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UNIVERSITY 畢業(yè)設計 論文 過程管理資料 題 目 中錐零件成形工藝分析及模具設計 系 部 機電工程系 專 業(yè) 材料成型及控制工程 學 生 姓 名 班 級 學號 指導教師姓名 職稱 最終評定成績 教務處 二 一一年二月制 目 錄 一 畢業(yè)設計 論文 課題任務書 二 本科畢業(yè)設計 論文 開題報告 三 本科畢業(yè)設計 論文 中期報告 四 畢業(yè)設計 論文 指導教師評閱表 五 畢業(yè)設計 論文 評閱教師評閱表 六 畢業(yè)設計 論文 答辯評審表 2013 屆畢業(yè)設計 論文 課題任務書 系 部 機電工程系 專業(yè) 材料成型與控制工程 指導教師 職稱 講師 學生姓名 學號 班級 課題名稱 中錐零件成形工藝分析及模具設計 內 容 及 任 務 本次畢業(yè)設計課題為中錐零件成形工藝分析及模具設計 工件圖見圖 1 大批量生產 材料為 08 鋼 厚度為 3 5mm 無特殊精度要求 設計內 容如下 1 在熟悉沖壓工藝的基礎上 設計中錐形件沖壓成形工藝 2 設計此零件所用的成形模具 設計加工工藝卡 3 繪制成形模具的二維工程圖及零件圖 圖 1 中錐零件 擬 達 到 的 要 求 或 技 術 指 標 1 查閱 20 篇以上的文獻 2 學習掌握沖壓工藝 沖壓模設計過程 熟悉沖壓模結構 3 設計沖壓工藝 繪制成形用裝配圖與零件圖 至少 3 張 0 號圖紙 其 中包括一張 A1 的手繪圖 4 撰寫 12000 字以上的設計說明書 起止日期 工作內容 2012 年 12 月 完成開題報告 2013 年 1 4 周 實習 了解工作條件和收集原始數(shù)據 制定初步設計方案 征求意見 2013 年 5 6 周 查閱與畢業(yè)設計課題內容相關的文獻資料 完成方案設計 2013 年 7 8 周 分析 優(yōu)化結構 校核主要零件強度 修改不合理結構 完成設計 校核 2013 年 9 12 周 工程圖制作 出圖 進 度 安 排 2013 年 13 14 周 編寫設計說明書 指導教師批改 主 要 參 考 資 料 1 王孝培 沖壓手冊 北京 機械工業(yè)出版社 1988 2 梁炳文 板金沖壓工藝與竅門精選 北京 機械工業(yè)出版社 2000 3 許洪斌 文琍 模具制造技術 北京 化工工業(yè)出版社 2007 4 肖景容 姜奎華 沖壓工藝學 北京 機械工業(yè)出版社 1988 教研室 意見 簽名 年 月 日 系 部 主管 領導意見 簽名 年 月 日 注 本任務書一式三份 由指導教師填寫 經教研室 系 部 審批后一份下達給學生 一份由指 導教師保留 一份交系部存檔 本科畢業(yè)設計 論文 開題報告 2013 屆 系 部 機電工程系 專 業(yè) 材料成型及控制工程 學 生 姓 名 班 級 學號 指導教師姓名 職稱 2013 年 1 月 6 日 題目 中錐零件成形工藝分析及模具設計 1 結合課題任務情況 根據所查閱的文獻資料 撰寫 1000 字以上的文獻綜述 沖壓加工是現(xiàn)代機械制造業(yè)中先進 高效的加工方法之一 它是在室溫下 利用安裝在壓力機上的模具對材料施加壓力 使其產生分離或塑性變形 從而 獲得所需零件的一種壓力加工方法 由于沖壓加工通常是在室溫下進行的 所 以常常稱為冷沖壓 又由于它的加工材料主要是板料 所以又稱板料加工 沖 壓不但可以加工金屬材料 還可以加工非金屬材料 1 在沖壓加工中 將材料加工成沖壓零件 或半成品 的一種專用工藝裝備 稱為沖壓模具或冷沖壓 沖壓模具在實現(xiàn)沖壓加工中是必不可少的工藝裝備 沒有符合要求的沖壓模具 沖壓加工就無法進行 