高精度平面啮合齿冷挤压工艺与模具设计【任务书+开题报告+UG+CAD+说明书】.rar

1浙江水利水电学院浙江水利水电学院毕业设计（论文）任务书毕业设计（论文）任务书题 目：高精度平面啮合齿冷挤压工艺与模具设计 专 业：材料成型及控制工程 学 号：2022b36006 学生姓名：丁泽杰 指导教师：丁明明 职称：教授 指导教师：职称：所在单位：2024 年 3 月 6 日2024 年 3 月 6 日2一、毕业设计（论文）的要求和内容（包括原始数据、技术要求、工作要求等）1.设计（研究）依据设计（研究）依据冷挤压技术是一种高精、高效、优质低耗的先进生产工艺技术,较多应用于中小型锻件规模化生产中。本次毕业设计的题目来源于省重点研发项目。主要是根据某企业的某型号高精度平面啮合齿（见图 1）技术要求，完成其冷挤压成形工艺和主要模具结构设计，以节约原材料，提高劳动效率，降低工人的劳动强度。图 1 高精度平面啮合齿零件简图技术要求：（1）摸具承受应力的能力应大于一般冲压模具；（2）未注圆角 R1.0，未知尺寸公差为0.5，未注角度公差0.5；（3）挤压时材料表面应保持清洁,不得有油污、铁屑等杂物；（4）批量为 10 万件/年。2.设计（研究）内容设计（研究）内容 具体工作内容：（1）高精度平面啮合齿冷挤压成形工艺方案设计：根据高精度啮合齿产品的技术要求，在对其进行工艺分析的基础上，提出高精度平面啮合齿冷挤压成形工艺方案，并制定了相应的工艺路线图。（2）高精度平面啮合齿冷挤压成形形工艺参数的优化：根据高精度平面啮合齿冷挤压成形方案，采用 DEFORM-3D 有限元软件分别建立有限元模型，从所需设备、工艺性、经济性角度进行分析，并对成形方案和工艺参数进行优化。（3）高精度平面啮合齿模具设计：根据工艺优化的结果，设计冷挤压模具，并校核其强度和编制模具制造工艺。3.工作要求工作要求3毕业设计是一项创造性劳动，要求学生必须严肃认真对待毕业论文的写作。在整个毕业设计过程中，学生应充分发挥主观能动性，并遵从教师的指导，在规定的时间范围内相应的任务：（1）需要阅读 20 篇左右的中外文献，并撰写相关的文献综述报告；（2）完成一篇外文资料的翻译任务（中文字数不少于 2000 字）；（3）完成开题报告的撰写任务；（4）完成毕业设计的撰写任务。学生在撰写各项文档过程中，不允许抄袭他人的研究成果，更不允许由他人代作。毕业设计的写作应观点正确，中心突出，层次分明，论述清楚，论点明确，论据充分，结构严谨，语言准确、简练，文字流畅，格式规范。毕业设计的字数不少于 10000 字（毕业论文的字数不少于 15000 字），论文正文不少于 30 页，并附有中英文摘要（中英文字或词不少于 400字）。二、毕业设计（论文）成果及要求（如图纸、实物等）二、毕业设计（论文）成果及要求（如图纸、实物等）1.图纸要求1.图纸要求根据设计任务要求，本次毕业设计需要学生确定精锻成形工艺方案，以及精锻成形的CAE 分析，并提交精锻锻模具总装配图和模具零件的 CAD 图纸一套。2.实物要求2.实物要求无3.其它成果3.其它成果无三、毕业设计（论文）进度计划 三、毕业设计（论文）进度计划 序号各阶段工作内容起讫日期备注1熟悉设计任务，查找相关文献资料2024.1.1-2024.1.202文献综述撰写与外文资料翻译2024.1.212024.2.33文献综述与外文资料审阅与修改上交2024.2.42024.2.174开题报告撰写上交与开题汇报2024.2.182024.3.25相关技术学习、课题研究与毕业设计（论文）撰写2024.3.32024.5.36论文中期检查2024.4.132024.4.197论文初稿上交查重与审阅2024.5.42024.5.108毕业论文审核与评阅2024.5.112024.5.179毕业论文答辩资格审查与毕业答辩2024.5.182024.5.2410论文修改后的最终稿上交2024.5.252024.5.274四、主要参考资料四、主要参考资料1 夏巨谌.典型零件精密成形M.北京：机械工业出版社,2008：161-165.2 夏巨谌.材料成形工艺M.北京：机械工业出版社,2019：106-138.3 晏爽,李普,潘秀秀，等.精密锻造成形技术的应用及其发展J.热加工工艺,2013，42(15)：9-15.4 肖红生，林新波.温锻精密成形技术及其有限元模拟J.锻压技术，2016，2：3-6.5 李猛.热模锻压力机的远程监控与智能诊断系统研究D.