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哈爾濱理工大學(xué)機械動力工程學(xué)院
畢業(yè)設(shè)計(論文)
開 題 報 告
姓 名 :
學(xué) 號 :
專 業(yè) :
班 級:
指導(dǎo)教師:
2008 年 3 月 20 日
課題題目及來源:
題目:矩形罩落料拉深復(fù)合模CAD/CAPP/CAM設(shè)計
來源::生產(chǎn)實踐
課題研究的意義和國內(nèi)外研究現(xiàn)狀:
國內(nèi)外模具行業(yè)發(fā)展概況:
根據(jù)國際專用工具協(xié)會和亞洲模具協(xié)會聯(lián)盟的綜合估計,全球的主要模具生
2、產(chǎn)國家和地區(qū)如下:
1)日、美、德、法等工業(yè)發(fā)達國家
它們發(fā)展速度快,市場規(guī)模大,內(nèi)需充足,較高,具備開發(fā)各種模具的能力。
2)發(fā)展中國家地區(qū)
包括韓國、新加坡、馬來西亞、葡萄牙等國家和中國臺灣、香港地區(qū)。屬出口導(dǎo)向型,發(fā)展模式大致為由傳統(tǒng)勞動密集產(chǎn)業(yè)開始從事工業(yè)化生產(chǎn),漸漸步入技術(shù)密集和資本密集產(chǎn)業(yè)的出口,模具工業(yè)已由初期的低精密度向較高精密度發(fā)展。
3)經(jīng)濟發(fā)展迅速的大國
如中國大陸、印度等。其人口眾多,長期重視基礎(chǔ)工業(yè)發(fā)展,模具工業(yè)技術(shù)主要集中在少數(shù)大型國有企業(yè)。我國自實行改革開放以來,經(jīng)濟發(fā)展迅速,帶動模具工業(yè)迅速發(fā)展。
下面分別
3、介紹一些國家和地區(qū)模具的發(fā)展情況。
1.日本 根據(jù)日本金型工業(yè)協(xié)會估計,1995年日本的模具產(chǎn)值約為15866億日元,較上一年增長了13.9 %。與其他產(chǎn)業(yè)相似,其模具行業(yè)在1991年發(fā)展到高峰后開始跌落,一直到1995年才有所回升,主要原因是1995年日本各大汽車廠將各類型車逐漸淘汰,由此對模具需求迫切。
日本為全球第一大模具出口國,1991年起其模具出口額超過20億美元,1995年為2586.87億日元(約合28億美元),約占產(chǎn)值的16.3%。1995年進口約占產(chǎn)值的1.2%。出口規(guī)模較大的原因在于:
(1)模具技術(shù)較高,質(zhì)量良好,精密度符合各類客戶需求。
4、(2)企業(yè)的海外投資很多,各海外工廠習(xí)慣于使用日本制造的模具,
(3)按時交貨且交貨期短是日本模具的一大特色,
2.澳大利亞 澳大利亞的模具生產(chǎn)能力較強,達到了國際一流水平,它將高新技術(shù)應(yīng)用于模具設(shè)計和制造中。
1)CAD/CAM/CAE一體化技術(shù)被廣泛應(yīng)用
它顯示了用信息技術(shù)帶動模具工業(yè)發(fā)展的優(yōu)越性。澳大利亞塑料模具設(shè)計制造已普遍應(yīng)用了CAD/CAM/CAE一體化技術(shù)。在CAD應(yīng)用方面,己經(jīng)甩掉了圖板,二維CAD被廣泛應(yīng)用,三維的使用目前已達到了60%,Pro/E.UG,Solid,Edge,Mechanical Desktop等設(shè)計軟件應(yīng)用得很普遍,而且采用
5、DNC網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系到高精度和高效率加工中心。應(yīng)用這些軟件不僅可完成二維設(shè)計,同時可獲得三維模型,為NC編程和CAD/CAM的集成提供了保證。應(yīng)用三維設(shè)計,
還可以在設(shè)計時進行裝配干涉檢查,保證設(shè)計和工藝的合理性。
2)企業(yè)規(guī)模
澳大利亞汽車模具企業(yè)規(guī)模不大,職工多在40-50人,最大的只有450人(制作模具的人數(shù)為68人,其他人員做產(chǎn)品零件)。多機床管理和一專多能、一人多職普遍被模具廠采用,其車間機床很多但工人不多,多臺數(shù)控機床在工作,但只有一個工人管理。
3) 實行JIT管理模式
