前门门锁加强板翻边侧冲孔侧修边模参数化设计.doc
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1、湖北汽车工业学院科技学院毕业设计(论文)湖北汽车工业学院科技学院毕业设计毕业设计(论文)题 目: 前门门锁加强板翻边侧冲孔侧修边模参数化设计 学生姓名: 系 别: 材 料 工 程 系 专 业: 材料成型及控制工程 学 号: 班 级: 指导教师: 摘 要 本课题的设计内容是为汽车前门门锁加强板设计翻边侧冲孔侧修边模。通过对制件结构的工艺性分析,制定了一套合理的工艺方案。该制件需要拉延、修边、冲孔、翻边、斜楔冲孔与修边等基本工序完成。该设计的重点是完成翻边、侧冲孔侧修边工序,主要是模具结构的设计以及图纸的绘制。整套模具的设计过程应用UG/WAVE技术进行自上而下的参数化三维设计和生成工程图。通过参
2、数化的编辑参数结构,在控制结构中的关键几何模型被相关联的复制到经过详细设计的产品装配中,实现了产品的并行设计,缩短了设计更改时间,提高了设计效率。关键词:汽车覆盖件、模具设计、翻边、侧冲孔侧修边、自顶向下、参数化AbstractThe content of this topic is trimming die for punching side of the car front door lock strengthen the flange side of the board design.Through the process of structural parts for analysis
3、, developing a set of reasonable programmer. The work pieces need for drawing parts, repair side,punching, flanging, ramps up, plastic and other basic processes completed. The design focus is the completion of the flange side of the punching side trimming process, die structure is mainly the design
4、drawings and the drawing.All parts of the die are assembled in three-dimentions with UG wave function, and laid out in the form of engineering drawing. Through editing parameter structure,critical geometrical model in control structure was copied to related assembly of productThus,concurrent product
5、s design was accomplished,time of modification was shortened,and efficiency of designing was improvedKey words: Automobile cover、 Mold design、The flange reshaping mold、 Side of the punching side trimming、parameter, UG/WAVE.目 录第1章 绪 论 1 1.1 前言 1 1.1.1 课题来源及背景 1 1.1.2 课题目标及工作内容 2 1.2 国内外模具技术现状及发展趋势 2
6、1.2.1 冲压模具背景 2 1.2.2 冲压模具水平状况 3 1.3 UG软件及WAVE技术在模具设计中的应用 41.3.1 UG软件提供的模具设计功能应用 41.3.2 WAVE技术研究及应用 51.4 基于自顶向下方式结构参数化设计原理 51.4.1 特征参数化技术5 1.4.2 自顶向下设计6第2章 工艺分析及冲压方案确定72.1 零件结构工艺性分析72.2 冲压工艺方案的制定与选择82.2.1 冲压工艺方案的制定82.2.2 冲压工艺方案的比较与选择82.2.3工艺路程的设计 8第3章 模具工艺参数的确定 11 3.1模具总冲压力确定 11 3.1.1翻边冲压力 11 3.1.1.1
