1、開題報告題目名稱汽車覆蓋件頂板成形模具設計題目來源a題目類型1導師姓名齊廣霞學生姓名湯秀全班級學號0905010706專業材料成型及控制工程具體內容（課題背景和意義、國內外研究現狀、課題主要內容、課題研究方案、fi程安排、參考文獻）-、課題背景和意義汽車覆蓋件（簡稱覆蓋件），是指構成汽車車身或駕駛室、覆蓋發動機和底盤的異形體表 面和內部的汽車零件。汽車覆蓋件既是外觀裝飾性的零件，又是封閉薄殼狀的受力零件覆蓋 件表面上任何微小的缺陷都會在涂漆后引起光線的漫反射而損壞外形的美觀，因此覆蓋 件表面不允許有波紋、皺折、邊緣拉痕和其他破壞表面美感的缺陷。歐、美、日等發達 國家生產的a級表面精度的汽車覆蓋

2、件有引擎蓋板，車頂蓋，左、右車側圍，前、后車 門，前、后、左、右翼子板，行禮箱蓋板，發動機前支撐板，發動機前裙板，前圍上蓋 板，后圍板，后圍上蓋板，前裙板，前框架，前翼子板，車輪擋泥板、后翼子板、后圍 板、行李倉蓋，后圍上蓋板、頂蓋、前圍側板、前圍板、前圍上蓋板、前擋泥板、發動 機罩。車身是汽車的重要組成部分，也是引起人們消費欲望的第一要素。而汽車覆蓋件質量對 車身質量起著重要的影響，這就促進人們千方百計地提高汽車覆蓋件的質量而不斷地去探索 研究，也使得板材沖壓成形理論和成形技術的研究不斷深化。據統計，汽車上有60%80%的 零件是沖壓出來的，而沖壓生產的核心技術是模具的設計與制造。因此，汽車

3、工業的迅猛發 展,大大增加了對汽車沖模的需求。沖壓是指在壓力機上模具對材料（包括金屬和非金屬）主要是對板材施加壓力，使其產 生分離或永久變形，以獲得所需形狀、尺寸的毛坯或零件的一種加工方法，通常在常溫下加 工。沖壓工藝是塑性加工的基本加工方法之一。它主要用于加工板料零件，所以有吋也叫板 料沖壓。沖壓不僅町以加工金屬板料，而且也可以加工非金屬板料。沖壓加工時，板料在模 具的作用下，于其內部產生使z變形的內力。當內力的作用達到一定程度時，板料毛坯或毛 坯的某個部位便產生與內力的作用性質相對應的變形，從而獲得一定的形狀、尺寸和性能的 零件2汽車沖壓件的品種繁多，不僅形狀、大小、厚薄不同，而且生產量大

4、、質量要求高，因此，汽車工業的沖模，一般具有如下特點：（1）輪廓尺寸大。例如：汽車大梁模的長度達（78） m,覆蓋件沖模的長度加寬度一 般都大于3500mm。（2）形狀復雜。例如：汽車覆蓋件沖模，工作表面都是三維空間曲面，而且對形狀的精 度要求很高。（3）強度和剛度很好。例如：汽車底盤零件和車輪零件，材料厚度一般為（58） mm, 最厚達（1316） mmo因此，要求沖模具有足夠的強度和剛度才能承受較大的沖壓力。（4）精度要求高。例如：汽車外覆蓋件隨外觀質量要求很高；齒輪等傳動件，對尺寸精 度和斷面質量要求很高；互相焊接或裝配的零件，對相關的形狀和尺寸要求很嚴；對于薄板（料厚0.05mm0.2

5、mrn）零件的沖裁，凸模和凹模之間的間隙不得大丁，（0.0050.01 mm）。（5）生產效率高。由于生產量大，要求生產效率高，因此廣泛采用連續模、自動化沖模、 多工位壓床用沖模和在一個壓床行程內完成多個制件的沖模。（6）壽命長。由于生產量大，要求模具的壽命長。因此，從模具結構上和模具材料上都要保 證其可靠性和耐久性山。內外研究現狀汽車工業的發展為汽車模具業的發展提供了極大的市場機遇，據有關資料顯示，在美國、 日本等汽車制造業發達的國家，汽車模具在整個模具產業中占有50%左右的份額。而在我國, 僅有三分之一左右的模具產品服務于汽車制造業，因此，汽車模具市場有相當大的發展空間, 而汽車覆蓋件模具

