基于UG的修边冲孔模具设计-开题报告

基于ThinkPHP 通用系统框架项目案例库设计与实现

湖北汽车工业学院学院

毕业设计开题报告

课题名称基于UG的中支板修边冲孔模设计

课题来源生产实际

专业机械设计制造及其自动化

班级学号

学生姓名

指导教师向

完成日期2014年3月9日

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一、课题的来源、意义及国内外的现状及发展

1、课题来源：

本次毕业设计的题目是基于UG修边冲孔模具设计，该课题来源于东风汽车模具有

限公司的生产实际。

2、研究目的：

分析制定中支板冲压工艺，依据冲压工艺及制造工艺拟定修边冲孔模的结构方案，

在UG平台上完成修边冲孔模的结构设计，提交能用于实际制造的二维工程图。

3、意义：

随着市场竞争日益激烈，汽车车型改变周期大幅度缩短，掌握先进的车身覆盖件

模具设计方法程度变日趋重要。过去使用的是传统的二维CAD系统进行自下而上“搭积木”式地装配设计，这种设计过程是从冲模零件设计到冲模总体装配设计，既不支持冲

模从概念设计到详细设计，又不能支持零件设计过程中的信息传递，零部件之间没有必

要的内在联系和约束，其设计意图、功能要求以及许多冲模的装配信息都得不到必要的

描述，设计效率极低。应运而生的是自顶向下的装配设计方法，即在装配环境中，创建

新零件，将新零件设置为工作部件，通过WAVE链接器将其它组件中的几何要素链接为

当前工作部件的特征，这种在装配环境下参照其它零部件对当前工作部件进行设计并予

以装配的工作方式。东风汽车模具有限公司是国内最大的汽车模具设计与制造企业之一，它不仅为东风汽车公司，还为国内其他汽车厂家设计制造模具。

在分析修边冲孔模结构设计特点的基础上，结合模具工艺性和制件的特点，以UG

作为开发平台进行三维修边冲孔模CAD。在UG平台上提高模具设计的技术水平、缩短模

具设计周期，适应了汽车覆盖件模具结构设计。

中支板属于汽车覆盖件，而修边冲孔模更是常用的典型的车身冲压模具，为了适应

日后模具行业的发展要求，对该课题进行设计研究是必要的。该课题源于生产实际的应

用型课题，不同于一般的理论性设计，这种课题不但是对理论知识的巩固、提高，更是

一种对于大型模具设计的初步体验，为日后的模具设计工作打基础。

4、国内外的现状及发展：

透过“MadeinChina”的标识看中国机械工业发展现状近日，我们不难发现，目前在全球所有工业产品中，无论是小工艺品还是冰箱、电视等家电产品，亦或是飞机、轮船等，中国制造的身影已无处不在。这折射了我国以机械、汽车等为代表的装备制造业的快速发展。没有机械等重工业的发展，生产各类消费产品的轻工业就失去了最基本的生产工具，中国也不可能成为世界工厂。中国机械工业联合会、中国汽车工业协会联合发布的年度机械工业百强、汽车工业30强名单，大都是中国机械、汽车工业的骨干力量。这些大型企业的发展轨迹，在相当大的程度上反映了中国机械、汽车工业的发展态势和竞争实力。

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UG（Unigraphics的简称）作为目前最先进的计算机辅助设计、分析和制造软件之一，集CAD/CAE/CAM/CAID一体化的三维参数化集成软件，它的功能覆盖整个产品的开发过程：从概念设计、功能工程、功能分析到制造，广泛应用于航天、航空、汽车、造船、通用机械和电子等工业领域。它的功能强大，可以轻松的完成绝大多数机械类设计、分析和制造等任务。目前UG已成为世界上最优秀公司广泛使用的软件系统，包括GM（通用汽车）、Boeing（波音）、General Electric（通用电气）等，在全球已拥有近15000个客户。由于它的曲面造型功能非常强大，所以是汽车车身覆盖件的造型和其模具CAD/CAM 中的最主流软件之一。

当今世界，特别是汽车行业普遍认为，汽车车身冲压成形技术是汽车制造技术乃至机械制造行业的重要组成部分，每一次汽车车身的更新换代都需要开发相应的专用模具和增加必要的生产线。因此在冲压生产中，如何提高冲压生产效率、降低生产成本，正确选取和采用新设备、新材料、新工艺等是冲压技术中的主要课题。

众所周知，汽车车身的金属件几乎100%为冲压件，而且汽车车身的更新换代速度快。这就决定了冲压成形技术在汽车产品的开发中不仅影响制造周期，还直接影响成本和产品品质。汽车车身冲压成形技术的关键是冲压工艺与模具技术。冲压工艺的合理与否决定了模具调试的难易程度:模具设计决定了模具制造的难易程度及制造管理过程，因而直接影响模具制造成本和周期。

