封閉板成形模及沖壓工藝

XXXX 大 學(xué)全 日 制 普 通 本 科 生 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 封閉板沖壓工藝及成形模設(shè)計(jì)THE DESIGN OF DIE AND CLOSED BOARD STAMPING PROCESS 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 年級(jí)專業(yè)及班級(jí)： 指導(dǎo)老師及職稱： 學(xué) 院： 湖南長(zhǎng)沙提交日期：XXXX 年 XX 月XXXX 大學(xué)全日制普通本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)誠(chéng) 信 聲 明本人鄭重聲明：所呈交的本科畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）是本人在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，進(jìn)行研究工作所取得的成果，成果不存在知識(shí)產(chǎn)權(quán)爭(zhēng)議。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過(guò)的作品成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體在文中均作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）作者簽名：年 月 日目 錄摘 要 .1關(guān)鍵字 .11 前言 .21.1 選題的依據(jù)及課題的意義 .21.2 國(guó)內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢(shì) .22 零件結(jié)構(gòu)、沖壓方案分析及加工工藝分析 .32.1 零件結(jié)構(gòu) .32.2 沖壓方案分析 .42.3 加工工藝分析 .43 落料模設(shè)計(jì) .53.1 落料毛坯形狀和尺寸的確定 .53.2 彎曲成形部分的毛坯形狀和尺寸的計(jì)算 .63.3 排樣和裁板 .93.3.1 確定排樣方式并計(jì)算材料利用率算 .93.3.2 裁板 .103.4 落料模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .103.4.1 總體結(jié)構(gòu) .103.4.2 導(dǎo)向裝置 .113.4.3 定位裝置 .113.4.4 卸料裝置 .123.5 落料模工藝計(jì)算 .123.5.1 計(jì)算沖壓力 .123.5.2 確定壓力中心 .133.5.3 凸、凹模刃口尺寸及制造公差 .143.6 工作零件的設(shè)計(jì) .143.6.1 凹模設(shè)計(jì) .143.6.2 凸模設(shè)計(jì) .163.7 卸料元件的設(shè)計(jì) .163.7.1 卸料橡膠的選用和設(shè)計(jì) .163.7.2 卸料螺釘?shù)脑O(shè)計(jì) .173.8 設(shè)計(jì)其它零件并校核壓力機(jī) .183.8.1 其它零件的設(shè)計(jì)及選用 .183.8.2 校核壓力機(jī) .194 雙向彎曲（翻邊）成形模設(shè)計(jì) .194.1 成形模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .194.1.1 總體結(jié)構(gòu) .194.1.2 工作原理 .204.2 成型模工藝計(jì)算 .204.2.1 彎曲力的計(jì)算 .204.2.2 回彈量的確定 .224.2.3 計(jì)算壓力中心 .224.2.4 工作部分尺寸計(jì)算 .224.3 關(guān)鍵零件的設(shè)計(jì) .234.3.1 彎曲凹模設(shè)計(jì)及工作尺寸計(jì)算 .234.3.2 翻邊凸模設(shè)計(jì)及工作尺寸計(jì)算 .244.3.3 彈簧的設(shè)計(jì) 及計(jì)算 .254.4 設(shè)計(jì)其它零部件并校和核壓力機(jī) .254.4.1 模座的選用 .254.4.2 定位裝置的設(shè)計(jì) .264.4.3 頂料板的設(shè)計(jì) .264.4.4 彎曲凸模的設(shè)計(jì) .274.4.5 計(jì)算閉合高度并校核壓力機(jī) .275 結(jié)論 .28參考文獻(xiàn) .28致謝 .301封閉板沖壓工藝及成形模設(shè)計(jì)學(xué) 生: 指導(dǎo)老師: (XXXXXXXXXXXXXXX)摘 要：隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化的深入，模具工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中所發(fā)揮的作用越來(lái)越明顯。