【正文】 進模是在普通級進模的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種高精度、高效率、長壽命的模具，是技術(shù)密集型模具的重要代表，是未來沖模發(fā)展的主要方向之一。重點介紹了模具尺寸刃口尺寸的確定、成形力計算、沖壓設(shè)備的選擇和模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計、各種標準件與非標準件的選用以及模具材料的選用等，了解材料的結(jié)構(gòu)性能以及使用要求。 基于沖壓模具加工的特點，聯(lián)系本次設(shè)計，又由于汽車保險杠加強板是厚板料的成型件，形狀復雜，且難以加工，所以可引入沖壓模具來進行加工，由于工件的結(jié)構(gòu)形狀及尺寸較小，如果采用復合?；蛘呒夁M模加工都難以保證其精度，故可采用單工序沖壓技術(shù)進行加工。 冷沖壓技術(shù)發(fā)展已日益成熟，在查閱相關(guān)資料的基礎(chǔ)上，結(jié)合零件成形工藝特點，制作成形模具，旨在大幅度提高勞動效率，降低成本。 第二節(jié) 此次畢業(yè)設(shè)計的目的 本次設(shè)計課題是對汽車保險杠的支架進行沖壓工藝分析以及模具結(jié)構(gòu)設(shè)計，編寫畢業(yè)設(shè)計論文可以達到以下幾個目的： 一、 對自己的專業(yè)基礎(chǔ)知識，基本理論和基本技能掌握情況進行一次全面的考核。 沖壓所使用的模具稱為沖壓模具，簡稱沖模。 沖模的缺點是模具制造要求高、制造復雜、周期長、制造費用昂貴，因而在小批量生產(chǎn)中受到限制。由于市場競爭的日益強烈，產(chǎn)平更新?lián)Q代的速率逐漸加快，快速成型技術(shù)和快速制模技術(shù)出現(xiàn)在人們的視野之內(nèi)，并被廣大人們所認可，應用廣泛，取得了可喜的成果。就是智能化沖壓。由于零件外形不規(guī)則，其模具采用配合加工法制造，即落料時以凹模為基準，只需計算凹模刃口尺寸和公差；凸模刃口尺寸由凹模實際尺寸按要求配作； 模具間隙：由于零件在沖裁落料時具有平面度要求，這里選用 ii 類沖裁間隙， 由《 沖壓工藝與模具設(shè)計》 表 320 查得： C=（ 3~7） %t,即 mmc 0 9 in ??? ；mmc 2 2 a x ??? 。 圖 落料凹模（三維視圖） 2021屆機械設(shè)計制造及其自動化畢業(yè)設(shè)計論文 第 18 頁 圖 落料凹模（二維視圖） 落料凸模：材料選用 Gr12MoV，熱處理 58~62HRC，尺寸及結(jié)構(gòu)如下圖所示： 圖 落料凸模（三維視圖） 第 19 頁 圖 落料凸模 (二維視圖） 凸模固定板：材料選用 45鋼，熱處理 45~48HRC，尺寸及結(jié)構(gòu)如下圖所示： 圖 凸模固定板（三維視圖） 2021屆機械設(shè)計制造及其自動化畢業(yè)設(shè)計論文 第 20 頁 圖 凸模固定板（二維圖） 卸料板：材料選用 Q235，熱 處理至 38~48HRC，尺寸及結(jié)構(gòu)如下圖所示： 圖 卸料板（二維視圖） 第 21 頁 第四章 成形模具設(shè)計 第一節(jié) 零件的工藝性分析 該如下圖所示，該零件是為帶凸緣的圓筒形件，要求內(nèi)形尺寸，材料厚度為 ，零件形狀呈現(xiàn)左右對稱，形狀較為復雜。 根據(jù) GB/ 400mm 125㎜ 200㎜的滾動中間導柱鋼板模架，根據(jù)以上尺寸查的上模座的尺寸為根據(jù)工件圖樣，在受力分析情況及保證壁厚強度的前提下，取凹模長度為 220mm，寬度為 120mm，所以凹模輪廓尺寸為220mm 120mm 40mm 查 GB/ 可得滾動導向模架 中間導柱 220mm 120mm 40mm 模架的外形尺寸為 400mm 125mm 200mm 為了繪圖方便，查 GB/ 和 GB/ 查的下模座和上模座的規(guī)格尺寸： 分別為 250mm 125mm 50mm、 250mm 1255mm 40mm。 