汽车模具制造与设计毕业论文

江西理工大学应用科学学院毕业设计IGS020 汽车发动机底盖冲压模具的设计与制造摘要本论文对冲压模具的设计与制造和研究进行了在国内外发展现状以及在国内外模具的发展趋势进行了详细的分析，也了解到了模具在工业中的具有的重要性，在工业领域中占着不可取代的重要性，就 GS020 汽车发动机底盖冲压模具的设计与制造为研究对象，选汽车模具为讨论课题进行研究分析及实践。通过模具产品料条分析及成型性分析，计算模具冲压力及凸凹模尺寸计算，从而得到整套模具的框架。理论离不开实践，当模具结构确定之后，对模具的每一块钢块进行材质分析和选择，对加工模具钢块进行工艺分析，对模具的组立进行分析，对模具的调试进行检讨和分析。最终完成了模具的组立和调试，达到了客户的要求，也满足了市场的需求，研究结果告诉我们，工业的发展离不开模具的生产和制造，模具可以大批量生产且能精确的完成复杂的工业产品，且寿命较长，不宜损坏，易维修。关键词：大批量；精确；长寿命；复杂王光坤 GS020 汽车发动机底盖冲压模具的设计与制造IIGS020 Automobile Engine Bottom Cover Stamping Die Design and ManufactureABSTRACTTo find the status quo at home and abroad in this paper, the stamping die and mould development trend both at home and abroad were analyzed, and understand the importance of mold in the industrial, hog the indispensable part in the field of industry, is GS020 automobile engine bottom cover stamping die design and manufacture as the research object, select auto mould for the discussion on the research analysis and practice. Article through mold material analysis and the formability analysis, mold burst pressure and intensive size calculation, so as to get a complete set of mould frame. Theory without practice, when the mould structure was determined, each piece of mould steel block material analysis and selection, process analysis was carried out on the processing die steel piece, assemblages of mould is analyzed, debugging a review and analysis of the mould. Finally completed the mould assembling and debugging, has reached the requirement of customers, meet the demand of the market, the results tell us that the development of industry depends on the mould manufacturing and production, the mold can be mass production and can complete the complex precision industrial products, and a long service life, should not be damaged, easy maintenance. Key words: mass; Accurate; Long life; complex 江西理工大学应用科学学院毕业设计III目 录1 绪 论 .11.1 引言 .11.2 冲压模具的特点 .11.3 国内外汽车模具的发展现状 .11.4 国内外汽车模具的发展趋向 .31.5 课题主要研究内容和设想 .32 汽车模具的设计 .42.1 模具料条设计与分析 .42.1.1 外形结构分析 .42.1.2 板件料条确定 .42.2 模具成形性模拟分析 .42.2.1 模具成型工艺 .42.2.2 客户要求 .72.2.3 成型性分析 .72.3 模具结构设计与问题点分析 .82.3.1 材料 .82.3.2 操作与定位方式 .82.3.3 卸料与出件方式 .82.3.4 凸模的设计 .82.3.5 计算冲压力 .92.3.6 冲压中心 .102.3.7 计算凸、凹模刃口尺寸及公差 .102.3.8 模具架构 .112.4 模具标准件和钢料材质的类型选择 .172.4.1 合销 .172.4.2 导正销 .182.4.3 导柱导套 .182.4.4 标准冲头 .182.4.5 氮气弹簧 .18王光坤 GS020 汽车发动机底盖冲压模具的设计与制造IV2.4.6 模具常用钢料 .182.4.7 模具尺寸选择 .203 汽车模具的加工 .213.1 模板件工艺分析 .213.2 模板件加工以及问题点分析 .213.3 主要模板件精铣的选择（单铣和拼铣的选择） .223.4 模板的工艺流程 .224 汽车模具的组装制作 .234.1.模板件组装的前的整理 .234.2.模板件组装过程与模板件的功能确定 .234.3.模板件的调试过程 .234.4.模具组装和调试的问题分析 .234.4.1 组装问题分析 .234.4.2 模具调试 .245 结论 .26谢辞 .27参考文献 .28附录一 .29附录二 .44江西理工大学应用科学学院毕业设计11 绪 论1.1 引言模具在汽车制造和研究过程当中中占据相当重要主导地位。其中就以模具设计水平高低与好差之间判断，程度上很大的影响和决定两年生产率高和低与好坏。一个好的模具设计与制造可以降低资源的调整和时间的调整，给一线生产计划和调度提供最大的优化空间，最终达到提高生产效率的目的。模具的设计和研究制造是工装系统的重要的部分，极大的影响着产品对生产的效率和质量的保证。我们也一直对模具设计进行了细致的研究和探讨有着极为重要的意义。现在的社会汽车不断的生产和制造，离不开冲压模具的设计与制造，为此本课题以汽车模具的设计与制造进行深入研究。1.2 冲压模具的特点模具是指对板材料、带材料和型材料施工对加外力形成，并使它产生了很强的塑性变形或者分离性，从中获得所需要的形状和尺寸的工件的大小（冲压件）的成形加工的方法。冲压和锻造同样都是属于塑性加工而形成的（或称压力加工） ，并且合称为锻压。冲压的坯料主要就是热轧和冷轧形成的钢板和钢带。在这个世界上的钢材中，其中就有6170是属于板材，其中 80%是经过重重的冲压制成的成品。如汽车本身的车身、汽车的底盘、油箱、散热器片，锅炉的汽包，容器的壳体，电机、电器的铁芯硅钢片等都是冲压加工的。生活器皿、自行车、仪器仪表、办公机械、家用电器等产品中，也同样有着冲压件。 冲压的具特点主要为压件与铸件为之比较。具有匀、轻、薄、强、厚的众多他方法都难于造的、复杂的而且加强筋、肋、起伏和翻边工件，以便提高其主要的刚性和稳定性。并且还采用了精密的模具，工件精度可都可以达微米级。并且重复精度相当的高、达到了规格几乎都是一致的，因为可以很快的冲压出孔窝、加强、凸台筋等。冷冲压件一般都是不会再经过切削和加工形成的，或者只是需要很少量的切削和加工的技术。对于热冲压件的精度和在表面状态的基础上都要低于相比的冷冲压件，但仍优于铸件和锻件等，切削的加工量是很少的。1.3 国内外汽车模具的发展现状在其它国家当中，尤其是欧州和美洲和日本越国等比较发达的地区的模具工业起步的都比较早，在拥有较为先进的研究设备和生产管理的技术、丰富飞经验及先进的设备，王光坤 GS020 汽车发动机底盖冲压模具的设计与制造2都深深的值得我们国内对于模具这个行业深入学习和耐心的研究。并且在欧州美洲等地带，已经有很多的模具企业就已经将最高新先进的技术结合实际的应用在模具的设计和制造的工业，主要体现在 6：（1）充分的发挥了信息技术的带动和提升工业模具的工业发展的优越性；（2）切削和五轴已经快速成为了加工技术就已经基本普及的知识，已经很大程度上缩减了制模的周期，因此大大的提高了企业市场的竞争力和市场性；（3）快速成形技术、快速制模技术已经基本普及运用； （4）具备从事模具行业的员工要求精练吃苦耐劳、一专多能、精益生产、一人多职。 （5）模具产品专业信息化，市场定位准确无误；（6）运用了先进的管理的系统，实现了集成化管理；（7）工艺管理先进和标准化程度技术高。