本次畢業(yè)課題設(shè)計(jì)的模具是為了制造某車型中一個(gè)支柱端頭的封閉板。設(shè)計(jì)中分析了封閉板零件的結(jié)構(gòu)及工藝性，擬訂該零件的沖壓工藝為“落料雙向彎曲（翻邊成形） ”，討論了復(fù)雜彎曲（翻邊）零件毛坯展開形狀和尺寸的確定方法，設(shè)計(jì)了落料模和雙向彎曲（翻邊）成形模，對(duì)關(guān)鍵零件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作了詳細(xì)闡述，并指出了模具設(shè)計(jì)時(shí)的注意事項(xiàng)。其中，雙向彎曲成形模是本設(shè)計(jì)的重點(diǎn)，將雙向彎曲（翻邊）成形集中于一套模具中，使得沖件的質(zhì)量和生產(chǎn)效率較高，滿足了生產(chǎn)需要。關(guān)鍵字：封閉板；沖壓工藝；毛坯展開；雙向彎曲成形模The Design of Die and Closed Board Stamping Process Student: XXXXXXTutor : XXXXXX(XXXXXXXXXX University, Changsha，410000)Absract: Along with the deepening of global economic integration, tooling industry plays a more and more obviously role in national economy. The design of the mold of my paper is to create a closed board of a pillar which is at the edge of one motorcycle type. This thesis analyzed the closed parts of the board structure in the process of its designation. In addition, I formulated the components of the stamping process as “Blanking-two-way bending (Flanging)“ and discussed the right method to unwrap the shape and size of the complexed rough bending (flanging) components and designed the blanking and two-way bending modulus (flanging) die and made a clear explanation of the key parts structural design, and pointed out something should be noticed in its design. Among them, two-way bending modulus is the focus of the design. 2Fastening the two-way bending (flanging) on a suit of mold made a great promotion of the punching pieces quality and the efficiency of its product so as to satisfied the needs of its production.Key words: closed board; stamping process; rough start; two-way bending mode1 前言1.1 選題的依據(jù)及課題的意義隨著全球經(jīng)濟(jì)一體化的深入，模具工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中所發(fā)揮的作用越來(lái)越明顯，模具技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個(gè)國(guó)家制造水平高低的重要標(biāo)志，并在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。模具設(shè)計(jì)是一種相對(duì)來(lái)講經(jīng)驗(yàn)性較強(qiáng)的設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)人員在長(zhǎng)期的工作中積累的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)對(duì)模具設(shè)計(jì)起著十分重要的影響。