6、是整個汽車模具的重要組成部分。近兩年在汽車工業的帶動下，汽車覆蓋件模具市場需求量大大增加。一汽模具制造有限 公司、東風汽車模具有限公司、天津汽車模具有限公司、四川成飛集成科技股份有限公司等 四大模具廠已具備了大中型汽車覆蓋件模200萬左右工時的能力，新涌現的普什模具有限公 司、北京比亞迪模具有限公司、哈爾濱哈飛汽車模具有限公司、躍進汽車集團南京模具裝備 有限公司、上海千緣汽車車身有限公司等20多家汽車覆蓋件模具企業的生產能力也不斷提高, 他們是當前行業的主力軍，雖然這些企業發展很快，技術水平也有很大提高，但是在汽車覆 蓋件模的設計、生產和制造上依然不能滿足需要，那么中國的汽車覆蓋件模具與世界先

7、進水 平的差距有多遠，差距在哪里？汽車工業比較發達的歐美國家在進行汽車覆蓋件模具設計時，大量采用三維cad設計， 比例高達70%90%, pro/e. ug等軟件的應用也很普遍，利用這些軟件創建的自動繪圖精確 度高，得出的計算數據可靠，數據庫功能較強，因而設計效率很高。外國的先進水平，國內 在汽車覆蓋件模具的設計上則顯得力不從心。國內一批大、中型汽車覆蓋件模具生產企業陸續引進了一定數量的cad系統，并配置了一些設計、分析的專用軟件，取得了一定的經濟效 益。但是由于多方面的原因，仍有不少中小型企業還停留在手工設計模具的階段，采用傳統 的設計方法和二維cad設計，導致設計的標準化和開發應用水平低，

8、效率不高，并且在設計 的理論和實踐經驗的積累上遠遠落后于國外。此外，在覆蓋件的設計制造依據上，國內外也有很大差別。國內大量依據實物樣件，而 較少依據數模；國外則與此相反，大量依據數學模型。沖壓工藝性是指沖壓件對工藝品的適應性，即所設計的沖壓件尺寸大小、尺寸精度與基 準、結構形狀等是否符合沖壓加工的工藝要求。汽車沖壓件應具有良好的工藝性和經濟性， 衡量其水平的重要標志有沖壓件的工序數、車身組成的分塊數量和尺寸大小、沖壓件的結構 等因素，因此，改進汽車沖壓工藝設計對于發展汽車覆蓋件模具有至關重要的作用。當前在我國，進行汽車覆蓋件模的沖壓工藝分析中，有些企業還使用cad,只有少數用 得好的企業采用c

9、ae,因此在進行沖壓工藝分析時，往往不能預先評估制件的成形性，導致 試模成功率低、試模時間長。而在工業發達國家，cae技術的應用已成熟。在沖模設計中應 用cae軟件，可以模擬金屈變形過程、分析應力應變的分布及預測破裂、起皺和回彈等缺陷。 因此，歐美和h本等發達國家在汽車覆蓋件模的沖壓工藝分析中多采用3ds0lid和cae,試 模成功率咼達90 %左右。伴隨計算機技術、智能技術和電子信息技術的飛速發展，汽車覆蓋件沖壓工藝設計技術 的發展應與先進制造技術、智能技術、電子信息及計算機集成技術等眾多學科相互交叉、緊 密結合，這代表著該領域21世紀的科技發展方向，具有經濟性、前沿性和戰略性。在可以預 見

10、的未來，汽車覆蓋件沖壓工藝設計將會在以下方向上得到長足的發展。汽車工業是國民經濟的支柱產業，汽車的更新換代主要取決于汽車車身的開發周期，而 車身開發的關鍵在于汽車覆蓋件模具的設計和制造。隨著我國的汽車產業經濟的迅猛發展， 帶動了汽車模具事業的改革和創新，汽車成型模具的設計和改進已經越來越被人們所關注。我國汽車模具業的建立可以追溯到國內汽車工業發展之初。諸如一汽、東風等整車企業 當時都設有配套的模具廠。生產的模具僅僅為了企業能自給自足。隨著市場需求逐年增大。 在原有大型國有企業基礎上，一些民營、合資甚至外商獨資企業也紛紛涌入這一市場，這也 使得汽車模具行業競爭愈發激烈。近年來，模具工業一直以15

