汽車前燈罩的沖壓模具設(shè)計(jì).doc

汽車前燈罩的沖壓模具設(shè)計(jì) 摘要: 本文介紹了汽車前燈罩的沖壓模具設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)內(nèi)容包括產(chǎn)品零件工藝分析、模具設(shè)計(jì)以及主要零件制造工藝的確定等。此零件結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需要多道工序完成，基本工序包括落料、拉深、沖孔、彎曲、翻邊等。針對此產(chǎn)品件，應(yīng)明確設(shè)計(jì)路線，確定設(shè)計(jì)方案，構(gòu)思模具結(jié)構(gòu)。首先對產(chǎn)品進(jìn)行結(jié)構(gòu)和尺寸分析，利用AUTOCAD繪出零件的三向視圖，確定尺寸；之后確定優(yōu)選的工藝方案（落料、拉深脹形、沖孔脹形、沖孔修邊、沖孔彎曲沖孔、翻邊）；然后再進(jìn)行必要的工藝計(jì)算和尺寸計(jì)算，利用AUTOCAD完成第一道工序落料拉深復(fù)合模裝配圖，并繪出各非標(biāo)零件；然后同樣用AUTOCAD完成第二道工序脹形沖孔復(fù)合模；對其它工序進(jìn)行分析，確定每道工序的細(xì)節(jié)工作；最后完成設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：燈罩 沖壓 模具 工藝 設(shè)計(jì)指導(dǎo)老師簽名：Automotive Stamping Die Design front lamp shades Abstract: This paper describes the car before the shade of the stamping die design. Includes part of the product design process analysis, mold design and manufacturing process to determine the main parts and so on. This part is complex, requires multiple procedures done, the basic processes include blanking, drawing, punching, bending, flanging and so on. Parts for this product, the design should be clear lines to determine the design, the idea of the mold structure. First, the product structure and size analysis, the use of AUTOCAD to draw part of the three views to determine the size; then determine the optimal process plan (Blanking, Drawing - bulging, punching - bulging, punching - trimming, Punching - Bending - piercing and flanging); and then make the necessary calculation and dimensioning techniques, the use of AUTOCAD to complete the first process - drawing composite blanking die assembly drawing, and draw the non-standard part; then the same with AUTOCAD completion of the second procedure - bulging punching compound die; of other processes were analyzed to determine the details of each process of work; the last to complete the design.Keywords: stamping die process design lampshade Signature of Supervisor:朗讀顯示對應(yīng)的拉丁字符的拼音字典目錄前 言31 緒論41.1我國沖壓模具業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀41.2 