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研究生: 王文昌
Wen-Chang Wang
論文名稱: 使用Creo進行汽車引擎蓋之沖壓製程模擬
Use of Creo to Simulate Stamping Operations of Engine Hood
指導教授: 林清安
Ching-an Lin
口試委員: 郭進星
Chin-hsing KUO
謝文賓
Win-bin Shieh
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工程學院 - 機械工程系
Department of Mechanical Engineering
論文出版年: 2015
畢業學年度: 103
語文別: 中文
論文頁數: 111
中文關鍵詞: 3D CAD汽車板金沖壓沖頭與沖模
外文關鍵詞: 3D CAD, Automobile panel, Stamping die, Punch and die
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汽車板金沖模的設計一般係於2D CAD的環境下進行圖面繪製,而此方式無法完整表達出3D空間結構,且修改圖面也須花費大量時間,無法達到零件尺寸間的連動關係,為改善此問題,本論文嘗試在Creo的3D CAD環境下進行汽車引擎蓋外板金之沖模設計,並利用軟體本身的內部功能,使用建立參數及關係式的方法,達到模座間的連動關係。
本論文首先建立引擎蓋外板金零件的3D CAD曲面模型,接著利用曲面模型規劃加工道次,並以複合模的方式建構模具,將數個加工道次合併,完成的沖壓模具包括:引伸模、沖孔與裁邊模、裁邊與折彎模共三副。在模具設計方面,本研究利用「共用模座」的概念,使模座在設計時能彼此共用,不但可達到縮短加工與設計模具的時間,同時也可以降低材料的浪費;在設計變更方面,本研究使用Family Table建構沖頭尺寸的參數表單,以利設變時的選取,並利用Top-down design的概念,藉著幾何模型的合併與繼承、抓取板金造型面的邊界線,以及參數與關係式的各種方式,使造型面與模座及沖頭之間具有幾何連動的關係,以達到設計變更的要求。


The design for the stamping dies of automobile panels is generally drawn and drafted under a 2D CAD environment. However, this approach cannot fully express the 3D spatial structure, and modifying the drawings requires considerable time by the designer. A 2D CAD environment is unable to achieve the interlocking relations between the parts’ dimensions. To address this problem, we attempted to apply a stamping die design on the outer panel of an automobile’s engine hood inside Creo’s 3D CAD environment and made use of the software’s internal functions by setting up parameters and relations to achieve the interlocking relationship between the mold bases.
First, we created a 3D CAD model for the free-form surface of the outer panel of the engine hood. The surface model was subsequently used to plan the manufacturing operations and construct the composite die of a stamping mold. By merging a number of manufacturing operations, the stamping die comprises three stages of molds: drawing mold, piercing and trimming mold, and trimming and flanging mold. For the job of mold design, we used a common mold base, which can be shared with the team during the design process. This approach not only shortens the time taken to machine and design the mold, but it can also reduce the wasted materials. For the issue of design change, we used a family table in Creo to set up the parameters for the dimensions of punch to facilitate the selections during the design change. We also made use of the concept of top-down design in Creo via the merge and inheritance of geometric models to find the boundary curves of the panel surface. Moreover, a variety of methods based on parameters and relations in Creo were used to ensure the geometric interlocking relationships between the panel surface and the mold base and the punch to meet the demands of design change.

摘要 I Abstract II 誌謝 IV 目錄 V 圖目錄 VIII 表目錄 XIV 第一章 緒論 1 1.1研究動機與目的 1 1.2研究方法 2 1.3文獻探討 3 1.4論文架構 4 第二章 Creo簡介 7 2.1 Top-down design簡介 7 2.2 Family Table介紹 10 第三章 引擎蓋板金模具之概述 12 3.1引擎蓋簡介 12 3.2汽車板金沖壓之製程 13 3.3沖壓標準零件 16 第四章 建立引伸模 18 4.1上、下模的型面設計 19 4.2共用模座 21 4.3建立下模座 22 4.3.1在沖壓模的模座上組裝標準零件 25 4.3.2在模座上組裝下模的型面 28 4.4建立模仁 30 4.5建立上模座 36 4.6組裝模具 42 4.7設計變更 44 第五章 建立沖孔、裁邊模 46 5.1下模的型面設計 47 5.2建立下模座 50 5.3建立壓料板 58 5.4建立上模座 63 5.5建立刀具 67 5.6組裝模具 71 5.7設計變更 73 第六章 建立裁邊、折彎模 76 6.1下模的型面設計 77 6.2建立下模座 80 6.3建立壓料板 85 6.4建立上模座 86 6.5建立刀具 86 6.6組裝模具 88 6.7設計變更 90 第七章 實例驗證 92 7.1實例驗證 92 7.2設計變更 101 第八章 結論與未來研究方向 106 8.1結論 106 8.2未來研究方向 108 參考文獻 110

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