ZL50裝載機(jī)總體及工作裝置設(shè)計(jì)
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南京工程學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告
課 題 名 稱: 壓蓋沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)
學(xué) 生 姓 名: 馮詩(shī)棋
指 導(dǎo) 教 師: 柯旭貴
所 在 學(xué) 院: 材料工程學(xué)院
專 業(yè) 名 稱: 模具設(shè)計(jì)與制造
南京工程學(xué)院
2012年 12月 26日
說(shuō) 明
1.根據(jù)教育部對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn),學(xué)生必須撰寫《畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告》,由指導(dǎo)教師簽署意見(jiàn)、教研室審查,系教學(xué)主任批準(zhǔn)后實(shí)施。
2.開題報(bào)告是畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)答辯委員會(huì)對(duì)學(xué)生答辯資格審查的依據(jù)材料之一。學(xué)生應(yīng)當(dāng)在畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)工作前期內(nèi)完成,開題報(bào)告不合格者不得參加答辯。
3.畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告各項(xiàng)內(nèi)容要實(shí)事求是,逐條認(rèn)真填寫。其中的文字表達(dá)要明確、嚴(yán)謹(jǐn),語(yǔ)言通順,外來(lái)語(yǔ)要同時(shí)用原文和中文表達(dá)。第一次出現(xiàn)縮寫詞,須注出全稱。
4.本報(bào)告中,由學(xué)生本人撰寫的對(duì)課題和研究工作的分析及描述,應(yīng)不少于2000字,沒(méi)有經(jīng)過(guò)整理歸納,缺乏個(gè)人見(jiàn)解僅僅從網(wǎng)上下載材料拼湊而成的開題報(bào)告按不合格論。
5.開題報(bào)告檢查原則上在第4周完成,各系完成畢業(yè)設(shè)計(jì)開題檢查后,應(yīng)寫一份開題情況總結(jié)報(bào)告。
學(xué)士學(xué)位畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開題報(bào)告
學(xué)生姓名
馮詩(shī)棋
學(xué) 號(hào)
018806400005
專 業(yè)
模具設(shè)計(jì)與制造
指導(dǎo)教師
姓 名
柯旭貴
職 稱
教授
所在學(xué)院
材料工程學(xué)院
課題來(lái)源
自擬課題
課題性質(zhì)
工程設(shè)計(jì)
課題名稱
壓蓋沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)
畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容和意義
1.主要內(nèi)容
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)主要是針對(duì)圖1所示的產(chǎn)品完成其成形工藝及模具設(shè)計(jì),具體地說(shuō)需要完成如下各項(xiàng)任務(wù):
(1)繪制產(chǎn)品零件圖(二維和三維);
(2)查閱資料并就自己承當(dāng)?shù)恼n題方向?qū)懗鲩_題報(bào)告;
(3)完成產(chǎn)品的工藝設(shè)計(jì)及模具設(shè)計(jì)并繪制模具及模具零件的工程圖;
(4)按規(guī)定格式和要求用Word打印畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)一份;
(5)用PowerPoint或其它軟件制作答辯提綱一份;
圖1 壓蓋三維圖
2.意義
畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)即將步入社會(huì)的我們?cè)O(shè)計(jì)能力的一次全面考核,是從學(xué)習(xí)書本知識(shí)向?qū)嶋H操作過(guò)渡的一個(gè)重要階段,目的在于培養(yǎng)我們獨(dú)立思考、動(dòng)手以及解決問(wèn)題的能力。從選定的課題入手,首先要仔細(xì)分析產(chǎn)品零件圖,只有對(duì)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、材料性能有了透徹的了解,才能進(jìn)行初步設(shè)計(jì),并逐層展開。最重要的我們能夠獨(dú)立思考與設(shè)計(jì),在老師的指導(dǎo)與工具資料的幫助下,能夠有更多的創(chuàng)造、更多屬于自己的成果。四年中我們所學(xué)的一切專業(yè)知識(shí)都將在這里得到運(yùn)用,這將是我們踏上工作道路的最后一次演練,更是理論與實(shí)際相結(jié)合的實(shí)戰(zhàn)演練。
文獻(xiàn)綜述
沖壓模水平狀況
近年來(lái),我國(guó)沖壓模水平已有很大提高。大型沖壓模已能生產(chǎn)單套重量達(dá)50多噸的模具。為中檔轎車配套的覆蓋件模具國(guó)內(nèi)也能生產(chǎn)了。精度達(dá)到1~2μm,壽命2億次左右的多工位級(jí)進(jìn)模國(guó)內(nèi)已有多家企業(yè)能夠生產(chǎn)。表面粗糙度達(dá)到Ra≦1.5μm的精沖模,大尺寸(Φ≧300mm)精沖模及中厚板精沖模國(guó)內(nèi)也已達(dá)到相當(dāng)高的水平。
1、 模具CAD/CAM技術(shù)狀況
我國(guó)模具CAD/CAM技術(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年共同完成的精沖模CAD/CAM系統(tǒng)是我國(guó)第一個(gè)自行開發(fā)的模具CAD/CAM系統(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CAD/CAM系統(tǒng)是我國(guó)自行開發(fā)的第一個(gè)沖裁模CAD/CAM系統(tǒng)。上海交通大學(xué)開發(fā)的冷沖模CAD/CAM系統(tǒng)也于同年完成。20世紀(jì)90年代以來(lái),國(guó)內(nèi)汽車行業(yè)的模具設(shè)計(jì)制造中開始采用CAD/CAM技術(shù)。國(guó)家科委863計(jì)劃將東風(fēng)汽車公司作為CIMS應(yīng)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)的汽車車身與覆蓋件模具CAD/CAPP/CAM集成系統(tǒng)于1996年初通過(guò)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CAD/CAM軟件系統(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(guò)程計(jì)算機(jī)模擬CAE軟件并開始用于生產(chǎn)。
21世紀(jì)開始CAD/CAM技術(shù)逐漸普及,現(xiàn)在具有一定生產(chǎn)能力的沖壓模企業(yè)基本都有了CAD/CAM技術(shù)。其中部分骨干重點(diǎn)企業(yè)還具備各CAE能力。
模具CAD/CAM技術(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(shí)。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(lái)越高,并陸續(xù)引進(jìn)了相當(dāng)數(shù)量的CAD/CAM系統(tǒng)。如美國(guó)EDS的UG,美國(guó)Parametric Technology公司的Pro/Engineer,美國(guó)CV公司的CADS5,英國(guó)DELCAM公司的DOCT5,日本HZS公司的CRADE及space-E,以色列公司的Cimatron,還引進(jìn)了AutoCAD、CATIA等軟件及法國(guó)Marta-Daravision公司用于汽車及覆蓋件模具的Euclid-IS等專用軟件。國(guó)內(nèi)汽車覆蓋件模具生產(chǎn)企業(yè)普遍采用了CAD/CAM技術(shù)。DL圖的設(shè)計(jì)和模具結(jié)構(gòu)圖的設(shè)計(jì)均已實(shí)現(xiàn)二維CAD,多數(shù)企業(yè)已經(jīng)向三維過(guò)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。
