GS020汽車發(fā)動(dòng)機(jī)底蓋沖壓模具的設(shè)計(jì)與制造

江西理工大學(xué)應(yīng)用科學(xué)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)GS020汽車發(fā)動(dòng)機(jī)底蓋沖壓模具的設(shè)計(jì)與制造摘要本論文對(duì)沖壓模具的設(shè)計(jì)與制造和研究進(jìn)行了在國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀以及在國(guó)內(nèi)外模具的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了詳細(xì)的分析，也了解到了模具在工業(yè)中的具有的重要性，在工業(yè)領(lǐng)域中占著不可取代的重要性，就GS020汽車發(fā)動(dòng)機(jī)底蓋沖壓模具的設(shè)計(jì)與制造為研究對(duì)象，選汽車模具為討論課題進(jìn)行研究分析及實(shí)踐。通過(guò)模具產(chǎn)品料條分析及成型性分析，計(jì)算模具沖壓力及凸凹模尺寸計(jì)算，從而得到整套模具的框架。理論離不開(kāi)實(shí)踐，當(dāng)模具結(jié)構(gòu)確定之后，對(duì)模具的每一塊鋼塊進(jìn)行材質(zhì)分析和選擇，對(duì)加工模具鋼塊進(jìn)行工藝分析，對(duì)模具的組立進(jìn)行分析，對(duì)模具的調(diào)試進(jìn)行檢討和分析。最終完成了模具的組立和調(diào)試，達(dá)到了客戶的要求，也滿足了市場(chǎng)的需求，研究結(jié)果告訴我們，工業(yè)的發(fā)展離不開(kāi)模具的生產(chǎn)和制造，模具可以大批量生產(chǎn)且能精確的完成復(fù)雜的工業(yè)產(chǎn)品，且壽命較長(zhǎng)，不宜損壞，易維修。關(guān)鍵詞：大批量；精確；長(zhǎng)壽命；復(fù)雜I

王光坤GS020汽車發(fā)動(dòng)機(jī)底蓋沖壓模具的設(shè)計(jì)與制造GS020AutomobileEngineBottomCoverStampingDieDesignandManufactureABSTRACTTofindthestatusquoathomeandabroadinthispaper,thestampingdieandmoulddevelopmenttrendbothathomeandabroadwereanalyzed,andunderstandtheimportanceofmoldintheindustrial,hogtheindispensablepartinthefieldofindustry,isGS020automobileenginebottomcoverstampingdiedesignandmanufactureastheresearchobject,selectautomouldforthediscussionontheresearchanalysisandpractice.Articlethroughmoldmaterialanalysisandtheformabilityanalysis,moldburstpressureandintensivesizecalculation,soastogetacompletesetofmouldframe.Theorywithoutpractice,whenthemouldstructurewasdetermined,eachpieceofmouldsteelblockmaterialanalysisandselection,processanalysiswascarriedoutontheprocessingdiesteelpiece,assemblagesofmouldisanalyzed,debuggingareviewandanalysisofthemould.Finallycompletedthemouldassemblinganddebugging,hasreachedtherequirementofcustomers,meetthedemandofthemarket,theresultstellusthatthedevelopmentofindustrydependsonthemouldmanufacturingandproduction,themoldcanbemassproductionandcancompletethecomplexprecisionindustrialproducts,andalongservicelife,shouldnotbedamaged,easymaintenance.Keywords:mass;Accurate;Longlife;complexII

江西理工大學(xué)應(yīng)用科學(xué)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)目錄1緒論.................................................................................................................11.1引言..............................................................................................................11.2沖壓模具的特點(diǎn)...........................................................................................11.3國(guó)內(nèi)外汽車模具的發(fā)展現(xiàn)狀.......................................................................11.4國(guó)內(nèi)外汽車模具的發(fā)展趨向.......................................................................31.5課題主要研究?jī)?nèi)容和設(shè)想...........................................................................32汽車模具的設(shè)計(jì)................................................................................................42.1模具料條設(shè)計(jì)與分析...................................................................................42.1.1外形結(jié)構(gòu)分析.....................................................................................42.1.2板件料條確定.....................................................................................42.2模具成形性模擬分析...................................................................................42.2.1模具成型工藝.....................................................................................42.2.2客戶要求.............................................................................................72.2.3成型性分析.........................................................................................72.3模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與問(wèn)題點(diǎn)分析.......................................................................82.3.1材料.....................................................................................................82.3.2操作與定位方式.................................................................................82.3.3卸料與出件方式..............................................................................82.3.4凸模的設(shè)計(jì)........................................................................................82.3.5計(jì)算沖壓力.........................................................................................92.3.6沖壓中心...........................................................................................102.3.7計(jì)算凸、凹模刃口尺寸及公差.......................................................102.3.8模具架構(gòu)...........................................................................................112.4模具標(biāo)準(zhǔn)件和鋼料材質(zhì)的類型選擇........................................................172.4.1合銷...................................................................................................172.4.2導(dǎo)正銷...............................................................................................182.4.3導(dǎo)柱導(dǎo)套...........................................................................................182.4.4標(biāo)準(zhǔn)沖頭...........................................................................................182.4.5氮?dú)鈴椈?..........................................................................................18III

王光坤GS020汽車發(fā)動(dòng)機(jī)底蓋沖壓模具的設(shè)計(jì)與制造2.4.6模具常用鋼料...................................................................................182.4.7模具尺寸選擇...................................................................................203汽車模具的加工..............................................................................................213.1模板件工藝分析.........................................................................................213.2模板件加工以及問(wèn)題點(diǎn)分析.....................................................................213.3主要模板件精銑的選擇（單銑和拼銑的選擇）.....................................223.4模板的工藝流程.........................................................................................224汽車模具的組裝制作......................................................................................234.1.模板件組裝的前的整理............................................................................234.2.模板件組裝過(guò)程與模板件的功能確定....................................................234.3.模板件的調(diào)試過(guò)程....................................................................................234.4.模具組裝和調(diào)試的問(wèn)題分析....................................................................234.4.1組裝問(wèn)題分析.................................................................................234.4.2模具調(diào)試.........................................................................................242627參考文獻(xiàn)...................................................................................................................28附錄一.......................................................................................................................29附錄二.......................................................................................................................44IV

江西理工大學(xué)應(yīng)用科學(xué)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)1 緒論1.1引言模具在汽車制造和研究過(guò)程當(dāng)中中占據(jù)相當(dāng)重要主導(dǎo)地位。其中就以模具設(shè)計(jì)水平高低與好差之間判斷，程度上很大的影響和決定兩年生產(chǎn)率高和低與好壞。一個(gè)好的模具設(shè)計(jì)與制造可以降低資源的調(diào)整和時(shí)間的調(diào)整，給一線生產(chǎn)計(jì)劃和調(diào)度提供最大的優(yōu)化空間，最終達(dá)到提高生產(chǎn)效率的目的。模具的設(shè)計(jì)和研究制造是工裝系統(tǒng)的重要的部分，極大的影響著產(chǎn)品對(duì)生產(chǎn)的效率和質(zhì)量的保證。我們也一直對(duì)模具設(shè)計(jì)進(jìn)行了細(xì)致的研究和探討有著極為重要的意義?，F(xiàn)在的社會(huì)汽車不斷的生產(chǎn)和制造，離不開(kāi)沖壓模具的設(shè)計(jì)與制造，為此本課題以汽車模具的設(shè)計(jì)與制造進(jìn)行深入研究。1.2沖壓模具的特點(diǎn)模具是指對(duì)板材料、帶材料和型材料施工對(duì)加外力形成，并使它產(chǎn)生了很強(qiáng)的塑性變形或者分離性，從中獲得所需要的形狀和尺寸的工件的大小（沖壓件）的成形加工的方法。沖壓和鍛造同樣都是屬于塑性加工而形成的（或稱壓力加工），并且合稱為鍛壓。沖壓的坯料主要就是熱軋和冷軋形成的鋼板和鋼帶。在這個(gè)世界上的鋼材中，其中就有61～70％是屬于板材，其中80%是經(jīng)過(guò)重重的沖壓制成的成品。如汽車本身的車身、汽車的底盤(pán)、油箱、散熱器片，鍋爐的汽包，容器的殼體，電機(jī)、電器的鐵芯硅鋼片等都是沖壓加工的。生活器皿、自行車、儀器儀表、辦公機(jī)械、家用電器等產(chǎn)品中，也同樣有著沖壓件。沖壓的具特點(diǎn)主要為壓件與鑄件為之比較。具有勻、輕、薄、強(qiáng)、厚的眾多他方法都難于造的、復(fù)雜的而且加強(qiáng)筋、肋、起伏和翻邊工件，以便提高其主要的剛性和穩(wěn)定性。并且還采用了精密的模具，工件精度可都可以達(dá)微米級(jí)。并且重復(fù)精度相當(dāng)?shù)母?、達(dá)到了規(guī)格幾乎都是一致的，因?yàn)榭梢院芸斓臎_壓出孔窩、加強(qiáng)、凸臺(tái)筋等。冷沖壓件一般都是不會(huì)再經(jīng)過(guò)切削和加工形成的，或者只是需要很少量的切削和加工的技術(shù)。對(duì)于熱沖壓件的精度和在表面狀態(tài)的基礎(chǔ)上都要低于相比的冷沖壓件，但仍優(yōu)于鑄件和鍛件等，切削的加工量是很少的。1.3國(guó)內(nèi)外汽車模具的發(fā)展現(xiàn)狀在其它國(guó)家當(dāng)中，尤其是歐州和美洲和日本越國(guó)等比較發(fā)達(dá)的地區(qū)的模具工業(yè)起步的都比較早，在擁有較為先進(jìn)的研究設(shè)備和生產(chǎn)管理的技術(shù)、豐富飛經(jīng)驗(yàn)及先進(jìn)的設(shè)備，都1