澳大利亞的模具企業(yè)都是根據(jù)市場需要發(fā)展起來的,都有一套適應(yīng)市場需要的科學(xué)的、嚴格的
6、管理方法,從生產(chǎn)計劃、工藝制定到作業(yè)流程控制、庫存、統(tǒng)計等方面普遍使用了計算機化管理。在生產(chǎn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集和統(tǒng)計都使用了條碼技術(shù),有些公司還應(yīng)用了集成化管理,在公司內(nèi)部,設(shè)計、工藝、生產(chǎn)部通過計算機網(wǎng)絡(luò)DNC共享信息。在生產(chǎn)車間,制品、外購件和生產(chǎn)作業(yè)地干凈整潔有條不紊,生產(chǎn)基本實現(xiàn)了零庫存,做到了準時生產(chǎn)(JIT)。
4) 專業(yè)化生產(chǎn)和社會協(xié)作
為了在市場競爭中生存發(fā)展,每個模具企業(yè)都有自己的特色產(chǎn)品,都有自己的技術(shù)優(yōu)勢,必須采用專業(yè)化生產(chǎn)方式,不能什么模具都制造。
Electeolux公司是一個較大的模具制造公司,主要做一些大型模具,擁有日本產(chǎn)OKUMA數(shù)控銑床3臺,
7、大型電加工設(shè)備。生產(chǎn)重點放在模具開發(fā)和制造及裝配調(diào)試工作上,做許多機械零件加工外協(xié)。
5) 模具標準化程度較高
模具標準件可以在市場上采購,許多模具企業(yè)進行模具零件的粗加工,半精加工也由相對固定的協(xié)作廠家完成,模具沖壓件由固定鑄造廠粗加工后再送往協(xié)作廠進行半精加工。塑料模具用的鋼材在鋼廠進行粗加工作為標準模塊運到模具廠,模具廠的熱流道、定位、導(dǎo)向、斜楔、氣動等都是標準件,由專業(yè)廠供給,這樣大大地縮短了模具產(chǎn)品的制造周期。
3.葡萄牙 模具工業(yè)是葡萄牙頗具國際競爭力的重要出口產(chǎn)業(yè),生產(chǎn)規(guī)模在1995年己達3.2億美元,制造廠家約250家,從業(yè)人員約7500人。但大部分為中
8、小企業(yè),每個工廠平均員工為30人。
由于地理因素及文化背景優(yōu)勢,葡萄牙的模具在美洲市場上廣為各大公司認同,近年來葡萄牙人又加強了對歐盟市場的拓展,使其逐漸成為世界模具市場上一個強有力競爭者。
目前,葡萄牙的模具生產(chǎn)重心為塑料模具,占國內(nèi)模具總產(chǎn)值的80%以上。模具行業(yè)已普遍使用CAD/CAM技術(shù),并采用CNC等精密加工機械,全行業(yè)用于研究開發(fā)及新設(shè)備的占全年產(chǎn)值的10%,超過大部分主要競爭對手。葡萄牙的模具外銷比例達85%,1995年出口增長為22.5%,接近2億美元,進口額為3431萬美元。美、加曾為其最大出口市場。1986年葡萄牙加入歐盟后,市場重心轉(zhuǎn)移到歐洲,美國和加拿大
9、所占市場份額從1985年的65%降低到目前的30%。
4.中國臺灣 中國臺灣的模具工業(yè)具有相當(dāng)?shù)囊?guī)模和水平,1998年模具產(chǎn)值曾達到19.5億美元。近幾年因中國臺灣經(jīng)濟衰退,中國臺灣的模具產(chǎn)值連續(xù)下降,1999年降低到17.2億美元,2000年又降到15.5億美元,兩年共下降了20.5%。中國臺灣模具出口占模具總產(chǎn)值的30%左右,中國大陸是中國臺灣模具銷售的主要市場之—。
各類模具在中國臺灣模具產(chǎn)值中所占的比例為:塑料模具占45%,沖壓模具占36%,沖壓模具占8%,鍛造模具占3%,其他模具占8%。中國臺灣模具企業(yè)有以下特點:
(1)模具生產(chǎn)效率高、工期短、人均產(chǎn)值高。
10、 (2)專業(yè)分工細,技術(shù)精益求精,客戶相對穩(wěn)定。
(3)模具企業(yè)帶件生產(chǎn)比較普遍,有利于企業(yè)的發(fā)展。
(4)緊跟主產(chǎn)品需求開發(fā)模具,重視開拓海外市場。
(5)CAD/CAE/CAM和高速切削加工技術(shù)應(yīng)用廣泛。
課題研究的意義:
