畢業(yè)設(shè)計(jì)參考版1

1、合 肥 工 業(yè) 大 學(xué)畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)課 題 名 稱 汽車覆蓋件成型模DL圖設(shè)計(jì)院、 專 業(yè) 職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電一體化專業(yè)設(shè)計(jì)人姓名 董 躍 文指 導(dǎo) 老 師 李 功 勇2006年4月24日開題報(bào)告一、背景、現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢覆蓋件模具的精度要求高,結(jié)構(gòu)復(fù)雜,并對材質(zhì)有較高的要求,使得其設(shè)計(jì)制造相當(dāng)困難。另外,由于模具的成型過程往往是封閉的,并涉及材料的微觀機(jī)理,使得產(chǎn)品成形過程很不直觀。目前，覆蓋件模具普遍存在的問題是:模具設(shè)計(jì)的科學(xué)性差,對經(jīng)驗(yàn)的依賴性強(qiáng),試模周期長,重新設(shè)計(jì)的次數(shù)多,需要反復(fù)修改試制才能滿足要求,延長了生產(chǎn)周期,增加了成本,減低了企業(yè)的競爭力。模具工業(yè)是一個(gè)技術(shù)含量很高，應(yīng)用十分

2、廣泛的行業(yè)。汽車、家用電器、機(jī)械和飛機(jī)等行業(yè)都需要大量的模具，模具行業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)行業(yè)。許多發(fā)達(dá)國家如美國、日本、德國和加拿大等國，把模具工業(yè)都作為一個(gè)獨(dú)立的工業(yè)體系進(jìn)行規(guī)劃和發(fā)展。在稅收和貸款上采取傾斜的優(yōu)惠政策，模具行業(yè)的發(fā)展速度高于其它行業(yè)，他們模具工業(yè)的產(chǎn)值已超過機(jī)床行業(yè)。我國的模具行業(yè)起步較低，絕大多數(shù)模具廠依附在產(chǎn)品廠內(nèi)。我國的模具工業(yè)技術(shù)水平和國外比仍存在較大差距特別是在大型、精密、復(fù)雜和長壽模具方面差距更大。二十一世紀(jì)是一個(gè)高精技術(shù)迅猛發(fā)展的時(shí)代,特別是各種工程軟件如雨后春筍般涌現(xiàn),板件成形數(shù)值模擬技術(shù)逐漸走向成熟,特別是已形成了商品化的板件成形分析CAE軟件,得到了許

3、多工業(yè)部門的重視和應(yīng)用,美國的通用、福特,德國的大眾、奔馳,日本的豐田、日產(chǎn)等大型汽車制造公司,都已經(jīng)開始應(yīng)用板件成形分析CAE軟件指導(dǎo)板料成形件的開發(fā)和生產(chǎn),產(chǎn)生了很好的經(jīng)濟(jì)效益。隨著我國汽車工業(yè)的發(fā)展,板料成形過程分析的需求日益迫切,板料成形CAE軟件在我國的應(yīng)用必將越來越廣泛,從而減少模具設(shè)計(jì)特別是工法設(shè)計(jì)對經(jīng)驗(yàn)的依賴,縮短試模周期,提高企業(yè)競爭力! 面對現(xiàn)在制造業(yè)發(fā)展對汽車工業(yè)的要求，只有加大力度進(jìn)行相關(guān)的研究工作使用先進(jìn)的軟件技術(shù)，不斷地縮短產(chǎn)品生產(chǎn)周期，提高產(chǎn)品的質(zhì)量，才能在今后的國際競爭中更好的保護(hù)自己并贏得市場。二、設(shè)計(jì)目的 通過本次的設(shè)計(jì)使自己對模具DL圖有一個(gè)更深，更為系統(tǒng)

4、的掌握，包括：如何分序、每序要完成的內(nèi)容、如何確定各序的沖壓方向以及板件的擺放角度、DL圖所包含的內(nèi)容及設(shè)計(jì)規(guī)范、還有就是CAE技術(shù)在模具工法圖設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。三、設(shè)計(jì)工作 一、設(shè)計(jì)說明書（以下簡稱“論文”） 1、 概述 2、 常用材料及其性質(zhì)3、 覆蓋件模具的種類4、 覆蓋件的工法設(shè)計(jì)a) 工法設(shè)計(jì)內(nèi)容b) 成型可能性分析c) 工藝方案d) 拉延件設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)e) 拉延件與修邊沖孔件及翻邊整形件的關(guān)系 二、設(shè)計(jì)內(nèi)容 “左側(cè)圍中橫梁”模具編號：5400515的DL圖四、設(shè)計(jì)的具體時(shí)間安排 一、搜索資料-第六學(xué)期的1、2兩周 二、論文寫作-第六學(xué)期的3至6周三、論文修改-第六學(xué)期的第7周 四、設(shè)計(jì)DL

