很好的冲压教学素材 小支撑座盖冲压工艺1

1、毕业设计 (论文)题目: 小支撑座盖冲压工艺及成形模设计 院 系: 远程与继续教育学院 站 点: 蒋震基金工业培训中心 专 业: 材料成型及控制工程 姓 名: 杨 东 学 号: C 指导教师: 刘 世 平 华中科技大学远程与继续教育学院2011 年 3 月小支撑座盖冲压工艺及成形模设计小支撑座盖冲压工艺及成形模设计摘摘 要要冲压是汽车制造的四大工艺之一，车身的制造精度在很大程度上取决於冲压及其总成的精度。冲压技术源於大批量生产的发展和需要，尤其是汽车工业的发展，现在依然如此。我国汽车冲压技术的发展现状表现在以下几个方面：1. 外覆盖件自动化生产程度较高 2. 地板、顶盖类内覆盖件采用自动或半自

2、动化生产3. 底盘骨架件多由零部件企业制造4. 精密冲压技术发展迅速 国内汽车覆盖件模具制造存在的问题汽车覆盖件有内外之别，相应地也有内外覆盖件模具之分。内覆盖件的表面质量主要是回弹和扭曲问题，模具的稳定可靠主要是防止拉伤、改善制件的翘曲和变形；外覆盖件的表面质量主要是划痕、孔与边的毛刺、局部凹陷、贴合面成型质量、总成件装配後的间隙等问题，模具要求工作部分制作精良，装配精准，模具动作流畅等。应该说，国内已经完全具备制造一个完整的中级车车身模具的能力和技术，但模具不是批量生产，任何一套模具不管由哪家模具厂制造，最终还是由具体承担其设计制造任务的具体人员完成。我们可以在整体经验积累和标准化方面做很

3、多工作，但因为是单件生产，所以事实上还是由个人水平决定的。 目前国内整车厂的内覆盖件模具主要由国内完成制作，而部份关键外覆盖件模具采取外包方式。外包是基於国外的经验更为丰富，发包方在产品制造周期和质量上有更大的期待。事实上外包制作的模具也存在许多问题，但对发包方来讲，从心理上会认为国内问题更多。 总而言之，汽车覆盖件外形尺寸大，采用成线生产方式，使用成线模具；中小型冲压件国外较普遍使用多工位级进模具，效率很高。随着国内汽车工业的不断发展，中国的汽车模具工业也在不断进步，国外汽车模具厂的竞争优势也将日渐被削弱，大家最终会越来越认同国内模具。 本论文文简要的介绍了近年来国内外汽车覆盖件冲压模具的现

4、状、发展特点和趋势。之后，通过对前横向稳定支撑座盖结构的分析，制定出合理的工艺方案，并就其中的成形工序相应的模具进行了较为详细的设计和工艺计算。关键词：前横向稳定支撑座盖； 工艺分析；成形模设计AbstractStamping process is one of the four vehicle manufacturers, the manufacturing precision of the body depends largely on the accuracy of press and assembly. Stamping technology from the development

5、of mass production and needs, in particular the development of the automotive industry, is still the case. Chinas automotive stamping technology status in the following areas: 1. Outer panels a higher degree of automation 2. Floor, roof covering parts within the class of automatic or semi-automated

6、production 3. Chassis frame parts and more parts enterprises from the manufacturing 4. Precision stamping technology is developing rapidly Domestic automobile cover mold problems Automobile cover inside and outside of the other, there are accordingly divided inside and outside the cover mold. Coveri

7、ng parts of the surface quality of the main spring and distortions, the mold is to prevent injury is stable and reliable, to improve the parts of the warping and distortion; outside the main panel is scratch the surface quality, and the edge of the burr hole, local depression, quality fitting surfac

8、e forming, assembly parts assembled gap and other issues, the work of some well-made molds required, the assembly of precision mold and smooth action. Should be said that the country has fully equipped to create a complete mid-size car body mold ability and technology, but the mold is not mass produ

9、ction, regardless of any set of mold manufacturing plant by the mold Which, ultimately borne by the specific task of the design and manufacture of specific personnel completed. We can standardize the overall experience and a lot of work done, but because it is single-piece production, so the fact is

