【正文】 欒老師認(rèn)真負(fù)責(zé)的作風(fēng)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、勤奮的工作精神、淵博的學(xué)識(shí)、敏銳的洞察力以及和藹寬厚的做人風(fēng)范將讓學(xué)生深深折服 并將受益終生。 （ 4） 用 UG 三維軟件對(duì)拉延模具和修邊沖孔模具進(jìn)行實(shí)體設(shè)計(jì)，形象直觀，便于檢查不足和缺陷，對(duì)模具零件進(jìn)行裝配，保證了零件加工的準(zhǔn)確性和定位的正確性，提高了模具的生產(chǎn)效率，縮短了模具設(shè)計(jì)周期。 山東大學(xué)本科畢業(yè)論文 40 第五章 總結(jié) 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)主要對(duì)汽車三角窗安裝板進(jìn)行了模擬分析以及三維模具設(shè)計(jì)，通過(guò)本次研究，熟練地掌握了 Dynaform 模擬軟件和 UG 、 CAXA造型軟件，同時(shí)，也對(duì)汽車覆蓋件的工藝以及模具設(shè)計(jì)有了一定的了解，但是也有不足之處，鑒于時(shí)間關(guān)系，沒(méi)有把四套模具都繪制出來(lái)，只是進(jìn)行了拉深模的模擬和拉深模、第一套修邊沖孔模的 UG 三 維造型，這是一點(diǎn)小遺憾，但我將會(huì)在畢設(shè)結(jié)束后繼續(xù)學(xué)習(xí)，也希望未來(lái)可以把我此次的學(xué)習(xí)的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)應(yīng)用于實(shí)踐中。 壓力機(jī)的裝模高度必須符合模具閉合高度的要求，即 Hmax5mm≥Hm≥Hmin+10mm 式中 : Hmax——壓力機(jī)的最大裝模高度（ mm） 。 ，距壓板 Z向大于 110mm。 （ a）壓件器仰視圖 （ b）壓件器正二測(cè)視圖 圖 413 壓件器 （ 5） 上下模座設(shè)計(jì) 1） 上模座設(shè)計(jì) 上模座需設(shè)計(jì)出鑲塊安裝面、凸模固定板安裝面、導(dǎo)板導(dǎo)滑面、彈簧安裝臺(tái)、鑲塊擋墻 面、受力筋等結(jié)構(gòu)，如圖 414所示； 山東大學(xué)本科畢業(yè)論文 37 圖 414 上模座 彈簧要盡量布置在有工作內(nèi)容的地方，最好均勻一些，免的壓料力相差太大，使模具受力不均勻 。 圖 410 下廢料刀生成界面 圖 411 下廢料刀 （ 3） 沖孔凸凹模設(shè)計(jì) 不規(guī)則孔需要自制沖頭、固定座，沖孔以凸模為準(zhǔn)，凹模與之配間隙，沖頭一般比孔的名義尺寸大 ，如圖 412所示 ,凹模根據(jù)表 選單邊沖裁間隙為 ，再制做沖孔 凹模。 ，在鑲塊上廢料刀附近需設(shè)加強(qiáng)筋。 修邊凹模鑲塊是在 UG 里用工具 → 汽車制造 自動(dòng)化 → 沖模工程 → 修邊凹模命令生成的，操作界面如圖 47所示，本制件的凹模鑲塊如圖 48所示。 （ 1）壓邊力 Q = F*q Q為壓邊力（ N）； F為壓邊的面積， F= 2mm ； Q為單位壓邊力， 查 模具設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè) 得 :q=～ 3 2N/mm 。傾斜修邊的修邊凸（凹）模與垂直方向成一定角度運(yùn)動(dòng)，凸（凹）模的傾斜方向運(yùn)動(dòng)可以通過(guò)斜楔機(jī)構(gòu)或通過(guò)在模具上加裝傾斜方向的液壓缸來(lái)實(shí)現(xiàn)。對(duì)于汽車覆蓋件，修邊輪廓多數(shù)是空間不規(guī)則形狀，為節(jié)省模具、提高生產(chǎn)效率，設(shè)計(jì)時(shí)盡量將兩沖孔與修邊工序合并，成為修邊沖孔工序。 