南京：南京理工大学,2018.6 赵震等.冷温热挤压技术M.北京：电子工业出版社,2018：1-17.7 韩玉科.镁基汽车控制臂的热模锻工艺优化J.热加工工,2017,46(07):193-196.8 王伯平.互换性与测量技术基础（第 4 版）.北京:机械工业出版社，2018.9 赵旭辉.热模锻压力机的应用现状分析J.金属加工(热加工),2014(05):54.10 赵林,肖彩霞.基于 EtherCAT 的热模锻压力机控制系统优化设计J.热加工工艺,2018,47(09):155-158.11 徐丽,马继斌,周锋.基于 CC-link/MODBUS 网络在热模锻压力机控制系统中的应用J.锻压装备与制造技术,2017,52(05):34-37.12 蒋鹏，夏汉关，等.面向智能制造的精密锻造技术M.合肥：合肥工业大学出版社,2018：66-76.五、其他（学生提交）五、其他（学生提交）需要提交的主要成果：需要提交的主要成果：1.毕业设计论文2.开题报告3.外文翻译4.模具装配图5.模具零件图指 导 教师（签名）：2022 年 2 月 18 日六、审核签字六、审核签字教研室主任（签名）：年 月 日注：1.任务书由指导教师填写、教研室主任审核。2.任务书要求在毕业设计（论文）工作开始前下达。模具几何形状对冷挤压锻造操作的影响：有限元分析和实验结果模具几何形状对冷挤压锻造操作的影响：有限元分析和实验结果G.Maccarini、C.Giardini、G.Pellegrini 和 A.Bugini意大利布雷西亚大学机械工程学系工业摘要工业摘要本文介绍的研究是布雷西亚大学最近的研究成果，都与金属成型工艺的正确设计有关。在这一领域，闭模锻造问题具有重要意义，因为它可以减少变形过程中的步骤数量，从而显著节省（材料和加工时间）。摩擦现象和模具形状在决定材料在模具中的塑性流动方面起着至关重要的作用。本文特别关注在挤压锻造过程中改变模具圆角半径并进行测试所获得的结果。挤压孔的前角提供了一种与实际使用的设备类似的解决方案。作者使用著名的矩阵法（由小林教授首次提出）从理论上研究了铜冷锻过程中的模腔填充问题。导言导言本研究将开模间圆柱形试样镦粗的一些实验结果与有限元研究的相关理论模型进行了比较。这项研究进一步加深了对冷镦塑性过程及其建模的理解，从而制定出一套方案，将摩擦力和几何参数（牵伸、半径）结合起来，为实际问题提供最佳解决方案。作用在模片界面上的摩擦力用摩擦系数表示；镦锻材料的内阻参照著名的 环形试验 技术确定1；本工作中使用的有限元技术源自 Kobayashi 教授于 1973 年引入的数学模型2,3。小林教授在 1973 年提出的数学模型2,3对塑性加工研究的数学求解方法进行了重大改进，即矩阵法。从那时起，人们就开始使用适当的工具对金属塑性加工的许多方面进行研究，所获得的结果有助于确定塑性物质的正确流动以及变形装置上的应力作用。塑料加工的机械原理塑料加工的机械原理在研究挤压锻造工艺时，实验结果与理论模型之间显示出良好的相关性（图 1），之后便开始着手解决实际问题4。图 2 显示了理论和实验两方面的研究对象：(i)其中一个压缩模的孔的直径；(ii)孔的锥面与模具的平面相交处的转角半径。塑性流动的一般特性与挤压锻造相同，可简述如下：(i)随着镦锻的进行，材料流经挤压孔的速度可能低于、等于或高于模具速度；(ii)速度场的模式在很大程度上取决于摩擦（干燥或润滑条件）和几何参数（试样的高径比、孔直径）。从图 1 的简化模型到图 2，还有两个相关的几何参数：(i)孔的吃水对材料的轴向流动产生明显的摩擦力；(ii)角半径，它影响试样的材料流动。表 1 显示了为实验研究选择的几何参数和润滑条件。图 1.挤压锻造工艺示意图（无圆角半径和倾斜面）。图 2.挤压锻造工艺示意图（带圆角半径和倾斜面）。表 1实验测试中的几何参数000润滑油30151003干燥/光解30151023干燥/光解30151043干燥/光解30151503干燥/光解30151523干燥/光解30151543干燥/光解30152003干燥/光解30152023干燥/光解30152043干燥/光解注：Optimoly 是一种商用膏状润滑剂。实验结果实验结果图 3 和图 4 显示了压缩力以及变形件最终形状的一些实验结果（即挤压体高度和压缩力与凸缘高度的关系）。