汽车覆盖件模具设计2-第2章 顶盖前横梁工法设计-思考题参考答案
车顶盖汽车覆盖件模具设计
多目标优化的汽车覆盖件的设计——汽车顶盖模具设计本文以建模软件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。
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。
毕业论文(设计)：汽车覆盖件模具的加工
毕业论文论文题目：汽车覆盖件模具的加工汽车覆盖件模具的加工摘要本文综述了汽车覆盖件模具的加工工艺过程。
介绍了覆盖件模具的加工特点，以及加工过程中加工工艺的选择；通过分析一个拉延件模具的加工全过程，加深了对刀具的选择、以及在加工过程中遇到问题和解决问题的意识。
讨论了加工过程中加工方法的选择，通过对上述的总结得到了以下一些经验：1．加工方法要选择合理；2．刀具要选择正确；3．加工时一定要采用大刀开粗、小刀清根、大刀光刀、小刀光刀的加工原则；4．操作机床过程中不能大意，遇到问题了更不能紧X、急噪，要清醒、冷静的去对待问题、解决问题。
关键词：覆盖件；模具加工；加工方法；加工工艺；刀具选择目录第一章汽车覆盖件及其模具的概述１．汽车覆盖件的定义和分类 (1)２．覆盖件的特点及其模具的加工要求 (1)３．覆盖件模具数控加工特点 (2)第二章汽车覆盖件模具的加工工艺第一节刀具及加工参数的选择原则 (3)第二节汽车覆盖件模具的加工工艺 (3)１．粗加工 (4)２．半精加工和精加工 (5)３．清根加工 (5)４．后处理 (6)５．对加工程序的验证 (6)6.数控加工NC代码的生成 (6)第三章加工实例第一节模具 UG／CAD 建模 (7)第二节模具数控加工与编程 (9)1．坐标系的确定 (9)2．刀具选择 (9)3．粗加工 (9)4．做底面加工的基准面 (9)5．底面加工 (10)6．正面结构面加工 (10)7．清根加工 (11)第三节加工过程中出现的主要问题及解决方法 (11)１．加工过程中出现的问题 (11)２．改善刀具的加工角度的两种方法 (11)致谢 (13)参考文献 (14)第一章汽车覆盖件及其模具的概述一．汽车覆盖件的定义和分类汽车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。
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。
汽车覆盖件模具基础知识2
汽车覆盖(fùgài)件模具基础 知识
五、 修边模的结构(jiégòu)及其特2．斜楔修边冲孔(chōnɡ
点
kǒnɡ)模
1-凸模
2-上底板
3-压料板
4-导板 5-导板
6-强制返楔
7-斜楔 8-衬套
9-导柱
10-导板
11-下底板
12-弹簧
13-斜楔
14-凹模
15-凸模 16-废料滑道
10.0
汽车覆盖(fùgài)件模具基础 知识
五、 修边模的结构(jiégòu)及其特点
(五)、两次修边的接刀
第三十四页，共50页。
汽车(qìchē)覆盖件模具基础知 识
五、 修边模的结构(jiégòu)及其特点
（六）、废料刀及废料的处理
1．基本事项 （1）废料的处理，根据操作高度的要求，原则上应使废料在压床一
模
1-压料圈 2-导板 3-安装板 4-排气管 5-防脱落块 6-凸模 7-导板 8-平衡块 9-凹模 第十七页，共50页。 10-气缸退料装置
汽车(qìchē)覆盖件模具基础知识
四、拉延模的结构(jiégòu)及其特点
3.多动拉延(lā
1
2
3
4 yán)模5
6
气孔
78
第十八页，共50页。
9 10
汽车覆盖(fùgài)件模具基础 知识
五、 修边模的结构(jiégòu)及其特点
（三）、刃口(rèn kǒu) 1．刃口(rèn kǒu)强度
第三十一页，共50页。
汽车(qìchē)覆盖件模具基础知 识
五、 修边模的结构(jiégòu)及其特 点
2．刃口的切入量 (1) 考虑(kǎolǜ)到制造误差，刃口切入量最大为6mm。 (2) 刃口切入量和废料刀切入量均在主断面内标出
汽车覆盖件成开工艺及模具设计方案
3
6.1.2覆盖件的成形特点
1.成形工序多：拉深为关键工序； 2.拉深是复合成形 ：常采用一次拉深； 3.拉深时变形不均匀：工艺补充、拉深筋； 4.大而稳定的压边力：双动压床； 5.高强度、高质量、抗腐蚀的钢板； 6. 覆盖件图样和主模型为依据。
4
6.1.3覆盖件的成形分类
汽车覆盖件的冲压成形分类以零件上易破裂或起皱 部位材料的主要变形方式为依据,并根据成形零件的外形 特征、变形量大小、变形特点以及对材料性能的不同要求
13
图6.1.5 拉深深度与拉深方向
14
a)
b)
c)
d)
图 6.1.6 凸模开始拉深时与拉深毛坯的接触状态示意图
15
2.修边方向的确定及修边形式 (1)修边方向的确定 所谓修边就是将拉深件修边线以外的部分切掉。 理想的修边方向: 是修边刃口的运动方向和修边表面垂直。 (2)修边形式
修边形式可分为垂直修边、水平修边和倾斜修边三种，
③当拉深件的法兰面为复杂曲面形状时，还可以在法 兰面上标注上凸、凹模和压料圈型面按工艺模型仿制、配 研的技术要求。
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6.2.3 拉深、修边和翻边工序间的关系
覆盖件成形各工序间不是相互独立而是相互关联的， 在确定覆盖件冲压方向和加工艺补充部分时，还要考虑修 边、翻边时工序件的定位和各工序件的其它相互关系等问 题。
致局部大的胀形变形而开裂。 位置: 开裂主要发生在圆角部位，开裂部位的厚度变薄很大如
