拉延模设计说明书
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拉延模设计手册一、拉延模的分类拉延模分双动拉延模与单动拉延模两类1、双动拉延模是在专用的双动压力机上生产的拉延模,通常上模为凸模,下模为凹模,压边圈安装在压机的外滑块上,其结构如下图,此种结构拉延模压边力较为稳定,但由于需要专用的压机,安装较为烦琐,且结构尺寸较大,现在已经运用的越来越少。
2、单动拉延模是在单动压机上生产的拉延模,通常上模是凹模,下模是凸模,压边圈由下气垫或其它压力源(例于氮气弹簧)提供压料力,其结构如下图,由于模具通用性好,现大部分拉延模为此种结构。
工作台下模上模压边圈上模垫板内滑块外滑块下模上模工作台压边圈上滑块二、拉延模的主要零件(主要为单动拉延模)拉延模一般有上模、下模、压边圈三大部件组成(根据结构的不同要求,可能增加一此部件,例于局部的小压料板),以及安装这三大部件上的其它功能零件,主要有以下零件:1、导向零件:耐磨板、导向腿,导柱;2、限位调压零件:平衡块、到底块;3、坯料定位零件:定位具、气动定位具;4、安全装置:卸料螺钉(等向套筒,也起锁付的作有)、安全护板;5、拉延功能零件:到底印记、弹顶销、通气管、CH孔合件;6、取送料辅助零件:辅助送出料杆、打料装置。
三、单动拉延模的设计(一)模具中心的确认与顶杆的分布模具中心的确认通常依据顶杆的布置的需要设定。
一般在工艺设计时,会按钣件的中心确定一个数模中心。
顶杆的分布需尽量靠近分模线,并均匀布,通常两根顶杆之间最多空一个顶杆位,顶杆数量要尽可能多。
在模具设计时首先以数模中心与压机工作台中心重合,如顶杆分布满足上述要求,则以数模中心做为模具中心。
如无法满足上述要求,侧在需要更改的方向上移动(最大1/2顶杆间距),确认一个最优化的方案,同时以工作台的中心做为模具的中心。
(注:在试模压力机与工作压力机顶杆孔不致时,需设置试模顶杆,并在优先保证生产顶杆的要求下,优化顶杆部置)模具中心与数模中心重合如厂家要求使用顶杆以外的压力源,例于氮气弹簧等,则一般直接以数模中心做为模具中心,压力源沿分模线均匀分布,并需确认压力源的大小是否足够。
目录1 拉延模的类型....................................................22 下平面图标注内容................................................43 上平面图 ....................................................174 剖视图........................................................255 尺寸标注与标准件选用规范........................................266 铸件结构.....................................................267 拉延筋 ......................................................298 拉延凸模轮廓的确定............................................319 拉延件坯料尺寸的确定...........................................3210 拉延工艺缺口...................................................3311 拉延模的材料....................................................3512 拉延件对拉延模的特殊要求........................................361 拉延模的类型拉延模送料面线的高度及结构形式,是根据冲压设备情况由用户提出的。
拉延模的闭合高度一般取650-1000mm。
送料面线的高度一般取500-700mm,必须保证压边圈有足够的强度,使操作者能够方便的进行上下料操作,所以送料面高度取在闭合高度中心偏上100-200mm。
第一章绪论1.1课题特点及其研究意义模具是机械,电子,通讯,家电等工业产品的基础工艺装备,属高新技术产品。
作为基础工业,模具的质量,精度,寿命对其他工业的发展起着十分重要的作用,在国际上称为“工业之母”。
近十年来,随着国民经济的快速发展,作为工业产品基础的模具工业,也得到了蓬勃的发展,已成为国民经济的重要产业。
在现代化工业中,模具工业已成为工业发展的基础,许多新产品的开发和生产在很大程度要依赖于模具生产,特别是在汽车、轻工、电子、航空等行业尤为突出。
模具工业已纳入国家的基础工业范畴,成为国民经济中的独立行业。
模具工业是汽车工业的重要的组成部分。
