接线盒拉深模设计CADCAE——毕业论文.doc

1、山东科技大学学士学位论文 I 摘 要 本文介绍了汽车覆盖件现状及其发展趋势，详细介绍了接线盒拉深模设计过程，模拟过程，及其最后的设计结果。 首先对该零件的 Pro/E 数学模型进行了测量，得到产品的所有尺寸。为了得到合格的零件产品，必须先进行生产方案的分析与确定，其次是工艺计算，并利用 DYNAFORM 进行数值模拟分析，最后进行复合模结构的确定。 接线盒 拉深模的设计步骤，其主要包括工艺设计、工作零件设计、压边装置、凸、凹模圆角半径的的确定、凸、凹模间隙等。在充分分析本件结构和了解拉深模常用机构及工作原理的基础上，制定出本件的拉深模设计的 工艺路线：制件工艺性分析分析，比较，确定工艺方案计算

2、各工序冲压力和总压力计算并选择成型零件计算压力中心选择冲压设备其它主要零部件的设计绘制模具总装图，零件图。 关键词 ：接线盒拉深模； DYNAFORM 模拟；模具设计山东科技大学学士学位论文 II Abstract This paper introduces the design process of the junction box stretching die, analyzes the current situation and development trend of the automobile panel. First, the Pro / Engineer mathematica

3、l model of the part is measured to obtain all the dimensions of the product. In order to get qualified parts products, we must first carry out the analysis and determination of the production scheme, followed by the process calculation, and then the complex mold structure to determine, and the use o

4、f DYNAFORM numerical simulation analysis. The design steps of the junction box stretching die, which mainly include the design of the process, the design of the working parts, the determination of the radius of the convex and concave die, the gap of the die and die. On the basis of fully analyzing t

5、he structure of the parts and understanding the common mechanism and working principle of the drawing die, the technical route of the drawing mold design of the parts is worked out: the process analysis of the parts analysis, comparison and determination of the technological scheme the calculation o

6、f the punching pressure And total pressure Calculate and select molded parts Calculate pressure center Select stamping device Design of other major parts Draw mold assembly drawing, part drawing. 山东科技大学学士学位论文 III Keywords: Junction box drawing die; Dynaform simulation; Mold design 山东科技大学学士学位论文 IV 目录

7、 摘 要 . I Abstract .II 目录 .IV 1绪论 . 1 1.1 选题意义 . 1 1.2 汽车覆盖件 . 2 1.3 本课题研究方向 . 8 2 冲压工艺方案的分析与确定 . 9 2.1 接线盒产品的工艺分析 . 9 2.2 接线盒拉深的工艺计算 . 10 2.3 确定冲压工艺方案 . 15 3接线盒拉深成型数值模拟 . 17 3.1 引 言 . 17 3.2 有限元技术与刚塑性有限元软件 DYNAFORM . 17 3.3 接线盒拉深成形的有限元模拟 . 20 4首次拉深模具设计 . 34 4.1 模具的结构形式 . 34 4.2 定模具中心 . 34 4.3 压力设备的选

8、择 . 35 4.4 模具主要零件结构尺寸的设计 . 36 4.5 总装配图结构及原理说明 . 42 5再次拉深模具设计 . 44 山东科技大学学士学位论文 V 5.1 模具结构选择 . 44 5.2 模具主要零件结构尺寸的设计 . 44 5.3 总装配图结构及原理说明 . 49 结论 . 52 参考文献 . 53 致谢 . 55 山东科技大学学士学位论文 1 1 绪论 1.1 选题意义 模具是工业生产的基础工艺装备，被称为 “ 工业之母 ” 。75的粗加工工业产品零件、 50的精加工零件由模具成型，绝大部分塑料制品也由模具成型。作为国民经济的基础行业，模具涉及机械、汽车、轻工、电子、化工、冶

9、金、建材等各 个行业，应用范围十分广泛。欧洲模具设计和生产的时间分别要比我国快44和 61左右，但我国模具设计和生产的成本只有欧洲地区的91。目前，国际模具行业竞争激烈，近两年来德国模具整体价格已下降 1 4 左右，且全球 58的模具由德国等西欧国家生产，中国等亚洲国家仅占极小的比例。但目前东欧地区的模具生产出现较大幅度增长，亚洲地区的生产规模也将增加到 1 5 左右。我国的模具行业也已步入高速发展时期。 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国内也能生 产了。精度达到 12m ，寿命 2 亿次左右的多工位级进模国内已

10、有多家企业能够生产。表面粗糙度达到 Ra 1.5m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。虽然如此，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，无论在设计山东科技大学学士学位论文 2 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已基本达到了国际水平，模具结构功能方面也接近国际水平，在轿车模具国产化进程中前进了一大步，但在制造质量、精度、制造周期等方面，与国外相

11、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。 1.2 汽车覆盖件 汽车覆盖件是指覆盖发动机、底盘，构成驾驶室、车身的金属薄板制成的空间形状的表面或内部零件。按功能和部位可分为外部覆盖件、内部覆盖件和骨架覆盖件三类。它们在工艺设计、模具加工、设备选择及质量控制（尺寸公差、形状精度、零件刚度、表面质量）等方面都具有与一般冲压零件不同的特点。 1.2.1 汽车工业现状 根 据汽车