王光坤GS020汽車發(fā)動(dòng)機(jī)底蓋沖壓模具的設(shè)計(jì)與制造深深的值得我們國(guó)內(nèi)對(duì)于模具這個(gè)行業(yè)深入學(xué)習(xí)和耐心的研究。并且在歐州美洲等地帶，已經(jīng)有很多的模具企業(yè)就已經(jīng)將最高新先進(jìn)的技術(shù)結(jié)合實(shí)際的應(yīng)用在模具的設(shè)計(jì)和制造的工業(yè)，主要體現(xiàn)在[6]：（1）充分的發(fā)揮了信息技術(shù)的帶動(dòng)和提升工業(yè)模具的工業(yè)發(fā)展的優(yōu)越性；（2）切削和五軸已經(jīng)快速成為了加工技術(shù)就已經(jīng)基本普及的知識(shí)，已經(jīng)很大程度上縮減了制模的周期，因此大大的提高了企業(yè)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力和市場(chǎng)性；（3）快速成形技術(shù)、快速制模技術(shù)已經(jīng)基本普及運(yùn)用；（4）具備從事模具行業(yè)的員工要求精練吃苦耐勞、一專多能、精益生產(chǎn)、一人多職。（5）模具產(chǎn)品專業(yè)信息化，市場(chǎng)定位準(zhǔn)確無(wú)誤；（6）運(yùn)用了先進(jìn)的管理的系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了集成化管理；（7）工藝管理先進(jìn)和標(biāo)準(zhǔn)化程度技術(shù)高。日本的模具經(jīng)過(guò)加工的模具以后的發(fā)展主要就是表現(xiàn)在無(wú)放電加工、加工時(shí)間減少、無(wú)人手修模和五軸加工這方面。中國(guó)雖然已經(jīng)在很多年以前就已經(jīng)開(kāi)始研究和制造模具并且開(kāi)始使用模具，但是一直以來(lái)都還沒(méi)有形成的產(chǎn)業(yè)和好的長(zhǎng)夜壞境。由于長(zhǎng)久以來(lái)模具制造就一直作為保證企業(yè)生產(chǎn)的方式被視為生產(chǎn)后主力方。為此一直發(fā)展緩慢[7]。1984年就在中國(guó)首先成立了模具的工業(yè)協(xié)會(huì)，1987年模具產(chǎn)業(yè)第一次被列入機(jī)電產(chǎn)品的活動(dòng)項(xiàng)目中，當(dāng)時(shí)全國(guó)就有生產(chǎn)和只招模具的廠點(diǎn)一共約6000家?？偖a(chǎn)值共約達(dá)32億元。并且隨著中國(guó)的不斷的改革開(kāi)放和日益更新，市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)進(jìn)程發(fā)展的突飛猛進(jìn)，模具和其中的標(biāo)準(zhǔn)件和配套件作為模具產(chǎn)品當(dāng)中的主要產(chǎn)品，制造和生產(chǎn)的企業(yè)源源不斷，模具產(chǎn)業(yè)得到了突飛猛進(jìn)的發(fā)展過(guò)程。在市場(chǎng)上如此激烈的競(jìng)爭(zhēng)當(dāng)中，企業(yè)當(dāng)中的模具生產(chǎn)的技術(shù)已經(jīng)快速的得到了提高，規(guī)模不斷的發(fā)展。在20世紀(jì)90年代就已經(jīng)開(kāi)始的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的情況下，中國(guó)就已經(jīng)在汽車行業(yè)當(dāng)中采用了模具設(shè)計(jì)和制造中采用了和運(yùn)用到了CAD／CAM技術(shù)。國(guó)家科委會(huì)863計(jì)劃也即將在東風(fēng)汽車公司作為CIMS應(yīng)用技術(shù)的示范地點(diǎn)，并且由華中理工大學(xué)的示范地點(diǎn)作為技術(shù)的委托單位，并且要開(kāi)發(fā)出汽車的車身、覆蓋件的模具CAD／CAM等軟件系統(tǒng)，模具和設(shè)計(jì)制造研究當(dāng)中取得了豐富的實(shí)際應(yīng)用技術(shù)，并且也取得非常顯著的效果?，F(xiàn)在吉林大學(xué)和湖南大學(xué)也成功地開(kāi)發(fā)了汽車覆蓋件模具的CAD／CAE的系統(tǒng)，并且達(dá)到了較好的水平成效，在生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用和普及，收到了比較好的成效。國(guó)內(nèi)外汽車模具的發(fā)展形勢(shì)當(dāng)前，沖壓模具不斷的向高精密、多功能、高節(jié)能和智能化生產(chǎn)方向高速發(fā)展。車身沖壓模具還出現(xiàn)了模塊化、自動(dòng)化、毫米沖壓和特種成型技術(shù)等新發(fā)展。汽車沖壓模具有較好的發(fā)展前景，它的趨勢(shì)和沖壓技術(shù)的發(fā)展方向相吻合，自動(dòng)化智能模具和為智能化生產(chǎn)服務(wù)的高性能汽車模具已逐步成為今后技術(shù)發(fā)展的重要方向。國(guó)內(nèi)外汽車模具行業(yè)的發(fā)展之中，除生產(chǎn)專業(yè)化、設(shè)備精良化和行業(yè)戰(zhàn)略性聯(lián)盟的發(fā)展等成為重要的特點(diǎn)之外，汽2

江西理工大學(xué)應(yīng)用科學(xué)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)車模具技術(shù)發(fā)展出了以下的趨勢(shì)，例如：三維設(shè)計(jì)技術(shù)、沖壓形成過(guò)程模擬CAE技術(shù)、設(shè)計(jì)（DFM）技術(shù)、智能化型面設(shè)計(jì)技術(shù)、制造過(guò)程中CAPP、CAM、CAT技術(shù)、并行工程以及協(xié)同設(shè)計(jì)和虛擬制造等內(nèi)容造成了汽車模具數(shù)字化技術(shù)；包括汽車模具型面以及結(jié)構(gòu)的加工、一體化加工中心、液壓控制系統(tǒng)、工件在線測(cè)量系統(tǒng)等內(nèi)容的各種汽車模具以及加工自動(dòng)化技術(shù)；高強(qiáng)度板五金沖壓技術(shù)以及高強(qiáng)度鋼板的激光拼焊板的汽車沖壓技術(shù)。發(fā)展包含多工位自動(dòng)化汽車模具、級(jí)進(jìn)模、熱壓成形模、液壓成形模、輕金屬模和復(fù)合材料成形模等多種方式合成的新型汽車模具和模夾一體化產(chǎn)品；特殊鑄鐵和高性能模具材料和此相關(guān)材料處理及表面強(qiáng)化技術(shù)；包含生產(chǎn)流程及ERP、CRM、PM、PDM、PLM、MES等先進(jìn)信息化管理工具、系統(tǒng)發(fā)展、多種應(yīng)用內(nèi)容的管理科學(xué)化和信息化技術(shù)；模具的精細(xì)標(biāo)準(zhǔn)化

