畢業(yè)論文：車身左前懸架下支架的沖壓工藝分析及模具設(shè)計(jì)

畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）

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題 目

車身左前懸架下支架的沖壓工藝分析及模具設(shè)計(jì)


摘 要
本課題為車身左前懸架下支架的落料沖孔模和壓彎模三維設(shè)計(jì)，經(jīng)制件工藝分析和計(jì)算，確定了該設(shè)計(jì)工藝流程及沖模結(jié)構(gòu)。該工藝分為落料沖孔、沖孔、壓彎、翻邊成形四道工序.本設(shè)計(jì)主要圍繞落料沖孔、壓彎模具采用UG軟件及其功能進(jìn)行三維設(shè)計(jì)。從而滿足現(xiàn)代模具制造的需求，降低成本，提高生產(chǎn)效率。

關(guān)鍵詞：UG； 三維設(shè)計(jì)；落料沖孔模；壓彎模

ABSTRACT
The topic for the body under the left front suspension bracket blanking punching die and bending die 3D design, process analysis and calculation by the workpiece to determine the design process and die structure. The process is divided into blanking punching, punching, bending, flanging four processes. The design centers around the blanking punching, ben
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在壓力機(jī)上的安裝 25
5.5 彎曲模爆炸視圖 25
5.6 沖壓設(shè)備的選擇 25
5.6.1 沖壓設(shè)備的校核 26
結(jié) 束 語 27
致 謝 28
參 考 文 獻(xiàn) 29


第1章 概 論
1.1 課題背景及意義
該課題源自于十堰先鋒模具股份有限公司,做車身左前懸架下支架的模具設(shè)計(jì)。
汽車懸架是車身與車軸（或車輪）之間的彈性聯(lián)結(jié)裝置的統(tǒng)稱。它的作用是彈性地連接車橋和車身，緩和行駛中車輛受到的沖擊力。保證貨物完好和人員舒適；衰減由于彈性系統(tǒng)引進(jìn)的振動(dòng)，使汽車行駛中保持穩(wěn)定的姿勢(shì)，改善操縱穩(wěn)定性；同時(shí)懸架系統(tǒng)承擔(dān)著傳遞垂直反力，縱向反力（牽引力和制動(dòng)力）和側(cè)向反力以及這些力所造成的力矩作用到車身上，以保證汽車行駛平順；并且當(dāng)車輪相對(duì)車架跳動(dòng)時(shí)，特別在轉(zhuǎn)向時(shí)，車輪運(yùn)動(dòng)軌跡要符合一定的要求，因此懸架還起使車輪按一定軌跡相對(duì)車身跳動(dòng)的導(dǎo)向作用。
1.2沖壓工藝及相關(guān)領(lǐng)域的國內(nèi)外現(xiàn)狀
1.2.1沖壓工藝和CAE分析技術(shù)
冷沖壓生產(chǎn)過程的主要特征是依靠沖模和沖壓設(shè)備完成加工，便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，生產(chǎn)率很高，操作方便。冷沖壓所獲得的零件一般無需進(jìn)行切削加工，因而是一種節(jié)省能源、節(jié)省原材料的無（或少）切削加工方法。由于冷沖壓所用原材料多是表面質(zhì)量好的板料或帶料，沖件的尺寸公差由沖模來保證，所以產(chǎn)品尺寸穩(wěn)定，互換性好。冷沖壓產(chǎn)品壁薄、質(zhì)量輕、剛度好，可以加工成形狀復(fù)雜的零件，小到鐘表的秒針、大到汽車縱梁、覆蓋件等。
汽車模具設(shè)計(jì)制造的核心技術(shù)是沖壓工藝技術(shù)，沖壓工藝技術(shù)主要包括工序的設(shè)計(jì)、沖壓方向和工藝補(bǔ)充的確定、刃口設(shè)計(jì)等所有涉及到產(chǎn)品成形的技術(shù)。覆蓋件沖壓工序的設(shè)計(jì)目前還高度依賴于工程師的經(jīng)驗(yàn)。隨著汽車和模具行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的愈來愈激烈，采用更少的工序完成更多的工作內(nèi)容成為工藝的發(fā)展趨勢(shì)。目前許多國際汽車公司在車身開發(fā)的過程中，主動(dòng)考慮產(chǎn)品的可成形性和工藝性，在保證產(chǎn)品功能和質(zhì)量的前提下，借助模具工藝工程師將產(chǎn)品制造的工序降低到最少，這在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的早期就減少了對(duì)沖壓設(shè)備和模具數(shù)量的需求，從而節(jié)省了大量制造成本。日本汽車公司在這方面走在了前列。以汽車側(cè)圍成形為例，最初有6—7工序左右，后來逐步降到5工序，目前日本的汽車公司開始將其工序減到4工序甚至更少來生產(chǎn)。在汽車內(nèi)外覆蓋件中，如車門內(nèi)外板，輪罩等，更多企業(yè)采用一模兩件的工藝方案，以提高生產(chǎn)效率，降低成本。
CAE技術(shù)早在20世紀(jì)80年代就開始應(yīng)用于汽車板料成形領(lǐng)域。由于當(dāng)時(shí)受計(jì)算機(jī)速度和板料成形相關(guān)理論的限制，其還主要處于研究領(lǐng)域，并不能廣泛地用于指導(dǎo)生產(chǎn)。隨著高性能計(jì)算等軟硬件技術(shù)的發(fā)展和板料成形有限元理論的逐步成熟，基于已有的工程經(jīng)驗(yàn)，CAE技術(shù)開始迅速在各大汽車廠指導(dǎo)工藝設(shè)計(jì)和模具制造。初期世界各大汽車公司都在開發(fā)自己的CAE技術(shù)，隨后逐步轉(zhuǎn)向?qū)Ｓ玫纳虡I(yè)板料成形有限元分析軟件。目前CAE技術(shù)可以幫助解決傳統(tǒng)方法難以解決的模具設(shè)計(jì)和沖壓工藝設(shè)計(jì)難題，如板料收縮線、應(yīng)力應(yīng)變、殘余應(yīng)力、可能的缺陷如起皺、破裂和回彈等。通過觀察成形極限圖(FLD)，可以直觀預(yù)測(cè)產(chǎn)品的成形裕度，圖1為對(duì)車門內(nèi)板成形性的預(yù)測(cè)。在工藝設(shè)計(jì)方面，CAE技術(shù)不僅具備了沖壓方向的自動(dòng)和輔助確定，而且具有快速生成和修改工藝補(bǔ)充面、確定坯料尺寸、修邊線展開等功能，其精度遠(yuǎn)大于人工手段獲得的結(jié)果。目前各大主要軟件在多工序分析方面的功能逐漸延伸，實(shí)現(xiàn)了對(duì)拉延、修邊、整形和翻邊等功能的一次設(shè)置，大大提高了效率。在發(fā)達(dá)國家，CAE軟件對(duì)拉延模擬的準(zhǔn)確率在95％左右，可使試模次數(shù)減少50％以上。美國三大汽車公司從1996年就規(guī)定新設(shè)計(jì)的車身沖壓模具在沒有通過有限元分析的情況下不準(zhǔn)進(jìn)行模具加工。CAE軟件本身的算法已經(jīng)達(dá)到相當(dāng)?shù)木�，關(guān)鍵在于CAE工程師的工程經(jīng)驗(yàn)，包括沖壓工藝和調(diào)試的經(jīng)驗(yàn)、有限元和材料等相關(guān)知識(shí)的結(jié)合能力。

