关 键 词：

地板 后纵梁 加强 冲压 模具设计 复合 NX 三维 21 CAD

资源描述：

前地板后纵梁加强板冲压模具设计-复合模含NX三维及21张CAD图,地板,后纵梁,加强,冲压,模具设计,复合,NX,三维,21,CAD

内容简介：

摘 要本次设计是对前地板后纵梁加强板零件进行冲压模的工艺设计。在设计过程中采用的是复合模加工，设计步骤是对前地板后纵梁加强板零件的加工流程进行全面的分析和整理，确定其冲压加工的各项参数和注意事项。首先，确定该制品采用冲压模具加工的可行性，以及加工过程中的相关内容及注意事项。通过对制品的零件图进行分许，确定制品的加工各项参数、加工材料以及加工方式，最终确定冲压加工的流程为落料冲孔；弯曲成型。再对模具加工过程中的各项参数进行计算、各项冲压流程进行设计、确定模具的冲压机。在此基础上采用CAD、UG等软件对该模具的装配图进行设计绘制。通过本次前地板后纵梁加强板零件冲压模具的设计对大学所学的只是进行回顾，对模具设计中的各项软件使用可以更加熟练，为之后的工作和学习打下了坚实的基础。关键词：冲压模设计；前地板后纵梁加强板零件；复合模；AbstractThis design is the stamping die process design for the front floor and rear longitudinal beam reinforcement plate parts. In the design process, the compound die processing is used. The design step is to comprehensively analyze and sort out the processing flow of the front floor and rear longitudinal beam reinforcement plate parts, and determine the parameters and precautions of the stamping processing.First of all, the feasibility of stamping die processing, as well as the related contents and precautions in the process of processing are determined.According to the parts drawings of products, the processing parameters, processing materials and processing methods of products are determined. Finally, the stamping process is determined as blanking punching; bending forming. Then the parameters of the die processing process are calculated, the stamping process is designed, and the stamping machine of the die is determined. On this basis, CAD, UG and other software are used to design and draw the assembly drawing of the die.Through the design of the stamping die for the front floor and rear longitudinal stiffener, what we have learned in the university is only a review. We can be more skilled in the use of various software in the die design, which lays a solid foundation for the work and study after that.Keywords: stamping die design; front floor and rear longitudinal stiffener parts; compound die;目 录第一章 绪论11.1 冲压模发展现状11.2 冲压模具行业的发展趋势21.2.1 CAD等相关绘图技术的全面推广21.2.2 模具相关标准和检测设备的完善21.2.3 模具加工设备的发展进步21.2.4 模具相关专用技术发展31.3 国内冲压模具的现状31.4 国外模具工业的发展情况41.5 模具行业的发展前景41.6 我国冲压模具存在问题51.6.1 人才缺失51.6.2 供给不匹配61.6.3 配套设备较差加工精度不足61.7 课题来源与意义62 冲压工艺分析72.1 材料分析72.2 零件工艺分析82.3 毛坯的尺寸计算82.4 