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畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 開 題 報(bào) 告 課題名稱 神龍吉普車右后翼子板里板封板隔板落料沖孔模具設(shè)計(jì) 課題來源 神龍（武漢）汽車有限公司 專 業(yè) 班 級 學(xué) 號 學(xué)生姓名 指導(dǎo)教師 完成日期 1 一、 課題來源、目的、意義 1． 課題的來源 本課題最終形成 神龍吉普車右后翼子板里板封板隔板落料沖孔模具 進(jìn)行三維數(shù)字化設(shè)計(jì)。 2． 本課題研究目的 通過 其他公司的 試驗(yàn)，針對 神龍吉普車右后翼子板里板封板隔板落料沖孔模具 ，完成三維數(shù)字化設(shè)計(jì)，用以指導(dǎo) 神龍吉普車右后翼子 板里板封板隔板落料沖孔模具 的 生產(chǎn)實(shí)踐，達(dá)到提高生產(chǎn)效率、獲得 高質(zhì)量產(chǎn)品 的目標(biāo)。 3． 本課題研究的意義 我就神龍吉普車右后翼子板里板隔板落料沖孔模具設(shè)計(jì)，通過現(xiàn)場調(diào)研發(fā)現(xiàn)存在如下主要問題： 1：模具制造周期長，成本高，人工操作量大，勞動(dòng)時(shí)間長，根據(jù)工廠的生產(chǎn)設(shè)備，規(guī)劃出好的生產(chǎn)加工工藝過程，設(shè)計(jì)出合理的方案，達(dá)到降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率的目的，以方便后面的工藝設(shè)計(jì)。 2：此次生產(chǎn)需要了解產(chǎn)品，對圖紙進(jìn)行深入分析。 基于上述原因，對神龍吉普車右后翼子板里板隔板落料沖孔模具設(shè)計(jì)研究已勢在必行。通過對神龍吉普車右后翼 子板里板隔板落料沖孔模具設(shè)計(jì)，不但能夠縮短生產(chǎn)周期，降低制造成本，提高加工精度，延長刀具壽命，而且依據(jù)本公司產(chǎn)品的生產(chǎn)及發(fā)展需要，可以建立或完善生產(chǎn)加工工藝流程，從而更大程度上提高模具設(shè)計(jì)水平，獲取更大的經(jīng)濟(jì)利益。 二、 國內(nèi)外概況、預(yù)測和文獻(xiàn)綜述 1. 課題的國內(nèi)外研究概況 沖壓模具市場情況 ： 我國沖壓模具無論在數(shù)量上，還是在質(zhì)量、技術(shù)和能力等方面都已有了很大發(fā)展，但與國發(fā)經(jīng)濟(jì)需求和世界先進(jìn)水平相比，差距仍很大，一些大型、精度、復(fù)雜、長壽命的高檔模具每年仍大量進(jìn)口，特別是中高檔轎車的覆蓋件模具，目前仍主要依靠 進(jìn)口。一些低檔次的簡單沖模，已趨供過于求，市場竟?fàn)幖ち摇? 現(xiàn)將 2004 年我國沖壓模具市場情況簡介如下： 沖壓是汽車制造的四大工藝之一，車身的制造精度在很大程度上取決於沖壓及其總成的精度。沖壓技術(shù)源於大批量生產(chǎn)的發(fā)展和需要，尤其是汽車工業(yè)的發(fā)展，現(xiàn)在依然如此。 我國汽車沖壓技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。 2 1. 外覆蓋件自動(dòng)化生產(chǎn)程度較高 ， 外覆蓋件對表面質(zhì)量要求高，只能依靠自動(dòng)化生產(chǎn)。我國汽車外覆蓋件的自動(dòng)化生產(chǎn)雖然算不上是高速沖壓，但是自動(dòng)化程度也相當(dāng)高。這主要表現(xiàn)在廣泛采用自動(dòng)化成綫沖壓方面。 成線沖壓 一般由 4 臺壓機(jī)組成一個(gè)完整的封閉沖壓線，中間是機(jī)器人自動(dòng)送料和取件，生產(chǎn)節(jié)拍約為 10~15次 /型的是首臺雙動(dòng) 163000 2. 底 板、頂蓋類內(nèi)覆蓋件采用自動(dòng)或半自動(dòng)化生產(chǎn) 這類零件主要由批量決定其生產(chǎn)方式，一般采用自動(dòng)化或半自動(dòng)化生產(chǎn)。除合資公司外，本土企業(yè)最初起步基本上都是采用半自動(dòng)化沖壓的生產(chǎn)方式。 3. 底盤骨架件多由零部件企業(yè)制造 底盤骨架件多由零部件公司制造并發(fā)往主機(jī)廠。