7、翻边力12 3.1.1.2压料力13 3.1.1.3卸料力14 3.1.1.4翻边总压力 14 3.1.2冲裁冲压力 14 3.1.1.1冲裁力15 3.1.1.2卸料力15 3.1.1.3退料力16 3.1.1.4冲裁总压力16 3.1.3模具总冲压力 16 3.2 模具压力中心的确定173.3 压力机的选择与闭合高度的确定183.4模架闭合高度的校核19第4章 模具主要结构设计20 4.1 模具总体结构20 4.1.1模具整体结构 20 4.1.2 工作原理 21 4.2上模结构设计23 4.2.4翻边凸模 23 4.2.2压件器24 4.2.3限位销25 4.2.1上模座25 4.3下模
8、结构设计26 4.3.2翻边凹模27 4.3.3推杆27 4.3.1下模座28 4.4斜楔结构设计 29 4.4.1斜楔标准结构选用 29 4.4.2侧冲孔和侧修边凸模 29 4.5导向装置设计30 4.5.1压件器与上模座的导向 30 4.5.2上模座与下模座的导向 31 4.6氮气弹簧和汽缸选用31 4.7.1氮气弹簧 32 4.7.2汽缸 33结束语34致谢35参考文献3636第一章 绪 论1.1 前言1.1.1 课题背景及意义图1.1 制件图本课题来自东风汽车模具有限公司,其产品为汽车前门门锁加强板,如上图所示。其材料为Q235A,板厚为1.0mm 。课题内容:深入探讨UG软件中自顶向
9、下的设计思路。利用其中的汽车覆盖件模具专用模块进行前门门锁加强板侧冲孔侧修边模的参数化三维结构设计,并生成LOM表及工程图。按照给定的产品图,以大批量生产为前提,对汽车前门门锁加强板进行冲压工艺分析,通过几种可能方案比较分析,选择合理工艺技术方案;进行相关工艺计算,选择冲压设备;依照压力机结构和性能参数,利用设计软件进行修冲模设计,设计全部模具零件,完成装配;校核有关设备、结构参数。课题目的:根据产品数模图、大批量生产条件下确定合理的冲压工艺方案和进行拉延模设计,培养我们综合运用所学专业理论知识,用技术、经济统一的观点来分析解决实际问题的能力,培养我们创新精神和实践能力,深化、巩固和系统化所专
10、业知识。加强计算机在现代设计制造中的运用,采用二维/三维软件完成模具设计,并确定合理的工艺工序和正确的工艺参数,对相关整个设计过程熟悉。查阅相关参考文献,特别是利用学校提供的数据库对国内外的相关先进技术的查询。课题意义:通过对这套模具的设计,综合整理运用大学所学的专业理论知识,锻炼自己将理论知识运用于实践的能力,做到学以致用、融会贯通;并将设计内容、客户资料和工厂现有设备的生产能力等情况相结合,培养独立设计和整体把握的能力,另外该工件为尺寸较大复杂的覆盖件,通过对它的研究,可以加深对汽车覆盖件的了解;增强我们的实践生产能力。利用UG进行模具设计及相关结构设计,对翻边整形、斜楔翻边模设计有更深的
11、体会和认识,全面整体的了解冲裁模设计的过程,以及在设计中提高自己对二维、三维软件的掌握程度。 1.1.2 课题任务要求1、全面分析制件前门门锁加强板的冲压工艺性,并初步制定的冲压工艺方案。2、前门门锁加强板翻边侧冲孔侧修边模侧冲孔侧修边模的三维参数化结构设计3、全套模具的工程图(至少6张0号图纸)4、设计说明书一份1.2 国内外模具技术现状及发展趋势1.2.1冲压模具市场情况我国冲压模具无论在数量上,还是在质量、技术和能力等方面都已有了很大发展,但与国发经济需求和世界先进水平相比,差距仍很大,一些大型、精度、复杂、长寿命的高档模具每年仍大量进口,特别是中高档轿车的覆盖件模具,目前仍主要依靠进口
12、。一些低档次的简单冲模,已趋供过于求,市场竟争激烈。现将2004年我国冲压模具市场情况简介如下: 据中国模具工业协会发布的统计材料,2004年我国冲压模具总产出约为220亿元,其中出口0.75亿美元,约合6.2亿元. 根据我国海关统计资料,2004年我国共进口冲压模具5.61亿美联社元,约合46.6亿元.从上述数字可以得出2004年我国冲压模具市场总规模约为266.6亿元.其中国内市场需求为260.4亿元,总供应约为213.8亿元,市场满足率为82%.在上述供求总体情况中,有几个具体情况必须说明:一是进口模具大部分是技术含量高的大型精密模具,而出口模具大部分是技术含量较低中的中低档模具,因此技
13、术含量高的中高档模具市场满足率低于冲压模具总体满足率,这些模具的发展已滞后于冲压件生产,而技术含量低的中低档模具市场满足率要高于冲压模具市场总体满足率;二是由于我国的模具价格要比国际市场低格低许多,具有一定的竟争力,因此其在国际市场前景看好,2005年冲压模具出口达到1.46亿美元,比2004年增长94.7%就可说明这一点;三是近年来港资、台资、外资企业在我国发展迅速,这些企业中大量的自产自用的冲压模具无确切的统计资料,因此未能计入上述数字之中。1.2.2冲压模具水平状况近年来,我国冲压模具水平已有很大提高。大型冲压模具已能生产单套重量达50多吨的模具。为中档轿车配套的覆盖件模具内也能生产了。