排样设计92.4.1 排样原则92.4.3 送料步距113.4.2条料宽度112.4.4 材料利用率的计算113 工艺计算133.1 落料冲孔力计算133.1.1 冲裁力的计算133.1.1 模具总冲压力143.2 压力中心计算143.3 冲床选用153.3 弯曲工艺的工艺力163.3.1 弯曲力163.3.2 成型力的计算173.3.3 弯曲模具总冲压力173.3.4 压力中心计算173.3 冲床选用174 模具零件尺寸计算184.1 模具冲裁间隙184.2 计算凸凹模工作部分尺寸：194.3弯曲部分刃口尺寸计算21第五章 复合模的设计245.1 凹、凸模板尺寸245.1.2凸模固定板的尺寸设计255.1.3 凸凹模固定板的尺寸设计265.1.4 凸模设计275.1.5 落料冲孔凸凹模285.2垫板选用295.3卸料机构305.4定位零件设计305.5 紧固件315.6 模架及模座确定31第六章 弯曲模具零部件设计与选择326.1 凹模设计326.1.1凹模设计326.1.2 凸模设计326.1.3 凸模固定板设计326.1.4 凹模固定板设计336.2 定位零件346.3 紧固件346.4 上下模座的选用34结 论35致 谢36参考文献37V第一章 绪论从我国的工业化发展以来，国内的模具相关产业发展得十分的迅速，无论是对国内经济的发展还是人民生活水平和物质水平的提高都有着十分重大的意义，给国内的经济提供了十分庞大的动力，在我国的模具制造产业的发展是相当迅速的，这对社会的影响也是十分巨大的，同时近几年的时间里面，随着计算机信息产业的发展与壮大，对我国模具制造行业也产生了非常大的积极促进作用，其中以冲压模具相关产业技术领先的相关机械行业的生产技术的发展，能够有效的对我国社会的发展起到正面的促进作用。在国内的制造业的发展和壮大的历程里，模具的生产技术和工艺水平的发展对其起到了十分重要的作用，其中冲压模具生产加工技术，是目前行业内模具生产的最为重要的生产技术。模具作为生产加工过程中十分普遍的基础性加工设备，是国家经济的根本。在目前的生产工业中，生产中的各种零部件基本都是采取冲压、注塑等加工方法完成的。大部分的加工生产行业（如日用品、机械、列车、飞机、电子电器等）的进步都与模具产业的进步和发展有着不可分割的关系。模具在目前的工业生产中起着十分重要的作用。根据不完全的统计表明，国内的模具年生产量仅仅能满足市场需求的60%-70%，还有绝大部分的加工难度很大的零部件和产品都是需要通过国外进口的方式满足市场的需求。所以，未来还是存在非常大的发展空间。1.1 冲压模发展现状近几年来，随着社会工业的不断发展，我国的冲压模具无论是产品的产量上还是类型上以及制品的品质上都有了极大的提升。这极大的丰富了我国社会产品类型，处境了社会工业的发展，尤其在以下几个方面有变现尤为突出3-5：1.产品的品质和质量越来越好2.产品的类型丰富多彩3.加工技术越来越先进4.与模具相关的行业如检测、材料等有了十分显著的提升。最近几年的时间里，我国虽然在冲压模具的行业上有了显著的提升，然而与国外时相比还有的大的差别6：1.模具使用寿命2.模具的精密度3.大型精密仪器技术欠缺4.模具加工材料性能5.加工行业的标准化水平1.2 冲压模具行业的发展趋势1.2.1 CAD等相关绘图技术的全面推广目前，在国外一些发达国家里面，冲压模具加工和制造很早以前就对CAD等绘图技术进行了普及。然后，由于我国先进的模具生产过来说存在起步晚的、技术优势较低的特点，所以相对来说我过在软件应用和开发的方面与发达国家还是有较大的差距，还有很多先进的技术没有普遍的应用大模具工业中。然而，国内的发展脚步相对来说也是十分迅速的，已经逐渐的推广和普及相关的CAD等绘图技术。目前就国内的模具行业来说，在汽车加工制造行业中使用的普遍，CAD等技术也会使用在这其中，会使得行业的发展更加的先进化，同时生产加工的产品精密度也会更高。1.2.2 模具相关标准和检测设备的完善随着模具含量的不断发展，行业的规范性也会更加的，相关零件的指标也会越来越要求严格，这不断完善的过程必不可少的是相应的检测设备的配套。随着我国模具行的也不断发展，同时对产品质量要求的不断提高，此外模具产品的精密及复杂度的不断升高，所以相对来说模具的检测设备也随之有了更大的需求。目前在其他的一些发达国家里面都采用了比较高精密度的三坐标测量机，可以对生产出来的模具进行非常高紧密的检测，可以很好的保证模具的性能和品质。这能够很好的保证模具的品质，促进行业的发展。随着我国模具行业的不断发展和壮大，该类型的检测设备不就的将来也会在我国得到普遍的应用1.2.3 模具加工设备的发展进步在模具行业的进步过程当中，模具生产加工设备的进步是必不可少的一个发展过程，就目前的情况来说，我国的模具行业的生产零部件大部分还是存在着精密度不足的情况，伴随我国经济的不断进步与发展，国内的模具相关的生产设备也会不断的进步，特别实在高速化、自动化方面会有很大的进步。1.2.4 模具相关专用技术发展在模具生产加工过程中，其中有两方面的技术如材料的处理水平和表面的加工水平是十分重要的，在材料方面，我国目前对于材料的加工方式还是非常的单一，这使得我过我的模具性能很难有很大的突破。