圖1 車門內(nèi)板的成形性分析
CAE技術(shù)不僅在沖壓過程的模擬中發(fā)揮了重要作用，而且逐漸拓展到車身零部件制造的其它領(lǐng)域。圖2為模具在沖壓過程中受力的拓?fù)鋬?yōu)化計(jì)算結(jié)果。CAE技術(shù)在車身結(jié)構(gòu)分析、包邊分析和機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)分析當(dāng)中的應(yīng)用如圖3所示。

圖2 CAE技術(shù)在模具結(jié)構(gòu)優(yōu)化中的應(yīng)用

圖3 CAE技術(shù)在零部件相關(guān)技術(shù)中的應(yīng)用
1.2.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
當(dāng)今世界各國都將汽車工業(yè)作為國民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)之一，競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈。衡量汽車工業(yè)特別是轎車工業(yè)發(fā)展水平的重要標(biāo)志是車型的自主開發(fā)與設(shè)計(jì)能力�？巳R斯勒公司在1987年選擇了法國Dassault Sys2ftem公司開發(fā)由IBM公司銷售的CATia軟件，作為設(shè)計(jì)開發(fā)新車型的基本CAD工具，后來又購買了Parameltc Technology公司的Pro/Engineer系統(tǒng)作為補(bǔ)充，在工廠布置設(shè)計(jì)方面，使用AutoCAD及integraph的軟件，在CAM方面，克萊斯勒使用CATia以及Dassault開發(fā)的數(shù)字制造過程系統(tǒng) (DMAPS)程序美國通用公司的模具CAD／CAM系統(tǒng)包括CSG系統(tǒng)，GMFORM系統(tǒng)，TRACS系統(tǒng)，PACS系統(tǒng)。此外，其它的汽車公司也都開發(fā)應(yīng)用了CAD／CAM系統(tǒng)，如馬自達(dá)公司，富士重工業(yè)公司、Au2TODIE公司和富士鐵工所等都采用了模具CAD／CAM，以增加市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
國內(nèi)的CAD／CAM技術(shù)近幾年也有所發(fā)展。如華中科技大學(xué)目前正致力于多工位精密級(jí)進(jìn)模CAD／CAM項(xiàng)目的研究；中科院軟件工程研制中心于93年開發(fā)出沖模CAD系統(tǒng)PICAD；北航的PANDA系統(tǒng)；清華的GEMs系統(tǒng)；浙大的MESSAGE系統(tǒng)等。
1.2.3發(fā)展趨勢(shì)
伴隨計(jì)算機(jī)技術(shù)、智能技術(shù)和電子信息技術(shù)的飛速發(fā)展，汽車覆蓋件沖壓工藝設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展應(yīng)與先進(jìn)制造技術(shù)、智能技術(shù)、電子信息及計(jì)算機(jī)集成技術(shù)等眾多學(xué)科相互交叉、緊密結(jié)合，這代表著該領(lǐng)域21世紀(jì)的科技發(fā)展方向，具有經(jīng)濟(jì)性、前沿性和戰(zhàn)略性。在可以預(yù)見的未來，汽車覆蓋件沖壓工藝設(shè)計(jì)將會(huì)在以下方 ……（未完，全文共13460字，當(dāng)前僅顯示3202字，請(qǐng)閱讀下面提示信息。收藏《畢業(yè)論文：車身左前懸架下支架的沖壓工藝分析及模具設(shè)計(jì)》）