通过观察这些图表，我们可以得出一些结论：(i)压缩力不受转角半径的影响，至少在调查的数字范围内是如此；(ii)使用润滑剂可将压紧力减小 15 20%（这很重要）；(iii)孔洞牵伸是通过孔洞挤压时的一个小障碍；(iv)角半径有助于材料通过孔挤出，特别是在直径值较大和干燥的条件下；(v)润滑剂有利于材料的径向运动（而不是轴向运动），因此挤压体的中心凸起较低。理论方法理论方法自 1973 年以来，小林教授根据 UBET 表达式开发出了著名的矩阵法，并得到了广泛应用。自 1973 年以来，小林教授根据 UBET 表达式开发了一种著名的、被广泛使用的矩阵法，并帮助建立了一个有限元软件包。在较简单的情况下4，该方法已被证明是非常好的：事实上，尽管只处理了平面和圆柱形模具表面，但理论结果与实验结果显示出很好的相关性。为了将理论方法应用到实际问题中，作者必须开发一套能够考虑到问题某些特殊方面的例程，如图 3.总压缩力的实验结果（孔直径；圆角半径；孔直径；圆角半径）图 4.挤压投影高度（孔直径；圆角半径）的实验结果(1)约束条件的数学描述，这些条件会因倾斜面的存在而改变（见附录 1）；(2)塑性物质通过挤压孔的流动及其与倾斜表面的相互作用。这为摩擦力对变形力的贡献带来了一些计算上的特殊性（见附录）。(3)基本离散化节点在几何不同表面上的位移，包括这些节点改变其约束条件时的一些特征变化7，即：(i)与模具接触；(ii)根据塑性变形的特定阶段，在受径向向内或向外运动分量影响的角半径上移动；(iii)如前所述（见附录 3），根据之前的位置和变形的特定阶段，离开角半径，在平面或圆锥面上流动。必须密切关注在不同的模具约束条件下材料流动的正确性。众所周知，这需要一个约束识别系统和网格的重网格化（重新分区）8，以获得：(i)离散元素的平滑变形（无过度拉伸）；(ii)从一个几何约束到另一个几何约束的结点的正确流动；(iii)更好地离散工件和模具之间的力交换，特别是在半径较低的情况下（图 5）。图 6 和图 7 显示了最终变形形状和压缩力方面的一些理论结果（模具孔直径等于 15，圆角半径等于 0.5 mm）。20 mm，圆角半径等于 4 mm，镦粗时使用润滑剂）时的摩擦系数 等于 0.10 和从环形试验中得出的加工硬化特性时，得到的一些理论结果如下：=o(1+)其中 o=90 N/mm2,=285.7和 =0.227.图 5.网格行为：初始网格和重新分区（重网格化）前后的变形网格。图 6.有限元模型与实验变形形状对比（实线：有限元形状 =0.1。点：润滑条件下的实验结果）。图 7.有限元模型与实验总压缩力对比（实线.）（图 7）：结果 =0.1星形：润滑条件下的实验结果）。结束语结束语在变形模式和压缩力方面，实验数据和理论结果之间的一致性很好。事实证明，作者开发的有限元代码能够描述实际过程，同时考虑到材料的塑性行为、各种润滑条件和模具的复杂几何形状。致谢致谢这项工作是通过 M.U.R.S.T.40%1988和 M.U.R.S.T.40%1989资金。参考资料参考资料1 A.Bugini and G.Restelli,Stampaggio:verifiche sperimentali di alcune ipotesi di plasticizzazione del pezzo,La Meccanica Italiana,119(1978)21-30.2 C.H.Lee 和 S.Kobayashi，使用矩阵法的刚塑变形问题新解，Trans.ASME,J.Eng.Ind.95(1973)865-873.3 C.C.Chen and S.Kobayashi,Rigid plastic finite element analysis of ring compression,Trans.ASME，28（1978）163-174。4 G.Maccarini,C.Giardini and A.Bugini,FEM approach and experimental results in extrusion forging operations,3rd Int.塑性技术会议，京都，1990 年 7 月，第 417-422 页。5 C.Giardini,G.Maccarini,G.Pellegrini and A.Bugini,Friction in upsetting:models and experimental results,Metall.Italiana,80(1988)869-874.6 G.Maccarini,C.Giardini,R.Pacagnella and A.Bugini,Lubrication influence on plastic deformation:a FEM approach and experimental results,Proc.5th Int.Tribology,Helsinki,Proc.