另一方面是表面的处理水平，相关的技术在我国发展还是相对比较慢的，需要我们不断的投入人力和财力进行改进。从国内开始进入工业化的发展到至今，模具在国内的地位就已是非常的高，一直以来就受到了行业的关注。而模具的加工制造水平一直以来就与人们的生活生产息息相关，具有十分重要的地位。同时未来也会有很大的空间，所以我们必须要强化冲压相关的技术的研发和实践，促进模具在国内的发展，通过模具来推动我国的经济社会发展。1.3 国内冲压模具的现状从改革开发以来，模具工业早就已经成为了判断一个国家工业发展能力的一个必不可少的指标，在各行各业中都有了非常广泛的使用，对人们生活水平的提高也具有十分重要的意义。目前，随着经济的不断发展，人们的生活水平的提高，对于模具产品的需求也在不断的前进的过程中，所以，为了能够很好的配合社会的发展，模具相关行业也要不断的创新和发展。国内的模具行业在醉经几年中取得了非常大的进步，也朝着自动化、智能化在进步，其主要表现在以下几点：(1)相关软件的应用模具产品，从产品思路的建立，到最后得到完整的产品的过程是非常复杂的，需要各个不同的相关技术进行配合。随着社会的不断进步，国内在冲压模具设计领域投入的也越来越大，其主要表现在CAD等相关软件技术的引入和普及。该技术的引入能够大大的提高模具产品的精密度，并且让模具想着复杂化和自动化进行迈进。(2) 适用性更强的材料更新随着模具行业的不断发展，行业相关从业企业也发现材料的选择在模具行业中的重要性，随着需求的不断增加，材料行业也不断的发展，不断的有新的材料的涌现，选择适用性更改的材料一方面能够提高生产过程中的加工性能和加工效率，另一方面也可以很好的提高加工得到零部件的使用性能，所以对材料的有和升级是未来的模具行业发展的一个重要的方向。(3) 智能化、自动化水平的进步随着计算机信息行业的不断进步和发展，对整个社会的改变都是非常巨大的，这其中也包括模具行业，模具行业的自动化升级能够有效的提高行业的生产加工效率，减少人力资源的投入，另一方面也可以很好的控制由于人工误差带俩的产品个体之间的差异，在模具的研磨抛光阶段，由于模具的外观越来越受到人们的看重，该步骤在我国目前的行业中主要是采用的人工的方法进行抛光的，这种方式的加工具有效率相对低下，质量也比较差的特点，自动抛光的引入就能够非常好的解决这一问题。(4) 标准化随着一些新的产业加工技能在行业中的采用，很多国外的现将生产加工国家的标准间已经能够达到80%以上，我国的标准才才40%左右，这是未来我国的一种重要的发展方向此外，从模具增各行业来看，未来在加工精度、中高档模具方面都会有很大的发展，同时模具的寿命也是一个非常重要的方向，总而言之，未来的模具会朝着更搞下哦、更加绿的、更加经济的大方向进步。1.4 国外模具工业的发展情况国外的发达国家里面，相对国内来说具有起步早、技术先进的特点，所以相对来说发展的很快。尤其是在设计水平和材料选择的控制上。淬火而后身高至中温或低温在进行回火，这个国外模具中非常常见的处理手段，改加工的方法相比较来说，其方法简单，如果加工的材料悬着合适的话，能够满足使用性能的要。国外冲压模具行业的脚步相对靠前，所以相对来来说材料选择已经形成了体系，可是我国目前还没有研究出适合的专门的材料，各企业的材料选择不统一，没有形成体系，这大大的影响了模具的寿命21-23。1.5 模具行业的发展前景现阶段，随着社会需求的不断复杂，因此相较于传统的模具行业来说，现代的模具加工生产上对形态和结构的需要会相对较为复杂，此外其对加工生产的技术要求相对较高，因此采用常规的加工生产方式并不能很好的满足市场的需求，必须要通过现代的相机计算机水平与模具相结合之后，才能满足社会的发展。此外，市场对于模具的需求特点也体现在产品的更新换代快，竞争十分激烈。所以必须提高生产加工周期，才能很好的满足市场需求。其中模具的发展主要体现在以下几个方面。1、精度要求更高模具的精度对产品的品质有十分重要的影响，目前市面上对于模具的精度不断增强，因此，在加工生产中要采用相关的技术手段来提升其加工的精密度。2、大型化随着模具加工技术的不断提升，因此其使用反而也不断的拓宽，因此，其加工的制品业逐步向着大型化在发展进步。3、 多功能复合模的发展在传统的模具加工过程中，需要多个不同的加工生产步骤才能完成模具的加工全部过程，但是就目前的发展技术来看，一幅多功可以对制品的全流程进行加工，可以包括冲压、叠压、攻丝、铆接和锁紧等相关加工流程，因此该类型的复合模具可以很好的缩短加工的成本以及加工周期，同时也更加便于实现自动化生产 4、 对高档次模具的需求不断增加其主要体现在两部方面，一方面是汽车飞机等大型精密机械化零件中，另一方面是电子电器的元器件中。这两类的需求在不断的增强。5、 标准件的需求不断增强在模具设计和生产加工过程中，标准化零部件的设计和使用可以极大地减少设计周期和加工设计成本，同时也可以很好的确保制品加工品质。目前来说标准件的应用已经有了一定的起色，在之后也会不断的发展。6、快速制造模具普遍应用在目前的模具行业中，由于社会发展自迅速，因此，模具行业也越来越朝着小批量快速化的加工生产时代，因此要求必须要缩短模具的加工设计周期，减少加工成本投入。