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某型汽车后悬置支撑座冲压模具设计.rar

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    汽车 悬置 支撑 冲压 模具设计
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    广西科技大学毕业设计说明书题 目:某型汽车后悬置支撑座冲压模具设计系 别: 职业技术教育学院 专业班级: 机械工程 姓 名: 赖广通 学 号: 201302206106指导教师: 胡义华 2017 年 4 月 28 日摘 要冲压分冷冲压和热冲压两种,是一种先进常见的现代金属加工方法,其工作原理是根据金属塑性变形,利用冲模配合冲压设备对金属板料进行加工,以获得人们所需要的零件的形状及尺寸。冷冲压模,又是冲压生产中最常用的一种冲压件工艺装备,具有生产率高,便于实现自动化、操作简便,对工人的操作水平要求不高、产品尺寸精度稳定、加工制造成本低等一系列优点,应用领域小到钟表,大则是汽车,船舶等覆盖件生产。在此,我设计的主要内容是设计某型汽车后悬置支撑座冲压件模具设计,考虑成本、制造难易程度、厂房设备等因素,结合后悬置支撑座零件的结构特点,分落料、冲孔、成型三道工序,设计成单工序冲压模。在本次毕业设计中,依据后悬置支撑座结构特点及所选用的材料,经设计方案、工艺路线分析,通过严格的设计计算和相关资料的查询收集。使用 UG 三维建模设计软件,初步设计确定模具结构,选用合适的冲压设备。使用 CAD 二维软件绘制各个工序冲压模具中各零件图及装配图的二维图纸,完成修边冲孔工序模具的设计。【关键字】:冲压模、落料、冲孔、成型IAbstractStamping cold stamping and hot stamping two, is an advanced common modern metal processing method, its working principle is based on the plastic deformation of metal stamping die, the use of complex equipment for processing of sheet metal, in order to obtain the shape and size of the parts we need. Cold punching die, and stamping production one of the most commonly used parts stamping process equipment, with high productivity, easy to realize automation, simple operation, to the worker's operation level is not high, the product size precision processing, low manufacturing cost and a series of advantages, the application field of the small clock, large cars, ships and other cover production.The main contents of my design is the design of a car rear suspension seat design of stamping die, support cost, ease of manufacture, workshop equipment and other factors, combined with the structure characteristics of rear suspension supporting seat parts, blanking, punching, forming three processes, design the single stamping die in the process. Graduation design, based on the characteristics of rear suspension supporting seat structure and material selection, the design scheme, process analysis, through strict design calculation and related information query collection. Using UG 3D modeling software design, preliminary design to determine the mold structure, choose suitable stamping equipment. 2D drawings using 2D CAD software in the process of stamping die drawing various parts and assembly drawings, complete the design process of trimming and punching die.【Key words】Stamping die, blanking, punching, formingII目 录摘要 ...............................................................ⅠAbstract...........................................................Ⅱ1 绪论 ..............................................................................................................................................11.1 课题的特点及其研究意义 ..............................................................................................11.2 选题背景 ..........................................................................................................................31.2.1 我国现在冲压模具的特点 ............................................................................................31.2.2 我国汽车冲压件模具现状 ...............................................................................................41.2.3 汽车覆盖件模具的选材要求 ...........................................................................................51.2.4 我国汽车覆盖件模具发展方向及展望 ...........................................................................61.3 课题的内容及意义 ..........................................................................................................72 冲压件的工艺分析及工艺方案的确定 ......................................................................................82.1 冲压件的特点 ..................................................................................................................92.2 后悬置支撑座的工艺分析 ............................................................................................102.3 