我國沖壓模具制造技術(shù)發(fā)展趨勢42 汽車前燈罩成形工藝分析72.1 分析制件的沖壓工藝性72.1.1 材料72.1.2 結(jié)構(gòu)分析72.1.3 尺寸精度與表面粗糙度72.2 確定沖壓工藝方案72.3 模具形式82.4 毛坯展開計(jì)算82.4.1 拉深部分82.4.2 彎曲部分92.4.3 其它部分 （直接由CAD得出）93 落料拉深復(fù)合模設(shè)計(jì)103.1 排樣103.2 確定沖壓方向和沖壓中心103.2.1 確定沖壓方向103.2.2 確定壓力中心113.3 確定拉深次數(shù)123.4 確定沖裁力和拉深力133.4.1 沖裁力133.4.2 壓邊力133.4.3 拉深力的計(jì)算133.5 選擇壓力機(jī)143.6 選用標(biāo)準(zhǔn)模架153.7 工作部分尺寸計(jì)算153.7.1 拉深工作部分尺寸153.7.2 落料工作刃口部分尺寸計(jì)算163.8 模具總體設(shè)計(jì)183.8.1 工作零件183.8.2 其它主要零件203.9 模具結(jié)構(gòu)尺寸驗(yàn)算244 脹形沖孔復(fù)合模設(shè)計(jì)254.1 成形部分254.2 變形力與沖裁力的計(jì)算264.2.1 脹形變形力264.2.2 沖裁力274.3 確定壓力中心274.4 選擇壓力機(jī)284.5 選用標(biāo)準(zhǔn)模架294.6 工作部分刃口尺寸計(jì)算294.6.1 對沖裁刃口尺寸進(jìn)行計(jì)算294.6.2 脹形刃口尺寸的說明及確定294.7 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)304.7.1 主要工作零件304.7.2 其它零件設(shè)計(jì)31結(jié) 論33參考文獻(xiàn)34致謝35前 言 模具在汽車、拖拉機(jī)、飛機(jī)、家用電器、工程機(jī)械、動力機(jī)械、冶金、機(jī)床、兵器、儀器儀表、輕工、日用五金等制造業(yè)中，起著極為重要的作用，模具是實(shí)現(xiàn)上述行業(yè)的鈑金件、鍛件、粉末冶金件、鑄件、壓鑄件、注塑件、橡膠件、玻璃件和陶瓷件等生產(chǎn)的重要工藝裝備。采用模具生產(chǎn)毛坯或成品零件，是材料成形的重要方式之一，與切削加工相比，具有材料利用率高、能耗低、產(chǎn)品性能好、生產(chǎn)效率高和成本低等顯著特點(diǎn)。 大學(xué)幾年所學(xué)對于知識的海洋來說也許還不夠說滄海一粟，但是對于具體的個人來說卻是會算有很大收獲的。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)不僅是對自己所學(xué)的一次全面總結(jié)，而且是對我們所具備的綜合能力的一次考查，更是我們將理論與實(shí)踐相結(jié)合的實(shí)際運(yùn)用前的一次實(shí)際應(yīng)用。 此次設(shè)計(jì)所依據(jù)的工件是在工廠實(shí)際進(jìn)行生產(chǎn)的。在參觀了工廠已采用的生產(chǎn)方式和生產(chǎn)設(shè)備、并在老師認(rèn)真、耐心的指導(dǎo)下進(jìn)行了此次設(shè)計(jì)。為了高質(zhì)量的完成此次設(shè)計(jì)我用了大量的時間和精力查閱了很多資料，包括模具設(shè)計(jì)手冊、冷沖模設(shè)計(jì)、模具設(shè)計(jì)大典和模具圖冊等，相信對我以后在實(shí)際工作中的應(yīng)用會有很大益處。 因我個人經(jīng)驗(yàn)和水平有限，設(shè)計(jì)之中難免會存在不合理之處，請各位老師多多批評指正。這次設(shè)計(jì)是在指導(dǎo)老師的精心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下完成的。老師的嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)態(tài)度，待人以誠的寬廣胸懷以及淵博的知識為我們樹立了榜樣。在此向老師致以最誠摯的謝意！1 緒論1.1 我國沖壓模具業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀 改革開放以來，隨著國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，市場對模具的需求量不斷增長。近年來，模具工業(yè)一直以15%左右的增長速度快速發(fā)展，模具工業(yè)企業(yè)的所有制成分也發(fā)生了巨大變化，除了國有專業(yè)模具廠外，集體、合資、獨(dú)資和私營也得到了快速發(fā)展。