机械毕业设计(论文)汽车车门外板冲压模具设计(全套图纸三维).doc
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1、毕 业 论 文题 目:院、 系:专 业:姓 名:学 号:指导老师: 完成时间:年 月 日汽车车门外板冲压模具设计摘要通过深入学习,对汽车车门外板冲压模具的设计及此零件的设计方式有了雏形。先分析零件的冲压工艺;确定模具的总体结构;结合零件的冲压工艺及模具的总体结构设计排样图;根据排样图,计算利用率、冲载力、压力、选用设备及刃口的尺寸。根据资料再用AutoCAD和UG,对模具进行设计,然后绘出装配图和零件图进行标注,并编制零件的加工工艺卡,使理论和生产实际知识综合运用,从而培养和提高了我独立工作的能力。关键词:冲压模具,冲裁力,AutoCAD,UG全套图纸,加153893706AbstractTh
2、rough in-depth study, this part stamping tools design Sauff plate designed to take shape. First analysis of the parts stamping process; to determine the overall structure of the mold; combination of parts stamping process and the overall structure of the mold design layout plan; layout diagram to ca
3、lculate utilization, red contained, pressure, selection of equipment and the size of the cutting edge. Data re-use of AutoCAD andUG, mold design, then the three-dimensional map into a two-dimensional assembly drawings and parts diagrams to label, and the preparation of parts processing card, the int
4、egrated use of theory and production of practical knowledge, so as to nurture and improved my ability to work independently.Key Words:stamping die,The cutting force,AutoCAD,UG目 录摘 要IAbstractII第1章 绪论11.1 课题背景及目的11.2模具行业发展的研究现状11.3课题设计思路11.4课题研究的主要目标和内容31.5课题研究的主要要求4第2章 冲模设计程序与步骤概述52.1冲件工艺性分析52.2工艺方案的
5、确定52.3进行工艺计算52.4模具总体设计62.5选择冲压设备62.6模具图样设计7第3章 汽车门板级进模设计83.1零件的工艺性分析83.2工艺方案的确定93.3排样图的计算93.4冲裁间隙103.5冲压工艺力和压力中心的计算123.5.1冲裁力的计算123.5.2压力机公称压力的确定133.5.3模具压力中心的确定133.5.4模具零件加工工艺 143.6模具总体结构的设计163.6.1定位方式的选择163.6.2卸料、出件方式的确定173.6.3 模架的选用183.6.4冲压设备的选择21第4章 零部件的设计与选用224.1工作零件的结构设计224.2模架及其他零部件的选用23第5章
