汽车加固板模具设计

1、零件简图:如图8-1所示零件名称：汽车务轮架加固板材料:08钢板厚度：4mm生产批量：大量生产要求编制T艺方案。图8-1汽车备轮架加固板零件图一，冲乐件的工艺分析该零件为备轮架加固板，材料较厚，其主要作用是蟒加汽车备轮架强度。零件外形对称，无尖角、凹陷或其他形状突变,系典型的板料冲压件。零件外形尺寸无公差要求,壁部圆角半径r5,相对圆角半径力为L25,大于表相关资料所示的坡小弯曲半径值，因此可以弯曲成形。巾11mm的八个小孔和两个腰圆孔分别均布在零件的三个平面上，孔距有们置要求，但孔径无公差配合。-0.84°'%威孔精度不高，弯曲角为90°,也无公差要求。通过.:述

2、工艺分析，可以看出该零件为普通的厚板弯曲件，尺寸精度要求不高，上要是轮廓成形问题,又属大量生产，因此可以用冲压方法生产。二、确定工艺方案计算毛坯尺寸。该零件的毛坯展开尺寸可按式下式计算：L=/,+/24-l.57(r+a0/)上式中：圆角半径,=5加"板料厚度/=4，机：“。为中性层系数，由表查得“。二°42；乙，4为宜边尺寸，由图3-6可知：/1=2(116-(/*+/)=214mm/2=140-2(/+/)=122/将这些数值代入，得毛坯宽度方向的计算尺寸£=214+122+1.57(5+0.42x4)=356.8-考虑到专曲时板料纤维的伸长，经过试床修正，实

3、际毛坯尺寸取L=355mj同理，可计算出具他部位尺寸，最后得出如图8-2所示的弯曲毛坯的形状和尺寸。图82弯曲毛坯(I)确定排样方式和计算材料利用率图8-2的毛坯形状和尺寸较大，为便于手工送料，选用单排冲压。仃二种排样方式，见图8-3a,b,co由表杳得沿送料进方向的搭边。=4加明侧向搭边1=5加，因此,三种单排样方式产材料利用率分别为64%、64%和70%。第二种排样方式，落料时需二次送进，但材料利用率最高，为此，木实例可选用第三种排样方法。（2）冲压工序性质和工序次数的选择a）材料利用率64%b）材料利用率64%c）材料利用率70%图8-3加固板的排样方式冲压该零件，需要的基本T序和次数有

4、：（a）落料；冲4）II孔6个；（b）冲底部（H1孔2个；（C）冲-21机程孔;（d）冲2个腰圆孔；首次弯曲成形;（B）二次宵曲成形。（3）工序组合及其方案比较根据以上这些工序，可以作出下列各种组合方案。方'案一:(a)落料，如图8-4所示。(b)冲壁部巾11孔6个。01+0.84(c)冲底部两个611孔、一个小/屋圆孔和两个腰圆形孔,2见图87。(d)首次弯曲成形,如图8-5所示。(e)二次弯曲成形，如图8-6所示。方案二：(a)落料和冲2个腰圆孔。91+0.84(b)冲底部两个611孔、壁部六个611孔和力。孔。(c)首次弯曲成形，见图85,(d)二次弯曲成形,见图86。方案三：(

5、a)落料和冲零件上的全部孔。(c)首次弯曲成形，见图8-5。(d)二次弯曲成形，见图86。方案四:(a)落料，见图84t(b)冲底部两个也11孔、一个9圆孔和两个腰圆形孔,见图8-7。(c)首次弯曲成形,见图8-5。(d)二次弯曲成形，见图8-6。(e)冲壁部两个eII孔，(f)冲另一个面壁部四个611孔。方案五:(a)落料，见图84.(b)首次弯曲成形，见图8-5。(c)二次弯曲成形，见图8-6。04-0.84(d)冲底部两个eii孔和一个小0孔。(e)冲腰网孔，方案六:(a)落料，见图8-4,0I+0.84(b)冲底部两个巾11孔、一个巾,L。孔和两个腰圆孔,见图8-7。(c)首次弯曲成形

6、，见图8-5。(d)一次弯曲成形，见图8-6。(e)估壁部六个eII孔。对以二六种方案进行比较，可以看出：方案一，从生产效率.、模具结构和寿命方面考虑，将落料和零件上的孔组合在三套模具上冲压,有利于降低冲裁力和提高模具寿命，同时模具结构比较简单，操作也较方便。但是，该方案的二次弯曲均安排大冲孔以后进行,弯曲回弹后孔距不易保证,影响零件精度。方案二，落料和冲腰圆孔组合以及底部两个巾U孔和壁部六个e11孔组合冲出，可以节省一道工序，但是模具结构比方案一复杂，同时多凸模耳板冲孔模容易磨损，刃磨次数增多，模具寿命低.二次弯曲工序均在冲孔后进行，产生与方案一相同的缺点。方案三，落料和零件上的孔采用发合模

