毕业设计（论文）-汽车加强板落料拉伸及切边冲孔模具设计.docx

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1、毕业设计（论文）题目：汽车加强板模具设计专业模具设计与制造班级姓名学号指导老师设计时间审阅XXXX学校机械工程系摘要3引言4第一章、冲裁件的工艺性分析611冲裁件的结构工艺性71.1.1. 冲裁件的形状71.1.2. 冲裁件的尺寸精度7第二章、制件冲压工艺方案的确定82.1. 冲压工序的组合82.2. 冲压顺序的安排8第三章、制件排样图的设计及材料利用率的计算93.1. 展开尺寸的计算93.2. 制件排样图的设计103.2.1. 搭边与料宽103.3. 材料利用率的计算12第四章、确定总冲压力和选用压力机及计算压力中心134.1. 落料拉伸模134.2. 切边冲孔力的计算144.3. 压力中心

2、的计算144.4. 压力机的选用15第五章、凸、凹模刃口尺寸计算165.1.拉伸模1652落料，切边，冲孔凸、凹模刃口尺寸175.2.1.计算原则17第六章、模具整体结构形式设计21第七章、模具零件的结构设计227.1. 落料拉深凹模的设计227.2. 拉伸凸模的设计227.3. 凸凹模的设计237.4. 切边凹模的设计247.5. 冲孔冲头凹模的设计24第八章、模具零件的加工工艺278.1. 凸凹模的加工工艺278.2. 落料凹模的加工工艺278.3. 切边凹模的加工工艺27第九章、模具的总装配29设计小结30参考文献31摘要随着模具制造的技能化逐步向科学化发展，逐渐由以前手动方式发展为利用

3、软件等高科技方式来辅助设计的完成。冷冲模是其中的一种。毕业设计是在模具专业理论教学之后进行的实践性教学环节。是对所学知识的一次总检验，是走向工作岗位前的一次实战演习。其目的是，综合运用所学课程的理论和实践知识,设计一副完整的模具训练、培养和提高自己的工作能力。巩固和扩充模具专业课程所学内容，掌握模具设计与制造的方法、步骤和相关技术规范。熟练查阅相关技术资料。掌握模具设计与制造的基本技能，如制件工艺性分析、模具工艺方案论证、工艺计算、加工设备选定、制造工艺、收集和查阅设计资料，绘图及编写设计技术文件等。冲压工艺与模具设计应结合工厂的设备、人员等实际情况，从零件的质量、生产效率、生产成本、劳动强度

4、、环境的保护以及生产的安全性各个方面综合考虑，选择技术先进、经济合理、使用安全可靠的工艺方案和模具，以使冲压件的生产在保证达到设计图样上的各项技术要求，尽可能降低冲压的工艺成本和保证安全生产。关键词：工艺性分析、模具工艺方案论证、工艺计算、加工设备选定、制造工艺、收集和查阅设计资料，绘图及编写设计技术文件等。引言冲压是利用安装在冲压设备（主要是压力机）上的模具对材料施加压力，使其产生分离或塑性变形，从而获得所需零件（俗称冲压或冲压件）的一种压力加工方法。冲压通常是在常温下对材料进行冷变形加工，且主要采用板料来加工成所需零件，所以也叫冷冲压或板料冲压。冲压是材料压力加工或塑性加工的主要方法之一，

5、隶属于材料成型工程术。冲压所使用的模具称为冲压模具，简称冲模。冲模是将材料（金属或非金属）批量加工成所需冲件的专用工具。冲模在冲压中至关重要,没有符合要求的冲模,批量冲压生产就难以进行；没有先进的冲模，先进的冲压工艺就无法实现。冲压工艺与模具、冲压设备和冲压材料构成冲压加工的三要素，只有它们相互结合才能得出冲压件。与机械加工及塑性加工的其它方法相比，冲压加工无论在技术方面还是经济方面都具有许多独特的优点。主要表现如下。（1）冲压加工的生产效率高，且操作方便，易于实现机械化与自动化。这是因为冲压是依靠冲模和冲压设备来完成加工，普通压力机的行程次数为每分钟可达几十次，高速压力要每分钟可达数百次甚至

