2017年毕业设计论文开题报告
引导语：开题报告是提高论文选题质量和水平的重要环节，是论文工作的不可忽视的一部分，下面是小编搜集整理的2017年毕业设计论文开题报告，供大家阅读参考。
课题名称： 局部重载精冲模具崩刃机理研究
1、选题意义和背景。
传统机械加工的实质是切削层受到刀具前刀面的挤压后产生的以滑移为主的塑性变形过程。由于工件的上表面无任何约束，切屑能够朝着阻力最小的方向滑移。切屑力主要用来克服材料内部的塑性变形阻力及切屑与前刀面之间的摩擦力。从时域角度考虑，传统机械加工基本上属于高速连续加工过程。在整个加工过程中刀具与被加工物体高速相对运动，刀具所受应力在一定值附近波动。在持续的摩擦、热效应及被加工材料内硬质相的刮擦的综合作用下，磨损为刀具失效的主要形式。一般认为当切削刃强度偏低，刃磨质量较差时，切削刃容易发生崩刃，所以机械加工中的崩刃可以理解为一种非正常的刀具失效形式。
精冲是精密冲压的简称。它是在普通冲裁的基础上发展起来的一种精密冲压加工工艺，用以取代传统冲裁供坯和整修后进行各种繁杂的切削加工工艺，使高效的冲压生产能够直接提供符合产品表面质量要求和装配要求的板料冲压件，同时达到降低成本和提高质量的目的。
2、论文综述/研究基础。
由于崩刃并非模具刚开始服役就发生，所以现阶段行业内普遍认为精冲模具崩刃是一种疲劳失效形式。但是引起崩刃的裂纹源是何时从何处萌生、如何扩展、最终脆性断裂是怎样一个过程等问题都没有确定的答案，部分根据模拟结果给出的假设也没有充足的实验数据做支撑。本章将在崩刃产生过程跟踪实验和崩刃模具刃磨切片显微分析的基础上确定局部重载精冲模具崩刃的裂纹源位置及裂纹扩展基本过程。
不同于传统机械加工刀具的作用位置，精冲凸模刃口在加载及卸载过程中都被包围在压边圈、板料、凹模构成的封闭空间内，所以要直接对凸模崩刃进行直接在线观测很困难。另外生产过程中凸模表面润滑油的存在也增大了光学检测的难度。
3、论文的理论依据、研究方法、研究内容。
本文首先通过对崩刃现象的系统实验分析，基本确定了崩刃起源于模具侧面的裂纹源的疲劳扩展过程;然后结合理论分析提出局部重载精冲模具崩刃机理假说并对其验证;最后提出三种精冲相关技术改善方案，试图为相关科研人员及精冲企业制定崩刃防治策略和应对更高挑战提供一定参考。具体内容如下：.
(1)局部重载精冲模具崩刃现象实验研究首先通过在线收集精冲生产齿形零件并对其与凸模直接接触的齿形部位进行显微观察，否定了崩刃裂纹产生于模具底面的假设;然后进一步通过不同局部重载精冲模具的刃磨切片表面及横切面的显微分析，了解了崩刃相关的数种模具表面及内部典型特征，确定了崩刃的裂纹源位置及其裂纹扩展过程。
(2)局部重载精冲模具崩刃机理分析在参考文献中主裂纹扩展理论的基础上，结合理论分析及以上实验结果，提出一种符合局部重载精冲模具实际使用工况及崩刃特征的崩刃机理假说。
(3)局部重载精冲模具崩刃机理验证分别从精冲凸模刃口应力应变仿真模拟和局部重载精冲模具侧表面残余应力跟踪实验两个方面验证局部重载精冲模具崩刃机理假说。
(4)精冲技术相关工艺改善从解决精冲行业局部重载精冲模具崩刃问题和应对更高挑战的角度，提出三种精冲技术相关改善方案并对其进行了部分验证。三种方案分别为用磨粒流研磨抛光工艺替代精冲模具侧面的手工研磨工艺、基于模具刃口应力应变CAE分析的模具刃口倒角优化设计、结合普通冲裁和传统机械切削特点的重载精冲模具受力改善方案。
