汽車備輪架加固板沖壓模具設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)

1、xxxxx 大 學(xué)畢 業(yè) 論 文（設(shè)計(jì)）論文題目 汽車備輪架沖壓模具設(shè)計(jì)姓 名 xxxxx 學(xué) 號 xxxxx院 系 xxxxxx 專 業(yè) xxxxx指導(dǎo)教師 xxxxx 職 稱 xxxxx 2015 年 5月目錄摘要：3緒 論41. 模具工業(yè)在國民經(jīng)濟(jì)中的地位41.2 沖模設(shè)計(jì)與制造方面41.3 沖壓設(shè)備和沖壓生產(chǎn)自動化方面42 沖壓工藝設(shè)計(jì)和沖壓力的計(jì)算52.1沖壓件（汽車備輪架加固板）簡介52.2沖壓工藝分析和工藝方案分析6沖壓的工藝分析6沖壓工藝方案的確定72.3工件沖孔落料毛胚尺寸計(jì)算112.4 確定其搭邊值122.5確定排樣圖12利用率的計(jì)算12確定排樣圖132.6計(jì)算沖孔落料各工

2、序沖壓力133 落料、沖孔復(fù)合模的設(shè)計(jì)143.1凸、凹模尺寸計(jì)算143.2沖模凸模工作零件的設(shè)計(jì)與計(jì)算163.3 沖模凹模與凹凸工作零件的設(shè)計(jì)以及其他零件193.4模柄，螺釘以及模架的選擇293.5落料沖孔復(fù)合模總裝圖294.彎曲模設(shè)計(jì)335 結(jié)論38參考文獻(xiàn)39汽車備輪架加固板沖壓模具畢業(yè)設(shè)計(jì)作者：xx 指導(dǎo)老師：xxxxxxx大學(xué)工學(xué)院 專業(yè)xxxx 合肥230036下載須知：本文檔是獨(dú)立自主完成的畢業(yè)設(shè)計(jì)，只可用于學(xué)習(xí)交流，不可用于商業(yè)活動。另外，有需要電子檔的同學(xué)可以加我2353118036，我保留著畢設(shè)的全套資料，旨在互相幫助，共同進(jìn)步，建設(shè)社會主義和諧社會。摘要：沖壓模具一種高效的

3、加工零件的方法，在工業(yè)生產(chǎn)中得到廣泛的應(yīng)用。本次設(shè)計(jì)是針對汽車備輪加固板的落料、沖孔的模具設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)中應(yīng)用AutoCAD和CATIA對其結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)工作量比較大，設(shè)計(jì)了一個沖孔落料復(fù)合模與兩套彎曲模，設(shè)計(jì)的零件超過一百。設(shè)計(jì)集中考慮了模具的加工、裝配量產(chǎn)以及沖壓件的生產(chǎn)效率等因素并對其進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)計(jì)算，以保證沖壓加的精度。關(guān)鍵詞：沖孔 落料 彎曲 AbstractMethod of stamping die for machining parts of the efficient, widely used in industrial production. Stamping di

4、e, is in the cold stamping processing, metal or non-metallic materials processing into parts (or semi-finished products) of a special technical equipment, known for cold stamping die (commonly known as cold die). Stamping is at room temperature, using the installed in the press mould to exert pressu

5、re on the material to produce plastic deformation or separation, thus obtaining the necessary parts of a pressure processing method.This design is for the wheel frame plate blanking, punching die design of automobile production. Its structure was designed using AutoCAD and CATIA design. The design w

6、orkload is relatively large, a punching blanking compound die with two sets of bending die, parts of the design more than one hundred. Design considers production mold processing, assembly and stamping parts of the production efficiency and make the detailed design calculation to the, in order to en

7、sure the stamping of precision. Key words: punching blanking bend1 緒 論沖壓成型是指靠壓力機(jī)和模具對板材、帶材、管材和型材等施加外力，使之產(chǎn)生塑性變形或分離，從而獲得所需形狀和尺寸的工件（沖壓件）的加工成型方法。沖壓的坯料主要是熱軋和冷軋的鋼板和鋼帶。全世界的鋼材中，有6070%是板材，其中大部分經(jīng)過沖壓制成成品。汽車的車身、底盤、油箱、散熱器片，鍋爐的汽包，容器的殼體，電機(jī)、電器的鐵芯硅鋼片等都是沖壓加工的。儀器儀表、家用電器、自行車、辦公機(jī)械、生活器皿等產(chǎn)品中，也有大量沖壓件。1.1 模具其作用模具是工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)工藝裝備