6、模具制造工艺与工艺规程255.1模具制造工艺规程255.1.1工艺规程的定义、内容与特点265.1.2工艺规程的文件形式265.2模具制造工艺规程的技术基础265.2.1模具成型件的结构工艺及其要素265.2.2工艺基准的确定265.2.3模具成型件的加工方法与制造精度265.2.4加工方法与表面粗糙度265.3模具零件制造工艺规程的基本内容275.3.1模具零件毛坯和加工余量27 5.3.2模具零件制造工序、工序尺寸与公差27 第6章 模具的使用28 6.1模具检测286.2模具使用安全296.3模具使用的要求30 第7章 模具总装图30 总结与展望32主要参考文献33致 谢34 第1章 绪
7、论1.1 课题背景及目的这些年来,中国模具工业一直以15%左右的增长速度快速发展。冲压技术在机械、航空、汽车、摩托车等行业中应用十分广泛,是现代工业生产的重要手段和发展方向。冲压工艺具有生产率高、生产成本低、材料利用率高、能成形复杂零件、适合大批量生产等优点,在某些领域已取代机械加工,并正逐步扩大其工艺范围。因此,冲压技术对发展生产、增强效益、更新产品等方面具有重要作用。当前,世界范围内的汽车制造业面对着市场激烈竞争的严峻挑战,在新能源汽车的开发方面,多国竞争更是方兴未艾,汽车新车型的开发周期已经从过去的1年缩短至半年左右,并且还将继承缩短。汽车冲压模具的制造周期是影响新车型上市快慢的重要因素
8、,汽车冲压模具的质量在很大程度上决定了汽车本身的外观和质量,所以冲压模具是决定汽车新车型开发是否成功的枢纽因素。1.2模具行业发展的研究现状模具是工业生产的基础工艺装备,被称为“工业之母”。75的粗加工工业产品零件、50的精加工零件由模具成型,绝大部分塑料制品也由模具成型。作为国民经济的基础行业,模具涉及机械、汽车、轻工、电子、化工、冶金、建材等各个行业,应用范围十分广泛。 “九五”以来,发达国家纷纷将制造业转移到我国,使我国模具工业面临空前的发展机遇。模具已从过去的“附属产品”逐渐成为“独立”的新型产业,我国已成为模具生产大国和消费大国。国内各行业的高速发展,在对模具工业提出了越来越高要求的
9、同时,也大大加速模具产业的发展。目前,国际模具行业竞争激烈,近两年来德国模具整体价格已下降14左右,且全球58的模具由德国等西欧国家生产,中国等亚洲国家仅占极小的比例。目前,我国有模具生产厂点约两万家左右,2003年我国模具工业产值达到450亿元,2005年模具产值预计为600亿元。按模具总量排名,紧随日本、美国之后,居世界第3位。近两年,我国的模具技术有了很大的提高,有些已接近或达到国际水平。我国的模具行业虽也已步入了高速发展时期,但存在的问题仍然不少。目前,中国17000多个模具生产厂点,从业人数约50多万。1999年中国模具工业总产值已达245亿元人民币。工业总产值中企业自产自用的约占三
10、分之二,作为商品销售的约占三分之一。在模具工业的总产值中,冲压模具约占50%,塑料模具约占33%,压铸模具约占6%,其它各类模具约占11%。这些年来,中国模具工业一直以15%左右的增长速度快速发展。模具工业是我国金属制品的支柱,多数工业产品的生产都需要模具,小到手机盖板,大到汽车顶,新加坡车门,都需要模具作为生产设备。机械、汽车、电子等产业是模具工业的主要市场,其中汽车、摩托车行业占有模具工业一半市场。国民经济的高速发展对模具工业提出了越来越高的要求,也为其发展提供了巨大的动力。每一型号的汽车都需要几千副模具,价值上亿元;每一型号的摩托车将近千副模具,价值1000多万元。随着我国汽车、摩托车市
