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1、园筒形工件一次拉深与变速变载设计开题报告园筒形工件一次拉深与变速变载变行程多次拉深工艺的优化设计1 开题依据模具作为重要的制造装备行业在为各行各业服务的同时，也直接为高新技术产业服务，模具在制造业产品研发、创新和生产中所具有的独特的重要地位，使得模具制造能力和水平的高低也成为国家创新能力的重要标志。37166世界上许多国家，特别是一些工业发达国家都十分重视模具技术的开发，大力发展模具产业，积极采用先进技术和设备，提高模具制造水平。可见，提高模具技术水平，加强模具技术的研发，对于促进国民经济的发展有着特别重要的意义。论文网 冲压作为现代工业中一种十分重要的加工方法，用以生产各种板料零件，具有很多
2、独特的优势，其成形件具有自重轻、刚度大、强度大、互换性好、成本低、生产过程便于实现机械自动化、生产效率高等优点，是一种其它加工方法所不能相比、不能替代的先进制造技术。在制造业中具有很强的竞争力，被广泛应用于汽车、能源、机械、家用电器、航空航天和日常生活的生产之中。 拉深是冲压的其中一种工艺，是利用拉深模在压力机的压力作用下，将平板坯料或空心工序件制成开口空心零件的加工方法，是冲压基本工序之一。在拉深成形件种类中园筒形件是最典型的拉深件。就目前国内现状来看，近年来，通过对拉深工艺方面的不断改造与更新，国内冲压模具的设计制造能力取得了显著的进步。但是，在中高档拉深模具的开发上，我国与国际水平仍有较
3、大差距。不过这种差距并非不能缩小，只要多加强国际交流，多吸取国外同行的设计制造经验，一定能够加快模具的国产化进程。源自六;维论.文;网 本课题所采用的金属板材成形的数值模拟始于20世纪60年代。最早出现的方法是有限差分法，但此类方法仅限于解决诸如球形冲头胀形等轴对称问题，对复杂边界条件处理存在困难而未能得到广泛应用。之后有限元方法的应用使得金属成形模拟获得突破，并日益趋向成熟。现如今，采用有限元技术对变速、变载、变行程冲压成形进行数值分析，可使动态成形过程非常直观地在计算机屏幕上显示出来，工程技术人员可以通过观察和分析材料成形过程中的应力应变状态、成形件厚度变化状态、破裂及起皱的形成过程来完善
4、或优化工艺参数，为确定最佳工艺方案及模具结构提供科学的依据。虽然板材成形数值模拟的研究在过去十几年里取得了巨大进展，但由于我国在板料成形数值模拟方面起步较晚，板料数值模拟软件的开发主要以学术研究为主，离商业化还有很大的距离。但，与此同时，伴随着先进的伺服压力机技术的出现，使得我们可通过变速、变载、变行程等方式对冲压成形过程进行控制，提高板料成形性能，并有望在难成形材料和复杂形状难成形零件的成形中发挥重要作用。方案论证3.1 制件结构特点 本次课题所设计的园筒形工件，为一无凸缘筒形件，该拉深件结构简单、对称，底部圆角半径为5mm，满足筒形件拉深件底部圆角半径大于一倍料厚的要求，因此，该制件具有良
5、好的结构工艺性，能够对其进行变速、变载、变行程的多次拉深工艺优化。 源自六;维论.文;网3.2 塑件材料特性本次课题选用材料为DC06（超深冲冷轧钢）。一般用于特深冲级，主要用于折弯、拉深、冲压等部位。含化学成分C、Si、Mn、P、S、Als、Ti等元素。DC06材料拥有三个表面分类，分别为较高级的精整表面FB（其表面允许有少量不影响成形性能及涂、镀附着力的缺陷）、高级的精整表面FC（其产品两面中较好的一面无肉眼可见的明显缺陷，另一面至少应达到FB的要求）、超高级的精整表面FD（其产品两面中较好的一面不应有影响涂漆后的外观质量或电镀后的外观质量的缺陷，另一面至少达到FB的要求）。 :3.3 制
6、件材料成型性能 本次课题选用材料为DC06（超深冲冷轧钢），其抗拉强度不低于270MPa，其屈服强度为110170MPa，其断后伸长率不低于41%，具有高的均匀应变能力，便于加工，容易得到高质量和高精度的冲压件，生产率高，不易产生废品等。3.4 拉深成型工艺参数零件的材料厚度为1mm，所有计算以中径为准：制件的相对高度 h/d=100-0.5/150-1=0.663查得 修边余量h=3 mm修正后拉深件的总高度为99.5+3=102.5mm由无凸缘筒形拉深件坯料尺寸计算公式得：坯料直径尺寸D=287 mm零件的相对厚度t/D*100%=1/287*100%=0.348%，即需采用压边圈计算查表