5、圖及修改-第六學(xué)期8、9周 五、答辯-五月中下旬 目 錄開題報(bào)告 .2內(nèi)容摘要 .4關(guān) 鍵 詞 .4第一章 概述.5 第二章 常用材料及其性質(zhì).6第三章 覆蓋件模具的種類.8第四章 覆蓋件的工法設(shè)計(jì).11結(jié) 語 .16謝 辭 17參考文獻(xiàn) 18 英文翻譯 .19-汽車覆蓋件成型模DL圖設(shè)計(jì)摘 要：扼要敘述本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容、特點(diǎn)，文字要精練。中文摘要約300漢字關(guān)鍵詞：工法圖、凸模、凹模、壓邊圈、壓料面、拉延筋、工序。Abstract：Keywords：以下是正文，結(jié)語，謝辭，參考文獻(xiàn)（7個(gè)左右）和中外文對照翻譯（查外語資料然后翻譯成中文要有3000字）此些要素都不可少第一章 概述覆蓋件模具的精

6、度要求高，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，并對質(zhì)量有較高的要求，使得起設(shè)計(jì)制造極其困難。另外，由于模具的成形過程往往是封閉的，并涉及到材料的微觀機(jī)理，使得產(chǎn)品成型過程很不直觀。目前，覆蓋件模具普遍存在的問題是：模具設(shè)計(jì)的科學(xué)性差，對經(jīng)驗(yàn)的依賴性強(qiáng)，試模周期長，重新設(shè)計(jì)的次數(shù)多，需要反復(fù)修改試制才能滿足要求，延長了生產(chǎn)周期，增加了成本，降低了企業(yè)的競爭力。1.1 覆蓋件成形模具的分類覆蓋件成形模具主要包括:拉深模、修邊模和翻邊模。其中拉深模是保證制成合格覆蓋件最主要的裝備，其作用是將平板毛坯經(jīng)過拉深工序使之成型為復(fù)雜空間覆蓋件零件。形狀簡單。深度較淺的覆蓋件一般采用倒裝拉深模，采用單動壓力機(jī)來成型，倒裝拉深模的凸模和

7、壓邊圈在下，凹模在上，凸模直接安裝在工作臺上，壓邊圈則使用壓力機(jī)下面的頂桿頂出，通過頂桿獲得所需的壓了力。形狀復(fù)雜、深度較深的覆蓋件必須采用正裝拉延模，采用雙動壓力機(jī)來成形，正裝拉延模的凸模和壓邊圈在上，凹模在下，凸模安裝在內(nèi)滑塊上，壓邊圈安裝在外滑塊上，成形時(shí)外滑塊首先下行，壓邊圈將毛坯緊緊壓在凹模面上，然后內(nèi)滑塊下行，凸模將毛坯引申到凹模腔內(nèi)，毛坯在凸模、凹模和壓邊圈的作用下進(jìn)行大塑性變形。1.2 覆蓋件拉深模設(shè)計(jì)流程覆蓋件拉深模設(shè)計(jì)大體上分為模句型面設(shè)計(jì)、成型性分析和模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)三個(gè)階段，模具型面設(shè)計(jì)位于覆蓋件拉深模設(shè)計(jì)的上游。覆蓋件模具型面設(shè)計(jì)是一個(gè)在覆蓋件產(chǎn)品三維模具的基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計(jì)

8、的創(chuàng)造性過程，是覆蓋件模具設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。這個(gè)階段的主要要求是具有復(fù)雜曲面的三維設(shè)計(jì)和快速修改能力，并且模具型面幾何形狀滿足覆蓋件拉延成型的工藝性要求。由于覆蓋件的形狀復(fù)雜，成型過程中的毛坯變形也很復(fù)雜，如果直接按沖壓件進(jìn)行展開來確定毛坯的形狀及尺寸，則不能保證覆蓋件在沖壓成型中順利成形。因此，在進(jìn)行沖壓工藝設(shè)計(jì)時(shí)，首先應(yīng)根據(jù)覆蓋件的成形工藝特點(diǎn)，設(shè)計(jì)覆蓋件模具的型面。覆蓋件模具型面主要由三部分構(gòu)成：零件形狀面、工藝補(bǔ)充面、壓料面。覆蓋件模具型面設(shè)計(jì)通常是以零件數(shù)模為基礎(chǔ)，添加工藝補(bǔ)充面和壓料面構(gòu)成的，零件設(shè)計(jì)的好壞，直接關(guān)系到工藝補(bǔ)充面和壓料面的設(shè)計(jì)以及后續(xù)成形質(zhì)量的好壞，從而影響到產(chǎn)品質(zhì)量

9、和外觀。分析覆蓋件零件的三維模型，可將其形狀分為三部分：反映零件特征的形狀面，與其他零件相連的連接面，及形狀面上一些工藝特征，如空洞。在設(shè)計(jì)型面之前根據(jù)需要應(yīng)將翻邊展開，空洞填補(bǔ)，有利于以后的拉延成形工藝。此外，在覆蓋件零件的外形輪廓有急劇凸凹曲折和較高的鼓包時(shí)，這些部位的成形容易開裂，在設(shè)計(jì)零件時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，盡可能加大過度區(qū)域和過度圓角。第二章 常用材料及其性質(zhì) 在冷沖壓生產(chǎn)中，對所用的冷沖模具具有各種性能要求，但基本的性能要求是硬度、強(qiáng)度、韌性、耐磨性、抗壓性及抗疲勞性能。顯然，這些綜合的性能要求是非常復(fù)雜的。因此，必須根據(jù)沖模的使用條件與失效原因，確立相應(yīng)的失效抗力指標(biāo)，并通過正確

