毕业设计(论文)摩托车车架冲压件模具设计(全套CAD图纸).doc
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1、摘要本设计主要对7702型摩托车转向锁支架冲压模具进行了设计。结合大长江公司实际生产要求和产品的特点,在厂原有的设计上,对模具进行了改进设计。本设计对摩托车转向锁支架加工工艺进行了分析,得出了最佳加工方案,在充分保证零件质量与精度的前提下,选择高生产率的加工工艺,降低生产成本,从而有效地节约了材料。本设计中使用计算机软件进行了辅助设计,在保证高精度的同时简化了传统的繁琐计算过程,使设计更为便捷。该转向锁零件从坯料到完全成形,共用到两套模具:冲孔落料复合模与弯曲模。所设计的两套模具较为典型,也具有一定的代表性。本设计的重点与难点是对凸、凹模刃口尺寸的计算,因为它将直接影响零件的质量。关键词冲压模
2、具;复合模;辅助设计;模具结构全套18张CAD图纸,加153893706AbstractThe design mainly studies the stamping die for the nog of turning lock, 7702- motorcycle. Unite the actual production requirements and product characteristics of Great River Corporation, under the original design of the factory, carries on the innovative d
3、esign to the die. The design carries on the craft analysis to the nog of turning lock, obtains the best working scheme. In the full guarantee of the components quality and the precision, of reducing the production cost, the high productivity processing craft is choosen. The design uses the computer-
4、aided design software to ensure high-precision while simplifying the calculation of traditional and cumbersome process to simplify the design.The nog of turning lock from the blanks to complete forming has two sets of mold aggregately: the punching-blanking compound die and the bending die. The two
5、sets of molds are typical and have certain representations. The keystone and nodus of this design are the account of the knife-edge of the protrude die and the concave die as it would aflect the quality of the accessory straightly.Key words stamping die compound die aided design die structure 目 录摘要I
6、AbstractII第章绪论11.1课题来源和研究意义11.2国内外在该方向的研究现状及分析11.3本课题研究的主要内容21.4本章小结2第2章摩托车7702转向锁支架加工工艺综合分析32.1摩托车7702转向锁支架加工工艺要求32.2零件图分析32.3冲压工艺性审查42.4冲压件经济性和先进性分析42.5工艺方案的确定42.6本章小结5第3章落料冲孔复合模的设计63.1冲压件的工艺分析63.2排样63.3计算冲压力63.3.1落料力63.3.2冲孔力63.3.3落料时的卸料力73.3.4冲孔时的推件力73.4确定模具压力中心73.5计算凸、凹模刃口尺寸73.5.1冲孔凸、凹模刃口计算73.5
7、.2落料凸、凹模刃口计算83.6凸模、凹模、凸凹模的结构设计93.7模具总体设计及主要零部件设计113.7.1模具总休装配设计113.7.2卸料橡皮垫的设计计算143.7.3模柄设计153.7.4模架设计153.7.5垫板设计153.7.6凸模、凸凹模固定板设计153.7.7卸料板设计163.7.8推件装置设计163.7.9模具的闭合高度163.8冲压设备的选择163.8.1公称压力的选择163.8.2行程次数173.8.3滑块行程(S)173.8.4闭合高度173.8.5工作台面尺寸183.8.6模柄孔尺寸183.9本章小结18第4章弯曲模设计194.1弯曲件工艺分析194.2弯曲工艺计算1
