防尘盖冷冲压模具设计及有限元分析Word格式文档下载.doc

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关键词：

Pro/E、防尘盖、冷冲压模具、有限元分析

Abstract

Asthecartensionersdustcoverintheworkoftheroleofmainisprotection,intheprocessofworkforceissmall,andthemanufacturingprecisionisnothigh,sousethecolddiecuttingprocessingisareasonablemethodofnodoubt.

ThisthesismainlyisthecartensionersdustcoverPro/Ebasedonthecoldstampingmoulddesignandfiniteelementanalysis.First,thepapertodustcoverpartsfromtheanalysisofthetechnologyofstart,whichrefertotherelatedmaterial,determinetheparametersofthearticleusedmaterial;

Thenaccordingtothepartsofthestructuresizeandtolerance,etc,tocalculatetherelevantcoldstampingdieeachpunchpartofthestructuresizeandtolerance;

FinallythepaperinfrontofthecalculationresultsandPro/Etomoldonthe3dmodelingandmodellingdesign,intensityandmoldworkfailureindexanalysis,andfailureanalysisresultsaccordingtotheindex,thecauseofthedefectscauseanestimatedmould,andputsforwardsomeSuggestionsofsolutions,makethemoulddesignmorereasonable.

Keywords：

Pro/E、Dustproofcover、Coldstampingdie、Finiteelementanalysis

目录

1绪论 1

2工艺分析 2

3模具设计 3

3.1落料成形模具设计与计算 3

3.1.1落料模具设计与计算 3

3.1.2成形模具设计与计算 4

3.2冲孔翻边模具设计与计算 7

3.2.1冲孔模具设计与计算 7

3.2.2翻边模具设计与计算 9

4各工序相应模具三维建模、强度校核及其有限元分析 10

4.1落料成形模具三维建模、强度校核及有限元分析 10

4.1.1落料凹模三维建模、强度校核及有限元分析 10

4.1.2成形凸模三维建模及有限元分析 12

4.1.3落料成形凸凹模三维建模及有限元分析 13

4.2冲孔翻边模具三维建模、强度校核及有限元分析 16

4.2.1冲孔模具三维建模、强度校核及有限元分析 16

4.2.1.1冲孔凸模三维建模、强度校核及有限元分析 16

4.2.1.2冲孔凹模三维建模、强度校核及有限元分析 18

4.2.2翻边模具三维建模、强度校核及有限元分析 19

4.2.2.1翻边凸模三维建模、强度校核及有限元分析 19

4.2.2.2翻边凹模三维建模、强度校核及有限元分析 20

5结束语 22

致谢 23

参考文献 24

23

1绪论

随着科学技术的飞速发展，CAE技术在冷冲压模具设计制造领域的应用正越来越受到世界各国的关注。

尽快把最新的有限元分析技术应用到整个挤压模具设计与制造过程中，让更多的模具工程师掌握这种优化设计方法，是提高我国冷冲压模具制造业的市场竞争力有效途径之一。

冷冲压模具的设计制造及其应用在工业生产中已日益占据着举足轻重的低位。

因为冷冲压模具的应用，使制造生产零件的速率大幅度提高，并且其各项精度也能满足不同的需求。

特别是对于本论文中提到的汽车涨紧轮防尘盖的生产应用。

而有限元法是随着电子计算机的发展而迅速发展起来的一种现代计算方法。

它是50年代首先在连续力学领域----飞机结构静、动态特性分析中应用的一种有效的数值分析方法，随后很快广泛的应用于求解热传导、电磁场、流体力学等连续性问题。

本设计用Pro/E强大的三维建模造型设计功能以及Pro/M强大的结构、运动、热的有限元分析来来实现冷冲压模具的整个设计、校核、仿真为一体的设计程序，充分发挥了计算机及其软件在计算和处理数据方面的强大优势，使大量的计算由计算机来完成，有效地缩短了设计周期，并且计算的数据更加准确。

