MJC02-002@7702型摩托车转向锁支架冲压模具进行了设计
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机械毕业设计全套
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MJC02-002@7702型摩托车转向锁支架冲压模具进行了设计,机械毕业设计全套
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2008 年毕业设计（论文）选题申报表 指导教师及职称 连建德 工程师 设计（论文）题目 及学生专业 题 目： 摩托车车架 冲压件 模具设计 学生专业：机械工程及自动化 任务及要求 （注：若该题属多位学生共同完成，请注明对每位学生的不同任务及要求） 陈伙炬 ： 摩托车车架 A 类冲压件 模具设计 龚学志 ： 摩托车车架 B 类冲压件 模具设计 林 强练 ： 摩托车车架 C 类冲压件 模具设计 要 求： 1 要进行压力机的选型； 2 要进行模具设计中相关零件的强度计算； 题目来源 实际课题 与往年选题的重复度 无 选题审查意见 年 月 日 注：课题来源分为 ： 实际课题 ； 教师科研项目 ； 学生科研项目 ； 教师科研方向 ； 学生自选课题 ； 教师规定课题。 nts 2008 届毕业设计（论文）题目审查（ 建议） 表 院、系： 机电工程系 毕业设计（论文）题目 基本信息 指导 教师姓名 毕业设计（论文）题目 连建德 摩托车车架冲压件模具设计 指导学生人数 学生所学专业名称 3 机械工程及自动化 毕业设计（论文）题目 审查项目 一、选题合理性 题目与专业培养目标相关程度 很紧密 紧密 不够紧密 不紧密 题目综合运用本专业知识的程度 高 一般 低 题目与生产或教学实际的结合 很紧 密 紧密 不够紧密 不紧密 课题任务 偏重 合适 偏 轻 题目难度 偏难 合适 偏易 对学生接受科研训练及其能力的培养 有利 有点作用 没有作用 结论 选题是否合理 是 否 选题 若有不妥 您的意见如何 专家签名： 二、其他相关事宜 检查项目 填报内容 备注 指导 教师的职称 工程师 指导 教师应由本校讲师、工程师等中级职称及以上有经验的教师担任； 题目来自校外，校外单位应有中级职务以上技术人员承但相应的指导工作。 指导 教师本学期最多指导的学生数 7 一位指导 教师最多指导学生数不宜超过 10 名； 请院系按以下格式填写指导学生数： 普高本科人数 +普高专科人数 +继续教育人数 本届题目与前一届指导题目的重复度与区分度如何？ 由教务处提供前一届毕业设计（论文）的题目汇总 若一题多人，各位学生分工及任务的区分度如何？ 结论 安排是否合理 是 否 安排 若有不妥 您的意见如何 专家签名： nts五 邑 大 学 毕业 设计（ 论文 ） 答辩记录表 毕业设计（ 论文 ） 题目 摩托车车架冲压件模具设计 学 生 姓 名 龚学志 学 号 AP0408408 所 在 院 系 机电工程系 专 业 机械工程及自动化 指导教师姓名 连建德 职 称 工程师 答辩小组成员 答 辩 过 程 简 要 记 录 一、 学生陈述要点 ： 二 、教师提出的问题 及 学生回答 情况： 记录员 _ 答辩小组组长 年 月 日 nts2008 届毕业设计（论文）阶段进展检查表 （ 此表请在 2008 年 4 月 10 日前 填完， 上交到机电工程系办公室余老师处 ） 毕业设计（论文）题目 基本信息 指导 教师姓名 毕业设计（论文）题目 史天录 摩托车转向锁支架模具设计 学生姓名 班级及学号 学生所学专业名称 龚学志 AP0408408 机械工程及自动化 一、 课题进展情况说明 （ 学生 填写） 1、 在大长江集团实习了解了设计题目以及查阅了 相关书籍及相关资料，完成 了毕业 设计 的设计 任务书与开题报告。 2、 根据零件的特点，初步确定加工工艺方案，再由工艺方案确定模具 类型 。 3、 确定模具类型后 根据转向锁支架计算模具各零件尺寸，初步绘制模具图 。 二、课题存在的 问题 /困难及解决办法 （ 学生 填写） 1、 冲裁工艺方案较难确定 ,最后根据大长江实际生产情况且与工程师讨论确定 。 2、对 模具结构不够了解，通过在现场车间实习了解，同时参考有关模具书籍，从而对模具结构有更深的认识 。 3、 模具零件 部分 尺寸 较难计算确定，通过查阅书籍以及向工程师请教来 解决 。 4、 之前对 Pro-E 软件学习还不够深入， 画模具三围图遇到不少问题，通过加深对软件的认识与向同学们请教来解决问题 。 三 、 对指导 教师的要求 和建议 （ 学生 填写） 更加严格要求我们，定期检查毕业设计的进度和质量 ，提供相关资料与帮助 。 四、其他相关情况说明（ 安排是否合理、安排 若有不妥您的意见如何） （ 学生 填写） 安排基本合理，须与指导老师 以及与工程师加强沟通，不懂的地方虚心向他们 请教，抓紧时间，加快设计的进度 ，同时也要保证毕业设计的质量 。 