【文章內(nèi)容簡介】 壓料力計算 由參考文 獻 [2]中表 415，得 Q 壓料力 =Ap， A 為在壓料板下毛坯的投影面積A=2240000mm2， p 為單位壓邊力。 查參考文獻 [2]中表 416， p 為 ～ MPa，從選擇設(shè)備的角度考慮，該處取上限值 ， A 可在 UG 軟件的分析功能中選用測量面來自動獲得。 Q 壓料力 =Ap= 2240000=6720220N 而實際生產(chǎn)時壓料力的經(jīng)驗公式得 Q 壓料力 = 拉延力 = 1090800=327240N 此時的理論值和實際值相差較大，理論的壓料值偏大，但尚未查出原因所在，待后續(xù)的研究。生產(chǎn)中， 當(dāng)理論值和實際值相差 20%～ 50%，此時取實際生產(chǎn)值。 頂件力：由參考文獻得： Q 頂件力 =K 頂 Q 壓料力 ， K 頂 為頂件力因數(shù)，取決于料厚，由表 215 得， K 頂 = Q 頂件力 = 拉延力 = 1090800N=65448N F1 總 =P 拉延力 +Q 壓料力 +Q 頂件力 =1090800+6720220+65448=7876248N 總沖壓力計算 F 總 = F1 總 =7876248N≈ 由《沖壓手冊》查得，設(shè)備噸位按 總 ，所以要求的設(shè)備噸位為： F= 總 = = 材料選擇 模具在使用過程中經(jīng)常受到強度較高的壓力和彎曲的作用，因此要求模具材料應(yīng)具有一定的抗壓強度和抗彎強度 ； 在工作過程中，模具承受著沖擊載荷 和 摩擦力 ，為了減少在使用過程中的折斷、崩刃等形式的損壞，要求模具 也要 有一定的韌性 ，要求模具能夠在強烈摩擦下仍保持其尺寸精度。 因此，綜合考慮本次設(shè)計凸模、上模、壓邊圈采用 MoCr 鑄鐵，而由于下模主要用于支撐，本著節(jié)約成本原則，下模采合 肥 工 業(yè) 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計 14 / 31 用 HT300。 本章小結(jié) 在進行模具設(shè)計工作之前，其工藝的分析師必須的步驟，它能指導(dǎo)模具的設(shè)計工作，優(yōu)化設(shè) 計過程，使得最終設(shè)計的模具能生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品。工藝分析能夠指導(dǎo)自己選擇正確的進而最優(yōu)的設(shè)計方案，最終幫助企業(yè)節(jié)省成本及時間，對于模具制造業(yè)來說至關(guān)重要的兩點。另外確定工藝設(shè)計并不是自己一味地尋求最佳方案，而是要考慮到生產(chǎn)條件和工件的可加工性再去選擇最合適的方案，它是建立于企業(yè)自身的水平及設(shè)備條件基礎(chǔ)上的。 合 肥 工 業(yè) 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計 15 / 31 3 汽車頂蓋拉延模的三維造型 汽車頂蓋的三維造型 圖預(yù)處理過程 縫合模面：采用 UG 默認的 公差進行縫合， 以確保模具圖紙與模具的符合性。采 取 的公差縫合模線，用光滑的曲線把模線的各個部分縫合起來，保證模線的完整封閉，并在保存好相對坐標(biāo)的前提下將處理好的 DL 圖原點移動至絕對坐標(biāo)系下面。 拉伸實體 1） 單擊工具欄中的拉伸，彈出拉伸對話框。 2） 將縫合后的曲線投影至 Z 軸 進行 拉伸，輸入拉伸值 300， +200，確定， 得到拉伸實體 ， 如圖 圖 拉伸的凸模鑲塊 修剪 單擊工具欄中的修剪體，彈出修剪體對話框，選擇體為上 一 步中拉伸的實體，刀具指定平面為數(shù)模平面，按所需方向進行修剪 ，如 圖 合 肥 工 業(yè) 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計 16 / 31 圖 鑲塊修 剪 導(dǎo)板選擇 1） 導(dǎo)板滑長度要求為零件長度的 1/31/5。 2） 導(dǎo)板要求 ： 高于分模線 510mm。 故測量拉伸長度選擇導(dǎo)板高度為 150mm，導(dǎo)板型號為 mwf 150150。 3） 減重：如果凸模整體采用實體會增加材料成本且造成不必要的浪費，故采用下掏空的形式節(jié)約材料。 在保證強度的情況下，對 凸 模外壁以及筋部進行挖空（內(nèi)部筋部厚度一般 40mm)， 這樣得到 凸 模的結(jié)構(gòu)。最后得到的 凸 模三維造型 ， 如圖 所示。 圖 凸模鑲塊 孔 的尺寸為 340*280mm。 4） 通過修剪優(yōu)化最后得到凸模實體 ， 如圖 導(dǎo)板 減輕孔 合 肥 工 業(yè) 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計 17 / 31 圖 凸模 壓邊圈的三維造型 1）標(biāo)準(zhǔn)：壓邊圈容易強度不足，應(yīng)考慮整體剛性設(shè)計。