汽车挡泥板复合冲压模具设计

柳树2009年第7期总第36卷设计与研究・7・汽车挡泥板复合冲压模具设计王明1,张中忠2(1.黑龙江八一农垦大学工程学院,黑龙江大庆163319;2.哈尔滨航天模夹具制造有限责任公司,黑龙江哈尔滨150060摘要:对汽车挡泥板进行冲裁工艺分析并确定冲裁方案,说明了模具主要零部件的设计和选用。以UG为平台,利用三维参数化设计与建模技术,对汽车挡泥板的冲压模具进行三维参数化造型设计,可以根据需要改变模具的尺寸;进行虚拟装配,可以直观地观察和分析模具的结构以及零件的相互位置关系;加快了产品开发速度,提高了产品开发效率,缩短了产品开发周期。关键词:UG;挡泥板;冲压模具设计中图分类号:TG386.2文献标识码:A文章编号:1006—0316(200907—0007—03DesignoffendercompounddieWANGMin91;ZHANGZhong—zhongzn.HeilongjiangBayiAgriculturalUniversity,Daqing163319,China;2.HarbinSpaceDie-jigManufacturingLtd.,Co..Harbin150060,ChinaAbstract:Blankingprocessanalysisoffenderiscompletedandblankingproposalisdecided,anddesigningandselectingofmainpartsofdieareshowed.BasedonUG,three・dimensionalparameterizationmoldingdesigningforfenderiscompletedwithtechnologyofthree-dimensionalparameterizationdesigningandmodelbuilding,anddimensionsofdiecallbechangedasrequired;byvirtualassembly,structureofdieandrelationofmutualalignmentcanbeobservedandanalyzeddirectly;theproductrateofdevelopmentisacceleratedandproductdevelopmentcycleisshortened.Keywords:UG;fender;designingofdie传统模具没计方法没计周期长、工作量大;在整机装配环节,仅在理沦上进行可行性的装配计算,对于装配过程中可能出现的问题无法预知,各个零件之间的相对装配关系只能间接表达出来,可视性差;而且当某一个零件的参数改变时,整个没计过程都要随之改变,设计智能化低。因此,利用高度集成CAD/CAM功能的UG软件进行模具的三维造型设计,通过对设计的三维模型进行分析和干涉检查,根据得到的分析结果,可以确定是否修改现有的装配模型,以达到修改设计的目的;并且可以利用UG软件来实现参数化、智能化设计和虚拟装配,使没计人员摆脱对物理样机的过度依赖,缩短产品的设汁开发周期,降低成本,提高产品质量,节省人力物力。挡泥板落料冲孑L模设计(1冲裁工艺分析及方案确定该零件结构复杂,形状不对称,既有沟槽又有悬臂,两处悬臂长小于5倍臂宽、宽度大于1.5t,具体结构见图l。图1挡泥板零件图收稿日期:2009—03—23作者简介:王明(1977一,黑龙江大庆人,工学硕士,讲师,主要研究方向为模具设计.工业设计等。万方数据・8・设计与研究柳耱2009年第7期总第36卷工件材料为碳素结构钢08,厚度t=1mm,采用卷料,其抗剪切强度r=255~353MPa[11。材料具有较高的弹性和良好的塑性,冲裁加工性较好。该零件属于大批量生产,尺寸较大,形状不对称且具有复杂的沟槽。经过分析,采用复合冲裁模进行加工,能够满足各项要求。该复合模采用手工送料、挡料销定位、弹压卸料,冲件由推件板推出,模架为导面平稳的四导柱模架。(2排样设计经分析,采用有搭边的直排,材料的利用率为玎=80.6%,排样图见图2。一杪oI厂黝求一\ⅣV(,,L/图2零件排样图(3冲压力计算模具采用弹压卸料逆出件方式,故总冲压力为:易=F+F01+FQ3(1式中:兄为总的冲压力;F为冲裁力;Fe。为卸料力;F03为顶件力。经计算Fz=353618N,选择压力机型号J23—63123。