成規(guī)模的零部件公司一般有6 條沖壓綫，考慮到便于質(zhì)量控制和主機(jī)廠生產(chǎn)物流管理，這類零部件公司都有焊接甚至後續(xù)的油漆或噴涂工藝，從而能夠向主機(jī)廠直接提供總成部件。 4. 精密沖壓技術(shù)發(fā)展迅速 精密沖壓技術(shù)伴隨著鐘表制造業(yè)的發(fā)展起源于瑞士，是汽車工業(yè)發(fā)展中的關(guān)鍵技術(shù)之一，在汽車的一些總成制造上有著重要應(yīng)用，如門鉸鏈總成、玻璃升降器總成等。這類零件料厚 3求零件精度高、強(qiáng)度好、總成動(dòng)作順暢可靠。 我國模具 術(shù)的發(fā)展已有 20 多年歷史。由原華中工學(xué)院和武漢733 廠于 1984 年共同完成的精神模 統(tǒng)是我國第一個(gè)自行開發(fā)的模具 統(tǒng)。由華中工學(xué)院和北京模具廠等于 1986 年共同完成的冷沖模統(tǒng)是我國自行開發(fā)的第一個(gè)沖裁模 統(tǒng)。上海交通大學(xué)開發(fā)的冷沖模 統(tǒng)也于同年完成。 20 世紀(jì) 90 年代以來，國內(nèi)汽車行業(yè)的模具設(shè)計(jì)制造中開始采用 術(shù)。國家科委 863 計(jì)劃將東風(fēng)汽車公司作為 用示范工廠，由華中理工大學(xué)作為技術(shù)依托單位，開發(fā)的汽車車身與覆蓋模具 成系統(tǒng)于 1996 年初通過鑒定。在此期間，一汽和成飛汽車模具中心引進(jìn)了工作站和 件系統(tǒng)，并在模具設(shè)計(jì)制造中實(shí)際應(yīng)用，取得了顯著效益。 1997 年一汽引進(jìn)了板料成型過程計(jì)算機(jī)模擬 件并開始用于生產(chǎn)。 21 世紀(jì)開始 術(shù)逐漸普及，現(xiàn)在具有一定生產(chǎn)能力的沖壓模具企業(yè)基本都有了 術(shù)。其中部分骨干重點(diǎn)企業(yè)還具備各 力。 模具 術(shù)能顯著縮短模具設(shè)計(jì)與制造周期，降低生產(chǎn)成本，提高產(chǎn)品質(zhì)量，已成為人們的共識。在 “八五 ”、九五 “期間，已有一大批模具企業(yè)推廣普及了計(jì)算機(jī)繪圖技術(shù)，數(shù)控加工的使用率也越來越高，并陸續(xù)引進(jìn)了相當(dāng)數(shù)量 統(tǒng)。如美國 國 司 國 司的 國 司的 本司的 以色列公司的 引進(jìn)了 軟件及法國 司用于汽車及覆蓋件模具的 內(nèi)汽車覆蓋件模具生產(chǎn)企業(yè)普遍采用了 術(shù) /的設(shè)計(jì)和模具結(jié)構(gòu)圖的設(shè)計(jì)均已實(shí)現(xiàn)二維 數(shù)企業(yè)已經(jīng)向三維過渡，總圖生產(chǎn)逐步代替零件圖生產(chǎn)。且模具的參數(shù)化設(shè)計(jì)也開始走 向少數(shù)模具廠家技術(shù)開發(fā)的領(lǐng)域。 3 在沖壓成型 件方面，除了引進(jìn)的軟件外，華中科技術(shù)大學(xué)、吉林大學(xué)、湖南大學(xué)等都已研發(fā)了較高水平的具有自主知識產(chǎn)權(quán)的軟件，并已在生實(shí)踐中得到成功應(yīng)用，產(chǎn)生了良好的效益。 快速原型（ 統(tǒng)的快速經(jīng)濟(jì)模具相結(jié)合，快速制造大型汽車覆蓋件模具，解決了原來低熔點(diǎn)合金模具靠樣件澆鑄模具，模具精度低、制件精度低，樣樣制作難等問題，實(shí)現(xiàn)了以三維 型作為制模依據(jù)的快速模具制造，它標(biāo)志著用于汽車身大型覆蓋件試制模具已取得了成功。 圍繞著汽車車身試制、大型覆蓋件模 具的快速制造，近年來也涌現(xiàn)出一些新的快速成型方法，例如目前已開始在生產(chǎn)中應(yīng)用的無模多點(diǎn)成型及激光沖擊和電磁成型等技術(shù)。它們都表現(xiàn)出了降低成本、提高效率等優(yōu)點(diǎn)。 經(jīng)過多年發(fā)展，精密沖壓技術(shù)在我國汽車工業(yè)取得了可喜的成就，目前我國涌現(xiàn)一批實(shí)力雄厚的精沖企業(yè)。 