本课题研究的是某车型内侧梁加强版的冷冲压拉延模具。
冷冲压是利用安装在压力机上的冲模对材料施加压力,使其产生分离或塑性变形,从而获得所需要零件的一种压力加工方法。
它是一种先进的金属加工方法,是完成金属塑性成形的一种重要手段,它是最基本、最传统、最重要的金属加工方法之一。
它建立在金属变形基础上,冲压加工时,模具通过冲压设备发生作用,于板料内部产生使板料发生塑性变形的内力,当内力的作用达到一定程度时,板料或板料的某个部分便会产生与内力作用性质相对应的变形,从而获得一定形状、尺寸和性能的产品零件。
与其它机械加工方法相比,这种加工方法具有产品性能好、生产率高、材料利用率高、成本低、产品尺寸精度稳定、操作简单、互换性好、容易实现机械化和自动化等优点。
在国民经济各个领域中有广泛的应用[1]。
汽车制造中有60%-70%的金属零部件需经塑性加工成形,如车身上的各种覆盖件、车内支撑件、结构加强件,还有大量的汽车零部件,如发动机的排气弯管及消声器、空心凸轮轴、油底壳、发动机支架、框架结构件、横纵梁等等。
近年来,随着国民经济的高速发展,人民生活水平的提高,特别是世贸组织的加入,我国的汽车制造业也应来了一个迅速发展的时期。
竞争日趋激烈,汽车更新换代速度加快,而我国模具工业却不能满足汽车更新换代速度,成为制约我国汽车工业的瓶颈。
目录中文摘要 (3)外文摘要 (4)1 绪论 (5)1.1汽车覆盖件模具 (5)1.1.1汽车覆盖件模具的特点和要求 (5)1.1.2 汽车覆盖件模具发展现状与趋势 (6)1.2基于UG的覆盖件模具设计 (7)1.2.1 UG软件的功能 (7)1.2.2 UG在覆盖件模具中的应用及问题 (8)1.3本课题的研究意义 (8)2 汽车顶盖冲压工艺设计要求 (10)2.1DL信息的获取 (10)2.2拉延模具设计总体要求 (10)2.2.1 整体结构选择 (10)2.2.2 拉延模设计要求 (11)2.3计算 (13)2.3.1 拉延力的计算 (13)2.3.2 压料力计算 (13)2.3.3 总冲压力计算 (13)2.4材料选择 (13)2.5本章小结 (14)3 汽车顶盖拉延模的三维造型 (15)3.1汽车顶盖的三维造型 (15)3.1.1DL图预处理过程 (15)3.1.2拉伸实体 (15)3.1.3修剪 (15)3.1.4导板选择 (16)3.2压边圈的三维造型 (17)3.3下模座的三维造型 (19)3.4上模座的三维造型 (20)3.5装配 (21)3.6本章小节 (22)结论 (24)致 (25)参考文献 (26)某车型顶盖拉延模具设计摘要:本文以汽车顶盖为实例,具体分析了其成形特点,找出汽车覆盖件冲压件成形的共性。
其中说明了汽车覆盖件的成形特点和覆盖件拉深模具设计的基本原则,提出了包括冲压方向、工艺补充面等设计的常用方法。
此次,直接用三维造型软件UG构造出覆盖件模具的三维实体模型,完成了覆盖件的模具设计,更真实地反映了模具零件之间的装配关系,减少了实际模具设计带来的一些问题和时间。
同时,模具各部分的干涉检查能够方便地在做到,从而提高了汽车覆盖件模具结构的设计效率和设计质量,缩短了模具的设计和制造时间, 这对于制造业尤其是模具的设计制造来说尤其重要。
关键词 :汽车顶盖拉延模设计Drawing die design of the roof of the automobileAbstract : This paper taking the roof of the automobile as an examplethe forming characteristics of the front floor pan were analyzed aswellas the common properties of Automobile panel .The formingcharacteristics of automobile panels and fundamentals of moulddesign for drawing dies are presented in this paper, includingstamping direction, addendum binder surface.This time,three-dimensional part modeling and mould designing are performedin UG,it's conveniently and quickly compared with traditional ways.It can show the part relation of the die more actually, reduce thedefects of the die defectsof the die designing in practice and savethe time. At the same