汽車實際零部件縱向擺臂支架組件沖壓工藝與模具設(shè)計-開題報告

1、目錄TOC o 1-3 u 1 課題的意義和目的 PAGEREF _Toc28335 21.1 課題的意義 PAGEREF _Toc17593 21.2 課題的目的 PAGEREF _Toc3190 22 研究現(xiàn)狀 PAGEREF _Toc18977 32.1 我國模具工業(yè)發(fā)展?fàn)顩r PAGEREF _Toc15145 32.2 我國模具工業(yè)發(fā)展趨勢 PAGEREF _Toc28648 42.3 模具的智能化設(shè)計技術(shù)在模具行業(yè)的應(yīng)用 PAGEREF _Toc26713 52.4 模具CADCAECAM技術(shù) PAGEREF _Toc28779 62.5 模具的優(yōu)化設(shè)計在模具行業(yè)的應(yīng)用 PAGERE

2、F _Toc9145 72.6 快速成形技術(shù)在模具生產(chǎn)中的應(yīng)用 PAGEREF _Toc2099 82.7 高速切削技術(shù) PAGEREF _Toc31940 93 設(shè)計內(nèi)容 PAGEREF _Toc8581 114 設(shè)計進(jìn)度計劃 PAGEREF _Toc12955 125 參考文獻(xiàn) PAGEREF _Toc11577 136 導(dǎo)師意見 PAGEREF _Toc28652 141 課題的意義和目的1.1 課題的意義中國模具就如同我國以往的鋼鐵行業(yè)發(fā)展?fàn)顩r，雖然生產(chǎn)總量已位居世界前列，但設(shè)計制造水平在總體上與世界先進(jìn)水平相比落后很多。我國技術(shù)含量低的模具已供大于求，市場利潤空間狹??；中、高檔模具技

3、術(shù)含量遠(yuǎn)不適應(yīng)于國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要?！?】由于在精度、壽命、制造周期及能力等方面，與國際水平和工業(yè)先進(jìn)國家相比尚有較大差距，至今還不能滿足我國制造業(yè)發(fā)展的需要，特別是在精密、大型、復(fù)雜和長壽命模具生產(chǎn)方面，仍舊供不應(yīng)求。模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用的日漸廣泛，模具標(biāo)準(zhǔn)化及模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用極大地影響了模具的制造周期。使用模具標(biāo)準(zhǔn)件不但能縮短模具制造周期，而且能提高模具質(zhì)量和降低模具制造成本。因此，模具行業(yè)迫切需要更加細(xì)致的社會分工來提高生產(chǎn)效率和設(shè)計的專業(yè)化水平，從而提高模具制造業(yè)的整體經(jīng)濟(jì)效益和競爭能力。由此，我國的模具技術(shù)水平發(fā)展很快，取得了可喜的成就，但面臨的問題也很多， 要充分利用目前制造業(yè)逐步國際

4、化以及世界制造業(yè)向中國轉(zhuǎn)移的機遇，及時調(diào)整我國模具產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，促進(jìn)我國模具行業(yè)的整體水平早日與國際先進(jìn)水平接軌?！?】1.2 課題的目的本次畢業(yè)設(shè)計的任務(wù)是一汽車實際零部件：縱向擺臂支架組件（某一沖壓工序）沖壓工藝與模具設(shè)計，通過對此工件進(jìn)行成形工藝的設(shè)計與模具的設(shè)計，包括生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性分析和工藝分析和在pro/e、ADAMS、3DMAX等應(yīng)用軟件條件下繪制工件的三維圖等培養(yǎng)學(xué)生獨立解決模具設(shè)計和制造上實際問題的能力，提高學(xué)生資料查閱和靈活使用軟件的能力。使學(xué)生對模具的設(shè)計過程有個深刻的了解，鍛煉學(xué)生應(yīng)對實際設(shè)計過程的能力。2 研究現(xiàn)狀2.1 我國模具工業(yè)發(fā)展?fàn)顩r我們國內(nèi)的模具制造業(yè)總體發(fā)展