1.6 我国冲压模具存在问题1.6.1 人才缺失任何行业想要不断的发展和进步，都需要在人力和无聊上不断的投入，随着世界科学技术的不断发展进步，然而因为我国在制造业上相对较为落后，因此培养的高端人才相对较少，此外，也存在大批人才的外流现象13。同时，目前国内的大部分企业对研发的投入不够，也是导致人才流失和行业进步较慢的一个重要因素。1.6.2 供给不匹配就目前国内的生产加工现状来看，很大一部分的企业加工生产的只是一些较为低端的产品，这类的产品在技术上较为简单，同时这类企业对研发高端加工装备能力方面略显不足，此外也无心在高端产品方面做大量的投入，导致高端的产品在我国的市场较为空白14。此外，因为在新的冲压模具设计、开发、生产、调试整个流程的时间投入和成本投入都非常大，大部分企业没有能力和资本做到，这也是导致我国冲压模具水平和国外存在差距的原因。 1.6.3 配套设备较差加工精度不足冲压模具无论是在设计还是在加工上面都与非常多的学科有一定的联系，就现阶段还说，我国相关方面的配套设备相对来说较少，难以满足模具集成制造的要求15。 1.7 课题来源与意义在这次的毕业设计中，我选取的论文题目为前地板后纵梁加强板零件的复合模具设计，在完成本次设计的过程之，不仅是对知识水平的检验，同时也可以对我几年的大学学习过程的一次全面的回顾。在本次设计中，在全面对该前地板后纵梁加强板冲压件进行细致的分析之后，可以明确相关的加工技术规则，在此之后，通过相应的计算以及分析之后，可以得到本次前地板后纵梁加强板模具的结构，通过CAD等相关绘图软件，可以对该模具的二维图纸进行绘制。此外在对前地板后纵梁加强板模具进行设计的过程中，可以让我对大学几年所学的理论知识进行更加深刻的理解，提供能后很好的提升个人的设计能力。将大学几年中算学的理论知识进行实践。通过本次独立完成该模具设计之后，让我对冲压模具有了更加深刻的理解和认识，无论在经验上还是在操作技能上都有了显著的提高，能够更好的完成相关工作。2 冲压工艺分析2.1 材料分析 表2-1 零件相关信息项目参数名称前地板后纵梁加强板材料08F厚度1.0 mm本次零部件的设计选取的08F材料，其本身具有以下特定：1、塑形好；2、韧性强；针对该模具生产过程中采取的冷冲压加工工艺具有非常轻松成型的特点16。该08F材料能够普遍的适用于各种不同的加工工艺，如弯曲、冷冲压、拉伸等，适用于用来加工各类的零部件，特别实在拉杆、垫片等相关类似的零部件上面应用的非常普遍，该前地板后纵梁加强板的零件如见下图2-1.图2-1 前地板后纵梁加强板零件图图2-2 零件二维图2.2 零件工艺分析 本次论文中给到的零部件名称可知零件作为一个U形零件，所以对该零部件的精密度的要求并不是太高。从该零部件的图纸中可以看出均是基本的尺寸，在零部件的公差上面未做特别的规定，所以本次设计中按照IT14进行选取。通过对该零部件的形状进行分析，从中可以看出该零部件要通过落料、冲孔以及弯曲、成型四个基本的冲裁工序组成，因此，可以得出该零部件可以通过以下三种不同的方式来进行加工生产17-18。一、冲孔弯曲成型落料连续冲压，采用连续模生产的方式对零件进行加工。二、采取先落料、再冲孔、再弯曲最后成型的加工方式，该方式为单工序模具生产。三、先进行落料冲孔复合冲压，最后通弯曲成型复合冲压，该方法为复合模具加工的方式。第二种方案将加工分为了四个彼此独立的步骤，这样会造成在模具设计上一定要每个步骤有一套模具才能实现，即落料、冲孔、弯曲、成型都需要一套独立的模具来完成。这种情况下就会造成模具产品的加工过程中效率和成本均大打折扣。方案一虽然只要一套模具但是零件的长度为200mm零件额加工需要几个工位，这样模具的尺寸会很大，加工成本高。方案三为复合模具的加工方案，该方案模具结构简单，加工效率相比方案二也会高一点，综合考虑选择方案三作为零件的加工方案。2.3 毛坯的尺寸计算在尺寸计算过程中，通常采用的方法是将该零部件存在弯曲的位置进行空间上的展开，这样能够得出该坯料的外部形态，通常情况下，我们采用的展开方式是通过UG软件对零件的胚料进行展开，见下方图2-2：图2-3 零件展开图2-4 零件展开图2.4 排样设计2.4.1 排样原则模具设计过程中必须要提前做好排样设计，零部件的加工在排样阶段相对来说比较简单，然而，排样过程中也存在一定的注意事项，其主要有以下3点： 尽可能的增大材料的使用率据统计，在模具生产加工企业中材料的使用成本占总的生产生的的百分之六十左右，因此考虑材料的使用效率是模具企业中起决定性作用的一个参数，要想减小材料的浪费率，必须控制加工过程中废料的多少，通常该指标是由工艺废料的多少来决定的，而工艺废料又是通过排样方式来决定的。 排样方式的选择通常，采用此种加工方式的模具，再排样根据废料的多少有以下三种排样方式：A、有废料排样法该类型的排样方法通常是在两个相近的冲压件和侧边上均留出足够的空间，这种方法的优势是能够有效的增加模具的使用时长，其劣势就是材料上面存在很大的浪费。B、少废料排样法该类型的排样方法是通常是在冲压零部件和冲压零部件两者相互间留出一定的搭边，冲压件和条料的侧边则不留，该类型的排样方式在材料的使用率上可以达到百分之七十以上，然而它的不足之处是在于其仅可以对冲压件的部分轮廓冲裁。