7、组合冲乐，优点是节省了序和设备，可以提高和生产效率，但模具结构复杂，且壁部六个011孔处的孔边与落料外缘间距仅8mm,模壁强度较差，模具容易磨损或破坏，因此不宜采用。方案四，壁部六个611孔安排在弯曲后进行，可以提高孔跖精度，保证零件质量，但是壁部冲孔的操作不使，同时弯此后二次珅孔的模具费用也较局。方案”，全部冲孔序安排在弯曲成形后进行，缺点是成形后冲孔，模具结构复杂，刃磨和修理比较困难，上、下料操作也不方便。方案六,情况与方案四基本相同，但壁部六个611孔改为钻孔，可以保证孔间尺寸，提高了零件精度，同时可减少两套冲孔模，有利于降低零件的生产成木，缺点是增加了钻孔工序，增加工序时间。通过以上的

8、方案分析，可以看出，在一定的生产批量条件下，选用方案六是比较合理的。确定了T艺方案以后，就可以进行该方案的模具结构形式的确定，各工序的冲压力计算和冲压设备的选用。图8-4 加固板落料模1 一下模板、2 一导柱、3导套、4一卸料板、5 一螺钉、6-螺钉、7一网模、8一上模板、9-钉、10-挡料销、11一螺钉、12凸模、”一铺钉、14一销钉三、各工序模具结构形式的确定上面的工艺方案分析和比较中，己选用了模具种类，如选用落料模、冲孔模、首次弯曲模和二次穹曲模等，在最佳I：艺方案六选定后，再确定各工序模具的具体结构形式。木实例为便于介绍和分析,在各工艺方案分析和比较时,已给出了模具的结构形式,见图3/

9、6、17、18、19等，因此,这里不再另述。图8-5务轮架加固板第次弯曲模竹料螺打凹模凸模400T0W6619018710.2-T图8-6备轮架支架加固板第.次弯曲模32图8-7加固板冲孔模I一下模板、2一导柱、3导套、4一上模板、5、7、9-凹模、6、8、10凸模、II、18、20一定位销、12一基板、13凸模固定板14、16、17紧固螺仃、15一卸料板、19一凹模固定板、21一定程柱、22一挡料销四，计算各工序冲压力和选择冲压设备(1)第一道T.序一落料(2)平刃口模具冲裁时，落料力按下式计算：F.=I.3L/t将加固板毛坯的周长L=1395，厚度I=4mm以及08钢材料的抗剪强度T=26

10、0M&代入上式，得丹客=1.3x1395x4x260=1886040N为了降低落料力，改用斜刃口模具，落料力%=3(KL.tT+L2lT)上式中，4为模具斜刃口部分长度。考虑到落料时条料容易安置和定位，模具的部分刃口可以设计成平口的。闪此，心表不刃口部分的长度(如果模具刃口全部做成斜口的，则a=o),如图8-4所示。图中：平刃II长度：L2=2x80=160，加,斜刃口长度：L)=1395-160=1235/wm,取：K=0.4则：%=1.3(0.4x1235x4x260+160x4x260)=884200N(a)推件力%=F花设同时梗塞在凹模内的零件数=2,杳表系数K|=0.045,

11、代入上式，得：=2x0.045x884200=795OO/V(b)选用冲用设备这一工序的落料力4二884200N,推件力晶=795(X)N,因此，匚序所需的总压力:工=R+FHt=963700V从总乐力出发，的选用1000kN压力机，但是10(X)kN压力机的T作台，对加固板落料模尺寸偏小，不能安装，故应选择1600kN压力机。(3)第二道T序冲孔(图8-7)(a)冲压两个611孔,冲孔力F,=2xl.3c=93400N,I蚀84(b)冲压6。孔，冲孔力F2=1.3万x2Ix4x26=89200N(c)腰圆孔冲孔力F.=2x1.3x(2x144-2x52)x4x26=519000/V(d)选用

12、冲压设备工序总的冲孔力产冲=6+F?+K=7(X)W故可选用lOOOkNFR力机，(4)第二道工序一首次弯曲成形(图3-10)该工序冲压力,包括自由弯曲力,校正弯曲力和压料力(或推件力).(a)自由弯曲力0.1kbr(Thr+t上式中，安全系数：k=L3宽度：/7=(116+53.5)=170/nw弯曲半径：r=5mm()8钢:亢拉强度：ah=3()()MPd则:L 0.7xl.3xl70x42x300片= 82kN(b)校正弯曲力冲压件在行程终了时受到的校正弯曲力，可按=Ar近似计算。加固板冲压件首次弯曲的投影面枳A=(116x178)+(53.5x178)=30110mm2杳表得单位校正力p=70MPa,代入上式得，Fb.=2l00kN(c)压料力6.=(0.3().8)。取系数0.5,则鼠=41kN.(d)选择冲压设备由弯曲工艺可知,弯曲时的校正弯曲力与自由弯曲力、乐料力不是同时发生的,且校正力比自由弯曲力和压料力大得多。因此，可按产校=2l()0kN选择冲压设备，实际选