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汽车防尘罩冲孔模设计研究

2012-10-07  脚印论文网
摘要
汽车防尘罩是汽车车身的一个重要部件之一, 其作用主要是吸收缓和外界冲击力、防尘而且作安全装置。本机械设计论文介绍了采用冲压钢板的汽车防尘罩的冲压模具设计方法,给出了汽车防尘罩冲孔模结构设 计步骤和工艺参数计算,结合汽车防尘罩模具结构特点,详细介绍了模具零件的加工工艺方法、模具材料特性及热处理要求,同时说明了特种加工技术在汽车防尘罩 模具零件中制造中的应用,以及模具的安装调试及压力机的选择条件等。
关键词:  汽车防尘罩  工艺分析  冲孔模具  设计

第一章 模具工业的现状与发展及工程背景

1.1模具工业的现状
1.1.1应用状况
随着与国际接轨的脚步不断加快,市场竞争的日益加剧,人们已经越来越认识到产品质量、成本和新产品的开发能力的重要性。近年许多模具企业加大了用于技术进 步的投资力度,将技术进步视为企业发展的重要动力。一些国内模具企业已普及了二维CAD,并陆续开始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、 Euclid-IS等国际通用软件,并成功应用于冲压模的设计中。
以汽车覆盖件模具为代表的大型冲压模具的制造技术已取得很大进步,东风汽车公司模具厂、一汽模具中心等模具厂家已能生产部分轿车覆盖件模具。此外,许多研 究机构和大专院校开展模具技术的研究和开发。经过多年的努力,在模具CAD/CAE/CAM技术方面取得了显著进步;在提高模具质量和缩短模具设计制造周 期等方面做出了贡献。
虽然中国模具工业在过去十多年中取得了令人瞩目的发展,但许多方面与工业发达国家相比仍有较大的差距。例如,精密加工设备在模具加工设备中的比重比较 低;CAD/CAE/CAM技术的普及率不高;许多先进的模具技术应用不够广泛等等,致使相当一部分大型、精密、复杂和长寿命模具依赖进口。
1.1.2模具设计与制造能力状况
    在国家产业政策的正确引导下,经过几十年努力,现在我国冲压模具的设计与制造能力已达到较高水平,包括信息工程和虚拟技术等许多现代设计制造技术已在很多模具企业得到应用。
虽然如此,我国的冲压模具设计制造能力与市场需要和国际先进水平相比仍有较大差距。这些主要表现在高档轿车和大中型汽车覆盖件模具及高精度冲模方面,无论在设计还是加工工艺和能力反面,都有较大差距。
轿车覆盖件模具,具有设计和制造难度大,质量和精度要求高的特点,可代表覆盖件模具的水平。虽然在设计制造方面和手段方面已基本达到了国际水平,模具结构 功能方面也接近国际水平,在轿车模具国产化进程中前进了一大步,但在制造质量、进度、制造周期等方面,与国外相比还存在一定的差距。标志冲模技术先进水平 的多工位级进模和多功能模具,是我国重点发展的精密模具品种。有代表性的是集机电一体化的铁芯精密自动阀片多功能模具,已基本达到国际水平。
    但总体上和国外多工位级进模相比,在制造精度、使用寿命、模具结构和功能上,仍存在一定差距。
汽车覆盖件模具制造技术正在不断地提高和完善,高精度、高效益加工设备的使用越来越广泛。高性能的五轴高速铣床和三轴的高速铣床的应用已越来越多。NC、 DNC技术的应用越来越成熟,可以进行倾角加工和超精加工。这些都提高了模具型面加工精度,提高了模具的质量,缩短了模具的制造周期。
模具表面强化技术也得到广泛应用。工艺成熟、无污染、成本适中的离子渗氮技术越来越被认可,碳化物被覆处理(TD处理)及许多镀(涂)层技术在冲压模具上的应用日益增多。真空处理技术、实型铸造技术、刃口堆焊技术等日趋成熟。激光切割和激光焊接技术也得到了应用。
1.1.3专业化程度及分布状况
    我国模具行业专业化程度还比较低,模具自产自配比例过高。国外模具自产自配比例一般为30%,我国冲压模具自产自配比例为60%。这就对专业化产生了很多 不利影响。现在,技术要求高、投入大的模具,其专业化程度较高,例如覆盖件模具、多工位级进模和精冲模等。而一般冲模专业化程度就较低。由于自配比例高, 所以冲压模具生产能力的分布基本上跟随冲压件生产能力的分布。但是专业化程度较高的汽车覆盖件模具和多工位、多功能精密冲模的专业生产企业的分布有不少并 不跟随冲压件能力分布而分布,而往往取决于主要投资者的决策。例如四川 有较大的汽车覆盖件模具的能力,江苏有较强的精密冲模的能力,而模具的用户都不在本地。
1.2冲压模具的发展重点与展望
    冲压模具发展重点的选取应根据市场需求、发展趋势和目前状况来确定。可按产品重点、技术重点和其他重点分别叙述。
1.2.1冲压模具产品发展重点。
    冲压模具共有7小类,并有一些按其服务对象来称呼的一些种类。目前急需发展的是汽车覆盖件模具,多功能、多工位级进模和精冲模。这些模具现在产需矛盾大,发展前景好。
汽车覆盖件模具中发展重点是技术要求高的中高档轿车大中型覆盖件模具,尤其是外覆盖件模具。高强度板和不等厚板的冲压模具及大型多工位级进模、连续模今后将会有较快的发展。
多功能 、多工位级进模中发展重点是高精度、高效率和大型、高寿命的级进模。
精冲模中发展重点是厚板精冲模大型精冲模,并不断提高其精度。
1.2.2冲压模技术发展重点。
    模具技术未来发展趋势主要是朝信息化、高速化生产与高精度化发展。因此从设计技术来说,发展重点在于大力推广CAD/CAE/CAM技术的应用,并持续提 高效率,特别是板材成型过程的计算机模拟分析技术。模具CAD、CAE技术应向宣人化、集成化、智能化和网络化方向发展,并提高模具CAD、CAM系统专 用化程度。为了提高CAD、CAE、CAM技术的应用水平,建立完整的模具资料库及开发专家系统和提高软件的实用性十分重要。
    从加工技术来说,发展重点在于高速加工和高精度加工。高度加工目前主要是发展高速铣削、高速研抛和高速电 加工及快速制模技术。高精度加工目前主要是发展模具零件精度1μm以下和表面粗糙度Pa≤0.1μm的各种精密加工。提高模具标准化程度,搞好模具标准件 生产供应也是冲压模具技术发展重点之一。
为了提高冲压模具的寿命,模具表面的各种强化超硬处理等技术也是发展重点。对于模具数字化制造、系统集成、逆向工程、快速原型/模具制造及计算机辅助应用技术等方面形成全方位解决方案,提供模具开发与工程服务,全面提高企业水平和模具质量,这更是冲压模具技术发展的重点。
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