学生签名： 龚学志 时间： 2008-4-15 指导 教师 签名： 时间： 附注： 1、此表请在 2008 年 4 月 10 日前上交到机电工程系办公室余老师 处。 2、 2008 年 4 月 10 日至 4 月 20 日，系里将对学生随机 抽查。 nts 1 毕业论文任务书 院系 机电系 专业 机械工程及 自动化 学 号 AP0408408 姓名 龚学志 1、毕业论文题目： 摩托车车架冲压件模具设计 2、毕业论文任务及要求： 毕业设计任务： 1. 摩托车 7702 转向锁支架 加工 工艺分析 ； 2. 确定冲裁工艺方案 ； 3. 模具类型的确定 ； 4. 模具总体方案设计 ； 5. 模具各零件尺寸计算 ； 6. 用 PRO/E 绘制模具总装配 立体图 ； 7. 设计说明书 1 份（ 10000 字左右） ； 8. 绘制 模具 零件图，装配图 。 技术要求： 1. 组成模具各零件的材料 、 尺寸及 精度 、 形位公差，表面粗糙度及热处理应符合图样要求 ； 2. 模具上模部分沿导柱上 、 下移动应平稳 ，无阻滞现象 ； 3. 凸 、 凹模之间间隙应达到规定要求，且四周的间隙应均匀一致 ； 4. 冲模加工精度至少比冲压件要求精度高两个级别 ； 5. 为确保模具的导向精度 ， 上下模座的导套 、 导柱孔须分别对应设计并同时加工，即须配钻 、 配镗 ； 6. 模具各零件材料力学性能要达到相应要求 ； 7. 各尺寸配合要合符要求 ； 8. 模具要 使用方便 ， 安装、维护简单 。 nts 2 3、毕业论文应完成的项目内容 和指导性进度安排 ： 1.7 1.18： 收集及整理资料； 2.25 3.14：工厂现场参观实习 ,完成开题报告； 3.17 4.4： 车架零件加工工艺分析 与确定工艺方案 ； 4.7 4.11： 模具总体方案设计 ； 4.14 4.25： 模具各零件尺寸计算 与校核 ； 4.28 5.2： 用 PRO/E 绘制出模具图 ； 5.5 5.16：绘制零件图、装配图； 5.19 5.30：检查、修改图纸和说明书，准备答辩； 6.2 6.6：答辩。 4、 主要 参考文献资料： 1 卢险 峰 冲压工艺模具学 M北京：机械工业出版社， 1998 2 吴伯杰 冲压工 艺与模具 M北京： 电子工业出版 3 王芳冷冲压模具设计指导 M北京：机械工业出版社 4 二代龙震工作室 冲压模具设计基础 (二版 )M北京： 电子工业出版社 5 陈锦昌 计算机工程制图 M广州： 华南理工大学出版社 6 李柱 互换性与测量技术 M北京： 高等教育出版社 7 周四新 Pro/ENGINEER Wildfire 2.0 实例教程 M北京： 机械工业出版社2005.7 8 肖祥芷冲压模具设计 M 北京 :电子工业出版社 ,2007.3 院长（ 主任 ） 签发： 指导教师签名： 时间： 年 月 日 时间： 年 月 日 nts 3 毕业论文成绩评定表 院系 机电工 程系 专业 机械工程及自 动化 学号 AP0408408 姓名 龚学志 1、指导教师评语： 指导教师评定成绩： 指导教师签名： 日期： 年 月 日 2、评阅教师评语： 评阅教师评定成绩： 评阅教师签名： 日期： 年 月 日 nts 4 3、答辩成绩： 答辩小组组长签名： 日期： 年 月 日 4、答辩委员会评语： 毕业论文终评成绩： 答辩委员会主任签名： 答辩委员代表签名： 日期： 年 月 日 日 日期： 年 月 日 nts五邑大学 毕业设计开题报告 题 目： 摩托车车架冲压件模具设计 院 系 机电工程系 专 业 机械工程及自动化 学 号 AP0408408 学生姓名 龚 学 志 指导教师 连建德 工程师 开题报告日期 2008 3 8 五邑大学教务处 制 2008年 2 月 nts一、 课题来源及研究的目的和意义 ； 本设计题目由江门大长江集团 (大长江集团有限公司是一家专业生产摩托车的大型企业，公司集研发、制造和销售 于 一体，建有整车车厂、发动机车厂及主要零部件车厂 ，是我国最具规模的摩托车制造企业 )提出，经系指导老师审核通过的 。 本设计题目涉及的 主要 内容是 对冲压模的设计 , 研究目的 是 对大长江公司的模具进行改进设计，同时 使我们 对大学四年所学的专业知识的来个大综合，为我们日后的设计工作做一次完整的演练。 在二十世纪中期甚至更早 ,国外就已经出现很多对模具及模具工业的高度评 价与精辟的比喻 ,例如 : “ 模具是美国工业的基石 ” ； “ 模具是促进社会繁荣富强的原动力 ” (日本 )；“ 模具工业是金属加工的帝王 ” (德国 )； “ 模具是黄金 ” (东 欧 )等。 在二十世纪未 ,中国人才开始认识到其极端重要性 ,作出了科学的评价 : “ 模具工业是现代工业之母 ” (中国 )。 现今 ,全世界模具工业年总产值约为 650 亿美元。其中亚洲地区占到全世界一半的总产值。