封閉板成形模及沖壓工藝

XXXX 大 學全 日 制 普 通 本 科 生 畢 業(yè) 設 計 封閉板沖壓工藝及成形模設計THE DESIGN OF DIE AND CLOSED BOARD STAMPING PROCESS 學生姓名： 學 號： 年級專業(yè)及班級： 指導老師及職稱： 學 院： 湖南長沙提交日期：XXXX 年 XX 月XXXX 大學全日制普通本科生畢業(yè)設計誠 信 聲 明本人鄭重聲明：所呈交的本科畢業(yè)論文（設計）是本人在指導老師的指導下，進行研究工作所取得的成果，成果不存在知識產(chǎn)權(quán)爭議。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體在文中均作了明確的說明并表示了謝意。本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔。畢業(yè)論文（設計）作者簽名：年 月 日目 錄摘 要 .1關鍵字 .11 前言 .21.1 選題的依據(jù)及課題的意義 .21.2 國內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢 .22 零件結(jié)構(gòu)、沖壓方案分析及加工工藝分析 .32.1 零件結(jié)構(gòu) .32.2 沖壓方案分析 .42.3 加工工藝分析 .43 落料模設計 .53.1 落料毛坯形狀和尺寸的確定 .53.2 彎曲成形部分的毛坯形狀和尺寸的計算 .63.3 排樣和裁板 .93.3.1 確定排樣方式并計算材料利用率算 .93.3.2 裁板 .103.4 落料模結(jié)構(gòu)設計 .103.4.1 總體結(jié)構(gòu) .103.4.2 導向裝置 .113.4.3 定位裝置 .113.4.4 卸料裝置 .123.5 落料模工藝計算 .123.5.1 計算沖壓力 .123.5.2 確定壓力中心 .133.5.3 凸、凹模刃口尺寸及制造公差 .143.6 工作零件的設計 .143.6.1 凹模設計 .143.6.2 凸模設計 .163.7 卸料元件的設計 .163.7.1 卸料橡膠的選用和設計 .163.7.2 卸料螺釘?shù)脑O計 .173.8 設計其它零件并校核壓力機 .183.8.1 其它零件的設計及選用 .183.8.2 校核壓力機 .194 雙向彎曲（翻邊）成形模設計 .194.1 成形模結(jié)構(gòu)設計 .194.1.1 總體結(jié)構(gòu) .194.1.2 工作原理 .204.2 成型模工藝計算 .204.2.1 彎曲力的計算 .204.2.2 回彈量的確定 .224.2.3 計算壓力中心 .224.2.4 工作部分尺寸計算 .224.3 關鍵零件的設計 .234.3.1 彎曲凹模設計及工作尺寸計算 .234.3.2 翻邊凸模設計及工作尺寸計算 .244.3.3 彈簧的設計 及計算 .254.4 設計其它零部件并校和核壓力機 .254.4.1 模座的選用 .254.4.2 定位裝置的設計 .264.4.3 頂料板的設計 .264.4.4 彎曲凸模的設計 .274.4.5 計算閉合高度并校核壓力機 .275 結(jié)論 .28參考文獻 .28致謝 .301封閉板沖壓工藝及成形模設計學 生: 指導老師: (XXXXXXXXXXXXXXX)摘 要：隨著全球經(jīng)濟一體化的深入，模具工業(yè)在國民經(jīng)濟中所發(fā)揮的作用越來越明顯。本次畢業(yè)課題設計的模具是為了制造某車型中一個支柱端頭的封閉板。設計中分析了封閉板零件的結(jié)構(gòu)及工藝性，擬訂該零件的沖壓工藝為“落料雙向彎曲（翻邊成形） ”，討論了復雜彎曲（翻邊）零件毛坯展開形狀和尺寸的確定方法，設計了落料模和雙向彎曲（翻邊）成形模，對關鍵零件的結(jié)構(gòu)設計作了詳細闡述，并指出了模具設計時的注意事項。其中，雙向彎曲成形模是本設計的重點，將雙向彎曲（翻邊）成形集中于一套模具中，使得沖件的質(zhì)量和生產(chǎn)效率較高，滿足了生產(chǎn)需要。關鍵字：封閉板；沖壓工藝；毛坯展開；雙向彎曲成形模The Design of Die and Closed Board Stamping Process Student: XXXXXXTutor : XXXXXX(XXXXXXXXXX University, Changsha，410000)Absract: Along with the deepening of global economic integration, tooling industry plays a more and more obviously role in national economy. The design of the mold of my paper is to create a closed board of a pillar which is at the edge of one motorcycle type. This