合理地将冷冲压模具的设计与设计软件的三维建模和造型设计以及有限元分析功能结合，将使机械设计的周期进一步缩短。

研究结果表明：

合理运用理论分析、物理模拟和数值模拟等方法，对冷冲模具工作工程中的所受应力、应变、应变能以及失效指标等问题进行了大量的分析和实验，并根据其研究成果对冷冲压模具进行了优化设计，可以充分提高冷冲压模具设计的合理性及其制造方便快捷程度。

2工艺分析

图2-1汽车防尘盖工程图

考虑到汽车涨紧轮防尘盖在工作过程中主要启动防尘保护作用，受到的作用力很小，故查《冲压模具设计师速查手册》[2]零件材料可选普通碳素钢中的Q195，且其参数如下表：

表2-1普通碳素刚Q195参数表

牌号

状态

抗剪强度

抗拉强度

伸长率

Q195

未经退火

260～320

320～400

28～33

取料厚度为0.8mm,查《冲压模具设计师速查手册》[2]表2—3取料厚度偏差为±

0.07mm，即h=0.8±

0.07mm

由Pro/E5.0造型并分析知：

图2-2防尘盖三维建模图图2-3防尘盖体积分析图

模型体积：

（1）

计算下料件直径：

（2）

由公式得：

（3）

3模具设计

分析：

综合考虑工件外形尺寸及工件材料，可暂将零件加工工序分为落料成型工序和冲孔翻边工序。

于是，相应冲压模具为落料成型模具和冲孔翻边模具各一套。

3.1落料成形模具设计与计算

3.1.1落料模具设计与计算

落料件相应模具一般以凹模为首先计算。

这里暂定凹模与凸模分别加工，模具刃口为平口。

图3-1落料凸凹模尺寸间隙及公差图

间隙值的确定：

由经验公式Z=m×

t并查《现代模具设计》[1]表2—2取：

（4）

（5）

刃口公差的确定：

（6）

（7）

且验证知成立

查《现代模具设计》[1]表2—4取：

K=0.75，故

（8）

mm（9）

落料时冲裁力的计算：

取k=1.3

（10）

落料时冲裁功的计算：

查《现代模具设计》[1]表2—6取：

k=0.70

（11）

卸料力的计算：

查《冲压模具设计师速查手册》[2]表5—5取：

k=0.06

（12）

3.1.2成形模具设计与计算

由《冲压模具设计师速查手册》[2]知：

图3-2锥形拉深模型

（13）

（14）

（15）

故可用锥形（带底）凹模一次拉深成功，但是，由于，毛坯变形程度不大，易回弹，所以须增加压边力或增大接触面的摩擦因数，这里用增大压边力的方法。

图3-3拉深成形模具尺寸及其配合

拉深成形凹模圆角半径的确定：

据《冲压模具设计师速查手册》[2]知：

（16）

拉深成形凸模圆角半径的确定：

（17）

拉深成形模具间隙值的确定：

；

查《冲压模具设计师速查手册》[2]表6—5取：

（18）

故（19）

处拉深成形模具尺寸的确定：

根据模具设计常识，此处以凹模为基准并首先设计计算，故查《互换性与技术测量》表1—8知：

处公差等级约为IT13，所以这里相应模具部分的公差等级取为，且结合零件的用处及其精度情况可取模具公差等级为IT7级，即模具刃口尺寸公差：

，那么

（20）

（21）

查《互换性与技术测量》表1—8知：

处公差等级约为IT12，根据《冲压模具设计师速查手册》[2]取相应模具公差等级为，此处取IT7，故模具公差值：

那么

（22）

（23）

拉深力的确定：

根据《冲压模具设计师速查手册》[2]知：

选取,,

且查《冲压模具设计师速查手册》[2]表5—20取：

，故

（24）

压边力的确定：

根据《冲压模具设计师速查手册》[2]知,其中,查《冲压模具设计师速查手册》[2]表5—30取：

故有

（25）

3.2冲孔翻边模具设计与计算

3.2.1冲孔模具设计与计算

冲孔件相应模具一般以凸模为首先计算。

图3-4冲孔模具尺寸及其配合图

查《现代模具设计》[1]表2—2取：

即,（26）

刃口尺寸公差的确定：

根据《现代模具设计》[1]知：

（27）

（28）

刃口尺寸的确定：

查《现代模