12、工业协会的统计， 2009 年中国全年累计生产汽车1379.10 万辆，同比增加 48.3%；销售汽车 1364.48 万辆，同比增长 46.2%，相较我国 2002 年汽车 销售同比增长 37%的历史记录山东科技大学学士学位论文 3 高出近 10%。同时，国内自主品牌销售也有较大幅度提升，自主品牌乘用车销售 457.7 万辆，占乘用车销售市场的 44.3%；轿车销售中，自主品牌共销售近 221.73 万辆，占轿车市场 29.7%，市场份额同比提高近 4%。汽车工业的迅速发展 ,车型的快速更新换代 ,要求汽车制造商能够在很短的时间内研究、开发并制造出高质量的汽车。而国内目前车身覆盖件的制造却直

13、接制约着新车型的开发。其原因就是覆盖件模具设计水平较低 ,周期很长 ,对于一些较复杂的零件甚至设计不出合格的模具。这显然不能适应汽车工业快速发展 的需要 ,因此近年来覆盖件拉深模成了研究的热点 ,并且取得了许多可喜的成绩 ,但仍存在许多问题。与此同时 ,一些工业发达国家的汽车、钢铁集团也在大力研究汽车覆盖件拉深模的设计 ,取得的许多成绩非常值得我们借鉴。 1.2.2 汽车覆盖件现状 （ 1） 汽车拉深模的设计必要性 随着汽车技术的发展，全球市场的一体化行程，汽车拉深模的竞争十分激烈，产品的开发速度如今成为市场竞争的主要矛盾。在这种情况下，对于汽车企业来说，能否自主快速的实现冲压产品开发（快速的

14、设计和制造冲模）的能力，成为了汽车企业在全球竞争中的制胜的法宝。同时，汽 车企业为了满足日益变换的用户需求，又要求冲模制造技术有较强的灵活性，能够以小批量甚至单件生产，但不增加或较少增加产品的成本。因此，冲压产品开发的速度和制造技术的柔性就变得十分关键了，这在汽车山东科技大学学士学位论文 4 制造业尤其显得突出，汽车制造商为了能够满足广大用户对汽车品种及款式日益增长的要求，必须不断地开发汽车新品种，这在很大程度上是依赖于重新开发新的汽车覆盖件，因此快速及低成本的汽车覆盖件开发是汽车企业成功的关键，而汽车覆盖件拉深模具的开发是汽车覆盖件开发的关键。 （ 2）设计水平 汽车工业比较发达的欧美日在进

15、行汽车覆盖件设计的 时候，大量采用三维 CAD 软件，诸如 PRO/E、 UG、 CATIA 等软件，利用这些软件创建的自动绘图精确度高，得出的计算数据可靠，数据库功能较强，因而设计效率很高。相对于国外的先进水平，国内在汽车覆盖件模具的设计上则显得力不从心。国内一批大、中型汽车覆盖件模具生产企业陆续引进了一定数量的 C A D 系统，并配置了一些设计、分析的专用软件，取得了一定的经济效益。但是由于多方面的原因，仍有不少中小型企业还停留在手工设计模具的阶段，采用传统的设计方法和二维 C A D 设计，导致设计的标准化和开发应用水平低，效率不高，并且 在设计的理论和实践经验的积累上远远落后于国外。

16、 （ 3） 理论研究水平 当前，汽车覆盖件冲压成形的难度评价是冲压理论研究的重要课题之一，在汽车覆盖件的冲压成形过程中，由于汽车覆盖件的形状导致的变形极其复杂，毛坯在冲压成形过程中的变形规律变化多端。不能用简单的来表达成形的难度，所以进行汽车覆盖件的冲压成形过程的数值模拟已成为重要研究方法之一。但这种模拟结果目前还不能很好的从变形机理的角度来说明产生破裂山东科技大学学士学位论文 5 和起皱的原因，今后的数值模拟将更好的与变形规律和破裂、起皱等问题产生的机理的研究结合起来。探索其中的各种规律，更好的为工艺设计和模具设计提供参考依据。同时新型汽车覆盖件材料的研究也对汽车工业的发展有着决定性的作用。

17、无论是国内和国外，在这些方面的研究都还不成熟，但是我们相信，新的理论研究必将为汽车覆盖件拉深模的设计制造起着很好的推动作用。 （ 4）制造水平 在汽车覆盖件模具的制造上，国内外也有很大差距。当前国内采用 C A M 技术的普及率还不够高，应用水平也不平衡，而在国外普遍采用 C A M 技术。高速切削是以高切削速度、高进给速度和高加工质量为主要特征的加工技术，其加工效率比传统的切削工艺要高几倍，甚至十几倍，国内这门技术 的应用已经有很长一段时间，但是近几年才真正用到模具加工上，并且应用水平低，应用企业少，很多技术工人还不能熟练掌握高速切削的关键技术，不熟悉其操作环境，导致高速切削技术在国内没有发挥应有的作用。特别是在汽车覆盖件模具加工方式上，少数企业采用了高速切削加工技术，更多的企业则以数控为主，大量引进数控设备机床进行分工序加工。由于没有很好地利用高速切削技术，因而生产效率低，生产出来的模具精度差、余量大、钳工研修量大。高速切削技术及高速加工设备在国外得到了长足发展，高速加工及一次装夹完成多工序加工，不仅生产效率高，而且 精度高，钳工研修量小，大大缩短了模具的生产周期，实现了从开发、设计到制造、经营一体化的计算机集成工程。