10、地選擇材料與合理地制定熱處理工藝，才能進(jìn)一步挖掘材料的潛力，滿足性能要求，延長其使用壽命。2.1 沖模材料的選用原則冷沖模材料的餓選用，要根據(jù)沖模使用條件進(jìn)行合理的選材。只有這樣，才能保證沖模的質(zhì)量。若選材不當(dāng)，即使有很好的熱處理，也不能獲得優(yōu)異的性能和高的耐用度。因此，在選材時(shí)，必須尊重下述原則：1. 要選擇淬透性良好的材料在沖模使用中，大多數(shù)沖模除要求表面有足夠的硬度外，還要求心部要有足夠的韌性。如對于大模具，用淬透性較差的材料，表面淬硬后，其心部沒淬透，這樣即使在回火后，也不能得到高的強(qiáng)度和韌性，影響了沖模的質(zhì)量。所以，在選擇材料時(shí)，一般應(yīng)選用淬透性能較好的材料。2. 要選用抗回火穩(wěn)定性

11、高的材料冷沖模再工作時(shí)，由于和被加工的材料發(fā)生強(qiáng)烈的擠壓和摩擦，會形成較高的溫度，這就要求沖模材料本身要具有較高的抗回火穩(wěn)定性，也就是要求在一定溫度下能有保持硬度的能力。一般說來，碳素鋼和低合金鋼抗回火能力差，若采用不同程度的含鉬合金鋼，能顯著提高沖模的這種性能。3. 要選用抗熱處理變形的材料零件經(jīng)熱處理發(fā)生變形，主要由于材料特性決定的。材料特性所引起的變形，主要是在加熱冷卻過程中，產(chǎn)生的熱應(yīng)力和相變應(yīng)力所引起膨脹與收縮造成的。所以，在選用材料時(shí)，對一些形狀復(fù)雜、截面薄厚不均勻的零件，不宜采用淬透性差的材料，可選用一些含高碳、高合金淬透性好的鋼材。4. 要根據(jù)制品批量選擇沖模材料對于需沖壓數(shù)量

12、較多的沖模一般選用優(yōu)質(zhì)合金鋼制造，而制件數(shù)量較小可采用廉價(jià)的碳素鋼制造。5. 要根據(jù)沖模精密程度選擇材料在制造小型精密而復(fù)雜的沖模時(shí)，可選用優(yōu)質(zhì)鋼材如合金鋼制作，而對于比較簡單的沖模應(yīng)采用比較便宜的鋼材制作。對于大型沖模的凸模、凹模，可以采用局部嵌鑲結(jié)構(gòu)制作，以節(jié)省貴重鋼材。6. 要根據(jù)沖模零件作用選擇材料沖模的關(guān)鍵零件，如：凹模與凸模，可采用優(yōu)質(zhì)鋼材制作，而其他零件可以采用一般鋼材制作。但對于比較簡單的沖裁凸模和凹模以及彎曲模及拉深模，如若沖制數(shù)量不多或者厚度不大的有色金屬或黑色金屬，多半用優(yōu)質(zhì)的碳素工具鋼來制造。在工作中承受強(qiáng)烈沖擊的沖模，可用T10A鋼；但對于不承受強(qiáng)烈沖擊的沖模，可用抗

13、磨能力強(qiáng)但比較脆的T8A鋼制造。對于生產(chǎn)批量較大的沖模，其凸、凹?？刹捎肅r12型鋼制造。總之，在選用沖模用鋼材時(shí)，既要考慮材料的性能，又要考慮沖模的成本，兩者要綜合分析，進(jìn)行選用。2.2 常用材料及性質(zhì)目前，我國現(xiàn)有的冷沖壓模模具鋼材，按其合金元素的組成和含量來分，可分為碳素工具鋼、低合金工具鋼、高洛合金鋼、中洛合金鋼、空冷微變形鋼、高速鋼和基體鋼等七大類50多種型號?，F(xiàn)將常用冷沖模模具鋼牌號、化學(xué)成分、熱處理工藝及用途，分別列于表2-1、表2-2。表2-1常用模具鋼的化學(xué)成分、熱處理工藝鋼號化學(xué)成分(質(zhì)量分?jǐn)?shù))(%)鍛造溫度/退火溫度/碳錳硅鉻鎢鉬釩加熱45-1250-800800-840

14、T10A-1100-770760-7809Mn12V0.35-1050-850760-780GCr150.35-1080-800790-8109SiCr-1120-800790-810CrWMn-1100-800780-800Cr6WV0.450.35-1100-850830-850Cr120.350.40-1100-850850-870Cr12MoV0.350.40-1100-850850-8705CrMnMo-1150-800850-8705CrNiMo0.35-1150-800850-8703Cr2W80.35-1120-850830-850表2-1常用模具鋼的熱處理工藝和用途鋼號退 火

15、淬 火回 火用途加熱溫度/硬度HB加熱溫度/冷卻劑硬度HRC加熱溫度/硬度HRCT8T10730-760760-780187197790-820770-800水油水油62-6462-64160-180160-18064-6064-60工作時(shí)受力不大的、簡單、尺寸小的凸凹模T12760-780207760-790水油62-66160-18065-62簡單沖模的凸凹模9Mn2V750-770229780-820油62-63150-18065-60沖裁模、拉深模凸凹模9SiCrGCr15780-810770-790214-207228-197850-870835-855油油62-6464-67230

