【正文】 process of stamping and punching mold parts using CAD software. Key words: Chassis。支架 。本文以汽車底盤支架沖孔為例，根據(jù)該支架的實(shí)際尺寸和形狀特點(diǎn)，進(jìn)行了沖壓工藝的分析以及模具凹模尺寸的確定。 2022 屆 分 類 號(hào) :TG385 單位代碼 :10452 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 汽車底盤支架沖孔模具設(shè)計(jì) 姓 名 董海龍 學(xué) 號(hào) 202203750228 年 級(jí) 2022 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 系 （院） 機(jī)械工程學(xué)院 指導(dǎo)教師 楊瑞寧 2022 年 3 月 30 日臨沂大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 2022 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) I 摘 要 現(xiàn)代汽車絕大多數(shù)都具有作為整車骨架的車架，車架是整個(gè)汽車的基體，其中汽車底盤支架是汽車底盤里的支撐零件之一，汽車底盤支架，大量用于汽車覆蓋件、安裝機(jī)構(gòu)上，其形狀各異， 是支承、安裝汽車發(fā)動(dòng)機(jī)及其各部件、總成，形成汽車的整體造型，并接受發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力，使汽車產(chǎn)生 運(yùn)動(dòng)，保證正常行駛。通過沖壓設(shè)計(jì)手冊(cè)，依據(jù)凹模尺寸查得整副模具的尺寸要求。沖孔模 。 Support。 我現(xiàn)在實(shí)習(xí)的單位就是做汽車底盤車架方面的產(chǎn)品，包括輕卡、重卡、客車等 等的底盤車架。 沖壓件是靠壓力機(jī)和模具對(duì)板材、帶材 、管材和型材等施加外力，使之產(chǎn)生塑性變形或分離，從而獲得所需形狀和尺寸的工件 (沖壓件 )的成形加工方法。我國模具行業(yè)的國際競(jìng)爭(zhēng)力優(yōu)勢(shì)中，勞動(dòng)力價(jià)格低優(yōu)勢(shì)將得到充分發(fā)揮。 本設(shè)計(jì)注重在模具的設(shè)計(jì)方案、方法上面。中國模具工業(yè)協(xié)會(huì)臨沂大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 2022 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 2 常務(wù)副理事長兼秘書長曹延安稱，中國模具業(yè)正經(jīng)歷 “ 黃金發(fā)展階段 ” ，今后一段時(shí)期仍將保持持續(xù)快速增長。目 前，電子、汽車、電機(jī)、電器、儀器、儀表、家電、通訊和軍工等產(chǎn)品中， 60％－ 80％ 的零部件，都要依靠模具成型。據(jù)有關(guān)資料介紹，美國和日本 75%的模具廠已使用了 CAD 技術(shù)。根據(jù)模具生產(chǎn)的特點(diǎn)，模具企業(yè)向小而專的方向發(fā)展，如日本現(xiàn)有 11656 家模具企業(yè)，占總數(shù)的 %，百人以上的僅有 65 家，占總數(shù)的 %；韓國有 1570 家模具 企業(yè)，其中多于 50 人的企業(yè)僅占總數(shù)的 9%；新加坡有 460 家模具企業(yè)，其中多于50 人企業(yè)僅占總數(shù)的 3%；香港有 6500 家模具企業(yè)，其中多于 50 人的企業(yè)僅占總數(shù)的%。 臨沂大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 2022 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 圖 1 汽車底盤支架零件圖 臨沂大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 2022 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 2 汽車底盤支架沖壓工藝 沖壓件的工藝性指沖壓件對(duì)沖壓工藝的適應(yīng)性。三、成本：如在滿足生產(chǎn)要求同時(shí)降低成本：增加材料利用率措施如套裁等。 零件沖壓工藝方案的分析及確定 首先分析該產(chǎn)品單件沖孔，兩孔在零件邊緣。所以本產(chǎn)品采用兩零件一起沖孔。 方案（ 1）模具結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，需要四道工序、三副模具就能完成零件的加工，生產(chǎn)效臨沂大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 2022 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 率比較高，能滿足零件大批量生產(chǎn)的要求。圖 5 是沖壓的第三道工序切斷，完成了該零件的最終制造要求。 表 1 各類材料 的搭邊值 材料 厚度 t 手工送料 自動(dòng)送料 圓形 非圓形 往復(fù)送料 1 2 3 2 ? 1 2 2 3 2 ? 2 2 3 4 ? 3 3 3 5 4 4 3 ? 