10、 determined by the individual level. Within the domestic OEMs cover mold done mainly by domestic production, and some of the key outside the cover mold to outsourcing. Outsourcing is more experienced foreign-based, the Employer and the quality of the product life cycle have greater expectations. In

11、fact outsourcing the production of molds are also many problems, but in terms of the Employer, from the psychological view that domestic issues will be more. Above all, a large automobile panel dimensions, the use of modes of production into line, into line with the mold; small stampings more widesp

12、read use of foreign multi-position progressive die, high efficiency. With the continuous development of the domestic automobile industry, Chinas automotive tooling industry has been steadily progressing, foreign auto mold factorys competitive advantage will be weakened gradually, we will eventually

13、be more and more recognition of domestic mold. This dissertation introduces the status of automobile panel stamping dies, the development characteristics and trends in our country and abroad in recent years.Leter,according to analysising the structure of the former lateral stability supporting seat

14、flap. and to which the forming processes relevant die in a more detailed design and process calculation.Keywords: former lateral stability supporting seat flap; process analysis;forming mold design目目 录录摘摘 要要ABSTRACTABSTRACT目录目录IV1 绪论绪论11.1 课题的来源11.2 课题的目的及意义11.3 汽车覆盖件模具现状及发展 22 2 制件结构分析及工艺方案制件结构分析及工

15、艺方案72.1 零件结构的工艺分析 72.2 工艺方案制定 72.3 可行性分析报告72.4 工艺流程设计83 3 工艺计算以及主要参数的确定工艺计算以及主要参数的确定113.1 弯曲成形力、拉深力的计算 113.2 弹簧的选用123.3 确定冲模闭合高度133.4 压力机的主要参数 144 4 模具总体结构设计说明模具总体结构设计说明154.1 模具的总体结构154.2 凸、凹模结构的设计154.3 定位块的设计194.4 导柱的设计204.5 模具三维结构图215 5 UGUG技术在模具中的应用技术在模具中的应用255.1 UG软件提供的模具设计功能应用255.2 工艺补充和曲面的缝合25

16、6 6 总结与展望总结与展望27致谢致谢28参考文献参考文献29第 1 章 概论1.1 课题的来源前横向稳定支撑座盖课题来源于 BYD 汽车模具有限公司，该汽车模具有限公司是国内汽车业目前最大的模具制造企业之一，它不仅承担了大部分的模具加工任务，还为国内众多汽车厂家加工模具，成为汽车产品开发、制造不可或缺的重要环节。课题任务包括三个方面：（1）通过对汽车前横向稳定支撑座盖冲压件结构的分析，制定合理的工序和工艺方案。（2）利用三维设计软件（UG NX）设计其中一道工序(拉延成形)相应的模具，并进行相关工艺参数的计算和校核。（3）根据所设计的模具选择合适的冲压设备，使该模具能适用于大批量生产。零件

17、如图 1 所示 图 1. 前横向稳定支撑座盖冲压件1.2 课题的目的及意义此次毕业设计结合工作实际，将所学应用于工作中。深化、巩固和系统化专业知识。培养科技创新、工程经济与解决实际工程技术问题的能力，通过并行工程、试验研究、CAE/M、查阅应用中外科技文献和工程技术资料等来解决完成工程技术问题。理论设计和 CAX 应用将为覆盖件成形带来前所未有的便利。1.3 汽车覆盖件模具技术现状及发展1.3.11.3.1 汽车覆盖件模具技术现状汽车覆盖件模具技术现状继 2002 年和 2003 年;井喷式的发展之后，2004 年，中国的汽车工业仍旧获得了产量增幅 14.12%，销售增幅 15.5%的高速发展

18、，汽车总产量已超过 507万辆。除了产值产量高速发展之外，近年来汽车车型发展速度也很快。据不完全统计，单是轿车一项，目前已有 40 多个品牌，200 多个车型。2004 年上市的新车就有 40 款左右。无论是产量还是车型，现在都已远远突破了原来的汽车行业十五规划。在这样一个新形势下，汽车覆盖件模具市场就有了相应的快速发展，同样是远远突破了十五规划的设想。按十五模具行业发展规划，模具产值十五期间平均年增长率为 12%，至 2005 年时将达到 490 亿元左右。实际上现在的情况是十五前四年平均年增长率已达 17.3%，2004 年模具产值已达 530 多亿元，比原十五规划的 2005 年目标还多