第 37 頁 第一節(jié) 論文主要工作結(jié)論 本文主要完成了以下工作： (1)在實物基礎(chǔ)上完成汽車保險杠支架的 3D 與 2D建模。 參考文獻 [1] 柯旭貴 張榮清 .沖壓工藝與模具設(shè)計 .機械工業(yè)出版社。 在此次畢業(yè)設(shè)計中遇見了許多都不曾遇見過的問題，但在老師和同學的幫助下，通過老師和同學的建議，讓我在此次設(shè)計中得到了不少的提升，讓自己走了不少的彎路，同時也得到了很多的啟發(fā)。 第六章 成形工藝模擬分析 由于本次畢業(yè)設(shè)計的成形工藝，由于零件的形狀不規(guī)則，在成形過程難以估計其在成形過程中出現(xiàn)的缺陷，所以，在零件沖壓成形之前采用 進行成形工藝分析，確保零件在成形過程中的精度以及完善零件的成形，確保零件的成形。 圖 成型模凸模形狀 凹模 材料選用 Cr12MoV，熱處理至 56~60HRC，尺寸及結(jié)構(gòu)如下圖所示，圖中未標注表面的粗糙度為 m? 。 第五節(jié) 主要零部件的設(shè)計 工作零部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計 落料凹模 凹模采用整體凹模，輪廓全部采用數(shù)控線切割機床即可一次成型，安排凹模在模架上的位置是， 根據(jù)壓力中心的數(shù)據(jù)，盡量保證壓力中心與模柄中心重合。 模架的選用，采用中間導柱導向的滑動導向模架。各種中小型沖壓件廣泛采用多任務位級進模、多任務位或 告訴壓力機。 CAD、 CAE、 CAM 的廣泛應用，顯示了用信息技術(shù)和提升模具工業(yè)的優(yōu)越性。相當多的工業(yè)部門越來越多地采用沖壓方法加工產(chǎn)品零部件，如汽車、農(nóng)機、儀器、電子、航空、航天、家電、及輕工等行業(yè)。 根據(jù)材料變形特點分類 可以大致分為落料模、沖孔模、切斷模、切口模、切邊模、彎曲模、拉深模、成形模、壓花模、冷擠壓模等。況且我今后要從事這個方面的工作，這次的設(shè)計也是一次很好的學習和鍛煉的過程。對先進技術(shù)的推廣促進模具發(fā)張的中藥措施之一，運用了 CAD 畫圖軟件對裝配圖繪畫和對重要零件工程圖繪畫，節(jié)約了手工繪圖的時間，提高了制圖效率，縮短模具制造時間。模具在很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量、效益和新產(chǎn)品開發(fā)能力，所以模具又有“工業(yè)之母”的榮譽稱號。 板料沖壓成形以其生產(chǎn)效率高、操作簡單、易于實現(xiàn)機械化和自動化處理過程，適合成批生產(chǎn)，深受廣大汽車生產(chǎn)企業(yè)的親睞；在材料消耗不多的情況下，既可以獲得強度高、剛度大、重量輕的零件，也可得到其它加工方法難以實現(xiàn)加工的或無法加工的復雜形狀零件。 模具，是以特定的結(jié)構(gòu)形式通過一定方式使材料成型的一種工業(yè)產(chǎn)品，同時也是能成批生產(chǎn)出具有一定形 狀和尺寸要求的工業(yè)產(chǎn)品零部件的一種生產(chǎn)工具。隨著我國對模具工業(yè)的不斷重視，我國的沖壓模具從數(shù)量、質(zhì)量、技術(shù)以及能力上都得到了較大的提升。 (2)鞏固與擴充“冷沖壓模具設(shè)計”等課程所學的內(nèi)容，掌握冷沖壓模具設(shè)計的方法和步驟。 根據(jù)工序組合程度分類 （ 1）單工序模 在壓力機的一次行程中，只完成一道沖 壓工序的模具。 