先進的沖壓工藝也就無法實現(xiàn) 沖模設計是冷沖壓加工的關鍵 一個沖壓零件往往要用幾副模具才能加工成形 按照中國模具工業(yè)協(xié)會的劃分 我國模具基本分為 10 大類 其中 沖壓模 具占主要部分 按產值計算 目前我國沖壓模占 50 左右 我國沖壓模大多數(shù)為簡單模 單工序模和復合模等 精沖模 精密多工位 級進模還為數(shù)不多 模具平均壽命不足 100 萬次 模具最高壽命可達 1 億次以 上 精度達到 3 5 m 有 50 個以上的級進工位 與國際上最高模具壽命 6 億 次 平均模具壽命 5000 萬次 精度達到 2 3 m 相比 處于 20 世紀 80 年代中 期國際先進水平 2 5 近十多年來 隨著對發(fā)展先進制造技術的重要性獲得前所未有的共識 沖 壓成形技術無論在深度和廣度上都取得了前所未有的進展 其特征是與高新技 術結合 在方法和體系上開始發(fā)生很大變化 計算機技術 信息技術 現(xiàn)代測 控技術等沖壓領域的滲透與交叉融合 推動了先進沖壓成形技術的形成和發(fā)展 沖壓模具設計與制造技術正在由手工設計 依靠人工經驗和常規(guī)機械加工技術 向以計算機輔助設計 CAD 數(shù)控切削加工 數(shù)控電加工為核心的計算機輔 助設計和制造 CAD CAM 技術轉變 6 模具 CAD CAM CAE 技術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 技術的條件已基本成熟 各企業(yè)正加大 CAD CAM 技術培訓和技術服務的力度 進一步擴大 CAE 技術的應用范圍 一 些國內模具企業(yè)已普及了二維 CAD 并陸續(xù)開始使用 Pro E PDX UG NX NX Progressive Die Design I DEAS Euclid IS Logopress3 3DQuickPress MoldWorks 和 Topsolid Progress 等國際通用軟 件 個別廠家還引進了 Moldflow C Flow DYNAFORM Optris 和 MAGMASOFT 等 CAE 軟件 并成功應用于沖壓模的設計中 7 國外的主要工業(yè)國家也廣泛推廣計算機數(shù)控 CNC 系統(tǒng) 以控制沖壓加工 程序 工藝參數(shù)的變更及其材料的更換等 在多品種 小批量生產中已出現(xiàn)以 成組加工為原理的 群控 自動化沖壓工藝 不再是一臺計算機直接控制多臺 機器 而是多臺計算機分級管理 控制多臺機器 主要參考文獻 1 鐘翔山 冷沖壓模具設計案例剖析 M 北京 機械工業(yè)出版社 2009 7 23 24 2 楊占堯 沖壓工藝編制與模具設計制造 M 北京 人民郵電出版社 2010 4 46 47 3 許洪斌 文琍 模具制造技術 M 北京 化工工業(yè)出版社 2007 64 4 肖景容 姜奎華 沖壓工藝學 M 北京 機械工業(yè)出版社 1988 53 55 5 李奇涵 沖壓成形工藝與模具設計 M 北京 科學出版社 2007 33 34 6 周本凱 冷沖壓模具設計精要 M 北京 化學工業(yè)出版社 2009 6 7 7 王孝培 沖壓手冊 M 北京 機械工業(yè)出版社 1988 66 67 2 選題依據 主要研究內容 研究思路及方案 2 1 選題依據 選題符合本專業(yè)培養(yǎng)目標和教學的基本要求 可以鍛煉我們在所學專業(yè)的 基礎上綜合運用所學的知識 技能以及解決產品從設計到加工的一系列問題的 能力 選題具有技術先進性 實用性 工藝性和可行性 該選題結合生產和社會 實踐 是具有實際應用價值的的課題 可以增強我們將理論結合實踐的能力 選題既注意課題內容的先進性和經濟上的可行性 