汽車車門內護板支架工藝分析及模具設計畢業論文(已修改)

　

【正文】 III汽車車門內護板支架工藝分析及模具設計畢業論文目 錄第1章 緒 論 6 課題背景 6 國內外研究現狀 7 研究內容和研究方法 8 課題研究的意義和目的 8第2章 工藝設計 10 零件的分析。 10 零件結構與尺寸 10 所用材料 10 工藝難點與特征 12 工藝方案設計 13 排料原理 13 排樣方法 13 坯料計算 14 工藝方案的制定與比較 16 沖孔落料 18 沖裁基本原理 18 凸模刃口的選擇 19 沖裁力的計算 20第3章 沖孔落料模具設計 24 模具總體結構設計如圖 31及其模具類型的確定。 24 模具材料的選擇 26 影響沖壓模具壽命的因素 26 模具材料的要求 26 沖孔落料模零部件設計 27 凸凹模工作部分尺寸的計算 27 模架 30 導柱導套的選擇 33 定位零件 33 固定擋料銷 33 導料銷 34 卸料頂料裝置 34 固定支持零件 34 凸模固定板 34 墊板 34 緊固零件 35 壓邊橡膠的選擇 36 模具初繪總裝配圖如圖 38 37第4章 彎曲模具設計 39 彎曲 39 彎曲基本原理 39 模具總體結構設計 41 零件分析 41 確定工藝方案 41 工藝計算 42 彎曲力的計算 43 模具工作零件的計算 44 模具主要零部件結構設計 46 彎曲模裝配圖的繪制設計 49第5章 翻邊模具設計 50 翻邊 50 內孔翻邊 50 外緣翻邊 51 翻邊模凸、凹模間隙的計算 52 翻邊模具典型結構 53 確定模具主要零件結構尺寸 53 凸、凹模卡寬度尺寸計算 53 凸模圓角的計算 54 凹模圓角的計算 54 凹模深度的確定 55 模具主要零件的選用與設計 56 定位裝置的設計 56 推件裝置的設計 56 模架設計 56 模柄設計 58 固定板的設計 58 緊固件的選用 58總 結 59致 謝 60參考文獻 61西南科技大學城市學院本科生畢業論文第1章 緒 論 課題背景隨著全球經濟的發展，新的技術革命不斷取得新的進展和突破，技術的飛躍發展已經成為動世界經濟增長的重要因素[1]。市場經濟的不斷發展，促使工業產品越來越向多品種、小批量、高質量、低成本的方向發展，為了保持和加強產品在市場上的競爭力，產品的開發周期、生產周期越來越短，于是對制造各種產品的關鍵工藝裝備——模具的要求越來越苛刻。國外發達國家的模具廠大體分為獨立的模具廠和隸屬于一些大的集團公司的模具廠，一般規模都不大，但專業化程度高，技術水平高，生產效率極高。國外模具企業對人員素質要求較高，技術人員一專多能，一般能獨立完成從工藝到工裝的設計；操作人員具備多種操作技能；營銷人員對模具的了解和掌握很深。國內模具企業分工較細，缺乏綜合素質較高的人員。國外模具企業CAD/CAM/CAE技術的應用比較廣泛，逆向工程、快速原型制造鑄造模具使用也比較多。國內模具企業中一些骨干廠家在這方面和國外差距已經不大，有些已經達到國外水平，但一些中小型模具企業與國外的差距還是很大[7]。不過在模具材料方面，隨著國外技術的引進和中國自身研發能力的提高，差距在逐漸縮小。未來的十年，中國模具工業和技術的主要發展方向包括：提高大型、精密、復雜、長壽命模具的設計制造水平；在模具設計制造中廣泛應用CAD/CAE/CAM技術；大力發展快速制造成形和快速制造模具技術； 在塑料模具中推廣應用熱流道技術、氣輔注射成型和高壓注射成型技術；提高模具標準化水平和模具標準件的使用率； 發展優質模具材料和先進的表面處理技術；逐步推廣高速銑削在模具加工的應用；進一步研究開發模具的拋光技術和設備；研究和應用模具的高速測量技術與逆向工程；開發新的成形工藝和模具。 國內外研究現狀國內外應用概況早在60年代初期，國外一些飛機和汽車制造公司就開始了CAD和CAM的研究制作，投入了大量人力和物力。CAD的研究工作開始于飛機機身和汽車車身的設計，在此基礎上復雜曲面的設計方法得到了發展。各大公司都先后建立了自己的CAD幾CAM系統，并將其應用于模具設計與制造。在沖模、鍛模、擠壓模、注型模和壓鑄模等方面部有比較成功的CAD／CAM系統[7]。瑞士法因圖爾公司采用CAD／CAM系統設計加工模具已占30％，應用CAD／CAM技術較普遍的美、日等國，在模具生產中采用CAD／CAM技術已占17％左右。