【正文】 本文的順利完成離不開眾多同學的幫助，在此感謝A416室各位同學相互研究探討知識，借閱資料相互幫助，共同營造良好的科研氛圍。作者首先感謝章志兵老師同意更換課題，并幫助選取與之相關(guān)的課題。4 結(jié)論本文對海馬汽車后圍板加強橫梁的拉延模進行了設計，結(jié)論如下：(1) 使用基于UG平臺的毛坯展開向?qū)EW獲得了板料展開線，進而初步設計了板料的大體輪廓。圖326 壓邊圈和凸模內(nèi)導向(3) 總裝配圖327。圖 322 上模型面及主筋的設計 平衡塊凸臺的設計調(diào)出壓邊圈，在壓邊圈上表面調(diào)壓塊凸臺的對應位置排布上模的凸臺，如圖 323所示。圖 320 細節(jié)處理 依據(jù)以上條件通過優(yōu)化處理最終得到的下模造型，如圖321所示。(2) 適當布置減重孔，如圖318所示。受力部位要有立筋來起到受力的作用；(3) 非工作型面部位采用的側(cè)掏空加下掏空形式，且減輕孔的尺寸要能保證使頂桿（共22個）順利通過；(4) 設計下模整體高度在為230mm；(5) 查標準件手冊設計導桿。圖 314 導滑面的設計及加工空刀 凸模法蘭干涉讓空(1) 將凸模顯示出來，發(fā)現(xiàn)凸模法蘭面與壓邊圈干涉，壓邊圈需讓空。圖310 壓邊圈型面及輪廓空刀 壓邊圈沿形筋及上下法蘭(1) 偏置拉伸上下底面的輪廓線，做布爾加運算，得上下法蘭面；(2) 使用偏置命令偏置拉伸凸模線，與上圖做布爾求交運算，得外圍沿形筋，如圖311所示。再通過平衡塊的布置得到偏置尺寸，形成實體，與壓邊圈做差形成內(nèi)輪廓下部退刀部分。④考慮板料的彎曲，前定位板距送料水平線30mm，防止放料時坯料彎曲與定位板發(fā)生干涉；(4) 形成限位塊：每300400mm一個，直徑為90mm，共18個；安裝面與隨型筋的內(nèi)邊界距離為35mm，與隨型筋的外邊界最小距離為50mm。① 側(cè)定位板長度取坯料長度的1/2，對于拉延模，側(cè)定位板長度過長，壓邊圈空刀過大，強度上會有問題，所以采用分塊結(jié)構(gòu)。圖37 安裝導板 安裝法蘭及底面的筋 為了增加凸模掏空部分的強度，需要在底面設置5根筋條，如圖38所示。圖35 鑲塊修剪 底面減輕 為了減輕凸模的重量，需要用布爾運算的減運算掏空部分凸模，如圖36所示。用光滑的曲線把模線的各個部分縫合起來，保證模線的完整封閉，并在保存好相對坐標的前提下將處理好的DL圖原點移動至絕對坐標系下面。故有方案：拉延→修邊沖孔→整形，而我主要負責第一工序拉延模的設計。為了降低模具成本，壓料面外輪廓一般比拉延板料單邊大10毫米；(6) 平衡塊和墊塊下設計有支撐筋，且平衡塊下方設置有墊塊；(7) 當修邊線在凸模上時，壓邊圈與下模墊塊間保證2毫米間隙。其特點是四角的壓料力可分別調(diào)整，但模具安裝、調(diào)整較費時間，現(xiàn)采用較少。(1) 單動拉延模單動拉延模是利用機床的氣墊機構(gòu)進行壓料，靠凸模和凹模進行成形。圖218 FLD顯示圖 結(jié)果分析由圖217和圖218可以很直觀地發(fā)現(xiàn)，該方案沒有破裂危險，零件邊沿處局部突起附近出現(xiàn)輕微起皺，對最終零件只有較小的影響。自上而下分別是凹模、板料、壓邊圈、凸模。板料網(wǎng)格單元數(shù)為7942，節(jié)點數(shù)為8190。在UG環(huán)境下實現(xiàn)了金屬板料精密成形過程仿真，包括重力效應模擬、沖壓成形過程模擬等，幫助模具設計以及工藝人員校核設計方案，虛擬試模，減少潛在的設計問題。根據(jù)經(jīng)驗，可先對板料展開線向外偏置10mm，再用一個長方形板料完全包容它作為板料大體輪廓。