凸模与坯料的接触面积过小、拉深阻力过大等都有可能导致 材料局部胀形变形过大而开裂 。
防裂措施： 为了防止开裂，应从覆盖件的结构、成形工艺以及模具设 计多方面采取相应的措施。
8
(1) 覆盖件的结构上，可采取的措施有： 各圆角半径最好大一些、曲面形状在拉深方向的实际深度 应浅一些、各处深度均匀一些、形状尽量简单且变化尽量平缓 一些等。 (2)拉深工艺方面，可采取的主要措施有： 拉深方向尽量使凸模与坯料的接触面积大、合理的压料面 形状和压边力使压料面各部位阻力均匀适度、降低拉延深度、 开工艺孔和工艺切口等 （如图6.1.3）。 (3)模具设计上 可采取设计合理的拉深筋、采用较大的模具圆角、使凸模 与凹模间隙合理等措施。
湖北汽车工业学院汽车覆盖件模具课后习题
第2章：1、简要说明落料模具与修边模具的区别。
落料模具冲裁冲出的是所需工序件，均为垂直冲裁。
修边模具是去除工艺废料，有垂直修边和侧修边。
2、覆盖件常用工序名及简称。
成形工序：拉延（DR-平直板件变曲面，由凸模底部材料延伸形成）、成形（FO-变形工序总称）、整形（RST-改变局部形状尺寸达到指定精度）、翻边（FL）、翻孔（BUR）。
分离工序：落料（BL-平直毛坯沿着轮廓线分离）、冲孔（PC或PI-将工序件的废料沿着封闭轮廓线分离）、修边（TR-将成形工序件的工艺补充部分去除的工序）、分切（SEP-将一件工序件分成几对工序件）。
切断（CUT）、压弯（BND）、斜楔（CAM）、卷边（CU）、包边（HEM）、预备（PRE）、侧冲孔（CPI）、侧修边（CTR）、侧整形（CRST）、侧翻边（CFL）、级进模（PRO）、多工位（TRA）3、覆盖件片体UG-CATIA转换。
UG导出igs片体（step实体）CATIA直接打开，CATIA保存为igs UG新建prt后导入模型。
4、顶盖前横梁二维工法图包含的内容主要有哪些。
二维工法图包含各工序工作内容拆分，所有工序的具体冲压工艺。
图纸包含三视图、典型截面剖视图、各工序的工序简图、产品略图、修边废料流向图、拉延顶杆布置图、标题栏、加工基准、工程作用线、各工序工件旋转角度。
各工序内容：1）落料工序工艺排样，冲裁力大小，压力机选择，材料利用率，定位方式，送料方式。
2）拉延或成形工序冲压方向，送料、取料方向；定位方式；成形力大小和压力机选择；制件中心、模具中心、ＣＨ孔（合模基准孔）、ＣＰ点（模具检查点）的选择，到底标记（ＤＭ）或左右件标记；拉延模面的选择，压料面形状；拉延筋布置、尺寸、到修边线的距离；拉延高度选择，拔模斜度确认；顶杆孔布置与压力机的匹配；材料利用率。
3）修边冲孔或侧冲工序冲压方向选择，送料、取料方向；定位方式；冲裁力大小和压力机的选择；废料切断刀布置图及废料是否易落，废料切断刀是否需要偏移角度，废料切断刀的强度；修边轮廓线的标示；侧冲位置及方向的表示；冲孔角度的确认；废料切断刀工作示意图及尺寸标注。
汽车覆盖件模具结构设计
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图5－24
1——托杆 4——凹模
单动压力机上覆盖件拉延模
2——冲切口凹模 5——凸模 3——冲切口凸模 6——压边围
15
图5—25 双动压力机上覆盖件拉延模
1——顶出座垫 2——背靠块(耐磨板) 3——通气孔 4——凸模座 5——凸模 6——压边圈 7—挡料块 8——压边圈底脚导板 9—行程控制块 10——凹模 11——排泄孔
30Βιβλιοθήκη 图5—35 压边圈导向的 单动拉延模
1——起落架轮叉孔 2——行程末端销 3——定位销 4——销子窝 5——上模本体 6——背靠块耐磨块 7——安全衬垫的安装面 8——下模本体 9、11——通气孔 10——起重棒 12——顶料垫板保持器
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1——起落架轮叉孔 2——背靠块耐磨块 3——箱式背靠块 4、11——压边圈 5——耐磨块 6——安全衬垫的安装面 7——U型槽 8——定位键槽 9——起重棒 10——保险板 12——缓冲销孔 13、14——通气孔
为了保证间隙，凸台或凹槽上应安装耐磨板，配合的另一 个表面槽加工，磨损后在耐磨板下垫薄片补偿间隙。耐磨 板究竟设置在凸台上还是装在凹槽上要视制造的难易程度 决定，而与使用无关。
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图5—34
导向块部分参数
28
(一)单动拉延模
(1)压边圈的导向见图5—35。 (2)上、下模的导向见图5—36。
2
模具结构设计时一般应考虑以下方面的问题：
(1)能否在现有冲压设备上稳定使用，或需另选新设 备? (2)模具结构能否满足处理冲压成形时所预料的故障 要求，即便于排除废料、维修和保管等。 (3)能否利用现有加工设备及工艺制造，结构上可否 减少制造工时，刃口间隙、制造公差是否合适? (4)模具零件装配部位承受偏心载荷的问题如何处理? (5)模具的材质是否适合强度和磨损的要求？ (6)是否符合安全要求？ (7)能否尽量采用已有的模具标准件和基本结构来减 少设计制造的工作量。
第2章汽车覆盖件冲压工艺设计
2.3 汽车覆盖件拉深工艺设计
6)当覆盖件的底部有反成形形状时，压料面必须高于反成形形状的最高点(图2-11)。 7)不在某一方向产生很大的侧向力。
2.3.4 工艺补充部分的设计
图2-11 底部有反成形形状时的压料面
