畢業(yè)論文 - 小半殼件精鍛成形分析及其模具設(shè)計(jì)

1、圖書分類號：密 級：畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)小半殼件精鍛成形分析及其模具設(shè)計(jì)DESIGN AND ANALYSIS OF PRECISION FORGING DIE HALF SHELL 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明： 所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用或參考的內(nèi)容外，本論文不含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品或成果。對本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)注。本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。論文作者簽名： 日期： 年 月 日學(xué)位論文版權(quán)協(xié)議書本人完全了解關(guān)于收集、保存、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：本校學(xué)生在學(xué)習(xí)

2、期間所完成的學(xué)位論文的知識產(chǎn)權(quán)歸所擁有。有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交學(xué)位論文的紙本復(fù)印件和電子文檔拷貝，允許論文被查閱和借閱。可以公布學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容，可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容提交至各類數(shù)據(jù)庫進(jìn)行發(fā)布和檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。論文作者簽名： 導(dǎo)師簽名： 日期： 年 月 日 日期： 年 月 日目 錄摘要.Abstract.1 緒論.1 1.1 引言 .1 1.2 精鍛的成型技術(shù)及應(yīng)用.1 1.3 模具在生產(chǎn)中的地位.2 1.4 CAD/CAE技術(shù)的介紹及在模具生產(chǎn)中的發(fā)展.2 1.4.1 cad的介紹. .2 1.4.2 CAD技術(shù)的發(fā)

3、展歷史.3 1.4.3 CAE技術(shù)的發(fā)展過程.3 1.4.4 CAD/CAE技術(shù)在模具設(shè)計(jì)中的發(fā)展和應(yīng)用.4 2小半殼件的工藝分析.5 2.1 平面零件圖.5 2.2.1 工藝分析.6 2.2.2 毛坯的選擇.63 模具的設(shè)計(jì).63.1 壓力機(jī)的選擇.63.2 小半殼件的三維造型.7 3.3.1 模具設(shè)計(jì)的總體要求.9 3.3.2 小半殼件模具總裝配圖.11 3.3.3 小半殼件模具裝配三維圖.124 小半殼件的精鍛成形分析.13 4.1 引言. .13 4.2 有限元分析的優(yōu)點(diǎn).13 4.3 成形過程中發(fā)生的缺陷及拔模問題 .14 4.4 模具壽命問題.14 4.5 deform3D成形分析

4、.15結(jié)論19致謝20參考文獻(xiàn)21摘要 傳統(tǒng)的處理主要集中在加工和一般普通鍛造，但零件使用需求的增加和金屬加工行業(yè)的發(fā)展，現(xiàn)有技術(shù)的精度和效率,已逐漸不能滿足零件加工的需要，本文結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)，討論了加工精密鍛造零件的形式。精密鍛造技術(shù)，一方面生產(chǎn)效率比原來提高了很多，另一方面生產(chǎn)出的產(chǎn)品質(zhì)量也高了很多，并且毛坯的消耗也變小了。還都可以降低產(chǎn)品成本,提高產(chǎn)品的競爭力。模具設(shè)計(jì)和模具制造為基礎(chǔ),合理的設(shè)計(jì)是正確的模具制造的基本保證。精密模具制造技術(shù)改善模具的發(fā)展,質(zhì)量,并縮短模具的制造周期具有重要的意義,模具的壽命、質(zhì)量、制造精度和合格率在很大程度上取決于模具材料及熱處理過程。 模具制造的精度取決

5、于模具工作部分的精度；模具的使用壽命和制造模具的材料和材料的熱處理方法、模具自身的結(jié)構(gòu)及加工材料等很多因素息息相關(guān)；模具的安裝與使用直接關(guān)系到模具的使用性能和安全；然后模具標(biāo)準(zhǔn)化后模具設(shè)計(jì)的基礎(chǔ),是最重要的一個(gè)元素的大型、專業(yè)生產(chǎn)模具,模具標(biāo)準(zhǔn)化水平的高低是模具工業(yè)發(fā)展水平的標(biāo)志外殼是機(jī)器的基本組成部分，它的質(zhì)量對整個(gè)機(jī)器的性能影響非常明顯。外殼精密沖壓件,雖有相對規(guī)則的外部形狀,但小精度要求相對較高,然而,地區(qū)分布結(jié)構(gòu)緊湊,和內(nèi)部組件之間的交互配合；外殼應(yīng)該能夠承受的力量,因此需要確保合理的工藝方案和模具結(jié)構(gòu) 本課題研究的主要內(nèi)容是通過對小半殼件進(jìn)行工藝分析，并結(jié)合三維繪圖軟件UG進(jìn)行模具的