C、无废料排样法该类型的排样方法从名字上可以判断即不存在废料，两个冲压件相互间无搭边，可以采用切断条料的加工方法来得到冲裁件，该类型的加工方式在材料使用率上面能够有百分之八十五甚至更多。采取该类型的加工方式有效的增加了材料的使用率，但是这种加工方式在模具的精密度上会大打折扣，因此我们在选择排样方式的时候要综合多方权衡。 搭边情况搭边值一般情况下都是通过经验来进行决定的，表2-3中列明的搭边值均是普通冲裁过程中的经验值。表2-3 搭边a与a1数值材料厚度圆件及r2t的工件矩形工件边长L50mm矩形工件边长L50mm或r2t的工件工件间a1沿边a工件间a1沿边a工件间a1沿边a0.250.250.50.50.80.81.21.21.61.62.02.02.52.53.03.03.53.54.04.05.05.0121.81.21.00.81.01.21.51.82.22.53.00.6t2.01.51.21.01.21.51.82.22.52.83.50.7t2.21.81.51.21.51.82.02.22.52.53.50.7t2.52.01.81.51.82.02.22.52.83.24.00.8t2.82.21.81.51.82.02.22.52.83.24.00.8t3.02.52.01.82.02.22.52.83.23.54.50.9t搭边值通过上表2-3查询可以得到：该模具零部件的工件间搭边值为：，侧面搭边。2.4.3 送料步距 冲压模具的进给步距（S）指的是材料加工过程中的两个胚料之间需要移动的距离，此结果和下料构件大小与加工件边缘值a之和的结果是一样的，其计算公式详见下方所示：3.4.2条料宽度冲压模具的条料宽度可以通过下列公式进行计算：根据上述计算分析后，可以得出该冲压模具的排样二维图，详见下图所示：图2-4 排样图2.4.4 材料利用率的计算模具加工过程中的材料使用率的计算，我们可以通过对一个步距内的零件材料使用率计算得到：其中一个步距内的材料利用率可以通过公式2-2计算： (2-2)式中：所以条料的材料的利用率为：3 工艺计算3.1 落料冲孔力计算3.1.1 冲裁力的计算零件的冲裁力的计算主要是通过零件的冲裁刃口的长度以及零件所选择的材料的抗剪强度，材料厚度等相关参数进行计算，通过查询表7-4（冲压工艺与模具设计P272），可得材料剪切强度极限t =250Mpa，板料厚度t=1mm，零件冲裁刃口的长度可以通过CAD图进行测量：通过排样图测量该零件冲裁位置的长度：通过公式冲裁力（3-1）、卸料力（3-2）、推件力（3-3）的计算公式，可以对冲裁力、卸料力、推件力进行计算，相见下方：1.落料冲孔力： .（3-1）代入计算得：2. 卸料力： .（3-2）代入计算得：3. 推件力： .（3-3） 代入计算得：4. 顶件力： .（3-3） 代入计算得：上诉3式中： 式中： 、其中卸料力、推件力、顶件力系数可以通过表3-1得到：表3-1 卸料力、推件力、顶件力系数材料08材料厚度/mm0.10.50.0450.0550.0650.080.52.50.040.050.0500.062.56.50.030.040.0450.053.1.1 模具总冲压力通常情况下，加工过程中的总冲压力冲裁部分的冲压力之和，见公式3-4： （3-4）将各个压力值代入公式中可以得到：3.2 压力中心计算该模具的压力中心的坐标值选定在所有工位中心位置，其x，y轴的计算公式见3-5、3-6： （3-5） (3-6） 模具加工过程中，因为加工是处于一个动态过程中的，每一个工位上的闭合时间存在差异，所以模具的压力中心是处于动态变化的。所以为了能够更加方便计算，通常情况下我们是通过刃口加工过程中的极限位置来计算压力重心的。由于前地板后纵梁加强板零件为基本对称零件，所以零件的压力中心为零件的对称中心。3.3 冲床选用在模具的设计和加工过程中，各项模具设备的选取是非常重要的，特别是在压力机的选择上面。压力机决定了加工过程中的模具能够达到最好的状态，同时也决定了模具在加工过程中的使用寿命19。通过对该冲压力的分析，结合各类型的冲压机的参数，我们可以选择冲压机的型号为：J23-40 。压力机参数如下：表3-2 J23-40压力机参数型 号 J23-40公称力 KN400滑块行程 mm100行程次数 min-154最大封闭高度 mm270封闭高度调节量 mm70滑块中心至机身距离 mm200工作台板厚度 mm65立柱间距离 mm280工作台至导轨间距离 mm305工作台尺寸前后 mm390左右 mm630工作台孔尺寸前后 mm180左右 mm270直径 mm215滑块底面尺寸前后 mm180左右 mm255模柄孔尺寸直径 mm50深度 mm753.3 弯曲工艺的工艺力3.3.1 弯曲力1）通常，冲压模具加工中的制品弯曲有两种不同的方式：U形弯曲及V形弯曲，其中：V形弯曲制品的弯曲力计算可以通过下列公式进行： （3-7）U形弯曲制品的弯曲力计算可以通过下列公式进行： （3-8）上式中：；2）校正弯曲力的计算公式详见下方： （3-9）上式中：该制品的冲压模具采用是两件同时弯曲，所以弯曲为U形其中08钢的抗拉强度，各项参数代入公式中，可以得到：通过查询相关资料可以确定软件中测量面，得到A=4529.3所以最终确定该冲压模具的校正弯曲力大小为：在冲压模具自由弯曲过程中的弯曲力和校正弯曲力之和的大小为：3.3.2 成型力的计算零件成型位置的冲压力按照近似计算，压印力的计算公式为： （3-10）式中： 所以零件的起伏力3.3.3 弯曲模具总冲压力通常情况下，加工过程中的总冲压力为弯曲成型部分的冲压力之和将各个压力值代入公式中可以得到：3.3.4 压力中心计算模具加工过程中，因为加工是处于一个动态过程中的，每一个工位上的闭合时间存在差异，所以模具的压力中心是处于动态变化的。