淮 阴 工 学 院
毕业设计(论文)开题报告
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第二篇：开题报告
一、课题来源
这次模具设计的是后轮轴承堵盖的模具，轴承堵盖的主要作用是对轴承外圈的轴向定位；防尘和密封，除它本身可以防尘和密封外，它常和密封件配合以达到密封的作用。它是在杨娜老师的指导下，以及我们四个人的共同研究下选定的课题，这次模具设计对于我们来说是一次挑战但也同时是对我们四年学习的一次考验和总结。
零件名称：轴承堵盖
材 料：
料 厚：
生产批量：大批量生产
二、课题目标及意义
2.1 课题目标
（1）对给定零件进行工艺分析并确定工艺方案；
（2）模具总体结构设计及相关工艺计f算；
（3）进行模具零部件的设计；
（4）绘制模具装配图和非标准件的零件图；
（5）拟定主要零件的制造工艺；
（6）编写设计说明书（论文）；
（7）针对题目使学生得到机械原理、机械设计、模具设计、CAD等课程的综合训练；
（8） 针对题目使学生在冲压模具工艺分析、模具总体结构方案论证与设计，模具零件结构设计与计算、编写技术文件、查阅文献和三维设计软件应用能力方面受到一次综合训练；
（9） 培养学生独立调查研究、科技检索、方案论证、规范化科技写作等方面的能力。
2.2课题意义
本课题要求对给定零件堵盖进行落料、冲孔、拉研、翻边、整形复合冲压模设计，通过对零件进行详细的工艺分析确定零件的冲压工艺方案并制定部分零件的制造工艺，如：凸模、凹模、凸凹模、凸模固定板、垫板、凹模固定板、卸料板、挡料销、导正销等。通过该课题能够让学生掌握中等复杂程度零件冲压模具设计与制造的一般方法，对零件冲压工艺方案的制定、工艺计算及模具设计有了更深层次的认识，并学会对模具设计资料的检索与整合以及对已有资料的充分合理的使用，该实践性课题是对学生理论学习水平的实践和检验，可对以后从事类似的工作有一定的指导性与实践性意义。
三、冲压技术的发展现状和趋势
改革开放以来，随着国民经济的高速发展，市场对模具的需求量不断增长。近年来，模具工业一直以15%左右的增长速度快速发展，模具工业企业的所有制成分也发生了巨大变化，除了国有专业模具厂外，集体、合资、独资和私营也得到了快速发展。浙江宁波和黄岩地区的“模具之乡”；广东一些大集团公司和迅速崛起的乡镇企业，科龙、美的、康佳等集团纷纷建立了自己的模具制造中心；中外合资和外商独资的模具企业现已有几千家。
随着与国际接轨的脚步不断加快，市场竞争的日益加剧，人们已经越来越认识到产品质量、成本和新产品的开发能力的重要性。而模具制造是整个链条中最基础的要素之一，模具制造技术现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企业的生存空间。近十多年来，随着对发展先进制造技术的重要性获得前所未有的共识，冲压成形技术无论在深度和广度上都取得了前所未有的进展，其特征是与高新技术结合，在方法和体系上开始发生很大变化。计算机技术、信息技术、现代测控技术等冲压领域的渗透与交叉融合，推动了先进冲压成形技术的形成和发展。本文着重结合汽车工业的发展需求，讨论冲压技术的现状和发展趋势。
冲压技术的真正发展，始于汽车的工业化生产。20世纪初，美国福特汽车的工业化生产大大推动了冲术的研究和发展。研究工作基本上在板料成形技术和成形性两方面同时展开，关键问题是破裂、起皱与回弹，涉及可成形性预估、成形方法的创新，以及成形过程的分析与控制。但在20世纪的大部分时间里，对冲压技术的掌握基本上是经验型的。分析工具是经典的成形力学理论，能求解的问题十分有限。研究的重点是板材冲压性能及成形力学，远不能满足汽车工业的需求。60年代是冲压技术发展的重要时期，各种新的成形技术相继出现。尤其是成形极限图（FLD）的提出，推动了板材性能、成形理论、成形工艺和质量控制的协调发展，成为冲压技术发展史上的一个里程碑。
由于80年代有限元方法及CAD技术的先期发展，使90年代以数值模拟仿真为中心的和计算机应用技术在冲压领域得以迅速发展并走向实用化，成为材料变形行为研究和工艺过程设计的有力工具。汽车冲压技术真正进入了分析阶段，传统的板成形技术开始从经验走向科学化。
纵观上世纪的发展历程可见：
（1）冲压性能的研究和改进是与冲压技术的发展相辅相承的。
（2）汽车、飞机等工业的飞速发展，以及能源因素都是冲压技术发展的主要推动力。进入新世纪，环境因素及相关的法律约束日益突出，汽车轻量化设计和制造成为当前的重要课题。
（3）成形过程数字化仿真技术的发展，推动传统冲压技术走向科学化，进入先进制造技术行列。
（4）冲压技术的发展涉及材料、能源、模具、设备等各方面。工艺方法的创新及其过程的科学分析与控制是技术发展的核心；模具技术是冲压技术发展的体现，是决定产品制造周期、成本、质量的重要因素。