6、三維裝配圖及零件圖的設(shè)計(jì)，通過DEFORM-3D軟件對對精鍛成形過程進(jìn)行CAE分析。關(guān)鍵詞： 模具;精鍛;工藝Abstract Traditional processing mainly on machining and the common forging in general， But with the increase of the using demand of the parts and the development of metalworking industry，Existing technology both from the precision and efficiency

7、, has been gradually cannot meet the needs of parts processing，In this paper combining with actual production , this paper discusses , in the form of precision forging processing parts .For precision forging , on the one hand , can greatly improve production efficiency，On the other hand , can produc

8、e high quality product ，and reduces the consumption of blank . Both can reduce the productcost . Mold design is the foundation which the mold makes, the reasonable correct design is correctly makes the mold the

9、 guarantee; The mold manufacture technology development to improves the mold quality, the precision as well as reduces makes mold the cycle to have the vital significance

10、; The mold quality, the service life, the manufacture precision and the qualified rate are decided in the very great degree to makes the mold the material and t

11、he heat treatment craft;  The mold  work components precision decides the work-piece the precision; The mold life with the mold material and the heat treatment, the 

12、mold structure as well as processes the manufacture material related and so on many factors; The mold installment and the use directly relates the mold the operational

13、60;performance and the security; But the mold standardization is the mold design and the manufacture foundation, to large-scale, the specialized production mold has the extremely&#

14、160;vital role, the mold standardization degree height is the mold industrial development level symbol 。The shell is an the basic component of machine, the impact of whose quality is very obvious to the performance of the entire e

15、arphone. Although generally having regular profile, the shell as a precision stamping part, has small dimensions and calls for high accuracy, the distribution of whose structure , is close. Because it should be fitted with the inner structure and bore some external forces, thus its very important to

16、 design a reasonable process and die structure to ensure that.The main content of this topic research for through the small half shell parts for process analysis, Combined with 3 d drawing software UG mold design of 3 d assembly drawing and part drawing, By DEFORM 3 d software for precision forging

17、forming process for CAE analysis Keywords: mold design；precision forging；Craft1 緒論1.1 引言 所謂的傳統(tǒng)加工就是指機(jī)加工和普通鍛造，但是隨著對零件的使用要求的提高以及機(jī)加工行業(yè)的發(fā)展，現(xiàn)有的技術(shù)不論從精度還是效率上來講都已漸漸不能滿足零件加工的需求，在此本文結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，論述以精密鍛造的方式來加工一種零件。對于精密鍛造，一方面生產(chǎn)效率相對傳統(tǒng)加工有了大幅度的提升，另一方面成型出的產(chǎn)品相比傳統(tǒng)加工質(zhì)量也提高了許多，并且降低了毛坯的消耗。兩方面都能使產(chǎn)品成本降低，還提高了產(chǎn)品的競爭力。最近十年，鍛壓工藝突

18、破了毛坯生產(chǎn)的范疇，許多冷鍛成形工件已經(jīng)可以被工人輕松地制造出來，這些工件的表面質(zhì)量相對于傳統(tǒng)加工出來的好，可以減小加工余量，提高工件的尺寸精度。這樣就可以很大程度上的提高材料的利用率，工件要切割的部分減少，使金屬纖維沿產(chǎn)品輪廓分布，從而零件的承載能力得以增加。1.2精鍛的成型技術(shù)及應(yīng)用 精密鍛造成形技術(shù)按照不同的特點(diǎn)可以分為不同的種類,按照成形所需的溫度可以分為:高溫鍛造成形、介質(zhì)溫度鍛造成形、室溫鍛造成形、超塑性等溫精密鍛造成形。根據(jù)金屬的變形流動(dòng)可分為:開放、封閉、半封閉精密鍛造成形。根據(jù)應(yīng)變率可分為:一般情況下,低速,高速精密鍛造成型,等。但在生產(chǎn)實(shí)踐中,人們習(xí)慣于把精密鍛造成形工藝分