而在亚洲 ,最高属于日本 ,年产值达 200 亿美元上下。美国的年产值为 50 亿美元。中国也在后来居上 ,现在已经达到 70 亿美元。然而 ,产值并不等同于技术质量。 虽然 我国冲压模具 无论在数量上，还是在质量、技术和 能力等方面都已有了很大发展，但与 发 展 经济需求和世界先进水平相比，差距仍很大，一些大型、精度、复杂、长寿命的高档模具每年仍大量进口，特别是中高档轿车的覆盖件模具，目前仍主要依靠进口。 而 技术含量低的模具已供过于求 ,市场利润空间狭小。近五年来 ,平均每年进口模具约为 11.2 亿美元 ,2003年就进口了近 13.7 亿的模具 ,这还未包括随设备和生产线作为附件带进来的模具。这表示中国大陆模具业的发展潜力仍然很巨大。 这就是这次 研究的意义 。 二 、 国内外在该方向的研究现状及分析 ； 在世界上大多数国家 和地区 ,模具及模具工业早已成为了一个行业 ,有专门的行业组织机构指导和推动模具工业的发 展 。 比如日本有 “ 型技术协会 ”,台湾地区有 “ 台湾模具工业同业公会 ”,我 国有 “ 中国模具工业协会 ”,各省市均有其分 会 。 模具行业已成为一个大行业 ,仅我国的模具企业已达到了数万家之多 。 近年来，我国冲压模具水平已有很大提高。大型冲压模具已能生产单套重量达 50 多吨的模具。为中档轿车配套的覆盖件模具内也能生产了。精度达到 12m，寿命 2 亿次左右的多工位级进模国内已有多家企业能够生产。表面粗糙度达到 Ra1.5m 的精冲模，大尺寸（ 300mm）精冲模及中厚板精冲模国内也已达到相当高的水平。 我国模具 CAD/CAM 技术的发展已有 20 多年历史。由原华中工学院和武汉 733 厂于1984 年共同完成的精神模 CAD/CAM 系统是我国第一个自行开发的模具 CAD/CAM 系统。由华中工学院和北京模具厂等于 1986 年共同完成的冷冲模 CAD/CAM 系统是我国自行开发的第一个冲裁模 CAD/CAM 系统。上海交通大学开发的冷冲模 CAD/CAM 系统也于同年完成。 21 世纪开始 CAD/CAM 技术逐渐普及，现在具有一定生产能力的冲压模具企业基本都有了 CAD/CAM 技术。其中 部分骨干重点企业还具备各 CAE 能力。 模具 CAD/CAM 技术能显著缩短模具设计与制造周期，降低生产成本，提高产品质量，已成为人们的共识。在 “ 八五 ” 、 “ 九五 ” 期间，已有一大批模具企业推广普及了计算机nts绘图技术，数控加工的使用率也越来越高，并陆续引进了相当数量 CAD/CAM 系统。如美国 EDS 的 UG，美国 Parametric Technology公司 Pro/Engineer，美国 CV 公司的 CADSS，以色列公司的 Cimatron 还引进了 AutoCAD CATIA 等软件及法国 Marta-Daravision 公司用于汽车及覆盖件模具的 Euclid-IS 等专用软件。国内汽车覆盖件模具生产企业普遍采用了 CAD/CAM 技术 /DL 图的设计和模具结构图的设计均已实现二维 CAD，多数企业已经向三维过渡，总图生产逐步代替零件 图生产。 在冲压成型 CAE 软件方面，除了引进的软件外，华中科技术大学、吉林大学、湖南大学等都已研发了较高水平的具有自主知识产权的软件，并已在生实践中得到成功应用，产生了良好的效益。快速原型（ RP）传 统的快速经济模具相结合，快速制造大型汽车覆盖件模具，解决了原来低熔点合金模具靠样件浇铸模具，模具精度低、制件精度低，样样制作难等问题，实现了以三维 CAD 模型作为制模依据的快速模具制造，它标志着 RPM 应用于汽车身大型覆盖件试制模具已取得了成功。 围绕着汽车车身试制、大型覆盖件模具的快速制造，近年来也涌现出一些新的快速成型方法 。 例如目前已开始在生产中应用的无模多点成型及激光冲击和电磁成型等技术。它们都表现出了降低成本、提高效率等优点。 三、本课题研究的主要内容 ； 本课题来源于江门大长江集团 , 是摩托车 7702 转向锁支架模具设计 ,与现实生产相结合 ,主要设计零件从坯料到完全成型整个过程的模具 ,本 课题 主要包括以下方面的内容 ： 1. 确定冲裁工艺方案 ； 2. 模具类型的确定 ； 3. 模具总体方案设计 ； 4. 模具各零件尺寸计算 ； 5. 用 PRO/E 绘制模具总装配立体图 四 、 具体研究方案及进度安排和预期达到的目标 ； 具体的研究方案 及进度安排 : 1. 在大长江里进行实习 同时对转向锁支架 加工工艺进行分析 ； 这一阶段的时间为 1.7 3.14。 2. 确定冲裁工艺方案 ,完成总体方案设计 ； 这阶段时间安排为 3.24 4.4。 3. 模具各零件尺寸计算 ,最终完成模具尺寸设计 ； 时间 安排在 3.17 4.25。 4. 绘制模具零件图，装配图 ,用 PRO/E 绘制模具总装配立体图； 时间 安排 为 4.28 5.16。 5. 检查、修改图纸和说明书，准备答辩 。 