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1、湖北汽车工业学院科技学院毕业设计（论文）开题报告课题名称：前门门锁加强板翻边侧冲孔侧修边模参数化设计指导老师： 学生：班级学号： 专业：材料成型及控制工程（模具设计与制造）时间：2012年3月1日一、 课题名称： 前门门锁加强板翻边侧冲孔侧修边模参数化设计二、课题内容 深入探讨UG软件中自顶向下的设计思路。利用其中的汽车覆盖件模具专用模块进行前门门锁加强板翻边侧冲孔侧修边模的参数化三维结构设计，并生成LOM表及工程图。三、 课题研究背景（一）国内外的研究现状 近年来，我国冲压模具水平已有很大提高。大型冲压模具已能生产单套重量达50多吨的模具。为中档轿车配套的覆盖件模具内也能生产了。精度达到12
2、m，寿命2亿次左右的多工位级进模国内已有多家企业能够生产。表面粗糙度达到Ra1.5m的精冲模，大尺寸（300mm）精冲模及中厚板精冲模国内也已达到相当高的水平。 1）模具CAD/CAM技术状况 我国模具CAD/CAM技术的发展已有20多年历史。由原华中工学院和武汉733厂于1984年共同完成的精冲模CAD/CAM系统是我国第一个自行开发的模具CAD/CAM系统。由华中工学院和北京模具厂等于1986年共同完成的冷冲模CAD/CAM系统是我国自行开发的第一个冲裁模CAD/CAM系统。上海交通大学开发的冷冲模CAD/CAM系统也于同年完成。20世纪90年代以来，国内汽车行业的模具设计制造中开始采用C
3、AD/CAM技术。国家科委863计划将东风汽车公司作为CIMS应用示范工厂，由华中理工大学作为技术依托单位，开发的汽车车身与覆盖模具CAD/CAPP/CAM集成系统于1996年初通过鉴定。在此期间，一汽和成飞汽车模具中心引进了工作站和CAD/CAM软件系统，并在模具设计制造中实际应用，取得了显著效益。1997年一汽引进了板料成型过程计算机模拟CAE软件并开始用于生产。 21世纪开始CAD/CAM技术逐渐普及，现在具有一定生产能力的冲压模具企业基本都有了CAD/CAM技术。其中部分骨干重点企业还具备各CAE能力。 模具CAD/CAM技术能显著缩短模具设计与制造周期，降低生产成本，提高产品质量，已
4、成为人们的共识。在“八五”、九五“期间，已有一大批模具企业推广普及了计算机绘图技术，数控加工的使用率也越来越高，并陆续引进了相当数量CAD/CAM系统。如美国EDS的UG，美国Parametric Technology公司 Pro/Engineer，美国CV公司的CADSS，英国DELCAM公司的DOCT5，日本HZS公司的CRADE及space-E, 以色列公司的Cimatron 还引进了AutoCAD CATIA 等软件及法国Marta-Daravision公司用于汽车及覆盖件模具的Euclid-IS等专用软件。国内汽车覆盖件模具生产企业普遍采用了CAD/CAM技术/DL图的设计和模具结构
5、图的设计均已实现二维CAD，多数企业已经向三维过渡，总图生产逐步代替零件图生产。且模具的参数化设计也开始走向少数模具厂家技术开发的领域。 在冲压成型CAE软件方面，除了引进的软件外，华中科技术大学、吉林大学、湖南大学等都已研发了较高水平的具有自主知识产权的软件，并已在生实践中得到成功应用，产生了良好的效益。快速原型（RP）传统的快速经济模具相结合，快速制造大型汽车覆盖件模具，解决了原来低熔点合金模具靠样件浇铸模具，模具精度低、制件精度低，样样制作难等问题，实现了以三维CAD模型作为制模依据的快速模具制造，它标志着RPM应用于汽车身大型覆盖件试制模具已取得了成功。围绕着汽车车身试制、大型覆盖件模