在沖模方面主要應用的系統有：(1) 美國通用汽傘公司并發的CAD—I系統，不但可以設計汽車車身零件，還可以設計模具。福特公司對汽車覆益件模具的設計方法進行了大量的研究制作，他們的系統曲線以交互地方式眼用至今，用以局部板材的成形過程完成模具設計。AuToDIE公司研究成功Pr)m’級進模(：AL)系統，使整個生產準備時間由八周縮短至六周。AuToDIE公司由于采用CAD／CAM技術、在8—10個月內就能完成幾種車型的模具設計與制造，一年內可接5種車型模具的訂貨。(2) U本機械下程實驗室1978斗開發的MEI。級進模設計系統初日本旭光學工業公q3研制的設汁沖孔模與彎曲模系統，HJ使模具設計效率提升4—10倍。F1本公司1982年開發的沖模CAD系統．使一套級近模設計時間由20天縮減至5天。日本豐田公司于1965年將數控用于模具加工上，1980年開始采用覆蓋件沖模CAD／CAM系統。日本的三菱汽車公司、新精密機器公司等都采用了模具CAD及CAM系統。(3) 英國5PF公司較早采用CAD技術設計形狀復雜的車身零件和模具。采用CAD系統后，需要30套級進模的汽車車身模具的設計時間從 6000小時減少至3600小時。(4) 法國雷諾汽車公司的uNl5uRF系統，利用貝親爾曲面設計車身覆蓋件。此外，俄羅斯、德國和意大利等國家的些研究單位和公司都對沖模的CAD及Akl葉片和應用方面進行了大量工作。我國模具CAD／CAM的開發始于 70年代末，發展也很迅速。到日前為止，先后通過國家有關部門鑒定的有沖裁模、冷沖模等CAD／CAM系統，這些系統都已在生產中試用。CAD技術在沖模設計與制造中的應用，主要可歸納為以下幾個方面：(1) 利用幾何造型技術完成復雜模具的幾何設計，例如汽車覆蓋件拉深模設計；(2) 建立標準零件和典型模具結構的圖形庫，采用交互設計方式確定模具結構及零件。最后，在繪制非標零件和模具裝配圖；(3) 利用計算機完成數值分析計算制作，使有限元分析和優化設計等數值計算方法應用于沖模設計。(4) 幾何設計的數據有儲在共同的數據庫中，用于數控編程。幾何形狀設計和數控加工從一開始就緊密地聯系在一起。 研究內容和研究方法主要對汽車后門內護板支架進行加工工藝設計和沖孔落料模的模具設計。首先對內護板支架的零件相關資料進行收集，可以通過以下方法收集：查閱冷沖模具設計資料及有關文獻資料，其中包括外文文獻資料。全面地對本題目進行資料查閱檢索，了解本題目國內外的發展水平和現狀，歸納、分類、比較、詳細地記錄。利用實習的機會現場觀察模具的設計制造過程，了解實際的設計方法，對生產單位采用的加工設備，工藝方案等方面進行調查研究。設計依據的分析。首先搞清楚零件的結構原理，分析制造工藝。架結分析，④，坯料尺寸計算，壓力的計算和壓力機的選取，⑤凸凹模間隙的選擇，凸凹模結構與尺寸計算，沖裁力的計算和壓力機的選取，工序設計程序安排。繪制模具總裝配圖和零件圖。模具總裝圖應該包含：①主視圖；②俯視圖；③工件圖；④標題欄和零件明晰表；⑤技術要求。 課題研究的意義和目的使自己在復習之前所學的機械設計知識的同時，進一步學習冷沖模具的知識，學會設計并應用相關軟件設計出合格的產品，能夠使用采用參數化與虛擬裝配技術設計模具。培養自己在模具設計領域的能力，拓展自己的專業知識面和深度。通過對選題的了解和分析，能夠在指導老師的指導下獨立完成該設計。培養自學能力和對于自學的知識的應用能力，并且在設計中學習知識的同時不斷增強自己的自信心，使自己有信心和能力獨立完成該項任務。通過這次畢業設計的綜合訓練使自己能在畢業后盡快的投入到今后的工作中去。第2章 工藝設計 零件的分析。圖21 零件平面圖 零件結構與尺寸從圖21可知，零件結構為對稱結構，對沖裁加工、彎曲、成型較為有利，滿足沖裁最小孔徑dmin≥=。另外，滿足沖裁件最小孔邊距Lmin≥=。 所用材料表21 材料特性材料特 性方 法編號產品產品/過程 規范/公差評價/測 量技術樣 本控制方法容量頻率連續熱鍍鋅薄鋼板1.尺寸長度2250+寬度1000+65米合尺一張1次/批連續熱鍍鋅薄鋼板入廠檢驗報告+千分()2.