毕业论文：基于SolidWorks的车辆冲压零件的模具结构及动画设计

毕 业 论 文

（科 学 研 究 报 告）

题 目 基于SolidWorks的车辆冲压零件的模具结构及动画设计
院(系)别 机电及自动化学院
专 业 材料成型及控制工程
级 别 2008

摘 要
冲压技术在加工工业中占有重要地位，特别是在汽车产业中应用广泛。改善冲压模具的设计和制造技术，有利于生产高精度的制品、缩短汽车生产周期以及改善工艺条件，对汽车产业的发展具有很大的影响。本课题针对特定的车辆冲压零件，运用AutoCAD进行冲压级进模的结构设计，并绘制冲压模具的二维装配图。SolidWorks 是一款完全基于Windows的CAD/CAE/CAM/PDM桌面集成系统, 功能强大，包括了零件设计、产品装配、模具开发、钣金件设计和自动检测等多种功能，在模具设计领域有着广泛的应用。在二维设计的基础上，本课题采用SolidWorks软件实现车辆冲压零件的三维模具结构设计及成形工步动画演示，可以提高产品设计的准确性，减少产品成型缺陷，并缩短产品研发、模具设计加工周期，降低生产成本，对冲压技术的发展有积极的意义。

关键词：级进模设计 车辆冲压零件 AutoCAD SolidWorks 三维动画设计














Abstract
Stamping technology occupies an important position in processing, especially used widely in automobile industry. Improve the design and manufacturing technology of stamping die can produce high precision products、shorten the production cycle and improve the process conditions ,it has great influence for the development of the automobile industry. This topic for a specific vehicle stamping parts, use
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模零部的材料选用 25

第九章 模具零件加工工艺与模具的装配 27
9.1模具零件加工工艺 27
9.2模具的装配 27
9.2.1模具装配的过程及要求 27
9.2.2模具装配图 27

第十章 基于SolidWorks的冲压模具设计…………………………...29
10.1 SolidWorks 的技术要点 29
10.2采用SolidWorks 设计冲模的优点 29
10.3 SolidWorks模具设计方法及装配体 30
10.3.1 SolidWorks模具设计方法 30
10.3.2模具装配体 30
10.4 SolidWorks 的动画设计 31

第十一章 总结 33

参考文献
致谢

第一章 绪论
1.1冲压技术的应用与发展
冲压行业在国民经济的加工工业中占有重要地位。根据统计，冲压件在各个行业中均占相当大的比重，尤其在汽车、电机、仪表、军工、家用电器等方面所占比重更大。冲压模具技术集合了机械、电子、化学、光学、材料、计算机、精密监测和信息网络等诸多学科，是一个综合性多学科的系统工程。其发展趋势主要是向着更大型、更精密、更复杂及更经济的方向发展。目前，我国冲压模具技术取得较大的发展，但随着产品更新换代越来越快，新技术日新月异，冲压模具使用范围越来越广，对模具的要求也越来越高。
多工位级进模在冲压模具中的应用越来越普遍，能生产形状复杂、精度要求高的产品，生产效率高，安全性能好，且具有较好的经济效益。随着国内市场产品质量的提升，近些年，先进多工位与多功能冲压模具的总体技术水平提升，特别是产量最大的精密多工位级进模的技术水平、制造技术、使用寿命和制造周期等性能指标方面均有了明显进步，相当一部分高档优质模具的水平已接近或到达国际同类模具水平。但设计及制造级进模的技术水平要求较高，在许多方面还需不断改进和提高，因此，级进模的研究对冲压技术的发展具有积极的意义。