14、精度达到12m,寿命2亿次左右的多工位级进模国内已有多家企业能够生产。表面粗糙度达到Ra1.5m的精冲模,大尺寸(300mm)精冲模及中厚板精冲模国内也已达到相当高的水平。1) 模具CAD/CAM技术状况我国模具CAD/CAM技术的发展已有20多年历史。由原华中工学院和武汉733厂于1984年共同完成的精冲模CAD/CAM系统是我国第一个自行开发的模具CAD/CAM系统。由华中工学院和北京模具厂等于1986年共同完成的冷冲模CAD/CAM系统是我国自行开发的第一个冲裁模CAD/CAM系统。上海交通大学开发的冷冲模CAD/CAM系统也于同年完成。20世纪90年代以来,国内汽车行业的模具设计制造中
15、开始采用CAD/CAM技术。国家科委863计划将东风汽车公司作为CIMS应用示范工厂,由华中理工大学作为技术依托单位,开发的汽车车身与覆盖模具CAD/CAPP/CAM集成系统于1996年初通过鉴定。在此期间,一汽和成飞汽车模具中心引进了工作站和CAD/CAM软件系统,并在模具设计制造中实际应用,取得了显著效益。1997年一汽引进了板料成型过程计算机模拟CAE软件并开始用于生产。21世纪开始CAD/CAM技术逐渐普及,现在具有一定生产能力的冲压模具企业基本都有了CAD/CAM技术。其中部分骨干重点企业还具备各CAE能力。模具CAD/CAM技术能显著缩短模具设计与制造周期,降低生产成本,提高产品质
16、量,已成为人们的共识。在“八五”、九五“期间,已有一大批模具企业推广普及了计算机绘图技术,数控加工的使用率也越来越高,并陆续引进了相当数量CAD/CAM系统。如美国EDS的UG,美国Parametric Technology公司 Pro/Engineer,美国CV公司的CADSS,英国DELCAM公司的DOCT5,日本HZS公司的CRADE及space-E, 以色列公司的Cimatron 还引进了AutoCAD CATIA 等软件及法国Marta-Daravision公司用于汽车及覆盖件模具的Euclid-IS等专用软件。国内汽车覆盖件模具生产企业普边采用了CAD/CAM技术/DL图的设计和模
17、具结构图的设计均已实现二维CAD,多数企业已经向三维过渡,总图生产逐步代替零件图生产。且模具的参数化设计也开始走向少数模具厂家技术开发的领域。快速原型(RP)传统的快速经济模具相结合,快速制造大型汽车覆盖件模具,解决了原来低熔点合金模具靠样件浇铸模具,模具精度低、制件精度低,样样制作难等问题,实现了以三维CAD模型作为制模依据的快速模具制造,它标志着RPM应用于汽车身大型覆盖件试制模具已取得了成功。2)模具设计与制造能力状况在国家产业政策的正确引导下,经过几十年努力,现在我国冲压模具的设计与制造能力已达到较高水平,包括信息工程和虚拟技术等许多现代设计制造技术已在很多模具企业得到应用。虽然如此,
18、我国的冲压模具设计制造能力与市场需要和国际先进水平相比仍有较大差距。这一些主要表现在高档轿车和大中型汽车覆盖件模具及高精度冲模方面,无论在设计还是加工工艺和能力方面,都有较大差距。轿车覆盖件模具,具有设计和制造难度大,质量和精度要求高的特点,可代表覆盖件模具的水平。虽然在设计制造方法和手段方面基本达到了国际水平,模具结构周期等方面,与国外相比还存在一定的差距。标志冲模技术先进水平的多工位级进模和多功能模具,是我国重点发展的精密模具品种。有代表性的是集机电一体化的铁芯精密自动阀片多功能模具,已基本达到国际水平。但总体上和国外多工位级进模相比,在制造精度、使用寿命、模具结构和功能上,仍存在一定差距
19、。汽车覆盖件模具制造技术正在不断地提高和完美,高精度、高效益加工设备的使用越来越广泛。高性能的五轴高速铣床和三轴的高速铣床的应用已越来越多。NC、DNC技术的应用越来越成熟,可以进行倾角加工超精加工。这些都提高了模具面加工精度,提高了模具的质量,缩短了模具的制造周期。模具表面强化技术也得到广泛应用。工艺成熟、无污染、成本适中的离子渗氮技术越来越被认可,碳化物被覆处理(TD处理)及许多镀(涂)层技术在冲压模具上的应用日益增多。真空处理技术、实型铸造技术、刃口堆焊技术等日趋成熟。激光切割和激光焊技术也得到了应用。1.3 UG软件及WAVE技术在模具设计中的应用 1.3.1 UG软件提供的模具设计功
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