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1、天津科技大学本科生毕业设计（论文）开题报告 学 院 机械工程学院 专 业 2009材料成型及控制工程（模具设计制造及自动化） 题 目 连接脚冲压模具设计 姓 名 指导教师（签名） 2013年3月22日拟选题目连接脚冲压模具设计选题依据及研究意义（1） 综合运用和巩固机械设计相关课程的基本理论和专业知识，培养从事模具设计与机械设计的初步能力，为实际工作打下良好的基础。 （2） 培养分析问题和解决问题的能力。经过该设计环节，应该能全面理解掌握冲压工艺，模具设计模具制造等相关机械设计的内容；掌握冲压工艺与模具设计的基本方法和步骤，模具零件的常用加工方法及工艺规程编制，模具装配工艺制定；独立解决在制定
2、冲压工艺规程，设计冲模结构、编制模具零件加工工艺规程中出现的问题；会查阅技术文献和资料，以完成从事冲压技术工作的人员在模具设计与制作方面所必须具备的基本能力训练。（3） 培养认真负责、踏实细致的工作作风和严谨科学态度，强化质量意识的时间观念，养成良好的职业习惯。（4）工业发展水平的不断提高，工业产品更新速度加快，对模具的要求越来越高，尽管改革开放以来，模具工业有了较大发展，但无论是数量还是质量仍满足不了国内市场的需要，目前满足率只能达到70%左右。造成产需矛盾突出的原因，一是专业化、标准化程度低，除少量标准件外购外，大部分工作量均需模具厂去完成。加工企业管理的体制上的约束，造成模具制造周期长，
3、不能适应市场要求。二是设计和工艺技术落后，如模具CAD/CAM技术采用不普遍，加工设备数控化率低等，亦造成模具生产效率不高、周期长。总之，是拖了机电、轻工等行业发展的后腿。因此我们必须意识到，对模具设计的研究的目的和意义在于能够很好的认识模具工业在国民经济中的地位的重要性。因为利用模具成型零件的方法，实质上是一种少切削、无切削、多工序重合的生产方法，采用模具成型的工艺代替传统的切削加工工艺，可以提高生产效率，保证零件质量，节约材料，降低生产成本，从而取得很高的经济效益。利用模具生产零件的方法已经成为工业上进行成批或大批生产的主要技术手段，它对保证制品质量，缩短试用周期，进而争先占领市场，以及产
4、品更新换代和新产品开发都具有决定性的意义。因此德国把模具称为“金属加工中的帝王”，把模具工业视为“关键工业”，美国把模具称为“美国工业的基石”，把模具工业视为“不可估量其力量的工业”，日本把模具说成是“促进社会富裕繁荣的动力”，把模具视为“整个工业发展的秘密”。 因此，要使国民经济各个部门获得高速发展，加速实现社会主义四个现代化，就必须尽快将模具工业搞上去，使模具生产形成一个独立的工业部门，从而充分发挥模具工业在国民经济中的关键作用。文献综述（对已有相关代表性研究成果的综合介绍与评价） (1)国内模具设计状况近几年来，我国轿车市场发展十分迅猛，2002年在轿车销售超过100万辆的基础上，200
5、3年则向200万辆人关迈进，达到了197万辆。然而，在轿车热迅速升温的同时，不得不尴尬地面对这样的现实市场上热销的绝人多数车型是直接从国外引进的。由于国内轿车覆盖件模具设计制造能力从总体上看还比较薄弱，为了生产这些车型，各人汽车公司不得不耗资几亿、十几亿元采购海外模具。与国外汽车公司相比，由于生产规模比较小，这就造成单车均摊的模具成本远高于国外车，这也是造成国产车整车制造成本居高不下的主要原因之一。产轿车覆盖件模具开发能力国内主要的轿车模具制造商有:一汽模具制造有限公司、东风汽车模具厂、天津汽车模具有限公司、成飞集成科技股份有限公司、南京模具装备有限公司、上海千缘汽车车身模具有限公司等等。作为
6、国内最难轿车生产销售商上海人众汽车有限公司，也有自己的模具设计制造部门(TMM部)。目前，虽然国内模具商在轿车内覆盖件模具设计制造方面已小有能力，并可承接整车厂的部分模具开发项目，但对于有很高型面精度和表面质量要求的外覆盖件，特别是中高档轿车的外覆盖件，整车厂很少会将这类模具交由国内开发。 （2）国外覆盖模具设计目前，国外汽车公司为了降低模具开发、制造成本，缩短生产周期，将除轿车外覆盖件之外的部分轿车冲压件的模具都交由专业模具公司设计和制造，这些公司都有很强的开发能力，并在某些零件的模具制造方面拥有独到的优势。但作为整车厂，考虑到新车型开发过程中的保密，对诸如翼子板、行李箱盖、车门、侧围、车顶
7、、前盖等敏感零部件的模具，则都由自己的模具制造部门来设计和制造。 （3）冲压工艺传统设计方法: 首先，在经验基础上，利用CAD设计工艺补充面;其次，将CAD数模传递给AutoForm等CAE软件进行拉深过程模拟;根据模拟结果，在CAD中对工艺补充面进行调整，并将新的CAD数模传递给CAE，开始新的模拟求为比。这是一个从CAD到CAE再回到CAD的不断反复的过程。由于每次在CAD中构造曲面都远较在AutoForm中复杂，因此，整个过程所花费的时间就多得多。而新方法在冲压工艺设计初期，就用Diedesigner Module在AutoForm软件中设计并调整拉深工艺补充面，与传统的设计方法相比，就