19、出 40 多亿元。其中汽车覆盖件模具的年均增幅还要高于行业总水平，估计平均增长率会接近 20%。 近年来汽车覆盖件模具生产能力发展很快 由于汽车覆盖件模具市场需求旺盛，因此许多企业加大了技术改造力度，一些新建企业也快速发展，使汽车覆盖件模具的生产能力大为提高。经过技术改造，原来行业中公认的四大模具厂（一汽模具制造有限公司、东风汽车模具有限公司、天津汽车模具有限公司、四川成飞集成科技股份有限公司）都已有了生产大中型汽车覆盖件模具 200 万左右工时的能力，模具年产值都超过 1 亿元，有的还超过了 2 亿元。这与 2000年时相比，能力已增加一倍以上。除此 4 家外，近年来新涌现了一批年产模具可以

20、超过或接近 1 亿元的企业。例如福臻实业公司、普什模具有限公司、北京比亚迪模具有限公司、哈尔滨哈飞汽车模具制造有限公司，跃进汽车集团南京模具装备有限公司、上海千缘汽车车身模具有限公司、河北兴林车身制造集团有限公司和潍坊模具厂等。此外具有年产 5000 万元左右汽车覆盖件模具能力的企业全国还约有 10 多家。这 20 多家的汽车覆盖件模具生产企业是目前的主力，总能力已有 20 亿元左右。再加上其他一些小企业，估计全国目前已有 30 亿元左右的汽车覆盖件模具生产能力。从近年来发展情况看，民营企业发展很快，外资企业也开始进入中国，其中日资和台资最为活跃。现在生产汽车覆盖件模具的企业越来越多了，光是在

21、2004 年 5 月第十届国际模具技术和设备展览会上参展的厂家就有 40 多家。估计目前全国已有百家以上了。例如，被中国机械工业联合会授予汽车模具之乡的河北省泊头市已有 20 家生产汽车覆盖件模具的企业，2004 年销售额已达 4亿元。上海目前也已集中了 10 家左右的汽车覆盖件模具生产企业，总能力也有3 亿元左右。比亚廸、长城、瑞风、屹丰、华庄、千缘等一大批民营汽车模具生产企业由于投资力度大、起点高、服务对象明确，已成为异军突起的生力军。 由日本丰田汽车与中国一汽合资成立的丰田一汽（天津）模具有限公司已正式开业，将很快形成 3 个车型模具的生产能力。由日本本田商事株式会社投资兴建的烟台骏辉模

22、具有限公司也将很快形成较大能力。 日资、合资等独资和合资的汽车模具生产企业，由于其资本雄厚、技术先进、管理成熟，又与海外模具客户有渊源的关系，并带来了大批的经营、技术和管理人才，因此能在很短的时间内形成生产和经营能力。 除了各个企业自行发展生产能力之外，企业之间联合、协调与协作能力近年来也有较大提高，某些地区已形成了汽车覆盖件模具集聚生产基地的雏形，这些集聚生产基地都形成了汽车模具企业群和专业配合密切的供应链。这些都对能力发挥有很大帮助。除了上海和河北省泊头市各有不少汽车覆盖件模具生产企业集中在一起之外，湖北省十堰市、天津市及周边地区、哈尔滨、成都等地都相对集中了一批汽车覆盖件模具生产企业，并

23、已形成了一些协作关系，从而提高了整体能力。随着一些模具龙头企业规模的扩大和组织、协调能力及技术实力的增强，单个模具企业承接整车模具的能力已形成，甚至一年内可承接多个车型的整车模具。与此同时，行业中已初步形成了企业专业化分工和集团化经营，从而增强了模具企业的整体实力。 中国热点模具网 近年来汽车覆盖件模具的技术进步成效显着 在汽车产量和车型近年来快速发展的同时，汽车价格一年比一年降低，有些车型甚至一年降价多次。汽车降价的结果就迫使汽车生产厂要降低成本，从而也对模具提出了降价要求。对此，许多模具厂认为这对模具厂不利，但也有一些模具厂认为这是利好消息。这怎麽理解？这是因为汽车厂要降低模具价格，当然包

