汽车后纵梁加强板落料模设计

目 录 文本成果 摘要 1 关键词 1 引言 1 1 设计任务分析 1 2 方案的初步选定 2 3 方案的详细设计 2 3.1 零件工艺性分析 2 3.2 零件毛胚排样图设计 3 3.3 毛胚压力中心的计算 3 3.4 冲载力的计算 4 3.4.1 冲裁力的计算 4 3.4.2 卸料力、推件力的计算 4 3.4.3 压力机公称压力的确定 4 3.5 压力机的选择 5 3.6 模具刃口尺寸的计算 5 3.7 冲裁模零部件设计 7 3.7.1 弹性元件的设计 7 3.7.2 卸料板 7 3.7.3 落料凹模的设计 8 3.7.4 落料凸模的设计 8 3.7.5 垫板 8 台州科技职业学院毕业设计（论文） 3.7.6 模柄 8 3.7.7 模架的选择 9 3.7.8 螺钉 9 4总结评价 10 致 谢 10 参考文献 11 实际成果 一、产品三维造型 12 二、模具三维造型 12 台州科技职业学院毕业设计（论文） 台州科技职业学院毕业设计（论文） 汽车后纵梁加强板落料模设计 朱 旗 摘要： 本文以汽车后纵梁加强板为设计对象，对该零件的结构工艺进行了分析，确定了合理的冲裁加工工艺方案，针对该方案，最终完成该产品落料模主要零件图及装配图的设计，所加工的产达到实际效果。 关键词： 冷作模具材料 工艺性能 负荷曲线 公称压力 引言 模具是工业生产的重要装备，是国名经济的基础设备，是衡量一个国家和地区工业水平的重要标志。模具在电子、汽车、电机、电器、仪器仪表、家电和通讯 产品制造中具有不可替代的作用，是工业发展的基石。 模具是制造业的重要基础装备，是工业化国家实现批量生产和新产品研发所不可缺少的工具。用模具生产制品所表现出来的高效率、低能耗、高一致性、高精度和高复杂程度是其他任何制造方法所不及的。换句话说，没有高水平的模具就没有高水平的工业产品。模具也是否强盛也反映出一个国家工业的强弱。 1 设计任务分析 零件名称 :后纵梁加强板 生产批量：大批量 材料： BLC 厚度： 1mm 设计加工该工件的冲裁模。 图 1 后纵梁加强板 产品 台州科技职业学院毕业设计（论文） 2 方案的初步选定 在这 次模具设计中，运用三维软件 UG 设计模具造型，用 CAD 技术出图纸，便于加工。 （ 1）使用 UG NX 软件作为落料模设计的软体工具，完成模具三维造型。 （ 2） CAD/CAM 技术的使用， 在工程和产品设计中帮助设计人员担负计算、信息存储和制图等 多 项工作。 （ 3）产品形状结构简单，尺寸较小，落料模具的设计应通过产品的材料选取，工艺性分析开始到凹、凸模、弹性元件、垫板、定位板、卸料装置的设计，模架的选取等一整套流程，完成整套模具设计。 3 方案的详细设计 3.1 零件的工艺性分析 图 2 后纵梁加强板 该零件外形比简单，都是对称的，其厚度为 1mm，厚度较小， 可以考虑采取一次拉深成形的工艺进行加工。 冲裁件的内外形尺寸的经济公差精度一般在 IT11 级以下，落料件公差等级最好低于 IT10 级，当冲裁厚度小于 2mm 的金属板料，其断面粗糙度 Ra 一般可达12.5 到 3.2um。 台州科技职业学院毕业设计（论文） 3.2 零件毛胚的排样图设计 基于工件的基本功能和结构特征可知加工工序为落料。其加工为冲裁加工。 由于此件为批量生产，应选择效率高的级进模，但考虑到级进模复合膜制造成本高且复杂，而此件所 需加工不是也别复杂，又是一个简单的落料模具。根据以上基本工序的性质与数量，进行工序组合与排列，可以确定采用简单的单工序落料模。 在冲压生产中，节约金属和减少废料具有非常重要的意义，较好的确定工件形状尺寸和合理排样是降低成本的有效措施之一。 此件为一个简单的落料工序，材料为 BLC,初步拟定如下排样方法： 图 3 排样 这种方案为有废料的直排，此方案对模具要求比较低，一般精度的 模具即可满足要求，适合本例。故本例采用此方案。 3.3 毛胚压力中心的计算 图 4 毛坯压力中心 台州科技职业学院毕业设计（论文） 该零件是一个标准的对称零件，故图 4中的 A 点即为零件的压力中心。 3.4 冲载力的计算 3.4.1 冲裁力的计算 平刃口冲裁模的冲裁力 F 一般按下式计算： F=Lt b F 冲裁力（ N） L 冲裁周边长度（ mm） t 材料厚度 b 材料抗拉强度（ MPa） 根据材料为 BLC 未退火， b 抗拉强度大于等于 981兆帕得： F=Lt b =PI*(661 10-3) (1 10-3) 981 106=648441N。 3.4.2 卸料力、推件力的计算 一般用下列经验公式计算： 卸料力： FX=KXF 推件力： FT=nKTF F 冲裁力 n 同时梗塞在凹模内的工件数 n=h/t h 凹模高度 t 材料厚度 可知 KX=0.07， KT=0.055，卸料力， FX =45391N， 推件力 FT=82028N。 3.4.3 压力机公称压力的确定 FZ=F+FT=64844+82028=146872N。 台州科技职业学院毕业设计（论文） 3.5 压力机的选择 压力机应选用合适压力机，但是条件有限只能选用 YF27-315 的型号。