《畢業(yè)設計論文汽車上觸板的沖壓工藝及模具設計》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《畢業(yè)設計論文汽車上觸板的沖壓工藝及模具設計（42頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、摘要：本文介紹了汽車上觸板的沖壓工藝及模具設計方法。為了更好的對工件進行加工，選用帶料做坯料，通過對零件的工藝分析，而且考慮到大批量生產(chǎn)，高生產(chǎn)率，工件的復雜程度以及模具的壽命，在此選用倒裝的級進模來完成工件的沖壓加工。對基本的工件成型進行研究得出加工此零件可分為三步來完成：第一步?jīng)_孔和沖預制孔，第二步翻孔和切舌；第三步落料。通過以上的設計分析而得出的模具對于機械制造行業(yè)來說，特別是對于那些大批量生產(chǎn)的零件，即提高了生產(chǎn)率，又降低了勞動強度，只是在成本上稍微高一點。但相信在以后的發(fā)展當中模具的制造業(yè)會更好，會得到更廣的發(fā)展。另外，此文還介紹了沖壓加工的有關工藝參數(shù)的計算和輔助零件的選擇方法等。

2、關鍵詞：上觸板 工藝分析 模具設計Abstract:Punching Technology and Die Design of Board Work piece of Automobile.This article introduces Punching Technology and Die Design method of Board Work piece of Automobile. In order to get better parts, These Work pieces use sheet method process. Because think of a great quant

3、ity of production quantity this work piece, high production rate, complicated degree of this work piece and life-span of die, so I use One-By-One die to complete this wok piece of automobile. To complete this wok piece contain three steps : First dies the base holes; Second cut toner and complete fl

4、anging holes; Third bend the mental. Follow above design anglicize, a good way for one manufacturer we can get a tooling, especially for parts, it can improve their belief And make the lobber lower. So, we can believe that the tooling will have a better long development.In addition, this article int

5、roduces count method of some data and chooses of die parts.Keywords: Board Work piece Analysis for Order Tooling Design目錄序言5第1章 沖壓件的工藝性分析 61.1 工藝性分析 61.2 沖裁工藝方案的確定 7第2章 模具結(jié)構形式的確定 92.1 模具結(jié)構形式的選擇 92.2 彈簧的選擇 10第3章 工藝計算 123.1 設計與計算 123.1.1 排樣設計與計算 123.1.2 確定各個工序的工件尺寸 153.1.3 計算凸凹模工作部分尺寸并確定其制造公差 21 3.2 沖

6、壓力計算與壓力機選擇 233.2.1 計算沖壓力 233.2.2 計算壓力中心及繪裝配圖 263.2.3 壓力機相關尺寸選擇 27第4章 模具主要零件的結(jié)構尺寸31第5章 模具工作零件的強度較核37第6章 結(jié)束語40第7章 致謝41參考文獻 42序言該課題的主要設計意義在于掌握模具設計的大體思路，懂得如何著手分析和考慮問題，掌握零件的造型和加工方法，能自己獨立的設計出一套完整的模子，且能將它應用于實際生產(chǎn)。此次設計的課題為汽車上觸板的沖壓工藝與模具設計，所用的材料是08F鋼，是用途最廣泛的通用板料之一，具有良好的機械強度，可以單獨用做結(jié)構材料，應用于機械制造的各個領域。隨著與國際接軌的腳步不斷

7、加快，市場競爭的日益加劇，人們已經(jīng)越來越認識到產(chǎn)品質(zhì)量、成本和新產(chǎn)品的開發(fā)能力的重要性。而模具制造是整個鏈條中最基礎的要素之一，模具制造技術現(xiàn)已成為衡量一個國家制造業(yè)水平高低的重要標志，并在很大程度上決定企業(yè)的生存空間近年許多模具企業(yè)加大了用于技術進步的投資力度，將技術進步視為企業(yè)發(fā)展的重要動力。第1章 沖壓件的工藝性分析1.1 工藝性分析沖裁件的工藝性是指沖裁件的結(jié)構、形狀尺寸等對沖裁工藝的適應性。所謂沖裁件的工藝的適應性能好就是指：能用一般的沖裁方法，在模具壽命較高、生產(chǎn)率高、成本較低的條件下得到質(zhì)量合格的沖裁件。該零件為汽車上觸板，材料08F鋼板，板料厚度為t=1mm.由零件圖1-1可以