11、场竞争逐渐白热化,十几年、几十年不变的型号车将淘汰出局,消费者除追求其性能更完善,配置更为优良外,对车辆外观也十分挑剔。为了满足消费者的需要,汽车、摩托车行业必须不断地推出新产品、新型号。许多模具企业十分重视技术发展,加大了用于技术进步的投资力度,将技术进步视为企业发展的重要动力。此外,许多研究机构和大专院校也在积极开展模具技术的研究和开发。1.3课题设计思路图1-3设计思路1.4课题研究的主要目标和内容课题研究的主要目标:1 阅读复合模相关文献,分析零件图2 根据产品特征,选择正确的成形工艺方案3 确定排样形式和搭边距离4 计算各种参数,设计级进模具模具图5 使用三维造型软件,绘制总装图6
12、毕业设计是本科教学过程最后的也是最重要的实践教学环节。毕业设计的目的是培养学生综合运用所学的基础理论、专业知识和基本技能,提高分析与解决实际问题的能力;使学生得到从事实际工作所必需的基本训练并具备科学研究工作的初步能力。通过这一教学环节,学生可以得到科学研究素养、创新意识和工程实践能力的培养和训练,因而是培养学生创新精神和实践能力的一次较为系统的训练。课题研究的主要内容:(1)模具的设计计算;(2)模具的材料选用;(3)模具零件的三维实体绘制及装配; (4)毕业设计计算说明书(一篇完整的毕业设计说明书或毕业论文通常由题名(标题)、摘要、目次页(目录)、引言(前言)、正文、结论、致谢(谢辞)、参
13、考文献和附录等几部分构成(排版要求按教务处规定执行)。1.5课题研究的主要要求 要求:毕业设计注重以下方面能力的培养:1、调查研究,检索和查阅中外文献和收集资料的能力;2、理论分析,进行方案设计论证、分析比较的能力;3、设计、计算和绘图的能力;4、实验研究和数据处理的能力;5、外文阅读和翻译能力;6、 计算机应用能力; 本次设计对汽车车门外板进行冲压模具设计,利用相关的三维绘图软件绘制冲压模具零件的三维实体模型,再将建模过程中产生的上模座、下模座、凸模、凹模等三维零件模型按照需要添加的装配约束把各零件按实际工作时的位置放置在一起,完成零件模型的装配。第2章 冲模设计程序与步骤概述2.1冲件工艺
14、性分析 1)根据锁提供的产品图样,分析冲压检的形状、尺寸、精度、断面质量、装配关系等要求。 2)根据冲压检的生产批量,决定模具的结构形式、选用材料。 3)分析图样上冲压件所用材料是否符合冲压工艺要求。决定是否采用条料、板料、卷料还试边角废料。 4)根据工厂现有设备情况以及冲压件和冲压件批量对设备的要求选择合适的压力机。 5)根据工厂的制造水平及装备情况,为模具结构设计提供依据。 6)了解模具标准部件商品的供应状况。2.2确定合理的冲压工艺方案 1)根据对制件所作的工艺分析,确定基本的工序性质,如落料、冲孔、弯曲等。 2)进行工艺计算,确定工序数目,如拉深次数等。 3)根据冲件生产批量和条件(材
15、料、设备冲件精度)确定工序组合,如采用复合冲压工序或连续冲压工序。 4)根据各工序的变形特点、尺寸要求等确定工序排列顺序,如采用先冲孔后弯曲,还是先弯曲后冲孔。2.3进行工艺计算 1)计算毛坯尺寸,合理排样并绘制排样图,计算出材料利用率。 2)计算冲压力,其中包括冲裁力、弯曲力、拉深力、卸料力、推件力、压边力等,以确定压力机。 3)选定压力机型号、规格。 4)计算压力中心,以免模具受偏心负荷而影响模具的使用寿命。 5)计算并确定模具主要零件(凸模、凹模、凸模固定板、垫板等)的外形尺寸以及弹性元件的自由高度。 6)确定凸凹模间隙,计算凸凹模工作部分的尺寸。 7)确定拉深模的压边圈、拉深次数、各种
16、中间工序模具的尺寸分配,以及半成品尺寸计算等。2.4模具总体设计进行模具结构设计,确定结构件形式和标准。 1)成形工作零件与标准确定 如凸模、凹模及凸凹的结构形式是整体、组合还是镶拼的。 2)选定定位元件 如采用定位板或挡料销或导正销等。对于级进模,还要考虑是否用始用挡料销、导正销和定距凸模(侧刃)等。 3)卸料与推件机构及构件的确定 卸料有刚性卸料和弹性卸料两种形式。刚性卸料通常采用固定卸料板结构形式,弹性卸料常采用弹簧或橡皮作为卸料元件。 4)导向零件的种类和标准的确定 包括是否采用导向零件,采用何种形式的导向零件。设计中最常用的有滑动导柱导套导向和滚动导柱导套导向。模架种类及规格的确认,