确定冲压方向 ................................................................................................................102.4 冲压工艺方案的确定 ......................................................................................................122.4.1 工艺方案的初步确定 ................................................................................................122.4.2 工艺方案的分析及确定 ..............................................................................................133 落料模设计 ................................................................................................................................143.1 冲压工艺计算及设计 ..................................................................................................143.1.1 排样及材料利用率的计算 ..........................................................................................143.1.2 刃口尺寸的计算及冲裁间隙的确定 ..........................................................................173.1.3 冲裁力的计算及压力中心的确定 ..............................................................................193.1.4 压力机的选用 ..............................................................................................................203.2 模具结构设计 ..............................................................................................................223.2.1 落料凹模的 ..................................................................................................................223.2.2 落料凸模的设计 ........................................................................................................233.2.3 下模座的设计 ............................................................................................................233.2.4 上模座的设计 ............................................................................................................243.2.5 推件板的设计 ............................................................................................................253.2.6 卸料板的设计 ............................................................................................................253.2.7 其他模具结构的设计 ................................................................................................263.2.8 起重结构的设计 ........................................................................................................283.3 导向机构的设计 ..........................................................................................................293.4 模具的整体结构及工作原理 ..........................................................................................313.4.1 模具装配图 ....................................................................................................................313.4.2 落料模工作原理 ............................................................................................................314 冲孔模设计 ................................................................................................................................324.1 冲压工艺计算及设计 ....................................................................................................324.1.1 刃口尺寸的计算及冲裁间隙的确定 ..........................................................................324.1.2 冲裁力的计算及压力中心的确定 ..............................................................................324.1.3 压力机的选用 ............................................................................................................33III4.2 模具结构设计 ..............................................................................................................344.2.1 冲孔凸模的设计 ........................................................................................................344.2.2 冲孔凹模的设计 ........................................................................................................354.2.3 上下模座的设计 ........................................................................................................364.2.4 下模凹模固定板的设计 ..............................................................................................374.2.5 冲头固定板的设计 ........................................................................................................374.2.6 压料板的设计 ............................................................................................................384.2.7 冲孔模其他模具结构的设计 ....................................................................................384.3 冲孔模整体结构及工作原理 ......................................................................................394.3.1 冲孔模装配图 ..............................................................................................................394.3.2 冲孔模工作原理 ........................................................................................................395 成型模的设计 ............................................................................................................................405.1 冲压工艺计算及设计 ......................................................................................................405.1.1 成型弯曲力计算 ........................................................................................................405.1.2 压力机的选用 ............................................................................................................405.2 模具结构设计 ..................................................................................................................415.2.1 成型凹模、凸模的设计 ............................................................................................415.2.2 上模座的设计 ..............................................................................................................425.2.3 下模箱体的设计 ........................................................................................................425.3 成型模整体结构及工作原理 ......................................................................................435.3.1 成型模装配图 ............................................................................................................435.3.2 成型模工作原理 ........................................................................................................436 模具辅助零件设计 ....................................................................................................................446.1 平衡垫块设计 ..............................................................................................................446.2 到底垫块设计 ..............................................................................................................45总 结 ..............................................................................................................................................46致 谢 ................................................................................................................................................4701 绪论1.1 课题的特点及其研究意义回顾我国的历史背景,故步封闭、默守陈规以及遭受侵略等因素,冲压模具的设计制造工业在我国的出现、成长、发展、壮大,可以说是非常困难和缓慢,与国外许多国家相比差了一大截。加之欧美国家针对中国的政策,使得刚开始发展的时候面临极大的考验,举步维艰。大部分的模具工厂还是依附在其他机械产品厂里面的。目前在我国内,具有独立设计制造冲压模具,特别是结构复杂多变的大型汽车覆盖件模具,从事专业模具制造的工厂非常少。好在我国也意识到了这一问题,非常重视模具行业的发展,因此在之后的时间里,模具行业的发展迎来了非常好的机遇,机械模具行业,特别是汽车覆盖件模具,发展日新月异,实现了从依附产业到独立行业的转变。成为了一门集技术等为一体的高新技术独立的行业。模具在工业制造生产中是非常重要的工艺装备,比如机械、电子、通讯、家电等工业产品都依赖模具产品。在当今的工业生产中,工业产品的生产非常依赖模具,只有模具产业得到了有效的发展,工业才能真正地发展起来。这里的关键就在于要拥有自己的技术,不能依赖于国外的技术支持,自己要有创新。汽车冲压模具在许多行业有着重要的地位,应用十分广泛。其中工业生产更是有着千丝万缕的联系,尤其是钢铁制造工业、汽车工业、塑料制造业、航空行业等行业。社会之所以得到了飞快发展,其中起到极其重要、关键影响的一环就是模具行业。可以说一个国家的模具行业的发展水平是衡量一个国家工业发展水平的重要指标。由于我们现在经济的发展水平还不算太高加之模具生产其自身的特点,我国在代的模具企业大多数表现出劳动密集、水准一般、资金投入高、技术水平不高,但是基本能达到预期的收益。模具的设计与生产具有其独特的地方,首先它的设计难度就非常大,对设计者的技术要求很高,其次模具的生产难度也很高,对生产设备的要求极其严苛。因此在设计制造模具时,一定得考虑生产效益,经济效益,可持续发展等,不能最终导致企业的亏损。我本次毕业设计的课题是后悬置支撑座的冲压模具设计,根据设计要求,分析零件结构,查阅相关资料。我了解到,冲压生产主要是利用板材的特性,在压力机的作用下,对其施加挤压力或者剪裁力,使板料产生变形或者分离,以得到我们所需要的零件形状和尺寸。