尽管国内外己通过长期的实践积累了大量的经验，形成了较系统的设计制造规则和方法，但新技术的出现仍可能为冲压工艺和模具技术的重大变革带来机遇。特别指出的是，以CAD/CAM/CAE为特征的计算机技术在冲压成形中的应用不仅能引起传统工艺流程在周期、成本和品质方面的变化，而且使一些以前难以实现的工艺设想可能成为现实，根据目前国际汽车冲压和模具技术的发展趋势，已经形成了包括模具设计和冲压技术模块化、新材料及复合材料冲压加工工艺、计算机模拟冲压成形及虚拟试模技术、特种成形技术和模具制造技术等重大课题。

二、可行性分析及系统设计方案

1、可行性分析：

本课题是东风汽车模具有限公司的工程实际课题，它们是在二维环境下进行的设计，而且已经投入生产，所以在UG平台上进行三维结构设计是确实可行的。

2、系统设计方案：

从零件的结构图可知：中支板制件形状比较简单，总体尺寸不是太，形状和结构也不复杂。题目为制件的修边冲孔工序。沿周修边，并且冲若干孔。而零件底部其余部分由翻边翻孔工序来完成。

该零件包含的既有落料、修边、冲孔等分离工序，又有拉延、翻边、翻孔等成型工

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基于

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页脚内容6 序。因此，必须对工序进行合理的组合以及对冲压顺序进行合理的安排，才能保证产品的质量，提高生产效益，满足大批量生产要求。本设计中应确定的为大批量生产的覆盖件冲压工艺方案。综合该产品的形状及工艺分析可以初步的定义以下的几种设计工艺方案,如表1：

表1 工艺流程表

方 案 一

方 案 二 方 案 三 （1）拉延

（2）修边

（3）翻边

（4）冲孔

（5）翻孔

（1）拉延 （2）冲孔 （3）修边 （4）翻边＋翻孔 （1）拉延 （2）修边＋冲孔 （3）翻边＋翻孔

各个方案的分析对比与确定： 方案一：此方案与其它两个的不同之处在与拉延、修边、翻边后再冲孔、翻孔，虽然这样可以得到的产品质量最好，但是由于工序过多，会造成很大的资源浪费，此方案可以在方案二、三不能被采用时用。

方案二：此方案与其它两个的不同之处在于方案二是先冲孔后修边，结合产品图我们可以知道，先冲孔而后修边非常容易引起产品的变形，实际的操作中不但不能获得到合格的产品，同时还会出现废品，所以为了能达到产品的要求，不应采用方案二。

方案三：方案三是三个方案中比较好的，此方案与其他的两个的不同之处在于，它将冲孔与修边同时进行，冲孔与修边同时进行是在产品的孔与修边的边界距离不太小的情况下是合理的。综合产品的设计要求，我们可以知道冲孔与修边同时进行在保证产品质量的前提之下是具有可行性的，因此我们在设计中可以采用方案三。

通过对以上各个方案的分析比较，可以得出方案三是比较理想的设计方案。

三、系统达到的功能要求、技术指标

1、功能要求：

将拉延后的制件修边冲孔加工后得到如图1所示的制件。即设计出来的修边冲孔模具结构可以生产出合格的制件。

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图1汽车中支板产品图

2、技术要求：

所有圆柱销必须易于拆卸，可以在模具中提供拆卸孔或者使用带螺孔的圆柱销；在不易拆卸的零件上，提供2个螺纹孔；对模具零部件打印件号、材料牌号；对模具零部件或铸件的尖角进行倒角处理；对模具敞开的压料板、退料板弹簧和气路装置的周围，提供保护装置；冲制CH 孔用的冲头使用后拔出，将孔堵上并修整到不影响制件的质量；在制作过程中对有关零件钻出气孔。

3、技术：

运用UG对汽车中支板修边冲孔模具进行三维结构设计。

四、本课题的重点和难点

1、制作工程计划图，从制件上提取零件特征信息进行凸、凹模建模，对模具进行优化分析。

2、模具的三维设计方法。

3、二维工程图的导出。

4、对模具进行虚拟装配;对模具进行优化分析。

五、课题进展计划

表2毕业设计（论文）各阶段任务安排表

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六、目前收集到的主要参考文献：

[1]胡仁喜.UG NX 8.0 中文版曲面造型从入门到精通.机械工业出版社，2012.12

[2]胡海.汽车覆盖件模具CAD技术特点.模具工业，1998

[3]崔令江编著.汽车覆盖件冲压成形技术.机械工业出社，2003

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