汽车备轮架加固板冲压工艺模具结构设计

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1、汽车备轮架加固板冲压工艺模具结构设计摘 要：随着我国改革开放步伐的进一步加快， 作为制造业基础的模具行业近年来得到了迅速发展。 机械、 电子、汽车、石化、建筑，都要求模具工业的发展与之相适应。模具生产水平的高低，己成为衡量一个国 家产品制造水平高低的重要标志，在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。此次毕业设计正是冲压模具在汽车上的典型应用。本文首先分析了当前模具行业的发展前景；然后总 结模具设计的基本步骤；再结合课题对模具设计的工艺方案、基本计算等作了详细的说明。关键词 ：模具、工艺方案、落料、冲孔、弯曲Motor-round Reinforcement Plateby Sta

2、mping Process Die Structure DesignAbstract ：As Chineses reform and opening up the pace to accelerate further, as a manufacturing base of the mold industry has been developing rapidly in recent years. Machinery, electronics, automotive, petrochemical, construction, require the development of industri

3、es die with suitable. Die high and low levels of production, has become a country to measure the level of manufacturing an important indicator, to a large extent determine the quality, effectiveness and capability to develop new products.The graduation project is stamping die in car on the typical a

4、pplication. This paper first analysis of the current prospects for the development of the industry mold and then sum up the basic steps to mold design; combined with the issue of mold design of the programme, the basic calculation of a detailed explanation.Key words： Molding tool 、Craft project 、Fal

5、l to anticipate 、 Blunt bore 、 Flexion摘要 ,1目录 ,2、, 、-1 前言 , 42 总体方案设计 , 5 L_i I I 丿 7 /1、 |JJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJ2. 1 调查研究 , 5 I v U . 1 1 亠 fy | 丿匕 JJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJ2.2 工艺方案的拟订,52.2.1 零件的分析 ,52.2.2 制订工艺路线 , 6 3 各工序模具结构形式的确定 , 10 4 计算各工序冲压力和选择冲压设备 , 134. 1第一道工序 落料 ,134. 1.1 平

6、刃口模具冲裁,134. 1. 2 斜刃口模具冲裁 ,134.2第二道工序 冲孔 ,144.2.1 冲孔力计算 ,14 厶* I J 匕丿 J 上 I 丿【 JJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJ*14. 3 第三道工序 首次弯曲成形 , 144. 3.1 自由弯曲力计算 , 144.3. 2 校正弯曲力 , 14 JI-J I I I I 丿-VJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJ4. 3.3 压料力计算 , 154. 3.4 选择冲压设备 , 154. 4 第四道工序 二次弯曲成形 , 155 弯曲模工作部分设计 , 155.1 凸模与凹模的圆角半径

7、和凹模深度 , 155.1.1 凸模圆角半径 , 165. 1.2 凹模圆角半径 , 165.1.3 凹模工作部分深度 , 165.2 凸模与凹模之间的间隙 , 165.3 凸模与凹模横向尺寸及制造公差 , 166 冷冲压工艺卡片 ,187 展望 ,198 结论 ,19致谢 ,20参考文献 ,211 前言随着我国改革开放步伐的进一步加快， 中国正逐步成为全球制造业的基地， 特别是加入WTO后，作为制造业基础的模具行业近年来得到了迅速发展。模具是工业生产的基础工艺装 备，在电子、汽车、电机、电器、仪表、家电和通信等产品中， 60% 80%的零部件都依靠模 具成型。国民经济的五大支柱产业，即机械、

8、电子、汽车、石化、建筑，都要求模具工业的 发展与之相适应。模具是“效益放大器“，用模具生产的最终产品的价值，往往是模具自身 价值的几十倍、上百倍。模具生产水平的高低，己成为衡量一个国家产品制造水平高低的重 要标志，在很大程度上决定着产品的质量、效益和新产品的开发能力。因此，我国要从一个 制造业大国发展成为一个制造业强国，必须要振兴和发展我国的模具工业，提高模具工业的 整体技术水平。同时，模具工业的发展也日益受到人们的重视和关注，国务院颁布的关于 当前产业政策要点的决定也把模具列为机械工业改造序列的第一位，生产和基本建设序列 的第二位。2007年 11月 1日文章报道：“目前珠江三角洲地区的模具