time, the interference problem of the diecould be done well by using the soft UG, so the auto cover diestructure design can be improved efficiently and the time of diemanufacture can be shorten,this is very impotant to manufacturingindustry ,especially the mould die design and produse . Keywords : the roof of the automobile drawing die design1 绪论国民经济五大支柱产业——机械、电子、汽车、石油化工和建筑都要求模具工业的发展与之相适应,都需要大量模具,特别是汽车工业,在入世,经济好转的情况下,其发展势头越来越猛,而作为其主要制造部分的覆盖件模具的设计及制造业得到了空前的发展。
拉延模(DR)设计流程一、工艺图分析01.板料线:指的就是拉延坯料(毛坯钣金)的尺寸大小02.分模线:指的就是压边圈和凸模的分界线(侧壁和法兰面的交线)03.到底标记:目的就是检测产品在拉延的时候,到底拉延到位了没,拉到底了没,根据产品拉延痕迹的深浅钳工很方便就可以判断出来,一套模具放2个到底标记(有些大模具放3~4,具体个数请看工艺图),到底标记我们安装在上模,到底标记超出上模型面0.3mm,直径一般是Φ16,有些客户用Φ13,具体看工艺图上给的是多大就用多大的,misimi型号DCBA16。
如下:工艺图04.左右标记:就是给产品打logo用的(产品有左右两个产品),在产品上刻一个标记以便于产品区分,左产品刻L,右产品刻R,一般刻在外表面,方便观察,具体刻字及大小尺寸看工艺图,左右标记超出型面0.3mm05.拉延收缩线:指坯料拉延后收缩的尺寸大小(板料最终的位置),如下:工艺图06.拉延筋:目的用来控制材料(坯料拉延时)的流动速度,常见的有起皱(流动速度太快),破裂(流动速度太慢)07.CH孔:后工程模具(比如:修边、冲孔)用来研模型面用的,保证拉延后(回弹)的钣金能够与后工程模具型面保持一致,内板件做φ10,外板件做φ6,CH做盲孔(没有打通的孔)还是通孔看客户的要求,工艺图有CH孔就做出来,没有就不用做(有的公司工艺图上有CH孔,也不做出来,因为后面有整形)08.排气孔:我们一般设置在凹模的凹处,内板件做φ6,外板件做φ4目的是为了能够把凹模凹处里面的气体及时排出去,保证拉延质量,把凹模打通就可以二、结构设计拉延模按导向可以分为3种:内导(压边圈与凸模导向)+外导(压边圈与下模座四角导向)+腔体导(压边圈四周与下模座导向),腔体导用的极少,所以这里不做讲解,我们重点是内导和外导拉延模(单动)结构分为:上模+下模+压边圈+凸模等四部分09.模具导向用内导还是外导?如何选择?〓〓〓内导结构〓〓〓a.内导结构:凸模导向精度比较高,模具结构比较小,省钱,压边圈受侧向力(不适合压边圈受侧向力比较大的结构)b.我们尽量选择内导(省钱凸模精度高)c.什么情况下用内导?凸模好放导板/压边圈受侧向力比较小的情况我们就用内导d.内导结构:是凸模(导板安装在凸模上)与压边圈导向〓〓〓外导结构〓〓〓a.外导结构:一般就是内导不好导向之后,考虑外导,外导结构比较大(相对于内导),所以成本比较高,压边圈受侧向力比较稳定,但凸模导向精度低点b.什么情况下用外导?内导用不了的情况下就用外导,比如:凸模导板放不下情况下就用外导比如:凸模型面落差比较大情况下就用外导(压边圈侧向力大)c.外导结构:是压边圈(导板安装在压边圈上)与下模座四角导向10.模具用整体式还是镶块式结构?如何选择?〓〓〓当料厚t<1.2a.压边圈(整体式MoCr)+凹模(整体式MoCr)+凸模(整体式MoCr)+下模座(HT300)〓〓〓料厚t>1.2或抗拉强度比较大的板a.压边圈(镶块式...)+凹模(镶块式...)+凸模(整体式MoCr)+下模座(HT300)整体式:一般指的板料比较薄,或者板料强度比较软的材质(压边圈+凹模)镶块式:一般指的板料比较厚,或者板料强度比较硬的材质(压边圈+凹模)凸模做镶块:一般是材质硬料厚比较厚型面比较复杂11.压边圈行程计算?保证板料放在压边圈(分模线外面的型面)上面不会碰到凸模(分模线里面的型面)且空有10左右mm余量,注意压边圈行程只能是5或0尾数模拟方式如下(用分模线外面片体整体往上移动超出凸模(不动)10mm左右,移动的行程就是压边圈行程,行程取0或5尾数,如10、15不要取11这样的行程数)12.