起动电机前盖的机械加工及模具设计解析

摘要 (3)1 前言 (4)1.1产品介绍 (4)1.2课题介绍 (6)1.3UG介绍 (6)2工艺设计 (7)2.1 产品冲压工艺性分析 (7)2.2 工艺方案的确定 (8)2.2.1 制件的工艺性分析 (8)2.2.2 冲压工艺方案的确定 (8)3工艺计算 (9)3.1 弯曲件毛坯尺寸的计算 (10)3.1.1 应变中性层位置的确定 (10)3.1.2 弯曲件毛坯长度的计算 (10)3.2 拉深工艺的分析 (12)3.2.1 拉深件的结构工艺性分析： (12)3.2.2 对拉深零件精度的要求 (12)3.2.3 拉深工艺力计算 (12)3.3排样图设计 (13)3.3.1排样图的意义和材料的利用率 (13)3.3.2排样图的确定 (14)3.3工艺力计算 (15)3.3.1落料印压复合模具工艺力的计算 (16)3.3.2 拉深冲孔复合模工艺力的计算 (17)3.3.3 弯曲冲孔模工艺力的计算 (19)3.4工作部分刃口尺寸的计算 (22)3.4.1 落料压印复合模的刃口尺寸计算 (23)3.4.2 拉深冲孔复合模的刃口尺寸计算 (26)3.4.3 冲孔弯曲复合模的刃口尺寸计算 (27)3.5弯曲的工艺性分析 (28)4 模具设计 (29)4.1几个标准零件的选取 (29)4.1.1模架以及导柱导套的选取 (29)4.1.2模柄的选取 (31)4.1.3螺钉、定位销等几个标准零件的三维图 (32)4.2 压印落料模具设计 (33)4.2.1凸模的设计 (33)4.1.2凸凹模的设计 (34)4.1.3设计成形后模具的二维图 (35)4.1.4 设计完成后的三维图 (36)4.3 拉深冲孔模具设计 (36)4.3.1374.3.2 凹模的设计.384.3.3 弹性定位螺钉的设计 (40)4.3.4 模具设计完成后的二维图 (40)4.3.5 模具设计完成后的三维图 (41)4.4 弯曲冲孔模具设计 (41)4.4.1 凸模的设计 (41)4.4.2 凹模的设计 (43)4.4.3 设计完成后本套模具的二维图 (43)4.4.4 设计完成后的三维图 (44)总结与体会 (45)致谢词 (46)【参考文献】 (47)摘要本次毕业设计的题目是起动电机前盖机械加工进行设计，通过对该零件的材料、形状、用途和工艺条件的分析，完成其机械制造工艺的设计，并设计其主要制造工序的模具；动电机后盖是汽车起动机JBS1007上的薄壁状零件；形状较为复杂，制造过程比较繁琐，需要通过几个工序完成，主要依靠模具来完成，它具有冲裁、拉伸、冲孔、印压、弯曲等工序。

本次设计需要设计出其中三个主要工序的模具图，利用UG完成三维的设计，同时导出二维图，在此基础上进行完善与修复，打印出三张A0图纸，并且画出主要零件图，完成本次毕业设计。

【关键词】启动电机后盖、机械加工、模具、冲裁、UGAbstractThe graduation design topic is starting motor cover mechanical processing design, through the material of the parts, shape, use and process conditions analysis, complete its machinery manufacture process of design, and design the main manufacturing process of mould; Moving motors automotive starter on JBS1007 cover is thin-walled shape parts; Shape is relatively complex, manufacturing process is more tedious, need to finish through several processes, which rely on the mold to completion, it is cutting, stretching, punching, printing pressure, bending process. This design need to design a three of the major process of mould diagram, using UG completed the design, and 3d two-dimensional diagram is derived, and based on this, perfect and repairing, print out three zhang A0 drawings, and draw the main parts graph, complete the graduation design.【 keywords 】Machining; Mold; Punching;UG1 前言1.1产品介绍本次设计涉及的是汽车起动机JBS1007上的薄壁状零件启动前盖，它是起动机的主要组成部分，对起动机的启动起着比较重要的作用。

产品的三维模型如图1.1.1和图1.1.2示：图1.1 起动电机前盖图1.2 起动电机前盖产品的二维图如图1.3和图1.4所示：图1.3 起动电机前盖图1.4 起动电机前盖分析实体模型，看出此零件形状比较简单，制造起来也是比较方便，利用模具成型容易，工序也比较少，采用工序集中来制造。

1.2课题介绍这次设计的题目是汽车起动机前盖的机械制造工艺与模具设计。

根据设计任务书的要求，通过对该零件的材料、形状、用途和工艺条件的分析，完成其机械制造工艺的设计，并设计其主要制造工序的模具；该零件的年生产纲领为20万件，属于大批量生产。