5、水平良好，企業(yè)制造水平得到很大提高，出口創(chuàng)匯能力也大大增強；既在國內(nèi)市場抵抗住境外廠商的擠壓，又在國際市場上表現(xiàn)出較強的競爭力。它有如下特點：設(shè)計制造全過程以計算機為中心。計算機技術(shù)的廣泛使用，使現(xiàn)代模具企業(yè)的首要特征是以計算機為中心。有比較高的模具設(shè)計水平，生產(chǎn)設(shè)備先進(jìn)?，F(xiàn)代模具的加工，更多地依靠各種自動化程度較高的高精度、高效率機床。有較短的供貨期。廣泛采用模具CAD/CAE/CAM技術(shù)，使模具設(shè)計、計算機分析、生產(chǎn)裝備、數(shù)控加工、檢驗、試模等工作一體化，大大縮短模具生產(chǎn)周期。重視人才培養(yǎng)和匯聚。但同時國內(nèi)模具企業(yè)在發(fā)展過程中規(guī)模偏小、技術(shù)偏低、涉及領(lǐng)域狹窄且對相關(guān)行業(yè)的影響帶動能力也不大

6、。與國際先進(jìn)水平相比，中國的模具行業(yè)的差距不僅表現(xiàn)在精度差距大、交貨周期長等方面， 模具壽命也只有國際先進(jìn)水平的50%左右，大型、精密、技術(shù)含量高的轎車覆蓋件沖壓模具和精密沖裁模具，每年都需要花費大量資金進(jìn)口【3】。也就是說國內(nèi)模具制造業(yè)總體效益還沒有發(fā)揮最好水平，在國民經(jīng)濟(jì)中的基礎(chǔ)性作用還不明顯。造成這些差距的原因除了長期以來沒有將模具作為產(chǎn)品得到應(yīng)有的重視之外，還有以下幾個主要原因：第一，體制不順，基礎(chǔ)薄弱?！叭Y”企業(yè)雖然已經(jīng)對中國模具工業(yè)的發(fā)展起了積極的推動作用，私營企業(yè)近年來發(fā)展較快，國企改革也在進(jìn)行之中，但總體來看，體制和機制尚不適應(yīng)市場經(jīng)濟(jì)，再加上國內(nèi)模具工業(yè)基礎(chǔ)薄弱，因此，行業(yè)

7、發(fā)展還不盡如人意，特別是總體水平和高新技術(shù)方面。第二，人才嚴(yán)重不足，科研開發(fā)及技術(shù)攻關(guān)方面投入太少。模具行業(yè)是技術(shù)密集、資金密集的產(chǎn)業(yè)，隨著時代進(jìn)步和技術(shù)發(fā)展，能掌握和運用新技術(shù)的人才異常短缺，高級模具鉗工及企業(yè)管理人才也非常緊缺。由于模具企業(yè)效益欠佳及對科研開發(fā)和技術(shù)攻關(guān)不夠重視，因而總體來看模具行業(yè)在科研開發(fā)和技術(shù)攻關(guān)方面投入太少，民營企業(yè)貸款困難也影響許多企業(yè)的技術(shù)改造，致使科技進(jìn)步不大。第三，工藝裝備水平低，且配套性不好，利用率低。雖然國內(nèi)許多企業(yè)采用了先進(jìn)的加工設(shè)備，但總的來看裝備水平仍比國外企業(yè)落后許多，特別是設(shè)備數(shù)控化率和CAD/CAM應(yīng)用覆蓋率要比國外企業(yè)低得多。由于體制和資金

8、等原因，引進(jìn)設(shè)備不配套，設(shè)備與附配件不配套現(xiàn)象十分普遍，設(shè)備利用率低的問題長期得不到較好解決。裝備水平低，帶來中國模具企業(yè)鉗工比例過高等問題。第四，專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化、商品化的程度低、協(xié)作差【4】。由于長期以來受“大而全”“小而全”影響，許多模具企業(yè)觀念落后，模具企業(yè)專業(yè)化生產(chǎn)水平低，專業(yè)化分工不細(xì)，商品化程度也低。目前國內(nèi)每年生產(chǎn)的模具，商品模具只占45%左右，其馀為自產(chǎn)自用。模具企業(yè)之間協(xié)作不好，難以完成較大規(guī)模的模具成套任務(wù)，與國際水平相比要落后許多。模具標(biāo)準(zhǔn)化水平低，標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率低也對模具質(zhì)量、成本有較大影響，對模具制造周期影響尤甚。第五，模具材料及模具相關(guān)技術(shù)落后。模具材料性能、質(zhì)量