近年來(lái)，模具 CAD/CAM 技術(shù)已成功應(yīng)用于模具工業(yè)，有效提高了模具設(shè)計(jì)與制造水平。模具是現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛的優(yōu)質(zhì)、高效、低耗、適應(yīng)性很強(qiáng)的生產(chǎn)技術(shù)，或稱成型工具、成型工裝產(chǎn)品，是技術(shù)含量高、附加值高、使用廣泛的新技術(shù)產(chǎn)品，是價(jià)值很高的社會(huì)財(cái)富。由于模具生產(chǎn)技術(shù)的現(xiàn)代化，在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中，模具已廣泛應(yīng)用于電動(dòng)機(jī)和電器產(chǎn)品、電子計(jì)算機(jī)產(chǎn)品、儀表、家用電器產(chǎn)品與辦公設(shè)備、汽車、軍械、通用機(jī)械等產(chǎn)品的生產(chǎn)中。模具技術(shù)水平的高低，已成為衡量一個(gè)國(guó)家制造水平高低的重要標(biāo)志，并在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品的開發(fā)能力。為此本人選擇了“封閉板沖壓工藝及成型模設(shè)計(jì)”作為畢業(yè)課題。1.2 國(guó)內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢(shì)目前，隨著汽車及輕工業(yè)的迅速發(fā)展，模具設(shè)計(jì)制造日益受到人們的廣泛關(guān)注，已成為一個(gè)行業(yè)。將高新技術(shù)應(yīng)用于模具設(shè)計(jì)與制造，已成為快速制造優(yōu)質(zhì)模具的有力保證：1） 、CAD/DAE/CAM 的廣泛應(yīng)用，顯示了用信息技術(shù)帶動(dòng)和提升模具工業(yè)的優(yōu)越性。在歐美，CAD/DAE/CAM 已成為模具企業(yè)普遍應(yīng)用的技術(shù)。在 CAD 的應(yīng)用方面，已經(jīng)超越了甩掉圖板、二維繪圖的初級(jí)階段，目前3D 設(shè)計(jì)已達(dá)到了 70-89，PRO/E、UG、CIMATRON 等軟件的應(yīng)用很普遍。2） 、為了縮短制造周期，提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，普遍采用高速切削加工技術(shù)。3） 、快速成型技術(shù)與快速制模技術(shù)獲得普遍應(yīng)用。有 SLA、SLS、FDM、LOM 等各種類型的快速成型設(shè)備。3國(guó)外工業(yè)先進(jìn)國(guó)家都擁有上萬(wàn)個(gè)模具企業(yè)與支持模具企業(yè)或?yàn)槟＞咂髽I(yè)提供生產(chǎn)裝備的企業(yè)相組成的強(qiáng)大的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)。這是為適應(yīng)社會(huì)產(chǎn)品工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)的重要條件和特點(diǎn)。如汽車的工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)需要一大批專業(yè)性模具企業(yè)為其提供模具，同時(shí)根據(jù)汽車零件的生產(chǎn)技術(shù)要求，這些模具企業(yè)還配有相應(yīng)的先進(jìn)技術(shù)裝備，包括數(shù)控和計(jì)算機(jī)數(shù)控機(jī)床、CAD/CAM 系統(tǒng)，以及各種工藝裝備。模具的社會(huì)效益很高，是高技術(shù)含量的社會(huì)產(chǎn)品，其價(jià)值和價(jià)格主要取決于模具材料、加工、外購(gòu)件的勞動(dòng)與消耗三項(xiàng)直接發(fā)生的費(fèi)用和模具設(shè)計(jì)與試模等技術(shù)費(fèi)用，后者，是模具價(jià)值和市場(chǎng)價(jià)格的主要組成部分，其中一部分技術(shù)價(jià)值計(jì)入了市場(chǎng)價(jià)格，而更大一部分價(jià)值，則是模具用戶和產(chǎn)品用戶受惠變?yōu)樯鐣?huì)效益。如電視機(jī)用模，其模具費(fèi)用僅為電視機(jī)產(chǎn)品價(jià)格的1/30001/5000，盡管模具的一次投資較大，但在大批量生產(chǎn)的每臺(tái)電視機(jī)的成本中僅占極小的部分，甚至可以忽略不計(jì)，而實(shí)際上，很高的模具價(jià)值為社會(huì)所擁有，變成了社會(huì)財(cái)富。