汽车覆盖件工艺及拉延模设计烟台大学毕业论文

目录第1章概论

1.1 课题背景及意义

1.1.1 课题的来源

1.1.1 课题的意义

1.2 国内汽车覆盖件模具的现状及发展

1.2.1 汽车覆盖件简介

1.2.2 模具CAD三维参数设计

第2章产品结构分析及工艺方案的确定

2.1 产品的结构分析

2.2 工艺分析

2.2.1 工艺方案的确定

2.2.2 工序流程图（DL图）的设计

2.3 拉延件的设计

2.3.1 拉延件的冲压方向

2.3.2 工艺补充部分的设计

2.3.3 压料面的设计

2.3.4 拉延筋的设计

第3章工艺计算及主要参数的确定

3.1 毛坯确定

3.1.1 毛坯的尺寸

3.1.2 毛坯的材质

3.1.3 材料利用率

3.2拉延力的计算

3.2.1 拉延凸模压力的计算

3.2.2 拉深压边力的计算

3.3压边圈压力的计算

3.4卸料力的计算

3.5凸、凹模间隙的确定

3.6拉延模具的行程计算

3.6.1 拉延工作行程

3.6.2压边圈行程

3.6.3顶杆行程

3.6.4导板行程

3.7压力机的确定

3.8模具闭合高度的确定

第4章拉延模结构设计

4.1拉延模介绍

4.1.1拉延模类型

4.1.2拉延模压边形式

4.1.3拉延模材料

4.1.4拉延模铸件结构

4.2拉延模的导向方式

4.2.1凸模与压边圈

4.2.3导板

4.2.2压边圈与凹模

4.3下模结构设计

4.3.1凸模结构

4.3.2下模座及组件

4.4上模结构设计

4.5压边圈设计

4.5.1压边圈强度

4.5.2压边圈尺寸

4.6排气孔的设计

4.7 其他组件的设计

4.8拉延模总装配设计

4.8.1总装配图

4.8.2爆炸图

第5章拉延件质量分析

5.1制件的质量分析

5.2基于Autoform的模拟仿真

第6章基于UG的模具参数化建模6.1 分模设计

6.2 其他组件的详细设计

6.3 模具的工作原理

致谢

参考文献

第1章概论

1.1课题背景及意义

1.1.1课题背景

此次设计产品依托于所在烟台泰利汽车模具制造有限公司A130项目，产品名称：左/右侧围内板后侧延伸板；产品编号：5401657/58-0EU。该产品为某轿车专用零部件，本课题主要对产品工艺流程中第一道工序（OP10）拉延模进行设计分析。

课题制件图如下：

（拉延件图）

1.1.2 课题的意义

本次课题的意义在于：通过设计参与模具设计、制造、生产的整个流程，更深地了解汽车覆盖件模具；专业知识与实践的结合应用；了解熟悉公司的设计规范；加强员工之间的合作意识；熟悉对三维相关软件的应用；发现设计中常出现的问题，进一步学习专业知识，解决问题。

1.2 汽车覆盖件模具的发展

1.2.1 汽车覆盖件简介

汽车覆盖件多是尺寸大、形状复杂的三维曲面，不能用简单的数学解析来表达，利用薄金属板料制成的异形体表面和内部零件，如驾驶室的顶盖、车门内板、前围、后围、侧围等，覆盖件组装后构成了车身或驾驶室的全部外部和内部形状，它既是外观装饰性的零件，又是封闭薄壳状的受力零件，因此其不仅外观质量要求高，以满足汽车造型的要求，而且要求配合精度高、形状和尺寸的一致性及互换性要求高，以保证焊接和装配质量，所以汽车覆盖件冲压成型技术在冲压领域占重要的地位，其所用的冲压设备、模具和原材料与一般的都有所不同。按功能和部位分类，可分为外部覆盖件、内部覆盖件和骨架类覆盖件三类。其结构特点有：总体尺寸大；相对厚度小；形状复杂；轮廓内部带有局部形状。其特殊要求主要在：表面质量、尺寸形状、刚性、工艺性等方面。