最后阶段时间为 5.19 5.30 通过工厂工程师帮助与合作讨论 ,预想各阶段可以达到相应的进度及要求 ,能顺利的完成本课题的设计。 nts五 、 预计研究过程中可能遇到的困难和问题，以及解决的措施 ； 预计可能遇到的困难和问题： ( 1 ) 冲裁工艺方案较难确定； ( 2 ) 模具凸、凹 模刃口尺寸的计算； ( 3 ) 用 PRO/E 绘制模具总装配立体图时 对软件操作的困难。 解决措施： ( 1 ) 查阅相关书籍和资料， 观察工厂现场生产 ,从中 寻找 答案， 培养自己的独立分析解决问题的能力 ； ( 2 ) 与同学们共同探讨，找到有效的解决措施 ； ( 3 ) 请教指导老师，寻求解决方法 ； （ 4） 请教 大长江集团里的 工程师，根据 工厂实际情 况，商议解决问题 的办 法 。 六 、 主要参考文献 ； 1 卢险峰模具学导论 M.北京 :化学工业出版社 ,2007.7 2 苏伟模具概论 M. 北京 :人民邮电出 版社 ,2006.4 3 二代龙震工作室 冲压模具设计基础 （二版） M.北京： 电子工业出版社 ,2007.3 4 濮良贵等 .机械设计 M.西北工业大学 .2006 5 万胜狄 .金属塑性成型原理 M.机 械工业出版社 .1995 指导教师评语： 指导教师签字： 检查日期： nts I 摘 要 本 设计 主要 对 7702 型 摩托车转向锁支架 冲压模具 进行了设计 。 结合大长江公司实际生产要求和产品的特点，在厂原有 的 设计上，对模具进行 了改进 设 计。 本 设计 对摩托车转向锁支架加工工艺进行 了 分析，得出 了 最佳加工方案，在充分保证零件质量 与 精度的前提下，选择高生产率的加工工艺，降低生产成本，从而有效 地 节约 了 材料。本设计中使用计算机软件进行 了 辅助设计，在保证高精度的同时简化了传统的繁琐计算过程 ，使设计更为便捷 。 该转向锁 零件从坯料到完全成形，共用到两套模具：冲孔落料复合模 与 弯曲模。 所设计的 两套模具较为典型，也具有一定 的代表性。 本 设计的重点与难点是 对 凸 、 凹模刃口尺寸的计算，因为它 将 直接影响零件的 质量 。 关键词 冲压模具 ； 复合模 ； 辅助设计 ； 模具结构 nts II Abstract The design mainly studies the stamping die for the nog of turning lock, 7702- motorcycle. Unite the actual production requirements and product characteristics of Great River Corporation, under the original design of the factory, carries on the innovative design to the die. The design carries on the craft analysis to the nog of turning lock, obtains the best working scheme. In the full guarantee of the components quality and the precision, of reducing the production cost, the high productivity processing craft is choosen. The design uses the computer-aided design software to ensure high-precision while simplifying the calculation of traditional and cumbersome process to simplify the design. The nog of turning lock from the blanks to complete forming has two sets of mold aggregately: the punching-blanking compound die and the bending die. The two sets of molds are typical and have certain representations. The keystone and nodus of this design are the account of the knife-edge of the protrude die and the concave die as it would aflect the quality of the accessory straightly. Key words stamping die compound die aided design die structure nts III 目 录 摘 要 . I Abstract . II 第章 绪论 . 