設(shè)計(jì)與生產(chǎn)。1.4國(guó)內(nèi)外汽車模具的發(fā)展趨向汽車模具是機(jī)械制造產(chǎn)業(yè)當(dāng)中，技術(shù)先進(jìn)、影響重大的重要工業(yè)設(shè)備，具有高效率、材料利用率高、制件優(yōu)良板件、工業(yè)適應(yīng)性好等特點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用到汽車、航天、機(jī)械、航空、電器、輕工、電子、儀表等多個(gè)行業(yè)。相對(duì)而言，與國(guó)際先進(jìn)水平相比較，中國(guó)汽車模具行業(yè)的發(fā)展差距不但表現(xiàn)在精度差較大，交貨時(shí)間長(zhǎng)等方面，模具壽命也是國(guó)際先

進(jìn)水平的45％左右，大型、精密、技術(shù)含量高、壽命長(zhǎng)的汽車覆蓋件沖壓模具和精密沖裁模具，在中國(guó)，每年都要花費(fèi)大量資金投入。1.5課題主要研究?jī)?nèi)容和設(shè)想本課題主要以GS020汽車發(fā)動(dòng)機(jī)底蓋沖壓模具的設(shè)計(jì)與制造為研究對(duì)象，借助UnigraphicsNX進(jìn)行3D繪圖，AutoCAD進(jìn)行了二維工程繪制零件圖并標(biāo)注工藝，最終設(shè)計(jì)一套成本較低，精度較高，批量生產(chǎn)，長(zhǎng)壽命的鋼板連續(xù)模具。本課題的具體研究?jī)?nèi)容包括：（1）汽車模具的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)過(guò)程與問(wèn)題點(diǎn)分析；（2）汽車模具模板件機(jī)加工過(guò)程與問(wèn)題點(diǎn)分析；(3）汽車模具組裝及調(diào)試過(guò)程與問(wèn)題點(diǎn)分析；(4)編制工件沖壓工藝規(guī)程；(5)繪制生產(chǎn)該制件的模具總裝配圖；(6)繪制全套模具非標(biāo)零件圖；(7)編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。3

王光坤GS020汽車發(fā)動(dòng)機(jī)底蓋沖壓模具的設(shè)計(jì)與制造2 汽車模具的設(shè)計(jì)2.1模具料條設(shè)計(jì)與分析2.1.1外形結(jié)構(gòu)分析圖2-1為GS020汽車發(fā)動(dòng)機(jī)底蓋該板件材質(zhì)為08F，厚度2mm,長(zhǎng)1080mm*寬850MM*高40mm，板件要求高精度，無(wú)毛刺，大批量生產(chǎn)，裝配面穩(wěn)定無(wú)變形，料邊公差要求在正負(fù)0.1mm，孔位公差要求在正負(fù)0.05mm。2.1.2板件料條確定由于板件需要折彎、拉延、沖孔，為此板件板件在這些工藝中容易發(fā)生變形，開(kāi)裂，且毛刺較大，達(dá)不到客戶要求。為了避免在生產(chǎn)中出現(xiàn)這些現(xiàn)象，我們對(duì)板件的料條長(zhǎng)寬分別加長(zhǎng)50mm，這樣對(duì)板件的拉延、整形、壓料取得了很大的空間，從而有效避免了板件在拉延中開(kāi)裂，壓料到位避免了板件毛刺現(xiàn)象。2.2模具成形性模擬分析2.2.1模具成型工藝(1)拉深工藝：將平又直毛料變?yōu)榭招募虬芽招募淖兂尚窝b和尺寸的其中一種沖壓工序。拉深時(shí)注意空心件主要是根據(jù)位于凸模底部之外的材料壓入凹模所形成。如圖下圖所示：4

江西理工大學(xué)應(yīng)用科學(xué)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)圖2-2拉深工藝（2）切邊工藝：五金沖壓模具改修整成形工序邊緣，讓板件具有一定的直徑、高度或形狀的一種沖壓工序。圖2-3切邊工藝（3）沖孔工藝：將廢料沿著封閉的輪廓將材料分離出去一種沖壓工序，在材料或者工件里沖出需要用的孔，得到有規(guī)則的孔。圖2-4沖孔工藝（4）翻邊工藝：沿外形曲線周圍將翻成側(cè)立短邊的一種沖壓工序。5

王光坤GS020汽車發(fā)動(dòng)機(jī)底蓋沖壓模具的設(shè)計(jì)與制造圖2-5翻邊工藝（5）翻孔工藝：沿內(nèi)孔周圍將材料翻成側(cè)立凸緣的一種沖壓工序。圖2-6翻孔工藝（6）落料工藝：將材料的沿封閉輪廓分離出去的沖壓工序，讓被分離的材料成為工件或者是工序件，最后打成客戶需要的產(chǎn)品形狀。圖2-7落料工藝（7）整形工藝：因?yàn)椴牧系牧鲃?dòng)，能夠改變工序件形狀和尺寸的，最終確保工件精度的一種沖壓工序。6

江西理工大學(xué)應(yīng)用科學(xué)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)圖2-8整形工藝2.2.2客戶要求該板件須在800T沖床生產(chǎn)，大批量，模具鋼塊不接受燒焊，挖入子，挖鑲件。2.2.3成型性分析根據(jù)板件的結(jié)構(gòu)形狀，可得知，該板件需要通過(guò)拉深，整形，沖孔，切邊四個(gè)工序，由于板件較大，如果用連續(xù)復(fù)合模制作生產(chǎn)板件，模具將很龐大，不適合800T沖床生產(chǎn)，為此需要采用單工序復(fù)合模生產(chǎn)板件。方案1：沖孔—切邊—拉深—整形方案2：拉深—整形—沖孔—切邊方案3：整形—拉深—沖孔—切邊方案4：切邊—沖孔—拉深—整形方案5：拉深—整形—沖孔、切邊為了能夠得到更多的效益，公司角度是修改模方便，模具成本低，壽命長(zhǎng)，制作簡(jiǎn)單，又能滿足客戶要求，為此對(duì)方案進(jìn)行仔細(xì)分析。因?yàn)榉桨?是先沖孔后拉深再整形，這樣的話料邊如果沒(méi)有壓實(shí)，孔位將會(huì)在拉深的時(shí)候進(jìn)行變形，經(jīng)常出現(xiàn)橢圓狀態(tài)，不能保證圓度在公差范圍之內(nèi)。為了以后能夠在調(diào)模時(shí)候更加方便且保證精度要求，方案1和方案4不可??；而方案3先整形后拉深，不能保證板件型面精度要求，達(dá)不到客戶公差，因?yàn)檎握镜男兔婧细衤士梢赃_(dá)到85%--100%，而將合格率較高的板件再進(jìn)行拉延，明顯板件合格率下降，此方案不采用。方案5沖孔切邊在同一個(gè)站，板件料厚在2.0，且是80鋼，沖床是800t，沖壓力不夠。為此方案不合理。最終選擇方案2。方案2較為合理，先將板件進(jìn)行拉深，將板件形狀拉出一個(gè)模樣，然后進(jìn)行整形，將板件的合格率達(dá)到一個(gè)比較高的值，再?zèng)_孔，那么孔位將不會(huì)變形，也不會(huì)跑位，當(dāng)型面和孔位定型了之后再切料邊，那么料邊也可以達(dá)到一個(gè)精度較高的值。為此這板件選擇方案2，共四套模具，第一套拉深模；第二套整形模；第三套沖孔模；第四套切邊模。2.3模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與問(wèn)題點(diǎn)分析2.3.1材料該板件材質(zhì)為08F，屬于碳素結(jié)構(gòu)鋼,查參考文獻(xiàn)[10]附表1可知抗剪強(qiáng)度?260MPa,7

