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文档简介
1、尹潞开题分析方案南京工程学院毕业设计开题报告课题名称:发动机罩内板拉延CAE及拉延模设计学生姓名:尹潞指导教师:陈有华杨征宇所在学院:材料工程学院专业名称:材料成型及控制工程南京工程学院2009年3月20日学士学位毕业设计(论文 > 开题报告学生 姓名尹潞学号205050305专业材料成型及控制工程指导 老师 姓名陈有华/杨征宇职称高工/副教授所在学院材料工程学院4课题 来源企、事业单位委托课题课题性质工程设计课题 名称发动机罩内板拉延CAE及拉延模设计一.课题内容1英文翻译和开题报告2. 分析零件冲压工艺3. 熟悉AutoForm等CAE分析软件4. 根据产品图进行二维模具设计5. 毕
2、业论文 含中、英文摘要、设计计划书与毕业 设计 的内 容和设计说明书)6.发动机罩内板数学模型:课题的目的和意义1. 通过对本课题的研究,培养我们综合运用 大学四年所学知识,联系生产实际提出问题、 分析问题、解决问题的能力,提升自身创新 能力;2. 进一步巩固,拓展自己的专业知识;3. 了解市场经济对现代汽车模具工业新的要 求,了解和掌握模具专业最前沿的技术;4. 理论联系实际,基本掌握并运用较为先进 的设计理念和设计发法,接受初步的工程技 术训练,在导师的指导下,进一步提高自己 的独立设计的能力,为以后工作打好基础;5. 掌握运用专业软件解决工程实际问题的能 力,能够熟练运用CAD、UG进行
3、模具二维 的绘制,并熟练运用CAE分析软件。.文献综述随着现代汽车、电子工业的快速发展, 代表冲压模具发展方向和技术水平之一的汽 车覆盖件成形技术在我国得到了越来越广泛 的应用并成为企业增强其市场竞争力的重要 因素。模具未来趋势主要是朝信息化、高速 化生产与高精度化发展。汽车模具是车身制 造的重要装备,也是企业提高汽车开发、制 造能力的关键环节汽车工业产业政策己经将 汽车模具作为提升汽车技术进步的发展重点 之一。汽车覆盖件模具是模具中技术含量和 附加值最高的产品,其技术水平成为衡量一 个国家制造业水平的重要标志。与汽车工业的迅猛发展相比,我国的汽 车车身模具特别是汽车覆盖件模具的发展相 对滞后
4、,相当比重的汽车车身覆盖件模具依 赖于进口,尤其是大型的覆盖件模具依赖程 度更高汽车覆盖件模具生产企业近年来的 技术进步主要表现在如下几个方面。1. 装备水平有了很大提高无论是近年来新建的企业还是经过技术 改造的老企业,无一例外地都大量采购了先 进的数控设备,这些设备中包括了三轴至五 轴的高速加工机床、大型龙门式加工中心和 数控铣等机床、先进的大型测量和调试设备 及多轴数控激光切割机等。目前许多模具企业已拥有了 10台左右 的大型数控设备,有些企业已拥有了 30多台。 目前全行业已约有大型数控加工设备 400多 台,因此,生产汽车覆盖件模具的水平和能 力已大为提高。2. 设计和加工技术有了很大
5、提高 近年来,企业使用三维 CAD的已越来越多, 有的企业已经达到百分之百的应用。与此同 时,CAE技术也得到广泛应用。一方面是从国 外引进的CAE软件,经过二次开发,应用水 平有了较大提高。另一方面是国内自行开发, 拥有自主知识产权的、先进的 CAE软件也已 在生产中得到成功应用。目前已经应用的CAE 软件主要有引进的 LS、DYNA3D DYNAFORM PAMSTAMFOPTRIS AUTOFORM国内自己开 发的 VFORMKMAS sheetForm 和 CADEM系 统等。作为汽车大型覆盖件模具开发中的核 心技术CAE技术,现在的CAE软件已在传统 的只作成形分析上实现了升级,能参
6、与冲压 工艺的全过程,在分析内容的广泛性、实用性、精确性方面都有显着的进步。这对产品 设计与工艺分析、提高模具非凡是拉延模的 成功率、缩短模具制造周期、提高模具质量 都有显着作用。3. 模具水平有了很大提高由于装备水平和设计加工技术的提高, 再加上人员素质的提高及一些新技术的应 用,近年来,国产汽车覆盖件模具水平也随 之有了很大提高。模具水平的提高是多方面 的,体现在模具生产的全过程。由于CAD/CAE技术的普及和运用积累, 国内有些企业在DL图设计冲压工艺分析方面 已接近国外水平。标准化结构、标准件、曲 型性结构的运用及其在此基础上的灵活处 理,已使模具结构复合程度高、结构布局合 理、使用可