8、94.2.1弯曲件回弹值的计算194.2.2弯曲力的计算204.3弯曲模零件设计计算214.3.1弯曲模工作部分尺寸计算214.3.2弯曲模其他零件的设计和选用224.3.3弯曲模闭合高度的设计计算234.4冲压设备的选择234.4.1公称压力的选择234.4.2行程次数234.4.3滑块行程(S)244.4.4模具闭合高度244.4.5工作台面尺寸244.4.6模柄孔尺寸244.5模具总装配及其零部件设计254.5.1模具总装配图设计:254.5.2凹模(尺寸)设计274.5.3凸模(尺寸)设计284.5.4模架设计284.5.5凹模固定板设计284.5.6凸模固定板设计284.5.7模柄的
9、设计284.6本章小结29结论30参考文献31致谢32第章绪论1.1课题来源和研究意义 本设计题目由江门大长江集团提出,经系指导老师审核通过的。本设计题目涉及的主要内容是对冲压模的设计, 研究目的是在厂原有的基础上,对模具进行改进设计,提高产品质量与效益。在二十世纪中期甚至更早,国外就已经出现很多对模具及模具工业的高度评价与精辟的比喻。例如: “模具是美国工业的基石”(美国);“模具是促进社会繁荣富强的原动力”(日本);“模具工业是金属加工的帝王”(德国);“模具是黄金”(东欧)等。在二十世纪未,中国人才开始认识到其极端重要性,作出了科学的评价:“模具工业是现代工业之母”(中国)。现今,全世界
10、模具工业年总产值约为650亿美元,其中亚洲地区占到全世界一半的总产值。而在亚洲,最高属于日本,年产值达200亿美元上下。美国的年产值为50亿美元。中国也在后来居上,现在已经达到70亿美元。然而,产值并不等同于技术质量。虽然我国冲压模具无论在数量上,还是在质量、技术和能力等方面都已有了很大发展,但与发展经济需求和世界先进水平相比,差距仍很大。一些大型、精度、复杂、长寿命的高档模具每年仍大量进口,特别是中高档轿车的覆盖件模具,目前仍主要依靠进口。而技术含量低的模具已供过于求,市场利润空间狭小。近五年来,平均每年进口模具约为11.2亿美元,2003年就进口了近13.7亿的模具,这还未包括随设备和生产
11、线作为附件带进来的模具。这表示中国大陆模具业的发展潜力仍然很巨大。这就是这次研究的意义。1.2国内外在该方向的研究现状及分析在世界上大多数国家和地区,模具及模具工业早已成为了一个行业,有专门的行业组织机构指导和推动模具工业的发展。比如日本有“型技术协会”,台湾地区有“台湾模具工业同业公会”,我国有“中国模具工业协会”,各省市均有其分会。模具行业已成为一个大行业,仅我国的模具企业已达到了数万家之多。近年来,我国冲压模具水平已有很大提高。大型冲压模具已能生产单套重量达50多吨的模具,中档轿车配套的覆盖件模具和多工位级进模也能生产了。模具精度达到12m,寿命2亿次左右。表面粗糙度达到Ra1.5m的精
12、冲模、大尺寸(300mm)精冲模及中厚板精冲模国内也已达到相当高的水平。我国模具CAD/CAM技术的发展已有20多年历史。由原华中工学院和武汉733厂于1984年共同完成的精冲模CAD/CAM系统是我国第一个自行开发的模具CAD/CAM系统。华中工学院和北京模具厂等在1986年共同完成的冷冲模CAD/CAM系统是我国自行开发的第一个冲裁模CAD/CAM系统。上海交通大学开发的冷冲模CAD/CAM系统也于同年完成。21世纪开始,CAD/CAM技术逐渐普及,现在具有一定生产能力的冲压模具企业基本都有了CAD/CAM技术,其中部分骨干重点企业还具备各CAE能力。 模具CAD/CAM技术能显著缩短模具
13、设计与制造周期,降低生产成本,提高产品质量,已成为人们的共识。在“八五”、九五“期间,已有一大批模具企业推广普及了计算机绘图技术,数控加工的使用率也越来越高,并陆续引进了相当数量CAD/CAM系统。如美国EDS的UG,美国Parametric Technology公司的Pro/Engineer,美国CV公司的CADSS,英国DELCAM公司的DOCT5,日本HZS公司的CRADE及space-E, 以色列公司的Cimatron 还引进了AutoCAD CATIA 等软件及法国Marta-Daravision公司用于汽车及覆盖件模具的Euclid-IS等专用软件。国内汽车覆盖件模具生产企业普遍采