9、和品種往往會影響模具質(zhì)量、壽命及成本，國產(chǎn)模具鋼與國外進(jìn)口鋼相比，無論是質(zhì)量還是品種規(guī)格，都有較大差距。塑料、板材、設(shè)備等性能差，也直接影響模具水平的提高。上述一系列問題表明，中國目前的模具產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)還需要進(jìn)一步調(diào)整，增長方式也需要進(jìn)一步轉(zhuǎn)變，必須從量的擴張逐漸轉(zhuǎn)變到以質(zhì)為先的軌道上來。只有這樣，我國模具產(chǎn)品的質(zhì)量與水平才能真正提升，才能擁有國際市場的競爭力，才能使模具產(chǎn)品的出口量的增長與質(zhì)的提升相結(jié)合【5】。2.2 我國模具工業(yè)發(fā)展趨勢模具行業(yè)內(nèi)部體制改革和機制轉(zhuǎn)換加速，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)漸趨合理，并且加強了管理，提高了水平。規(guī)模經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生效益，模具集群生產(chǎn)發(fā)展迅速。在“小而精?！钡膶I(yè)化不斷發(fā)展的同時，

10、近年來，規(guī)模效應(yīng)已被愈加重視。除了把企業(yè)做強做大，使規(guī)模經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生效益之外，模具集群生產(chǎn)也不斷顯示其優(yōu)越性，因而“模具城”、“模具園區(qū)”、“模具生產(chǎn)基地”等各種集群生產(chǎn)形式在全國迅速發(fā)展。目前全國年產(chǎn)1億元以上模具的企業(yè)已有40多個，超過3000萬元以上的企業(yè)已有200多個，具有一定規(guī)模的“模具城”已有近十個，正在建設(shè)或正在籌建的還有十多個【6】。這些模具集聚生產(chǎn)基地的建設(shè)，對我國模具工業(yè)的發(fā)展起到了積極的促進(jìn)作用。許多企業(yè)開始認(rèn)識到了“品牌”和“專利”的重要性，自主創(chuàng)新的資金投入力度和能力不斷提高。長期以來模具一直處于“后方”和“被動”的地位，因此也很少有 “品牌”和“專利”。隨著市場經(jīng)濟(jì)的發(fā)

11、展，近年來企業(yè)越來越重視“品牌”和“專利”。有些企業(yè)已認(rèn)識到了創(chuàng)新研發(fā)的重要性，投入力度提高很快。據(jù)中國模具工業(yè)協(xié)會了解到的情況，近年不少企業(yè)在創(chuàng)新研發(fā)方面的投入與銷售收入的比例達(dá)到5%左右，個別企業(yè)甚至達(dá)到8%至10%【7】。模具技術(shù)含量不斷提高，屬于高新技術(shù)產(chǎn)品的模具越來越多。據(jù)了解，目前已被國家有關(guān)部門列入中國高新技術(shù)產(chǎn)品出口目錄的已有四種模具。其實已經(jīng)有不少模具的技術(shù)含量超過了這四種模具，例如汽車零部件級進(jìn)模具、精密多工位級進(jìn)模具、轎車大型復(fù)雜覆蓋件沖壓模具、自動化汽車內(nèi)飾件澆注模具、高強度板熱壓成型模具等。隨著高新技術(shù)的發(fā)展，越來越多的模具生產(chǎn)企業(yè)被各級政府有關(guān)部門認(rèn)定為高新技術(shù)企業(yè)

12、。據(jù)中國模協(xié)初步統(tǒng)計，目前模具行業(yè)國家級高新技術(shù)企業(yè)有7家，省、市級高新技術(shù)企業(yè)已有近百家【8】。國際模具資本向我國轉(zhuǎn)移的趨勢十分明顯，模具出口前景很好。由于我國模具特別是中、低檔模具在國際市場上存在著較大的價格優(yōu)勢，有的模具價格甚至只有國際市場的幾分之一，再加上我國有較低廉的優(yōu)質(zhì)勞動力資源及較好的技術(shù)基礎(chǔ)和基礎(chǔ)配套設(shè)施，因此近年來外商在我國模具行業(yè)的投資額一年比一年大，到我國采購模具的跨國公司也越來越多。在信息社會和經(jīng)濟(jì)全球化發(fā)展的進(jìn)程中， 模具行業(yè)發(fā)展趨勢主要是模具產(chǎn)品向著更大型、更精密、 更復(fù)雜及更經(jīng)濟(jì)快速方面發(fā)展， 技術(shù)含量不斷提高， 模具生產(chǎn)向著專業(yè)化、信息化、數(shù)字化、無圖化、精細(xì)化