8、看出，該零件外形（輪廓）對稱。內(nèi)部形狀相對復 圖1-1 零件圖雜，但大體上各孔、臺階也是對稱的，零件的精度要求不高，按要求除三異孔的長度17有0.1的公差及中心孔的四矩形的公差有要求外。其余各尺寸均為自由公差，零件直壁部分圓角半徑為0.5mm至1mm。通過以上的工藝分析，可以看出該零件為帶料沖壓件，整體尺寸、位置精度要求不高，這里取IT12，屬于大批量生產(chǎn)。因此可以采用冷沖壓的連續(xù)級進模生產(chǎn)加工。1.2 沖裁工藝方案的確定確定工藝方案就是確定沖壓件的路線，包括沖壓工序數(shù)、工序的組合和順序等。由于工件大批量生產(chǎn)，精度的等級是IT12，采用的模具是級進模，所以最好先確定相互零件的基本工序，然后將基

9、本工序作各種可能的組合并排出順序以得到不同的工藝方案，再根據(jù)各種因素進行分析比較，找出合適具體生產(chǎn)條件的最佳方案。對于汽車上觸板的加工，包括沖孔工序、翻孔工序、切舍工序、落料工序， 根據(jù)這些基本工序可以擬出以下幾種方案：方案一：采用帶料連續(xù)在多工位上沖壓（沖孔-翻孔-切舍-落料）方案二：沖孔+翻孔-切舍-落料方案三：沖孔-翻孔+切舍-落料方案四：落料翻變連續(xù)模，其他采用單工序方案五：采用單工序模通過確定工藝方案的主要原則：1、 保證沖裁件的質(zhì)量2、 經(jīng)濟性原則在保證質(zhì)量的前提下，應盡可能降低成本、提高經(jīng)濟效益。所以，對于大批量的沖裁件，應盡量采用高效的多工序模，而在試制與小批量生產(chǎn)時應盡可能才

10、用單工序模與各種形式的簡易模。3、 安全性原則工人操作是否方便、安全也是在確定工藝方案時要考慮的一個十分重要的問題。例如對于一些形狀比較復雜、需要進行多道工序沖壓的小型沖裁件，如果用簡單的單工序模進行沖裁，需要用手鉗放置毛坯，要多次進出危險區(qū)域，很不安全。因此，對于這類沖裁件，有時即使批量不大，也采用比較安全的連續(xù)模進行沖壓。通過這三個原則的分析有：方案一工步數(shù)是四，在排樣時要考慮到模具的級進方向的長度，工序較大，無疑相對其他二種方案在成本上、時間上都要高，不適于采用。方案四由于落料翻邊模，又處于生產(chǎn)第一步，使以后的各個工序不利進行，而且工序多，生產(chǎn)率底。方案二、三都是三工步數(shù)，方案二中沖孔和

11、翻孔合并為一工序，對凸模的設計要求較高，不容易達到要求，而方案三中沖孔為一工序，翻孔和切舍為一工序，此凸模容易設計，最后一步為落料，此方案易于實現(xiàn)，在此采用此反哪個案，其結(jié)構簡單，加工方便，工作效益高。如圖1-2： 圖1-2 工步圖第2章 模具結(jié)構形式的確定2.1 模具結(jié)構形式的選擇沖裁工藝方案確定后，就要確定模具的各個部分的具體結(jié)構，包括上、寫模的導向方式及其模架的確定，毛坯定位方式的確定，卸料、壓料等方式確定，主要零部件的定位與固定方式及其他特殊結(jié)構的設計等。根據(jù)確定的方案和零件的形狀特點、精度、要求、所選設備的主要技術參數(shù)，模具制造條件以及安全生產(chǎn)等，選定沖模的類型及結(jié)構尺寸。在此，我們

12、采用的是典型的沖孔、翻孔、切舍、落料的級進模工藝模具加工，所供選擇的模具結(jié)構形式有正裝和倒裝兩種，現(xiàn)比較如表2-1：表2-1正、倒裝模具比較比較項目倒裝模具正裝模具工作零件裝配位置凸模在上模部分在下模部分凹模在上模部分在下模部分凸凹模在下模部分在上模部分出件方式采用頂板、頂桿自上模（凹模）內(nèi)推出下落至工作臺面上采用彈頂器、自下模（凹模）內(nèi)頂出至工作臺面上沖裁件平整度較差較好凸凹模的強度和壽命凸凹模承受的漲力較大，凸凹模最小壁后應嚴格控制受力情況比倒裝模好，但凸凹模內(nèi)形尺寸易于磨損生產(chǎn)操作廢料自漏料孔中排出，有利于清理生產(chǎn)，操作安全廢料自上而下?lián)袈?，和工件一起匯集于模具表面，對生產(chǎn)操作不利適應性