又符合我們大學生實際 能力 既有理論分析 設計計算 又有二維作圖 2 2 主要研究內容 圖 1 工件簡圖 在熟悉沖壓工藝的基礎上 設計中錐形件沖壓成形工藝 零件簡圖 1 及設 計要求如下 此工件的材料為 08 鋼 厚度為 3 5mm 大批量生產 沒有特殊的精度要求 1 設計沖壓成形此零件所用的拉深模 設計生產工藝卡 2 繪制拉深模的二維工程圖及零件圖 3 編寫畢業(yè)設計說明書 2 3 研究思路及方案 研究一般思路 沖壓件工藝性分析 沖壓工藝方案制定 主要工藝參數(shù)計 算 計算工序沖壓力和選擇沖壓設備 模具結構形式的確定 編寫沖壓過程工 藝卡片等 研究方案 該工件結構較簡單 形狀對稱 完全由圓弧和直線組成 利用普通沖裁方 法可以達到工件圖樣要求 工件材料為 08 鋼 此材料具有良好的結構強度和塑 性 其沖裁和拉伸加工性較好 該錐形件的相對高度 h D 0 41 可知此件屬于 中等深度錐形件 且毛坯的相對厚度 t D0 100 1 89 在 1 5 到 2 之間 可采 用一次拉伸完成 但因材料較薄 為防止起皺 需采用壓邊圈 拉深筋 增加 工藝凸緣等措施提高徑向拉應力 工件包括落料 拉深兩個工序 方案一 先落料后拉深 分別采用單工序模生產 方案二 先拉深后落料 分別采用單工序模生產 方案三 先拉深后落料 采用級進模生產 方案四 落料 拉深復合沖壓 采用復合模生產 在以上四種沖壓方案中 方案一和方案二模具結構簡單 但都需要兩道工 序 兩副模具 生產效率低 工人勞動強度大 難以滿足大批量生產要求 并 且方案一先落料后拉深 拉深的過程中因材料較薄 易起皺 在進行第二道工 序時 模具又很難精確定位 沖出的制件精度一般 適應于精度要求不高的制 件 而且對零件的尺寸和厚度都沒有限制 方案三級進模生產 雖然減少了產 品的沖壓成形時間 但是考慮到零件拉深工藝的復雜性 模具結構較為復雜且 精度要求高 制造周期長 制模成本高 加工也不方便 故亦不宜采用 第四 種方案只需一副模具 落料拉深復合模 其模具結構雖然比單工序模復雜 但 沖壓件的行位精度和尺寸精度容易保證 且生產批量大時 應該盡可能的把工 序集中起來 以提高生產率 降低成本 根據設計需要和生產批量的要求 對上述三種方案分析比較 該件的沖壓 生產采用方案四為佳 即拉深 落料在一套復合模中完成 既能保證大批量生 產的高效率 又能保證加工精度 而且成本不高 經濟合理 但在實際生產中 為保證在整個拉深過程都有足夠的壓邊力 需將毛坯直徑放大 拉完后再將多 余部分材料切去 故經過初步研究分析 結合實際情況 應該設計兩套模具 第一套模具 完成落料 拉深復合沖壓 第二套模具 對前道工序中的制件進行切邊 3 工作進度及具體安排 起止日期 工 作 內 容 2012 年 12 月 完成開題報告 2013 年 1 4 周 實習 了解工作條件和收集原始數(shù)據 制 定初步設計方案 征求意見 2013 年 5 6 周 查閱與畢業(yè)設計課題內容相關的文獻資料 完成方案設計 2013 年 7 8 周 分析 優(yōu)化結構 校核主要零件強度 修 改不合理結構 完成設計 校核 2013 年 9 12 周 工程圖制作 出圖 2013 年 13 14 周 編寫設計說明書 指導教師批改 2013 年 15 16 周 設計說明書修改 定稿 打印 總結材料 準備答辯 4 指導教師意見 對課題方案的可行性 深度 廣度及工作量的意見 該課題內容為中錐零件成形工藝分析及模具設計 該件的成形主要由一套 復合模具以及一套單工序模兩套模具 落料拉深復合模和切邊模 來實現(xiàn) 整 個模具的設計工作過程 首先 通過對中錐零件進行了工藝性的分析 提出了 比較可行的工藝方案 并在此基礎上來設計相應的制造模具 以上工作的完成 可以提高該學生對沖壓模具結構設計能力 