汽車備輪架加固板沖壓工藝模具結構設計

1、汽車備輪架加固板沖壓工藝模具結構設計摘 要：隨著我國改革開放步伐的進一步加快， 作為制造業(yè)基礎的模具行業(yè)近年來得到了迅速發(fā)展。 機械、 電子、汽車、石化、建筑，都要求模具工業(yè)的發(fā)展與之相適應。模具生產水平的高低，己成為衡量一個國 家產品制造水平高低的重要標志，在很大程度上決定著產品的質量、效益和新產品的開發(fā)能力。此次畢業(yè)設計正是沖壓模具在汽車上的典型應用。本文首先分析了當前模具行業(yè)的發(fā)展前景；然后總 結模具設計的基本步驟；再結合課題對模具設計的工藝方案、基本計算等作了詳細的說明。關鍵詞 ：模具、工藝方案、落料、沖孔、彎曲Motor-round Reinforcement Plateby Sta

2、mping Process Die Structure DesignAbstract ：As Chinese's 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 ind

3、ustries 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 typi

4、cal application. 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

5、 、Fall to anticipate 、 Blunt bore 、 Flexion摘要 ,1目錄 ,2、, 、-1 前言 , 42 總體方案設計 , 5> L_i' I I 丿 7 /1、< |JJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJ2. 1 調查研究 , 5 I v "U . 1 1 亠 fy | 丿匕 JJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJ2.2 工藝方案的擬訂,52.2.1 零件的分析 ,52.2.2 制訂工藝路線 , 6 3 各工序模具結構形式的確定 , 10 4 計算各工序沖壓力和選擇沖壓設備 , 13

6、4. 1第一道工序 落料 ,134. 1.1 平刃口模具沖裁,134. 1. 2 斜刃口模具沖裁 ,134.2第二道工序 沖孔 ,144.2.1 沖孔力計算 ,14 厶* I J 匕丿 J 上 I '丿【' JJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJ*14. 3 第三道工序 首次彎曲成形 , 144. 3.1 自由彎曲力計算 , 144.3. 2 校正彎曲力 , 14 JI-J I I I I 丿-VJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJJ4. 3.3 壓料力計算 , 154. 3.4 選擇沖壓設備 , 154. 4 第四道工序 二次彎曲成形

7、, 155 彎曲模工作部分設計 , 155.1 凸模與凹模的圓角半徑和凹模深度 , 155.1.1 凸模圓角半徑 , 165. 1.2 凹模圓角半徑 , 165.1.3 凹模工作部分深度 , 165.2 凸模與凹模之間的間隙 , 165.3 凸模與凹模橫向尺寸及制造公差 , 166 冷沖壓工藝卡片 ,187 展望 ,198 結論 ,19致謝 ,20參考文獻 ,211 前言隨著我國改革開放步伐的進一步加快， 中國正逐步成為全球制造業(yè)的基地， 特別是加入WTO后，作為制造業(yè)基礎的模具行業(yè)近年來得到了迅速發(fā)展。模具是工業(yè)生產的基礎工藝裝 備，在電子、汽車、電機、電器、儀表、家電和通信等產品中， 60

8、% 80%的零部件都依靠模 具成型。國民經濟的五大支柱產業(yè)，即機械、電子、汽車、石化、建筑，都要求模具工業(yè)的 發(fā)展與之相適應。模具是“效益放大器“，用模具生產的最終產品的價值，往往是模具自身 價值的幾十倍、上百倍。模具生產水平的高低，己成為衡量一個國家產品制造水平高低的重 要標志，在很大程度上決定著產品的質量、效益和新產品的開發(fā)能力。因此，我國要從一個 制造業(yè)大國發(fā)展成為一個制造業(yè)強國，必須要振興和發(fā)展我國的模具工業(yè)，提高模具工業(yè)的 整體技術水平。同時，模具工業(yè)的發(fā)展也日益受到人們的重視和關注，國務院頒布的關于 當前產業(yè)政策要點的決定也把模具列為機械工業(yè)改造序列的第一位，生產和基本建設序列 的