所以为了能够更加方便计算，通常情况下我们是通过刃口加工过程中的极限位置来计算压力重心的。由于前地板后纵梁加强板零件弯曲成型为基本对称零件，所以零件的压力中心为零件的对称中心。3.3 冲床选用在模具的设计和加工过程中，各项模具设备的选取是非常重要的，特别是在压力机的选择上面。压力机决定了加工过程中的模具能够达到最好的状态，同时也决定了模具在加工过程中的使用寿命19。通过对该冲压力的分析，结合各类型的冲压机的参数，我们可以选择冲压机的型号为：J23-40 。4 模具零件尺寸计算4.1 模具冲裁间隙考虑到该模具的外形相对来说还是很复杂，所以在加工过程中必须要通过多个加工工序来完成，设计过程中需要根据凸模和凹模来计算刃口的尺寸，加工过程中加工完成一个后再以该标准来进行后续的加工20。冲裁单面间隙表示的是模具在合模时凸模、凹模刃口相互间的最小长度，通常用字母Z表示，在冲裁的时候，冲裁单面间隙是一个十分重要的指标。能够直接影响冲裁件质量、精密度、冲裁力、推件力等。还对模具产品的使用寿命存在较大的影响。此外该值同样对对断面质量有着一定的决定作用，当Z的取值比较大时，断面会有裂纹存在，同时也会出现粗糙、毛刺等现象；当Z的取值较小则会有剪切现象，生产出来的零部件的品质会比较好，然而在零部件的中间位置会出现夹层产生的现象，只有当Z的取值适当时，这样凸模与凹模两者之间的裂纹会重叠起来，这样的零部件的品质会比较好，同时断面会光滑切毛刺少。所以在加工过程中一定要选取是定的间隙值，这样才能得到相对理想的产品。模具加工过程中，能够对凸模以及凹模刃口间隙产生影响的因素会有很多。此外计算刃口间隙值的公式也有很多。所以，在计算过程中先用的方法不同，其结果也会存在一定的差异。采取凸模、凹模分开制作的方法，它的双面间隙必须要符合： (4-1)冲裁间隙Z需要通过查询下表4-1：表4-1 机电行业用冲裁模初始双面间隙材料厚度/mm08F、10、15、H62、T1、T2、T310.10.14在模具的不断的加工生产过程中，它的刃口也会随着加工的进行而存在或多或少的磨损现象。随着磨损不断的发生，会导致模具的冲孔减小。而且在落料过程中也会产出现毛刺。凹模在交给你个过程中，它的刃口同样会有磨损，这会导致其孔的直径增加，同样也会产生一定的毛刺，所以在设计模具的落料的时候，在模具公差许可的范围内，凹模齿轮的选择上需要选取最小的齿轮。在模具的冲孔的选择上，在该模具公差可接受的范围内，凸模的刃口尺寸应该选取最大的尺寸，通过这种方式才可以确保零部件的精密度，此外也能够有效的增加模具的使用试时长。在这种情况下，即便凸模和凹模刃口出现了一定的磨损，同样能够确保该模具能够正常的运营。表4-2 规则形状凸、凹模的制造偏差基本尺寸凸模偏差凹模偏差180.0200.02018300.0200.02530800.0200.030801200.0250.0351201800.0300.0401801600.0300.0451603600.0350.0503605000.0400.06050030000.0500.070通过上表4-2，可以确定、取值分别为：0.025； 0.035。所以：由上述结果可以得知不满足+的要求，需要对零件的加工公差进行调整，调整后取：4.2 计算凸凹模工作部分尺寸：通过凸模尺寸的计算公式，对凸模尺寸进行计算： （4-2）通过凹模尺寸的计算公式，对凹模尺寸进行计算： （4-3）式中:； ； ； ； ；。将上述数据代入公式进行计算：通过查表可以知道：=0.43mm；X=0.5通过查表可以知道：=0.3mm；X=0.5通过查表可以知道：=0.2mm；X=0.5对该模具的落料位置的刃口尺寸计算：在选取凹模作为基准件时，凹模在加工过程中发生磨损之后刃口位置的尺寸均会变大，所以这种情况都是隶属A类尺寸第一类尺寸的范围。它的基本尺寸及制造公差的计算公式按下列进行： （4-4） （4-5）式中:； ； ； ； ；。落料尺寸：通过查表可以知道：=1.15mm；X=0.5落料尺寸：通过查表可以知道：=0.87mm；X=0.54.3弯曲部分刃口尺寸计算V形模具零部件在弯曲过程中，凸、凹模两者之间的间隙是通过调节压力机的闭合高度进行把握的。此外在模具的绘图和设计过程中，一定要确保模具闭合时，模具可以与零部件之间贴合完整，这样才能确保弯曲的品质。U形模具零部件在弯曲时一定要准确的确定凸、凹模之间的间隙，如果出现间隙太大的情况，会出现回弹大的现象，这很容易导致模具零部件的在尺寸出现误差变大。