浙江寧波和黃巖地區(qū)的“模具之鄉(xiāng)”；廣東一些大集團(tuán)公司和迅速崛起的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)，科龍、美的、康佳等集團(tuán)紛紛建立了自己的模具制造中心；中外合資和外商獨(dú)資的模具企業(yè)現(xiàn)已有幾千家。 近年許多模具企業(yè)加大了用于技術(shù)進(jìn)步的投資力度，將技術(shù)進(jìn)步視為企業(yè)發(fā)展的重要動力。一些國內(nèi)模具企業(yè)已普及了二維CAD，并陸續(xù)開始使用UG、Pro/Engineer、I-DEAS、Euclid-IS等國際通用軟件，個別廠家還引進(jìn)了Moldflow、C-Flow、DYNAFORM、Optris和MAGMASOFT等CAE軟件，并成功應(yīng)用于沖壓模的設(shè)計(jì)中。 以汽車覆蓋件模具為代表的大型沖壓模具的制造技術(shù)已取得很大進(jìn)步，東風(fēng)汽車公司模具廠、一汽模具中心等模具廠家已能生產(chǎn)部分轎車覆蓋件模具。此外，許多研究機(jī)構(gòu)和大專院校開展模具技術(shù)的研究和開發(fā)。經(jīng)過多年的努力，在模具CAD/CAE/CAM技術(shù)方面取得了顯著進(jìn)步；在提高模具質(zhì)量和縮短模具設(shè)計(jì)制造周期等方面做出了貢獻(xiàn)。 例如，吉林大學(xué)汽車覆蓋件成型技術(shù)所獨(dú)立研制的汽車覆蓋件沖壓成型分析KMAS軟件，華中理工大學(xué)模具技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的注塑模、汽車覆蓋件模具和級進(jìn)模CAD/CAE/CAM軟件，上海交通大學(xué)模具CAD國家工程研究中心開發(fā)的冷沖模和精沖研究中心開發(fā)的冷沖模和精沖模CAD軟件等在國內(nèi)模具行業(yè)擁有不少的用戶。 雖然中國模具工業(yè)在過去十多年中取得了令人矚目的發(fā)展，但許多方面與工業(yè)發(fā)達(dá)國家相比仍有較大的差距。例如，精密加工設(shè)備在模具加工設(shè)備中的比重比較低；CAD/CAE/CAM技術(shù)的普及率不高；許多先進(jìn)的模具技術(shù)應(yīng)用不夠廣泛等等，致使相當(dāng)一部分大型、精密、復(fù)雜和長壽命模具依賴進(jìn)口。1.2 我國沖壓模具制造技術(shù)發(fā)展趨勢 模具技術(shù)的發(fā)展應(yīng)該為適應(yīng)模具產(chǎn)品“交貨期短”、“精度高”、“質(zhì)量好”、“價格低”的要求服務(wù)。達(dá)到這一要求急需發(fā)展如下幾項(xiàng)： (1)全面推廣CAD/CAM/CAE技術(shù) 模具CAD/CAM/CAE技術(shù)是模具設(shè)計(jì)制造的發(fā)展方向。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；進(jìn)一步擴(kuò)大CAE技術(shù)的應(yīng)用范圍。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。 (2)高速銑削加工 國外近年來發(fā)展的高速銑削加工，大幅度提高了加工效率，并可獲得極高的表面光潔度。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)。高速銑削加工技術(shù)的發(fā)展，對汽車、家電行業(yè)中大型型腔模具制造注入了新的活力。目前它已向更高的敏捷化、智能化、集成化方向發(fā)展。 (3)模具掃描及數(shù)字化系統(tǒng) 高速掃描機(jī)和模具掃描系統(tǒng)提供了從模型或?qū)嵨飹呙璧郊庸こ銎谕哪Ｐ退璧闹T多功能，大大縮短了模具的在研制制造周期。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”。模具掃描系統(tǒng)已在汽車、摩托車、家電等行業(yè)得到成功應(yīng)用，相信在“十五”期間將發(fā)揮更大的作用。 (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。國外已有使用這種技術(shù)的機(jī)床在模具加工中應(yīng)用。預(yù)計(jì)這一技術(shù)將得到發(fā)展。(5)提高模具標(biāo)準(zhǔn)化程度 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。