隨著國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，市場競爭的日益加劇，人們已經(jīng)越來越認(rèn)識到產(chǎn)品質(zhì)量、成本和新產(chǎn)品的開發(fā)能力的重要性。而模具制造是整個(gè)鏈條中最基礎(chǔ)的要素之一，模具制造技術(shù)現(xiàn)已成為衡量一個(gè)國家制造業(yè)水平高低的重要標(biāo)志，并在很大程度上決定企業(yè)的生存空間。近年許多模具企業(yè)加 大了用于技術(shù)進(jìn)步的投資力度，將技術(shù)進(jìn)步視為企業(yè)發(fā)展的重要?jiǎng)恿?。一些國?nèi)模具企業(yè)已普及了二維陸續(xù)開始使用 國際通用軟件，并成功應(yīng)用于沖壓模的設(shè)計(jì)中。 2. 課題的研究趨勢預(yù)測 模具技術(shù)的發(fā)展應(yīng)該為適應(yīng)模具產(chǎn)品“交貨期短”、“精度高”、“質(zhì)量好”、“價(jià)格低”的要求服務(wù)，這樣就需要全面推廣 術(shù)模具。術(shù)是模具設(shè)計(jì)制造的發(fā)展方向，隨著微機(jī)軟件的發(fā)展和進(jìn)步，普及 術(shù)的條件已基本成熟，各企業(yè)將加大 術(shù)培訓(xùn)和技術(shù)服務(wù)的力度；進(jìn)一步擴(kuò)大 術(shù)的應(yīng)用范圍。計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展正使術(shù)跨地區(qū)、跨企業(yè)、跨院所地在整個(gè)行業(yè)中推廣成為可能，實(shí)現(xiàn)技術(shù)資源的重新整合，使虛擬制造成為可能。這樣會降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率，縮短生產(chǎn)周期，從而為公司的發(fā)展提供更大的空間。所以對 神龍吉普車右后翼子板里板封板隔板落料沖孔模具 進(jìn)行三維數(shù)字化設(shè)計(jì) ，是非常必要的。 三、 模具設(shè)計(jì)方案及可行性分析 具設(shè)計(jì)方案 神龍吉普車右后翼子板里板封板隔板 如下圖 1 所示： 4 圖 1 右后翼 子板里板封板隔板 根據(jù)公司生產(chǎn)加工實(shí)際情況，分為五道工序： 題研究的是模具的落料沖孔工序。加工這道工序的模具是沖裁模，，它在結(jié)構(gòu)上的主要特征是有一個(gè)或者幾個(gè)具有雙重作用的工作零件 — 凸凹模，如在落料沖孔復(fù)合模中有一個(gè)既能作落料凸模又能作沖壓孔凹模的凸凹模。安裝調(diào)整較級進(jìn)模容易，操作簡單， 生產(chǎn)效率成倍提高 ，沖壓精度高 提高沖壓件的質(zhì)量 ，適合于大批量生產(chǎn)。 題的研究方案： 計(jì)方案 1）方案一： 導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)向，選用倒裝式結(jié)構(gòu) ,凹模安裝在 上模板上 ,凸模安裝在下模板上，采用彈簧卸料，如圖 2 所示： 5 圖 2 方案一 1—上模板 2—導(dǎo)套 3—頂出器 4—卸料板 5— 圓沖頭 6、 7—推桿 8—螺釘 9— 凹模 10—導(dǎo)柱 11—螺栓 12—下模板 13—退料板 14—凸模 15— 彈簧 優(yōu)點(diǎn)：采用導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)向可靠，加工方便，容易裝配，制件精度及質(zhì)量較高； 缺點(diǎn)：不便于加工和裝配。導(dǎo)套導(dǎo)柱抗側(cè)壓力能力較差。 2)方案二： 導(dǎo)套導(dǎo)柱導(dǎo)向，采用彈簧卸料裝置，如圖 3 所示 ： 圖 3 方案二 6 1—上模板 2—導(dǎo)套 3—頂出器 4—圓沖頭 5、 13—彈簧 6—螺釘 7—凹模 8—導(dǎo)柱 9— 螺栓 10—下模板 11—退料板 12—凸模 優(yōu)點(diǎn)：導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)向可靠，精度高，彈簧卸料裝置結(jié)構(gòu)簡單； 缺點(diǎn)：彈簧易于疲勞，需要定期更換，且可靠性無法保證。 3）方案三 ： 導(dǎo)板導(dǎo)向，選用倒裝式結(jié)構(gòu) ,凸模安裝在下工作臺 ,凹模安裝在上模板上 ,彈簧卸料。