顶杆数量计算:11-01单个顶杆可以提供4T-5T的力,所以说顶杆数量=压料力/5T,然后考虑受力均匀(对称),力尽量比理论压料力大一点压料力计算:PB=SB(mm)×γn(kg/mm2)×T(mm)注:SB压边圈面积(mm2)γn系数T:板厚(mm)内容γn例以拉深为主体的零件0.15W/HOTR、FRPILLER OTR一般件0.22T/GOTR、DOOR INR etc 以拉延为主体的零件0.29DOOR OTR、HOOD OTR11-02氮气弹簧极限取氮气弹簧行程的80%(大部分是KALLER,其次DADCO) 13.凸模(长度):小模具<1000,1000<中<2000,大模具>2000【通过凸模长度确定好了模具是小模具后,我们可以度确定压边圈宽度】14.压边圈宽度确定(单边宽度):板料线+压料区域(15中小模具~20大模具)+平衡块(60小+70中+80大)+10(安装面)+20空面(退刀面)=========【到了这一步就可以开始压边圈和凸模设计】=============== 15.凸模设计(★★★★★)15-1.创建基准平面XY平面,距离-600左右,把分模线投影到XY平面上,然后把投影的曲线优化一下(编辑曲线参数)15-2.把刚才投影的曲线(15-1)拉伸出一个实体,超出型面(片体)即可15-3.通过修剪体(或者拆分体)把实体(15-2)修剪掉,保留下面部分15-4.把工艺片体大致偏置-50(向下),凸模做50型面肉厚,15-5.用偏置曲线(勾选大致偏置)把之前投影好的曲线(15-1),往里面偏置10(做空刀),15-6.用编辑曲线参数(原有),把刚才偏置的曲线(15-5)优化一下15-7.偏置好的曲线(15-5),拉伸出一个实体,往外偏置26(大于10就行)15-8.用修剪体修剪实体,保留下面,再跟凸模求差这样空刀面就做出来了(铸件空刀面做10)15-9.把曲线(15-5)往里大致偏置40,之后编辑曲线参数优化这条曲线,15-10.偏置40的曲线拉伸一个实体出来,用片体(15-4)修剪实体,保留下面部分,然后求差15-11.导板安装面比导板单边加大5(目的是为了防止铸件缩水导致导板后面悬空),安装面底部凸出10,底部高度3015-12.导滑面上面低于导板10,下面超出超出导板15,下面倒圆角R5,压边圈往上抬一个行程之后,导滑面与导板接触50左右15-13.导板安装面到凸模肉厚40-50左右,15-14.导滑面为什么要超出导板?为了后期钳工好调整导板间隙15-15.凸模大小确定:凸模长度<1000,就是小模具,<1000<凸模长度<2000,就是中模具,>2000就是大模具15-16.导板放在凸模的1/6处15-17.导板安装面超出分模线5左右,目的是为了刀具能够下去加工安装面15-18.凸模高度确定:导板安装面到凸模肉厚40~50+安装面高度+安装面底部30+15安装面底部到凸模底部距离15-19.副筋做30厚,主筋做4015-20.筋之间的距离做到300内最好15-21.起吊牙安装面:必须在分模线里面5mm左右即可目的是为了防止压边圈和凸模干涉,起吊牙大小起步M16及以上15-22.定位键(凸模下面一般放3个键):目的是用来干嘛的?一来:钳工能够快速找到装配基准,二来:键是可以防侧向力凸模定位件做明键,目的是为了钳工好装配凸模上需要加两个销钉孔,用来精定位,挤紧凸模,后期模具修模可以用来作为加工基准15-23.凸模锁付,小模具6个,中大型8个,锁付块单颗螺丝的50宽,超出分模线50左右,要打螺丝和销钉的宽度做80,超出分模线50左右,销钉做对角线上16.压边圈设计(★★★★★)=======宽度确定(单边)==========板料线+压料面(15mm小模具~20mm中大模具)+平衡块(60小+70中+80大)+10平衡块安装面+20退刀面16-1.板料线拉伸实体,超出片体即可16-2.16-1拉好的实体按16-1要求把压边圈宽度偏置出来(4个面都要偏置)16-3.把片体扩大,超出16-2实体,用工艺片体修剪实体,保留下面16-4.用板料线拉伸实体(记得超出上面实体16-3)+单边加大15(小模具压料型面)16-5.用16-4实体拆分16-3实体,然后删掉16-4实体,留下压边圈里外实体16-6.工艺片体往下大致偏置20,然后用大致偏置20的片体修剪16-5外面的实体(压边圈外面的实体),保留下面(就是平衡块安装部分),然后16-5两个(压边圈里外实体)实体求和16-7.用分模线拉实体出来,超出16-6实体,往外偏置3mm(凸模与压边圈间隙),然后求差(16-6实体与16-7实体)16-8.用分模线拉实体出来,超出16-7实体,往外偏置13mm(压边圈10mm 空刀),然后用工艺片体往下大致偏置50,用偏置出来的片体修剪刚刚拉伸出来的实体,保留下面,然后再与实体(压边圈)求差,压边圈10mm的空刀面就出来了16-9.压边圈底面替换到导滑面底面16-10.把顶杆位置数量确定好(拉实体方便观察),16-11.顶杆位置确定好了,就可以挖压边圈导滑面避位(导滑面左右35,靠近压边圈里面两边倒R30角,上面留35),再与压边圈实体求差16-12.