24、括进口和国产都在内的所有模具，而现在国内模具价格与国外相比要低得多，因此，汽车厂会在降低模具采购成本的要求下把一部分模具从国外采购转为国内采购，这样一来，不但模具厂订单会增加，而且这部分模具价格会比较好。这就是利好的理由。不管是接受原来要进口而转为国内采购的模具还是接受原来就是国产而现在要求降价的模具的订单，都要求模具生产企业在管理和技术等方面取得进步才能胜任。这就迫使模具企业积极采用新技术，努力改善企业管理来提高自身的综合素质和核心竞争力。向技术要效率，向管理要效益，已成为许多模具厂不断发展的主要方法。目前，中国的汽车模具企业在规模、计算机应用、数控加工机床、调试设备等主要硬件上与国际水平差

25、距正在快速缩小，甚至有一批企业已经达到世界先进水平，技术进步明显。 汽车覆盖件模具生产企业近年来的技术进步主要表现在如下几个方面。汽车覆盖件模具技术装备水平有了很大提高 无论是近年来新建的企业还是经过技术改造的老企业，无一例外地都大量采购了先进的数控设备，这些设备中包括了三轴至五轴的高速加工机床、大型龙门式加工中心和数控铣等机床、先进的大型测量和调试设备及多轴数控激光切割机等。目前许多模具企业已拥有了 10 台左右的大型数控设备，有些企业已拥有了 30 多台。目前全行业已约有大型数控加工设备 400 多台，因此，生产汽车覆盖件模具的水平和能力已大为提高。过去，一个企业很难在一年内完成整个车型的

26、模具，现在一些骨干重点企业已完全有这个能力了。个别企业通过行业协作还具备了一年内可以同时完成 45 个车型全套模具的能力。大部分企业还同时配置了许多先进的软件。根据现在装备水平看，国内已经有了一年完成 20 个以上车型整车模具的能力了。 设计和加工技术有了很大提高。 近年来，企业使用三维 CAD 的已越来越多，有的企业已经达到百分之百的应用。与此同时，CAE 技术也得到广泛应用。一方面是从国外引进的 CAE 软件，经过二次开发，应用水平有了较大提高；另一方面是国内自行开发，拥有自主知识产权的、先进的 CAE 软件也已在生产中得到成功应用。目前已经应用的CAE 软件主要有引进的 LS、DYNA3

27、D、DYNAFORM、PAMSTAMP、OPTRIS、AUTOFORM及国内自己开发的 VFORM、KMAS、sheetForm 和 CADEM系统等。作为汽车大型覆盖件模具开发中的核心技术 CAE 技术，现在的 CAE 软件已在传统的只作成形分析上实现了升级，能参与冲压工艺的全过程，在分析内容的广泛性、实用性、精确性方面都有显着的进步。这对产品设计与工艺分析、提高模具特别是拉延模的成功率、缩短模具制造周期、提高模具质量都有显着作用。数字化制造、逆向工程、并行工程、敏捷制造、精益生产等先进技术也已在汽车覆盖件模具生产中得到了应用，并产生了良好效果。在模具厂普遍采用 CA 虽然有很大难度，但也不

28、乏成功的例子。以前很少采用的高速加工技术现在也越来越多地被采用，可以说是已经到了开始广泛应用阶段。把模具设计中大量的经验、标准和规范与 CAD/CAM 技术系统融为一体的智能化和自动化的全方位（从数据到产品）模具设计和加工的解决方案的有关软件也已开始被应用，并有效地提高了模具质量和缩短了模具生产周期。2004 年，德国大众本部、大众中国、一汽大众和上海大众对中国的模具供应商做市场评定，认为一汽模具制造有限公司等企业已完全具备了为大众集团提供轿车外覆盖件模具能力，这也充分说明了近年来我国汽车覆盖件模具水平的提高。1.3.21.3.2 发展的展望发展的展望 随着我国汽车工业和模具工业近年来的快速发

29、展，汽车覆盖件模具在我国也得到了快速发展。虽然在生产能力、技术进步和模具水平等方面都已有了很大提高，但与国外先进水平和国内市场需求相比，仍旧还有很大差距。现在，我国每年还要进口 35 亿美元的汽车覆盖件模具以满足市场需求。中国的汽车覆盖件模具生产企业在软件和基础环境上，如模具材料、标准件供应、加工精度、设计水平、产品检测等方面差距仍旧很大。特别是模具的核心技术冲压工艺和人的经验上存在更明显的差距。但可以预计，随着我国汽车工业和模具工业今后的进一步发展，汽车覆盖件模具发展也必然会获得相应发展。根据市场需求、目前存在的问题及国外情况，展望未来，汽车覆盖件模具发展前景继续看好，但同时也存在不少困难。