16、-260160-1806161形狀復(fù)雜的冷沖模Cr12850-870269-2171000-1020或980油50-64150-170或500-52061形狀復(fù)雜的凸、凹模Cr12MoV850-870225-2071000-1020或940油50-63120-150或500-52061冷擠模的凸、凹模CrWMo780-800253-207800-830油63-65160-18061形狀復(fù)雜精度要求高的沖裁模Cr4W2MoN850-870241-253960-980或1000-1020油60280-300500-54060-5961-59沖裁模、拉深模凸凹模W18Cr4VW6Mo5Cr4V287

17、0-70870-740285-207285-2071200-12401150-1180油油6060560-580560-58063-6463-64適用于重載荷條件下，冷擠凸模和沖頭T10A鋼：T10A鋼屬于碳素工具鋼。這種鋼的優(yōu)點(diǎn)是：價(jià)格便宜，在退火和高溫回火的狀下其硬度比合金鋼低，但冷、熱加工工藝性能比合金鋼好。它與合金鋼比，其缺點(diǎn)是：淬火時(shí)，淬透性比較低，耐磨性差，另外淬火變形比較大，因而使用壽命比較低。CrWMn鋼：這種鋼由于含有鉻（1%）和錳（1%），故具有高的淬透性，由于鎢的作用，在淬火低溫回火的狀態(tài)下，可以得到很高的耐磨性和硬度。一般情況下，其淬火后硬度可以達(dá)到64-66HRC左右

18、。此外，鎢還能細(xì)化晶粒，從而提高了鋼的韌性。鉻鎢錳鋼淬火后的變形小。因此，目前對于形狀比較復(fù)雜、精密的小型模具，多用此鋼制造。65Cr4W3Mo2VNb（簡稱65Nb鋼）鋼：這種鋼較高速鋼元素的含量少了一倍，但抗彎強(qiáng)度、沖擊韌性和斷裂韌度等綜合性能優(yōu)于高速鋼，用其制造冷鐓、冷擠、冷沖模，能減少破裂及細(xì)小凸模折斷現(xiàn)象。9Mn2V鋼是一種不含鉻的高碳低合金鋼。鋼中加入了錳的成分，其主要作用是增加鋼的淬透性和強(qiáng)度。錳鋼容易過熱，添加少量的釩后，由于形成溶的碳化物，從而降低了鋼的過熱敏感性。實(shí)踐證明，9Mn2V鋼具有高強(qiáng)度、淬透性好，在油中淬火的臨界直徑為30mm，并有一定的沖擊韌性。9Mn2V鋼淬火

19、溫度廣泛，可是用較緩和的冷卻介質(zhì)。在采用分級等溫淬火工藝后，其變形量很小。在熱處理方面也可以減少使用堿浴冷卻，從而提高了模具熱處理質(zhì)量，做到了安全正常生產(chǎn)。9Mn2V鋼的冷熱加工工藝良好，鍛造容易，易于機(jī)械加工，粗糙度細(xì)，但做大型較復(fù)雜模具時(shí)，淬火開裂傾向嚴(yán)重。因此用9Mn2V鋼可部分代替T10A、9SiCr、GCr15、CrWMn等鋼材，從而簡化模具用鋼的種類，并節(jié)約了大量的貴重金屬Cr。第三章 覆蓋件模具的種類覆蓋件模具大體上可分為三大部分：拉延模、修邊模及翻邊模。其他的一些模具可算是有著三種模具衍生而出。下面就著重將一下上述三種類型模具。3.1 拉延模拉延模保證制成合格覆蓋件最主要的裝備

20、，其作用是將平板狀毛坯經(jīng)過拉延工序使之成型為立體空間工件。拉延模有正裝和倒裝兩種形式。正裝拉延模的凸模和壓邊圈在上，凹模在下，它使用雙動壓力機(jī)，凸模安裝在內(nèi)滑塊上，壓邊圈安裝在外滑塊上，成型時(shí)外滑塊首先下行，壓邊圈將毛坯緊緊壓在凹模面上，然后內(nèi)滑塊下行，凸模將毛坯引伸到凹模腔內(nèi)，毛坯在三者的作用下進(jìn)行大塑性變形。倒裝拉延模的凸模和壓邊圈在下，凹模在上，它使用單動壓力機(jī)，凸模直接裝在下工作臺上，壓邊圈則使用壓力機(jī)下面的頂桿頂出，通過頂桿獲得所需的壓了力(如圖3-1)。倒裝拉延模只有在頂桿所提供的力能滿足壓料需要的情況下方可采用。圖3-1圖3-23.2 修邊模修邊模用于將拉延件的工藝補(bǔ)充部分和壓料

21、凸緣的多余料切除，為翻邊和整形準(zhǔn)備條件。再小批量生產(chǎn)時(shí)，可以用手工和其他簡單裝備代替。修邊模往往兼沖孔。修邊模在修邊的同時(shí)，要將廢料切成若干段，每段長在200-300mm之間，分割后的廢料便于打包外運(yùn)。 3.3 翻邊模翻邊模是將半成品工件的一部分材料相對另一部分材料發(fā)生翻轉(zhuǎn)，根據(jù)翻邊的沖壓方向不同，翻邊模可分為垂直翻邊和水平翻邊模兩大類。水平翻邊（含傾斜翻邊）則需要斜楔結(jié)構(gòu)完成翻邊成型工作。翻邊模也是制成合格覆蓋件的必要裝備。圖3-3第四章 覆蓋件工法設(shè)計(jì)4.1 工法設(shè)計(jì)的內(nèi)容4.1.1 確定沖壓方向覆蓋件拉延成型時(shí)，所選擇的沖壓方向是否合理，將直接影響到凸模能否進(jìn)入凹模、毛坯的最大變形程度、

