研究现状：随着科学技术的不断进步，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，因而对冲压技术提出了更高的要求。冲压技术自身也在不断地创新和发展。
为了适应大批量高、高效率生产的需要，在冲压模具和设备上广泛应用了各种自动化的进、出料机构。对于大型冲压件，例如汽车覆盖件，专门配置了机械手或机器人。这不仅仅大大提高了冲压件的生产品质和生产率，而且也增加了冲压工作的安全性。在中、小件的大批量生产方面，现已广泛应用多工位级模、多工位压力机或高速压力机。在中、小批量多品种生产方面，正在发展柔性制造系统。为了适应多品种生产时不断更换模具的需要，已成功地开发出快速换模系统。
冲压成形工艺近年来有很多新的发展，在精密冲裁、精密成形、精密剪切、复合材料成形、超塑性成形、软模成形以及电磁成形等方面取得很大的进展。冲压件的成形精度、生产率越来越高。精密冲压的范围越来广，由平板零件精密冲裁拓宽到精密弯曲、精密拉深及立方体精密成形等。可加工的工件的厚度也不断提高，并可对高强度合金材料进行精密冲裁。
计算机辅助工程在冲压领域得到较好的应用，可进行应力、应变等的分析，排样、毛坯的优化设计及工艺过程的模拟与分析等，实现冲压过程的优化设计。
以有限元为核心的塑性成形数值仿真技术可以用于冲压成形过程的分析、优化和模具设计，能显著减少模具和调试周期，降低生产成本提高产品质量。在国外已得到广泛的应用，在我国随着产品更新换代的频繁化，模具设计与制造工作量急剧加大，对冲压成形的分析及模具CAD/CAE/CAM现代化设计手段的需求也急剧增加，CAE技术正在得到普遍重视并将得到更广泛的.应用。
目前，我国以汽车覆盖件模具为代表的大型冲压模具的制造技术已取得很大进步。几大汽车模具厂由于采用了国际上先进的模具加工设备、制造技术和软件，实现了CAD/CAE/CAM一体化，如今的国内冲压模具企业几乎全部甩掉了传统的绘图板，摒弃了落后的手工绘图方式，大大提高了冲压模具的设计开发和制造能力，缩短了模具的生产周期。例如捷达、富康、夏利等轿车的大型件模具均为国内设计制造，再如一汽模具公司和美国福特汽车公司联合设计了大红旗轿车发动机罩的内外板和左右前翼子板等高档模具。此外，许多研究机构和大专院校也在开展模具技术的研究。如吉林大学汽车覆盖件盛开技术所独立研制的汽车覆盖件冲压成型分析KMAS软件、华中理工大学模具技术国家重点实验室开发的汽车覆盖件模具和级进模CAD/CAE/CAM软件、上海交大模具CAD国家工程研究中心开发的冷冲模具和精冲模具CAD软件等在国内模具行业有不少的用户。国内的模具企业也在充分抓住汽车工业所带来的发展契机，加大设备、产品、生产规模的升级步伐，积极开拓国内市场。近年来，我国冲压模具行业结构调整取得不小的成绩，无论是企业组织结构、产品结构、技术结构和进出口结构，都在向着合理化的方向发展。
研究目的和意义：
目的：设计落料冲盂工艺和设计落料冲盂模具，根据原料形制及成品要求，设计冲头以以节约材料，完成出管状零件完整的落料冲盂工艺及模具设计。
意义：现实中某产品生产需要此加工工艺。
研究内容(内容、结构框架以及重点、难点)：
(1) 设计落料冲盂工艺，要考虑到工艺在现行条件下是否可行。
(2) 根据原料形制及成品要求，设计冲头以节约材料。比如板材材料为铝带1050A，厚度为，宽度为126mm;通过落料冲盂模制成外径，内径，高度为19mm的盂子。再经过五连卧式冲床拉伸成管壳。在此过程中，要考虑到如何设计多个冲头的位置使整个工艺过程中尽可能节约材料，边角料尽可能的少。
(3) 设计落料冲盂模具。
(4) 设计各零件(注意尽量使用通用件)并选材。
(5) 编写设计计算说明书。
(6) 设计拉伸工艺，并设计拉伸模。
研究方法、手段：
