汽车外壳支架a1级进模设计毕业设计论文(编辑修改稿)

汽车外壳支架a1级进模设计毕业设计论文(编辑修改稿)内容摘要：

1 单工序模：指压力机在完成一次行程的压力过程下，可以完成一个工序的冲压模具。 2 复合模 ：指模具在压力机的一次压力下完成一个工位，可以完成两个或两个以上冲压工序的模具。 3 级进模 ： 具有至少两个工位的，并在压力机的 完成一次行程的冲压过程中，在多个工位上完成多个冲压工序的冲模。 冲压工序常见的有冲孔（圆孔 、 异形孔 、 窄缝 、窄槽等） 、 压弯 、 拉深 、 整形 、 落料。 由于工件形态各异，所以冲压工序和工位数都不一样。 级进模的特点 ⑴ 级进模是多工序模，可以完成很多道工序，如拉深、冲裁、都可以在同一模具中完成； ⑵ 级进模容易实现自动化； ⑶ 级进模的工序可以分散，可以不集中在一个工位上，因此，它的寿命比其它的模具寿命长； ⑷ 级进模的工位多，内部结构太复杂，制造精度要求高，周期太长，所花费的成本较高。 级进模与模具技术现状 我国的工业发展比较晚，对于级进模的技术更为落后。 它的精度比较高，它的结构比较复杂，加上工资的不断提高，材料的要求较高，因此，它的成本较高。 以前工业发展的落后，导致了模具行业的落后。 现在，虽然有了很大的发展，但是，跟发达国家相比，还是落后。 现在的发展要求模具的精度和自动化要求更高，现在的模具寿命显然跟不上现在模具发展的要求。 近年来，我国的模具工业有了长足的进步，但是跟美国以及一些发达国家相比， 依然显得落后。 模具技术先进的标志是级进模，可以从级进模的发 展看到模具行业的发展。 汽车不断的发展，覆盖件要求的精度更高了，设计和制造的难度大大的提升了。 未来冲压模具制造技术发展趋势 现在的汽车行业不断发展，相应的制造汽车零件的工业也得到了较快的发展，汽车的加速发展，促进了汽车模具的不断更新换代。 要求产品的生产效率更快，精度要求更高，这符合级进模的生产特点。 未来模具标准件将不断增多，零件的互换性将更高。 模具将自动化 、 智能化的将模具抛光研磨，模具的发展应该向着模具产品的价格低，质量好，精度高的方向发展 ，模具的自动化要求将更高；有完整的机具、刀具数控库；有完整的数控柔性同步系统；有质量监测控制系统。 模具应该能冲压更多的材料，使材料成为合格的产品。 在未来，模具产业应该向着更智能的方向的发展。 随着软件的不断升级，对建模的速度，精度更加完美，这也是促进模具的发展。 2 产品工艺性分析及方案的确定 产品材料分析、工艺性 汽车支架材料为 S420MC，查文献 [1] ： 图 21 零件 其 C ≤%， Si ≤%，抗拉强度σ b=480620Mpa，屈服强度 δS≥420Mpa， 延伸率不小于 16％。 为细晶粒钢，它有很好的冷成型性。 工件厚度为 ，形状较为复杂，最小圆孔直径为 ，倒角半径为 1mm。 弯曲，拉深。 要求：大批量生产，有足够的效率。 工艺方案的确定 汽车外壳支架 A1 的主要工序有冲孔 、 冲裁 、 成形 、 弯曲。 如果采用单工序模，工序很多，工件较小，所以采用单工序效率低，而且不利于操作；如果采用复合模，虽然效率比单工 序高，但是冲压出来的强度得不到保证。 如果采用级进模，效率高，能够大批量生产，正确的排样会解决强度等质量问题。 因此，采用级进模生产。 3 排样图的设计和料带利用率的计算 排样的设计 工件在料带上正确合理的分布的方法称为排样。 排样是否合理，直接影响到材料的成本，有效面积的利用率，还会对生产产品的质量受到影响等，因此，排样对模具来说，是很基本和最重要的工作。 图 31 零件展开图 模具中花费成本最高的是材料的费用，而且毛坯的材料费要超过成本的一半以上，因此要正确合理的排样将会使成本降低很多，会将 材料的利用率提高很多。 材料的利用率就可以用来衡量经济的是否合理。 一般习惯上有下面三种： （ a）有废料排样 （ b）少废料排样 （ c）无废料排样 图 32 排样方法 排样的是否合理，应该是将废料是否减到最少。 考虑到该工件的形状和料带的利用情况，此采用单边载体排样方式： 图 33 工件的排样 排样共有 20 个工位： ⑴ 冲导正孔； ⑵ 切边、 E区拉深； ⑶ 、 ⑷ 、 ⑹ 、 ⑼ 、 ⑽ 、 ⒀ 、⒃ 、 ⒆ 冲裁轮廓； ⑹ 拉深 K区； ⑸ 、 ⑺ 整形 ⑻ B区折弯 90176。 ⑾ F 区向下折弯 16176。 ； ⑿ A区向下折弯 90176。 ， G区向上折弯 60176。 ⒅ C区折弯 90176。 ； ⒇ 切断。 搭边的选取 （ 1）搭边 搭边的作用是补偿定位误差。 搭边值要合理确定。 如果留有太大的搭边，将会使料带的利用率降低，增大成本。 如果太小的搭边，将会使材料利用率增加，但是搭边就起不到作用了，将会使工件在加工的过程中会极有可能被拉断，成为废品。 根据汽车外壳支架 1A 宽度和材料厚度，由文献 [3] P72 得到工件间的搭边值为 a=14mm,在侧面的搭边为 a1=11mm。 （ 2）料带宽度的确定 料带宽度的确定原则是：最小料带宽度一定要保证工件在加工时四周有足够多的搭边，最大条料宽度一定要保证工件在加工时不能卡在加工的过程中。 