2） S4400壓力機(jī)工作臺(tái)的長(zhǎng)度和寬度為 4700mm和 2600mm，分別大于模具的長(zhǎng)度和寬度，故符合要求。 （ 5） 拉延模裝配圖 拉延模主要有三大件組成：凸模、凹模、壓邊圈，完成這三部 分設(shè)計(jì)后，在裝配環(huán)境中，通過(guò) WAVE 幾何鏈接技術(shù)建立父子裝配組件約束關(guān)系，進(jìn)行剩余組件的設(shè)計(jì)，最終完成模具的整體裝配設(shè)計(jì)，如圖 45所示。由于汽車覆蓋件一般不是軸對(duì)稱的，因此，要求沖模的導(dǎo)向必須能承受較大的側(cè)向力。 山東大學(xué)本科畢業(yè)論文 28 （ a）壓邊圈正二測(cè)視圖 （ b）壓邊圈底 面圖 圖 43 壓邊圈 （ 3） 拉延模凹模 上模采用整體鑄件結(jié)構(gòu)，凹模的作用是形成凹模壓料面和凹模拉深圓角，其結(jié)構(gòu)包括凹模壓料面、凹模拉延圓角、凹模內(nèi)的成形部件。 （ 2） 拉延模壓料圈 壓料圈的作用是將板料壓緊在凹模上，防止板料起皺，材料為鉬鉻鑄鐵，其結(jié)構(gòu)如圖 43所示，其中壓力調(diào)整墊：用來(lái)調(diào)整壓邊力等，材質(zhì)通常為 45；定位板組件：主要用于毛坯板料的定位，材質(zhì)通常為 A3；此外，為了節(jié)約成本、提高強(qiáng)度、美觀模具，需要對(duì)壓邊圈進(jìn)行合理的減輕，設(shè)有減重孔。凸模熱處理：拉延凸模棱線及圓角表面淬火， HRC5055 。 1）凸模設(shè)計(jì) 由于汽車覆蓋件的尺寸比較大，凸模的尺寸也比較大，故采用鑄造成型，且為中空式的殼 體結(jié)構(gòu)。 此外，由于覆蓋件拉延模形狀復(fù)雜，所以凸凹模、壓邊圈、固定座等主要零件采用帶加強(qiáng)筋的空心鑄件結(jié)構(gòu)，所用的材料應(yīng)滿足耐磨、不宜拉毛、易加工，并能進(jìn)行局部表面火焰淬火。根據(jù)模擬結(jié)果以及各工藝參數(shù)，此制件選用單動(dòng)拉延模。 拉延模具設(shè)計(jì) 拉延模具介紹 拉深模是保證制成合 格覆蓋件最主要的裝備，其作用是將平板狀毛坯料經(jīng)過(guò)拉深工序使之成形為立體空間工件 ]16[ 。 翻邊 整形工序一般在一套模具中成形。 本次 汽車三角窗安裝板 主要采用四個(gè)工序來(lái)完成，分別是拉深工序 ——修邊沖孔工序 ——修邊（側(cè)）沖孔工序 ——修邊沖孔翻邊整形工序。 DL 圖設(shè)計(jì)可以系統(tǒng)地全方位地指導(dǎo)模具 設(shè)計(jì)、制造、調(diào)試整個(gè)生產(chǎn)管過(guò)程，克服了模具單工序加工造成各工序之間不銜接統(tǒng)一、模具質(zhì)量下降，制造周期長(zhǎng)的缺陷。此方案的缺點(diǎn)是中間連接部分與異型孔距離較近，第三道工序?qū)⒁蚩臻g太小無(wú)法安排修邊凹模與沖孔凸模的位置。為保證沖壓件的質(zhì)量及各種要求，必須選擇合理的沖壓工藝 。 應(yīng)用 eta/POST 進(jìn)行后處理，得到 成形極限 圖（ FLD），如圖 227所示，厚度變化圖如圖 228 所示， 從厚度變化圖及成形極限圖上可以看出 ，零件成行不足缺陷 明顯 得到 改善， 但是出現(xiàn)了輕度拉裂缺陷，且 零件部分最大增厚率大約為 4%，最大減薄率大約為 32%， 最大減薄率超過(guò) 允許的范圍 ，故壓邊力過(guò)大，此方案不可取。 通過(guò)后處理得到成形極限圖（ FLD），如圖 223 所示，厚度變化圖如圖 224 所示， 從厚度變化圖及成形極限圖上可以看出 ，零件 已無(wú)拉裂，起皺現(xiàn)象 得到 改善 ，但是成形不足，故考慮加大壓邊力，以增加成形剛度。 