支架零件冲压工艺与冲模设计开题报告

一、    选题的依据
冲压工艺及模具设计是汽车、家电等产品生产中常用的制造工艺及方法。
本课题可锻炼综合运用所学知识，独立进行冲压工艺分析及模具设计制造的能力。
本课题的任务是：设计支架零件冲压工艺与冲模设计。通过毕业设计，熟悉常用冲压材料的适用性能，能正确选择模具材料能提出合适的热处理工艺，掌握冲压模具设计的基本程序和方法。主要内容包括：冲压工艺分析与参数计算；冲压工艺方案的确定与优选；关键工序成形的数值仿真验证。凸模、凹模、定位、导向、连接、卸料等工件零件的设计；模具装配图与零件图设计等等。

二、国内外研究概况及发展趋势（含文献综述）
2．1国内模具发展状况 
   近年来，我国冲压模具水平已有很大提高。近年来，模具行业结构调整和体制改革步伐加快，主要表现为：大型、精密、复杂、长寿命中高档模具及模具标准件发展速度快于一般模具产品；塑料模和压铸模比例增大；专业模具厂数量及其产能增加较快；“三资”及私营企业发展迅速；股份制改造步伐加快等。大型冲压模具已能生产单套重量达50多吨的模具。为中档轿车配套的覆盖件模具国内也能生产了。精度达到1～2μm，寿命2亿次左右的多工位级进模国内已有多家企业能够生产。表面粗糙度达到Ra<1.5μm的精冲模，大尺寸（Φ>300mm）精冲模及中厚板精冲模国内也已达到相当高的水平。在国家产业政策的正确引导下，经过几十年努力，现在我国冲压模具的设计与制造能力已达到较高水平，包括信息工程和虚拟技术等许多现代设计制造技术已在很多模具企业得到应用。