近年许多模具企业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。一些国内模具企业已普及了二维CAD，并陆续开始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等国际通用软件，个别厂家还引进了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE软件，并成功应用于冲压模的设计中。
以汽车覆盖件模具为代表的大型冲压模具的制造技术已取得很大进步，东风汽车公司模具厂、一汽模具中心等模具厂家已能生产部分轿车覆盖件模具。此外，许多研究机构和大专院校开展模具技术的研究和开发。经过多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技术方面取得了显著进步；在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面做出了贡献。
例如，吉林大学汽车覆盖件成型技术所独立研制的汽车覆盖件冲压成型分析KMAS软件，华中理工大学模具技术国家重点实验室开发的注塑模、汽车覆盖件模具和级进模CAD/CAE/CAM软件，上海交通大学模具CAD国家工程研究中心开发的冷冲模和精冲研究中心开发的冷冲模和精冲模CAD软件等在国内模具行业拥有不少的用户。
虽然中国模具工业在过去十多年中取得了令人瞩目的发展，但许多方面与工业发达国家相比仍有较大的差距。例如，精密加工设备在模具加工设备中的比重比较低；CAD/CAE/CAM技术的普及率不高；许多先进的模具技术应用不够广泛等等，致使相当一部分大型、精密、复杂和长寿命模具依赖进口。
模具技术的发展应该为适应模具产品“交货期短”、“精度高”、“质量好”、“价格低”的要求服务。
采用模具生产毛坯或成品零件，是材料成型的一种重要方法，与切削加工相比具有材料利用率高、能耗低、产品性能好、生产效率高和成本低等显著特点。
冲压加工的应用范围十分广泛，不仅可以加工金属材料，而且也可以加工非金属材料，在汽车、拖拉机、电机、电器、仪表、玩具以及日常生活用品的生产方面，都占有十分重要的地位。另外，在国防工业生产中，如飞机、导弹、各种枪弹与炮弹的生产，冲压加工也占有很大比例。例如某联合收割机有1613个零件，其中冲压件为1023个，占64.3%；某冲锋枪120个零件中有56个冲压件，占46.7%。
随着汽车和家用电器等行业的飞速发展，在工业发达国家，对发展冷冲压生产给予了高度重视。据近年来的统计表明，美、日等国的模具工业年产值已经超过机床工业年产值的6%~12%。冷冲压模具历史悠久、用途广、技术成熟，在各种模具中所占比例最大。汽车、摩托车、家电行业是模具最大的市场，占整个模具市场的60%以上。因此冷冲压加工在我国现代化建设中有着非常广阔的发展前景。
四、理论原理
冲压主要是用于加工板料零件，包括钢铁材料、非铁材料以及非金属板料零件等。冲压加工及模具的概念冲压加工是利用安装在压力机上的模具，对板料施加压力，使板料在模具中产生分离或变形，获得所需形状和尺寸的产品零件的一种加工方法。由于冲压加工经常在材料的冷状态(室温)下进行，因此也称冷冲压加工。冲压模具是生产冲压件的专用工具，或者称为将板料加工成冲压零件的专用工艺装备。
冲压加工的特点与应用冲压加工是依靠压力机和模具完成加工的。它与切削、铸造等加工方法相比较，有很多优点，因而应用广泛。可以制造壁薄、形状复杂的零件，以及制造带有加强肋、起伏或翻边的工件。冲压件一般不再经切削加工，或仅需要少量的切削加工，可以节省材料。生产效率高。采用多工位级进模，可在一台压力机上完成多道冲压工序，实现由带料开卷、矫平、冲裁到成形、精整的全自动生产。一般每分钟可生产几十件、上百件，高速压力机每分钟可生产千件以上。冲压机床操作方便，要求的工人技术等级不高。冲压模具制造精度要求高、制造复杂、周期长、制造费用昂贵，小批量生产受到限制。
由于冲压件的形状、尺寸和精度要求不同，因此，冷冲压加工的方法是多种多样的。根据材料的变形特点及企业现行的习惯，冷冲压的基本工序可分为分离工序与塑性变形工序两大类。
分离工序是使冲压件与板料沿要求的轮廓线相互分离，并获得一定断面质量的冲压加工方法。
成形工序是使冲压毛坯在不破裂的条件下发生塑性变形，以获得所要求的形状、尺寸的零件的冲压加工方法。
为了提高劳动生产率，常将两个以上的基本工序合并成一个工序，称为复合工序。主要冲压工序的分类见表1.1
表1.1主要冲压工序的分类
选择材料时要认真考虑材料供应情况以及经济因素，应最大限度的利用材料的冲压性能。必要时应修改一些过高的设计要求和工艺要求，或采用代用材料。
冲压所用的材料，不仅要满足产品设计的技术要求，还应当满足冲压工艺的要求和冲压后的加工要求 (如切削加工、电镀、焊接等)。冲压工艺对材料的基本要求主要有：
