毕业设计（论文）-汽车前桥支架座冲压工艺及模具设计（含全套CAD图纸） .doc

全日制普通本科生毕业论文汽车前桥支架座冲压工艺及模具设计stamping process and die design of bracket seat of front axle in the automobile由于部分原因，说明书已删除大部分，完整版说明书，cad图纸等，联系153893706学生姓名：学 号：年级专业及班级：2008级机械设计制造及其自动化指导老师及职称：学 部：理工学部提交日期：2012年6月全日制普通本科生毕业设计诚信声明本人郑重声明：所呈交的本科毕业论文是本人在指导老师的指导下，进行研究工作所取得的成果，成果不存在知识产权争议。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体在文中均作了明确的说明并表示了谢意。同时，本论文的著作权由本人与湖南农业大学东方科技学院、指导教师共同拥有。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 毕业设计作者签名： 2012年 5月 14 日 目 录摘要1关键词11 前言12 课题概述33 冲模设计3 3.1 工艺分析 4 3.2工艺方案的分析与确定4 3.3排样图设计与材料利用率计算53.4计算冲压力 73.5初选压力机93.6计算压力中心93.7卸料橡胶的设计114 计算凸凹模刃口尺寸及公差 114.1 凹模各孔口位置尺寸114.2 卸料板各孔位置尺寸124.3 凸凹模各孔位置124.4 间隙的选择134.5 落料凹模刃口尺寸，按磨损情况分类计算134.6 冲孔凸模刃口尺寸，按磨损情况分类计算135 模具总体设计145.1模具类型的选择145.2定位方式的选择145.3卸料、出件方式的选择145.4导向方式的选择145.5模架的选择146 模具总装配图 157 模具零部件的设计 157.1 凹模设计157.2 冲裁凸模设计157.3 其他主要模具零部件的选用168 模具零件的加工工艺 178.1 上模板的加工工艺规程编制178.2 凹模的加工工艺规程编制188.3 其他零件的加工209 模具的整体装配与试模 2310 结论 24参考文献 25致谢2514汽车前桥支架座冲压工艺及模具设计学 生： 指导老师： 摘要：模具设计是机械专业一个最重要的教学环节,是一门实践性很强的学科，是我们对所学知识的综合运用，通过对专业知识的综合运用，使学生对模具从设计到制造的过程有个基本上的了解，为以后的工作及进一步学习深造打下了坚实的基础本文介绍的模具实例结构简单实用，使用方便可靠，首先根据工件图算工件的展开尺寸，在根据展开尺寸算该零件的压力中心，材料利用率，画排样图。根据零件的几何形状要求和尺寸的分析，采用复合模冲压，这样有利于提高生产效率，模具设计和制造也相对于简单。当所有的参数计算完后，对磨具的装配方案，对主要零件的设计和装配要求技术要求都进行了分析在设计过程中除了设计说明书外，还包括模具的装配图，非标准零件的零件图，工件的加工工艺卡片，工艺规程卡片，非标准零件的加工工艺过程卡片。关键词: 凹凸模设计、模具结构设计、冲压工艺stamping process and die design of bracket seat of front axle in the automobileauthortutor:(oriental science technology college of hunan agricultural university, changsha 410128)abstract: mold design is one of the most important mechanical professional teaching link, is a door practice-needed curriculum, is we to the knowledge of the comprehensive utilization, through the comprehensive use of professional knowledge, enables the student to the mold from design to manufacturing process have a basically understanding for the future work and further study to lay a solid foundation .this paper introduces the mould structure is simple, practical, and use examples