11、%左右的增長速度快速發展，模具工業企業的所有制成分也發 生了巨大變化，除了國有專業模具廠外，集體、合資、獨資和私營也得到了快速發展。以汽 車覆蓋件模具為代表的大型沖壓模具的制造技術己取得很大進步，東風汽車公司模具廠、一 汽模具中心等模具廠家已能生產部分轎車覆蓋件模具。此外，許多研究機構和大專院校開展模具技術的研究和開發。經過多年的努力，在模具cad/cae/cam技術方面取得了顯著進步; 在提高模具質量和縮短模具設計制造周期等方面做出了貢獻。汽車工業發展的關鍵之一是車 身，車身制造的關鍵在模具，而作為汽車和模具工業發展的一種高科技技術，cad/ cae/ cam 集成系統已成為國內外汽車公司產

12、品制勝的法寶。一些國內模具企業已普及了二維cad,并陸 續開始使用ug、pro/engineer> i-deas euclid-is等國際通用軟件，個體廠家還引進了moldflow、 cflow、dynaform、optris以及magmasoft等cae軟件,并應用于沖壓模的預設中。三、課題主要內容木次設計是對汽車頂板的沖壓模具設計，主要是拉延和修邊的設計。分析課題，首先通過制圖軟件將產品圖形表現出來，分析零件的形狀，充分了解頂板的 特點和特性，清楚的表達出整個產品圖形各個斷面的形狀。分析各個斷面的變形情況。分析 各個斷面的受力情況計算出拉延力。制定出相關的技術參數和技術要求。對產品進

13、行充分的 了解，根據零件圖確定模具的整體設計方案，查閱相關的文獻，了解相關的知識。然后，根據汽車覆蓋件的拉延原理和受力情況，計算模具拉延模凸、凹模部分的各個尺 寸，確定拉延次數，確定上下模板的結構尺寸。確定相關的技術參數和技術要求，根據相關 的技術要求確定壓力機的型號，選擇合適的沖壓設備，制定出完整的模具設計方案。再根據汽車覆蓋件的修邊原理和受力情況，計算修邊模具的各個尺寸，確定修邊模具的 結構和尺寸。確定相關的技術要求和技術參數，根據相關的技術要求確定合理的壓力機型號, 選擇合適的設備，指定出完整的模具設計方案。最后在此基礎上設計出總裝成型模具，并用制圖軟件表示出模具的裝配圖。標明合適的 裝

14、配關系，標注出合適的尺寸和位置關系，注明重要的個別尺寸和技術要求。四、課題研究方案1分析零件，充分了解頂蓋的形狀，設計參數，技術要求等。2查閱相關資料，了解覆蓋件沖壓技術的相關知識，學習覆蓋件模具設計的思路；充分 了解使用材料的各項性能指標。3確定采用的工步。4用cad繪制出零件圖，確定拉深方向和壓料面。5進行沖壓力等的工藝計算，確定坯料的尺寸，凸凹模的尺寸，設計導向部件，確定模 具的尺寸及原理方案的設計。6根據模具的尺寸選擇沖壓設備。7裝配圖的設計及其繪制。8撰寫畢業設計說明書準備答辯。五、日程安排2013年02月25 r2013年03月20 b：根據指導老師下達的畢業設計任務書，確 定論文

15、的主要內容，選定外文文獻及其翻譯并寫好開題報告，交給指導老師。2013年03月21 r2013年05月21 b：在現有的基礎條件下，定期和指導老師聯 系，進行數據計算處理、模具整體方案的設計、模具完整裝配圖和各個零部件零件圖的設計 和繪制。2013年05月17 r2013年05月31 b：根據指導老師的指導意見對圖紙進行修改 設計，完善圖紙。2013年06月01 r2013年06月10 r：根據學校教學要求進行課題設計論文的寫 作，獨立完成初稿后交給老師，再根據指導老師的建議和耍求進一步完善論文，并根據標準 的設計論文格式打印裝訂論文修改稿。2013年06月11 tl2013年06月20 0：準備充分，進行畢業答辯參考文獻1崔令江編著.汽車覆蓋件沖壓成形技術.北京：機械工業出版社.2003:32-237 王春武，齊廣霞，揭錢發編著.冷沖壓模具設計.北京：兵器工業出版社.1995:16-28吳詩淳，李淼泉.沖壓工藝及模具設計m.西北工業大學出版社.2002： 1-2