7、后得知该筒形件共需2次拉深，其拉深系数分别为0.6 ,0.8。各次拉深筒形件圆角半径分别为10mm，8mm。3.5 设计方案拟定方案一：采用变速、变载、变行程的多次拉深成形。方案二：采用传统的拉深成形工艺。方案分析比较：方案一所选用的变速、变载、变行程冲压成形是通过控制滑块的速度、运行模式和载荷大小，使其适合零件不同阶段的变形特点，从而控制板料流动和应变速率的大小，改变变形区的应力、应变状态，最终能够提高板料的成形性能。方案二的拉深成形工艺操作简便，成本较低，但所得到的制件精度不足，难以成形复杂型零件。通过以上两种方案的分析比较可见，采用变速变载变行程冲压成形代替传统的冲压成形工艺具有非常重要
8、的意义。由于在多次拉深成形前需要对制件进行一次拉深，而完成该工件需要经过落料、拉深两个基本工序，综合实际情况，可有以下三种工艺方案： 方案一：先落料，再进行第一次拉深，再次拉深。采用单工序模生产。 方案二：先落料，第一次拉深复合，后进行后续拉深。采用复合模生产。 方案三：先落料，后正、反拉深。采用连续模生产。 方案分析比较： 方案一所选用的模具结构简单，但需两道道工序两副模具才能完成零件的加工，其成本高而生产效率低，难以满足大批量生产要求。方案二可以通过同一副模具完成两道不同的工序，从而大大减小了模具规模，降低了模具成本，提高生产效率，工件精度也能满足要求，操作简便，成本较低。方案三所采用的正
9、、反拉深模具结构比较复杂，要求工步精准，生产效率高，而生产成本较高。 通过对上述三种方案的分析比较，该件的冲压生产采用方案二为佳。4 毕业设计（论文）内容4.1 基本内容1.对拉深件进行绘制，画出零件图，其次对拉深件的成型工艺性和结构工艺 性进行分析； 2.根据相关的参数选择合理的成形设备； 3.对模具进行结构设计； 4.校核压力机的有关工艺参数，确保模具顺利加工；5.绘制模具装配图；6.分别对变速、变载、变行程的拉深成形参数进行确定。4.2 重点内容 拉深时，有许多因素将影响到拉深件的质量，有的甚至影响到拉深工艺能否顺利完成。常见的拉深工艺问题包括筒壁危险断面的拉裂、筒壁表面拉伤、工件的翘曲
10、变形等。其中，工件的翘曲变形是板材拉深成形中最难控制的一种成形缺陷，因为工件的翘曲变形不仅涉及到折弯板材整体不均的力学性能因素，而且主要与每一道次折弯处出现不均匀回弹有关，如此成形的工件必然会产生翘曲变形缺陷。可见让如何有效控制不均匀回弹对消除工件的翘曲缺陷而言是最为重要的一环。为了减少实际成形的实验次数、有效地消除工件翘曲变形缺陷。建立基于ABAQUS有限元分析平台的园筒形多次拉深有限元模型，数值模拟板料拉深非均匀回弹全过程，并通过与实验相结合研究，找寻消除非均匀回弹翘曲变形缺陷的有效方法，并对工艺过程进行优化，达到高品质、高精度成形制造园筒形工件的目的。4.3 难点内容 相对于一次拉深成形
11、的仿真过程，变速、变载、变行程多次拉深的成形机理比较复杂，且变速、变载、变行程多次拉深成形的仿真中存在一些特殊的技术问题。即：几何模型的建立、网格划分、屈服准则的选用、工序间历史信息的传递以及板料与模具间干涉问题的处理等。而本人对以上关键技术问题的知识掌握不全面。5 工作进度安排3.07之前：根据设计课题“园筒形工件一次拉深与变速变载变行程多次拉深工艺的优化设计”要求；查阅中、外文文献资料；拟定工艺路线方案，整理资料，与指导教师进行开题交流，填写开题交流讨论记录表，上传提交开题报告。3.104.18：拟定工艺规划方案，绘制工艺设计图，完成外文文献的翻译；上传外文文献的译文及原文等填写并上传毕业设计中期自检表。4.225.23：采用ABAQUS有限元数值模拟工件成形过程，利用ABAQUS/CAE，对不同工艺进行优化，成形图纸要求的工件。撰写毕业设计说明书，完成毕业设计全部内容。上传全部毕业设计资料（电子版）。5.265.30：接受指导教师的审核、评阅，修改、完善毕业设计。重新上传全部毕业设计资料。6.026.06：根据评阅教师的审核意见，进一步修改、完善毕业设计；重新上传全部毕业设计资料；打印设计图纸和说明书等；准备毕业设计答辩。6.096.13： 参加毕业设计答辩；上传并提交最终修改好的毕业设计全部资料（电子版和纸质版）及光盘。 精选办公范文大全