8、能够大大提高设计效率。 由于AutoForm是一款快速模拟软件，为了在较短的时间内对复杂冲压件的成形过程进行评价，采用了膜单元来离散几何模型，必然要降低模拟精度，因此，有些汽车公司在模具设计开始之前还要利用模拟精度高的CAE软件，如德国人众就采用了Indeed软件，对拉深工序进行再次模拟(Indeed软件的计算是基于带厚度的壳单元的，能够得到更为准确的计算结果，但是其计算所花费的时间通常是AutoForm的几到十几倍，该软件比较适用于最终验证)，所有拉深工艺必须通过Indeed模拟并验证为是可行的，才可用于模具设计。研究内容（包括基本思路、框架、主要研究方式、方法等）本次设计的任务是设计出一类
9、连接脚的冲压模具，通过设计能够熟悉和掌握冲压零件和冲压模具的全过程，能够根据不同金属材料的性能及特点， 选择适当的模具结构，并掌握模具主要零件的强度计算及每一个零件尺寸的确定，掌握材料的选择，热处理要求及制造工艺知识。通过该设计，能熟练运用计算机进行设计和绘图。 此零件体积比较小，形状比较复杂，对模具设计制造要求较高。对该零件成型工艺的详细分析，根据工序多，精度高的特点，在模具设计中，如何才能以最快的速度设计出模具来，并降低成本，首先应考虑CAD/CAE/CAM技术如何才能在设计中发挥其主要优势？因此，我使用了模具设计软件Pro/Engineer和autoCAD,零件的设计依靠Pro/Engi
10、neer的各个模块和autoCAD，因此设计的关键就是Pro/Engineer设计软件在冲压模设计中的应用问题，并且由于该零件的尺寸及复杂程度，给动模的设计带来难度，并且凸凹模的设计工作变的尤为关键，为圆满完成这次设计任务，我对该软件的几个常用模块，特别是零件、曲面、工程图及模具模块进行了比较深入的学习，相信能借助Pro/Engineer和autoCAD，使设计工作达到事半功倍的效果！我在此次模具设计过程中，应用Pro/Engineer软件，拟定新的模具设计 路线：测绘出零件的二维和画出三维图模具结构三维设计模具主要零部件的三维设计凸凹模的三维及二维设计。 拟订的技术路线：冲压工艺过程设计冲压
11、模具设计模具零件制造模具制造与装配撰写设计报告。 冲压工艺过程有：分析零件图（冲压件图）、确定冲压件的工艺总体方案、确定各工序的工艺方案，初步设备、编制冲压工艺规程。 冲压模具设计有：确定模具类型和结构形式、选择卸料或工件的定位方式、选择卸料和出料方式、绘制模具总装配图、选用标准模具零件、合理选择冲压设备校核基本参数、绘制模具非标准零件图。 模具零件制造有：认真审核模具设计图、编制模具零件加工工艺规程等。研究进程安排 起止日期 计划内容02.2503.17 毕业实习并完成实习报告03.1803.24 搜集参考文献并完成开题报告03.2503.29 毕业设计外文文献翻译03.3004.05 确定
12、制件结构，完成制件工艺性分析，确定工艺方案04.0604.19 工艺计算，模具结构总体设计、非标准件设计及标准件选取04.2005.03 模具装配草图的绘制和修改05.0405.24 模具正式装配图的绘制，非标准零件图的绘制05.2506.12 手绘非标准零件图，编写整理设计说明书06.13 准备答辩主要参阅文献1 薛啓翔等编著.冲压模具设计制造难点与窍门M.北京：机械工业出版社，2003.72 冲模设计手册.编写组编著.冲模设计手册M.北京：机械工业出版社，1999.63 杜继涛，甘屹.支架精密多工位级进模设计J.模具工业，2005（9）：15-174叶玉驹机械制图手册北京：机械工业出版社，
13、20025 模具实用技术丛书编委会编.冲模设计应用实例M.北京：机械工业出版社，1999.66 郑家贤遍著.冲压工艺与模具设计实用技术M.北京：机械工业出版社，2005.17 许发樾.模具标准化与原型结构设计M.北京：机械工业出版社，2009：11-297.8 姜奎华主编.冲压工艺与模具设计.北京：机械工业出版社，1998.59 郑家贤遍著.冲压工艺与模具设计实用技术.北京：机械工业出版社，2005.110 模具实际与制造技术教育丛书编委会编，模具结构设计，机械工业出版社，2004年11王新华，袁联富.冲模结构图册M.北京：机械工业出版社，2004：1-752.12 李雄，张鸿冰，阮雪榆，罗中
14、华，张艳.模具热处理及其导向平行设计J13 Rajput RK.Elements of Mechanical Engineering.Katson Publ.House,198514. K. Yoshida, H. Hayashi, K. Miyauchi, Y. Yamato, K. Abe, M.Usuda, R. Ishida and Y. Oike, “The effects of mechanical properties of sheet metals on the growth and removing of buckles dueto non-uniform stretching”, Scientific Papers, Institute of Physics and Chemistry Research, 68, pp. 8593, 1974.15. T.
