汽车覆盖件冲压模具结构设计研究

论文摘要

随着我国汽车行业的迅速发展和技术水平的不断提高,众多汽车生产厂家为了提升产品市场占有率,在不断推出新车型的同时,也在不断为缩短新车型投放市场的周期而努力。模具作为生产汽车覆盖件的重要工艺装备,其设计速度和质量直接影响着汽车的开发周期和质量。为了适应汽车的发展现状,增强竞争能力,就必须加强对模具结构设计的研究力度,从而达到缩短模具设计、制造周期,减轻设计人员劳动强度的目的。本文在总结原有模具结构设计方法的基础上,提出了模具三维实体参数化建模和三维设计并行理念,分析了不同类型模具结构型式,归纳了每个类型模具结构设计时的思路和方法。在CAD方面,针对目前模具结构三维实体设计效率低、更改困难、重复性劳动量大等问题,本文提出了“化整为零”的建模思想。即在UG环境下将模具人为的划分为不同的标准件库,利用UG中的相应模块和二次开发功能,实现汽车行李箱隔板下横梁单动拉延模板等模具结构实体设计资源库的构建,并采用自顶向下装配技术建立模具装配体,应用参数化特征造型技术实现C2车型顶盖各工序模具典型结构三维设计。在CAE方面,本文利用先进的板料成形分析软件Autoform,以实际生产的典型汽车覆盖件“顶盖”为研究对象,将一步法的基本原理应用于覆盖件工艺补充的设计阶段,对零件的冲压过程进行有限元模拟工艺分析,进而指导工艺方案、优化工艺补充。并对仿真过程中的一些主要参数,如拉延筋、摩擦系数、材料以及板料厚度的选择进行了深入的研究,对仿真结果进行对比分析,得到合适参数,为模具设计提供了有力的依据,使模具在设计的初期就能预测到以往在生产制造阶段才能发现的缺陷,大大降低了模具调试次数,缩短模具周期,提高了模具加工质量。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.2 汽车覆盖件模具CAD的现状及发展趋势
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.2.3 发展趋势
• 1.3 本文研究目的和意义
• 1.4 本文研究的主要内容和方法
• 2 汽车覆盖件冲压模具结构设计理论基础
• 2.1 UG软件介绍
• 2.1.1 UG软件的特点
• 2.1.2 UG软件的功能
• 2.1.3 UG Open/GRIP介绍
• 2.2 板料成形的有限元理论及软件
• 2.2.1 板料成形力学特点
• 2.2.2 弹塑性有限元理论基础
• 2.2.3 有限元控制方程的求解
• 2.2.4 有限元软件介绍
• 2.3 本章小结
• 3 模具结构实体设计资源库的构建
• 3.1 UG中的参数化设计方法
• 3.2 资源库概况
• 3.3 标准件库设计
• 3.3.1 普通标准件
• 3.3.2 带有加减布尔运算的标准件
• 3.3.3 自制标准结构
• 3.4 冲压设备库
• 3.5 典型结构库
• 3.6 基础结构库设计
• 3.7 各类资源库的运用
• 3.8 本章小结
• 4 汽车覆盖件工艺性分析及CAE的应用
• 4.1 汽车覆盖件概述
• 4.1.1 覆盖件分类
• 4.1.2 覆盖件的质量及成形要求
• 4.1.3 覆盖件冲压工艺性的研究与分析
• 4.2 汽车覆盖件冲压工艺设计
• 4.2.1 冲压工艺设计内容
• 4.2.2 顶盖工艺分析及确定
• 4.2.3 顶盖工艺设计
• 4.3 CAE模拟分析
• 4.3.1 拉延补充的效果分析
• 4.3.2 拉延模型面设计及模拟分析
• 4.3.3 拉延模调试中常见问题和解决方法
• 4.4 本章小结
• 5 基于实例的汽车覆盖件模具结构设计
• 5.1 汽车覆盖件模具简介
• 5.1.1 汽车覆盖件模具分类
• 5.1.2 汽车覆盖件模具结构三维实体设计思路
• 5.1.3 汽车覆盖件模具三维设计过程中的关键问题
• 5.2 顶盖拉延模结构设计
• 5.2.1 结构分析与导向选择
• 5.2.2 拉延模铸件结构
• 5.2.3 结构设计
• 5.3 顶盖修边模结构设计
• 5.3.1 修边冲孔模工作零件的结构特点
• 5.3.2 结构分析与导向选择
• 5.3.3 三维实体设计
• 5.4 顶盖整形模结构设计
• 5.4.1 翻边整形模凸凹模镶块结构特点
• 5.4.2 斜楔模结构特点
• 5.4.3 顶盖整形侧整形模结构设计
• 5.5 顶盖冲孔模结构设计
• 5.5.1 凸、凹模、标准斜楔的选用
• 5.5.2 实体结构设计
• 5.6 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 附录
• 攻读学位期间发表的学术论文
• 致谢