查找文献，了解当下的一些常见冲模的设计方法。让自己首先清楚地了解当前冲盂工艺的发展现状以及可以实行的方法手段。
提出多个方案进行比较，对比优劣，选出好的方案。因为设计方法不可能只存在一种，多个方案同时进行比较，可以在考虑到材料的充分使用以及程序的相对简易的基础上选择出更优化的方案。
最后设计完成后验证自己的设计
研究进度：
XX年6月1日至10月1日 完成总体设计，提出方案，完成开题;
XX年10月2日至12月30日 确定输送机的各项参数;
XX年1月1日至3月30日 完成装配图及零件图。
文献综述(包括：国内外研究理论、研究方法、进展情况、存在问题、参考依据等)
冲压技术的发展现状主要可以归纳为以下几个方面：
(1)冲压加工自动化与柔性化
为了适应大批量高、高效率生产的需要，在冲压模具和设备上广泛应用了各种自动化的进、出料机构。对于大型冲压件，例如汽车覆盖件，专门配置了机械手或机器人。这不仅仅大大提高了冲压件的生产品质和生产率，而且也增加了冲压工作的安全性。在中、小件的大批量生产方面，现已广泛应用多工位级模、多工位压力机或高速压力机。在中、小批量多品种生产方面，正在发展柔性制造系统。为了适应多品种生产时不断更换模具的需要，已成功地开发出快速换模系统。
(2)塑性成形的基础理论已基本形成
冲压成形工艺近年来有很多新的发展，在精密冲裁、精密成形、精密剪切、复合材料成形、超塑性成形、软模成形以及电磁成形等方面取得很大的进展。冲压件的成形精度、生产率越来越高。精密冲压的范围越来广，由平板零件精密冲裁拓宽到精密弯曲、精密拉深及立方体精密成形等。可加工的工件的厚度也不断提高，并可对高强度合金材料进行精密冲裁。
计算机辅助工程在冲压领域得到较好的应用，可进行应力、应变等的分析，排样、毛坯的优化设计及工艺过程的模拟与分析等，实现冲压过程的优化设计。
此外，冲压成形性能和成形极限的研究，冲压件成形难度的判定以及成形预报等技术的发展，均标志着冲压成形已从原来的经验、实验分析开始走上由冲压理论指导的科学联系使冲压成形趱计算机辅助工程化和智能化的发展道路。
(3)以有限元为核心的塑性成形数值仿真技术日趋成熟,为人们认识成形过程的本质规律提供了新途径。
以有限元为核心的塑性成形数值仿真技术可以用于冲压成形过程的分析、优化和模具设计，能显著减少模具和调试周期，降低生产成本提高产品质量。在国外已得到广泛的应用，在我国随着产品更新换代的频繁化，模具设计与制造工作量急剧加大，对冲压成形的分析及模具CAD/CAE/CAM现代化设计手段的需求也急剧增加，CAE技术正在得到普遍重视并将得到更广泛的应用。
题目名称：QD20/5双梁桥式的分析与诊断
1、本课题的背景及意义
目前，在工程起重机械领域，欧洲、美国和日本处于领先地位。欧洲作为工程起重机的发源地，轮式起重机技术水平最高。该地区的工程起重机械业主要生产全地面起重机、履带式起重机和紧凑型轮胎起重机，也生产少量汽车起重机。其中，全路面起重机、履带起重机以中大吨位为主；紧凑型轮胎起重机则以小吨位为主；汽车起重机一般为通用底盘组装全地面上车，即以改装为主。其产品技术先进、性能高、可靠性高，产品销往全球。
起重机械用来对物料作起重、运输、装卸和安装等作业的机械设备，它可以完成靠人力无法完成的物料搬运工作，减轻人们的体力劳动，提高劳动生产率，在工厂、矿山、车站、港口、建筑工地、仓库、水电站等多个领域部门中得到了广泛的使用，随着生产规模的日益扩大，特别是现代化、专业化的要求，各种专门用途的起重机相继产生，在许多重要的部门中，它不仅是生产过程中的辅助机械，而且已成为生产流水作业线上不可缺少的重要机械设备，它的发展对国民经济建设起着积极的促进作用。起重机械是起升，搬运物料及产品的机械工具。起重机械对于提高工程机械各生产部门的机械化，缩短生产周期和降低生产成本，起着非常重要的作用。