30、现就几个主要方面展望如下：生产能力必然会得到进一步发展 经过几年的努力，一些目前正在建设的项目将陆续竣工投产。由于市场上产需矛盾的存在，在总量供不应求和出口前景看好的情况下，必将还有一些新企业诞生。现有的企业也会增大技术改造的力度。这些都会使汽车覆盖件模具生产能力在未来几年内有一个较大的发展。如果说五年后产能翻了一番，这将不会感到吃惊。市场需求变化将促使技术和质量的发展及企业的分化 以前，中国汽车模具企业的市场主要是民族品牌的汽车模具和合资企业的部分内板件模具。现在，国内合资企业的外国品牌汽车国产化模具和国际汽车模具市场正在快速发展。中国的汽车覆盖件模具虽然已开始走向世界，但在技术水平、质量标

31、准上与国际接轨尚需一段时间。为了适应模具本土化生产及跟上国际市场需要，一方面是模具企业必然会在技术和质量上得到更快发展，另一方面是企业也必然要逐渐分化。所谓企业分化，是指一部分有实力、有市场、高质量、与国际接轨较好的模具企业将仍旧有很好的前景，会得到很快发展，而另一部分规模不大、技术水平低、经验少、信誉差的企业将面临种种壁垒，其生存和发展将遇到很大困难。企业分化的结果，将使多数的中小企业逐渐向大企业靠拢。这有利于形成地域和资产关系的模具企业集团或紧密配合的企业团队。少数体制僵化、管理落后、技术发展缓慢的企业将在竞争中被淘汰。 生产集聚基地和战略联盟将逐渐形成汽车覆盖件模具方面的生产集聚基地和战

32、略联盟目前已有雏型。由于生产集聚基地和战略联盟的形成可以逐步做到各企业之间的相互配套、协作协调和优势互补，从而可以发挥出群体优势，产生 1+1 大于 2 的效果，对各方面都有利。因此预计在未来几年内，这种组织形式会得到发展。中国模具工业协会理事长褚克辛先生在 2004 年 5 月中国第十届国际模具技术和设备展览会期间召开的中国国际模具发展论坛上的演讲引起了业内人士的良好反响。行业的战略联盟开始时往往先从地区性协作开始，从战术组合开始，然后再逐步发展成跨地区，乃至全国的联盟。行业中的战略联盟可以不止一个。战略联盟之间还可实行网络化运营。针对订单或工程的动态联盟将逐渐发展为比较固定关系的网络战略联

33、盟。这种战略联盟往往以一个或几个具有强大实力的企业为核心，以一些具有较强实力的企业为骨干，再在其周围聚集一批协作厂家。他们共享市场，协调技术和设备，快速完成资源的合理配置，互利互惠，共赢共存，共同发展。无论是地区性的生产集聚基地还是各种形式的战略联盟，构建共同的服务平台、信息平台和技术平台都是十分重要的。现在，国内已出现了适用于生产集聚基地和企业战略联盟用的一些平台，预计今后会得到更快发展和更快应用。国内的战略联盟搞好了之后，在有条件时，逐步发展国际战略联盟也是有可能的。第 2 章 制件结构分析及工艺方案2.1 零件结构的工艺分析零件在满足使用要求情况下, 力求使模具的结构简单, 劳动量小,

34、材耗少成本低, 操作安全。所以在模具设计时应保持良好的工艺性。冲压模设计内容包括: 分析产品制作图、安排冲压工艺方案、确定坯料、选用设备、模具设计。以上内容模具设计是核心。要想设计一套冲压性能好、经济性强的冲压模, 就必须在冲压模设计中考虑以下五要素, 从而减少失误, 提高效率。以采用一模两件的冲压工艺方案。2.2 工艺方案制定汽车前横向稳定支撑座盖左右不对称、深度相差大、形状不是很复杂，尺寸也比较小的覆盖件，观擦到该零件外形状不是规则图形，先采用落料的加工方式，这是前期工艺。接下来就是主要工艺设计步骤，初步骤确定该零件主要进行落料、成形、翻边、冲孔等加工。在冲压过程中，零件易发生拉裂、伤线、