14、用了CAD/CAM技术/DL图的设计和模具结构图的设计均已实现二维CAD,多数企业已经向三维过渡,总图生产逐步代替零件图生产。在冲压成型CAE软件方面,除了引进的软件外,华中科技术大学、吉林大学、湖南大学等都已研发了较高水平的具有自主知识产权的软件,并已在实践中得到成功应用,产生了良好的效益。快速原型(RP)传统的快速经济模具相结合,快速制造大型汽车覆盖件模具,解决了原来低熔点合金模具靠样件浇铸模具,模具精度低、制件精度低和制造难等问题,实现了以三维CAD模型作为制模依据的快速模具制造。它标志着RPM应用于汽车身大型覆盖件试制模具已取得了成功。 围绕着汽车车身试制、大型覆盖件模具的快速制造,近
15、年来也涌现出一些新的快速成型方法。例如,目前已开始在生产中应用的无模多点成型及激光冲击和电磁成型等技术。它们都表现出了降低成本、提高效率等优点。1.3本课题研究的主要内容1.摩托车7702转向锁支架冲裁工艺方案;2.模具总体方案设计;3.模具各零件尺寸计算;4.模具总装配图与三维图绘制。1.4本章小结本章从国内外当今模具的发展状况这个角度介绍了课题的研究意义,在此基础上提出课题设计的任务。第2章摩托车7702转向锁支架加工工艺综合分析2.1摩托车7702转向锁支架加工工艺要求摩托车转向锁支架零件图如图2-1所示,材料为Q235,材料厚度3mm,已知年产量8000件,为大批量生产。要求表面无划痕
16、、孔不允许严重变形、冲口无毛刺、弯曲无裂纹。设计其冲压模,确定冲压工艺方案。(Q235材质的屈服强度是235MPa,抗拉强度约是375-460MPa,具有良好的塑性,其冲裁、成形加工性较好。)图2-1摩托车7702转向锁支架零件图2.2零件图分析该件为带孔的两直角对称弯曲件,尺寸精度要求不高,由冲裁和弯曲即可成形。冲压难点在于两角弯曲回弹会较大,使得制件会有一点变形,通过模具措施可予以控制。2.3冲压工艺性审查在分析冲压工艺性的基础上,其审查内容见下表所示:表2-1冲压工艺性审查表工艺性项目冲压件工艺性状工艺性允许值工艺性评价冲裁工艺性1.形状落料冲孔圆孔7,18.22.落料圆角R20.5t=
17、1.5大于工艺允许最小值,可以加工3.孔边距对271.5t=4.5最小孔边距9.3t=34. 精度27孔距500.3是IT9中心孔是IT10IT14弯曲工艺性1.形状U形件,两角弯曲,对称2.弯曲半径R33.直边高度弯曲内角12.32t=64.孔边距距7孔边9.32t=65.精度IT14由以上分析可知,该零件的工艺性较好,可以冲压加工。2.4冲压件经济性和先进性分析冲压是该件最好的加工方法。由于批量较大,为提高生产率,宜采用复杂一点的组合工序。2.5工艺方案的确定方案一:首先整体落料,再冲孔,最后进行弯曲;方案二:落料弯曲复合,最后进行冲孔;方案三:落料冲孔复合,最后进行弯曲。上述三方案的综合
18、比较见下表:表2-2冲压工艺方案比较表项目方案一方案二方案三模具数量三套二套二套制件质量有回弹,可控制有回弹,不易控制形状尺寸精度较好,有回弹,可控制生产率较低较高较高模具寿命结构简单,较好根据上表比较,选定方案三。由于冲压件弯曲尺寸精度均为IT14,方案三回弹可控制,对其影响不大。同时,采用落料冲孔复合,这样在提高生产率的同时也很好地保证冲孔与外形尺寸精度。2.6本章小结本章分析了摩托车转向锁支架整体加工工艺性,对其工艺性进行审查,并对冲压件进行了经济性与先进性分析,最后确定工艺方案。第3章落料冲孔复合模的设计3.1冲压件的工艺分析该冲孔落料件结构较为简单,由直线与圆弧组成。由零件图可知,该
19、件的经济精度为IT14,符合冲裁精度要求,精度要求能够在冲裁加工中得到保证,一次冲压成形。其尺寸要求、生产批量等情况,也均符合冲裁的工艺要求。3.2排样结合大长江实际生产情况,决定采用直排的排样方案,如下图3-1所示:图3-1排 样 图由文献3,表3-13可知:搭边值a1=2.5mm,a=3mm。冲压件面积由AutoCAD软件计算得为3705.47mm2,条料宽度b=90.71+23=96.7mm,进距h=69.7mm,所以一个进距的材料利用率为: (3-1)(注:由于是根据大长江集团实际设计的,多出来的废料可以用来冲压其它的零部件,这样可以让材料利用率达到更高,所以没有采取其它的排样方案。)
20、3.3计算冲压力3.3.1落料力 P1=Lt=(286.48+57.18) 3400=412.4 KN (3-2)3.3.2冲孔力 P2Lt=(221.99) 3400=52.8 KN (3-3)3.3.3落料时的卸料力 Pr=KrP1 (3-4)由文献3,表3-11:取Kr0.04,故 Pr0.04412.416.5 KN (3-5)3.3.4冲孔时的推件力取h=9mm,则n=9/3=3。由文献3,表3-11,取Kp0.045,故 PtnKp=30.04552.8=7.13 KN (3-6)冲压力 P0P1P2PrPt488.83 KN (3-7)初步选择630 KN冲床。3.4确定模具压力
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