13、沖裁件平整度要求不高，凸凹模強度足夠時采用適應于薄料沖裁，平整度高，以及壁厚較小，強度較差的凸凹模 由以上分析可以知道，該汽車上觸板零件的工件平整度無精度要求，而且凹模壁厚可以保證，考慮到大批量生產(chǎn)時工人的工作安全性，所以采用倒裝級進模加工。2.2 彈簧的選擇由于安裝尺寸受到限制，且彈簧力較大，但行程較小，一般圓柱彈簧不能滿足要求，現(xiàn)采用碟形彈簧。由表1查得到采取碟形彈簧：D=31.5 d=16.3 =1.75 h0=0.7H0=2.45 Pf=394Kg采用對合安裝形式，則 Pz=P fz=nf n為碟形彈簧數(shù)每個碟形彈簧組分別由17個碟形彈簧組成，組合后彈簧自由長度為 =172.45 =4

14、1.65mm彈簧頂壓量為 h=41.65-27=14.65mm此時的彈簧剛度C=129.79N/mm欲壓力為 F=hC =14.65129.79 =1901.4N欲壓力F大于計算所得的卸料力彈簧的最大壓宿量 Hmax=n =1.7517 =29.75因為29.7514.65+10=24.65所以選擇的彈簧符合要求第3章 工藝計算3.1 設計與計算3.1.1 排樣設計與計算1、排樣設計裁件在條料上的布置方法稱為排樣。排樣有多種排法：直排、斜排、直對排、斜對排等。但考慮到排樣的原則：（1）提高材料的利用率h，對沖裁件來說，由于產(chǎn)量大，沖壓的生產(chǎn)率高，所以材料費用常占總成本的60%以上。材料的利用率

15、h是一項很重要的經(jīng)濟指標。要提高材料的利用率，就應減少廢料的面積。沖裁過程中所產(chǎn)生的廢料可以分為結(jié)構廢料和工藝廢料兩種。結(jié)構廢料是由工件的形狀決定的，而工藝廢料則是由沖壓方式與排樣方式所決定的。因此，要提高材料的利用率主要應從減少工藝廢料著手，設計出合理的排樣方案。(2)要考慮到工人操作方便安全，減輕工人的勞動強度，條料沖裁過程中翻動少，在材料利用率相同或者相進時，應盡可能選擇條料寬、進距小的排樣方法。（3）考慮到模具結(jié)構簡單、模具壽命較高。（4）要保證沖裁件的質(zhì)量，所以，根據(jù)工件的結(jié)構尺寸，綜合考慮，在此選擇直排法（有廢料排樣法）。2、排樣方式（1）有廢料排樣法有廢料排樣是在沖裁件與沖裁件之

16、間以及沖裁件與條料側(cè)邊之間，都有工藝余量的存在，沖裁是沿著沖裁件的封閉輪廓進行，所以沖裁件質(zhì)量較好，模具壽命較長，但是材料的利用率較低。（2）少廢料的排樣法少廢料的排樣法是只有在沖裁件與沖裁件之間或只有在沖裁件與條料之間留有搭邊，而在沖裁件與條料側(cè)邊或沖裁件與沖裁件之間沒有搭邊存在。這種排樣方法的沖裁只沿著沖裁件的部分外輪廓進行，材料的利用率可達70%到90%。（3）無廢料的排樣方法無廢料的排樣方法是在沖裁件與沖裁件之間或只有在沖裁件與條料之間留無搭邊，這種排樣方法的沖裁件實際撒謊能夠是直接由切斷條料得到，所以材料利用率可達85%到95%。無論是采用有廢料的或是少廢料、無廢料的排樣方法，根據(jù)沖

17、裁件在條料上的不同布置方法，排樣方法又有很多的排列方式?？筛鶕?jù)不同的沖裁件形狀加以選擇，要用計算的方法選擇一個合理的排樣方式是比較困難的，所以要進行合理的安排，就顯得很重要。3、搭邊值的確定 排樣時沖裁件與沖裁件之間(a)以及沖裁件條料側(cè)邊之間（a1）留下的工藝余料稱為搭邊。由于08F鋼板：矩形長為L50，所以查2 P61表得：a=0.8mma1=1.0mm 3、送料步距與條料寬度的計算：(1)模具上每次送進的距離稱為送料步距（簡稱步距或進距）。由公式2 P61 得A=D+a=115+0.8=115.8mm (2)條料寬度B假設導料板之間無側(cè)壓裝置或不用手將條料緊貼單邊導料板時，條料寬度為：b