2.3 汽车覆盖件拉深工艺设计 工艺补充是指为了顺利拉深成形出合格的制件，在冲压件的基础上添加的那部分材料。由于这部分材料是 成形需要而不是零件需要，故在拉深成形后的修边工序中要将工艺补充部分切除掉。工艺补充是拉深件设 计的主要内容，不仅对拉深成形起着重要影响，而且对后面的修边、整形、翻边等工序的方案设计也有影 响。 1.工艺补充的作用与对拉深成形的影响
2.2 工艺设计
当月产量大于10000件(货车)或30000件(轿车)，且小于100000件时，属于大批量生产。其特点是生产处于长 期稳定状态，工件形状改变的可能性小；工艺难易程度为困难。工艺方案要为流水线生产提供保证，每道 工序都要使用冲模，拉深、修边冲孔和翻边模同时安装在一条冲压线上。至于工序间的流转，20世纪50年 代基本是人工送料和取件，工业化国家实现机械化和自动化，60年代以后开始进入全自动化时期。多工位 压力机的出现，更加提高了生产效率和工件质量。
2.3 汽车覆盖件拉深工艺设计
2.3.1 拉深工艺特点 与简单零件相比，汽车覆盖件的拉深工艺特点有： 1)简单零件(形状对称、深度均匀)可用拉深系数研究拉深次数和工序尺寸；汽车覆盖件大多由复杂的空间曲 面组成，成形时坯料各部分的变形状态差别很大，而且甚为复杂，各处应力也很不均匀。 2)通常，简单零件的压边面积比其余部分面积大，只要压边力调节合适，便能防止起皱。
2.3 汽车覆盖件拉深工艺设计 拉深成形过程中的材料流动和塑性变形就越难控制。
图2-14 工艺补充简化拉深件结构形状的实例
汽车覆盖件模具试题-参考答案
考试题一．填空题: (每题2分)1.2.3.Cr12MoV/SKD114.5.6.冲压件常见的缺陷有：开裂、起皱、波浪不平、叠料、毛刺、塌角、拉伤、回弹、扭曲，形状不符、孔位变形及错位等。
7.8.拉延模工作部分材质及热处理要求:及料厚小于1.2mm1.2mm的高强度使用材料热处理9.修边模刀块材质及热处理要求：(1) 1.2mm的高强度使用材料为,(2) 及料厚料厚大于等于1.2mm的高强度使用材料,10.拉延模平衡块一般每11.拉延模压边圈与凸模初始导向,中小模具大于12.模具到底时导柱伸出导套10 mm以上.13.,其接触长度不能小于50 mm，冲压开始时，必须是整个导滑面长14.斜楔滑块导向部分长度L与滑块宽B的比为：L/B大于1/3。
15.当模具有导板和导柱导套导向时, 导板有效接20 mm以上时, 导柱导套才开始工作,16.模具存放时导板有效接触30mm左右, 导柱入导套效接接触不超过20mm。
17.18.加工时应预留装夹用的19.20.)高宽比修边,翻边镶块(钢件)高宽比21.22.23.如果孔的大小为Φ13±0.1，位置度公差要求为，那么检测销的大小为：Φ11.9。
24.零件与检具体的间隙一般都是留3mm间隙，如果差为通端大25.在汽车车身焊接过程中，比较常用的焊接方式有哪两种：二氧化碳气体保护焊和电阻焊（点焊）。
26.夹具气路图中的气源处理元件一般为三联件，他的作用是：调节气压，控制气缸的夹紧速度。
二.问答题:1.冲压工艺设计时要注意的重要方面？(7分) P120成形难度分析冲压方向的确定送料方向的确定工序间的定位拉深毛坯形状修边废料的分块成双冲压复合工序冲模联合安装2.工艺补充的设计原则？(7) P89内孔封补充原则简化拉深件结构形状原则保证良好的塑性变形条件外工艺补充部分尽量小对后工序有利原则3.冲压方向确定的原则？(5) P82保证凸模能全部进入凹模，不应有负角，拉伸件的全部空间形状尽量一次成形出来。
模具设计基础第二版课后习题答案
1.什么是冲压?它与其他加工方法相比的特点答:在常温下利用冲模和冲压设备对材料施加压力,使其产生塑性变形或分离,从而获得一定形状、尺寸和性能的工件。
它的生产效率非常高，且操作简便，便于实现机械化与自动化. 2冲压工序可分为哪两大类?它们的主要区别和特点是什么?答：冲压工序大致可分为分离工序和塑性成型工序两大类.分离工序是使冲压件与板料沿一定的轮廓线相互分离的工序。
塑性成型工序是指材料在不破裂条件下产生塑性变形的工序。
3冲压用板材有哪些种类，举例说明适用场合。
答：1高强度钢板，2耐腐蚀钢板,3涂层板，4复合板材，4简述曲柄压力机的工作原理。
曲柄压力机的主要参数有哪些？答:以J31—315型开式压力机为例，其工作原理见下图。
电动机1带动皮带传动系统2，3,将动力传到小齿轮6,通过6和7，8和9两级齿轮减速传到曲柄连杆机构，大齿轮7同时又起飞轮作用。
最本级齿轮9制成偏心齿轮结构，它的偏心轮部分就是曲柄，曲柄可以在芯轴10上旋转。
连杆12一端连到曲轴偏心轮；另一端与滑块铰接，当偏心齿轮9在与小齿轮8啮合转动时，连杆摆动，将曲轴的旋转运动转变为滑块的往复直线运动.上模装在滑块上，下模固定在垫板上，滑块带动上模相对下模运动，对放在上、下模之间的材料实现冲压。
例如：JA31——16A曲柄压力机的型号意义是:J-—机械压力机；A--参数与基本型号不同的第一种变形；3-—第三列；1——第一组；16-—标称压力为160KN；A-—结构和性能比原型作了第一次改进。
5简述冲压技术的发展趋势答：冲压模具技术的发展应该为适应模具产品“交货期短”、“精度高"、“质量好”、“价格低”的要求服务.1板料冲裁时，其切断面具有什么特征？这些特征是如何形成的？答：1塌角带(又称圆角带)：其大小与材料塑性和模具间隙有关。
塑性变形2光亮带(又称剪切带）：光亮且垂直端面,普通冲裁约占整个断面的1/3~1/2以上。
塑性变形3断裂带：粗糙且有锥度.断裂分离4毛刺：成竖直环状,是模具拉齐的结果.断裂分离2什么是冲裁间隙？实际生产中如何选择合理的冲裁间隙？答：冲裁间隙是指冲裁的凸模与凹模刃口之间的间隙。
汽车覆盖件冲压模具设计
1 概述1.1课题来源随着科技的不断发展进步，汽车越来越普与。
铰链支座是汽车中支撑架的一个重要零件。