國外發(fā)達(dá)國家一般為80%左右。 (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。模具熱處理和表面處理是否能充分發(fā)揮模具鋼材料性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。模具熱處理的發(fā)展方向是采用真空熱處理。模具表面處理除完善應(yīng)發(fā)展工藝先進(jìn)的氣相沉積(TiN、TiC等)、等離子噴涂等技術(shù)。 (7)模具研磨拋光將自動化、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。(8)模具自動加工系統(tǒng)的發(fā)展 這是我國長遠(yuǎn)發(fā)展的目標(biāo)。模具自動加工系統(tǒng)應(yīng)有多臺機(jī)床合理組合；配有隨行定位夾具或定位盤；有完整的機(jī)具、刀具數(shù)控庫；有完整的數(shù)控柔性同步系統(tǒng)；有質(zhì)量監(jiān)測控制系統(tǒng)。2 汽車前燈罩成形工藝分析2.1 分析制件的沖壓工藝性2.1.1 材料 08鋼 材料厚度 t=1mm由沖壓模具設(shè)計(jì)與制造技術(shù)P19，表1-8：抗拉b 335450（N/）抗剪 260360（N/mm）彈性模數(shù) E 190000 (N/mm)屈服點(diǎn)s 200 （N/mm） （%） 32%2.1.2 結(jié)構(gòu)分析該零件是汽車前燈的殼罩，形狀特征包括彎曲面，拉深面，壓凸包，加強(qiáng)筋，外沿邊等，并且是非對稱結(jié)構(gòu)，較為復(fù)雜。產(chǎn)品零件需要經(jīng)過多道工序才能完成，基本工序應(yīng)包括拉深、沖孔、彎曲、脹形、翻邊等。且制件水平方向有不同層次的水平面，都是通過拉深、彎曲、脹形工序制成，表明成形工序較為復(fù)雜。拉深底部沖出一大孔，尺寸精度相對比較高。制件應(yīng)注意尺寸之間的影響，以及工序之間相互的影響。2.1.3 尺寸精度與表面粗糙度尺寸精度按IT12級精度；表面粗糙度Rn=12.52.2 確定沖壓工藝方案根據(jù)產(chǎn)品零件的外形結(jié)構(gòu)和尺寸精度要求，首先確定是不能用級進(jìn)模工作，因?yàn)槿绻眉夁M(jìn)模，工作零件會發(fā)生相互的干涉現(xiàn)象，模具結(jié)構(gòu)也相當(dāng)復(fù)雜，并且不能保證零件的尺寸精度和位置精度。那么將其成形過程分為單工序完成。每工序可以設(shè)計(jì)為復(fù)合模或單工序模工作，以確保能夠生產(chǎn)出合格的產(chǎn)品零件。該零件成形的基本工序包括落料、拉深、沖孔、脹形、彎曲、修邊、翻邊。比較如下三個方案：方案一：先落料沖孔，后拉深，再脹形，最后彎曲翻邊；方案二：先落料拉深，后沖孔，再脹形，再沖孔，最后彎曲翻邊；方案三：先落料拉深，再脹形沖孔，再脹形沖孔，最后彎曲翻邊。方案一如果先沖孔后拉深，肯定會影響拉深的質(zhì)量和孔之間的定位尺寸，并且會影響其后的成形工序，提高了經(jīng)濟(jì)成本。那么對于此件上的孔應(yīng)該分開沖，比如脹形上的孔，拉深底部的大孔。為了保證零件的質(zhì)量，方案一的成形工序還不足。方案二單從模具結(jié)構(gòu)來看過于簡單，中間三步都是簡單的單工序模。而且方案也不完善，從零件的結(jié)構(gòu)來看，脹形部分不能一步完成。需要從兩個方向分別脹形，才能保證零件的質(zhì)量方案三解決了前兩個方案的缺點(diǎn)，但所生產(chǎn)的零件的尺寸精度不高。總結(jié)以上三種方案，得出方案四：落料、拉深脹形、沖孔脹形、沖孔修邊、沖孔彎曲沖大孔、翻邊方案四雖然分六步工序完成，簡單的說需要六套模具。對于模具制造工作比較繁重，成本也比較高。但是由于是批量生產(chǎn)，而且根據(jù)零件外形和尺寸精度來說，這是優(yōu)佳的方案。2.3 模具形式成形過程分六步完成，即需六套模具。第一套：落料、拉深倒裝復(fù)合模；第二套：脹形、沖孔復(fù)合模；第三套：脹形、沖孔復(fù)合模；第四套：修邊、沖孔復(fù)合模；第五套: 彎曲單工序模；第六套：沖孔、翻邊復(fù)合模；（由于工作量的原因，主要設(shè)計(jì)前兩套模具）2.4 毛坯展開計(jì)算2.4.1 拉深部分 此處省略NNNNNNNNNNNN字。如需要完整說明書和設(shè)計(jì)圖紙等.請聯(lián)系扣扣：九七一九二零八零零 另提供全套機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)下載！