19、為:冷精密鍛造成形工藝、熱鍛成型工藝,溫暖的精密鍛造成型工藝,復(fù)合成型工藝,雙動(dòng)的鍛造(塊鍛造)等溫鍛造成形工藝和分流鍛造成形工藝,等等。 不加熱冷精密鍛造成形的金屬材料直接鍛造叫做冷鍛,主要包括冷擠壓和冷鐓精密冷鍛過程在室溫下是一個(gè)鍛造的過程。 熱精鍛成形工藝源于20世紀(jì)50年代的德國，主要是指精鍛成形時(shí)的結(jié)晶溫度高于再結(jié)晶溫度的精密鍛造成形工藝，熱精鍛時(shí)由于溫度太高致使材料發(fā)生變形抗力低、塑性好容易成形形狀比較復(fù)雜的鍛件。然而,由于強(qiáng)烈的高溫氧化,導(dǎo)致鍛造可憐的表面質(zhì)量和尺寸精度低。 熱鍛精密成形技術(shù)是在1960年代到70年代開發(fā)精密鍛造成形技術(shù)。在一個(gè)合適的溫度低于再結(jié)晶溫度的精密鍛造成

20、形技術(shù)。最好的鍛造溫度選金屬塑性變形顯著增加。顯著減少變形阻力,他們都有很強(qiáng)的氧化。溫暖的精密鍛造熱鍛和冷鍛之間,它沖破了冷鍛成形變形阻力大,形狀的部分不能太復(fù)雜,需要增加中產(chǎn)一步熱處理和表面處理行業(yè)的局限性,并克服由于強(qiáng)烈氧化的影響在熱鍛和較低的表面質(zhì)量和尺寸精度的問題。把不同種類的鍛造加工方法和其他金屬成形的方法相結(jié)合起來,或者把鑄造粉末冶金和鍛造加工方法相結(jié)合的方法叫復(fù)合精密鍛造成形，這種成形方法也叫復(fù)合塑性成形工藝。模具塑性流動(dòng)和變形的金屬在外力的作用下,以獲得所需的形狀尺寸和性能的零件加工方法等溫鍛造技術(shù)開始于1960年代由美國芝加哥ITT研究所主要指傾向于恒溫的坯模鍛成形的精密鍛造

21、成形技術(shù)。 在此，根據(jù)小半殼件的零件特點(diǎn)，選擇熱鍛成形。 是世界上最先進(jìn)的一種精密鍛造成形技術(shù)有一種叫閉塞鍛造成形工藝，它是通過一個(gè)或兩個(gè)穿孔封閉模單向或雙向雙動(dòng)擠壓金屬成形,，獲得無飛邊的近凈形精鍛件的成形工藝。 分流鍛造技術(shù)的關(guān)鍵就是在成形模具的某個(gè)部分中創(chuàng)建一個(gè)物料導(dǎo)流腔或分流河道,以確保材料充填效果良好的鍛造成形過程 科學(xué)和技術(shù)的發(fā)展!制造業(yè)的進(jìn)步,使鍛造產(chǎn)品和精度的要求越來越高。此外,相對于其他進(jìn)程!鍛件鍛造過程本身成本低,生產(chǎn)周期短,減少環(huán)境污染和新技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用各種鍛造,使越來越多的復(fù)雜的加工和生產(chǎn)精密產(chǎn)品鍛造。不可或缺的鐘表,例如,在小齒輪,螺旋傘齒輪的復(fù)雜形狀等。 精密鍛造

22、技術(shù)是一種將毛坯精化，將計(jì)算好的毛坯加工成需要的精密成品零件；也可以生產(chǎn)精密模鍛零件，這樣一來切削加工步驟就減少了，但是零件的某些部分的切削加工還是不可缺少的。1.3 模具在生產(chǎn)中的地位 什么叫模具？能夠產(chǎn)生出需要的形狀和尺寸要求的零件的一種模型工具叫模具。任何物品都可以用模具做出。模具怎么制造呢？首先通過模具設(shè)計(jì)人員根據(jù)產(chǎn)品零件的使用需求進(jìn)行模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),繪制圖紙?jiān)儆杉夹g(shù)熟練的工人,根據(jù)圖紙要求通過各種機(jī)械加工,就是通過車床,刨床,銑床,磨床等使模具上的每個(gè)部件都能按照設(shè)計(jì)要求組裝和調(diào)試,這樣才能生產(chǎn)出想要的合格的產(chǎn)品，所以模具工人需要掌握很多很全面的知識和技能儲(chǔ)備，模具合格，產(chǎn)品質(zhì)量才能有