所以料带宽度是否合理时一定要想到模具导料板之间有没有侧压装置。 如图 34，没有侧压装置时，计算如下 0010[ 2 ( ) ]B D a b      （ 31） 上式引自文献 2。 公式中 B— 料带的标 称宽度（ mm）； D— 工件垂直于送料方向的最大尺寸（ mm）； 1a —侧搭边（ mm）；  —料带宽度的公差（ mm），查表 [15]。 0b —料带与导料板之间的的间隙（ mm），查表 [15]。 当导料板之间有侧压装置时，料带的宽度按下式计算 001[ 2 ]B D a     （ 32） 式中各符号意义同上。 导料板之间的距离： 0A B b 图 35 有侧压装置料带宽度的确定 表 剪切条料宽度的公差 （ mm） 条料宽度 B 材 料 厚 度 t ～ 1 1～ 2 2～ 3 3～ 5 ～ 50 50～ 100 100～ 150 150～ 220 220～ 300 表 料带与导料板之间的间隙 （ mm） 条 料 厚 度 无 侧 压 装 置 有 侧 压 装 置 条 料 宽 度 ≤ 100 100～200 200～300 ≤ 100 100 ≤ 1 1～ 5 1 1 1 5 5 8 8 表 、表 引自文献 [2]P73 表 214和表 215. 当模具有侧刃时，条料宽度按下式计算（图 36） 001( 2 )B D a nC    （ 33） 式中 n—— 侧刃数； C—— 侧刃冲切的料边宽度（ mm），见表。 其余符号意义同前。 导料板间的距离： 0A B b 139。 112A D a b   式中 1b ——冲切后料带宽度与导料板间的间隙。 图 36 有侧刃时条料宽度的确定 表 1b 和 C 值 (mm) 材料厚度 C b ～ 〉 ～ 〉 ～ 3 上表引自文献 [2]P74表 216. 进 距是指工件在模具上每次前进的距离，每个进距都可以完成一个零件，也可以完成几个零件。 进距是挡料销位置的重要参数。 每次完成一个零件的进距的计算公式为 A B a （ 34） B —平行于送料方向工件的宽度； a—冲件之间的搭边值。 因为这个工件形状的特殊性，所以该工件在加工生产的过程中，送料要使用导料板，如图 34： 条料宽度 B=[D+2（ a1+Δ） +C1] 0 –Δ=[193+2(2+)+ ] 0 = 0 mm 料带与导料板之间的间隙 ，查表 得△ =1mm, 料带与导板间的间隙 查表 得 C1=。 材料利用率的计算 一个步距的材料利用率 为 = nA/Bh 100% (35) 上式引自文献 [2]P67式 221. 式中 A—— 冲裁件的有效面积（ mm2）； n—— 一个步距内冲裁件数目； B—— 条料宽度（ mm）； h—— 进距（ mm）； 冲裁件的面积 A= 8+（ ） 12+ = 进距 S=B+a=199+= 故一个进距内的材料利用率为 : η =nA/Bh 100%=2 100%=% 如果按照下面二种方案的排列 ，分别计算料带的利用率为 方案 1(B=)： 总 1=1 100%=% 方案 2(B=)： 总 2=1 100%=% 经过对比， B=200mm 及内冲件数目为 1的方案将料带的利用率提高到 %。 4 主要工艺的计算 冲裁力的计算 冲裁力是模具加工工件过程中工件和料带分离的力，冲裁力一般有下面四个力：冲裁力、卸料力、推件力、顶件力。 冲裁力的计算非常重要，利用冲裁力，可以用它来选择合适的冲压设备，才能 生产出合格的产品。 冲裁力的计算公式 冲裁力的大小主要与工件的材料、厚度及工件的形状大小有关。 因为要想到工件的加工成本和工件质量精度的要求，所以该模具决定采用平刃口的方式冲裁，冲裁力计算公式如下 F（ N）： F KLt （ 41） 上式引自文献 [2]P50式。 式中 L—— 被冲件的周长（ mm）； t—— 材料厚度（ mm）； τ —— 材料抗剪强度（ MPa）； K—— 系数。 由经验一 般取 K=。 材料的抗剪强度（ MPa）查文献 [1]P3196 表 3214：取 σ b=420 MPa 式中， σ b为材料的抗拉强度。 一般情况下，材料的 σ b=，故 F =L t σ b 工位 1：冲两个导正孔 R= 2LR (42) 1 2F KLt =863N 工位 3：冲外形 测得 L=264mm 2F KLt =360N 工位 4：冲外形 1L 419mm 冲圆孔 R= 2 2LR =20mm 3F KLt =599N 工位 5：冲外形 测得 L =137mm 4F KLt =187N 工 位 7：冲外形 测得 L =43mm 5F KLt = 工位 8: 冲外形 测得 L =129mm 6F KLt =176N 工位 9：冲外形 测得 L =220mm 7F KLt =300N 工位 10：冲外形 测得 L =243mm 8F KLt =331N 工位 12：冲外形 测得 L =92mm 9F KLt =125N 工位 13：冲外形 测得 L =242mm 10F KLt =330N 工位 14：冲外形 测得 L =180mm 11F KLt =24。