該論文已經(jīng)通過答辯3 落料拉深復(fù)合模設(shè)計(jì)3.1 排樣由中國模具設(shè)計(jì)大典P50選用軋制薄鋼板 15001500單行直排a=1.2 a1=1.5輪廓尺寸：AmaxBmax=404209.95條料寬：B=Amax+2a+毛坯修邊量 =473.28進(jìn)距：L0=Bmax+2a1=2111.15條數(shù)：n1=500/473.28=1（余26.72）每條個數(shù)：n2=1500/211.15=7(余21.95)總個數(shù)： N=n1n2=7利用率：=（762117）/（5001500）=57.80%3.2 確定沖壓方向和沖壓中心3.2.1 確定沖壓方向確定沖壓方向應(yīng)考慮的問題保證凸模能夠進(jìn)入凹模；開始拉深時凸模與拉深毛坯接觸面積要大；開始拉深時凸模與拉深毛坯的接觸面應(yīng)靠近中間；開始拉深時凸模與拉深毛坯的接觸面要大，要分散；壓料面各部分進(jìn)料阻力力求均勻。根據(jù)零件的形狀特征和上述的要求，確定為反向拉深，水平放置。3.2.2 確定壓力中心圖2.1根據(jù)零件形狀的復(fù)雜性，利用解析法求出壓力中心如圖2.1所示，是按1：1的比例畫出凸模工作部分剖面的輪廓圖，取了21個重心點(diǎn)，其各坐標(biāo)（x,y）和長度L分別為：01（228.31，181.25）L1=521.90 02（323.09，98.29）L2=316.4603（137.31，93.29）L3=63.70 04（108.42, 157.32）L4=101.1005（118.27, 216.29）L5=25.88 06（134.43，224.41）L6=17.4707（138.31，262.74）L7=56.14 08（154.60，293.24）L8=32.5609（180.68，278.76）L9=34.96 010（195.59，264.29）L10=10.22011（228.31，268.11）L11=61.24 012（348.86，264.29）L12=185.86013（463.80，270.80）L13=45.91 014（498.16，267.17）L14=42.70015（479.69，267.17）L15=74.34 016（452.55，179.80）L16=32.09017（462.76，168.09）L17=15.11 018（470.31，165.69）L18=12019（474.31，172.29）L19=8 020（478.31，148.62）L20=46021（486.01，112.01）L21=46.96由： （2-1）=(119154.99+102323.60+8746.65+10961.26+3060.83+2348.49+7764.72+5033.78+6316.57+1998.93+13981.70+64839.12+21293.06+21271.43+35660.15+14522.32+6992.30+5648.28+3794.48+22002.26+22823.03)/1756.60=500537.95/1756.60 =284.95再由： （2-2）=(94594.38+31104.85+5942.57+15905.05+5597.59+3918.20+14750.22+9547.89+9745.45+2701.04+16419.06+49120.94+12432.43+11408.16+16577.82+5769.78+2539.84+1988.28+1378.32+6836.52+5273.14)/1756.60=323551.53/1756.60 =184.19故：確定出壓力中心為00（284.95，184.19） 如圖2.1 所示3.3 確定拉深次數(shù)1.修邊余量 h/d=24.3/170=0.14 d凸/d=156/150=1.04 得出：=5.02.毛坯直徑D的計(jì)算 （2-3）=216 mm3.確定是否用壓邊圈毛坯相對厚度t/d=1/200100=0.5 h/d=0.14所以應(yīng)采用壓邊圈4.拉深系數(shù)t/D100=1/200100=0.5 d凸/d=156/150=1.04查2 P208 表4-20h1/d1=0.500.62而： h/d=23.4/150=0.156顯然 h/dh1/d1 故：只需一次拉深，且拉深系數(shù)2P208 m1=0.55可拉深直徑d=Dm1=2160.55=119361830610223610182743183033523050396250804674801205487120180631004.7 模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.7.1 主要工作零件1.沖孔凸模沖孔凸模材料為T10A，硬度