更加深入地理解沖壓模具內部結構 與工作原理 采用 AUTOCAD 和手工繪制模具和零件圖紙 可以鍛煉該學生的 圖紙繪制能力 整個畢業(yè)設計的工作量已經超過三張 A0 的圖紙量 工作量比 較飽滿 指導教師 20 年 月 日 5 教研室意見 教研室主任 年 月 日 畢業(yè)設計 論文 中期報告 系 部 機電工程系 班級 學生姓名 指導教師 課題名稱 中錐零件成形工藝分析及模具設計 課題主要任務 1 在熟悉沖壓工藝的基礎上 設計中錐形件沖壓成形工藝 2 設計沖壓成形此零件所用的拉深模 設計生產工藝卡 3 繪制拉深模的二維工程圖及零件圖 1 簡述開題以來所做的具體工作和取得的進展或成果 1 撰寫了開題報告 2 第一套模具方案的確定 包括計算毛坯尺寸 拉深次數(shù)以及修邊余量 排樣形式以及計算材 料利用率 計算工藝力并根據工藝力大小選擇壓力機 計算落料凸凹模刃口尺寸 確定拉深 凹模圓角半徑 確定拉深凸凹模的單面間隙 工作零件結構尺寸等的確定 3 繪制第一套模具的裝配圖 4 第二套模具方案的確定 包括計算工藝力并根據工藝力大小選擇壓力機 計算切邊凸凹模刃 口尺寸 模具各部分工作零件結構尺寸等的確定 5 繪制第二套模具的裝配圖 2 下一步的主要研究任務 具體設想與安排 1 計劃兩周內完成兩套模具的零件圖和說明書 2 最后一周完成手繪圖 檢查設計內容并準備畢業(yè)答辯 3 存在的具體問題 1 在第一套模具的設計過程中 為順利取件要求模架的展開高度比較大 沒有足夠長的標準導 柱可選 在老師的指導下 在滿足模具運動及閉合要求的前提下 按照沖壓手冊里的標準導 向零件自行設計導柱相應尺寸 并改選能提供更大的裝模高度的壓力機 2 彈簧與橡膠卸料裝置在第一套模具中不適用 在老師的指導下 我修改了以前的設計 改為 剛性卸料 4 指導教師對該生前期研究工作的評價 該學生畢業(yè)設計期間工作特別踏實 也特別勤奮和認真 在工作中遇到不懂的地方 能夠虛心 向同組的同學請教 善于思考 能夠舉一反三 對于別人提出的建議 能夠虛心聽取 注重理論 和實踐相結合 將大學所學的課堂知識能有效地運用于畢業(yè)設計工作中 認真聽取老師的指導意 見 同時 該生在畢業(yè)設計指導期間 未曾出現(xiàn)過無故缺勤現(xiàn)象 對該生前期研究工作表示充分 肯可 指導教師簽名 日 期 屆畢業(yè)設計 論文 指導教師評閱表 系 部 機電工程系 學生姓名 學 號 班 級 專 業(yè) 材料成型及控制工程 指導教師姓名 課題名稱 中錐零件成形工藝分析及模具設計 評語 包括以下方面 學習態(tài)度 工作量完成情況 材料的完整性和規(guī)范性 檢索和利用文獻能力 計算機應用能力 學術水平或設計水平 綜合運用知識能力和創(chuàng)新能力 該學生畢業(yè)設計期間工作特別踏實 也特別勤奮和認真 在工作中遇到不懂的地方 能 夠虛心向同組的同學請教 善于思考 能夠舉一反三 對于別人提出的建議 能夠虛心聽取 注重理論和實踐相結合 將大學所學的課堂知識能有效地運用于畢業(yè)設計工作中 認真聽取 老師的指導意見 整個畢業(yè)設計的工作量已經超過三張 A0 的圖紙量 工作量比較飽滿 答 辯材料完整 設計說明書規(guī)范 已經能夠熟練使用 AUTOCAD 繪制模具圖紙 能夠獨立思考 和解決問題 但創(chuàng)新能力還需要進一步加強 選題與文獻綜述 20 分 分值 16 創(chuàng)新性 15 分 分值 11 基礎理論和專門知識 35 分 分值 28 作者寫作 表達能力 30 分 分值 25 合 計 分值 80 是否同意參加答辯 是 否 指導教師簽字 年 月 日 說明 各項成績的百分比由各系部自己確定 但應控制在給定標準的 20 左右 