凸模导板安装面可以与凸模求和,起吊牙安装面也可以与凸模求和16-13.工艺片体往下大致偏置60(做压边圈面板40厚),然后用偏置出来的片体拆分实体压边圈16-14.压边圈底部里面一圈线连接起来,往外面偏置曲线40(做40厚主筋),编辑曲线参数优化曲线,然后拉伸片体(实体)拆分实体压边圈(下面部分),然后压边圈下面外面部分从底部拆分40厚的主筋,上下里3个实体求和(压边圈求和)16-15.平衡块:小模具平衡块60+10安装面,厚度10mm,平衡块安装面比型面要低5-10mm,平衡块安装面离型面20mm距离,目的是为了刀具在加工平衡块安装面的时候方便退刀,平衡块可以保证压边圈受力均匀,提高拉延的稳定性,同时试模钳工可以用来调整进料阻力,16-16.平衡块之间的距离做到300左右(不是死的可以根据模具适当调整距离),平衡块要考虑受力均匀16-17.平衡块下面必须有筋支撑,顶杆位置也要有筋支撑,筋做30厚16-18.平衡块下面是蹲死块,蹲死块是安装在下模,位置大小和平衡块一样,底部要有筋支撑16-19.顶杆垫块:我们一般用两颗螺丝的型号,防止垫块转动,上面有筋支撑17.凸模锁付,对角要做两个销钉,用来精定位的,挤紧凸模,修模找基准定位键一来是给钳工用来找装配基准的,二来可以防侧向力18.压边圈卸料螺钉计算:80(不变的)+行程(变的)+20(不变的)安全余量19.安装面我们一般直径做0或5的尾数20.压边圈卸料螺钉放4个(在四个角落)21.卸料螺钉过孔单边加大1mm22.端头导板之间的距离取压边圈宽度的1/2~2/3之间23.端头要做防呆设计,宽度单边缩小10mm,目的是防止钳工(现场人员)装反模具(旋转180)24.外定位定位面与板料线对齐,外定位直线部分做到10-15mm,并且外定位直面底面在压料面下面,防止板料卡在里面,拉断外定位板25.起吊棒(4个)能够承受2套模具重量,四面补强50mm厚,里面补强30厚26.铸件与铸件做15避位间隙(凸模与压边圈),铸件与钢件做10避位间隙,钢件与钢件做5避位间隙27.下模设计(★★★★★)27-01.压板宽度做到120mm,厚度50mm27-02.压板槽宽度40,深度40,台阶面10,单边25,27-03.T型槽尽量选择距离比较远的,受力面积比较大,27-04.副筋30,主筋40(受力的地方),模座外面一圈都是主筋40副筋之间的距离一般在300内(300不是固定的)27-05.副筋到压板槽之间的距离做到100左右,如果空间不够做到80左右27-06.凸模受力筋(主筋最外面一圈就是)支撑到底,下模座要做出来,上模座也要做出来27-07.平衡块下面就是蹲死块,蹲死块下面必须有筋(30厚副筋)支撑,局部加强区域做到受力面2/3就可以28.上模设计(★★★★★)28-01.上模设计:用压边圈外形(宽度一致,长度和端头对其,简单理解为平衡块的安装区域面)创建实体出来(创建方块命令),28-02.把工艺片体打开,扩大面(修剪延伸),保证工艺片体超出01实体,然后进行修剪,保留上部分28-03.再用压料型面区域创建实体,拉伸实体超出02实体(创建方块),然后把02实体进行拆分,拆分完厚删除刚刚拉伸的实体28-04.再用工艺片体往上大致偏置20,用大致偏置20的片体修剪上模外面部分,保留上部分,然后两个实体求和28-05.再用工艺片体往上大致偏置60然后修剪上模实体,保留下面28-06.上模主筋(最外面一圈)、副筋做出来,替换到机床上台面28-07.压板宽度120,厚度5029.外定位板:定位直面做到10-15MM(拉延模),修边模做到15-20MM(回弹)、定位板直面处底面要低于压料面5mm左右,目的为了防止板料跑到里面,拉延时候拉断外定位板30.导板窥视孔:基本上导板都要挖出来窥视孔,目的是为了钳工方便测量或者观察导板与倒滑面之间的间隙(导板间隙0.05mm)31.模具结构:上模小,下模大可以,上模大下模小不可以!!!32.贴字:F(前)+(→)送料方向+产品号+零件号+模具号+(OP10-DR)工序号+材质(HT300国产灰口铸铁FC300日本材质)(凸模材质MoCr国产=GM241M日本)修边模(铸件刀块材质是7CrSiMnMoV=空冷钢=日本ICD5)钢件刀块国产材质Cr12日本SKD11(DC53整形TD处理)美国D2 33.拉延模材质(整体式模具=凸模+凹模+压边圈材质MoCr+下模座TH300)(镶块式模具=凸模(MoCr85%+Cr12)+凹模(Cr12)+压边圈(Cr12)+下模座HT300)MoCr(铸件)Cr12(钢件)=SKD11(钢件)34.粗加工基准面:做L型加工基准面,目的是用来开粗加工用的35.三销孔:用来精加工模具或者后期模具修模找基准用的(铰出来盲孔+线割通孔(钢件))三销孔长度方向2个,宽度方向1个,三销孔尽量设置在高处,但是要考虑翻转损坏三销孔(我们就设置在低处)36.键槽:键槽大小28或32,具体大小看公司要求,目的是用来模具放在加工机台上时能够快速定位找到装配基准(机加工公用模板)37.