但是 ，沖壓加工所使用的模具一般具有專用性，有時一個復雜零件需要數(shù)套模具才能加工成形，且模具制造的精度高，技術(shù)要求高，是技術(shù)密集形產(chǎn)品。標志沖模技術(shù)先進的多工位級進模和多功能模具，是我國發(fā)展的精密模具品種，具有代表性的集機電一體化的鐵芯精密自動疊片多功能模具，已經(jīng)達到國際水平。此外，對材料的成形性能和成形極限的研究，沖壓成形難度的判定以及成形預報等技術(shù)的發(fā)展，都標志沖壓成形已經(jīng)從原來的經(jīng)驗、實驗分析階段開始走上由沖壓理論指導的科學階段，使沖壓成形走向計算機輔助工程化和智能化的發(fā)展道路。故選方案一，單工序模。因為工件厚度有，推件力比較大，用彈性裝置取出工件不太容易，而且對彈簧的要求較高，所以不宜采用，而采用推件塊，利用開模力來推出工件，既安全又可靠。 凸、凹模工作尺寸及公差 查《沖壓工藝與模具設(shè)計》表 452可得，取 mmp ?? ， mmd ?? 模具間隙的確定 已知板料的厚度為 ，由 于該拉深件的形狀較為復雜，采用配合法進行加工，凸模采用線切割一次加工成形，凹模與凸模之間保證足夠的間隙，結(jié)構(gòu)均勻。 第四節(jié) 模架的選取 由于零件呈左右對稱，零件的結(jié)構(gòu)尺寸如下圖所示： 圖 沖孔加工尺寸 根據(jù) GB/ 400mm 100㎜ 170㎜的滾動中間導柱鋼板模架，根據(jù)以上尺寸查的上模座的尺寸為根據(jù)工件圖樣，在受力分析情況及保證壁厚強度的前提下，取凹模長度為 200mm，寬度為 100mm，所以凹模輪廓 尺寸為 200mm 100mm 查 GB/ 可得滾動導向模架 中間導柱 200mm 100mm 模架的外形尺寸為 400mm 100mm 170mm 為了繪圖方便，查 GB/ 和 GB/ 查的下模座和上模座的規(guī)格尺寸： 分別為 200mm 100mm 40mm、 200mm 100mm 32mm。沖壓設(shè)備 的廣泛應用主要是基于，沖壓加工工藝具有生產(chǎn)率高、生產(chǎn)成本低、操作簡單、能加工形狀復雜和其它加工方法難以加工的零件、適合大批量生產(chǎn)加工等特點。 Ma .。 第二節(jié) 對今后工作的規(guī)劃 根據(jù)我對本次畢業(yè)設(shè)計的研究和體會，在模具設(shè)計與制造工藝的領(lǐng)域中，今后工作中還需加強研究的內(nèi)容有： (1)基于模具參數(shù)化的知識設(shè)計 在已有的工作經(jīng)驗基礎(chǔ)上建立健全工藝過程等專業(yè)系統(tǒng)，設(shè) 計全參數(shù)化的模具系統(tǒng)，適應國際以及國內(nèi)模具零部件的標準庫，減小模具的生產(chǎn)設(shè)計周期和生產(chǎn)成本。 第二節(jié) 沖孔力的工藝計算 由公式 btKLF ?孔孔 ? 可知，需要知道工件的沖孔周長 如圖所示，該圓的半徑為 2021屆機械設(shè)計制造及其自動化畢業(yè)設(shè)計論文 第 32 頁 圖 沖孔孔徑圖 由圓的周長的計算公式可得： dL ?2? 所以 ????? ?? dL 所以 mmLL 442 ??總 沖孔力： KNtKLF b ??????? ?孔孔 所以卸料力 卸F 由 孔卸卸 FKF ? ，已知 ?卸K 【查《沖壓模具課程設(shè)計表》 33】 KNFKF ???? 孔卸卸 推件力 推F 由 孔推推 FnKF ? ，已知 ?推K n=3【查《沖壓模具課程設(shè)計表》表 33】 KNFnKF 4 ????? 沖推推 頂件力 頂F 由由 孔頂頂 FKF ? ，已知 ?頂K 【查《沖壓模具課程設(shè)計表》表 33】 KNFKF ???? 