18、0條料與導料板之間的間隙D沖裁件與送料方向垂直的最大尺寸a1沖裁件與條料側(cè)邊之間的搭邊板料剪裁時的下偏差：這里=0.5（t=1mm）由查2 P63 得 b0=0.5mm由于工件形狀復雜，故將其調(diào)整為880-0.6mm(3)材料和利用率h，這里帶料寬度B=88，采用單排進距S=115.8mm利用率不高，但是符合冷沖壓加工，故可以采用。（4）排樣圖如圖3-1：排樣圖是排樣設計的最終表達方式。排樣圖是編制沖壓工藝與模具設計的重要工藝文件，一張完整的模具裝配圖在其右上角應畫出沖裁件的圖形與排樣圖，而且在排樣圖上應標注條料寬公差送料步距搭邊值：a、a1圖3-1 排樣圖3.1.2 確定各個工序工件尺寸1、

19、對于第一工步的沖孔，除了翻孔、切舍，其余的都可以一步?jīng)_完。他們的形狀和尺寸偏差不大，其中三孔為翻孔的預制控，其計算如下：翻邊分二種基本形式，即內(nèi)孔翻邊和外孔翻邊。他們在變形性質(zhì)、應力狀態(tài)及在生產(chǎn)上的應用都有所不同。該零件涉及到的是內(nèi)孔翻邊。孔的翻邊乃是在預先打好孔的毛坯上（有時也可以不預先打孔），依靠材料拉伸，沿一定的曲線翻成豎立凸緣的沖壓方法。在有預制孔的毛坯上進行翻孔，可以用相對值的組合來區(qū)分各種不同的工藝情況。由表2可以查得08F鋼板，當板厚為1mm時的極限圓孔翻邊系數(shù)：查表2時用到比值do/to(do為翻邊孔的預制孔)先計算do查3 P195得公式（1）對內(nèi)徑為35的翻孔圓來說 h為翻

20、邊高度4R過渡圓角r=1to板厚to=1 do=36-2(4-0.431-0.721)=30.3可以查得其極限翻邊系數(shù)為ke=0.625該孔的翻邊系數(shù)k=do/mo=30.3/36=0.842因為kke 所以此孔一次翻出成型即35翻邊圓孔可以采用圓柱凸模一次翻出成型，其預制孔為do=30.3mm 圖3-2 凸模再計算得到其公差如上圖3-2(2)對于9翻孔圓孔，也采用易于加工制造的圓柱形凸模 =10-2（4-0.431-0.721）=4.3此時k= do/mo=4.3/10=0.43由表1查得此孔采用沖孔成型孔時的極限翻邊系數(shù)為 ke=0.4756k此孔不能采用圓柱凸模，若采用球型凸模則ke=0

21、.42，即：這時該孔可以一次翻邊成型。9翻邊圓孔，可以采用球型凸模一次翻出成型，預制孔為do=4.3 圖3-3 凸模再計算得到其公差，如上圖3-3（2）對于內(nèi)徑3的翻邊圓孔 =4-2（4-0.431-0.721） =-1.7即該孔不能采用一次翻邊成型。出現(xiàn)這種情況時，常采用變薄翻邊一次成型，該孔屬于體積成型，變薄翻邊時，凸凹模間采用小間隙，凸模下方的材料變形與圓孔翻邊相似，它們成型為豎邊后，將會在凸凹模間的小間隙內(nèi)受到擠壓，發(fā)生較大的塑性變形，從而使豎邊厚度減薄，增加高度。其變薄程度可以由變薄系數(shù)表示：k=t1/t03 式中： t1變薄翻邊后豎邊的厚度 t0毛坯的厚度由于此孔為小螺紋低孔，可以

22、得出以下公式：=0.65to=0.651=0.65毛坯預制孔d0取為：（dp=3） d0=0.45dp=0.453=1.35 d0=dp+1.3t0 =3+1.31=4.3k可以一次翻孔成型即：3翻孔圓孔采用變薄翻邊一次成型，預制孔的直徑為d0=1.35 圖3-4 凸模再計算得到其公差，如上圖3-4對于切舍的凸模尺寸對于切舍的加工，應以凸模為基準配做凹模尺寸的計算：查2得x=0.75，x=1 2 2 2 2 如下圖3-5（長為18的凸模）： 圖3-5 切舌凸模對于長為13的切舍凸模，如下圖3-6： 圖3-6 切舌凸模3.1.3計算凸凹模工作部分尺寸并確定其制造公差此模具的沖孔凸凹模均采用配合加

