汽车零件冲压模具设计

摘要

全文对该汽车零件的工艺分析确定与模具设计进行了具体的论证设计。通过工艺分析确定需要两套模具，分别是压型模具和切边模具。

全文共有五章：第一章为概论部分，从课题的来源、选题的目的与意义、国内外冲压技术的发展趋势、选题的先进性、关键问题及创新点等方面进行了总体概论。第二章对零件的工艺方案进行了确定，并列举了材料的力学性能。第三章按照传统压型模具的设计思路与方法，对第一道工序的压型模具进行了详细设计。第四章则是对冲裁工序中的切边模具进行了详细的设计及计算。第五章利用UGCAM软件，对各工序的主要零部件进行了仿真加工，并生成了针对特定数控系统的加工程序。最后，文章末尾对全文进行了总结。

关键词：汽车零件；冲压；模具设计；仿真

Abstract

In this text analysis of the technology of auto parts and the mould design argumentation of design.Through the analysis of the technology to three sets of mould, respectively is blunt beforehand hole molds, mould and trimming dies.

The full text contains five chapter totally: the first chapter of the five chapter is about the introduction section, from the topic selection, the source of purpose and meaning, stamping technology at home and abroad, and the development trend of the advanced, key problems and innovative points introduction to the overall aspects.The second chapter to the parts has determined process scheme , and the mechanical properties of materials.The third chapter carry on the detailed design of the deep drawing in accordance with the deep traditional mold design ideas and methods of the procedure.The f ourth chapter is about the detailed design and calculation of the cutting process hedge cutting mould. The fifth chapter, simulates the main components of each process for specific processes using UGCAM software.Finally, the article summarized at the end of text.

Key words: Auto parts；Stamping mould design；Simulation proces

目录

第一章绪论 (1)

1.1 课题的来源、目的、意义 (1)

1.2 模具技术的发展现状 (2)

1.3课题研究的主要内容 (6)

1.3.1主要内容 (6)

1.3.2关键问题 (6)

1.3.3技术要求 (6)

1.4 课题的难点及解决思路 (6)

1.5 研究课题的方法及步骤 (7)

1.5.1研究方法 (7)

1.5.2研究步骤 (7)

1.6 设计方法 (7)

第二章工艺分析及方案确定 (8)

2.1 冲压工艺分析 (8)

2.1.1冲压工艺分类 (8)

2.2 冲裁工艺审核 (9)

2.2.1零件工艺性分析 (9)

2.2.2工艺方案的确定 (10)

2.3 零件工艺计算 (11)

2.3.1 弯曲工艺计算 (11)

2.3.2冲裁间隙的选用 (12)

2.4 本章小结 (12)

第三章压型模具设计 (13)

3.1 弯曲工艺的相关简介 (13)

3.1.1弯曲工艺的概念 (13)

3.1.2弯曲的基本原理 (13)

3.1.3 弯曲的种类 (13)

3.2弯曲力的计算与压力机的选用 (13)

3.2.1弯曲力的计算 (13)

3.2.2压力机的选用 (14)

3.3弯曲模工作部分尺寸设计 (15)

3.3.1凸模圆角半径 (15)

3.3.2凹模圆角半径 (15)

3.3.3凹模深度 (15)

3.3.4凸、凹模的间隙 (15)

3.3.5凸凹模具体尺寸 (15)

3.3.6 V形弯曲处的凸、凹模工作部分尺寸及公差 (16)

3.3.7 模具零件材料的选取 (17)

3.4模具零件形式的选取 (17)

3.4.1模架的选取 (17)

3.4.2导柱导套 (18)

3.4.3模柄的选择 (18)

3.4.4 橡胶柱的选用 (19)

3.4.5螺钉、销钉的选取 (19)

3.5 模具整体结构 (20)

3.6 挡料板的设计 (20)

3.7 本章小结 (20)

第四章切边模具设计 (21)

4.1 冲裁工艺分析 (21)

4.2 冲裁间隙的选用 (21)

4.3凸凹模工作部分尺寸的计算 (21)

4.3.1尺寸确定原则[1] (22)

4.3.2尺寸确定方法 (22)

4.4冲裁工艺力的计算 (22)

4.4.1切边力学计算 (22)

4.5零件材料的选取 (23)

4.6压力机选择 (23)

4.7 其他结构零件选择 (23)

4.7.1模架选择 (23)

4.7.2导柱导套 (24)

4.7.3模柄的选择 (24)

4.7.4螺钉、销钉的选取 (25)

4.7.5部分非标准件的选用 (25)

4.8 模具总体装配图 (26)

4.9 本章小结 (26)

第五章仿真加工 (27)

5.1 建立加工毛坯 (27)

5.2 建立机床坐标系 (27)

5.3 选择工件以及毛坯 (28)

5.4 刀具创建 (28)

5.5 仿真加工 (28)

5.5.1粗加工 (28)

5.5.2半精加工 (28)

5.5.3精加工及程序 (29)

结论 (31)

致谢 (32)

参考文献 (33)