7、靠得到满足。汽车覆盖件外形尺寸较大,材料比较薄, 型面起伏复杂,尺寸精度与表面质量要求较 高,在拉伸成形过程中容易出现拉裂、起皱 现象。模具调试过程中需要浪费大文献综述量的人力、物力和财力。近年来随着计算机 技术的不断发展,CAE计算机辅助工程)技 术目前已经在各大汽车模具厂广泛用于产品 模拟分析、冲压板材成形过程分析。通过提 前对产品可能出现的成形缺陷进行研究,预 示汽车覆盖件冲压成形的可行性。计算机辅 助设计技术以其强大的冲击力,影响和改变 着工业的各个方面,甚至影响着社会的各个 方面。它使传统的产品技术、工程技术发生 了深刻的变革,极大地提高了产品质量,缩 短了从设计到生产的周期,实现了
8、设计的自 动化。CAE计算机辅助工程 Computer AidedEngineering CAE是技术创新和数字化智能化设计制造的核心技术,是改造传统产 业和发展国防尖端科技的战略制高点,在制 造业和国民经济中具有重要地位和广泛需 求。改变我国制造业自主设计和技术创新能 力弱、产品竞争力低的落后局面,根本途径 是普及和应用先进设计、分析、制造技术。其技术的主要优点包括:(1通过对工件的可 成形工艺性分析,做出工件是否可制造的早 期判断;通过对模具方案和冲压方案的模拟 分析,及时调整修改模具结构,减少实际试 模次数,缩短开发周期。(2通过缺陷预测来制定缺陷预防措施,改进 产品设计和模具设计,增强
9、模具结构设计以 及冲压方案的可靠性,从而减少生产成本。(3通过CAE分析可以择优选择材料,可制造复杂的零件,并对各种成形参数进行优化,提 高产品质量。(4通过CAE分析应用不仅可以 弥补工艺人员在经验和应用工艺资料方面的 不足,还可通过虚拟的冲压模拟,提咼提咼 工艺人员的经验。轮(4加工设备特模要保证汽车覆盖件的质量,首先要保证 覆盖件模具的质量,其影响是直接的,主要 表现在:(1模具必须有足够的强度和刚度, 这是保证模具止常使用的前提。(2模具要有 简单、合理、标准和安全的结构:(2模具要 有精确、耐磨的形面配合,这是冲模具的成 套性,前后道工序之间的形面匹配性和关联 性要求高,需要严密的组
10、织生产计划;(3 廓尺寸大,加工基准复杂; 殊,准备工作繁重,制造周期长了;(5具材料要求苛刻。覆盖件的制造是汽车车身制造的关键环 节。汽车覆盖件工艺补充设计注重要点包括:1)选定合适的冲压方向,保证凸模将工件 一次拉伸到位,凸模两侧包容角尽可能保持一致,周边进料均匀,尽可能降低拉伸深度, 并尽量深度均匀。2)选用合适板材,一般 在满足产品强度要求的情况下,尽量选用屈 服点b b和屈服强度a b/(7s较低,延伸率3、 厚向异性指数n较高的薄板材料。3)压料面 应设计为平面、单曲面或曲率半径很小的双 曲面,使材料各处变形均匀,在不产生褶皱 的情况下,易于材料流入,同时,尽量减少 工艺补充面,提
11、高材料利用率。4)根据各个部位的成形特点有效设置拉延筋及参数, 并考虑制件的定位以及取放件操作的方便 性、安全性。随着计算机技术快速发展和普及,CAD/CAE/CAM一体化技术广泛的应用到汽 车工业中,并成为汽车工业中起主导作用的 关键技术。以汽车覆盖件冲压模具为研究对 象,对其CAD/CAE/CAM中的若干技术进行研 究。在CAD方面,针对目前冲模标准件库缺乏 和效率低等问题,以CATIA V5和SQL Server 2000软件作为开发工具,建立了三维冲模标准件库CAD系统,实现了参数化设计。并以Visual Basic 6.0作为开发语言设计了客户端应用程序。实现了三维冲压模具标准件的