1.2 汽车冲压模具
汽车模具是汽车工业的重要基础工艺装备。在汽车生产中，90％以上的零部件都需要依靠模具成形，60％～70％的金属零部件需经塑性加工成形。冲压是金属塑性成形的一种最基本、最传统，也是最重要的金属加工方法之一，所以冲压在汽车制造中是一种十分重要的制造技术，广泛用于汽车覆盖件、底盘骨架、板类零部件及一些精密零部件的生产。汽车冲压模具的制造周期是影响新车型上市快慢的重要因素，汽车冲压模具的质量在很大程度上决定了汽车本身的外观和质量，所以冲压模具是决定汽车新车型开发是否成功的关键因素。
1.2.1国内外汽车冲压模具发展
国外各大汽车公司都对汽车模具的设计和制造技术的发展极为重视，各大汽车公司都有自己的模具制造厂，生产汽车关键零件的模具，特别是主要外观件所用的模具[1]。例如，日本丰田公司的冲压模具工厂就是世界上最大、最先进的汽车模具制造厂之一。除了汽车生产厂家的模具厂外，还有大批的汽车模具专业公司为汽车制造业服务，其中知名的如同本的获原、富士、宫津，美国的COMAU公司等等，在国际汽车模具制造业都具有很高的地位。例如COMAU汽车模具公司就具有每年开发10个车型模具的能力，其制造的模具包括多工位传递模、多工位级进模(连续模)、液压成形模、金属热成形模和原型模具等。专业化生产是汽车模具行业的一个显著特点，专业化分工是提高生产效率、缩短模具设计制造周期和保证模具产品质量的必然发展趋势。例如，有的企业仅制造整体侧围、前翼子板、发动机罩内外板、车门内外板、行李箱内外板等主要覆盖件模具，其余均由外围协作厂完成。除了专业的汽车模具厂家外，国外还出现了一批汽车模具试制专业公司。例如，意大利MODEL MASTEL公司专门设计制造新开发车型的白车身、组装样车。国外汽车模具行业发展的另一个显著特点就是各种高新技术的广泛应用，使汽车模具的设计制造技术水平达到了一个空前的高度。
我国汽车工业的高速发展，为汽车模具提供了旺盛的市场需求，推动了汽车模具行业的快速发展，使汽车模具行业的整体水平也得到迅速提升。十年前，我国的汽车冲压模具行业还只限于一汽、东风、天汽、成飞、南汽等为数不多的几家骨干企业，现在己发展到200家左右。
我国汽车模具行业近年来在装备水平方面显著改善，许多企业都大量购置了先进的模具加工设备，包括35轴高速加T中心、大型龙门式加工中心、数控铣床、多轴数控激光切割机等，以及人型测量和调试设备。除了硬件设备外，大部分企业还同时配备了先进的软件，包括CAD/CAE/CAM软件和企业信息化管理软件等。因此，我国汽车冲压模具企业的设计水平和制造能力已大为提高。国内汽车模具的检测技术水平近年来也显著提高，三坐标测量设备普遍应用，在保证模具产品质量方面发挥了重要作用。近年来，国内汽车模具企业的管理水平和能力也在不断提升，不少企业为了改变不规范、落后的管理方式，结合企业的实际情况，正逐步建立起适合自身特点并能满足市场需求的管理模式。
虽然我国汽车模具行业已得到了较快发展，但与国际先进水平相比尚有很大差距，尤其是在企业管理和人才方面的差距更为突出，设计、加工、调试及标准化等方面也有不少差距，我们必须重视。
1.2.2汽车冲压模具技术的发展趋势
当前，冲压技术正向精密、多功能、高效节能、安全清洁和智能化的生产方向发展。车身冲压技术还呈现出模块化、自动化、毫米冲压和特种成型技术等新趋势。汽车冲压模具有很好的发展前景，其发展趋势当与冲压技术的发展方向相吻合，多工位自动化智能模具和为智能生产服务的高性能模具将逐步成为今后技术发展的重点。在国内外汽车模具行业的发展中，除了生产专业化、设备精良化、经营国际化、以及行业战略联盟的发展等成为重要的特点外，模具技术的发展呈现出以下趋势：包括三维设计技术、冲压成形过程的模拟（CAE）技术、可制造性设计（DFM）技术、智能化型面设计技术、制造过程的CAPP、CAM、CAT技术、并行工程和协同设计以及虚拟制造等内容的模具数字化技术；包含模具型面和结构面的加工、高速加工、一体化加工中心、光电控制系统、工件在线测量系统等内容的各种模具加工自动化技术；高强度板冲压技术和与高强度钢板应用相关的激光拼焊板的冲压技术；发展包括多工位自动化模具、级进模、多功能模、热压成形模、液压成形模、轻金属和复合材料成形模等的新型模具以及模夹一体化产品；发展特殊铸铁和高性能模具材料及与此相关的材料处理和各种表面强化技术；包括精益生产流程及ERP、CRM、SCM、PM、PDM、PLM、MES等先进信息化管理工具及系统的发展与应用等内容的管理科学化与信息化技术；模具的精细化制造和标准化设计与生产，等等。

1.3 Solidworks用于冲压模具设计的意义
市场上大部分产品中的五金零件,其模具的设计都是通过二维设计平台完成的, 平面的设计在五金设计行业中已经发展得非常成熟。随着产品技术快速发展,对模具行业的技术和交货周期的要求越来越高,尤其是电子精密五金产品和汽车类零件,二维平台突显出的瓶颈表现为:设计不直观,标准不统一,无法干涉检查,以及大量的后期修改等，三维技术在冲压模具设计中的应用有利于解决二维设计中的难题。当前给国内汽车冲压模具企业已经将二维CAD广泛用于结构设计中，部分企业将三维实体设计应用于部分模具设计中，只有极少数企业能够做到100%的实体设计，可以说实体设计取代二维CAD是发展的必然趋势。SolidWorks是一款完全基于Windows的CAD/CAE/CAM/PDM桌面集成系统,在模具设计领域有着广泛的应用，其建立的冲压模具模架库系统供设计时调用,不但可以提高模具的标准化和通用化,而且也会大大缩短模具的设计周期,降低设计成本。




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