9、第二位。2007年 11月 1日文章報道：“目前珠江三角洲地區(qū)的模具產業(yè)規(guī)模約占全國 1/3 左右， 但模具工缺口已經超過 15 萬。模具工業(yè)是機械制造的主要產業(yè)之一， 也是國家鼓勵外商投資 的一大產業(yè)。隨著入世后制造業(yè)中心向中國轉移，模具產業(yè)有望迎來 30%的增長?！?廣東省 模具工業(yè)協(xié)會有關人士指出，全省模具企業(yè)已有 60000 家以上，對模具專業(yè)技術人才，尤其 是高級的模具專業(yè)人才需求很大。做模具畢業(yè)設計也是我一直向往的，我要通過此次畢業(yè)設 計加深對模具知識的掌握。為將來投身模具行業(yè)打下堅實基礎。畢業(yè)設計是學生在校期間最后一個重要的綜合性實踐教學環(huán)節(jié)， 是在教師的指導下讓學 生獨立完成的

10、一份總結性的大型作業(yè)，是工程技術應用型人才培養(yǎng)目標的重要組成部分。因 此，在最后一個學期集中一段時間組織學生進行畢業(yè)設計和撰寫設計說明書，訓練學生掌握 正確的設計思想和實事求是的工作作風，學習綜合運用所學基礎理論知識、專業(yè)知識、基本 技能、分析和解決工程技術實際問題，使學生成為勇于實踐、擅長于實踐的新世紀工程技術 應用型合格人才。畢業(yè)設計主要是培養(yǎng)學生綜合應用所學專業(yè)基礎理論、基本技能和專業(yè)知識的能力；培 養(yǎng)學生建立正確的設計思想；掌握工程設計的一般程序、規(guī)范和方法。通過畢業(yè)設計，要樹 立正確的生產觀點、 經濟觀點和全局觀點， 為成為一名真正的工程技術人員打下堅實的基礎。就我個人而言， 我希望

11、通過本次畢業(yè)設計對自己未來將從事的工作進行一次適應性訓練， 從而鍛煉自己分析問題、 解決問題的能力。 為今后投入到祖國的建設中打下一個良好的基礎。本次畢業(yè)設計中，圖形的繪制上采用 CAD制圖軟件，能夠加大計算機的輔助功能并以此 提高設計效率。2總體方案設計2.1調查研究在拿到畢業(yè)設計題目后，我認真閱讀了被加工零件圖樣，研究其尺寸、形狀、材料、加 工部位的結構以及加工精度要求等內容。通過對產品圖樣和有關工藝資料的分析，充分認識 被加工零件在產品中的地位和作用。同時，我還去了工廠進行參觀考察，對工廠里所用的加 工設備和加工質量及精度檢驗方法等作了全面的調查研究，并且還查閱了國內外相關的技術 資料，

12、掌握了必要的數(shù)據、資料，作好了充分的、全面的技術準備。2.2工藝方案的擬訂工藝方案的擬定是設計的關鍵一步。因為工藝方案在很大程度上決定了產品的使用性能。 因此，應根據工件的加工要求和特點，充分考慮各種影響因素，并經技術經濟分析后擬定出 先進、合理、經濟、可靠的工藝方案。沖模設計時，首先要根據工藝方案選定模具類型(簡單模、級進模或復合模)，確定具體的模具總體結構形式。這是沖模設計的關鍵一步，它直接影響沖壓件的品質，成本和沖壓生 產率。模具的結構形式很多，可根據沖壓件的形狀、尺寸、精度、材料性能和生產批量及沖壓 設備、模具加工條件、工藝方案等設計。在滿足沖壓件品質要求的前提下，力求模具結構簡 單、

