系本科畢業(yè)設計（論文）開題報告畢業(yè)設計（論文）題目： 復合沖裁模模具設計 專 業(yè)： 指導教師： 學生姓名： 學 號： 畢業(yè)時間： 齊齊哈爾工程學院教務處制一、選題依據（目的、意義、國內外研究現狀、學術準備情況、研究思路及方法）（一）目的、意義 近年來,.由于模具技術的迅速發(fā)展, 模具設計與制造已成為一個行業(yè)越來越來引起人們的重視.模具是現代工業(yè)生產中重要的工藝裝備,他在各種生產行業(yè),特別是沖壓和塑料成形加工中,應用極為廣泛.我國模具工業(yè)總產值中,沖壓模具的產值約為 50％.現代模具技術的發(fā)展,在很大程度上依賴于模具標準化的程度,優(yōu)質模具材料的研究,先進的模具設計和制造技術,專用的機床設備及高水平的生產技術管理等等,但其中模具設計是至關重要的一個方面.利用模具生產零件的方法已成為工業(yè)上進行成批或大批生產的主要技術手段,它對于保證制品質量,縮短試制周期,進而爭先進入市場,以及產品更新換代和新產品開發(fā)都具有決定性意義.因此德國把模具成為“金屬加工中的帝王”, 把模具工業(yè)視為“關鍵 工業(yè)”, 美國把模具成為 “美國工業(yè)的基石”,把模具工業(yè)視為“不可估量其力量的工業(yè)”, 日本把模具說成 “促進社會富裕繁榮的動力 ”把模具工業(yè)視為“整個工業(yè)發(fā)展的秘密 ”由于模具工業(yè)的重要性,模具成型工藝在各個工業(yè)部門得到了廣泛的應用,使得模具行業(yè)的產值已經大大超過機床 刀具工業(yè)的產值.這一情況充分說明在國民經濟蓬勃發(fā)展的過程中,在各個工業(yè)發(fā)達國家對世界市場進行激烈的爭奪中,越多越多地采用模具來進行生產,模具工業(yè)明顯地成為技術 經濟和國力發(fā)展的關鍵.從我國的情況來看,不少工業(yè)產品質量上不 去,新產品開發(fā)不出來,老產品更新速度慢,能源消耗指標高,材料消耗量大,這些都與我國模具生產技術落后,沒有一個強大的 先進的模具工業(yè)密切相關.因此,要使國民經濟各個部門獲得高速發(fā)展,加速實現社會主義四個現代化,就必須盡快將模具工業(yè)搞上去,使模具生產形成一個獨立的工業(yè)部門,從而充分發(fā)揮模具工業(yè)在國民經濟中的關鍵的作用.（二）國內外研究現狀沖壓技術是一種具有悠久歷史的加工方法和生產制造技術。根據文獻記載和考古文物證明，我國古代的沖壓加工技術走在世界之前，對人類早期文明社會的進步發(fā)揮了重要的作用，做出重要貢獻 [1]。利用沖壓機械和沖壓模具進行的現代沖壓加工技術，已有近二百年的發(fā)展歷史。1839年英國成立了Schubler公司，這是早期頗具規(guī)模的、現今也是世界上最先進的沖壓公司之一 [2]從學科角度上看，到本世紀10年代，沖壓加工技術已經從一種從屬于機械加工或壓力加工藝的地位，發(fā)展成為了一門具有自己理論基礎的應用技術科學 [3]。俄羅斯（從前蘇聯時期開始）就有各類沖壓技術學校。日本也有沖壓工學之說。中國也有沖工藝學、薄板成形理論方面的教材及專著?？梢哉J為這一學科現已形成了比較完整的知識結構系統(tǒng)。沖壓技術中沖壓模具是制造業(yè)的重要基礎工藝裝備。用模具生產制件所達到的高精度、高復雜程度、高一致性、高生產率和低耗能、低耗材，使模具工業(yè)在制造業(yè)中的地位越來越重要。國外將模具比喻為“ 金鑰匙” 、 “金屬加工帝王”、“進入富裕社會的原動力 ”[4]等等。國內也將模具工業(yè)稱為 “永不衰亡的工業(yè)”、 “點鐵成金的行業(yè)” 、 “無與倫比的效益放大器 ”[5]等等?，F在，模具技術已成為衡量一個國家產品制造水平的重要標志之一。沒有高水平的模具就沒有高水平的產品已成為共識。