23、保證，只有模具結(jié)構(gòu)合理，高這樣工廠生產(chǎn)效率效益才會(huì)好。 模具在工業(yè)生產(chǎn)中的作用:首先,不得不說，制造業(yè)的基本組成部分就是模具產(chǎn)業(yè),工業(yè)產(chǎn)品批量生產(chǎn)和新產(chǎn)品開發(fā)是分不開的模具,模具生產(chǎn)的四個(gè)高(模具生產(chǎn)復(fù)雜性高、模具生產(chǎn)一致性高、模具生產(chǎn)精度高、模具制造生產(chǎn)率高和耗材少、耗量低)，模具行業(yè)在制造業(yè)的地位越來越重要。第二,可以這么說，日常生活中見到的物品大部分都需要用模具成形。所以如果設(shè)計(jì)出來的模具精度達(dá)不到要求,那么產(chǎn)品質(zhì)量就達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn),同時(shí)模具的壽命也就低了,產(chǎn)品制造的成本也就提高了。現(xiàn)代模具行業(yè)已經(jīng)具有兩個(gè)特點(diǎn)，技術(shù)密集和資本密集,所以高新技術(shù)和模具之間已經(jīng)相互依賴,一方面模具已經(jīng)是高新技術(shù)

24、產(chǎn)業(yè)服務(wù)化不可缺少的工具,另一方面模具行業(yè)本身就是一個(gè)高新技術(shù)行業(yè),所以說模具制造技術(shù)已經(jīng)是高新技術(shù)中的一個(gè)重要組成部分?？焖俪尚文＞吡慵?高品質(zhì)、低消費(fèi)、環(huán)保反映可持續(xù)發(fā)展的國家戰(zhàn)略和科學(xué)發(fā)展觀。最后,根據(jù)國外統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,模具工業(yè)的發(fā)展可以推動(dòng)相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展是1:10的比例,也就是說花1億元在模具技術(shù)開發(fā)上,那么就可以推動(dòng)模具相關(guān)產(chǎn)業(yè)100億元的產(chǎn)出。在20世紀(jì)初期,我國模具產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)量就有610億元。所以說，發(fā)展模具工業(yè)就是發(fā)展我國的國名經(jīng)濟(jì)。 模具是現(xiàn)代工業(yè),比如是在汽車行業(yè)、拖拉機(jī)行業(yè)、航空行業(yè)、廣播和點(diǎn)機(jī)行業(yè)、電器、儀器、儀表、日常必需品等行業(yè),如工業(yè)工藝設(shè)備必要的。鍛造、沖壓、壓鑄、

25、粉末冶金零件和非金屬部件，模具制造技術(shù)的發(fā)展也有很大的影響,產(chǎn)品升級和產(chǎn)品競爭力。所以說模具行業(yè)對國民經(jīng)濟(jì)來說是非常重要的。過去幾十年,美國、日本、德國等眾多發(fā)達(dá)國家就十分重視模具產(chǎn)業(yè)。工業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)和開發(fā)十分依賴于模具產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。美國工業(yè)認(rèn)為“模具制造美國工業(yè)的基石”,在日本,模具被譽(yù)為“富裕社會(huì)”的動(dòng)力,在德意志聯(lián)邦共和國,模具被稱為“金屬加工業(yè)的皇帝”;在羅馬尼亞,“模具是金”?？梢娫谀＞咝袠I(yè)在世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展具有極其重要的地位。衡量國家的制造水平的高低，主要就是看模具產(chǎn)業(yè)的發(fā)展程度。 模具工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè),是一個(gè)高技術(shù)產(chǎn)業(yè)。衡量一個(gè)國家制造行業(yè)水平的高低主要是看模具設(shè)計(jì)和制造技術(shù)水