百位线:上下模都要做,主要是用来加工底面时,控制加工量的,直径40,半圆形式表示,距离底面10038.V型槽:放在模具中心,加工时用来快速取中39.运输连接板:连接上下模,搬运(移模)的时候保证模具不会晃动,40.安全区域:100*100小模具,120*120中模具,150*150大模具有条件的情况下我们做10的凸台,没有条件就5凸台,目的是:就是试模工作人员使用的41.起吊棒处倒圆角(起吊处),倒R20,目的就是为了保护我们钢丝绳不会被直角面损坏42.到底标记:(misimi型号DCBA16)43.汽车四大工艺:冲压工艺+焊装工艺+涂装工艺+总装工艺44.英文简称:DR(拉延)+TR(修边)+PI(冲孔)+FL(翻边)+RST(整形)+CTR(侧修边)+CPI(侧冲孔)+CFL(侧翻边)+CRST(侧整形)+CAM(斜楔)+BEND(折弯)+SEP(分离)+BUR(翻孔)+BL(落料)45.销钉植入深度2直径46.快速定位孔:就用顶杆孔作为快速定位孔47.排水孔:直径φ40,开口向上的铸件就要做出来,一来清洗模具时水能够及时排出来,二来冲压的时候机床上流下的油液能够及时排出48.拉延模板料定位用外定位板来定位,到了修边模就可以用型面和外定位板来定位,翻遍整形模可以用型面和定位孔以及外定位板来定位。
汽车发动机罩外板曲面逆向重构及拉延模设计摘要汽车覆盖件模具设计和逆向工程是现代汽车行业中比较热门的研究领域。
本文以南京菲亚特派朗汽车发动机罩外板作为研究对象,进行了汽车发动机罩外板逆向曲面重构及汽车发动机罩外板拉延模具设计。
本文对汽车发动机罩外板利用三维激光扫描仪进行三维坐标测量得到点云数据,对所得点云数据使用逆向工程软件CATIA进行预处理。
包括点云的过滤、修剪、补洞、形成三角网格等;用CATIA软件对其进行逆向曲面重构,得到重构出的发动机罩外板曲面;以重构出的曲面为基础,设计出汽车发动机罩外板的拉延模具结构外形,在CATIA软件中做出凸模、凹模和压料圈等结构;并对拉延模具进行有关的工艺计算和参数确定。
最终,做出汽车发动机罩外板的加工动画。
关键词:汽车覆盖件;逆向工程;曲面重构;拉延模具ABSTRACTAutomotive panel die design and the reverse engineering are the modern automobile industry in the hot research field. In this paper, we as the car engine hood outer panel of Nanjing Fiat Perla to study, carried out the car engine hood outer panel surface reverse remodeling and car hood cover mold design.In this thesis, we use the Three-dimensional to scan the car engine hood outer panel, and we achieve the point cloud. Then we choose CATIA, which is a high-class software of Inverse Engineering, to process the data. Next, it’s the processing of the point cloud and surface reconstruction. As the surface finished, the drawing dies need to be modeled;To meet the challenge, we construct them by the software of CATIA. There are three parts in the drawing dies, which are punch, die and blank-holder, and drawing die for the calculation. Finally, make a car hood outer panel machining simulation.Keywords:Automobile Panels, Inverse Engineering, Surface Reconstruction, Drawing Dies目录第一章绪论 (1)1. 课题研究的内容及意义 (1)2. 逆向工程及其发展状况 (1)3. 汽车覆盖件的含义及特点 (2)4. 汽车覆盖件国内外研究现状 (3)4.1 国外研究现状与分析 (3)4.2 国内研究现状与分析 (3)5. 现代模具工业发展趋势 (4)6. 