13、、自動化方面發(fā)展；模具業(yè)向著技術(shù)集成化、 設(shè)備精良化、產(chǎn)品品牌化、管理信息化、經(jīng)營國際化方向發(fā)展?？偟貋碚f，今后我國模具技術(shù)的研究重點和主要發(fā)展方向應(yīng)該是：(1)高速、高精、復(fù)雜和長壽命模具加工技術(shù)的研究與應(yīng)用。例如超精沖壓模具制造技術(shù)、精密塑料和壓鑄模具制造技術(shù)等；(2)優(yōu)質(zhì)模具材料的研制和正確選用，以及先進(jìn)表面加工和處理技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用；(3) 模具專業(yè)化、標(biāo)準(zhǔn)化的發(fā)展及進(jìn)一步推廣應(yīng)用；(4) 快速成型與快速制模(RP/RT)技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用；(5) CAD、CAM、CAE的廣泛應(yīng)用及其軟件的不斷先進(jìn)和CAD/CAE/CAM技術(shù)的進(jìn)一步集成化、一體化、智能化，從而提高模具設(shè)計的現(xiàn)代化、信息

14、化和標(biāo)準(zhǔn)化水平?！?】2.3 模具的智能化設(shè)計技術(shù)在模具行業(yè)的應(yīng)用模具方案設(shè)計是保證模具整體結(jié)構(gòu)優(yōu)化，各組成部分功能協(xié)調(diào)，加工制造方便，以及調(diào)試運行順利與制品成型生產(chǎn)過程可靠的關(guān)鍵。如何在短時間內(nèi)，針對不同復(fù)雜程度的塑件結(jié)構(gòu)，給出合理的模具設(shè)計方案，是現(xiàn)代模具設(shè)計技術(shù)研究的核心內(nèi)容。智能化設(shè)計作為21世紀(jì)模具技術(shù)研究領(lǐng)域的前沿技術(shù)，備受世界各國學(xué)者的高度重視。因此，研究模具智能化設(shè)計技術(shù)，對提高模具設(shè)計質(zhì)量，縮短模具制造周期，促進(jìn)模具技術(shù)發(fā)展具有重要意義。 針對注塑模具方案設(shè)計的特點，結(jié)合分布式人工智能技術(shù)、RBR與CBR推理技術(shù)，利用AutoCAD平臺的開放性優(yōu)勢，使用面向?qū)ο蟮木幊陶Z言VC

15、+和數(shù)據(jù)庫技術(shù)，通過建立基于多主體的智能化設(shè)計系統(tǒng)，研究了模具方案設(shè)計的智能化實現(xiàn)技術(shù)與方法。歐美許多模具企業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)水平，在國際上是一流的。將高新技術(shù)應(yīng)用于模具的設(shè)計與制造， 已成為快速制造優(yōu)質(zhì)模具的有力保證。CAD/ CAE/ CAM 的廣泛應(yīng)用，顯示了用信息技術(shù)帶動和提升模具工業(yè)的優(yōu)越性。在歐美， CAD/ CAE/ CAM 已成為模具企業(yè)普遍應(yīng)用的技術(shù)。在CAD 的應(yīng)用方面，已經(jīng)超越了甩掉圖板、二維繪圖的初級階段，目前3D 設(shè)計已達(dá)到了70 %89 %。PRO/ E、U G、CIMATRON 等軟件的應(yīng)用很普遍。應(yīng)用這些軟件不僅可完成2D 設(shè)計，同時可獲得3D 模型，為NC編程和CA

16、D/ CAM 的集成提供了保證。應(yīng)用3D 設(shè)計，還可以在設(shè)計時進(jìn)行裝配干涉的檢查，保證設(shè)計和工藝的合理性。數(shù)控機床的普遍應(yīng)用，保證了模具零件的加工精度和質(zhì)量。3050 人的模具企業(yè)，一般擁有數(shù)控機床10 多臺。經(jīng)過數(shù)控機床加工的零件，可直接進(jìn)行裝配，使裝配鉗工的人數(shù)大大減少。CAE 技術(shù)在歐美已經(jīng)逐漸成熟。在注射模設(shè)計中應(yīng)用CAE分析軟件，模擬塑料的充模過程，分析冷卻過程，預(yù)測成型過程中可能發(fā)生的缺陷。在沖模設(shè)計中應(yīng)用CAE 軟件，模擬金屬變形過程，分析應(yīng)力應(yīng)變的分布，預(yù)測破裂、起皺和回彈等缺陷。CAE 技術(shù)在模具設(shè)計中的作用越來越大。意大利COMAU公司應(yīng)用CAE技術(shù)后，試模時間減少了50