26、平是否已經(jīng)達(dá)到一定高度。模具設(shè)計(jì)與制造專業(yè)人才的短缺在制造業(yè)。1.4 CAD/CAE技術(shù)的介紹及在模具生產(chǎn)中的發(fā)展1.4.1 cad的介紹 CAD是早期英語計(jì)算機(jī)輔助繪圖(計(jì)算機(jī)輔助繪圖),隨著計(jì)算機(jī)硬件和軟件技術(shù)的發(fā)展,人們發(fā)現(xiàn)簡單使用計(jì)算機(jī)圖形已經(jīng)不能稱之為計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù),真正的設(shè)計(jì)是產(chǎn)品的設(shè)計(jì),它包括了功能設(shè)計(jì)過程、產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程、結(jié)構(gòu)分析過程、加工和制造等過程。二維工程圖設(shè)計(jì)只是模具設(shè)計(jì)中的一小部分,然后通過CAD計(jì)算機(jī)輔助繪圖的、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)不再僅僅是原來計(jì)算機(jī)輔助繪圖的意思,現(xiàn)在是整個(gè)產(chǎn)品的輔助設(shè)計(jì)的意思。 CAE、CAM的基礎(chǔ)就是CAD。CAD可以為CAE中的單個(gè)零件或者整個(gè)

27、工件的有限元分析或者某個(gè)機(jī)器的運(yùn)動(dòng)分析進(jìn)行造型和裝配。在零件或者部件只要有一點(diǎn)點(diǎn)改變，CAE、CAM和PDM中的產(chǎn)品都會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的反應(yīng)。 CAE計(jì)算機(jī)輔助工程的簡稱，如今社會(huì)隨著計(jì)算機(jī)行業(yè)飛速發(fā)展，關(guān)于產(chǎn)品的數(shù)字樣機(jī)可以在兩個(gè)不同的企業(yè)之間建立起來，與此同時(shí)，還需要對工件的加工工況同時(shí)進(jìn)行檢查，保證有良好的工況。還得開展產(chǎn)品的工程校驗(yàn)。有限元分析和軟件仿真模擬等一系列步驟。但是，運(yùn)用計(jì)算機(jī)上的各種軟件的CAE功能對產(chǎn)品進(jìn)行仿真模擬只有在工件設(shè)計(jì)階段才可以進(jìn)行，以此來確定產(chǎn)品的相關(guān)參數(shù)，這樣的話產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程中的缺陷就能暴露出來及時(shí)進(jìn)行修改，可以優(yōu)化產(chǎn)品設(shè)計(jì)，并且很大程度的降低成本價(jià)格。然后在產(chǎn)品

28、的維護(hù)階段，就能分析產(chǎn)品故障，質(zhì)量是否合格等問題。有限元分析功能是CAE中運(yùn)用最多的功能，有限元分析的原理很簡單，就是把一個(gè)整體拆分成很多個(gè)小部分的集合就是將產(chǎn)品（即連續(xù)的求解域）分成有限個(gè)的單元的組合，這些單元的集合加起來就等于原來的產(chǎn)品，從而就可以把一個(gè)整體的問題分解成若干個(gè)離散的小問題，我們對每一個(gè)小集合進(jìn)行分析就能得出整個(gè)零件在加工中出現(xiàn)的問題，比較接近真實(shí)情況。 隨著社會(huì)科學(xué)的發(fā)展，日常生活所用的產(chǎn)品的需求也要較為提高。其中，對工業(yè)產(chǎn)品和家用小家電的要求最高。所以說，對日常產(chǎn)品的模具設(shè)計(jì)也相對提高許多。因?yàn)槟＞呔褪且环N典型的技術(shù)密集型產(chǎn)品的代表,為了在設(shè)計(jì)圖上表達(dá)出設(shè)計(jì)的意圖，模具設(shè)

29、計(jì)師必須花大量的時(shí)間來設(shè)計(jì)三維的模具,推桿的結(jié)構(gòu)和滑塊設(shè)計(jì)也需要大量時(shí)間。目前,CAD / CAE的發(fā)展,模具設(shè)計(jì)人員進(jìn)行模具設(shè)計(jì)的時(shí)候會(huì)方便很多。特別是近些年來,模具的CAD / CAE技術(shù)進(jìn)步的特別的快,擴(kuò)大應(yīng)用范圍,經(jīng)濟(jì)效益也得到了顯著的提高。1.4.2 CAD技術(shù)的發(fā)展歷史 （1）在1950年代末到70年代初,這一時(shí)間段被為cad發(fā)展的初級階段,階段線框建模技術(shù)。 （2）在1970年代初到80年代初,這一階段被稱為第一個(gè)CAD技術(shù)革命表面(表面)階段的建模技術(shù)。  （3）在1980年代初到80年代,這個(gè)階段稱為CAD技術(shù)的第二次革命,堅(jiān)實(shí)的建模。 （4）在1980年代中期到9