该铰链支座和一个活动板结合成一个机构，可以实现汽车车门在一定的范围内旋转。
为了保证汽车门旋转的精度和稳定性，本课题将根据制件拟进行排样的设计，工艺设计和计算，然后设计出合理的多工位级进模，使得冲压成形的制件能够满足要求。
1.2选题目的该铰链支座在汽车车门中主要起支撑作用，其制造精度直接关系到汽车的旋转稳定性，若出现汽车旋转不稳定，不平衡，旋转角度不容易调节，将直接影响到汽车车门的顺利开闭问题。
该铰链支座的成形工序较多，包括冲孔、弯曲、成型、切断等。
通过设计排样来提高材料的利用率与设计出合理的级进模。
1.3研究现状和发展趋势级进模是指模具上沿被冲原材料的直线送料方向，至少有两个或是两个以上的工位，并在压力机的一次行程中，在不同工位上完成两个或是两个以上的冲压工序的冲模。
级进模在过去，因技术水平的限制，工位相对较少。
近年来由于对冲压自动化、高精度、长寿命提出了更高要求，模具设计与制造高新技术的应用与进步，工位数已不再是限制模具设计与制造的关键。
目前，在国内工位间步距精度可控制在m3之内，工位已达几十个，多的已有±μμ，具有18个工位；集成电70多个。
例如，空调器翅片级进模级进模制造精度达2m路引线框架级进模的制造精度达2微米，引线框架已经有4排24列，管脚64只，最小间隙尺寸为0.13mm。
其冲压次数也大大提高，由原来的每分钟冲几十次，提高到每分钟几百次，对于纯冲裁高达1500次/min。
当然这速度和冲床与周边设备的性能有关。
冲压方式由早期的手动送料，手工低速操作，发展到如今的自动、高速、安全生产。
模具的总寿命由于新材料的应用，加工精度的提高和一些容易磨损的零件具有互换性，也不是早先几十万次，而是几千万次，上亿次。
如汽车零件级进模的寿命至少达100万冲次；电机铁芯自动片级进模的寿命可达1亿冲次；空调器翅片级进模的寿命可达3亿冲次。
汽车覆盖件逆向设计及其模具设计
汽车覆盖件逆向设计及其模具设计汽车车门外板计算机辅助逆向设计中国石油大学（华东）毕业设计中国石油大学（华东）本科毕业设计摘要本文所研究的汽车覆盖件的数字化建模，在现代汽车制造业中起到了非常重要的作用。
本文以富康牌小轿车左后门作为研究对象，进行了车门的曲面逆向重构及车门覆盖件模具设计。
文章对车门外板利用三维激光扫描仪进行三维坐标测量得到点云数据，对所得点云数据使用逆向工程软件CATIA进行预处理。
包括点云的抽稀、修剪、补洞、形成三角网格等；用CATIA软件对其进行逆向工程加工，即进行曲面重构，得到重构出的车门曲面；以重构出的曲面为基础，对车门外板的拉伸模具进行结构设计，在SolidWorks软件中做出凸模、凹模和压料圈等结构；在此基础上，计算拉伸模具的冲压过程中模具的受力情况，利用SolidWorks软件中的Simulation 对拉伸模具进行有限元分析。
关键词：汽车覆盖件；逆向工程；拉伸模具；有限元分析中国石油大学（华东）本科毕业设计ABSTRACTThis task is about the Digitized Modeling of the automobile panels, which plays an important role in the Automobile Manufacture in modern times. In this article, we select the left back door to carry on a series of investigation including surface reconstruction and drawing dies.In this thesis, we use the Three-dimensional to scan the car door panels, and we achieve the point cloud. Then we choose CATIA, which is a high-class software of Inverse Engineering, to process the data. Next ，it’s the processing of the point cloud and surface reconstruction. As the surface finished, the drawing dies need to be modeled. To meet the challenge, we construct them by the software of SolidWorks. There are three parts in the drawing dies, which are punch, die and blank-holder. On the basic of the drawing dies, we need to analyze the load-carrying capability of the drawing dies. As a result, there is some CAE Analysis by SolidWorks Simulation.Keywords: Automobile Panels, Inverse Engineering, Drawing Dies, CAE Analysis中国石油大学（华东）本科毕业设计目录第一章概论 ................................................... 1 1. 课题内容及意义 ............................................. 1 2. 