毕业设计开题报告

洛阳理工学院

毕业设计（论文）开题报告

系（部）：机电工程系 2012年3月21日 课题名称 学生姓名 指导教师 推拉窗中空光企铝型材挤压工艺与模具设计 孙在越 张伟 专业班级 职称 B080304 教授 课题类型 课题来源 工程设计 工程实际 1 . 综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义： 1.1．世界铝挤压工艺设备正在向大型化、现代化、精密化和生产线自动化方向发展，大型优质圆、扁挤压筒与特种模具技术取得了突破性进展；我国与工业发达国家比起来，我国的虽然已成为世界上的挤压大国，但尚不是挤压强国，我国的挤压技术与设备还有一定的差距。 近年来，世界各国把模具的表面处理技术作为提高模具使用寿命的关键技术进行研究、开发与推广应用，根据模具材料的种类、模孔形状与宽窄开发了多种表面处理新方法新工艺。中国紧随日本、美国其后，位居世界第三。中国模具已涵盖了各种用于金属和非金属成形的特殊装备，被分为10大类、46小类。1996年至2002年间，中国模具制造业的产值年平均增长14%左右，2003年增长25%左右，广东、江苏、浙江、山东等模具发达地区的增长在25%以上。但与发达国家相比，中国模具工业无论在技术上，还是在管理上，都存在较大差距。特别在大型、精密、复杂、长寿命模具技术上，差距尤为明显。中国每年需要大量进口此类模具，在模具产品结构上，中低档模具相对过剩，市场竞争加剧价格偏低，降低了许多模具企业的效益。我国模具生产厂中多数是自产自配的工模具车间（分厂），自产自配比例高达60%左右，而国外模具超过70%属商品模具。模具是保证产品成形，具有正确形状、尺寸和精度的基本工具；模具是保证产品内外表面质量最重要的因素之一[1]；合理的工模具结构、形状和尺寸，在一定程度上可控制产品的力学性能和内部组织，特别是在控制空心制品的焊缝组织和力学性能方面，分流孔的大小、数量和形状以及分布位置，焊合腔的形状和尺寸，模芯的结构等起着决定性的作用；挤压垫片、挤压筒和模子的结构形状与尺寸及表面质量，对控制产品的粗晶环和缩尾、成层等缺陷也有一定的作用；工模具的结构形状与尺寸对金属的流变、挤压温度一速度场、应力一应变场等有很大影响，从而对提高生产效率、产品质量和减少能耗有重大作用。专业模具厂大多是“大而全”、“小而全”的组织形式，而国外大多是“小而专”、“小而精”。国内大型、精密、复杂、长寿命的模具占总量比例不足30%，而国外在50%以上。2004年，模具进出口之比为3.7﹕1，进出口相抵后的净进口额达13.2亿美元，为世界模具净进口量最大的国家。 综上所述，合理的模具结构，对于开发新产品、新工艺，研制新材料和新设备，不断提高挤压技术起着很大的作用。 国外最新研究 主要有长锭加热挤压、等温挤压、液压成型铝挤压件、无残料挤压工艺、挤压过程温度控制、高速挤压、计算机优化挤压工艺参数、在线控制产品尺寸精度、反向挤压技术、三维挤压技术等；而国内在这些方面的研究步伐明显落后于国外，主要还是基于传统挤压工艺进行铝型材生产，产品质量和成品率低于国外。不管是国内还是国外对挤压工艺的研究都是以增产、降耗、节能、环保、提高生产率、降低成本、扩大品种、改善品质为目标的。 1.2. 国内与国外有明显的差距 (1)工模具材料的品种、质量和使用寿命大大落后于国际先进水平，与此相关的热处理和表面处理技术也有较大的差距，致使国内模具的使用寿命仅为国际先进水平的三分之一左右。 (2)设计的理论、方法和结构选择方面，大大落后于国际先进水平，国外在热模拟技术、虚拟设计及软件开发等方面有了许多创新的亮点，基本上实现零试模试或可大大减少试模具次数，而国内尚未建立完整的的、大型的数据库和专家库，软件开发也才刚刚起步，差距很大。 (3)在模具结构创新和精密现代化加工方面有很大的差距。国外开创出多种新的先进结构模具，加工精度达到了很高的水平，复杂的多孔、多腔空心型材和微型多孔超精密复杂模等已经能大批量生产，产品质量十分稳定，我国的这方面还处于起步阶段。 意义：挤压工艺和模具设计是铝合金型材挤压技术的核心，合理的工艺设计和先进的模具设计是保证产品形状、尺寸和及高度内外表面质量为最重要的因素。因此对铝合金推拉窗型材的加压工艺设计和模具设计是非常有必要的，可以提高共成品率、生产率、产品质量和材料利用率的唯一途径，同时还可以降低耗能。 2．研究的基本内容，拟解决的主要问题 2.1. 