1、天津科技大學本科生畢業設計（論文）開題報告學 院 機械工程學院 專 業 2007機械設計制造及其自動化（模具設計制造 題 目 收錄機內部金屬掛件之三連續模具設計 姓 名 張波 指導教師（簽名） 年 月 日擬選題目收錄機內部金屬掛件之三連續模具設計選題依據及研究意義 隨著與國際接軌的腳步不斷加快，市場競爭的日益加劇，人們已經越來越認識到產品質量、成本和新產品的開發能力的重要性。近年來許多模具企業因此加大了用于技術進步的投資力度，一些國內模具企業已普及了二維CAD，并陸續開始使用UG、Pro/Engineer、等國際通用軟件。 沖壓模具被廣泛應用于機電產品和電子產品等制造領域，其中，利用沖壓模沖壓

2、金屬板料，精度高、安全性好、可實現自動化、半自動化生產，質量穩定、水平高，是現今有待提高的發展領域。級進模主要用于沖制形狀復雜、精度要求高、大批量生產的金屬制件。通過級進模的設計可以很大程度提高我們的專業技能和對專業知識的鞏固。 收錄機內部金屬掛件是我們日常生活中很常見的金屬沖壓件，位于收音機內部，來輔助完成收音機的一些功能控制。該制件形狀較為復雜，需要數次沖壓、彎曲工藝完成成型，具有一定難度和挑戰性。 選擇該制件作為畢業設計題目，可以有效的提高我們的專業知識，對大學四年所學有很好的整合作用，同時對即將到來的社會工作有很好的銜接作用。文獻綜述（對已有相關代表性研究成果的綜合介紹與評價）模具是工

3、業生產的基礎工藝裝備。振興和發展我國的模具工業，日益受到人們的重視和關注。在電子、汽車、電機、電器、儀器、儀表、家電和通訊等產品中，60-80%的零部件，都要依靠模具成形。模具工業在國民經濟中占重要地位，模具工業是高新技術產業的一個組成部分；是高新技術產業化的重要領域，是裝備工業的一個組成部分，模具工業地位之重要，還在于國民經濟的五大支柱產業機械、電子、汽車、石化、建筑，都要求模具工業的發展與之相適應。國內模具技術的發展方向雖然我國的模具工業和技術在過去的十多年得到了快速發展，但與國外工業發達國家相比仍存在較大差距，尚不能完全滿足國民經濟高速發展的需求。 中國模具工業和技術的主要發展方向將包括

4、： 提高大型、精密、復雜、長壽命模具的設計制造水平； 在模具設計制造中廣泛應用CADCAECAM技術； 大力發展快速制造原型和快速制造模具技術； 在塑料模具中推廣應用熱流道技術、氣輔注射成型和高壓注射成型技術； 提高模具標準化水平和模具標準件的使用率； 發展優質模具材料和先進的表面處理技術； 逐步推廣高速銑削在模具加工的應用； 進一步研究開發模具的拋光技術和設備； 研究和應用模具的高速測量技術與逆向工程； 開發新的成形工藝和模具。 在模具加工工藝方面，模具本身的復雜性和被加工材料的力學性能決定了模具加工工藝的發展。另外，為了提高生產自動化，加速模具制造速度和提高模具制造質量，新的工藝和新裝備在

5、不斷翻新和應用。模具的主要類型有：沖模、鍛模、塑料模、壓鑄模、粉末冶金模、玻璃模、橡膠模、陶瓷模等。除部分沖模以外的上述各種模具都屬于腔型模，因為它們一般都是依靠三維的模具型腔使材料成型1。在金屬板料的成型加工中，沖壓工藝在工業生產中應用廣泛。級進沖模是冷沖壓模具中一種先進、高效的沖壓模具。對某些形狀較為復雜的，具有沖裁、彎曲、拉深、成型等多工序的沖壓零件可在一副級進沖模上沖制完成。級進沖模較一般沖壓模具而言，結構較為復雜，模具的制造難度及精度要求相對較高，制作周期較長。多工位級進模的設計可以歸納為以下流程：1.根據工件圖及技術要求制定模具設計任務書，由任務書中的具體要求進行多工位級進模設計。

6、2.進行工藝性分析并擬定工位數和各工位的沖壓性質，確定總工位數和各工序在排樣設計中的排序方式，合理布置空工位。3.確定載體及沖件沖切過程中形狀連接形式，選擇適當的送料方式和送料定距形式，根據制件毛坯展開計算和其他計算，進行條料排樣圖的設計并針對多個方案進行比較篩選，繪制出最終確定的條料排樣圖，計算壓力中心位置及其他相關參數。4.確定工位間距的基本尺寸和定距方式，可以選用側刃定距、吊正銷定距以及自動送料機構定距等形式。5.進行工藝零件(凸、凹模)的結構設計、尺寸計算及強度校核。確定了級進模的工藝零件后，根據相關參數選擇相應的結構部件，包括導料裝置、卸料裝置、頂出裝置、模架及組成零件、支撐輔助零件

