1、 毕业设计开题报告 机械设计制造及其自动化 复杂钣金成型模具模具设计 一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义 国内外研究动态 钣金件 是 一类重要的工业产品，其外观造型越来越受到重视，相应的与产品外观造型相关的成型工艺扰变得极乃重要。指出了在钣金件的成型工艺中，对钣金件外观造型的影响最大的是折宫工艺和拉深工艺，总结了用这两种工艺所成型的产品的造型特征，使用这两种工艺，可以实现多种效果的产品外观透型，最后用实例说明了务何将这两种成型工艺组合运用，充介利用二者的优点，以实现更加丰富的造型效果。电脑辅助 工程 Pro-E 技术已成为 钣金 产品开发、模具设计及产品加工中这些薄弱环节的最有
2、效的途经。 目前的 3D 软件中， Solidworks、 UG、 Pro/E、 Solidedge、 Topsolid 等都有钣金件一项，主要是通过对 3D 图形的编辑而得到板金件加工所需的数据（如展开图，折弯线等）以及为数控冲床（ CNC Punching Machine） /激光、等离子、水射流切割机 (Laser,Plasma, Waterjet Cutting Machine)/复合机（ Combination Machine）以及数控折弯机（ CNC Bending Machine）等提供数据。 美国参数技术公司即 PTC，于 1998年发布了三维产品开发软件 Pro/Engine
3、er。 Pro/Engineer以其强大的单一数据库体系结构、基于特征的实体建模、独特的相关性，以及比较完善的功能等特点而著称。该公司 以 Pro/Engineer为代表的软件产品的总体设计思想体现了 MDA(Mechanical Design Automation)软件的新发展， PTC 也成为全球最大的、发展最块的 MDA 厂商之一。 PTC 公司开发、销售和支持的软件整体解决方案，实现帮助制 造企业先于其竞争对手而开发出优秀产品，并快速推向市场的根本目标。 我国 华南家电研究院邀请 众多学者 参加本次研讨会， 分析和探讨了钣金件的发展趋势。 传统钣金件产品模具设计流程为：产品设计 -坯料
4、尺寸成本核算以及成形可行性预估 -模具设计 -模具试制-试模 -调整成型参数 -试模 -不断重复最后两环直到试模成功 -实际生产；随着现代装配工艺对产品的精度要求越来越高，工厂对零件和模具的成本控制越来越严，设计师对模具设计周期要求越来越短，新的模具设计流程正逐步取代传统模具设计流程，新的模具设计流程为：产品设计 -钣金成型 软件仿真模拟 -模具试制 -试模 -生产。 钣金件 成型 最重要的三个步骤是剪、冲 /切、折。 Pro/Engineer 为钣金件设计环境提供了特殊特征类型，如钣金件切割、切口、冲孔、折弯、展平、成型和壁。就像在 Pro/Engineer 中其他模组中一样，不一定要按制造
5、几何的顺序简历特征，而是可以按功能最准确的表达设计意图的顺序建立它们 在模具方面，我国模具总量虽已位居世界第三，但设计制造水平总体上比德、美、日、法、意等发达国家落后许多，模具商品化和标准化程度比国际水平低许多。在模具价格方面，我国比发达国家低许多，约为发达 国家的 1/3 1/5，工业发达国家将模具向我国转移的趋势进一步明朗化。 中国钣金件行业发展迅速，技术水平不断提升。国内钣金件企业为了获得更大的投资收益，在生产规模和产品质量上不断提高。但是受国际金融危机、外部政策环境、产业上下游需求等众多因素的影响，钣金件行业在未来几年的市场状况及价格走势备受关注。首先回顾了钣金件行业的发展历程，主要国
6、家的市场、技术发展状况，以及国内外市场的对比，在分析钣金件产业经济运行的基础上，着重分析了钣金件产业的销售状况和企业获利能力以及进出口分析和预测。在分析钣金件行业竞争态势的基 础上，详细地阐述了钣金件行业的企业竞争，市场集中度和国际竞争力。同时分析了企业的竞争策略，总结了行业的技术和市场的发展趋势。同时针对投资者详尽的分析了企业投资的政策、市场、技术风险等。 选题依据 钣金设计主要看产品，比较多的厂家会是电梯部件，机箱机柜，不锈钢厨具，电子公司的外壳，金属件，汽车钣金，空调，电器类金属外壳等等 。考虑到钣金件在汽车生产方面所产生的效果。分析了近几年来 我国汽车市场增长迅速。 汽车的普及率迅速上