1 1.1 课题来源和研究意义 . 1 1.2 国内外在该方向的研究现状及分析 . 1 1.3 本课题研究的主要内容 . 2 1.4 本章小结 . 2 第 2 章 摩托车 7702 转向锁支架加工工艺综合分析 . 3 2.1 摩托车 7702 转向锁支架加工工艺要求 . 3 2.2 零件图分析 . 3 2.3 冲压工艺性审查 . 4 2.4 冲压件经济性和先进性分析 . 4 2.5 工艺方案的确定 . 4 2.6 本章小结 . 5 第 3 章 落料冲孔复合模的设计 . 6 3.1 冲压件的工艺分析 . 6 3.2 排样 . 6 3.3 计算冲压力 . 6 3.3.1 落料力 . 6 3.3.2 冲孔力 . 6 3.3.3 落料时的卸料力 . 7 3.3.4 冲孔时的推件力 . 7 3.4 确定模具压力中心 . 7 3.5 计算凸、凹模刃口尺寸 . 7 3.5.1 冲孔凸、凹模刃口计算 . 7 3.5.2 落 料凸、凹模刃口计算 . 8 3.6 凸模、凹模、凸凹模的结构设计 . 9 3.7 模具总体设计及主要零部件设计 .11 3.7.1 模具总 休装配设计 .11 3.7.2 卸料橡皮垫的设计计算 . 14 3.7.3 模柄设计 . 15 3.7.4 模架设计 . 15 3.7.5 垫板设计 . 15 3.7.6 凸模、凸凹模固定板设计 . 15 3.7.7 卸料板设计 . 16 nts IV 3.7.8 推件装置设计 . 16 3.7.9 模具的闭合高度 . 16 3.8 冲压设备的选择 . 16 3.8.1 公称压力的选择 . 16 3.8.2 行程次数 . 17 3.8.3 滑块行程（ S） . 17 3.8.4 闭合高度 . 17 3.8.5 工作台面尺寸 . 18 3.8.6 模柄孔尺寸 . 18 3.9 本章小结 . 18 第 4 章 弯曲模设计 . 19 4.1 弯曲件工艺分析 . 19 4.2 弯曲工艺计算 . 19 4.2.1 弯曲件回弹值的计算 . 19 4.2.2 弯曲力的计算 . 20 4.3 弯曲模零件设计计算 . 21 4.3.1 弯曲模工作部分尺寸计算 . 21 4.3.2 弯曲模其他零件的设计和选用 . 22 4.3.3 弯曲模闭合高度的设计计算 . 23 4.4 冲压设备的选择 . 23 4.4.1 公称压力的选择 . 23 4.4.2 行程次数 . 23 4.4.3 滑块行程（ S） . 24 4.4.4 模具闭合高度 . 24 4.4.5 工作台面尺寸 . 24 4.4.6 模柄孔尺寸 . 24 4.5 模具总装配及其零部件设计 . 25 4.5.1 模具总装配图设计： . 25 4.5.2 凹 模（尺寸）设计 . 27 4.5.3 凸模（尺寸）设计 . 28 4.5.4 模架设计 . 28 4.5.5 凹模固定板设计 . 28 4.5.6 凸模固定板设计 . 28 4.5.7 模柄的设计 . 28 4.6 本章小结 . 29 结 论 . 30 参考文献 . 31 nts V 致 谢 . 32 nts 1 第章 绪论 1.1 课题来源和研究意义 本设计题目由江 门大长江集团提出，经系指导老师审核通过的。本设计题目涉及的主要内容是对冲压模的设计 , 研究目的 是 在厂原有的基础上，对模具进行 改进 设计，提高产品质量与效益 。 在二十世纪中期甚至更早 ,国外就已经出现很多对模具及模具工业的高度评价与精辟的比喻 。 例如 : “ 模具是美国工业的基石 ” (美国 )； “ 模具是促进社会繁荣富强的原动力 ” (日本 )；“ 模具工业是金属加工的帝王 ” (德国 )；“ 模具是黄金 ” (东 欧 )等。 在二十世纪未 ,中国人才开始认识到其极端重要性 ,作出了科学的评价 :“ 模具工业是现代工业之母 ” (中国 )。 现今 ,全世界模具工业年 总产值约为 650 亿美元 ， 其中亚洲地区占到全世界一半的总产值。而在亚洲 ,最高属于日本 ,年产值达 200 亿美元上下。美国的年产值为 50 亿美元。中国也在后来居上 ,现在已经达到 70 亿美元。然而 ,产值并不等同于技术质量。 虽然 我国冲压模具无论在数量上，还是在质量、技术和 能力等方面都已有了很大发展，但与 发 展 经济需求和世界先进水平相比，差距仍很大 。 一些大型、精度、复杂、长寿命的高档模具每年仍大量进口，特别是中高档轿车的覆盖件模具，目前仍主要依靠进口。 而 技术含量低的模具已供过于求 ,市场利润空间狭小。近五年来 ,平均每年进口模具约 为 11.2 亿美元 ,2003 年就进口了近 13.7 亿的模具 ,这还未包括随设备和生产线作为附件带进来的模具。这表示中国大陆模具业的发展潜力仍然很巨大。 这就是这次 研究的意义 。 