课题研究技术路线 (4)第二章发动机罩外板点云数据采集及预处理 (5)1. 发动机罩外板点云数据的采集 (5)1.1 三维激光扫描仪介绍 (5)1.2 点云数据的获取 (5)2. 数据点云的编辑处理 (6)2.1 点云导入 (6)2.2 点云过滤 (6)2.3 点云修剪 (6)2.4 建立三角网格 (7)2.5 补洞 (7)第三章汽车发动机罩外板的曲面重构 (10)1. CATIA的逆向曲面重构 (10)1.1 由曲线构造曲面 (10)1.2 由曲面派生曲面 (11)2. 外板的曲面重构 (11)第四章汽车发动机罩外板拉延模设计 (15)1. 拉延模具概述 (15)2. 拉延模结构设计 (15)3. 工艺补充面设计 (16)4. 凸模和凹模的圆角设计 (17)5. 凸模和凹模的间隙设计 (18)6. 凸模、凹模、压边圈的设计 (18)7. 拉延模具主要零部件设置 (18)7.1模具的标准化 (18)7.2 导向装置 (18)7.3 卸料装置 (19)第五章拉延模实体建模 (20)第六章拉延模具的工艺计算及主要参数确定 (26)1. 毛坯尺寸的确定 (26)2. 计算拉深工序的力 (26)3. 压力机吨位的选择及拉深功计算 (27)3.1 压力机吨位计算与压力机的选择 (27)3.2 拉深功的计算 (28)第七章结论 (30)致谢 (31)参考文献 (32)第一章绪论1. 课题研究的内容及意义汽车工业的迅速发展,车型的快速更新换代,要求汽车制造商能够在很短的时问内研究、开发并制造出高质量的汽车。
精密冷冲模设计项目实践
课题名称:拉延模设计说明书
目录
第一章绪论 (3)
1.1 冲压成型与模具技术概述 (3)
1.2 冲压成型模具的发展趋势 (4)
1.3 冲压成型模具的分类 (4)
1.3.1冲模 (4)
2冲压件分析与工艺补充面设计: (5)
2.1产品工艺分析: (5)
2.2工艺补充面设计: (5)
2.3冲压方向的确定: (6)
3、拉延模模具结构设计: (6)
3.1拉延成型凹模设计与固定: (6)
3.2拉延成型凸模设计与固定: (6)
3.3压边圈设计与固定: (7)
3.4上模冲压件顶销设计: (8)
3.5上模座设计: (9)
3.6下模座设计: (9)
3.7模具导向机构设计: (10)
3.8毛坯定位机构的设计: (12)
4、压力机的选用: (13)
5、模具二维总装图的设计: (14)
6、结束语: (16)
7参考文献 (17)
第一章绪论
1.1 冲压成型与模具技术概述
冲压模具的概念:在冲压加工中,将材料加工成零件(或半成品)的一种特殊工艺装备,称为冲压模具(俗称冲模)。
冲模是一种特殊的工艺装备。
冲模与冲压件有“一模一样”的关系。
冲模没有通用性。
冲模是冲压生产必不可少的工艺装备,决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。
冲模的功能和作用、冲模设计与制造方法和手法,决定了冲模是技术密集、高附加值型产品。
冲压成形加工特点:低耗、高效、低成本。
“一模一样”、质量稳定、高高一致性、科加工薄壁、复杂零件。
板材有良好的冲压成形性能,但是模具成本高。
所以,冲压成形适宜批量生产。
冲压加工是制造业中最常用的一种材料成形加工方法。
采用模具生产制件具有生产效率高,质量好,切削少,节约能源和材料,成本底等一系列的有点,模具成形以成为当代工业生产的重要手段,成为多种成型工艺中最具潜力的发展方向。
模具是机械、电子等行业的基础工业,它对国民经济和社会的发展起着越来越大的作用。
一个国家模具生产能力的强弱、水平的高低,直接影响着许多工业部门的新产品开发和老产品更新换代,影响着产品质量和经济效益的提高。
我国为了优先发展模具工业,制定了一系列优惠政策,并把它放在国民经济发展十分重要的战略地位。
1.2 冲压成型模具的发展趋势
冲压模具的发展现状:中国冲压模具的发展现状改革开放带我国的经济进入高速发展的时期,模具的市场需求量也进一步的增加。
模具行业也一直以15%左右的增速在发展。
因此带来的模具工业企业的所有制成分的巨大变化,一些国有专业模具厂也如雨后春笋般的建立起来,同时也带来了以集体、独资、私营和合资等形式的模具企业现也有几千家。
近年许多模具企业加大了用于技术进步的投资力度,将技术进步视为企业发展的重要动力。
一些国内模具企业已普及了二维CAD,并陆续开始使用UG、Pro/Engineer、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE软件,并成功应用于冲压模的设计中。
以汽车覆盖件模具为代表的大型冲压模具的制造技术已取得很大进步,东风汽车公司模具厂、一汽模具中心等模具厂家已能生产部分轿车覆盖件模具。
此外,许多研究机构和大专院校开展模具技术的研究和开发。
经过多年的努力,在模具CAD/CAE/CAM技术方面取得了显著进步;在提高模具质量和缩短模具设计制造周期等方面做出了贡献。