汽车覆盖件国内外研究现状 ................................... 1 2.1 国外研究现状与分析 ...................................... 2 2.2 国内研究现状与分析 ...................................... 2 3. 逆向工程的发展状况 ......................................... 3 4. 现代汽车模具工业发展趋势 ................................... 3 5. 课题研究技术路线 ........................................... 4 第二章车门外板点云数据的预处理 ............................... 5 1. 车门外板点云的采集 ......................................... 5 1.1 三维激光扫描仪介绍 ...................................... 5 1.2 点云的获取 .............................................. 6 2. 点云的抽稀 ................................................. 6 3. 点云数据的修剪 ............................................. 7 4.三角网格的建立 ............................................. 7 5. 修补曲面 ................................................... 8 第三章车门外板的曲面重构 .................................... 10 1. 曲面重构的方法 ............................................ 10 2. 车门板面的重构 ............................................ 10 3. 车门窗框的重构 ............................................ 13 4. 车门连接的重构 ............................................ 15 5. 车门把手的重构 (16)中国石油大学（华东）本科毕业设计第四章车门外板的拉伸模具结构设计 ............................ 19 1. 拉伸模具介绍 .............................................. 19 2. 拉伸模具结构设计 .......................................... 20 3. 凸模和凹模的设计 .......................................... 22 3.1 凸模和凹模介绍 ......................................... 22 3.2 凸模和凹模的结构设计 ................................... 22 3.3 凸模和凹模的圆角设计 ................................... 25 3.4 凸模和凹模的间隙设计 ................................... 25 4. 压料圈的设计 .............................................. 26 5. 辅助装置的设计 ............................................ 27 5.1 导向装置 ............................................... 27 5.2 卸料装置 ............................................... 28 第五章拉伸模具工艺计算及主要参数确定 ........................ 29 1. 毛坯尺寸的确定 ............................................ 29 2. 模具相关重要尺寸的确定 .................................... 29 3. 计算拉伸工序的力 .......................................... 29 4. 修边力、卸料力、推件力及顶件力的计算 ...................... 30 第六章车门外板拉伸模具的CAE分析 ............................ 34 1. 车门外板拉伸模具CAE分析的意义 ............................ 34 2. 软件对拉伸模具的有限元分析 ................................ 34 2.1 凹模的有限元分析 ....................................... 35 2.2 凸模的有限元分析 ....................................... 36 第七章结论 .................................................. 39 致谢 ........................................ 错误！未定义书签。