30、0年代初,這個(gè)時(shí)間段稱為cad發(fā)展的第三次技術(shù)革命,被稱為參數(shù)化的CAD技術(shù)。參數(shù)化cad設(shè)計(jì)是使用幾何上的 約束或者運(yùn)用工程方程和定義產(chǎn)品模型的形狀特征之間的關(guān)系,這是在各種功能不同的約束形式 ,設(shè)計(jì)一組相似的形狀或功能設(shè)計(jì)?，F(xiàn)在可以處理幾何約束的幾何實(shí)體類型基本上是由產(chǎn)品形式工程標(biāo)稱尺寸和大小之間的關(guān)系之間的關(guān)系,因此,技術(shù)參數(shù)也被稱為驅(qū)動(dòng)幾何尺寸。 （5）自1990年代初以來,這一階段被稱為第四CAD技術(shù)革命,也就是變分技術(shù)的發(fā)展。變分設(shè)計(jì)就是通過求解一組約束方程,從而就能確定產(chǎn)品的尺寸和形狀。改變約束,修改驅(qū)動(dòng)約束方程的結(jié)果。變分參數(shù)化技術(shù)不僅保持原有的優(yōu)勢,（譬如工件特征、全部尺寸的

31、約束,所有相關(guān)的數(shù)據(jù)、尺寸驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)的變化,等等),并克服它的許多缺點(diǎn),解決固體表面的問題等)。 1.4.3 CAE技術(shù)的發(fā)展過程 （1）在20世紀(jì)60 70年代CAE技術(shù)處于探索階段,有限元結(jié)構(gòu)分析技術(shù)主要是針對發(fā)展中CAE中存在的問題,為了解決航空航天技術(shù)的發(fā)展過程中遇到的各種各樣的模擬實(shí)驗(yàn)和分析問題。  （2）20世紀(jì)70 80年代的繁榮時(shí)期大量的機(jī)械和軟件出現(xiàn)了CAE技術(shù),產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和利用主要運(yùn)用在硬件平臺和速度匹配,計(jì)算精度,計(jì)算機(jī)內(nèi)存和磁盤空間利用率的有效使用,和有限元分析技術(shù)領(lǐng)域的結(jié)構(gòu)并且在現(xiàn)場分析獲得了巨大的成功。  （3）CAE技術(shù)是在1990年代逐漸成熟,

32、專業(yè)CAD開發(fā)的軟件軟件界面增強(qiáng)后處理能力之前和之后的有了很大的提高。目前,將相關(guān)軟件的CAE模塊與CAD模塊集成,運(yùn)用CAD技術(shù)的特點(diǎn)完成裝配和制造,有限元網(wǎng)格就會(huì)自動(dòng)生成，產(chǎn)品的力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)的相關(guān)計(jì)算也能完成,如果計(jì)算結(jié)果不滿足設(shè)計(jì)要求那就重新從第一步開始進(jìn)行分析計(jì)算,直到滿足要求,設(shè)計(jì)水平得到了很大的提高。 1.4.4 CAD/CAE技術(shù)在模具設(shè)計(jì)中的發(fā)展和利用 傳統(tǒng)模具設(shè)計(jì)是一個(gè)概念設(shè)計(jì)。目前，計(jì)算機(jī)技術(shù)飛速發(fā)轉(zhuǎn),隨著相關(guān)軟件的出現(xiàn)，CAD / CAE技術(shù)也就被應(yīng)用在模具設(shè)計(jì)中。傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)理念和設(shè)計(jì)方法慢慢被完全取代,這種技術(shù)使在實(shí)際運(yùn)用模具生產(chǎn)產(chǎn)品之前就已經(jīng)通過計(jì)算機(jī)應(yīng)用軟件進(jìn)行