22、是否能最大限度的減少拉深件各部分的深度差、是否能充分發(fā)揮材料的塑性變形能力、是否有利于防止破裂和起皺等質(zhì)量問題的產(chǎn)生。也就是說，只有選擇了合理的沖壓方向，才能使拉延成型過程順利實(shí)現(xiàn)。確定合理的沖壓方向應(yīng)考慮以下原則：（1）保證能將拉深件的全部空間形狀一次拉深出來，不應(yīng)有凸模接觸不到的“死區(qū)”，即要保證凸模能全部進(jìn)入凹模。這類問題主要出現(xiàn)在覆蓋件的某一部位或局部成凹形或有反方向成型的情況下，為了使凸模能進(jìn)入凹模，只有使拉深方向滿足凹形或反方向成型的要求。因此從這一角度來說，覆蓋件本身的凹形和反成型的要求決定了沖壓方向。（2）盡量使拉深深度差最小，以減少材料流動和變形分布的不均勻性，有利于成形。拉

23、深深度均勻是保證壓料面各部位進(jìn)料均勻的重要條件。若進(jìn)料阻力不一樣，在拉深過程中毛坯有可能經(jīng)凹模頂部竄動，嚴(yán)重時(shí)產(chǎn)生皺紋和破裂。（3）保證凸模與毛坯具有良好的初始接觸狀態(tài)，以減少毛坯與凸模的相對滑動，有利于毛坯的變形，并提高沖壓件的表面質(zhì)量。（4）有利于防止表面缺陷。對一些表面件，為了保證其表面質(zhì)量，在選擇拉深方向時(shí)，對重要的部位要保證不產(chǎn)生拉深時(shí)出現(xiàn)的偏移線、顫動線等表面缺陷(如圖4-1)。圖4-14.1.2 壓料面的設(shè)計(jì)壓料面是工藝補(bǔ)充的一個(gè)重要組成部分，對覆蓋件的拉延成型起著重要作用。壓料面是指位于凹模圓叫半徑以外的那一部分坯料。在拉深開始前，壓邊圈將毛坯壓緊在凹模壓料面上，拉深開始后，凸

24、模的成型力與壓料面上的阻力共同形成毛坯的變形力，是毛坯產(chǎn)生塑性變形，實(shí)現(xiàn)拉延成型過程。設(shè)計(jì)壓料面應(yīng)遵循的原則：（1） 壓料面形狀盡量簡化，以水平壓料面為最好。在保證良好的拉深條件的前提下，為減少材料消耗，也可以設(shè)計(jì)斜面、平滑曲面或平面曲面組合等形狀。（2） 水平壓料面應(yīng)用最多，其阻力變化相對容易控制，有利于調(diào)模時(shí)調(diào)整到最有利于拉延成型所需的最佳壓料阻力狀態(tài)(如圖4-3黃色面)。（3） 壓料面任一斷面的曲線長度要小于拉深件內(nèi)部相應(yīng)斷面的曲線長度。一般認(rèn)為，覆蓋件沖壓成型時(shí)斷面上的伸長變形量達(dá)到3%-5%時(shí)，才有較好的形狀凍結(jié)性，最小伸長量不應(yīng)小于2%。（4） 壓料面應(yīng)使成型深度最小且各部分深度接

25、近一致。這種壓料面可使材料流動和塑性變形趨于均勻，減少成型難度。同時(shí)，用壓邊圈壓住毛坯后毛坯不產(chǎn)生皺折、扭曲等現(xiàn)象。（5） 壓料面應(yīng)使毛坯在拉延成型和修邊工序中都有可靠的定位，并考慮送料和取件方便。（6） 當(dāng)覆蓋件的底部有反成型形狀時(shí)，壓料面必須高于反成型形狀最高點(diǎn)。否則，在拉深時(shí)，毛坯首先與反成型形狀接觸，定位不穩(wěn)定，壓料面不容易起到壓料作用，容易在成型時(shí)產(chǎn)生破裂、起皺等現(xiàn)象，不能保證得到合格件。（7） 不能在某一方面產(chǎn)生很大的側(cè)向力。圖4-2產(chǎn)品圖圖4-34.1.3 工藝補(bǔ)充面的設(shè)計(jì)工藝補(bǔ)充是指為了順利拉延成型出合格的制件，再沖壓件的基礎(chǔ)上添加的那部分材料。由于這部分材料是成型需要而不是零

