汽车前大灯反射镜像模具设计.doc

目录中文摘要第一章绪论.11.1引言.11.2国内外研究现状.11.3拉深工艺介绍.21.4本文研究的内容.4第二章板料冲压成形机理和工艺特点52.1引言.52.2金属塑性变形机理.52.2.1金属晶体结构与塑性变形方式.52.2.2塑性变形对材料组织及性能的影响.72.2.3影响塑性变形的因素92.2.4塑性变形条件92.3板料的冲压性能.102.3.1低碳钢塑性变形基本规律102.3.2板料冲压性能及影响因素.112.4板料冲压的工艺特点.122.4.1板料冲压变形的特点和形式.122.4.2板料拉深时的应力应变分析13第三章拉深工艺及模具设计.173.1抛物面拉深件拉深工艺特点.173.1.1抛物面件拉深的应力应变分析.173.1.2抛物面件拉深工艺可行性分析.173.2汽车反射镜拉深工艺制定.183.2.1反射镜拉深性能分析.183.2.2反射镜拉深工艺制定.193.3反射镜拉深模具设计.193.3.1拉深参数及工艺分析.193.3.2拉深模具结构设计263.3.3工作部件材料选用及热处理263.3.4模具总装和调试29汽车前大灯反射镜像模具设计摘要冲压加工作为一种高效、节能，高材料利用率的加工方法在现代工业制造中得到了广泛的应用。冲压技术水平的高低，已在相当程度上决定了企业的生产能力和在总体行业中的地位。因此，细化而深入研究冲压加工中的各类技术问题，已是现代冲压制造业共同的要求。拉深加工是薄板料常见的冲压加工方法之一，板料通过模具作用，经塑性变形后，最后获得制品所需要的形状和尺寸。拉深过程中，板料产生塑性变形，材料被转移和重新分布，内部的应力和应变十分复杂，导致拉深过程中的状态难以精确控制。本文通过对汽车灯具用类抛物面反射镜拉深工艺的设置及模具结构进行设计,本文主要设计了汽车前大灯，对于前大灯的拉深形成做出了相应的设计，利用CrWMn制造成功，并对它进行了一系列热处理。关键词：抛物面反射镜拉深工艺热处理MolddesignofAutomotiveHeadlampReflectorandInfluenceWangJinsongGrade2006,MechanicalDesignManufacturingandAutomationSchoolofAppliedTechnology,ChongqingThreeGorgesUniversity,WanzhouChongqing404000ABSTRACTStampingprocessasahighlyefficient,energy-saving,highmaterialutilizationmethodhasawiderangeofapplicationsinthemodernindustrialmanufacturingfield.Toagreatextent,stampingtechnicalleveldeterminesthecapacityofsuchenterprisesinthestatusinthisfield.Therefore,detailedandin-depthprocessingofstampingonthevariousproblemshavebecamecommontopicsinmodernmanufacturingindustry.Thedrawingprocessingisoneofthecommonrammingprocessingmethodsofthinsheet,throughmoldfunction,afterplasticdeformation,finallyobtainstheshapeandsizewhichtheproductsneed.Inthedrawingprocess,thesheethastheplasticdeformation,thematerialisshiftedanddistributed,becauseofthecomplexityoftheinsidestressandstrain,itisdifficulttocontroltheconditionpreciouslyinthedrawingprocess.Inthispaper,typeofvehiclelampswithparabolicreflectorissetdeepdrawingprocessanddiestructuredesign,thispaperdesignedthecarheadlights,fortheformationofheadlightsmadeadrawingofthecorrespondingdesign,theuseofCrWMncreatesuccessful,anditconductedaseriesofheattreatment.Keywords：parabolicreflector,drawingcraft，heat2010届机械设计制造及其自动化专业毕业设计（论文）第1页共33页第一章绪论1.1引言冲压是一种具有悠久应用历史的传统生产技术，同时也是与人们生活最为相关的技术之一，冲压技术的主要方面在于模具和工艺的设计。冲压技术随着人类社会现代工业的迅猛发展，现已发展成为一种节能、高效、高材料利用率和低环境污染的生产加工方法，在制造领域的各个行业得到广泛应用。特别在交通制造、电气、机械，国防和航空制造业等重要的社会支柱性行业中，冲压加工更占据着十分重要的地位。材料科学和塑性力学的发展带动了冲压技术的进步，计算机技术的运用和控制技术的发展，使在过去难以实现的工艺成为可能。冲压技术逐渐发展为一门技术科学，呈现出工艺、材料，控制一体化的发展特点。经不断地技术革新和发展，现今冲压技术及模具技术的发展主要反映在以下几个方面：错误!未找到引用源。模具的计算机辅助设计和辅助制造技术（模具CAD/CAM）采用该技术，模具设计和制造效率一般可以提高23倍，模具生产周期可缩短1/22/3。在实行CAD/CAM一体化后，模具图纸只作模具检验、维修参考之用。错误!未找到引用源。工艺分析中的板料成形模拟仿真技术（冲压CAE）对于复杂曲面成形的冲压件，在没有模拟仿真技术（CAE）前，其冲压工艺及模具设计方案完全依靠设计者的个人工作经验，因此投资大，风险大，问题解决的周期长。而现在通过采用专用的板料成形过程模拟软件对冲压过程进行计算机模拟仿真（CAE）后，其仿真结果供设计人员在设计时参考，以预测某一工艺方案对零件成形的可行性和可能发生的质量问题。错误!未找到引用源。快速模具制造技术的发展将快速成形（RPM）技术与各种常规的铸造、粉末烧结工艺相结合而发展起来的快速模具制造技术，以及低熔点合金模具、树脂模具用于冲压生产。采用此类技术，其模具的制造周期仅为常规模具制造的1/51/3，成本则降低5075%；在制品精度和模具寿命方面又能同时满足生产的使用要求，非常适合于新产品开发试制、工艺验证或中、小批量的生产。错误!未找到引用源。采用冲压新工艺精密冲裁、液压成形、橡胶软模拉深，冲压焊接复合工艺等特种冲压工艺的采用和技术突破，能加工许多传统冲压方法无法成形的高质量产品，使冲压工艺的应用范围进一步扩大，冲压件的质量和生产效率大大提高，从而使生产成本进一步降低。错误!未找到引用源。冷冲压生产的机械化和自动化1.2国内外研究现状在拉深技术运用中，如汽车行业用大型覆盖件，特别是轿车用外覆盖件拉深工艺和模具设计研究方面，国外工业发达国家技术水平总体上高于国内。国内目前只能自主设计部分轿车用覆盖件的拉深模具，对应于国内冲压技术的研究和模具的设计制造水平，相当一部分技术含量高的模具无法在国内制造或因工艺水平落后、制造精度底，总体使用寿命短等问题无法达到生产中的使用要求，王劲松机械设计制造及其自动化第2页共33页需要从国外成套进口来解决。国内因设备及其它辅助技术等总体水平落后，拉深件的工艺设计和安排以及拉深件的总体质量，与国外先进水平相比仍存在相当的差距。目前国内外，技术先进的大型企业对于复杂或需要多道次拉深的拉深件，在工艺分析、制定及模具设计时，事先常运用计算机软件进行成形仿真，以减少设计的缺陷。