35、起皱等缺陷所以在设计过程中需要充分考虑到这些问题。如果先翻边再成形，从零件可以看出来，在成形工艺中达不到理想的形状，而且极有可能发生拉裂现象。初步确定冲压工艺方案为:落料拉延成形翻边冲孔拉延成形工序：拉延加工主要成型零件的主要外形，不进行其他加工。在此道工序中，要注意生产中应多避免板材在拉延过程中的起皱，拉裂现象的发生；2.3 可行性分析图 2.1 前横向稳定支撑座盖冲压件拉延工序是整个汽车覆盖件成型最重要的工序，它直接关系到零件成型质量，所以分析拉延工序可行性显得由为重要。如上图，前横向稳定支撑座盖为冲压件，材料为 08Al，料厚 2.5mm，拉延开始时，凸模与毛料接触面积较大，避免点接触，

36、防止材料窜动。拉延程度充分，保证零件具有足够的刚度。拉延筋及拉延槛设计合理，有效改善压料面各方向进料阻力，调整进料速度可有效防止起皱等缺陷。因此，我认为该工艺设计合理，具有较好的可行性。24 工艺流程设计本次冲压件三维设计工艺流程图如下：（1）落料工艺图如图 2.2 所示图 2.2 落料工序（2）成形工艺图如图 2.3 所示图 2.3 成形工序（3）翻边工艺图如图 2.4 所示图 2.4 翻边工序（4）冲孔工艺图如图 2.5 所示图 2.5 冲孔工序该毕业设计主要负责第二道工序成形模的模具结构设计。第 3 章 工艺计算以及主要参数的确定3.1 弯曲成形力、拉深力计算弯曲成形力、拉深力计算由于该

37、模具凸模为整体，凹模由镶块组成，在成形时，零件有弯曲和拉延成形两部分一起同时进行，在计算时，两个成形部分要一起计算。3.1.1 弯曲成形力的计算如图 3.1 所示：PB=弯曲成形力（N） L=加工长度（mm） t=料厚（mm）b =抗拉强度（MPa） 由于本次设计的零件左右几乎对称，所以所以我们可用公式：PB=2*b *L*t查资料可知，材料材料为 08Al 的取 275-390MPa取 b =300MPa，L=80mm, t=2.5mm故 PB=2b Lt=2300802.5=120000N3.1.2 拉深力的计算由于本拉延件为非规则形状，且是一模两件的，该覆盖件的拉深力可近似地按下式计算

38、=拉PbtLK式中： 拉深力（N）拉PL拉深件断面周长（mm）t材料厚度（mm）b材料抗拉强度（Mpa）K系数（0.50.8）由零件图近似可知： L=40mm，另外t=2.5mm，根据表可查得：b=275390 Mpa 取 b =300 MpaK =0.50.8 取 K=0.8. = 2拉PbtLK=0.8102.5mm300MPa=6000N3.2 弹簧的选用 本套模具中所用弹簧为中型弹簧和轻型弹簧，弹簧材料为 65Mn。根据托料器的受力情况，拟选用 4 个弹簧，则每个弹簧所承受的负荷为:F 预=F 压/n 式中 F 预每个弹簧所承受的负荷（N） F 压部分压料力（N）（拉深力） N弹簧个数

39、 所以 F 预=F 压/n=48000N/4=1500N（2）考虑到模具的结构尺寸，初选代号为 QM7112 的弹簧，其具体参数如表 3.2 所示。（规格标记为：25X80）。表 3.2 弹簧尺寸与参数表 （3）弹簧的特性Fmax=3300N hmax=17.5mmh 预=F 预 hmax/Fmax=150017.5mm/3300N=7.95mm(4) 弹簧最大允许压缩量，如果满足下列条件，则弹簧选择合适。即 hmaxh 预+h 工作+h 修模 式中： h 预弹簧预压缩量（mm） h 工作卸料板工作行程，一般取料厚+1（mm） h 修模凸、凹模修模量，一般取 410mmh 预+h 工作+h 修