日本的模具经过加工的模具以后的发展主要就是表现在无放电加工、加工时间减少、无人手修模和五轴加工这方面。中国虽然已经在很多年以前就已经开始研究和制造模具并且开始使用模具，但是一直以来都还没有形成的产业和好的长夜坏境。由于长久以来模具制造就一直作为保证企业生产的方式被视为生产后主力方。为此一直发展缓慢 7。1984 年就在中国首先成立了模具的工业协会，1987 年模具产业第一次被列入机电产品的活动项目中，当时全国就有生产和只招模具的厂点一共约 6000 家。总产值共约达 32 亿元。并且随着中国的不断的改革开放和日益更新，市场经济进程发展的突飞猛进，模具和其中的标准件和配套件作为模具产品当中的主要产品，制造和生产的企业源源不断，模具产业得到了突飞猛进的发展过程。在市场上如此激烈的竞争当中，企业当中的模具生产的技术已经快速的得到了提高，规模不断的发展。在 20 世纪 90 年代就已经开始的市场竞争力的情况下，中国就已经在汽车行业当中采用了模具设计和制造中采用了和运用到了 CADCAM 技术。国家科委会 863 计划也即将在东风汽车公司作为 CIMS 应用技术的示范地点，并且由华中理工大学的示范地点作为技术的委托单位，并且要开发出汽车的车身、覆盖件的模具CADCAM 等软件系统，模具和设计制造研究当中取得了丰富的实际应用技术，并且也取得非常显著的效果。现在吉林大学和湖南大学也成功地开发了汽车覆盖件模具的CADCAE 的系统，并且达到了较好的水平成效，在生产中得到了广泛的应用和普及，收到了比较好的成效。国内外汽车模具的发展形势当前，冲压模具不断的向高精密、多功能、高节能和智能化生产方向高速发展。车身冲压模具还出现了模块化、自动化、毫米冲压和特种成型技术等新发展。汽车冲压模具有较好的发展前景，它的趋势和冲压技术的发展方向相吻合，自动化智能模具和为智能化生产服务的高性能汽车模具已逐步成为今后技术发展的重要方向。国内外汽车模具江西理工大学应用科学学院毕业设计3行业的发展之中，除生产专业化、设备精良化和行业战略性联盟的发展等成为重要的特点之外，汽车模具技术发展出了以下的趋势，例如：三维设计技术、冲压形成过程模拟CAE 技术、设计（DFM）技术、智能化型面设计技术、制造过程中 CAPP、CAM、CAT 技术、并行工程以及协同设计和虚拟制造等内容造成了汽车模具数字化技术；包括汽车模具型面以及结构的加工、一体化加工中心、液压控制系统、工件在线测量系统等内容的各种汽车模具以及加工自动化技术；高强度板五金冲压技术以及高强度钢板的激光拼焊板的汽车冲压技术。发展包含多工位自动化汽车模具、级进模、热压成形模、液压成形模、轻金属模和复合材料成形模等多种方式合成的新型汽车模具和模夹一体化产品；特殊铸铁和高性能模具材料和此相关材料处理及表面强化技术；包含生产流程及ERP、CRM、PM、PDM、PLM、MES 等先进信息化管理工具、系统发展、多种应用内容的管理科学化和信息化技术；模具的精细标准化设计与生产。1.4 国内外汽车模具的发展趋向汽车模具是机械制造产业当中 ，技术先进、影响重大的重要工业设备，具有高效率、材料利用率高、制件优良板件、工业适应性好等特点，被广泛应用到汽车、航天、机械、航空、电器、轻工、电子、仪表等多个行业。相对而言，与国际先进水平相比较，中国汽车模具行业的发展差距不但表现在精度差较大，交货时间长等方面，模具寿命也是国际先进水平的45左右，大型、精密、技术含量高、寿命长的汽车覆盖件冲压模具和精密冲裁模具，在中国，每年都要花费大量资金投入。1.5 课题主要研究内容和设想本课题主要以 GS020 汽车发动机底盖冲压模具的设计与制造为研究对象，借助Unigraphics NX 进行 3D 绘图，AutoCAD 进行了二维工程绘制零件图并标注工艺，最终设计一套成本较低，精度较高，批量生产，长寿命的钢板连续模具。本课题的具体研究内容包括：（1）汽车模具的结构设计过程与问题点分析；（2）汽车模具模板件机加工过程与问题点分析；(3）汽车模具组装及调试过程与问题点分析；(4)编制工件冲压工艺规程；(5)绘制生产该制件的模具总装配图；(6)绘制全套模具非标零件图；王光坤 GS020 汽车发动机底盖冲压模具的设计与制造4(7)编写设计说明书。2 汽车模具的设计2.1 模具料条设计与分析2.1.1 外形结构分析图 2-1 为 GS020 汽车发动机底盖该板件材质为 08F，厚度 2mm,长 1080mm*宽 850MM*高 40mm ，板件要求高精度，