17、绘制模具整体结构草图,初步计算并确定模具闭合高度,概算模具外形尺寸。2.5选择冲压设备 根据工厂现有设备情况以及要完成的冲压工序性质,冲压加工所需的变形力、变形功及模具闭合高度和轮毂尺寸等主要因数,选用压力机的型号、规格,选用压力机时必须满足以下条件:1压力机公称压力必须大于冲压力。2模具的闭合高度应在压力机的最大闭合高度和最小闭合高度之间当多副模具安装在同一台压力机上时,多副模具应该有同一个闭合高度。 3压力机的滑块行程必须满足制件的成形要求。拉深时为了便于放料和取料,其行程必须大于拉深高度的2-2.5倍。 4.为了便于安装模具,压力机工作台面尺寸应大于模具下模座尺寸,一般每边大150-20
18、0mm。台面上的孔应能保证制件或废料漏卸。2.6模具图样设计绘制模具总图1主视图 常取模具的工作位置,采用剖面画法。2俯视图和仰视图 俯视图(或仰视图)一般是将模具的上模部分(或下模部分)拿掉,视图只反映模具的下模俯视(或上模仰视)可见部分,这是冲模的一种习惯画法。 3.侧视图和局部视图等视图必要时画出。 4.制件图 常画在图样的右上角,要注明制件的材质、规格以及制件本身的尺寸、公差及有关的技术要求。对于有数副模具冲压成的制件,除画出本工序成品制件图外,上要画出上工序的半成品图(毛坯图一般放在图样的左上角)。 5.排样图 对落料模、复合模和级进模,必须在制件图的下面画出排样图。排样图上应标有料
19、宽、步距和搭边值。复杂和多工位级进模的排样图,一般单独绘制在一张图样上。 6.技术要求及说明 一般在标题栏的上方写出该模具的冲压力、模具闭合高度、模具标记所选设变型号等其他要求。 7.列出零件明细表。8.绘制非标零件图9.编制相关技术文件10.审核 第3章 汽车门板级进模设计3.1零件的工艺性分析图3-1零件图图3-2 三维零件图(1)名称:汽车车门外板 材料:08F优质碳素钢,厚度为1mm,抗剪强度:抗拉强度 b (MPa):295(30);屈服强度 s (MPa):175(18).(2)生产批量:大批量;(3)结构:成形件;(4)尺寸精度:制件精度为IT11-12级。通过分析,此制件为大型
20、冷冲成形件,形状相对简单。需要成形、切边、冲孔、等多道工序完成加工。在整个模具的设计工程中,模具的结构设计安排的是否合理将极大的影响整副模具的使用性能。材料为08F,具有良好的冲压性能,适合冲裁。工件结构相对简单,工件尺寸精度高。3.2工艺方案的确定(1)工序性质:成形、切边、冲孔。(2)组合程度:1)单序模:成形、切边、冲孔。2)级进模:冲孔、切边、成形、冲孔、切断。方案1模具结构比较多,需要很多道工序,生产效率太低,不适合大批量加工。方案2只需一副模具,冲压件的形位精度和尺寸精度比较容易保证,生产效率高、产量大,适合采用级进模的方式。通过对上述两种方案的比较,该件的生产采用第二种方案为佳,
21、生产效率高,既能满足制造要求又能符合经济要求。3.3排样图的计算图3-3排样图据图3-3排样图所示,采用条料连续生产,条料尺寸上图都已标注。毛坯的尺寸L1为:条料宽度方向尺寸a=695mm;送料的步距尺寸b=515mm;产品的厚度尺寸t=1.0mm;送料的连料负载宽度c=15mm3.4冲裁间隙冲裁间隙是指冲裁模的凸模和凹模刃口之间的尺寸之差。单边间隙用C 表示,双边间隙用Z表示。凸模和凹模刃口尺寸和公差直接影响工件的尺寸精度。由于凹、凸模之间存在着间隙,所以冲裁件断面都有锥度。冲孔落料件都是测量其光亮带部分的尺寸,而冲孔的光亮带是凸模挤入而形成的,落料的光亮带是落料件挤入凹模型孔形成的,故冲孔
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