33、了精確的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、分析和成形過程的模擬實(shí)驗(yàn)。 CAD/CAE技術(shù)和模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)  模具設(shè)計(jì)應(yīng)用相應(yīng)的CAD軟件,根據(jù)要求實(shí)現(xiàn)的功能,外觀和結(jié)構(gòu)的要求,設(shè)計(jì)素描的第一步,然后生成相應(yīng)的實(shí)體,然后進(jìn)行子裝配和大會(huì),模腔的模擬過程,檢查的干擾,進(jìn)行真實(shí)的呈現(xiàn)。整個(gè)設(shè)計(jì)過程也可以從上到下進(jìn)行修改,工藝參數(shù)根據(jù)要求隨意改變,可以設(shè)置參 數(shù)之間的相關(guān)性。 （1）草圖設(shè)計(jì) 草圖重建技術(shù)在模具設(shè)計(jì)中有著不可替代的地位。目前，三維軟件中的草圖重建模塊技術(shù)發(fā)展已經(jīng)相當(dāng)成熟,草圖重建技術(shù)就是設(shè)計(jì)工人使用2 d或3 d軟件設(shè)計(jì)草圖，這就是模具設(shè)計(jì)的關(guān)鍵部分。就目前而言，草圖的重建技術(shù)已經(jīng)

34、算相當(dāng)成熟了。 （2）隨著人們對產(chǎn)品質(zhì)量和美觀性要求不斷的提高,表面特征的設(shè)計(jì)的要求也隨之提高了。表面特征設(shè)計(jì)合理了，那么產(chǎn)品就有很大的優(yōu)勢。在產(chǎn)品外觀設(shè)計(jì)、表面特征設(shè)計(jì)成為模具設(shè)計(jì)的一個(gè)重要組成部分。當(dāng)前CAD行業(yè)出現(xiàn)了一群喜歡EDS UG、Pro /工程師PTC和一系列優(yōu)秀的CAD軟件,和他們的3 d實(shí)體建模、參數(shù)化建模和復(fù)雜的建模技術(shù)、實(shí)體結(jié)合面建模方法和自由形式的特征技術(shù)為模具設(shè)計(jì)提供了一個(gè)強(qiáng)大的工具。  （3）變量裝配設(shè)計(jì)技術(shù) 運(yùn)用變量裝配設(shè)計(jì)的技術(shù)來設(shè)計(jì)建造模具的方法主要有概念設(shè)計(jì)、自底向上和自頂向下的方法三種設(shè)計(jì)方法。自底向上的方法是設(shè)計(jì)一個(gè)詳細(xì)的零件,然后組

35、裝產(chǎn)品。和自上而下的第一,產(chǎn)品外觀和功能的想法一級一級來區(qū)分的產(chǎn)品在整個(gè)形狀零件,組件,是底層的部分。然而在模具中,由于一些模具結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜,所以只有當(dāng)模具設(shè)計(jì)采用自頂向下的設(shè)計(jì)方法時(shí),變量裝配設(shè)計(jì)才可以支持自頂向下設(shè)計(jì)。變量裝配設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)理念是設(shè)計(jì)變量和設(shè)計(jì)變量限制記錄,表達(dá),溝通和解決沖突,為了滿足設(shè)計(jì)要求,使每個(gè)階段的設(shè)計(jì)(主要部分設(shè)計(jì))產(chǎn)品特性和設(shè)計(jì)意圖的基礎(chǔ)上,和所有的工作都是在的。   （4）真實(shí)感技術(shù)  現(xiàn)實(shí)技術(shù)是CAD軟件的應(yīng)用程序本身也呈現(xiàn)技術(shù),設(shè)計(jì),考慮到模型的顏色和材料屬性,在不同的外部條件下(如。光),觀察模型的外觀是否達(dá)到最初設(shè)

36、想的美觀性?！俺尸F(xiàn)”等模塊的AUTOCAD和UG重“VISUALIZATICN”命令,等等 2小半殼件的工藝分析2.1平面零件圖 外殼是機(jī)器的一個(gè)重要組成部分,主要作用是支持機(jī)器內(nèi)部結(jié)構(gòu),機(jī)器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。金屬外殼使機(jī)器不僅外形美觀,有足夠的剛度。結(jié)合使用的特性和材料的特點(diǎn),只要分析流程和計(jì)算保證正確了,保證加工工藝和模具結(jié)構(gòu)的合理性,這樣就能保證需要的工件的質(zhì)量,同時(shí)提高模具和機(jī)器的使用壽命,生產(chǎn)效率自然而然就提高了,降低生產(chǎn)成本,從而可以創(chuàng)建一個(gè)良好的生產(chǎn)效率。這個(gè)設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是:研究殼成形過程,通過過程分析和計(jì)算,并結(jié)合數(shù)值模擬方法,確定合理的技術(shù)路線和模具結(jié)構(gòu),與2 維或3 維