8、。振興和發(fā)展我國的模具工業(yè)，日益受到人們的重視和關(guān)注。在電子、汽車、電機(jī)、電器、儀器、儀表、家電和通訊等產(chǎn)品中，6080%的零部件，都要依靠模具成形。用模具生產(chǎn)制件所表現(xiàn)出來的高精度、高復(fù)雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和低消耗，是其他加工制造方法所不能比擬的。模具又是“效益放大器”，用模具生產(chǎn)的最終產(chǎn)品的價值，往往是模具自身價值的幾十倍、上百倍。模具生產(chǎn)技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個國家產(chǎn)品制造水平高低的重要標(biāo)志，在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。1.2 沖模設(shè)計(jì)的發(fā)展沖模是實(shí)現(xiàn)沖壓生產(chǎn)的基本條件。在沖模的設(shè)計(jì)和制造上，目前正朝著以下兩方面發(fā)展：一方面，為了適應(yīng)高速、自動、精密

9、、安全等大批量現(xiàn)代生產(chǎn)的需要，沖模塊正向高效率、高精度、精密、高壽命及多功能方向發(fā)展，與此相適應(yīng)的新型模具材料及其熱表處理技術(shù)，各種高效、精密、數(shù)控、自動化的模具加工機(jī)床和檢測設(shè)備以及模具CAD/CAM技術(shù)也正在迅速的發(fā)展；另一方面，為了適應(yīng)產(chǎn)品更新和試制或小批量生產(chǎn)的需要，鋅基合金沖模、聚氨酯橡膠沖模、薄板沖模、鋼帶沖模、組合沖模等各種簡易沖模及其制造技術(shù)也得到了迅速發(fā)展7。1.3 沖壓設(shè)備自動化性能良好的沖壓設(shè)備是提高沖壓生產(chǎn)水平的基本條件，高精度、高壽命、高效率的沖模需要高精度、高自動化的沖壓設(shè)備相匹配。為了滿足大批量高速生產(chǎn)的需要，目前沖壓設(shè)備也由單工位、單功能、低速壓力機(jī)朝著多工位、

10、多功能、高速和數(shù)控方向發(fā)展，加之機(jī)械手乃至機(jī)器人的大量應(yīng)用，使沖壓生產(chǎn)效率得到大幅度提高，各式各樣的沖壓自動線和高速自動壓力機(jī)紛紛投入使用。如在數(shù)控2 沖壓工藝設(shè)計(jì)和沖壓力的計(jì)算1）備輪架加固板的特性如下：沖壓件零件圖與三維圖如下：外形簡單。結(jié)構(gòu)簡單，形狀規(guī)則對稱。備輪架加固板造價低，適于批量生產(chǎn)。2）產(chǎn)品加工材料的選擇根據(jù)上述介紹，選取工件的材料及特性如下：選取材料為：SPCCSB（冷軋板），選用08此種鋼材廣泛用于汽車制造業(yè)。材料的其它特性見表1：表1 SPCCSB材料的特性材料名稱牌號狀態(tài)抗剪強(qiáng)度/MPa抗拉強(qiáng)度1/MPa伸長率（%）優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼08已退火26036033045032沖

11、壓的工藝分析零件外形對稱，無尖角、凹陷或其他形狀突變，系典型的板料沖壓件。1. 工件的外形及內(nèi)形分布均勻，無尖銳的角，符合沖裁要求。2. 孔邊距a1.5（圓孔=1.5），符合沖裁要求。3. 工件無細(xì)長的旋臂與窄槽，模具結(jié)構(gòu)簡單，適合沖裁。4. 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(qiáng)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5,相對圓角半徑tr為1.25，大于表相關(guān)資料所示的最小彎曲半徑值，因此可以彎曲成形。11mm的八個小孔和兩個腰圓孔分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，彎曲角為90&#

