1.2 课题介绍 这次设计的题目是汽车起动机前盖的机械制造工艺与模具设计。根据设计任务书的要求，通过对该零件的材料、形状、用途和工艺条件的分析，完成其机械制造工艺的设计，并设计其主要制造工序的模具；该零件的年生产纲领为20万件，属于大批量生产。因此在生产的过程中我们应该尽量的减少制造成本，所以设计过程中我们要充分考虑这一点。
1.3 UG介绍
UG是Unigraphics的缩写，是一个商品名。这是一个交互式CAD/CAM(计算机辅助设计与计算机辅助制造)系统，它功能强大，可以轻松实现各种复杂实体及造型的建构。它主要基于工作站。 UG的开发始于1990年7月。如今大约十人正工作于核心功能之上。当前版本具有大约450,000行的C代码。 UG是一个在二和三维空间无结构网格上使用自适应多重网格方法开发的一个灵活的数值求解偏微分方程的软件工具。其设计思想足够灵活地支持多种离散方案。因此软件可对许多不同的应用再利用。一个给定过程的有效模拟需要来自于应用领域(自然科学或工程)、数学(分析和数值数学)及计算机科学的知识。一些非常成功的解偏微分方程的技术，特别是自适应网格加密（adaptivemeshrefinement）和多重网格方法在过去的十年中已被数学家研究。计算机技术的巨大进展，特别是大型并行计算机的开发带来了许多新的可能。 然而，所有这些技术在复杂应用中的使用并不是太容易。这是因为组合所有这些方法需要巨大的复杂性及交叉学科的知识。最终软件的实现变得越来越复杂，以致于超出了一个人能够管理的范围。 UG的目标是用最新的数学技术，即自适应局部网格加密、多重网格和并行计算，为复杂应用问题的求解提供一个灵活的可再使用的软件基础。 一般结构 一个如UG这样的大型软件系统通常需要有不同层次抽象的描述。UG具有三个设计层次，即结构设计(architecturaldesign)、子系统设计(subsystemdesign)和组件设计(componentdesign)。至少在结构和子系统层次上，UG是用模块方法设计的并且信息隐藏原则被广泛地使用。所有陈述的信息被分布于各子系统之间。UG是用C语言来实现的。
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UG是当今较为流行的一种模具设计软件，主要是因为其功能强大。 模具设计的流程很多，其中分模就是其中关建的一步。分模有两种：一种是自动的，另一种是手动的，当能也不是纯粹的手动，也要用到自动分模工具条的命令，即模具导向。 自动分模的过程 1.分析产品，定位坐标，使Z轴方向和脱模方向一致。 2.塑模部件验证，设置颜色面。 3.补靠破孔 4.拉出分型面 5.抽取颜色面，将其与分型面和补孔的片体缝合，使之成为一个片体。 6.做箱体包裹整个产品，用5缝好的片体分割。 7.分出上下模具后，看是那个与产品重合，重合的那边用产品求差就可以了。 手动分模的步骤就大概就这样，手动分模具有很大的优势，是利用MOLDWIZARD分模所达不到的，在现场自动分模基本上是行不通。但是里面的命令是比较的好用的，我们可以用的有关命令来提高我们的工作效率。 开发解决方案
NX 产品开发解决方案完全支持制造商所需的各种工具，可用于管理过程并与扩展的企业共享产品信息。 NX 与 UGS PLM 的其他解决方案的完整套件无缝结合。这些对于 CAD 、 CAM 和 CAE 在可控环境下的协同、产品数据管理、数据转换、数字化实体模型和可视化都是一个补充。 UG主要客户包括，通用汽车，通用电气，福特，波音麦道，洛克希德，劳斯莱斯，普惠发动机，日产，克莱斯勒，以及美国军方。几乎所有飞机发动机和大部分汽车发动机都采用UG进行设计，充分体现UG在高端工程领域，特别是军工领域的强大实力。在高端领域与CATIA并驾齐驱。
2 工艺设计
2.1 产品冲压工艺性分析
冲压工艺设计主要包括冲压件的工艺性分析和冲压工艺方案的确定
两个方面的内容。良好的工艺性和合理的工艺方案，可以用最小的材料消耗，最少的工序数量和工时，稳定地获得符合要求的优质产品，并使模具结构简单，模具寿命高，因而可以减少劳动量和冲裁成本。
冲裁件的工艺性是指冲裁件对冲裁工艺的适应性，一般情况下，对冲裁件工艺性影响较大的是制件的结构形状、精度要求、形位公差及技术要求等。冲压件的工艺性合理与否，影响到冲压件的质量、模具寿命、材料
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消耗、生产效率等，设计中应尽可能提高其工艺性。 从材料方面分析：此零件使用的材料是Q195，其塑性和韧性较高，具有好的冲压性能。从零件精度方面分析：此零件未标注公差按IT14来处理，冲压生产出的零件精度能够符合零件精度要求。从零件的工艺进行分析，该零件结构较为复杂，工序也比较繁琐，它为一个整体零件，需要经过冲裁、冲孔、弯曲、拉深、印压等工序来完成，零件厚度比较厚，为3mm，但是利用冲压工艺也比较容易制造。
