畢業論文汽車儀表板沖壓工藝及模具的設計(已修改)

　

【正文】 汽車儀表板沖壓工藝及模具設計第一章 前言 中國模具的發展現狀模具是機械、汽車、電子、通訊、儀表、家電工業產品的基礎工藝裝備， 模具制造是一切制造業之首，模具行業實現工業化和商品化生產，是制造業生產技術進步的標志。現代模具設計與制造技術，涉及機械工程、信息與電子工程、冶金與材料工程、工程管理等學科專業范圍。中國經濟的高速發展對模具工業提出了越來越高的要求，也為其發展提供了巨大的動力。近10年來，中國模具工業一直以每年15％左右的增長速度快速發展。目前，根據專家統計統計，中國約有模具生產廠點2萬余家，從業人員有50多萬人，全年模具產值達534億元人民幣。近年來，模具行業結構調整步伐加快，主要表現為大型、精密、復雜、長壽命模具標準件、模具標準件發展速度高于行業的總體發展速度；塑料模和壓鑄模比例增大；面向市場的專業模具廠家數量及能力增加較快；隨著經濟體制改革的不斷深入，“三資”及民營企業的發展很快。中國模具工業的發展在地域分布上存在不平衡性，東南沿海地區發展快于中西部地區，南方的發展快于北方。模具生產最集中的地區在珠江三角和長江三角地區，其模具產值約占全國產值的三分之二以上。 中國模具的發展趨勢“十二五”時期是我國妥善應對國內外發展環境重大變化、加快實現全面建設小康社會目標的關鍵時期，也是我國模具制造行業健康發展的關鍵時期，國內外環境不確定因素雖然很多，但我國經濟發展仍在高速增長期內，我國模具在國際模具市場上的比較優勢仍舊存在，國內模具市場預期也繼續看好，模具行業發展呈現大趨勢。一是模具的精度越來越高。10年前，精密模具的精度一般為5微米，現在已達到2～3微米，不久1微米精度的模具將上市。這要求超精加工。 二是模具日趨大型化。這是由于模具成型的零件日漸大型化和高生產效率要求而發展的一模多腔所造成的。 三是多功能復合模具將進一步發展。新型多功能復合模具除了沖壓成型零件外，還擔負疊壓、攻絲、鉚接和鎖緊等組裝任務，對鋼材的性能要求也越來越高。 四是熱流道模具在塑料模具中的比重逐漸提高。由于采用熱流道技術的模具可提高制件的生產率和質量，并能大幅度節約制作的原材料，因此熱流道技術的應用在外國發展很快，許多塑料模具廠生產的塑料模具一半以上采用了熱流道技術，有的廠家使用率達到80%以上，效果十分明顯。熱流道模具在我國也已生產，有些企業使用率上升到20%~30%。 五是隨著塑料成型工藝的不斷改進與發展，氣輔模具及適應高壓注射成型等工藝的模具將隨之發展。這類模具要求剛性好，耐高壓，特別是精密模具的型腔應淬火，澆口密封性好，模溫能準確控制，所以對模具鋼的性能要求很嚴。 六是標準件的應用將日漸廣泛。模具標準化及模具標準件的應用將極大地影響模具制造周期，且還能提高模具的質量和降低模具制造成本。因此，模具標準件的應用在十五期間必將得到較大的發展。 七是快速經濟模具的前景十分廣闊。現在是多品種小批量生產時代，21世紀，這種生產方式占工業生產的比例將達到75%以上。由此，一方面是制品使用周期縮短，另一方面花樣變化頻繁，要求模具的生產周期愈短愈好。因此開發快速經濟模具將越來越引起人們的關注。 八是隨著車輛和電機等產品向輕量化發展，壓鑄模的比例將不斷提高，同時對壓鑄模的壽命和復雜程度也將提出越來越高的要求。 九是模具技術含量將不斷提高，中、高檔模具比例將不斷增大，這也是產品結構調整所導致模具市場走勢的變化。 十是以塑代鋼、以塑代木的進程進一步加快，塑料模具的比例將不斷增大。同時，由于機械零件的復雜程度和精度的不斷提高，對塑料模具的要求也越來越高。第二章 工藝方案的制訂 零件的工藝性分析本零件為汽車儀表板，材料為Q235，板厚為1，大批量生產。 汽車儀表板該零件有四處90度彎曲，有多處沖孔。因而此工件包含了落料，彎曲，沖孔等工藝步驟。