就工程制造而言，進入80、90年代，由于世界各國經濟的高速發(fā)展和國民生活水準的大大提高，人們對汽車、家用電器、住宅等的需求與日俱增，促進了沖壓技術的快速發(fā)展，同時也就對模具技術提出了更高的要求。且由于電子計算機技術的廣泛而有效的應用，不僅促進了沖壓技術的理論深入發(fā)展，而且使沖壓機械、模具及操作的自動化程度等，都達到了一個更高的階段。由此我們不難看出，計算機技術在當今模具設計制造中起著尤為關鍵的作用?，F今，沖壓加工技術已發(fā)展成為了一種先進制造技術。當然，沖壓技術(分為分離加工和成形加工兩大類)無論從理論上或實踐上仍會不斷向前發(fā)展。國外，特別是歐美和日韓等發(fā)達地區(qū)的模具工業(yè)起步較早，擁有比較先進的生產管理技術及經驗，值得我們國內模具行業(yè)學習和借鑒。在歐美，許多模具企業(yè)將高新技術應用于模具的設計和制造，主要體現在 [6]：（1）充分發(fā)揮了信息技術帶動和提升模具工業(yè)的優(yōu)越性；（2）高速切削、五軸高速加工技術基本普及，大大縮減制模周期，提高企業(yè)的市場競爭力；（3）快速成形技術和快速制模技術得到普遍應用； （4）從事模具行業(yè)的人員精簡，一專多能，一人多職，精益生產； （5）模具產品專業(yè)化，市場定位準確；（6）采用先進的管理信息系統(tǒng)，實現集成化管理；（7）工藝管理先進、標準化程度高。日本模具加工的未來發(fā)展方向主要表現為無人手修模、無放電加工、加工時間縮短、 五軸加工等方面。中國雖然在很早以前就制造模具和使用模具，但一直未形成產業(yè)。由于長期以來模具制造一直作為保證企業(yè)產品生產的手段被視為生產后方。因此一直發(fā)展緩慢 [7]。 1984年成立了中國模具工業(yè)協會，1987年模具首次被列入機電產品目錄，當時全國共有生產模具的廠點約6 000家。總產值約30億元。隨著中國改革開放的日益深入，市場經濟進程的加快，模具及其標準件、配套件作為產品，制造生產的企業(yè)大量出現，模具產業(yè)得到快速發(fā)展。在市場競爭中，企業(yè)的模具生產技術提高很快，規(guī)模不斷發(fā)展，提高很快。20世紀90年代以來，中國在汽車行業(yè)的模具設計制造中開始采用CAD／CAM技術。國家科委863計劃將東風汽車公司作為CIMS 應用示范點，由華中理工大學作為技術依托單位，開發(fā)了汽車車身與覆蓋件模具CAD／CAM軟件系統(tǒng)，在模具和設計制造中得到了實際應用，取得顯著效益?，F在，吉林大學和湖南大學也成功地開發(fā)出了汽車覆蓋件模具的CAD／CAE系統(tǒng)，并達到了較高水平，在生產中得到應用，收到了良好的效果。模具是機械制造業(yè)中技術先進、影響深遠的重要工藝裝備，具有生產效率高、材料利用率高、制件質量優(yōu)良、工藝適應性好等特點，被廣泛應用于汽車、機械、航天、航空、輕工、電子、電器、儀表等行業(yè)。然而，與國際先進水平相比，中國的模具行業(yè)的差距不僅表現在精度差距大、交貨周期長等方面，模具壽命也只有國際先進水平的50％左右，大型、精密、技術含量高的轎車覆蓋件沖壓模具和精密沖裁模具，每年都需要花費大量資金進口。隨著計算機技術的發(fā)展和普及，沖壓模具也基本實現了計算機化，其中有代表性的是計算機輔助設計(CAD)、計算機輔助制造(CAM)和計算機輔助工程(CAE)。在計算機輔助設計方面。如今的國內沖壓模具企業(yè)大部分甩掉了傳統(tǒng)的繪圖板，摒棄了落后的手工繪圖方式。使用最多的是由美國Autodesk公司出品的AutoCAD軟件，有些企業(yè)還在AutoCAD平臺上進行了二次開發(fā)(加深圳某臺資公司在AutoCAD R13基礎上進行專項開發(fā)，形成了由十二塊模板組成的系列沖壓模具)，形成了具有自己特色的、針對性非常強的沖壓模CAD軟件；也有許多企業(yè)使用國產的AutoCAD產品(如開目CAD、CAXA 等等) 。