7、升。 2005 年我国民用汽车保有量为3159.66 万辆，其中小型和微型车（微型车与乘用 车统计口径大致相当）保有量共计 1918.67 万辆。如果按城镇居民拥有量占总量的 80%计算，城镇居民乘用车保有量大约为 1535 万辆，由此计算的城镇居民小汽车普及率为 8.19%。 国际经验表明，家庭汽车普及率由 20%上升到 60%所用时间一般在 10 年左右。如美国从 10%上升到 90%用了 14 年，日本从 20%上升到 60%花了 11 年时间。日本小汽车家庭普及率于 1970 年达到 22.1%，经过 11 年的时间后小汽车的家庭普及率上升到 60%（ 1980年为 58.5%， 19
8、81 年超过 60%）。之后又经过 11 年左右的时间，小汽车的 家庭普及率提高到 80%。 在现代生活中，汽车既是工业、农业乃至各行各业的最重要的交通运输工具之一，也是人类日常生活中最重要的活动工具之一。在使用过程中，汽车往往在极其恶劣的环境中进行工作，重载荷、高速度、高振动、高粉尘，而且经常日晒雨淋，工作温度非常悬殊，因而对汽车的钣金件特别是钣金覆盖件，提出了较为严格的要求。 1良好的机械性能 由于汽车在工作中经常处于高速、重载、频繁的振动状态，所以对于汽车钣金件，必须具有足够的强度、适宜的硬度、良好的韧性以及良好的抗疲劳性能，以保证汽车在正常运行中不变形 、不损坏，以满足运输的需要。 2
9、良好的工艺性能 选题意义 发达国家从 30 世纪 80 年代中期就已广泛吃用计算机对钣金件模具进行辅助设计和辅助制造，并对模具设计各个环节进行定量计算和数值模拟分析，藉此缩短钣金件模具设计，将彻底改变传统的模具设计、制造方式，与传统设计方法相比较， Pro-E 在钣金件成型模具技术具有以下几个方面的优点。 Pro-E 为钣金件设计环境提供了特殊的特征类型，他们包括下列内容：钣金件切割、切口、冲孔、折弯、展平、折弯回去、成形、薄壁。通过考虑钣金件的厚度、弯曲半径、 弯曲角度和 其它材料属性， Pro-E 会自动补偿在弯曲区域所发生的拉伸，这样就允许通过创建已成形的钣金件模型来体现设计意图，也允许
10、制造者创建模型的平整形状以用于制作实际模型。 将钣金件的 Pro-E 展开方法与传统展开方法进行比较，可以看出 Pro-E 具有明显的优势，可归纳为以下几点： 1） 展开实现了参数化，提高了展开效率； 2） 展开精度高，展开尺寸便于验证； 3） 能直接生成折弯顺序表，与数控折弯进行数据连接； 4） 从展开的立体模型可以直接生产数控切割设备需要的二位图形格式，从而能够实现钣金件的无纸加工 对于我国，模具工业是一个技 术密集、劳动密集型行业，为了尽快提高钣金件成型模具的设计与制造水平及制品的质量、档次，缩短模具的设计和生产周期，就必须学习研究通过计算机对钣金件成型模具进行辅助设计和辅助制造。在本课
11、题中，通过计算机对塑料模具进行辅助设计和辅助制造，对促进手机的快速更新起到了很大的作用，也我国的注塑模具设计制造的能力提高的体现 二、研究的基本内容，拟解决的主要问题： 研究的基本内容 调查研究钣金件成型模具设计方法，针对特定的钣金件资料，设计钣金件的成型模具。希望在具备详细的设计过程的同时，有自己的进一步创新。在 此过程中包括：学习研究 产品设计 -坯料尺寸成本核算以及成形可行性预估 -模具设计 -模具试制 -试模 -调整成型参数 -试模 -不断重复 的过程。 拟解决的主要问题 针对钣金件模具成型的步骤，结合参阅文献中的相关资料，对模具结构设计、相应尺寸数据获取和熟悉 Pro-E模块等问题进
12、行重点解决。 三、研究步骤、方法及措施： 研究步骤 首先查阅大量的相关资料，了解和学习当今关于钣金件模具的各方面的情况。重点包括钣金件成型的结构难点和模具设计方法。在进一步学习研究的基础上，利用 Peo-E软件便捷的钣金件模具设计模 块予以仿真设计。在模具设计过程中，不断深化研究主题。最后得出结论，提出相关经验。 研究方法 查阅相关文献和设计手册，同时进行研究性分析，并且利用软件进行仿真。 四、参考文献 1 钟毓斌主编 .冲压工艺与模具设计 M.北京：机械工业出版社， 2004. 2 丁德全主编 .金属工艺学 M.北京：机械工业出版社， 2000. 3 赵跃文等编 .冲压工艺与模具设计 M.北
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