壓邊圈 應(yīng)保證最大 限 剛度，否則，模具拉延性能下降，制品質(zhì)量差。 2）結(jié)構(gòu)： ① 型面 ： 型面根據(jù) DL 圖提供的板料尺寸單邊放大 1020mm； ② 輪廓線處空刀：一般輪廓可能變動時，取 20mm 以保證加工余量； ③ 壓邊圈最小寬度 ：最小寬度取 200mm。 結(jié)構(gòu)示例 圖 圖 壓邊圈結(jié)構(gòu) 合 肥 工 業(yè) 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計 18 / 31 3)定位 板 ： 在前、后、側(cè)四 個位置設(shè)置定位板，為板料定位。 ① 側(cè)定位板長度取坯料長度的 1/2，對于拉延模，側(cè)定位板長度過長，壓邊圈空刀過大，強度上會有問題，所以采用分塊結(jié)構(gòu)。所以共有 8 個定位板。 ② 同一側(cè)多個定位板間時間距盡量大。 ③ 在定位板之間壓邊圈上設(shè)立筋以加強強度。 ④ 考慮板料的彎曲，前定位板距送料水平線 30mm，防止放料時坯料彎曲與定位板發(fā)生干涉。如圖 圖 定位板安裝 4） 形成限位塊 ： 每 300400mm 一個， 直徑為 90mm， 共 18 個；安裝面與 隨型筋的內(nèi)邊界 距離為 35mm，與 隨型筋的 外 邊界 最小距離為 50mm。行程限位 塊下面有立 筋 支撐。 5） 導(dǎo)板安裝面與 邊留有 20mm 空刀槽。 6） 根據(jù)頂桿布置圖選擇墩死 墊 塊，直徑為 80mm。 7） 壓邊圈立筋間距取 250300mm。 8）根據(jù)壓邊圈尺寸合理設(shè)計吊耳。 在生成壓邊圈時，先根據(jù)繪制草圖的 凸 模外輪廓線形生成壓邊圈的實體框架。在生 成 中部空心的形狀時，以凸模外輪廓面向外偏置 5mm 即為壓邊圈內(nèi)孔 部分輪廓面。再通過 平衡塊的布置得到偏置尺寸， 形成實體，與壓邊圈做差 形 成內(nèi)輪廓下部退刀部分。 由行程限位塊的尺寸布置得到壓邊圈的寬度為 1660m。 根據(jù)以上設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)最終 生成的壓邊圈的三維造型如圖 合 肥 工 業(yè) 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計 19 / 31 圖 壓邊圈 1定位 板 2行程限位塊 3導(dǎo)板 4立筋 5吊耳 下模座的三 維造型 1） 下模座寬度與壓邊圈相同為 1660mm 2） 工作型面承擔(dān)的受力部位采用的下掏空結(jié)構(gòu)，要求筋與筋的間距在300400mm 之間。 受力部位要有立筋來起到受力的作用。 3） 非工作型面部位采用的側(cè)掏空 加下掏空 形式 ，且減輕孔的尺寸要能保證使頂桿 （共 22 個） 順利通過 。 4） 設(shè)計下模整體高度在 為 230mm。 5）查標(biāo)準(zhǔn)件手冊設(shè)計導(dǎo)桿。 6) U 型槽設(shè)計 ： ① U 槽的布置要使模具受力平衡，根據(jù)數(shù)量的要求均勻的分布在模具上。 ② 原則上要最外側(cè)（ X 方向）的兩個 T 型槽處要布置 U 槽，最外側(cè)（ X 方向）兩個 U 槽之間距離要大于模具長度的 2/3。 1 2 3 4 5 合 肥 工 業(yè) 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計 20 / 31 ③ U 槽的布置要滿足機床要求。 將 U 型槽草圖進行拉伸，進行布爾求差運算，如圖 圖 U型槽設(shè)計 本次共設(shè) 計的 U 槽 8 個 。 依據(jù)以上條件通過優(yōu)化處理最終得到的下模造型，如圖 圖 下模 頂桿 導(dǎo)桿 U 型槽 合 肥 工 業(yè) 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計 21 / 31 上模座的三維造型 1） 尺寸 :上模的寬度與壓邊圈相同 為 1660mm。 2）減重 :同樣采用非工作型面部位采用的側(cè)掏空及下掏空形式減輕模具質(zhì)量，節(jié)約成本。 3）根據(jù)下模座導(dǎo)桿布置設(shè)計導(dǎo)套的尺寸、位置。 4）設(shè)計 U 型槽，同上 上模設(shè)計與下模設(shè)計方法基本相同，最終得到上模 ， 如圖 圖 上模 裝配 1）導(dǎo)向 ：上模座和下模座通過導(dǎo)柱導(dǎo)套導(dǎo)向；上模座和壓邊圈 、凸模和壓邊圈 通過導(dǎo)板導(dǎo)向 ， 如圖 導(dǎo)套 合 肥 工 業(yè) 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計 22 / 31 圖 導(dǎo)向裝置 2） 總裝配 圖 圖 總裝配圖 本章小節(jié) 本次拉延模設(shè)計得到的三維實體模型尺寸為 2590 1880 1100mm，總質(zhì)量為14356kg。 