畢業(yè)論文：基于SolidWorks的車輛沖壓零件的模具結構及動畫設計

畢 業(yè) 論 文

（科 學 研 究 報 告）

題 目 基于SolidWorks的車輛沖壓零件的模具結構及動畫設計
院(系)別 機電及自動化學院
專 業(yè) 材料成型及控制工程
級 別 2008

摘 要
沖壓技術在加工工業(yè)中占有重要地位，特別是在汽車產業(yè)中應用廣泛。改善沖壓模具的設計和制造技術，有利于生產高精度的制品、縮短汽車生產周期以及改善工藝條件，對汽車產業(yè)的發(fā)展具有很大的影響。本課題針對特定的車輛沖壓零件，運用AutoCAD進行沖壓級進模的結構設計，并繪制沖壓模具的二維裝配圖。SolidWorks 是一款完全基于Windows的CAD/CAE/CAM/PDM桌面集成系統(tǒng), 功能強大，包括了零件設計、產品裝配、模具開發(fā)、鈑金件設計和自動檢測等多種功能，在模具設計領域有著廣泛的應用。在二維設計的基礎上，本課題采用SolidWorks軟件實現(xiàn)車輛沖壓零件的三維模具結構設計及成形工步動畫演示，可以提高產品設計的準確性，減少產品成型缺陷，并縮短產品研發(fā)、模具設計加工周期，降低生產成本，對沖壓技術的發(fā)展有積極的意義。

關鍵詞：級進模設計 車輛沖壓零件 AutoCAD SolidWorks 三維動畫設計














Abstract
Stamping technology occupies an important position in processing, especially used widely in automobile industry. Improve the design and manufacturing technology of stamping die can produce high precision products、shorten the production cycle and improve the process conditions ,it has great influence for the development of the automobile industry. This topic for a specific vehicle stamping parts, use
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模零部的材料選用 25

第九章 模具零件加工工藝與模具的裝配 27
9.1模具零件加工工藝 27
9.2模具的裝配 27
9.2.1模具裝配的過程及要求 27
9.2.2模具裝配圖 27

第十章 基于SolidWorks的沖壓模具設計…………………………...29
10.1 SolidWorks 的技術要點 29
10.2采用SolidWorks 設計沖模的優(yōu)點 29
10.3 SolidWorks模具設計方法及裝配體 30
10.3.1 SolidWorks模具設計方法 30
10.3.2模具裝配體 30
10.4 SolidWorks 的動畫設計 31

第十一章 總結 33

參考文獻
致謝

第一章 緒論
1.1沖壓技術的應用與發(fā)展
沖壓行業(yè)在國民經濟的加工工業(yè)中占有重要地位。根據(jù)統(tǒng)計，沖壓件在各個行業(yè)中均占相當大的比重，尤其在汽車、電機、儀表、軍工、家用電器等方面所占比重更大。沖壓模具技術集合了機械、電子、化學、光學、材料、計算機、精密監(jiān)測和信息網(wǎng)絡等諸多學科，是一個綜合性多學科的系統(tǒng)工程。其發(fā)展趨勢主要是向著更大型、更精密、更復雜及更經濟的方向發(fā)展。目前，我國沖壓模具技術取得較大的發(fā)展，但隨著產品更新?lián)Q代越來越快，新技術日新月異，沖壓模具使用范圍越來越廣，對模具的要求也越來越高。
多工位級進模在沖壓模具中的應用越來越普遍，能生產形狀復雜、精度要求高的產品，生產效率高，安全性能好，且具有較好的經濟效益。隨著國內市場產品質量的提升，近些年，先進多工位與多功能沖壓模具的總體技術水平提升，特別是產量最大的精密多工位級進模的技術水平、制造技術、使用壽命和制造周期等性能指標方面均有了明顯進步，相當一部分高檔優(yōu)質模具的水平已接近或到達國際同類模具水平。但設計及制造級進模的技術水平要求較高，在許多方面還需不斷改進和提高，因此，級進模的研究對沖壓技術的發(fā)展具有積極的意義。