基本内容：通过所掌握的相关知识和查找相关资料设计出合理的挤压模具，用于生产6063铝合金推拉窗，并确定挤压生产过程中的温度、挤压速度等相关参数。 2.2. 拟解决的主要问题：铝挤压工业的高速发展对工模具提出了越来越高的要求，在现代化生产中，工具和模具对实现整个挤压过程有着十分重要的意义，随着工业产品生产日益复杂与多样化，产品性能和质量也在不断提高，因而对挤压技术提出了更高的要求。本设计研究的基本内容及解决的主要问题如下： 1） 阐述挤压模具在铝型材挤压生产中的重要性。 2）依据挤压模具的工作条件和使用要求，阐述选材的特点。 3）确定挤压方法和挤压温度及速度。 4） 合理布置模孔在模子的分布及型材模孔加工尺寸，采用结构调整和工作带调整相结合原则均衡金属流速。 5） 构造设计思路，并绘制设计零件图和装配图。 6） 对危险断面处进行强度校核，设计与模具相配合的模垫及模支撑。 7） 确定模具的热处理设备及其工艺，试模及模具的保养和维护。 8）.根据铝合金推拉窗的挤压工艺特点，制定所给的推拉窗的挤压工艺流程。 3．研究方法,步骤及措施： 3.1通过图书馆、互联网查阅铝合金挤压工艺和模具设计的相关文献、教案和参考书，对铝合金挤压工艺和模具设计有一定深度的认识，掌握需要确定的挤压工艺参数和模具尺寸参数的方法和原则，并整理出需要用到的资料。 3.2根据资料所掌握的模具选材原则和该模具的工作条件和使用要求，确定了该模具材料。 3.3分析推拉窗的产品图，精确确定产品尺寸，依此确定加压机吨位及相关规格。 3.4根据产品图和挤压机吨位，确定模具的类型，合理分配模孔在模面上，设计模具模孔参数，模孔尺寸，通过设计合理调整金属流动速度，校对模具强度满足工作要求，确定模具结构要素（如模角、定径带、直径、出口直径、入口圆角），确定外形结构和外形尺寸。用计算机绘制模具图形。 3.5 确定模具设计要满足模具的其本要求（硬度、制造精度、表面粗糙度、对中度、平行度、垂直度和缺陷度等），设计与模具有良好配合的模垫和模支撑。根据模具使用要求确定模具热处理设备和热处理工艺。 3.6根据推拉窗的产品图和模具，确定其挤压工艺包括挤压方法和挤压工艺参数（挤压系数、挤压速度、铸锭加热方式及其温度长度、模具温度和开始挤压温度），制定工艺流程。 3.7模具的总体设计 1）挤压图的设计； 2）工步流程图的设计； 3）分析和设备选择； 4）模具总装图的设计； 5）模具零件设计； 3.8模具主要零部件的结构设计 1）工作部分零件的设计； 2）模具零件的选择； 3）模具强度校核； 4）模具尺寸确定； 5）绘制模具总图 ①主视图； ②俯视图； ③工件图； ④列出明细表； 4. 研究工作进度 4—6周：查阅准备资料，完成外文翻译，写出开题报告； 7—10周：完成设计工作； 11—12周：画草图； 13—14周：出图； 15—16周：编写设计说明书，并仔细检查，准备答辩； 17周： 定稿，打印，答辩，备案； 5.主要参考文献： [1]刘静安.铝型材挤压模具设计、制造、使用及维修。北京：冶金工业出版社，2002. [2]刘静安，邵莲芬.铝合金挤压工模具典型图册。北京：化学工业出版社，2007. [3]李积彬，伍晓宇，毛大恒，马建哲.铝型材挤压模具3D设计CAD/CAE实用技术。北京：冶金工业出版社，2003. [4]刘静安，谢建新。大型铝合金型材挤压设计与模具优化设计。北京：液晶工业出版社，2003. [5]高军，赵国群，李丽华.铝合金型材挤压技术现状与发展趋势。汽车工艺与材料，2002. [6]刘静安.铝合金挤压工模具技术的发展概况与趋势。铝加工，2010. [7]刘静安，罗照民.现代铝及铝加工工业的发展特点及国内外发展水平对比。2009. [8]赵云路，刘静安，苏德权.铝型材挤压工艺。1998. [9]陈泽中，包忠诩，刘和生，王美艳.铝型材挤压研究。金属成型工艺，2000. [10]刘静安，黄凯.铝合金挤压工模具技术,北京冶金工业出版社，2009. [11] 濮良贵、 纪名刚. 机械设计. 北京：高等教育出版社，2006. [12] 谢家瀛. 机械制造技术概要[M].北京：机械工业出版社,2001. [13] 程培源.模具的寿命与材料.北京:机械工业出版社，1999. [14] 李凤平. 机械图学[M] 沈阳：东北大学出版社，2003. [15] 李晓豁、于英华. 机械工程专业英语[M].沈阳：东北大学出版社,2007. 教研室意见： 教研室主任签字： 年 月 日