6、具的快速制造，近年来也涌现出一些新的快速成型方法，例如目前已开始在生产中应用的无模多点成型及激光冲击和电磁成型等技术。它们都表现出了降低成本、提高效率等优点。 2）模具设计与制造能力状况 在国家产业政策的正确引导下，经过几十年努力，现在我国冲压模具的设计与制造能力已达到较高水平，包括信息工程和虚拟技术等许多现代设计制造技术已在很多模具企业得到应用。虽然如此，我国的冲压模具设计制造能力与市场需要和国际先进水平相比仍有较大差距。这一些主要表现在高档轿车和大中型汽车覆盖件模具及高精度冲模方面，无论在设计还是加工工艺和能力方面，都有较大差距。轿车覆盖件模具，具有设计和制造难度大，质量和精度要求高的特点
7、，可代表覆盖件模具的水平。虽然在设计制造方法和手段方面基本达到了国际水平，模具结构周期等方面，与国外相比还存在一定的差距。 标志冲模技术先进水平的多工位级进模和多功能模具，是我国重点发展的精密模具品种。有代表性的是集机电一体化的铁芯精密自动阀片多功能模具，已基本达到国际水平。 但总体上和国外多工位级进模相比，在制造精度、使用寿命、模具结构和功能上，仍存在一定差距。 汽车覆盖件模具制造技术正在不断地提高和完美，高精度、高效益加工设备的使用越来越广泛。高性能的五轴高速铣床和三轴的高速铣床的应用已越来越多。NC、DNC技术的应用越来越成熟，可以进行倾角加工超精加工。这些都提高了模具面加工精度，提高了
8、模具的质量，缩短了模具的制造周期。 模具表面强化技术也得到广泛应用。工艺成熟、无污染、成本适中的离子渗氮技术越来越被认可，碳化物被覆处理（TD处理）及许多镀（涂）层技术在冲压模具上的应用日益增多。真空处理技术、实型铸造技术、刃口堆焊技术等日趋成熟。激光切割和激光焊技术也得到了应用。3)我国模具与国外的差距近年来，通过不懈的努力，国内轿车冲压件模具的设计制造能力取得了显著的进步。但是，在轿车特别是中高档轿车外覆盖件模具的开发上，我们与国际水平仍有较大差距。国内模具与国外的差距主要表现在以下几个方面：(1)原材料问题受售价限制，国产模具多采用2Cr13和3Cr13作精密热处理，而国外则采用专用模具
9、材料DINI、2316，其综合机械性能，耐磨、耐腐蚀性能及抛光亮度均明显优于国产计算机。这从根本上影响了国产模具的外观质量和使用寿命。(2) 制造工艺水平国内模具生产厂家，工艺条件参差不齐，差距很大。不少厂家由于设备不配套很多工作依赖手工完成，严重影响了精度和质量。(3) 模具设计体系国内一些生产厂家虽然也采用了计算机辅助设计(CAD)和计算机辅助制造技术(CAM)，但依旧停留在引进、消化和吸收阶段，难以形成具有成熟的理论指导和设计体系。因此，规范模具设计软件系统的开发是当务之急。(4) 调试水平模具就其本质而言属于工装，生产出合格制品才是最终目的。因此，模具的质量、性能依赖试模结果检验。国内
10、模具厂因交货期短，试模设备局限，往往把质量检验工作放在用户处试模，易给用户造成大量的损失和浪费。而且由于修模受时间，场地限制，往往难以调试出最佳状态。而国外一些发展较好的企业都拥有自己的试模场所和设备，可以模拟用户的工作条件试模，所以能在最短的时限达到很好的效果。(5) 价格因素目前一些厂商只关心价格，而忽略了模具的技术质量，对用户而言合理的质量价格比是最优选择，所以进口模具价格比国产模具高8-10倍，仍有其市场空间。国内一些模具厂，迫于竞争需要，盲目压价，甚至以次充好，粗制滥造，是一种不负责任的短期行为，将为国产模具的发展带来重创。当然，在确保品质的前提下，加强管理，扩大规模，降低成本无疑是