畢業(yè)設計 論文 評閱教師評閱表 系 部 機電工程系 學生姓名 學 號 班 級 專 業(yè) 材料成型及控制工程 評閱教師姓名 課 題 中錐零件成形工藝分析及模具設計 評語 對論文學術評語 包括選題意義 文獻利用能力 所用資料可靠性 創(chuàng)新成果及寫作規(guī)范化和邏 輯性 通過評閱萬娣提交的畢業(yè)設計資料 本人認為 1 選題符合本專業(yè)培養(yǎng)目標的要求 適合作為畢業(yè)設計的選題 具有對本專業(yè)知識 能力的綜合訓練作用 2 提供了中錐零件的沖壓工藝及兩套模具圖 落料拉深復合模 切邊模 沖壓工藝可 行 兩套模具的總體結構合理 裝配圖和零件圖的設計 繪圖質量較好 繪圖工作量達到了 要求 零件圖中技術要求的制訂等問題還值得斟酌 3 設計計算說明書的撰寫比較認真 內容比較詳實 反映了設計計算過程 4 制訂了落料凸模等幾個零件的機械加工工藝 但合理性還可商榷 總之 該生畢業(yè)設計態(tài)度認真 資料齊全 完成質量較好 選題與文獻綜述 20 分 分值 17 創(chuàng)新性 15 分 分值 8 基礎理論和專門知識 35 分 分值 30 作者寫作 表達能力 30 分 分值 25 合 計 分值 80 是否同意參加答辯 是 否 評閱人 簽名 2013 年 6 月 6 日 說明 各項成績的百分比由各系部自己確定 但應控制在給定標準的 20 左右 畢業(yè)設計 論文 答辯評審表 學生 姓名 學號 班級 答辯 日期 課題 名稱 中錐零件成形工藝分析及模具設計 指導 教師 地點 姓 名 職務 職稱 姓 名 職務 職稱 姓 名 職務 職稱 郭惠昕 教授 何航敏 助教 李國峰 教授 劉煜 副教授 胡冠昱 副教授 張昊 副教授 答 辯 小 組 成 員 姚瑤 助教 答辯中提出的主要問題及回答的簡要情況記錄 1 設計中增加切邊工序的意義 答 工件在進行拉深工序時 外圍形狀和尺寸不可避免會發(fā)生變化 設置切邊余量 增 加切邊工序在保證壓邊力的同時更保證了零件的外尺寸 2 第一套模具的彈頂器下端設計兩個螺母的目的 答 既可以起到防松的作用 又可以調整壓邊力 3 拉深凸模處出氣孔的設計是否有必要 答 一般筒形件在拉深過程中都需要在拉深凸模上設計出氣孔 本次畢業(yè)設計的工件為 錐形件 拉深時的包緊力會比相應尺寸的筒形件小很多 故出氣孔的設計可有可無 4 第一套模具不用彈性卸料板的原因 答 因為下模的推件塊和拉深凹模一起可以起到拉深時壓料的作用 考慮到使模具結構 簡單且板料比較厚 故選擇了剛性卸料板 會議主持人 記 錄 人 年 月 日 評 定 評定內容 分 值 教師 1 教師 2 教師 3 教師 4 教師 5 教師 6 教師 7 報 告 內 容 思路清新 語言表達準 確 概念清楚 論點正 確 實驗方法科學 分 析歸納合理 結論嚴謹 論文 設計 有應用價 值 40 34 32 30 34 32 報 告 過 程 準備工作充分 具備必 要的報告影象資料 報 告在規(guī)定的時間內作完 報告 10 8 8 8 8 8 答辯成績評定 答 辯 回答問題有理論依據 基本概念清楚 主要問 題回答簡明準確 50 42 39 37 42 42 合 計 100 84 79 75 84 82 答辯平均得分 81 答辯小組長簽名 答辯評 分 分值 81 答辯成績 A 答辯評分 35 28 4 指導教 師評分 分值 80 指導教師評定成績 B 指導教師評分 50 40 評閱教 師評分 分值 80 評閱教師評定成績 C 評閱教師評分 15 12 最終評 定成績 分數(shù) 80 等級 良好 教學系主任簽名 2013 年 6 月 10 日 說明 最終評定成績 A B C 三個成績的百分比由各系部自己確定 但應控制在給定標準的 20 左右