9、产业规模约占全国 1/3 左右， 但模具工缺口已经超过 15 万。模具工业是机械制造的主要产业之一， 也是国家鼓励外商投资 的一大产业。随着入世后制造业中心向中国转移，模具产业有望迎来 30%的增长。” 广东省 模具工业协会有关人士指出，全省模具企业已有 60000 家以上，对模具专业技术人才，尤其 是高级的模具专业人才需求很大。做模具毕业设计也是我一直向往的，我要通过此次毕业设 计加深对模具知识的掌握。为将来投身模具行业打下坚实基础。毕业设计是学生在校期间最后一个重要的综合性实践教学环节， 是在教师的指导下让学 生独立完成的一份总结性的大型作业，是工程技术应用型人才培养目标的重要组成部分。因

10、 此，在最后一个学期集中一段时间组织学生进行毕业设计和撰写设计说明书，训练学生掌握 正确的设计思想和实事求是的工作作风，学习综合运用所学基础理论知识、专业知识、基本 技能、分析和解决工程技术实际问题，使学生成为勇于实践、擅长于实践的新世纪工程技术 应用型合格人才。毕业设计主要是培养学生综合应用所学专业基础理论、基本技能和专业知识的能力；培 养学生建立正确的设计思想；掌握工程设计的一般程序、规范和方法。通过毕业设计，要树 立正确的生产观点、 经济观点和全局观点， 为成为一名真正的工程技术人员打下坚实的基础。就我个人而言， 我希望通过本次毕业设计对自己未来将从事的工作进行一次适应性训练， 从而锻炼

11、自己分析问题、 解决问题的能力。 为今后投入到祖国的建设中打下一个良好的基础。本次毕业设计中，图形的绘制上采用 CAD制图软件，能够加大计算机的辅助功能并以此 提高设计效率。2总体方案设计2.1调查研究在拿到毕业设计题目后，我认真阅读了被加工零件图样，研究其尺寸、形状、材料、加 工部位的结构以及加工精度要求等内容。通过对产品图样和有关工艺资料的分析，充分认识 被加工零件在产品中的地位和作用。同时，我还去了工厂进行参观考察，对工厂里所用的加 工设备和加工质量及精度检验方法等作了全面的调查研究，并且还查阅了国内外相关的技术 资料，掌握了必要的数据、资料，作好了充分的、全面的技术准备。2.2工艺方案

12、的拟订工艺方案的拟定是设计的关键一步。因为工艺方案在很大程度上决定了产品的使用性能。 因此，应根据工件的加工要求和特点，充分考虑各种影响因素，并经技术经济分析后拟定出 先进、合理、经济、可靠的工艺方案。冲模设计时，首先要根据工艺方案选定模具类型(简单模、级进模或复合模)，确定具体的模具总体结构形式。这是冲模设计的关键一步，它直接影响冲压件的品质，成本和冲压生 产率。模具的结构形式很多，可根据冲压件的形状、尺寸、精度、材料性能和生产批量及冲压 设备、模具加工条件、工艺方案等设计。在满足冲压件品质要求的前提下，力求模具结构简 单、制造周期短、成本低、生产效率咼、寿命长。2.2.1零件的分析分析零件

13、图样是工艺制定中的首要工作，主要包括以下内容：(1) 结构工艺性分析：零件的结构工艺性是指零件对加工方法的适应性，即所设计的零 件结构应便于加工成型。(2) 精度及技术要求分析：对被加工零件的精度及技术要求进行分析，是零件工艺性分 析的重要内容。综上，该零件为备轮架加固板，材料较厚，其主要作用是增加汽车备轮架强度。零件外 形对称，无尖角、凹陷或其他形状突变，系典型的板料冲压件。零件外形尺寸无公差要求， 壁部圆角半径r5,对圆角半径rt为1.25，大于表相关资料所示的最小弯曲半径值，因此可以弯曲成形。11的八个小孔和两个腰圆孔分别均布在零件的三个平面上，孔距有们置要求， 但孔径无公差配合。 圆孔

