1、基于solid works的汽車發動機機蓋模具設計1、課題的來源課題來源于生產實際，探討沖壓加工中較常見零件的工藝方法和結構設計。課題涉及知識面較廣，且設計要求高，對學生的設計能力，特別是思考能力是一個很好的鍛煉。課題研究內容包括機械工程科學的力學，材料學，機械原理，機械設計，公差與互換性，機械制造工藝等知識，特別鍛煉學生規范性設計的能力。對學生是一個挑戰。課題為典型的機械設計類課題，涉及機械知識全面，與工程機械專業方向結合緊密。2、研究的目的和意義汽車工業是國民經濟的支柱產業，汽車的更新換代主要取決于車身的開發周期。而車身開發的關鍵在于汽車覆蓋件模具的設計與制造。據統計，一輛客車或轎車上約有

2、80%的零部件需要利用模具加工制造。一般汽車車身由數百個沖壓件組成，沖壓模高達1000套以上，模具的開發成本每年大約在2億美元左右。同時，在車型設計，模具設計與制造，模具調試，產品投產的整個周期中，模具設計和制造約占2/3的時間，成為制約新車型快速上市的關鍵因素。覆蓋件的制造是汽車車身制造的關鍵環節。形狀較復雜的覆蓋件通常是要經過多道工序的沖壓才能完成，然而覆蓋件的質量的好壞很大程度上受拉延模質量的控制，故而拉延模是沖出高品質外觀的關鍵，因此，大型覆蓋件拉延模的設計和制造調試是汽車制造廠家和模具制造廠家必須攻克的一道難題。近年來隨著研究技術的發展和進一步完善，根據汽車覆蓋件模具設計的經驗和規則

3、，在UG平臺上將模板技術和參數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覆蓋件模具設計的周期，達到快速響應制造。基于UG的模具設計與制造技術便由此而來。隨著汽車工業的發展，對汽車覆蓋件的要求越來越高，沖壓技術和模具是整個過程中的關鍵，沖壓模具的設計分析可以有效的提高產品的質量，減少產品的浪費，縮短加工周期。該課題是運用Solid Works建模軟件結合實際應用進行理論分析，對汽車中的發動機機蓋覆蓋件沖壓模的進行設計的一個過程。首先對發動機機蓋的Solid Works三維數學模型進行了分析，分析了汽車覆蓋件及其沖壓模的特點及要求，然后完成沖壓模具的設計。綜合運用了機械設計制造及其自動化

4、專業學生所學的大部分專業知識，是機械制造技術在實際工程等方面的具體應用。本課題通過對汽車發動機機蓋模具的設計，研究了模具設計的加工工藝過程，有助于理解各種成型現象及成型過程，為制定優化方案奠定基礎。培養學生綜合應用所學的流體力學、模具設計、計算機及應用軟件的有關知識，解決工程設計中計算機輔助分析問題的能力。本課題所要研究內容主要有：1熟悉Solid Works，完成汽車發動機機蓋模具的（中等以上復雜程度）建模；2. 熟悉沖壓模具設計流程，完成模型的轉化和修正；成型參數優化的設計；3.完成沖壓模具設計。 3、汽車覆蓋件的特點和要求同一般沖壓件相比，覆蓋件具有材料薄、形狀復雜、結構尺寸大和表面質量

5、要求高等特點。覆蓋件的工藝設計、沖模結構設計和沖模制造工藝都具有特殊性。因此，在實踐中常把覆蓋件從一般沖壓件中分離出來，作為一個特殊的類別加以研究和分析。3.1表面質量覆蓋件表面上任何微小的缺陷都會在涂漆后引起光線的漫反射而損壞外形的美觀，因此覆蓋件表面不允許有波紋、皺折、凹痕、擦傷、邊緣拉痕和其他破壞表面美感的缺陷。覆蓋件上的裝飾棱線和筋條要求清晰、平滑、左右對稱和過渡均勻，覆蓋件之間的棱線銜接應吻合流暢，不允許參差不齊。總之覆蓋件不僅要滿足結構上的功能要求，更要滿足表面裝飾的美觀要求。3.2形狀尺寸覆蓋件的形狀多為空間立體曲面，其形狀很難在覆蓋件圖上完整準確地表達出來，因此覆蓋件的尺寸形狀

6、常常借助主模型來描述。主模型是覆蓋件的主要制造依據，覆蓋件圖上標注出來的尺寸形狀，其中包括立體曲面形狀、各種孔的位置尺寸、形狀過渡尺寸等，都應和主模型一致，圖面上無法標注的尺寸要依賴主模型量取，從這個意義上看，主模型是覆蓋件圖必要的補充。 3.3 剛性覆蓋件拉延成型時，由于其塑性變形的不均勻性，往往會使某些部位剛性較差。剛性差的覆蓋件受到振動后會產生空洞聲，用這樣零件裝車，汽車在高速行駛時就會發生振動，造成覆蓋件早期破壞，因此覆蓋件的剛性要求不可忽視。檢查覆蓋件剛性的方法，一是敲打零件以分辨其不同部位聲音的異同，另一是用手按看其是否發生松弛和鼓動現象。3.4工藝性蓋件的結構形狀和尺寸決定該件的