王光坤GS020汽車發(fā)動(dòng)機(jī)底蓋沖壓模具的設(shè)計(jì)與制造斷后伸長(zhǎng)率=32％。此料具備良好塑性和較高彈性,讓沖裁加工性能好。根據(jù)數(shù)據(jù)分析,該零件的工藝性比較完善,且沖壓簡(jiǎn)單，可進(jìn)行沖裁加工。2.3.2操作與定位方式即使零件的生產(chǎn)量比較大的，但只要工廠合理的安排生產(chǎn)，還可用手工送料的方式達(dá)到大批量的要求，并且還能降低模具的成本，所以本次設(shè)計(jì)采用手工送料的方式。在考慮到零件的尺寸寬度大小和材料厚度，其次是為了便于操作以及保證零件精度，因次更適合采用導(dǎo)料板導(dǎo)向，來(lái)固定擋料銷擋料或者定位，同時(shí)與導(dǎo)正銷配合來(lái)達(dá)到使用確保送料位置的準(zhǔn)確性和精密性，進(jìn)一步的確保零件精度。為了確保首件沖裁正確步距，所以采用時(shí)用擋料銷，采用擋料銷的目的是為了提高材料利用率以達(dá)到降低成本。卸料與出件方式采用彈性卸料方式來(lái)卸料，彈性卸料的裝配利用彈簧的彈力來(lái)卸料，雖然卸料力比較不是很大，但汽車模具沖壓的時(shí)候卻可以兼起壓料的作用，達(dá)到保證沖裁件表面的平面度。為了方便操作，從而提高沖壓零件生產(chǎn)率，沖件和廢料采用的是由凸模從凹模洞口推下出件的方法。2.3.4凸模的設(shè)計(jì)凸模的結(jié)構(gòu)形式與固定方法：落料凸模刃口的部分是屬于畸形，為了方便于凸模和固定夾板的加工，將設(shè)計(jì)成固定臺(tái)階樣式，且中間的臺(tái)階與凸模固定板以H7/m6過(guò)渡配合，凸模頂端就是最大的臺(tái)階是用其中的臺(tái)肩擋住了凸模，所以在卸料時(shí)不至于造成凸模從固定板中拉出來(lái)。并且將它安裝部分的設(shè)計(jì)成方便加工的長(zhǎng)圓形，夾板裝在模座上，有銷釘固定，防止沖頭沖件時(shí)松動(dòng)，通過(guò)這種對(duì)接方式和凸模夾板固定。2.3.5計(jì)算沖壓力沖裁力：根據(jù)零件圖可算得一個(gè)零件外周邊長(zhǎng)度：L1=1081×2+850×2...........................................(2-1)=3862mm內(nèi)周邊長(zhǎng)度之和：L=2π×3=18.84㎜8

江西理工大學(xué)應(yīng)用科學(xué)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)可知：260MPa;可知：Kx=0.05,KT=0.055.落料力：F落=KL1tT.................................................(2-2)=1.3×3860×2×260=2609.36KN沖孔力：.....F孔=KL2tT................................................(2-3)=1.3×6×2×260=12.745KN卸料力：Fx=KxF落..................................................(2-4)=0.05×3860=195KN推件力：沖壓材料的厚度取凹模刃口直壁的高度h=7,故:n=h/t=3...............................................(2-5)FT=nKtF孔=3×0.045×193=31.845KN總沖壓力：FЁ=F落+F孔+Fx+FT........................................(2-6)則F?=2609.36+12.74+193+31.845=2846.585KN客戶要求800T生產(chǎn)，符合標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)汽車模具結(jié)構(gòu)和尺寸確定無(wú)誤之后，就可以對(duì)壓力機(jī)的閉合高度和模具安裝尺寸進(jìn)行評(píng)估和校核，最終得到確定壓力機(jī)的規(guī)格。2.3.6沖壓中心汽車模具沖壓中心是沖壓力合力重要作用點(diǎn)。為了確保其壓力機(jī)與模具正常工作，應(yīng)讓模具壓力中心和壓力機(jī)滑塊的中心線相貼合。否則沖壓時(shí)導(dǎo)致滑塊承受偏心載荷的想9

王光坤GS020汽車發(fā)動(dòng)機(jī)底蓋沖壓模具的設(shè)計(jì)與制造象，從而導(dǎo)致滑塊道軌與模具導(dǎo)向部分不好的地方磨損，還將出現(xiàn)合理間隙之間的距離得不到保證，因而影響制件質(zhì)量和降低模具壽命。在模具實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，就容易會(huì)出現(xiàn)因?yàn)闆_件的形狀特殊或者因?yàn)榘寮厥?，從汽車模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造考慮，不應(yīng)該使壓力中心與模柄中心線相互重合，此時(shí)更應(yīng)該注意使壓力中心偏離不導(dǎo)致超出所選壓力機(jī)允許的

范圍之外。沖裁的板料為等厚度的同種材料，在計(jì)算沖裁模的壓力L轉(zhuǎn)化為分解沖裁線重心位置(其中和沖裁線所圍圖形的重心，不一定就是指重合)，沖模壓力當(dāng)中的h與其中心不一定是重合的，壓力中心僅僅是與沖裁力的大小有關(guān)系，而與質(zhì)量無(wú)關(guān)系，它主要位置是由刃口輪廓周長(zhǎng)所決定的，從而沖模的中心就是決定在形狀和其質(zhì)量的分布當(dāng)中。形狀簡(jiǎn)單和對(duì)稱的工件是:圓形、長(zhǎng)方形、正多邊形、矩形，其中模具在沖裁時(shí)壓力中心和工件的幾何中心重合;如此形狀復(fù)雜工件是:連續(xù)模和多凸模沖孔模，模具壓力中心就是用解析法或者是作圖法來(lái)確認(rèn)。求模具壓力中心的方法有很多，但傳統(tǒng)常用的方法包括解析法、試驗(yàn)法、經(jīng)驗(yàn)法。X=L1X1+L2X2+L3X3+……+FnXn/F1+F2+F3=17028.24/366.232=425;因?yàn)槭菍?duì)稱件,所以Y方向往往是在中心線上，所以Y=543;2.3.7計(jì)算凸、凹模刃口尺寸及公差因?yàn)槠嚹＞唛g隙較小而且固凸、凹模都采用CNC配作加工為主，因?yàn)橥?、凹模之間是存在一定的間隙，所以落下的廢料料、板件或者沖出的孔都帶有一定的錐度。落料件尺寸都要接近凹模刃口尺寸，且沖孔件的尺寸接近于凸模刃口的尺寸。所以計(jì)算凸模和凹模刃口的尺寸時(shí)，應(yīng)該按落料和沖孔兩種情況分別進(jìn)行估算。因此在確定模具刃口的尺寸和其中制造公差、刀口間隙的時(shí)，須遵循以下計(jì)算原則：（I）落料的時(shí)候以凹模尺寸為主要標(biāo)準(zhǔn)，首先先確定凹模刃口的尺寸；考慮到凸凹模刃口的直身尺寸在使用過(guò)程中會(huì)因磨損而增大很多，因此在固落料件基本尺寸之間應(yīng)取工件尺寸公差范圍較小尺寸為佳，而且落料凸模的基本尺寸就要按凹模基本尺寸相對(duì)的減至最小初始間隙；（II）凸模尺寸應(yīng)為沖孔時(shí)的主要標(biāo)準(zhǔn)，首先要確定凸模刃口的尺寸，再考慮到凸模尺寸在使用中因磨損而減小的因素，固沖孔件基本尺寸應(yīng)取工件尺寸公共差的范圍內(nèi)較大的尺寸為佳，而沖孔凹模的基本尺寸則須按凸模基本尺寸加上最小初始間隙之中來(lái)計(jì)算；（III）凹模和凸模的制造公差，是根據(jù)沖壓工件要求而設(shè)定的，一般來(lái)說(shuō)是取比沖壓工件精度高于2到3級(jí)之間的精度，同時(shí)還需考慮到凹模比凸模的加工要比較難，所以凹10

江西理工大學(xué)應(yīng)用科學(xué)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)模比凸模低一級(jí)。a):沖壓時(shí)落料時(shí)凹模刃口的尺寸。必須按照沖頭磨損情況的分類計(jì)算：i)凹模磨損后增大的尺寸，按[11]公式：DA=(Dmax-X△)計(jì)算，取δA=△/4，產(chǎn)品制件精度則為IT14級(jí)，所以X=0.5580:0.185=57.630.185（㎜）0.74DA1=(58-0.15×0.74)0000.1550.155380.62:=37.69（㎜）DA2=（38-0.5×0.62）0000.130.13300.52:（㎜）DA3=（30-0.15×0.52）0=29.74000.10750.1075160.43:（㎜）DA4=（16-0.5×0.43）0=15.7850

0

80.36: DA5=（8-0.15×0.36）0.09=7.180.09（㎜）

0 0ii)凹模磨損后不變的尺寸，按[10]公式：CA=（Cmin+X△）±0.15δA:計(jì)算，取δA=△/4，制件精度為IT14級(jí)，故X=0.15。17±0.215:Cd1=(17.785+0.5×0.43)±0.43/8=17±0.05375（㎜）；沖裁間隙是直接影響沖裁件的質(zhì)量和毛刺的大小，而且在正常沖裁情況下，間隙對(duì)沖裁力的影響不是很大，但間隙對(duì)卸力、推件力的影響卻影響很大的。間隙就是影響模具壽命的主要因素。間隙大小就是直接影響到摩擦面積的大小，間隙大小也直接影響產(chǎn)品毛刺大小，所以在滿足沖裁件質(zhì)量前提下，間隙一般都是取偏小的數(shù)值，這樣可以達(dá)到降低沖裁力與提高模具的壽命。查《冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)》表3-3可知Zmax=0.260㎜,Zmin=0.346㎜相應(yīng)凸模按凹模實(shí)際尺寸配作，保證最小合理間隙為0.256mm。沖孔凸模刃口尺寸。沖孔凸模為圓形，可按《冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)》公式dT=(dmin+x0計(jì)算，取δT=△/4，產(chǎn)品精度為IT14級(jí)，因此X=0.5?！?0.3000120:dT1=(6+0.5×0.30)=6.150.0750.0752.3.8模具架構(gòu)GS020模具第一套模具OP1011

