汽车覆盖件冲压成形工艺设计及软件的开发与应用概要讲课稿.doc

武汉理工大学硕士学位论文汽车覆盖件冲压成形工艺设计及软件的开发与应用姓名:王宁申请学位级别:硕士专业:材料加工工程指导教师:余世浩20080401第1章绪论1.1选题依据和意义当今世界各国都将汽车工业列入国民经济的支柱产业之一。随着市场经济的发展和全球经济二体化时代的到来,特别是加入WTO以后,我国的汽车工业,尤其是轿车工业面临剧烈的竞争和挑战,其竞争的核心是新技术、信息化。因此,必须以高新技术来提升传统产业。衡量一个国家汽车工业,特别是轿车工业发展水平的重要特征是新车型的自主开发与设计能力。随着市场竞争加剧,对汽车产品外形质量的要求愈来愈高,新车型上市的时间愈来愈短,成本愈来愈低。其中汽车车身外覆盖件的生命周期最短,变换最频繁,这就对汽车覆盖件成形模具提出了更高的要求。目前,我国在汽车制造、航空航天、家电、轻工等涉及冲压模具的大量企业和生产厂家中,模具设计大多仍然靠手工或半手工方式(计算机绘图操作,设计凭经验。其设计思想、设计手段仍然停留在较落后的水平上,致使不少的关键性模具特别是轿车外覆盖件模具不得不花费大量外汇j依靠国外进行设计、分析和加工,这与我国汽车工业的发展极不相适应。模具工业的技术水平制约着汽车工业乃至整个机械加工业的发展【1。3】。我国模具行业目前存在的主要问题,除了体制上大而全、管理层次庞大、缺少市场应变能力外,从技术水平上主要表现为如下几点:(1传统的手工设计方式——现行覆盖件模具设计的分析计算与绘图大多由手工来完成。其结果:一是设计速度太慢、模具设计周期长,完全不能适应市场竞争的需要。虽然目前国内许多厂家花费巨大投资买了计算机工作站,也购置了许多CAD软件,其作法上只不过是将手工绘图改为计算机绘图,设计速度并没有多大的提高。其次,目前国内覆盖件模具设计所采用的二维绘图方式(包括计算机绘图,只用关键点和截面图很难描述出覆盖件复杂空间几何构型,从设计上就已经不能保证制件形状与原设计模型的一致,也无法保证模具设计的质量。此外,二维绘图的另一个缺点是:模具设计结果不能直接为数控机床采用。为了实现模具CAM,还必须将二维几何信息转换成三维几何信息,这又产生一些不必要的误差。(2设计凭经验——现行模具设计中,对于诸如拉延方向确定、压料面形状、拉伸筋的形状与尺寸、局部结构尺寸与形状等这些对冲压成形具有重大影响的结构形式,由于缺少定量设计准则,只能凭设计人员经验来定。由于覆盖件几何构型复杂,影响成形因素太多,对于成形后果难于预先预料,一切问题暴露在试冲过程中,再不断地反复进行模具结构修正和反复试冲,致使模具制造周期加长、制模成本加大。近十年来,我国大型模具制造厂家不断地从国外引进大型关键设备,如数控加工设备等,已具备较强的模具加工能力。但由于模具设计的技术水平低,设计手段落后,缺少对大型覆盖件模具的设计能力,轿车改型所需的大型覆盖件模具不得不从国外引进。另外,像日本、美国、泰国等国家曾多次到我国模具厂家进行洽谈,都因达不到预期交货时间而未能达成协议,这也是我国模具行业不景气的主要原因即】o当今世界汽车工业和模具工业的日益加剧的市场竞争,主要表现在用户对产品需求日益多样化,对模具行业提出更高要求,其突出特点如下:(1大型冲压模具结构复杂,设计难度大,对冲压产品成形性、尺寸精度要求严格,其技术与知识含量越来越大。(2要求交货时间越来越短。(3模具制造成本要低。为了使模具行业能快速响应用户的要求,就必须做N-一是尽快掌握高新技术,尽快具备设计大型复杂模具的能力;二是尽快掌握先进设计手段,加快模具设计速度,提高模具设计质量,缩短模具调试和制造周期,降低制模成本。与国外相比,我们恰恰在上述两个方面比人家落后,差距很大,这也是我国模具行业当前急需解决的关键性生产难题。面向21世纪的中国汽车工业和模具制造业,随着计算机技术和电子信息技术的飞速发展,将面临着根本性的挑战。基于CAD/C胱AM一体化的冲压模具先进制造技术,已成为汽车工业和模具工业发展的关键之一,这一点已被国际工业界同行所共识。冲压件模具CAD/CAE/CAM技术是当今国际上金属塑性加工、计算力学与数学、电子信息与计算机技术、新材料、汽车车身工程与机械制造等众多学科相互交叉,用于解决汽车车身模具关键问题的高新技术。其共同特点是它的基础性、前沿性、战略性和保密性,也就是说,不可能随着购买和引进国外的软、硬件设备而全面获得的技术,即使投入巨资引进国外全套技术也难以形成真正的发展基础。发达国家都十分重视结合本国实际独立自主地开发自己的3C技术。目前我国汽车覆盖件和模具工业与国外的最大差距就在于此。中国汽车工业要想在未来瞬息万变、竞争激烈的国际市场中处于有利的地位,就必须具备车型的系统化开发能力与现代化设计手段,其中关键部分之一就是模具设计及其工艺设计与分析。目前,国外著名CAD软