摘 要

冲压模具在现代制造业技术中占有重要的地位，模具的结构、精度、周期等是模具设计的重点，通过改善这几个方面能够有效地促进整个制造业技术的发展。

本文通过某汽车侧挡片零部件的冲压模具设计，整体介绍了冲压模具的设计过程，首先分析该零件的工艺方案设计，选择最合理的方案进行CAE数值模拟分析，通过模拟改善设计方案，为后续模具的设计提供参考，有效地缩短了设计的周期。通过数值计算与软件模拟相结合来共同为模具结构设计提供参考。在模具设计完成后通过3DMAX软件进行了动画的零件爆炸图展示和动画运动模拟展示，验证了模具结构设计的正确性。

关键词：冲压工艺；CAE分析；模具设计；汽车侧挡片；动画仿真

Abstract

Stamping die plays an important role in manufacturing technology.The structure, precision and cycle of the mould are the key points of the die design, which can effectively improve the development of the whole manufacturing technology.

This paper introduces the design process of the stamping die through the stamping die design of the parts of a car side.First analysis of this part of the process of program design, select the most reasonable scheme of CAE simulation analysis, by simulating the improvement scheme design, provide a reference for the subsequent mold design, can effectively shorten the design cycle.To provide reference for die structure design through the combination of numerical calculation and software simulation.After the mold design is completed through the 3DMAX software to carry out the animation of the parts explosion diagram display and animation movement simulation show that the accuracy of the mold structure design.

Key words: stamping process; CAE analysis; die design; automobile side block; animation simulation

目录

摘 要 I

Abstract II

目录 III

第1章 绪论 1

1.1国内外研究现状分析 1

1.2目的及意义 2

1.3基本内容和技术方案 3

1.3.1基本内容 3

1.3.2 技术方案 4

第2章 基于Autoform数值模拟的拉延工艺分析 7

2.1引言 7

2.2冲压件拉延成形过程数值模拟 8

2.2.1有限元数值模拟软件 8

2.2.2 Autoform分析的设置步骤 8

2.2.3拉延工艺设计及参数优化 10

第3章 复合模成型零部件设计 17

3.1冲裁间隙 17

3.2冲裁凸模与凹模刃口尺寸的确定 18

3.3冲裁排样设计 20

3.3.1排样设计 20

3.3.2搭边和条料宽度设计 20

3.4拉深系数确定 21

3.5力能参数的计算 22

3.5.1冲裁力 22

3.5.2拉深力 23

3.5.3压边力 23

3.5.4总工艺力 24

3.6冲裁压力机的选取 24

第4章 复合模零部件设计 25

4.1凸模设计 25

4.1.1 凸模的结构形式 25

4.1.2 凸模长度的确定 26

4.1.3 凸模的强度校核 27

4.1.4 凸模的固定方式 28

4.2 凹模设计 28

4.2.1 凹模的外形尺寸 28

4.2.2 凹模的固定方式 28

4.2.3 凸凹模的最小壁厚a_min 29

4.3标准模架的选择 29

4.4模柄及支撑、固定零件 30

4.4.1模柄的选择 30

4.4.2凸、凹模固定板 31

4.4.3垫板 31

4.5 螺钉、销钉、导柱及导套的选择 31

4.5.1 螺钉的选择 31

4.5.2 销钉的选择 31

4.5.3 导柱及导套的选择 31

4.6顶出机构设计 32

4.7条料定位装置和卸料装置的结构 32

4.7.1定位装置 32

4.7.2卸料装置 33

4.8 模具闭合高度与压力机的尺寸关系 33

第5章 工作原理以及动画制作 35

5.1 工作原理 35

5.2 动画制作 38

5.2.1三维模型的导入 38

5.2.2设置关键帧制作动画 38

5.2.3动画的导出、渲染、后期处理 40

第6章 模具报价 43

6.1 经验计算法 43

6.2 材料系数法 43

6.3 报价方案选择 43

6.4 报价计算 44

6.4.1 标准件计算 44

6.4.2 非标准件计算 44

6.4.3 模具总费用 45

第7章 总结 46

参考文献 47

致谢 49

第1章 绪论

1.1国内外研究现状分析

近年来我国工业制造增长值赶超世界发达国家，引领世界先进发展水平。但是，我国的基础工业大而不强，管理水平、创新能力、各方面的素质与发达国家相比，还是有很大的差距的。促进国家从工业大国到工业强国的成长，是我国经济社会发展的重要任务。中国版“工业4.0”规划——《中国制造2025》在此时发布，为中国工业的发展提供了新的发展动力。《中国制造2025》全面促进实现制造强国计划，重点发展绿色产业、智能技术、高端制造，争取在2025年成为世界性的制造强国。这是我国实现强国计划的第一个十年纲领。

在促进中国制造业高速发展的诸多方案中，具有“工业之母”的模具又是发展的重中之重。从1953年，我国首次建立冲压模具车间，到60年代开始生产精冲模具，再到今日我国的冲压模具的设计和制造能力已经达到较高的水平，已经形成了产出达300多亿元各类冲压模具的生产能力。特别是能够为中档轿车生产配套的覆盖件模具和生产寿命2亿多次的多工位级进模，精度可达1~2μm。表面粗糙度达到Ra≤1.5μm、大尺寸Φ≥300mm的精冲模及中厚板精冲模的生产在国内也达到了相当高的水平。但是与发达国家相比，我国的模具设计、制造能力仍然有很大的不足，重点在以下两个方面：

一是在大中型汽车覆盖件模具及高精度冲压模具的结构与生产周期方面存在一定的差距。