当间隙出现过小的情况，则会导致弯曲力变大，造成模具零部件在厚度变薄，增加加工过程中的摩擦力，很容易导致模具工件损坏，同时缩短模具的使用寿命。U形零部件凸、凹模的单面间隙值通常情况下能够根据以下公式进行计算：式中：其中C的结果可以通过表4-3对应查询得到，详见下方：表4-3 间隙系数C取值对应表（单位mm）当我们对产品的零部件精密度要求比较高时候，可以适当的降低间隙值，因此，该结果的取值可以为：通过查询相关资料，板料厚度的正偏差。将该值代入公式后可以得到：凸、凹模的工作部分尺寸通常情况下说的是弯曲件的凸、凹模的横向尺寸。通常加工的零部件标明的是外形尺寸的时候，需要把凹模作为基准件，间隙取在凸模上；而加工的零部件标表明的是内形尺寸的时候，需要吧凸模为基准件，间隙取在凹模上。并且凸、凹模的尺寸和公差必须要通过工件尺寸、公差、回弹等相关数值的大小来决定，同时与磨损规律也存在一定的联系。（1）弯曲件标注外形尺寸凹模外尺寸的计算公式为：凸模外尺寸的计算公式为：（凸模尺寸根据凹模的实际的尺寸配制，保重单面间隙Z/2）（2）弯曲件标注内形尺寸凸模内尺寸计算公式为：凹模内尺寸计算公式为：（凹模尺寸根据凸模实际尺寸配制，保重单面间隙Z/2）其中：根据弯曲件的图纸，我们能够从中得到该弯曲件标注的外形尺寸，此外改弯曲件并没有标注尺寸公差，所以我们可以按公差IT14级别进行处理。通过查询相关技术表格可以得出弯曲件公差值，凹模制造公差，凸模制造公差。将上诉结果代入公式中可以得到：凹模尺寸为：凸模尺寸为：第五章 复合模的设计5.1 凹、凸模板尺寸5.1.1凹模板尺寸计算在通常我们所说的对凹模板的尺寸计算实际上就是对它的厚度计算，其原因是模板的长度以及宽度我们能通过该零部件的尺寸得到。厚度的另一种说法也被叫做强度，通常凹模板的厚度我们是采用经验公式来进行计算的，其公式如下：凹模厚度： （5-1）凹模壁厚： （5-2）式中：其中，系数k可以通过查询下表4-1得到，并且k的大小和加工零部件的简单或者复杂的程度有一定的联系。如果该模具的零部件比较简单，则可以取相对小一点的值，如果该模具相对比较复杂，则可以去相对大一点的结果。表5-1 系数k的数值 板料厚度t/mm外形尺寸b/mm0.512334000.050.060.10.120.15本次零部件的设计中k取值为0.12。将该取值代入公式中可以得到凹模厚度：考虑到凹模内设置推件块因此本设计中H取值为30mm。凹模壁厚：通过该零部件的尺寸，我们可以估算凹模的外形尺寸，取相近的凹模标准尺寸；长度宽度为200mm315mm。图5-1 凹模5.1.2凸模固定板的尺寸设计本次设计零部件的凸模固定板厚度我们可以根据上述公式来进行计算，将数值代工公式中的19： (5-3)因此该前地板后纵梁加强板零件的凸模固定板厚度值为25mm对于前地板后纵梁加强板零件的凸模固定板的在材料上我们可以采用45刚，其设计图见5-2所下图所示:图5-2 凸模固定板尺寸设计图5.1.3 凸凹模固定板的尺寸设计本次设计零部件的凸凹模固定板厚度我们可以根据上述公式来进行计算，将数值代工公式中的19： (5-3)因此该前地板后纵梁加强板零件的凸凹模固定板厚度值为25mm对于前地板后纵梁加强板零件的凸凹模固定板的在材料上我们可以采用45刚，其设计图见5-3所下图所示:图5-3 凸凹模固定板5.1.4 凸模设计本次模具设计中采取的凸模加固方法为固定板。凸模和固定板两者之间的配合方法为过渡配合（或）21。同时，为确保可以更加完美的固定模具，加大模具之间的稳定性，最大直径为形式台肩。让凸模不会被拉出，材料选取,热处理硬度为。通过对改制品的结构进行分析，可以得到冲孔的形状为圆形，并且该圆形凸模已趋近乎标准化。总长度的计算可以通过下列公式进行： (5-4)上式中： 其中，=25mm, =30mm, =0 mm将上述参数代入公式中，得到：=25+30+0=55mm根据相关参数，绘制其二维图纸，详见下图所示：图5-4 冲孔凸模5.1.5 落料冲孔凸凹模在冲压模具设计的时候，通常以凹模的落料尺寸作为基准，来对凸模尺寸进行确定，他的尺寸和形状详见下图5-5。图5-5 落料冲孔凸凹模结合该零部件对性能的要求，确定落料凸模加工的材料为Cr12，淬火硬度为5560。5.2垫板选用由于该模具为凸模，其加工的工位相对来说比较多，因此凸模的数量也会相应的增加。这种情况下会导致模具的上模位置所需承受的力变的更大，所以为了确保模具的承受能力，我们在凸模的后面增加一个垫板，垫板在厚度选择上与冲压力的大小存在直接关系，冲压力越大，垫板厚度越大。图5-6 上垫板图5-7 下垫板5.3卸料机构卸载机构其在模具加工过程中的最重要的作用是用来去除冲头上的条料，此外卸料机构也能时间压料的目的，能够有效的避免模具材料在冲压的时候发生冲裁变形，此外模具卸料板也能够起到引导材料以及保护冲头的效果。通常情况下模具的卸料装置有两种不同的类型：刚性卸载及弹性卸料21-22。在本次的前地板后纵梁加强板复合模设计中，选取的是弹性卸料方式，通常这种方式使用在加工的材料相对比较薄的情况下。它能够有效的去报零部件的平整性23。而零件的上模部分的推件采用弹性推件的方式对加工好的零件进行推出。