1.3 冲压成型模具的分类
1.3.1冲模
冲模的分类:
(1)根据工艺性质分类:冲裁模、弯曲模、拉深模、成形模等。
(2)根据工序组合程度分类:单工序模、复合模、级进模。
(3)按照导向装置分类:无导向装置的模具、有导板导向的模具、有导柱导向的模具。
(4)按送料方式分类:手工送料模具、带有自动送料装置的模具。
(5)按冲模制造的难易程度分类:简易冲模、普通冲模、高精度冲模、
(6)按生产适应性分类:通用冲模、专用冲模。
(7)按生产管理分类:大型冲模、中型冲模、小型冲模。
2冲压件分析与工艺补充面设计:
2.1产品工艺分析:
产品名称:汽车零部件。
产品冲压工艺分析:次产品需要通过拉深工艺来完成成型。
产品尺寸如图1-1所示:
图1-1
2.2工艺补充面设计:
在拉延过程中,工艺补充是拉延过程中必不可少的部分,本次采用的工艺补充面的长度取5mm左右,针对该零件的性能,我们设计如下图1-2所示的工艺补充面:
2.3冲压方向的确定:
冲压方向为从上往下冲压。
以凹模为参考几何体。
3、拉延模模具结构设计:
3.1拉延成型凹模设计与固定:
定凹模厚度为85mm。
凹模长度300mm,宽度取250mm。
本次凹模的固定方式采用圆头平键定位,用螺钉将凹模与上模座板固定连接。
凹模三维图如图2-1所示:
图2-1
3.2拉延成型凸模设计与固定:
根据产品的尺寸要求设计凸模的长、宽、高分别为174mm、117mm、140mm。
凸模的固定方式也采用4个平头圆健定位固定同时用螺钉与下模座板连接固定。
如图2-2所示:
图2-2
3.3压边圈设计与固定:
根据产品的尺寸要求,确定压边圈的长宽高尺寸分别为:410mm、360mm、60mm。
如图所示:
固定方式:压边圈采用两个凹槽与定位块固定配合:
如图所示:
3.4上模冲压件顶销设计:
由于产品的拉深深度过深,为防止产品卡在凹模里,因此,本次设计的卸料方式为顶销顶出方式。
采用四个顶销和弹簧配合使产品冲压完成后方便取下。
3.5上模座设计:
本次设计确定上模座的尺寸为:长宽高分别为:630mm、450mm、60mm如图所示:
3.6下模座设计:
设计凹槽方便固定如图所示:
3.7模具导向机构设计:
本次设计的导向机构为导柱、导套。
根据模具的整个模架结构确定导柱导套的尺寸为导套外径为130mm,导柱直径为60mm。
如图所示:
导柱的加工工艺
导柱材料:20号钢硬度:55~60 HRC
套类的加工工艺
3.8毛坯定位机构的设计:
为了准确快速的把毛坯定位至凹模下方,因此本次设计我们在压料板上设计了两个斜对称的定位块,如图所示:
2.模具与床台固定方式设计:
由于模具要和床台固定,因此本次设计是通过采用螺钉和压板将两个模座分别压在床台上起到固定的作用,所以我们在
4、压力机的选用:
根据模具的闭合高度和产品冲压所需的冲裁压力,本次设计选用XX吨位的压力机。
5、模具二维总装图的设计:
二维图:
三维图
拉延模物料清单
件号零件名
称
零件类
型
流程类
型选用标准材质规格代号数量重量(kg)
1 上模本
体
锻件 1
110
2 凹模锻件 1
25 3 顶销锻件45(锻) D18X27 4 0.1
4 模柄标准件钳装件QM QM1402-93 B60
5 键标准件钳装件PUNCH LLK20-60 4
6 弹簧标准件钳装件PUNCH SSWL18-50 4
7 吊棒标准件PUNCH CCHNL20 4
8 导套标准件钳装件PUNCH
9 下模本
体
锻件
10 凸模锻件
11 导柱组
件标准件钳装件PUNCH MMYZP50-200 3
12 键标准件钳装件PUNCH LLK20-60 4
13 吊棒标准件钳装件PUNCH CCHNL20 4
14
15
16 压边圈锻件Cr12MoV 95*360*370 1
17 定位块锻件45(锻) 36*45*50 4
6、结束语:
在这次项目实践设计中通过参考、查阅各种有关模具方面的资料,请教各位老师有关模具方面的问题,特别是模具在实际中可能遇到的具体问题,使我在这短暂的时间里,对模具的认识有了一个质的飞跃。
模具在当今社会生活中运用得非常广泛,掌握模具的设计方法对我们以后的工作和发展有着十分重要的意义。
从陌生到开始接触,从了解到熟悉,这是每个人学习事物所必经的一般过程,我对模具的认识过程亦是如此。
经过不懈的努力,我相信这次项目实践综合实践一定能为将来的事业奠定坚实的基础。
通过这一次的课程设计,我还完善了对软件的任务,像UG和AutoCAD如今我已经能够熟练的运用,这都多亏赵战峰老师对我们不懈的教导的,在这个我再次深深的感谢老师的教导。
7参考文献
1、《中国模具设计大典:第3卷冲压模具设计》主编卢险峰
2、《冷冲压工艺与模具设计》主编张海星
3、《机械制图》主编陈廉清
4、《冷冲模设计指导教程与简明手册》主编周理
5、《冷冲模设计》主编丁松聚
6、《冷冲压工艺与模具设计》主编王金龙。