【正文】 CAD/CAE/CAM技術(shù) 2 4 汽車油底殼的相關(guān)知識補(bǔ)充 4 前言 4 汽車發(fā)動機(jī)油底殼材料的發(fā)展歷史 5第二章 發(fā)動機(jī)油底殼成型工藝的總體分析 6 6 7 7 拉深次數(shù)的確定 7 常規(guī)計算模式： 7 有限元模擬分析 10 11 落料毛坯尺寸確定 11第三章 拉深及法蘭面沖孔的工藝分析和模具設(shè)計 14 14 17 工藝方案的確定 18 18 1凹模具刃口尺寸計算原則 1凹模刃口尺寸計算方法 20 沖裁工藝力的計算 20 拉深 23 24 24 25 25 27 27 28 28 28 29 29 32 3校平 32 33 33 模具結(jié)構(gòu)特點 33 模具工作過程 33 模具零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計與相關(guān)沖裁力及部件尺寸的計算 3凹模刃口尺寸的計算 3凹模的設(shè)計 35 37 37 38 壓力中心的計算 41 42第四章 總結(jié) 43第五章 結(jié)束語 43參考文獻(xiàn) 44附錄 45附錄一：外文文獻(xiàn) 45附錄二：外文翻譯 5258油箱底殼零件沖壓工藝分析及模具設(shè)計材料學(xué)院 成型061404 陳翔宇 指導(dǎo)教師：曹建新摘要本設(shè)計應(yīng)用本專業(yè)所學(xué)課程的理論和生產(chǎn)實際知識進(jìn)行一次冷沖壓模具設(shè)計工作的實際訓(xùn)練從而培養(yǎng)和提高學(xué)生獨立工作能力，鞏固與擴(kuò)充了冷沖壓模具設(shè)計等課程所學(xué)的內(nèi)容，掌握冷沖壓模具設(shè)計的方法和步驟，掌握冷沖壓模具設(shè)計的基本的模具技能懂得了怎樣分析零件的工藝性，怎樣確定工藝方案，了解了模具的基本結(jié)構(gòu)，提高了計算能力，繪圖能力，熟悉了規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，同時各科相關(guān)的課程都有了全面的復(fù)習(xí)，獨立思考的能力也有了提高。Stamping process analysis and mold design of Tank bottom shell parts Department of Material Forming 061404 ChenXiangYu Director： CaoJianXinAbstractThus the present paper applies this specialty to study the curriculum the theory and the production knowhow carries on a time cold stamping mold design work the actual training to raise and to sharpen the student independent working ability, consolidated and expanded the content which curricula and so on cold stamping mold design studied, the method and the step which the grasping cold stamping mold designed, the basic mold skill which the grasping cold stamping mold designed had understood how analyzed the ponents the technology capability, how definite craft plan, had understood the mold basic structure, sharpened the putation ability, cartography ability, has been