汽车系列化零件直齿圆锥齿轮精锻模具数字化设计系统开发

摘要

近年来，汽车制造业得到较快发展，同时也对汽车零部件制造业提出了更高的要求。但目前，国内大部分汽车零部件制造企业发展滞后，总体技术水平不高；模具开发通常是针对某一具体零件进行，专业化生产水平和效率低、成本高，限制了汽车制造业的进一步发展。如何用更加经济高效的方法来改变这一现状成了当前汽车零部件制造业中一个很重要的研究课题。 在汽车零部件当中，有相当数量的总体外观相近，只是几个关键尺寸或者型号有所区别，我们将其定义为系列化零件。 汽车零件的外观质量、力学性能以及设计精度是三个至关重要的环节，而这三个环节都与模具设计、制造和调试的精度有很大的关系。本文以系列化汽车零件模具设计作为突破口展开研究，以Pro/E系统为开发平台，以Pro/E系统自带的开发包Pro/toolkit和VC++为工具，开发了汽车系列化零件直齿锥齿轮模具的数字化设计系统，试图为汽车零件模具开发提供一种更加经济高效的方法。 本文以汽车系列化零件中比较有代表性的直齿锥齿轮为例，详细论述了该系统的整个开发过程。该系统将Pro/E系统的参数化与数字化功能应用于直齿锥齿轮模具开发过程中，达到了由一套模具通过参数的修改得到该系列零件所有的各套模具。在开发过程中，利用“节锥不变、分锥变位”的新思路和Pro/E系统中的Program命令功能达到模具组件的参数化控制。齿形线的走向利用权威的渐开线关系式方程来控制实现。克服了由Pro/E系统根据零件直接生成模腔不能达到参数化控制的弊端。 在系统界面开发过程中，利用Pro/toolkit语言中的同步模式进行开发，使得该系统运行更加稳定，同时得到与Pro/E系统风格相同的UI对话框和菜单;利用VC的可视化界面技术，设计出方便实用的人机交互界面，大大提高系统的使用和管理效率。 通过CAE软件DEFORM的虚拟制造功能，对由该系统开发的模具在整个产品生产过程中的虚拟过程进行了模拟。并且，针对模具上凸模形状的不同对整个产品成形过程中的载荷和成形效果会产生很大影响这一问题，对三种不同形状的凸模(无凸台凸模、圆台形凸模、球台形凸模)分别进行了成形模拟。分析了金属的应力分布以及载荷一行程曲线，最终确定球台形凸模为最佳方案。球台形凸模能够有效地改善金属流动性能，降低锻造压力，锻造出成形良好的工件。 该系统将Pro/E系统的参数化、数字化和管理功能与D盯O心软件的虚拟制造模拟功能有效地结合在一起，应用于汽车系列化零件模具的设计和虚拟生产中，提高了模具的开发效率和模具组件的管理效率，同时一定程度上解决了传统开发方法中的存在的弊病。为汽车系列化零件模具开发的进一步研究提供了较好的指导作用。

目录

文摘

英文文摘

原创性声明及关于学位论文使用授权的声明

第一章绪论

第二章数字化设计系统开发的关键技术

第三章汽车后桥转向直齿锥齿轮模具的参数化虚拟设计

第四章直齿锥齿轮精锻模具的数字化设计系统

第五章直齿锥齿轮精锻模具的虚拟制造

第六章结论与展望

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文