除此以外,还需正确确定其压力中心,以保证冲压正常进行。(4凸、凹模刃口尺寸计算该模具采用配作法计算凸、凹模刃口尺寸,以冲孔凸模和落料凸模为基准件,凹模刃口尺寸按凸模实际尺寸进行配作,保证单面I’日J隙为0.05mm。2主要零、部件的设计与选用(1凹模结构设计由于该工件比较复杂,且有很深的沟槽,所以将凹模没计为镶拼结构,并用内六角螺钉和销钉将其固定在上模座上。凹模采用镶拼结构后,虽然拼块的装配和模具结构变得复杂,但是分块后凹模易于加工,精度容易保征,而且还可以将悬臂结构单独作为一个部分,损坏后易于更换,可避免整体凹模报废。凹模的具体结构见图3。(2凸凹模和冲孔凸模结构设计凸凹模刃U部分为非圆形,为便于凸凹模和固定板的加工,可设计成阶梯形结构,并将安装部分设计成便于加工的长方形,通过铆接方式与固定板固定。凸凹模的尺寸根据刃口尺寸、卸料装置和安装固定要求确定,材料选用Crl2MoV,工作部分淬火,硬度达到60~64HRC。凸凹模具体结构见图4。图4凸凹模结构图冲孑llJ,凸模,3-J口为圆形,结构比较简单,材料选用T10A。小凸模具体结构见图5。图5小凸模结构图(3定位装置设计及模架选用该模具主要采用接触定位,通过两个导料销和一个挡料销来实现定位。由于工件轮廓复杂、冲裁力较大且不均匀,故采用导面平稳的四导柱模架。(4其它零件设计主要包括弹压卸料板、凸模固定板、垫板、推件板、推杆、打板和打杆等,本文不做详细介绍。3三维实体模型设计利用UG做出挡泥板落料冲孔复合模的三维模型,并进行虚拟装配,同时对其进行干涉检查。该模具主要由以下部分组成:模柄、上模座、凹模、(下转第18页万方数据・18・设计与研究柳树2009年第7期总第36卷是轿fJ电机关fJ信号输出。PLC程序控制采用记录开、关门一次反馈信号是否正确的方法进行判断,如果输入信号有通有断,可认为没有发生短接、粘连,系统正常工作,否则系统转入检修工作状态。图5中M3的信号可作为I、J锁安全的正常信号,M4是轿门或厅门线路断路、短路或输入信号线路断路、短路或轿门与厅门安全线路中有一个短路、继电器粘连等故障的信号,M5综合了M4的故障与将轿门和厅门安全线路均短接、粘连或断线故障,可作为控制系统由正常运行状态转为检修运行状态的触发信号之一。各种急停、限速器开关、安伞窗开关、兰堡\_Xl型墼jJMSlX2FX2N了h≤尹/^~X3PLC————^1/—一X4COM图4改进的门锁安全电路马卜————圆马卜————圃马白肖档仁—(而马罄闺肖恤当臼卜——固K1骂肖卜——书K1马单肖仁—趣马一骂肖仁——书马仁_—————⑩K5马卜———————行DKlo羞兰望当卜_———J图5门锁安全电路梯形图4结论电梯门锁安全系统,在电梯的安全运行中起着极其重要的作用。作为电梯设计、生产及安装改造的人员和企业,应该本着以人为本、人文关怀的基本思想,将人的生命放在第一位。在电梯的设计或改造时,应充分考虑人员的安全,适当增加安全装置和控制,使得在用电梯,即使是由于使用人员或安装、维护人员的粗心或疏忽,也不会造成重大的伤亡事故。如图4与图5所示的设计,维保人员如果短接安全系统,无论怎样接线,系统都会转入检修运行状态,电梯无法进入正常运行状态。这样一方面要求维保人员必须去除短接的线,另一方面也可以将可能发生的事故尽量减少,提高电梯出现故障时的安全性。参考文献:【l】韦方平.一种电梯『J锁l山路的改进方法【J】.中国电梯,2007,(13.【2】陈金林.电梯安全事业发展向何处去【J】.中国电梯,2007,(14.【3】汪剑,等.完善电气线路设汁防止恶性事故发生【j】中圆电梯,2007,(21.[4]GB7588—2003,电梯制造与安装安全规范【s】.(上接第8页弹压卸料板、凸凹模、凸模固定板、下模座、导柱导套等。装配爆炸图见图6。图6装配爆炸图4结论本文以UG为设计平台,建立了汽车挡泥板复合冲裁模的三维参数化模型,可根据需要改变模具的尺寸,并且在虚拟装配过程中实时检查运动部件I’日J的干涉情况,修正模具零件、改进模具结构。通过此种方法没计模具,大大加快了产品的开发速度,明显缩短了开发周期。参考文献:【1]钟毓斌.冲压工艺与模具设it[M].北京:机械工业出版社,2005.【2】郑家贤.冲压工艺与模具'绽计实用技术[M】.北京:机械工业出版社.2005.万方数据汽车挡泥板复合冲压模具设计作者:王明,张中忠,WANGMing