与我国传统的机械加工相比,冲压加工的生产率高,零件的形状尺寸精度能够得到很好的保证,而且易于实现自动化大批量生产,为企业提供经济效益。但冲压生产的缺点就是,设计制造成本高,对生产操作技术也要具有1一定得专业技能,这就是目前制约我国模具行业发展壮大的主要因素,我们的许多中小模具厂无法承受这样的经济压力。随着我国的发展,人们生活水平逐步提高。对汽车的需求也越来越强烈。这就直接地促进了汽车行业的发展,间接促进了汽车覆盖件模具的发展,我国模具行业的发展迎来了第二次机遇。一辆车从表面的覆盖件到其内部的加强筋、支撑件等,他们的生产都离不开冲压模具。在这样的情形下,就导致了我国必须提高相应模具的设计制造生产水平。我国开始重视模具设计、制造、生产人才的培养。在高校近年来,开设了专门的模具设计制造专业,为企业将来模具的设计制造提高人才支援。在企业,积极促进企业对设计人员的培养,激励具有创新进取精神的员工。竞争的越来越激烈,汽车覆盖件模具的设计要求,更新换代速度加快,逐渐壮大到现在已经是一门高新技术产业。可以说模具行业的发展水平,直接制约着汽车的发展高度。怎么样提高模具的设计水平含量,怎么样在保证生产使用的前提下降低成本,提高生产效益及经济效益,已经成为现在模具行业的主要问题。模具是工业加工生产的重要工艺工具,可以说模具的发展水平就是衡量一个国家工业生产水平高低的重要指标。现在我国模具的主要结构有以下几个形式。模具的主要结构:(1)安装结构:根据模具的具体情况,选取的冲压设备进而确定相应的安装结构,压力机型号不同压板槽是不同的,模具的压板槽的分布和数量设定需要参照压力机及相关的标准确定的。有柄式、耳式和板式三种。(2)定位结构:比如背靠块,定位基准和设计基准一般要统一,以提高形状位置精度。定位机构的作用就是准确定位,设计不合理就会形成极大的偏差,造成冲压件不合格,无法完成产品的生产的,甚至损坏冲压设备。(3)导向结构:其作用是在模具开合摸时保证运动准确平稳,按照预定的方向运动。导向机构的设计需要根据覆盖件要求达到的精度等级要确定,导柱导套一般应用于精度等级要求高的模具,导板则是应用于精度等级一般的模具。(4)防护结构:开合模都有一定的行程,当出现意外时,防护结构就起到机器重要的作用,可以保证模具及操作人员的安全。主要有限位机构、安全侧销等。(5)平衡结构:为保证模具工作时安全可靠平稳,模具整体需要设计平衡结构,保证产品的合格率。合理的平衡结构可以使模具安全高效的运行,而不合理的平衡结构只会加重模具及冲压设备的负荷,得不偿失。21.2 选题背景现在,社会不断发展,文明不断进步,人们生活水平得以不断的提高,随着社会的高速发展,这也推动着科技、工业的发展,在模具行业表现得尤为明显,在我们身边各种产品,小的方面如保温瓶、不锈钢餐具、不锈钢水杯,大的如汽车覆盖件、飞机的外壳、船舶等都是通过冲压模具来知道生产制造的,冲压模具在许多行业有着重要的地位,应用十分广泛。其中工业生产更是有着千丝万缕的联系,尤其是钢铁制造工业、汽车工业、塑料制造业、航空行业等行业。社会之所以得到了飞快发展,其中起到极其重要、关键影响的一环就是模具行业。可以说一个国家的模具行业的发展水平是衡量一个国家工业发展水平的重要指标。由于我们现在经济的发展水平还不算太高加之模具生产其自身的特点,我国在代的模具企业大多数表现出劳动密集、水准一般、资金投入高、技术水平不高,但是基本能达到预期的收益。进入二十世纪以后,我国的工业得到了迅猛的发展,这很大一部分得益于我们模具行业的巨大进步。特别是在引进国外欧美的先进技术以后,我国模具设计制造方面有了全新的的认识与发展方向。我国模具行业,开始往高技术集成,高精度方向发展。紧随的模具加工工艺及设备的发展也越来越完善,模具行业前景非常乐观。但也面临着挑战,那就是我国的技术水平还跟不上市场的要求,导致了这一冲突的出现的原因在于我国这方面人才的不足。正因为这一矛盾冲突,才促使人才培养得到重视,模具设计由传统的设计途径,逐渐向计算机辅助设计方向发展。这种方式的设计,对设计的精度更加精确,而且容易保证。设计人员不需要长期待在车间,可以坐在办公室对模具进行远端计算机设计,以电子数据的形式指导生产。减轻了设计人员的工作负担。此外,当设计中出现问题时,查找检测错误环节更加方便,修改也更加快捷。这种设计方式的缺点就是,对设计者的专业文化水平要求非常高,严格要求具有严谨的专业技术水平。而且不允许在最后确定设计方案时有半点差错。1.2.1 我国现在冲压模具的特点随着汽车行业的兴起,市场对汽车冲压件的需求近年来与日俱增,很显然传统的机械加工方法已经无法满足巨大的市场需求,这就促使了企业必须寻求更加高效快捷的加工方法。在这种形式的趋势下,能够将计算机设计的数字信息转换成实际的加工轨迹的 CAD、CAM 终端加工技术就出现了。这种技术的优点就是不需要加工师傅对照着设计图纸指导生产过程,不需要绘制详细的加工图纸,而是直接将数字3信息直接转换成加工轨迹,采用数控加工机床对模具型材进行加工,非常方便。而且避免了由于看图失误导致的没必要错误。缺点就是,加工设备要求高,需要操作人员拥有一定得专业知识。对于塑料板材或者较软的材料的汽车冲压模具的加工方法特点是,这种型材加工成型之后不存在回弹现象。因此在进行设计时,就不必考虑因为型材回弹带来的形状尺寸误差。但是对于金属板材就必须考虑回弹,否则最终得到的冲压件与实际想要的就存在很大的差异,特别是在精密冲裁方面,一点误差的出现都导致废品的出现。 有了完善的工艺方案和先进的加工设备,也不一定能够保证加工出合格的产品,还必须具有严格的管理系统,对整个加工过程进行跟踪监视,确保加工的正确顺利进行。在出现问题时能够及时发现,避免废品的重复出现,浪费成本及加工工时。这就要求整个加工过程是一个系统,与计算机相连接。系统中应该包含加工工时,送料机制,对于多工序还要包括各个工序的加工时间及流程,停工放料时间间隔。从而达到解决时间,提高生产效率,降低成本的目的。1.2.2 我国汽车冲压件模具现状在我国,汽车制造业占模具使用比的三分之一,由此可知,汽车覆盖件模具的市场上升空间非常大,在未来的数年时间里肯定能够得到很大的发展。而其中大型复杂的汽车覆盖件模具是整个冲压件模具设计制造的重要部分,占据了冲压件模具的绝大部分。我国冲压件模具有以下几个特点:1.设计技术水平相比欧美国家较低欧美国家的模具设计生产起步早,而且得到了很好的发展,技术水平非常先进,他们的设计主要通过软件设计,其比例高达70~90%,CAETE、CAD、UG、Solidworks 等软件的应用十分普遍,可以说软件设计时这些国家的主要工具,之所以如此受青睐,主要是这种设计方式,能够很好地保证精度要求。而且利用软件对数据的收集、修改、转换方便快捷,对标准模具更是能够达到一键设计的快速。此外,对那些细小结构,复杂结构利用软件也能做到非常精确。反观我国,拥有软件设计水平的企业很少,大多集中在那些大型的模具厂,这就导致了我国模具行业的发展很难壮大,只是极少数的个体才能生存,因此必须要改变现状,重视中小企业的发展。积极虚心学习外国的先进技术,弃其糟粕,从中吸取对自身有用的部分,发展自身。2.生存制造工艺水平还不够完善目前我国在模具的生产制造工艺上与欧美国家相比较也存在着很大的差距。只有那些大型模具厂才能能力配备数控加工机床,采用自动生产,制定严格的加工工4艺。中小模具厂的生产岌岌可危。可以说只是帮大型企业做点零碎的工作,很难发展壮大,像 CAM 等技术更是别想能够掌握。可以说在模具制造行业的应用非常少,是最近几年才星起的,因此跟国外存在着差异。工人操作水平普遍不高,还不熟悉这方面的加工操作,导致生产效率并没有想象中的高。特别是在复杂的汽车冲压件模具加工上,加工难度高,加之技术还不是很成熟,生产率低。好在我国大量引进数控机床进行分工序加工,降低了加工难度,但这也带来另一个问题,就是需要多套模具才能完成整个零件的生产,原料及成本都有所提高。3.标准化程度低下在标准化方面更是参差不齐,没有标准化可言。各个模具厂各行其事,都是按照适合自己现有设备资料的前提下,进行设计生产,拥有自己的设计标准及生产工艺流程。这也是没办法的,在模具行业起步的时候就存在了这样差异,后来就逐渐形成了现在的局面。欧美国家早早就发现了这一问题,他们非常重视模具的标准化,这也是他们模具行业发展如此快的重要原因。我希望随着我国的技术水平的不断提高,标准化在模具行业中得到重视并执行,以确保模具行业的正常发展。汽车覆盖件冲压模具标准化还不是很完善,汽车冲压件模具标准化程度低下,生产力、生产水平低,仅有极少部分企业采用了标准件,但是许多是依赖进口。相信这种现状在将来的数年之内一定能够得到解决。4.管理水平企业的生命在于质量,要保证良好的质量在于完善的管理机制。国外早已实现了信息化的管理体系,反观我国只有少数企业采用信息系统化管理
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