定性能要求的及符合所需尺寸及形狀的制品。在生產(chǎn)實際中,模具的作用在于保證沖件的質(zhì)量、提高生產(chǎn)率和降低成本等。為此除了采用行之有效的工藝手段、進行正確的模具設計及選擇合理的模具結(jié)構(gòu)之外，還必須滿足以下幾個要求：①制造精度高 ②操作性能良好 ③使用壽命長④制造周期短⑤模具成本低。 對于端蓋，它屬于不帶凸緣圓筒型件，從結(jié)構(gòu)上我們可以得知需要落料、沖孔、拉深三個工序過程，本設計只需完成沖孔落料兩道工序。從零件的工藝性分析可以看出此零件的壓力中心不在零件中心上，所以這本設計中需要重點分析的地方。其次對于零件是否可以成型方面也要進行詳細的計算和核算校核,再有對模具結(jié)構(gòu)和壓力機的選擇也是重點。在模具零件的結(jié)構(gòu)設計上，也需要注意很多細小而不可忽視的問題。對于整個設計過程可以按以下的方法來設計計算。1、取得必要的資料 ① 取得注明具體技術(shù)要求的產(chǎn)品零件圖。 ② 收集工件加工的工藝工藝過程卡片。 ③ 了解工件的生產(chǎn)批量。 ④ 確認工件原材料的規(guī)格及毛坯情況。⑤ 熟悉沖壓車間的設備和情況2、確定工藝方案 ① 對零件進行工藝性分析。② 根據(jù)工藝計算，確定工序數(shù)目。③ 根據(jù)生產(chǎn)批量、尺寸大小、精度要求選擇合理的加工方案。3、進行必要的工藝計算。① 設計材料的排樣和計算毛坯尺寸。 ② 計算落料力、卸料力和頂件力等。③ 計算或估算模具各主要零件的厚度。④ 計算凸、凹模的工作部分尺寸。4、模具的總體設計 在上述分析計算的基礎上，進行模具的結(jié)構(gòu)的總體設計，估算出外形尺寸。5、模具主要零部件的結(jié)構(gòu)設計 ① 工作部分零件的設計。 （凸模、凹模、凸凹模等）② 定位零件的設計。 （擋料銷）③ 卸料零件的設計。 （卸料板）④ 導向零件的設計。 （導柱、導套）6、選定沖壓設備① 壓力機的標稱壓力必須大于沖壓的工藝力。② 壓力機的裝模高度必須符合模具的閉合高度的要求。③ 壓力機的行程要符合要求。7、繪制模具總圖 ① 主視圖② 俯視圖③ 工件圖④ 排樣圖⑤ 列出明細表⑥ 技術(shù)要求及說明8、 繪制各非標準件的零件圖9、分析一個主要零件的加工工藝路線。四、本課題研究方法運用文獻分析法、文本細讀法、比較法、綜合分析法等進行研究五、研究目標、主要特色（創(chuàng)新）及工作進度研究目標：1．用本專業(yè)所學課程的理論和生產(chǎn)實際知識，進行一項冷沖模設計工作的實際訓練，從而培養(yǎng)和提高獨立工作的能力。 2．和擴充“冷沖模設計”課程所學內(nèi)容，掌握冷沖壓模具設計的方法和步驟。 3．握冷沖壓模具設計的基本知識。如計算、繪圖、查閱設計資料和手冊，熟悉標準和規(guī)范等。主要特色：①制造精度高 ②操作性能良好 ③使用壽命長 ④制造周期短 ⑤模具成本低。工作進度：1．撰寫開題報告，指導教師審核2015 年 12 月 15 日-2015 年 12 月 25 日2．完成初稿，指導教師修改、審核2016 年 1 月-2016 年 2 月3．完成二稿，指導教師修改、審核，畢業(yè)設計中期檢查2016 年 3 月-2016 年 4 月4．畢業(yè)設計定稿，指導教師修改、審核提交論文，準備答辯2016 年 5 月初-2016 年 5 月中旬六、主要參考文獻[1] 李奇.模具設計與制造 第 3 版[M].北京: 人民郵電出版社, 2014 年 5 月[2] 魏春雷 朱三武 章南.模具專業(yè)畢業(yè)設計手冊[M].天津: 天津大學出版社, 2010年 1 月[3] 李名望.沖壓模具設計與制造技術(shù)指南[M].北京: 化學工業(yè)出版社, 2008 年 08 月[4] 周大雋.沖模結(jié)構(gòu)設計要領(lǐng)與范例[M].北京: 機械工業(yè)出版社, 2006 年 08 月