从地区分布来说，以珠江三角洲和长江三角洲为中心的东南沿海地区发展快于中西部地区，南方的发展快于北方。目前发展最快、模具生产最为集中的省份是广东和浙江，这两个省的模具产值已占全国总产值的6成以上。我国模具总产值虽然已位居世界第三，但设计制造水平在总体上要比德国、美国、日本、法国、意大利等发达国家落后许多，也要比英国、加拿大、西班牙、韩国、新加坡等落后。我国模具行业专业化程度还比较低，模具自产自配比例过高。
落后和差距主要表现在：精密加工设备在模具加工设备中的比重比较低；CAD/CAE/CAM技术的普及率不高；许多先进的模具技术应用不够广泛等等，致使相当一部分大型、精密、复杂和长寿命模具依赖进口。
2．2国内模具未来发展趋势
1.全面推广CAD/CAE/CAM技术
    2.高速铣削加工
    发展的高速铣削加工，大幅度提高了加工效率，并可获得极高的表面光洁度。高速铣削加工技术的发展，对汽车、家电行业中大型型腔模具制造注入了新的活力。
    3.模具扫描及数字化系统
    模具扫描系统提供了从模型或实物扫描到加工出期望的模型所需的诸多功能，大大缩短了模具的在研制制造周期。
    4.电火花铣削加工
    削加工技术是一种替代传统的用成型电极加工型腔的新技术，它是有高速旋转的简单的管状电极作三维或二维轮廓加工(像数控铣一样)，因此不再需要制造复杂的成型电极，这显然是电火花成形加工领域的重大发展。
5.提高模具标准化程度
我国模具标准化程度正在不断提高，目前我国模具标准件使用率已达到30%左右。国外发达国家一般为80%左右。
6.优质材料及先进表面处理技术
    优质钢材和应用相应的表面处理技术来提高模具的寿命就显得十分必要。模具热处理和表面处理技术是能否充分发挥模具钢材料性能的关键环节。模具热处理的发展方向是采用真空热处理。
    7.模具研磨抛光将自动化、智能化
    模具表面的质量对模具使用寿命、制件外观质量等方面均有较大的影响，研究自动化、智能化的研磨与抛光方法替代现有手工操作，以提高模具表面质量是重要的发展趋势。
8.模具自动加工系统的发展 
我国长远发展的目标：
在信息化带动工业化发展的今天，在经济全球化趋向日渐加速的情况下，我国冲压模具必须尽快提高水平。通过改革与发展，采取各种有效措施，在冲压模具行业全体职工的共同努力奋斗之下，我国冲压模具也一定会不断提高水平，逐渐缩小与世界先进水平的差距。“十一五”期间，在科学发展观指导下，不断提高自主开发能力、重视创新、坚持改革开放、走新型工业化道路，将速度效益型的增长模式逐步转变到质量和水平效益型轨道上来，我国的冲压模具的水平也必然会更上一层楼。 [来源：http://www.doc163.com]
2. 3.国外模具发展情况
国外发达国家的模具厂大体分为独立的模具厂和隶属于一些大的集团公司的模具厂，一般规模都不大，但专业化程度高，生产效率极高。
国外模具企业一般不超过100人，多数在50人以下。在人员结构上，设计、质量控制、营销人员超过30%，管理人员在5%以下。我国每个职工平均每年创造模具产值约合1万美元左右，而国外模具工业发达国家大多15～20万美元，有的达到 25～30万美元。国外先进国家模具标准件使用覆盖率达70%以上，而我国才达到45％。国内模具企业中一些私营、合资企业人员结构和国外差不多。
国外模具企业对人员素质要求较高，技术人员一专多能，一般能独立完成从工艺到工装的设计；操作人员具备多种操作技能；营销人员对模具的了解和掌握很深。国内模具企业分工较细，缺乏综合素质较高的人员。
国外模具企业CAD/CAE/CAM的技术的应用比较广泛,逆向工程、快速原型制造铸造模具的使用也比较多。国内模具企业中一些骨干厂家在这方面和国外差距已经不大，有些已经达到国外水平。但一些中小型模具企业与国外的差距还是很大的。不过在模具材料方面，随着国外技术的引进和中国研发能力的提高，差距在逐渐缩小。
国外模具总量中,大型、精密、复杂、长寿命模具的比例占到50%以上；国外模具企业的组织形式是"大而专"、"大而精"。在模具的价格和制造周期上，国外模具价格一般是国内模具的5-10倍，制造周期是2-3倍。在这两方面应该说国内模具企业还是具有一定竞争优势的。 [资料来源：Doc163.com]
三、研究内容及实验方案
1．课题研究的主要内容
    1.工艺分析
由工件图可知，该工件的形状，尺寸，精度和材料等均符合冲压工艺性要求，冲压的主要工序有：落料、冲裁等，工艺比较复杂，生产批量大。
2．拍样图设计
由所给零件图画出零件展开图，合理安排工位，要注意尺寸质量问题及控制。
3.冲压工艺参数计算等
4.模具结构的设计
凹模、凸模的设计
5．模具装配图与零件图的设计
6．撰写毕业设计说明书
2．本课题研究方法
1.从老师指定的零件图入手，收集资料撰写开题报告。绘制零件冲件图，。根据零件的材料与厚度，进行工艺分析与计算，初步确定零件的加工制造工艺。
2.要进行模具的结构设计。本次设计还需要选择模架，初步拟定选择后侧导柱模架，尺寸规格的选择还需要进一步的计算。本次设计先设计出排样图，计算出搭边值，这要考虑到提高原材料的利用率。确定模具的压力中心后计算冲裁力，顶件力，弯曲力等，算出总力后即可根据模具设计大典选择压力机的种类及型号。之后计算模具的刃口尺寸。再确定模具的主要结构要素，如确定送料方式，确定卸料方式。选择各模具零件的标准外形尺寸，有上模板、固定板、凹模、卸料板、固定板、下垫板的尺寸。再确定一下螺钉和销钉的数量与尺寸。
3.进行模具的装配图与零件图的设计。查找零件与装配的技术要求，以及各零件的材料、硬度和规格，最后用计算机绘制正式的装配图，再由指导教师指定零件图，用计算机绘出图纸，标明尺寸，技术要求以及形位公差、粗糙度等。
四、总的工作任务，进度安排以及预期结果
 1、总的工作任务
1、    独立完成毕业设计
2、    按图标准设计一套模具的装配图和有关的关键零件图，图纸比例1：1，毕业设计图纸不少于2.5张A0图纸。
3、    制订模具的装配工艺和成形零件的工艺，并编制出成形零件的工艺卡。
4、    按学院毕业设计的书写格式要求，撰写设计说明书。
5、完成6000字符以上的毕业设计有关的外文资料翻译。        
 2、工作进度
1. 查阅相关资料，外文资料翻译（6000字符以上），撰写开题报告。
第1周—第2周
2.绘制支架冲件图，分析冲件成形工艺及坯料展开。            
第3周—第6周
3.编制吊支架冲压成形工艺规程。                              [资料来源：www.doc163.com]
第7周—第8周
4.绘制吊支架冲裁模总装图及零件图。                    
第9周—第13周
5.撰写毕业设计说明书（论文）。                              
第14周—第16周
6.毕业设计审查，毕业答辩。                                        
第17周
3．预期结果
1.完成一篇相关英文资料的翻译。
2.完成对吊支架冲压件的结构和功能分析，确定总体方案设计，并绘制出零件图。
3.完成模具部分零件的工艺设计，撰写详细的设计说明书。
我希望能提前完成任务，并且把错误降低到最低点，使本设计应具有相当的实用性。 [资料来源：http://Doc163.com]

五、参考文献
 [1] 王树勋等合编　典型模具结构图册　第１版　广州：华南理工大学出版社，2005
[2] 王孝培主编　冲压手册　第２版　北京：机械工业出版社，2005
[3] 翁其金等主编  冲压工艺与模具设计 第1版 北京：机械工业出版社，2008
[4] 模具设计手册和国家标准：、《冷冲模国家标准》
[5] 中国模具工业协会标准件委员会编 《中国模具标准件手册》 第1版 上海：上海科学普及出版社，1989