convenient and reliable, first of all, according to the workpiece development size of workpiece figure is in development size, according to calculate the parts of pressure center, material utilization, painting the strip layout diagram. according to the geometrical shape parts requirements and size analysis, using composite modulus stamping, it helps improve the production efficiency, mould design and manufacture also relative to the simple. when all the parameters are calculated to mold after assembly scheme of main parts, the design and assembly required technical requirements are analyzed in the design process in addition to the design specification outside, still include mould assembly drawings, non-standard parts graph, the processing technology of the workpiece, process planning cards, cards non-standard parts processing process card. keywords: punching blanking mold, bump mold design, stamping process 1前 言随着科学技术的发展，冲压作为现代四大工业（信息、机械、汽车和轻纺）基础材料之一，越来越广泛地在各行各业中得到应用。模具亦属现代新兴产品之一，模具产品时时刻刻都围绕在人们的身旁。冲压模具性能高、比强度大等优异性能，制作方便及成本低廉等优点，所以在国民经济各领域等方面应用甚广。无论是工农业生产、交通运输、邮电通信、军事国防、仪器仪表、文体医卫及建筑五金，还是能源开发、海洋利用等，各行各业都有广泛的利用。而冲压模已成为现代化不可缺少的工艺装备，模具设计是机械专业一个最重要的教学环节,是一门实践性很强的学科，是我们对所学知识的综合运用，通过对专业知识的综合运用，使学生对模具从设计到制造的过程有个基本上的了解，为以后的工作及进一步学习深造打下了坚实的基础。毕业设计的主要目的有两个：一是让学生掌握查阅查资料手册的能力，能够熟练的运用cad进行模具设计。二是掌握模具设计方法和步骤,了解模具的加工工艺过程。本书是冲压模设计说明书，将理论知识与模具设计和制造的实践相结合，基础理论适度，突出专业知识的实用性，综合性，先进性，以培养我们从事冲模设计与制造工作能力为核心，将冲压成型加工原理结合模具的设计和制作，广泛听取各位人士的意见，经过多次修改和验证编制而成。为了达到设计的规范化,标准化和合理性，本人通过查阅多方面的资料文献，力求内容简单扼要，文字顺通，层次分明，论述充分。其中附有必要的插图和数据说明。本书在编写过程中得到了老师的精心指导和同学们的大力帮助,在此表示衷心感谢。由于本人是应届毕业生,理论水平有限，实践经验不足，书中难免有不当和错误的地方，敬请各位老师与同学批评指正。2 课题概述因为工业生产基础工艺装备的模具，在国民经济中占有重要地位，模具技术也已为成为衡量一个国家产品制造水平的重要标志之一。我国模具行业发展很快，发展增快的主要原因一是由于汽车、电子行业的快速发展和机械行业自身发展对模具需求的强烈拉动；二是外资（包括港资、台资）对模具投入量增大，工业发达国家将模具向我国转移的趋势进一步明朗化。随着模具总量的快速增加，模具销售收入、利润、全员劳动生产率等经济指标统计也将会有较大提高。另外，随着我国加入wto，模具企业建立质量保证体系及要求通过认证的积极性进一步提高。我国加入wto以来，从模具行业的总体来看，机遇要大于挑战。这主要是我国模具的价格要比许多工业发达国家低许多，有的甚至只有国外价格的1315，在国际市场上有一定的竞争优势。目前，在我国的模具技术有了很大发展，模具的精密度、复杂程度和寿命都有很大提高。据不完全统计，目前模具生产厂家已有2万多家，从业人员约50万人，全年模具产值约360亿元，总量供不应求。