王光坤GS020汽車發(fā)動(dòng)機(jī)底蓋沖壓模具的設(shè)計(jì)與制造圖2-9料片圖定位具 OP10凹模外限位安全擋板

下模座氮?dú)飧鬃訅|腳吊模塊 廢料滑槽 托板圖2-10OP10下模座12

江西理工大學(xué)應(yīng)用科學(xué)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)定位鍵

內(nèi)限位凸模圖2-11OP10上模座凹模圖2-12OP10下模俯視圖13

王光坤GS020汽車發(fā)動(dòng)機(jī)底蓋沖壓模具的設(shè)計(jì)與制造GS020模具第二套模具OP20圖2-13OP20料帶圖（整形）托板 凸模定位具導(dǎo)套 下模座二級(jí)廢料滑槽圖2-14OP20下模俯視圖14

江西理工大學(xué)應(yīng)用科學(xué)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)壓料板 凹模導(dǎo)柱托板上模座墊腳圖2-15OP20上模GS020模具第三套模具OP30定位具下模座導(dǎo)套外限位圖2-16OP30下模座15

王光坤GS020汽車發(fā)動(dòng)機(jī)底蓋沖壓模具的設(shè)計(jì)與制造凹模導(dǎo)柱圖2-17OP30上模GS020模具第四套模具OP40定位具

刀口凹模廢料滑槽銷釘導(dǎo)套圖2-18OP40下模座16

江西理工大學(xué)應(yīng)用科學(xué)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)導(dǎo)柱凸模頂料銷外限位托板模座2-19OP40上模座模具標(biāo)準(zhǔn)件和鋼料材質(zhì)的類型選擇2.4.1合銷2-20銷釘Pressfitondieset模座上是過(guò)盈配合；Slipfitondetails共它工件上是滑動(dòng)配合；0.3mmtotalforclearancehole模末端放負(fù)間隙，雙邊0.3mm。17

王光坤GS020汽車發(fā)動(dòng)機(jī)底蓋沖壓模具的設(shè)計(jì)與制造2.4.2導(dǎo)正銷Pressremovable,needbuttonforPRCforpilotandthestationnext要在模內(nèi)可快拆，導(dǎo)正銷沖孔和導(dǎo)正孔都需要模鈕；Pilottobepocketedorinsertedinstripper導(dǎo)正銷要鑲?cè)牖蚵袢朊摿习鍍?nèi)。2.4.3導(dǎo)柱導(dǎo)套Minimum4postdiesetwith21/2”pinsandlongseriesbushings.最少4個(gè)76mm的外導(dǎo)柱2.4.4標(biāo)準(zhǔn)沖頭Noheadtypepunch,balllockonly(heavyballlock)都要用重裁球鎖。2.4.5氮?dú)鈴椈身毑少?gòu)misumi標(biāo)準(zhǔn)氮?dú)鈴椈伞D2-20氮?dú)飧?.4.6模具常用鋼料表2-1模具材質(zhì)的選擇鋼種基本特性應(yīng)用碳素工具T7T10鋼在淬火加熱過(guò)程中過(guò)熱敏感度比T8小，以T10鋼應(yīng)用最鋼T8同時(shí)能獲得較細(xì)的晶粒和較高的硬度，淬火表廣，用于制造尺寸T10A面硬度可達(dá)為HRC61左右，具有一定的耐磨性，小、形狀簡(jiǎn)單和受T12A但缺點(diǎn)是淬透性較差，淬火變形大輕負(fù)荷的零件18

江西理工大學(xué)應(yīng)用科學(xué)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)續(xù)表2-1低合金工9Mn2V淬透性、耐磨性、淬火變形都要比碳素工具鋼可用于制造的形狀具鋼MnCrWV好，CrWMn鋼是低合金鋼，除了易形成網(wǎng)狀碳復(fù)雜，變形要求復(fù)CrWMn化物而使鋼的韌性變壞之外，還具備了其余的雜的小型模具9CrWMn低合金工具鋼的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)GCr15高合金工Cr12有很多的淬透性、耐磨性和熱處理變形小。但大多數(shù)用于制造承具鋼碳化物分布很不均勻而降低的強(qiáng)度。載大、沖次多、工件形狀復(fù)雜的沖壓Cr12MoV碳化物不均勻性較Cr12有很大的改善，強(qiáng)度和韌性都相對(duì)比較好模具高合金工Cr4W2MoV具有很高的淬透性和較高的回火穩(wěn)定性，淬火用于制造形狀的復(fù)具鋼硬度稍低于Cr12，熱處理后有較好的綜合機(jī)械雜冷沖、冷擠模具，性能，但熱加工工藝復(fù)雜，鍛造易開(kāi)裂，軟化利用的微變形特退火困難性，對(duì)制造小尺寸模具更為有益Cr2Mn2SiWMoV屬于共析鋼，淬透性高，空冷淬火變形很小，與Cr12相比碳化物分布較均勻，易鍛造，并耐磨，但軟化退火困難高速鋼空冷情況下能淬硬，有良好的耐磨性、淬透性，用于制造冷擠壓黑W18Cr4V綜合性能以6W6Mo5Cr4V最佳色金屬的凸、凹模W6Mo5Cr4V2以及小尺寸的模具Cr4V零件硬質(zhì)合金YG6以難熔金屬碳化物粉末和粘結(jié)劑混合，加壓成用于制造要求高耐YG8型，再燒結(jié)而成的一種合金。具有高硬度、高磨模具YG11耐磨性、高強(qiáng)度YG15鋼結(jié)硬質(zhì)GT35它是介于硬質(zhì)合金與合金工具鋼之間的新型用于制造形狀復(fù)雜合金TLMW50模具材料。經(jīng)退火軟化后，可進(jìn)行切削加工，的模具、高速?zèng)_模淬火變形極小中的主要工作零件聚氨酯橡8295\8290\82具有硬度高、高耐磨性、強(qiáng)度好、高彈性、耐用于沖壓薄材料模膠80\8270\8260撕裂的特點(diǎn)具的凸、凹模碳素結(jié)構(gòu)S45C硬度不高易切削加工,HYPERLINK"/search?word=%E8%A1%A8%E9%9D%A2%E7%A1%AC%E5%BA%A6&fr=qb_search_exp&ie=utf8"表面硬度較低，不耐磨用于模板，托料板鋼的特點(diǎn)入子高耐磨的淬透性良好,機(jī)械加工性良好，空冷就能硬化,用于刀口、沖頭、通用冷作SKD11無(wú)需擔(dān)心淬裂；熱處理變形非常小，淬火偏差凸凹模的制作。模具鋼極小，最適合有精度要求的模具，耐磨性極為優(yōu)秀,最適合用作銹鋼或高硬材料的沖裁模；韌性良好。

本次模具生產(chǎn)常用鋼材有S45C，SKD11，P20（3Cr2Mo）。2.4.7模具尺寸選擇根據(jù)客戶要求及沖壓力計(jì)算，及廠內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)要求，得出模具模板以下尺寸；19

王光坤GS020汽車發(fā)動(dòng)機(jī)底蓋沖壓模具的設(shè)計(jì)與制造托板尺寸：長(zhǎng)1940mm*寬1380mm*高50mm上模座：長(zhǎng)1600mm*寬1380mm*高80mm下模墊板：長(zhǎng)991*寬792mm*70mm下模座：長(zhǎng)1600mm*寬1380mm*100mm托板：長(zhǎng)1940mm*寬1380mm*高50mm20