在沖壓成型CAE軟件方面,除了引進(jìn)的軟件外,華中科技大學(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(shí)產(chǎn)權(quán)的軟件,并已在生產(chǎn)實(shí)踐中得到成功應(yīng)用,產(chǎn)生了良好的效益。
快速原型(RP)與傳統(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(lái)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,
文獻(xiàn)綜述
樣件制作難等問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)了以三維CAD模型作為制模依據(jù)的快速模具制造,并且保證了制件的精度,為汽車行業(yè)新車型的開發(fā)、車身快速試制提供了覆蓋件制作的保證,它標(biāo)志著RPM應(yīng)用于汽車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(lái)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(wú)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)。
2、模具設(shè)計(jì)與制造能力狀況
在國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策的正確引導(dǎo)下,經(jīng)過(guò)幾十年努力,現(xiàn)在我國(guó)沖壓模的設(shè)計(jì)與制造能力已達(dá)到較高水平,包括信息工程和虛擬技術(shù)等許多現(xiàn)代設(shè)計(jì)制造技術(shù)已在很多模具企業(yè)得到應(yīng)用。
雖然如此,我國(guó)的沖壓模設(shè)計(jì)制造能力與市場(chǎng)需要和國(guó)際先進(jìn)水平相比仍有較大差距。這些主要表現(xiàn)在高檔轎車和大中型汽車覆蓋件模具及高精度沖模方面,無(wú)論在設(shè)計(jì)還是加工工藝和能力方面,都有較大差距。轎車覆蓋件模具,具有設(shè)計(jì)和制造難度大,質(zhì)量和精度要求高的特點(diǎn),可代表覆蓋件模具的水平。雖然在設(shè)計(jì)制造方法和手段方面已基本達(dá)到了國(guó)際水平,模具結(jié)構(gòu)功能方面也接近國(guó)際水平,在轎車模具國(guó)產(chǎn)化進(jìn)程中前進(jìn)了一大步,但在制造質(zhì)量、精度、制造周期等方面,與國(guó)外相比還存在一定的差距。
標(biāo)志沖模技術(shù)先進(jìn)水平的多工位級(jí)進(jìn)模和多功能模具,是我國(guó)重點(diǎn)發(fā)展的精密模具品種。有代表性的是集機(jī)電一體化的鐵芯精密自動(dòng)閥片多功能模具,已基本達(dá)到國(guó)際水平。
但總體上和國(guó)外多工位級(jí)進(jìn)模相比,在制造精度、使用壽命、模具結(jié)構(gòu)和功能上,仍存在一定差距。
汽車覆蓋件模具制造技術(shù)正在不斷地提高和完善,高精度、高效益加工設(shè)備的使用越來(lái)越廣泛。高性能的五軸高速銑床和三軸的高速銑床的應(yīng)用已越來(lái)越多。NC、DNC技術(shù)的應(yīng)用越來(lái)越成熟,可以進(jìn)行傾角加工和超精加工。這些都提高了模具型面加工精度,提高了模具的質(zhì)量,縮短了模具的制造周期。
模具表面強(qiáng)化技術(shù)也得到廣泛應(yīng)用。工藝成熟、無(wú)污染、成本適中的離子滲氮技術(shù)越來(lái)越被認(rèn)可,碳化物被覆處理(TD處理)及許多鍍(涂)層技術(shù)在沖壓模上的應(yīng)用日益增多。真空處理技術(shù)、實(shí)型鑄造技術(shù)、刃口堆焊技術(shù)等日趨成熟。激光切割和激光焊接技術(shù)也得到了應(yīng)用。
3、專業(yè)化程度及分布狀況
我國(guó)模具行業(yè)專業(yè)化程度還比較低,模具自產(chǎn)自配比例過(guò)高。國(guó)外模具自產(chǎn)自配比例一般為30%,我國(guó)沖壓模自產(chǎn)自配比例為60%。這就對(duì)專業(yè)化產(chǎn)生了很多不利影響?,F(xiàn)在,技術(shù)要求高、投入大的模具,其專業(yè)化程度較高,例如覆蓋件模具、多工位級(jí)進(jìn)模和精沖模等。而一般沖模專業(yè)化程度就較低。由
文獻(xiàn)綜述