11、努力的方向。(6) 配套体系我国模具生产企业习惯埋头搞生产科研，而忽视了与其他设备供应商、原料供应商合作。无形中使用户走了许多弯路。我们的模具厂必须和其他厂家及各大科研院所共同合作，为用户创造最佳的制品，创造更大的利润，才有希望为自己营造广阔的发展空间。（二）课题的研究意义 我国冲压模具无论在数量上，还是在质量、技术和能力等方面都已有了很大发展，但与国发经济需求和世界先进水平相比，差距仍很大，一些大型、精度、复杂、长寿命的高档模具每年仍大量进口，特别是中高档轿车的覆盖件模具，目前仍主要依靠进口。深入研究冲压模具的成型技术，已成为我国发展的趋势。 根据我国海关统计资料,2004年我国共进口冲压模
12、具5.61亿美联社元,约合46.6亿元.从上述数字可以得出2004年我国冲压模具市场总规模约为266.6亿元.其中国内市场需求为260.4亿元,总供应约为213.8亿元,市场满足率为82%.在上述供求总体情况中,有几个具体情况必须说明:一是进口模具大部分是技术含量高的大型精密模具,而出口模具大部分是技术含量较低中的中低档模具,因此技术含量高的中高档模具市场满足率低于冲压模具总体满足率,这些模具的发展已滞后于冲压件生产,而技术含量低的中低档模具市场满足率要高于冲压模具市场总体满足率;二是由于我国的模具价格要比国际市场低格低许多,具有一定的竟争力,因此其在国际市场前景看好,2005年冲压模具出口达
13、到1.46亿美元,比2004年增长94.7%就可说明这一点;三是近年来港资、台资、外资企业在我国发展迅速，这些企业中大量的自产自用的冲压模具无确切的统计资料，因此未能计入上述数字之中。 Q98uh/y-x)c0C 模具技术的发展应该为适应模具产品“交货期短”、“精度高”、“质量好”、“价格低”的要求服务。达到这一要求急需发展如下几项： t5On8qu0 中国机械资讯网:o!SlY:i (1)全面推广CAD/CAM/CAE技术模具CAD/CAM/CAE技术是模具设计制造的发展方向。随着微机软件的发展和进步，普及 CAD/CAM/CAE技术的条件已基本成熟，各企业将加大CAD/CAM技术培训和技术
14、服务的力度；进一步扩大CAE技术的应用范围。计算机和网络的发展正使CAD/CAM/CAE技术跨地区、跨企业、跨院所地在整个行业中推广成为可能，实现技术资源的重新整合，使虚拟制造成为可能。 w$Pf0 (2)高速铣削加工国外近年来发展的高速铣削加工，大幅度提高了加工效率，并可获得极高的表面光洁度。另外，还可加工高硬度模块，还具有温升低、热变形小等优点。高速铣削加工技术的发展，对汽车、家电行业中大型型腔模具制造注入了新的活力。目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向发展。 G sc2PC)ET7wp!I0 中国机械资讯网dZb;d _gkv (3)模具扫描及数字化系统高速扫描机和模具扫描系统提供
15、了从模型或实物扫描到加工出期望的模型所需的诸多功能，大大缩短了模具的在研制制造周期。有些快速扫描系统，可快速安装在已有的数控铣床及加工中心上，实现快速数据采集、自动生成各种不同数控系统的加工程序、不同格式的CAD数据，用于模具制造业的“逆向工程”。模具扫描系统已在汽车、摩托车、家电等行业得到成功应用，相信在“十五”期间将发挥更大的作用。 中国机械资讯网,n Q/r4Ndps0B (4)电火花铣削加工电火花铣削加工技术也称为电火花创成加工技术，这是一种替代传统的用成型电极加工型腔的新技术，它是有高速旋转的简单的管状电极作三维或二维轮廓加工(像数控铣一样)，因此不再需要制造复杂的成型电极，这显然是