thesis analyzed the closed parts of the board structure in the process of its designation. In addition, I formulated the components of the stamping process as “Blanking-two-way bending (Flanging)“ and discussed the right method to unwrap the shape and size of the complexed rough bending (flanging) components and designed the blanking and two-way bending modulus (flanging) die and made a clear explanation of the key parts structural design, and pointed out something should be noticed in its design. Among them, two-way bending modulus is the focus of the design. 2Fastening the two-way bending (flanging) on a suit of mold made a great promotion of the punching pieces quality and the efficiency of its product so as to satisfied the needs of its production.Key words: closed board; stamping process; rough start; two-way bending mode1 前言1.1 選題的依據(jù)及課題的意義隨著全球經(jīng)濟一體化的深入，模具工業(yè)在國民經(jīng)濟中所發(fā)揮的作用越來越明顯，模具技術水平的高低，已成為衡量一個國家制造水平高低的重要標志，并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。模具設計是一種相對來講經(jīng)驗性較強的設計。設計人員在長期的工作中積累的經(jīng)驗和知識對模具設計起著十分重要的影響。近年來，模具 CAD/CAM 技術已成功應用于模具工業(yè)，有效提高了模具設計與制造水平。模具是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中應用廣泛的優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、適應性很強的生產(chǎn)技術，或稱成型工具、成型工裝產(chǎn)品，是技術含量高、附加值高、使用廣泛的新技術產(chǎn)品，是價值很高的社會財富。由于模具生產(chǎn)技術的現(xiàn)代化，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，模具已廣泛應用于電動機和電器產(chǎn)品、電子計算機產(chǎn)品、儀表、家用電器產(chǎn)品與辦公設備、汽車、軍械、通用機械等產(chǎn)品的生產(chǎn)中。模具技術水平的高低，已成為衡量一個國家制造水平高低的重要標志，并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。為此本人選擇了“封閉板沖壓工藝及成型模設計”作為畢業(yè)課題。1.2 國內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢目前，隨著汽車及輕工業(yè)的迅速發(fā)展，模具設計制造日益受到人們的廣泛關注，已成為一個行業(yè)。將高新技術應用于模具設計與制造，已成為快速制造優(yōu)質(zhì)模具的有力保證：1） 、CAD/DAE/CAM 的廣泛應用，顯示了用信息技術帶動和提升模具工業(yè)的優(yōu)越性。在歐美，CAD/DAE/CAM 已成為模具企業(yè)普遍應用的技術。在 CAD 的應用方面，已經(jīng)超越了甩掉圖板、二維繪圖的初級階段，目前3D 設計已達到了 70-89，PRO/E、UG、CIMATRON 等軟件的應用很普遍。2） 、為了縮短制造周期，提高市場競爭力，普遍采用高速切削加工技術。3） 、快速成型技術與快速制模技術獲得普遍應用。有 SLA、SLS、FDM、LOM 等各種類型的快速成型設備。3國外工業(yè)先進國家都擁有上萬個模具企業(yè)與支持模具企業(yè)或為模具企業(yè)提供生產(chǎn)裝備的企業(yè)相組成的強大的產(chǎn)業(yè)基礎。這是為適應社會產(chǎn)品工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)的重要條件和特點。