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畢 業(yè) 設(shè) 計 開 題 報 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 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 進行三維數(shù)字化設(shè)計。 2． 本課題研究目的 通過 其他公司的 試驗，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，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)實踐，達到提高生產(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，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，勞動時間長，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)計出合理的方案，達到降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)效率的目的，以方便后面的工藝設(shè)計。 2：此次生產(chǎn)需要了解產(chǎn)品，對圖紙進行深入分析。 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，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)計水平，獲取更大的經(jīng)濟利益。 二、 國內(nèi)外概況、預(yù)測和文獻綜述 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)濟需求和世界先進水平相比，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口，特別是中高檔轎車的覆蓋件模具，目前仍主要依靠 進口。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)在以下幾個方面。 2 1. 外覆蓋件自動化生產(chǎn)程度較高 ， 外覆蓋件對表面質(zhì)量要求高，只能依靠自動化生產(chǎn)。我國汽車外覆蓋件的自動化生產(chǎn)雖然算不上是高速沖壓，但是自動化程度也相當(dāng)高。這主要表現(xiàn)在廣泛采用自動化成綫沖壓方面。 成線沖壓 一般由 4 臺壓機組成一個完整的封閉沖壓線，中間是機器人自動送料和取件，生產(chǎn)節(jié)拍約為 10~15次 /型的是首臺雙動 163000 2. 底 板、頂蓋類內(nèi)覆蓋件采用自動或半自動化生產(chǎn) 這類零件主要由批量決定其生產(chǎn)方式，一般采用自動化或半自動化生產(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、強度好、總成動作順暢可靠。 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)計制造中開始采用 術(shù)。國家科委 863 計劃將東風(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了工作站和 件系統(tǒng)，并在模具設(shè)計制造中實際應(yīng)用，取得了顯著效益。 1997 年一汽引進了板料成型過程計算機模擬 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)。其中部分骨干重點企業(yè)還具備各 力。 模具 術(shù)能顯著縮短模具設(shè)計與制造周期，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)推廣普及了計算機繪圖技術(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)計和模具結(jié)構(gòu)圖的設(shè)計均已實現(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。 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)一批實力雄厚的精沖企業(yè)。 隨著國民經(jīng)濟的高速發(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)進步的投資力度，將技術(shù)進步視為企業(yè)發(fā)展的重要動力。一些國內(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)計制造的發(fā)展方向，隨著微機軟件的發(fā)展和進步，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；進一步擴大 術(shù)的應(yīng)用范圍。計算機和網(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。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 進行三維數(shù)字化設(shè)計 ，是非常必要的。 三、 模具設(shè)計方案及可行性分析 具設(shè)計方案 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或者幾個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：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：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：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：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：采用導(dǎo)板導(dǎo)向，抗側(cè)壓力能力高，便于成型。 缺點：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。 綜合以上考慮，從滿足經(jīng)濟性、高效率、高精度的角度出發(fā)，選擇方案一。 四 預(yù)計達到的要求及預(yù)計的關(guān)鍵技術(shù) 計需達到要求、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)安排在遠離模塊和壓料板的部位，保證在沖程下死點時導(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，選用時在保證緊固和彈性頂出功能同時，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)計時應(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，運動要有限位。 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、滑動面 m；剛結(jié)合面 m；與零件不附著的加工面 m;不需要機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)分別進行時效處理和退火處理，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。 計的關(guān)鍵技術(shù) 1）、凸、凹模設(shè)計、尺寸的確定，零件尺寸的展開和壓力中心的計算； 2）、凸模設(shè)計、凹摸鑲塊的設(shè)計，頂出機構(gòu)的設(shè)計； 3）、應(yīng)用三維軟件 實現(xiàn)模具的三維實體建模，生成二維圖； 4）、應(yīng)用三維軟件 進行裝配仿真 、裝配分析，干涉檢驗； 5）、模具關(guān)鍵零件的虛擬制造與有限元分析。 五 課題研究進展計劃 序號 設(shè)計（論文）各階段名稱 日 期 1 搜集資料 ,撰寫開題報告 1 2 模具方案選擇 ,結(jié)構(gòu)設(shè)計 4 3 模具三維數(shù)字化設(shè)計 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)計中使用 壓力機。 七 參考文獻 [1] 張 鼎 承主 編 . 沖模設(shè)計 手 冊 機械工業(yè) 出版社， 1988 [2] 王孝培主編 . 沖壓 手 冊 (第二版 ). 北京 : 機械工業(yè) 出版社， 1999 [3] 陳錫棟 等 編 . 沖模設(shè)計應(yīng) 用 實 例 . 北京 : 機械工業(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 . 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 . 模具先進制造技術(shù) 械工業(yè)出版社 ,2003 [8] 趙振譯等編著 . 實用沖裁技術(shù) 北京： 化學(xué)工業(yè)出版社， 2004 開 題 報 告 要 求 1、 開題報告必須在 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，進行分析、對比、論證的基礎(chǔ)上進行撰寫。 10 2、 開題報告的內(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；進行可行性分析及系統(tǒng)設(shè)計方案；系統(tǒng)達到的功 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)研究的重點和難點；預(yù)測課題的經(jīng)濟效益和社會效益以及可能取得的成果等。 3、 開題報告不得少于 3000 漢字，并附有畢業(yè)設(shè)計計劃安排。 4、 開題報告要求在畢業(yè)設(shè)計前四周內(nèi)完成。 導(dǎo)師評語（應(yīng)根據(jù)“開題報告要求”，組織所指導(dǎo)的學(xué)生進行交流，對學(xué)生開題報告的內(nèi)容、設(shè)計方案、應(yīng)用技術(shù)以及預(yù)測成果等進行綜合評價。） 導(dǎo)師簽名： 2011年 月 日