23、工，由于零件對外形沖孔沒有特殊的限制，故按未注公差尺寸的極限偏差計算。如圖3-7現(xiàn)對35的翻孔預制孔30.3的沖孔進行計算：由于材料為08F鋼板，厚度為1mm查表2得： =0.10 =0.14 - =0.14-0.1=0.04mm 再查表2得：凹=+0.3mm 凸=-0.02mm/凹/+/凸/=/0.03/+/-0.02/=0.0520%=0.011.56所以該凸?？箟簭姸葷M足要求。第6章 結(jié)束語歷時三個多月的畢業(yè)設計終于接近尾聲，伴隨而來的是大學生涯的圓滿結(jié)束，由這一點來看，畢業(yè)設計是整個大學學習的一個總結(jié)，它是我們畢業(yè)生在踏入社會，走上工作崗位前的一次綜合訓練，對它如此大的作用，深入總結(jié)是

24、必要的。本次的設計內(nèi)容是汽車上觸板零件的沖壓模具，它主要是為了滿足當今社會汽車工業(yè)迅猛發(fā)展的要求而產(chǎn)生的。設計的第一階段是熟悉相關課題的內(nèi)容，包括壓力加工的初步知識，及模具設計的過程和要求，這一過程基本是在圖書館度過的，這無疑大大的鍛煉了我們分析問題、解決問題以及查閱資料的能力。與此同時，在外文文獻反面也投入了精力，初步了解國內(nèi)外工業(yè)發(fā)展的情況，以及先進的模具加工知識，這一點也拓寬了我們的專業(yè)知識，尤其是在查閱外文文獻能力方面有了較大的進步。經(jīng)過大約兩周的課題熟悉，第二步進行了設計的方案、結(jié)構的確定，經(jīng)過對汽車上觸板的仔細分析，查閱大量的資料，最終確定了零件的加工工序，以及確定了加工方案和模具

25、結(jié)構。第三步是本次設計的重點，即對汽車上觸板零件加工模具的設計。模具工作零件的設計應該是本次設計的重要的內(nèi)容，尤其是工步2的設計更是難點。由于該零件是比較復雜的，所以它的加工涉及了好多沖壓加工的工序，完成它的設計，使我更加能夠靈活運用以往的知識，學到 了橫亙多東西?？傊?，本次設計進行了大量的思考與動手，其收益是不能窮舉的。第7章 致謝在此設計期間，李興成老師的嚴格要求，使得本次設計能夠向著更理想的方向進行，同時，也正是在他的長期幫助下，才使得我的設計、圖紙繪制以及論文完成的以實現(xiàn)，進行，在此向他表示無限的敬意，并保證在今后的工作中一定保持嚴謹求實的工作作風。參考文獻1重慶大學. 王孝培主編.沖

26、壓手冊. 機械工業(yè)出版社， 1998年2丁松聚. 主編.冷沖模設計 . 機械工業(yè)出版社， 2001-10 3姜奎華. 主編.沖壓工藝與模具設計. 機械工業(yè)出版社， 19954彭建聲.編著.冷沖壓技術問答. 機械工業(yè)出版社， 19965 日太田哲. 著.沖壓模具結(jié)構與設計圖解國防工業(yè)出版社， 19806 重慶大學.王孝培.主編.沖壓設計資料.國防工業(yè)出版社，19937 馮炳繞. 韓泰榮，殷振海，蔣文森.編.模具設計與制造簡明手冊.上?？茖W技術出版社，19858李碩本.著 .沖壓工藝學.機械工業(yè)出版社，19829胡世光.著.板料冷壓成型原理.機械工業(yè)出版社，199410模具應用技術叢書編委會編.沖

27、模設計應用實例.國防工業(yè)出版社， 199911 王曉江.主編.模具設計與專業(yè)制造英語.北京：機械工業(yè)出版社，200112 付宏生.主編.模具識圖與制圖.北京：化學工業(yè)出版社， 200613機械電子工業(yè)部編.模具材料與熱處理 .北京：機械工業(yè)出版社，199314（加）H瑞斯（Herbert Rees）.著.模具工程.化學工業(yè)出版社， 199915 (德) K. Stoeckhert, G. Mennig.編著.模具制造手冊.化學工業(yè)出版社，200316 涂光祺主編.沖模技術.北京：機械工業(yè)出版社，2002年17 Tool Design for Manufacturing /by Mark A.Curtis. New York John Wiley & Sons,Inc. 198618 Manufacturing and Machine Tool Operations /by Herman W.Pollack. New Jersey Prentice-Hall,Inc. 198719 Manufacturing and Machine Tool Operations /by Herman W.Pollack. New Jersey Prentice-Hall,Inc. 1987