40、模 =7.95+3.5+4=15.4mm hmax=17.5mm15.4mm故所选弹簧合适。3.3 确定冲模闭合高度模具的闭合高度 H 模 是指模具在最底工作位置时，上、下模之间的距离。H 模 一般可按下式计算：安装尺寸弹簧尺寸规定值最大值窝孔直径Dmin芯轴直径dmax外径D2内径D1自由高度H0弹簧刚度P(N/mm)变形量F28负荷P28（N）变形量F35负荷P35（N）10064.328.035.012551.435.043.815042.942.052.5321631.516.517536.749.0180061.3225050188.614.017.563149.717.622.18

41、0117.922.428.010094.328.035.012575.435.043.815062.942.052.517563.949.061.020047.156.070.04020392125037.770.0204087.53300H 最 大5H 模 H 最小10由零件可知道：H 最大=450mm； H 最小 320mm；即 450-5H 模 320+10结合本次设计，取模具闭合高度为：H 模=390mm。3.4 压力机的主要参数根据以上要求,选择 JD36-400 型压力机,其主要技术参数如下:公称力/KN 4000公称压力行程/mm13滑块行程次数/min16滑块行程/mm400最

42、大装模高度/mm730装模高度调节量/mm315工作台板尺寸（前后左右）/mm 16002800工作台垫板厚度/mm 180滑块底面尺寸（前后左右）/mm 12502800导轨间距离/mm2640气垫压紧力/退出力（单个）/KN 350/76主电机功率/KW45压力机底面以上高度/mm 6285压力机外形尺寸（前后左右）/mm 23603830压力机总重量/t 70第 4 章模具总体结构设计说明4.1 模具的总体结构本次设计的模具采用正装式结构，由于模具较小，且凸模结构也比较简单，故凸模采用整体式结构，凹模采用镶块式结构，镶块固定在凹模固定座上 。上、下模座以及镶块等都用消失模实型铸造，此铸造

43、方法方便、快捷，可以减少模具生产周期。 凸模定位块 凹模镶块 图 4.1 模具平面总体结构该模具采用一模两腔如图 4.1 所示，模具结构比较简单凸模固定在上模座，凹模镶块固定在固定座上，固定座固定在下模座，通过两根导柱进行导向;从右边送料，板料靠定位块定位，然后从上往下进行冲压成形。4.2 凸、凹模结构的设计成形模的凸模、凹模都采用铸件，要求既要减轻重量，又要有足够的强度和刚度，但是零件结构简单，而且为了降低成本，所以不设加强筋，对整体模具结构没影响。考虑到零件要求大批量生产，凹凸模可分为整体式和镶块式，综合成形工序有弯曲和拉深两部分，可以参考下表 4.1。 表 4.1 成形凸、凹模结构的选用

44、结构形式选用说明整体式常为铸铁整体件。用于产量不大或成形不难，变形不大的制件。多用于制作凸模常用材料HT250、HT300，产量大或有反成形的，也可采用Mo-Cr铸铁。工作表面火焰淬火后硬度达3545HRC(HT300)、4555HRC(Mo-Cr铸铁)。镶块式（锻件）竖装式对于生产批量大。板料厚，成形难度大，对成形刃口耐磨性要求较高的制件可用于制作凸、凹模。若制件仅局部变形大。可采用局部镶块。竖装式多用于纵向几何形状变化较大或整形较深的制件(锻件) 。横装式横装式多用于较平坦而轮廓形状较大的制件。竖装式常用于制作覆盖件模具的凸模，横装式用于制作内覆盖件模具的凸模。常用材料CH-1、T10A。

45、镶块整体淬火(5660HRC)或成形刃口表面火焰淬火(5055HRC)铸钢镶块式用于纵向几何形状变化较大，产量较大对刃口要求不很高的制件或材料利用率在70以下的镶块。多用于制作凹模。常用材料ZCH-1。成形刃口表面火焰淬火(5055HRC)。对制件的料厚和翻边高度应有要求。（1）凸模： 结合本表，通过分析，制件实际生产的产量大且成形不难，变形也不大，所以凸模采用整体式。凸模如下图 4.2 所示图 4.2 凸模（2）凹模： 因为制件板料较厚（2.5mm），成形难度大，制件不是所有的地方都产生回弹，仅局部变形大，故在变形大的地方可采用局部镶块。凹模镶块设计如图 4.3 所示：图 4.3 凹模表4.