familiar with the standard and the standard, simultaneously various branches correlation curriculum all had the prehensive review,independent thinking ability also had the enhancement. This design is punching and deep drawing dies. This design is to determine the contents of the drawingmold type and structure and process, consider the molding inserts and tensile reinforcement design, draw up the mold assembly drawing and the nonstandard letter detail drawing.Key Words：deep drawing, punching, molding inserts, stretching tendons.太原科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計說明書第一章 序言 概述沖壓成形作為現(xiàn)代工業(yè)中一種十分重要的加工方法，用以生產(chǎn)各種板料零件,具有很多獨特的優(yōu)勢，其成形件具有自重輕、剛度大、強(qiáng)度高、互換性好、成本低、生產(chǎn)過程便于實現(xiàn)機(jī)械自動化及生產(chǎn)效率高等優(yōu)點，是一種其它加工方法所不能相比和不可替代的先進(jìn)制造技術(shù)，在制造業(yè)中具有很強(qiáng)的競爭力，被廣泛應(yīng)用于汽車、能源、機(jī)械、信息、航空航天、國防工業(yè)和日常生活的生產(chǎn)之中?，F(xiàn)代沖壓生產(chǎn)是一種大規(guī)模繼續(xù)作業(yè)的制造方式，由于高新技術(shù)的參與和介入，沖壓生產(chǎn)方式由初期的手工操作逐步進(jìn)化為集成制造（圖11）。結(jié)合現(xiàn)代技術(shù)信息系統(tǒng)和現(xiàn)代化管理信息系統(tǒng)的成果，由這三方面組合又形成現(xiàn)代沖壓新的生產(chǎn)模式—計算機(jī)集成制造系統(tǒng)CIMS（Computer Integrated Manufacturing System）。目前我國模具工業(yè)的發(fā)展步伐日益加快，“十一五期間”產(chǎn)品發(fā)展重點主要應(yīng)表現(xiàn)在：（1）汽車覆蓋件模；（2）精密沖模；（3）大型及精密塑料模；（4）主要模具標(biāo)準(zhǔn)件；（5）其它高技術(shù)含量的模具。在設(shè)計制造方法、手段上已基本達(dá)到了國際水平，模具結(jié)構(gòu)功能方面也接近國際水平，在轎車模具國產(chǎn)化進(jìn)程中前進(jìn)了一大步。對沖模技術(shù)性能的研究已經(jīng)成為發(fā)展沖壓成形技術(shù)的中心和關(guān)鍵。模具CAD/CAE/CAM是改造傳統(tǒng)模具生產(chǎn)方式的關(guān)鍵技術(shù)，是一項高科技、高效益的系統(tǒng)工程。進(jìn)入本世紀(jì)以來，模具CAD/CAE/CAM技術(shù)發(fā)展速度更快，應(yīng)用范圍更廣。與此同時，新加波、馬來西亞、印度及我國臺灣、香港有關(guān)機(jī)構(gòu)和公司也在開發(fā)和試用新一代級進(jìn)模CAD/CAM系統(tǒng)。西安交通大學(xué)開發(fā)出多工位彎曲級進(jìn)模CAD系統(tǒng)等。主要表現(xiàn)在：（1）模具CAD/CAM的專業(yè)化程度不斷提高；（2）基于網(wǎng)絡(luò)的CAD/CAE/CAM一體化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)初見端倪；（3）模具CAD/CAE/CAM的智能化引人注目；（4）與先進(jìn)制造技術(shù)的結(jié)合日益緊密?！　