通过上述分析，绘制出该模具的卸料机构见下图4-8所示：图5-8 模具卸料机构图5-9 模具推件机构5.4定位零件设计在模具加工生产过程中，一定要去确保该模具的加工材料在条料上运送过程是能够达到进度和平稳度的要求的。因此我们需要设计一定的定位零件来对运送过程起到定位和导向作用。在一个完整的冲压模具中它的定位零件通常情况下都是由导料板、导料销、挡料销、侧刃和定位板等部分组成的。通过对该前地板后纵梁加强板的加工过程进行分析，我们可以得到该前地板后纵梁加强板零件的定位零件采用的是导料销导向，以及挡料销定位。图5-10 导料销5.5 紧固件未来能够更好的固定模具，增加模具的强度和稳定性，所以在设计中必须考虑该模具所要应用到的紧固件，通常情况下销钉和螺钉是模具加工中非常普遍的两类紧固件。通常，模具加工行业中使用的最为普遍的螺钉是内六角型。本次模具选取的螺钉其型号是：，旋转深度为，最小的锁入深度为5.6 模架及模座确定冲压模具的模座的组成部分有上模座、下模座、导柱以及导套。在设计的时候，必须要结合模板的材料，来进行导柱的分布。通常导柱的分布形式有几种不同形式的，例如中间导柱模板、斜对角模板、后侧导柱模板等22-23。通常情况下，导柱分布通过进给、制品尺寸、制品精度等相关参数决定的。根据模座使用的材料进行分类，模座可以分为铸铁模座和钢模座。根据材料的特性来说，钢模板相对于铸铁模板来说更加适用于大型铸件以及大型压力机。该设计中的模具是复合模和单工序模具，在对模架进行确定的时候，其考虑的因素主要是配合精度和复杂程度等。此外，因为该模具冲裁间隙小于0.1，因此选取中间导柱模架。第六章 弯曲模具零部件设计与选择6.1 凹模设计6.1.1凹模设计在通常我们所说的对凹模板的尺寸计算实际上就是对它的厚度计算，其原因是模板的长度以及宽度我们能通过该零部件的尺寸得到。本次设计的模具为一个弯曲模，零件的凹模部分设计为嵌入式的结构，凹模如图6-1所示：图6-1 凹模的尺寸形状设计图6.1.2 凸模设计零件的凸模部分设计为镶拼式的结构，凸模镶块固定在凸模固定板上，凸模镶块如图6-2所示：图6-2 弯曲凸模6.1.3 凸模固定板设计该前地板后纵梁加强板零件的凸模固定板主要用于固定凸模，对于前地板后纵梁加强板零件的凸模固定板的在材料上我们可以采用45刚，其设计图见6-4所下图所示:图6-3 凸模固定板6.1.4 凹模固定板设计该前地板后纵梁加强板零件的凹模固定板主要用于固定凹模，对于前地板后纵梁加强板零件的凹模固定板的在材料上我们可以采用45刚，其设计图见6-4所下图所示:图6-4 凹模固定板6.2 定位零件在零件的弯曲的时候需要对零件的弯曲前的胚料进行定位，本次设计的的定位方式采用零件外形定位。6.3 紧固件未来能够更好的固定模具，增加模具的强度和稳定性，所以在设计中必须考虑该模具所要应用到的紧固件，通常情况下销钉和螺钉是模具加工中非常普遍的两类紧固件。通常，模具加工行业中使用的最为普遍的螺钉是内六角型。本次模具选取的螺钉其型号是：，旋转深度为，最小的旋转深度为。6.4 上下模座的选用模架的形式多种多样，常见的结构形式分为后侧导柱模架，中间导柱模架，四角导柱模架，对角导柱模架等等，并且通过材料的不同还分为铸铁模架和钢板模架，一般来说，钢板模架不管是性能还是寿命都会高于铸铁模架，但是价格较贵，一般适用于大型的模架以及紧密的模具。对于模架形式的分类，一般来说，后侧导柱模架可以实现前后左右皆可送料，而中间导柱模架只能实现前后送料，但是中间导柱模架因为受力平均，所以中间导柱模架的寿命会高于后侧导柱模架，所以在选择模架的时候需要权衡各自的优缺点，在本次设计中，因为设计工件的类型为级进模，并且尺寸稍大，所以为了保证模具的强度以及刚度，保证模具的工作寿命，所以在设计中采用了中间导柱模架。模座的的尺寸L/mmB/mm200mm315mm,上模座的厚度与下模座厚度查标准分别为45mm、50mm。结 论本次前地板后纵梁加强板零件的冲压模具设计，通过对改制品的零件图的分析确定加工工艺、材料选择。同时对冲压过程中的参数进行计算，主要包括各冲裁力的大小。在此基础上选定冲压机，确定冲压机的型号为：JC23-40。此外通过一些列的过程如刃口尺寸计算、凹凸模的设计、零件选取等流程最终设计完成该冲压模具。本次二维零件图、装配图的绘制、三维建模通过CAD、UG等相关软件完成的，通过本次的设计让更加熟练的掌握了相关软件的操作流程和注意事项，对软件的各部分功能都有了更加深刻的了解，能够独立的完成模具软件的设计。在本次的设计中，对个人的能力有了很大的提升，同时也会四年的知识是一次很好的回顾，同时，设计中相关文献的内容对我提供了很多思路。综合来说，本次设计让我对冲压模具的设计流程和注意事项有了更加深刻的认识，对以后的工作和学习打下了坚实的基础。通过该前地板后纵梁加强板冲压模具的设计可以得知，与传统设计比较起来，计算机软件和模具设计的结合能够有效的提高设计效率，缩短设计中期，同时对模具设计中的相关问题可以及时的进行纠错。有效的减少了模具设计过程中的前期失误，是一种行之有效的设计方式。致 谢本次毕业设计的完成我大学生活也快结束，即将跨入社会的大门，在这几年大学生活和学习中学到了很多也逐渐的成长，在完成毕业设计的这段时