其工件最小圓角半徑1mm符合最小圓角半徑要求。從技術要求和使用條件來看，零件的精度要求一般，適合沖壓生產。工件的沖壓精度和粗糙度都要求不高，符合沖裁要求。 毛胚尺寸計算工件的主要成形工序為落料、彎曲、沖孔，所以毛坯的尺寸即為彎曲件的展開尺寸。U型彎曲件的毛胚展開長度計算公式 （21）式中 —U型彎曲件直邊長度—U型彎曲件直邊長度—U型彎曲件直邊長度—彎曲半徑—彎曲件厚度—中性層位移系數則工件毛坯的長度L1為工件毛坯的寬度L2為依上所述，該零件的坯料尺寸可定為長度404，寬度350。 工藝方案的制定經過以上分析，可以進一步明確，該零件的沖壓加工包括以下基本工序：落料、沖孔、彎曲。此工件的成形工藝可以有以下幾種方案：方案一：按照基本工序順序：落料→沖孔→彎曲方案二：落料→彎曲→沖孔方案三：落料、沖孔復合，其他按照基本工序：落料、沖孔→彎曲分析以上三種方案，可以看到：方案一：按照基本工序排列的沖壓工藝每步工序都只使用簡單模具，結構簡單，制造周期短，成本較低，但不能保證沖孔件孔的精度。方案二：落料后先彎曲，再沖孔，不僅使模具結構簡單，制造周期短，成本較低，而且保證沖孔件孔的精度。方案三：將落料、沖孔復合，實現二道工序在一副模具上完成，減少了工序數和模具數，但模具復雜，提高了生產成本。通過上述對三種方案的分析，最終選用方案二：落料→彎曲→沖孔（1） 零件的排樣圖。搭邊的最小寬度大于塑變區的寬度，由板厚1查搭邊數值表，沿邊搭邊為2。 排樣圖（2） 第一步工序：落料。 落料工件圖（3） 第二步工序：彎曲， 彎曲工件圖（4） 第三步工序：沖孔。 沖孔工件圖第三章 落料模設計查表212 合理搭邊值 [1]，確定搭邊數值。當t=1時，沿邊搭邊為2。 排樣圖一個進距的材料利用率 % （31）式中 A—沖裁件的面積； n—一個進距內沖裁件數目； b—條料寬度； h—進距；所以 = =%（1） 落料沖裁力 （32）式中 f1—系數；取決于材料的屈強比，可從圖25 f1與材料屈強比的關系[1]求得，因此取f1=； L—落料件周長；； — 材料厚度；； —材料抗拉強度；；Q235 =375~460，取=420；所以 =2（404+350）1420 =(KN)（2） 推件力的計算 （33）式中 n—卡在凹模洞口里的工件數； k2—推件力系數；查表27 卸料力、推件力和頂件力系數[1]，取k2=； F0—落料力；所以 =1 =(KN)（3） 總沖壓力的計算 （34） =+ =(KN)（4） 壓力機的初步選擇選擇壓力機噸位時，考慮刃口磨損和材料厚度及波動、力學性能等因素，實際沖裁力可能增大，所以取 （35） =(KN) 因此初步選擇壓力機的型號為J23—63開式雙柱可傾壓力機，公稱壓力為630KN，最大封閉高度為360，最小封閉高度為270。由于毛坯內外周邊形狀對稱，所以模具的幾何中心就是壓力中心。根據表24 沖裁模始用間隙[1]查得間隙值Zmin=，Zmax=。根據表215凸凹模的制造公差表[1]查得凸凹模的制造公差為： 凸模 凹模 為了保證沖模的間隙小于最大合理間隙： 因為 則 由于零件形狀比較簡單，所以凸凹模可以分開加工，且零件的公差等級為IT12，精度要求不高。由零件的基本尺寸L1=404,L2=350,L3=384,L4=330 查表32常用尺寸的標準公差數值表[6]得公差查表27 系數x[7]得系數則落料凹模的尺寸： （36） 落料凸模的尺寸： (37) （1） 厚度Ha 查表96 凹模厚度H和壁厚C[1]，從凹模孔的最大寬度（404﹥200）及料厚（1～），取凹模厚度Ha=30，壁厚C=48。（2） 凹模的外形尺寸由壁厚C=48，可確定凹模的外形尺寸。 凹模長：404+48+48=500 凹模寬：350+48+48=446（3） 刃壁形式因此落料模結構簡單，且材料較薄，結合表93