圖 219 成形極限圖 山東大學(xué)本科畢業(yè)論文 16 圖 220 厚度變化圖 方案四： 雙動(dòng)拉深成形，有拉深筋，壓邊力 300KN，矩形坯料：長(zhǎng) 1510mm，寬 590mm。 圖 215 成形極限圖 方案二： 雙動(dòng)拉深成形，有拉深筋，壓邊力 300KN，矩形坯料：長(zhǎng) 1510mm，寬 550mm。 圖 213 提交任務(wù)對(duì)話框 圖 214 任務(wù)提交管理器界面 （ 7）后處理模擬結(jié)果 求解器完成計(jì)算后，必須對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行后處理， Dynaform的后處理模塊提供了的料的變形圖、成形極限圖、應(yīng)力應(yīng)變圖及厚薄圖等直觀動(dòng)態(tài)地表示出變形過(guò)程及相關(guān)應(yīng)力應(yīng)變情況、厚薄情況、起皺破裂等缺陷，有利于我們進(jìn)行科學(xué)分析，確定合理的工藝參數(shù)，提出合理的工藝方案。用戶可以單擊 設(shè)置主界面上 Process 標(biāo)簽進(jìn)入工序設(shè)置界面。 B170P1是無(wú)間隙原子高強(qiáng)度冷軋鋼，它具有良好的沖壓性能，同時(shí)有高的強(qiáng)度，對(duì)部件減薄有利，并具抗凹陷性能，具有出色的加工性能，非常適用于汽車覆蓋件零件。所需注意的問(wèn)題為： 1） 板料的網(wǎng)格需要適當(dāng)小，凸模、凹模、壓料圈的網(wǎng)格應(yīng)該適當(dāng)大， 以防求解時(shí)內(nèi)存不足。 在運(yùn)用 Dynaform進(jìn)行沖壓過(guò)程仿真之前需要確定坯料大小及形狀，確定坯料的方法有兩種：一種是在 Dynaform中運(yùn)用坯料工程（ Blank Size EngineeringBSE）模塊預(yù)測(cè)坯料形狀及大小，另一種是根據(jù)汽車覆蓋件深度較淺的特點(diǎn)選用矩形坯料，且根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定坯料大小。 在沒(méi)有拉深筋時(shí)，通過(guò) Dynaform板料成形分析軟件分析得此件凸緣部分有起皺缺陷，與凸模底部接觸的部分成形剛度不足 （詳細(xì)結(jié)果見(jiàn)沖壓過(guò)程仿 真部分后處理方案一） ，因此需設(shè)置拉深筋，以調(diào)整板料流動(dòng)方向和流動(dòng)速度。 3)對(duì)某些深度較淺、曲率較小的覆蓋件來(lái)說(shuō)，必須保證毛坯在成形過(guò)程中有足夠的塑性變形量，才能保證其能有較好的形狀精度和剛度。 圖 26 壓料面設(shè)計(jì) （ 5）工藝補(bǔ)充面 零件與壓料面之間的過(guò)渡部分叫做工藝補(bǔ)充面。 4） 壓料面應(yīng)使后續(xù)工序有可靠定位，并考慮送料取件方便。壓料面的形狀對(duì)控制周邊材料向模腔內(nèi)流動(dòng)，保證拉深深度、均勻性等有重要影響。 4）有利于防止表面缺陷。所以必須選擇合理的沖壓方向，才能使拉深成形過(guò)程順利實(shí)現(xiàn)，產(chǎn)品的沖壓方向調(diào)整如下圖 24所示，綠色表示沒(méi)有沖壓負(fù)角，山東大學(xué)本科畢業(yè)論文 6 即不存在凸模接觸不到的 “死區(qū) ”，紅色表示存在沖壓負(fù)角。 圖 23 網(wǎng)格劃分 注意問(wèn)題： 1）確保導(dǎo)入零件模型為片體之后再進(jìn)行網(wǎng)格劃分，如果導(dǎo)入零件為實(shí)體，利用前處理 → 曲面 → 生成中間曲面功能抽取中面。