1、毕业设计开题报告 机械设计制造及其自动化 集成吊顶板冲压模具设计 1 集成吊顶板冲压模具设计的背景和意义 1.1 中国模具行业发展简介 众所周之中国模具工业在过去的几年中取得了飞速的发展，但是许多模具设计加工方面与工业发达国家相比仍然有非常大的差距。例如，对于精密加工设备的模具设计在模具加工中就处于比较落后的阶段，而这些软肋正是这些年困惑我过模具设计的主要原因，在我国由于这方面的模具设计达不到设计的要求，致使相当一部分大型、精密、复杂和长寿命模具都依赖与从国外进口。这不仅影响了我国的经济发展也给我国的模具行业带 来了前所未有的压力和打击，所以，我们不断的努力奋斗，用我们国家人民的聪明才智去开发
2、模具行业，使我国的模具设计得到进一步的发展，逐渐缩短与发达国家的差距。 近年来，模具行业迅猛发展，其地域分布特色也日渐成形。从地区分布来看，以珠三角、长三角以及安徽等地发展较快。 1.2 集成吊顶特点简介 伴随着中国经济的发展，社会消费结构开始升级。当今家庭、宾馆等对于厨卫装修的标准要求越来越高，传统的吊顶装修中的排气扇、浴霸、照明灯等已不能满足人们对装修的美观、多功能、耐用、绿色节能、安全可靠、个性化等要求。于是集成吊顶 的出现有望满足人们对于装修的众多要求。 总的来讲，集成吊顶能将换气、取暖、照明、吊顶四大功能融合为一体。其主要特点如下： 1）集成吊顶能使装修美观。相对与传统装修中的排气扇
3、、照明灯、浴霸等生硬组合，集成吊顶集成化的特点能使顶部装修效果更和谐、漂亮。 2）集成吊顶更能满足人们对室内环境舒适度的要求，传统吊顶装修由于各个功能之间没有关联或者关联度很少，当需要同时满足几个功能时，有可能出现相互影响干扰。如使用传统浴霸的灯泡取暖，由于灯泡位置固定，取暖范围受局限，产生上暖下凉的尴尬，照明效果不佳，根本无法满足要求， 且与换气同时工作时易损坏，影响人们使用的舒适度。但集成吊顶由于采用独立控制的取暖灯、照明灯、换气扇，可合理排布安装位置，从而克服了传统浴霸安装使用的尴尬，可将取暖灯安装在淋浴区正上方、照明灯安装在房的中间或洗手台的位置，换气扇安装在坐便器正上方，从而可使每一
4、项功能都安放在了最需要的空间位置上。使用时大大满足了人们对室内环境舒适的要求。 3）集成吊顶能满足人们对工业产品的绿色节能要求。集成吊项的各项功能是独立的，可根据实际的需求来安装暖灯位置与数量，例如传统吊项均采用浴霸取暖，它有很大的局限性，取暖位置太集 中，集成吊顶克服了这些缺点，取暖范围大，且均匀， 3个暖灯就可以达到浴霸 4个暖灯的效果，绿色节能。 4）集成吊顶维护 /使用更方便，成化吊顶是运用模块化、 DIY式的产业融合理念，将传统浴霸及吊顶拆分为取暖、换气、照明三大模块，通过对各个模块进行单独开发，最大限度优化其功能，自由搭配、自由移动、再次组合成为一个新的体系。由于这种融合型的创新，
5、使得各种制造资源在更大范围内得以合理配置，从而在提高产品质量的同时，还降低了原来产品的价格。 模具是工业生产中使用极为广泛的基础工艺装备。随着现代化工业和科学技术的发展，人们 对工业产品的品种、数量、质量及样式的要求越来越高，模具的应用越来越广泛，其适用性也越来越强，已成为工业国家制造工艺水平的标志和独立的基础工业体系。嘉兴地区是我国集成吊顶板生产基地之一，每年生产量达到上千万平方米。 本次毕业设计中，根据目前室内装饰市场流行的集成吊顶板的生产工艺特点，设计集成吊顶板表面花纹冲压模具。通过集成吊顶板表面花纹冲压模具的设计，对冲压模具设计与制造的过程有一个比较深入的了解，同时提高自身的动手能力，
6、为毕业后的实际工作打下良好的基础。 1.3 主要内容与基本要求： 1）了解集成吊顶板 的主要功能、冲压模具设计过程、及设计要点； 2）提出集成吊顶板表面花纹冲压模具的总体设计方案； 3）根据总体设计方案对集成吊顶板表面花纹冲压模具结构进行设计，对主要零部件的参数进行设计、计算； 4）根据总体设计方案、零部件的设计参数，采用 AUTOCAD（或 CAXXA、SOLIDWORKS等三维软件）绘制集成吊顶板表面花纹冲压模具装配图和零部件图（全套）。 2 模具冲压技术及冲压模具设计的发展现状和发展方向 2.1 国内冲压模具的发展现状 中国是一个模具设计制造的大国，但是我们在高质量、高价值模具的设计制造