17、%以上【10】。KBE技術(shù)簡介：由于K B E技術(shù)的開放性，迄今為止，尚無一種公認(rèn)的、完備的K B E定義。上海交通大學(xué)模具C A D國家工程研究中心認(rèn)為：K B E是通過知識驅(qū)動和繁衍，對工程問題提供最佳解決方案的計算機集成處理技術(shù)?？梢园袺 B E的內(nèi)涵概括為領(lǐng)域?qū)＜抑R的繼承、集成、創(chuàng)新和管理，計算機輔助技術(shù)與人工智能技術(shù)的集成。K B E系統(tǒng)通過集成平臺，將CAX與AI集成，以實現(xiàn)設(shè)計、制造、維護(hù)、支持等過程與智能技術(shù)的有效結(jié)合【11】。2.4 模具CADCAECAM技術(shù)CAD/CAE/CAM技術(shù)以計算機及周邊設(shè)備和系統(tǒng)軟件為基礎(chǔ)，它涵蓋了二維繪圖設(shè)計、三維幾何造型設(shè)計、有限元分析（F

18、EA）及優(yōu)化設(shè)計、數(shù)控加工編程（NCP）、仿真模擬及產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理（PDM）等內(nèi)容，是一種設(shè)計人員借助于計算審進(jìn)行設(shè)計的方法。其特點是將人的創(chuàng)造能力和計算審的高速運算能力、巨大存儲能力和邏輯判斷能力有審地結(jié)合起來。隨著Internet/Intranet網(wǎng)絡(luò)和并行高性能計算及事務(wù)處理的普及，使奢地、協(xié)同、虛擬設(shè)計及實時仿真技術(shù)在CAD/CAE/CAM中得到了廣泛應(yīng)用。CAD/ CAM技術(shù)越來越廣泛應(yīng)用于模具行業(yè),由于模具生產(chǎn)屬單件生產(chǎn),并有一定的鉗工配作量，不同于普通機械加工的批量生產(chǎn)，因此，在模具CAD/ CAM技術(shù)的應(yīng)用上還有一些片面或似是而非的觀點，影響了CAD/CAM技術(shù)優(yōu)勢的發(fā)揮,甚至造

19、成投資失誤,效率低下【12】。近十多年是CAE軟件的商品化發(fā)展階段，其理論和算法日趨成熟，已成為航空、航天、機械、土木結(jié)構(gòu)等領(lǐng)域工程和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分析中必不可少的數(shù)值計算工具，同時也是分析連續(xù)過程各類問題的一種重要手段。其功能、性能、前后處理能力、單元庫、解法庫、材料庫，特別是用戶介面和數(shù)據(jù)管理技術(shù)等方面都有了巨大的發(fā)展。前后處理是CAE軟件實現(xiàn)與CAD、CAM等軟件無縫集成的關(guān)鍵性軟件成份；它們通過增設(shè)與相關(guān)軟件（如Pro/E、CADDS、UG、Solidedge以及Solidworks、MDT 等軟件）的接口數(shù)據(jù)模塊，實現(xiàn)有效的集成；通過增加面向行業(yè)的數(shù)據(jù)處理和優(yōu)化算法模塊【13】，實現(xiàn)特定行

20、業(yè)的有效應(yīng)用。CAE軟件對工程和產(chǎn)品的分析、模擬能力，主要決定於單元庫和材料庫的豐富和完善程度，知名CAE軟件的單元庫一般都有百余種單元，并擁有一個比較完善的材料庫，使其對工程和產(chǎn)品的物理、力學(xué)行為，具有較強的分析模擬能力。一個CAE軟件的計算效率和計算結(jié)果的精度，主要決定於解法庫；特別是在并行計算機環(huán)境下運行，先進(jìn)高效的求解演算法與常規(guī)的求解算法，在計算效率上可能有幾倍、幾十倍，甚至幾百倍的差異。CAE軟件現(xiàn)已可以在超級并行機，分布式微機群，大、中、小、微各類計算機和各種操作系統(tǒng)平臺上運行【14】。CAD過程直接通過CAD/CAM 進(jìn)行圖形設(shè)計在設(shè)計階段對產(chǎn)品性能進(jìn)行評價，可使設(shè)計者從繁重的