16、电火花成形加工领域的重大发展。国外已有使用这种技术的机床在模具加工中应用。预计这一技术将得到发展。 中国机械资讯网H&M9Al (5)提高模具标准化程度我国模具标准化程度正在不断提高，估计目前我国模具标准件使用覆盖率已达到30%左右。国外发达国家一般为80%左右。 中国机械资讯网b8z(Qe%aWg中国机械资讯网w|$k ?a0U3m6YJ (6)优质材料及先进表面处理技术选用优质钢材和应用相应的表面处理技术来提高模具的寿命就显得十分必要。模具热处理和表面处理是否能充分发挥模具钢材料性能的关键环节。模具热处理的发展方向是采用真空热处理。模具表面处理除完善应发展工艺先进的气相沉积(TiN、TiC
17、等)、等离子喷涂等技术。 4p ?oH,O),XAdMSpA0 z#cE8b9Y0 (7)模具研磨抛光将自动化、智能化模具表面的质量对模具使用寿命、制件外观质量等方面均有较大的影响，研究自动化、智能化的研磨与抛光方法替代现有手工操作，以提高模具表面质量是重要的发展趋势。 中国机械资讯网*QV e8ml,kFqE中国机械资讯网D8A:j_aA n(8)模具自动加工系统的发展这是我国长远发展的目标。模具自动加工系统应有多台机床合理组合；配有随行定位夹具或定位盘；有完整的机具、刀具数控库；有完整的数控柔性同步系统；有质量监测控制系统。四 总体设计方案及可行性分析根据产品的形状和结构分析可得：该产品需
18、要进行拉延、冲孔、翻边、侧冲孔、侧修边等几种操作，初步确定以下三种方案：1、落料拉延修边冲孔内翻边外翻边侧冲孔侧修边2、落料拉延修边冲孔外翻边冲孔侧冲孔侧修边修边内翻边3、落料拉延修边冲孔外翻边修边冲孔内翻边侧冲孔侧修边侧冲孔侧修边方案一：由于工件工艺孔很多，仅仅一步修边冲孔是无法完成所有孔的。方案二：此产品的特点是孔较多，分两次冲孔可以简化模具的结构，降低成本;但是此方案设计的工序太多增加了成本。方案三：此方案中将工艺孔与外翻边、内翻边和侧修边工序结合起来同时完成，不仅能更好的完成冲孔要求，而且还减少了模具工序，大大降低成本；在翻边的同时进行修边冲孔还可对模具起到整形的作用。此方案既保证了制
19、件的工艺要求，还最大化减少了工序数量，由此可见，此方案与前两种方案相比更加合理。拉延修边冲孔外翻边修边冲孔内翻边侧冲孔侧修边侧冲孔侧修边五、课题研究中的重难点及解决方案本件的结构相对来说比较复杂，需要同时完成三步工序（内翻边侧冲孔侧修边） 进行内翻遍时需注意翻边要到位，以免取件时发生干涉。故在设计模具时需注意凹模半径不要太大，防止悬空失稳；为避免拉裂凸模圆角半径尽量大，要改善凸缘部分的润滑条件，增大凸缘表面的粗糙度，减小拉伸时的变形抗力。进行侧冲孔和侧修边时，需要用到斜楔模。斜楔模的行程一定要控制合理，避免发生干涉和无法完成冲孔的作用，设计前就应该算好模具的行程高度，再选定合理的斜楔模。六.
20、工作计划 毕 业 设 计 工 作 计 划 表序号设计（论文）各阶段任务日 期11、 熟悉课题以及UG软件接受相关培训并自学课题所需内容2、 开始准备外文翻译及开题报告11年12月28日-12年2月20日21、 完成开题报告及外文翻译2、 完成冲压工艺分析3、 完成模具结构设计中参数化总体规划、草图设计2月20日-3月20日31、 中期总结报告2、 完成全部模具三维结构设计3月20日-4月30日41、 生成全部工程图2、 完成设计说明书4月30日-5月20日51、 最后修改设计说明书及工程图5月20日-5月30日6准备答辩5月30日-6月3日七.参考文献1崔令江.汽车覆盖件冲压成型技术北京. 机械工业出板社，1999. 2 李建军 模具设计基础与模具CAD机械工业出板社，2005年3现代模具技术编委会.汽车覆盖件模具设计与制造北京国防工业出板社,1998.