第一章绪论

模具是大批量生产同形产品的工具，是工业生产的主要工艺设备。模具工业是国民经济的基础工业。

改革开放以来，随着国民经济的高速发展，市场对模具的需求量不断增长。近年来，模具工业一直以15%左右的增长速度快速发展，模具工业企业的所有制成分也发生了巨大变化，除了国有专业模具厂外，集体、合资、独资和私营也得到了快速发展。浙江宁波和黄岩地区的“模具之乡”；广东一些大集团公司和迅速崛起的乡镇企业，科龙、美的、康佳等集团纷纷建立了自己的模具制造中心；中外合资和外商独资的模具企业现已有几千家。随着与国际接轨的脚步不断加快，市场竞争的日益加剧，人们已经越来越认识到产品质量、成本和新产品的开发能力的重要性。而模具制造是整个链条中最基础的要素之一。近年许多模具企业加大了用于技术进步的投资力度，将技术进步视为企业发展的重要动力。一些国内模具企业已普及了二维CAD，并陆续开始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等国际通用软件，个别厂家还引进了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE软件，并成功应用于冲压模的设计中。

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，东风汽车公司模具厂、一汽模具中心等模具厂家已能生产部分轿车覆盖件模具。此外，许多研究机构和大专院校开展模具技术的研究和开发。经过多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技术方面取得了显著进步；在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面做出了贡献。

例如，吉林大学汽车覆盖件成型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注塑模、汽车覆盖件模具和级进模CAD/CAE/CAM软件，上海交通大学模具CAD国家工程研究中心开发的冷冲模和精冲研究中心开发的冷冲模和精冲模CAD软件等在国内模具行业拥有不少的用户。

虽然中国模具工业在过去十多年中取得了令人瞩目的发展，但许多方面与工业发达国家相比仍有较大的差距。例如，精密加工设备在模具加工设备中的比重比较低；CAD/CAE/CAM技术的普及率不高；许多先进的模具技术应用不够广泛等等，致使相当一部分大型、精密、复杂和长寿命模具依赖进口。

1.1课题的来源、目的、意义

来源：本课题来源于指导教师的毕业设计题目。

目的：是在学生临近毕业之际，很好的掌握设计的一般流程，设计思路，为适应近年来冲压加工技术日益广泛的应用形势，培养急需的应用型人才。还能让学生了解冲压成形的基本原理；熟悉冲压用材料、模具用材料以及冲压用设备等；掌握各种冲压工艺的成形方法，并具有初步解决生产中常出现的工艺问题的能力。毕业设计的意义显著，内容由浅入深，有利于学生理解；理论和实践相联系，有利于应用能力的培养；内容丰富，难度适中，有利于学生将来在企业当中能够积极应对意义。

意义：随着现代工业的不断飞速发展，新产品不断涌现，对模具设计及加工制造速度都提出了更高要求。模具设计必须满足工业迅速发展的要求。充分发挥模具生产特点，加速模具行业发展将对我国现代化建设及人民生活水平提高做出巨大贡献。

1.2 模具技术的发展现状

汽车模具技术集合了机械、电子、化学、光学、材料、计算机、精密检测和信息网络等诸多学科，是一个综合性高学科的系统工程。汽车模具技术的发展趋势主要是模具产品向着更大型、更精密、更复杂及更经济快捷的方向发展。汽车模具产品的技术含量不断提高，模具制造周期不断缩短，模具生产朝着信息化、无图化、精细化、自动化的方向发展，模具企业向着技术集成化、设备精良化、产品品牌化、管理信息化、经营国际化的方向发展。汽车模具型面的加工属于高度复杂的自由曲面加工，能不能实现高速加工，主要取决于数控机床曲面加工的动态精度，而不是取决于一般机床产品样本中所说的静态精度。一台适用于汽车模具的高速数控铣，必须同时具备刚度、高精度、高速度、优良的动态性能、高速下的连续工作时间等综合性能。高速加工的目的不单纯是为了提高加工效率，更重要的是通过高速度实现小步距、低残留的高精度加工。汽车模具的快速成形技术是一项集计算机辅助设计、精密机械、数控技术和材料学为一体的新兴技术。快速成形技术，采用了离散堆积原理，将所设计物体的CAD模型转化成实物样件。以RP技术为支撑的快速模具制造技术，也正是为了缩短新产品开发周期，早日向市场推出适销对路的产品而发展起来的新型模具制造技术。这种方法制造模具是有技术先进，成本降低、设计制造周期短、精度适中等优点。冲压技术的进步首先通过模具技术的进步来体现出来。对冲模技术性能的研究已经成为发展冲压成形技术的中心和关键。

20世纪60年代初期，国外飞机、汽车制造公司开始研究计算机在模具设计与制造中的应用。通过以计算机为主要技术手段，以数学模型为中心，采用人机互相结合、各尽所长的方式，把模具的设计、分析、计算、制造、检验、生产过程连成一个有机整体，使模具技术进入到综合应用计算机进行设计、制造的新阶段。模具的高精度、高寿命、高效率成为模具技术进步的特征。