【正文】 KNPP 5 2 39 0 1 7 ????機(jī) 式中 機(jī)P —— 壓力機(jī)的公稱壓力（ N）； P —— 沖裁力（ N）。 圖 44 壓力中心 2022屆機(jī)械設(shè)計(jì)與制造專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) 15 沖壓力的計(jì)算 落料力的計(jì)算 沖裁力 計(jì)算 本次沖裁屬于平刃口沖裁，落料力由下式計(jì)算： ?LtP? （ ） 式中 P—— 沖裁力（ N）； ? —— 材料的抗剪強(qiáng)度（ MP） ； t—— 材料厚度（ mm）； L —— 沖裁刃口周長（ mm）。 進(jìn)距： mmaDL 6 6 3 ????? 條料寬度： mmZaDB 0 a x0 1 3) 0 8()2( ???? ???????? 板料規(guī)格擬選用： ?? 板料采用縱排：如圖 33 所示 板料條數(shù)： ???n 條 余 每條個(gè)數(shù)： 6 52 0 0 02 ???n 條 余 0mm 板料每塊可沖總個(gè)數(shù)： 1212121 ????? nnn 個(gè) 材料的利用率： 沖裁件的實(shí)際： mmA ? 一個(gè)進(jìn)距內(nèi)材料的利用率： %% %100 ?????? BLA? 一張板料上總的材料利用率： %%%1000 ???????總BLnA? 壓力中心計(jì)算與確定 模具的壓力中心 是為了保證壓力機(jī)和模具的正常工作，應(yīng)使模具的壓力中心與壓力機(jī)滑塊的中心線相 重合 。 圖 43 落料排樣圖 確定搭邊值 表 41 搭邊 a 和 a1 的數(shù)值 材料厚度 t（ mm） 搭邊值 a 邊距 a1 以下 ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ ～ 李蕊 ：轎車 后 保險(xiǎn)杠 內(nèi)支撐架 沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 14 用少廢料排樣，排樣圖如圖 4－ 3 所示。 綜合零件形狀和使用要求：大批量生產(chǎn)，考慮到經(jīng)濟(jì)性，以及工藝方案的確定， 該零件的排樣實(shí)現(xiàn)了少廢料排樣，生產(chǎn)批量大，采用模具加工可以有明 2022屆機(jī)械設(shè)計(jì)與制造專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) 13 顯的經(jīng)濟(jì)效益。有廢料排樣時(shí)沖裁件質(zhì)量和模具壽命較高，但材料利用率較低。 （ 4）保證沖裁件質(zhì)量。一般說來，在沖裁生產(chǎn)時(shí)應(yīng)盡量減少條料的翻動(dòng)次數(shù)，在材料利用率相同或相近時(shí)，應(yīng)選用條料寬度及近距小的排樣方式。 （ 2）改善操作性。沖裁件生產(chǎn)批量大，生產(chǎn)效率高，材料費(fèi)用一般會(huì)占總成本的 60%以上，所以材料利用率是衡量排樣經(jīng)濟(jì)性的一項(xiàng)重要指標(biāo)。材料利用率可高達(dá) 85%90%。 （ 3）無廢料 排樣。少廢料排樣是指只在沖裁件之間或只在沖裁件與條料側(cè)邊之間留有搭邊，如圖 42（ b）所示。有廢料排樣是指在沖裁件與沖裁件之間、沖裁件與條料側(cè)邊之間均有工藝廢料，沖裁是沿沖裁件的封閉輪廓進(jìn)行的，如圖 42（ a）所示。廢料是指沖裁中除零件以外的其他板料，包括工藝廢料和結(jié)構(gòu)廢料。 根據(jù)以上分析，所以較為合理的工藝方案為方案一， 方案一較好的完成沖壓件，并具有較好的經(jīng)濟(jì)性。 方案三： 選擇合適板料，根據(jù)在同一個(gè)平面上的三個(gè)孔的位置關(guān)系，先進(jìn)行沖孔得到三個(gè)孔； 通過上步所得的三個(gè)孔進(jìn)行定位，進(jìn)行成形加工，得到零件基本外形； 切邊切除多余廢料，得到完整零件。 方案一： 先通過落料得到所需的板材毛坯，早通過成形的到所需的零件基本結(jié)構(gòu)，李蕊 ：轎車 后 保險(xiǎn)杠 內(nèi)支撐架 沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 10 然后切邊切除多余的廢料，最后通過沖孔沖出四個(gè)孔，從而得到完整的零件。 