1.2 汽車沖壓模具
汽車模具是汽車工業(yè)的重要基礎工藝裝備。在汽車生產中，90％以上的零部件都需要依靠模具成形，60％～70％的金屬零部件需經塑性加工成形。沖壓是金屬塑性成形的一種最基本、最傳統(tǒng)，也是最重要的金屬加工方法之一，所以沖壓在汽車制造中是一種十分重要的制造技術，廣泛用于汽車覆蓋件、底盤骨架、板類零部件及一些精密零部件的生產。汽車沖壓模具的制造周期是影響新車型上市快慢的重要因素，汽車沖壓模具的質量在很大程度上決定了汽車本身的外觀和質量，所以沖壓模具是決定汽車新車型開發(fā)是否成功的關鍵因素。
1.2.1國內外汽車沖壓模具發(fā)展
國外各大汽車公司都對汽車模具的設計和制造技術的發(fā)展極為重視，各大汽車公司都有自己的模具制造廠，生產汽車關鍵零件的模具，特別是主要外觀件所用的模具[1]。例如，日本豐田公司的沖壓模具工廠就是世界上最大、最先進的汽車模具制造廠之一。除了汽車生產廠家的模具廠外，還有大批的汽車模具專業(yè)公司為汽車制造業(yè)服務，其中知名的如同本的獲原、富士、宮津，美國的COMAU公司等等，在國際汽車模具制造業(yè)都具有很高的地位。例如COMAU汽車模具公司就具有每年開發(fā)10個車型模具的能力，其制造的模具包括多工位傳遞模、多工位級進模(連續(xù)模)、液壓成形模、金屬熱成形模和原型模具等。專業(yè)化生產是汽車模具行業(yè)的一個顯著特點，專業(yè)化分工是提高生產效率、縮短模具設計制造周期和保證模具產品質量的必然發(fā)展趨勢。例如，有的企業(yè)僅制造整體側圍、前翼子板、發(fā)動機罩內外板、車門內外板、行李箱內外板等主要覆蓋件模具，其余均由外圍協(xié)作廠完成。除了專業(yè)的汽車模具廠家外，國外還出現(xiàn)了一批汽車模具試制專業(yè)公司。例如，意大利MODEL MASTEL公司專門設計制造新開發(fā)車型的白車身、組裝樣車。國外汽車模具行業(yè)發(fā)展的另一個顯著特點就是各種高新技術的廣泛應用，使汽車模具的設計制造技術水平達到了一個空前的高度。
我國汽車工業(yè)的高速發(fā)展，為汽車模具提供了旺盛的市場需求，推動了汽車模具行業(yè)的快速發(fā)展，使汽車模具行業(yè)的整體水平也得到迅速提升。十年前，我國的汽車沖壓模具行業(yè)還只限于一汽、東風、天汽、成飛、南汽等為數(shù)不多的幾家骨干企業(yè)，現(xiàn)在己發(fā)展到200家左右。
我國汽車模具行業(yè)近年來在裝備水平方面顯著改善，許多企業(yè)都大量購置了先進的模具加工設備，包括35軸高速加T中心、大型龍門式加工中心、數(shù)控銑床、多軸數(shù)控激光切割機等，以及人型測量和調試設備。除了硬件設備外，大部分企業(yè)還同時配備了先進的軟件，包括CAD/CAE/CAM軟件和企業(yè)信息化管理軟件等。因此，我國汽車沖壓模具企業(yè)的設計水平和制造能力已大為提高。國內汽車模具的檢測技術水平近年來也顯著提高，三坐標測量設備普遍應用，在保證模具產品質量方面發(fā)揮了重要作用。近年來，國內汽車模具企業(yè)的管理水平和能力也在不斷提升，不少企業(yè)為了改變不規(guī)范、落后的管理方式，結合企業(yè)的實際情況，正逐步建立起適合自身特點并能滿足市場需求的管理模式。
雖然我國汽車模具行業(yè)已得到了較快發(fā)展，但與國際先進水平相比尚有很大差距，尤其是在企業(yè)管理和人才方面的差距更為突出，設計、加工、調試及標準化等方面也有不少差距，我們必須重視。
1.2.2汽車沖壓模具技術的發(fā)展趨勢
當前，沖壓技術正向精密、多功能、高效節(jié)能、安全清潔和智能化的生產方向發(fā)展。車身沖壓技術還呈現(xiàn)出模塊化、自動化、毫米沖壓和特種成型技術等新趨勢。汽車沖壓模具有很好的發(fā)展前景，其發(fā)展趨勢當與沖壓技術的發(fā)展方向相吻合，多工位自動化智能模具和為智能生產服務的高性能模具將逐步成為今后技術發(fā)展的重點。在國內外汽車模具行業(yè)的發(fā)展中，除了生產專業(yè)化、設備精良化、經營國際化、以及行業(yè)戰(zhàn)略聯(lián)盟的發(fā)展等成為重要的特點外，模具技術的發(fā)展呈現(xiàn)出以下趨勢：包括三維設計技術、沖壓成形過程的模擬（CAE）技術、可制造性設計（DFM）技術、智能化型面設計技術、制造過程的CAPP、CAM、CAT技術、并行工程和協(xié)同設計以及虛擬制造等內容的模具數(shù)字化技術；包含模具型面和結構面的加工、高速加工、一體化加工中心、光電控制系統(tǒng)、工件在線測量系統(tǒng)等內容的各種模具加工自動化技術；高強度板沖壓技術和與高強度鋼板應用相關的激光拼焊板的沖壓技術；發(fā)展包括多工位自動化模具、級進模、多功能模、熱壓成形模、液壓成形模、輕金屬和復合材料成形模等的新型模具以及模夾一體化產品；發(fā)展特殊鑄鐵和高性能模具材料及與此相關的材料處理和各種表面強化技術；包括精益生產流程及ERP、CRM、SCM、PM、PDM、PLM、MES等先進信息化管理工具及系統(tǒng)的發(fā)展與應用等內容的管理科學化與信息化技術；模具的精細化制造和標準化設計與生產，等等。

1.3 Solidworks用于沖壓模具設計的意義
市場上大部分產品中的五金零件,其模具的設計都是通過二維設計平臺完成的, 平面的設計在五金設計行業(yè)中已經發(fā)展得非常成熟。隨著產品技術快速發(fā)展,對模具行業(yè)的技術和交貨周期的要求越來越高,尤其是電子精密五金產品和汽車類零件,二維平臺突顯出的瓶頸表現(xiàn)為:設計不直觀,標準不統(tǒng)一,無法干涉檢查,以及大量的后期修改等，三維技術在沖壓模具設計中的應用有利于解決二維設計中的難題。當前給國內汽車沖壓模具企業(yè)已經將二維CAD廣泛用于結構設計中，部分企業(yè)將三維實體設計應用于部分模具設計中，只有極少數(shù)企業(yè)能夠做到100%的實體設計，可以說實體設計取代二維CAD是發(fā)展的必然趨勢。SolidWorks是一款完全基于Windows的CAD/CAE/CAM/PDM桌面集成系統(tǒng),在模具設計領域有著廣泛的應用，其建立的沖壓模具模架庫系統(tǒng)供設計時調用,不但可以提高模具的標準化和通用化,而且也會大大縮短模具的設計周期,降低設計成本。




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