沖壓模具設(shè)計是否正確合理、先進和適用, 對于沖壓生產(chǎn)中沖壓件合格率的高低, 作業(yè)循環(huán)的快慢, 模具的制造難易程度及模具的使用壽命等都具有重要的影響。本課題正是考慮到以上的因素,選擇了沖壓模具設(shè)計。這也正是符合當(dāng)前研究的熱點和市場的需求。不論在科研還是實際生產(chǎn)中都有著深刻的現(xiàn)實意義。
課題研究的主
11、要內(nèi)容和方法,研究過程中的主要問題和解決辦法:
沖壓模的總體設(shè)計應(yīng)包括以下的主要內(nèi)容:
沖壓模具設(shè)計時首先要根據(jù)沖制零件的生產(chǎn)批量,考慮采用單沖還是復(fù)沖。對單件小批量生產(chǎn)的零件可以采用單沖;而對大批量生產(chǎn),可采用復(fù)沖或級進模。正確的考慮這一因素可以降低生產(chǎn)成本。然后根據(jù)沖制的零件圖,考慮起加工工序,選擇沖模形式可結(jié)構(gòu)。這是設(shè)計過程中的主要階段。同時還要考慮很多因素,其中有;零件形狀、尺寸精度、材料、沖模制造條件,車間設(shè)備條件,技術(shù)條件等。
在確定了沖模的形式后,就可以對沖模作具體的設(shè)計。此時應(yīng)考慮下列問題:
1) 必須保證沖制零件的質(zhì)量。
2) 結(jié)構(gòu)簡單,制造方便,容易修磨,容易拆裝
12、。
3) 盡量采用標準結(jié)構(gòu)和避免不必要的加工精度。
4) 沖模的安裝尺寸應(yīng)該符合沖床的規(guī)格,及沖模的閉合高度和沖床的閉合高度想適應(yīng);沖模相應(yīng)尺寸與沖床臺面尺寸、臺面孔尺寸,模柄孔尺寸相適應(yīng)。
5) 對形狀不對稱的沖模,要使其壓力中心與模柄的軸線重合。
6) 沖模中的主要零件如上、下模座、導(dǎo)柱導(dǎo)套、模柄、導(dǎo)正釘?shù)?,可根?jù)《常用冷沖模具零件標準》選用。
7) 沖模中各主要尺寸的公差配合和表面粗糙度可從表2-1中選用。
表2-1 模具制造公差配合
零部件配合名稱
采用配合
表面粗糙度Ra(um)
零部件配合名稱
采用配合
表面粗糙度
Ra(um)
模柄外徑與沖床滑塊
13、內(nèi)孔
H7/d11
1.60
凹模外徑與模座止口內(nèi)徑
H7/js6
1.60/0.80
模柄凸緣直徑與模座模柄安裝孔內(nèi)徑
H7/n6
1.60
導(dǎo)套外徑與模座導(dǎo)套孔內(nèi)徑
H7r6,s6
0.80/1.6
熱套圈外徑與換座上口內(nèi)徑
H7/K6
1.60
導(dǎo)柱外徑與導(dǎo)套內(nèi)徑
H6/h5
H7/h6
1.6
熱套圈內(nèi)徑與凸凹模外徑
U8/h7
1.60
銷釘孔與銷釘
H7/n6
1.60
8)決定模刃尺寸和凸凹模間的間隙。
確定沖壓??傮w設(shè)計方案,應(yīng)考慮如下幾點:
a、沖壓件成型可靠,質(zhì)量能滿足產(chǎn)品的各項技術(shù)要求。
b、模具結(jié)構(gòu)簡單、
14、先進、合理、動作準確可靠,維修方便。
c、制造成本低、省工、省料。
d、能充分發(fā)揮沖壓機的生產(chǎn)能能力。
課題研究所需的參考文獻:
1. 機械零件設(shè)計手冊
2. 實用沖壓模具設(shè)計手冊.宇航出版社,1990.5,鄭可锽
3. 沖壓模具設(shè)計與制造技術(shù).北京出版社,郭景儀主編
4. 沖壓工藝學(xué).機械工業(yè)出版社,2000,楊玉英
5. 雪茗齋電腦教育研究室 Pro/ENGINEER WildFire機械設(shè)計實例課堂.人民郵電出版社,2006:364~379
6. Emanuel Sachs etc.Dimensional control,Surface finish a
15、nd hardness. Progess on tooling by 3D Printing.In Proceedings of Solid Free form Fabrication Smposium,2000:
Feintool.Fine-Blanking Practical Handbook,2001:32~57
指導(dǎo)教師審查意見:
指導(dǎo)教師簽字:
200 年 月 日
指導(dǎo)委員會意見審核意見:
組長簽字:
200 年 月 日
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