在国外冲压技术先进的国家，冲压CAD/CAE和模具CAD/CAE/CAM技术应用较为普遍和成熟。目前主流CAD/CAE软件多为国外开发，如AotoCAD、UG、Pro/E以及Dynaform等，国内的同类软件则有海尔的CAXA，吉林金网络模具工程研究中心的冲压CAD/CAE系统等。国外工业技术先进国家在冲压新工艺、新方法及生产管理等综合运用开发方面也处于领先地位。生产数控技术和柔性化技术的日趋成熟，奠定了冲压生产线自动化和柔性化的基础。国外冲压技术先进的汽车制造企业中，车身的冷冲压件（主要为覆盖件拉深）生产已采用自动化生产线进行，采用单工位多台压力机联线或运用大型多工位压力机实现自动化生产。对冲压过程进行动态数据采集，经过自动装置处理后进行及时调整和状态控制，整个冲压过程从材料的送料、冲制品的移送到冲压过程的检测控制，全部由自动机械手和测控装置完成。此类自动生产线，在参数设定后，生产的产品质量高而且稳定。另外，国外在板料液压拉深胀形成形工艺的研究方面也取得了相当的进展。部分汽车制造企业现已成功运用液压成形技术，并且由传统的单板液压成形发展到成对件液压成形、液压热成形，变压边力技术等，在成形外形复杂的拉深覆盖件时收到了很好的效果。此外对拉深过程采用工艺、材料，控制一体化实现工艺控制或在线测控的研究也在探索进行之中。主要通过材料性能量化控制、冲压生产智能控制和工艺参数进行场景控制来实现。随着汽车行业的飞速发展，产品换代快，开发周期越来越短，生产中一些冲压件多以小批量生产，对应工、模具的开发时间短。为满足此类生产要求，各类快速模具成形技术的研究，近年来得到了迅速的发展。运用于各类拉深模的快速模具成形技术有：低温合金快速模具、环氧树脂模、金属喷涂模等。欧美等发达国家开发的锌基合金拉深模具在一般拉深中的性能上已接近传统的钢质模具；环氧树脂材质的快速拉深模具在拉深0.8mm左右的钢板时，寿命可达1万以上。而对于采用金属喷涂模等快速成形方法制作的拉深模具，在日本等一些工业技术发达的国家中已开始在实际生产中运用，并形成了生产力。国内等离子喷涂模等技术的发展，大多处于试验研究阶段，未真正运用于生产并产生效益。对于传统的钢质模具，在模具原材料的来源和选用、模具的热处理及加工方面，国内总体上落后于国外工业技术先进的国家。在国外，对于部分汽车用大型覆盖件拉深件模具的加工精度可达0.01mm以上。1.3拉深工艺的介绍拉深（又称拉延）是利用拉深模在压力机的压力作用下，将平板坯料或空心工序件制成开口空心零件的加工方法。它是冲压基本工序之一，广泛应用于汽车、电子、日用品、仪表、航空和航天等各种工业部门的产品生产中，不仅可以加工旋转体零件，还可加工盒形零件及其它形状复杂的薄壁零件，如图1所示。2010届机械设计制造及其自动化专业毕业设计（论文）第3页共33页a)轴对称旋转体拉深件b)盒形件c)不对称拉深件图1拉深件类型拉深可分为不变薄拉深和变薄拉深。前者拉深成形后的零件，其各部分的壁厚与拉深前的坯料相比基本不变；后者拉深成形后的零件，其壁厚与拉深前的坯料相比有明显的变薄，这种变薄是产品要求的，零件呈现是底厚、壁薄的特点。在实际生产中，应用较多的是不变薄拉深。本章重点介绍不变薄拉深工艺与模具设计。拉深所使用的模具叫拉深模。拉深模结构相对较简单，与冲裁模比较，工作部分有较大的圆角，表面质量要求高，凸、凹模间隙略大于板料厚度。图2为有压边圈的首次拉深模的结构图，平板坯料放入定位板6内，当上模下行时，首先由压边圈5和凹模7将平板坯料压住，随后凸模10将坯料逐渐拉入凹模孔内形成直壁圆筒。成形后，当上模回升时，弹簧4恢复，利用压边圈5将拉深件从凸模10上卸下，为了便于成形和卸料，在凸模10上开设有通气孔。压边圈在这副模具中，既起压边作用，又起卸载作用。王劲松机械设计制造及其自动化第4页共33页图2拉深模结构图模柄上模座凸模固定板弹簧压边圈定位板凹模下模座卸料螺钉10凸模1.4主要研究内容：为达到本课题的最终研究目的，需要进行的研究内容主要有如下几个方面：研究汽车车灯反射镜拉深件拉深的工艺和方案。针对拉深过后的半成品，确定热处理方法。