【正文】 體會到實際設(shè)計和理論設(shè)計有很大差別，在打好基礎(chǔ)知識的前提下，多增加實際經(jīng)驗是機械設(shè)計領(lǐng)域必不可少的， 也是最重要的財富。 圖 743 對零件厚度變化的分析 1 汽車外覆蓋件發(fā)動機罩翻邊模具 CAD/CAM/CAE 32 圖 744 對零件厚度變化的分析 2 對工件材料流動性的改變 ，圖 745是流動性較好時，圖 746是流動性較差時，可以看出改善零件材料的流動性可以很大程度減少起皺和拉裂的產(chǎn)生。 1)它提供從產(chǎn)品的概念設(shè)計直至最后的模具設(shè)計的一個完整的解決方案，其主要模塊有User Interface(用戶界面 )、 Automesher(自動網(wǎng)格劃分 )、 Onestep(一步成形 )、 DieDesigner(模面設(shè)計 )、 Incremental(增量求解 )、 Trim(切邊 )、 Hydro(液壓成形 )，支持 Windows 和 Unix操作系統(tǒng)。 圖 63 加工方式的選擇 加工時進給量，轉(zhuǎn)速，下切量的設(shè)定。盡量避免垂直下刀直接接觸工件表面，因為這樣會降低切削速度，還會在工件表面留下許多刀痕。另外 PowerMILL的全程自動防過切和裁剪等功能既能大幅度提高數(shù)控編程加工效率，又能確保生產(chǎn)出高質(zhì)量的模具零件。 圖 52 對掃掠的修復(fù) 汽車外覆蓋件發(fā)動機罩翻邊模具 CAD/CAM/CAE 21 對造型所得的型面進行分割得到最后的型面，注意是選擇那一個方向作為保留方向。自由曲面造型設(shè)計模塊通過草圖或數(shù)字化的數(shù)據(jù)，設(shè)計人員可以高效創(chuàng)建 3D曲線和曲面，可以在保證連 續(xù)性規(guī)范的同時調(diào)整設(shè)計，使之符合審美要求和質(zhì)量要求。其中零部件設(shè)計模塊提供混合造型方法，允許設(shè)計者使用多種造型方法 ,如拉伸、除料、肋板、倒角，還可以結(jié)合靈活的布爾運算。在 CATIA中用戶應(yīng)掌握零部件設(shè)計，裝配件設(shè)計，創(chuàng)成式設(shè)計和自由曲面設(shè)計等。 重復(fù)法是在交接處兩個不同運動方向的凹模鑲件先后進行重復(fù)翻邊，這種方法可以獲得完 整的周邊翻邊形狀。同時還要注意： 1）翻邊凸模鑲件的形狀尺寸，在保證鑲件的強度和剛度的同時，要保證凹模鑲件離開后，能夠順利取出翻邊件。所以，這兩種情況下，都要使凹模鑲件所組生的刃口端面輪廓的曲率半徑大于凸模鑲件所組成的翻邊輪廓的曲率半徑，即 ρ 凹 ρ 凸 。也可以通過凹模鑲件前沿的輪廓線與翻邊輪廓線不重合，使不同部位的翻邊順序進行，改變材料的流動情況，達到提高翻邊質(zhì)量的目的。由發(fā)動機罩零件圖可知，需要翻折的三條邊有兩條是對稱的，長約 930mm，另外一條長約 1000mm，對于 930mm長的邊，所需翻邊力為 93c*70kg/cm=6150kg；對于 1000mm長的邊，所需的翻邊力為 100*70/cm=7000kg； 6150， 7000壓力機 Ft=8000，所以外延三邊垂直翻邊符合要求。 斜楔機構(gòu)完成加工工藝所需的加工壓力，主要包括沖壓力、卸料力，復(fù)位機構(gòu)的彈簧力等。 汽車外覆蓋件發(fā)動機罩翻邊模具 CAD/CAM/CAE 14 圖 31 斜楔行程圖 上圖為此覆蓋件的行程圖線?