汽车覆盖件模具设计
汽车覆盖件模具设计汽车覆盖件是轿车外观的重要组成部分。
它们不仅能够使汽车具有特定的风格和外观，而且能够保护汽车的机械和电子部件免受破坏和氧化。
汽车覆盖件的制造需要一系列的模具。
这些模具包括冲压模具、塑料模具和复合材料模具等。
这篇文章将讨论汽车覆盖件模具设计的重要性以及设计模具过程的要点。
汽车覆盖件模具设计的重要性汽车覆盖件模具设计是制造覆盖件的关键环节。
设计合理的模具能够提高生产效率，减少制造成本，提高产品质量。
同时，模具设计也会对生产环境和员工保护产生影响。
设计好的模具可以减小噪音、减少废材、降低工人劳动强度等因素。
设计模具过程的要点1. 前期准备工作在设计模具之前，需要获得有关汽车覆盖件的具体需要和规格要求。
这可能包括颜色、图案、尺寸等。
此外，需要对生产线的计划、技术和生产过程进行评估和优化。
2. 制定详细的模具设计计划首先需要将整个模具设计计划分为三个主要阶段：设计阶段、制造阶段和装配阶段。
接下来，需要确定每个阶段需要的人力物力财力资源以及时间表。
3. 选择合适的材料和制造工艺在选择材料和制造工艺时，需要考虑一些重要因素。
首先，需要选择材料和工艺以确保模具具有足够的耐久性，从而确保模具能够承受大量生产和加工。
此外，需要考虑成本因素，并尝试降低生产过程中废品的量。
4. 进行模具的机械结构设计在进行机械结构设计时，需要考虑到模具的各个部分，例如把手、锁定装置和各种连接件的尺寸和形状等方面。
机械结构的设计必须满足具体的制造和加工要求。
5. 进行模具的电气控制系统设计在进行电气控制系统设计时，需要考虑到模具的各个机动部分，例如电机、液压系统和气动系统的尺寸、形状和控制要求。
此外，必须确保电气系统满足安全要求。
6. 进行模具的装配和调试工作在进行模具装配和调试工作时，需要使用压力和温度测试等方法来测试模具的性能。
必须确保模具的品质和功能已经达到所设计的要求。
7. 进行模具的保养和维护工作在模具设计生产周期结束后，需要进行模具的保养和维护工作以确保其长期使用安全和可靠。
汽车覆盖件模具工艺设计
汽车覆盖件模具工艺设计二．DL 图的制作1. 认识DL 图2.1 DL 图的简介一个汽车覆盖件的冲压成形完成, 需要一步或者多步完成, 这样的” 每一步”我们称为零件完成的一道工序, 在结构中我们已经介绍, 比如拉延工序, 修边冲孔工序等等。
那么这些内容会在哪里体现出来呢?就是在DL图中体现出来，因此在模具的结构设计之前，必须先完成DL图的设计。
这个完成DL图设计的过程，我们称为汽车覆盖件模具的工艺设计。
DL 图, 英文名称为Die Layout, 又称工艺图、工法图、工艺流程图等等。
2.2 DL 图在模具设计中的作用和地位这样来打个比喻吧, 设计师在设计完一个产品的外观后, 需要有人把她做出来, 而如何做出它, 把这个外观合理的分解成几个小块, 而且在实际冲压过程中, 机器能够把它做出来, 然后将它整合成设计要求的外观式样!这时, 需要一个教人如何把它一步步做出来的工艺流程图, 这个就是DL 图。
DL 图的要求非常高, 除了正常的构件尺寸、角度、工序内容、冲压方向等等细致的一步步工艺流程外, 还要附有顶杆分布图, 废料排向示意图，废料刀刃入状态图等等，如果做了CAE分析,最好将拉延完成，材料收缩的状态表示一下。
因为经过DL 图, 任何一家有硬件条件的工厂, 都能够经过DL图的步骤，调整生产线，生产指定的构件。
DL图现在国内主要用于在汽车覆盖件模具，一般采用UG软件进行绘制。
由此我们能够总结下DL图对于后续整个模具设计的作用：完整表示零件的工艺流程、各工序内容、冲压方向、冲压设备等等为模具结构设计人员提供设计信息，指导设计；为零件的制作提供可行性分析，其中包括CAE成型分析，回弹分析等等；以及为后续设计提供所有要求和技术保证。
除此之外，DL图还有以下作用：检奇训论成形性、加工性，将其结果具体以图来表现。
工序间的加工内容及加工范围明确化，以防止设计及后工序失误明确加工基准及制件基准。
实型时制作时基准点的指示，以及冲压转角的转角基点及转角方法指示作为各工序工序图的制成依据及Nc编程的基准。
汽车覆盖件模具设计 第2章 工法设计
DOUBLE ACTION PRESS
DRAW BEAD
拉延筋
DIE DESIGN
DRAW DIE
拉延模
PRE BENDING
PUNCH PROFILE
凸模分模线
TOOL TRY OUT
BLANK HOLDER STROKE
压边圈行程
PROGRESSIVE DIE
PAD
压料板
PITCH
BLANKING DIE
名
6
剪边
Trimming
称
7
分割
Separating
中
8
修边
Shaving
英
9
引伸
Draw
文
10 再引伸
Redraw
对
11 成形
Form
照
12 辗制成形
Roll-form
表
13 伸展抽制成形 Stretch-draw forming
14 整形
Restricting
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略写
SH BL CUT NOT PI 或 PRC TR SEP SHV DR RDR FO RO-FO S.D.F RST
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目录
所在位置：工艺设计 > 工艺数模设计
工艺数模的概念
1. 概念 为了给覆盖件创造一个良好的拉延条件，需要将覆盖件上的窗口填平，开口