工藝方案的擬訂 該零件所需的基本沖壓工序?yàn)槁淞?，成形，切邊，沖孔，其工藝步驟如下： 落料得到所需的板料外形； 拉伸成形得到該零件的基本結(jié)構(gòu) 切邊切除多余的廢料； 沖孔沖出四個(gè)孔。例如校平和整形，是消除穹彎、回彈及所有不符合之間需要的多余變形， ，提高之間的形狀與尺寸精度；而翻遍、縮口等是對某些部位按某種特定方式進(jìn)行局部成形。成形工藝是指用各種局部變形的方法來改變坯料或工序件形狀的加工方法。因此，沖裁件的結(jié)構(gòu)對沖裁件質(zhì)量、模具壽命和生產(chǎn)效率有很大影響。 沖裁工藝性：沖裁件的工 藝性是指沖裁件對沖裁工藝的適應(yīng)性。 產(chǎn)品（零件）圖： 零件名稱： 轎車后保險(xiǎn)杠內(nèi)支撐架； 零件材料： HSLA350； 零件厚度： ； 該零件是轎車后保險(xiǎn)杠內(nèi)支撐架，異形件。 2022屆機(jī)械設(shè)計(jì)與制造專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 第二章 設(shè)計(jì)任務(wù)及產(chǎn)品圖 課題內(nèi)容： 針對 轎車后保險(xiǎn)杠內(nèi)支撐架 零件，進(jìn)行沖壓工藝的制定及其模具設(shè)計(jì)，主要內(nèi)容如下： 對零件進(jìn)行三維建模（ Solidwork、 CATIA、 UG 等軟件不限） 分析產(chǎn)品結(jié)構(gòu)工藝性，擬定工藝方案 擬定沖壓 工序安排方案、畫出沖壓工序圖、畫出待設(shè)計(jì)模具的排樣圖 ； 沖壓工藝計(jì)算及設(shè)計(jì) 排樣、材料利用率計(jì)算，刃口尺寸計(jì)算，沖壓力、壓力中心的計(jì)算； 沖模結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 確定凸凹模尺寸，選擇模架類型，繪制沖模裝配圖，繪制沖模零件圖，編寫技術(shù)文件 。為了完成課題的任務(wù)， 對此本論文要研究的主要問題包括在下述幾個(gè)方面： （ 1）分析后保險(xiǎn)杠內(nèi)支撐架的成形工藝，以解決制件定位問題和生產(chǎn)效率； （ 2）研究工藝計(jì)算及設(shè)備的選用；主要集中在力的平 衡問題 。 針對這種情況本論文分析了轎車 后保險(xiǎn)杠內(nèi)支撐架 的成形工藝根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和技術(shù)要求，設(shè)計(jì)了一套成形模。 本課題擬解決的關(guān)鍵問題 本課題是轎車后保險(xiǎn)杠內(nèi)支撐架的設(shè)計(jì)，在明確設(shè)計(jì)任務(wù)和設(shè)計(jì)要求的前提下，仔細(xì)研究設(shè)計(jì)方案，理清設(shè)計(jì)思路，使設(shè)計(jì)過程清晰化、簡潔、準(zhǔn)確。涉及沖裁變形過程分析、沖裁件質(zhì)量及影響因素、 間隙確定、刃口尺寸計(jì)算原則和方法、排樣設(shè)計(jì)、沖裁力與壓力中心計(jì)算、沖裁工藝性分析與工藝方案制定、沖裁典型結(jié)構(gòu)、零部件設(shè)計(jì)及模具標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用、沖裁模設(shè)計(jì)方法與步驟等。 2022屆機(jī)械設(shè)計(jì)與制造專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 研究的重點(diǎn) 設(shè)計(jì)重點(diǎn)涉及的方面 本次設(shè)計(jì)的重點(diǎn)涉及沖壓和沖模概念、沖壓工序和沖模分類；常見沖壓設(shè)備及工作原理、選用原則；沖壓成形基本原理和規(guī)律；沖壓成形性能及常見沖壓材料；模具材料種類、性能、選用原則及熱處理方法；模具制造特點(diǎn)、模具零件加工方法及應(yīng)用等 。同樣，設(shè)計(jì)一套高速精密連續(xù)沖模，也要對你所生產(chǎn)的產(chǎn)品 (包含所有用沖壓加工出來的產(chǎn)品，富士康集團(tuán)主要有端子、電腦機(jī)殼以及連接器上用的小五金及目前的手機(jī)零件等等 )。 沖壓模具依構(gòu)造可分為單工程模、復(fù)合模、連續(xù)模三大類。 