意义：桥式起重机在工厂车间起着非常重要的作用，为了保证它能安全、有效运行，科学的进行故障诊断并有针对性地做好日常维护和保养工作十分必要。据此，我结合起重机的结构及工作原理，归纳出桥式起重机的常见故障及其产生的原因，并提出故障的预防和排除措施。
2、本课题的基本内容及关键问题
本次课题主要内容：
学习起重机的.通用结构，重点学习QD20/5双梁桥式起重机的组成机构，日常维护保养，常见故障诊断与解决措施。
关键问题：
认真学习双梁起重机的知识，详细阅读QD20/5双梁起重机的资料，在使用操作过程中，注意收集各种故障现象，学会故障分析的方法，并总结好完成论文。
3、本课题调研情况综述
起重机械用来对物料作起重、运输、装卸和安装等作业的机械设备，它可以完成靠人力无法完成的物料搬运工作，减轻人们的体力劳动，提高劳动生产率，在工厂、矿山、车站、港口、建筑工地、仓库、水电站等多个领域部门中得到了广泛的使用，随着生产规模的日益扩大，特别是现代化、专业化的要求，各种专门用途的起重机相继产生，在许多重要的部门中，它不仅是生产过程中的辅助机械，而且已成为生产流水作业线上不可缺少的重要机械设备，它的发展对国民经济建设起着积极的促进作用。起重机械是起升，搬运物料及产品的机械工具。
目前，在工程起重机械领域，欧洲、美国和日本处于领先地位。欧洲作为工程起重机的发源地，轮式起重机生产技术水平最高。该地区的工程起重机械业主要生产全地面起重机、履带式起重机和紧凑型轮胎起重机，也生产少量汽车起重机。其中，全路面起重机、履带起重机以中大吨位为主；紧凑型轮胎起重机则以小吨位为主；汽车起重机一般为通用底盘组装全地面上车，即以改装为主。其产品技术先进、性能高、可靠性高，产品销往全球。随着我国经济建设步伐的加快，生产和生活各个领域的建设规模的逐年扩大，也促进了施工机械化程度的迅速提高。先进的施工机械已成为加快施工速度，保证工程质量和降低成本的物质保证。
起重机行业也因此得到了很大的发展。为促进社会主义建设事业的发展，提高劳动生产率，充分发挥其中运输机械的作用是具有重要意义的。
双梁桥式起重机是由一个有两根箱形主梁和两根横向端梁构成的双梁桥架，在桥架上运行起重小车，可起吊和水平搬运各类物体，它适用于机械加工和装配车间料场等场合。桥架的结构主要有箱形结构，空腹桁架式结构，偏轨空腹箱形结构及箱形单主梁结构等，中小起重量系列起重机一般采用箱形结构，且为保证起重机稳定，我选择双梁结构作为桥架结构。参考为了操纵和维护的需要，在传动侧走台的下面装有司机室。司机室有敞开式和封闭式两种，一般工作环境的室内采用敞开式的司机室，在露天或高温等恶劣环境中使用封闭式的司机室。
4、本课题的方案论证
对QD20/5双梁桥式起重机的结构进行详细分析，介绍各个部件的结构及作用，介绍日常使用中的维护保养。通过举例，列举出常见的故障现象及解决故障的方法及措施。
一、设计性实验选题的“五个原则”
此外，设计性实验选题时，在把握综合性、创造性、应用性、自主性和灵活性这五个原则外，还要合理掌控学生专业知识结构、专业知识掌握程度及学生自主实验的可操作性等方面。
二、设计性实验选题的“四个方向”
材料成型与控制工程专业设计性实验选题在把握“五个原则”的前提下，通常可通过“四个方向”来进行选题设立，即验证性实验转化为设计性实验、科研项目转化为设计性实验、生产项目转化为设计性实验和学生兴趣转化为设计性实验。
（一）验证性实验转化为设计性实验