在實際中，充分運用計算機技術發(fā)展模具設計、制造將會給企業(yè)帶來莫大益處。用戶對壓力機速度、精度、換模效率等方面不斷提高的要求，促進了模具的發(fā)展。如汽車行業(yè)中，外形車身和發(fā)動機是汽車的兩個關鍵部件，汽車車身模具特別是大中型覆蓋件模具，其技術密集，體現當代模具技術水平，是車身制造技術的重要組成部分。車身模具設計和制造約占汽車開發(fā)周期三之二的時間、成為汽車換型的主要制約因素。目前，世界上汽車的改型換代一般約需48個月，而美國僅需30個月，這車要得益于在模具業(yè)中應用了CAD/CAE/CAM技術和三維實體汽年覆蓋件模具結構設計軟件。另外，網絡技術的廣泛應用提供了可靠的信息載體、實現了異地設計和異地制造。同時，虛擬制造等IT技術的應用，也都在不斷推動模具工業(yè)的發(fā)展。文獻[8]中作者認為：在模具設計中標準件和簡化符號的運用是提高模具設計效率的重要手段。CAD系統(tǒng)開發(fā)的重要內容之一是標準件庫的建立。為此作者利用CAD技術開發(fā)了沖壓模具二維三維標準件圖庫。利用圖庫可以高效準確地生成幾千個不同類型不同規(guī)格模具標準件的二維圖符和三維實體圖其二維圖符功能將給模具的設計工作帶來極大的便利提高繪圖效率三維實體建模功能不僅有助于模具設計人員直觀的觀察模具結構還可以將生成的零件三維實體轉換到其它的三維CAD / CAM軟件中生成數控加工的NC 代碼用于數控加工同時也方便現代企業(yè)內部的數據管理與傳輸。文獻[9]中，作者針對沖壓模具設計中使用大量標準件的特點，在CATIA V5基礎上，使用參數化設計方法對標準件建模，建立了標準件庫，有效提高了沖壓模具設計的效率。文獻[10]中：作者以沖壓模具設計系統(tǒng)的開發(fā)為目的，詳細介紹了利用Pro/E 提供的開發(fā)工具Pro/ Toolkit,在Visual CH 6．0上進行編譯。從系統(tǒng)菜單、用戶對話框的開發(fā)、參數化程序的設計，實現了彈出對話框方式的沖壓模具標準件的參數化驅動，進一步擴展了Pro／E二次開發(fā)的功能。開發(fā)的系統(tǒng)由沖壓模具設計、沖壓過程模擬、沖壓模加工模擬幾個模塊組成，為設計者提供設計理論和知識的支持。應用開發(fā)的沖壓模具設計標準系統(tǒng)，可以規(guī)范模具設計標準，縮短模具設計周期，提高模具設計質量。文獻[11]中，作者利用UG／NX進行了盒形件的三維建模及復合沖壓模設計，完成了一種帶倒裝拉深、整形和側孔沖壓結構的復合沖壓模具?？s短了模具的設計和制造周期。該模具可使拉深、底面四角整形、沖底面四個四方孔、翻邊、沖側孔五道工序集于一套模具，使操作方便。節(jié)省工時，提高勞動生產率。文獻[12-13]中，作者認為：模塊化設計技術可以縮短產品的設計與制造周期，是快速響應設計的核心。作者從沖壓模具的模塊化設計方法出發(fā)，分析了沖壓模具的結構和設計特點，論述了基于模塊化的沖壓模具功能零部件的規(guī)劃、基于模塊化的沖壓模具設計過程。最后給出了沖壓模具CAD系統(tǒng)的功能結構，并對其具體功能進行了描述。沖壓模具CAD系統(tǒng)應用模塊化技術可以優(yōu)化模具的設計與制造，提高模具設計的標準化水平及快速響應能力。 從上述文獻中我們不難得出計算機技術在我國模具設計生產過程中已經起到了很大的作用而且已經有了一定的發(fā)展。但是，我們仍然不能忽視，即使沖壓模具的CAD/CAE/CAM 技術有一定的發(fā)展，但是我們的技術開發(fā)手段與發(fā)達的工業(yè)國家比較起來仍然是比較落后、且技術的普及率并不高，應用仍然不夠廣泛。