1.2 国内外在该方向的研究现状及分析 在世界上大多数国家和地区 ， 模具及模具工业早已成为了一个行业 ， 有专门的行业组织机构指导和推动模具工业的发 展 。 比如日本有“型技术协会 ”， 台湾地区有“台湾模具工业同业公会 ” ， 我国有“中国模具工业协会 ” ,各省市均有其分 会 。 模具行业已成为一个大行业 ，仅我国的模具企业已达到了数万家之多。 近年来，我国冲压模具水平已 有很大提高。大型冲压模具已能生产单套重量达 50 多吨的模具 ， 中档轿车配套的覆盖件模具 和 多工位级进模 也能生产了。 模具 精度达到 12m，寿命2 亿次左 右 。表面粗糙度达到 Ra1.5m 的精冲模 、 大尺寸（ 300mm）精冲模及中厚板精冲模国内也已达到相当高的水平。 我国模具 CAD/CAM技术的发展已有 20 多年历史。由原华中工学院和武汉 733 厂于 1984年共同完成的精 冲 模 CAD/CAM 系统是我国第一个自行开发的模具 CAD/CAM 系统。华中工学院和北京模具厂等 在 1986 年共同完成的冷冲模 CAD/CAM 系统是我国自行开 发的第一个冲裁模 CAD/CAM 系统。上海交通大学开发的冷冲模 CAD/CAM 系统也于同年完成。 21 世纪开始 ， CAD/CAM 技术逐渐普及，现在具有一定生产能力的冲压模具企业基本都有了CAD/CAM 技术 ， 其中部分骨干重点企业还具备各 CAE 能力。 nts 2 模具 CAD/CAM 技术能显著缩短模具设计与制造周期，降低生产成本，提高产品质量，已成为人们的共识。在 “八五 ”、九五 “期间，已有一大批模具企业推广普及了计算机绘图技术，数控加工的使用率也越来越高，并陆续引进了相当数量 CAD/CAM 系统。如美国 EDS 的 UG，美国 Parametric Technology 公司 的 Pro/Engineer，美国 CV 公司的 CADSS，英国 DELCAM公司的 DOCT5，日本 HZS 公司的 CRADE 及 space-E, 以色列公司的 Cimatron 还引进了AutoCAD CATIA 等软件及法国 Marta-Daravision 公司用于汽车及覆盖件模具的 Euclid-IS 等专用软件。国内汽车覆盖件模具生产企业普遍采用了 CAD/CAM 技术 /DL 图的设计和模具结构图的设计均已实现二维 CAD，多数企业已经向三维过渡，总图生产逐步代替零件图生产。在冲压成型 CAE 软件方面，除了引进的软件外，华中科技术大学、吉林大学 、湖南大学等都已研发了较高水平的具有自主知识产权的软件，并已在 实践中得到成功应用，产生了良好的效益。快速原型（ RP）传统的快速经济模具相结合，快速制造大型汽车覆盖件模具，解决了原来低熔点合金模具靠样件浇铸模具，模具精度低、制件精度低 和 制 造 难等问题，实现了以三维 CAD 模型作为制模依据的快速模具制造 。 它标志着 RPM 应用于汽车身大型覆盖件试制模具已取得了成功。 围绕着汽车车身试制、大型覆盖件模具的快速制造，近年来也涌现出一些新的快速成型方法 。 例如 ， 目前已开 始在生产中应用的无模多点成型及激光冲击和电磁成型等技术。它们都表现出了降低成本、提高效率等优 点 。 1.3 本课题研究的主要内容 1.摩托车 7702 转向锁支架 冲裁工艺方案 ； 2.模具总体方案设计 ； 3.模具各零件尺寸计算 ； 4.模具 总装配图与 三维图绘制。 1.4 本章小结 本章从国内外 当今模具的 发展状况这个角度介绍了课题的 研究意义，在此基础上提出课题 设计 的任务。 nts 3 第 2 章 摩托车 7702 转向锁支架加工工艺综合分析 2.1 摩托车 7702 转向锁支架 加工工艺要求 摩托车转向锁支架零件图如 图 2-1所示，材料为 Q235，材料厚度 t 3mm，已知年产量 8000件，为大批量生产 。 要求表面无划痕 、 孔不允许严重变形 、 冲口无毛刺 、 弯曲无裂纹。 设计其冲压模 ， 确定冲压工艺方案。 （ Q235 材质的屈服强度是 235MPa，抗拉强度约是 375-460MPa，具有良好的塑性，其冲裁 、 成形加工性较好 。） 图 2-1 摩托车 7702 转向锁支架 零件图 2.2 零件图分析 该件为带孔的两直角对称弯曲件，尺寸精度要求不高，由冲裁和弯曲即可成形。冲压难nts 4 点在于两角弯曲回弹会较大，使得制件会有一点变形 ，通过模具措施可予以控制。 2.3 冲压工艺性审查 在分析冲压工艺性的基础上，其审查内容见下表所示： 表 2-1 冲压工艺性审查表 工艺性项目 冲压件工艺性状 工艺性允许值 工艺性评价 冲裁工艺性 1.形状 落料 冲孔圆孔 7, 18.2 2.落料圆角 R2 0.5t=1.5 大于工艺允许 最小值，可以加工 3.孔边距 对 2 7 1.5t=4.5 最小孔边距 9.3 t=3 4. 精度 2 7 孔距 50 0.3 是 IT9 中心孔 0.150.0518.2是 IT10 IT14 弯曲工艺性 1.