江西理工大學(xué)應(yīng)用科學(xué)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)3 汽車模具的加工3.1模板件工藝分析模具加工工藝有：鉆床、研磨、銑床、車床、數(shù)控機(jī)床CNC。鉆床：是指用鉆頭在工件上加工孔時(shí)用的機(jī)床。通常以鉆頭旋轉(zhuǎn)為主要的運(yùn)動(dòng)方式，鉆頭軸的移動(dòng)是進(jìn)給運(yùn)動(dòng)或者旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。鉆床的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，加工精度比較低，但用于鉆通孔、盲孔，更換特殊的刀具，可擴(kuò)和锪孔與鉸孔或進(jìn)行攻絲等個(gè)方面的模具工件加工。加工過(guò)程中的工件一般不能動(dòng)，而是讓刀具移動(dòng)位子，將刀具中心點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)正孔中心點(diǎn)，并讓刀具轉(zhuǎn)動(dòng)。鉆床的特點(diǎn)加工方式簡(jiǎn)單、便捷、快速。磨床：指利用磨具對(duì)工件的表面進(jìn)行磨削和加工的機(jī)械機(jī)床。大多數(shù)磨床就是使用高速的旋轉(zhuǎn)不同規(guī)格的砂輪進(jìn)行磨削和加工，也有少數(shù)磨床是使用油石、砂帶等它磨具和游離磨料進(jìn)行的磨床加工。銑床:是指用銑刀在工件上加工各種表面或打點(diǎn)的機(jī)床。銑刀旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)主要運(yùn)動(dòng)，工件和銑刀的移動(dòng)則為進(jìn)給運(yùn)動(dòng)。它可以加工平面和溝槽，也可以加工不同的曲面和齒輪等銑床主要是用銑刀或者鉆頭對(duì)工件進(jìn)行銑削加工的機(jī)床。銑床除了能銑削溝槽、平面、輪齒、螺紋與花鍵軸外，數(shù)控銑床還可以加工復(fù)雜的型面，效率比刨床高很多，在機(jī)械制造與修理部門已經(jīng)得到了很大的廣泛應(yīng)用。車床：車床是主要用車刀對(duì)旋轉(zhuǎn)的工件進(jìn)行車削加工的機(jī)床。車床上還可以用鉆頭、擴(kuò)孔鉆、鉸刀、絲錐、板牙與滾花工具等這些工具進(jìn)行相應(yīng)的加工。數(shù)控CNC：數(shù)控加工意思為用數(shù)控加工的工具進(jìn)行的加工所成。CNC指數(shù)控機(jī)床都是由數(shù)控加工語(yǔ)言來(lái)進(jìn)行編程和控制，通常是G代碼。數(shù)控加工G代碼語(yǔ)言告訴了數(shù)控機(jī)床加工的刀具采用何種笛卡爾位置的坐標(biāo)，并控制了刀具進(jìn)給的速度與主軸的轉(zhuǎn)速，以及工具中用到的變換器、冷卻劑等功能。數(shù)控加工與手動(dòng)加工具相比有很大的優(yōu)勢(shì)，如數(shù)控加工生產(chǎn)出來(lái)的零件非常的精確而且有可重復(fù)性；數(shù)控加工也可以生產(chǎn)手動(dòng)加工時(shí)無(wú)法完成的復(fù)雜外形的零件。3.2模板件加工以及問(wèn)題點(diǎn)分析為了保證工件基準(zhǔn)點(diǎn)是一致的且保持精度，又能快速生產(chǎn)，不影響公司利益。為此對(duì)工件加工進(jìn)行分類。如下:托料板、浮板采用：CNC--鉆床--研磨—CNC2。第一次CNC對(duì)鋼料進(jìn)行粗加工，留余21

王光坤GS020汽車發(fā)動(dòng)機(jī)底蓋沖壓模具的設(shè)計(jì)與制造量單邊50mm，然后鉆床完成鉆孔攻牙，在對(duì)鋼板進(jìn)行研磨，研磨厚度需要準(zhǔn)并到數(shù)，為后面精加工做好準(zhǔn)備，接下來(lái)就是CNC2精加工，精加工就是為了防止鋼板變形，導(dǎo)致基準(zhǔn)偏位，這樣加工下來(lái)，即使鋼板在粗加工時(shí)有變形，也能有效挽救。模座和托板采用：研磨---CNCN---鉆床。由于模座厚度較大，在CNC開(kāi)粗時(shí)，幾乎不會(huì)由于CNC加工的切削力而發(fā)生變形，為此不需要研磨后在CNC精銑?？梢灾苯釉诘谝淮伍_(kāi)粗時(shí)實(shí)現(xiàn)精加工。沖頭、刀口、成型塊采用：鉆床—CNC1—熱處理—研磨—CNC2—線割。這些工件在模具上起著決定性因素，為此這些工件的材質(zhì)和精度也非常高，在加工上出現(xiàn)錯(cuò)誤，將直接對(duì)板件精度產(chǎn)生較大的影響。首先鉆床進(jìn)行打點(diǎn)鉆孔，然后CNC開(kāi)粗為發(fā)熱處理做準(zhǔn)備，由于沖頭、型面、刀口需要高硬度，為此需要發(fā)熱處理加硬，因?yàn)闊崽幚礓搲K將發(fā)生變形，為此需要磨床對(duì)鋼塊基準(zhǔn)進(jìn)行研磨并校直，為后續(xù)加工做準(zhǔn)備，然后再CNC精加工，再線割線割外形，這樣加工出來(lái)的工件將會(huì)達(dá)到一個(gè)較高的要求。3.3主要模板件精銑的選擇（單銑和拼銑的選擇）在模具中起著較為重要地位的工件需要拼銑，如導(dǎo)套孔，導(dǎo)板基座，成型面等。在模具中起著輔助作用的工件可以選擇單銑。如托板、氮?dú)飧鬃?、浮料板等?.4模板的工藝流程模具鋼板加工工藝流程圖如圖3-1設(shè)計(jì)出圖采購(gòu)下單買料鋼料回廠品檢檢測(cè)倉(cāng)庫(kù)發(fā)料加工鉆床CNC1熱處理磨床CNC2精加工線割圖3-1工藝流程圖22

江西理工大學(xué)應(yīng)用科學(xué)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)4 汽車模具的組裝制作4.1.模板件組裝的前的整理模具組裝前的整理對(duì)于模具組立及后期維護(hù)維修起著非常重要的一步。（1）倒角、清理工件毛刺；這樣在組立中可以迅速將工件鑲?cè)腈I槽中，并能防止一些沖頭在沖裁料片時(shí)折彎沖頭沒(méi)有倒角出現(xiàn)拉傷現(xiàn)象。（2）刻編碼、刻硬度；這樣對(duì)工件維修及新制起了關(guān)鍵性的一步，可以很快的找到要新制的工件編碼。為后期模具的維護(hù)起了很大的幫助。（3）噴防銹油；在鋼塊上噴上適量的防銹油。由于模具在組立和調(diào)試的時(shí)候需要很長(zhǎng)一段時(shí)間，如果沒(méi)有做好防銹工作，那么模具將會(huì)快速生銹，這樣模具精度要求將會(huì)下降。4.2.模板件組裝過(guò)程與模板件的功能確定組立模具時(shí)須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)裝配圖進(jìn)行組立裝配，不然在試模時(shí)將產(chǎn)生干涉。4.3.模板件的調(diào)試過(guò)程（1）當(dāng)板件第一次試模時(shí)，可以將打出來(lái)的板件進(jìn)行檢測(cè)，當(dāng)料邊大出公差時(shí)，可以對(duì)上模沖頭進(jìn)行減料修改，對(duì)下模刀口進(jìn)行補(bǔ)料修改。（2）當(dāng)板件型面超差大于公差時(shí)，可以對(duì)下模進(jìn)行打磨，對(duì)上模進(jìn)行加墊片。（3）當(dāng)料邊小出公差時(shí)，可以對(duì)上模沖頭進(jìn)行補(bǔ)料修改，對(duì)下模刀口進(jìn)行減料修改。（4）當(dāng)板件型面超差小于公差時(shí)，可以對(duì)下模進(jìn)行加墊片。，對(duì)上模進(jìn)行打磨。4.4.模具組裝和調(diào)試的問(wèn)題分析4.4.1組裝問(wèn)題分析（1）、模具組裝實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)a、模具組裝時(shí)應(yīng)注意上下模（或動(dòng)定模）在合模狀雙手（一手扶上模，另一手托下模）是要注意輕放與穩(wěn)放。b、進(jìn)行模具組裝工作之前必須要檢查工具是否一切正常，并且按手動(dòng)工具安全操作的規(guī)程操作,必須注意正確使用工量具。c、組裝模具時(shí)，應(yīng)首先了解模具的工作性能和基本結(jié)構(gòu)及各部分重要性，按次序組裝。23

