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畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告
題目 CAD/CAM技術(shù)在摩托車護(hù)片鍛模設(shè)計中的應(yīng)用
專 業(yè) 名 稱 機械設(shè)計制造及其自動化
班 級 學(xué) 號 078105239
學(xué) 生 姓 名 呂江偉
指 導(dǎo) 教 師 姚坤弟
填 表 日 期 2011 年 03 月 11 日
說 明
開題報告應(yīng)結(jié)合自己課題而作，一般包括：課題依據(jù)及課題的意義、國內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢（含文獻(xiàn)綜述）、研究內(nèi)容及實驗方案、目標(biāo)、主要特色及工作進(jìn)度、參考文獻(xiàn)等內(nèi)容。以下填寫內(nèi)容各專業(yè)可根據(jù)具體情況適當(dāng)修改。但每個專業(yè)填寫內(nèi)容應(yīng)保持一致
一、選題的依據(jù)及意義：
CAD/CAM技術(shù)可以應(yīng)用在許多領(lǐng)域，機械制造是最早也是最廣泛應(yīng)用CAD/CAM技術(shù)的領(lǐng)域，在現(xiàn)代機械制造業(yè)中,模具工業(yè)已經(jīng)成為國民經(jīng)濟(jì)中的基礎(chǔ)工業(yè),許多新產(chǎn)品的開發(fā)和生產(chǎn),在很大程度上依賴于模具制造技術(shù),特別是在汽車、輕工、電子、電器、儀表和航天等行業(yè)中尤顯重要。模具制造能力的強弱和模具制造水平的高低,已經(jīng)成為衡量一個國家機械制造技術(shù)水平的重要標(biāo)志之一,直接影響著國民經(jīng)濟(jì)中許多行業(yè)的發(fā)展，決定著一個國家制造業(yè)的國際競爭力。模具CAD/CAM是在模具CAD和模具CAM分別發(fā)展的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的,它是計算機技術(shù)在模具生產(chǎn)中綜合應(yīng)用的一個新的飛躍。CAD/CAM技術(shù)的迅猛發(fā)展,軟件、硬件水平的進(jìn)一步完善,為模具工業(yè)提供了強有力的技術(shù)支持,為企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計、制造和生產(chǎn)水平的發(fā)展帶來了質(zhì)的飛躍,已經(jīng)成為現(xiàn)代企業(yè)信息化、集成化、網(wǎng)絡(luò)化的最優(yōu)選擇。
二、國內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢（含文獻(xiàn)綜述）：
模具CAD/CAM技術(shù)，是以計算機軟、硬件技術(shù)的發(fā)展為基礎(chǔ)的、面向產(chǎn)品設(shè)計與生產(chǎn)的、綜合性的應(yīng)用技術(shù)。模具的設(shè)計過程經(jīng)歷了由傳統(tǒng)的經(jīng)驗設(shè)計、CAD/CAM輔助設(shè)計、人工智能專家系統(tǒng)的引入和知識集成技術(shù)的應(yīng)用等發(fā)展階段。
隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)品對模具的要求越來越高，傳統(tǒng)的模具加工方法已無法適應(yīng)需求，因此先進(jìn)的工業(yè)國家對模具CAD/CAM技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用十分重視。早在50年代末期一些飛機和汽車制造公司就開始了CAD/CAM的研究工作，并先后建立了自己的CAD/CAM系統(tǒng)，且應(yīng)用于模具設(shè)計和制造。
模具CAD/CAM技術(shù)發(fā)展很快，應(yīng)用范圍也日益擴大。在國外，沖模、鍛模、擠壓模、注射模和壓鑄模等都有比較成熟的CAD/CAM系統(tǒng)。模具CAD/CAM已開始逐步向產(chǎn)業(yè)化方向發(fā)展，其產(chǎn)值逐年增加。
模具CAD/CAM技術(shù)在我國的發(fā)展開始于70年代末期，發(fā)展也很迅速。先后通過國家有關(guān)部門鑒定的有華中理工大學(xué)開發(fā)的HJC精沖模CAD/CAM系統(tǒng)、HPC沖裁模CAD/CAM系統(tǒng)和塑壓模CAD系統(tǒng)；北京機電研究院、上海交通大學(xué)模具研究所分別開發(fā)的冷沖模CAD/CAM系統(tǒng)；吉林工業(yè)大學(xué)開發(fā)的輥鍛模和錘鍛模CAD/CAM系統(tǒng)；上海模具研究所在HP9000/320工作站上開發(fā)的注射模流動模擬軟件MDF等，這些CAD/CAM系統(tǒng)的研發(fā)促進(jìn)了國內(nèi)模具行業(yè)的快速發(fā)展。
經(jīng)過這十幾年的發(fā)展，我國模具CAD/CAM軟件的開發(fā)水平也逐漸接近國外先進(jìn)水平。在政府的大力支持下先后出現(xiàn)了一批先進(jìn)的模具CAD/CAM示范企業(yè)，高校和企業(yè)也培養(yǎng)了一大批模具CAD/CAM軟件開發(fā)及應(yīng)用人才。但總的來說，我國目前模具CAD/CAM軟件不管是從產(chǎn)品開發(fā)水平還是從商品化、市場化程度都與發(fā)達(dá)國家有不小的差距。??