形状 U 形件，两角弯曲，对称 2.弯曲半径 R3 3.直边高度 弯曲内角 12.3 2t=6 4.孔边距 距 7 孔边 9.3 2t=6 5.精度 IT14 由以上分析可知， 该零件的工艺性较好，可以冲压加工。 2.4 冲压件经济性和先进性分析 冲压是该件最好的加工方法。由于批量较 大 ， 为提高生产率，宜采用复杂一点的组合工序。 2.5 工艺方案的确定 方案一：首先整体落料，再冲孔，最后进行弯曲 ； 方案二：落料弯曲复合，最后进行冲孔 ； 方案三：落料冲孔复合，最后进行弯曲。 上述三方案的综合比较见下表： nts 5 表 2-2 冲压工艺方案比较表 项 目 方案一 方案二 方案三 模具数量 三套 二套 二套 制件质量 有回弹，可控制 有回弹，不易控制 形状尺寸精度较好，有回弹，可控制 生产率 较低 较高 较高 模具寿命 结构简单，较好 根据上表比较，选定方案 三 。由于冲压件弯曲尺寸精度均为 IT14，方案三回弹可控制，对 其影响不大 。同时， 采用落料冲孔复合，这样在提高生产率的同时也 很好地 保证冲孔与外形尺寸精度。 2.6 本章小结 本章 分析了摩托车转向锁支架整体加工工艺性， 对其工艺性进行审查，并对冲压件进行了经济性与先进性分析，最后 确定 工艺 方案。 nts 6 第 3 章 落料 冲孔复合模的设计 3.1 冲压件的工艺分析 该冲孔落料件结构较为简单 ，由直线与圆弧组成 。 由零件图可知，该件的经济精度为 IT14，符合冲裁精度要求，精度要求能够在冲裁加工中得到保证，一次冲压成形。其尺寸 要求 、生产批量等情况，也均符合冲裁的工艺要求。 3.2 排样 结合大长江实际生产情况，决定采用直排的排样方案 ,如下图 3-1 所示： 图 3-1 排 样 图 由 文献 3， 表 3-13可知 ： 搭边值 a1=2.5mm， a=3mm。 冲压件面积由 AutoCAD 软件计算得为 3705.47mm2,条料宽度 b=90.71+2 3=96.7mm， 进距 h=69.7mm， 所以一个进距的材料利用率为 ： 3 7 0 5 . 4 6 9 3 7 0 5 . 4 6 91 0 0 % 1 0 0 % 5 4 . 9 4 %* 6 7 4 4 . 5 5 5 4Xbh （ 3-1） （注：由于 是根据大长江集团实际设计的，多出来的废料可以用来冲压其它的零部 件，这样可以让 材料 利用率达到更高，所以没有采取其它的排样方案。） 3.3 计算冲压力 3.3.1 落料力 P1=Ltb=(286.48+57.18) 3 400=412.4 KN （ 3-2） 3.3.2 冲孔力 P2 Ltb=(2 21.99) 3 400=52.8 KN （ 3-3） nts 7 3.3.3 落料时的卸料力 Pr=KrP1 （ 3-4） 由文献 3， 表 3-11：取 Kr 0.04,故 Pr 0.04 412.4 16.5 KN （ 3-5） 3.3.4 冲孔时的推件力 取 h=9mm， 则 n=9/3=3。 由文献 3， 表 3-11， 取 Kp 0.045， 故 Pt nKp2P=3 0.045 52.8=7.13 KN （ 3-6） 冲压力 P0 P1 P2 Pr Pt 488.83 KN （ 3-7） 初步选择 630 KN 冲床。 3.4 确定模具压力中心 图 3-2 冲裁力分析图 以中间圆圆心为原点，建立 如上图 3 2 所示 坐标系 XOY。 由于零件图较为复杂，用计算法难以确定模具压力中心，模具压力中心通过 AutoCAD 计算出来，通过软件计算得模具压力中心坐标为0x=0.56，0y= 0.06， 计算得的模具压力中心与冲压件中心圆圆心十分相近 。在不影响冲裁精度与安全生产的前提下，本设计直接用冲压件中心圆圆心来当做模具压力中心，方便设计。 3.5 计算凸、凹模刃口尺寸 3.5.1 冲孔凸、凹模刃口计算 对冲孔采用凸、凹模分开的加工方法，其凸、凹模刃口部分尺寸计算如下： 冲 18.2mm 孔， 由文献 3， 表 3-5可知： Zmin=0.46,Zmax =0.64, Zmax Zmin=0.64 0.46 0.18mm （ 3-8） nts 8 由文献 3， 表 3-7得凸凹模制造公差：p=0.02mm, d=0.025mm 校核： Zmax-Zmin 0.18mm （ 3-9） p+d=0.045mm （ 3-10） 满足 Zmax-Zmin p+d的条件。 由文献 3， 表 3-8得因数 x=0.75，则 dp=(18.25+0.75 0.1) 000 .0 2 0 .0 21 8 .3 3（ 3-11） dd=(18.325+0.46) 0 .0 2 5 0 .0 2 5001 8 .7 8 5（ 3-12） 冲 7 孔， 由文献 3， 表 3-5得 ， Zmin=0.46， Zmax =0.64, 则 Zmax Zmin=0.64 0.46 0.18mm （ 3-13） 由文献 3， 表 3-7得凸凹模制造公差：p=0.02mm，d=0.020mm 校核： Zmax Zmin 0.18mm （ 3-14） p+d=0.04mm （ 3-15） 满足 Zmax Zmin p+d的条件。 