车身模具设计

一、 课程介绍

 

本课程是针对工业设计（车身工程）专业本科生开设的具有较强实用性的专业选修课，对培养实用型与复合型人才具有重要价值。在教学计划中，本课程安排在学习了《汽车与车身构造》、《车身制造工艺学》之后进行。通过本课程的学习，使学生在已了解车身构造及制造工艺方面知识的基础上，进一步了解和掌握车身覆盖件冲压模具（包括拉深模、修边模和翻边模等）的常见结构和制造工艺及模具的调整方法，初步具备从事覆盖件冲压生产及覆盖件模具设计的技能，为今后从事车身开发与制造工作打下基础。

 

Introduction

 

This course is an elective with strong practicality for undergraduates majoring in industrial design(autobody engineering), which is of great value to the cultivation of practical and compound talents. In the teaching program, this course is arranged after the study of "Automobile and body structure" and "Autobody manufacturing technology". By learning this course and with the knowledge from the aforementioned two courses, students will further understand and master the common structures and manufacturing processes of stamping tools including drawing die, trimming die and flanging die for autobody panel, and obtain the ability to conduct production and tool design for stamping panels, which lays foundation for the future development and manufacturing of autobody.

 

课程基本信息

 

 

二、教学大纲

1、教学目的

车身模具设计是工业设计专业的选修课程，通过本课程的学习，使学生了解车身覆盖件模具在车身制造中的重要性及其技术复杂性，理解覆盖件及其模具的特殊性，重点认清拉深工艺及拉深模的关键核心作用，掌握制订覆盖件冲压工艺规程和确定所用模具方案的技能，初步具备设计车身覆盖件模具的能力。