∮偷讱な乾F(xiàn)代汽車發(fā)動機(jī)潤滑系統(tǒng)中不可缺少的組成部分?！　?003年，世界塑料工程學(xué)會SPE（Society of Plastic Engineers），為研發(fā)成功世界首例載貨汽車發(fā)動機(jī)熱塑性塑料油底殼的德國薩克森技術(shù)公司（KTSN）頒發(fā)了“格蘭特創(chuàng)新特別獎”。這種塑料材料油底殼的材料被命名為“”，其中35%為增強(qiáng)玻璃纖維。綜上所述，為了更好的適應(yīng)現(xiàn)實市場競爭的需求，經(jīng)過對該零件結(jié)構(gòu)及使用性能的要求分析，以不降低使用性能為前提，將其從鑄鋁件改為沖壓件！用沖壓的方式完成零件的加工。通過對零件結(jié)構(gòu)及使用要求的綜合分析，初步制定此零件的工藝流程如下：落料拉深（次數(shù)為定）切邊 沖法蘭面孔翻邊校平?jīng)_放油塞孔此工藝流程的優(yōu)勢在于：拉深工序后，切邊 沖法蘭面孔將通過復(fù)合模在一道工序中完成，生產(chǎn)效率將得以有效提高。 常規(guī)計算模式：(a)通過對零件的分析，得知該零件形狀接近于盒形件，所以參考盒形件的工藝計算方法估算其拉深次數(shù)。 拉深時圓角部分的變形程度仍用拉深系數(shù)表示： 式中 為與圓角部相應(yīng)的圓筒體直徑； D 為與圓角部相應(yīng)的圓筒體展開毛坯直徑。 H/r 愈大，表示變形程度愈大。若將圓角部分和直邊部分分開考慮，則圓角部分的變形相當(dāng)于直徑為 2r 、高為 h 的圓筒件的拉深，直邊部分的變形相當(dāng)于彎曲?？梢?，此處的變形不同于純粹的彎曲。 根據(jù)網(wǎng)格的變化可知盒形件拉深有以下變形特點： (1) 盒形件拉深的變形性質(zhì)與圓筒件一樣，也是徑向伸長，切向縮短。故盒形件拉深時破壞首先發(fā)生在圓角處。r/B 愈小，圓角部分的材料向直邊部分流得愈多，直邊部分對圓角部分的影響愈大，使得圓角部分的變形與相應(yīng)圓筒件的差別就大。采用平面應(yīng)變等效拉深筋阻力模將胚料料劃分成500單元節(jié)點數(shù)為2503。為了有效預(yù)防油底殼法蘭孔面36個安裝孔及孔位變移問題，也為了使模具的制造及維修帶來方便；將翻變、校平工序在一套復(fù)合模中完成，經(jīng)反復(fù)實驗，該方案能同時滿足產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)節(jié)拍要求，工藝流程最終定為：落料拉深整形切邊翻邊、校平?jīng)_法蘭面孔沖放油塞孔 落料毛坯尺寸確定盒型零件拉深毛坯的形狀與尺寸的確定對于不同的 r/B 和 H/B ，盒形件毛坯的計算方法和工序計算方法也就不同。（1） 公式中的符號見圖24。則長圓形毛坯的長度為： 假若在試模調(diào)整時發(fā)現(xiàn)圓角部分出現(xiàn)材料堆聚，應(yīng)當(dāng)適當(dāng)減小圓角部分的壁間距離 。中間拉伸對某些部位材料流動不產(chǎn)生影響, 可考慮由于底面的不平整對于所需材料流動不同,進(jìn)行合理設(shè)計。(b)．塑性變形階段(Ⅱ)因板料發(fā)生彎曲，凸模沿寬度為b的環(huán)形帶繼續(xù)加壓，當(dāng)材料內(nèi)的應(yīng)力達(dá)到屈服強(qiáng)度時便開始進(jìn)入塑性變形階段。間隙越大，彎曲和拉伸變形也越大。圖中OA段是沖裁的彈性變形階段；AB段是塑性變形階段，B點為沖裁力的最大值，在此點材料開始剪裂，BC段為微裂紋擴(kuò)展直至材料分離的斷裂階段，CD段主要是用于克服摩擦力將沖件推出凹?？卓跁r所需的力。零件外形應(yīng)該滿足圖紙要求；表面盡可能平直，即拱彎小。通常占全斷面的1/21/3；斷裂帶c ：該區(qū)域是在斷裂階段形成。a） 沖孔件b）落料件b）、變形和沖裁件正常的斷面狀況在四個特征區(qū)中，光亮帶越寬，斷面質(zhì)量越好。 