部分连接成封闭形状。覆盖件有凸缘的需要平顺改造使之成为有利成型的压料面， 无凸缘的需要增补压料面，这些增添的部分称为工艺补充部分，其与产品数模合 在一起称为工艺数模。
等于工件回弹量的斜度，来补偿工件成形后的回弹，它依赖经验和CAE模拟。 2. 拉弯法。是在板料弯曲的同时施加拉力来改变板料内部的应力状态和分布
汽车覆盖件模具设计
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工艺数模的概念
2. 工艺数模各部位名称
4
3 1
2
1
1-拉延筋 2-立面（或称墙面） 3-拉延圆角 4-压料面 5-分模线
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5
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工艺数模设计原则
1. 拉延工艺数模设计应考虑以下几个方面： （1）拉延时的进料条件；
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工艺数模的概念
1. 概念 为了给覆盖件创造一个良好的拉延条件，需要将覆盖件上的窗口填平，开口 部分连接成封闭形状。覆盖件有凸缘的需要平顺改造使之成为有利成型的压料面， 无凸缘的需要增补压料面，这些增添的部分称为工艺补充部分，其与产品数模合 在一起称为工艺数模。
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三、设计步骤
设计常规尺寸范围
立面高度H=15mm 立面角度a=3~15o 拉延圆角Ra=6mm Rb=6mm
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三、设计步骤
合理设计方案示例一
压料面应光滑平整，各处拉延深度不大，因此拉延顺利
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确定方法：使用CAE软件原始数模进行分析时，找到零件重心的坐标值，以此为 依据进行手工调整。 顶盖前横梁的数模基准点坐标为（X900，Y0，Z1150）。
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三、设计步骤
（2）冲压方向确定： ① 该工序的工作内容不能有负角，且工件定位可靠。
② 要考虑后面工序的角度，如拉延之后有修边工序、冲孔工序、翻边工序， 要考虑修边角度、冲孔角度、翻边角度，尽量不用斜楔结构。
汽车覆盖件模具设计3-第3章顶盖前横梁拉延模设计-思考题参考答案
汽车覆盖件模具设计3-第3章顶盖前横梁拉延模设计-思考题参考答案第3章顶盖前横梁拉延模设计思考题参考答案1.拉延模的工作部分为哪三部分？答：拉延模的工作部分为凸模、凹模和压边圈2.当材料厚度不大于1.5 mm且强度不高时，拉延模的工作部分常用材料有哪些？答：当板材厚度不超过1.5mm且不是高强度钢板时，拉延模工作部分用铸件，如MoCr铸铁、GM241、GM246、QT600等。
3.拉延模下模顶杆孔布置的原则有哪些？答：拉延模下模顶杆孔布置的原则：1）顶杆在气垫下死点时不应高出下工作台面。
2）顶杆接杆长度小于200 mm，可与压边圈一体铸出。
使用寿命≥30 万次的模具，顶杆承接面不允许为铸铁基体材料，应使用顶杆垫块。
3）工作顶杆应尽量全部使用。
4）顶杆位置尽量靠近分模线。
因此有可能要偏心布置，即模具中心与机械中心不重合。
4.说出到底垫块的常见外形尺寸和材料。
答：它的外径D有￠50、￠60、￠70、￠80四种，材料为45钢。
5.为什么拉延模会出现模具中心与冲压机床中心不重合的情况？答：拉延模设计时，顶杆孔应尽量靠近分模线，为此会出现模具中心与机床中心不重合的情况。
6.说说平衡块布置的原则。
答：平衡块布置的原则:1）平衡块应布置在工作型面之外，平衡块凸台边缘到压边圈工作型面之间的间距不小于30 mm。
其目的是保持数控加工时凸台与工作型面之间有一个安全距离。
2）相邻平衡块之间间距一般为300～500 mm，对小型模具来说间距取小一点，大型模具可适当大一点。
3）手工送料时，平衡块不能防碍进出料。
7.说说压边圈上定位器的设计过程。
答：压边圈上定位器的设计过程:（1）创建定位器。
（2）从压边圈本体上去掉与定位器干涉部分。
（3）做出压边圈上定位器安装凸台。
（4）在凹模上做出定位器的避让。
8.说出几种常见小型导板的尺寸规格。
答：如38x100、48x100、58x100、75x100、75x200等。
9.说出压边圈内导向布置原则。
汽车覆盖件模具设计2.2拉延模顶杆布置设计
4. 压边圈上顶杆凸台设计
设计步骤
Design Procedure
（1）确定压边圈顶杆凸台高度。
压边圈行程：压边圈从模具闭合（镦底）状 态到向上顶到最高点时的高度差。
在模具中运动部件的行程在图纸中简写为St， 全称为Stroke。拉延开始压边圈顶到最高点时， 应保证所放坯料只接触压边圈工作部分，不接触 凸模，顶杆行程应保证压边圈的压料面高于凸模 即工件最高点5 mm以上，这就是对压边圈行程 的要求。
设计步骤
Design Procedure
工作闭合状态
压边圈顶到最高点状态
注意：顶到最高点时要预留30 mm的安全距离
设计步骤
Design Procedure
（2）压边圈顶杆凸台的实体设计
此顶杆凸台实体建模的方法有多种。这里只介绍一种方法，先用拉伸命令
作右下角顶杆凸台，然后用矩阵的方法得到其它凸台。
材料：45钢，热处理HRC40～45
步骤：
设计步骤
Design Procedure