于自配比例高,所以沖壓模生產(chǎn)能力的分布基本上跟隨沖壓件生產(chǎn)能力的分布。但是專業(yè)化程度較高的汽車覆蓋件模具和多工位、多功能精密沖模的專業(yè)生產(chǎn)企業(yè)的分布有不少并不跟隨沖壓件能力分布而分布,而往往取決于主要投資者的決策。
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研究?jī)?nèi)容
1.設(shè)計(jì)、研究思路
本次設(shè)計(jì)按照工藝分析——工藝方案確定——模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的思路進(jìn)行。
2.課題研究的主要內(nèi)容
該零件的材料為08鋼,為極軟的碳素鋼,強(qiáng)度、硬度很低,而韌性和塑性極高,具有良好的深沖、拉延、彎曲和鐓粗等冷加工性能、焊接性能。且該零件形狀簡(jiǎn)單,彎曲半徑大于材料允許的最小彎曲半徑,可以考慮采用復(fù)合沖壓的形式。該零件尺寸較小,因此加工精度較高,但一般沖壓都能滿足其尺寸精度的要求。綜合以上分析,得出的結(jié)論是:該零件工藝性能較好,適于沖壓。壓蓋零件圖如圖2所示:
圖2 壓蓋零件圖
1)方案對(duì)比
該工件包括拉深、沖孔、修邊、彎曲、整形五個(gè)基本工序可以采用以下三種工藝方案:
方案一:落料拉深復(fù)合---整形---切邊沖底孔復(fù)合---彎曲---側(cè)沖孔---彎曲整形;
方案二:落料拉深復(fù)合---切邊沖底孔復(fù)合---彎曲---側(cè)沖孔;
方案三:落料拉深復(fù)合---切邊沖底孔復(fù)合---整形---彎曲---側(cè)沖孔---彎曲整形。
2)方案分析
方案一:該方案工序合理,步驟符合工件形狀要求,生產(chǎn)效率高,適用于中批量生產(chǎn);
方案二:該方案缺少整形工序,會(huì)導(dǎo)致零件形狀不符、尺寸達(dá)不到要求。整形工
序在大多數(shù)方案里都是不可或缺的,目的不僅是為達(dá)到形狀要求,更為達(dá)到一定的尺寸精度要求;
方案三:該方案在首次落料拉深復(fù)合后就切邊沖底孔復(fù)合,在后來(lái)的拉深工序中,
將會(huì)導(dǎo)致孔、邊變形,因此沖孔切邊應(yīng)放在最后。
3)方案確定
比較上述三種工藝方案,方案一最佳。方案二、三均不能達(dá)到零件要求,。
研究?jī)?nèi)容
3.解決的關(guān)鍵問(wèn)題
本課題采用UG進(jìn)行三維造型,用AutoCAD進(jìn)行二維繪圖,通過(guò)對(duì)零件結(jié)構(gòu)、尺寸、材料性能的深入了解,確定了初步的工藝方案,通過(guò)計(jì)算得出該零件只需一次拉深,并考慮到彎曲帶來(lái)的影響,決定了不同位置的孔的沖裁順序,由此確定了完整的工藝方案。在零件結(jié)構(gòu)尺寸設(shè)計(jì)中,由產(chǎn)品結(jié)構(gòu)決定了凸模、凹模、固定板墊板等零件形狀均采用圓形,模架采用中間導(dǎo)柱模架。
4.預(yù)期成果
(1)產(chǎn)品零件二維圖、三維造型圖;
(2)開題報(bào)告一份;(畢業(yè)設(shè)計(jì)的內(nèi)容和意義、文獻(xiàn)綜述、研究?jī)?nèi)容、研究計(jì)劃、特色與創(chuàng)新)
(3)模具裝配圖及各零件圖;
(4)設(shè)計(jì)說(shuō)明書一份及光盤。
研究計(jì)劃
第一周 1、熟悉課題,查閱并收集有關(guān)資料,為寫開題報(bào)告做準(zhǔn)備;
2、繪制產(chǎn)品零件圖;
3、完成工藝性分析,提出設(shè)計(jì)方案;
第二周~ 1、寫出開題報(bào)告初稿;
第三周 2、完成工藝計(jì)算;
3、完成模具零件結(jié)構(gòu)形式確定及設(shè)計(jì),選擇設(shè)備;
第四周~ 1、第4周完成開題報(bào)告的最后定稿;
第五周 2、繪制模具草圖;
第六周~ 繪制模具裝配圖及各設(shè)計(jì)件零件圖
第七周
第八周 編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書,打印并準(zhǔn)備答辯
特色與創(chuàng)新
模具設(shè)計(jì)中應(yīng)用了大量的二維繪圖軟件,使產(chǎn)品更具直觀性,便于設(shè)計(jì)和制造。由產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、尺寸及材料性能確定了工藝方案。
指導(dǎo)教師
意 見(jiàn)
指導(dǎo)教師簽名:
2012年12月28 日
教研室
意 見(jiàn)
主任簽名:
2012年12月28 日
學(xué)院意見(jiàn)
教學(xué)院長(zhǎng)簽名:
2012年12月28日