垫圈冲压模具设计开题报告.doc

毕业设计（论文）开题报告
系（部）：机械工程系 年 月 日 （学生填表）
课题名称
垫圈冲压模具设计
学生姓名

专业班级

课题类型
工程设计
指导教师

职称

课题来源
生产
一、 综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义：
（1）冲裁件的工艺性分析：
冲裁件的结构为一圆环形垫片，为一多工序冲裁件，形状简单，尺寸较大。外环直径为150mm上偏差为+0.5mm，下偏差为0。对于Φ150的外径圆公差等级为IT13的公差带数值为0.46mm，则可知该冲裁件的外圈公差等级较低。冲裁件内孔尺寸为Φ80mm，上偏差为0，下偏差为-0.4mm，公差等级为IT12。冲裁件厚度为3mm，材料为45钢。普通冲裁可达的精度等级为IT12~IT10,即可达到该冲裁件的精度要求，因此该模具设计为普通冲裁模。

（2）本课题在国内外的研究动态如下：
国内模具行业发展动态：国民经济的高速发展对模具工业提出了愈来愈高的要求，促使模具技术迅速发展，作为生产各种工业产品和民用产品的重要工艺装备，模具已发展成为一门产业。20世纪80年代以来我国模具工业的发展已经十分迅速，并且向着大型、精密、复杂、高效、长寿命和多功能的方向发展。近20年来，模具作为“产业之母”，以产值每年15%左右的速度增长。
改革开放以来，汽车产业作为国民经济支柱产业的地位越来越突出，以汽车制造业为主的交通运输设备制造业已取代电子信息通讯业，成为名副实在的领头羊。汽车制造业的蓬勃发展带动了汽车零部件制造业，需要材料利用率高，互换性好，强度高和刚性好，生产率高和自动化程度高的汽车起动电机轴承盖垫圈产品。然则目前从事模具技术研究的机构和院校已达30余家，使我国冲压模具的
水平大大提高，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。并且国内相当多的模具企业普及了计算机绘图，应用各种CAD/CAE软件进行模具设计。在冲压成型CAE软件方面，除了引进的软件外，华中科技术大学、吉林大学、湖南大学等都已研发了较高水平的具有自主知识产权的软件，并已在生实践中得到成功应用，产生了良好的效益。
另外为了适应模具工业的大发展，国内许多大学开设了塑性成形、模具（其中包括冷冲模设计）等课程。并且信息工程技术、快速成形（RP）技术、快速制模技术和虚拟技术等许多现代设计制造技术都在模具行业得到了广泛应用。欧洲分析人士表示：“目前，欧洲模具业已越来越感受到来自中国同行所带来的影响和压力，预计到2018年，中国将一跃成为全球最大的模具制造业基地之一。”
国外模具发展趋势：工业发达国家在模具设计上已经大量使用计算机辅助设计模拟软件进行模具结构的设计；模具加工上已大量使用数控机床，计算机辅助加工和数控编程技术对模具进行加工，使模具的加工质量和附加值大大提升使加工周期减少、成本降低、效益提高；模具标准化程度日益提高,模具标准模架及模具标准件的应用日益普及,已实现商品化；针对不同制品的要求开发出适应各种不同模具的专用模具钢，并且已经商品化；为适应不同制品的需要,模具的种类繁多,从设计,制造工艺,装备以至原材料都不相同所以企业生产的模具宜专而不宜全,规模宜小而不宜大。工业发达国家的模具行业在近四十年来取得了异常迅速发展，已摆脱了属地位成为独立的行业并成为基础工业的重要组成部分。
（3）选题的依据和意义：
在中国，人们已经越来越认识到模具在制造中的重要地位，认识到模具技术水平的高低已成为衡量一个国家制造业水平高低的重要标志，并在很大程度上决定着产品质量、效益和新产品的开发能力。许多模具企业十分重视技术发展，加大了用于技术进步的投资力度，将技术进步视为企业发展的重要动力。用模具成型的制件所表现出来的高精度、高复杂性、高一致性、高生产率和低消耗，是其他加工制造方法所无法相比。冲压生产靠模具与设备完成其加工过程，生产率高，操纵简便，易于实现机械化和自动化，可以获得其他加工方法所不能或难以制造的、外形复杂的零件。冲压产品一般不需要再经过机械加工便可使用，冲压加工过程一般也无需加热毛坯。所以，冲压生产不但节约金属材料，而且节约能源，冲压产品一般还具有重量轻和刚性好的特点。
现在模具工业已有“不衰亡工业”之称，欧美工业发达国家将模具比喻为“点铁成金”的“磁力工业”、“金属加工帝皇”、“进入富裕社会的原动力”。 在我国把模具称为“工业之母”、和“无以伦比的效益放大器”。  模具是以特定的结构形式通过一定的方式使材料成形为制品的工具产品，是工业生产基础工艺装备，以其生产制件所表现的高精度、高复杂、高一致性、高生产效率和低耗能耗材，越来越引起各级政府和国民经济各产业的重视，特别是轻工、电子、机械、通讯、交通、汽车、军工等部门，如果没有模具就很难生产和发展产品；如果不能及时供应模具，就会影响生产的发展；如果模具精度低则产品质量差；在目前经济状况的形式下，更多的人员研究模具设计制造不仅可以使中国模具企业加快产业集群化，发挥规模效应，还应注重模具产业链的前端研发、人才建设和产业链后端的检测以及信息服务，尽快缩短技术、管理、工装水平与国际水准的差距。