由文献 3， 表 3-8得因数 x=0.5，则 pd=(6.7+0.5 0.6) 002.00 02.0 7 （ 3-16） pd=(7+0.46) 02.0002.00 46.7 （ 3-17） 3.5.2 落料凸、凹模刃口计算 对外轮廓的落料，由于形状较复杂，故采用配合的加工方法 。 其凸、凹模刃口部分尺寸计算如下： 当以凹模为基准件时，凹模磨损后，刃口 尺寸 有的增大，有的减小 。 增大尺寸有 ： 00.833.4， R 00.613.1， R 03.015.2 ，它在冲孔凸模上相当于落料凹模尺寸，故按一般落料凹尺寸公式计算。 由文献 3， 表 3-8得因数 x 为：对 00.833.4、 00.839.8， 0.50 时， x=0.5； 对 R 0.6.01.13 、R 03.015.2 ， 0.24 时， x=0.5， 所以有 33.4d=(33.4-0.5 0.8) 0.8/40=33 0.20（ 3-18） 39.8d=39.8-0.5 0.8) 0.8/40=39.4 0.20（ 3-19） R13.1d=(13.1-0.5 0.6) 0.6/40=12.8 0.150（ 3-20） R2.15d=(2.15-0.5 0.3) 0.3/40=2 0.0750（ 3-21） nts 9 减小尺寸有 ： R4.8 0.04、 R9.7 0.06、 R12.5 0.06、 R21.2 0.06， 按冲孔凸模尺寸公式计算。 由文献 3， 表 3-8得因数 x 为： 0.24 时， x=0.5， 所以有 R4.8d=(4.8+0.5 0.4) 04/4.0 501.0（ 3-22） R9.7d=(9.7+0.5 0.6) 04/6.0=10015.0（ 3-23） R12.5d=(12.5+0.5 0.6) 04/6.0=12.8015.0（ 3-24） R21.2d=(21.2+0.5 0.6) 04/6.0=21.5015.0（ 3-25） 由文献 3， 表 3-5得 Zmin 0.460mm,凸模尺寸按凹模实际尺寸配做，保证双边间隙 为0.460mm， 具体零件尺寸看零件图。 3.6 凸模、凹模、凸凹模的结构设计 三个冲孔的圆形凸模，由 于模具需要在凸模外面装推件块，因此设计成直柱的形块。尺寸标注如 下图 3-3 所示。 大凸模 小凸模 图 3-3 凸模零件图 凹模的刃口形式，考虑到生产批量较大，所以采用刃口强度较高的凹模，如图 3-4 所示的刃口形式。凹模的外形尺寸， 由文献 3， 式 4-7，式 4-8计算： H kb=0.35 90.71=31.7mm,取 H 32mm,C=1.5H=48mm,尺寸标注如 下 图所示： nts 10 图 3-4 凹模零件图 本模具为复合冲裁模，因此除冲孔凸模和落料凹模外，还会有一个凸凹模。凸凹模是本复合模中的关键零件，由于它担负着内、外形尺寸的限制，刃口高度 h 值更不宜过大，否则会因积料较多而增大对内壁的胀力和摩擦力。凸凹模的结构简图如下图 3-5 所示。校核凸凹模的强度： 由文献 3， 式 4-7得凸凹模的最小壁厚 m=1.5t=4.5mm,而实际最小壁厚为 9.3 mm,故符合强度要求。刃口高度 h 取为 9，为冲压零件厚度的三倍，高度适 中 。 凸凹模的外刃口尺寸按凹模尺寸配制并保证双面间隙为 0.460mm。凸凹模两小孔 中心与边缘距离尺寸 12.8mm的公差，应比零件图所标精度高 3 4级，即定为 12.8 05.005.0。 同理中心大孔与上下边缘距离尺寸定为 45.35 08.008.0,左右边缘距离尺寸定为 36.36 08.008.0。 nts 11 图 3-5 凸凹模零件图 3.7 模具总体设计及主要零部件设计 3.7.1 模具总 休 装配 设计 该复合冲裁模将凹模及小凸模装在上模上，为典型的倒装结构 。 两个导料销控制条料送进的导向，固定挡料销控制送料的进 距。卸料采用弹性卸料装置，弹性卸料装置由卸料板、卸料螺钉和弹性橡胶组成。冲制的工件由推杆、推板、推销和推件块组成的刚性推件装置推出。冲孔的废料可通过凸凹模的内孔从冲床台面孔漏下。 滑块带动上模回升时，卸料装置将箍在凸凹模上的条料卸下，推件装置将卡在落料凹模与冲孔凸模之间的冲件推落在下模上面，而卡在凸凹模内的冲孔废料是在一次次冲裁过程中由冲孔凸模逐次向下推出的。将推落在下模上面的冲孔件取走后又可进行下一次冲压循环。 nts 12 1-内六角圆柱头镙钉； 2-卸料镙钉； 3-导柱； 4-橡皮； 5-定位销； 6-导套 ； 7-打 料销； 8-打料板； 9-内六角圆柱头镙钉； 10-
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