7、方 面做得并不是那么的好，工艺设备落后 ， 直接影响国产模具质量的提高。由于现代工业的发展使产品更新换代加快 ， 对模具的需求量加大。但是 ， 我国模具工业现有生产能力只能满足需求量的 60 %左右 ， 大部分模具厂的模具加工设备陈旧 ， 在役期长、精度差、效率低 ， 还不能适应国民经济发展的需要。目前 ， 国内需要的大型、精密、复杂和长寿命的模具 （ 如中高档轿车的外覆盖件 ） 还主要依靠进口。 在未来的模具设计过程中我们首先要注重模具设计的质量。只有我们的模具设计达到了质量上的合格，才有可能跟国外的模具行业进行比拼。 2.2 国外先进模具发展状况 及趋势 在德国法兰克福举办的 EuroMo
8、ld展会上的 1493个参展厂商中，约有 30%是机床和刀具厂商，展出高速加工机床的最高转速在 25000 30000 r/min之间 ， 这是对传统切削加工的非常显著的变革 ， 体现了模具加工技术装备高速化、集成化趋势。高速加工并不以牺牲加工精度和加工质量为代价 ， 当今高速加工装备普遍可以达到机床精度不大于 1 m、表面粗糙度不高于 0.1 m的水平 ， 是一种高水平的高速加工技术。德国 RoederTEC高速加工机床主轴转速高达 42000 r/min， 定位精度和重复定位精度分别达到了 0.005mm和 0.002mm的很高水平。连通常被认为效率低下的电火花机床的加工速度也在不断提高。
9、电火花铣削加工技术是一种替代传统的用成型电极加工型腔的新技术 ， 它是用高速旋转的简单的管状电极作三维或二维轮廓加工 (像数控铣削一样 )， 因此不再需要制造复杂的成型电极，这显然是电火花成形加工领域的重大发展。国外已经将这种高新技术机床应用到模具加工中 ， 如 CDM Rovella公司开发的高速电火花机床 ， 与传统电火花机床相比可提高加工效率 20% 70%， 同样加工一个深 81mm的孔 ， 前者所需工时仅为后者的 38.5%。国外的模 具制造企业 ， 广泛使用先进的高精度、高速度、专业化加工装备，如日本丰田汽车模具公司拥有构造面加工数控铣床 39台套、型面加工高速五轴五面铣床 15台
10、套、其它新型一体化专门加工设备 6台套。加工工艺方法包括等高线加工、最大长度顺向走刀加工等 ， 精加工走刀移行密度仅有 0.3mm。同时，可以实现内凹圆角清根、外凸圆角加工到位等，因而可以控制模具配合的不等距间隙，最大可能的缩小型面误差，实现模面的精细加工。 2.3 冲压模具技术发展重点及方向 1） 具技模术未来的发展趋势主要是向信息化，高速化生产与高精度化发展。全面推广 CAD/ CAM/ CAE 技术， CAD/ CAM/ CAE 技术的应用是模具制造技术发展的动力。随着电脑软件的开发和应用 ， 普及 CAD/ CAM/ CAE 技术的条件已基本成熟 ， 各企业将加大 CAD/ CAM 技
11、术培训和技术服务的力度 ； 进一步扩大了 CAE 技术的应用范围。世界较先进的丰田汽车模具制造厂在这方面为我们提供了比较成功的经验 ， 它的模具从设计到加工完全依赖高科技 ， 将实体设计加上数控编程 ，取代了人工实型制作和机床操作 ； 精细模面设计和精细数控编程大大减少了钳修 ； 高精度加工取消了模具的研合、修配。现在数控编 程人员已超过了现场操作工人 ， 数控编程的工时费用 ， 超过了机床的加工工时费 50%。这种高精度和无人化加工 ， 使模具的质量有了极大的提高 ， 生产周期大大缩短。 2)模具检测设备向精密、高效和多功能方向发展精密、复杂、大型模具的发展 ， 对检测设备的要求越来越高。现