37、設(shè)計(jì)軟件設(shè)計(jì)外殼，畫出成型模具，本次設(shè)計(jì)就是對工件進(jìn)行了詳細(xì)的工藝分析，運(yùn)用鍛造代替切削加工的工藝方法來成形需要的產(chǎn)品。模具的結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)效率高，成本低廉，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，操作簡單。小半殼件的二維圖如圖3.1所示。圖3.1 小半殼件的二維圖2.2.1工藝分析 該零件為小半殼件，零件材料為45號鋼，他的調(diào)質(zhì)硬度大概在在HRC20HRC30之間；45鋼淬火硬度要求大概在HRC5558左右,最大值可以達(dá)到HRC62左右；因?yàn)?5號鋼必須進(jìn)行時(shí)效處理,才能使鋼的性能穩(wěn)定下來，所以在使用之前，必須先放置半個(gè)月左右的時(shí)間， 實(shí)際上最高硬度可以為HRC55（高頻淬火HRC58）。45號鋼是很好的碳素結(jié)構(gòu)用鋼

38、，所以它的硬度不是很高，容易進(jìn)行切削加工。由于45號鋼的這個(gè)特點(diǎn)，所以模具中常用來做模板，梢子，導(dǎo)柱等產(chǎn)品。但是，在使用之前須熱處理。 在淬火后回火之前工序錢，材料的硬度就大于HRC55（最高時(shí)候可達(dá)HRC62），為合格的產(chǎn)品。實(shí)際應(yīng)用的最高硬度為HRC55（高頻淬火HRC58）。 45號鋼的主要成分包括了C,Si,Mn,P,S,Cr,Ni,Cu等。碳的含量與零件的區(qū)服強(qiáng)度和拉伸強(qiáng)度成正比，降低零件塑性，使得零件的沖壓性能更加惡化，特別是當(dāng)特素體出現(xiàn)在臨界的時(shí)候，對沖印壓的影響更壞。 45號鋼的熱處理方法 45號鋼各個(gè)熱處理階段的溫度為：正火850攝氏度，淬火840攝氏度，回火600攝氏度。

39、滲碳處理一般重載零件要求表面必須耐磨、芯部必須耐沖擊，重型零件的耐磨性往往比調(diào)質(zhì)+表面淬火過的工件還要高出許多。重型零件的表面含碳量約為0.8%到1.2左右，而芯部的含碳量一般在0.1%到0.25左右（特殊情況下采用0.35%）。但是對零件進(jìn)行特殊熱處理后，表面硬度可以達(dá)到HRC5862左右，芯部具有硬度低，耐沖擊的特點(diǎn)。如果將進(jìn)行45號鋼滲碳處理，淬火后比原來的脆的馬氏體將會(huì)出現(xiàn)在零件芯部，硬度降低，工件將失去可用性。采用滲碳工藝的材料，含碳量不算太高，到芯部0.30%的含碳量強(qiáng)度在現(xiàn)實(shí)中并不多見。0.35%這種比例現(xiàn)實(shí)中是不可能有的，除了在教科書中可以看見，現(xiàn)實(shí)生活中幾乎找不到?？梢圆捎谜{(diào)

40、質(zhì)+高頻表面淬火的工藝，耐磨性較滲碳略差。 由UG上的零件圖可知，零件的體積為 V=2033402.2720MM3 該零件材料為45號鋼，屬于小半殼件，所以可以直接采用熱精鍛成形對其進(jìn)行加工。2.2.2 毛坯的選擇鍛壓成形過程就是材料的形態(tài)轉(zhuǎn)變過程，毛坯體積應(yīng)根據(jù)加工過程中體積恒定來進(jìn)行設(shè)定。鍛造成型后應(yīng)該還要對鍛件表面和端面精加工余量，所以毛坯體積還應(yīng)該加上修邊體積，下式： 公式（2.1）式中就是毛坯體積，為擠壓件的體積，為修邊量的體積其中=5160772.79186MM3，=2033402.2720MM結(jié)論 畢業(yè)論文是大學(xué)本科四年階段一次非常難得的鍛煉，能把我們學(xué)過的理論和實(shí)際聯(lián)合起來，通過這次的精鍛模具設(shè)計(jì)，讓我擺脫了淡出的理論知識學(xué)習(xí)狀態(tài)，增加了我解決問題的經(jīng)驗(yàn)。此