沖壓模具 在 沖壓加工 中，將材料（金屬或非金屬）加工成零件（或半成品）的一種特殊工藝裝備，稱為冷沖壓模具（俗稱冷沖模）。有質(zhì)量監(jiān)測控制系統(tǒng)。有完整的機(jī)具、刀具數(shù)控庫 。模具自動(dòng)加工系統(tǒng)應(yīng)有多臺機(jī)床合理組合 。 (7)模具研磨拋光將自動(dòng)化、智能化 模 具表面的質(zhì)量對模具使用壽命、制件外觀質(zhì)量等方面均有較大的影響，研究自動(dòng)化、智能化的研磨與拋光方法替代現(xiàn)有手工操作，以提高模具表面質(zhì)量是重要的發(fā)展趨勢。模具熱處理的發(fā)展方向是采用真空熱處理。 (6)優(yōu)質(zhì)材料及先進(jìn)表面處理技術(shù) 選用優(yōu)質(zhì)鋼材和應(yīng)用相應(yīng)的表面處理技術(shù)來提高模具的壽命就顯得十分必要。 (5)提高模具標(biāo)準(zhǔn)化程度 李蕊 ：轎車 后 保險(xiǎn)杠 內(nèi)支撐架 沖壓工藝及模具設(shè)計(jì) 4 我國模具標(biāo)準(zhǔn)化程度正在不斷提高，估計(jì)目前我國模具標(biāo)準(zhǔn)件使用覆蓋率已達(dá)到 30%左右。 (4)電火花銑削加工 電火花銑削加工技術(shù)也稱為電火花創(chuàng)成加工技術(shù)，這是一種替代傳統(tǒng)的用成型電極加工型腔的新技術(shù)，它是有高速旋轉(zhuǎn)的簡單的管狀電極作三維或二維輪廓加工 (像數(shù)控銑一樣 )，因此不再需要制造復(fù)雜的成型電極，這顯然是電火花成形加工領(lǐng)域的重大發(fā)展。有些快速掃描系統(tǒng)，可快速安 裝在已有的數(shù)控銑床及加工中心上，實(shí)現(xiàn)快速數(shù)據(jù)采集、自動(dòng)生成各種不同數(shù)控系統(tǒng)的加工程序、不同格式的 CAD 數(shù)據(jù)，用于模具制造業(yè)的 “ 逆向工程 ” 。目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向發(fā)展。另外，還可加工高硬度模塊，還具有溫升低、熱變形小等優(yōu)點(diǎn)。計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展正使 CAD/CAM/CAE 技術(shù)跨地區(qū)、跨企業(yè)、跨院所地在整個(gè)行業(yè)中推廣成為可能，實(shí)現(xiàn)技術(shù)資源的重新整合，使虛擬制造成為可能。隨著微機(jī)軟件的發(fā)展和進(jìn)步，普及 CAD/CAM/CAE 技術(shù)的條件已基本成熟，各企業(yè)將加大 CAD/CAM 技術(shù)培訓(xùn)和技術(shù)服務(wù)的力度 。 發(fā)展趨勢 模具技術(shù)展應(yīng)該為適應(yīng)模具產(chǎn)品 “ 交貨期短 ” 、 “ 精度高 ” 、 “ 質(zhì)量好 ” 、“ 價(jià)格低 ” 的要求服務(wù)。在沖模設(shè)計(jì)中應(yīng)用 CAE 軟件，模擬金屬變形過程，分析應(yīng)力應(yīng)變的分布，預(yù)測破裂、起皺和回彈等缺陷。 CAE 技術(shù)在歐美已經(jīng)逐漸成熟。 30～ 50 人的模具企業(yè)，一般擁有數(shù)控機(jī)床十多臺。應(yīng)用 3D設(shè)計(jì)，還可以在設(shè)計(jì)時(shí)進(jìn)行裝配干涉的 檢查，保證設(shè)計(jì)和工藝的合理性。 PRO/E、 UG、 CIMATRON 等軟件的應(yīng)用很普遍。 在歐美， CAD/CAE/CAM 已成為模具企業(yè)普遍應(yīng)用的技術(shù)。將高新技術(shù)應(yīng)用于模具的設(shè)計(jì)與制造，已成為快速制造優(yōu)質(zhì)模具的有力保證。其工藝裝備穩(wěn)定性和可靠性較高。 國外的研究現(xiàn)狀 國外產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、企業(yè)結(jié)構(gòu)等方面合理和較先進(jìn)，國外大型、精密、復(fù)雜、長壽命模具 50%以上，模具 70%以上是商品化的。