26、件需要，故在拉延成型后的修邊工序要將工藝補(bǔ)充部分切除掉。工藝補(bǔ)充是-拉深模型面設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容，不僅僅對拉延成型起著重要影響，而且對以后的修邊、整形、翻邊等工序的方案也有影響(如圖4-3紫色面)。工藝補(bǔ)充部分有兩大類:一類是零件內(nèi)部的工藝補(bǔ)充,即填補(bǔ)內(nèi)部孔洞,創(chuàng)造適合于拉延成型的良好條件,這部分工藝補(bǔ)充不增加材料消耗,而且在沖內(nèi)孔后,這部分材料任可適當(dāng)利用:另一類工藝補(bǔ)充是在零件沿輪廓邊緣展開的基礎(chǔ)上添加上去的,它包括拉深部分的補(bǔ)充和壓料面兩部分,由于這種工藝補(bǔ)充是在零件的外部增加上去的,稱為外工藝補(bǔ)充,他是為了選擇合理的沖壓方向、創(chuàng)造良好的拉延成型條件而增加的，他增加了零件的材料消耗。工藝補(bǔ)充

27、面一般包括工藝延伸面和壓料面兩部分。工藝補(bǔ)充設(shè)計(jì)的基本原則：（1） 內(nèi)孔封閉補(bǔ)充原則。對零件內(nèi)部的孔首先進(jìn)行封閉補(bǔ)充，使零件成為無內(nèi)孔的制件。（2） 簡化拉深件結(jié)構(gòu)形狀原則。拉深件結(jié)構(gòu)形狀越復(fù)雜，拉延成型過程中材料流動和塑性變形就越難控制。所以，零件外部的工藝補(bǔ)充要有利于使拉深件的結(jié)構(gòu)、形狀簡單化。（3） 保證良好的塑性變形條件。對某些深度較淺的、曲率較小的覆蓋件來說，必須保證毛坯在成型過程中具有足夠的塑性變形量，才能保證其能有較好的形狀精度和鋼度。（4） 外工藝補(bǔ)充部分盡量少。由于外工藝補(bǔ)充部分不是零件本體，以后將被切掉變成廢料，因此在保證拉深件具有良好的拉深條件下，應(yīng)盡量減少這部分的工藝補(bǔ)

28、充，以減少材料浪費(fèi)，提高材料利用率。（5） 對后續(xù)工序有利原則。設(shè)計(jì)工藝補(bǔ)充時(shí)要考慮對后續(xù)工序的影響，要有利于后工序的定位穩(wěn)定性，盡量能夠垂直修邊等。 拉延筋的設(shè)計(jì)在覆蓋件拉延成型中，廣泛采用拉延筋（如圖4-4藍(lán)色部分）。他是調(diào)節(jié)和控制壓料面作用力的一種最有效和實(shí)用的方法，在拉深過程起著重要作用。拉延筋的作用在壓料面作用力中占有較大的比例，且可以通過改變拉延筋的參數(shù)而很容易地改變這種作用力的大小。因此，在覆蓋件拉延成型中，拉延筋起著舉足輕重的作用。（1）增大進(jìn)料阻力。壓料面上的毛坯在拉延筋時(shí)要經(jīng)過四次彎曲和反彎曲，使毛坯向凹模內(nèi)流動的阻力也大大增加，使凹模內(nèi)部的毛坯在較大的拉力下產(chǎn)生較大的變形

29、，從而可以提高覆蓋件的剛度和減少由于變形不足而產(chǎn)生的回彈、松弛、扭曲、波紋及收縮等，防止拉延成型時(shí)懸空部位的起皺和變形。（2）調(diào)節(jié)進(jìn)料阻力的。通過改變壓料面上不同部位拉延筋的參數(shù)，可以改變不同部位的進(jìn)料阻力分布，從而控制壓料面上各部位材料向凹模內(nèi)流動的速度和進(jìn)料量，調(diào)節(jié)拉深件各變形區(qū)的拉力及其分布，使各變形區(qū)按需要的變形方式、變形程度變形。（3）可以在較大范圍內(nèi)調(diào)節(jié)進(jìn)料阻力的大小。在雙動壓力機(jī)上，調(diào)節(jié)外滑塊四個(gè)角的高低，只能粗略地調(diào)節(jié)壓邊力，并不能完全控制各處的毛坯流入量恰好符合覆蓋件拉延成型的餓需要。因此，拉延筋可以配合壓邊力的調(diào)節(jié)在較大范圍內(nèi)控制材料的流動情況。（4）降低對壓料面的要求。壓

30、料面上設(shè)置拉延筋時(shí)，相對減少了壓料面對進(jìn)料阻力的餓影響，可降低對壓料面加工光潔度的要求，減少拉深模制造的工作量，縮短模具制造周期。同時(shí)，拉延筋的存在可減少壓邊力，使凹模壓料面和壓邊圈壓料面都減少磨損，提高模句使用壽命。（5）拉延筋能夠產(chǎn)生相當(dāng)大的阻力，降低對壓料力的要求，易于調(diào)節(jié)到?jīng)_壓成型所需的進(jìn)料阻力分布，同時(shí)也能降低對模具剛度、設(shè)備噸位的要求。（6）拉延筋外側(cè)已經(jīng)起皺的板料通過拉延筋時(shí)可得到一定程度的矯平。圖4-4 工藝切口的設(shè)計(jì)工藝切口是覆蓋件成型中經(jīng)常采用的增大坯料局部變形程度的工藝措施。如當(dāng)需要在覆蓋件的局部壓制深度較大的凸起或鼓包時(shí)，此處材料由于難以得到其他部位材料的補(bǔ)充而容易破裂