如圖 4 所示： 圖 4 方案三 1—導(dǎo)板 2—上模座 3—頂出器 4—卸料板 5— 圓沖頭 6、 7—推桿 8—螺釘 9— 凹模 10、 11— 螺栓 12—下模板 13—退料板 14—凸模 15— 彈簧 優(yōu)點(diǎn)：采用導(dǎo)板導(dǎo)向，抗側(cè)壓力能力高，便于成型。 缺點(diǎn)：導(dǎo)板導(dǎo)向精度不高，加工和熱處理困難。 案的可行性分析： 方案比較： 方案一用導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)向，其導(dǎo)向比導(dǎo)板可靠，精度高，壽命長，使用安裝方便，廣泛用于生產(chǎn)批量大，精度要求高的沖裁件；方案二采用彈簧卸料裝置，易疲勞，可靠性差；方案三采用導(dǎo)板導(dǎo)向，成本較低低， 但導(dǎo)向精度不高，一般用于精度不高的場合，另外它的加工比較困難，而且必須采用 7 行程可調(diào)壓力機(jī)。 綜合以上考慮，從滿足經(jīng)濟(jì)性、高效率、高精度的角度出發(fā)，選擇方案一。 四 預(yù)計(jì)達(dá)到的要求及預(yù)計(jì)的關(guān)鍵技術(shù) 計(jì)需達(dá)到要求、技術(shù)指標(biāo) 具要求 （ 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(qiáng)度和硬度，不能在沖壓過程中斷裂或破壞。 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)滿足用戶沖床要求，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(shí)有精確的配合間隙。 因此，導(dǎo)柱、導(dǎo)套的間隙應(yīng)小于沖裁間隙。 導(dǎo)柱設(shè)在下模座，應(yīng)安排在遠(yuǎn)離模塊和壓料板的部位，保證在沖程下死點(diǎn)時(shí)導(dǎo)柱的上端面在上模板頂面以下最少 5 至 10 毫米。 導(dǎo)柱應(yīng)安排在遠(yuǎn)離模塊和壓料板的部位，使操作者的手臂不用越過導(dǎo)柱送取料 。 （ 4）螺釘、螺母、彈簧、等緊固彈性零件采用標(biāo)準(zhǔn)件，選用時(shí)在保證緊固和彈性頂出功能同時(shí)，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 件定位塊是確定坯料安裝位置的零件，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮操作方便，不應(yīng)有過定位。 （ 6）支承及夾持零件它包括上下模板、模柄、 沖頭 固定板、 背托板 等；上下模板是沖模的基礎(chǔ)零件； 模柄直徑必須配合沖床安裝孔，模柄均以上兩支螺栓直接鎖緊在上模上方 ;其他各種零件都分別安裝固定在上面。模板的平面尺寸，尤其是前后方向應(yīng)與制件相適應(yīng)，過大或過小均不利于操作。 （ 7）托桿應(yīng)具有足夠的頂出力，運(yùn)動(dòng)要有限位。 術(shù)指標(biāo) （ 1） 落料零件精度± 零件位精度± （ 2）上、下模板材料 上未注明圓角半徑尺 寸為 5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 圖中未注明倒角 注明圓角 觀為度 ；未注公差尺寸的極限偏差按 79 規(guī)定的 ，孔尺寸偏差為尺寸偏差為 度尺寸偏差為 8 （ 4）導(dǎo)柱和導(dǎo)套材料為 45#,出器材料為 45#， 定板材料為 45#， 料板材料為 45#, （ 5）托桿、彈簧、內(nèi)六角螺釘、圓柱銷等均選用標(biāo)準(zhǔn)件； （ 6）粗糙度要求： 刃口、滑動(dòng)面 m；剛結(jié)合面 m；與零件不附著的加工面 m;不需要機(jī)械加工的按鑄件表面要求；凸、凹模、頂出器等模具零件的型面按數(shù)模要求進(jìn)行加工； （ 7）導(dǎo)柱直徑一般采用 222530柄直徑必須配合沖床安裝孔，一般情況下， 15t 以下直徑為 255 380t 以上用 50座的尺寸選擇標(biāo)準(zhǔn)化，尺寸配合母模的尺寸，上下模座尺寸相同，下模座通常比上模座稍后或者一樣厚。