12、在精密模具的精度已达 2 3 m， 目前国内厂家使用较多的有意大利、美国、日本等国的高精度三坐标测量机 ， 并具有数字化扫描功能。如东风汽车模具厂不仅拥有意大利产 3250mm 3250mm三坐标测量机 ， 还拥有数码摄影光学扫描仪 ， 率先在国内采用数码摄影、光学扫描作为空间三 维信息的获得手段 ， 从而实现了从测量实物建立数学模型输出工程图纸模具制造全过程 ， 使逆向工程技术的开发和应用取得了很大成功。 3)模具加工设备向高速、一体化方向发展国外近年来发展的高速铣削加工 ，主轴转速可达 40000 100000r/min， 快速进给速度可达到 30 40r/min， 高速铣削加工技术的发展
13、 ， 促进了模具加工技术的发展 ， 特别是对汽车、家电行业中大型型腔模具制造注入了新的活力。 4)一体化加工中心是目前正在发展的新技术，在丰田模具制造厂 ， 近年已投入使用了一个粗精加工一体化、高速、高精度、五面加工中 心。它的优点是集各种机床优点之大成 ， 除底面加工外 ， 一次装卡 ， 粗、精、卧 ， 高功率、高精度、高速等面面俱到 ， 十八班武艺样样精通 ， 加工效率很高。无疑这是一个十分理想的技术 ， 它代表着数控加工技术的发展的方向 ， 应引起我们的注意。 5)模具材料及表面处理技术发展迅速模具工业要上水平 ， 材料应用是关键。若选材和用材不当 ， 将使模具过早失效 ， 因此选用优质
14、钢材和应用相应的表面处理技术来提高模具的寿命就显得十分必要。对于模具钢来说 ， 要采用电渣重熔工艺 ， 努力提高钢的纯净度、等向性、致密度和均匀性及研制更高性能或具特殊性能的模具钢。如 采用粉末冶金工艺制作的粉末高速钢 ， 其碳化物微细 ， 组织均匀 ，没有材料方向性 ， 因此它具有韧性高、磨削工艺性好、耐磨性高、长年使用尺寸稳定等特点 ， 是一种很有发展前途的钢材 ， 特别对形状复杂的冲件及高速冲压的模具 ， 其优越性更加突出。模具热处理和表面处理是充分发挥模具钢材料性能的关键环节 ， 它的方向是采用真空热处理。模具表面处理除完善普及常有箐面处理方法 ， 即扩渗如 ： 渗碳、渗氮、渗硼、渗铬
15、、渗钒外 ， 应发展工艺先进的气相沉积 ( TiN、 TiC 等 ) 、等离子喷涂等技术。 6)模具工业新工艺、新理念和新模式逐步得到认同 在成型 工艺方面 ， 主要有冲压模具功能复合化 ， 模具加工系统自动化等。另一方面 ， 随着先进制造技术的不断发展和整体制造水平的提高 ， 在模具行业出现了一些新的设计、生产、管理理念与模式。主要有 ： 适应模具单件生产特点的柔性制造技术 ;创造最佳管理和效益的团队精神 ;提高快速应变能力的并行工程、虚拟制造及全球敏捷制造、网络制造等新的生产哲理 ； 广泛采用标准件通用件的分工协作生产模式 ;适应可持续发展和环保要求的绿色设计与制造等。 3 总结 首先我国
16、模具设计的发展速度十分迅速， 中国是一个模具设计制造的大国，但是我们在高质量、高价值模具的设计 制造方面做得并不是那么的好，在未来的模具设计过程中我们首先要注重模具设计的质量。只有我们的模具设计达到了质量上的合格，才有可能跟国外的模具行业进行比拼。 其次，我国模具行业的发展在有了质量上的保证外，逐渐的自主研究创新，改革。设计出有中国特色的产品，进而可以在国际上有立足的余地。中国有句老话叫物以惜为贵，这个道理是所有人都明白的。所以，有了自己在模具行业的独特设计，就有了自己的立足之地。 再次，模具设计同样是随着社会的发展而逐渐更新的，我们在模具设计的过程中要坚持不懈的努力，不能有松懈的想法，因为社
17、会是发展 的大家都在努力的探索研究，如果我们松懈下来就会被别人给甩在身后面，那么我们与别人的距离就会差的更远，相反只要我们坚持不懈的努力，相信总有一天我国的模具行业可以达到世界的先进水平行列。 模具的设计是需要每个人的努力，只要我们每个人都尽心尽力的去努力，相信不久的将来中国的模具一定会有比较显著的进步。 4 参考文献 1 吴宗泽主编 . 机械零件设计手册 M . 机械工业出版社 , 2004 2 张景黎等 . 模具加工与装配 M化学工业出版社， 2007 3 张捷主编 . 机械制造技术基础 M . 西 南交通大学出版社 , 2006 4 杨立平主编 . 模具制造基础 M. 化学工业出版社，
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