摩擦学，赫尔辛基，1989 年 6 月，第 400-405 页。7 S.C.Jain、A.N.Bramley、C.H.Lee 和 S.Kobayashi，挤压锻造的理论与实验，第 11 届 MTDR，曼彻斯特，1970 年 9 月。8 G.Maccarini and A.Bugini,Un approccio F.E.M.e risultati sperimentali per le lavorazioni di estrusione,17th AIAS,Ancona(I),Sept.1989.9 G.Maccarini,R.Pacagnella,G.Restelli and E.Gentili,Estrusione inversa:modelli matematici e verifiche sperimentali,16th AIAS,LAquila(I),September 1988.10 C.Giardini,G.Maccarini,G.Pellegrini and A.Bugini,Attrito in compressione plastica:modelli e risultati sperimentali,Conf.on Tribologia,Sorrento,Italy,October 1987.附录附录附录 1：约束条件设置有必要说明圆锥面上节点的边界约束条件。参照全局坐标 (图 A.1），该条件可写成 tan =其中 是节点速度的轴向分量、是节点速度的径向分量、是-轴与模具法线（在所考虑的点）之间的角度，以及 0是运行过程中模具的速度。图 A.1.坐标系（附录 1 和 2）。这种关系既影响节点速度的轴向分量，也影响其径向分量，因此不能通过简单地消除刚度矩阵中的相应行（和列）而将其考虑在内。.当每个边界节点都在 自己的 旋转系统中进行研究时，这一过程仍然可行。，使其中一条轴线 是模具表面的法线。这样，上面的表达式就变成了=0cos 其中 是模具法线方向的速度分量。以矩阵形式，让 a为元素节点速度的列阵：a=1,1,2,2,3,3,4,4,T其中 和 和 =1,4)分别是 为第 是拉格朗日乘数（来自不可压缩性条件 2）。一般来说，每个节点都可以旋转不同的角度。通过使用对角分块矩阵:=diag(1),(2),(3),(4),1其中()是 2 2的方向余弦矩阵.旋转阵列 可以表示为 =.同样，将 为系统中的节点力阵列，而 和 可以写成 =因此 和 之间的关系可以用 和 表示如下 =T =在组装全局矩阵时，属于不同元素的同一节点将被旋转相同的角度（即自由节点不旋转，而其他元素的节点则旋转）。-的角度-轴与第 点模的法线之间的夹角），仍可将旋转后的节点组合成全局矩阵，这样就可以更轻松地设置约束条件。附录 2：圆锥表面的摩擦力就单个元件的一面而言，摩擦功率一般可表示为a=td其中 a是在,是模具和元件之间的接触面、是摩擦切向应力（表示为 其中 是库仑摩擦系数，而 n是作用在），以及 是接触点的相对速度（相对于模具）。为了避免不连续性3，可以用下面的量来代替 改为2/R0ntan1(/)d是连续的（连同其一阶和二阶导数），与节点速度分量有关。是一个合适的形状参数）。参考文献 3 还报告了这些导数的表达式，当 为-轴的平面法线时，这些导数的表达式。其中 是半角为，仍可写成d=2/cos d从而将表面积分表示为单变量积分，得到a=2n212/R0tan1(/)d (1+(1)tan)/cos d其中 1,1和 2是限制元素边长的节点坐标。在上述表达式中 R的含义：它是节点相对于模具的切向分量（沿-轴）的切向分量。当约束面是平面且不移动或平行于-轴移动时（例如在加工过程中）。-轴平行移动时（例如在环形测试过程中）、R等于，即节点速度的径向分量。当涉及锥形模具时，参考图 A.1：R()=()cos +()sin 由于所考虑的形状函数()和()与节点速度线性相关 和.摩擦项的计算方法是 a与 和，从而得到要添加到刚度矩阵中的元素 和矢量 a，定义见附录 1。附录 3：找出约束条件首先，有必要对模具的形状进行几何描述，因为它们不是基本形状。考虑到所考虑的问题是轴对称的，模具一般通过平面线来描述。