21、繪圖中解放出來，能有更多的時間作創(chuàng)造性的工作【15】。并利用現(xiàn)有客戶提供的CAD 數(shù)據(jù)模型，轉(zhuǎn)換成所需圖形；模具CAE 技術(shù)已較廣泛的應(yīng)用在注塑模、壓鑄模、鍛模、擠壓模、沖壓模等模具的優(yōu)化設(shè)計中，并在實際中指導(dǎo)生產(chǎn)；CAD/ CAM 用于模具高速加工、提高模具精度、模具檢測、生產(chǎn)過程管理【16】。2.5 模具的優(yōu)化設(shè)計在模具行業(yè)的應(yīng)用長期以來，大多數(shù)模具設(shè)計工程師由于缺乏注塑現(xiàn)場的經(jīng)驗，在進(jìn)行設(shè)計是單純從結(jié)構(gòu)方面出發(fā)，并未考慮注塑現(xiàn)場的實際情況，導(dǎo)致模具設(shè)計不合理、不上檔次，從而使注塑生產(chǎn)過程中經(jīng)常出現(xiàn)各種品質(zhì)缺陷和異?，F(xiàn)象；大多數(shù)注塑工作者僅憑經(jīng)驗處理，對一些問題缺乏科學(xué)系統(tǒng)地分析，從而導(dǎo)致

22、現(xiàn)場的問題沒有能夠有效解決，浪費時間和金錢，增加企業(yè)生產(chǎn)成本。模具的優(yōu)化設(shè)計可以提升模具設(shè)計水平，增強模具性能，延長其使用壽命。模具優(yōu)化設(shè)計包括模具的結(jié)構(gòu)及功能的優(yōu)化設(shè)計；如澆注系統(tǒng)澆口、流道、冷料井等的優(yōu)化設(shè)計；冷卻系統(tǒng)如水路、隔水片、鈹筒等的優(yōu)化設(shè)計；縮水率的設(shè)定與調(diào)整設(shè)計；澆注系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、模具結(jié)構(gòu)與注塑工藝之間的關(guān)系的設(shè)計；模具的安裝、調(diào)試工作和維護(hù)保養(yǎng)方案的設(shè)計；利用CAE模流分析技術(shù)進(jìn)行模具優(yōu)化設(shè)計等?？梢越柚恍┸浖o助完成模具優(yōu)化設(shè)計，如有的可以完成主要工作內(nèi)容有：1、對模具的不同結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行溫度場、應(yīng)力場的計算，得到工作狀態(tài)模具內(nèi)部各點的受力情況,根據(jù)受力情況選擇模具的合理

23、結(jié)構(gòu)；2、模擬金屬在模具型腔中的填沖情況，選擇合理的型腔尺寸；3、采用計算機、繪圖儀、數(shù)字化完成模具的設(shè)計和繪圖工作，提高功效40%。又有人提出了基于塑性有限元的靈敏度分析理論和多工序成形模具優(yōu)化設(shè)計方法，推證了節(jié)點坐標(biāo)/溫度/速度、單元剛度矩陣/節(jié)點力向量對設(shè)計變量的靈敏度方程及其數(shù)學(xué)關(guān)系，開發(fā)了模具形狀優(yōu)化設(shè)計軟件，解決了模具形狀、坯料尺寸和制坯鐓粗比的優(yōu)化設(shè)計，突破了精密塑性成形工藝模具設(shè)計與工程優(yōu)化方法難以結(jié)合的難題。將塑性成形數(shù)值模擬理論與工程優(yōu)化方法相結(jié)合，針對未曾研究的多工序模具優(yōu)化設(shè)計問題展開探索，提出建立了基于塑性有限元的靈敏度分析理論和模具優(yōu)化設(shè)計方法，推證了節(jié)點坐標(biāo)、節(jié)點

24、速度、單元剛度矩陣、單元節(jié)點力向量、節(jié)點溫度對優(yōu)化設(shè)計變量的靈敏度方程及其彼此之間的數(shù)學(xué)關(guān)系；建立了單工序鍛造毛坯形狀和預(yù)鍛坯鐓粗比優(yōu)化設(shè)計方法；自主開發(fā)了模具形狀優(yōu)化設(shè)計軟件，成功應(yīng)用于多工序體積成形中的模具形狀、坯料尺寸和制坯鐓粗比的優(yōu)化設(shè)計。它研究了上限元和有限元反向數(shù)值模擬理論與預(yù)成形設(shè)計方法，建立了較完整的反向模擬與預(yù)成形設(shè)計理論體系；提出了一種與現(xiàn)行模鍛設(shè)計所用控制方式完全不同的控制材料“先內(nèi)后外流動的精密模鍛方法；提出了基于鍛件形狀復(fù)雜程度的邊界條件控制準(zhǔn)則和反向模具接觸跟蹤方法等，成功應(yīng)用于多種多工序鍛造工藝和模具設(shè)計。2.6 快速成形技術(shù)在模具生產(chǎn)中的應(yīng)用快速成形制造技術(shù)RP