所以設(shè)計(jì)本模具具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。本模具設(shè)計(jì)是為制造某車型中一個(gè)支柱端頭上的封閉板，該零件左、右對(duì)稱，生產(chǎn)中要求左、右件數(shù)量相等。而且該零件本身屬不對(duì)稱的異形件，存在雙向的彎曲（翻邊）成形，單件沖壓時(shí)存在著橫向不平衡力，影響模具壽命和沖壓質(zhì)量，將左、右件合在一套模具上一次沖壓成形，就能消除橫向不平衡力，同時(shí)，也提高了沖件質(zhì)量和生產(chǎn)效率。據(jù)此，擬定該零件的沖壓工藝為“落料雙向彎曲（翻邊）成形，并設(shè)計(jì)了落料和成形兩套模具。在使用 AutoCAD進(jìn)行模具設(shè)計(jì)時(shí)，可以方便、快捷地調(diào)用工藝資料，達(dá)到了提高產(chǎn)品質(zhì)量，縮短周期，降低成本，增加經(jīng)濟(jì)效益的目的，具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。因此，模具廣泛應(yīng)用于汽車制造業(yè)，有助于推動(dòng)我國(guó)汽車行業(yè)的發(fā)展。2 零件結(jié)構(gòu)、沖壓方案分析及加工工藝分析2.1 零件結(jié)構(gòu)本課題設(shè)計(jì)的零件是某車型上支柱端頭的封閉板，材料為 08Al，料厚 1mm,如圖 1 所示。零件圖所示為封閉板左件，封閉板右件與其對(duì)稱，生產(chǎn)中要求左、右件數(shù)量相等,生產(chǎn)綱領(lǐng)為中等批量。該零件從圖紙要求的尺寸和使用情況看，尺寸精度要求并不太高，外形尺寸按 IT14 級(jí)即可，彎曲（翻邊）高度的尺寸公差還可適當(dāng)放大。4圖 1 封閉板零件圖Figure 1 sealing plate part drawing2.2 沖壓方案分析本文主要研究的是某車型中一個(gè)支柱端頭上的封閉板成型模的設(shè)計(jì)。該零件左右對(duì)稱，生產(chǎn)中要求左、右件數(shù)量相等，生產(chǎn)綱領(lǐng)為中等批量。由于該零件存在著雙向彎曲（翻邊） ，因此初步擬訂如下兩種工藝方案：方案一：落料外緣彎曲（翻邊）彎曲成形方案二：落料雙向彎曲（翻邊）以上兩種工藝方案中，方案一需要三副模具，若定位不好的話，很容易造成零件的不一致，影響零件質(zhì)量，且工作效率低。方案二，成形模結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，但沖壓質(zhì)量好，生產(chǎn)效率較高，故決定采用方案二。在設(shè)計(jì)落料模之前，首先要確定落料毛坯形狀和尺寸，其中既有理論計(jì)算，也涉及到定性地估算，最終通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定。該零件雖說(shuō)是左右對(duì)稱件，但展開后的形狀卻是相同的，因此只需設(shè)計(jì)一副落料模即可，該模具采用下出料彈壓卸料結(jié)構(gòu)。2.3 加工工藝分析該零件從形狀上看是不對(duì)稱的異形件，主要是通過(guò)落料和雙向彎曲（或翻邊）成形加工出來(lái)的，就其彎曲部分看，成形并不困難，但翻邊部分即三處帶圓弧的轉(zhuǎn)角處的成形存在一定的困難。（1）零件圖中 R5mm 處的翻邊成形可按矩形件轉(zhuǎn)角的拉深成形處理，由于底角半徑 r=1.5mm,所以dhD42式中 D坯料直徑（mm） ；5d圓筒形工件直徑（mm） ，取 52=10mm；h圓筒形工件高度（mm） ，取 10+1=11mm。得 = =23.4mm。因此最大相對(duì)高度D42102h/D=11/23.40.47 ，故成形并不困難，可一次拉深成形。（2）而圓角 R3.5mm 處的翻邊成形難度較大，屬孔的翻邊成形，由于其翻邊半徑 R 小于翻邊高度，因此成形后此處必然拉裂，必須對(duì)其進(jìn)行工藝處理，降低翻邊高度。（3）R1mm 處若按拉深模型進(jìn)行計(jì)算，則由于底角半徑 r=1.5 相對(duì)于轉(zhuǎn)角半徑 1.5(中性層半徑)不可忽略，所以 2256.07.14rdhdD式中 D坯料直徑（mm） ；d圓筒形工件直徑（mm） ，取（1+0.5）2=3mm；h圓筒形工件高度（mm） ，取 10+1=11mm；r底角半徑（mm）,取 1.5mm。得: 2256.07.14rdhd= 25.133=11.5mm因此相對(duì)高度 h/D=11/11.50.95，且毛坯的相對(duì)厚度 t/D=1/11.50.09又較大，故其一次成形有較大的困難。但從結(jié)構(gòu)上看，