在本研究中，假定模具形状由基本实体（EE）组成。直线实体和圆弧实体都被考虑在内，因此一个模具形状可被视为一个 EE 链。在变形过程中，有限元模型的轮廓节点可能会改变它们的约束条件，即它们可能会接触到一个或多个有限元，它们可能会从一个有限元传递到另一个有限元或从一个有限元释放出来。EE从一个 EE 到另一个 EE，或从一个 EE 中释放出来。此类事件通常发生在压缩步骤的中间，但程序无法检测到它们，除非步骤结束。为避免出现这种情况(01)的步骤必须执行，并在此类事件发生时结束；然后在一个步骤和下一个步骤之间改变约束条件。这种解决方案需要知道.以一个节点（图 A.2）为例，该节点最初是自由的，后来与模具接触。节点的位移应为,(根据步长为单位时间的假设），与此同时，模具沿-轴移动，速度为.如果 则 EE的运动可以用方程来描述：图 A.2.模具与材料的接触问题（附录 3）。(,)=0的函数）是）为=();=()那么这些方程的解就得出了接触点的位置和相应的步长分数。请注意，有必要扫描所有 EE，因为事先并不知道哪个 EE 会与所考虑的节点发生接触。此外，如果在同一步骤中发生了多个事件，则必须使用最小的事件。即当第一个事件发生时，必须中断该步骤。要检测前面提到的其他事件，也必须采用类似的程序。为了进行分步计算，所有节点位移必须乘以 即所有位移必须乘以.之后，节点的边界条件将被更新：事实上，约束代码和节点（最终）接触的 EE 数量都将被记录下来。浙江水利水电学院浙江水利水电学院毕业设计（论文）开题报告毕业设计（论文）开题报告题 目：高精度平面啮合齿的冷成型工艺 专 业：材料成型及控制工程 学 号：2018b23038 学生姓名：XXX 指导教师：丁明明 职称：教授 指导教师：丁明明 职称：教授 所在单位：（外聘教师填写此行）年 月 日年 月 日2一、选题的依据及意义一、选题的依据及意义1.选题依据1.选题依据冷挤压技术是一种高精、高效、优质低耗的先进生产工艺技术,较多应用于中小型锻件规模化生产中。本次毕业设计的题目来源于省重点研发项目。主要是根据某企业的某型号高精度平面啮合齿（见图 1）技术要求，完成其冷挤压成形工艺和主要模具结构设计，以节约原材料，提高劳动效率，降低工人的劳动强度。图 1 高精度平面啮合齿零件简图技术要求：1.锻件应符合 Q/WQZ12-2001 规范要求；2.未注圆角 R1.0，未知尺寸公差为0.5，未注角度公差0.5；3.挤压时材料表面应保持清洁,不得有油污、铁屑等杂物；2.选题意义2.选题意义挤出是将挤出模具安装在压力机上，金属坯料进入模腔，使用压力往复运动，在强大的压力和一定的速度下，迫使金属在挤出模腔中塑性变形，从模具挤出 空腔，以获得所需的形状，尺寸并具有一定的机械性能的挤出。挤出是成型工艺中非常强的三向应力状态，允许大量的变形，更适合低塑料成型。显然，挤出过程是依靠模具来控制金属的流动，金属体积的大量转移形成零件;在整个变形过程中，其材料的体积保持不变1。挤出速度范围非常广泛，可以在特殊的挤出机中进行，也可以在一般的机械压力机，液压机，摩擦压力机和高速气锤上进行。挤压成型的温度范围也很宽，可以在室温下进行，温度可以在高温下进行。根据产品形状的要求，有各种配套的模具。挤出模具是挤出生产中最重3要的工具，其结构，每个部件的尺寸，模具材料，模具组装形式，挤出力，金属流动的均匀性，产品尺寸稳定性，产品表面质量和模具寿命 有很大的影响2。挤压成型技术都使用精密锻造成形技术生产的零部件，可以减少工序，减少原料使用，降低能耗，而且可以有效提高产品质量，也可以大大增加生产能力，增加经济效益。二、国内外研究现状及发展趋势（文献综述）二、国内外研究现状及发展趋势（文献综述）1.国外发展现状1.国外发展现状冷挤压技术发展的初期是非常缓慢的，长期以来只对几种软金属（铅和锡）进行挤压。直到 19 纪末 20 世纪初，才开始挤压较硬的有色金属（锌、铝、紫铜、黄铜等）至于钢的挤压，由于冷挤压时需要很大的压力，在当时不能解决挤压钢用的模具材料、合适的润滑剂与大吨位的压力机等问题，长时间一直认为挤压钢是十分困难甚至是不可能的。1906 年，英国人科斯利特（T.W.coslett）发现用磷酸盐处理钢件制品是一种较理想的防锈方法，但工序繁多，而经济效益又差，故未被广泛采用。不过，这种防锈法的出现却极大地激发了人们去研究更简单而有效的新方法的积极性。到后来，用自动连续装置对钢毛坯进行磷酸锌防锈处理只需要两分钟。