孔頂頂 根據(jù)以上計算結(jié)果沖壓設(shè)備擬選 J2310，技術(shù)參數(shù)如下： 第 33 頁 表 壓力機型號 J23— 10 公稱壓力 /KN 100 滑塊行程 /mm 45 滑塊中心線至床身距離 /mm 130 行程次數(shù) /（次 /min） 145 最大封閉高度 /mm 可傾式 180 封閉高度調(diào)節(jié)量 /mm 35 工作臺尺寸 /mm 左右 370 前后 240 工作臺孔尺寸 /mm 左右 200 前后 130 直徑 170 立柱間距離 /mm 180 模柄孔尺寸 /（直徑 mm深度 mm） Φ 30 55 墊板厚度 /mm 35 可傾角度 35176。 確定修邊余量 fd? 6 7 3 06 9 9 8 1 ??dd f ，查《沖壓模具課程設(shè)計》表56可得 fd? =，所以拉深件的實際凸緣尺寸 0 9 9 9 0239。 2021屆機械設(shè)計制造及其自動化畢業(yè)設(shè)計論文 第 14 頁 第四節(jié) 模具的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計 模具類型的選擇 由沖壓工藝分析可知，采用單工序模具進行沖壓，所以在此選用單工序模。具有良好的冷熱加工性， 適用于各種通用的冷熱加工工藝， 有利于加工各種工序，且具有良好的沖壓性能。 目前我國模具工業(yè)的發(fā)展步伐日益加快，但在整個模具設(shè)計制造水平和標準化程度上，與發(fā)達國家相比還存在相當大的差距。隨著新一輪的產(chǎn)業(yè)技術(shù)調(diào)整，模具行業(yè)逐漸從發(fā)達國家向發(fā)展中國家轉(zhuǎn)移，中國就是其中的受益國之一，中國逐漸轉(zhuǎn)變成模具行業(yè)發(fā)展大國，模具工藝技術(shù)得到較大的提升。 與機械加工及塑性加工的其他方法相比，沖壓加工無論在技術(shù)方面還是經(jīng)濟方面都具有許多獨特的優(yōu)點。 第三節(jié) 沖壓工藝的種類 根據(jù)工藝性質(zhì)分類 （ 1）沖裁模 沿封閉或敞開的輪廓線使材料產(chǎn) 生分離的模具。 專家認為，模具行業(yè)沖壓模的比例將不斷提高。然而，由于模具的設(shè)備較龐大，消耗大，目前的模具設(shè)計到制造出成套的模具的周期還較長，故模具的更新速度難以得到保證。尤其是對所學專業(yè)知識利用的最好體現(xiàn)。 通過此次畢業(yè)設(shè)計的目的是加深對所學知識的掌握，對所學知識的綜合利用。能達到、“精度高”、“質(zhì)量好”、“價格低”的要求。但如何改進制造技術(shù)，提高生產(chǎn)效率，降低成本，提高產(chǎn)品在市場的競爭力已成為工業(yè)生產(chǎn)深入研究的課題，同時對提高后保險杠支架的生產(chǎn)效率具有非常重要的現(xiàn)實意義。 三、 總結(jié)自己這四年所學到的知識，全面回顧和總結(jié)，加深鞏固所學的專業(yè)知識，熟練掌握沖壓模具設(shè)計的全過程。沖模在沖壓中至關(guān)重要，沒有符合要求的沖模，批量沖壓生產(chǎn)就難以進行；沒有先進的沖模，先進的沖壓工藝就無法實現(xiàn)。 第五節(jié) 沖壓模具的現(xiàn)狀與未來的發(fā)展趨勢 沖壓模具現(xiàn)狀 隨著社會的不斷進步創(chuàng)新，人們也逐漸認識到模具在制造業(yè)中所起的重要作用，一個模具行業(yè)的水平高低已經(jīng)逐漸成為 了衡量一個國家制造業(yè)水平的重要標志，并且在產(chǎn)品的質(zhì)量保證和技術(shù)的改革創(chuàng)新中起著決定性的作用。與國內(nèi)的模具廠商相比較，國外的模具廠從生產(chǎn)到產(chǎn)品出售，都有自己獨特的管理方式，利用先進的計算機技術(shù)， 實現(xiàn)資源共享，制定了一系列的規(guī)范要求，滿足企