二、研究的基本内容，拟解决的主要问题：
（1）分析垫圈冲压模具设计参数和设计技术要求，查阅文献资料，开展调查研究。
（2）分析设计产品工艺方案，制定毕业设计题目设计方案，进行方案比较，优化设计方案，撰写开题报告。
（3）装配图机构设计，整机的运动参数计算，相关零部件结构参数选择、校核及尺寸计算。
（4）根据装配图，进行各个零件结构设计，绘出全部零件结构设计图纸。
（5）查阅和专业相关的英文资料，并按要求翻译成中文（5000字）。
（6）按照毕业设计说明书（35页左右）内容、格式及要求，撰写毕业设计说明书。
拟待解决的主要问题有：
如何提高垫圈冲压模具的使用次数、精度、及生产能力。国内企业都有着自己的生产工艺，参差不齐严重影响模具的质量，例如：如何在精密热处理环节选择模具材料使其有综合机械性能，耐磨、耐腐蚀性能及抛光亮度更为优越。如何实现设计模具制造过程和模具加工产品方式使模具制造生产能够有高的附加值。

三、研究步骤、方法及措施：
（1）研究和确定模具设计方案。
（2）收集、整理相关设计资料，完成开题报告。
（3）选择与确定模具的主要零部件的结构和尺寸。
（4）选择压力机的标准型号或校验已选压力机。
（5）工艺计算及有关工艺参数的校核。
（6）模具的具体设计并且运用AutoCAD、Pro/E软件绘图，主要包括模具总装图以及各个非标件的零件图。
（7）编写设计计算说明书，并附带中英文摘要。
（8）整理、检查、打印设计计算说明书，整理后出图准备答辩的相关事宜进行答辩。
方法及措施：
①运用大学期间所学的专业课程知识。理论知识和课程设计及生产实习中所学到的实践知识，正确的解决冲压模具设计中的冲裁件的工艺性分析、工艺方案的论证及确定、工艺设计排样设计及具体数据的理论计算与实际校核验证、模具结构型式设计和零件加工工序设计等题目。
②在确定模具设计的总体结构形式，进一步根据所生产制品进行经济高效、省力公道、使用安全且能保证加工质量的设计完善具体零部件的精度、尺寸及形状的最终方案。
③熟练掌握查阅手册、图标、资料等参考文献。充分利用与本次题目有关的冲压设计的资料，做到科学的，熟练的运用。

四、研究工作进度：
（1）1～4周 查资料、调研、方案确定
（2）5～12周 完成冲压模具设计和零件图绘制
（3）13～15周 撰写论文；打印论文；图纸检查，准备答辩
五、主要参考文献：
[1] 卢险峰. 冲压工艺模具学 机械工业出版社，2006, 4，第二版
[2] 李学锋. 模具设计与制造实训 化学工业出版社，2005，1，第一版
[3] 杨占尧. 冲压模具图册 高等教育出版社，2006. 07，第一版
[4] 薛啟翔. 冲压模具设计结构图册 化学工业出版社，2005. 07, 第一版
[5] 程燕军，柳舟通. 冲压与塑料成型设备 科学出版社，2005，第一版
[6] 何永熹，武充沛. 几何精度规范学 北京理工大学出版社，2006, 8，第二版
[7] 郭纪林，余桂英. 机械制图 大连理工大学出版社，2005, 8，第一版
[8] 陈炎嗣. 冲压模具实用结构图册 机械工业出版社，2009, 6，第一版
[9] 丁松聚. 冷冲模设计 机械工业出版社，2001. 10，第一版
[10] 史铁梁. 冷冲模设计指导 机械工业出版社，1999, 5，第一版
[11] 王新华. 冲裁模典型结构图册 机械工业出版社，2011, 4, 第一版
[12] 王孝培. 冲压手册 机械工业出版社，2000,10，第二版
[13] 阳勇. 冲压工艺与模具设计. 北京：北京理工大学出版社, 2010.8
[14] 周本凯. 冷冲压模具设计精要. 北京：化学工业出版社, 2009.9
[15] 成百辆. 冲压工艺与模具结构. 北京：电子工业出版社, 2006.9
[16] 周本凯. 冲压模具设计实践. 北京：化学工业出版社, 2008.1. 第二版

教研室意见

教研室主任签字： 年 月 日