经磷酸锌处理过的毛坯表面附有脂肪润滑剂或钠皂薄膜，且这层薄膜不易脱落，挤压这种毛坯时，压力较小。这个发现使人们找到了一种理想的钢毛坯表面处理法一磷化皂化法。磷化皂化处理钢毛坯表面方法的出现使钢的挤压成为可能。1934 年，德国人采用磷化皂化法成功地冷挤出钢管。二次世界大战期间，德国人需要大量弹壳，当时黄铜又供应不足，于是德国人秘密试验用冷挤压生产钢弹壳、后来，采用合金工具钢作模具材料，用冷挤压成功地挤出大批量钢弹壳类零件。第二次世界大战以后，美国人窃取了德国人关于钢的冷挤压的全部资料，开始在美国用冷挤压秘密生产军火，开办了很多生产钢弹壳和弹体的军工厂。钢的冷挤压于 1947 年才正式用于民用工业。美国于 1949 年发表了各种钢材冷挤压后机械性能的实验数据。德国于 1950 年、1953 年先后公布了钢的冷挤压的基本技术数据及冷挤压力和挤压功的实验结果。1957 年，日本引进了专用冷挤压机，开始在精密仪器和仪表中采用冷挤压技术。日本见这种新技术经济效益显著，很快把这种技术用于制造汽车和电气制件。现已成为遍及各个工业部门的重要加工手段。2.国内发展现状2.国内发展现状在我国，建国前的冷挤压加工是十分落后的，当时，仅有少数工厂用铅、锡等有色金属挤压牙膏管或线材、管材一类产品。建国后，冷挤压技术得到了发展。50 十年代开始了铝、铜及其合金的冷挤压；60 年代黑色金属冷挤压已应用于生产。十年浩劫，极大地影响了冷挤压技术的发展。1978 年以后，在“独立自主，自力更生”的伟大方针指引下，冷挤压技术得到了迅速发展。近几年来，随着改革开放政策的进展，随着国家工业生产及科学技术的蓬勃发展，冷挤压技术也得到 了迅猛4发展。70 年代末，国内不少高等学校、研究所和工厂开展了冷挤压技术的实验研究，发表了大量的有价值的论文，初步形成了一支研究和应用冷挤压技术的队伍。制造的冷挤压件是各种各样的，最重可达 30 公斤，最轻只有 1 克。在模具材料使用方面，除了用高速钢、轴承钢、高碳高铬合金工具钢外，还采用了不少新型模具钢如 CG2、65Nb、LD等。在挤压工艺参数选择和模具结构设计方面，初步采用了优化设计及计算机辅助设计与制造（即 CAD/CAM），使模具结构更合理、挤压工艺参数更接近于实际。科学的发展，对冷挤压技术产生了重大影响，具体地说就是计算机在工艺分析、模具设计、制造及工艺过程控制中的应用对冷挤压技术产生的影响。我国将进一步发展应用这门新技术。发展冷挤压技术主要应从以下几方面着手：1.扩大冷挤压技术的应用范围，在一定范围内，逐步代替铸、锻、拉深及切削加工；2.提高冷挤压制件的精度和表面质量，生产出几何形状更复杂的制件；3.扩大冷挤压用的原材料种类，研究更理想的表面处理与润滑方法；4.进一步使用 CAD/CAM 和优化设计，提高和加快模具设计与制造，研制出更合理的模具结构；5.寻找更适合于冷挤压用的模具材料及其热处理方法，以延长模具的使用寿命；6.进一步发展温热挤压、等温挤压、静液挤压及高速挤压等新工艺技术的研究和应用；7.研制适合于冷挤压的多功能的冷挤压机，使毛坯和制件能安全自动地进料与出件，以便进一步提高生产率。3.发展趋势3.发展趋势1）随着能源危机的日趋严重，人们对环境质量将更加关注，加之市场竞争日益加剧，促使锻件生产向高效、高质、精化、节能节材方向发展。因此用挤压成形等工艺手段所生产的精化锻件的产量，在市场竞争中将得到较大的发展。2）汽车向轻型化、高速度、平稳性方向发展，对锻件的尺寸精度、重量精度及力学性能等都提出了较高的要求。如轿车发动机用连杆锻件除对大小头之间的误差有要求外，对每件的重量误差也要求不大于八克。新产品的高要求，将促进精化生产工艺的发展。3）专业化、规模化的组织生产仍是冷挤压生产的发展方向和趋势。在法国，以挤压成形工艺生产锻件的专业厂家 19911994 年全员劳动生产率，即每人生产挤压件的产量及产值，均高于一般生产模锻件或者自由锻件的厂家。以 1994 年为例，专业厂家挤压件人均产量为 51024KG，创产值 775688 法郎。而同期一般性生产模锻件的厂家，其人均产量仅为 39344KG，产值 592384 法郎，仅相当于挤压件专业生产厂家的 77.1%和 76.37%。自由锻件生产厂与之相比则更低。4)挤压专机将成为一种发展趋势。随着中小型锻件的精化生产发展及冷挤压、温挤压工艺的推广应用，多工位冷挤压压力机、精压机及针对某种锻件而设计制造的专机会得到大力发展。新昌轴承套圈的冷挤大面积应用是在邵银标工程主导下发展起来，国内轴承套圈的冷挤压成型占了较大份额。