12、176;，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(chǎn)，因此可以用沖壓方法生產(chǎn)。2.2.2沖壓工藝方案的確定（1）落料彎曲沖孔，單工序沖壓。 （2）落料沖孔彎曲，單工序沖壓。 （3）切邊彎曲沖孔，單件復(fù)合沖壓。 （4）切邊（落料）沖孔彎曲，單件復(fù)合沖壓。 沖孔時：沖底部兩個直徑11孔、一個直徑21孔和兩個腰形孔，其余六個直徑11 孔轉(zhuǎn)削加工。方案（1）、（2）屬于單工序沖壓，由于此制件生產(chǎn)批量較大，生產(chǎn)效率低，不宜采用。方案（3）由于先彎曲，造成沖孔時非常不方便，增加了模具的制造難度，故不宜采用。方案（4）加工零件時較為

13、容易，且效率較高，故此方案最為合適。工序流程二維，三維圖如下:1）毛胚2）沖孔落料：3)第一次彎曲4)第二次彎曲2.3 工件沖孔落料毛胚尺寸計(jì)算由于工件主要成型的工序是落料、沖孔,工件變形量不是很大，可以直接落下工件的實(shí)際尺寸，根據(jù)沖模設(shè)計(jì)手冊可知毛坯尺寸計(jì)算如下：毛坯的長度：L=150+102×2=364mmL1=102mmL2=151mmL3=102mm毛坯的寬度：B=48+156+50=254mmB1=48mmB2=156mmB3=50mm所以毛坯形狀及尺寸如圖所示：1） 料的機(jī)械性能 軟件、脆件搭邊值取大一些，硬材料的搭邊值可取小一些。2）沖件的形狀尺寸 沖件的形狀復(fù)雜或尺寸

14、較大時，搭邊值大一些。3）材料的厚度 厚材料的搭邊值要大一些。4）材料及擋料方式 用手工送料，且有側(cè)壓裝置的搭邊值可以小一些，用側(cè)刃定距的搭邊值要小一些。5） 卸料方式 彈性卸料比剛性卸料大搭邊值小一些。綜上所述，根據(jù)沖模設(shè)計(jì)手冊確定其搭邊值：工件側(cè)面搭邊值：a=5.0mm條料寬度：B=L+2a=254+5×2=264mm利用率的計(jì)算本零件使用條料坯料，準(zhǔn)確的材料利用率應(yīng)考慮導(dǎo)料頭、料尾的材料消耗，按下式計(jì)算整條料的材料利用率： 公式 (2.1)式中 K 材料利用率（%）； n 條料上生產(chǎn)的沖件數(shù)； a 每一沖件的面積（mm2）； A0 條料面積（mm2）。根據(jù)以上數(shù)據(jù)，確定兩工件間

15、的搭邊值：a1=4mm；工件側(cè)面搭邊值：a2=5mm。a=256×362-(48+191)×73/2×2-150×43-150×72-28×52×2-(×142)×2-(×5.52)×2-(×5.52)- (×10.52)=72793.45272794mmn=(1500-4)/372 =4.02；取n=4K=(19×5906.363)/(370×1000)×100=71.05。確定排樣圖為了合理設(shè)計(jì)模具和正確選用壓力機(jī)，就必須計(jì)算沖裁力

16、。計(jì)算公式如下： 公式 （2）式中 P0 沖裁力（N）； 材料抗剪強(qiáng)度（MPa）； L 材料輪廓長度（mm）； t 材料厚度（mm）。本次設(shè)計(jì)中，工件的輪廓長度：L1=106+72+150+72+106+165+163.33+48+33.5+43+150+43+33.5+48+163.33+65+65=1361.66mm；L2=11××2+21×+28××2+52×4=311.62mm；L=L1+L2=1361.66+311.62=1673.28mm；已知t=4.0mm，則 P0=300×1673.28×4.0=2

17、007936(N)；則 P=1.3P0=1.3×2007936=2610316.8（N）2611KN2）卸料力卸下包在凸模上材料所需要的力一般叫做卸料力。卸料力的計(jì)算公式如下： 公式 （3）式中Px卸料力（KN）；Kx卸料力系數(shù)，查表取0.04； P沖裁力（KN）。則 Px=0.04×2611=104.44KN。3）推料力順著沖裁方向推出卡在凹模里的材料所需的力，一般叫做推料力。推料力的計(jì)算公式如下： 公式 （4）式中 PT推料力（KN）； KT推料力系數(shù)，查表取0.045； n 卡在凹模里的料的個數(shù)n=h/t，其中，h為凹模刃壁垂直部分高度（mm）；t為料厚（mm）；PT