導(dǎo)柱導(dǎo)套 導(dǎo)板 合 肥 工 業(yè) 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計 23 / 31 直接以 UG 構(gòu)造出覆蓋件模具的三維實體模型 ,這是區(qū)別于傳統(tǒng)的二維模具設(shè)計方法，是技術(shù)上的進步，較之傳統(tǒng)更加快捷更加省時省力省成本。而且，三維實體圖更真實地反映了模具零件之間的裝配關(guān)系，減少了實際模具設(shè)計的缺陷，減少了技術(shù)人員看懂二維圖的所必須的學(xué)習(xí)時間。同時，利用 UG 的裝配功能，可直觀地對模具 進行干涉檢查，從而提高了汽車覆蓋件模具結(jié)構(gòu)的設(shè)計效率和設(shè)計質(zhì)量。 合 肥 工 業(yè) 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計 24 / 31 結(jié)論 此次的畢業(yè)設(shè)計區(qū)別于以往在學(xué)校中的課程設(shè)計開說，除了時間長之外，最主要的一點就是實際性很高，就相當(dāng)于一個實際的工作項目。而汽車 頂蓋 ，為汽車大型內(nèi)覆蓋件，表面曲面多而復(fù)雜，對于從未接觸過汽車覆蓋件模具的我來說是一個不小的挑戰(zhàn)。 在這次的設(shè)計過程中，較之以往傳統(tǒng)的二位 CAD 設(shè)計方法來說有了一次轉(zhuǎn)變。這次完全脫離可二維 的 設(shè)計，直接采用三維對模具進行造型，使得從一開始模具在心中就有了一個直觀地感覺， 這對于一個沒有多少覆蓋件模具的經(jīng)驗的學(xué)生來說是更加的形象化了，減少了不必要的學(xué)習(xí)看懂復(fù)雜的二維圖紙的時間。而后，當(dāng)三維圖形出來后，轉(zhuǎn)化成二維圖紙的時候，自己因為先前對模具內(nèi)外部結(jié)構(gòu)有了個直觀的認識，所以看起來并不是很費力。 總之，這次的畢業(yè)設(shè)計，是自己接觸的第一次 工藝分析一次設(shè)計工作，雖然在過程中得到了 老師的很多 幫助，但是對于自己來說也是很難得的，關(guān)鍵就在于自己親身經(jīng)歷了一次全過程的工作，了解了整個工作流程，知道了對于經(jīng)驗尚少的自己如何去完成自己沒有接觸過的工作，這才是對于一個畢業(yè)生來說最重要的地方。 合 肥 工 業(yè) 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計 25 / 31 致謝 從開始進入課題到現(xiàn)在論文的順利完成已經(jīng)半年了 ， 半年里 不知道遇到了多少困難，但是每當(dāng)我向我的指導(dǎo)老師于 老師請教時， 于老師 都會立馬放下手頭上的工作給予我指導(dǎo)，細心解答我在設(shè)計中遇到的問題，一遍不行兩遍，兩邊不行三遍，循循善誘，無微不至。正是在于老師盡心盡力的 關(guān)心和指導(dǎo)之下我才能 順利 完成這份設(shè)計工作。從頭至尾于老師都將他所懂得的知識 細心的教給我們。他嚴(yán)肅的態(tài)度，嚴(yán)謹?shù)慕虒W(xué)精神， 是我學(xué)習(xí)的榜樣，他勤勤懇懇、精益求精的工作態(tài)度，是我學(xué)習(xí)的楷模。 于老師也是在 我們 合肥工業(yè)大學(xué)畢業(yè)的，現(xiàn)在江淮 技術(shù)中心上班 ，我的工作簽的也是江淮汽車 ， 一想到能在于老師呆在的公司里上班我就感到無比的榮幸。我一定會以于老師為榜樣，在工作中好好表現(xiàn)，作為工大人為工大增光添彩 。 在畢業(yè)設(shè)計完成之際，在此謹向于老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意！ 同時，我也要向四年來一直關(guān)心和支持我學(xué)習(xí)的 所有 領(lǐng)導(dǎo)、 老師、 同學(xué)和朋友們表示衷心的感謝 ， 你們用不同的方式給了我成長，也是你們促使我在走過的大學(xué)時光里一直努力 。 再次表示深深的 感謝。 合 肥 工 業(yè) 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計 26 / 31 參考文獻 [1] 楊玉英 ， 崔令江 . 實用沖壓工藝及模具設(shè)計手冊 [M].機械工業(yè)出版 社， 2022. 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