僅有約10%的模具在設計中使用了CAD技術，距“拋開繪畫板” 仍有很漫長的一段路要走；在應用CAE進行模具方案設計和分析計算方面，也才剛剛起步，在應用CAM 技術制造模具方面，由于缺乏先進使用的制造設備和工藝設備，只有5% 左右的模具制造設備被應用于這項工作，顯然，中國的模具設計仍然有很長的一段路要走。（三）學術準備情況沖壓生產靠模具和壓力機完成加工過程,與其他機械加工方法相比,其在技術和經濟方面有如下特點:⑴沖壓加工的生產效率高,且操作方便,易于實現機械化和自動化.普通壓力機每分鐘可以生產十幾個零件,高速壓力機每分鐘可生產幾百甚至上千件零件.所以它是一種高效率的加工方法.⑵沖壓件的尺寸精度由模具來保證,所以質量穩(wěn)定,互換性好.⑶沖壓可加工出尺寸范圍較大 形狀較復雜的零件,小到儀表零件,大到汽車覆蓋件,還可獲得其他加工方法難以制造的壁薄 、 質量輕、 剛性好 、 表面質量高、 形狀復雜的零件.⑷沖壓加工一般不需要加熱毛坯,也不像切削加工那樣,需大量切削金屬,所以它不但節(jié)能,而且節(jié)約金屬,故沖壓件的成本較低.由于沖壓工藝具有上述突出的特點,因此在國民經濟各個領域廣泛應用.例如,航空航天、機械、電子通信 、交通 、兵器 、日用電器及輕工等產業(yè)都有沖壓加工,不但在工業(yè)生產中廣泛才用沖壓工藝,而且可以說每個人每天都直接與沖壓產品發(fā)生聯系.沖壓在現代工業(yè)生產中,尤其是大批量生產中應用十分廣泛.相當多的工業(yè)部門 越來越多地才用沖壓加工方法加工零件部件,如汽車 、農機、儀表 、儀器 、電子、航空 、航天 、軍工 、家電及輕工等行業(yè).在這些工業(yè)部門中,沖壓件所占比例相當大,少則 60％以上,多則 90％以上.不少過去用鍛造 鑄造 和切削加工方法制造的零件,現在大多也被質量輕 剛度好的沖壓件所代替.因此可以說,如果生產中不廣泛才用沖壓工藝,許多工業(yè)部門要提高生產效率和產品質量 、 降低生產成本、快速進行產品更新換代是難以實現的。（四）本選題研究思路及方法本選題研究思路：在這次設計中根據所給題目的要求，首先對沖壓件進行了分析，分析該零件的尺寸精度得出用一般精度的模具即可滿足零件精度的要求，再從零件的形狀、尺寸標注及生產批量等情況看，選擇加工方案。由于模具工業(yè)的重要性,模具成型工藝在各個工業(yè)部門得到了廣泛的應用,使得模具行業(yè)的產值已經大大超過機床刀具工業(yè)的產值.這一情況充分說明在國民經濟蓬勃發(fā)展的過程中,在各個工業(yè)發(fā)達國家對世界市場進行激烈的爭奪中,越多越多地采用模具來進行生產,模具工業(yè)明顯地成為技術 經濟和國力發(fā)展的關鍵.(1)通過對工件的工藝分析，確定工作的重點主要集中在模具工作部分零件的設計（比如：凸模、凹模、凸凹模） ，各種固定板的設計和相關尺寸計算和校核。(2)設計時前后工序的關聯性以及模具的關聯性，合理安排工序，盡量使模具的結構更緊密。同時在設計的過程中還要考慮到所設計零件的可加工性，要盡可能多的選用標準零件，達到規(guī)范化設計的要求成為此畢業(yè)設計的難點。(3)針對此次模具設計工作量大，工作難度大的特點，擬采用計算機輔助設計 AutoCAD、UG 等相關專業(yè)軟件來完成模具的設計，從而來節(jié)省時間和精力；收集相關文獻、期刊論文來加以輔助設計；針對自身理論方面的不足，將更多地向指導老師請教學習；當然，在具體的設計中也要不斷地去實踐設計的模具的實用性與經濟性，使設計更趨于精確化，規(guī)范化，系統(tǒng)化。本選題研究方法：課題研究的主要方法：（1） 搜集資料，了解并掌握沖壓模具的工作原理。（2） 確定設計大體思路，撰寫開題報告，要求完成具體的設計內容及計算。（3） 根據設計任務書的要求，熟悉相關軟件 AutoCAD，確定設計方法及設計要點。按要求完成完整的設計計劃及預期達到的結果，進行相關設計及計算。（4） 對所設計模具設計相關校核，準備相關資料。（5） 對設計說明書初稿進行相關格式修改，對設計圖紙并進行修改。