模面設(shè)計(jì)一般由零件準(zhǔn)備、沖壓方向的確定、壓料面的生成、工藝補(bǔ)充面的生成等幾個(gè)主要步驟構(gòu)成。零件材料為 B170P1，材料厚度為 。一套汽車覆蓋件模具的設(shè)計(jì)與制造需要經(jīng)過(guò)產(chǎn)品成型工藝分析、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、數(shù)控程序編制、加工制造，實(shí)型鑄造，鑄件數(shù)控加工、鉗工裝配與調(diào)試等過(guò)程。并且隨著國(guó)內(nèi)技術(shù)水平的提高，模具技術(shù)呈現(xiàn)以下幾大發(fā)展趨勢(shì)：模具三維設(shè)計(jì)地位得到 鞏固；沖壓成形過(guò)程的模擬（ Computer Aided EngineeringCAE）作用的發(fā)揮越來(lái)越突出；數(shù)字化模具技術(shù)已成為主流方向；高強(qiáng)度鋼板沖壓技術(shù)是未來(lái)發(fā)展方向之一；新型壓機(jī)帶動(dòng)的新的模具產(chǎn)品適時(shí)推出；模具材料及表面處理技術(shù)將受到重用；模具的精細(xì)化制造是必然趨勢(shì)；管理的科學(xué)化和信息化是模具企業(yè)發(fā)展方向 ]4[ 。從我國(guó)模具 工業(yè)的發(fā)展情況看，模具這一產(chǎn)品適合專業(yè)化、集團(tuán)化方向發(fā)展，模具企業(yè)在條件成熟時(shí)走聯(lián)合之路是必然的發(fā)展趨勢(shì)。 標(biāo)準(zhǔn)化程度：在汽車覆蓋件模具的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、制造上，汽車模具的標(biāo)準(zhǔn)化工作多停留在初步階段，汽車覆蓋件模具標(biāo)準(zhǔn)件 的生產(chǎn)量少，產(chǎn)品水平低，雖然有不少汽車企業(yè)采用了標(biāo)準(zhǔn)件，但是 大部分 依賴進(jìn)口。但是由于多方面的原因，仍有不少中小型企業(yè)還停留在手工設(shè)計(jì)模山東大學(xué)本科畢業(yè)論文 2 具的階段，采用傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法和二維 CAD設(shè)計(jì)，導(dǎo)致設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)化和開發(fā)應(yīng)用水平低，效率不高，并且在設(shè)計(jì)的理論和實(shí)踐經(jīng) 驗(yàn)的積累上遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于國(guó)外。它既是外觀裝飾性零件，也是受力 剝殼狀的受力零件，因此其不僅外觀質(zhì)量要求高，以滿足汽車造型的要求，而且要求配合精度高、形狀和尺寸的一致性及互換性要求高，以保證焊接和裝配質(zhì)量，所以汽車覆蓋件沖壓成型技術(shù)在沖壓領(lǐng)域占重要的地位 。Dynaform simulation。 眾所周知，隨著汽車工業(yè)的迅猛發(fā)展，傳統(tǒng)的覆蓋件模具設(shè)計(jì)方法已無(wú)法適應(yīng)激烈的覆蓋件產(chǎn)品生產(chǎn)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)要求 ，迫切需要盡快掌握和提高車身覆蓋件沖壓工藝和模具的設(shè)計(jì)水平，期望能在激烈的全球化競(jìng)爭(zhēng)中謀生存、求發(fā)展。目前， 沖壓成形過(guò)程的模擬作用的發(fā)揮越來(lái)越突出，模具三維設(shè)計(jì)地位得到鞏固，這都是 更經(jīng)濟(jì)、更迅速、更好的制造出理想的汽車覆蓋件 的有效措施及良好趨勢(shì)。