1. 对冲压成形性能的要求
对于成形工序，为了有利于冲压变形和制件质量的提高，材料应具有：良好的塑性(均匀伸长率δb高)、屈强比(σs/σb)小、板厚方向性系数大、板平面方向性系数小、材料的屈服强度与弹性模量的比值 (σs /E)小。不同冲压工序对板材性能的具体要求如表1.2所示。
对于分离工序，并不需要材料有很好的塑性，但应具有一定的塑性。塑性越好的材料，越不易分离。
2. 对材料厚度公差的要求
材料的厚度公差应符合国家规定标准。因为一定的模具间隙适用于一定厚度的材料，材料厚度公差太大，不仅直接影响制件的质量，还可能导致模具和冲床的损坏。
3. 对表面质量的要求
材料的表面应光洁平整，无分层和机械性质的损伤，无锈斑、氧化皮及其它附着物。表面质量好的材料，冲压时不易破裂，不易擦伤模具，工件表面质量也好。
表格 2
冷冲压用材料大部分是各种规格的板料、带料和块料。板料的尺寸较大，一般用于大型零件的冲压。对于中小型零件，多数是将板料剪裁成条料后使用。带料 (又称卷料)有各种规格的宽度，展开长度可达几十米，适用于大批量生产的自动送料，材料厚度很小时也可做成带料供应。块料只用于少数钢号和价钱昂贵的有色金属的冲压。
冷冲压常用材料有：
1.黑色金属 普通碳素结构钢、优质碳素结构钢、合金结构钢、碳素工具钢、不锈钢、电工、硅钢等。
对冷轧钢板，根据国家标准GB708-88规定，按轧制精度（钢板厚度精度）可分为A、B级：
A──较高精度；
B──普通精度。
对厚度4mm以下的优质碳素结构钢冷轧薄钢板，根据GB13237一91规定，按钢板表面质量可分为I、II、III三组。按拉深级别又分为Z、S、P三级:
I ──高级的精整表面；
II ──较高级的精整表面；
III──普通的精整表面。
Z ──最深拉深级；
S ──深拉深级；
P ──普通拉深级。
2.有色金属 纯铜、黄铜、青铜、铝等。
3.非金属材料 纸板、胶木板、橡胶板、塑料板、纤维板和云母等。
在冲压工艺资料和图样上，对材料的表示方法有特殊的规定。现以优质碳素结构钢冷轧薄板标记为例。
例如，08钢，尺寸1.0mm×l000mm×l500mm，普通精度，较高级的精整表面，深拉级的冷轧钢板表示为：钢板
五、问题难点以及解决问题内容
轴承堵盖主要有四道序完成，分别为落料拉延、二次拉延、整形、修边等，我主要的工作任务是对该零件进行工艺分析，确定该零件的工艺步骤，主要难点有:
（1）冲裁间隙的确定：因该零件质量要求和精度要求较高，保证间隙的同时尽量减轻工人的工作强度；
（2）材料的合理利用：材料利用率是指冲裁件的实际面积与所用板料面积的百分比，它是衡量合理利用材料的经济性指标：一个步距内的材料利用率；一张板料（或带料、条料）上总的材料利用率；
（3）排样方法以及排样设计；
（4）送料方式以及压料装置；
（5）压力中心的计算；
（6）模具结构的设置；
（7）冲压设备的选择；
（8）各道序的工艺分析与设计。
运用大学四年来所学以及在工厂实习的经验制定一份关于轴承堵盖的工艺分析计划书，包括冲压模具设计中的工艺分析、工艺方案论证、工艺计算、模具结构设计和零件设计等问题，确定工序安排、排样方式和模具的结构；计算刃口尺寸，确定凸凹模尺寸；校核压力机的冲压力和闭合高度。充分利用各种资料，熟练掌握查阅工艺手册和资料图表。
六、预期结果
①理论和实践相结合，通过这次毕业设计使我在模具方面有一个更加深入的了解和认识；
②掌握关于模具的基础知识和技能，对自己将来在工作中有着巨大的帮助；③对论文写作有更加深入的了解。
七、对模具的个人见解
模具行业对工作者的要求比较高，不仅要求工作者有较高的技术水平，而且劳动强度大，很多人因吃不了苦而离开这个行业。360行，行行出状元，每个行业里的高级人才都是很抢手的，这点毋庸置疑。我国目前的模具行业主要还是以模仿学习为主，依赖性较强，自主创新方面还是较为落后，想要获得较大的进步还需要很大的付出和努力，随着3D打印技术的出现，很多人对模具行业很担忧。我查了下相关资料，模具行业在中国的发展应该是在改革开放，更确切的说，是在90年代以后才随着中国经济的发展而发展起来的。我国的模具行业并非一无是处，有些东西起点低，反而会有更好的发展，因为有更大的空间。最近2年的发展速度为什么会世界第一，为什么一跃成为的模具制造第一大国。未来的模具行业人才的需求只会大幅度增长，而且对技术要求会越来越高，超高端化方向发展是必然的趋势。
我认为目前最重要的是优化模具设计，和提高模具寿命和稳定性。这正是老外比我们强的地方。很多人都说我们的模具不比老外差，也许前几万个零件产品是这样，但是后期老外稳定的产品质量就让我们汗颜了。
八、工作计划
毕业论文进度安排
20##年
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