25、M基于層制造原理，迅速制造出產(chǎn)品原型，而與零件的幾何復(fù)雜程度無關(guān)，尤其在具有復(fù)雜曲面形狀的產(chǎn)品制造中更能顯示其優(yōu)越性。它不僅能夠迅速制造出原型供設(shè)計評估、裝配檢驗、功能實驗，而且還可以通過形狀復(fù)制，快速經(jīng)濟(jì)地制造出產(chǎn)品模具，從而避免了傳統(tǒng)模具制造的費時和耗成本的NC加工，因而RPM技術(shù)在模具制造中發(fā)揮著重要的作用【17】?？焖俪尚图夹g(shù)的原理與分類快速成型是一種基于離散堆積成型思想的數(shù)字化成型技術(shù)， 其原理為：通過離散，把復(fù)雜的三維制造轉(zhuǎn)化為一系列有序的低維制造的疊加，把整個零件的制造過程轉(zhuǎn)化為有序、簡單的單元體的制造與結(jié)合過程。常見的快速成型工藝包括立體光固化成型、熔融沉積成型、選擇性激光燒結(jié)

26、成型、分層實體制造成型?？焖俪尚图夹g(shù)在模具制造領(lǐng)域的應(yīng)用主要是制作模具設(shè)計制造過程中所用的母模，有時也用快速成型技術(shù)直接制造模具。根據(jù)其不同的工藝分為以下3 類：RP 原型直接用于制造模具、RP 原型為母模制造軟模具、RP原型為母模制造硬模具。RP 技術(shù)是一項興起不久的高新制造技術(shù)，經(jīng)過十幾年的發(fā)展，設(shè)備與材料方面都有了長足的進(jìn)步，但目前由于該技術(shù)的成本還比較高，加之制件的精度、強度和耐久性方面還不能完全滿足用戶的要求，制約了該技術(shù)的普及推廣。隨著技術(shù)的進(jìn)步，技術(shù)會進(jìn)一步得到完善、發(fā)展，在越來越多的領(lǐng)域得到應(yīng)用。RP 技術(shù)在模具制造中的應(yīng)用范圍十分廣泛，它的應(yīng)用將大大促進(jìn)模具制造技術(shù)的進(jìn)步，對

27、提高產(chǎn)品的質(zhì)量， 加速新產(chǎn)品的開發(fā)以及降低工裝模具的費用等方面都有積極的意義【18】。2.7 高速切削技術(shù)高速銑削是目前切削技術(shù)中應(yīng)用最多的一種工藝技術(shù)，是一種以高主軸轉(zhuǎn)速、快速進(jìn)給、較小的切削深度和間距為加工特征的高效、高精度、高表面質(zhì)量的數(shù)控加工方式。高速銑削具有工件溫度低、切削力小、加工平穩(wěn)、質(zhì)量好、效率高（為普遍銑削加工的5-10倍）及可加工硬質(zhì)材料（硬度不低于HRC60）等諸多優(yōu)點，因而在模具加工中日益受到重視。高速銑削機床（HSM）一般主要用于大、中型模具加工,如汽車覆蓋件模具、變速箱體壓鑄模、大型注塑模等曲面加工，其加工精度可以達(dá)到0.01mm【19】。高速切削技術(shù)及相關(guān)技術(shù)，發(fā)

28、展日新月異，德國、美國、瑞典、瑞士、英國和日本等制造強國走在了世界前列。近幾年，隨著科學(xué)技術(shù)的突飛猛進(jìn)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的強大推動，高速切削機床、刀具技術(shù)和相關(guān)技術(shù)迅速進(jìn)步，使高速切削（HSC- High Speed Cutting）技術(shù)以其高效率、高質(zhì)量應(yīng)用于航天、航空、汽車、模具和機床等行業(yè)中，各種切削方式、各種材料幾乎無所不能，尤其是高速銑削和高速車削發(fā)展神速。該技術(shù)為“輕切削”方式，每一刀切削排屑量小，切削深度小，即ap與ae很小，但切削線速度大，為傳統(tǒng)的35倍，進(jìn)給速度大，為傳統(tǒng)的510 倍。其優(yōu)點在于【20】：加工時間短，效率高。高速切削的材料去除率通常是常規(guī)的35倍。刀具切削狀況好，切削

