多目标优化的汽车覆盖件顶盖冲压模具的设计论文[带图纸].doc

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毕业设计说明书论文QQ1961660126

毕业论文（设计）

题目：

多目标优化的汽车覆盖件的设计

——汽车顶盖模具设计

（英文）：

MoldDesignofAutomobileCoveringBasedon

Multi-objectiveOptimization——CarRoofDieDesign

院别：

机电学院

专业：

机械设计制造及其自动化

姓名：

学号：

指导教师：

日期：

2010年5月29日

多目标优化的汽车覆盖件的设计

——汽车顶盖模具设计

摘要

本文以建模软件Pro/E和冲压仿真分析软件Dynaform为工具，以典型汽车覆盖件（车顶盖）为例，应用计算机对产品进行三维建模及仿真计算冲压模具工作过程，通过分析结果，验证模具设计是否合理，防止起皱、拉裂等不良现象。

实践证明，采用冲压仿真分析软件DYNAFORM对汽车覆盖件成形过程进行模拟，并根据仿真结果进行冲压工艺规划和模具的设计，可以降低成本，缩短生产周期，提高模具的设计质量。

主要讲述仿真分析技术在汽车覆盖件模具制造中的实际应用。

探讨了虚拟制造技术在汽车模具制造中的重要性和优势，提出了虚拟制造技术在汽车模具开发领域的应用。

在简单介绍了虚拟制造的原理及其组成部分后，对其在汽车覆盖件模具制造中的应用给出了详细说明，重点介绍了在汽车覆盖件模具制造中如何使用虚拟制造技术，给出了应用的一般流程，并对其中的关键技术和难点技术给予了详细说明。

关键词：

冲压；仿真；Dynaform；覆盖件；模具设计

MoldDesignofAutomobileCoveringBasedon

Multi-objectiveOptimization——CarRoofDieDesign

ABSTRACT

InthispaperweusemodelingsoftwarePro/EandsimulationsoftwareDynaformasatool,takethetypicalautomobilecover（carroof）asanexample,usethecomputertomodeltheproductandsimulatethestampingprocess，throughresultanalysis,weconfirmthemoldisdesignedreasonably.Suchdesignwouldpreventsuchbadphenomenonaswrinkleandfractureandsoon.Ithasbeenproved,usingthestampingsimulationanalysissoftwareDynaformtomakethesimulationofautomobilecoverformingprocess,andmakingthestampingprocessplanandthemolddesignaccordingtothesimulationresults,canreducethecost,shortenproductioncycle,enhancethemolddesignquality.InordertoexplaintheSimulationAnalysisTechnology'sapplicationinautomobilecoveringmouldmanufacturing,discussestheimportanceofthevirtualmanufacturingtechnologyusedinmouldmanufacturing,theapplicationofvirtualmanufacturingtechnologywasputforwardinthefieldofautomoulddevelopment.Aftervirtualmanufacturingissimplyintroduced,adetailedexplanationwasgiveninthemouldmanufacturingapplication.Additionally,wealsointroducedhowtousethevirtualmanufacturingtechnologyinthemouldmanufacturing,andgavethegeneralprocess,thekeytechnologyandsomeothertechnical.

Keywords:

Stamping;Simulation;Dynaform;Covering;Moulddesign

目录

1绪论 1

1.1汽车覆盖件的概念与特点 1

1.1.1汽车覆盖件的概念 1

1.1.2汽车覆盖件的成形特点 1

1.1.3覆盖件的特殊要求 2

1.1.4Dynaform有限元模拟软件的应用 3

1.2冷冲压模具发展现状及CAE技术的前景 3

1.2.1我国冷冲压模具的发展现状 3

1.2.2CAE技术的发展前景 4

1.3论文的提出及研究意义 4

1.3.1论文的提出 4

1.3.2研究意义 4

1.4研究的主要内容 5

2汽车覆盖件拉延模冲压工艺分析 6

2.1产品的工艺分析 6

2.1.1覆盖件冲压工艺的特点 6

2.2冲压工艺的确定 6

2.2.1冲压方向的确定 7

2.2.2工艺补充部分设计 8

2.2.3压料面的确定 9

2.2.4工艺孔及工艺切口 10

2.2.5增加拉延筋或拉延槛 10

2.2.6加工方案的确定 11

3对汽车覆盖件的拉延工艺的有限元分析 13

3.1DYNAFORM软件的三大组成部分 13

3.1.1DYNAFORM前处理 13

3.1.2DYNAFORM求解器 14

3.1.3DYNAFORM的后处理 14

3.2DYNAFORM软件在板料成形过程中的分析流程 14

3.3采用仿真技术的优点 15

3.4模具设计的有限元分析与仿真 16

3.4.1参数初步确定 16

3.4.2模型的建立 16

3.4.3对零件进行网格划分 17

3.4.4冲压方向的调整 19

3.4.5创建压料面和工艺补充部分 20

3.4.6对压料面进行裁剪 22

3.4.7毛坯的确定 23

3.4.8DrawDie模块参数设置 25

3.4.9成形缺陷的分析判断 26

3.4.10解决起皱的方法 29

3.4.11解决开裂的方法 31

4模具结构设计的确定及ISIGHT分析 31

4.1对DYNAFORM仿真结果进行多目标优化 31

4.1.1iSIGHT简介 31

4.1.3响应面法的简单介绍 33

4.1.4多目标优化的基本思路 33

4.1.5目标函数对产品的影响与控制 38

4.2选用模具的类型及结构 39

4.2.1三种拉延模的比较 39

4.2.2确定拉延模的类型 41

4.2.3压力机的选择 41

4.3汽车覆盖件冲压成形的冲压方式 41

4.3.1拉延模的主要组成部分 42

4.4结构尺寸参数 42

4.4.1凸模结构 43

4.4.2空气孔的设计 43

4.4.3导向板 44

4.4.4压边圈和凹模的导向 45

4.4.5压料筋和压料槛 46

4.4.6升降机顶件器 48

4.4.7模具总体装配图 49

总结 51

参考文献 52

致谢 54

课件之家的资料精心整理好资料-本资料来自

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1绪论

1.1汽车覆盖件的概念与特点

1.1.1汽车覆盖件的概念

汽车覆盖件（以下简称覆盖件）是指构成汽车车身或驾驶室、覆盖发动机和底盘的薄金属板料制成的异形体表面和内部零件。

轿车的车前板和车身、载重车的车前板和驾驶室等都是由覆盖件和一般冲压件构成的。

覆盖件组装后构成了车身或驾驶室的全部外部和内部形状，它既是外观装饰性的零件，又是封闭薄壳状的受力零件。

覆盖件的制造是汽车车身制造的关键环节。

覆盖件的分类：

（1）按功能和部位分类：

可分为外部覆盖件、内部覆盖件和骨架类覆盖件三类。

外部覆盖件和骨架类覆盖件的外观质量有特殊要求，内部覆盖件的形状往往更复杂。

（2）按工艺特征分类：

（a）对称于一个平面的覆盖件。

诸如发动机罩、前围板、后围板、散热器罩和水箱罩等。

这类覆盖件又可分为深度浅呈凹形弯曲形状的、深度均匀形状比较复杂的、深度相差大形状复杂的和深度深的几种。

（b）不对称的覆盖件。

诸如车门的内、外板，翼子板，侧围板等。

这类覆盖件又可分为深度浅度比较平坦的、深度均匀形状较复杂的和深度深的几种。

（c）可以成双冲压的覆盖件。

所谓成双冲压既指左右件组成一个便于成型的封闭件，也指切开后变成两件的半封闭型的覆盖件。

（d）具有凸缘平面的覆盖件。

如车门内板，其凸缘面可直接选作压料面。

（e）压弯成型的覆盖件。

以上各类覆盖件的工艺方案各有不同，模具设计结构亦有很大差别。

本论文研究的是外部覆盖件，属于对称于一个平面的覆盖件。

1.1.2汽车覆盖件的成形特点

与一般冲压件相比，覆盖件具有材料薄、形状复杂、结构尺寸大和表面质量要求高等特点。

覆盖件的工艺设计、冲模结构设计和冲模制造工艺都具有特殊性。

因此，在实践中常把覆盖件从一般冲压件中分离出来，作为一各特殊的类别加以研究和分析。

在板材冲压成形中，汽车覆盖件是最复杂的冲压件。

零件上经常有许多局部的凸起、筋条等形状，且零件尺寸大，毛坯相对厚度小。

往往要经过拉延、切边、翻边等多道工序甚至十几道工序才能得到一个汽车覆盖件的成品件。

1.1.3覆盖件的特殊要求

1、表面质量

覆盖件表面上任何微小的缺陷都会在涂漆后引起光线的漫反射而损坏外形的美观，因此覆盖件表面不允许有波纹、皱折、凹痕、擦伤、边缘拉痕和其他破坏表面美感的缺陷。

覆盖件上的装饰棱线和筋条要求清晰、平滑、左右对称和过渡均匀，覆盖件之间的棱线衔接应吻合流畅，不允许参差不齐。

总之覆盖件不仅要满足结构上的功能要求，更要满足表面装饰的美观要求。

2、尺寸形状

覆盖件的形状多为空间立体曲面，其形状很难在覆盖件图上完整准确地表达出来，因此覆盖件的尺寸形状常常借助主模型来描述。

主模型是覆盖件的主要制造依据，覆盖件图上标注出来的尺寸形状，其中包括立体曲面形状、各种孔的位置尺寸、形状过渡尺寸等，都应和主模型一致，图面上无法标注的尺寸要依赖主模型量取，从这个意义上看，主模型是覆盖件图必要的补充。

3、刚性

覆盖件拉延成型时，由于其塑性变形的不均匀性，往往会使某些部位刚性较差。

刚性差的覆盖件受至振动后会产生空洞声，用这样零件装车，汽车在高速行驶时就会发生振动，造成覆盖件早期破坏，因此覆盖件的刚性要求不可忽视。

检查覆盖件刚性的方法，一是敲打零件以分辨其不同部位声音的异同，另一种是用手按看其是否发生松驰和鼓动现象。

4、工艺性

覆盖件的结构形状和尺寸