研究過程中的主要問題和解決的方法：二、論文結構框架（一）論文提綱第一章 工件分析 1第一節(jié) 材料的工藝分析 1第二節(jié) 材料選擇 3第三節(jié) 工件結構形狀 3第四節(jié) 尺寸精度 3第二章 沖裁工藝方案的確定 5第三章 模具總體設計 6第一節(jié) 模具類型的選擇 6第二節(jié) 操作與定位方式 6第三節(jié) 卸料、出件方式 6第四節(jié) 確定送料方式 7第五節(jié) 確定導向方式 7第四章 模具工藝參數確定 8第一節(jié) 排樣設計與計算 8第二節(jié) 搭邊值的確定 8第三節(jié) 進距與條料寬度計算 9第四節(jié) 材料利用率的計算 12第五章 計算沖壓力與壓力機的初選 12第一節(jié) 沖裁力 Fp 的計算 .13第二節(jié) 卸料力 Fq1 的計算 .13第三節(jié) 頂件力 Fq2 的計算 .14第四節(jié) 總的沖壓力 F 的計算 14第五節(jié) 壓力機的初選 14第六章 模具壓力中心的確定 15第七章 沖裁模間隙的確定 16第一節(jié) 沖裁間隙 Z 16第二節(jié) 沖裁間隙分析 16第八章 凹、凸模刃口尺寸的計算 18第一節(jié) 刃口尺寸計算的基本原則 18第二節(jié) 刃口尺寸的計算 18第九章 主要零部件的設計 21第一節(jié) 工作零件的設計與計算 21第二節(jié) 橡膠的選用 27第三節(jié) 模架及其零件的設計 28第十章 校核模具閉合高度及壓力機有關參數 30第一節(jié) 閉合高度的計算 30第二節(jié) 沖壓設備的選定 30結 論 32參考文獻 33（二）參考文獻[1]．解汝升. 沖壓模具設計與制造技術. 北京：中國標準出版社，1997[2]．許發(fā)樾. 實用模具設計與制造手冊. 北京：機械工業(yè)出版社，2001.2[3]. 姜奎華. 沖壓工藝與模具設計. 北京：機械工業(yè)出版社，2003.6[4].陳錫棟、周小玉 .實用模具技術手冊.北京：機械工業(yè)出版社，2001.7[5]．廖念釗等. 互換性與技術測量. 北京：中國計量出版社，2001[6].牟林、胡建華 .沖壓工藝與模具設計.北京:中國林業(yè)出版社；北京大學出版社，2006.8[7].付宏生.冷沖壓成形工藝與模具設計制造.北京：化學工業(yè)出版社，2005.3[8].郝海濱.沖壓模具簡明設計手冊.北京：化學工業(yè)出版社，2004.11[9].馬正元等 .沖壓工藝與模具設計.北京：機械工業(yè)出版社，1998.5[10]. 許發(fā)樾 .沖模設計應用實例.北京：機械工業(yè)出版社，1999.6[11].Wilson, F.W.Die design handbook McGraw. 1990.6[12].王同海、孫勝等 .實用沖壓設計技術.北京：機械工業(yè)出版社，1995.4[13].王芳.冷沖壓模具設計指導.北京：機械工業(yè)出版社，1999.10[14].李名望.沖壓工藝與模具設計.北京：人民郵電出版社，1999.10三、論文寫作安排第一到四周 收集資料，閱讀文獻；第五周 編制開題報告；第六周 外文翻譯；第七周 總體方案設計；第八周 進行相關內容的計算；第九周 進行相關內容的計算；第十周 進行相關內容的計算；第十一周 進行相關內容的計算；第十二周 根據計算結果畫出要求的圖紙草圖；第十三周 根據計算結果畫出要求的圖紙草圖；第十四周 根據計算結果畫出要求的圖紙草圖；第十五周 整理說明書；第十六周 整理說明書；第十七周 編寫計算說明書，形成畢業(yè)設計全部文件，準備答辯； 第十八周 畢業(yè)答辯；四、審核意見指導教師意見：1、通過 2、完善后通過 3、未通過指導教師（簽字） 年 月 日系部（專業(yè)）意見：1、通過 2、完善后通過 3、未通過負責人（簽字） 年 月 日