验证性实验是为促使学生掌握并加深对专业基本理论、知识的理解，而按照实验教材的要求，由学生进行实验操作，并从实验结果验证所学的理论知识。由于实验结果在理论授课时已经涉及，因此学生实验的兴趣不浓，热情不高。但不要因为这些就抹杀验证性实验验证理论知识，加深学生对基本理论知识理解的独特作用。完全可以通过合理安排，将一些验证性实验转换为设计性实验。这样就可以激发学生的实验兴趣，提高学生的实验学习主动性、自主性。例如，对长杆型坯料进行局部镦粗是模锻生产中经常采用的变形工序之一。因此，在《锻压工艺及模具设计》专业实验课中设立了“局部镦粗规则的验证”这项验证性实验。该实验通过对不同长度试件，使用局部镦粗模进行镦粗，验证局部镦粗规则的正确性，观察和分析由于局部镦粗长度与直径比值的影响而出现的正常和不正常现象。由于是验证性实验，学生兴趣不高，往往抱着看热闹的心态参加实验，不能达到良好的教学效果，但该实验涉及内容是比较典型且在生产中常用到的。怎样保留并将其转换为学生感兴趣的设计性实验呢？这就需要转换思路，可将该实验内容转换为首先要求学生根据给定尺寸的不同试件，进行局部镦粗积聚工步计算，并绘制镦粗模模具图。当然，由于实验经费及加工时间的限制，学生设计的镦粗模并不需要制作出来，因为给定尺寸的试件，其局部镦粗模主要模具尺寸及工步是唯一的，可以采用原有的局部镦粗模进行实验和鉴定学生设计结果的准确性，这些需要教师在实验过程中灵活掌握。这样，通过对原有实验内容转换为设计性实验，可使学生根据给定的实验目的，自行设计实验方案并予以实施，对实验结果进行分析论证，一方面有力地提升学生的实验热情，巩固所学理论知识，提高解决本专业有关加工工艺问题的能力；另一方面增加的镦粗模设计又锻炼了学生的工程制图能力。验证性实验转换为设计性实验，不但可以保留一些经过长期教学积淀总结的经典、原理性强的验证性实验内容，而且节约实验经费，还能提高学生的实验热情，达到良好的实验教学效果，有着“一举三得”的益处。当然，并不是所有验证性实验都能转换为设计性实验，对于这类实验项目，如果确实是经典、原理性强的验证实验项目，只要集思广益，通过合理安排，完全可以将验证性实验穿插在设计性实验项目中，以增加学生的学习主动性。这些都需要在设计性实验选题中拓宽思路，灵活安排。
（二）科研项目转化为设计性实验
科研项目转化为设计性实验，就是将专业教师的科研课题或科研成果转化为设计性实验。随着科学技术的快速发展，新材料、新技术和新知识不断出现，而且高校材料成型与控制工程的教师学历较高，多为博士毕业，且积累了具有一定水平的科研成果。把科研课题或科研成果涉及的新技术和新知识转化为设计性实验，是培养学生创新意识、创新精神和创新能力的最佳途径。根据调查，学生大多数对专业课老师所从事的科研项目及内容具有极大的兴趣和关注，此举能够有力地提高学生实验学习的积极性和兴趣，利于实现加强学生专业素质与实践应用能力培养的教学目的。例如，教师科研项目涉及到的过共晶Al-Mg2Si合金在航空航天、军工、汽车等领域中应用前景广阔，已成为国内外十分重视研究开发的先进复合材料，但铸态过共晶Al-Mg2Si合金的力学性能较差。因此，可将该科研项目涉及内容转化为“原位自生Al-Mg2Si复合材料力学性能的改善”设计性实验，要求学生针对铸态原位自生过共晶Al-Mg2Si复合材料力学性能差的特点，设计并实施改善力学性能的方法，并撰写分析报告。该设计性实验所涉及的Al-Mg2Si在专业课中虽未能涉及，但铝硅合金熔炼等相关知识在理论课和实验课上已涉及并掌握，因此学生进行该项实验有一定的理论和实践基础。学生首先要查找相关资料，理解并掌握“原位自生过共晶Al-Mg2Si复合材料”的相关知识，在保证合金成分为过共晶Mg2Si的条件下，自主选择、计算合金成分配比。然后根据计算结果进行配料、熔炼、除气，并根据前期选择的不同方法对合金熔液或浇注试件进行处理，最后进行拉伸测试及金相观察，检验设计方案的正确性，并对结果进行理论分析。