近年来，模具行业结构调整和体制改革步伐加快，主要表现为大型、精密、复杂。长寿命中高档模具及模具标准件发展速度快于行业总发展水平；在模具产品质量方面，主要是提高精度和使用寿命；产品将继续向大型化、精密化、多工位复合和高效化方面发展，大力缩短产品生产周期将被提高到越来越重要的位置；进一步开发、采用、推广优质模具材料；不断提高模具标准化程度。我国模具总量虽然已位居世界第三，但是设计水平、制造水平在总体上要比德、美、日、法、意等发达国家落后许多，模具商品化和标准化程度也比国际水平低许多。针对不足和模具市场巨大的潜力，国家制定了模具行业的“十五”发展规划。一方面要继续推广新技术的应用，提高大型、精密、复杂模具的制造水平；针对不同模具市场的需求，有针对性的发展。希望在模具企业的整体实力有进一步提升，重点、骨干企业能达到50%以上；更为重要的方面是大力培养模具设计意制造专业的高级技术应用型人才，提高模具设计与制造专业人才的理论知识和动手能力。3 冲模设计制件如下图1所示图 1 工件图fig.1 workpiece figure材料为b420l q/bq310-03，汽车专用大梁钢，料厚为2.5mm，制件尺寸为精度it14级，模具的使用寿命为生产合格制件10万件以上。3.1 工艺分析冲压件的工艺性是指冲压件对冲压工艺的适应性。一般来讲，在满足制件的使用要求的条件下，能以最简单最经济的方法将制件冲压出来，就说明该件的冲压工艺性好；否则其工艺性就差。当然冲压件工艺性的好坏就是相对的，它直接受到工厂的冲压技术水平和设备条件等因素的影响。该零件是汽车上的一个前支承座（左/右）该零件形状复杂、尺寸较大、厚度适中、批量较大，属于普通冲裁件。但有几点应注意：（1）、2-11两孔孔距为77.20mm，在设计模具时应加以注意。（2）、该制件圆弧段较多，在制造模具时，应考虑加工方法的选择，以保证尺寸精度。未注公差尺寸的均可按自由尺寸进行标注，按it14级确定工件公差。（3）、有一定批量，应重视模具材料和结构的选择，保证一定的模具寿命。该产品材料为b420l q/bq310-03，具有良好的冲裁、弯曲工艺性。结论:该产品适合冲裁和弯曲成型。3.2工艺方案的分析与确定对制件工艺性分析，可根据冲压件图样或样件，分析冲压件的形状、尺寸、精度及所用材料是否符合冲压工艺性要求，良好的冲压性表现在材料消耗上，工序数目少，占用设备数量少，模具结构简单而且寿命长，冲压件质量稳定，操作方便等，如果发现冲压件工艺性很差时，则应会同设计人员，在不影响使用要求的前提下，对冲压件的形状、尺寸、精度要求乃至原材料的选用作必要的修改。分析冲压件工艺性的另一个目的在于明确冲压该零件的难点所在，因而要特别注意冲压图样上的极限尺寸，设计基准以及变薄量、翘曲、回弹、毛刺大小和方向要求等，因为这些要求对确定所需工序的性质、数量和顺序，对选择工件的定位方法、模具结构与精度等都有较大影响。冲压工艺方案的确是制定冲压工艺过程的主要内容，需要综合考虑各方面的因素，有的还需要进行必要工艺计算。因此，实际确实时通常先提出几种可能的方案，再在基础上进行分析，比较和择优。分别确定：冲压工序 工序数量 工序顺序通过对制件工艺的分析，其基本上有落料、冲孔和弯曲三种。按其先后顺序组合，可得如下几种方案：方案(1) 落料冲孔弯曲： 单工序冲压方案(2) 落料弯曲冲孔： 单工序冲压方案(3)冲孔切口弯曲落料： 级进冲压方案(4) 落料冲孔复合弯曲： 复合冲压方案(1)、(2) 属于单工序冲压。由于制件生产批量较大，制件一般，这两种方案，生产率较低，故不宜采用。方案(3) 属于级进模冲压。此种生产方式虽然生产效率高，制件精度也能较好的保证。但由于生产条件和设计的因素，不予考虑。方案(4) 属于复合式冲压模。此种生产方式虽然没有级进模的生产效率高，精度高，但采用复合模冲出的制件也有良好的精度和平直度，生产效率较高，模具制造相对简单，成本相对较低，能满足技术和生产要求，故此制件采用落料冲孔复合模。此模具采用倒装式模具结构，采用倒装式复合模凹模装在上模，其凸凹模安装在下模。其冲孔的废料由下模直接漏下，而工件从上模的凹模由推件块推出，使二者自然分开，无需二次清理，比较简便。由于零件还是进行弯曲，对平整度的要求不高，而此模具结构又简单，操作方便，是最佳选择。3.3 排样图设计与材料利用率计算 排样是指冲裁件在条料、带料或板料上的布置方法。排样是否合理，将直接影响到材料利用率、冲件质量、生产效率、冲模结构与寿命等。因此，排样是冲压工艺中一项重要的技术的工作。零件的排样设计：弯曲件展开长度的确定：零件弯曲半径及有效长度如图2所示 图2 零件弯曲图样 fig.2 parts bending pattern弯曲件展开长度的确定：根据中性层半径和弯曲的角度，弯曲部分弧线线段l的计算式为此处已删除 根据被冲零件的材料b420l q/bq310-03/，t=2.5，本上模板选用，该材料在退火状态下切削性能尚好，其硬度高，耐磨性好，价格相对比较便宜。