（图）

1.2.2 汽车覆盖件模具的发展

汽车覆盖件模具市场需求旺盛，因此许多企业加大了技术改造力度，一些新建企业也快速发展，使汽车覆盖件模具的生产能力大为提高,在汽车产量和车型近年来快速发展的同时,要求模具企业积极采用新技术，努力改善企业管理来提高自身的综合素质和核心竞争力，向技术要效率，向管理要效益。国内的汽车模具企业在规模、计算机应用、数控加工机床、调试设备等主要硬件上与国际水平差距正在快速缩小，像一汽模具制造有限公司、东风汽车模具有限公司、天津汽车模具有限公司等都具有先进的设备水平和高质量的模具设计能力。汽车覆盖件模具生产技术发展主要表现在以下几个方面:（1）较高的的装备水平，先进的生产设备如三轴至五轴的高速加工机床、大型龙门式加工中心和数控铣机床、多轴数控激光切割机等。（2）设计和加工技术的提高:三维CAD软件的功能与模具开发功能相集成，如UG、Catia提供了产品设计、工艺设计、成型性分析、结构设计、模拟仿真、数控加工的一体化解决方案，提高了模具设计的效率和质量要求。常用的CAE软如DYNAFORM、AUTOFORM等除了成型分析，还能能参与冲压工艺的全过程，在分析内容的广泛性、实用性、精确性方面都有显着的提高,逐步实现CAD/CAE/CAPP/CAM一体化。（3）模具水平的提高：在DL图设计冲压工艺分析方面的技术提高，标准化结构、标准件、曲型性结构的运用及其在此基础上的灵活处理，已使模具结构复合程度高、结构布局合理、使用可靠得到满足。

第2章产品的结构分析及工艺方案的确定

2.1 产品的结构分析

产品零件的的三维图如下：

（产品零件图）

该制件的结构特点是：平面法兰、斜壁、轮廓形状不规则、底部有局部形状，制件边缘有孔，底部平面上有孔结构，又因为该件为左右为对称件，产品尺寸为，根据其结构、尺寸大小可将其设计为一模两件的拼合方式，最后用切断分离。根据用户要求，制件料厚t=0.7mm，材料为ST16。

2.2工艺分析

2.2.1 工艺方案的确定

汽车覆盖件的形状复杂，尺寸大，因此不能在一道工序中直接获得，需要再多道工序才能完成。基本的冲压工序有落料、拉深、校形、修边、翻边、冲孔等。为保证冲压件的质量及各种要求，必须选择合理的冲压工艺，在进行拉延工艺设计时，应该遵循的设计原则有：一次拉深成形；工艺孔和工艺切口的设置；拉深件局部形状的修改；拉深工序中冲孔；有利于后序加工等。根据制件的结构，利于成形且保证制件质量，该制件的工艺方案为：拉延→修边→侧修边、冲孔→冲孔→整形。

工序间的定位，为保证加工精度和操作的安全及方便，在设计模具时应把每一序中制件的位置确定，拉延件在修边工序的定位一般采用形状定位、压料面形状定位、工艺孔定位等，其他工序的定位基本都采用工序件外形或其本身的孔来定位。

2.2.2工序流程图（DL图）的设计

DL图即模具设计时的工艺流程图，可以明确表示出工序划分及加工内容、冲压送料方向、工艺补充、修边线翻边线、修边位置废料刀布置、产品等。DL图设计可以系统地全方位地指导模具设计、制造、调试整个生产管过程，克服了模具单工序加工造成各工序之间不衔接统一、模具质量下降，制造周期长的缺陷。

该制件的工艺流程共5序：拉延→修边→侧修边、冲孔→冲孔→整形，下图为利用UG软件设计的三维DL图。

第一道工序

第二道工序

第三道工序

第四道工序

第五道工序

2.3拉延件的设计

为了保证覆盖件在冲压成形中可以顺利地成形，首先要根据零件图来设计出拉延件图，然后根据拉延件图展开来算毛坯的尺寸和各部位尺寸，制定冲压工艺和模具设计方案。

2.3.1拉延件的冲压方向

合理的拉深方向应满足，保证将拉深件的全部空间形状一次拉伸出来，不应该有凸模接触不到的“死区”；尽量使拉深深度差减小，以减小材料流动和变形的不均匀性；保证凸模和毛坯有良好的接触状态；防止表面缺陷。

根据产品的结构、数模中心线、机床冲压中心，选择的冲压方向如下图：