12、自动建模,提高了模具设计的工作效率,和效率低等问题,以CATIA V5和SQL Server 2000软件作为开发工具,建立了三维冲模标 准件库CAD系统,实现了参数化设计。并以Visual Basic 6.0作为开发语言设计了客户文献综述端应用程序。实现了三维冲压模具标准件的 自动建模,提高了模具设计的工作效率, 缩短了企业新产品的研制周期。在CAE面,以Autoform为软件平台,利用一步法的基本 原理,对零件成形性进行预测。通过同增量法 模拟结果的对比验证,表明这种方法具有较 高的可信度,可应用于零件前期设计和工艺 参数设计阶段,对产品的成形性进行快速的 评估。并以汽车覆盖件拉延模具为研
13、究对象, 利用板料成形及回弹的数值算法,进行了覆盖件拉延模具设计、成形性分析及回弹计算,应用有限元技术对模具进行参数化虚拟调 试,使得模具在制造前就消除了成形缺陷,提 高了模具的制造水平。AutoForm提供了从产品的概念设计直至 最后的模具设计的一个完整的解决方案,特 别适合于复杂的深拉延和拉伸成形模的设 计、冲压工艺和模面设计的验证、成形参数 的优化、材料与润滑剂消耗的最小化、新板 料(如拼焊板、复合板 的评估和优化。从数据输人到后处理结果的输出 AutoForm融合了一个有效开发环境所需的所 有模块,从前处理到后处理的全过程与CAD数 据的自动集成,网格的自适应划分,所有的 技术工艺参数
14、设置的过程易于理解且符合工 程实际。AutoForm使用了许多现代模拟技术 用新的隐式有限元算法保证求解的迭代收 敛;采用自适应网格、时阶控制、复杂工具 描述的强有力接触算法、数值控制参数的自 动决定和使用精确的全量拉格朗日理论等保 证求解快而且准确。它同时融人了许多工程 应用技术,如考虑了加工硬化和应变率效应的各向异性材料模型;等效拉延筋阻力模型。AutoForm对模拟结果融合了许多有效的解释,可以实时地观测计算结果;可观测应力、应变和厚度分布、材料流动状况;可计算工 具应力、冲压力;可实现材料标记、法向位 移的标识;可生成对破裂、起皱和回弹失效 进行判定的成形质量图以及成形极限图;还 可进
15、行动画显示和截面分析等。AutoForm在解决汽车覆盖件模具制造中 的应用,经过各个阶段的重点攻关,实现了 对汽车冲压零件产品的可冲压成形性进行分 析,判定成形的难点和关键区域;对汽车冲 压零件产品实现毛坯展开计算;对模具和工 艺方案的确认进行有选择性和针对性的模拟 分析,给模具调试提供量化的分析判断数据, 对可进行的模具调试方案进行判别,并对可 行的调试方案提供具体技术参数;对模具和 工艺方案进行反复优化的多次模拟,用先于 现场模具调试的模具CA技术,对拉延模具设 计的可行性和可靠性进行量化的分析和判断,对有欠缺的设计提出优化改进方案 结束语通过近年来CAE分析技术的有效实施, 提高了冲压工
16、艺水平与模具设计质量,缩短 了模具制造周期,降低了生产成本。同时也 验证了 Autoform分析软件的可靠性,分析方 法的正确性,为实际生产提供了有效依据。 在今后的工作中,为了更有效的用于指导模 具调试,还需要大家不断地探索与总结,使 相关参数的设置与模具实际调试的影响因素 紧密结合起来,建立核心数据库,最终才能 达到一次试模成功的目的。1 现代模具技术编委会汽车覆盖件 模具设计与制造M.北京:国防工业出版社, 1998.2 冲压工艺及冲模设计编写委员会 冲压工艺及冲模设计M.北京:国防工业出文献版社,1993.综述 3胡轶敏、林忠钦.车身覆盖件冲压成形 动态仿真的研究进展J.力学进展,20024 徐金波,董湘怀.基于有限元分析的汽 车覆盖件模具设计及优化【J】。锻压技术 2004<1)5 胡轶敏、林忠钦.车身覆盖件冲压成形动态仿真的研究进展【J】。力学进展,2002,30<2)6 史刚汽车覆盖件拉延件设计J.模具 技术,2004<5) .35-397 王孝培冲压设计资料M.北京: 机械工业出版社,1993.8 钟万勰、陆仲绩“构筑CA软件产业, 推进国家战略实现”,第七届上海国际工业博览会论坛20059 李春光.汽车覆盖件
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