31、。解決這一問題的有效方法就是在坯料的適當(dāng)位置沖切工藝切口或工藝孔，使易于破裂的區(qū)域能夠從相鄰的其他部位得到材料補(bǔ)充。預(yù)沖工藝孔是切制工藝切口的特例。沖切工藝切口或工藝孔的時(shí)間、位置、大小、數(shù)量和形狀與覆蓋件的形狀、成型深度和變形條件等有關(guān)，一般是在零件試沖過程中確定。工藝切口應(yīng)設(shè)置在與零件的局部凸起或鼓包形狀相適應(yīng)的部位，保證工藝切口既不會因拉應(yīng)力的作用而產(chǎn)生徑向裂口，又不會因該部位材料所受拉應(yīng)力過小而形成皺紋。工藝切口不能殘存在成型后零件的本體上，因此將其設(shè)置在修邊工序能夠切掉的餓坯料范圍內(nèi)。在進(jìn)行工藝切口設(shè)計(jì)時(shí)，有必要充分考慮工藝切口與其周圍零件形狀的協(xié)調(diào)性，促使材料合理流動；多個(gè)工藝切口

32、之間要留有足夠的餓搭邊；切制工藝切口的數(shù)量多少，應(yīng)以保證零件上凸出或鼓包部位各處材料變形的均勻一致為原則，防止變形量過大處材料發(fā)生破裂。一套完整的DL圖（工法圖）應(yīng)包括以下幾個(gè)方面：1）.各沖壓工序三維數(shù)模；數(shù)模反映該工序完成后的工序制件型面及尺寸；2）.基準(zhǔn)點(diǎn)的選取及基準(zhǔn)點(diǎn)的車身坐標(biāo)；3）.各工序的沖壓方向；4）.各工序的模具中心線；5）.各工序的送料方向；6）.沖壓線及沖壓設(shè)備的選擇；7）.各沖壓工序加工內(nèi)容的標(biāo)示；8）.制件的毛坯尺寸；9）.拉延凸模的凸模輪廓線；10）.修邊線及廢料刀的布置；11）.翻邊或整形輪廓線；12）.各工序所用氣頂桿的位置；13）.到底標(biāo)記位置；14）.C/H孔

33、位置；15）.C/P點(diǎn)坐標(biāo)；16）.側(cè)沖、吊沖、雙向斜楔機(jī)構(gòu)布置及工作角度示意；17）.修邊刃口的局部處理示意及多次修邊刃口接刀的處理；18）.數(shù)模表面指數(shù)；19）.各工序沖孔的孔徑及坐標(biāo)；20）.各工序數(shù)模軸測圖示意；21）. 各工序的主要特征尺寸標(biāo)注；22）.制件的材料；23）.進(jìn)出料方式；24）.有關(guān)的技術(shù)說明及說明；具體如圖4-5所示圖4-5結(jié) 語在本次“汽車覆蓋件成型模DL圖設(shè)計(jì)”的過程中，使我了解了DL圖設(shè)計(jì)的基本方法和步驟。充分將自己所學(xué)的理論知識用于設(shè)計(jì)中的每一個(gè)環(huán)節(jié)。通過實(shí)踐，掌握了DL圖設(shè)計(jì)中的核心環(huán)節(jié)，了解了DL圖組成，豐富了自己的專業(yè)知識面。在整個(gè)設(shè)計(jì)中遇到了不少的問題

34、，走了不少的彎路。使我真正認(rèn)識到機(jī)械設(shè)計(jì)的復(fù)雜性，體會到了“牽一發(fā)而動全局”的效果。通過反復(fù)的論證修改，才最終確定了一套合理的設(shè)計(jì)方案。本設(shè)計(jì)也存在著一定的不足，由于時(shí)間緊、任務(wù)重，難免有漏洞，這是本設(shè)計(jì)的不足之處?？傊?，本次設(shè)計(jì)豐富了我的專業(yè)知識，提高了專業(yè)技能，也讓我認(rèn)識到了自己所學(xué)知識的有限，增加了探素未知領(lǐng)域的熱情與信心。在以后的學(xué)習(xí)和工作中，我將不斷學(xué)習(xí)，不斷提高。 謝 辭為期三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束了，在整個(gè)設(shè)計(jì)中得到了李功勇老師的精心指導(dǎo)。李老師的嚴(yán)謹(jǐn)和熱情也深深地感染了我。謹(jǐn)在此表示我衷心的謝意！同時(shí)，在本次的設(shè)計(jì)中也得到了同學(xué)和實(shí)習(xí)單位同事的大力支持和幫助，在此也表示我深深地

35、謝意！值此畢業(yè)之際，愿大家在今后的工作和學(xué)習(xí)中更上一層樓！參考文獻(xiàn)1 王先進(jìn),陳鶴崢.金屬薄板成形技術(shù).北京:兵器工業(yè)出版社,19932 俞漢清,陳金德.金屬塑性成形原理.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,19993 王新華,汽車沖壓技術(shù).北京:北京理工大學(xué)出版社,19994 劉心志,冷沖壓工藝與模具設(shè)計(jì).四川:重慶大學(xué)出版社,19955 Eta/DYNAFORM User Manual. Engineering Technology Associates,Inc.20046 Ls-DYNA Keyword Users Manual (1).Livermore Software Technology Co