1. 机床中心与模具中心重合比对，确定二者的位置关系
2. 顶杆孔位的选择与调整
3. 创建顶杆垫块
4. 在下模座(凸模)上做出顶杆过孔
5. 压边圈上顶杆凸台设计
设计步骤
Design Procedure
案例分析 1. 左图为机台中心与模具中心重合时顶杆布置图，涂黑部分为选用的顶杆，
设计步骤
Design Procedure
机台顶杆孔位置与下模座上顶杆布置
下模座上顶杆孔与凸模实体图
设计步骤
Design Procedure
3. 在下模座(凸模)上做出顶杆孔
大型、特大型模具 中型模具 小型模具
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第2章顶盖前横梁工法设计思考题
参考答案
1.简要说明落料模与修边模有什么区别。
答：落料模将平直的毛坯沿一定的轮廓线分离的冲压工序。
修边将拉延或成形工序件的工艺补充部分去除的冲压工序。
它有时为翻边和整形的前道工序，也称切边。
修边轮廓是复杂的三维曲线，落料轮廓是平面轮廓，另外一般修边模有侧向力，上下模要增加导板来导向，而全周落料模没有侧向力，不需增加导板来导向。
2 .说出覆盖件常用工序的中文名称和简称。
3 .如何对覆盖件（片体）三维数据在UG和CA TIA软件之间进行转换？
答：
（1）UG转CATIA
把UG格式的文件打开后，用导出IGS（或STEP）格式命令生成一个IGS（或STEP）文件。
然后用CATIA软件直接打开此IGS（或STEP）文件，并命名存盘。
（2）CATIA转UG
把CATIA格式的文件打开后，用另存为IGS（或STEP）命令生成一个IGS（或STEP）格式的文件。
然后打开UG软件，新建文件并给出文件名，导入此IGS（或STEP）文件，保存文件。
4 .顶盖前横梁二维工法图中包含的内容主要有哪些？
答：顶盖前横梁二维工法图应表达的主要内容如下:
（1）拉延工序
冲压方向选择，送料、取料方向；定位方式；压机的选择；制件中心、模具中心、CH 孔、到底标记或左右标记；3D拉延模面的造型选择，压料面形状；拉延筋的布置及拉延筋尺寸以拉延筋到修边线的距离；拉顶杆孔的布置与压机的匹配等
（2）修边冲孔或侧冲工序
冲压方向选择，送料、取料方向；定位方式；冲压机的选择；废料刀布置图修边轮廓线的标识；废料刀工作示意图及尺寸标注等
5 .拉延筋在板件成形中起什么作用？
答：拉延筋对改变阻力、调整进料速度和防止起皱具有明显的效果:
（1）增加局部区域的进料阻力，使整个拉延件进料速度达到平衡状态。
（2）加大拉延成形的内应力数值，增大进料阻力，提高覆盖件的刚性。
（3）加大径向拉应力，减少切向压应力，延缓或防止起皱。
（4）降低压料要求，提高拉延稳定性。
在容易起皱的部位适当增大拉延筋，可以扩大调压范围，不受气垫压力波动的影响。
6 . CAE分析在覆盖件模具设计中有什么作用？
答：CAE分析在覆盖件模具设计的主要作用：
（1）冲压工艺性CAE分析，对产品提出设计变更。
（2）对可能发生皱纹、开裂、毛刺等缺陷部位提出建议。
（3）分析零部件的冲压方向、工序数、压力、落料尺寸、零件强度、R角等。
（4）冲压件回弹的分析处理。
（5）外板件的强度、刚度、滑移线等质量目标的确定。
7. 拉延工艺中压料面设计时应注意什么？
答：拉延工艺中压料面设计时应注意:
（1）压料面应尽量光滑平整
压料面的形状应尽量简单、平滑，防止毛坯在压料过程中就产生摺皱现象，并利于毛坯在拉深时材料向凹模内流动。
（2）拉延深度要小，且各处拉延深度不能相差太大。
为了降低拉延深度，压料面可以设计成一定的弯曲形状，使毛坯拉延前先弯成一定的形状，保证产品质量。
（3）压料面形状与覆盖件产品形状关联
压料面凸模的形状之间，应保持一定的几何关系，保证在拉深过程中毛坯处于张紧状态，并能平稳地、渐次地紧贴凸模，以防止产生皱纹。
8. 覆盖件各工序的冲压方向确定时要注意什么？
答：覆盖件各工序的冲压方向确定时要注意:
（1）该工序的工作内容不能有负角，且工件定位可靠。
（2）要考虑后面工序的角度，如拉延之后有修边工序、冲孔工序、翻边工序，要考虑修边角度、冲孔角度、翻边角度，尽量不用斜楔结构。
（3）拉延工序各处拉延深度尽量小，各处拉延深度不能相差不大，还要保证坯料进入工作零件时接触面应尽量大。
（4）要求凸模中央先接触，慢慢向外扩展。
9 .顶杆布置图和废料流向图通常用在哪个工序？
答：顶杆布置图用在拉延工序。
废料流向图用在修边冲孔工序
10. 如何在UG或CA TIA建立与基准点、冲压方向一致的工作坐标系？
答：先确定基准点，再用坐标旋转命令得到，可以要旋转几次才能得到。
11. 如何在拉延工艺设计中提高板件的材料利用率？
答：拉延工艺设计中要注意分模线的位置、分模线处拉延立面的角度、工艺补充部分的圆角、拉延筋的位置等进行优化设计，才能提高材料利用率
12.覆盖件成形时常见的质量缺陷有哪些？
答：覆盖件成形时常见的质量缺陷有：
（1）起皱
主要原因：由于板料的厚度方向的尺寸和平面方向上的尺寸相差较大，造成厚度方向不稳定，当平面方向的应力达到一定程度时，厚度方向失稳，从而产生起皱现象。
（2）开裂
开裂的主要原因是由于材料在拉伸过程中，应变超过其极限，而形成失稳。
（3）回弹
零件在冲压成形后，材料由于弹性卸载，导致局部或整体发生变形。
（4）表面质量问题
覆盖件成形表面质量问题有冲击线、滑移线、塌陷、暗坑、表面扭曲等几种类型。
13.说出图2-28、图2-29、图2-30各工序的具体内容。
答：略
14.说出图2-42、图2-43、图2-44各工序的具体内容。
答：略
15.说出图2-49、图2-50、图2-51各工序的具体内容。
答：略。