7、工藝性。覆蓋件的工藝性關鍵是拉延工藝性。覆蓋件一般都采用一次成型法，為了創造一個良好的拉延條件，通常將翻邊展開，窗口補滿，再加添上工藝補充部分，構成一個拉延件。3.5加工工藝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量有較高要求。車身覆蓋件要求表面平滑、按線清晰，不允許有皺紋、劃傷、拉毛等表面缺陷，此外還要求具有足夠的剛性和尺寸穩定性。車身表面質量的好壞取決于覆蓋件拉伸的結果，而拉伸模是拉出合格覆蓋件的關鍵。由于影響拉伸件質量的因素主要是起皺、開裂、拉毛和回彈，所以從編制沖壓工藝到模具設計都必須認真考慮。模具制造完畢，在拉伸模調試過程中，

8、還必須對拉伸件的起皺和開裂現象進行仔細分析與研究，并采取相應的措施。 拉伸件在拉伸過程中起皺和開裂的原因很多，主要原因有以下幾個方面： (1)拉伸模設計工藝性是否合理。 (2)模具加工質量(表面精度、硬度等)引起的問題。 (3)壓力機精度(滑塊平行度等)。 (4)板料質量(厚度超差)。 拉伸件的工藝性是編制覆蓋件沖壓工藝首先要考慮的問題，只有設計出一個合理的、工藝性好的拉伸件，才能保證在拉伸過程中不起皺、不開裂或少起皺、少開裂。在設計拉伸件時不但要考慮沖壓方向、沖壓位置、壓料面形狀、拉伸筋的形狀及配置、工藝補充部分等可變量的設計，還要合理地增加工藝補充部分，正確確定壓料面。各可變量設計之間又有

9、相輔相成的關系，如何協調各變量的關系是成形技術的關鍵，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、翻邊工序創造有利條件。3.6課題研究的內容本課題通過CAD/CAE軟件來輔助設計和對設計方案進行優化，選取合理的工藝參數。本課題所要進行的研究內容主要有；1確定凹模和型芯的結構，抽心力，確定導向機構，定位機構，退出機構以及校核：2.熟悉solid woks軟件，并利用軟件完成模具各零部件的結構設計；3.繪制主要零件的工程圖和模具總裝圖。4 課題研究的技術路線沖壓機選擇 分型面的選擇成型零件的設計結構設計導向機構推出機構冷卻系統沖壓模的建模，主要零件繪圖，裝配圖

10、等編寫說明書5 工作的主要階段、進度及技術指標（1） 2015年12月14日下達任務書，學習畢業設計（論文）要求及有關規定。（2） 2015年12月14日至2016年1月20日閱讀指定的參考資料及文獻(包括5-10萬個印刷符號與課題或本專業相關的外文資料)，整理收集資料，明確課題任務，完成兩大件：開題報告（含文獻綜述）和外文翻譯（3） 2016年2月29日至3月12日畢業實習，撰寫實習報告（4） 2016年3月15日至5月20日完成畢業設計（論文）正文：即設計計算，建模編程、調試程序，繪圖，編寫畢業設計說明書、完成論文結構的設計和撰寫論文，提交初稿及修改論文，包括：論文提綱、理論分析及計算等；

11、（5） 2016年5月23日至31日整理畢業設計（論文）資料，完善并提交成果（6） 2016年6月1日至6月3日教師批閱、評閱畢業設計（論文）成果（7） 2016年6月6日至6月10日畢業答辯6 課題研究的最終目標及完成時間通過對注射工藝的深入研究，結合本專業對材料成型工藝和模具設計知識的掌握，完成塑料注塑模具重要工藝參數的合理選取，采用PRO/E軟件及AutoCAD軟件輔助完成模具各零部件的結構設計及繪制模具總裝圖、主要零件的工程圖。通過對該課題的學習與摸索,增強獨立處理問題的能力和模具設計的能力。論文最終完成時間是5月20日。提交的成果包括外文翻譯、開題報告、設計說明書一份，圖紙電子檔不少

12、于十二張。7現有條件及必須采取的措施現有條件：閱讀了若干相關文獻，對注塑模具有了一定的認識與了解，對機械設計也有了一定的理論基礎，掌握了PRO/E軟件建模方法并具備了一定的計算機有限元分析能力，且具備本課題所必須掌握的軟件：AUTOCAD、PRO/E。必須采取的措施：由于對AUTOCAD、PRO/E軟件的用法還不是十分熟悉，對設計造成了一定的影響與困擾，所以必須加強對AUTOCAD、PRO/E軟件的操作刻不容緩，包括操作方法和過程。參考文獻1模具實用技術叢書編委會,編. 塑料模具設計與應用實例. 機械工業出版社，20102蔣昌華主編.塑料成型工藝與模具設計.北京理工大學出版社，20103模具實用技術叢書編委會編. 塑料模具設計與應用實例. 機械工業出版社，20104肖景容.沖壓工藝學M.北京: 機械工業出版社, 1999.5鮑益東. 汽車車身部件一步逆成形有限元法與碰撞仿真研究:博士學位論文.吉林:吉林大學,2004.6沈啟彧,衛原平,王玉國,等.金屬板料成形的一步有限元模擬方法.上海交通大學學報,2000.7江洪,魏崢,王濤威等. Solid Works二次開發實例解析.北京: 機械工業出版社. 2004.8江洪, 李仲興,邢啟恩等. Solid Works二次開發基礎與實例教程.北京: 電子工業出版社. 2003.9吳智華, 楊其主編. 高分子材料成型工藝學.四川大學出版