王光坤GS020汽車發(fā)動(dòng)機(jī)底蓋沖壓模具的設(shè)計(jì)與制造d、拆卸零的部件應(yīng)該放在一起，不要隨意丟放，注意放穩(wěn)放好，工作地點(diǎn)要經(jīng)常保持清潔干凈，通道中不準(zhǔn)放置零部件和工具。e、拆卸的模具彈性零件應(yīng)該要防止零件突然彈出傷人事故。f、傳遞物件時(shí)一定要要小心，不可以隨意投擲，以免傷及他人。g、不能拿組裝的工具玩耍和打鬧，以免傷人。h、組裝結(jié)束后，務(wù)必清點(diǎn)工具。(2)、組立常見(jiàn)問(wèn)題：a、沖頭和刀口對(duì)不上；b、托料板干涉；c、銷釘和螺絲孔不一致；d、導(dǎo)柱孔偏大；以上問(wèn)題經(jīng)常出現(xiàn)在組裝上面，合理的處理以上問(wèn)題，將對(duì)組裝帶來(lái)很大的方便，也可以節(jié)省很多時(shí)間。對(duì)于上面問(wèn)題處理方案有：1、檢查手上的工件是否按圖紙加工，加工尺寸是否正確。2、檢查模座加工是否正確，尺寸是否正確，因?yàn)槟Ｗe(cuò)誤，將導(dǎo)致上下模座孔位刀口全部對(duì)不上。3，檢查托料板加工是否能到位，讓位是否加工到數(shù)，確定讓位尺寸是否按圖紙加工。4、檢查刀口間隙是否正確，是否有放間隙。5、檢查設(shè)計(jì)3D和2D是否對(duì)得上，可以采用跌圖法進(jìn)行審核。6、查看加工程序是否有誤。對(duì)以上問(wèn)題進(jìn)行審核后，查明原因后再對(duì)工件進(jìn)行修改或者新制。這樣既能防止在合模時(shí)模具沖頭有干涉導(dǎo)致模具打爆，又能很對(duì)的將模具組立完畢。4.4.2模具調(diào)試汽車模具調(diào)試并不是簡(jiǎn)單的壓制出不裂和不皺的制件。首先就是要保證模具的著色、壓件的頻次、沖壓件面品等個(gè)方面的要求,其次應(yīng)該是在CAE文件指導(dǎo)下進(jìn)行調(diào)試并且滿足其中預(yù)測(cè)的指標(biāo),如拉長(zhǎng)延件收料線尺寸、變薄率、應(yīng)變值等要求。調(diào)試之前的模具必須要經(jīng)過(guò)數(shù)字化虛擬合模的檢測(cè),并且應(yīng)該盡量的做到連線調(diào)試。高精度加工與虛擬合模的檢測(cè)監(jiān)控使得上下模型面符合變得更加簡(jiǎn)單,研修工作不斷減少,調(diào)試的重點(diǎn)將轉(zhuǎn)移到制件品質(zhì)的提升和調(diào)試的結(jié)果系統(tǒng)的反饋紀(jì)錄當(dāng)中。調(diào)試沖壓件數(shù)字測(cè)量的結(jié)果(如變薄的測(cè)量、ARGUS以及數(shù)字化的應(yīng)變測(cè)量、ATOS數(shù)字化型面的測(cè)量等數(shù)據(jù))都要統(tǒng)一的分析,這些測(cè)量的結(jié)果反饋的是將有助于CAE分析中對(duì)變薄極限以及至破裂情況的重新判定,有助于沖壓工藝的水平提升,對(duì)于調(diào)試的實(shí)際指導(dǎo)也更具有針對(duì)性。（1）調(diào)試前準(zhǔn)備24

江西理工大學(xué)應(yīng)用科學(xué)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)品標(biāo)、CAE分析報(bào)告、模具檢測(cè)報(bào)告。（2）狀態(tài)確定導(dǎo)向涂紅丹粉的確認(rèn)過(guò)程當(dāng)中,以平衡這塊為基準(zhǔn),壓料面均布鉛絲6~10左右處確認(rèn)壓料面的間隙,或者是在平緩處對(duì)稱墊同等的料厚,其他區(qū)域均布鉛絲6~20左右處,確認(rèn)型面的間隙。（3）研壓料面上模壓料面為基準(zhǔn)的范圍內(nèi)。板料兩面都涂紅丹粉,根據(jù)板料著色的情況用砂輪機(jī)進(jìn)行研究配制。研壓的料面必須帶有平衡塊。壓料面的著色率在90%以上。壓料筋以內(nèi)的必須著色均勻。（4）壓料面蹭光搖搖型面的蹭光,修整凸R圓角。在用銼刀修整R切點(diǎn)。（1）打出板件進(jìn)行檢測(cè)。五個(gè)板件以上送入品檢檢測(cè)。25

王光坤GS020汽車發(fā)動(dòng)機(jī)底蓋沖壓模具的設(shè)計(jì)與制造5 結(jié)論高精密復(fù)雜模具的設(shè)計(jì)與制造在模具行業(yè)所占比例越來(lái)越高,如何在保證模具質(zhì)量和精度的基礎(chǔ)上縮短模具開(kāi)發(fā)和制造周期、降低生產(chǎn)成本等是我國(guó)模具工業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)之一。CAD/CAM在模具工業(yè)中的應(yīng)用于推廣是解決上述問(wèn)題的主要方法。本課題借助CAD軟件釆用并行設(shè)計(jì)方法對(duì)GS020模具進(jìn)行模具設(shè)計(jì),并借助相關(guān)的CAM軟件對(duì)模具加工過(guò)程進(jìn)行模擬仿真、過(guò)程優(yōu)化得到合適的加工方案后自動(dòng)生產(chǎn)數(shù)控代碼對(duì)零件進(jìn)行數(shù)控加工,通過(guò)對(duì)該模具進(jìn)行實(shí)際加工、試模、生產(chǎn)等得到以下結(jié)論:(1)、汽車模采用了CAD/CAE技術(shù)以及對(duì)模具產(chǎn)品的成形過(guò)程各個(gè)階段都進(jìn)行定量和決定性描述,在模具的制造之前發(fā)現(xiàn)很多并及時(shí)改正的設(shè)計(jì)問(wèn)題,大大濃縮了產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期降低成本的概率。(2)、提高生產(chǎn)效率上,以高速切削加工及使用較大的進(jìn)給率和生產(chǎn)力,比平常的切削效率要提高5到10倍左右,材料切除率也可提高3到6倍之間。(3)、提高加工質(zhì)量的同時(shí),由于主軸高速的旋轉(zhuǎn)使得刀具切削的激勵(lì)的頻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于工藝系統(tǒng)的固有的頻率,工藝系統(tǒng)不會(huì)因此產(chǎn)生受迫振動(dòng),從而保證良好的加工狀態(tài)。但由于切削深度和切削寬度和切削力都比較小,使得工件和刀具變形而減小,容易保持的尺寸的精確性,同時(shí)切削會(huì)使破壞層變薄,殘余應(yīng)大大力降低,可實(shí)現(xiàn)高精度和低粗糙度的加工。(4)、加工能耗低和節(jié)省制造的資源,消耗單位功率所帶來(lái)的金屬切除率高、能耗低和工件的制作周期減短,也可降低能耗和提高設(shè)備的利用率,從而降低了切削和加工在制造系統(tǒng)資源總量中所帶來(lái)的比例,更具有可持續(xù)發(fā)展性和長(zhǎng)久性。（5）、簡(jiǎn)單化精致了加工工藝的流程,在常規(guī)的切削加工中不能只是加工淬火后的材料,淬火變形通常都是由于放電加工和人工修整來(lái)完成的,采用的高速切削則可以很直接的加工淬火的材料,但在多數(shù)情況下可完全或者是大部分省去放電加工工序,很大程度上減少了電極的使用同時(shí)還能消除因放電加工所帶來(lái)的表面硬化問(wèn)題,減少或免除了人工光整加工。26