5三、课题拟研究内容与拟解决的主要问题三、课题拟研究内容与拟解决的主要问题1.主要研究内容1.主要研究内容（1）高精度平面啮合齿成形工艺方案设计根据企业的高精度平面啮合齿产品的技术要求，查阅相关资料，在对其进行工艺分析的基础上，分析对比各精锻工艺的优缺点，提出高精度平面啮合齿成形工艺方案，新方案结合各精锻工艺的主要优势，并根据提出的高精度平面啮合齿成形工艺方案，制定相应的工艺路线图。（2）高精度平面啮合齿成形工艺参数的优化掌握冷挤压模具设计的基本程序和方法，能正确选择模具材料并提出合适的热处理工艺，对挤压模具的制造过程或方法有初步的了解。（3）高精度平面啮合齿模具设计设计具有预应力组合凹模结构的精锻模具，完成模具图纸的绘制和说明书的编写。2.拟解决的主要问题 2.拟解决的主要问题 高精度平面啮合齿有着自身的特点，其产品精度高，具有良好的力学性能，形状复杂，组织性和质量较好。为了满足日益发展的工业制造业的需要，我们需要看到研究成果在实践中的一些不足和问题，并且通过努力减少这些问题的出现。问题如下：（1）最佳的工艺方案的问题。主要根据产品零件图、具体生产条件、用途及相关资料进行工艺设计。通过各种可行方案的制定、分析和比较，选择合理的工艺方案。所以我们可以从这些方面选择最佳的工艺方案。（2）优化工艺及模具结构中的问题。就高精度平面啮合齿挤压技术而言，需要在设计时，考虑到金属的变形力学以及真实流动时的所具有的规律，从而对模型和配料进行全面的优化和改造，保障模具和工艺设计的需要。（3）模具的合理性的问题。通过对零件的使用性能、周围环境及零件本身结构的分析，介绍了模具材料的选择。介绍了模具零件实体制作，并对三维实体进行了模拟装配。生动而形象的展示模具外形，使模具的合理性得到保证。四、课题研究方案四、课题研究方案1.研究方案1.研究方案(1)查阅挤压模具设计加工相关文献资料，撰写开题报告。(2）工艺分析及方案制定，对比金属的几种成型工艺，分析冷挤压成型的优势。(3)毛坯制备及处理。(4)构思模具结构总体方案，利用 UG 三维设计出模具的三维模型。(5)设计计算，修改，完善设计方案。(6)审核方案设计 62.技术路线图2.技术路线图 五、课题拟获得成果、主要特色及进度安排 五、课题拟获得成果、主要特色及进度安排 1.拟获得成果1.拟获得成果 1)冷挤模设计量不少于三张零号图纸的。2）挤压模具二维装配图（二维 CAD 装配图）；3）挤压模具三维装配图（三维剖面图或爆炸图）；4）编制毕业设计说明书2.研究特色2.研究特色冷冲挤压模具在设计时，需要根据结构进行分析设计，从外观上，冷挤压磨具与冷冲压磨具类似，但是由于压强要求不同，所以我们需要从产品的设计上去提高产品的质量。冷挤压时的特点是单位挤压力较大，（1）保障模具具有足够的强度和刚度，使模具都比较粗大，如上、下模版比较厚，导柱导套比较粗大，工作零件的材料比较好。（2）工作部分材料需要有详单的韧性和抗磨性，如采用机体钢做凸模，硬质合金做凹模。（3）应当有合理的凹凸模集合形状，避免应力集中，有利于挤压金属的塑性流动，减低挤压力，提高承载力。（4）模具易损部分要拆换方便，大量生产时要有互换性，如凸模往往寿命较低，因此常进行拆换，所以在结构上常制成锥形固定，同时使承载面积增加，这与冷冲模有所不同。（5）奥亚模具应具有良好的导向装置，特别对于压力机导向精度较低的，又要求生产高精度的零件，需要使模具具有良好的导向装置。（6）保障操作人员的稳定生产，做到操作简单，使用稳定。（7）容易制造，成本费用低。收集资料，查阅文献挤压成形工艺设计三维建模CAD 设计模具设计模具制造工艺设计工艺参数优化零件加工成形73.进度安排 3.进度安排 序号各阶段工作内容起讫日期备注1熟悉设计任务，查找相关文献资料2022.1.1-2022.1.202文献综述撰写与外文资料翻译2022.1.212022.2.33文献综述与外文资料审阅与修改上交2022.2.42022.2.174开题报告撰写上交与开题汇报2022.2.182022.3.25相关技术学习、课题研究与毕业设计（论文）撰写2022.3.32022.5.36论文中期检查2022.4.132022.4.197论文初稿上交查重与审阅2022.5.42022.5.108毕业论文审核与评阅2022.5.112022.5.179毕业论文答辩资格审查与毕业答辩2022.5.182022.5.2410论文修改后的最终稿上交2022.5.252022.5.27六、主要参考六、主要参考文献文献1杨长顺编著.