该设计性实验虽然由科研课题转化，但涉及材料成型与控制工程专业知识中应掌握的合金设计、合金配料、合金熔炼、合金处理及热处理工艺等，较好地将专业知识系统、综合地链接在一起，使学生能够接受系统的工程实训，不仅能够培养学生的创新能力，而且加深其对所学专业的认识和提高解决所学专业涉及工艺问题的能力，树立正确的思维方法及严谨的科学态度和工作方法等。科研项目转化为设计性实验时，不可盲目地将科研内容或部分内容一成不变地照搬过来，必须要考虑学生的所学专业知识和专业能力，如果研究内容过于狭窄、难度较大或实验内容过于生僻，不仅达不到提高学生实验兴趣和教学效果的目的，反而会使学生产生抵触情绪，这就从根本上违背了开展设计性实验的初衷。因此，采用科研项目转化为设计性实验时，一定要密切结合学生专业知识、实验能力等方面，保证学生能够以饱满的热情投入到设计性实验的工作中。
（三）生产项目转化为设计性实验
材料成型与控制工程是实践性较强的专业，因此在设计性实验选题时要力求接近、结合实际生产项目，将其合理转化为设计性实验内容。通过这种设计性实验的训练，能够有针对性地促使学生在解决实际生产问题时应用、加强、拓展所学的专业理论知识。这种实际生产项目转化的设计性实验，不但能培养学生的工程设计意识和实践能力，而且能显著提高学生的专业综合能力。例如，以W18Cr4V为代表的高速钢广泛应用于实际生产中的切削工具和冷变形模具中，其内部的合金元素与碳形成复杂的碳化物，分布在基体金属上，降低了材料的机械性能。而锻造是实际生产中改变高速钢中碳化物分布状态的重要方法。因此，可将该生产项目转化为设计性实验“改善高速钢铸件中碳化物分布的锻造工艺设计与实施”。该实验内容包括铸造和锻造两大部分，铸造部分要求学生自主选择、设计高速钢铸件成分，并根据设计成分采用中频炉进行熔炼、浇注小型铸件，然后对铸件进行碳化物偏析分析，根据偏析分析结果，合理设计锻造工艺并利用自由锻机实施，最后再进行偏析检测，以检验设计的锻造方案是否正确。这个设计性实验有机地将铸造和锻压两个专业方向结合，符合实际生产流程，使学生能够系统地学习、实践和掌握企业所需要的知识，有利于应用型人才的培养。
（四）学生兴趣转化为设计性实验
学生的兴趣是实验教学达到预期目标和效果的动力，因此，如将学生普遍感兴趣的问题转化为设计性实验，就能激发学生对设计性实验的关注和探索，从而促使学生在实验中运用已学的知识、技术去自主发现、探索和总结规律，达到培养学生熟练运用所学专业知识，提高专业素质、创新意识和实践能力的目的。例如，精密铸造是用精密造型方法获得精确铸件的工艺，是铸造行业在高新领域的代表，很多铸造企业对精密铸造工艺的应用需求很大。如果开设精密铸造相关的设计性实验，要求学生采用精密铸造法制备小型零件，学生并不是普遍感兴趣，达不到预期的教学效果。怎样才能使学生都感兴趣呢？这里可以将精密铸造制备小型零件变为艺术铸造，因为艺术铸造采用的熔模铸造、陶瓷型铸造、消失模铸造等的工艺与工厂生产的精密铸造零件工艺及原理是相通的，而要求学生采用精密铸造技术设计并制作小型铸造工艺品，会极大地调动学生的兴趣和参与实验的热情，学生会在实验过程中潜移默化地掌握、提高精密铸造相关知识及工艺。
三、结语
随着教学改革的深入，材料成型与控制工程专业的设计性实验越来越受到重视。实际教学中，我们本着“五个原则，四个方向”来制定设计性实验项目的选题，同时力求使实验内容、实验形式不断更新、完善，充分调动了学生的实验学习积极性，为培养学生科技、工程能力的应用与创新创造良好的前提条件，取得了良好的教学效果。在以“五个原则，四个方向”制定的设计性实验项目中，学生能够真正地综合运用多门学科的知识、方法和技能来设计实验方案，并在实验过程中运用所掌握的知识去发现、分析和解决问题，提高了专业技术水平，积累了在企事业单位和生产一线解决实际问题的知识、素质和能力。