46、2 材料选择表开发纲领凸模凹模生产数量板厚铸件类型钢材镶块铸件类型钢材镶块t2.5mmCr12MoVCr12MoV1.2mm2.5mmCr12MoVT10ACr12MoVT10A1.2mm2.5mmT10ACr12MoVT10A1.2mm2.5mmT10ACr12MoVT10A1.2mmt2.5mmHT3007CrSiMnMoVHT3007CrSiMnMoV小批生产总计 15 万台以下月产 1500 台以下t1.2mHT2507CrSiMnMoVHT3007CrSiMnMoV综上，零件大批量生产，凹凸模材料选用 Cr12MoV。Cr12MoV 属于高碳高铬的 Cr12 型钢。Cr12 型钢是冷

47、作模具钢中应用范围最广，数量最大的钢种，几乎所有冷作模具中均有应用。凸模采用锻造成型，以使 Cr12 型莱氏体钢中碳化物分布均匀，提高强韧性，而且在模具中形成合理的流线排列，促使各方向淬火变形趋势一致，提高模具使用寿命。4.3 定位块的设计定位块的强度在成形设计中是很有作用的，若强度不够，可能会影响到成形的效果，因为定位块是用来固定板料的，该零件料厚比较厚（2.5mm）当送料进来时与板料接触，冲压成形时，定位与板料的冲击比较大，所以要求有较高的强度和刚。本次设计定位块材料选用 45 钢，45 号钢为优质碳素结构用钢 ,硬度不高易切削加工，定位块的形状表面要按零件来设计，选用45 钢容易加工。综

48、合上述，定位块设计如下图所示： 图 4.4 定位块 1 材料:45 钢；热处理：淬火+回火图 4.5 定位块 2 材料:45 钢；热处理：淬火+回火4.4 导柱的设计导柱为标准件，尺寸要求也较为严格，在模具中起到非常重要的导向作用，它的主要作用是使凸模能顺利冲压到凹模上，把料压紧。成形出来的零件尺寸精度就比较高了，本次设计只设两根导柱，所以导柱不能对称设计，其轴心相对于中心线的位置也就不同。导柱设计如下图所示：图 4.6 导柱，材料，型号 QM12014.5 顶销的设计顶销和弹簧其实组成一体的，顶销下端带台阶，通过台阶后的弹簧实现浮顶功能。当模具闭合时，顶销被压下；当模具开启时，顶销弹起，并将

49、工序件拖起。具体如图所示，其中上半部分为弹簧。图 4.7 顶销和弹簧4.5 模具三维结构图上模座凸模凹模固定座 图 4.8固定座下模座为了比较直观观察其中限制行程器和导柱隐藏掉。4.5.1 工作原理正视剖视图如下当模具通过顶销开启时，板料通过其他方式从 X 方向送进去，一直到板料的顶端碰到定位块，就这样固定住，压力机通过上模座推动凸模以冲压方向为运动行程，向凹模冲压，板料成形。其中通过行程限制器下限制凸模的运动距离。 托料器 中型弹簧 顶销 图 4.9当模具通过顶销开启时，板料通过其他方式从 X 方向送进去，一直到板料的顶端碰到定位块，就这样固定住，压力机通过上模座推动凸模以冲压方向为运动行程

50、，向凹模冲压，板料成形。其中通过行程限制器下限制凸模的运动距离。图 4.10 成形模附件图第 5 章 UG 技术在模具中的应用5.1 UG 软件提供的模具设计功能应用UG 软件提供了基于系统的钣金零件冲压模、级进模、注射模等模具设计功能，模具专家设计系统融入了模具设计师的经验和系统开发师的智慧，使用它们可以加速模具设计速度，提高产品的设计质量。UG 冲压模具工程(UGDie engineering)是 UG 面向汽车钣金件冲压模具设计而推出的一个模块，其功能包括冲压工艺过程定义、冲压工序件的设计，如压力中心的调整、工艺补充面的设计、拉伸压料面的设计、分配成形工序等内容，以帮助用户完成冲压模具设计提供了更多的方便。5.2 工艺补充和曲面的缝合 在设计中，拿到制件后首先要结合制件的特点，进行工艺补充。然后再将数模面上的小平面缝合变成一个整体。工艺补充图如图 5.1 所示：图 5.1 缝合前的数模面图 5.2 缝合后的数模面由上面的一个简单事例可以看出，UG 技术在模具设计中应用十