江西理工大學(xué)應(yīng)用科學(xué)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)辭從寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告一直到現(xiàn)在論文定稿，經(jīng)過(guò)將近半年的忙碌實(shí)踐和研究奮斗，終于完成的差不多了，寫(xiě)致謝詞了，心里的壓力也放下了一些，但我也即將結(jié)束我四年的大學(xué)生涯了。對(duì)于曾經(jīng)給過(guò)我?guī)椭椭С值睦蠋熀屯瑢W(xué)們我，我在這里對(duì)你們表示衷心的感謝。是你們一直對(duì)我悉心指導(dǎo)和艱苦相伴，讓我學(xué)會(huì)了自立自強(qiáng)，成為了在困難面前不低頭的男子漢。也是你們一直對(duì)我的循循善誘和精心點(diǎn)撥，讓我的大學(xué)四年過(guò)的精彩不留遺憾。在這里首先要感謝我的導(dǎo)師楊斌老師。在本論文的撰寫(xiě)過(guò)程中，楊老師一邊要面對(duì)他繁重的工作，一邊還要百忙之中抽出時(shí)間耐心的指導(dǎo)我們，從論文選題到如何查閱資料，再到開(kāi)題報(bào)告的完成和論文正文的反復(fù)修改，直到最后的定稿，這其中的每一個(gè)環(huán)節(jié)，甚至每一個(gè)小細(xì)節(jié)的完善、格式的矯正等，楊老師都給予了我們悉心的指導(dǎo)。他治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、知識(shí)淵博、誨人不倦，不論是學(xué)術(shù)還是為人上都是我應(yīng)該學(xué)習(xí)的榜樣。由于我的論文研究角度比較新，因此在資料搜集和文章構(gòu)思上都給我?guī)?lái)了很多的難度。第一次的初稿被楊老師評(píng)價(jià)思路混亂、條理不清，他不厭其煩地細(xì)心的給我引導(dǎo)、講解，推薦相關(guān)書(shū)籍給我看。在接下來(lái)的修改中，我還是出現(xiàn)了很多問(wèn)題，楊老師仍然細(xì)心地糾正其中的不足，不允許有一點(diǎn)小的錯(cuò)誤。楊老師是嚴(yán)格的，他能看出你的文章到底是文字的簡(jiǎn)單堆砌還是用心進(jìn)行了改進(jìn)，他不容許馬虎和漫不經(jīng)心的態(tài)度。我除了敬佩楊老師的專業(yè)水平外，他的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和學(xué)術(shù)研究的精神也將對(duì)我日后的學(xué)習(xí)和工作起到積極的影響。其次，要感謝和我一同與楊老師做論文的同學(xué)，他們除了和我一起相伴共同努力之外，還給我的文章出謀劃策，想了不少的好點(diǎn)子。在論題的確定中，給了我很多的建議，也開(kāi)闊了我的思路和眼光。在尋找資料的時(shí)候，如果有適合我的，她們也會(huì)主動(dòng)提供給我，幫我解決了很多問(wèn)題。如果沒(méi)有她們的幫助，要完成我的畢業(yè)論文也是比較困難的，所以很感謝你們這幫校友的幫助。當(dāng)然在這里也要感謝我的家人，想到你們總會(huì)讓我的心里踏實(shí)而溫暖，你們的哺育之恩、養(yǎng)育之恩，我當(dāng)永世不忘，也定用一生報(bào)答！對(duì)于各位的恩情，我無(wú)以回報(bào)，唯有乘風(fēng)破浪，展翅高飛以求不負(fù)眾望。27

王光坤GS020汽車發(fā)動(dòng)機(jī)底蓋沖壓模具的設(shè)計(jì)與制造參考文獻(xiàn)[1]吳詩(shī)惇主編．沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)[M]．西安：西北工業(yè)大學(xué)出版社，2001,59-68.[2]徐慧民主編.模具制造工藝學(xué)[M]．北京：北京理工大學(xué)出版社,2004.43-68.[3]吳詩(shī)惇主編.沖壓工藝學(xué)[M].西安：西北工業(yè)大學(xué)出版社,1987.12-25.[4]《模具制造手冊(cè)》編寫(xiě)組.模具制造手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1997.14-15.[5]宋寶玉.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)[M].北京：高等教育出版社，2006.12-21.[6]中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì).沖模模架[M].北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2007孔曉玲.68-110.[7]孔曉玲.公差與技術(shù)測(cè)量[M].北京：北京大學(xué)出版社，2009.20-55.[8]胡仁喜，康士延，劉昌麗等主編.Pro/ENGINEERWildfire5.0中文版模具設(shè)計(jì)從入門到精通[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009.1-9.梁耀能主編.工程材料及加工工程[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001.23-32.曾霞文徐政坤主編.冷沖壓工藝及模具設(shè)計(jì)[M].長(zhǎng)沙：中南大學(xué)出版社，2006.1-10.王芳主編.冷沖壓模具設(shè)計(jì)指導(dǎo)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1999.21-22.王孝培主編.沖壓手冊(cè)（修訂本）[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1988.23-25.[13]boussetta,CoupezT，F(xiàn)oumentL(2006)Adaptiveremeshingbasedonaposteriorerrorestimationforforgingsimulation.ComputMethApplNechEng195:6626-6645[14]ChenotJ-l,MassoniE(2006)Finteelementmodellingandcontrolofnewmetalformingprocesses.IntJMathToolsManuf46:1194-120028

江西理工大學(xué)應(yīng)用科學(xué)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)錄一AnAnalysisofDraw-WallWrinklinginaStampingDieDesignWrinklingthatoccursinthestampingoftaperedsquarecupsandsteppedrectangularcupsisinvestigated.Acommoncharacteristicofthesetwotypesofwrinklingisthatthewrinklesarefoundatthedrawwallthatisrelativelyunsupported.Inthestampingofataperedsquarecup,theeffectofprocessparameters,suchasthediegapandblank-holderforce,ontheoccurrenceofwrinklingisexaminedusingfiniteelementsimulations.Thesimulationresultsshowthatthelargerthediegap,themoresevereisthewrinkling,andsuchwrinklingcannotbesuppressedbyincreasingtheblank-holderforce.Intheanalysisofwrinklingthatoccurredinthestampingofasteppedrectangularcup,anactualproductionpartthathasasimilartypeofgeometrywasexamined.Thewrinklesfoundatthedrawwallareattributedtotheunbalancedstretchingofthesheetmetalbetweenthepunchheadandthestepedge.Anoptimumdiedesignforthepurposeofeliminatingthewrinklesisdeterminedusingfinite-elementanalysis.Thegoodagreementbetweenthesimulationresultsandthoseobservedinthewrinkle-freeproductionpartvalidatestheaccuracyofthefinite-elementanalysis,anddemonstratestheadvantageofusingfinite-elementanalysisforstampingdiedesign.Keywords:Draw-wallwrinkle;Stampingdie;Steppedrectangularcup;Taperedsquarecups1.IntroductionWrinklingisoneofthemajordefectsthatoccurinthesheetmetalformingprocess.Forbothfunctionalandvisualreasons,wrinklesareusuallynotacceptableinafinishedpart.Therearethreetypesofwrinklewhichfrequentlyoccurinthesheetmetalformingprocess:flangewrinkling,wallwrinkling,andelasticbucklingoftheundeformedareaowingtoresidualelasticcompressivestresses.Intheformingoperationofstampingacomplexshape,draw-wallwrinklingmeanstheoccurrenceCorrespondenceandoffprintrequeststo:ProfessorF.-K.Chen,DepartmentofMechanicalEngineering,NationalTaiwanUniversity,No.1RooseveltRoad,Sec.4,Taipei,Taiwan10617.E-mail:fkchen@.twofwrinklesinthediecavity.Sincethesheetmetalinthewallareaisrelativelyunsupportedbythetool,theeliminationofwallwrinklesismoredifficultthanthesuppressionofflangewrinkles.Itiswellknownthat

additionalstretchingofthematerialintheunsupportedwallareamaypreventwrinkling,andthis29

王光坤GS020汽車發(fā)動(dòng)機(jī)底蓋沖壓模具的設(shè)計(jì)與制造canbeachievedinpracticebyincreasingtheblankholderforce;buttheapplicationofexcessivetensilestressesleadstofailurebytearing.Hence,theblank-holderforcemustliewithinanarrowrange,abovethatnecessarytosuppresswrinklesontheonehand,andbelowthatwhichproducesfractureontheother.Thisnarrowrangeofblank-holderforceisdifficulttodetermine.Forwrinklesoccurringinthecentralareaofastampedpartwithacomplexshape,aworkablerangeofblank-holderforcedoesnotevenexist.Inordertoexaminethemechanicsoftheformationofwrinkles,Yoshidaetal.[1]developedatestinwhichathinplatewasnon-uniformlystretchedalongoneofitsdiagonals.Theyalsoproposedanapproximatetheoreticalmodelinwhichtheonsetofwrinklingisduetoelasticbucklingresultingfromthecompressivelateralstressesdevelopedinthenon-uniformstressfield.Yuetal.[2,3]investigatedthewrinklingproblembothexperimentallyandanalytically.Theyfoundthatwrinklingcouldoccurhavingtwocircumferentialwavesaccordingtotheirtheoreticalanalysis,whereastheexperimentalresultsindicatedfourtosixwrinkles.Narayanasamyan