模具閉合后凸模進(jìn)入凹模 137配保證凸模與凹模之間的間隙為 均勻； （ 8） 上下模座、凸凹模塊、固定板的兩平面的平行度應(yīng)符合公差要求；固定板、脫模板和背托板的尺寸和母模相同； （ 9） 對鑄造和鍛造零件加工前應(yīng)分別進(jìn)行時(shí)效處理和退火處理，背托板材質(zhì)必須淬火處理；凸凹模修整前要熱處理達(dá)到硬度要求； （ 10）模具涂紅色防銹漆，限位部分涂黃色安全漆。 計(jì)的關(guān)鍵技術(shù) 1）、凸、凹模設(shè)計(jì)、尺寸的確定，零件尺寸的展開和壓力中心的計(jì)算； 2）、凸模設(shè)計(jì)、凹摸鑲塊的設(shè)計(jì)，頂出機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)； 3）、應(yīng)用三維軟件 實(shí)現(xiàn)模具的三維實(shí)體建模，生成二維圖； 4）、應(yīng)用三維軟件 進(jìn)行裝配仿真 、裝配分析，干涉檢驗(yàn)； 5）、模具關(guān)鍵零件的虛擬制造與有限元分析。 五 課題研究進(jìn)展計(jì)劃 序號 設(shè)計(jì)（論文）各階段名稱 日 期 1 搜集資料 ,撰寫開題報(bào)告 1 2 模具方案選擇 ,結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 4 3 模具三維數(shù)字化設(shè)計(jì) 6 4 模具虛擬裝配與裝配分析 10 9 5 生成模具二維工程圖 12 6 核心模型三維數(shù)字化制造與工藝 14 7 撰寫論文 16 六 現(xiàn)有的條件及設(shè)備 在本模具設(shè)計(jì)中使用 壓力機(jī)。 七 參考文獻(xiàn) [1] 張 鼎 承主 編 . 沖模設(shè)計(jì) 手 冊 機(jī)械工業(yè) 出版社， 1988 [2] 王孝培主編 . 沖壓 手 冊 (第二版 ). 北京 : 機(jī)械工業(yè) 出版社， 1999 [3] 陳錫棟 等 編 . 沖模設(shè)計(jì)應(yīng) 用 實(shí) 例 . 北京 : 機(jī)械工業(yè) 出版社， 1999 [4] 胡燦如等編 . 汽車沖壓標(biāo)準(zhǔn)匯編 . 北京 . 中國汽車工業(yè)總公司， 1993 [5] 袁定福 編 著 具設(shè)計(jì) . 北京 : 清華 大 學(xué) 出版社， 2003 [6] 楊占堯編著 . 沖壓模具圖冊 . 北京：高等教育出版社， 2004 [7] 李發(fā)致編 . 模具先進(jìn)制造技術(shù) 械工業(yè)出版社 ,2003 [8] 趙振譯等編著 . 實(shí)用沖裁技術(shù) 北京： 化學(xué)工業(yè)出版社， 2004 開 題 報(bào) 告 要 求 1、 開題報(bào)告必須在 收集和閱讀有關(guān)資料，考查生產(chǎn)現(xiàn)場，參考類似產(chǎn)品，進(jìn)行分析、對比、論證的基礎(chǔ)上進(jìn)行撰寫。 10 2、 開題報(bào)告的內(nèi)容一般包括： 課題的來源、目的、意義、國內(nèi)外的現(xiàn)狀及發(fā)展；進(jìn)行可行性分析及系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案；系統(tǒng)達(dá)到的功 能要求、技術(shù)指標(biāo)；所應(yīng)用的新技術(shù)、新工藝、新裝置等及關(guān)鍵技術(shù)；系統(tǒng)研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)；預(yù)測課題的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益以及可能取得的成果等。 3、 開題報(bào)告不得少于 3000 漢字，并附有畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì)劃安排。 4、 開題報(bào)告要求在畢業(yè)設(shè)計(jì)前四周內(nèi)完成。 導(dǎo)師評語（應(yīng)根據(jù)“開題報(bào)告要求”，組織所指導(dǎo)的學(xué)生進(jìn)行交流，對學(xué)生開題報(bào)告的內(nèi)容、設(shè)計(jì)方案、應(yīng)用技術(shù)以及預(yù)測成果等進(jìn)行綜合評價(jià)。） 導(dǎo)師簽名： 2011年 月 日