6、千次以上，而且每次冲压行程就可能得到一个冲件。（2）冲压时由于模具保证了冲压件的尺寸与形状精度，且一般不破坏冲压件的表面质量，而模具的寿命一般较长，所以冲压的质量稳定，互换性好，具有“一模一样”的特征。（3）冲压可加工出尺寸范围较大、形状较复杂的零件，如小到钟表的秒表,大到汽车纵梁、覆盖件等，加上冲压时材料的冷变形硬化效应，冲压的强度和刚度均较高。（4）冲压一般没有切屑碎料生成，材料的消耗较少，且不需其它加热设备,因而是一种省料，节能的加工方法，冲压件的成本较低。但是，冲压加工所使用的模具一般具有专用性，有时一个复杂零件需要数套模具才能加工成形，且模具制造的精度高，技术要求高，是技术密集形产品

7、。所以，只有在冲压件生产批量较大的情况下，冲压加工的优点才能充分体现，从而获得较好的经济效益。冲压地、在现代工业生产中，尤其是大批量生产中应用十分广泛。相当多的工业部门越来越多地采用冲压法加工产品零部件，如汽车、农机、仪器、仪表、电子、航空、航天、家电及轻工等行业。在这些工业部门中，冲压件所占的比重都相当的大，少则60%以上，多则90%以上。不少过去用锻造二铸造和切削加工方法制造的零件，现在大多数也被质量轻、刚度好的冲压件所代替。因此可以说，如果生产中不谅采用冲压工艺，许多工业部门要提高生产效率和产品质量、降低生产成本、快速进行产品更新换代等都是难以实现的。冲压加工在汽车、拖拉机、电机、电器、

8、仪器、仪表、各种民用轻工产品以及航空、航天和兵工等的生产方面占据十分重要的地位。现代各种先进工业化国家的冲压生产都是十分发达的。在我国的现代化建设进程中，冲压生产占有重要的地位。当今，随着科学技术的发展，冲压工艺技术也在不断革新和发展，这些革新和发展主要表现在以下几个方面：（1）工艺分析计算方法的现代化（2）模具设计及制造技术的现代化（3）冲压生产的机械化和自动化（4）新的成型工艺以及技术的出现（5）不断改进板料的性能，以提高其成型能力和使用效果。第一章、冲裁件的工艺性分析冲压主要是按工艺分类，可分为分离工序和成形工序两大类。分离工序也称冲裁，其目的是使冲压件沿一定轮廓线从板料上分离，同时保证

9、分离断面的质量要求。成形工序的目的是使板料在不破坯的条件下发生塑性变形，制成所需形状和尺寸的工件。在实际生产中，常常是多种工序综合应用于一个工件。冲裁、弯曲、剪切、拉深、胀形、旋压、矫正是几种主要的冲压工艺。冲压用板料的表面和内在性能对冲压成品的质量影响很大，要求冲压材料厚度精确、均匀；表面光洁，无斑、无疤、无擦伤、无表面裂纹等；屈服强度均匀，无明显方向性；均匀延伸率高；屈强比低；加工硬化性低。在实际生产中，常用与冲压过程近似的工艺性试验，如拉深性能试验、胀形性能试验等检验材料的冲压性能，以保证成品质量和高的合格率。模具的精度和结构直接影响冲压件的成形和精度。模具制造成本和寿命则是影响冲压件成

10、本和质量的重要因素。模具设计和制造需要较多的时间，这就延长了新冲压件的生产准备时间。模座、模架、导向件的标准化和发展简易模具（供小批量生产）、复合模、多工位级进模（供大量生产），以及研制快速换模装置，可减少冲压生产准备工作量和缩短准备时间，能使适用于减少冲压生产准备工作量和缩短准备时间，能使适用于大批量生产的先进冲压技术合理地应用于小批量多品种生产。在每分钟生产数十、数百件冲压件的情况下，在短暂时间内完成送料、冲压、出件、排废料等工序，常常发生人身、设备和质量事故。因此，冲压中的安全生产是一个非常重要的问题。冲裁件的工艺性是指冲裁件在冲裁加工中的难易程度。所谓冲裁工艺性好是指能用普通的冲裁方法