对该零件图分析可知：该零件非一般的冲裁件，结构复杂，难以一次成型，需经多次加工得到，工序过程只要包括第一步冲裁、压印；第二步印压加强筋；第三步拉深、冲孔；第四步弯曲、冲孔。在设计过程中要注意应力集中，可能产生畸形和开裂，也要注意拉深工程中产生皲裂。印压的深度为1.5mm。
2.2 工艺方案的确定 2.2.1 制件的工艺性分析
将制件的加工工艺拆解为最小工序，该零件结构较为复杂，加工比较繁琐，
大致分为四个工序过程，由于图上没有给明其精度等级，我们可采用IT11—IT14来计算尺寸；因为一般用普通冲裁的方式冲4mm以下的金属板料时，其断面粗糙度Ra可达12.5—3.2?m，毛刺允许的高度为0.01—0.05mm，本产品的断面质量可以保证；有可知该零件的材料是Q195，厚度为3mm。
由于该产品的年产量是20万件，可知产品批量为中批量，很适合采用冲压加工的方法，最好采用复合模或连续模来完成，若是能加上自动送料装置，会大大提高生产效率，从而降低成本。
2.2.2 冲压工艺方案的确定
对于同一个零件，同样的加工内容，可以安排不同形式的工艺规程：一种
是工序集中，另一种是工序分散。所谓工序集中就是使每个工序中包含尽可能多的工步内容，因而使总的工序数目减少，夹具的数目和工件的安装次数也相应的减少。所谓工序分散是将工艺路线中的工步内容分散在更多的工序中去，因而每道工序的工步少，工艺路线长。
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工序分散的特点： 1）
所使用的机床设备和工艺装备都比较简单，容易调整，生产工人也便于掌握操作技术，容易适应更换产品；
2） 3）
有利于选用最合理的切削用量，减少机动工时； 机床设备数量多，生产面积大，工艺路线长。
工序集中的特点：
1) 有利于采用高效的专用设备和工艺装备，显著提高生产率； 2) 减少了工序数目，缩短了工艺过程，简化了生产计划和生产组织工作； 3) 减少了设备的数量，相应的减少了工人的数量和生产面积，工艺路线
短；
4) 减少了工序的装夹次数，不仅素缎了辅助时间，而且由于一次装夹加
工较多的表面就容易保证它们之间的位置精度；
专用机床设备、工艺装备的投资大、调整和维修费时，生产准备工作量大，转为新产品的生产也比较困难。
根据以上两种工序以及该零件的特点，可以选择很多的制造工艺过程，根据分析为了节约成本和便于加工等要求明确工艺过程方案为：第一步,冲裁和印压小孔；第二步，印压加强筋；第三步，拉深和冲两小孔；第四步，弯曲和冲三个孔。按照任务要求对第一、第三、第四步进行模具设计，所以以下为这三个工艺步骤的分析与设计。
3 工艺计算
工艺计算是模具设计的基础，只有正确的确定排样图和计算出各道工
序的凸凹模尺寸、冲压力等，才能设计出正确的模具。本设计中的工艺计算比较多，具体涉及到的工艺计算详见以下各小节。
3.1 弯曲件毛坯尺寸的计算
在进行弯曲工艺和弯曲模具设计时，要计算出弯曲件毛坯的展开尺寸。计算的依据是：变形区弯曲变形前后体积不变；应变中性层在弯曲变形前后长度不变。即：弯曲变形区的应变中性层长度，就是弯曲件的展开尺寸，也就是所要求的毛坯长度。
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3.1.1 应变中性层位置的确定 应变中性层是指在弯曲变形区中，在弯曲前后其长度保持不变的一个金属层。它的确定是今后进行弯曲件毛坯展开尺寸计算的重要依据。通常情况下，弯曲变形程度越大，它的应变中心层的位置越向材料的内侧移动。板料在实际弯曲生产中，冲压件的弯曲变形程度较大，这时应变中性层不与毛坯截面中性层重合而向内侧移动。在生产实际中为了使用方便，通常采用《冷冲压工艺与模具设计》式3.3.12提供的经验公式确定中性层的位置：
?0?r?xt 3.3.12
式中，?0是应变中心层的曲率半径，单位mm；x是与变形程度有关的中性层位移系数，其值可由《冲压工艺与模具设计》表3.3.3查得。
将数据r?6mm，t?3mm，x?0.445代入式3.3.12得：
?0?6?0.445?3?7.335mm
3.1.2 弯曲件毛坯长度的计算
一般将r?0.5t的弯曲称为有圆角半径弯曲，r?0.5t的弯曲称为无圆角半径弯曲。
1）有圆角半径的弯曲（r?0.5t）
有圆角半径的弯曲件，毛坯展开尺寸等于弯曲件直线部分长度与圆弧部分长度的总和。
L??li????i1800(ri?xi)
式中，L为弯曲件毛坯总长度，mm；li为各段直线部分长度，mm；?为各段圆弧部分弯曲中心角，度；ri为各段圆弧部分弯曲半径，mm；xi为各段圆弧部分中性层位移系数。
弯曲中心角为90°的单角弯曲件毛坯展开长度为：
L?l1?l2??2(r?xt)
2）无圆角半径的弯曲（r?0.5t）
无圆角半径弯曲件的展开长度一般根据弯曲前后体积相等的原则，考虑到弯曲圆角变形区以及相邻直边部分的变薄系数，系采用经过修正的公式来进行计
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