为缩短毛坯及模具的制造周期，本上模板的毛坯选用板料，下料尺寸。由于模具的生产为单件生产，要求生产周期短，故工艺安排上采用工序较集中原则，工艺装备采用通用机床和通用夹具，以降低成本。表2上模板的机械加工工艺表table 2 on the template of the machining process table工序号 工序名称 工序内容 设备名称 工装名称0 下料 备一块 - - 的材料 5 刨 刨两面至尺寸 刨床 平口虎钳 10 平台 孔形及外形划线 - 划针15 铣 铣四方至尺寸 立式铣床 平口虎钳 20 钻 钻的底孔钻 立式钻床 平口虎钳 导柱孔 销孔 25 钳 攻丝2-m12，去毛刺,倒角 - -30 检验 - - -35 热处理 - - -40 平磨 平磨上下至尺寸40mm及两垂直侧面 磨床 砂轮45 钳 修研型面 清洗 - -50 检验 - - -上模板的加工工艺过程分析:a、定位基准折选择 由于上模板的精度要求不高，定位基准的选择也不是特别要求，但根据“基准重合”原则，一般将设计基准作为定位基准，划线找正装夹。b、上模板模的加工顺序 由于上模板的毛坯选择板料，而上模板的位置尺寸要求不是很高，所以采用了先面后孔再面的加工顺序，以保证面的表面粗糙度要求。c、加工阶段的划分 粗加工考虑的主要是加工效率，精加工考虑的主要是加工精度，由于上模板的表面质量要求较低，所以没必要将粗、精加工划开，这样虽然有粗加工产生的内应力和切削热对加工精度的影响，也有毛坯缺陷，但是提高了加工效率。使得设备得使用寿命延长，提高了经济效益。e、确定加工余量 工序0 毛坯尺寸为 工序5 工序尺寸为 工序15 工序尺寸为工序20 钻钻导柱孔销孔 工序40 平磨厚度至尺寸 两垂直面尺寸8.2凹模的加工工艺规程编制 凹模是本落料模的基准件，直接决定被冲零件的尺寸与精度，它与冲头配合，故凹模的制造质量直接影响整个模具的性能、精度和寿命。凹模采用全直壁型孔的矩形外形整体式结构，其厚度均匀，但其内腔型面比较复杂，要求的加工精度较高。 根据被冲零件的材料b420l q/bq310-03/,本凹模选用碳素合金钢cr12mov,该材料在淬火热处理后有较高的硬度各耐磨性,这种材料能满足冲击力大、要求耐磨的落料模的凹模功能要求。为了更好地满足凹模地性能要求，本凹模选用锻造毛坯。对于凹模的加工工艺过程安排，也采取工序较集中的原则，工艺装备采用通用机床和通用夹具,以降低成本。表3凹模的机械加工工艺表table 3 die machining process table工序号 工序名称 工序内容 设备名称 工装名称0 下料 备一块 - - 的材料 5 刨 刨两面至尺寸 刨床 平口虎钳 10 平台 孔形及外形划线 - 划针15 铣 铣四方至尺寸 立式铣床 平口虎钳 20 钻 钻的孔 立式钻床 平口虎钳 钻的销孔25 检验 - - -30 热处理 淬火hrc氧化 - -35 平磨 平磨上下至尺寸25mm及两垂直侧面 磨床 砂轮40 线切割 线割2个的销孔 - 通用夹具加工型面留研磨量0.03mm 45 钳 清洗 修研型面 - -50 检验 - - -凹模加工工艺过程分析:a、定位基准折选择 由于凹模的精度要求不是很高，定位基准的选择也不是特别要求，但根据“基准重合”原则，一般将设计基准作为定位基准，划线找正装夹。b、凹模的加工顺序 由于凹模的毛坯选择板料，而的凹模位置尺寸要求不是很高，所以采用了先面后孔再面的加工顺序，以保证面的表面粗糙度要求。c、加工阶段的划分 由于凹模的表面质量要求较高，所以将粗、精加工划开，这样可以避免粗加工产生的内应力和切削热对加工精度的影响，也可及时发现毛坯缺陷。粗加工考虑的主要是加工效率，精加工考虑的主要是加工精度，这样可以根据粗、精加工的不同要求，合理选择设备，从而使得高精度设备得使用寿命延长。提高了经济效益，该凹模在淬火热处理前的工序为粗加工，在淬火热处理后的工序为精加工。d、热处理工序的安排 凹模 的材料为cr12mov，凹模的硬度要求为hrc58-62,故在粗加工后,安排淬火热处理,以提高凹模的硬度和耐磨性。其具体做法同冲头相似。