；瑝K作水平方向運動的稱為水平運動斜楔機構(gòu)，適用于加工方向為 80ο ≤ γ ≤ 100ο ，即加工方向為水平方向向上傾斜 10ο和向下傾斜 10ο 的范圍；滑塊作向下傾斜運動的稱為正向傾斜斜楔機構(gòu)（一般 γ＜ 80ο ）；滑塊向上傾斜運動的稱為反向傾斜斜楔機構(gòu)（一般 100ο ＜γ ≤ 105ο ）。 以下是此模具選用的壓床參數(shù) ： 1 壓床型號 E4S600MBC 2 最大裝模高度： 1400 最小裝模高度： 700 3 下臺面大小： 3700? 2200 上滑塊大小： 3700? 2200 汽車外覆蓋件發(fā)動機罩翻邊模具 CAD/CAM/CAE 13 第三章 斜楔機構(gòu)的設(shè)計 沖壓加工一般為垂直方向，即滑塊帶動上模作垂直方向的運動，完成加工動作。 圖 214 翻邊模導(dǎo)向 翻邊模的出件 制件包在翻邊凸模上，退料時需要需要推動翻起的豎邊，因此必須各處同時退，否則會造成 退料后制件的變形。由于汽車覆蓋件一般不是軸對稱的，在左右方向或前后方向也不是對稱的形狀，沖壓過程中必然存在 側(cè)向力，有的情況下這種側(cè)向力還是很大的，所以，要求沖模的導(dǎo)向必須能承受較大的側(cè)向力。在垂直翻邊中，通常用修邊件的側(cè) 壁、外形和本身孔定位。 確認典型零件后以下是對發(fā)動機罩板模具機構(gòu)的一系列結(jié)構(gòu)設(shè)計。 （ 2） 外緣曲線翻邊 外凸曲線的翻邊變形類似于不用壓邊圈的淺拉伸，在翻邊的凸緣內(nèi)產(chǎn)生壓應(yīng)力，易于起皺，屬于壓縮類翻邊。 圖 29 平面外緣翻邊 圖 210 內(nèi)凹曲線翻邊 （ 1） 內(nèi)凹曲線翻邊 內(nèi)凹曲線 的翻邊與孔的翻邊類似，凸緣內(nèi)產(chǎn)生拉應(yīng)力而易于破裂，屬 于伸長類翻邊。這三條邊處于同一水平面上，這個平面是發(fā)動機罩裝配時與車身的貼合面，因此要求三條邊翻折后仍然要在同一水平面，三條邊本身翻折要做到平滑、順暢，并且沒有波狀起伏。這類翻邊模是最復(fù)雜的。翻遍后制件包在凸模上，無法取出，必須將凸模做成 活動可分的，翻邊時將凸模擴張成翻邊翻邊形狀。 我國目前模具 CAD 的成果并不十分顯著，尤其是在汽車覆蓋件模具 CAD 技術(shù)應(yīng)用方面，這項技術(shù)的巨大潛 力還未充分發(fā)揮出來，解決這個問題的關(guān)鍵就是要提高模具的設(shè)計效率 ，這需要我們努力去改善它。 模具 CAD 的一體化 模具 CAD 的一體化就是從傳統(tǒng)的設(shè)計方式向 CAD/CAE/CAM一體化方向發(fā)展。從理論上說，它是 CAD 技術(shù)最能發(fā)揮優(yōu)越性的領(lǐng)域。 1989年，成都成飛汽車模具中心采用國外的 CAD/CAM技術(shù)、數(shù)控加工與數(shù)控測量技術(shù)，以數(shù)字傳遞為主，成功地設(shè)計制造了依維柯汽車車身全套外主模型。汽車覆蓋件具有材料薄、形狀復(fù)雜、多為復(fù)雜的空間曲面、結(jié)構(gòu)尺寸大和表面質(zhì)量高等特點。 汽車外覆蓋件發(fā)動機罩翻邊模具 CAD/CAM/CAE 1 第一章 概述 汽車 覆蓋件 模具的現(xiàn)狀 汽車覆蓋件包括覆蓋汽車發(fā)動機、底盤、構(gòu)成駕駛室及車身的所有厚度 3mm以下的薄鋼板沖壓而成的表面和內(nèi)部零件，其重量占到汽車用鋼材總量的 50%以上。 覆蓋件模具作為汽車車 身生產(chǎn)的重要工藝裝備 ,直接制約著汽車的質(zhì)量和新車型的開發(fā) ,它具有精度高、形狀復(fù)雜、結(jié)構(gòu)尺寸大、配合協(xié)調(diào)性要求高等特點 ,傳統(tǒng)的手工設(shè)計效率低 ,質(zhì)量不易保證。 