2、教学要求

通过本课程的学习，培养学生理论联系实际的能力以及综合分析的能力，使学生达到以下要求：

（1）了解模具的概念及分类、车身覆盖件和一般冲压件相比在成形方面的不同 之处、车身覆盖件模具发展现状及趋势；

（2）  掌握汽车覆盖件冲压工艺（拉深、修边冲孔及翻边工序）设计的主要内容；重点掌握拉深件的确定；

（3）  掌握拉深模常见结构、材料及设计要点；

（4）  了解修边模分类；掌握修边模镶块分块原则、常见结构形式；掌握斜楔机构的设计思路；

（5）  掌握翻边模分类、翻边模设计中的共性问题及斜楔翻边模的基本结构。

3、预备知识或先修课程要求

  汽车与车身构造、车身制造工艺学

4、 教学方式

  以课堂讲授为主，采用多媒体授课。

5、 实验环境和设备

  无

6、课程教学内容及学时分配

0.绪论（1学时）

   0.1模具的概念及分类

   0.2模具在汽车车身制造中的重要性

   0.3本课的任务

   教学重点：模具在现代工业中的重要性，以及车身覆盖件模具在整车开发和换型改产中的重要性及其技术复杂性。

   习题作业：

第1章 汽车覆盖件概述（1学时）   

    1.1汽车覆盖件的特点和要求

       1.1.1汽车覆盖件的特点

       1.1.2对覆盖件的要求

       1.1.3覆盖件的表示方法

    1.2覆盖件模具发展现状及趋势

    教学重点：覆盖件与一般冲压件的区别、获得一个合格的覆盖件的关键、主模型的作用以及覆盖件的定义和表示方法。

    习题作业：

第2章 汽车覆盖件冲压工艺（4学时）

    2.1 覆盖件的冲压工艺设计（0.5学时）

       2.1.1冲压工艺审查

       2.1.2冲压工艺设计的主要内容

    2.2 拉深件的确定（1.5学时）

       2.2.1确定冲压方向

       2.2.2工艺补充

       2.2.3确定压料面形状

       2.2.4工艺切口和工艺孔

       2.2.5拉深筋和拉深槛的设置

    2.3 修边冲孔工序的工艺设计（1学时）

       2.3.1确定修边形状

       2.3.2修边方向和修边形式

       2.3.3修边冲孔工序的定位

    2.4翻边工序的工艺设计 （1学时）

       2.4.1覆盖件翻边形状分类

       2.4.2翻边方向的确定

       2.4.3翻边工序的类型

       2.4.4在翻边模中修边件的放置

       2.4.5翻边工序的定位

    教学重点：拉深件的确定

    习题作业：

第3章  覆盖件拉深模设计（5学时）

    3.1 冲模及冲模零件的分类（0.5学时）

    3.2 覆盖件拉深模所使用的压力机（0.5学时）

    3.3拉深模的结构及主要尺寸（2学时）

    3.4通气孔（0.5学时）

    3.5拉深模的材料（0.5学时）

    3.6拉深模实例（1学时）

    教学重点：覆盖件拉深模的结构和拉深模设计要点

    习题作业：到图书馆查车身覆盖件拉深模资料，看一个拉深模的结构，注明各零件名称，并把各零件按功能分类（1、工作零件；2、定位零件；3、卸料、退件零件；4、导向零件；5、安装、固定零件）；说明此拉深模的工作过程。

第4章  覆盖件修边模设计（4学时）

    4.1修边模分类（0.5学时）

    4.2修边凸模和修边凹模（1学时）

       4.2.1镶块分块原则

       4.2.2修边镶块结构形式

       4.2.3倾斜面垂直修边

       4.2.4立边修边刃口形状

       4.2.5修边镶块的固定方式

       4.2.6修边镶块的布置

       4.2.7修边模镶块材料

    4.3 修边废料的切断与排除（0.5学时）

       4.3.1外形修边时切断废料的结构

       4.3.2修边废料的排除

    4.4 斜楔机构（1学时）

       4.4.1斜楔机构形状设计

       4.4.2修边凹模镶块的交接

    4.5 修边模实例（1学时）

    教学重点：修边凸模和修边凹模镶块分块原则、修边镶块结构形式和固定方式，修边模设计要点，以及斜楔机构。

    习题作业：标出某汽车水箱盖水平修边模的部件1-4的名称，并说明它们各自的作用；在图上标出修边凸模镶块及修边件和反侧块的位置；并简述该修边模的工作过程。

第5章 覆盖件翻边模设计（3学时）

    5.1 翻边模分类及设计中的共性问题（0.5学时）

    5.2 斜楔翻边模（1.5学时）

       5.2.1翻边模斜楔的基本结构

       5.2.2斜楔翻边模的基本结构

    5.3 翻边凹模镶块的交接（1学时）

    教学重点：斜楔翻边模的基本结构及内外全开花翻边模凸、凹模运动过程。

    习题作业：说明覆盖件上窗口的封闭向外翻边采用何种翻边模。这种翻边模在结构上有什么特点？以教材上的图为例，说明此种模具的工作过程。

第6章 拉深模型面CAE设计（4学时）

     6.1拉深模凹模型面CAD设计（2学时）

     6.2基于HyperForm的冲压仿真过程（2学时）

     教学重点：拉深模凹模型面CAD设计过程及基于HyperForm的冲压成形仿真过程。

     习题作业：

      1、从以下题目中任选一个，写一篇两千字以上的论文。

Ø  新型覆盖件模具结构（如采用可变压边力的模具结构，热成形模具等）

Ø  新出现的覆盖件及车身零件成形工艺（不限于冲压成形，如热成形、管材内高压成形，等等）

Ø  模具设计理念和流程（最好是国外汽车公司的）

Ø  新型模具材料

Ø  模具制造方法

Ø  覆盖件模具发展趋势

      2、根据所给的范例视频，通过CATIA软件为所给的车身零件加上工艺补充，生成拉深模凹模型面。

其它教学环节安排：

看典型模具结构图册（自学，2学时）

教学重点：通过阅读典型覆盖件图纸及其冲压工艺卡、模具图纸，为专业课教学、课程设计及毕业设计打下较全面的基础。

 

7、实验项目内容、学时分配、实验小组

无

8、考核要求、考核方式及成绩评定标准

    考查。按照出勤、作业完成情况评定。