e、确定加工余量 工序0 毛坯尺寸为 工序10 工序尺寸为 工序15 工序尺寸为工序20 钻 工序35 平磨厚度至尺寸两垂直面至尺寸8.3其他零件的加工表4卸料板的机械加工工艺表table 4 stripper plate machining process table工序号 工序名称 工序内容 设备名称 工装名称0 下料 备一块 - - 的材料 5 刨 刨两面至尺寸 刨床 平口虎钳 10 平台 孔形及外形划线 - 划针15 铣 铣四方至尺寸 立式铣床 平口虎钳 20 钻 钻的底孔5 立式钻床 平口虎钳 背面钻深5mm的孔25 钳 攻丝去毛刺,倒角 - -30 热处理 淬火hrc氧化 - -35 平磨 平磨上下至尺寸12mm及两垂直侧面 磨床 砂轮40 线切割 加工型面留研磨量0.03mm - 通用夹具45 钳 清洗 修研型面 - -50 检验 - - -表5凸凹模的机械加工工艺表table 5 punch and die machining process table工序号 工序名称 工序内容 设备名称 工装名称0 下料 备料：按13011045 - - 单边加大3-5mm发料 5 铣 厚度40按0.5铣好 刨床 平口虎钳 110103.26光起即可 10 平台 孔形及外形划线和型面轮廓线 - 划针15 铣 铣四方至尺寸 立式铣床 平口虎钳 20 钻 以100100的右侧面和下侧面找正 立式钻床 平口虎钳 在中心点上钻5的穿丝工艺孔线 钻4-128-12的底孔25 钳 在11010326的右侧面和下侧面找正 - - 2-13初钻11.2的穿丝工艺孔，在型面 外离尺寸40和3719处初钻穿丝工艺孔 两个13的孔钻好，在离坐标（-17 25）， （10 -15）钻两个定位销孔。在坐标（0 25） （-17 -15）处钻两个10的通孔30 检验 - - -35 热处理 淬火硬度hrc58-62 - -40 攻丝 用m10丝锥攻两个m10螺丝孔 - 平口虎钳45 钳 修研型面 清洗 - -50 检验 - - -9 模具的整体装配与试模修模在模具非标准零件制造，标准零件选用完成后，需要进行模具装配，正确设计装配方法和步骤；并必须安装在压力机上进行试模，试模后，根据具体情况在对模具进行修模，以满足零件质量及客户要求。表6模具装配工艺表table 6 the mold assembly process table序号 工序 工序说明 1 凹模装配 装配前需检查各装配零件，是否合符图纸要求尺寸精度、形状 将凸模分别与相应的凹模孔相配，检查其间隙是否加工均匀 不合适者应重新修磨或更换 2 凸模装配 以凸模孔定位，将各凸模分别压入凸模固定板的形孔中，并挤紧牢固。 3 装配下模 将刚才安装好的凹模固定板（已装好各凹模），在下模座、导料板上，分别确定其螺孔位置，并分别钻孔攻丝 将下模座、导料板、垫板、凹模固定板（已嵌入凹模）、导料板装在一起，并用螺钉紧固，打如销钉4 装配上摸 在已装好的下模上放入等高垫铁，再在凹模中放入0.12mm的纸片，然后将凸模与固定板组合装入凹模 预装上模座，划出与凸模固定板相应的螺孔，销孔位置并钻铰螺孔、销孔 用螺钉将固定板组合，垫板、上模座连接在一起，但不要拧紧将卸料板套装在已装入固定板的凸模上，装上弹簧、导正销 卸料螺钉，并调节弹簧的预压量，使卸料板下端面高出凸模1mm 复查凸、凹模间隙并调整合适后，拧紧螺钉彻底检查，合适后打入销钉5 试冲调整 装机试冲并根据试冲结果作相应的调整 10结 论 毕业设计是一项综合性较强的专业实践环节，它具有知识面宽、学科广、综合性强，通过这次毕业设计，我巩固了以前学过的知识，提高了借鉴前人经验数据和查阅资料的能力，使我更加认识到毕业设计的重要性，从而提高了我理论联系实际的设计能力和动手能力。为我今后走向工作岗位打下了一定的基础。 在本次设计中，我设计的是汽车支架座制造过程中的全套模具，通过这次设计，我学到了许多的东西。首先对于autocad和pro/engineer的应用更加熟练；其次，通过此次设计我对于模具设计的流程有了个大自的了解。这次设计是对以前所学的专业知识的一次综合性的实践。涉及到机械制图、机械设计、模具设计、互换性以及cad/cam各个方面的内容。 在设计过程中按照任务书的要求和目的，循序渐进,力求数据合理，结构简单。参考了许多文献资料。由于经验不足，在设计过程中还有许多地方没有考虑全面，有待于完善。参考文献1 王秀凤，张永春编. 冷冲压模具设计与制造. 高等教育出版社.2004年6月第一版2翁其金编. 冲压工艺及冲模设计. 机械工业出版社. 2005年7月第一版3 王芳编. 冷冲压模具设计指导. 北京：机械工业出版社，1998 4 冲模设计手册编写组. 冲模设计手册（模具手册之四）. 北京：机械工业出版社，19985 许发越编. 模具标准应用手册. 北京: 机械工业出版社，1994 6 薛啓翔编.冲压模具设计结构图册. 北京：化学工业出版社，20057 模具实用技术丛书编委会. 冲模设计应用实例. 北京：机械工业出版社，2000 8 王雷编.pro/engineer板金设计基础与产品造型实例.人民邮电出版社,2004.109 欧阳波编.多工位级进模设计标准教程. 北京：化学工业出版社200910 模具实用技术丛书编委会.冲模设计应用