4 4 3 5 4 6 5 5 4 ? 5 5 4 6 5 7 6 6 5 ? 6 6 5 7 6 8 7 7 6 ? 8 7 6 8 7 9 8 8 7 兩工件間的搭邊： mma 10? 確定后是產(chǎn)品的排樣圖見圖 6，屬于少廢料排樣 圖 6 產(chǎn)品排樣圖 一個(gè)步距內(nèi)的材料利用率 ? 為： %100?? BSA? (21) ? ?? ? ? ? % 22 ???????? %? 查《沖模設(shè)計(jì)手冊(cè)》 [5]，選用 1250mm1500mm 鋼板，每張鋼板可剪裁為 5 張條料臨沂大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 2022 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 （ 70mm1500mm） ，每張鋼板可沖 2 個(gè)工件，則 總? 為： %10 01 ?? LBnA總? %100150 0125 0 12910 ???? %? (22) 臨沂大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 2022 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 3 汽車底盤支架模具的工藝尺寸計(jì)算 工作零件刃口尺寸計(jì)算 [6] 刃口尺寸確定的原則 沖裁過程中，凸、凹模要與沖裁零件或廢料發(fā)生摩擦，凸模輪廓越磨越小，凹模輪廓越磨越大，結(jié)果使間隙越用越大。以凸模為基準(zhǔn)，間隙取在凹模上，沖裁間隙通過增大凹模刃口尺寸來取得。用 x、 ? 表示，其中 ? 為 工件的公差值， x為磨損系數(shù) ,其值在 ～ 1 之間，根據(jù)工件制造精度進(jìn)行選?。? 工件精度 IT10 以上 X=1 工件精度 IT11～ IT13 X= 工件精度 IT14 X= （ 3） 不管落料還是沖孔，沖裁間隙一般選用最小合理間隙值 ( minZ )。 （ 5） 工件尺寸公差與沖模刃口尺寸的制造偏差原則上都應(yīng)按 “ 入體 ” 原則標(biāo)注為單向公差，所謂 “ 入體 ” 原則是指標(biāo)注工件尺寸公差時(shí)應(yīng)向材料實(shí)體方向單向標(biāo)注。對(duì)于沖制薄材料（因 maxZ 與 minZ 的差值很?。┑臎_模，或沖制復(fù)雜形狀工件的沖模，或單件生產(chǎn)的沖模，常常采用凸模與凹模配作的加工方法。 在材料厚度較大是，間隙值可根據(jù)經(jīng)驗(yàn)得， ? ?tZ %20~%15? 。 卸料力 : 沖卸卸 FK?F (36) ?? ? ?? 推件力： 落推推 FF nK? (37) ??? ? ?? 臨沂大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 2022 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 11 其中 2 是因有兩個(gè)孔。 壓力中心： 沖裁合力中心 s 相對(duì) y 軸的距離為： iniiininnns lxllllxlxlxlx11212211?????????????? (39) 沖裁合力中心 s 相對(duì) x 軸的距離為： iniiininnns lyllllylylyly11212211?????????????? (310) 其中 L 在 X 和 Y 軸的坐標(biāo)如表 2 所示 : 表 2 L 在 X 和 Y 軸的坐標(biāo) L1 L2 L3 L4 L5 L6 L7 L8 150 150 150 150 150 150 150 150 X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X8 10 10 20 20 30 30 625 625 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 Y8 10 10 20 20 30 30 150 150 由以上計(jì)算可知沖壓件壓力中心的坐標(biāo)為 ? ?0,0 。 總結(jié)設(shè)計(jì)要求，最終確定模具類型為導(dǎo)柱式單工序沖孔模。 彈壓卸料裝置既起卸料作用又起壓料作用，所得沖裁零件質(zhì)量較好，平直度較高。 導(dǎo)向裝置的選擇 導(dǎo)柱導(dǎo)套式導(dǎo)向裝置是常用的裝置，導(dǎo)套和導(dǎo)柱分別固定在上、下模座上。 沖孔凹模尺寸 凹模外形采用矩形，結(jié)構(gòu)采用整體式，刃口取平刃。沖裁卸料用較硬橡膠。 工作過程 ：模具采用單工序模，依靠模具各部分零件的作用，實(shí)現(xiàn)了汽車底盤支架沖孔的機(jī)械操作。 模墊板 10凸模固定板 11卸料螺釘 12橡膠 13凸模 14橫向定位 15 沉頭螺釘 16圓柱銷 17 內(nèi)六角螺釘 18 鑲套 圖 10 模具裝配圖 臨沂大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 2022 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 5 汽車底盤支架沖壓設(shè)備的選定 [14] 根據(jù)以下條件： （ 1） 總沖壓力 為： ?總F (51) （ 2） 模具閉合高度 為： mmHmm 103 2 85H m inm a x ???? (52) 裝模高度為： mmhmmh 103285 m inm a x ???? (53) 可調(diào)節(jié)連桿，對(duì)壓力機(jī)工作有利。 （ 5）凸、凹 模尺寸等。 臨沂大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 2022 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 6 汽車底盤支架沖孔模具加工工藝 模具零件組裝的問題及其加工工藝過程 [4] 在模具裝配之前，工件會(huì)有一定磁化，容易吸附一些小雜物。在買回來的模板里，要確定模板的加工基準(zhǔn)，哪些面是基準(zhǔn)面，這一般在訂購模板時(shí)會(huì)標(biāo)明哪幾個(gè)面是經(jīng)過 打磨，之后就是把加工基準(zhǔn)定下來，當(dāng)然事前必須準(zhǔn)備好零件圖，根據(jù)零件圖來定位加工方案，如果要用到數(shù)控編程，就必須把加工原點(diǎn)定出來。不同刀具要使用不同轉(zhuǎn)速，鉆孔要比銑槽的轉(zhuǎn)速慢，進(jìn)給速度要根據(jù)觀察來手動(dòng)調(diào)試，加工時(shí)要時(shí)刻觀察走刀情況，同時(shí)適當(dāng)加冷卻液及掃除鐵屑，若發(fā)生事故，必須馬上停止。 至要求；車尺寸 015 mm? 至要求。其硬度為 ： 125～ 245HV30；材料： 45鋼 沉頭內(nèi)六角螺釘 查表： (《中國模具設(shè)計(jì)大典》 ,沉頭內(nèi)六角螺釘）可知模具的螺釘為： M8 20 內(nèi)六角圓柱頭螺釘 GB/T 查表：（《中國模具設(shè)計(jì)大典》 ,內(nèi)六角圓柱頭螺釘）可知螺釘?shù)牟牧希?45 鋼 型號(hào)為： GB/T — 2022 M16 110 GB/T — 2022 M16 70 GB/T — 2022 M16 100 GB/T — 2022 M16 160 GB/T — 2022 M16 200 GB/T — 2022 M8 25 臨沂大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 2022 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 29 7 總結(jié) 本次畢業(yè)設(shè)計(jì)歷時(shí)四個(gè)月左右，從最初的領(lǐng)會(huì)畢業(yè)設(shè)計(jì)的要求，對(duì)拿到自己手上的汽車底盤支架零件的分析，諸如對(duì)零件結(jié)構(gòu)的分析，對(duì)孔位的分析，不斷地設(shè)計(jì)計(jì)算，到對(duì)汽車底盤支架有了一個(gè)比較全面深刻的認(rèn)識(shí)，最后確定本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的工藝方案。因此從某種意義上講，通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的訓(xùn)練，也培養(yǎng)和鍛煉了一種自己如何查閱資料，獲取有價(jià)值信息的能力。但是由于水平有限，錯(cuò)誤和不足之處再所難免，懇請(qǐng)各位老師批評(píng)指正，不勝感激。 [4] 鄭家賢 .沖壓工藝與模具設(shè)計(jì)實(shí)用技術(shù) [M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 2022。 [8] 翁其金 .冷沖壓技術(shù) [M].北京：機(jī)械工程出版社， 2022。 [12] 何滿才 .模具設(shè)計(jì)及加工 — Mastercam 9[M].北京：人民郵電出版社 ,2022。 臨沂大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 2022 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 31 附 錄 附圖一 上模座 臨沂大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 2022 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 32 附圖二 下模座 臨沂大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 2022 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 33 附圖三 沖孔凸模 臨沂大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 2022 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 34 附圖四 沖孔凹模 臨沂大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 2022 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 35 附圖五 凸模固定板 臨沂大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 2022 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 36 附圖六 凸模墊板 臨沂大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 2022 屆本科畢業(yè)設(shè)計(jì) 37 柱