4、研究条件和可能存在的问题。
(1)由于本研究是基于校企合作项目，虽然合作企业尽力配合，但出于各种限制，本文中的部分实验数据存在样本不足的问题。这包括崩刃产生过程跟踪实验中只跟踪了一种局部重载精冲模具，导致对观察到的只有一个零件表面存在线状凸起的现象本文的崩刃机理假说无法做出确定的解释;刃磨切片显微分析实验中异形细齿冲头的样本太少;实际精冲模具侧表面残余应力跟踪实验只比较了新模具与第一次刃磨之前的模具的残余应力，而没有继续跟踪。
(2)在实际精冲模具侧表面残余应力跟踪实验中，为了得到模具侧表面残余应力的分布曲线，本文设计了一个简易的试样进给装置，其运动精度能够达到所需要求，但由于残余应力测试仪本身的'精度问题，每个测量点的数据实际上只是一个相对大的光斑面积内的残余应力的一个平均反映，而非实际对焦中心真实值。
(3)由于时间和条件限制，本文中关于基于模具应力应变CAE分析的刃口倒角设计方案只是在崩刃机理的基础上提出的一个推想，并没有任何模拟或实验数据支撑。与此相似，模具受力改善方案的数值模拟也十分粗糙，需要更多的模拟及实验数据来验证其可行性。然而这两个不成熟方案的提出旨在强调现有局部重载精冲模具刃口受力严峻这一问题，并试图对后续相关精冲工艺改进研究起一个抛砖引玉的作用。
(4)本文第三章局部重载精冲模具崩刃机理的假说中，模具底面裂纹及刃口微区凸起的形成原因部分只是基于实验观察现象的一种推理，而没能给以任何验证。
(5)磨粒流研磨抛光对精冲模具寿命的改善效果数据的采集还没有完全完成。
后续关于磨粒流研磨抛光参数对模具表面加工质量的影响及其优化也是一个值得继续研究的方向。
5、预期的结果
(1)局部重载精冲模具崩刃裂纹源处于模具侧表面距底面一定高度的位置，崩刃是该裂纹源的疲劳扩展至断裂的过程。现有精冲模具复杂侧面的加工主要是靠手工研磨来清除线切割加工引起的微裂纹、孔洞和不均匀白层等表面缺陷。然而线切割致表面缺陷分布的随机性和手工研磨对其去除的不彻底性及不稳定性，导致模具在未服役前其侧面就可能己经存在着大量疲劳裂纹源。残留缺陷的存在不仅促使了模具崩刃的产生，降低了模具刃磨寿命,也成为模具刃磨寿命不稳定的一个重要原因。
(2)局部重载精冲模具虽然整体设计屈服强度远远大于其承受的平均应力，但其刃口局部区域，如尖角处，在冲压过程中有可能因为应力集中而发生微区塑性变形。该塑性变形微区在模具侧面的边界区域，冲压过程中所受加载方向应力最大。
(3)在冲压过程模具内部弹性变形区和塑性变形微区在模具卸载后都将产生表面残余压应力退化，且塑性变形微区退化更加严重。更进一步，在塑性变形微区在模具侧面的边界区域残余压应力退化最严重。所以模具侧面性变形微区边界区域成为崩刃裂纹源扩展的敏感区域。
(4)在模具回程过程中，塑性变形微区承受大的加载方向拉应力，崩刃裂纹源扩展敏感区域内裂纹源优先扩展成为主裂纹并抑制其它微裂纹的扩展。主裂纹在模具冲压循环中不断扩展直至预崩刃块与模具本体联结部分发生一次断裂，崩刃产生。
(5)在模具侧面主裂纹的扩展过程中，其裂纹源端由于材料逐渐剥落而形成条状凹坑形貌。在极端情况下，当凹坑形貌扩大到一定程度时，模具底面有可能由于循环的塑性滑移而形成外高内低的堆叠裂纹形貌.
6、参考文献。
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