29、力小，主軸軸承、刀具和工件受力均小。由于切削速度高，吃刀量很小，剪切變形區(qū)窄，變形系數(shù)減小，切削力降低大概30%90%。同時，由于切削力小，讓刀也小，提高了加工質(zhì)量。刀具和工件受熱影響小。切削產(chǎn)生的熱量大部分被高速流出的切屑所帶走故工件和刀具熱變形小，有效地提高了加工精度。刀具壽命長（這里指材質(zhì)特殊，適合高速切削的刀具）。因刀具受力小，受熱影響小，所以破損的機率很小，磨損也慢。工件表面質(zhì)量好。首先ap與ae小，工件粗糙度好，其次切削線速度高，機床激振頻率遠(yuǎn)高于工藝系統(tǒng)的固有頻率，因而工藝系統(tǒng)振動很小，十分容易獲得好的表面質(zhì)量。高速切削刀具熱硬性好，且切削熱量大部分被高速流動的切屑所帶走，可進(jìn)行

30、高速干切削，不用冷卻液，減少了對環(huán)境的污染，能實現(xiàn)綠色加工。 可完成高硬度材料和硬度高達(dá)HRC40-62淬硬鋼的加工。如采用帶有特殊涂層（TiAlN）的硬質(zhì)合金刀具，在高速、大進(jìn)給和小切削量的條件下，完成高硬度材料和淬硬鋼的加工，不僅效率高出電加工（EDM）的36倍，而且獲得十分高的表面質(zhì)量（Ra0.4），基本上不用鉗工拋光。目前國際上高速切削加工技術(shù)主要應(yīng)用于汽車工業(yè)和模具行業(yè)，尤其是在加工復(fù)雜曲面的領(lǐng)域，工件本身或刀具系統(tǒng)剛性要求較高的加工領(lǐng)域，顯示了強大的功能。其高效、高質(zhì)量為人們所推崇。國內(nèi)高速切削加工技術(shù)的研究與應(yīng)用始于20世紀(jì)90年代，應(yīng)用于模具、航空、航天和汽車工業(yè)。但采用的高速

31、切削CNC機床、高速切削刀具和CAD/CAM軟件等以進(jìn)口為主。隨著我國社會主義市場經(jīng)濟(jì)的蓬勃發(fā)展，作為制造業(yè)的重要基礎(chǔ)的模具行業(yè)迅速發(fā)展，這為高速銑削技術(shù)的應(yīng)用和發(fā)展提供了廣闊的空間。高速銑削加工技術(shù)加工時間短，產(chǎn)品精度高，可以獲得十分光滑的加工表面，能有效地加工高硬度材料和淬硬鋼，避免了電極的制造和費時的電加工（EDM）時間，大幅度減少了鉗工的打磨與拋光量。同時，模具表面因電加工（EDM）產(chǎn)生白硬層消失了，扭變絕跡了，這樣就提高了模具的壽命，減少了返修。一些市場上越來越需要的薄壁模具工件，高速銑削可又快又好完成。而且在高速銑削CNC加工中心上，模具一次裝夾可完成多工步加工。這些優(yōu)點在資金回轉(zhuǎn)

32、要求快、交貨時間緊急、產(chǎn)品競爭激烈的今天是非常適宜的。所以高速銑削得到了快速而廣泛的推廣。反過來，這又促進(jìn)了高速銑削技術(shù)的發(fā)展【21】。3 設(shè)計內(nèi)容縱向擺臂支架組件（某一沖壓工序）沖壓工藝與模具設(shè)計的內(nèi)容如下：(1)沖壓零件的工藝性分析。(2)沖壓方案的分析和確定。(3)模具結(jié)構(gòu)設(shè)計及沖壓工藝計算。(4)模具總體結(jié)構(gòu)及說明。(5)模具零件詳細(xì)設(shè)計。(6)模具關(guān)鍵零件部分加工工藝分析。(7)設(shè)計中附加細(xì)節(jié)的說明。(8)繪制模具結(jié)構(gòu)草圖。(9)繪制模具的零件圖。(10)繪制模具的裝配圖。4 設(shè)計進(jìn)度計劃第七周 零件工藝性與工藝方案的確定，完成外文翻譯；第八九周 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計及相關(guān)零件尺寸計算；第十周 繪制零件草圖，寫模具工作原理的說明；第十一周 寫開題報告；第十二周 工藝零件的詳細(xì)設(shè)計，上機畫零件圖；第十三十四周 模具關(guān)鍵零部件加工工藝分析，畢業(yè)設(shè)計說明書，