此外，盡管國內(nèi)一些擁有自主版權(quán)的軟件，如上海交大國家模具 CAD工程研究中心開發(fā)的冷沖模 CAD系統(tǒng)、武漢華中理工大學(xué)模具技術(shù)國家重點實驗室開發(fā)的塑料注射模CAD/CAE/CAM系統(tǒng) CAD/CAM系統(tǒng) CAXA等，解決了生產(chǎn)中的一些問題，但還沒有得到很好的推廣和使用。目前在模具 CAD 技術(shù)的發(fā)展方面存在著以下幾種趨勢： 模具 CAD 的參數(shù)化 參數(shù)化造型方法是 CAD 技術(shù)中較先進的造型方法，也是提高CAD 工作效率的有效手段。模具設(shè)計過程是一個信息處理、交換流通和管理的過程，采用彈塑性大變形有限元模擬技術(shù)可以分析材料的塑性成形過程，提高工藝分析和模具 CAD/CAM 系統(tǒng)的功能，有利于創(chuàng)造更高級的 CAD/CAM 系統(tǒng)，因而， CAD/CAE /CAM 一體化能夠?qū)υO(shè)計和制造過程中信息的產(chǎn)生、轉(zhuǎn)換、存儲、流通管理進行分析和控制，將它們有機地 “集成 ”在一起，這樣有利于取得最佳效益。 翻邊模具類型 根據(jù) 翻邊凸?；蚍叞寄５倪\動方向及其特點，翻邊模主要有以下幾類： １） 垂直翻邊模。這類沖模的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜。 汽車外覆蓋件發(fā)動機罩翻邊模具 CAD/CAM/CAE 4 第二章 翻邊工藝分析 對工件的數(shù)學(xué)建模 圖 21 車模的點云圖 對汽車泥模用三坐標掃描儀進行掃描 ，得到車模的點云文件，運用 CATIA 軟件的數(shù)字外形編輯器模塊對點云文件進行過濾 ，減少鋪面時的計算量。這樣 才能保證發(fā)動機罩裝車時能夠均與貼合。其翻邊系數(shù)可由下式確定 K′ =Rr 中的符號見圖 210。其應(yīng)變分布及大小決定于工件的形狀。 翻邊模具 結(jié)構(gòu)設(shè)計 首先必須確定發(fā)動機罩翻邊時的工作狀態(tài)以及翻邊后如何方便取出，考慮到內(nèi)支撐塊工作時將受到機罩翻邊工作狀態(tài)的影響和翻邊發(fā)動機罩自翻邊總成油缸的巨大推力，我們設(shè)計了可自鎖的開花機構(gòu)。在斜楔翻邊模中，通常使用修邊件的內(nèi)側(cè)壁初定位，然后靠壓料板將修邊件壓緊在翻邊凸模上，再進行翻邊。 根據(jù)加工內(nèi)容的不同，模具對導(dǎo)向精度和導(dǎo)向剛度的要求也不同，模具的導(dǎo)向形式也不同。當制件厚度較小時 ，還需要在凸模上增加頂出機構(gòu)。而當制件的加工方向必須是水平或傾斜方向時，就需要采用通過斜楔機構(gòu)把滑塊的垂直運動改變成模具工作部件的水平方向或傾斜方向的運動的斜楔模 。 反映斜楔與滑塊之間運動關(guān)系的圖稱為斜楔圖，它是設(shè)計斜楔機構(gòu)的必須基礎(chǔ)。一開始導(dǎo)柱開始接觸，當其向下行程為 110mm，下模的滑塊接觸并帶動凸模擴張機構(gòu)開始運動，當滑塊行程達到 30mm 時，擴張機構(gòu)結(jié)束，此時凸模鑲塊達到翻邊工作位置。所謂沖壓力是指完成沖壓加工所需的工藝力，如沖裁力、彎曲力、成形力等。 圖 33 正向斜楔機構(gòu) 汽車外覆蓋件發(fā)動機罩翻邊模具 CAD/CAM/CAE 16 正向 斜楔機構(gòu)的計算 向下傾斜運