機械性能抗拉強度σb=270～380Mpa延伸率δ%≥30按GB22887執行.1個試樣1次/批續表21 材料特性材料特性方法編號產品產品/過程 規范/公差評價/測 量技術樣本控制方法容量頻率連續熱鍍鋅薄鋼板3.化學成分C≤Mn≤P≤S≤Cu＜Ni＜Cr＜As＜Sn＜核對供貨廠方產品質量證明書1份1次/批連續熱鍍鋅薄鋼板入廠檢驗報告4.鍍鋅要求雙面鍍鋅目測1張1次/批鍍鋅重量：60～150g/m2表面結構：GZ核對供方產品質量證明書5鋼板表面質量 、平整、光潔、表面不允許有裂紋、 壓漏、壓折壓痕、腐蝕。目測3張1次/批6合格證據供方每批均提供板材生產日期、批號并提供需方鍍鋅質量、機械性能、化學成分的數據。核對產品質量證明書1次/批 工藝難點與特征后門內護板支架為實用件，要求零件表面平整光滑，無翹曲、皺折、裂紋等缺陷，以保證與汽車后門的嚴密配合。零件的曲面較為簡單，尺寸精度要求一般，由于零件底部有一凸起，為了與別的零件焊接。成形時存在著較為嚴重的受力、變形不均勻，是否能拉深成形是較關鍵的問題。同時零件在整個成型過程中要經過多次不同的工序，怎樣安排工序保證零件生產的要求，并使工藝既保證零件的精度，又使模具結構設計、制造簡單，使用、操作方便也至關重要，上述均是該零件的工藝難點。根據零件的技術要求，進行沖壓工藝性分析，認為該零件大體上是一長方體，彎曲、沖裁工藝性較好。綜上分析，后門內護板支架沖壓工藝與模具設計中需要著重解決好以下問題:工藝方案和模具結構應保證能達到該零件所要求的精度；落料模，彎曲模的模具結構應能保證該零件的落料彎曲。落料模應保證落料精度的準確，彎曲模應盡量保證彎曲后的間隙在1mm之內；模具的制造精度和導向精度應適合零件厚度( t＝ )的特點；各工序之間組合時在保證零件技術要求的前提下，盡量減少模具套數，提高模具壽命。 工藝方案設計 排料原理排樣是指沖裁件在條科、帶料或板料上布置的方法。合理的排樣是降低成本的有效措施[3]。排樣的方式排樣分有廢料和少、無廢料排佯兩類，這兩類又都有直排、斜排、直對排等排列方式排樣方式。材料的利用率排樣時，在保證零件質量的前提下，主要考慮如何提高材料的利用率—個進距內的材料利用率η為：η=(nF/bh)100％式中F——沖裁件面積(包括沖出的小孔面積)；n——個進距內沖裁件數日；b——條料寬度；h——進距. 排樣方法有廢料排樣法有廢料排樣法是在沖裁件與沖裁件之間以及沖裁件與條料側邊之間，都有工藝余料（稱搭邊）存在，沖裁是沿沖裁件的封閉輪廓進行，所以沖裁件質量較好，模具壽命較長，但材料利用率較低。少廢料排樣法少廢料排樣法是在沖裁件與沖裁件之間或只有在沖裁件與條料側邊之間留有搭邊而在沖裁件與條料側邊或在沖裁件與沖裁件之間無搭邊存在。這種排樣方法的沖裁只沿著沖裁件的外輪廓進行，材料利用率可達70%至90%。無廢料排樣法無廢料排樣法是在沖裁件與沖裁件之間以及沖裁件與條料之間均無搭邊存在。這種排樣方法的沖裁件實際上是直接由切斷條料獲得，所以材料利用率可達85%至95%。采用少、無廢料排樣法，材料利用率高，不但有利于一模獲得多個沖裁件，而其可以簡化模具結構、降低沖裁力。但是少、無廢料的 應用范圍有一定的 局限性，受到工件形狀、結構的限制，且由于條料本身的寬度公差以及條料導向與定位所產生的 誤差會直接影響沖裁件尺寸而使沖裁件的精度降低。同時，往往因模具單面受力而加快磨損，降低模具壽命，也會直接影響沖裁件斷面質量。為此，排樣時必須全面權衡利弊。 坯料計算計算坯料面積如圖 22。 圖22 彎曲圖直線部分長度為：a=++=弧線部分長度為：b=2l=2ψρ=2642πρ/360ρ=r+xt其中x=聯立上式解得：b=2452π（6+）/360=故坯料總長度為：L=a+b=+=≈205mm坯料寬度為：B=30mm故坯料面積為：A=20530 mm選擇板料22501000mm。宜采用直排少、無廢料排樣最適宜。圖23 排樣圖A第一種排樣A:采用縱排時B＝210 mm每條板料數：n1＝2250/210＝10（條）余150mm每條零件數：n2＝1000/32＝31（件）余8mm余料零件數：150/32=4（件）余22mm1000/210=4（條）余160mmn3=44=16（件）每板零件數：n＝n1n2+n3