如汽車的工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)需要一大批專業(yè)性模具企業(yè)為其提供模具，同時根據(jù)汽車零件的生產(chǎn)技術要求，這些模具企業(yè)還配有相應的先進技術裝備，包括數(shù)控和計算機數(shù)控機床、CAD/CAM 系統(tǒng)，以及各種工藝裝備。模具的社會效益很高，是高技術含量的社會產(chǎn)品，其價值和價格主要取決于模具材料、加工、外購件的勞動與消耗三項直接發(fā)生的費用和模具設計與試模等技術費用，后者，是模具價值和市場價格的主要組成部分，其中一部分技術價值計入了市場價格，而更大一部分價值，則是模具用戶和產(chǎn)品用戶受惠變?yōu)樯鐣б?。如電視機用模，其模具費用僅為電視機產(chǎn)品價格的1/30001/5000，盡管模具的一次投資較大，但在大批量生產(chǎn)的每臺電視機的成本中僅占極小的部分，甚至可以忽略不計，而實際上，很高的模具價值為社會所擁有，變成了社會財富。所以設計本模具具有非常重要的現(xiàn)實意義。本模具設計是為制造某車型中一個支柱端頭上的封閉板，該零件左、右對稱，生產(chǎn)中要求左、右件數(shù)量相等。而且該零件本身屬不對稱的異形件，存在雙向的彎曲（翻邊）成形，單件沖壓時存在著橫向不平衡力，影響模具壽命和沖壓質(zhì)量，將左、右件合在一套模具上一次沖壓成形，就能消除橫向不平衡力，同時，也提高了沖件質(zhì)量和生產(chǎn)效率。據(jù)此，擬定該零件的沖壓工藝為“落料雙向彎曲（翻邊）成形，并設計了落料和成形兩套模具。在使用 AutoCAD進行模具設計時，可以方便、快捷地調(diào)用工藝資料，達到了提高產(chǎn)品質(zhì)量，縮短周期，降低成本，增加經(jīng)濟效益的目的，具有非常重要的現(xiàn)實意義。因此，模具廣泛應用于汽車制造業(yè)，有助于推動我國汽車行業(yè)的發(fā)展。2 零件結(jié)構(gòu)、沖壓方案分析及加工工藝分析2.1 零件結(jié)構(gòu)本課題設計的零件是某車型上支柱端頭的封閉板，材料為 08Al，料厚 1mm,如圖 1 所示。零件圖所示為封閉板左件，封閉板右件與其對稱，生產(chǎn)中要求左、右件數(shù)量相等,生產(chǎn)綱領為中等批量。該零件從圖紙要求的尺寸和使用情況看，尺寸精度要求并不太高，外形尺寸按 IT14 級即可，彎曲（翻邊）高度的尺寸公差還可適當放大。4圖 1 封閉板零件圖Figure 1 sealing plate part drawing2.2 沖壓方案分析本文主要研究的是某車型中一個支柱端頭上的封閉板成型模的設計。該零件左右對稱，生產(chǎn)中要求左、右件數(shù)量相等，生產(chǎn)綱領為中等批量。由于該零件存在著雙向彎曲（翻邊） ，因此初步擬訂如下兩種工藝方案：方案一：落料外緣彎曲（翻邊）彎曲成形方案二：落料雙向彎曲（翻邊）以上兩種工藝方案中，方案一需要三副模具，若定位不好的話，很容易造成零件的不一致，影響零件質(zhì)量，且工作效率低。方案二，成形模結(jié)構(gòu)較復雜，但沖壓質(zhì)量好，生產(chǎn)效率較高，故決定采用方案二。在設計落料模之前，首先要確定落料毛坯形狀和尺寸，其中既有理論計算，也涉及到定性地估算，最終通過實驗確定。該零件雖說是左右對稱件，但展開后的形狀卻是相同的，因此只需設計一副落料模即可，該模具采用下出料彈壓卸料結(jié)構(gòu)。2.3 加工工藝分析該零件從形狀上看是不對稱的異形件，主要是通過落料和雙向彎曲（或翻邊）成形加工出來的，就其彎曲部分看，成形并不困難，但翻邊部分即三處帶圓弧的轉(zhuǎn)角處的成形存在一定的困難。（1）零件圖中 R5mm 處的翻邊成形可按矩形件轉(zhuǎn)角的拉深成形處理，由于底角半徑 r=1.5mm,所以dhD42式中 D坯料直徑（mm） ；5d圓筒形工件直徑（mm） ，取 52=10mm；h圓筒形工件高度（mm） ，取 10+1=11mm。得 = =23.4mm。因此最大相對高度D42102h/D=11/23.40.47 ，故成形并不困難，可一次拉深成形。（2）而圓角 R3.5mm 處的翻邊成形難度較大，屬孔的翻邊成形，由于其翻邊半徑 R 小于翻邊高度，因此成形后此處必然拉裂，必須對其進行工藝處理，降低翻邊高度。（3）R1mm 處若按拉深模型進行計算，則由于底角半徑 r=1.5 相對于轉(zhuǎn)角半徑 1.5(中性層半徑)不可忽略，所以 2256.07.14rdhdD式中 D坯料直徑（mm） ；d圓筒形工件直徑（mm） ，取（1+0.5）2=3mm；h圓筒形工件高度（mm） ，取 10+1=11mm；r底角半徑（mm）,取 1.5mm。得: 2256.07.14rdhd= 25.133=11.5mm因此相對高度 h/D=11/11.50.95，且毛坯的相對厚度 t/D=1/11.50.09又較大，故其一次成形有較大的困難。但從結(jié)構(gòu)上看，