冷挤压工艺实践.北京：国防工业大学出版社，20012吴诗淳编著.温挤压技术.北京：国防工业大学出版社，20023张正修主编.冲压技术实用数据速查手册.北京:机械工业出版社，20084 郝滨海主编.挤压模具简明设计手册.北京:化学工业出版社,2006.25杨长顺编著.冷挤压模具设计.北京：国防工业大学出版社，19966 金仁钢编著实用冷挤压技术哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2005.127 洪慎章编著冷挤压实用技术北京：机械工业出版社，2004.98 贾俐俐主编挤压工艺及模具北京：机械工业出版社，2004.39 翁其金 徐新成主编冲压工艺及冲模设计.北京:机械工业出版社,200410 梁炳文主编冷冲压工艺手册北京：北京航空航天大学出版社，2004.311胡亚民主编.精锻模具图册.北京:机械工业出版社，2002.1012 徐学林主编互换性与测量技术基础长沙：湖南大学出版社，200913 王巍主编.机械制图.北京:高等教育出版社,2003.714湖北省职业技术学院.阶梯形零件冷挤压工艺研究15高永强译.钢制零件的冷挤压.北京:国防工业出版社.196316刘航主编.模具价格估算.北京:机械工业出版社，20098七、指导教师审核意见七、指导教师审核意见同意直接开题 同意修改后开题不同意开题，原因：。指导教师（签名）：年 月 日八、学院审核意见八、学院审核意见同意直接开题 同意修改后开题不同意开题，原因：。教研室主任（签名）：年 月 日本科毕业设计（论文）本科毕业设计（论文）（20 届）（20 届）题目：高精度平面啮合齿挤压模具设计题目：高精度平面啮合齿挤压模具设计 学 院 学 院 浙江水利水电学院 专 业 专 业 材料成型与控制 学 号 学 号 2022b6006 学生姓名 学生姓名 丁泽杰 指导教师 指导教师 丁明明 提交日期 提交日期 2024 年 5 月 2 日 声明及论文使用的授权本人郑重声明所呈交的论文是我个人在导师的指导下独立完成的。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果。论文作者签名：年 月 日 本人同意浙江水利水电学院有关保留使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以上网公布全部内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。论文作者签名：年 月 日摘要摘要目前，一个国家的整体实力在很大程度上是由其在工业领域的技术水平所决定的。在整个工业领域中，加工技术是至关重要的，包括直接车削和模具加工。本次设计的核心目标是根据模具加工的独特性质，设计高精度平面啮合齿部分的挤压模具。在这一过程中，我采用了目前较为先进的辅助软件，即三维制图软件，借助这款软件，整个设计流程得以简化。当我们开始设计高精度平面啮合齿时，首要任务是对高精度平面啮合齿的各个部分进行深入的分析，这包括确定具体的尺寸和所使用的相关结构等细节。之后，我们会根据加工过程中所需的各个步骤来确定这些细节。完成所有这些后，我们还会绘制相应的设计图纸。在初步的设计阶段，首先基于现有的文献资料，对模具的整体加工过程有了深入的了解。接下来，对所有参与的内容进行了综合整合，以确保它们在设计阶段能得到实际应用和落实。进一步来说，基于加工的明确标准，已经明确了要使用的具体设备，并已成功完成了图纸制作的工作。这一设计流程不仅是对个人能力的一次检验和提升，无论是从设计流程的角度，还是从知识掌握程度的角度来看，都已经取得了显著的进步。关键词：关键词：工艺性,结构,挤压模具AbstractCurrently,the overall strength of a country is largely determined by its technological level in the industrial sector.Within the industrial domain,machining techniques are of paramount importance,including turning and die casting.The core objective of this design is to develop a high-precision extrus