隨著市場的國際化，競爭將愈演愈烈，短周期、高質(zhì)量、長壽命的模具是模具行業(yè)和用戶的追求，這必將使模具CAD/CAM技術(shù)全面深入地應(yīng)用于模具行業(yè)中，同時與并行工程、精益生產(chǎn)、敏捷制造等多種生產(chǎn)模式的結(jié)合日益密切，最終使模具行業(yè)發(fā)生重大變革。具體表現(xiàn)出以下幾個發(fā)展趨勢：
1)標(biāo)準(zhǔn)化 CAD/CAM系統(tǒng)可建立標(biāo)準(zhǔn)零件數(shù)據(jù)庫,非標(biāo)準(zhǔn)零件數(shù)據(jù)庫和模具參數(shù)數(shù)據(jù)庫。標(biāo)準(zhǔn)零件庫中的零件在CAD設(shè)計中可以隨時調(diào)用,并采用GT(成組技術(shù))生產(chǎn)。非標(biāo)準(zhǔn)零件庫中存放的零件,雖然與設(shè)計所需結(jié)構(gòu)不盡相同,但利用系統(tǒng)自身的建模技術(shù)可以方便地進(jìn)行修改,從而加快設(shè)計過程,典型模具結(jié)構(gòu)庫是在參數(shù)化設(shè)計的基礎(chǔ)上實現(xiàn)的,按用戶要求對相似模具結(jié)構(gòu)進(jìn)行修改,即可生成所需要的結(jié)構(gòu)。
2)集成化技術(shù) 現(xiàn)代模具設(shè)計制造系統(tǒng)不僅應(yīng)強調(diào)信息的集成,更應(yīng)該強調(diào)技術(shù)、人和管理的集成。在開發(fā)模具制造系統(tǒng)時強調(diào)“多集成”的概念,即信息集成、智能集成、串并行工作機制集成及人員集成,這更適合未來制造系統(tǒng)的需求?！ ?
3)智能化技術(shù) 應(yīng)用人工智能技術(shù)實現(xiàn)產(chǎn)品生命周期(包括產(chǎn)品設(shè)計、制造、使用)各個環(huán)節(jié)的智能化,實現(xiàn)生產(chǎn)過程(包括組織、管理、計劃、調(diào)度、控制等)各個環(huán)節(jié)的智能化,以及模具設(shè)備的智能化,也要實現(xiàn)人與系統(tǒng)的融合及人在其中智能的充分發(fā)揮。
4)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)包括硬件與軟件的集成實現(xiàn),各種通訊協(xié)議及制造自動化協(xié)議,信息通訊接口,系統(tǒng)操作控制策略等,是實現(xiàn)各種制造系統(tǒng)自動化的基礎(chǔ)。目前早已出現(xiàn)了通過Internet實現(xiàn)跨國界模具設(shè)計的成功例子。
5)多學(xué)科多功能綜合產(chǎn)品設(shè)計技術(shù) 未來產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計不僅用到機械科學(xué)的理論與知識,而且還用到電磁學(xué)、光學(xué)、控制理論等知識。產(chǎn)品的開發(fā)要進(jìn)行多目標(biāo)全性能的優(yōu)化設(shè)計,以追求模具產(chǎn)品動靜態(tài)特性、效率、精度、使用壽命、可靠性、制造成本與制造周期的最佳組合。
6)逆向工程技術(shù)的應(yīng)用 在許多情況下,一些產(chǎn)品并非來自設(shè)計概念,而是起源于另外一些產(chǎn)品或?qū)嵨?要在只有產(chǎn)品原型或?qū)嵨锬Ｐ?而沒有產(chǎn)品圖樣的條件下進(jìn)行模具的設(shè)計和制造以便制造出產(chǎn)品。此時需要通過實物的測量,然后利用測量數(shù)據(jù)進(jìn)行實物的CAD幾何模型的重新構(gòu)造,這種過程就是逆向工程RE(ReverseEngineering)。逆向工程能夠縮短從設(shè)計到制造的周期,是幫助設(shè)計者實現(xiàn)并行工程等現(xiàn)代設(shè)計概念的一種強有力的工具,目前在工程上正得到越來越廣泛的應(yīng)用。
7)快速成形技術(shù) 快速成形制造技術(shù)RPM(RapidPrototyping&Manufacturing)是基于層制造原理,迅速制造出產(chǎn)品原型,而與零件的幾何復(fù)雜程度絲毫無關(guān),尤其在具有復(fù)雜曲面形狀的產(chǎn)品制造中更能顯示其優(yōu)越性。它不僅能夠迅速制造出原型供設(shè)計評估、裝配校驗、功能試驗,而且還可以通過形狀復(fù)制快速經(jīng)濟(jì)地制造出產(chǎn)品模具(如制造電極用于EDM加工、作為模芯消失鑄造出模具等),從而避免了傳統(tǒng)模具制造的費時、高成本的NC加工,因而RPM技術(shù)在模具制造中日益發(fā)揮著重要的作用。
三、研究內(nèi)容及實驗方案：
研究內(nèi)容：
1) 對摩托車護(hù)片鍛件進(jìn)行工藝成型過程分析。
2) 根據(jù)摩托車護(hù)片零件圖結(jié)合鍛模設(shè)計的相關(guān)知識設(shè)計護(hù)片鍛模，并繪制模具零件圖及裝配圖。
3) 利用Mastercam軟件對護(hù)片鍛模的凸模和凹模進(jìn)行曲面造型、模擬加工，并通過后處理生成數(shù)控加工程序。
實驗方案：
根據(jù)設(shè)計要求對零件進(jìn)行三維造型并用計算機設(shè)計和模擬。
四、目標(biāo)、主要特色及工作進(jìn)度
目標(biāo)：
設(shè)計摩托車護(hù)片模具，利用Mastercam軟件進(jìn)行模具曲面造型并生成型面數(shù)控加工程序。
1) 摩托車護(hù)片零件圖紙一份，F(xiàn)ANUC—6M系統(tǒng)說明書；
2) 根據(jù)護(hù)片零件圖設(shè)計并繪制摩托車護(hù)片模具零件圖；
3) 利用Mastercam軟件對模具型面進(jìn)行CAD造型及生成數(shù)控加工程序；
4) 能夠進(jìn)行刀具軌跡仿真模擬加工，圖紙繪制符合制圖標(biāo)準(zhǔn)，畢業(yè)設(shè)計論文書寫符合規(guī)范。
主要特色：
1) CAD/CAM可以提高模具設(shè)計和制造水平，從而提高模具質(zhì)量。
2) 節(jié)省時間，提高效率。
3) 較大幅度降低成本。
4) 將技術(shù)人員從復(fù)雜的計算、繪圖和NC編程中解放出來使其可以從事更多的創(chuàng)造性勞動。
工作進(jìn)度：
1.查閱資料，英文資料翻譯（6000字符），撰寫開題報告 2周
2.設(shè)計并繪制摩托車護(hù)片鍛件圖 1周
3.設(shè)計并繪制模具凸模、凹模零件圖 4周
4.設(shè)計并繪制摩托車護(hù)片鍛模裝配圖 3周
5.熟練掌握Mastercam軟件的應(yīng)用并進(jìn)行曲面造型設(shè)計 3周
6.利用Mastercam軟件生成模具型面數(shù)控加工程序 1周
7.編寫設(shè)計計算說明書（畢業(yè)論文）一份 1周
8.畢業(yè)設(shè)計審查、畢業(yè)答辯 2周
五、參考文獻(xiàn)
[1].蔡冬根主編. Mastercam9.1模具設(shè)計. 北京:冶金工業(yè)出版社，2006.
[2].嚴(yán)烈主編. Mastercam 8模具設(shè)計制造. 北京:冶金工業(yè)出版社，2004.
[3].彭建聲主編. 模具技術(shù)問答. 北京: 機械工業(yè)出版社，2003
[4].伊啟中主編. 模具CAD/CAM . 北京:機械工業(yè)出版社，2001.
[5].郭肇強主編.Mastercam V10塑料注射模具制造實例.北京:機械工業(yè)出版社，2005.
[6]. M. B. Flek. Synergetic approach to numerical control programs for the manufacture of complex parts Russian Engineering Research, Volume 27, Number 12 / 2007年12月
[7].Hallum, Diane L. Fundamentals of injection molding Manufacturing Engineering v 118 n 6 Jun 1997. p 68, 70-72