其技术参数如下： 公称压力： 3150KN 回程力： 450KN 滑块行程： 880mm 最大开口高度： 1250mm 液压垫公称力： 1250KN 液压垫行程： 300mm 滑块运行速度： 空程下行 150mm/s 工作 8-14mm/s 回程 110m/s 液压垫运行速度： 上升 40mm/s 工作台尺寸： 1260*1200（ mm*mm) 液压垫尺寸： 900*900（ mm*mm) 外形尺寸： 3200*2200*4200（ mm*mm*mm) 电动机功率： 30KW 机器总重量： 18t 3.6 模具刃口尺寸的计算 落料模的工作部分零件主要包括：凸模、凹模。它们的结构和尺寸设计，对落料件的尺寸精度和粗糙度都有很大的影响。 一、凹模刃口尺寸计算 落料件尺寸标注在外形，根据公式【 1】 计算凹模刃口尺寸： 0 . 0 7 00xDD d 【 1】 式中 D 落料工件基本尺寸， mm； dD 落料凹模的刃口尺寸； mm； 台州科技职业学院毕业设计（论文） 工件公差； mm； d 凹模的制造公差，见表 1，或 IT6 级左右精度， X 磨损系数，见教材表 2.12。 根据上述可得： dD=（ 660.6-1*0.15） 0.0700 =660.45 0.0700 二、凸模刃口尺寸计算 落料件尺寸标注在外形，根据公式【 2】计算凸模刃口尺寸： 0 0 . 0 5 0m i nxDD Zp【 2】 式中 D 落料工件基本尺寸， mm； pD 落 料凸模的刃口尺寸； mm； 工件公差； mm； p 凸模的制造公差，见表 1，或 IT6 级左右精度， X 磨损系数，见教材表 2.12。 Zmin 模具刃口初始间隙，见教材表 2.10。 根据上述可得： dD=（ 660.6-1*0.15-0.13） 0 050.0 =660.32 0 050.0 表 1 台州科技职业学院毕业设计（论文） 3.7 冲载模零部件设计 图 5 落料模具结构图 1、 下模架 2、 下模垫板 3、导柱 4、卸料板 5、导套 6、上模架 7、上模垫板 8、 凹模固定板 9、凹模 10、 凸模 11、压入模柄 12、弹簧 13、 14、螺钉 15、凸模固定板 3.7.1弹性元件设计 弹性元件采用标准件其规格为 30*34， 13 个， 14*40， 2 个 3.7.2 卸料板 图 6 落料模卸料板 该落料采用弹性卸料装置。此卸料板厚度为 23。 台州科技职业学院毕业设计（论文） 3.7.3 落料凹模的设计 如图 7 所示为落料凹模，其高度为 23mm。 图 7 落料凹模 3.7.4 落料凸模的设计 如图 8所示为落料凸模，其高度为 50mm。 图 8 落料凸模 3.7.5 垫板 垫板 分上、下垫板其平面形状尺寸是相同的为 270*270，厚度不同上模垫板为 24mm下模垫板为 18mm。垫板可以通过淬硬，从而避免硬度较低的模座因局部受凸模较大的冲击力而出现凹陷，致使凸模松动的现象 3.7.6 模柄 选择压入式模柄，通过模柄将拉深模的上模固定在压力机滑块上。其设计简图如图 9所示： 台州科技职业学院毕业设计（论文） 图 9 模柄 3.7.7 模架的选择 本次设计选用如图 图 10 所示模架，其有点是受力平衡、结构简单适用于小型件加工。 图 10 模架 3.7.8 螺钉 螺钉分为定位螺钉、导销和退料，我们大多都采用标准件 ，这样为我们提供了很多方便。其设计简图如图 11 所示。 台州科技职业学院毕业设计（论文） 图 11 螺钉 4 总结评价 本文在完成汽车后纵梁加强板产品结构设计的基础上，对其结构特性进行了相应的分析，最终采取了简单落料模冲压，进而确定了排样工艺，计算了条料宽度、材料利用率、压力中心、凸凹模刃口尺寸，最后完成冲压模各工作零件以及结构零件的结构设计。 本模具采用 AUTOCAD、 UG 设计，在毕业设计期间对软件的理解与熟练程度得到了很好的提升。设计时，经过不断的查找和借阅相关的参考资料，不 但提高了个人查阅资料的能力，而且扩阔了我的知识视野。在这次设计过程中，有很多的问题需要独立思考，在用常规的方法解决不了问题时，还要从反向去思考，从而使我的思维能力得到了很大的提高。设计中所涉及到一定的创新设计，给我提供了一个很好的提高应变能力的训练机会。 致 谢 在设计过程中为本人做出指导的陈晓老师等，从课题的选择以及后来的制作，都付出了辛勤的汗水，特别是陈晓老师，在设计过程中给予我很大的帮助，在论文的写作和措辞等方面他也总会以“专业标准”严格要求我，从选题、定题开始，一直到最后论文的反复修改，陈老师始终 认真负责地给予我深刻而细致地指导，帮助我开拓研究思路，精心点拨、热忱鼓励我的毕业论文才能够得以顺利完成。 台州科技职业学院毕业设计（论文） 参考文献 1 翁其金，徐新成 . 冲压工艺及冲模设计 M. 北京：机械工业出版社， 2004.7 2 林玉琼 许华昌等 冷冲压模具设计 华南理工大学出版社 2005.7 3 邓明 . 实用模具设计简明手册 M. 北京： 机械工艺出版社， 2006.1 4 王新华 . 冲压设计与制造实用计算手册 M. 北京：机械