圖25 提交計算 后處理計算完成后自動彈出后處理界面，初始顯示的是絕對厚度，如圖26所示。圖21 導入模型圖 網(wǎng)格剖分對零件進行網(wǎng)格剖分，網(wǎng)格越多，分析越準確，但是計算機工作量大，根據(jù)零件的形狀結(jié)構(gòu)，劃分單元網(wǎng)格尺寸為10mm。 毛坯展開Blank Estimation Wizard (毛坯展開向?qū)?用于準確估計板料展開尺寸，并全面分析板料成形性能，在保證最低成本并滿足產(chǎn)品性能要求的情況下，確定零件是否能夠進行沖壓加工，此外，該軟件還可用于提高材料的利用率，并輸出報價和估價報告。它的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的獨特概念代表一個系統(tǒng)級的設計方法。頂層基本骨架的引人能夠?qū)崿F(xiàn)從產(chǎn)品到模具整個設計過程中信息的傳遞、繼承和變更，因而這種設計方法適用于有經(jīng)驗的技術(shù)人員從事基于參數(shù)化技術(shù)設計，特別適用于團隊間的并行設計和相關(guān)設計。所謂自頂向下的裝配是指在裝配級中創(chuàng)建其他部件模型時，采用在裝配部件的頂級向下產(chǎn)生子裝配和部件的裝配方法，而自底向上裝配是先創(chuàng)建部件幾何模型，再組成子裝配，最后生成裝配部件的裝配方法。選擇剪切實體命令，以第3步中的實體作為剪切對象，按中鍵確定，選擇覆蓋件作為剪切面，單擊OK，然后確定正確的剪切方向，將該覆蓋件隱藏或?qū)⑵湟频絼e的圖層中使之不可見，現(xiàn)在就可清楚地看到凸模的實體曲面形狀了； (5) 按設計的需要進一步完善凸模，一個參數(shù)化的凸模就產(chǎn)生了，如圖14所示。創(chuàng)建參數(shù)化的主要部件實體這里講的參數(shù)化實體創(chuàng)建過程是指利用UG系統(tǒng)，建立某類覆蓋件典型的拉延模部件的參數(shù)化。此時還應考慮壓邊圈的型面也將隨著覆蓋件的工藝補充面的形狀而改變。一般而言，模具零件的標準化、參數(shù)化，拉延模設計的規(guī)范化、智能化和模具結(jié)構(gòu)的典型化、通用化是模具CAD/CAE/CAM一體化的關(guān)鍵。在設計領(lǐng)域，可以在這方面完成參數(shù)化的設計。汽車覆蓋件與一般沖壓件相比，具有材料薄、形狀復雜、結(jié)構(gòu)尺寸大、表面質(zhì)量高等特點。這對于汽車覆蓋件的生產(chǎn)來說是個致命傷，結(jié)果將會影響新車型在市場上的推出，影響各生產(chǎn)廠商的市場占有率，所以，汽車覆蓋件模具的制造一直也是個汽車生產(chǎn)廠商需要搶占的領(lǐng)域。其功能覆蓋了整個產(chǎn)品的開發(fā)過程，即覆蓋了從概念設計、功能工程分析到制造的過程，在航空、航天、汽車、機械、模具和家用電器等工業(yè)領(lǐng)域的應用非常廣泛。它采用了與Solidworks 相同的先進的底層圖形核心技術(shù)，該技術(shù)是在Windows環(huán)境下生成的，充分利用和發(fā)揮了Windows的強大功能和OLE技術(shù)。近年來隨著研究技術(shù)的發(fā)展和進一步完善，根據(jù)汽車覆蓋件模具設計的經(jīng)驗和規(guī)則，在UG平臺上將模板技術(shù)和參數(shù)化方法應用于汽車覆蓋件模具的設中，能夠大大地縮短傳統(tǒng)覆蓋件模具設計的周期，達到快速響應制造。一般汽車車身由數(shù)百個沖壓件組成，沖壓模高達1000套以上，模具的開發(fā)成本每年大約在2億美元左右。 