36、rporation,20017 Ls-DYNA Keyword Users Manual (2).Livermore Software Technology Corporation,20018 羅亞軍,楊曦等.板料成形中的有限元數(shù)值模擬技術(shù).金屬成形工藝,2000,18(6):139 王玉國,衛(wèi)原平. 覆蓋件拉伸模工藝補(bǔ)充部分和壓料面設(shè)計(jì).上海交通大學(xué)學(xué)報(bào),1999,2(33):184187附錄英文文獻(xiàn)：Micromachined optical sensor(a)(a),Y.H. Lo, N. MacDonaldSchool of Electrical Engineering, Cornel

37、l University(a)School of Applied and Engineering Physics, Cornell UniversityIthaca, NY 14853Abstract: We report the fabrication and testing of a surface micromachined optical deformation sensor. The sensing element is a suspended mirror which forms part of a Fabry-Perot interferometer. In the presen

38、ce of an external force, shift in interference fringe as well as change in power spectral density was observed. The sensor exhibits linear response to external applied force and has resonant frequency of 15 KHz for a symmetric double serpentine springs geometry. Introduction: Interferometric sensors

39、 have been demonstrated for wide range of applications from magnetometer to deformation sensors (acceleration, pressure, temperature)1-4. Common to all these devices, the measurand is converted into a change in interference pattern or intensity which can be detected. In this paper, we report results

40、 obtained with surface rnicromachined optical deformation sensor.The sensor is fabricated using surface micromachining technology and involving only conventional photolithographic processes. The device consists of two dielectric mirrors separated by an air gap of about 3.2. The upper mirror (20 diam

41、eter) is suspended at the center of a titanium tungsten (TiW) membrane (1.3 thick). This mirror is formed by depositing quarter wavelength PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) Si02/Si3N4 films. The stationary mirror is chosen to be air-silicon interface. This device forms a low finesse

42、Fabry-Perot interferometer. In the presence of an external force, the suspended membrane is deflected relative to the fixed substrate. Since a change in cavity spacing leads to an optical phase shift, this will result in a change in interference pattern or intensity at the photodiode. In this work,

43、we apply a voltage difference between the silicon substrate and the metallic membrane. This sets up an electrostatic force, Fel, which deflects the membrane toward the substrate. The static deflection of the center of the membrane is given by (1)where ksys is the stiffness of the springs .The electr

44、ostatic force is given by (2)where A is the area of membrane, Va is applied voltage, d is initial cavity gap and is the dielectric permeability of free space. Figure 1 shows a scanning electron micrograph of a symmetric quad-beam structure. Such a structure has a spring constant ksys equal toFigure

45、1:Scanning electron micrograph of a quad-beam structure. The membrane is . The octagonal shape in the center is the mirror aperture (20 diameter). (3)where E is Young's modulus of TiW, w,t,L width, thiclmess and length of beam. For w=20, t=1.3, L=100, ksys is about 72 N/m. 'Thus, a range of

46、mechanical stiffness can be achieved by varying the dimensions or beam geometry. For example, a double-beam structure will have half the stiffness of a quad-beam, and a double-serpentine springs will have even less. Figure 2 shows interferograms at different dc voltages as observed using a microscop

47、e. A red filter is inserted in front of light source to produce quasimonochromatic light . At 0 volts (2a),two fringes were visible inside the 20 aperture . At 19 volts (2b),the first fringes has disappeared and second fringe has shrunk in diameter. Barely visible at the edge of the window is a thir

48、d fringe. At 22 volts (2c), both fringes 2 and 3 are clearly visible. (2d) shows the interferogram at 24 volt. Figure 2: Reflection interferograms taken with red filtered white light, taken using a microscope. (a): 0 volt. (b): 19 volt. (c): 22 volt. (d): 24 volt. The fringes shrink in diameter as t

49、he membrane is deflected toward the substrate. For a 24 volts bias voltage, deflection is calculated to be 1350. We have also apply a periodic force to the membrane and observed the power spectrum density of reflected intensity. 1.064 tight from a diode pumped Nd:Yag is focused down to about 5 spot

50、size and positioned inside 20 mirror. The reflected intensity is measured using a silicon photodiode, whose output is connected to a spectrum analyzer. Figure 3 shows a typical power spectrum density (P.S.D) taken at 1 KHz excitation and 0.5 pump power. In absence of external force (solid line), the

51、 P.S.D gives the noise spectral density. At low frequency, the sharp peaks are noise from laser power supply5. When an external voltage of frequency f is applied to the membrane, the power spectral density shows a dominant peak at 2f. In figure 3, the dash line corresponds to 10 Vpp, 1KHz excitation

52、.Figure 3: Power spectral density of reflected intensity. Membrane is excited sinusoidally at 1 KHz and probing wavelength is 1.064. Solid line represents noise spectral density (no applied voltage). Dash line corresponds to 10 Vpp. The dominant peak at 2 KHz confirms equation (2). The peak intensit

53、y at 2 KHz is measured to be linearly proportional to the square of applied voltage, i.e. applied force. Thus the device functions as an optical deformation sensor. The sensitivity of such a device depends on the stiffness of the supporting beams and also on the wavelength of the probing light. For

54、a double-beam (L=100, w=20, t=1.3) structure, a sensitivity of 0.328 rad/N can be achieved with 1.064 light.In conclusion, the micromachined optical deformation sensor has been fabricated using low temperature process. The technology is attractive as it allows an array of sensors having different responses to be fabricated on the same chip. Th