7、和彈性元件等。6.根據沖模及其他有關標準、沖模設計資料、機械制圖極限與配合、表面粗糙度、模具材料與熱處理等資料繪制模具結構總圖，編寫模具使用說明、裝配技術要求、確定壓力機、填寫零件明細表，并繪制模具零件圖。整個設計過程中涉及的技術參數計算和設計計算方法主要有以下幾種(順序不分先后)：1)沖壓零件展開毛坯尺寸的計算及展開毛坯圖繪制；2)各沖壓工序所需的壓力和功等力學參數計算；3)沖壓設備的合理選型及噸位的準切選定；4)沖模合理沖壓的工作行程與選定沖壓設備的關聯尺寸核算；5)標準模架的選擇與計算；6)凹模尺寸的計算及強度校核；7)凸模尺寸的計算及強度校核；8)沖模刃口部分計算；9)沖模壓力中心、質

8、量、重心等的計算；如有必要，還需進行送料裝置和沖模安全防護系統的設計和計算。級進模具的設計要點應注意以下三點：(1)沖件的工藝性分析，多工位的級進模沖壓集多工序、多工藝于一體，這就要求對于制件的工藝性分析要更全面、更具體。必須全面了解制件的材料狀態、形狀結構、公差等級、展開尺寸、尺寸基準等信息。其中尺寸基準的選擇，在排樣設計方案選擇時，首先應遵循級進沖模的尺寸標注基準與沖壓零件尺寸基準重合的原則。(2)排樣圖設計是在掌握全部正確的工藝數據后進行的一項關鍵工作，排樣設計基準必須如上面所說，遵循基準統一的原則，工序的分解與排列順序、定距方式要合理，載體的選擇與沖件的工序連接形式要恰當，結合模具的強

9、度與模具工作零件及輔助機構的設置應避免干擾有效空間，最大限度的提高沖件材料的利用率3。(3)在排樣設計后，模具中工作零件、結構零件、輔助零件的設計與標準零件的選用要結合總體結構要求進行，先設計結構總圖再繪制模具零件圖。綜上所述，模具設計的系統開發和新工藝的應用為模具行業提供了新的發展前景，同時作為先進、高效的模具形式，多工位級進模的設計和加工也將越來越多的應用于工業生產。除了上面所講的設計理論之外，作為一名設計者，同樣要重視模具的實際制造，模具制造質量要求高，其工作部分制造公差應控制在-0.10.01mm內，工作部分表面粗糙度都要求小于0.8um，且材料硬度要求高，一般應選用淬火工具鋼或硬質合

10、金等。研究內容（包括基本思路、框架、主要研究方式、方法等）收音機內部金屬掛件的外形復雜，設計時要求我們整合大學三年的知識，前期進行相關資料的搜集和查閱，根據實物完成測繪工作，并掌握計算機輔助設計軟件Pro/E的鈑金件繪制和相關模塊的操作。該制件設計的基本思路為：1.對制件進行工藝性分析具體包括制件基準的選擇，制件材料、結構、表面質量、尺寸精度及形位公差等的分析。2.確定排樣圖、條料定距方式，擬定模具結構計算制件的展開面積，分析各種沖壓工序在排樣設計中的排序，確定加工順序、總工位數、載體連接形式，選擇定距方式，并擬定模具結構。3.設計工藝零件確定凸、凹模的結構，計算凸、凹模刃口尺寸和其他尺寸并進

11、行強度校核。4.設計結構部件包括導料裝置、卸料裝置、定位裝置、頂件裝置的確定，模架的選擇及連接元件和彈性原件的選取。5.主要零件的加工處理方法6.完成圖紙和說明書研究進程安排1.2010.3.222010.4.2 完成實習報告、外文資料翻譯、開題報告，查閱相關資料，測繪制件，學習Pro/E軟件操作。2.2010.4.32010.4.11 對制件進行工藝性分析，確定排樣圖和模具結構。3.2010.4.122010.4.25 設計模具的工藝零件，完成相應尺寸計算和校核。4.2010.4.262010.5.10 設計模具的結構零件，選定模架及其他標準件。5.2010.5.112010.5.17 確定

12、主要零部件的加工處理方法。6.2010.5.18 完成圖紙和說明書主要參閱文獻1鄧明等編著. 現代模具制造技術M. 北京：化學工業出版社，材料科學與工程出版中心，20052傅云霞. 金融危機中的中國模具制造業機遇和挑戰并存J. 現代模具，2009，(4)：1-23姜伯軍編著. 級進沖模設計與模具結構實例M. 北京：機械工業出版社，20074陳炎嗣編著. 多工位級進模設計與制造M. 北京：機械工業出版社，20065翁其金，徐新成. 沖壓工藝及模具設計M. 北京：機械工業出版社，20046張正修主編. 沖模結構設計方法要點及實例M. 北京：機械工業出版社，20017王新華編著. 沖模設計與制造實用

13、計算手冊M. 北京：機械工業出版社，20038陳再枝，藍德年編著. 模具鋼手冊M. 北京：冶金工業出版社，20029任嘉卉主編. 公差與配合手冊(第二版)M. 北京：機械工業出版社，200410模具制造手冊編寫組編著. 模具制造手冊(第二版)M. 北京：機械工業出版社，199611趙雪妮，等. 電源支架級進模設計J. 模具制造，2003(4):27-2812寧生科. 接線卡多工位級進模設計與制造J. 模具工業，2005(9):18-21.13WANG Guoxian，et al. An Integration Framework for Digital Progressive Die Design and ManufacturingJ. 武漢理工大學報，2006，28(z2)14 S. Kumar，R. Singh. A knowledge-based system for selection of progressive die componentsJ. Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering，2007，20(1-2): 499513.15 S.B. Tor，G.A. Britton，W.Y. Zhang. A knowledge-based blackboard fr