基于UG的覆蓋件模具設計國民經(jīng)濟五大支柱產(chǎn)業(yè)機械、電子、汽車、石油化工和建筑都要求模具工業(yè)的發(fā)展與之相適應，都需要大量模具，特別是汽車工業(yè)，在入世，經(jīng)濟好轉(zhuǎn)的情況下，其發(fā)展勢頭越來越猛，而作為其主要制造部分的覆蓋件模具的設計及制造業(yè)得到了空前的發(fā)展。非工作部分雖然不直接參與沖壓產(chǎn)品，但往往是起到保證沖壓精度、沖壓連續(xù)性、沖壓安全性及可操作性的重要作用。然而，對于如果按模具實現(xiàn)的功能來對覆蓋件模具結(jié)構(gòu)進行劃分，既不利于設計者對各結(jié)構(gòu)建立清晰的概念，也不利于覆蓋件模具的模塊化設計。工藝切口或工藝孔、凹槽應故在廢料部分，最后將其修掉[5]。加大后的圓角，可通過后工序的整形達到產(chǎn)品要求。要做到這一點，必須要保證拉伸深度均勻，因為只有在壓料圈將拉伸毛坯壓緊在凹模壓料面上，不形成皺紋或折痕，才能保證拉伸件不皺不裂。工藝補充部分的凹模圓角半徑一般取810mm，在能夠拉出滿意的拉伸件的條件下，盡可能減少工藝補充部分，但必要時還要有意增加工藝補充(如凹槽、斜槽、凸筋等)。而壓料面各部分進料阻力均勻是確保拉伸件不起皺、不開裂的重要保證。沿順時針方向旋轉(zhuǎn)一個角度，使凸棋能夠進入凹模；(2) 使凸模接觸毛坯的面積大。各可變量設計之間又有相輔相成的關(guān)系，如何協(xié)調(diào)各變量的關(guān)系．是成形技術(shù)的關(guān)鍵，要使之不但滿足該工序的拉伸，還要滿足該工序沖模設計和制造工藝的需要，并給下道熔邊、翻邊工序創(chuàng)造有利條件，一般應注意以下幾個方面。模具制造完畢，在拉伸模調(diào)試過程中，還必須對拉伸件的起皺和開裂現(xiàn)象進行仔細分析與研究，并采取相應的措施。 關(guān)鍵理論及技術(shù) 汽車覆蓋件拉延工藝設計汽車車身外形是由許多輪廓尺寸較大且具有空間曲面形狀的覆蓋件焊接而成，因此對覆蓋件的尺寸精度和表面質(zhì)量有較高要求。而在國內(nèi)，絕大部分企業(yè)沒有這方面的能力。汽車車身模具標準尚未建立和完善多種典型的模具結(jié)構(gòu)和工藝，且尚未形成行業(yè)標準件計算機銷售網(wǎng)，模具標準件的供貨周期長，商品品種不全。而在國外大量采用具有翻轉(zhuǎn)和數(shù)顯功能的研配壓力機或研配系統(tǒng)機床，研修工作量小，并且與CAE技術(shù)結(jié)合，可一次性沖調(diào)試完畢，大大縮短了調(diào)試周期。鑄件：用戶對鑄件的要求越來越高，鑄件的輕量化、薄壁化、強韌化已成為發(fā)展的必然趨勢。沖壓工藝分析：在工業(yè)發(fā)達國家，CAE技術(shù)應用已成熟。汽車工業(yè)的發(fā)展也給汽車覆蓋件模具的發(fā)展帶來的巨大的潛力與空間。目前，資產(chǎn)過億、擁有龍門加工中心10臺以上的大型汽車模具企業(yè)已經(jīng)達到10多家[2]。一汽模具公司已經(jīng)擁有五軸高速數(shù)控銑床等大型高速加工設備；東風汽車模具公司擁有高速數(shù)控銑床、五軸數(shù)控銑床、龍門數(shù)控雕刻機床、激光切割機床等各種先進大型機床22臺套。同時，可以實現(xiàn)內(nèi)凹圓角清根、外凸圓角加工到位等，因而可以控制模具配合的等距間隙、最大可能的縮小型面誤差，實現(xiàn)面的精細加工。由于模具結(jié)構(gòu)的差異，即使對同一類型的模具設計，也需要設計人員按照同一流程完成設計過程，極大降低了設計效率。雖然國內(nèi)現(xiàn)在也有許多廠商采用CAD/CA