因此在生产的过程中我们应该尽量的减少制造成本，所以设计过程中我们要充分考虑这一点。

1.3UG介绍UG是Unigraphics的缩写，是一个商品名。

这是一个交互式CAD/CAM(计算机辅助设计与计算机辅助制造)系统，它功能强大，可以轻松实现各种复杂实体及造型的建构。

它主要基于工作站。

UG的开发始于1990年7月。

如今大约十人正工作于核心功能之上。

当前版本具有大约450,000行的C代码。

UG是一个在二和三维空间无结构网格上使用自适应多重网格方法开发的一个灵活的数值求解偏微分方程的软件工具。

其设计思想足够灵活地支持多种离散方案。

因此软件可对许多不同的应用再利用。

一个给定过程的有效模拟需要来自于应用领域(自然科学或工程)、数学(分析和数值数学)及计算机科学的知识。

一些非常成功的解偏微分方程的技术，特别是自适应网格加密（adaptivemeshrefinement）和多重网格方法在过去的十年中已被数学家研究。

计算机技术的巨大进展，特别是大型并行计算机的开发带来了许多新的可能。

然而，所有这些技术在复杂应用中的使用并不是太容易。

这是因为组合所有这些方法需要巨大的复杂性及交叉学科的知识。

最终软件的实现变得越来越复杂，以致于超出了一个人能够管理的范围。

UG的目标是用最新的数学技术，即自适应局部网格加密、多重网格和并行计算，为复杂应用问题的求解提供一个灵活的可再使用的软件基础。

一般结构一个如UG这样的大型软件系统通常需要有不同层次抽象的描述。

UG 具有三个设计层次，即结构设计(architecturaldesign)、子系统设计(subsystemdesign)和组件设计(componentdesign)。

至少在结构和子系统层次上，UG是用模块方法设计的并且信息隐藏原则被广泛地使用。

所有陈述的信息被分布于各子系统之间。

UG是用C语言来实现的。

UG模具设计的流程很多，其中分模就是其中关建的一步。

分模有两种：一种是自动的，另一种是手动的，当能也不是纯粹的手动，也要用到自动分模工具条的命令，即模具导向。

自动分模的过程 1.分析产品，定位坐标，使Z轴方向和脱模方向一致。

2.塑模部件验证，设置颜色面。

3.补靠破孔 4.拉出分型面 5.抽取颜色面，将其与分型面和补孔的片体缝合，使之成为一个片体。

6.做箱体包裹整个产品，用5缝好的片体分割。

7.分出上下模具后，看是那个与产品重合，重合的那边用产品求差就可以了。

手动分模的步骤就大概就这样，手动分模具有很大的优势，是利用MOLDWIZARD分模所达不到的，在现场自动分模基本上是行不通。

但是里面的命令是比较的好用的，我们可以用的有关命令来提高我们的工作效率。

开发解决方案NX 产品开发解决方案完全支持制造商所需的各种工具，可用于管理过程并与扩展的企业共享产品信息。

NX 与 UGS PLM 的其他解决方案的完整套件无缝结合。

这些对于 CAD 、 CAM 和 CAE 在可控环境下的协同、产品数据管理、数据转换、数字化实体模型和可视化都是一个补充。

UG主要客户包括，通用汽车，通用电气，福特，波音麦道，洛克希德，劳斯莱斯，普惠发动机，日产，克莱斯勒，以及美国军方。

几乎所有飞机发动机和大部分汽车发动机都采用UG进行设计，充分体现UG在高端工程领域，特别是军工领域的强大实力。

在高端领域与CATIA并驾齐驱。

2工艺设计2.1 产品冲压工艺性分析冲压工艺设计主要包括冲压件的工艺性分析和冲压工艺方案的确定两个方面的内容。

良好的工艺性和合理的工艺方案，可以用最小的材料消耗，最少的工序数量和工时，稳定地获得符合要求的优质产品，并使模具结构简单，模具寿命高，因而可以减少劳动量和冲裁成本。

冲裁件的工艺性是指冲裁件对冲裁工艺的适应性，一般情况下，对冲裁件工艺性影响较大的是制件的结构形状、精度要求、形位公差及技术要求等。

冲压件的工艺性合理与否，影响到冲压件的质量、模具寿命、材料从材料方面分析：此零件使用的材料是Q195，其塑性和韧性较高，具有好的冲压性能。

从零件精度方面分析：此零件未标注公差按IT14来处理，冲压生产出的零件精度能够符合零件精度要求。

从零件的工艺进行分析，该零件结构较为复杂，工序也比较繁琐，它为一个整体零件，需要经过冲裁、冲孔、弯曲、拉深、印压等工序来完成，零件厚度比较厚，为3mm ，但是利用冲压工艺也比较容易制造。

对该零件图分析可知：该零件非一般的冲裁件，结构复杂，难以一次成型，需经多次加工得到，工序过程只要包括第一步冲裁、压印；第二步印压加强筋；第三步拉深、冲孔；第四步弯曲、冲孔。

在设计过程中要注意应力集中，可能产生畸形和开裂，也要注意拉深工程中产生皲裂。

印压的深度为1.5mm 。

2.2 工艺方案的确定2.2.1 制件的工艺性分析将制件的加工工艺拆解为最小工序，该零件结构较为复杂，加工比较繁琐，大致分为四个工序过程，由于图上没有给明其精度等级，我们可采用IT11—IT14来计算尺寸；因为一般用普通冲裁的方式冲4mm 以下的金属板料时，其断面粗糙度a R 可达12.5—3.2m ，毛刺允许的高度为0.01—0.05mm ，本产品的断面质量可以保证；有可知该零件的材料是Q195，厚度为3mm 。