14、精度不高，弯曲角为90,也无公差要求。通过上述工艺分析，可以看出该零件为普通的厚板弯曲件，尺寸精度要求不高，主要是 轮廓成形问题，又属大量生产，因此可以用冲压方法生产。2.2.2制订工艺路线制订工艺路线的出发点，应当是使零件的几何形状、尺寸精度及位置精度等技术要求能 等到合理的保证。由于此零件为大批生产，因此考虑尽量使工序集中来提高生产率。除此以 外，还应当考虑经济效果，以便使生产成本尽量下降。（1）计算毛坯尺寸由于r =5mm . 0.5t =0.5 4 =2mm，所以该零件的毛坯展开尺寸可按式下式计算：L =1 l2 1.57 r x0t上式中圆角半径：r = 5 mm板料厚度：t= 4

15、mmXo为应变中性层位移系数，由表查得：Xo= 0.42h ，I2为直边尺寸，h = 2 116 - r t = 214mm 2 =140-2 r t =122mm将这些数值代入，得毛坯宽度方向的计算尺寸L =214 122 1.57 5 0.42 4 = 356.8mm考虑到弯曲时板料纤维的伸长，经过试压修正，实际毛坯尺寸取 L=355mm。 同理，可计算出其他部位尺寸，最后得出如图 2所示的弯曲毛坯的形状和尺寸图2加固板冲压件展开图（2）确定排样方式和计算材料利用率图2的毛坯形状和尺寸较大，为便于手工送料，选用单排冲压。有三种排样方式，见图3（a、b、c）。由表查得沿送料进方向的搭边 a=

16、4mm，侧向搭边a1=5mm，因此，三种单排样方式产材料利用率分别为64%、64%和70%。第三种排样方式，落料时需二次送进，但材料利用率最高，为此，本实例可选用第三种排样方法1 1-.- 7.6 一m9cor119-524a）材料利用率64%b）材料利用率64%6&5444c）材料利用率70%图3加固板的排样方式（3）冲压工序性质和工序次数的选择冲压该零件，需要的基本工序和次数有：a、落料b、冲11孔6个c、冲底部11孔2个d、冲 200.84 孔e、冲2个腰圆孔f、首次弯曲成形g、二次弯曲成形（4）、工序组合及其方案比较根据以上这些工序，可以拟出下列各种组合方案: 、工艺方案一a、落料，如

17、图4所示b、冲壁部11孔6个 c、冲底部两个11孔、一个-2100.84圆孔和两个腰圆形孔，见图7d、首次弯曲成形，如图5所示e、二次弯曲成形，如图6所示 、工艺方案二a落料和冲2个腰圆孔b、 冲底部两个11孔、壁部六个11孔和21o0.84孔c、首次弯曲成形，见图5d、二次弯曲成形，见图6 工艺方案三a落料和冲零件上的全部孔c、首次弯曲成形，见图5d、二次弯曲成形，见图6 工艺方案四a落料，见图4b、冲底部两个11孔、一个2100.84圆孔和两个腰圆形孔，见图7c、首次弯曲成形，见图5d、二次弯曲成形，见图6e、冲壁部两个11孔f、 冲另一个面壁部四个11孔 工艺方案五a落料，见图4b、首次弯曲成形，见图5c、二次弯曲成形，见图6d、冲底部两个11孔和一个2100.84孔e、冲腰圆孔f、冲侧壁六个11孔 工艺方案六a落料，见图4b、 冲底部两个11孔、一个2100.84孔和两个腰圆孔，见图7c、首次弯曲成形，见图5d、二次弯曲成形，见图6e、钻壁部六个11孔对以上六种方案进行比较，可以看出：方案一，从生产效率、模具结构和寿命方面考虑，将落料和零件上的孔组合在三套模具