國內(nèi)生產(chǎn)的部分模具水平與國際同類模具水平相當(dāng)，替代了一部分進(jìn)口模具，并有少量出口，但是應(yīng)該看到，相比國際先進(jìn)水平仍有不少差距 , 標(biāo)志沖模技術(shù)先進(jìn)水平的多工位級進(jìn)模和多功能模具，是我國重點(diǎn)發(fā)展的精密模具品種，有代表性的是集機(jī)電一 體化的鐵芯精密自動(dòng)疊片多功能模具，已達(dá)到國際水平。歷年來進(jìn)口模具不斷增長的勢頭有所控制，模具出口穩(wěn)步增長。其中體現(xiàn)高水平制造技術(shù)的多工位級進(jìn)模、覆蓋面大增已從電機(jī)、電鐵芯片模具，擴(kuò)大到接插件 、電子零件、汽車零件、空調(diào)器散熱片等家電零件模具上。 本課題國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 國內(nèi)的研究現(xiàn)狀 我國模具工業(yè)從起步到飛躍發(fā)展，歷經(jīng)了半個(gè)多世紀(jì)，近幾年來，我國模具技術(shù)有了很大發(fā)展，模具水平有了較大提高。該零件有多處曲面成形和落料成形，尺寸精度和形位精度較高。 模具是工業(yè)生產(chǎn)的主要工藝裝備 ,模具工業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)工業(yè) .在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)中 ,產(chǎn)品零件廣泛采用沖壓、鍛壓成形、壓鑄成形、塑料注射或其它成形加工方法 ,與成形模具相配套 ,使坯料成形加工成符合產(chǎn)品要求的 零件 ,如汽車覆蓋件、發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸、電視機(jī)外殼的制造 ,都離不開模具 .目前 ,模具已廣泛應(yīng)用于電機(jī)電器產(chǎn)品、電子和計(jì)算機(jī)產(chǎn)品、汽車、軍械、通用機(jī)械等產(chǎn)品的生產(chǎn)中 .模具生產(chǎn)制件所表現(xiàn)出來的高精度、高復(fù)雜程度、高一致性、高生產(chǎn)率和抵消耗 ,是其它加工制造方法所不能比擬的 . 隨著現(xiàn)代化工業(yè)和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展 ,人們對工業(yè)產(chǎn)品的品種、數(shù)量、質(zhì)量及款式的要求愈來愈高 ,模具的應(yīng)用也愈來愈廣泛 ,其適用性也愈來愈強(qiáng) ,已成為工業(yè)國家制造工藝水平的標(biāo)志和獨(dú)立的基礎(chǔ)工業(yè)體系 . 后保險(xiǎn)杠內(nèi)支撐架是沖裁與成形相互組合的零件。 Die Industry, After supporting frame in car bumpers Stamping die, forming 2022屆機(jī)械設(shè)計(jì)與制造專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì) 1 第一章 緒 論 本課題的研究目的及意義 冷沖技術(shù)的發(fā)展已日臻成熟，在查閱相關(guān)資料的基礎(chǔ)上，結(jié)合零件成形工藝特點(diǎn)，制作了一套成形模，旨在大幅度提高勞動(dòng)效率，降低成本。 Die material types, properties and selection principle and heat treatment methods。 Stamping basic principle and law。 Die Industry is the foundation of the national economy industry. In the modern industrial production, the product widely used parts stamping forming, diecasting, fing and pressing molding, extrusion forming, plastic injection or other forming method, and forming mold of supporting, make blank forming in pliance with the requirements of a product parts. Many industry department (such as mechanical and elect