有凸缘圆筒形件拉深工艺分析与模具设计开题报告

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1. 研究目的与意义（文献综述）

1.1、冲压工艺及其模具设计的国内外发展现状 冲压加工：借助于常规或专用设备的动力，使板料再模具里直接得到变形力进行变形，从而获得一定形状、尺寸和性能的产品零件的生产技术。该工艺所使用的模具称为冲压模具，简称冲模。冲压工艺在生产效率，产品尺寸精度等方面具有许多独特优点，因此广泛应用于机械、交通、电子、航空等众多领域。1.1.1冲压工艺及其模具设计的发展历程主要发展历程主要分为两个阶段：历史沿革：历史学家表明，早在2000多年前的古代社会，我国就已经开始使用冲压模具来制造铜器，中国古代模具工艺已经达到一定的成就。第一阶段，20世纪初，美国福特汽车的工业化生产大大推动了冲压工艺的研究和发展。我国也于1953年首次建立冲模车间，自20世纪60年代开始生产精冲模具。第二阶段，90年代至今，有限元方法及cad技术的发展，使计算机技术在冲压领域得以迅速发展并走向实用化，成为材料变形研究和工艺设计的有力工具，传统的板料成形技术开始从经验化走向数字化。1.1.2 国外发展现状欧美和日韩等国模具工业起步较早，发展水平较高，CAD/CAE/CAM已经得到广泛应用，例如在注塑模行业中已经广泛使用集成化系统，并且其智能化程度也在逐步提高，而在冲压模具的设计中，也开发和运用了多种计算机系统来进行工艺规划的辅助工作和模具的制造工作等等。国外发达国家模具标准件的使用覆盖率较高，一般为80%左右。并且在模具制造技术方面，快速成型技术和快速制造技术已经得到广泛应用，从模具的概念设计到制造完成仅需要传统加工方法所需时间的1/3和所需成本的1/4左右。除此之外，部分国外发达国家在人员培养和管理方法先进，冲压工艺优质材料开发及表面处理等方面都已做出很大的进步。而一些发展中国家，如东南亚等，随着汽车、基建等下游需求快速增 加，全球制造业逐步会向这些成本较低的国家转移，模具需求量将会大幅增加。但这些地区的模具行业尚未形成覆盖全品种、各层次水平的完整的本土生产能力。1.1.3 国内发展现状本世纪来，我国冲压模具制造业的相关技术水平已经由传统的手工制造阶段过渡到半机械制造的阶段，模具企业发展有了很大的进步，三资企业、乡镇（个体）模具企业的发展也相当地迅速。并且许多企业与国外企业合作，模具水平已经得到了进一步提高。虽然在最近的十几年里取得了令人瞩目的发展，但是目前我国的冲压模具设计制造水平在总体上还是落后欧美日等国家。中国模具设计业有待完善的内容主要体现在以下方面：精密设备在模具加工设备中的所占比例仍较低；设计人员的技术水平有待提高，需要累积较多的设计经验；自动化的科学技术没有得到广泛应用，需要加强自动化建设；模具设计标准化、规范化也需要进行进一步加强。当今发展形势下，模具行业机遇和挑战并存。我国既面临着发展中国家较高的模具需求量等机遇，同时也面临着发达国家的技术优势和发展中国家的价格优势的双重压力，我国的模具企业只有在各方面弥补缺陷，加强人才培养，引进先进技术，不断加强自身建设，才能让我国的模具制造业继续保持较快的发展速度。1.2、设计的目的通过对一个具体的拉深件进行工艺分析，了解拉深件的工艺性能和设计要求，由产品到设计，学习拉深过程中所涉及到的各种工艺分析，经验分析和设计步骤等等。对拉深件所需的模具进行整体设计，通过各种国家标准、经验公式等工具来具体设计一个用于生产制造零件的模具，将所学的知识进行实际运用，提高学生的实际运用能力。在设计过程中运用CAD技术对模具进行建模和装配，增强学生对计算机辅助系统的认识和使用，也启发学生了解和学习前沿模具制造技术和计算机辅助设计系统。 1.3、设计的意义我们在书本上学到的模具知识，只是相关工艺和模具制造设计过程中最基本的知识，知识点相对琐碎，且多为前人的经验公式和制定的一些标准等，仅靠书本的学习，是无法对这些知识进行深入了解的。对冲压工艺中的一个具体拉深件进行工艺分析和模具设计，可以让学生将所学知识联系起来，运用于实际。模具是工业产品生产应用的重要工艺装备，模具技术现已成为衡量一个国家产品制造水平的重要标志之一，可以促进工业产品的发展和质量的提高，并能获得极大的经济效益。而我国的模具行业虽然已经有了一定的发展，但与发达国家仍然相距甚远，学生对模具进行设计并且使用CAD等技术对模具进行建模和装配等，一方面了解本国的国家标准和当前设计水平，另一方面对国际前沿设计技术进行学习和了解。

2. 研究的基本内容与方案

2.1、设计的基本内容 针对有凸缘圆筒形件进行工艺分析，了解生产制造该零件所需工艺和加工过程，解决拉深过程计算、凸缘处理方法、排样和刃口计算以及压力机选用等基本内容。对模具进行结构设计，利用CAD进行建模、装配及运动分析。通过以上内容，达到熟悉冲压件生产和设计的整体过程的目标，对模具制造有一个全面的认识。2.2、研究的重点、难点 本次设计的重点在于拉深方案的确定，要确定好拉深次数，计算好刃口和排样后，才能进行模具的设计，因此拉深过程及相关工艺方面的计算尤为重要；难点在于凸缘的处理，带凸缘的筒形件拉深过程中并非是将凸缘全部转化为侧面，因此冒然使用无凸缘筒形件的第一次拉深系数，并且本筒形件凸缘处与底部圆角的大小不同，要选用合理的方法来对凸缘进行处理，才能更好的完成拉深工艺计算和模具设计。 2.3、设计拟采用的技术方案及措施1）指定冲压工艺方案，根据所给出的工件，进行工艺分析，确定凸缘处理方法，计算拉深次数，确定最合理的工艺方案。2）确定毛坯尺寸以及各次拉深后零件尺寸，进行凸凹模刃口尺寸计算和圆角计算，画出排样图。3）确定冲压模具的类型及结构形式，确定压力机的选用。查找设计手册和国家标准，对模具各个结构零件进行设计和选用。4）利用CAD对进行建模，完成装配和运动分析。

3. 研究计划与安排

第1-3周：完成开题报告和英文翻译；第4-6周：完成总体方案设计，对拉伸过程中涉及的各参数进行计算；第6-8周：完成详细方案设计，对模具结构进行设计和选用；第9-12周：完成相关的CAD建模、装配和运动等工作；第13-16周：毕业设计论文修订，评阅，与毕业答辩。

4. 参考文献（不低于12篇）

[1]鲍琳琳,李美婷.东南亚模具行业的现状及发展趋势[j].铸造,2019,68(12):1427-1430.

[2]周宝友.中国模具制造业现状及发展趋势[j].模具制造,2019,19(04):1-6.

[3]曾云.国内汽车冲压模具设计业的现状及发展方向[j].南方农机,2018,49(24):236.