18、=0.045×2611=117.5KN4）頂料力逆著沖裁方向頂出卡在凹模里的料所需要的力一般叫做頂料力。頂料力的計(jì)算公式如下： 公式 （5）式中 PD頂料力（KN）； KD頂料力系數(shù)，查表取0.05；PD=0.05×2611=130.55KN，則根據(jù)式2.6得出，總的沖壓工藝力為： 公式 （6）F=2611+104.44+117.5+130.55=2833.5KN則落料、沖孔復(fù)合模選擇沖床時的總壓力為F總=1.3F=3116.85KN。3 落料、沖孔復(fù)合模的設(shè)計(jì)3.1凸、凹模尺寸計(jì)算孔11=110+0.43mm、21=210+52mm、14=140+0.43mm、52=15

19、00+0.74mm的圓形凸模和凹模分開加工，其余尺寸配合加工，先做凸模，配做凹模，用復(fù)合模沖工件，落料凹模刃壁垂直。1）分開加工的尺寸先計(jì)算分開加工的尺寸：E0+=110+0.43mm根據(jù)模具設(shè)計(jì)手冊查表得：當(dāng)t=4.0mm時，2Cmax=0.58mm，2Cmin=0.5mm即 1/2Zmax=0.22mm，1/2Zmin=0.16mm查模具設(shè)計(jì)手冊得需滿足以下兩式：0.4（2Cmax-2Cmin）即0.032mm-Ms =0.2mm；查表取Ms=0.05mm,即0.15mm比較0.032mm與0.15mm，取=0.032mm=0.58-0.0.5-0.032=0.058mm 公式 （7）其中

20、，E=11，N7查表按=0.43，=0.064mm得N7=0.145mm,因Ms=0.05mm，查表得N2=0.015。故 dE =11+0.145+0.015=11.16mm 公式 （8）=11.16+0.22=11.38mm。故凸模為11.380-0.032，凹模為11.380+0.058。依次類推可得：E1+=210+0.52mm時，凸模為21.380-0.032，凹模為21.380+0.058E2+=520+0.74mm時，凸模為52.380-0.032，凹模為52.380+0.058E3+=140+0.43mm時，凸模為14.380-0.032，凹模為14.380+0.0582）配合

21、加工尺寸配合加工的尺寸計(jì)算如下：孔類尺寸凸凹模固定板：上墊板：凸模固定板推件塊：下墊板：卸料板：3.4模柄，螺釘以及模架的選擇模柄：在本次設(shè)計(jì)中采用的模柄為凸緣模柄，材料為Q235，技術(shù)條件按照J(rèn)B/T 7646-1994的規(guī)定，選用B型模柄，代號為B76×136 JB/T 7646.31994。緊固螺釘選擇的為內(nèi)六角圓柱螺釘，螺紋規(guī)格為d=M12和M16,性能等級為8.8級，表面氧化的A級內(nèi)六角圓柱頭螺釘，代號為GB/T 70.1。在本次設(shè)計(jì)中，選用的螺釘標(biāo)準(zhǔn)件有M12、M16兩種。如圖4.6所示。模架的選擇：據(jù)模具設(shè)計(jì)大典，聯(lián)系實(shí)際,凹模周界為500mm×400mm，選

22、擇的四導(dǎo)柱導(dǎo)柱模架代號為GB/T2851.5，其技術(shù)條件按照J(rèn)B/T8050-1999的規(guī)定，材料為45鋼。選取的中間導(dǎo)柱上模座和下模座為：500×500×85的四導(dǎo)柱上模座，代號為GB/T2855.9；500×500×85的四導(dǎo)柱下模座，代號為GB/T2855.10。技術(shù)條件均采用JB/T8070-1995的規(guī)定。3.5落料沖孔復(fù)合?？傃b圖4.彎曲模設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)中完成此制件的加工，一共需要兩次彎曲：（1）壓彎加固板的頂部和底部； （2）壓彎加固板的兩側(cè)部。 為保證制件彎曲質(zhì)量，有效控制回彈，采用校正彎曲。由文獻(xiàn)【1】查得校正彎曲力的計(jì)算公為式如下：         F=AP