11、，在模具寿命和生产率较高、成本较低的条件下得到质量合格的冲裁件。因此，冲裁件的结构形状、尺寸大小、精度等级、材料及厚度等是否符合冲裁的工艺要求,对冲裁件质量、模具寿命和生产效率有很大的影响。1.1. 冲裁件的结构工艺性111冲裁件的形状图1.零件及尺寸此制件的形状较简单，且对称，有圆角过渡，便于模具的加工和减少冲压时在尖角处开裂的现象，同时也可以防止尖角部位刃口的过快磨损。1.1.2. 冲裁件的尺寸精度冲裁件的精度主要以其尺寸精度、冲裁断面粗糙度、毛刺高度三个方面的指标来衡量，根据零件图上的尺寸标注及公差，可以判断属于尺寸精度为IT12-IT14的经济级普通冲压。08F钢板属于优质碳素结构钢，

12、屈服极限时200MPa,具有很好的可冲裁性，工件结构形状冲裁件内，外形均无尖锐清角，对模具寿命不影响，孔与边缘间的距离大于15t,工件的直径dt满足冲孔模可冲压的最小孔径。第二章、制件冲压工艺方案的确定2.1 .冲压工序的组合该工件包括落料、拉深、冲孔、切边、冲孔，压筋等基本工序，可以采用以下三种工艺方案：方案一：先落料，拉深，压筋，切边，冲孔采用单工序模生产。方案二：落料拉深压筋，切边冲孔，采用复合模生产。方案三：拉深2次，冲孔，切边级进冲压；采用级进模生产。各方案之间的比较方案一、单工序模冲裁：模具结构简单，但成本高而生产效率低，不适合大批量生产；方案二、复合模冲裁：模具结构简单,适于生产

13、精度要求较高的软材料或薄板料冲压件,适合该铝产品。方案三、连续模冲裁：又称级进冲裁,属于多工序冲压模,其主要优点是生产效率高,容易实现生产机械化和自动化.结论：通过以上工艺比较，结合实际，宜采用方案二为佳。2.2 ,冲压顺序的安排落料拉伸，切边冲孔，共两道工序。第三章、制件排样图的设计及材料利用率的计算3.1 .展开尺寸的计算此产品是带狭边凸缘的矩形拉深件，对于这样的产品，计算展开尺寸时，可将矩形盒件看作是一个宽度为B的方盒件对开后，中间增加槽形部分(槽宽为B,槽长为A-B组合而成)，如下图所示：毛坯的外形可以是由长度为1、宽度为K,由R=K2连接的长圆，或者是由长度为1,宽度为K,短边半径为

14、R1长边半径为R2的椭圆。长腰圆毛坯尺寸分别是1=D+(A-B)式中D为假设宽度为B的高方盒件的毛坯直径，当R1=R2,即拉深R角尺寸一样时，根据中性层展开尺寸计算，D=195.6,取1961=D+(A-B)=115.6,取116根据拉身高度和产品材料厚度1.5,查表得切边余量为单边15-2,这里取2,经过以上计算，展开尺寸为长腰圆，长度为200,宽度为120,R=45,此尺寸目前是待定，在实际生产时需调节。展开图纸如下图所示:拉伸次数的确定判断能否一次拉伸，以一边为基准计算Hd=14150=0.093(tD)*100=0.815dd1=182150=1.23m=d1D=150200=0.75

15、根据以上数据查表得首次最小拉伸系数m1=0.51,由于m10.75(实际拉伸系数)，故能一次拉伸成型，另外根据数据查表，首次拉伸的最大相对高度H1d1=0.21,由于0.093V0.21,也能说明该产品能一次拉深成型。3.2 .制件排样图的设计321搭边与料宽1 .搭边排样中相邻两个零件之间的余料或零件与条料边缘间的余料称为搭边。搭边的作用是补偿补偿定位误差，保持条料有一定的刚度，以保证零件质量和送料方便。搭边值的大小还与材料的力学性能、厚度、零件的形状与尺寸、排样的形式、送料及挡料方式、卸料方式等因素有关。搭边值一般由经验确定，根据所给材料厚度6=1.5Onmb确定搭边工作间a1为2.0mm,a为2.Onun。具体可见排样图2。23 .送料步距和条料宽度的确定送料步距条料在模具上每次送进的距离成为送料步距。每次只冲一个零件的步距S的计算公式为S=D+a1(1)S=120+2.0=122mm式中D平行于送料方向的冲裁宽度；a1冲裁之间的搭边值。条料宽度条料宽度的确定原则：最小条料宽度要保证冲裁时零件周边有足够的搭边值，最大条料宽度要能在