模具間隙的影響 沖裁時，斷裂面上下裂紋是否重合，與凸、凹模間隙值的大小有關(guān)。由凹模刃口附近產(chǎn)生的裂紋進(jìn)入凸模下面的壓應(yīng)力區(qū)而停止發(fā)展；由凸模刃口附近產(chǎn)生的裂紋進(jìn)入凹模上表面的壓應(yīng)力區(qū)也停止發(fā)展。分離后產(chǎn)生的斷裂層斜度增大，制件的斷面出現(xiàn)二個斜角α1和α2 ，斷面質(zhì)量也不理想。因此，模具設(shè)計、制造與安裝時必須保證間隙均勻。3）大批量生產(chǎn)，應(yīng)重視材料與模具結(jié)構(gòu)的選擇，保證一定的模具壽命?？紤]到制件尺寸大，生產(chǎn)的合理性不容忽視，從方便制造考慮，擬采方案（1）采用單工序模沖裁的方案。間隙的確定是綜合考慮上述各個因素的影響，選擇一個適當(dāng)?shù)膯栂斗秶鳛楹侠黹g隙。(3)計算沖裁模刃口尺寸時，考慮到模具在使用過程中的磨損會使刃口間隙增大，應(yīng)當(dāng)按Zmin值來計算。因此，正確確定凸、凹模刃口尺寸和公差，是沖裁模設(shè)計中的一項重要工作。設(shè)計沖孔模先確定凸模刃口尺寸。 模具磨損預(yù)留量與工件制造精度有關(guān)。對于形狀簡單的圓形、方形刃口，其制造偏差值可按ＩＴ６～ＩＴ７級來選??；對于形狀復(fù)雜的刃口制造偏差可按工件相應(yīng)部位公差值的1/4來選??；對于刃口尺寸磨損后無變化的制造偏差值可取工件相應(yīng)部位公差值的1/8并冠以（177。、凹模刃口尺寸計算方法凸模與凹模配作法采用凸、凹模分開加工法時，為了保證凸、凹模間一定的間隙值，必須嚴(yán)格限制沖模制造公差，因此，造成沖模制造困難。設(shè)計時，基準(zhǔn)件的刃口尺寸及制造公差應(yīng)詳細(xì)標(biāo)注，而配作件上只標(biāo)注公稱尺寸，不注公差，但在圖紙上注明：“凸（凹）模刃口按凹（凸）模實際刃口尺寸配制，保證最小雙面合理間隙值Zmin”。 采用配作法，計算凸?；虬寄Ｈ锌诔叽?，首先是根據(jù)凸?；虬寄Ｄp后輪廓變化情況，正確判斷出模具刃口各個尺寸在磨損過程中是變大，變小還是不變這三種情況，然后分別按不同的公式計算。壓力機(jī)的噸位必須大于所計算的沖裁力，以適應(yīng)沖裁的需求。 式中τ—— 材料抗剪強(qiáng)度 ，查資料[6] 見P23附表 16 (得300MP)； L——沖裁周邊總長(mm)； L=2340/2+21502/4+8652+190=； t——材料厚度(mm)，2mm。為了使沖裁工作繼續(xù)進(jìn)行，必須將箍在凸模上的材料料刮下 ,將梗塞在凹模內(nèi)的制件或廢料向下推出或向上頂出。 h——直刃口部分的高(mm)；t——材料厚度(mm)。對于帶有模柄的沖壓模，壓力中心應(yīng)通過模柄的軸心線。 （1）對稱形狀的單個沖裁件，沖模的壓力中心就是沖裁件的幾何中心。 （2）工件形狀相同且分布位置對稱時，沖模的壓力中心與零件的對稱中心相重合。 （3）形狀復(fù)雜的零件、多凸模的壓力中心可用解析計算法求出沖模壓力中心。 解析法的計算依據(jù)是：各分力對某坐標(biāo)軸的力矩之代數(shù)和等于諸力的合力對該坐標(biāo)軸力矩。它是沖壓基本工序之一，廣泛應(yīng)用于汽車、電子、日用品、儀表、航空和航天等各種工業(yè)部門的產(chǎn)品生產(chǎn)中，不僅可以加工旋轉(zhuǎn)體零件，還可加工盒形零件及其它形狀復(fù)雜的薄壁零件，可分為不變薄拉深和變薄拉深。 (1)設(shè)計拉深件時，應(yīng)明確注明必須保證的是外形還是內(nèi)形，不能同時標(biāo)往內(nèi)外形尺寸。(3) 拉深復(fù)雜外形的空心件時，要考慮工序間毛坯定位的工藝基準(zhǔn)。 (1)為了使拉深順利進(jìn)行，拉深件的底與壁、凸緣與壁、盒形件的四壁間的圓角半徑應(yīng)滿足否則，應(yīng)增加整形工序。 （a）壓邊力的計算 解決拉深工作中的起皺問題的主要方法是采用防皺壓邊圈。在生產(chǎn)中，壓邊力 都有一定的調(diào)節(jié)