Process analysis。由于 覆蓋件的工藝設(shè)計(jì)、沖模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和沖模制造工藝都具有特殊性， 所以 在實(shí)踐中常把覆蓋件從一般沖壓件中分離出來(lái)，作為一個(gè)特殊的類別加以研究和分析 ]2[ 。 制造水平：在汽車覆蓋件模具的制造上，國(guó)內(nèi)外也有很多差距。 管理水平：在企業(yè)管理方面，信息化管理在國(guó)外已很普遍，而國(guó)內(nèi)只有少數(shù)企業(yè)實(shí)施信息化管理 ]3[ 。為了適應(yīng)企業(yè)發(fā)展和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的需要，中國(guó)的汽車模具公司還應(yīng)積極尋求國(guó)際合作，嘗試由單純的生產(chǎn)型工廠走向資本運(yùn)營(yíng)型企業(yè)。 此外，為了提高制造汽車覆蓋件的效率，降低其制造的周期，在進(jìn)行汽車覆蓋件模具設(shè)計(jì)時(shí)，并行工程的思想也是不容忽視的 ，即要考慮后續(xù)加工和將來(lái)設(shè)計(jì)時(shí)的需山東大學(xué)本科畢業(yè)論文 3 要，也要對(duì)設(shè)計(jì)中涉及產(chǎn)品信息的部分盡量考慮標(biāo)準(zhǔn)化和數(shù)字化。此課題主要在成形工藝性分析、模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)兩個(gè)方面進(jìn)行科學(xué)合理地模擬和設(shè)計(jì)，確定最佳工藝參數(shù)和模具結(jié)構(gòu)，有利于更深地了解汽車覆蓋件模具，發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中常出現(xiàn)的問(wèn)題，較為熟練地應(yīng)用板料成形過(guò)程數(shù)值模擬軟件DYNAFORM 和三維設(shè)計(jì)軟件，同時(shí)有利于培養(yǎng)獨(dú)立思考的能力及合作交流能力，進(jìn)一步學(xué)習(xí)專業(yè)知識(shí)， 提高 解決問(wèn)題 的能力 。 拉延過(guò)程數(shù)值模擬 板料成形有限元數(shù)值模擬技術(shù)是一個(gè)涉及計(jì)算科學(xué)、材料科學(xué)和有限元技術(shù)等領(lǐng)域的綜合技術(shù) ]6[ 。 此產(chǎn)品的模面設(shè)計(jì)過(guò)程如下： （ 1）導(dǎo)入成形零件幾何模型并進(jìn)行有限元網(wǎng)格劃分 山東大學(xué)本科畢業(yè)論文 5 將 UG中零件導(dǎo)出為標(biāo)準(zhǔn) IGES文件， Dynaform導(dǎo)入 IGES文件，如圖 22所示。 2)為了防止網(wǎng)格中存在一些潛在的、影響影響模擬的缺陷，需要檢查網(wǎng)格質(zhì)量并且修補(bǔ)，例如重疊的面，法向不一致的單元等，必須保證所有單元的法向必須一致，否則將影響沖壓方向的調(diào)整 ]10[ 。 圖 24 沖壓方 向調(diào)整 沖壓方向的選擇應(yīng)考慮以下原則： 1）保證將拉深件的全部空間形狀一次拉深出來(lái)，不應(yīng)有凸模接觸不到的 “死區(qū) ”，即保證凸模完全進(jìn)入凹模。對(duì)一些表面件，為了保證其表面質(zhì)量，在選擇拉深方向時(shí)，對(duì)重要的部分要保證不產(chǎn)生拉深時(shí)出現(xiàn)的偏移線、顫動(dòng)線等表面缺陷。對(duì)壓料面形狀的主要要求