13、制造周期短、成本低、生產效率咼、壽命長。2.2.1零件的分析分析零件圖樣是工藝制定中的首要工作，主要包括以下內容：(1) 結構工藝性分析：零件的結構工藝性是指零件對加工方法的適應性，即所設計的零 件結構應便于加工成型。(2) 精度及技術要求分析：對被加工零件的精度及技術要求進行分析，是零件工藝性分 析的重要內容。綜上，該零件為備輪架加固板，材料較厚，其主要作用是增加汽車備輪架強度。零件外 形對稱，無尖角、凹陷或其他形狀突變，系典型的板料沖壓件。零件外形尺寸無公差要求， 壁部圓角半徑r5,對圓角半徑rt為1.25，大于表相關資料所示的最小彎曲半徑值，因此可以彎曲成形。11的八個小孔和兩個腰圓孔分

14、別均布在零件的三個平面上，孔距有們置要求， 但孔徑無公差配合。 圓孔精度不高，彎曲角為90°,也無公差要求。通過上述工藝分析，可以看出該零件為普通的厚板彎曲件，尺寸精度要求不高，主要是 輪廓成形問題，又屬大量生產，因此可以用沖壓方法生產。2.2.2制訂工藝路線制訂工藝路線的出發(fā)點，應當是使零件的幾何形狀、尺寸精度及位置精度等技術要求能 等到合理的保證。由于此零件為大批生產，因此考慮盡量使工序集中來提高生產率。除此以 外，還應當考慮經濟效果，以便使生產成本盡量下降。（1）計算毛坯尺寸由于r =5mm . 0.5t =0.5 4 =2mm，所以該零件的毛坯展開尺寸可按式下式計算：L =1

15、 l2 1.57 r x0t上式中圓角半徑：r = 5 mm板料厚度：t= 4 mmXo為應變中性層位移系數(shù)，由表查得：Xo= 0.42h ，I2為直邊尺寸，h = 2 116 - r t = 214mm 2 =140-2 r t =122mm將這些數(shù)值代入，得毛坯寬度方向的計算尺寸L =214 122 1.57 5 0.42 4 = 356.8mm考慮到彎曲時板料纖維的伸長，經過試壓修正，實際毛坯尺寸取 L=355mm。 同理，可計算出其他部位尺寸，最后得出如圖 2所示的彎曲毛坯的形狀和尺寸圖2加固板沖壓件展開圖（2）確定排樣方式和計算材料利用率圖2的毛坯形狀和尺寸較大，為便于手工送料，選用

16、單排沖壓。有三種排樣方式，見圖3（a、b、c）。由表查得沿送料進方向的搭邊 a=4mm，側向搭邊a1=5mm，因此，三種單排樣方式產材料利用率分別為64%、64%和70%。第三種排樣方式，落料時需二次送進，但材料利用率最高，為此，本實例可選用第三種排樣方法1 1-.- 7.6 一m9co'r119-524a）材料利用率64%b）材料利用率64%6&5444c）材料利用率70%圖3加固板的排樣方式（3）沖壓工序性質和工序次數(shù)的選擇沖壓該零件，需要的基本工序和次數(shù)有：a、落料b、沖11孔6個c、沖底部11孔2個d、沖 200.84 孔e、沖2個腰圓孔f、首次彎曲成形g、二次彎曲成形（4）、工序組合及其方案比較根據以上這些工序，可以擬出下列各種組合方案: 、工藝方案一a、落料，如圖4所示b、沖壁部11孔6個 c、沖底部兩個11孔、一個-2100.84圓孔和兩個腰圓形孔，見圖7d、首次彎曲成形，如圖5所示e、二次彎曲成形，如圖6所示 、工藝方案二a落料和沖2個腰圓孔b、 沖底部兩個11孔、壁部六個11孔和21o0.84孔c、首次彎曲成形，見圖5d、二次彎曲成形，見圖6 工藝方案三a落料和沖零件上的全部孔c、首次彎曲成形，見圖5d、二次彎曲成形，見圖6 工藝方案四a落料，見圖4b、沖底部兩個11孔、一個2100.84圓孔和